KR20140086980A - 기판의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

양면에 금속막이 부착된 절연기재(2)에 대해 상기 금속막을 부분적으로 제거하여 내층회로(3)를 형성하는 내층회로 형성공정과, 상기 절연기재(2)의 양면 각각에 제1 절연수지(4)를 잉크젯 방식에 의해 도포하여 절연층(5)을 형성하는 절연층 형성공정을 구비하고, 상기 절연층 형성공정에서 상기 제1 절연수지(4)를 도포하는 동시에 상기 내층회로(3)가 부분적으로 노출되는 비아홀(6)을 형성한다. 따라서 레이저 등에 의해 별도로 비아홀을 형성하는 공정이 필요 없어 비교적 저렴해지고, 제조 공정을 간략화 할 수 있다.

Description

기판의 제조 방법{SUBSTRATE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 잉크젯 기술을 이용한 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
종래에는, 비아홀(via hole)의 형성에 의해 고밀도 접속이 실현된 다층 기판(HDI)을 제조하는 경우 그 절연층의 형성에 있어서, 프리프레그(prepreg) 및 동박(copper foil)을 진공 프레스(vaccum press) 등으로 적층(積層) 경화(硬化)시키고, 비아홀 형성 부분의 동박을 에칭(etching) 등으로 제거한 후, 레이저 가공에 의해 비아홀을 형성하였다. 또는 동박에 표면 처리를 수행하고 직접 레이저 가공에 의해 비아홀을 형성하였다.
비아홀을 형성하는 다른 방법으로는, 니스 모양의(varnish-like) 잉크 수지(resin)를 스크린 인쇄(screen printing), 커튼 코트(curtain coat), 롤 코터(roll coater) 또는 스프레이 등에 의해 경질(硬質)의 코어 기판의 양면 전체에 균일하게 도포(塗布)한 후, 노광(exposure)과 현상(development)에 의해 형성하거나(수지가 감광성인 경우), 프리프레그와 마찬가지로 레이저에 의해 형성하는 것이 있다(예를 들어 특허문헌1 참조).
그러나, 이러한 방법에서 레이저를 이용하는 경우에는 비싼 레이저 가공 장치가 필요하다. 또한, 레이저 가공 조건에 따라 접속 불량의 원인이 될 수도 있다. 또한, 감광성 수지를 이용하는 경우에는, 당해 수지가 기판의 절연층이 될 재료로서 항상 충분한 특성을 가지고 있지 않고, 재료 선택의 자유도(degree of freedom)가 없으며, 기판에 이용될 수 있는 감광성 수지는 일반적으로 고가이다.
일본 특개2009-10266호공보
본 발명은, 레이저 또는 감광성 수지를 이용하여 비아홀을 형성하는 방법에 비해, 비교적 저렴하고 제조공정을 간략화 할 수 있는 기판의 제조방법이다.
본 발명에서는, 양면에 금속막(metal film)이 부착된 절연기재(insulating base material)에 대해 상기 금속막을 부분적으로 제거하여 내층 회로를 형성하는 내층 회로 형성 공정과, 상기 절연기재의 양면 각각에 제1 절연수지를 잉크젯 방식에 의해 도포하여 절연층을 형성하는 절연층 형성 공정을 구비하고, 상기 절연층 형성 공정에서 상기 제1 절연수지를 도포하는 동시에 상기 내층 회로가 부분적으로 노출되는 비아홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 기판의 제조 방법을 제공한다.
바람직하게는, 상기 절연층 형성공정에서, 상기 제1 절연수지를 자외선 경화성 수지로 하고, 상기 제1 절연수지가 상기 절연기재의 표면에 탄착(彈着)된 직후에 상기 탄착 위치에 자외선을 조사한다.
바람직하게는, 상기 절연층 형성공정에서, 상기 비아홀이 되어야 할 위치를 둘러싸는 위치에 상기 제1 절연수지를 탄착시킨 후 경화시켜 토수부(土手部)를 형성한 다음 상기 절연층을 형성한다.
바람직하게는, 상기 내층회로 형성 공정 후 상기 절연층 형성 공정 전에, 상기 내층회로가 형성된 상기 절연기재의 표면에 코로나(corona) 처리, 저압 UV 조사 처리 또는 플라즈마 처리를 실시한다.
바람직하게는, 상기 절연층 형성 공정 후, 상기 절연층의 표면에 도전성 금속으로 이루어진 외층회로를 형성하는 외층회로 형성 공정과, 상기 절연층의 표면에 제2 절연수지를 잉크젯 방식에 의해 선택적인 위치에 도포하여 레지스트층(resist layer)을 형성하는 레지스트층 형성 공정을 더 구비했다.
본 발명에 따르면, 잉크젯 방식에 의해 절연층을 형성하기 때문에, 절연층의 형성과 동시에 비아홀을 형성할 수 있다. 따라서 레이저 등에 의해 별도로 비아홀을 형성하는 공정이 필요 없어 비교적 저렴해지고, 제조 공정을 간략화 할 수 있다.
또한, 제1 절연수지를 자외선 경화성 수지로 하고, 이 제1 절연수지가 절연기재의 표면에 탄착된 직후, 탄착 위치에 자외선을 조사하여 제1 절연수지가 필요 이상으로 젖어 퍼지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 비아홀이 되어야 할 위치를 둘러싸는 위치에 제1 절연수지를 탄착시킨 후 경화시켜 토수부를 형성하고, 그 후에 절연층을 형성하기 때문에 토수부에 의해 비아홀의 위치가 미리 정해진다. 이를 통해 확실하게 비아홀을 형성할 수 있다.
또한, 내층회로가 형성된 절연기재의 표면에 코로나 처리, 저압 UV 조사 처리 또는 플라즈마 처리를 실시하여, 절연기재의 표면 개질(reforming)을 수행하고, 제1 절연수지에 대한 젖음성(wettability)을 최적화할 수 있다. 특히, 수지와 구리가 혼재되어 있는 절연기재에 대해서 이와 같은 젖음성의 최적화를 수행하는 것이 유용하다. 장치의 가격 및 유지 비용 등을 고려하면 코로나 처리가 바람직하다.
또한, 잉크젯 방식에 의해 레지스트층을 형성하여 비아홀 부분이 개구된 레지스트층을 형성할 수 있으며, 별도로 레지스트에 대해 비아홀 부분을 개구시키기 위한 공정은 불필요하다.
도 1은 본 발명에 따른 기판의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 개략도이다.
도 2은 본 발명에 따른 기판의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 기판의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 기판의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른 기판의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명에 따른 기판의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명에 따른 기판의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 개략도이다.
도 8은 본 발명에 따른 기판의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 개략도이다.
도 9는 본 발명에 따른 기판의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 개략도이다.
도 10은 토수부를 형성한 경우의 예를 나타낸 개략도이다.
본 발명에 따른 기판의 제조방법은, 우선 내층회로 형성 공정을 수행한다. 내층회로 형성 공정은, 우선 도 1에 나타낸 바와 같이, 양면에 금속막(1)이 부착된 절연기재(2)를 준비한다. 금속막(1)은 예를 들면 동박이다. 그리고, 도 2에 나타낸 바와 같이, 금속막(1)을 부분적으로 제거하여 패턴형성된 내층회로(3)를 형성한다.
다음은, 절연층 형성 공정을 수행한다. 절연층 형성 공정에서는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 절연기재(2)의 양면 각각에 제1 절연수지(4)를 잉크젯 방식에 의해 도포하여 절연층(5)이 형성된다. 제1 절연수지(4)는 공지의 잉크젯 장치를 이용하여 분출장치(8)의 노즐(7)에서 분출되어 절연기재(2)(또는 내층회로(3)) 상에 탄착된다. 노즐(7)은 절연기재(2)에 대해 일 방향으로 이동한다(도 3의 화살표 A방향). 이 때, 잉크젯 방식의 특성을 이용하여, 제1 절연수지(4)는 선택적으로 절연기재(2) 상에 탄착되고, 동시에 비아홀(6)이 형성된다. 이 비아홀(6)은 내층회로(3)를 부분적으로 노출하는 위치에 형성된다. 따라서, 제1 절연수지를 도포하여 절연층(5)이 형성되는 동시에 비아홀(6)이 형성된다. 이와 같이 잉크젯 방식에 의해 절연층(5)을 형성하면 레이저 등에 의해 별도로 비아홀(6)을 형성하는 공정이 필요 없어 비교적 저렴해지고, 제조공정을 간략화 할 수 있다. 이 절연층(5)은 절연기재(2)의 단면마다 형성되고 최종적으로 양면에 형성된다. 이 공정을 거치면, 도 4에 나타낸 바와 같이, 비아홀(6)이 형성된 절연층(5)이 형성된다.
비아홀(6)이 형성되는 시점에서, 비아 바닥의 디스미어(desmear) 처리는 불필요하다. 상술한 바와 같이, 레이저 등을 이용하여 비아홀(6)을 형성한 경우에는 비어 바닥에 스미어(smear)가 발생하기 때문에, 비어 바닥의 접속 불량을 방지하기 위해 디스미어 처리가 필요하다. 그러나 절연층(5)과 비아홀(6)을 동시에 형성하는 본 발명은, 이러한 스미어가 발생하지 않으므로 디스미어 처리가 불필요하다. 특히, 잉크젯 방식을 이용하면 자외선으로 즉시 경화시키면서 절연층(5)을 형성하므로, 액류(液流)가 발생하지 않고 절연층(5)의 형상은 변형(deform)되지 않는다. 또한, 액적(液滴)의 크기나 피치(pitch)를 변경하여 소경(small diameter)(μm 크기)을 갖는 비아홀(6)의 형성이 가능해진다. 이러한 효과는, 스크린 인쇄를 이용하여 절연층(5)과 비아홀(6)을 동시에 형성하는 경우에 비해 특히 유리하다. 즉, 스크린 인쇄에서는 절연층의 경화까지 시간이 걸리기 때문에, 액류가 발생하고 절연층의 형상이 변형될 우려가 있다. 또한 스크린 인쇄에서는 소경의 비아홀을 형성하는 것이 곤란하다.
비아홀(6)을 정밀하게 또는 소경의 비아홀을 형성하려면, 잉크젯 방식에 의한 제1 절연수지(4)의 액적을 작게 하여 해상도를 높이는 것이 필요하다. 이 방법으로는, 잉크젯 헤드의 노즐 피치를 단순히 줄이는 방법이 있다. 또는, 여러 노즐 헤드를 조합하여 노즐 위치를 서로 쉬프팅(shifting)하여 배치하거나, 헤드를 헤드의 진행 방향에 대해 비스듬히 취부(取付)하여 실질적으로 노즐 피치를 줄이는 방법 등이 있다. 이러한 방법을 이용하는 경우에는, 액적의 사출(射出) 타이밍을 서로 쉬프팅하여 탄착시킬 필요가 있기 때문에, 장치를 제어하는 컴퓨터 및 그 프로그램에 대응가능하게 할 필요가 있다.
또한, 잉크젯 방식에 대응하기 위하여, 사출 도포되는 제1 절연수지(4)는 잉크젯 장치에서 사용할 수 있는 점도(粘度)의 것을 이용한다. 특히, 절연층(5)을 형성하는 제1 절연수지(4)가 절연기재(2) 및 내층회로(3) 모두에 탄착될 때 젖음 확산성이 중요하다. 젖음 확산성이 크면 제1 절연수지(4)가, 형성되어야 하는 비아홀(6) 내부나 절연기재(2)의 외측으로 흘러 버려 해상도를 열화(劣化)시키는 요인이 된다. 또는, 도포 두께의 제어가 곤란하게 된다. 젖음 확산성이 작으면, 극단적인 경우 액적이 볼(ball) 형상으로 잔존한 채 경화되거나 액을 튕기거나 해버린다.
이 젖음 확산성을 최적으로 하려면, 제1 절연수지(4)가 도포되는 절연기재(2)의 젖음성을 최적화하면 된다. 특히, 본 발명이 전제로 하고 있는 수지(절연기재(2))와 구리(내층회로(3))가 혼재되어 있는 절연기재(2)에 대해서 이와 같은 젖음성의 최적화를 수행하는 것이 유용하다. 이 최적화는, 내층회로 형성 공정 후 절연층 형성 공정 전에 내층회로(3)가 형성된 절연기재(2)의 표면에 코로나 처리, 저압 UV 조사 처리 또는 플라즈마 처리를 실시하면 된다. 이에 따라, 절연기재(2)의 표면 개질을 수행하여 제1 절연수지(4)에 대한 젖음성을 최적화할 수 있다. 장치의 가격 및 유지 비용 등을 고려하면 코로나 처리가 바람직하다.
또한, 잉크젯 장치에는 자외선을 조사하기 위한 조사장치(9)가 더 구비되어 있고, 이 조사장치(9)는 이동방향 A에 대해 분출장치(8)를 추종(追從)하여 이동 가능하다. 구체적으로는, 잉크젯 장치의 잉크젯 헤드의 연장상에 조사장치(9)를 취부하고, 잉크젯 헤드가 움직이는 구조의 경우, 이와 동시에 조사장치(9)도 움직이는 구조로 한다. 제1 절연수지(4)를 자외선 경화성 수지로 하면, 제1 절연수지(4)가 절연기재(2)의 표면에 탄착한 직후에 이 탄착 위치에 자외선(P)이 조사된다. 이에 의하여 제1 절연수지(4)는 경화 또는 반경화 되어, 제1 절연수지(4)가 필요 이상으로 젖어 퍼지는 것을 방지할 수 있다. 이 경화는 적어도 수지(4)가 흐르지 않을 정도로만 굳어 있으면 된다. 이와 같이, 수지(4)를 탄착 직후에 경화시킴으로서, 절연기재(2)에 대해 한 면씩 도포하는 경우 필요한 프리큐어(pre-cure) 공정이 불필요하다. 또한, 제1 절연수지(4)를 자외선 경화성 수지 및 열경화성 수지로 하고 절연층(5)을 형성한 후 열처리를 수행하여 제1 절연수지(4)를 경화시키는 것이 바람직하다.
또한, 절연층 형성공정에 있어서, 상술한 바와 같이, 절연기재(2)에는 내층회로(3)가 형성되어 있기 때문에 요철형상(uneven shape)으로 되어 있다. 이와 같은 부분에 스크린 인쇄 등을 수행하면 인쇄 후의 표면에도 요철형상이 남아 버린다. 본 발명이 적용하는 잉크젯 방식에서는, 요철형상의 오목한 부분을 겨냥하여 더 많은 수지를 도포할 수 있으므로, 표면의 균일화가 가능하다.
또한, 절연층 형성공정을 수행함에 있어서, 비아홀(6)이 되어야 할 위치를 둘러싸는 위치에 제1 절연수지(4)를 탄착하고 이를 경화시켜 토수부(土手部)(10)(도 10 참조)를 형성하고, 그 후에 절연층(5)을 형성할 수 있다. 구체적으로는, 비아홀(6)이 되어야 할 위치의 주위에 몇 점(액적)을 도포하여 토수부(10)를 형성하고, 이 토수부(10)를 경화시킨 후 토수부(10)의 외측(비아홀(6)을 형성하지 않는 측)에 대하여 제1 절연수지(4)를 도포한다. 이 경우, 토수부(10)를 도포하는 수지와 그 후에 도포하는 수지의 점도를 변경하는 등 하여 평탄화 시키는 것도 가능하다. 이와 같이 토수부(10)를 형성하고, 그 후에 절연층(5)을 형성하면 토수부(10)에 의해 비아홀(6)의 위치가 미리 정해진다. 이렇게 하면, 확실하게 비아홀(6)을 형성할 수 있다. 또한 실장(實裝)이나 사용에 있어서, 부분적으로 절연층(5)을 두껍게 하고 싶은 경우에도 적용할 수 있다.
또한, 제1 절연수지(4)의 도포 방법으로는, 1회 도포에서 띄엄띄엄 착탄(着彈)시켜 이를 건조하고, 2회 도포에서 이들 틈새를 겨냥하여 착탄시키는 방법이 있다.
빌드업(buildup) 절연층과 같이 어느 정도 두께(40μm~80μm 정도)의 수지층을 형성하는 경우에 있어서, 특히 해상도를 높이기 위해 액적을 작게 한 경우에는, 필요한 절연층 두께는 1회 도포만으로는 얻을 수 없다. 이 경우 여러 회의 도포를 수행하거나 헤드를 여러 개 탑재(搭載)하여 필요한 두께를 얻는 방법이 있지만, 도포하지 않는 개구부의 형상을 유지하려면 1회 도포한 후 자외선 등으로 어느 정도 경화시켜 형상을 유지시킨 후 2회 이후를 도포하는 방법이 바람직하다.
상술한 절연층 형성공정 후, 외층회로 형성공정을 수행한다. 이 외층회로 형성공정은, 도 5에 나타낸 바와 같이, 절연층(5) 및 절연기재(2)를 관통하는 관통구멍(through-hole)(11)을 형성한다. 이 관통구멍은 드릴비트(drill bit) 등을 사용하여 형성한다. 그리고 도금처리를 수행하여, 도 6에 나타낸 바와 같이, 절연층(5)의 표면, 관통구멍(11)의 내면, 그리고 비아홀(6)의 내표면에 도금막을 형성한다. 이 도금막(12)은 도전성 금속으로 이루어지며, 예를 들면 구리이다. 그리고, 에칭 등을 이용하여 도금막(12)을 부분적으로 제거하고, 도 7에 나타낸 바와 같이, 절연층(5)의 표면에 외층회로(13)를 형성한다.
그리고, 레지스트층 형성공정을 수행한다. 이 레지스트층 형성공정은, 도 8에 나타낸 바와 같이, 제2 절연수지(14)를 잉크젯 방식에 의하여 외층회로(13)에 대해 선택적으로 도포하는 것이다. 일반적으로 적어도 비아홀(6) 및 관통구멍(11)을 남기고 도포된다. 이 제2 절연수지(14)가 외층회로(13) 상에 도포되어 레지스트층(15)이 형성된다. 이와 같이 레지스트층(15)의 형성 또한 잉크젯 방식을 이용함으로서, 비아홀 부분이 개구된 레지스트층(솔더(solder) 레지스트)(15)을 형성할 수 있으며, 별도로 레지스트에 대해 비아홀 부분을 개방시키기 위한 공정은 불필요해진다. 잉크젯 방식으로 제2 절연수지(14)의 도포에 대해서는, 상술한 제1 절연수지(4)와 마찬가지의 방법을 이용할 수 있으며 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 잉크젯에 의한 선택적인 절연수지의 도포에 의해, 빌드업 기판(HDI)의 절연층(5) 및 레지스트층(15)을 형성하는 것이다. 절연층(5)의 형성 시에는 비아홀(6)에 잉크젯 액적이 도포되지 않도록, 레지스트층(15)의 형성 시에는 비아홀(6)에 대응하는 부분 등에 잉크젯 액적이 도포되지 않도록, 그 도포 범위를 잉크젯의 인쇄 데이터로 미리 준비해 둔다. 이를 통해, 절연층(5) 및 레지스트층(15)의 형성과 동시에 비아홀(6) 및 레지스트의 개구를 제공할 수 있어 공정이 간략화되고, 저렴한 빌드업 기판을 제조할 수 있다.
1: 금속막
2: 절연기재
3: 내층회로
4: 제1 절연수지
5: 절연층
6: 비아홀
7: 노즐
8: 분출장치
9: 조사장치
10: 토수부
11: 관통구멍
12: 도금막
13: 외층회로
14: 제2 절연수지
15: 레지스트층
P: 자외선

Claims (5)

  1. 양면에 금속막이 부착된 절연기재에 대해 상기 금속막을 부분적으로 제거하여 내층회로를 형성하는 내층회로 형성공정과,
    상기 절연기재의 양면 각각에 제1 절연수지를 잉크젯 방식에 의해 도포하여 절연층을 형성하는 절연층 형성공정을 구비하고,
    상기 절연층 형성공정에서 상기 제1 절연수지를 도포하는 동시에 상기 내층회로가 부분적으로 노출되는 비아홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 기판의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절연층 형성공정에서,
    상기 제1 절연수지를 자외선 경화성 수지로 하고, 상기 제1 절연수지가 상기 절연기재의 표면에 탄착된 직후에 상기 탄착 위치에 자외선을 조사하는 것을 특징으로 하는 기판의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절연층 형성공정에서,
    상기 비아홀이 될 위치를 둘러싸는 위치에 상기 제1 절연수지를 탄착시킨 후 경화시켜 토수부를 형성하고, 그 후 상기 절연층을 형성하는 것을 특징으로 하는 기판의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 내층회로 형성공정 후 상기 절연층 형성공정 전에,
    상기 내층회로가 형성된 상기 절연기재의 표면에 코로나 처리, 저압 UV 조사 처리 또는 플라즈마 처리를 가하는 것을 특징으로 하는 기판의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 절연층 형성공정 후,
    상기 절연층의 표면에 도전성 금속으로 이루어진 외층회로를 형성하는 외층회로 형성공정과,
    상기 절연층의 표면에 제2 절연수지를 잉크젯 방식에 의해 선택적인 위치에 도포하여 레지스트층을 형성하는 레지스트층 형성 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 제조 방법.
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