KR20150062558A - 인쇄회로기판 및 인쇄회로기판 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 그라비아 인쇄를 통해 층간 절연성 및 강성을 증대시켜 층간 도통 불량을 개선할 수 있도록 절연층의 상부 및 하부면에 동박층을 적층하는 단계; 상기 동박층 표면에 절연물을 도포하는 단계; 상기 동박층에 에칭 공정을 진행하여 회로층을 형성하는 단계; 상기 동박층에 절연물과 회로층이 감싸지도록 절연재를 적층하는 단계; 상기 절연재에 회로층과 연통되도록 비아를 형성하는 단계; 상기 절연재에 회로패턴을 구성하는 단계; 를 포함할 수 있다.

Description

인쇄회로기판 및 인쇄회로기판 제조방법{Printed circuit board and Manufacture method using thereof}

본 발명은 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 그라비아 인쇄를 통해 절연성 및 강성을 증대시켜 층간 도통 불량을 개선할 수 있도록 한 인쇄회로기판 및 인쇄회로기판 제조방법에 관한 것이다.

최근 전자제품의 경박 단소화로 인해 기판이 점점 더 얇아지고, 미세화되면서 반도체 기판과 메인보드용 기판도 고성능을 요구받고 있다.

이러한 기판의 슬림화는 절연거리를 낮춰 신호 손실이나 노이즈에 대한 이슈를 계속적으로 발생시키게 된다.

현재 출시되고 있는 전자제품의 기판은 기판의 표면을 동박으로 표면 처리하고, 동박 표면에 감광성 물질 도포 및 노광을 진행한다.

다음으로 현상공정을 진행하여 미경화된 감광성 물질을 제거한 후에는 에칭공정을 통해 회로를 형성한다.

회로의 형성이 완료되면, 박리공정을 진행하여 감광성 물질을 제거한다.

감광성 물질이 제거된 회로의 상부에는 절연재가 적층되고, 회로와 전기적으로 연통되기 위해 홀이 가공된다.

홀 가공 후에는 화학동/스퍼터 시드 공정이 진행되고, 도금 공정 후 회로를 절연재 상부에 형성하게 된다.

그러나, 종래 기판은 제조공정에서 DFR 공정 후 노광이나 현상 그리고, 에칭 공정이 진행된 후 박리 공정이 진행됨에 따라, 비교적 제조공정이 복잡하고 제조공정에 따른 비용 역시 증가하게 되는 문제점이 있다.

또한 제조공정의 문제점 이외에도 슬림화된 기판의 두께를 통해 상부측 회로패턴과 하부측 회로패턴이 전기적으로 도통하여 신호 오류가 발생하는 문제점도 있다.

대한민국특허공개 제 2011-0035176호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 기판 제조공정의 간소화를 통해 제조시간 및 비용을 절감할 수 있도록 한 인쇄회로기판 및 인쇄회로기판의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 기판의 슬림화는 유지하면서도 상부측 회로패턴과 하부측 회로패턴의 전기적 도통을 차단하여 절연성능을 향상시킬 수 있도록 하는데 있다.

이와 같은 목적을 효과적으로 달성하기 위해 본 발명은, 절연층의 상부 및 하부면에 동박층을 적층하는 단계; 상기 동박층 표면에 절연물을 도포하는 단계; 상기 동박층에 에칭 공정을 진행하여 회로층을 형성하는 단계; 상기 동박층에 절연물과 회로층이 감싸지도록 절연재를 적층하는 단계; 상기 절연재에 회로층과 연통되도록 비아를 형성하는 단계; 상기 절연재에 회로패턴을 구성하는 단계; 를 포함할 수 있다.

상기 절연물은 에폭시와 경화제의 혼합물로 구성될 수 있으며, 상기 절연물은 회로층이 형성되는 위치에 그라비아 인쇄를 통해 도포될 수 있다.

상기 절연재에는 회로패턴이 형성되기 전 시드층이 형성되는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 동박층에는 절연물이 도포되기 전 표면조도가 형성되는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 절연물은 절연재보다 상대적으로 절연성과 강성이 큰 소재로 구성될 수 있으며, 상기 절연재는 에폭시 레진, 경화제, 필러(실리카)로 구성될 수 있다. 이때, 상기 절연물은 2~5㎛의 두께의 박형으로 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 인쇄회로기판은 절연층; 상기 절연층 상면 및 저면에 구성된 회로층; 상기 회로층 표면에 도포된 절연물; 상기 회로층 및 절연물을 감싸도록 상기 절연층 상부에 적층된 절연재; 그리고 상기 절연재 상면에 구성된 회로패턴; 을 포함할 수 있다.

상기 절연물은 에폭시와 경화제의 혼합물을 포함하며, 그라비아 인쇄를 통해 회로층 상부에 구성될 수 있다.

상기 절연재에는 회로층과 층간 도통이 이루어지도록 비아가 형성될 수 있으며, 상기 절연물은 2~5㎛의 두께로 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판 및 인쇄회로기판의 제조방법은 기판 제조공정의 간소화를 통해 제조시간 및 비용을 절감할 수 있으며, 특히 기판의 슬림화는 유지하면서도 상부측 회로패턴과 하부측 회로패턴의 전기적 도통을 차단하여 절연성능을 크게 향상시킬 수 있어 제품성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1a 내지 도 1g는 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판이 제조되는 과정을 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판을 보인 예시도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1a 내지 도 1g는 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판이 제조되는 과정을 보인 예시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판을 보인 예시도이다.

도 1a 내지 도 1g에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판 및 인쇄회로기판의 제조방법은 절연층(10)과 절연재(50) 사이에 절연물(30)을 개재하여 기판의 박형화에 따른 층간 도통 불량을 차단하기 위한 것이다.

본 발명의 인쇄회로기판(100)을 제조하기 위해서는 먼저, 절연층(10)의 상부 및 하부면에 동박층(20)을 적층하게 된다.

절연층(10)은 PPG를 소재로서 사용할 수 있으며, 베이스 기재인 코어 및 코어상에 적층된 절연재(50) 형태로서 사용될 수 있다.

이러한 동박층(20)은 절연층(10)의 상면과 저면에 각각 적층될 수 있다.

절연층(10)의 상면과 하부면에 동박층(20)이 적층되면, 동박층(20)의 표면에는 표면조도(22)를 형성하기 위한 공정이 진행된다.

표면조도(22)는 동박층(20) 표면에 절연 또는 금속 페이스트 등이 잘 도포되기 위해 형성된다.

즉, 표면조도(22)는 그라비아 인쇄를 진행하기 위해 동박층(20)에 형성되는 것으로, 회로층(40)이 형성되기 전 회로층(40)이 형성될 위치에 미리 형성될 수 있으며, 형성하고자 하는 절연층(10)의 두께에 따라 조도의 크기가 크거나 작게 형성될 수 있다.

이때, 그라비아 인쇄는 도면에는 도시하지 않았지만 동박층(20) 표면에 밀착된 롤러가 동박층(20) 표면을 지나면서 절연 페이스트나 금속 페이스와 같은 절연물(30)을 동박층(20) 표면에 인쇄하는 공정이다.

절연물(30)은 절연성능이 우수한 에폭시와 경화제의 혼합물로 구성될 수 있으며, 예를 들어 Biphenyl type 에폭시와 페놀 경화제 등이 사용될 수 있다. 절연물(30)은 2~5㎛의 두께의 박형으로 구성될 수 있다.

이처럼 동박층(20)의 표면에 그라비아 인쇄가 진행되면, 드라이 필름을 적층시킨 후 노광과 현상 그리고 박리와 같은 공정을 진행하지 않아도 되기 때문에 인쇄회로기판(100)의 제조공정을 단축시킬 수 있게 된다.

그라비아 인쇄를 통해 동박층(20)의 표면에 절연물(30)이 인쇄(도포)되면, 에칭액이 동박층(20) 표면에 분사되어 회로층(40)을 형성하게 된다.

회로층(40)은 상부보다 하부측의 폭이 넓은 사다리꼴 형상으로 구성될 수 있으며, 그 상면에 절연물(30)이 인쇄된다.

따라서, 회로층(40)을 상부에서 바라보면 중앙부위에 절연물(30)이 작은 사각형으로 보이고, 회로층(40)이 절연물(30)을 내부에 포함하는 큰 사각형의 구조를 보이게 된다.

이렇게 회로층(40)이 구성된 후에는 절연재(50)가 적층된다. 절연재(50)는 에폭시 레진과 경화재 그리고 필러(실리카)의 혼합물로 구성될 수 있다. 필러는 절연재(50)의 강성을 증대시켜 CTE(열팽창계수)를 낮추는 역할을 한다.

이때, 절연재(50)에는 회로층(40)과 전기적인 층간 도통이 이루어질 수 있도록 비아홀(52)이 형성될 수 있다.

비아홀(52)은 레이저 또는 드릴을 통해 가공되며, 절연물(30)을 관통하여 회로층(40)과 연통되도록 형성된다.

비아홀(52)이 형성된 후에는 비아홀(52) 내부와 절연재(50) 상면에 화학동/스퍼터와 같은 무전해 공정을 통해 시드층(60)이 형성된다.

시드층(60)은 절연재(50)의 상면에 회로패턴(70)을 구성하기 위해 형성될 수 있다.

시드층(60)이 형성된 후에는 동박층(20)이 적층되고, 동박층(20)을 에칭하여 회로패턴(70)을 형성하게 된다.

여기서, 회로패턴(70) 상부로 다시 절연재(50)가 적층될 경우 회로패턴(70)에 절연물(30)이 도포되어 전술한 공정을 반복적으로 수행하게 된다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판(100)의 제조방법이 진행되면 도 2에 도시된 바와 같은 구조를 갖는다.

도 2를 참조하면, PPG를 소재로 하는 절연층(10) 상면과 저면에 동박층(20)이 밀착되어 베이스기재를 형성하게 된다. 절연층(10) 내부에는 글라스 패브릭 또는 글래스 크로스 등 절연재(50)의 강성을 보강하기 위한 소재가 내재될 수 있다.

또한 동박층(20)에는 접착력 향상 및 균일한 페이스트 도포를 위해 표면조도(22)가 형성될 수 있다. 표면조도(22)는 산화처리를 통해 형성될 수 있다.

여기서, 표면조도(22)가 형성되기 전에는 레이저 또는 드릴을 통해 절연층(10) 내부에 비아홀(52)이 형성되고, 도금을 통해 비아(12)가 형성될 수 있다.

표면조도(22)표면조도(22) 동박층(20)에는 그라비아 인쇄를 통해 절연물(30)이 도포된다. 절연물(30)은 에폭시와 경화제의 혼합물이 포함될 수 있으며, 페이스트 형태로 도포된 후 경화된다. 이러한 절연물(30)은 2~5㎛의 두께를 갖는다.

이렇게 그라이바 인쇄공정이 진행되면 절연물(30)은 동박층(20)을 에칭하여 형성된 회로층(40) 상면에 적층된 구조가 된다. 즉, 절연물(30)을 측단면에서 바라보면 대략 사다리꼴 형상으로 이루어진 회로층(40) 상면을 초과하거나 회로층(40) 상면과 유사한 크기로 적층된 구조를 보이게 된다.

또한 동박층(20)의 상면에는 절연재(50)가 회로층(40)과 절연물(30)을 모두 감싸도록 적층된다. 절연재(50)에는 회로층(40)과 전기적 도통이 이루어지는 위치마다 레이저나 드릴을 통해 비아홀(52)이 형성된다.

절연재(50)는 에폭시 레진과 경화제 그리고 필러의 혼합물로 구성될 수 있다.

절연재(50)의 표면에는 비아홀(52) 내부를 포함하여 시드층(60)이 형성된다. 또한 시드층(60)의 상면에는 동박층(20)이 에칭을 통해 회로패턴(70)으로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 인쇄회로기판(100)은 절연물(30)이 절연재(50)보다 상대적으로 절연성과 강성이 큰 재질을 사용하여 회로층(40) 상부에 배치됨에 따라, 회로층(40)과 회로패턴(70) 사이의 층간 거리가 가까운 위치에서 발생될 수 있는 층간 도통 불량을 효과적으로 차단할 수 있게 된다.

즉, 층간 거리가 가까워 회로패턴(70)과 회로층(40) 사이에 발생될 수 있는 층간 도통 불량을 절연물(30)을 통해 차단하여 층간 도통 불량을 방지할 수 있게 되는 것이다.

또한 절연물(30)을 회로층(40) 상면에 구성하게 되면, 현재 제조되고 있는 인쇄회로기판(100)의 절연재(50) 두께가 대략 20㎛이나 절연재(50)의 두께를 최소화시킬 수 있어 원가 절감을 기대할 수 있다.

뿐만 아니라, 현재 제조되고 있는 빌드업 기판의 층간 절연층(10)과 동박층(20)의 수량보다 더 많은 절연층(10)과 동박층(20)을 적층시킬 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판 및 인쇄회로기판의 제조방법에 대해 설명하였으나 본 발명은 이에 한정하지 아니하며 당업자라면 그 응용과 변형이 가능함은 물론이다.

10: 절연층
12: 비아
20: 동박층
22: 표면 조도
30: 절연물
40: 회로층
50: 절연재
52: 비아홀
60: 시드층
70: 회로패턴
100: 인쇄회로기판

Claims (12)

1. 절연층의 상부 및 하부면에 동박층을 적층하는 단계;
   상기 동박층 표면에 절연물을 도포하는 단계;
   상기 동박층에 에칭 공정을 진행하여 회로층을 형성하는 단계;
   상기 동박층에 절연물과 회로층이 감싸지도록 절연재를 적층하는 단계;
   상기 절연재에 회로층과 연통되도록 비아를 형성하는 단계;
   상기 절연재에 회로패턴을 구성하는 단계; 를 포함하는 인쇄회로기판 제조방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 절연물은 에폭시와 경화제의 혼합물로 구성된 인쇄회로기판의 제조방법.
   
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 절연물은 회로층이 형성되는 위치에 그라비아 인쇄를 통해 도포된 인쇄회로기판의 제조방법.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 회로패턴이 형성되기 전 시드층이 형성되는 단계를 더 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 동박층에는 절연물이 도포되기 전 표면 조도가 형성되는 단계를 더 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 절연물은 절연재보다 상대적으로 절연성과 강성이 큰 소재인 인쇄회로기판의 제조방법.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 절연재는 에폭시 레진, 경화제, 필러(실리카)로 구성된 인쇄회로기판의 제조방법.
   
8. 제 1항에 있어서,
   상기 절연물은 2~5㎛의 두께로 구성된 인쇄회로기판의 제조방법.
   
9. 절연층;
   상기 절연층 상면 및 하부면에 구성된 회로층;
   상기 회로층 표면에 도포된 절연물;
   상기 회로층 및 절연물을 감싸도록 상기 절연층 상부에 적층된 절연재; 그리고
   상기 절연재 상면에 구성된 회로패턴; 을 포함하는 인쇄회로기판.
   
10. 제 9항에 있어서,
    상기 절연물은 에폭시와 경화제의 혼합물을 포함하며, 그라비아 인쇄를 통해 회로층 상부에 구성된 인쇄회로기판.
    
11. 제 9항에 있어서,
    상기 절연재에는 회로층과 층간 도통이 이루어지도록 비아가 형성된 인쇄회로기판.
    
12. 제 9항에 있어서,
    상기 절연물은 2~5㎛의 두께로 구성된 인쇄회로기판.

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