KR20150094794A

KR20150094794A - 인쇄회로기판 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20150094794A
Application number: KR1020137032719A
Authority: KR
Inventors: 최양윤; 백옥기
Original assignee: 타이코에이엠피(유); 주식회사 태우이앤피
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2013-12-06
Publication date: 2015-08-20
Also published as: KR20140073757A; WO2014088357A1; EP2931008A1; EP2931008A4; CN105103663A; US9769921B2; US20150271917A1

Abstract

알루미늄을 이용하여 방열 및 휨 강도를 증가시킬 수 있는 인쇄회로기판 및 그 제조방법이 개시된다. 인쇄회로기판은, 절연체 재질의 절연층, 상기 절연층의 양측면 상에 접합 형성되고 표면에 회로 패턴이 형성된 알루미늄 재질의 베이스층, 상기 베이스층을 상기 절연층에 접합시키기 위해서 개재되는 접합 부재를 포함하여 형성된 양면 기판, 상기 양면 기판에서 상기 베이스층 상에 형성된 제2 절연층, 상기 제2 절연층 상에 제2 접합부재를 이용하여 접합되는 제2 베이스층, 상기 양면 기판 및 상기 제2 절연층과 상기 제2 베이스층을 관통하여 형성되는 비아홀, 상기 제2 베이스층의 표면과 상기 비아홀 내부로 노출된 부분을 아연화시키는 표면 처리하여 형성된 치환층, 상기 치환층 상에 형성되는 도금층 및 상기 도금층 상에 형성되는 제2 회로 패턴을 포함하여 구성된다.

Description

인쇄회로기판 및 그 제조방법{PRINTED CIRCUIT BOARD AND MANUFACTURE METHOD THEREOF}

본 발명은 알루미늄을 이용한 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 알루미늄을 이용하여 방열 및 휨 강도를 증가시킬 수 있는 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 PCB(Printed Circuit Board)라 불리는 인쇄 회로기판은 배선이 집적되어 다양한 소자들이 실장되거나 소자 간의 전기적 연결이 가능하도록 구성되는 부품으로서, 기술의 발전에 따라 다양한 형태와 다양한 기능을 갖게 되는 인쇄 회로기판이 제조되고 있다. 수요산업인 가전기기, 통신기기, 반도체장비, 산업용 기기, 자동차의 전기 제어 등의 성장과 함께 인쇄회로기판 수요가 증가하고 있고, 특히 전자부품의 소형화, 첨단화에 따라 인쇄회로기판 제품도 소형, 경량화 및 고부가가치 제품으로 변모하고 있다.

이러한 전자 기기에서의 두드러진 특징 중의 하나가 여러 가지 복합기능이 추가되면서 전력 소모가 많아지고, 이에 따라 전자 부품에서의 열 발생이 심화되면서 전자 제품의 열 발생 정도에 따라서 사용자의 만족도 및 구매 기준의 하나로 작용하기도 한다.

종래에는 베이스 기판으로 동박 적층판(Copper Clad Laminate: CCL)을 사용하고 동박에 회로패턴을 형성한 뒤에 추가적으로 적층함으로써 다층 인쇄회로기판을 제조하는 방식이 사용되었다. 하지만, 이러한 인쇄회로기판에서는 구리(Cu)라는 재료 한정에 의해 인쇄회로기판의 방열 특성을 향상시키는 데 한계가 있었다.

최근에는 기존의 구리(Cu)보다 열전도성이 우수한 알루미늄(Al)을 사용하는 기판들이 개발되고 있다. 이러한 기술의 일 예가 하기 문헌 1 및 2 등에 개시되어 있다.

하기 특허문헌 1에는 베이스 기판으로 알루미늄 기판을 사용함으로써 기판의 방열특성을 개선하고, 종래의 CCL 기판을 사용함으로써 제한되었던 방열특성을 개선한 인쇄회로기판 및 제조방법에 관한 것으로, 알루미늄 코어로 구성되어 있으며 회로패턴이 형성되어 있고, 양면에 에칭 레지스터 패턴이 형성된 중심층, 상기 중심층의 양면에 적층되어 있는 절연층, 상기 절연층 위에 적층되어 있으며 회로패턴이 형성된 추가 회로층 및 상기 알루미늄 코어와, 절연층 그리고 추가 회로층을 관통하는 비아홀을 포함하고, 비아홀 내벽에 징케이트(Zincate; 아연 치환 도금) 처리를 하여 아연 도금층을 형성하고, 기판에 동도금에 의해 도금층을 형성하여 층간을 전기접속을 시키는 구조에 대해 개시되어 있다.

하기 특허문헌 2에는 절연층을 알루미늄으로 바꿔 방열, 휨 보강 성능을 향상시키고 양쪽에 회로를 구성한 것으로서, 비아홀 처리로 표면 조도형성과 함께 전체적으로 부도체로 변화시키고, 양극 산화 처리된 알루미늄을 비아홀의 도금층에 밀착시키고 알루미늄 양면에 회로를 구성하는 구조이며, 양극 산화 깊이는 10∼100㎛로서 30㎛일 때의 전기적 충격에 이상 없고 절연 기능이 우수하다고 개시되어 있다.

선행기술문헌(특허문헌)

대한민국 특허등록번호 제10-0674321호(2007.01.18. 등록)

일본 특허공개공보 제2004-179291호(2004.06.24.공개)

그러나, 상술한 바와 같이 알루미늄 코어를 사용하는 인쇄회로기판의 제조방법에서 기판의 코어를 이루는 알루미늄이 재질이 기존의 구리에 비해 내화학성이 약하기 때문에, 무전해 동 도금을 수행하는 과정에서 상기 알루미늄 코어의 표면이 부식되는 문제점이 있다. 이 경우, 무전해 동 도금 공정에서 형성된 구리 막이 그 하부의 알루미늄 코어층과 완전하게 밀착되지 못하고, 이 후의 전해 동도 금 공정에서도 도금 후, 구리 막의 표면이 들뜨고 밀착력이 불량하여 제품의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.

또 상술한 바와 같은 종래의 기술에 의해 제조된 인쇄회로기판은 적용 온도 범위가 비교적 안정적인 사무 자동화기기, 휴대 단말기 등에서는 알루미늄 코어에 아노다이징(anodizing) 처리를 수행하여 구리 막과의 접착력이 안정적이지만, 자동차의 전자 제어 분야에 적용되는 기판, 특히 엔진룸에 적용되는 기판은 그 환경이 가혹하므로 알루미늄 박막과 구리 막의 접착력이 저하된다는 문제가 있었다.

또한 자동차용 기판으로의 적용시, 알루미늄 코어와 알루미늄 코어 상에 탑재되는 다른 적층 층이 고온에 의한 열팽창률 차이에 의해 인쇄회로기판이 파손된다는 문제가 있었다.

특히 상기 특허문헌 1에 개시된 기술은 알루미늄판을 반가공한 것을 중심으로 절연체를 양쪽에 적층하는 방식으로서, 회로 부식공정 특성상 알루미늄판에 모두 연결되므로, 독립된 부분 또는 회로를 형성하지 못하여 통전 시, 층 전체가 (+) 또는 (-)의 특정 전극으로 한정된다. 따라서 다층기판을 생산하는데 많은 처리공정 수가 소요되거나 회로를 집적하여 제품을 간소화시키기에는 무리가 있다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 방열 기능 및 휨강도를 증가시킬 수 있는 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 자동차에 적용되는 가혹한 환경 조건에서 기판의 파손(균열)을 방지하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 동에 비해 비교적 가벼운 알루미늄을 사용하여 자동차용 전장 부품의 무게를 감소시키는 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 인쇄회로기판의 제조 시간을 단축하고, 그 제조 비용을 절감할 수 있는 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 절연체를 중심으로 알루미늄을 적층하는 방식에 의해 알루미늄이 절연층에 접착되어 있으므로 필요에 따라서 다양한 형태의 회로를 구현할 수 있고 이에 따라 회로를 집적하여 제품을 간소화시킬 수 있는 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 실시예들에 따른 인쇄회로기판은, 절연체 재질의 절연층, 상기 절연층의 양측면 상에 접합 형성되고 표면에 회로 패턴이 형성된 알루미늄 재질의 베이스층, 상기 베이스층을 상기 절연층에 접합시키기 위해서 개재되는 접합 부재를 포함하여 형성된 양면 기판, 상기 양면 기판에서 상기 베이스층 상에 형성된 제2 절연층, 상기 제2 절연층 상에 제2 접합부재를 이용하여 접합되는 제2 베이스층, 상기 양면 기판 및 상기 제2 절연층과 상기 제2 베이스층을 관통하여 형성되는 비아홀, 상기 제2 베이스층의 표면과 상기 비아홀 내부로 노출된 부분을 아연화시키는 표면 처리하여 형성된 치환층, 상기 치환층 상에 형성되는 도금층 및 상기 도금층 상에 형성되는 제2 회로 패턴을 포함하여 구성된다.

일 측에 따르면, 상기 비아홀 내부에서 노출된 상기 양면 기판의 절연층과 접합 부재 및 제2 절연층과 제2 접합부재의 표면을 금속화시켜서 형성되는 금속층을 더 포함하고, 상기 도금층은 상기 금속층을 덮도록 형성될 수 있다. 그리고 상기 치환층은 상기 베이스층의 표면을 아연으로 치환하는 징케이트(zincate) 처리가 수행되고, 상기 치환층은 상기 금속층의 두께와 같은 두께로 형성될 수 있다. 또한, 상기 도금층은 무전해 또는 전해 도금을 이용하여 형성될 수 있다. 그리고 상기 도금층은 상기 치환층 표면에 전해 도금 또는 무전해 도금으로 형성되는 치환 도금층과, 상기 치환 도금층 상에 전해 도금으로 형성된 구리 재질의 전해 도금층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 치환 도금층은 상기 금속층을 전부 덮도록 형성되고, 상기 전해 도금층은 상기 치환 도금층을 덮도록 형성될 수 있다. 또는, 상기 치환 도금층은 상기 금속층을 제외한 상기 치환층 상에 형성되거나, 상기 금속층의 일부를 덮도록 형성되고, 상기 전해 도금층은 상기 치환 도금층이 형성되지 않은 금속층 부분을 덮도록 형성될 수 있다.

일 측에 따르면, 상기 양면 기판은 1개 또는 2개 이상이 적층되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 양면 기판이 2개 이상 적층되고, 각 양면 기판 사이에는 절연층이 형성될 수 있다.

일 측에 따르면, 상기 베이스층은 알루미늄 재질로 형성되고, 상기 베이스층의 표면 조도를 형성하기 위한 표면처리를 수행할 수 있다.

일 측에 따르면, 상기 회로 패턴은 화학적 방법, 기계적 방법 중 어느 하나의 방법으로 형성되거나, 홀로 형성될 수 있다.

한편, 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 인쇄회로기판의 제조방법은, 절연체 재질의 절연층을 제공하는 단계, 상기 절연층 상에 소정 두께의 베이스층을 접합 부재를 이용하여 접합하는 단계, 상기 베이스층 상에 소정의 회로 패턴을 형성하여 양면 기판을 형성하는 단계, 상기 양면 기판의 상기 회로 패턴을 채우도록 제2 절연층을 형성하는 단계, 상기 제2 절연층 상에 제2 접합 부재를 이용하여 알루미늄 재질의 제2 베이스층을 접합하는 단계, 상기 양면 기판 및 상기 제2 절연층과 상기 제2 접합 부재, 상기 제2 베이스층을 관통하는 비아홀을 형성하는 단계, 상기 제2 베이스층의 표면과 상기 비아홀 내부로 노출된 부분을 아연화시키는 표면 처리하여 치환층을 형성하는 단계, 상기 치환층 상에 전해 도금 또는 무전해 도금을 이용하여 도금층을 형성하는 단계 및 상기 도금층 상에 제2 회로 패턴을 형성하는 단계를 포함하여 구성된다.

일 측에 따르면, 상기 비아홀을 형성한 후, 상기 비아홀 내부로 노출된 상기 양면기판의 상기 절연층과 상기 접합 부재 및 상기 제2 절연층과 상기 제2 접합부재의 노출 면을 금속화시켜서 금속층을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 도금층은 상기 금속층을 덮도록 형성될 수 있다. 그리고 상기 치환층을 형성하는 단계는 상기 금속층의 두께를 기준으로 상기 치환층의 두께가 상기 금속층의 두께와 같아지도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 치환층을 형성하는 단계는, 징케이트(zincate) 방법을 이용하여 상기 베이스층 및 상기 절연층의 표면을 아연으로 치환시켜서 형성될 수 있다. 또한, 상기 도금층을 형성하는 단계는, 상기 금속층의 일부 또는 전부를 덮도록 상기 도금층을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 도금층을 형성하는 단계는, 상기 치환층 표면에 전해 도금 또는 무전해 도금을 이용하여 치환 도금층을 형성하는 단계와, 상기 치환 도금층 상에 전해 도금을 이용하여 구리 재질의 전해 도금층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

일 측에 따르면, 상기 베이스층을 상기 절연층에 접합하기 이전에 상기 베이스층의 표면에 조도를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

한편, 상술한 본 발명의 다른 실시예들에 따른 인쇄회로기판의 제조방법은, 절연체 재질의 절연층을 제공하는 단계, 상기 절연층 상에 소정 두께의 베이스층을 접합 부재를 이용하여 접합하는 단계, 상기 베이스층 상에 소정의 회로 패턴을 형성하여 양면 기판을 형성하는 단계, 상기 회로 패턴이 형성된 상기 양면 기판을 2개 이상 복수개 적층하는 단계, 상기 적층된 양면 기판들 사이와 적층된 양면 기판에서 상면과 하면에 각각 절연층을 형성하는 단계, 상기 적층된 양면 기판에서 상면 및 하면에 각각 제2 접합 부재를 이용하여 알루미늄 재질의 제2 베이스층을 접합하는 단계, 상기 적층된 양면 기판들과 상기 제2 절연층 및 상기 제2 접합 부재 및 상기 제2 베이스층을 관통하는 비아홀을 형성하는 단계, 상기 제2 베이스층의 표면 및 상기 비아홀 내부로 노출된 부분을 아연화시키는 표면 처리하여 치환층을 형성하는 단계, 상기 치환층 상에 전해 도금 또는 무전해 도금을 이용하여 도금층을 형성하는 단계 및 상기 도금층 상에 회로 패턴을 형성하는 단계를 포함하여 구성된다.

일 측에 따르면, 상기 비아홀을 형성한 후, 상기 비아홀 내부로 노출된 상기 양면 기판의 절연층과 접합 부재 및 상기 제2 절연층과 상기 제2 접합 부재의 각각의 면을 금속화시키는 금속층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 치환층을 형성하는 단계는, 상기 금속층의 두께를 기준으로 상기 치환층의 두께가 상기 금속층의 두께와 같아지도록 형성될 수 있다.

일 측에 따르면, 상기 치환층을 형성하는 단계는, 징케이트(zincate) 방법을 이용하여 상기 베이스층 및 상기 절연층의 표면을 아연으로 치환시켜서 형성될 수 있다.

일 측에 따르면, 상기 도금층을 형성하는 단계는, 상기 치환층 표면에 전해 도금 또는 무전해 도금을 이용하여 치환 도금층을 형성하는 단계와, 상기 치환 도금층 상에 전해 도금을 이용하여 구리 재질의 전해 도금층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 알루미늄의 열팽창 계수에 따른 변화율을 흡수할 수 있는 폴리이미드 접착 시트를 사용하므로 진동 및 온도 변화가 급격한 가혹한 조건에서도 기판의 파손을 방지하여, 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 의하면, 베이스층 표면에 조도를 형성하므로, 인쇄회로기판의 제조시간을 단축할 수 있고, 비교적 저렴한 알루미늄을 사용하므로, 제조비용을 절감할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 의하면, 종래의 적층, 도금, 회로형성 방법을 응용하여 인쇄회로기판의 제조원가를 낮추면서, 통전, 방열, 휨의 강도를 향상시킬 수 있다는 효과도 얻어진다.

*또한, 본 발명에 따른 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 의하면, 필요에 따라 다양한 형태의 회로를 구현할 수 있고, 이에 따라 회로를 집적하여 제품을 간소화시킬 수 있다.

도 1 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조방법을 설명하기 위한 모식도들이다.
도 7 내지 도 12는 도 1 내지 도 6에 의해 형성된 인쇄회로기판을 이용하여 다층기판을 제조하는 방법을 설명하기 위한 모식도들이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조방법에 대해서 상세하게 설명한다. 한편, 이하에서 설명하는 실시예에서는 "∼층 상에"라고 기재하는 경우, 특별한 언급이 없으면, 상면 및 하면 양쪽 모두에 형성되는 것을 의미한다.

도 1을 참조하면, 소정 두께의 알루미늄 호일로 형성된 베이스층(103')을 마련한다. 또한, 베이스층(103')의 접합 성능 향상을 위해서 표면에 황산 계열을 이용하여 소프트 에칭(soft etching) 하거나, 산화 처리를 수행하여 표면 조도를 형성할 수 있다.

다음으로, 도 2에 도시한 바와 같이, 표면 조도가 형성된 베이스층(103)을 절연체 재질의 절연층(101)의 상하 양측면에 접합 부재(102)를 이용하여 접합한다. 예를 들어, 접합 부재(102)는 접착 성능이 우수하고 절연 기능을 갖는 접합재인 폴리이미드 계의 절연 접착 시트나, 유리섬유 에폭시 수지(glass epoxy resin)와 같은 에폭시 계열을 사용할 수 있다. 여기서, 접합 부재(102)는 베이스층(103)과 열팽창 계수가 유사한 것을 사용할 수 있다. 여기서, 폴리이미드는 400℃ 이상의 고온이나 -269℃의 저온을 견디므로, 알루미늄의 열팽창 계수(23.03×10-6/℃)에 따른 변화율을 흡수할 수 있다. 그리고 베이스층(103)을 절연층(101)에 접합하기 위해서, 베이스층(103)에 소정 온도로 가열하고 소정 압력을 가하여 접합할 수 있다.

다음으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 베이스층(103) 상에 드라이 필름(Dry Film)(104)을 도포하고, 도 4에 도시한 바와 같이, 소정 시간 동안 노광 및 현상하여 소정의 패턴(105)을 형성한다.

다음으로 도 5에 도시한 바와 같이, 드라이 필름(104)의 패턴(105)을 기반으로 하여 베이스층(103)을 제거하여 회로 패턴(106)을 형성하고, 도 6에 도시한 바와 같이, 회로 패턴(106)이 형성된 베이스층(103) 상에서 드라이 필름(104)를 제거함으로써 인쇄회로기판을 형성한다. 회로 패턴(106)은 드라이 필름(104)이 베이스층(103) 상에 결합되어 있는 상태에서 염산 계열 산성 에칭을 이용하여 패턴(105)에 의해 노출된 베이스층(103)만을 선택적으로 제거함으로써 형성할 수 있다. 예를 들어, 염산 계열은, 염화 제2철, 염화 제2동, 염소산나트륨 등이 사용될 수 있다.

여기서, 본 실시예에서는 베이스층(103) 상에 직접 회로 패턴(106)을 형성하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 베이스층(103) 상에 전해 도금 또는 무전해 도금을 이용하여 도금층을 형성한 후 도금층 상에 회로 패턴(106)을 형성하는 것도 가능하다.

또한, 본 실시예에서는 화학적 방법을 이용하여 회로 패턴(106)을 형성하는 것을 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 펀칭 등을 이용한 기계적 방법으로 회로 패턴(106)을 형성하는 것도 가능하다. 또한, 회로 패턴이 아니더라도 전극 또는 금속층을 연결하도록 관통홀만 형성하는 것도 가능하다.

도 7 내지 도 12는 도 1 내지 도 6에서 제조된 인쇄회로기판을 이용하여 다층기판을 제조하는 방법을 설명하기 위한 모식도들이다. 이하에서는 설명의 편의를 위해서, 도 1 내지 도 6에서 제조된 인쇄회로기판을 '양면 기판'이라 한다.

도 7을 참조하면, 도 1 내지 도 6에 따라 제조된 양면 기판에서 회로 패턴(106)을 채우도록 소정 두께의 절연층(107)을 형성한다. 그리고 절연층(107) 상에 접합 부재(108)를 이용하여 베이스층(109)을 접합시킨다. 예를 들어, 베이스층(109)은 소정 두께의 알루미늄 호일이고, 접합 부재(108)는 폴리이미드 계의 절연 접착 시트나, 에폭시 계열을 사용할 수 있다.

다음으로, 도 8에 도시한 바와 같이, 양면 기판과, 절연층(107), 접합 부재(108) 및 베이스층(109)을 모두 관통하도록 비아홀(110)을 형성한다. 예를 들어, 비아홀(110)은 드릴 또는 레이저 가공 등을 이용하여 형성할 수 있다.

다음으로, 도 9에 도시한 바와 같이, 비아홀(110)이 형성된 상태에서 비아홀(110) 내부로 노출된 절연층(101, 107) 및 접합 부재(102, 108)의 단면 부분을 금속화시키기 위한 금속층(111)을 형성한다. 예를 들어, 금속층(111)은 직접 도금법(carbon direct plating)을 사용하여 탄소 도금층을 형성할 수 있다. 그리고 금속층(111)이 형성됨에 따라 형성된 베이스층(103, 109)들이 서로 전기적으로 연결된다.

다음으로, 금속층(111)을 제외하고, 베이스층(109)의 표면에 징케이트(zincate: 아연 치환도금) 처리를 수행하여, 소정 두께의 치환층(112)을 형성한다. 치환층(112)은 베이스층(109)의 표면 일부가 아연 막으로 치환되어 형성된다. 여기서, 치환층(112)의 두께는 금속층(111)의 두께를 기준으로 하여 동일한 두께로 형성된다. 치환층(112)을 형성함으로써, 금속층(111)을 제외한 나머지 베이스층(109) 표면에 소정 두께의 치환층(112)이 형성된다. 또한, 치환층(112)을 형성함으로써 알루미늄이 대기 중에서 산화되는 것을 방지하여 베이스층(109) 표면을 보호할 수 있다. 또한, 베이스층(109)의 표면을 아연 막으로 치환함으로써, 이후 실시되는 무전해 도금 및 전해 도금 과정에서 베이스층(109)의 표면이 부식되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 치환층(112) 상에 전해 도금 또는 무전해 도금을 이용하여 치환 도금층(113)을 형성한다. 여기서, 치환 도금층(113)은 치환층(112) 상에 내화학성이 강한 금속막으로 치환 도금을 실행하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 치환 도금층(113)은 니켈(Ni)을 이용한 치환 도금을 실행하여 치환층(112)을 니켈 막으로 치환 형성할 수 있다. 그러나 본 발명이 니켈로만 한정되는 것은 아니며, 내화학성이 강한 다른 금속, 예를 들어, 금(Au) 또는 은(Ag) 등으로 치환 도금을 수행하는 것도 가능하다.

한편, 본 실시예에서는 니켈 치환 도금에 의해 치환층(112)의 일부 두께만이 니켈막으로 치환되는 경우를 예로 들었으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 금속층(111)과 치환층(112)이 모두 치환 도금층(113)으로 치환되는 경우도 고려할 수 있다. 또한, 치환 도금층(113)은 금속층(111)을 제외하고 치환층(112) 상에만 형성되거나, 금속층(111)의 일부 또는 전부를 덮도록 형성될 수 있다.

그리고, 치환 도금층(113) 상에 전해 도금층을 형성한다. 여기서, 전해 도금층(114)은 비아홀(110) 내부의 치환 도금층(113) 상에도 형성된다. 예를 들어, 전해 도금층(114)은 동 도금에 의한 구리 막일 수 있다. 또한, 전해 도금층(114)은 전해 도금을 이용하여 형성된다. 예를 들어, 전해 도금층(114)의 두께는 20㎛ 이상으로 형성될 수 있다.

여기서, 금속층(111) 표면은 치환 도금층(113)과 전해 도금층(114) 중 적어도 하나의 층이 형성된다. 상세하게는, 치환 도금층(113)이 금속층(111)을 제외하고 치환층(112) 상에만 형성된 경우, 전해 도금층(114)이 치환 도금층(113) 및 금속층(111)을 모두 덮도록 형성되며, 금속층(111) 상에는 전해 도금층(114)만 형성된다. 그리고 치환 도금층(113)이 금속층(111)의 일부를 덮도록 형성된 경우, 전해 도금층(114)이 치환 도금층(113) 및 금속층(111)을 모두 덮도록 형성된다. 그리고 치환 도금층(113)이 금속층(111)의 전부를 덮도록 형성된 경우에는, 전해 도금층(114)이 치환 도금층(113)을 덮어서, 금속층(111) 상에는 치환 도금층(113)과 전해 도금층(114)의 2층이 형성된다.

다음으로, 도 10에 도시한 바와 같이, 전해 도금층(114) 상에 드라이 필름(115)을 도포하고 소정 시간 노광 및 현상하여 소정의 패턴(116)을 형성한다. 그리고 도 11에 도시한 바와 같이, 패턴(116)이 형성된 드라이 필름(115)을 이용하여 전해 도금층(114), 치환 도금층(113), 치환층(112) 및 베이스층(109)을 제거하여 소정의 회로 패턴(117)을 형성한다. 여기서, 회로 패턴(117)은 드라이 필름(115)을 이용하여, 염산 계열 산성 에칭을 이용하여 전해 도금층(114), 치환 도금층(113), 치환층(112) 및 베이스층(109)까지 제거하여 형성할 수 있다. 또한, 드라이 필름(115)을 도포하고 패턴을 형성한 후, 회로 패턴(117)을 형성하는 방법은 상술한 실시예와 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.

한편, 본 실시예에서는 양면 기판이 2층으로 적층 형성된 것만을 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 도 7 내지 도11에서 설명한 단계를 반복 수행함으로써 3층 이상 고(高)다층기판을 형성하는 것이 가능하다. 또는, 도 12에 도시한 바와 같이, 도 1 내지 도 6에 따라 제조된 양면 기판 2개를 상하로 적층하는 방식으로도 고다층기판을 형성하는 것이 가능하다. 물론, 도 12에서 설명하는 방식으로 3개 이상의 양면 기판을 적층하여 고다층기판을 형성하는 것이 가능하다.

도 12를 참조하면, 도 1 내지 도 6에서 제조된 양면 기판을 2개 이상 적층하여 형성된 기판이다. 여기서, 적층되는 양면 기판들 사이에는 절연층(107)이 개재되어, 양면 기판 사이를 전기적으로 분리시킨다. 또한, 양면 기판이 적층된 상태에서 가장 상면과 가장 하면에는 각각 절연층(107)과 접합 부재(108) 및 베이스층(108)이 형성된다. 이후에서는 도 7 내지 도 11에서 설명한 것과 동일하게 비아홀을 형성하고, 금속층(111), 치환층(112), 치환 도금층(113) 및 전해 도금층(114)을 순차적으로 형성한 후, 드라이 필름(115)을 이용하여 소정의 회로 패턴(117)을 형성함으로써 고다층기판을 형성할 수 있다.

여기서, 회로 패턴(117)은 드라이 필름(115)을 이용하여 염산 계열 산성 에칭을 이용한 화학적 방법으로 형성된다. 이는, 회로 패턴(117)의 경우 전해 도금층(114), 치환 도금층(113) 및 치환층(112) 뿐만 아니라, 제2 베이스층(109)까지 모두 제거하므로 선택적으로 층을 제거할 수 있는 화학적 방법을 사용한다.

다만, 고다층기판에서 내부에 적층 형성되는 베이스층에 소정의 패턴을 형성하기 위해서는 상술한 드라이 필름과 염산 계열 산성 에칭을 이용한 화학적 방법 뿐만아니라, 펀칭 등을 이용한 기계적 방법으로 형성하는 것도 가능하다. 뿐만 아니라, 소정의 형태로 전극 또는 금속층을 연결하도록 관통홀만 형성하는 것도 가능하다.

본 발명에 따라 제조된 인쇄회로기판은 자동차용 전장(電裝) 부품 등에 적용될 수 있다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims

절연체 재질의 절연층, 상기 절연층의 양측면 상에 접합 형성되고 표면에 회로 패턴이 형성된 알루미늄 재질의 베이스층, 상기 베이스층을 상기 절연층에 접합시키기 위해서 개재되는 접합 부재를 포함하여 형성된 양면 기판;
상기 양면 기판에서 상기 베이스층 상에 형성된 제2 절연층;
상기 제2 절연층 상에 제2 접합부재를 이용하여 접합되는 제2 베이스층;
상기 양면 기판 및 상기 제2 절연층과 상기 제2 베이스층을 관통하여 형성되는 비아홀;
상기 제2 베이스층의 표면과 상기 비아홀 내부로 노출된 부분을 아연화시키는 표면 처리하여 형성된 치환층;
상기 치환층 상에 형성되는 도금층; 및
상기 도금층 상에 형성되는 제2 회로 패턴;
을 포함하는 인쇄회로기판.
제1항에 있어서,
상기 비아홀 내부에서 노출된 상기 양면 기판의 절연층과 접합 부재 및 제2 절연층과 제2 접합부재의 표면을 금속화시켜서 형성되는 금속층을 더 포함하고,
상기 도금층은 상기 금속층을 덮도록 형성되는 인쇄회로기판.
제2항에 있어서,
상기 치환층은 상기 베이스층의 표면을 아연으로 치환하는 징케이트(zincate) 처리가 수행되고,
상기 치환층은 상기 금속층의 두께와 같은 두께로 형성되는 인쇄회로기판.
제3항에 있어서,
상기 도금층은 무전해 또는 전해 도금을 이용하여 형성된 인쇄회로기판.
제4항에 있어서,
상기 도금층은 상기 치환층 표면에 전해 도금 또는 무전해 도금으로 형성되는 치환 도금층과, 상기 치환 도금층 상에 전해 도금으로 형성된 구리 재질의 전해 도금층으로 형성되는 인쇄회로기판.
제5항에 있어서,
상기 치환 도금층은 상기 금속층을 전부 덮도록 형성되고,
상기 전해 도금층은 상기 치환 도금층을 덮도록 형성되는 인쇄회로기판.
제5항에 있어서,
상기 치환 도금층은 상기 금속층을 제외한 상기 치환층 상에 형성되거나, 상기 금속층의 일부를 덮도록 형성되고,
상기 전해 도금층은 상기 치환 도금층이 형성되지 않은 금속층 부분을 덮도록 형성되는 인쇄회로기판.
제1항에 있어서,
상기 양면 기판은 1개 또는 2개 이상이 적층되어 형성되는 인쇄회로기판.
제8항에 있어서,
상기 양면 기판이 2개 이상 적층되고, 각 양면 기판 사이에는 절연층이 형성되는 인쇄회로기판.
제1항에 있어서,
상기 베이스층은 알루미늄 재질로 형성되고, 상기 베이스층의 표면 조도를 형성하기 위한 표면처리를 수행하는 인쇄회로기판.
제1항에 있어서,
상기 회로 패턴은 화학적 방법, 기계적 방법 중 어느 하나의 방법으로 형성되거나, 홀로 형성된 인쇄회로기판.
절연체 재질의 절연층을 제공하는 단계;
상기 절연층 상에 소정 두께의 베이스층을 접합 부재를 이용하여 접합하는 단계;
상기 베이스층 상에 소정의 회로 패턴을 형성하여 양면 기판을 형성하는 단계;
상기 양면 기판의 상기 회로 패턴을 채우도록 제2 절연층을 형성하는 단계;
상기 제2 절연층 상에 제2 접합 부재를 이용하여 알루미늄 재질의 제2 베이스층을 접합하는 단계;
상기 양면 기판 및 상기 제2 절연층과 상기 제2 접합 부재, 상기 제2 베이스층을 관통하는 비아홀을 형성하는 단계;
상기 제2 베이스층의 표면과 상기 비아홀 내부로 노출된 부분을 아연화시키는 표면 처리하여 치환층을 형성하는 단계;
상기 치환층 상에 전해 도금 또는 무전해 도금을 이용하여 도금층을 형성하는 단계; 및
상기 도금층 상에 제2 회로 패턴을 형성하는 단계;
를 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법.
제12항에 있어서,
상기 비아홀을 형성한 후,
상기 비아홀 내부로 노출된 상기 양면기판의 상기 절연층과 상기 접합 부재 및 상기 제2 절연층과 상기 제2 접합부재의 노출 면을 금속화시켜서 금속층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
상기 도금층은 상기 금속층을 덮도록 형성되는 인쇄회로기판의 제조방법.
제13항에 있어서,
상기 치환층을 형성하는 단계는 상기 금속층의 두께를 기준으로 상기 치환층의 두께가 상기 금속층의 두께와 같아지도록 형성되는 인쇄회로기판의 제조방법.
제13항에 있어서,
상기 치환층을 형성하는 단계는, 징케이트(zincate) 방법을 이용하여 상기 베이스층 및 상기 절연층의 표면을 아연으로 치환시키는 인쇄회로기판의 제조방법.
제13항에 있어서,
상기 도금층을 형성하는 단계는, 상기 금속층의 일부 또는 전부를 덮도록 상기 도금층을 형성하는 인쇄회로기판의 제조방법.
제16항에 있어서,
상기 도금층을 형성하는 단계는,
상기 치환층 표면에 전해 도금 또는 무전해 도금을 이용하여 치환 도금층을 형성하는 단계와, 상기 치환 도금층 상에 전해 도금을 이용하여 구리 재질의 전해 도금층을 형성하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법.
제12항에 있어서,
상기 베이스층을 상기 절연층에 접합하기 이전에 상기 베이스층의 표면에 조도를 형성하는 단계를 더 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법.
절연체 재질의 절연층을 제공하는 단계;
상기 절연층 상에 소정 두께의 베이스층을 접합 부재를 이용하여 접합하는 단계;
상기 베이스층 상에 소정의 회로 패턴을 형성하여 양면 기판을 형성하는 단계;
상기 회로 패턴이 형성된 상기 양면 기판을 2개 이상 복수개 적층하는 단계;
상기 적층된 양면 기판들 사이와 적층된 양면 기판에서 상면과 하면에 각각 절연층을 형성하는 단계;
상기 적층된 양면 기판에서 상면 및 하면에 각각 제2 접합 부재를 이용하여 알루미늄 재질의 제2 베이스층을 접합하는 단계;
상기 적층된 양면 기판들과 상기 제2 절연층 및 상기 제2 접합 부재 및 상기 제2 베이스층을 관통하는 비아홀을 형성하는 단계;
상기 제2 베이스층의 표면 및 상기 비아홀 내부로 노출된 부분을 아연화시키는 표면 처리하여 치환층을 형성하는 단계;
상기 치환층 상에 전해 도금 또는 무전해 도금을 이용하여 도금층을 형성하는 단계; 및
상기 도금층 상에 회로 패턴을 형성하는 단계;
를 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법.
제19항에 있어서,
상기 비아홀을 형성한 후,
상기 비아홀 내부로 노출된 상기 양면 기판의 절연층과 접합 부재 및 상기 제2 절연층과 상기 제2 접합 부재의 각각의 면을 금속화시키는 금속층을 형성하는 단계를 더 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법.
제20항에 있어서,
상기 치환층을 형성하는 단계는, 상기 금속층의 두께를 기준으로 상기 치환층의 두께가 상기 금속층의 두께와 같아지도록 형성되는 인쇄회로기판의 제조방법.
제21항에 있어서,
상기 치환층을 형성하는 단계는, 징케이트(zincate) 방법을 이용하여 상기 베이스층 및 상기 절연층의 표면을 아연으로 치환시키는 인쇄회로기판의 제조방법.
제19항에 있어서,
상기 도금층을 형성하는 단계는,
상기 치환층 표면에 전해 도금 또는 무전해 도금을 이용하여 치환 도금층을 형성하는 단계와, 상기 치환 도금층 상에 전해 도금을 이용하여 구리 재질의 전해 도금층을 형성하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법.
제19항에 있어서,
상기 베이스층을 상기 절연층에 접합하기 이전에 상기 베이스층의 표면에 조도를 형성하는 단계를 더 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법.