KR20190044420A - 인쇄회로기판 - Google Patents

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KR20190044420A
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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 인쇄회로기판은, 일면에 금속 패드가 형성된 절연층; 상기 금속 패드의 일면 상에 위치하고, 상기 절연층을 관통하는 개구부; 상기 개구부 내에 위치하고, 상기 금속 패드의 일면에 형성되는 제1 돌출부; 상기 금속 패드의 타면에 형성되는 제2 돌출부; 및 상기 제1 돌출부와 접촉되도록 상기 개구부 내에 충전되는 충전부재를 포함하고, 상기 충전부재의 용융점은 상기 금속 패드의 용윰점보다 낮고, 상기 절연층의 타면으로 투영된 상기 제2 돌출부는, 상기 절연층의 타면에서의 상기 개구부 면적 내에 위치한다.

Description

인쇄회로기판{PRINTED CIRCUIT BOARD}
본 발명은 인쇄회로기판에 관한 것이다.
인쇄회로기판의 제조 방법에 있어 적층 방식으로 일괄적층과 순차적층이 있다. 일괄적층 공법 적용 시 고온 압착으로 이루어지고, 순차 적층 공법 적용 시 저온 압착으로 이루어진다. 일괄적층 공법 적용 시, 단위 층간 연결 구조로 페이스트(paste)가 사용될 수 있으며, 이 경우, 내부배선과 페이스트 간 밀착력 및 접속성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
일본 공개특허 2003-179356 (공개: 2003.06.27)
본 발명은 층간 밀착력과 접속성이 우수한 인쇄회로기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 일면에 금속 패드가 형성된 절연층; 상기 금속 패드의 일면 상에 위치하고, 상기 절연층을 관통하는 개구부; 상기 개구부 내에 위치하고, 상기 금속 패드의 일면에 형성되는 제1 돌출부; 상기 금속 패드의 타면에 형성되는 제2 돌출부; 및 상기 제1 돌출부와 접촉되도록 상기 개구부 내에 충전되는 충전부재를 포함하고, 상기 충전부재의 용융점은 상기 금속 패드의 용윰점보다 낮고, 상기 절연층의 타면으로 투영된 상기 제2 돌출부는, 상기 절연층의 타면에서의 상기 개구부 면적 내에 위치하는 인쇄회로기판이 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 일면에 제1 금속 패드가 형성되고, 타면에 제2 금속 패드가 매립된 절연층; 상기 제1 금속 패드와 상기 제2 금속 패드 사이에 위치하고, 상기 절연층을 관통하는 개구부; 상기 개구부 내에 위치하고, 상기 제1 금속 패드의 일면으로부터 상기 제2 금속 패드 측으로 돌출되는 제1 돌출부; 상기 개구부 내에 위치하고, 상기 제2 금속 패드의 일면으로부터 상기 제1 금속 패드 측으로 돌출되는 제2 돌출부; 및 상기 제1 돌출부 및 상기 제2 돌출부와 접촉되도록 상기 개구부 내에 형성되는 충전부재를 포함하고, 상기 충전부재의 용융점은 상기 제1 금속 패드의 용윰점보다 낮은 인쇄회로기판이 제공된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 도면.
도 7 내지 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조 방법을 나타낸 도면.
도 20 내지 도 29는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조 방법을 나타낸 도면.
본 발명에 따른 인쇄회로기판의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 금속 패드(110)가 형성된 절연층(100), 절연층(100)에 형성된 개구부(10), 제1 돌출부(120), 제2 돌출부(220) 및 개구부(10) 내에 충전되는 충전부재(P1)를 포함한다. 여기서 충전부재(P1)는 금속 파우더를 함유하는 페이스트(paste)일 수 있다.
절연층(100)은 수지와 같은 절연물질로 조성되는 자재이다. 절연층(100)의 수지는 열경화성 수지, 열가소성 수지 등의 다양한 재료로 이루어질 수 있다.
절연층(100)은 유전율(유전상수, Dk) 및 유전손실(유전정접, Df)이 낮은 재료로 이루어질 수 있다. 특히, 절연층(100)은 LCP(Liquid Crystal Polymer), PTFE(Polytetrafluoroethylene), PPE(Polyphenylene Ether), COP(Cyclo Olefin Polymer), PFA(Perfluoroalkoxy) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있으나, 이러한 재료로 한정되는 것은 아니고, 유전율 및 유전손실이 낮은 재료라면 모두 적용될 수 있다. 이러한 재료는 고주파 신호를 전송하는 기판에 있어 신호 손실을 감소시키기 위해 적합하다.
다만, 절연층(100)은 상기의 재료로 한정되는 것은 아니며, 이 외에도 에폭시 수지 또는 폴리이미드 등일 수 있다. 여기서, 에폭시 수지는, 예를 들어, 나프탈렌계 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 노볼락계 에폭시 수지, 크레졸 노볼락계 에폭시 수지, 고무 변성형 에폭시 수지, 고리형 알리파틱계 에폭시 수지, 실리콘계 에폭시 수지, 질소계 에폭시 수지, 인계 에폭시 수지 등일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
절연층(100)은 상기 수지에 유리 섬유(glass cloth)와 같은 섬유 보강재가 포함되는 프리프레그(Prepreg; PPG)일 수 있다. 절연층(100)은 상기 수지에 실리카와 같은 무기 필러(filler)가 충전된 형태의 빌드업 필름(build up film)일 수 있다. 이러한 빌드업 필름으로는 ABF(Ajinomoto Build-up Film) 등이 사용될 수 있다.
절연층(100)의 일면에 회로(111) 및 금속 패드(110)가 형성된다. 회로(111)는 전기 신호를 전달하기 위하여 패턴화 되어 있는 전도체이다. 금속 패드(110)는 회로(111)의 단부에 연결되는 전도체이다. 회로(111) 및 금속 패드(110)는 전기 전도 특성을 고려하여 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 백금(Pt) 등의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
또한, 절연층(100)에는 개구부(10)가 형성된다. 개구부(10)는 금속 패드(110)의 일면(110a) 상에 위치하도록 절연층(100)을 관통한다. 즉, 개구부(10)를 통하여 금속 패드(110)의 일면(110a) 적어도 일부가 노출된다. 개구부(10)는 원기둥 형상으로 형성될 수 있으나, 서로 대향하는 일면과 타면의 면적이 다를 수 있다. 즉, 개구부(10)의 횡단면적은 가공면으로 갈수록 커질 수 있다.
제1 돌출부(120)는 금속 패드(110)의 일면(110a)에 형성되며, 개구부(10) 내에 위치한다. 제1 돌출부(120)는 금속 패드(110)의 일면(110a)에서 상측으로 돌출된다. 제1 돌출부(120)는 전기 전도 특성을 고려하여 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 백금(Pt) 등의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있고, 회로(111) 및 금속 패드(110)와 동일한 금속으로 이루어질 수 있다.
제1 돌출부(120)의 높이(돌출된 길이)는 개구부(10)의 높이(두께)보다 작다. 또한 제1 돌출부(120)와 금속 패드(110)가 접하는 면적은 개구부(10)와 금속 패드(110)가 접하는 면적(금속 패드(110)가 개구부(10)를 통하여 노출되는 면적) 이하로 형성될 수 있다.
제1 돌출부(120)의 측면과 절연층(100) 사이에는 공간이 마련될 수 있다. 제1 돌출부(120)와 금속 패드(110)가 접하는 면적이 개구부(10)와 금속 패드(110)가 접하는 면적(금속 패드(110)가 개구부(10)를 통하여 노출되는 면적)과 동일한 경우에도, 상기 공간은 존재할 수 있다.
제2 돌출부(220)는 금속 패드(110)의 타면(일면과 대향하고 일면의 반대측에 위치하는 면)(110b)에 형성된다. 제2 돌출부(220)는 제1 돌출부(120)와 반대 방향으로 돌출된다. 제2 돌출부(220)는 전기 전도 특성을 고려하여 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 백금(Pt) 등의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있고, 회로(111) 및 금속 패드(110)와 동일한 금속으로 이루어질 수 있다.
제2 돌출부(220)를 절연층(100)의 타면으로 투영시키면, 절연층(100)의 타면으로 투영된 제2 돌출부(220)는, 절연층(100)의 타면에서의 개구부(10) 면적 내에 위치한다. 즉, 제2 돌출부(220)의 상면을 절연층(100)의 타면까지 평행이동 시켰을 때, 제2 돌출부(220)는 개구부(10) 내에 위치한다. 나아가, 제2 돌출부(220)를 금속 패드(110)를 기준으로 면대칭을 하는 경우, 제2 돌출부(220)는 개구부(10) 내에 위치할 수 있다.
제2 돌출부(220)의 높이(돌출된 길이)는 개구부(10)의 높이(두께)보다 작다.
한편, 회로(111)와 금속패드의 표면에 무전해도금층(130)이 형성될 수 있다. 무전해도금층(130)은 회로(111)와 금속패드의 표면의 절연층(100)과 접하지 않는 표면에 형성될 수 있다. 특히, 금속 패드(110)의 타면(110b)과 측면(110c)에 무전해도금층(130)이 형성될 수 있다. 이러한 무전해도금층(130)은 금속 패드(110)의 일면(110a)에는 형성되지 않을 수 있다.
제2 돌출부(220)는 금속 패드(110)의 타면(110b)에 형성된 무전해도금층(130) 상에 형성될 수 있다. 무전해도금층(130)은 제1 돌출부(120) 및 제2 돌출부(220)가 전기도금으로 형성되는 경우에 인입선이 된다.
충전부재(P1)는 개구부(10) 내에 충전되며, 제1 돌출부(120)와 접촉된다. 충전부재(P1)는 개구부(10)의 높이 이상으로 충전될 수 있다. 충전부재(P1)는 전도성을 가지며, 구리(Cu), 주석(Sn), 은(Ag) 등의 금속을 포함하는 페이스트(paste)일 수 있으나, 이러한 재료로 제한되는 것은 아니며, 전도성을 가지는 재료는 모두 사용될 수 있다. 충전부재(P1)의 용융점은 인쇄회로기판 내 다른 전도체의 용융점보다 낮을 수 있다. 특히, 충전부재(P1)의 용융점은 회로(111), 금속 패드(110), 제1 돌출부(120) 및 제2 돌출부(220) 중 적어도 하나의 용융점보다 낮을 수 있다. 바람직하게는, 충전부재(P1)의 용융점은 인쇄회로기판 내에서 가장 낮을 수 있다.
제1 돌출부(120)의 측면과 절연층(100) 사이에는 공간이 마련되는 경우, 충전부재(P1)는, 상기 공간에 충전될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 제1 금속 패드(110) 및 제2 금속 패드(210)가 형성된 절연층(100), 절연층(100)에 형성된 개구부(10), 제1 돌출부(120), 제2 돌출부(220) 및 개구부(10) 내에 충전되는 충전부재(P1)를 포함한다. 여기서 충전부재(P1)는 금속 파우더를 함유하는 페이스트(paste)일 수 있다.
절연층(100)은 수지와 같은 절연물질로 조성되는 자재이다. 절연층(100)의 수지는 열경화성 수지, 열가소성 수지 등의 다양한 재료로 이루어질 수 있다.
절연층(100)은 유전율(Dk) 및 유전손실(Df)이 낮은 재료로 이루어질 수 있다. 특히, 절연층(100)은 LCP(Liquid Crystal Polymer), PTFE(Polytetrafluoroethylene), PPE(Polyphenylene Ether), COP(Cyclo Olefin Polymer), PFA(Perfluoroalkoxy) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있으나, 이러한 재료로 한정되는 것은 아니고, 유전율(Dk) 및 유전손실(Df)이 낮은 재료라면 모두 적용될 수 있다. 이러한 재료는 고주파 신호를 전송하는 기판에 있어 신호 손실을 감소시키기 위해 적합하다.
다만, 절연층(100)은 상기의 재료로 한정되는 것은 아니며, 이 외에도 에폭시 수지 또는 폴리이미드 등일 수 있다. 이에 대한 설명은 상술한 바와 같다.
절연층(100)의 일면에 제1 회로(111) 및 제1 금속 패드(110)가 형성된다. 또한, 절연층(100)의 타면에는 제2 회로(211) 및 제2 금속 패드(210)가 형성된다. 제1 회로(111) 및 제2 회로(211)는 전기 신호를 전달하기 위하여 패턴화 되어 있는 전도체이다. 제1 금속 패드(110)는 제1 회로(111)의 단부에 연결되는 전도체이고, 제2 금속 패드(210)는 제2 회로(211)의 단부에 연결되는 전도체이다.
제1 회로(111) 및 제1 금속 패드(110)는 절연층(100)의 일면 상에 형성되고, 제2 회로(211) 및 제2 금속 패드(210)는 절연층(100)의 타면에 매립되게 형성될 수 있다.
한편, 제1 회로(111), 제2 회로(211), 제1 금속 패드(110) 및 제2 금속 패드(210)는 전기 전도 특성을 고려하여 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 백금(Pt) 등의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
절연층(100)에는 개구부(10)가 형성된다. 개구부(10)는 제1 금속 패드(110)와 제2 금속 패드(210) 사이에 위치하도록 절연층(100)을 관통한다. 개구부(10)는 제1 금속 패드(110)의 일면(110a)과 제2 금속 패드(210)의 일면(210a)과 접한다. 개구부(10)는 원기둥 형상으로 형성될 수 있으나, 개구부(10)의 횡단면적은 제1 금속 패드(110)에서 제2 금속 패드(210) 쪽으로 갈수록 커질 수 있다.
제1 돌출부(120)는 제1 금속 패드(110)의 일면(110a)에 형성되며, 개구부(10) 내에 위치한다. 제1 돌출부(120)는 제1 금속 패드(110)의 일면(110a)으로부터 제2 금속 패드(210) 측으로 돌출된다. 제1 돌출부(120)는 전기 전도 특성을 고려하여 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 백금(Pt) 등의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
제1 돌출부(120)의 높이(돌출된 길이)는 개구부(10)의 높이(두께)보다 작다. 또한 제1 돌출부(120)와 제1 금속 패드(110)가 접하는 면적은 개구부(10)와 제1 금속 패드(110)가 접하는 면적(제1 금속 패드(110)가 개구부(10)를 통하여 노출되는 면적) 이하로 형성될 수 있다.
제1 돌출부(120)의 측면과 절연층(100) 사이에는 공간이 마련될 수 있다. 제1 돌출부(120)와 제1 금속 패드(110)가 접하는 면적이 개구부(10)와 제1 금속 패드(110)가 접하는 면적(제1 금속 패드(110)가 개구부(10)를 통하여 노출되는 면적)과 동일한 경우에도, 상기 공간은 존재할 수 있다.
제2 돌출부(220)는 제2 금속 패드(210)의 일면(210a)에 형성되며, 개구부(10) 내에 위치한다. 제2 돌출부(220)는 제2 금속 패드(210)의 일면(210a)으로부터 제1 금속 패드(110) 측으로 돌출된다. 제2 돌출부(220)는 전기 전도 특성을 고려하여 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 백금(Pt) 등의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
제1 돌출부(120)와 동일한 구조의 제3 돌출부(120')가 제2 금속 패드(210)의 타면에 형성될 수 있다. 또한, 제2 돌출부(220)와 동일한 구조의 제4 돌출부(220')가 제1 금속 패드(110)의 타면(110b)에 형성될 수 있다. 즉, 절연층(100)의 일면과 타면에 있어서, 금속 패드(110)와 돌출부의 구조가 반복 형성될 수 있다. 다만, 제1 내지 제4 돌출부가 모두 함께 형성될 필요는 없으며, 제3 돌출부(120')와 제4 돌출부(220')는 필요에 따라 형성될 수 있다. 예를 들어, 후술하겠으나, 절연층(100) 상하부에 추가 절연층(100)이 적층되고, 비아를 통하여 층간 접속이 이루어지는 경우, 제3 돌출부(120') 또는 제4 돌출부(220')가 비아와 접촉될 수 있다.
한편, 제1 회로(111)와 제1 금속 패드(110)의 표면 그리고 제2 회로(211)와 제2 금속 패드(210)의 표면에 무전해도금층(130)이 형성될 수 있다. 무전해도금층(130)은, 제1 회로(111)와 제1 금속 패드(110)의 절연층(100)과 접하지 않는 표면에 이 형성된다. 또한, 무전해도금층(130)은 제2 회로(211)와 제2 금속 패드(210)의 절연층(100)과 접하는 표면에 형성된다. 특히, 무전해도금층(130)은 제1 금속 패드(110)의 타면(110b)과 측면(110c) 그리고 제2 금속 패드(210)의 일면(210a)과 측면에 형성될 수 있다.
제2 돌출부(220)는 제2 금속 패드(210)의 일면(210a)에 형성된 무전해도금층(130) 상에 형성될 수 있다. 또한, 제4 돌출부(220')는 제1 금속 패드(110)의 타면(110b)에 형성된 무전해도금층(130) 상에 형성될 수 있다. 무전해도금층(130)은 제1 내지 제4 돌출부가 전기도금으로 형성되는 경우에 인입선이 된다.
충전부재(P1)는 개구부(10) 내에 충전되며, 제1 돌출부(120) 및 제2 돌출부(220)와 접촉된다. 충전부재(P1)는 전도성을 가지며, 구리(Cu), 주석(Sn), 은(Ag) 등의 금속을 포함하는 페이스트(paste)일 수 있으나, 이러한 재료로 제한되는 것은 아니며, 전도성을 가지는 재료는 모두 사용될 수 있다. 충전부재(P1)의 용융점은 인쇄회로기판 내 다른 전도체의 용융점보다 낮을 수 있다. 특히, 충전부재(P1)의 용융점은 회로(111), 금속 패드(110), 제1 돌출부(120) 및 제2 돌출부(220) 중 적어도 하나의 용융점보다 낮을 수 있다. 바람직하게는, 충전부재(P1)의 용융점은 인쇄회로기판 내에서 가장 낮을 수 있다.
제1 돌출부(120)의 측면과 절연층(100) 사이에는 공간이 마련되는 경우, 충전부재(P1)는, 상기 공간에 충전될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 도 1 또는 도 2에서 설명한 절연층(100)의 상부 및/또는 하부에 추가 절연층(200, 300)이 적층된 형태이다.
구체적으로, 본 발명의 제3 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 절연층(100), 돌출부, 충전부재(P1) 외에 상부 절연층(200), 하부 절연층(300), 비아(P2, P3) 등을 더 포함할 수 있다.
상부 절연층(200)은 절연층(100)의 상부에 적층되고, 하부 절연층(300)은 절연층(100)의 하부에 적층되며, 그에 대한 구체적인 설명은 앞서 절연층(100)에 대해 설명한 것과 동일하다. 상부 절연층(200)과 하부 절연층(300)은 절연층(100)의 상하부에 반드시 함께 적층될 필요는 없으며, 선택적으로 적층될 수 있다. 즉, 앞서 설명한 절연층(100)은 다층 인쇄회로기판의 최상부 또는 최하부에 위치한 것이라면, 절연층(100)에는 상부 절연층(200) 또는 하부 절연층(300)이 적층될 것이다.
상부 절연층(200)에는 비아(P2)가 포함될 수 있다. 상부 절연층(200)의 비아(P2)는 제2 금속 패드(210)의 타면 상에 위치하고, 상부 절연층(200)을 관통한다. 여기서, 제2 금속 패드(210)의 타면에 형성된 제3 돌출부(120')가 비아(P2) 내부로 함침될 수 있다. 특히, 비아(P2)가 비아홀(20) 내에 금속 페이스트가 충전됨으로써 형성된 경우, 일괄적층 공법에 의하여 제3 돌출부(120')가 비아(P2) 내부로 함침될 수 있다. 비아(P2)는 상술한 개구부(10) 내 충전부재(P1)와 동일할 수 있다.
하부 절연층(300)에 역시 비아(P3)가 포함된다. 하부 절연층(300)의 비아(P3)는 제1 금속 패드(110)의 타면(110b) 하에 위치하고, 하부 절연층(300)을 관통한다. 여기서, 제1 금속 패드(110)의 타면(110b)에 형성된 제4 돌출부(220')가 비아(P3) 내부로 함침될 수 있다. 특히, 비아(P3)가 비아홀(30) 내에 금속 페이스트가 충전되어 형성된 경우, 일괄적층 공법에 의하여 제4 돌출부(220')가 비아(P3) 내부로 함침될 수 있다. 비아(P3)는 상술한 개구부(10) 내 충전부재(P1)와 동일할 수 있다.
이러한 돌출부의 구조는 복수의 절연층(100, 200, 300)에 있어 반복적으로 형성될 수 있다. 다만, 복수의 절연층(100, 200, 300) 전부에 돌출부의 구조가 있을 필요는 없고, 필요한 층에 선택적으로 돌출부가 형성될 수 있다.
한편, 절연층(100)의 개구부(10)와 상기 비아(P2, P3)는 수직 방향으로 서로 겹치도록 배치될 수 있다. 바람직하게는 개구부(10)와 비아(P2, P3)가 일렬로 상하로 배열될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 제1 실시예 내지 제3 실시예와 비교하면, 제1 돌출부(120)의 측면과 절연층(100) 사이에는 공간이 마련되지 않을 수 있다. 즉, 제1 돌출부(120)의 측면과 절연층(100)은 서로 접촉될 수 있다. 이 경우, 제1 돌출부(120)는 개구부(10)와 금속 패드(110)가 접하는 면적(금속 패드(110)가 개구부(10)를 통하여 노출되는 면적) 전체에 형성된다.
그 외에는 제1 실시예 내지 제3 실시예와 다르지 않으므로, 설명을 생략하기로 한다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 제2 실시예 및 제3 실시예와 비교하면, 제1 돌출부(120)와 제2 돌출부(220)가 서로 접한다. 이 경우, 제1 돌출부(120)의 높이와 제2 돌출부(220) 높이의 합은 상기 개구부(10)의 두께 이상일 수 있다. 신호의 층간 전달은 제1 돌출부(120) 및 제2 돌출부(220)를 통하여 이루어져 신호 전달 속도가 빠를 수 있다.
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 제1 금속 패드(110) 및 제2 금속 패드(210)가 형성된 절연층(100), 절연층(100)에 형성된 개구부(10), 제1 돌출부(120), 제2 돌출부(220) 및 개구부(10) 내에 충전되는 충전부재(P1)를 포함한다. 충전부재(P1)는 금속 파우더를 함유하는 금속 페이스트일 수 있다.
절연층(100)은 수지와 같은 절연물질로 조성되는 자재이다. 절연층(100)의 수지는 열경화성 수지, 열가소성 수지 등의 다양한 재료로 이루어질 수 있다.
절연층(100)은 유전율 및 유전손실이 낮은 재료로 이루어질 수 있다. 특히, 절연층(100)은 LCP(Liquid Crystal Polymer), PTFE(Polytetrafluoroethylene), PPE(Polyphenylene Ether), COP(Cyclo Olefin Polymer), PFA(Perfluoroalkoxy) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 이러한 재료는 고주파 신호를 전송하는 기판에 있어 신호 손실을 감소시키기 위해 적합하다.
다만, 절연층(100)은 상기의 재료로 한정되는 것은 아니며, 이 외에도 에폭시 수지 또는 폴리이미드 등일 수 있다. 이에 대한 설명은 상술한 바와 같다.
절연층(100)의 일면에 제1 회로(111) 및 제1 금속 패드(110)가 형성된다. 또한, 절연층(100)의 타면에는 제2 회로(211) 및 제2 금속 패드(210)가 형성된다. 제1 회로(111) 및 제1 금속 패드(110)는 절연층(100)의 일면 상에 형성되고, 제2 회로(211) 및 제2 금속 패드(210)는 절연층(100)의 타면에 매립되게 형성될 수 있다.
제1 회로(111), 제2 회로(211), 제1 금속 패드(110) 및 제2 금속 패드(210)는 전기 전도 특성을 고려하여 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 백금(Pt) 등의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
절연층(100)에는 개구부(10)가 형성된다. 개구부(10)는 제1 금속 패드(110)와 제2 금속 패드(210) 사이에 위치하도록 절연층(100)을 관통한다. 개구부(10)는 제1 금속 패드(110)의 일면(110a)과 제2 금속 패드(210)의 일면(210a)과 접한다. 개구부(10)는 원기둥 형상으로 형성될 수 있으나, 개구부(10)의 횡단면적은 제1 금속 패드(110)에서 제2 금속 패드(210) 쪽으로 갈수록 커질 수 있다.
제1 돌출부(120)는 제1 금속 패드(110)의 일면(110a)에 형성되며, 개구부(10) 내에 위치한다. 제1 돌출부(120)는 제1 금속 패드(110)의 일면(110a)으로부터 제2 금속 패드(210) 측으로 돌출된다. 제1 돌출부(120)는 전기 전도 특성을 고려하여 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 백금(Pt) 등의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
제1 돌출부(120)의 측면과 절연층(100)은 서로 접촉될 수 있다. 이 경우, 제1 돌출부(120)는 개구부(10)와 금속 패드(110)가 접하는 면적(금속 패드(110)가 개구부(10)를 통하여 노출되는 면적) 전체에 형성된다.
본 발명의 제6 실시예에 따른 인쇄회로기판은 제1 돌출부(120)로부터 개구부(10)의 내측벽을 따라 연장되는 전해도금층(140)을 더 포함한다. 이 경우, 제1 돌출부(120)와 전해도금층(140)은 전해도금을 통해 동시에 형성되기 때문에 제1 돌출부(120)와 전해도금층(140) 사이에는 계면이 형성되지 않을 수 있다.
도 6(a)에 도시된 바와 같이, 제1 돌출부(120)와 전해도금층(140)은 동일한 두께로 형성될 수 있지만, 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 제1 돌출부(120)의 두께가 전해도금층(140)의 두께보다 클 수 있다. 후자의 경우, 제1 돌출부(120)와 전해도금층(140)이 등방성 전해도금으로 형성됨에 따라, 제1 돌출부(120)의 두께가 상대적으로 커질 수 있다.
한편, 본 발명의 제6 실시예에 따른 인쇄회로기판은 제1 돌출부(120)와 전해도금층(140) 하부에 시드층(150)이 구비될 수 있다. 즉, 시드층(150)은 개구부(10)를 통하여 노출되는 제1 금속 패드(110)의 일면(110a)과 개구부(10)의 내측벽을 따라 형성되는 형성될 수 있다. 시드층(150)은 무전해도금으로 형성될 수 있고, 전해도금을 위한 인입선이 된다. 시드층(150)은 2um 이하의 두께로 형성될 수 있다.
제2 돌출부(220)는 제2 금속 패드(210)의 일면(210a)에 형성되며, 개구부(10) 내에 위치한다. 제2 돌출부(220)는 제2 금속 패드(210)의 일면(210a)으로부터 제1 금속 패드(110) 측으로 돌출된다. 제2 돌출부(220)는 전기 전도 특성을 고려하여 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 백금(Pt) 등의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제2 돌출부(220)는 전해도금층(140)과 접촉되지 않도록 형성될 수 있지만, 도시된 것과 달리, 제2 돌출부(220)는 전해도금층(140)과 접촉되도록 형성될 수도 있다.
제1 돌출부(120)와 동일한 구조의 제3 돌출부(120')가 제2 금속 패드(210)의 타면에 형성될 수 있다. 여기서 전해도금층(140) 역시 제3 돌출부(120')에서 연장되도록 형성될 수 있다. 또한, 제2 돌출부(220)와 동일한 구조의 제4 돌출부(220')가 제1 금속 패드(110)의 타면(110b)에 형성될 수 있다. 즉, 절연층(100)의 일면과 타면에 있어서, 금속 패드(110)와 돌출부의 구조가 반복 형성될 수 있다. 다만, 제1 내지 제4 돌출부가 모두 함께 형성될 필요는 없으며, 제3 돌출부(120')와 제4 돌출부(220')는 필요에 따라 형성될 수 있다.
충전부재(P1)는 개구부(10) 내에 충전되며, 제1 돌출부(120) 및 제2 돌출부(220)와 접촉된다. 충전부재(P1)는 전도성을 가지며, 구리(Cu), 주석(Sn), 은(Ag) 등의 금속을 포함하는 페이스트(paste)일 수 있으나, 이러한 재료로 제한되는 것은 아니며, 전도성을 가지는 재료는 모두 사용될 수 있다. 충전부재(P1)의 용융점은 인쇄회로기판 내 다른 전도체의 용융점보다 낮을 수 있다. 특히, 충전부재(P1)의 용융점은 회로(111), 금속 패드(110), 제1 돌출부(120) 및 제2 돌출부(220) 중 적어도 하나의 용융점보다 낮을 수 있다. 바람직하게는, 충전부재(P1)의 용융점은 인쇄회로기판 내에서 가장 낮을 수 있다.
이하, 인쇄회로기판 제조 방법에 대해 설명한다.
도 7 내지 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 절연층(100) 일면과 타면에 각각 금속박(M)이 적층된 원자재를 준비한다. 금속박(M)은 회로(111)와 금속 패드(110)가 되는 모체이며, 구리 등의 금속일 수 있다. 금속박(M)은 18um의 두께를 가질 수 있다. 또한, 절연층(100)은 LCP 등의 절연재로 50um의 두께를 가질 수 있다.
도 8을 참조하면, 절연층(100)의 타면에 적층된 금속박(M)을 제거한다. 금속박(M) 제거는 하프 에칭(half etching) 등의 방식으로 이루어질 수 있다. 하프 에칭 시, 에칭이 되지 않는 금속박(M) 상에는 발포 테이프와 같은 필름(미도시)이 적층되어 에칭 마스크로 사용될 수 있다. 다만, 원자재 준비 단계에서 절연층(100)의 일면에만 금속박(M)이 적층된 원자재가 마련되어, 도 7 및 도 8의 공정이 축소될 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 금속박(M) 상에 레지스트 필름(R1)을 도포한다. 레지스트 필름(R1)은 드라이 필름(dry film)일 수 있다. 절연층(100)의 금속박(M)이 형성되지 않은 면에는 발포 테이프와 같은 필름(미도시)이 적층되어, 해당 면을 보호할 수 있다. 레지스트 필름(R1)은 감광성이며, 마스크(mask)를 이용하여 레지스트 필름(R1)을 선택적으로 노광한다. 레지스트 필름(R1)이 네거티브 타입인 경우, 레지스트 필름(R1) 중 회로(111)와 금속 패드(110)가 형성되는 영역 외의 영역을 노광하여 광경화시킨다. 이후, 현상 공정을 통하여 회로(111)와 금속 패드(110)가 형성되는 영역의 레지스트 필름(R1)을 제거하고, 해당 영역에 도금 공정 등을 통하여 전도체를 형성한다.
도 11을 참조하면, 회로(111)와 금속 패드(110)의 표면 및 절연층(100)의 일면에 연속적으로 무전해도금층(130)을 형성한다. 무전해도금층(130)은 구리 등의 금속이 무전해도금으로 형성될 수 있다.
도 12를 참조하면, 무전해도금층(130) 상에 레지스트 필름(R2)을 다시 도포하고, 제2 돌출부(220)가 형성될 영역의 레지스트 필름(R2)을 선택적으로 제거한다. 이 경우, 포토리소그래피 공법으로 레지스트 필름(R2)이 선택적으로 제거될 수 있다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 절연층(100)의 타면에 보호 필름(F1)이 부착되고, 절연층(100)의 타면을 가공면으로 하여 개구부(10)가 가공될 수 있다. 개구부(10)는 CO2 레이저 등의 레이저 가공으로 형성될 수 있다. 보호 필름(F1)은 PET 일 수 있고, 레이저 가공 시 발생할 수 있는 버(burr)를 방지할 수 있다.
개구부(10)는 제1 금속 패드(110) 상에 형성되어 제1 금속 패드(110)의 일면(110a)을 노출시킨다. 개구부(10)의 하면 직경은 제1 금속 패드(110)의 직경보다 작게 형성된다.
도 15를 참조하면, 제1 돌출부(120) 및 제2 돌출부(220)가 도금으로 형성된다. 제1 돌출부(120) 및 제2 돌출부(220)는 무전해도금층(130)을 인입선으로 하여 전해도금으로 형성될 수 있다. 한편, 제2 돌출부(220) 형성이 완료되면, 레지스트 필름(R2)은 박리된다.
도금 조건을 조절하여, 제2 돌출부(220)의 측면이 절연층(100)과 이격되거나 접촉되게 할 수 있다.
도 16을 참조하면, 불필요한 무전해도금층(130)을 에칭으로 제거하고, 절연층(100) 일면 상에 백 마스크(back mask)(B)를 부착한다. 백 마스크(B)는 공정 진행 중 핸들링 시 기판이 받을 수 있는 충격을 최소화할 수 있다.
도 17을 참조하면, 개구부(10) 내에 충전부재(P1)가 충전된다. 충전부재(P1)는 금속을 함유하는 페이스트일 수 있고, 이러한 충전부재(P1)는 진공 또는 대기압 조건에서 개구부(10) 내에 인쇄되며, 스크린 프린팅 등의 방식으로 인쇄될 수 있다.
도 18을 참조하면, 보호 필름(F1)과 백 마스크(B)가 제거되어 단위 기판이 완성된다. 이러한 단위 기판은 복수로 형성된다.
도 19를 참조하면, 복수의 단위 기판(1, 2, 3)을 정합을 맞추어 상하로 배치한 후 가접하고 300℃ 이상의 고온에서 가압하여 일괄 적층이 이루어진다. 이러한 일괄적층을 통하여, 제2 및 제4 돌출부(220)는 상대적으로 무른 충전부재(P1) 내부로 함침된다. 상기 개구부(10) 내에 충전된 충전부재(P1)는 층간 신호 전달을 할 수 있다.
한편, 제2 돌출부(220)는 충전부재(P1) 내부로 함침되고, 제1 돌출부(120)는 충전부재(P1) 내부에 위치하며, 제1 돌출부(120)와 제2 돌출부(220)가 충전부재(P1) 내에서 서로 접촉될 수 있다.
도 20 내지 도 29는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 20을 참조하면, 절연층(100)의 일면에만 금속박이 적층된 원자재가 마련되고, 상기 금속박(M)을 패터닝하여 회로(111)와 금속 패드(110)가 형성된다. 이러한 원자재는 절연층(100) 일면과 타면에 각각 금속박(M)이 적층된 원자재를 준비한 후, 절연층(100)의 타면에 적층된 금속박(M)을 제거함으로써 마련될 수 있다. 또한, 회로(111)와 금속 패드(110)는 레지스트 필름을 이용한 포토 리소 그래피 공정으로 형성될 수 있다.
도 21을 참조하면, 회로(111)와 금속 패드(110)를 커버하는 레지스트 필름(R3)이 절연층(100)의 일면 상에 적층되고, 레지스트 필름(R3)의 제2 돌출부(220)가 형성될 영역이 제거된다. 레지스트 필름(R3)의 제거는 노광 및 현상 공정으로 이루어질 수 있다.
도 22 및 도 23을 참조하면, 절연층(100)의 타면에 보호 필름(F1)이 부착되고, 절연층(100)의 타면을 가공면으로 하여 개구부(10)가 가공될 수 있다. 개구부(10)는 CO2 레이저 등의 레이저 가공으로 형성될 수 있다. 보호 필름(F1)은 PET 일 수 있고, 레이저 가공 시 발생할 수 있는 버(burr)를 방지할 수 있다.
개구부(10)는 제1 금속 패드(110) 상에 형성되어 제1 금속 패드(110)의 일면(110a)을 노출시킨다. 개구부(10)의 하면 직경은 제1 금속 패드(110)의 직경보다 작게 형성된다.
도 24를 참조하면, 시드층(150)이 개구부(10) 내부 및 절연층(100)의 타면에 형성된다. 시드층(150)은 무전해도금으로 형성될 수 있다. 보호 필름(F1)이 제거된 후에 시드층(150)이 형성될 수 있다.
도 25를 참조하면, 시드층(150) 상에 제1 돌출부(120)와 전해도금층(140)이 형성되고, 레지스트 필름(R3)이 제거된다. 제1 돌출부(120)는 금속 패드(110)의 일면 상에 형성되고, 전해도금층(140)은 개구부(10) 내벽을 따라 제1 돌출부(120)로부터 연장되어 형성된다. 제1 돌출부(120) 및 전해도금층(140)은 전해도금으로 동시에 형성될 수 있다.
도 25(a)에 도시된 바와 같이, 제1 돌출부(120)와 전해도금층(140)의 두께는 서로 동일할 수 있다. 또한, 도 25(b)에 도시된 바와 같이, 도 25(a)보다 도금 시간을 늘려 제1 돌출부(120)의 두께가 전해도금층(140)의 두께보다 크도록 할 수 있다.
도 26 및 도 27을 참조하면, 절연층(100)의 일면에 백 마스크(B)를, 절연층(100)의 타면에 보호 필름(F2)을 부착한 후에, 개구부(10) 내에 충전부재(P1)를 충전한다. 보호 필름(F2)은 PET 일 수 있다. 충전부재(P1)는 금속을 함유하는 페이스트일 수 있고, 이러한 충전부재(P1)는 스크린 프린팅 공법으로 개구부(10) 내에 인쇄될 수 있다.
도 28을 참조하면, 백 마스크(B)와 보호 필름(F2)이 모두 박리되고, 복수의 단위 기판이 준비된다.
도 29를 참조하면, 복수의 단위 기판(1, 2, 3)이 가접된 후 일괄 적층되고, 최종적으로 도 29(a)는 도 6(a)가 되고, 도 29(b)는 도 6(b)가 된다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
본 발명에 따른 인쇄회로기판의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 금속 패드(110)가 형성된 절연층(100), 절연층(100)에 형성된 개구부(10), 제1 돌출부(120), 제2 돌출부(220) 및 개구부(10) 내에 충전되는 충전부재(P1)를 포함한다. 여기서 충전부재(P1)는 금속 파우더를 함유하는 페이스트(paste)일 수 있다.
절연층(100)은 수지와 같은 절연물질로 조성되는 자재이다. 절연층(100)의 수지는 열경화성 수지, 열가소성 수지 등의 다양한 재료로 이루어질 수 있다.
절연층(100)은 유전율(유전상수, Dk) 및 유전손실(유전정접, Df)이 낮은 재료로 이루어질 수 있다. 특히, 절연층(100)은 LCP(Liquid Crystal Polymer), PTFE(Polytetrafluoroethylene), PPE(Polyphenylene Ether), COP(Cyclo Olefin Polymer), PFA(Perfluoroalkoxy) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있으나, 이러한 재료로 한정되는 것은 아니고, 유전율 및 유전손실이 낮은 재료라면 모두 적용될 수 있다. 이러한 재료는 고주파 신호를 전송하는 기판에 있어 신호 손실을 감소시키기 위해 적합하다.
다만, 절연층(100)은 상기의 재료로 한정되는 것은 아니며, 이 외에도 에폭시 수지 또는 폴리이미드 등일 수 있다. 여기서, 에폭시 수지는, 예를 들어, 나프탈렌계 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 노볼락계 에폭시 수지, 크레졸 노볼락계 에폭시 수지, 고무 변성형 에폭시 수지, 고리형 알리파틱계 에폭시 수지, 실리콘계 에폭시 수지, 질소계 에폭시 수지, 인계 에폭시 수지 등일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
절연층(100)은 상기 수지에 유리 섬유(glass cloth)와 같은 섬유 보강재가 포함되는 프리프레그(Prepreg; PPG)일 수 있다. 절연층(100)은 상기 수지에 실리카와 같은 무기 필러(filler)가 충전된 형태의 빌드업 필름(build up film)일 수 있다. 이러한 빌드업 필름으로는 ABF(Ajinomoto Build-up Film) 등이 사용될 수 있다.
절연층(100)의 일면에 회로(111) 및 금속 패드(110)가 형성된다. 회로(111)는 전기 신호를 전달하기 위하여 패턴화 되어 있는 전도체이다. 금속 패드(110)는 회로(111)의 단부에 연결되는 전도체이다. 회로(111) 및 금속 패드(110)는 전기 전도 특성을 고려하여 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 백금(Pt) 등의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
또한, 절연층(100)에는 개구부(10)가 형성된다. 개구부(10)는 금속 패드(110)의 일면(110a) 상에 위치하도록 절연층(100)을 관통한다. 즉, 개구부(10)를 통하여 금속 패드(110)의 일면(110a) 적어도 일부가 노출된다. 개구부(10)는 원기둥 형상으로 형성될 수 있으나, 서로 대향하는 일면과 타면의 면적이 다를 수 있다. 즉, 개구부(10)의 횡단면적은 가공면으로 갈수록 커질 수 있다.
제1 돌출부(120)는 금속 패드(110)의 일면(110a)에 형성되며, 개구부(10) 내에 위치한다. 제1 돌출부(120)는 금속 패드(110)의 일면(110a)에서 상측으로 돌출된다. 제1 돌출부(120)는 전기 전도 특성을 고려하여 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 백금(Pt) 등의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있고, 회로(111) 및 금속 패드(110)와 동일한 금속으로 이루어질 수 있다.
제1 돌출부(120)의 높이(돌출된 길이)는 개구부(10)의 높이(두께)보다 작다. 또한 제1 돌출부(120)와 금속 패드(110)가 접하는 면적은 개구부(10)와 금속 패드(110)가 접하는 면적(금속 패드(110)가 개구부(10)를 통하여 노출되는 면적) 이하로 형성될 수 있다.
제1 돌출부(120)의 측면과 절연층(100) 사이에는 공간이 마련될 수 있다. 제1 돌출부(120)와 금속 패드(110)가 접하는 면적이 개구부(10)와 금속 패드(110)가 접하는 면적(금속 패드(110)가 개구부(10)를 통하여 노출되는 면적)과 동일한 경우에도, 상기 공간은 존재할 수 있다.
제2 돌출부(220)는 금속 패드(110)의 타면(일면과 대향하고 일면의 반대측에 위치하는 면)(110b)에 형성된다. 제2 돌출부(220)는 제1 돌출부(120)와 반대 방향으로 돌출된다. 제2 돌출부(220)는 전기 전도 특성을 고려하여 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 백금(Pt) 등의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있고, 회로(111) 및 금속 패드(110)와 동일한 금속으로 이루어질 수 있다.
제2 돌출부(220)를 절연층(100)의 타면으로 투영시키면, 절연층(100)의 타면으로 투영된 제2 돌출부(220)는, 절연층(100)의 타면에서의 개구부(10) 면적 내에 위치한다. 즉, 제2 돌출부(220)의 상면을 절연층(100)의 타면까지 평행이동 시켰을 때, 제2 돌출부(220)는 개구부(10) 내에 위치한다. 나아가, 제2 돌출부(220)를 금속 패드(110)를 기준으로 면대칭을 하는 경우, 제2 돌출부(220)는 개구부(10) 내에 위치할 수 있다.
제2 돌출부(220)의 높이(돌출된 길이)는 개구부(10)의 높이(두께)보다 작다.
한편, 회로(111)와 금속패드의 표면에 무전해도금층(130)이 형성될 수 있다. 무전해도금층(130)은 회로(111)와 금속패드의 표면의 절연층(100)과 접하지 않는 표면에 형성될 수 있다. 특히, 금속 패드(110)의 타면(110b)과 측면(110c)에 무전해도금층(130)이 형성될 수 있다. 이러한 무전해도금층(130)은 금속 패드(110)의 일면(110a)에는 형성되지 않을 수 있다.
제2 돌출부(220)는 금속 패드(110)의 타면(110b)에 형성된 무전해도금층(130) 상에 형성될 수 있다. 무전해도금층(130)은 제1 돌출부(120) 및 제2 돌출부(220)가 전기도금으로 형성되는 경우에 인입선이 된다.
충전부재(P1)는 개구부(10) 내에 충전되며, 제1 돌출부(120)와 접촉된다. 충전부재(P1)는 개구부(10)의 높이 이상으로 충전될 수 있다. 충전부재(P1)는 전도성을 가지며, 구리(Cu), 주석(Sn), 은(Ag) 등의 금속을 포함하는 페이스트(paste)일 수 있으나, 이러한 재료로 제한되는 것은 아니며, 전도성을 가지는 재료는 모두 사용될 수 있다. 충전부재(P1)의 용융점은 인쇄회로기판 내 다른 전도체의 용융점보다 낮을 수 있다. 특히, 충전부재(P1)의 용융점은 회로(111), 금속 패드(110), 제1 돌출부(120) 및 제2 돌출부(220) 중 적어도 하나의 용융점보다 낮을 수 있다. 바람직하게는, 충전부재(P1)의 용융점은 인쇄회로기판 내에서 가장 낮을 수 있다.
제1 돌출부(120)의 측면과 절연층(100) 사이에는 공간이 마련되는 경우, 충전부재(P1)는, 상기 공간에 충전될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 제1 금속 패드(110) 및 제2 금속 패드(210)가 형성된 절연층(100), 절연층(100)에 형성된 개구부(10), 제1 돌출부(120), 제2 돌출부(220) 및 개구부(10) 내에 충전되는 충전부재(P1)를 포함한다. 여기서 충전부재(P1)는 금속 파우더를 함유하는 페이스트(paste)일 수 있다.
절연층(100)은 수지와 같은 절연물질로 조성되는 자재이다. 절연층(100)의 수지는 열경화성 수지, 열가소성 수지 등의 다양한 재료로 이루어질 수 있다.
절연층(100)은 유전율(Dk) 및 유전손실(Df)이 낮은 재료로 이루어질 수 있다. 특히, 절연층(100)은 LCP(Liquid Crystal Polymer), PTFE(Polytetrafluoroethylene), PPE(Polyphenylene Ether), COP(Cyclo Olefin Polymer), PFA(Perfluoroalkoxy) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있으나, 이러한 재료로 한정되는 것은 아니고, 유전율(Dk) 및 유전손실(Df)이 낮은 재료라면 모두 적용될 수 있다. 이러한 재료는 고주파 신호를 전송하는 기판에 있어 신호 손실을 감소시키기 위해 적합하다.
다만, 절연층(100)은 상기의 재료로 한정되는 것은 아니며, 이 외에도 에폭시 수지 또는 폴리이미드 등일 수 있다. 이에 대한 설명은 상술한 바와 같다.
절연층(100)의 일면에 제1 회로(111) 및 제1 금속 패드(110)가 형성된다. 또한, 절연층(100)의 타면에는 제2 회로(211) 및 제2 금속 패드(210)가 형성된다. 제1 회로(111) 및 제2 회로(211)는 전기 신호를 전달하기 위하여 패턴화 되어 있는 전도체이다. 제1 금속 패드(110)는 제1 회로(111)의 단부에 연결되는 전도체이고, 제2 금속 패드(210)는 제2 회로(211)의 단부에 연결되는 전도체이다.
제1 회로(111) 및 제1 금속 패드(110)는 절연층(100)의 일면 상에 형성되고, 제2 회로(211) 및 제2 금속 패드(210)는 절연층(100)의 타면에 매립되게 형성될 수 있다.
한편, 제1 회로(111), 제2 회로(211), 제1 금속 패드(110) 및 제2 금속 패드(210)는 전기 전도 특성을 고려하여 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 백금(Pt) 등의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
절연층(100)에는 개구부(10)가 형성된다. 개구부(10)는 제1 금속 패드(110)와 제2 금속 패드(210) 사이에 위치하도록 절연층(100)을 관통한다. 개구부(10)는 제1 금속 패드(110)의 일면(110a)과 제2 금속 패드(210)의 일면(210a)과 접한다. 개구부(10)는 원기둥 형상으로 형성될 수 있으나, 개구부(10)의 횡단면적은 제1 금속 패드(110)에서 제2 금속 패드(210) 쪽으로 갈수록 커질 수 있다.
제1 돌출부(120)는 제1 금속 패드(110)의 일면(110a)에 형성되며, 개구부(10) 내에 위치한다. 제1 돌출부(120)는 제1 금속 패드(110)의 일면(110a)으로부터 제2 금속 패드(210) 측으로 돌출된다. 제1 돌출부(120)는 전기 전도 특성을 고려하여 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 백금(Pt) 등의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
제1 돌출부(120)의 높이(돌출된 길이)는 개구부(10)의 높이(두께)보다 작다. 또한 제1 돌출부(120)와 제1 금속 패드(110)가 접하는 면적은 개구부(10)와 제1 금속 패드(110)가 접하는 면적(제1 금속 패드(110)가 개구부(10)를 통하여 노출되는 면적) 이하로 형성될 수 있다.
제1 돌출부(120)의 측면과 절연층(100) 사이에는 공간이 마련될 수 있다. 제1 돌출부(120)와 제1 금속 패드(110)가 접하는 면적이 개구부(10)와 제1 금속 패드(110)가 접하는 면적(제1 금속 패드(110)가 개구부(10)를 통하여 노출되는 면적)과 동일한 경우에도, 상기 공간은 존재할 수 있다.
제2 돌출부(220)는 제2 금속 패드(210)의 일면(210a)에 형성되며, 개구부(10) 내에 위치한다. 제2 돌출부(220)는 제2 금속 패드(210)의 일면(210a)으로부터 제1 금속 패드(110) 측으로 돌출된다. 제2 돌출부(220)는 전기 전도 특성을 고려하여 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 백금(Pt) 등의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
제1 돌출부(120)와 동일한 구조의 제3 돌출부(120')가 제2 금속 패드(210)의 타면에 형성될 수 있다. 또한, 제2 돌출부(220)와 동일한 구조의 제4 돌출부(220')가 제1 금속 패드(110)의 타면(110b)에 형성될 수 있다. 즉, 절연층(100)의 일면과 타면에 있어서, 금속 패드(110)와 돌출부의 구조가 반복 형성될 수 있다. 다만, 제1 내지 제4 돌출부가 모두 함께 형성될 필요는 없으며, 제3 돌출부(120')와 제4 돌출부(220')는 필요에 따라 형성될 수 있다. 예를 들어, 후술하겠으나, 절연층(100) 상하부에 추가 절연층(100)이 적층되고, 비아를 통하여 층간 접속이 이루어지는 경우, 제3 돌출부(120') 또는 제4 돌출부(220')가 비아와 접촉될 수 있다.
한편, 제1 회로(111)와 제1 금속 패드(110)의 표면 그리고 제2 회로(211)와 제2 금속 패드(210)의 표면에 무전해도금층(130)이 형성될 수 있다. 무전해도금층(130)은, 제1 회로(111)와 제1 금속 패드(110)의 절연층(100)과 접하지 않는 표면에 이 형성된다. 또한, 무전해도금층(130)은 제2 회로(211)와 제2 금속 패드(210)의 절연층(100)과 접하는 표면에 형성된다. 특히, 무전해도금층(130)은 제1 금속 패드(110)의 타면(110b)과 측면(110c) 그리고 제2 금속 패드(210)의 일면(210a)과 측면에 형성될 수 있다.
제2 돌출부(220)는 제2 금속 패드(210)의 일면(210a)에 형성된 무전해도금층(130) 상에 형성될 수 있다. 또한, 제4 돌출부(220')는 제1 금속 패드(110)의 타면(110b)에 형성된 무전해도금층(130) 상에 형성될 수 있다. 무전해도금층(130)은 제1 내지 제4 돌출부가 전기도금으로 형성되는 경우에 인입선이 된다.
충전부재(P1)는 개구부(10) 내에 충전되며, 제1 돌출부(120) 및 제2 돌출부(220)와 접촉된다. 충전부재(P1)는 전도성을 가지며, 구리(Cu), 주석(Sn), 은(Ag) 등의 금속을 포함하는 페이스트(paste)일 수 있으나, 이러한 재료로 제한되는 것은 아니며, 전도성을 가지는 재료는 모두 사용될 수 있다. 충전부재(P1)의 용융점은 인쇄회로기판 내 다른 전도체의 용융점보다 낮을 수 있다. 특히, 충전부재(P1)의 용융점은 회로(111), 금속 패드(110), 제1 돌출부(120) 및 제2 돌출부(220) 중 적어도 하나의 용융점보다 낮을 수 있다. 바람직하게는, 충전부재(P1)의 용융점은 인쇄회로기판 내에서 가장 낮을 수 있다.
제1 돌출부(120)의 측면과 절연층(100) 사이에는 공간이 마련되는 경우, 충전부재(P1)는, 상기 공간에 충전될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 도 1 또는 도 2에서 설명한 절연층(100)의 상부 및/또는 하부에 추가 절연층(200, 300)이 적층된 형태이다.
구체적으로, 본 발명의 제3 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 절연층(100), 돌출부, 충전부재(P1) 외에 상부 절연층(200), 하부 절연층(300), 비아(P2, P3) 등을 더 포함할 수 있다.
상부 절연층(200)은 절연층(100)의 상부에 적층되고, 하부 절연층(300)은 절연층(100)의 하부에 적층되며, 그에 대한 구체적인 설명은 앞서 절연층(100)에 대해 설명한 것과 동일하다. 상부 절연층(200)과 하부 절연층(300)은 절연층(100)의 상하부에 반드시 함께 적층될 필요는 없으며, 선택적으로 적층될 수 있다. 즉, 앞서 설명한 절연층(100)은 다층 인쇄회로기판의 최상부 또는 최하부에 위치한 것이라면, 절연층(100)에는 상부 절연층(200) 또는 하부 절연층(300)이 적층될 것이다.
상부 절연층(200)에는 비아(P2)가 포함될 수 있다. 상부 절연층(200)의 비아(P2)는 제2 금속 패드(210)의 타면 상에 위치하고, 상부 절연층(200)을 관통한다. 여기서, 제2 금속 패드(210)의 타면에 형성된 제3 돌출부(120')가 비아(P2) 내부로 함침될 수 있다. 특히, 비아(P2)가 비아홀(20) 내에 금속 페이스트가 충전됨으로써 형성된 경우, 일괄적층 공법에 의하여 제3 돌출부(120')가 비아(P2) 내부로 함침될 수 있다. 비아(P2)는 상술한 개구부(10) 내 충전부재(P1)와 동일할 수 있다.
하부 절연층(300)에 역시 비아(P3)가 포함된다. 하부 절연층(300)의 비아(P3)는 제1 금속 패드(110)의 타면(110b) 하에 위치하고, 하부 절연층(300)을 관통한다. 여기서, 제1 금속 패드(110)의 타면(110b)에 형성된 제4 돌출부(220')가 비아(P3) 내부로 함침될 수 있다. 특히, 비아(P3)가 비아홀(30) 내에 금속 페이스트가 충전되어 형성된 경우, 일괄적층 공법에 의하여 제4 돌출부(220')가 비아(P3) 내부로 함침될 수 있다. 비아(P3)는 상술한 개구부(10) 내 충전부재(P1)와 동일할 수 있다.
이러한 돌출부의 구조는 복수의 절연층(100, 200, 300)에 있어 반복적으로 형성될 수 있다. 다만, 복수의 절연층(100, 200, 300) 전부에 돌출부의 구조가 있을 필요는 없고, 필요한 층에 선택적으로 돌출부가 형성될 수 있다.
한편, 절연층(100)의 개구부(10)와 상기 비아(P2, P3)는 수직 방향으로 서로 겹치도록 배치될 수 있다. 바람직하게는 개구부(10)와 비아(P2, P3)가 일렬로 상하로 배열될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 제1 실시예 내지 제3 실시예와 비교하면, 제1 돌출부(120)의 측면과 절연층(100) 사이에는 공간이 마련되지 않을 수 있다. 즉, 제1 돌출부(120)의 측면과 절연층(100)은 서로 접촉될 수 있다. 이 경우, 제1 돌출부(120)는 개구부(10)와 금속 패드(110)가 접하는 면적(금속 패드(110)가 개구부(10)를 통하여 노출되는 면적) 전체에 형성된다.
그 외에는 제1 실시예 내지 제3 실시예와 다르지 않으므로, 설명을 생략하기로 한다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 제2 실시예 및 제3 실시예와 비교하면, 제1 돌출부(120)와 제2 돌출부(220)가 서로 접한다. 이 경우, 제1 돌출부(120)의 높이와 제2 돌출부(220) 높이의 합은 상기 개구부(10)의 두께 이상일 수 있다. 신호의 층간 전달은 제1 돌출부(120) 및 제2 돌출부(220)를 통하여 이루어져 신호 전달 속도가 빠를 수 있다.
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 제1 금속 패드(110) 및 제2 금속 패드(210)가 형성된 절연층(100), 절연층(100)에 형성된 개구부(10), 제1 돌출부(120), 제2 돌출부(220) 및 개구부(10) 내에 충전되는 충전부재(P1)를 포함한다. 충전부재(P1)는 금속 파우더를 함유하는 금속 페이스트일 수 있다.
절연층(100)은 수지와 같은 절연물질로 조성되는 자재이다. 절연층(100)의 수지는 열경화성 수지, 열가소성 수지 등의 다양한 재료로 이루어질 수 있다.
절연층(100)은 유전율 및 유전손실이 낮은 재료로 이루어질 수 있다. 특히, 절연층(100)은 LCP(Liquid Crystal Polymer), PTFE(Polytetrafluoroethylene), PPE(Polyphenylene Ether), COP(Cyclo Olefin Polymer), PFA(Perfluoroalkoxy) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 이러한 재료는 고주파 신호를 전송하는 기판에 있어 신호 손실을 감소시키기 위해 적합하다.
다만, 절연층(100)은 상기의 재료로 한정되는 것은 아니며, 이 외에도 에폭시 수지 또는 폴리이미드 등일 수 있다. 이에 대한 설명은 상술한 바와 같다.
절연층(100)의 일면에 제1 회로(111) 및 제1 금속 패드(110)가 형성된다. 또한, 절연층(100)의 타면에는 제2 회로(211) 및 제2 금속 패드(210)가 형성된다. 제1 회로(111) 및 제1 금속 패드(110)는 절연층(100)의 일면 상에 형성되고, 제2 회로(211) 및 제2 금속 패드(210)는 절연층(100)의 타면에 매립되게 형성될 수 있다.
제1 회로(111), 제2 회로(211), 제1 금속 패드(110) 및 제2 금속 패드(210)는 전기 전도 특성을 고려하여 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 백금(Pt) 등의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
절연층(100)에는 개구부(10)가 형성된다. 개구부(10)는 제1 금속 패드(110)와 제2 금속 패드(210) 사이에 위치하도록 절연층(100)을 관통한다. 개구부(10)는 제1 금속 패드(110)의 일면(110a)과 제2 금속 패드(210)의 일면(210a)과 접한다. 개구부(10)는 원기둥 형상으로 형성될 수 있으나, 개구부(10)의 횡단면적은 제1 금속 패드(110)에서 제2 금속 패드(210) 쪽으로 갈수록 커질 수 있다.
제1 돌출부(120)는 제1 금속 패드(110)의 일면(110a)에 형성되며, 개구부(10) 내에 위치한다. 제1 돌출부(120)는 제1 금속 패드(110)의 일면(110a)으로부터 제2 금속 패드(210) 측으로 돌출된다. 제1 돌출부(120)는 전기 전도 특성을 고려하여 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 백금(Pt) 등의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
제1 돌출부(120)의 측면과 절연층(100)은 서로 접촉될 수 있다. 이 경우, 제1 돌출부(120)는 개구부(10)와 금속 패드(110)가 접하는 면적(금속 패드(110)가 개구부(10)를 통하여 노출되는 면적) 전체에 형성된다.
본 발명의 제6 실시예에 따른 인쇄회로기판은 제1 돌출부(120)로부터 개구부(10)의 내측벽을 따라 연장되는 전해도금층(140)을 더 포함한다. 이 경우, 제1 돌출부(120)와 전해도금층(140)은 전해도금을 통해 동시에 형성되기 때문에 제1 돌출부(120)와 전해도금층(140) 사이에는 계면이 형성되지 않을 수 있다.
도 6(a)에 도시된 바와 같이, 제1 돌출부(120)와 전해도금층(140)은 동일한 두께로 형성될 수 있지만, 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 제1 돌출부(120)의 두께가 전해도금층(140)의 두께보다 클 수 있다. 후자의 경우, 제1 돌출부(120)와 전해도금층(140)이 등방성 전해도금으로 형성됨에 따라, 제1 돌출부(120)의 두께가 상대적으로 커질 수 있다.
한편, 본 발명의 제6 실시예에 따른 인쇄회로기판은 제1 돌출부(120)와 전해도금층(140) 하부에 시드층(150)이 구비될 수 있다. 즉, 시드층(150)은 개구부(10)를 통하여 노출되는 제1 금속 패드(110)의 일면(110a)과 개구부(10)의 내측벽을 따라 형성되는 형성될 수 있다. 시드층(150)은 무전해도금으로 형성될 수 있고, 전해도금을 위한 인입선이 된다. 시드층(150)은 2um 이하의 두께로 형성될 수 있다.
제2 돌출부(220)는 제2 금속 패드(210)의 일면(210a)에 형성되며, 개구부(10) 내에 위치한다. 제2 돌출부(220)는 제2 금속 패드(210)의 일면(210a)으로부터 제1 금속 패드(110) 측으로 돌출된다. 제2 돌출부(220)는 전기 전도 특성을 고려하여 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 금(Au), 백금(Pt) 등의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제2 돌출부(220)는 전해도금층(140)과 접촉되지 않도록 형성될 수 있지만, 도시된 것과 달리, 제2 돌출부(220)는 전해도금층(140)과 접촉되도록 형성될 수도 있다.
제1 돌출부(120)와 동일한 구조의 제3 돌출부(120')가 제2 금속 패드(210)의 타면에 형성될 수 있다. 여기서 전해도금층(140) 역시 제3 돌출부(120')에서 연장되도록 형성될 수 있다. 또한, 제2 돌출부(220)와 동일한 구조의 제4 돌출부(220')가 제1 금속 패드(110)의 타면(110b)에 형성될 수 있다. 즉, 절연층(100)의 일면과 타면에 있어서, 금속 패드(110)와 돌출부의 구조가 반복 형성될 수 있다. 다만, 제1 내지 제4 돌출부가 모두 함께 형성될 필요는 없으며, 제3 돌출부(120')와 제4 돌출부(220')는 필요에 따라 형성될 수 있다.
충전부재(P1)는 개구부(10) 내에 충전되며, 제1 돌출부(120) 및 제2 돌출부(220)와 접촉된다. 충전부재(P1)는 전도성을 가지며, 구리(Cu), 주석(Sn), 은(Ag) 등의 금속을 포함하는 페이스트(paste)일 수 있으나, 이러한 재료로 제한되는 것은 아니며, 전도성을 가지는 재료는 모두 사용될 수 있다. 충전부재(P1)의 용융점은 인쇄회로기판 내 다른 전도체의 용융점보다 낮을 수 있다. 특히, 충전부재(P1)의 용융점은 회로(111), 금속 패드(110), 제1 돌출부(120) 및 제2 돌출부(220) 중 적어도 하나의 용융점보다 낮을 수 있다. 바람직하게는, 충전부재(P1)의 용융점은 인쇄회로기판 내에서 가장 낮을 수 있다.
이하, 인쇄회로기판 제조 방법에 대해 설명한다.
도 7 내지 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 절연층(100) 일면과 타면에 각각 금속박(M)이 적층된 원자재를 준비한다. 금속박(M)은 회로(111)와 금속 패드(110)가 되는 모체이며, 구리 등의 금속일 수 있다. 금속박(M)은 18um의 두께를 가질 수 있다. 또한, 절연층(100)은 LCP 등의 절연재로 50um의 두께를 가질 수 있다.
도 8을 참조하면, 절연층(100)의 타면에 적층된 금속박(M)을 제거한다. 금속박(M) 제거는 하프 에칭(half etching) 등의 방식으로 이루어질 수 있다. 하프 에칭 시, 에칭이 되지 않는 금속박(M) 상에는 발포 테이프와 같은 필름(미도시)이 적층되어 에칭 마스크로 사용될 수 있다. 다만, 원자재 준비 단계에서 절연층(100)의 일면에만 금속박(M)이 적층된 원자재가 마련되어, 도 7 및 도 8의 공정이 축소될 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 금속박(M) 상에 레지스트 필름(R1)을 도포한다. 레지스트 필름(R1)은 드라이 필름(dry film)일 수 있다. 절연층(100)의 금속박(M)이 형성되지 않은 면에는 발포 테이프와 같은 필름(미도시)이 적층되어, 해당 면을 보호할 수 있다. 레지스트 필름(R1)은 감광성이며, 마스크(mask)를 이용하여 레지스트 필름(R1)을 선택적으로 노광한다. 레지스트 필름(R1)이 네거티브 타입인 경우, 레지스트 필름(R1) 중 회로(111)와 금속 패드(110)가 형성되는 영역 외의 영역을 노광하여 광경화시킨다. 이후, 현상 공정을 통하여 회로(111)와 금속 패드(110)가 형성되는 영역의 레지스트 필름(R1)을 제거하고, 해당 영역에 도금 공정 등을 통하여 전도체를 형성한다.
도 11을 참조하면, 회로(111)와 금속 패드(110)의 표면 및 절연층(100)의 일면에 연속적으로 무전해도금층(130)을 형성한다. 무전해도금층(130)은 구리 등의 금속이 무전해도금으로 형성될 수 있다.
도 12를 참조하면, 무전해도금층(130) 상에 레지스트 필름(R2)을 다시 도포하고, 제2 돌출부(220)가 형성될 영역의 레지스트 필름(R2)을 선택적으로 제거한다. 이 경우, 포토리소그래피 공법으로 레지스트 필름(R2)이 선택적으로 제거될 수 있다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 절연층(100)의 타면에 보호 필름(F1)이 부착되고, 절연층(100)의 타면을 가공면으로 하여 개구부(10)가 가공될 수 있다. 개구부(10)는 CO2 레이저 등의 레이저 가공으로 형성될 수 있다. 보호 필름(F1)은 PET 일 수 있고, 레이저 가공 시 발생할 수 있는 버(burr)를 방지할 수 있다.
개구부(10)는 제1 금속 패드(110) 상에 형성되어 제1 금속 패드(110)의 일면(110a)을 노출시킨다. 개구부(10)의 하면 직경은 제1 금속 패드(110)의 직경보다 작게 형성된다.
도 15를 참조하면, 제1 돌출부(120) 및 제2 돌출부(220)가 도금으로 형성된다. 제1 돌출부(120) 및 제2 돌출부(220)는 무전해도금층(130)을 인입선으로 하여 전해도금으로 형성될 수 있다. 한편, 제2 돌출부(220) 형성이 완료되면, 레지스트 필름(R2)은 박리된다.
도금 조건을 조절하여, 제2 돌출부(220)의 측면이 절연층(100)과 이격되거나 접촉되게 할 수 있다.
도 16을 참조하면, 불필요한 무전해도금층(130)을 에칭으로 제거하고, 절연층(100) 일면 상에 백 마스크(back mask)(B)를 부착한다. 백 마스크(B)는 공정 진행 중 핸들링 시 기판이 받을 수 있는 충격을 최소화할 수 있다.
도 17을 참조하면, 개구부(10) 내에 충전부재(P1)가 충전된다. 충전부재(P1)는 금속을 함유하는 페이스트일 수 있고, 이러한 충전부재(P1)는 진공 또는 대기압 조건에서 개구부(10) 내에 인쇄되며, 스크린 프린팅 등의 방식으로 인쇄될 수 있다.
도 18을 참조하면, 보호 필름(F1)과 백 마스크(B)가 제거되어 단위 기판이 완성된다. 이러한 단위 기판은 복수로 형성된다.
도 19를 참조하면, 복수의 단위 기판(1, 2, 3)을 정합을 맞추어 상하로 배치한 후 가접하고 300℃ 이상의 고온에서 가압하여 일괄 적층이 이루어진다. 이러한 일괄적층을 통하여, 제2 및 제4 돌출부(220)는 상대적으로 무른 충전부재(P1) 내부로 함침된다. 상기 개구부(10) 내에 충전된 충전부재(P1)는 층간 신호 전달을 할 수 있다.
한편, 제2 돌출부(220)는 충전부재(P1) 내부로 함침되고, 제1 돌출부(120)는 충전부재(P1) 내부에 위치하며, 제1 돌출부(120)와 제2 돌출부(220)가 충전부재(P1) 내에서 서로 접촉될 수 있다.
도 20 내지 도 29는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 20을 참조하면, 절연층(100)의 일면에만 금속박이 적층된 원자재가 마련되고, 상기 금속박(M)을 패터닝하여 회로(111)와 금속 패드(110)가 형성된다. 이러한 원자재는 절연층(100) 일면과 타면에 각각 금속박(M)이 적층된 원자재를 준비한 후, 절연층(100)의 타면에 적층된 금속박(M)을 제거함으로써 마련될 수 있다. 또한, 회로(111)와 금속 패드(110)는 레지스트 필름을 이용한 포토 리소 그래피 공정으로 형성될 수 있다.
도 21을 참조하면, 회로(111)와 금속 패드(110)를 커버하는 레지스트 필름(R3)이 절연층(100)의 일면 상에 적층되고, 레지스트 필름(R3)의 제2 돌출부(220)가 형성될 영역이 제거된다. 레지스트 필름(R3)의 제거는 노광 및 현상 공정으로 이루어질 수 있다.
도 22 및 도 23을 참조하면, 절연층(100)의 타면에 보호 필름(F1)이 부착되고, 절연층(100)의 타면을 가공면으로 하여 개구부(10)가 가공될 수 있다. 개구부(10)는 CO2 레이저 등의 레이저 가공으로 형성될 수 있다. 보호 필름(F1)은 PET 일 수 있고, 레이저 가공 시 발생할 수 있는 버(burr)를 방지할 수 있다.
개구부(10)는 제1 금속 패드(110) 상에 형성되어 제1 금속 패드(110)의 일면(110a)을 노출시킨다. 개구부(10)의 하면 직경은 제1 금속 패드(110)의 직경보다 작게 형성된다.
도 24를 참조하면, 시드층(150)이 개구부(10) 내부 및 절연층(100)의 타면에 형성된다. 시드층(150)은 무전해도금으로 형성될 수 있다. 보호 필름(F1)이 제거된 후에 시드층(150)이 형성될 수 있다.
도 25를 참조하면, 시드층(150) 상에 제1 돌출부(120)와 전해도금층(140)이 형성되고, 레지스트 필름(R3)이 제거된다. 제1 돌출부(120)는 금속 패드(110)의 일면 상에 형성되고, 전해도금층(140)은 개구부(10) 내벽을 따라 제1 돌출부(120)로부터 연장되어 형성된다. 제1 돌출부(120) 및 전해도금층(140)은 전해도금으로 동시에 형성될 수 있다.
도 25(a)에 도시된 바와 같이, 제1 돌출부(120)와 전해도금층(140)의 두께는 서로 동일할 수 있다. 또한, 도 25(b)에 도시된 바와 같이, 도 25(a)보다 도금 시간을 늘려 제1 돌출부(120)의 두께가 전해도금층(140)의 두께보다 크도록 할 수 있다.
도 26 및 도 27을 참조하면, 절연층(100)의 일면에 백 마스크(B)를, 절연층(100)의 타면에 보호 필름(F2)을 부착한 후에, 개구부(10) 내에 충전부재(P1)를 충전한다. 보호 필름(F2)은 PET 일 수 있다. 충전부재(P1)는 금속을 함유하는 페이스트일 수 있고, 이러한 충전부재(P1)는 스크린 프린팅 공법으로 개구부(10) 내에 인쇄될 수 있다.
도 28을 참조하면, 백 마스크(B)와 보호 필름(F2)이 모두 박리되고, 복수의 단위 기판이 준비된다.
도 29를 참조하면, 복수의 단위 기판(1, 2, 3)이 가접된 후 일괄 적층되고, 최종적으로 도 29(a)는 도 6(a)가 되고, 도 29(b)는 도 6(b)가 된다. 일괄 적층 시, 최외층 회로층(C)도 함께 적층될 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

Claims (27)

  1. 일면에 금속 패드가 형성된 절연층;
    상기 금속 패드의 일면 상에 위치하고, 상기 절연층을 관통하는 개구부;
    상기 개구부 내에 위치하고, 상기 금속 패드의 일면에 형성되는 제1 돌출부;
    상기 금속 패드의 타면에 형성되는 제2 돌출부; 및
    상기 제1 돌출부와 접촉되도록 상기 개구부 내에 충전되는 충전부재를 포함하고,
    상기 충전부재의 용융점은 상기 금속 패드의 용윰점보다 낮고,
    상기 절연층의 타면으로 투영된 상기 제2 돌출부는, 상기 절연층의 타면에서의 상기 개구부 면적 내에 위치하는 인쇄회로기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 돌출부의 측면과 상기 절연층 사이에는 공간이 마련되고, 상기 공간 내에 상기 충전부재가 충전되는 인쇄회로기판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 돌출부의 측면은 상기 절연층과 접촉되는 인쇄회로기판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 돌출부의 높이와 상기 제2 돌출부 높이의 합은 상기 개구부의 두께 이상인 인쇄회로기판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 금속 패드의 타면 및 측면에 무전해도금층이 형성된 인쇄회로기판.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 무전해도금층은 상기 금속 패드의 일면에는 형성되지 않는 인쇄회로기판.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 절연층은 LCP(Liquid Crystal Polymer), PTFE(Polytetrafluoroethylene), PPE(Polyphenylene Ether), COP(Cyclo Olefin Polymer), PFA(Perfluoroalkoxy) 중 적어도 하나로 이루어지는 인쇄회로기판.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제1 돌출부로부터 상기 개구부의 내측벽을 따라 연장되는 전해도금층을 더 포함하는 인쇄회로기판.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 돌출부 및 상기 전해도금층 하부에, 상기 개구부를 통하여 노출되는 상기 금속 패드의 일면과 상기 개구부의 내측벽을 따라 형성되는 시드층이 구비되는 인쇄회로기판.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 돌출부의 두께는 상기 전해도금층의 두께보다 큰 인쇄회로기판.
  11. 일면에 제1 금속 패드가 형성되고, 타면에 제2 금속 패드가 매립된 절연층;
    상기 제1 금속 패드와 상기 제2 금속 패드 사이에 위치하고, 상기 절연층을 관통하는 개구부;
    상기 개구부 내에 위치하고, 상기 제1 금속 패드의 일면으로부터 상기 제2 금속 패드 측으로 돌출되는 제1 돌출부;
    상기 개구부 내에 위치하고, 상기 제2 금속 패드의 일면으로부터 상기 제1 금속 패드 측으로 돌출되는 제2 돌출부; 및
    상기 제1 돌출부 및 상기 제2 돌출부와 접촉되도록 상기 개구부 내에 형성되는 충전부재를 포함하고,
    상기 충전부재의 용융점은 상기 제1 금속 패드의 용윰점보다 낮은 인쇄회로기판.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 돌출부의 측면과 상기 절연층 사이, 그리고 상기 제2 돌출부의 측면과 상기 절연층 사이에는 공간이 마련되고, 상기 공간 내에 상기 충전부재가 충전되는 인쇄회로기판.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 돌출부의 측면은 상기 절연층과 접촉되는 인쇄회로기판.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 돌출부와 상기 제2 돌출부는 서로 접촉되는 인쇄회로기판.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제1 금속 패드의 타면 및 측면에 무전해도금층이 형성된 인쇄회로기판.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 무전해도금층은 상기 제1 금속 패드의 일면에는 형성되지 않는 인쇄회로기판.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 절연층은 LCP(Liquid Crystal Polymer), PTFE(Polytetrafluoroethylene), PPE(Polyphenylene Ether), COP(Cyclo Olefin Polymer), PFA(Perfluoroalkoxy) 중 적어도 하나로 이루어지는 인쇄회로기판.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 제1 돌출부의 측면으로부터 상기 개구부의 내측벽을 따라 연장되는 전해도금층을 더 포함하는 인쇄회로기판.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 돌출부 및 상기 전해도금층 하부에, 상기 개구부를 통하여 노출되는 상기 제1 금속 패드의 일면과 상기 개구부의 내측벽을 따라 형성되는 시드층이 구비되는 인쇄회로기판.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제1 돌출부의 두께는 상기 전해도금층의 두께보다 큰 인쇄회로기판.
  21. 제11항에 있어서,
    상기 제2 금속 패드의 타면에 형성되는 제3 돌출부를 더 포함하는 인쇄회로기판.
  22. 제11항에 있어서,
    상기 절연층의 상부에 적층되는 상부 절연층;
    상기 제2 금속 패드의 타면 상에 위치하고, 상기 상부 절연층을 관통하여 형성되는 비아를 더 포함하는 인쇄회로기판.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 절연층의 상부에 적층되는 상부 절연층;
    상기 제2 금속 패드의 타면 상에 위치하고, 상기 상부 절연층을 관통하여 형성되는 비아를 더 포함하고,
    상기 제3 돌출부는 상기 비아 내부로 함침되는 인쇄회로기판.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 개구부와 상기 비아는 수직 방향으로 적어도 일부가 겹치도록 배열되는 인쇄회로기판.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 제1 금속 패드의 타면에 형성되는 제4 돌출부를 더 포함하는 인쇄회로기판.
  26. 제11항에 있어서,
    상기 절연층의 하부에 적층되는 하부 절연층;
    상기 제1 금속 패드의 타면 하에 위치하고, 상기 하부 절연층을 관통하여 형성되는 비아를 더 포함하는 인쇄회로기판.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 절연층의 하부에 적층되는 하부 절연층;
    상기 제1 금속 패드의 타면 하에 위치하고, 상기 하부 절연층을 관통하여 형성되는 비아를 더 포함하고,
    상기 제4 돌출부는 상기 비아 내로 함침되는 인쇄회로기판.
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