KR20230172910A - 인쇄회로기판 - Google Patents

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KR20230172910A
KR20230172910A KR1020220073660A KR20220073660A KR20230172910A KR 20230172910 A KR20230172910 A KR 20230172910A KR 1020220073660 A KR1020220073660 A KR 1020220073660A KR 20220073660 A KR20220073660 A KR 20220073660A KR 20230172910 A KR20230172910 A KR 20230172910A
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insulating layer
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이계환
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Abstract

본 개시는 제1 절연층, 제1 절연층의 일면 측에 매립되며, 일면이 상기 제1 절연층의 일면으로부터 노출된 제1 패드, 및 제1 패드의 노출된 일면 상에 배치된 제1 표면처리층을 포함하고,상기 제1 패드와 상기 제1 표면처리층의 경계면은 상기 제1 절연층의 일면과 실질적으로 코플래너한 인쇄회로기판에 관한 것이다.

Description

인쇄회로기판{PRINTED CIRCUIT BOARD}
본 개시는 인쇄회로기판에 관한 것이다.
최근 모바일 기기의 경량화, 소형화 추세에 대응하기 위하여, 이에 실장되는 인쇄회로기판에서 역시 경박단소화를 구현할 필요성이 점점 증가하고 있다. 한편, 모바일 기기들이 경박단소화 되면서 이에 대한 기술적 요구에 부응하여, 다양한 부품을 기판 상에 실장하는 기판 구조에서 기판의 두께를 절감하고 부품과 기판의 연결 시 신뢰성을 향상시키기 위한 연구가 지속되고 있다.
본 개시의 여러 목적 중 하나는 두께를 절감할 수 있는 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.
본 개시의 여러 목적 중 다른 하나는 신뢰성을 향상시킬 수 있는 인쇄회로기판 제조방법을 제공하는 것이다.
본 개시의 여러 목적 중 다른 하나는 표면처리층을 얇게 형성하여 제조 비용을 줄일 수 있는 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.
본 개시를 통하여 제안하는 여러 해결 수단 중 하나는 제1 절연층, 제1 절연층의 일면 측에 매립되며, 일면이 제1 절연층의 일면으로부터 노출된 제1 패드, 및 제1 패드의 노출된 일면 상에 배치된 제1 표면처리층을 포함하고,상기 제1 패드와 상기 제1 표면처리층의 경계면은 상기 제1 절연층의 일면과 실질적으로 코플래너한 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.
본 개시를 통하여 제안하는 여러 해결 수단 중 다른 하나는 제1 절연층, 제1 절연층의 일면 측에 매립되며, 일면이 제1 절연층의 일면으로부터 노출된 제1 패드, 및 제1 절연층의 일면 측에 매립되며, 일면이 제1 절연층의 일면으로부터 노출된 제2 패드를 포함하며, 상기 제2 패드의 일면은 상기 제1 절연층의 일면과 단차를 갖는 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.
본 개시의 여러 효과 중 일 효과로서 두께가 절감된 인쇄회로기판을 제공할 수 있다.
본 개시의 여러 효과 중 다른 일 효과로서 신뢰성을 향상시킬 수 있는 인쇄회로기판을 제공할 수 있다.
본 개시의 여러 효과 중 다른 일 효과로서 비용을 줄일 수 있는 인쇄회로기판 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1은 전자기기 시스템의 예를 개략적으로 나타내는 블록도다.
도 2는 전자기기의 일례를 개략적으로 나타낸 사시도다.
도 3은 인쇄회로기판의 일례를 개략적으로 나타낸 단면도다.
도 4는 인쇄회로기판의 다른 일례를 개략적으로 나타낸 단면도다.
도 5는 인쇄회로기판의 또 다른 일례를 개략적으로 나타낸 단면도다.
도 6 내지 도 8은 도 3의 인쇄회로기판의 제조 일례를 개략적으로 나타낸 공정도다.
도 9 내지 도 11은 도 4의 인쇄회로기판의 제조 일례를 개략적으로 나타낸 공정도다.
도 12 내지 도 14는 도 5의 인쇄회로기판의 제조 일례를 개략적으로 나타낸 공정도다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 대해 설명한다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장되거나 축소될 수 있다.
전자기기
도 1은 전자기기 시스템의 예를 개략적으로 나타내는 블록도다.
도면을 참조하면, 전자기기(1000)는 메인보드(1010)를 수용한다. 메인보드(1010)에는 칩 관련부품(1020), 네트워크 관련부품(1030), 및 기타부품(1040) 등이 물리적 및/또는 전기적으로 연결되어 있다. 이들은 후술하는 다른 전자부품과도 결합되어 다양한 신호라인(1090)을 형성한다.
칩 관련부품(1020)으로는 휘발성 메모리(예컨대, DRAM), 비-휘발성 메모리(예컨대, ROM), 플래시 메모리 등의 메모리 칩; 센트랄 프로세서(예컨대, CPU), 그래픽 프로세서(예컨대, GPU), 디지털 신호 프로세서, 암호화 프로세서, 마이크로 프로세서, 마이크로 컨트롤러 등의 어플리케이션 프로세서 칩; 아날로그-디지털 컨버터, ASIC(application-specific IC) 등의 로직 칩 등이 포함되며, 이에 한정되는 것은 아니고, 이 외에도 기타 다른 형태의 칩 관련 전자부품이 포함될 수 있음은 물론이다. 또한, 이들 칩 관련부품(1020)이 서로 조합될 수 있음은 물론이다. 칩 관련부품(1020)은 상술한 칩이나 전자부품을 포함하는 패키지 형태일 수도 있다.
네트워크 관련부품(1030)으로는, Wi-Fi(IEEE 802.11 패밀리 등), WiMAX(IEEE 802.16 패밀리 등), IEEE 802.20, LTE(long term evolution), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPS, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, 3G, 4G, 5G 및 그 이후의 것으로 지정된 임의의 다른 무선 및 유선 프로토콜들이 포함되며, 이에 한정되는 것은 아니고, 이 외에도 기타 다른 다수의 무선 또는 유선 표준들이나 프로토콜들 중의 임의의 것이 포함될 수 있다. 또한, 네트워크 관련부품(1030)이 칩 관련부품(1020)과 더불어 서로 조합될 수 있음은 물론이다.
기타부품(1040)으로는, 고주파 인덕터, 페라이트 인덕터, 파워 인덕터, 페라이트 비즈, LTCC(low Temperature Co-Firing Ceramics), EMI(Electro Magnetic Interference) filter, MLCC(Multi-Layer Ceramic Condenser) 등이 포함된다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 이 외에도 기타 다른 다양한 용도를 위하여 사용되는 칩 부품 형태의 수동소자 등이 포함될 수 있다. 또한, 기타부품(1040)이 칩 관련부품(1020) 및/또는 네트워크 관련부품(1030)과 서로 조합될 수도 있음은 물론이다.
전자기기(1000)의 종류에 따라, 전자기기(1000)는 메인보드(1010)에 물리적 및/또는 전기적으로 연결되거나 그렇지 않을 수도 있는 다른 전자부품을 포함할 수 있다. 다른 전자부품의 예를 들면, 카메라 모듈(1050), 안테나 모듈(1060), 디스플레이(1070), 배터리(1080) 등이 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 오디오 코덱, 비디오 코덱, 전력 증폭기, 나침반, 가속도계, 자이로스코프, 스피커, 대량 저장 장치(예컨대, 하드디스크 드라이브), CD(compact disk), DVD(digital versatile disk) 등일 수도 있다. 이 외에도 전자기기(1000)의 종류에 따라 다양한 용도를 위하여 사용되는 기타 전자부품 등이 포함될 수 있음은 물론이다.
전자기기(1000)는, 스마트폰(smart phone), 개인용 정보 단말기(personal digital assistant), 디지털 비디오 카메라(digital video camera), 디지털 스틸 카메라(digital still camera), 네트워크 시스템(network system), 컴퓨터(computer), 모니터(monitor), 태블릿(tablet), 랩탑(laptop), 넷북(netbook), 텔레비전(television), 비디오 게임(video game), 스마트 워치(smart watch), 오토모티브(Automotive) 등일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 이들 외에도 데이터를 처리하는 임의의 다른 전자기기일 수 있음은 물론이다.
도 2는 전자기기의 일례를 개략적으로 나타낸 사시도다.
도면을 참조하면, 전자기기는, 예를 들면, 스마트폰(1100)일 수 있다. 스마트폰(1100)의 내부에는 마더보드(1110)가 수용되어 있으며, 이러한 마더보드(1110)에는 다양한 부품(1120)들이 물리적 및/또는 전기적으로 연결되어 있다. 또한, 카메라 모듈(1130) 및/또는 스피커(1140)와 같이 마더보드(1110)에 물리적 및/또는 전기적으로 연결되거나 그렇지 않을 수도 있는 다른 부품이 내부에 수용되어 있다. 부품(1120) 중 일부는 상술한 칩 관련부품일 수 있으며, 예를 들면, 부품 패키지(1121)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 부품 패키지(1121)는 능동부품 및/또는 수동부품을 포함하는 전자부품이 표면실장 배치된 인쇄회로기판 형태일 수 있다. 또는, 부품 패키지(1121)는 능동부품 및/또는 수동부품이 내장된 인쇄회로기판 형태일 수도 있다. 한편, 전자기기는 반드시 스마트폰(1100)에 한정되는 것은 아니며, 상술한 바와 같이 다른 전자기기일 수도 있음은 물론이다.
인쇄회로기판
도 3은 인쇄회로기판의 일례를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도면을 참조하면, 일례에 따른 인쇄회로기판(100A)은 제1 절연층(110), 제1 절연층(110)의 일면 측에 매립되며 일면이 제1 절연층(110)의 일면으로부터 노출된 제1 패드(121), 및 제1 패드(121)의 일면에 배치된 제1 표면처리층(131)을 포함한다.
제1 절연층(110)은 절연재료를 포함할 수 있다. 절연재료는 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이러한 수지와 함께 무기필러, 유기필러 및/또는 유리섬유(Glass Fiber, Glass Cloth, and/or Glass Fabric)를 포함하는 재료를 포함할 수 있다. 절연재료는 감광성 재료 및/또는 비감광성 재료일 수 있다. 예컨대, 절연재료로는 SR(Solder Resist), ABF(Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT(Bismaleimide Triazine), PPG(Prepreg), RCC(Resin Coated Copper)의 절연재, CCL(Copper Clad Laminate)의 절연재 등이 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 그 외에도 다른 기타 고분자 소재가 이용될 수 있다.
제1 패드(121)는 제1 절연층(110)에 매립된 구조를 가질 수 있다. 즉, 제1 패드(121)는 제1 절연층(110)의 일면 측에서 매립되며, 제1 패드(121)의 일면이 제1 절연층(110)의 일면으로 노출되고, 제1 패드(121)의 일면을 제외한 다른 면은 제1 절연층(110)에 의해 접촉하여 커버될 수 있으나, 반드시 물리적으로 접촉하여 커버되는 것은 아니고 일부 이격된 채로도 제1 절연층(110)에 매립된 형태를 가질수도 있다. 제1 패드(121)는 돌출형 패턴이 아니라 제1 절연층(110)에 매립된 구조를 가지기 때문에 빌드업층의 최외층을 매립형으로 하여, 빌드업층 중 절연층을 줄일 수 있어 전체 인쇄회로기판의 두께를 절감하는 효과를 가질 수 있다.
또한, 제1 패드(121)의 일면은 제1 절연층(110)의 일면과 실질적으로 코플래너(conplanar)할 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다. 어떤 두 면이 코플래너하다는 것은 어떤 두 면이 단차없이 동일한 면을 이루는 것, 즉, 공면을 이룬다는 개념을 포함하는 개념이다. 실질적으로 코플래너하다는 것은 대략적인 것을 포함하는 개념으로, 예컨대 제조과정에서의 오차를 포함할 수도 있다. 제조단계에서 후술할 바와 같이 캐리어기판(C)을 제거하는 단계 수행 시, 배리어층(B)에 의해 제1 패드(121)가 에칭되는 것을 보호하여 제1 패드의 일면이 제1 절연층(110)의 일면과 코플래너할 수 있는 것이다.
제1 패드(121)는 금속물질을 포함할 수 있다. 금속물질은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 및/또는 이들의 합금 등을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 구리(Cu)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 패드(121)는 설계 디자인에 따라 다양한 기능을 수행할 수 있다. 예를 들면, 그라운드 패드, 파워 패드, 신호 패드 등을 포함할 수 있다. 여기서, 신호 패드는 그라운드, 파워 등을 제외한 각종 신호, 예를 들면, 데이터 신호 등의 전기적 연결을 위한 패드를 포함할 수 있다. 제1 패드는 SAP(Semi Additive Process), MSAP(Modified Semi Additive Process) 또는 서브트랙티브 공법 중 어느 하나로 형성될 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 패드(121)는 복수의 패드로 형성될 수 있다. 복수의 패드는 제1 패드(121)의 형성 단계에서 동시에 형성될 수 있으며, 상술한 제1 패드(121)의 특징을 가질 수 있다. 또한, 제1 패드(121)는 서로 다른 패드 및/또는 회로와 전기적으로 신호를 주고 받을 수도 있으며, 다른 패드와 전기적으로 단락되어 기능을 수행할 수도 있다.
한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 제1 패드(121)의 일면에는 전자부품이 실장될 수 있으며, 전자부품은 공지의 능동부품 또는 수동부품일 수 있다. 전자부품은 인쇄회로기판과 접속을 위한 접속전극을 가질 수 있으며, 접속전극은 제1 패드(121)와 금속 와이어 본딩을 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. 금속 와이어 본딩은 후술할 제1 표면처리층(131)을 통하여 제1 패드(121)과 연결될 수 있다.
제1 표면처리층(131)은 제1 패드(121)의 일면 상에 형성될 수 있다. 제1 표면처리층(131)은 제1 패드(121)의 일면을 커버하도록 형성된다.
제1 표면처리층(131)은 제1 패드(121) 표면의 산화나 오염 등을 방지하고, 와이어나 솔더 등이 제1 패드(121)와 긴밀하게 결합될 수 있도록 하는 기능 등을 수행한다. 제1 표면처리층(131)은 금속으로 형성될 수 있다. 예로써, 제1 표면처리층(131)은 금(Au), 니켈(Ni) 중 어느 하나의 금속을 포함할 수 있으며, 이들의 금속층이 복수로 형성될 수도 있다. 즉, 제1 표면처리층(131)은 금 도금으로 구현될 수 있으며, 필요에 따라서는 제1 표면처리층(131)이 니켈 도금으로 구현될 수도 있다. 더 나아가, 제1 패드(121)의 일면에서 순차적으로 금 도금층, 니켈 도금층이 형성되어 제1 표면처리층(131)을 이룰수도 있으며, 니켈이나 금 중 적어도 한 물질을 포함하는 합금으로 제1 표면처리층(131)이 구현될 수도 있다. 한편, 제1 표면처리층(131)은 전해도금 또는 무전해도금을 통해 형성될 수 있다.
한편, 일례에 따른 제1 표면처리층(131)은 제1 패드(121)의 일면 상에 형성되어 제1 절연층(110)의 일면보다 높이 형성될 수 있으며, 제1 표면처리층(131)은 외부로 노출될 수 있다. 제1 표면처리층(131)의 폭은 제1 패드(121)의 폭과 동일하게 형성되어, 제1 표면처리층(131)의 측면은 제1 패드(121)의 측면과 코플래너할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 표면처리층(131)의 폭이 제1 패드(121)의 폭보다 크게 형성될 수도 있고, 이 경우에는 제1 절연층(110)의 일면 중 일부의 영역 상에 형성될 수 있다.
제1 표면처리층(131)과 제1 패드(121)가 접촉하는 경계면은 제1 절연층(110)의 일면과 코플래너할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이는, 제1 패드(121)의 일면의 배치와 관계가 있으며, 제1 패드(121)의 일면이 제1 절연층(110)의 일면과 코플래너한 경우, 제1 표면처리층(131)과 제1 패드(121)가 접촉하는 경계면은 제1 절연층(110)의 일면과 코플래너할 수 있다. 후술할 제조단계에서 배리어층(B)에 의해 제1 패드(121)의 에칭이 최소화되기 때문에 제1 패드(121)는 최대한으로 잔존할 수 있다. 제1 패드(121)가 에칭되지 않음에 따라 제1 패드(121) 상에 배치되는 제1 표면처리층(131)을 얇게 해도 전자부품 실장용 와이어 본딩을 할 수 있는 효과가 있다. 즉, 제1 표면처리층(131)을 최소화하면서 부품 실장 영역을 형성할 수 있는 효과가 있다. 이에 따라, 제1 표면처리층 형성에 대한 비용을 절감할 수 있으며, 표면처리층의 두께를 제어하기 위한 공간을 줄여 미세한 회로패턴 및 부품 실장 패드를 구현할 수 있는 것이다.
한편, 제1 패드(121)가 복수의 패드로 형성됨에 따라, 제1 표면처리층(131) 역시 복수의 표면처리층으로 구성될 수 있다.
제1 절연층의 일면에 대향하는 타면에는 회로패턴(140)을 더 포함할 수 있다. 회로패턴(140)은 공지의 인쇄회로기판용 회로를 의미할 수 있으며, 경우에 따라서는 제1 패드와 마찬가지의 역할을 수행할 수도 있다. 회로패턴(140)은 무전해 도금 또는 전해 도금을 통해 형성될 수 있으며, 회로패턴은 시드층을 포함할 수 있으나 이에 한정된 것은 아니며, 시드층과 일체를 이룰 수도 있다. 회로패턴은 공지의 패턴 형성 방법 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 또한, 회로패턴(140)은 제1 절연층의 타면에서 다른 구성과 전기적으로 연결될 수 있으며, 회로패턴의 일부는 제1 절연층을 관통하는 비아(V)를 통하여 제1 패드와 전기적으로 연결될 수도 있다. 비아(V)는 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이용할 수 있는 공지의 방법으로 형성할 수 있다.
한편, 제1 절연층(110)의 타면에 배치된 회로패턴(140)의 일면에도 제1 표면처리층(131)이 배치될 수도 있다. 회로패턴(140)이 제1 절연층(110)의 타면에서 패드의 역할을 수행하는 경우 회로패턴(140)의 일면에는 제1 표면처리층(131)이 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 절연층의 일면에는 솔더레지스트층(150)이 더 배치될 수 있다. 솔더레지스트층(150)은 외부로부터 인쇄회로기판(100A)를 보호한다. 솔더레지스트층(150)은 열경화성 수지와 열경화성 수지에 분산된 무기 필러를 포함하되, 유리섬유는 포함하지 않을 수 있다. 절연수지는 감광성 절연수지일 수 있으며, 필러는 무기필러 및/또는 유기필러일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 솔더레지스트층(150)의 재료가 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라서는 그 외에 다른 기타 고분자 소재가 이용될 수도 있다.
솔더레지스트층(150)은 개구를 포함하고 있으며, 개구를 통하여 제1 패드(121) 및 제1 표면처리층(131)이 외부로 노출된다. 제1 패드(121) 및 제1 표면처리층(131)이 각각 복수의 패드 및 복수의 표면처리층으로 구성된 경우, 솔더레지스트층(150)은 개구를 통하여 복수의 제1 패드(121) 및 복수의 제1 표면처리층(131)을 노출시킬 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 구성 중 일부를 노출시킬 수도 있다.
한편, 일례에 따른 인쇄회로기판(100A)은 도면에 도시된 구성에 한정되는 것은 아니며, 이외에도, 다른 절연층, 다른 회로 패턴, 관통 비아 및 캐비티 등 인쇄회로기판의 일반적인 구성을 더 포함할 수 있다. 즉, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이용할 수 있는 구성을 더 포함할 수 있는 것이다.
도 4는 인쇄회로기판의 다른 일례를 개략적으로 나타낸 단면도다.
다른 일례에 따른 인쇄회로기판(100B)은 제1 절연층(110)의 일면에 제1 패드(121), 제1 표면처리층(131) 외에도 제2 패드(122) 및 제2 표면처리층(132)이 배치된다.
제2 패드(122)는 제1 절연층(110)에 매립된 구조를 가질 수 있다. 즉, 제2 패드(122)의 일면이 제1 절연층(110)의 일면으로 노출되고, 제2 패드(122)의 일면을 제외한 다른 면은 제1 절연층(110)에 접촉하여 커버될 수 있으나, 반드시 물리적으로 접촉하여 커버되는 것은 아니고 일부 이격된 채로도 제1 절연층(110)에 매립된 형태를 가질수도 있다.
제2 패드(122)의 일면은 제1 절연층(110)의 일면과 단차를 가진다. 단차를 가진다는 것은 코플래너하지 않다는 것을 포함하는 개념이다. 제조단계에서 후술할 바와 같이 배리어층(B)이 존재하지 않는 영역에 제2 패드(122)가 형성되어, 캐리어기판(C)의 제2 금속층(C2)를 제거할 때, 제2 패드(122)의 일부가 함께 에칭되기 때문에, 제2 패드(122)의 일면은 제1 절연층(110)의 일면보다 낮게 형성되어 단차를 가진다. 제2 패드(122)의 일면이 제1 절연층(110)의 일면보다 낮게 형성되기 때문에, 제1 절연층(110)의 측면의 일부가 외부로 노출될 수 있다.
제2 패드(122)는 제1 패드(121)와 동시에 형성될 수 있어, 제1 패드와 동일한 물질로 구성될 수 있으나, 별도의 단계를 통해 형성될 수도 있다.
한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 제2 패드(122)의 일면에는 전자부품이 실장될 수 있으며, 전자부품은 공지의 능동부품 또는 수동부품일 수 있다. 전자부품은 인쇄회로기판과 접속을 위한 접속전극을 가질 수 있으며, 접속전극은 제2 패드(122)와 솔더볼 등을 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. 솔더볼 등의 접속 수단은 후술할 제2 표면처리층(132)을 통하여 제2 패드(122)과 연결될 수 있다.
제2 표면처리층(132)은 제2 패드(122)의 일면 상에 형성될 수 있다. 제2 표면처리층(132)는 제2 패드(122)의 일면을 커버하도록 형성된다.
제2 표면처리층(132)은 제2 패드(122) 표면의 산화나 오염 등을 방지하고, 와이어나 솔더 등이 제2 패드(122)와 긴밀하게 결합될 수 있도록 하는 기능 등을 수행한다. 제2 표면처리층(132)은 유기물을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 유기물을 포함하는 경우에는 공지의 OSP(organic solderability preservative) 유기막 코팅으로 형성될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 해당 분야의 통상의 지식을 가진 기술자라면 이용할 수 있는 재료라면 이용할 수 있다. 제2 표면처리층(132)이 제2 패드(122)의 일면 상에 형성됨에 따라 제2 패드(122)와 솔더볼 등의 접속수단의 결합의 신뢰성이 향상될 수 있다.
제2 표면처리층(132)은 얇게 형성되어, 제2 표면처리층(132)은 제1 절연층(110)에 매립되어 있을 수 있다. 제2 표면처리층(132)의 일면은 제1 절연층(110)의 일면보다 낮게 형성되어, 제2 표면처리층(132)의 일면은 제1 절연층(110)의 일면과도 단차를 가질 수 있다. 또한, 제2 표면처리층(132)의 폭은 제2 패드(122)의 폭과 동일하여, 제2 표면처리층(132)의 측면은 제2 패드(122)의 측면과 코플래너할 수 있으며, 제1 절연층(110)에 의해 커버될 수 있다.
제2 패드(122) 및 제2 표면처리층(132) 이외의 구성 중, 일례에 따른 인쇄회로기판(100A)과 동일한 구성은 다른 일례에 따른 인쇄회로기판(100B)에도 적용될 수 있으므로, 이에 관한 중복되는 설명은 생략한다.
도 5는 인쇄회로기판의 또 다른 일례를 개략적으로 나타낸 단면도다.
또 다른 일례에 따른 인쇄회로기판(100C)은 제1 절연층(110)의 일면에 제1 패드(121), 제1 표면처리층(131) 외에도 제2 패드(122) 및 제2 표면처리층(132)이 배치되고, 제1 패드(121)의 일면이 제1 절연층(110)의 일면과 코플래너하지 않은 특징을 가진다.
또 다른 일례에 따른 인쇄회로기판(100C)의 제1 패드(121)는 제1 절연층(110)에 매립되어 있으나, 제1 패드(121)의 일면은 제1 절연층(110)의 일면과 단차를 가진다. 이는 후술할 제조단계에서, 제1 패드(121)에 대응되는 영역에만 배리어층(B)이 형성되기 때문에, 제1 절연층(110)을 형성하는 단계에서 배리어층(B)의 일면이 제1 절연층의 일면과 코플래너하도록 형성되며, 이후 단계에서 배리어층(B)을 제거하게되면, 배리어층(B)이 존재했던 두께만큼의 단차가 발생된다.
또 다른 일례에 따른 인쇄회로기판(100C)의 제1 표면처리층(131)은 제1 패드(121)의 일면에 형성되며, 제1 표면처리층(131)은 제1 절연층(110)의 일면으로 돌출될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 표면처리층(131)이 돌출되는 경우에는, 제1 표면처리층(131)의 일면은 제1 절연층(110)의 일면보다 높이 위치하여 단차를 갖는다. 제1 표면처리층(131)의 일면이 제1 절연층(110)의 일면보다 높이 위치하도록 제1 표면처리층(131)이 돌출되어 있으므로 제1 표면처리층(131)의 측면의 적어도 일부는 노출되어 있다.
반면에, 제1 표면처리층(131)의 일면은 제1 절연층(110)의 일면과 코플래너할 수도 있다. 이 경우는 후술할 제조단계에서 배리어층(B)이 제거된 영역에서 배리어층(B)과 동일한 두께를 같도록 제1 표면처리층(131)을 형성하면 발생할 수 있는 결과이다.
제1 표면처리층(131)의 폭은 제1 패드(121)의 폭과 동일할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 표면처리층(131)의 폭이 제1 패드(121)의 폭과 동일한 경우 제1 표면처리층(131)의 측면은 제1 패드(121)의 측면과 코플래너할 수 있다. 제1 표면처리층(131)의 폭이 제1 패드(121)의 폭보다 넓게 형성되는 경우에는, 제1 표면처리층의 적어도 일부가 제1 절연층(110)을 덮도록 하여 형성될 수 있다.
제1 패드(121)와 제1 표면처리층(131)의 배치 이외에도 일례에 따른 인쇄회로기판(100A) 및 다른 일례에 따른 인쇄회로기판(100B)과 동일한 구성은 또 다른 일례에 따른 인쇄회로기판(100C)에도 적용될 수 있으므로, 이에 관한 중복되는 설명은 생략한다.
인쇄회로기판의 제조방법
도 6 내지 도 8은 도 3의 인쇄회로기판(100A)의 제조 일례를 개략적으로 나타낸 공정도다.
도 6을 참조하면, 코어(C0)와 그 일면 또는 양면에 순차적으로 형성된 제1 금속층(C1)과 제2 금속층(C2)을 포함하는 캐리어기판(C)을 준비한다.
코어(C0)는 절연층 및/또는 회로층 등을 형성할 때 이를 지지하기 위한 것으로서, 절연 재질 또는 금속 재질로 형성될 수 있다. 제1 금속층(C1)은 구리로 형성될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 금속층(C2)은 시드층의 기능을 할 수 있으며, 구리로 형성될 수 있다. 경우에 따라서는 제1 금속층(C1)과 제2 금속층이 일체를 이루어 하나의 금속층을 형성할 수도 있다.
다만, 상술한 캐리어기판(C)은 하나의 경우를 예시한 것으로서, 상기 캐리어 부재는 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이용할 수 있고, 지지 기판으로 사용되어 추후 디태치(detach) 또는 제거될 수 있는 것이라면 본 개시에서 특별한 제한 없이 사용 가능하다.
이후, 제2 금속층의 일면 상에 배리어층(B)을 형성한다. 배리어층(B)은 후술할 캐리어기판(C)을 제거하는 단계에서, 제1 패드(121)의 에칭 배리어 역할을 수행한다.
배리어층(B)은 니켈(Ni)을 포함하는 금속층일 수 있으나 특별히 이에 한정되는 것은 아니며, 캐리어기판의 제2 금속층(C2) 및/또는 이후에 형성되는 제1 패드(121)와 상이한 재료이면 충분하며, 제2 금속층(C2)을 제거하는 단계에서 제1 패드(121)가 에칭되는 보호막 역할을 수행할 수 있으면 특별한 제한 없이 사용 가능하다.
이후, 드라이필름(DF)을 노광 및 현상하고 구리도금 이후 드라이필름(DF)을 제거하는 단계를 수행하여 제1 패드를 형성할 수 있다. 제1 패드(121)를 형성하는 단계는 이에 한정되는 것은 아니며, 공지의 패드 또는 도체패턴 등을 형성 할 수 있다면 어느 공법으로도 형성할 수 있다. 즉, SAP(Semi Additive Process), MSAP(Modified Semi Additive Process) 또는 서브트랙티브 공법 중 어느 하나로 형성될 수도 있다. 이때, 제2 금속층은 시드층으로서 역할할 수 있다.
도 7을 참조하면, 도 6에서 개시한 제조단계 이후, 제1 패드(121)를 매립하도록 제1 절연층(110)을 형성한다. 제1 절연층은 일면에 대향하는 타면에 시드층을 더 포함할 수 있다. 제1 절연층(110)은 인쇄회로기판의 일례에서 설명한 바와 동일하며 제1 패드(121)가 매립되어 제1 패드(121)의 일면이 제1 절연층의 일면으로 노출될 수 있음은 물론이다.
이후, 제1 절연층을 관통하는 관통홀이 형성될 수 있으며, 제1 절연층의 타면에는 회로패턴(140)이 형성되고, 회로패턴(140)과 제1 패드(121)를 연결하는 비아(V)가 형성될 수 있다. 회로패턴(140) 및 비아(V)는 도시된 바와 같이 무전해동도금 시드층을 형성한 이후 전해도금을 통하여 형성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이후, 캐리어기판(C)을 제거한다. 캐리어기판(C)의 제거는 코어(C0) 및 제1 금속층(C1)을 먼저 제거한 이후, 제2 금속층(C2)을 제거하는 단계를 통해 수행될 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니고 코어(C0), 제1 금속층(C1) 및 제2 금속층(C2)을 순차적으로 제거할 수도 있고, 일괄적으로 제거할 수도 있다. 다만, 본 개시에서는 제2 금속층(C2)이 제거되는 단계를 보다 명확히 설명하기 위하여 코어(C0) 및 제1 금속층(C1)을 제거하는 단계를 도시하였다.
도 8을 참조하면, 도 7에서 개시한 제조단계 이후, 제2 금속층(C2)을 제거한다. 제2 금속층(C2)은 에칭에 의해 제거되며, 상술한 바와 같이 배리어층(B)은 제2 금속층(C2)과 상이한 금속으로 형성되는 바, 제2 금속층(C2)을 에칭하는 단계에서 제1 패드(121)이 에칭되어 일부 떨어져 나가는 것을 방지할 수 있다. 배리어층(B)이 제1 패드(121)를 보호하기 때문에, 제1 패드(121)의 일면은 제1 절연층(110)의 일면과 코플래너할 수 있으며, 완성된 일례에 따른 인쇄회로기판(100A)은 신호의 연결과 신뢰성 향상의 효과를 기대할 수 있다.
이후, 제1 절연층(110)의 일면 및 타면에 솔더레지스트층(150)을 형성한다. 솔더레지스트층(150)은 제1 절연층(110)의 일면에만 형성될 수도 있다. 솔더레지스트층(150)은 개구를 가지며 개구를 통하여 제1 패드(121) 및 회로패턴(140)이 노출된다.
한편, 상술한 바와 같이 제1 절연층(110)의 타면에는 다른 절연층, 다른 회로패턴, 관통 비아 및 캐비티 등 인쇄회로기판의 일반적인 구성이 더 형성될 수 있다. 즉, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이용할 수 있는 구성을 더 포함하도록 필요에 따라 구성을 추가할 수 있는 것이다.
이후, 제1 패드(121)의 일면에 제1 표면처리층(131)을 형성한다. 제1 패드(121)의 일면은 제1 절연층(110)의 일면과 코플래너하기 때문에, 제1 표면처리층(131)은 제1 패드(121)의 일면 및 제1 절연층(110)의 일면보다 높이 형성 될 수 있다. 상술한 바와 같이 제2 금속층(C2) 배리어층(B)에 의해 제1 패드(121)가 보호되기 때문에, 제1 패드(121)가 제거되지 않으며 제1 표면처리층(131)을 최소화할 수 있다.
한편, 제1 표면처리층(131)은 제1 절연층(110)의 타면에 형성된 회로패턴(140) 상에도 형성될 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 제1 절연층(110)의 타면에 다른 절연층 등의 구성이 더 추가되는 경우에는 최외층에 배치된 회로패턴에 표면처리층을 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일련의 과정을 통하여 일례에 따른 인쇄회로기판(100A)이 형성될 수 있으나, 제조 공정이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 9 내지 도 11은 도 4의 인쇄회로기판(100B)의 제조 일례를 개략적으로 나타낸 공정도다.
도 9를 참조하면, 캐리어기판(C) 상에 배리어층(B)을 형성한 이후, 배리어층(B)을 일부 제거하는 단계를 포함한다. 배리어층(B)의 일면 상에 드라이필름(DF)을 통하여 배리어층(B)의 일부를 제거하며, 이를 통해, 제2 패드(122)가 형성되는 영역에 개구가 형성된다. 해당 개구를 통하여 캐리어기판(C)을 제거하는 단계에서, 제2 패드(122)의 일부가 함께 제거되어 제2 패드(122)의 일면이 제1 절연층(110)의 일면과 단차를 가질 수 있다. 배리어층(B)의 제거는 에칭 공정을 통해 수행될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 금속층을 선택적으로 제거할 수 있는 공정의 경우라면 제한없이 수행 가능하다.
도 10을 참조하면, 제1 패드(121)와 제2 패드(122)를 형성한다. 제1 패드(121)는 배리어층(B)이 제거되지 않은 영역, 즉 배리어층(B)의 일면 상에 형성되며, 제2 패드(122)는 배리어층(B)이 제거된 영역에 형성된다.
도 11을 참조하면, 캐리어기판(C)의 코어(C0) 및 제1 금속층(C1)을 제거한 이후, 제2 금속층(C2)을 제거한다. 이때, 제2 금속층(C2)은 제1 및 제2 패드(121, 122)와 동일한 재료로 형성되어 있어, 제2 금속층(C2)을 제거할 때 제2 패드(122)가 함께 제거될 수 있다. 반면에, 제1 패드(121)와 제2 금속층(C2) 사이에는 배리어층(B)이 형성되어 있어, 제1 패드(121)는 보호될 수 있다. 따라서, 제2 패드(122)의 일부는 제거되고, 제1 패드(121)는 보호될 수 있다. 이어서, 배리어층(B)을 제거하는 단계를 수행하여 제1 및 제2 패드(121, 122)가 외부로 노출될 수 있다.
이후, 제1 표면처리층(131) 및 제2 표면처리층(132)를 형성하는 단계에서, 제1 표면처리층(131)과 제2 표면처리층(132)은 순차적으로 형성될 수 있다. 제1 표면처리층(131)을 형성한 이후 제2 표면처리층(132)을 형성할 수 있으나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니며 순서는 변경될 수 있다. 제2 표면처리층(132)은 코팅의 방식으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 얇고 균일한 피막을 형성할 수 있는 공정이라면 가능하다.
그 외에 다른 설명, 예를 들면, 상술한 인쇄회로기판(100A)의 제조 일례에서 설명한 내용은, 모순되지 않는 이상 인쇄회로기판(100B)의 다른 제조 일례에도 적용될 수 있으며, 이에 대한 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 상술한 일례에 따른 인쇄회로기판(100A)의 제조 일례는 다른 일례에 따른 인쇄회로기판(100B)의 제조에도 유사하게 적용될 수 있다.
도 12 내지 도 14는 도 5의 인쇄회로기판(100C)의 또 다른 제조 일례를 개략적으로 나타낸 공정도다.
도 12를 참조하면, 캐리어기판(C) 상에 배리어층(B)을 형성한 이후, 배리어층(B)의 일부를 제거하는 단계를 포함한다. 이를 통해 제1 패드(121)가 형성되는 영역을 제외한 영역의 배리어층(B)이 제거된다.
도 13을 참조하면, 제1 패드(121) 및 제2 패드(122)가 형성될 때, 제1 패드는 배리어층(B)의 일면 상에 형성되며, 제2 패드(122)는 배리어층(B)이 제거된 영역 중 일부의 영역에 형성된다.
이후, 제1 절연층(110)을 형성하는 단계에서, 제1 절연층(110)은 배리어층(B)이 제거된 영역에 형성될 수 있으며, 제1 및 제2 패드(121, 122)와 함께, 배리어층(B)을 매립할 수도 있다.
도 14를 참조하면, 캐리어기판(C)의 코어(C0) 및 제1 금속층(C1)을 제거한 이후, 제2 금속층(C2)을 제거한다. 이때, 제2 금속층(C2)은 제1 및 제2 패드(121, 122)와 동일한 재료로 형성되어 있어, 제2 금속층(C2)을 제거할 때 제2 패드(122)가 함께 제거될 수 있다. 반면에, 제1 패드(121)와 제2 금속층(C2) 사이에는 배리어층(B)이 형성되어 있어, 제1 패드(121)는 보호될 수 있다. 따라서, 제2 패드(122)의 일부는 제거되고, 제1 패드(121)는 보호될 수 있다.
이후, 배리어층(B)을 제거하는 단계를 수행하여 제1 패드(121)의 일면에 배치되어있던 배리어층(B)이 제거될 수 있다. 인쇄회로기판(100C)의 또 다른 일례에 따른 제조방법은 제1 절연층(110)이 배리어층(B)을 매립하도록 형성되어 있기 때문에, 배리어층(B)을 제거하는 단계에서 제1 절연층(110)의 일면과 제1 패드(121)의 일면은 배리어층(B)의 두께만큼 단차가 형성될 수 있다. 그러나 이러한 단차는, 제2 금속층(C2)의 제거단계에서 제2 패드(122)가 제거되어 발생하는 제1 절연층(110)의 일면과 제2 패드(122)의 일면 사이의 단차보다 작을 수 있다. 즉, 배리어층(B)이 형성되어 제2 금속층(C2)의 제거단계에서 패드를 보호하는 것이, 배리어층(B)이 존재하지 않아서 패드의 일부가 제거되는 것보다 더 많은 패드를 잔존시킬 수 있는 것이다.
이후, 제1 표면처리층(131) 및 제2 표면처리층(132)을 형성한다. 제1 표면처리층(131)은 제1 절연층(110)의 일면으로 돌출될 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다.
그 외에 다른 설명, 예를 들면, 상술한 인쇄회로기판(100A)의 제조 일례 및인쇄회로기판(100B)의 다른 제조 일례에서 설명한 내용은, 모순되지 않는 이상 인쇄회로기판(100C)의 또 다른 제조 일례에도 적용될 수 있으며, 이에 대한 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 상술한 일례에 따른 인쇄회로기판(100A)의 제조 일례 및 인쇄회로기판(100B)의 다른 제조 일례는 인쇄회로기판(100C)의 또 다른 제조 일례에도 유사하게 적용될 수 있다.
본 개시에서 단면 상에서의 의미는 대상물을 수직하게 절단하였을 때의 단면 형상, 또는 대상물을 사이드-뷰로 보았을 때의 단면 형상을 의미할 수 있다. 또한, 평면 상에서의 의미는 대상물을 수평하게 절단 하였을 때의 형상, 또는 대상물을 탑-뷰 또는 바텀-뷰로 보았을 때의 평면 형상일 수 있다.
본 개시에서 상측, 상부, 상면 등은 편의상 도면의 단면을 기준으로 전자부품이 실장될 수 있는 면을 향하는 방향을 의미하는 것으로 사용하였고, 하측, 하부, 하면 등은 그 반대 방향으로 사용하였다. 다만, 이는 설명의 편의상 방향을 정의한 것으로, 특허청구범위의 권리범위가 이러한 방향에 대한 기재에 의하여 특별히 한정되는 것이 아님은 물론이다.
본 개시에서 연결된다는 의미는 직접 연결된 것뿐만 아니라, 접착제 층 등을 통하여 간접적으로 연결된 것을 포함하는 개념이다. 또한, 전기적으로 연결된다는 의미는 물리적으로 연결된 경우와 연결되지 않은 경우를 모두 포함하는 개념이다. 또한, 제1, 제2 등의 표현은 한 구성요소와 다른 구성요소를 구분 짓기 위해 사용되는 것으로, 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 경우에 따라서는 권리범위를 벗어나지 않으면서, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수도 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수도 있다.
본 개시에서 사용된 일례 라는 표현은 서로 동일한 실시 예를 의미하지 않으며, 각각 서로 다른 고유한 특징을 강조하여 설명하기 위해서 제공된 것이다. 그러나, 상기 제시된 일례들은 다른 일례의 특징과 결합되어 구현되는 것을 배제하지 않는다. 예를 들어, 특정한 일례에서 설명된 사항이 다른 일례에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 일례에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 일례에 관련된 설명으로 이해될 수 있다.
본 개시에서 사용된 용어는 단지 일례를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 이때, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
100A, 100B, 100C: 인쇄회로기판
110: 제1 절연층
121: 제1 패드 122: 제2 패드
131: 제1 표면처리층 132: 제2 표면처리층
140: 회로패턴 V: 비아
150: 솔더레지스트층
C: 캐리어기판 C0: 코어
C1: 제1 금속층 C2: 제2 금속층
B: 배리어층 DF: 드라이필름
1000: 전자기기 1010: 메인보드
1020: 칩 관련 부품 1030: 네트워크 관련 부품
1040: 기타부품 1050: 카메라 모듈
1060: 안테나 모듈 1070: 디스플레이
1080: 배터리 1090: 신호라인
1100: 스마트폰 1110: 스마트폰 내부 메인보드
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Claims (14)

  1. 제1 절연층;
    상기 제1 절연층의 일면 측에 매립되며, 일면이 상기 제1 절연층의 일면으로부터 노출된 제1 패드; 및
    상기 제1 패드의 노출된 일면 상에 배치된 제1 표면처리층; 을 포함하고,상기 제1 패드와 상기 제1 표면처리층의 경계면은 상기 제1 절연층의 일면과 실질적으로 코플래너한,
    인쇄회로기판.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 표면처리층은 금(Au) 및 니켈(Ni) 중 어느 하나를 포함하는,
    인쇄회로기판.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 절연층의 일면에 배치된 솔더레지스트층;을 더 포함하는,
    인쇄회로기판.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 솔더레지스트층은 개구를 가지며,
    상기 개구를 통하여 상기 제1 표면처리층은 외부로 노출되는,
    인쇄회로기판.
  5. 제4항에 있어서,
    제1 패드와 제1 표면처리층은 각각 복수의 패드와 복수의 표면처리층이고,
    상기 솔더레지스트층의 개구는 복수의 제1 패드 및 복수의 제1 표면처리층을 노출시키는,
    인쇄회로기판.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 절연층의 타면 상에 배치된 회로패턴;을 더 포함하는,인쇄회로기판.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 절연층을 관통하며, 상기 회로패턴과 상기 제1 패드를 전기적으로 연결하는 비아; 를 더 포함하는,
    인쇄회로기판.
  8. 제1 절연층;
    상기 제1 절연층의 일면 측에 매립되며, 일면이 상기 제1 절연층의 일면으로부터 노출된 제1 패드; 및
    상기 제1 절연층의 일면 측에 매립되며, 일면이 상기 제1 절연층의 일면으로부터 노출된 제2 패드; 를 포함하며,
    상기 제2 패드의 일면은 상기 제1 절연층의 일면과 단차를 갖는,
    인쇄회로기판.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 패드의 일면은 상기 제1 절연층의 일면과 실질적으로 코플래너한,
    인쇄회로기판.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 패드의 일면과 상기 제1 절연층의 일면은 단차를 가지며,
    상기 제2 패드의 일면과 상기 제2 절연층의 일면은 단자를 가지고,
    상기 제1 패드의 일면이 상기 제1 절연층의 일면과 가지는 단차는 상기 제2 패드의 일면이 상기 제1 절연층의 일면과 가지는 단차보다 작은,
    인쇄회로기판.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 패드의 노출된 일면 상에 배치된 제1 표면처리층; 및
    상기 제2 패드의 노출된 일면 상에 배치된 제2 표면처리층; 을 더 포함하는,
    인쇄회로기판.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 패드와 상기 제2 표면처리층의 경계에 대향하는 상기 제2 패드의 일면은 상기 제1 절연층의 일면과 단차를 가지는,
    인쇄회로기판.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 표면처리층과 상기 제2 표면처리층은 상이한 재료로 구성되는,
    인쇄회로기판.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 표면처리층은 금(Au) 및 니켈(Ni) 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 제2 표면처리층은 유기화합물을 포함하는,
    인쇄회로기판.

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