KR101282965B1 - 신규 인쇄회로기판 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분리용 절연부재의 상하면 각각에 서로 분리 가능한 제1도전층과 제2도전층이 순차적으로 마련된 분리부재; 상기 분리부재의 상하면 각각에 순차적으로 적층되는 적층용 절연부재; 및 상기 절연부재의 상하면 각각에 순차적으로 적층되는 도전층을 포함하는 인쇄회로기판 형성용 적층체, 상기 적층체를 포함하는 인쇄회로기판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 종래 단면 구조 인쇄회로 기판 구조의 응용 제한성을 뛰어넘어, 양면 또는 비대칭 구조 등의 다양한 설계가 적용 가능한 신규 다층 인쇄회로기판을 제공하여 생산성 및 경제성을 높일 수 있다.

Description

신규 인쇄회로기판 및 이의 제조방법{NOVEL PRINTED CIRCUIT BOARD AND METHOD OF PRODUCING THE SAME}

본 발명은 양면, 다층, 비대칭 구조 등의 인쇄 회로기판의 설계 자유도가 높게 발휘되면서도, 생산성 및 경제성이 확보될 수 있는 신규 인쇄회로기판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

인쇄회로 기판 (Printed Circuit Board, PCB)은 배선이 집적되어 다양한 소자들이 실장되거나 소자 간의 전기적 연결이 가능하도록 구성되는 부품이다. 기술의 발전에 따라 다양한 형태와 기능을 갖는 인쇄회로기판이 제조되고 있다.

종래 단면 인쇄회로기판을 제조하는 방법으로서 분리부재를 사용하는 것이 있다. 일례로 도 1을 참조하여 설명하면, 두 개의 절연부재들 (111, 112) 사이에 분리부재 (110)를 배치시킨 후 절연부재 (111, 112)의 외면에 도전층(113, 114)을 각각 형성하고, 형성된 도전층 (113, 114)에 회로패턴을 형성한 후 분리부재 (110)를 기준으로 하여 절연부재 (111, 112)를 분리시키는 것이다.

이러한 제조방법은, 전자소자가 절연부재에 실장되고, 절연부재에 형성된 관통홀을 통과하는 와이어에 의해 접속단자에 연결되는 단면 구조의 인쇄회로기판을 제조하는 것으로만 한정되는 문제점이 있다. 또한 절연부재의 수지 함량 (resin contents)에 따라 분리부재 면에 주름 발생 가능성이 높을 뿐만 아니라 수지 함량이나 다른 방법을 이용하여도 휘어짐 (warpage) 특성을 제어하기가 어려웠다.

따라서 양면, 다층, 비대칭 구조 등의 다양한 설계 적용이 가능할 뿐만 아니라, 생산성과 경제성이 확보되는 신규 구조의 인쇄회로기판의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

이에, 본 발명은 다층, 양면, 비대칭 구조 등의 다양한 설계 적용이 가능할 뿐만 아니라 제조공정의 간편성, 경제성을 도모할 수 있는 신규 구조의 인쇄회로기판 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 신규 구조의 인쇄회로기판은, (a) 분리용 절연부재의 상하면 각각에 서로 분리 가능한 제1도전층 및 제2도전층이 순차적으로 마련된 분리부재를 준비하는 단계; (b) 상기 분리부재의 상하면 각각에 제1절연부재와 패턴형성용 제1도전층을 순차적으로 적층하는 단계; (c) 적층된 제1도전층의 일 영역에 제1도전성 회로패턴을 형성하는 단계; (d) 형성된 제1도전성 회로패턴 상에 각각 제2절연부재와 패턴형성용 제2도전층을 순차적으로 적층하고 압착하는 단계; (e) 상기 (c)~(d) 단계를 반복하여 도전성 회로패턴이 n층 이상 적층된 적층체를 형성하는 단계 (여기서, n은 1 내지 10 사이의 자연수임); 및 (f) 상기 분리부재에서 분리용 절연부재와 제1도전층을 탈착시켜 제2도전층이 부착된 적층체를 각각 분리하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.

상기 분리부재의 제2도전층은 적층체에 부착되어 배선을 형성하고, 제1도전층은 제2도전층과 분리되는 것일 수 있다.

상기 (e) 단계에서 형성된 적층체의 최상하면 각각에 위치하는 패턴형성용 도전층은 단일층 또는 2층 이상의 다층 구조일 수 있다.

이때, 상기 다층 구조의 패턴형성용 도전층이 서로 분리 가능한 제2도전층과 제1도전층이면 상기 (f) 단계로 이어질 수 있다.

상기 (f)단계에서 분리부재를 중심으로 상부 및 하부에서 각각 분리된 적층체의 구조는 서로 동일한 것일 수 있다.

상기 분리된 각 적층체의 수직 방향으로 관통하는 관통홀을 적어도 하나 이상 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 분리된 각 적층체의 상하면 각각에 마련되는 제2도전층을 도금하고 회로패턴을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 전술한 제조방법에 의해 제조된 인쇄회로기판을 제공한다.

상기 인쇄회로기판은 절연 기재부; 상기 기재부의 상면에 형성되며 소정의 도전성 회로패턴을 구비하는 단위층이 적어도 하나 이상 적층된 상부 도전성 회로패턴부; 상기 기재부의 하면에 형성되며 소정의 도전성 회로패턴을 구비하는 단위층이 적어도 하나 이상 적층된 하부 도전성 회로패턴부; 및 상기 절연기재부, 상부 도전성 회로패턴부 및 하부 도전성 회로패턴부가 전체적으로 관통되도록 마련되며, 이들을 전기적으로 연결하기 위한 적어도 하나 이상의 관통홀을 포함하고, 상기 상부 도전성 회로패턴부 및 하부 도전성 회로패턴부는 절연 기재부를 중심으로 하여 각각 상하 방향으로 비대칭 구조일 수 있다.

여기서, 상기 상부 도전성 회로패턴부와 하부 도전성 회로패턴부는 각각 독립적으로 단일층 또는 2층 이상의 다층 구조일 수 있다.

또한, 상기 각 단위층에 포함된 도전성 회로패턴은 이의 두께, 형상, 구조 또는 이들 모두가 서로 비대칭 구조일 수 있다.

이때 상기 절연기재부 및 각 단위층에 포함된 절연층은 각각 독립적으로 구성수지의 함량, 구성수지의 재질, 절연층의 열팽창계수, 절연층의 두께 또는 이들 모두가 상이하게 구성될 수 있다.

한편, 본 발명은 신규 구조의 인쇄회로 기판을 제조하기 위한 중간체로서, 분리용 절연부재의 상하면 각각에 서로 분리 가능한 제1도전층과 제2도전층이 순차적으로 마련된 분리부재; 상기 분리부재의 상하면 각각에 순차적으로 적층되는 적층용 절연부재; 상기 절연부재의 상하면 각각에 순차적으로 적층되는 도전층을 포함하는 인쇄회로기판 형성용 적층체를 제공한다.

이때 상기 제1도전층과 제2도전층은 이들의 계면상에 점착층이 포함되고, 0.02 kgf/cm 이상의 힘을 가하면 서로 분리되는 것일 수 있다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판의 신규 제조방법은 단면 인쇄회로기판 이외에, 양면이나 비대칭, 다층 구조의 인쇄회로기판 구조에 적용 가능하므로 인쇄회로기판의 설계 자유도가 높다.

또한 분리부재를 사용하므로, 복수 개의 인쇄회로기판을 동시에 제작할 수 있어 제조공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.

아울러, 동박 적층판 (CCL)을 적용하지 않는 코어리스(coreless) 구조를 적용할 수 있으므로, 인쇄회로기판의 두께를 현저히 감소시킬 수 있다.

나아가, 인쇄회로기판의 비대칭 구조로 초래되는 제조공정 중의 휘어짐 및 최종물로서의 구조적 휘어짐 특성을 최소화하여 제조 용이성을 확보할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 단면 인쇄회로기판의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조공정을 나타내는 단면도들이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 인쇄 회로기판에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 구성을 나타내는 단면도이다.

본 발명의 인쇄회로기판 (200)은, 절연 기재부 (201); 상기 기재부의 상면에 위치하는 상부 도전성 회로패턴부 (210); 상기 기재부의 하면에 위치하는 하부 도전성 회로패턴부 (220)와 상기 절연기재부 (201), 상부 도전성 회로패턴부 (210) 및 하부 도전성 회로패턴부 (220)가 전체적으로 관통되도록 마련되며, 이들을 전기적으로 연결하기 위한 적어도 하나 이상의 관통홀 (260)을 포함한다.

여기서, 상기 상부 도전성 회로패턴부 (210)는 상기 절연 기재부 (201)의 상면에 형성되며, 소정의 형상을 갖는 도전성 회로패턴 (232, 242, 251)을 구비하는 단위층 (230, 240, 250)이 적어도 하나 이상 적층된 형태일 수 있다. 마찬가지로, 상기 하부 도전성 회로패턴부 (220)는 상기 절연 기재부 (201)의 하면에 형성되며, 소정의 형상을 갖는 도전성 회로패턴 (252)을 구비하는 단위층 (220)이 적어도 하나 이상 적층된 형태일 수 있다.

이때 상기 상부 도전성 회로패턴부 (210) 및 하부 도전성 회로패턴부 (220)는 절연 기재부 (201)를 중심으로 하여 상하 방향으로 서로 비대칭적 (unbalanced) 구조를 가질 수 있다. 일례로, 각 단위층 (220, 230, 240, 250)의 두께나 층수가 상이하여 비대칭적일 수 있으며, 도전성 회로패턴 (232, 242, 252)의 형상이나 두께 또는 구조가 각각 상이하여 비대칭 구조일 수 있다.

절연 기재부 (201)는 서로 연결된 각 층을 전기적으로 절연시키면서, 인쇄회로기판의 외관을 형성하고 내구력을 제공하는 기능을 한다.

상기 절연 기재부 (201)는 점착 특성을 갖는 열경화성 수지를 제한없이 사용할 수 있으며, 폴리이미드 (PI) 등의 연성소재; 유리섬유 (glass fabric), BT, 에폭시, 페놀수지 등의 혼합재료를 이용하는 강성 소재 등일 수 있다. 사용 가능한 절연부재의 비제한적인 예로는, 유리섬유가 포함된 에폭시 수지, 페놀 수지, 카본에 에폭시를 적층하여 형성된 프리프레그 (prepreg) 또는 이들의 혼합 형태 등이 있다.

상기 절연 기재부 (201)의 상하부 면에는 각각 상부 도전성 회로패턴부 (210)와 하부 도전성 회로패턴부 (220)가 형성되어 있는데, 이때 상부 (210) 및 하부 도전성 회로패턴부 (220)는 각각 독립적으로 단일층 (mono-layer)이거나 또는 상기 단위층이 2층 이상 적층된 다층 구조 (multi-layer) 일 수 있다.

본 발명에서 단위층 (220, 230, 240, 250)은 소정의 형상을 갖는 도전성 회로패턴이 적층된 단일층(monolayer)을 지칭하는 것이다. 이때 각 단위층은 절연층을 포함하는 형태 (230, 240)이거나 또는 포함하지 않는 형태 (220, 250)일 수 있다. 또한 각 단위층 (220, 230, 240, 250)의 두께는 각각 독립적으로 서로 상이하거나 동일할 수 있으며, 각 단위층에 포함된 도전성 회로패턴 (232, 242, 251, 252)의 두께 역시 서로 상이하거나 동일할 수 있다. 일례로, 각 단위층에 포함된 도전성 회로패턴의 두께는 8 ㎛ 내지 70 ㎛ 범위일 수 있으며, 각 단위층에 포함되는 절연층의 두께는 15 ㎛ 내지 150 ㎛ 범위일 수 있다. 필요에 따라 상하부 단위층의 총 두께는 적절히 조절될 수 있다.

상기 상부 도전성 회로패턴부 (210)가 다층구조인 경우, 단위층의 일부 (230, 240)는 일면에 상기 도전성 회로패턴 (232, 242)을 갖는 절연층 (231, 241)을 포함하고, 최상부 단위층 (250)은 절연 기재부의 상면에 도전성 회로패턴(251)이 노출되는 형태일 수 있다.

이때 도전성 회로패턴부에 포함되는 절연층 (231, 241)은 서로 연결된 각 층을 전기적으로 절연시킬 수 있는 고분자 물질이라면 특별히 한정되지 아니한다. 일례로 에폭시 수지나 페놀 수지 등의 재질로 형성될 수 있으며, 상기 절연 기재부 (201)의 성분과 동일할 수 있다. 상기 절연층에 무기 충전제나 유리섬유 등을 전체적으로 균일하게 분포시켜 열팽창계수를 조절할 수 있으며, 고분자 물질과 유리섬유의 열 팽창계수를 각각 조절하여 사용할 수도 있다.

또한 도전성 회로패턴 (232, 242, 251, 252)은 도전성 물질로 형성되는 금속 박막 형태를 가지며, 구리 (copper) 재질로 형성될 수 있다. 하부 도전성 회로패턴부 (220) 또한 전술한 상부 도전성 회로 패턴부와 동일한 구조 및/또는 구성을 가질 수 있다.

본 발명에서 상부 도전성 회로패턴부 (210)와 하부 도전성 회로패턴부 (220)를 구성하는 각 단위층 (220, 230, 240, 250)의 합은 짝수이거나 홀수일 수 있다. 특히 종래에는 휘어짐 (warpage) 문제점을 최소화하기 위해 동박적층판 (CCL)을 적용하여 대칭 구조를 갖는 인쇄회로기판 만을 제한적으로 제작할 수 밖에 없었다. 이에 비해, 본 발명에서는 동박 및 절연층의 두께가 각각 상이하게 구성되거나 또는 층수의 제약이 없는 다층구조의 인쇄 회로기판을 자유롭게 설계하고, 휘어짐 문제 없이 제작할 수 있다는 이점이 있다.

한편, 도 2는 복수 개의 단위층 (230, 240, 250)을 포함하는 다층 구조의 상부 도전성 회로패턴부 (210)를 예시한 것일 뿐이며, 이에 한정되지 않는다. 그 외, 하부 도전성 회로패턴부 (220)가 다층 구조이거나, 또는 상부 도전성 회로패턴부 (210) 및 하부 도전성 회로패턴부 (220) 모두가 각각 다층 구조인 것 역시 본 발명의 범주에 속한다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판을 제조하는 방법은 하기 단계들로 구성될 수 있다.

상기 제조방법의 바람직한 일 실시형태를 들면, (a) 분리용 절연부재의 상하면 각각에 서로 분리 가능한 제1도전층 및 제2도전층이 순차적으로 마련된 분리부재를 준비하는 단계; (b) 상기 분리부재의 상하면 각각에 제1절연부재와 패턴형성용 제1도전층을 순차적으로 적층하는 단계; (c) 적층된 제1도전층의 일 영역에 제1도전성 회로패턴을 형성하는 단계; (d) 형성된 제1도전성 회로패턴 상에 각각 제2절연부재와 패턴형성용 제2도전층을 순차적으로 적층하고 압착하는 단계; (e) 상기 (c)~(d) 단계를 반복하여 도전성 회로패턴이 n층 이상 적층된 적층체를 형성하는 단계 (여기서, n은 1 내지 10 사이의 자연수임); 및 (f) 상기 분리부재에서 분리용 절연부재와 제1도전층을 탈착시켜 제2도전층이 부착된 적층체를 각각 분리하는 단계를 포함할 수 있다.

이때 상기 제조방법은 분리부재를 중심으로 하여 분리부재의 상부 및 하부 모두에 각각 (b)~(e) 단계를 동일하게 진행하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도 3 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 회로기판의 제조공정에 대하여 상세히 설명한다.

1) 분리부재 (310)를 준비한다.

도 3을 참조하여 보면, 분리부재 (310)는 분리용 절연부재 (320)의 상하면 각각에 서로 분리 가능한 제1도전층 (331) 및 제2도전층 (332)이 순차적으로 마련된 형태이다. 이때 분리부재용 제1도전층 (331)은 제2도전층을 보호하며, 분리단계에서 제2도전층으로부터 분리되는 기능을 한다. 제2도전층 (332)은 적층체를 구성하는 상부 절연부재 (341) 및 하부 절연부재 (342)에 각각 부착되어 시드층으로 작용하여 배선을 형성하는 기능을 한다.

상기 분리부재용 제1도전층 (331)과 제2도전층 (332)은 각각 도전성 물질로 구성되는 금속 박막 형태로서, 구리 재질일 수 있다.

이때 상기 제1도전층 (331)과 제2도전층 (332)은 이들 층 사이에 점착층을 포함하기 때문에, 내열성 및 방청성을 갖는다. 또한 상기 점착층에 포함된 점착성분으로 인해, 일반적인 상태에서는 다른 기재와 안정적으로 부착될 수 있는 반면, 0.02 kgf/cm 이상, 바람직하게는 0.02 내지 0.045 kgf/cm 범위의 힘을 가하는 경우 물리적 손상 없이 제1도전층과 제2도전층이 서로 분리될 수 있다.

상기 분리부재용 제1도전층 (331)과 제2도전층 (332)의 두께는 각각 8 ㎛ 내지 70 ㎛ 범위일 수 있으며, 제2도전층을 보호하기 위해서 제1도전층 (331)의 두께가 제2도전층 (332) 보다 큰 것이 바람직하다.

분리용 절연부재 (320)는 제1도전층 (331)과 제2도전층 (332)의 지지체 역할을 한다. 또한 분리단계에서 제1도전층과 함께 제거된다.

2) 상기 분리부재의 상하면 각각에 제1절연부재와 패턴형성용 제1도전층을 순차적으로 적층하여 제1적층체를 형성한다 (도 3 참조).

제1적층체 (300)는 전술한 분리부재의 상하면 각각에 순차적으로 적층되는 적층용 제1절연부재 (341, 342); 및 상기 적층용 제1절연부재의 상하면 각각에 순차적으로 적층되는 제1도전층 (351, 352)을 포함한다.

이때 제1절연부재와 패턴형성용 제1도전층은 분리부재를 중심으로 상부 및 하부에 각각 독립적으로 배치되기 때문에, 상기 제1절연부재는 제1상부 절연부재 (341)와 제1하부 절연부재 (342)로 각각 구분될 수 있다. 또한 패턴형성용 제1도전층 또한 패턴형성용 제1상부 도전층 (351)과 제1하부 도전층 (352)로 각각 구분될 수 있다. 이하, 분리부재를 중심으로 상부 및 하부에 각각 사용되는 본 발명의 또 다른 구성 또한 동일하게 구분될 수 있다.

도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하면, 패턴형성용 제1 상부 도전층 (351), 제1상부 절연부재 (341), 분리부재 (310), 제1하부 절연부재 (342) 및 패턴형성용 제1 하부 도전층 (352)을 각각 순차적으로 적층한다.

상기 제1상부 절연부재 (341) 및 제1하부 절연부재 (342)는 각 층간 절연기능을 하는 것으로서, 전술한 분리용 절연부재 (320)와 동일한 구성을 가질 수 있다. 이들 모두 (320, 341, 342)는 반경화 상태의 프리프레그 (prepreg)로 구성될 수 있다.

상기 패턴형성용 제1 상부 도전층 (351)과 제1 하부 도전층 (352)은 내층에서의 전기적 도통 기능 뿐만 아니라 열 통로 (Heat path) 기능을 추가로 한다. 상기 도전층의 두께 범위는 8 ㎛ 내지 36 ㎛ 범위일 수 있으며, 1 온스(Oz) 이상으로 형성될 수도 있다.

본 발명에서는 패턴형성용 제1 상부 도전층 (351), 제1상부 절연부재 (341), 분리부재 (310), 제1하부 절연부재 (342) 및 패턴형성용 제1 하부 도전층 (352)이 순차적으로 적층되는 것을 예시하여 설명하고 있으나, 필요에 따라 이들의 적층 순서가 일부 변형되거나 선택적으로 혼용되는 것도 본 발명의 범주에 속한다.

3) 적층된 제1도전층의 일 영역에 소정의 형상을 갖는 제1도전성 회로패턴을 형성한다 (도 4 참조).

분리부재를 중심으로 상부 및 하부 각각에 대칭적으로 형성되는 제1도전성 회로패턴은 제1상부 도전성 회로패턴 (351)과 제1하부 도전성 회로패턴 (352)으로 구분될 수 있다.

이때 회로패턴을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 아니하며, 당 업계에 알려진 통상적인 방법에 따라 수행될 수 있다.

4) 제1적층체의 최상부 및 하부에 위치하는 제1도전성 회로패턴 상에 각각 제2절연부재와 패턴형성용 제2도전층을 순차적으로 적층하고 압착하여 제2적층체를 형성한다 (도 4~5 참조).

도 4~5을 참조하여 상기 제조단계의 보다 구체적인 일례를 들면, 상기 제1상부 절연부재 (341)의 상면에 형성된 제1 상부 도전성 회로패턴 (351) 상에, 제2상부 절연부재 (343)와 패턴형성용 제2상부 도전층 (361)을 순차적으로 적층한다. 마찬가지로 제1하부 도전성 회로패턴 (352) 상에 제2하부 절연부재 (344)와 패턴형성용 제2하부 도전층(362)을 순차적으로 적층한다. 이후 이들을 압착시켜 제2 상부 적층체 (391)와 제2하부 적층체 (392)를 형성하게 된다.

이때 상기 패턴형성용 제2 상부 도전층 (361)과 제2 하부 도전층 (362)은 단일층이거나 또는 2층 이상의 다층 구조일 수 있다.

형성된 제2 상부 적층체 (391)는 제1상부 절연부재 (341) 상에 제1 상부 도전성 회로패턴 (351), 제2 상부 절연부재 (343) 및 패턴형성용 제2 상부 도전층 (361)이 순차적으로 적층된 형태이고, 상기 제2 하부 적층체 (392)는 제1하부 절연부재 (342) 상에 제1 하부 도전성 회로패턴 (352), 제2 하부 절연부재 (344) 및 패턴형성용 제2 하부 도전층 (362)이 순차적으로 적층된 형태일 수 있다.

5) 상기 제2적층체의 최상하부 면에 적층된 제2 상부 도전층 (361) 및 제2 하부 도전층 (362)이 단일 도전층 (single layer)이면, 상기 3)~4) 단계를 순차적으로 n회 반복 수행하여 도전성 회로패턴이 n층 이상 적층된 제n적층체를 형성한다. 이때 n은 1 내지 10 사이의 자연수이다.

일례로 제1적층체로부터 1회 반복 수행할 경우, 제2 상부 적층체 (391)와 제2 하부 적층체 (392)는 각각 적어도 1층 이상, 바람직하게는 2개의 상부 및 하부 도전성 회로패턴 (351, 352, 361, 362)과 2개의 상하부 절연층 (343, 344, 341, 342)을 포함할 수 있다.

상기 패턴형성용 제2 도전층 (361, 362)으로서 분리부재 (310)를 기준으로 서로 분리되지 않은 다층의 도전층이 적용되더라도, 상기 3)~4) 단계를 반복 수행할 수 있다. 이때 제2 적층체 (391, 392) 상에 형성되는 도전성 회로패턴과 절연부재의 적층 횟수는 특별히 한정되지 아니하며, 필요에 따라 적절히 조절될 수 있다.

한편 도 6~7은 상기 제2적층체 상에 적층되는 도전층으로서 다층 구조의 패턴형성용 도전층이 도입되어 상기 3)~4) 단계를 1회 반복 수행하는 과정을 도시한 것이다.

상기 제조단계의 일례를 들면, 제2 상부 도전성 회로패턴 (361) 상에 제3상부 절연부재 (345)와 패턴형성용 제3 상부 도전층 (370)을; 제2하부 도전성 회로패턴 (362) 상에 제3하부 절연부재 (346)와 패턴형성용 제3하부 도전층 (380)을 각각 적층한 후 압착시켜 제3상부 적층체 (393)와 제3하부 적층체 (394)를 형성한다.

여기서, 상기 패턴형성용 제3 상부 도전층 (370)과 제3 하부 도전층 (380)이 2층 이상의 다층 구조 (multi-layer)이면서, 상기 분리부재 (310)와 동일하게 서로 분리 가능한 제2도전층 (381, 382)과 제1도전층 (371, 372)로 구성되는 경우, 다음 공정인 분리단계로 이어질 수 있다. 이때 상기 제3 도전층 (370, 380)으로서 박막형 단일 도전층이 적층되더라도, 필요에 따라 분리단계로 이어질 수 있다.

상기와 같이 형성된 제3상부 적층체 (393)의 상면과 제3 하부 적층체 (394)의 하면은 각각 분리부재(310)의 제1도전층과 유사한 기능을 하는 제1도전층 (371, 372)이 배치되게 된다.

6) 상기 분리부재에서 분리용 절연부재와 제1도전층을 탈착시켜 제2도전층이 부착된 적층체를 각각 분리한다 (도 8 참조).

본 발명의 제3 상부 적층체 (393), 제3 하부 적층체 (394) 및 분리부재 (310)는 모두 서로 분리 가능한 제1도전층 (331, 371, 372)과 제2도전층 (332, 381, 382)을 각각 포함한다.

도 8을 참조하여 일례를 들면, 상기 분리부재 (310)에서 제1도전층 (331)과 분리용 절연부재 (320)을 탈착시킴과 동시에, 제3 상부 적층체 (393)의 상면과 제3 하부 적층체 (394)의 하면에 각각 위치하는 제1도전층 (371, 372)만을 선택적으로 탈착시킴으로써, 제2도전층 (381, 382, 332)이 상하면 상에 부착된 제4 상부 적층체 (395), 제4 하부 적층체 (396)를 각각 분리할 수 있다.

본 발명에서는 분리부재 (310)의 상부 및 하부에 각각 동일한 제조단계를 수행하기 때문에, 분리부재를 중심으로 분리된 각 적층체 (395, 396)의 구조는 서로 동일하다. 일례로, 분리된 제4 상부 적층체 (395)와 제4 하부 적층체 (396)의 상하면에는 각각 박막형 제2도전층 (332, 381, 382)이 부착되고, 상기 제4적층체 내부에는 소정의 형상을 갖는 도전성 회로패턴 (351, 352, 361, 362)과 절연층 (343, 344, 345, 346)이 적어도 n층 이상 교번하여 적층되는 구조일 수 있다.

이때 분리된 제4 상부 적층체 (395)와 제4 하부 적층체 (396) 각각에 포함되는 도전성 회로패턴 (332, 351, 352, 361, 362, 381, 382)이 상하 방향으로 비대칭 구조 (unbalanced structure)를 갖게 되더라도, 전술한 제조공정 중에서 각각 상부 적층체와 하부 적층체 간의 상하 대칭구조가 유지되었기 때문에, 제조공정 중에 발생되는 휘어짐 (warpage) 특성을 최소화시킬 수 있다. 또한 다양한 구조를 갖는 인쇄회로기판이 동시에 제작될 수 있다.

7) 이후 분리된 각 적층체의 수직 방향으로 관통하는 관통홀을 적어도 하나 이상 형성한다 (도 9 참조).

관통홀 (390)은 추후 도금 공정을 통해 층간 도통을 위하여 형성된다. 이때 관통홀의 위치나 형상, 개수는 특별히 제한되지 않으며, 필요에 따라 자유롭게 조절될 수 있다.

상기 관통홀 (390)을 형성하기 위하여, 당 업계에 알려진 통상적인 방법을 사용할 수 있으며, 일례로 기계적인 드릴 또는 레이저 등을 이용할 수 있다. 레이저를 이용하는 경우 도면에 도시되지는 않았으나, 비아홀이 형성될 부위를 레이저로 조사하여 비아홀을 형성하는 방법을 이용할 수도 있다. 이와 같이 관통홀 또는 비아홀을 형성한 후, 상기 홀을 가공하는 과정에서 내벽에 형성되는 불순물을 제거하는 후처리 공정을 추가로 포함할 수 있다. 이를 통해 추후 진행되는 도금 공정의 효율을 향상시킬 수 있고, 그 결과 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

8) 관통홀이 형성된 적층체의 상하면 각각에 마련된 제2도전층을 도금한 후 회로패턴을 형성한다 (도 9 참조).

도 9를 참조하면, 제4 상부 적층체 (395)의 상하면 각각에 위치하는 제2도전층 (332, 381)은 박막 형태이므로, 시드 (seed, 332, 381)로 사용하여 원하는 두께의 도금층 (383, 384)을 더 형성할 수 있다. 일례로, 상기 제2도전층은 미세회로 (50 pitch) 배선 형성이 가능하다. 이때 관통홀 (390)에도 도금되므로 전기적으로 도통하게 된다.

이후 도 10에 도시된 바와 같이, 소정의 형상을 갖는 회로패턴 (385, 386)을 형성하고 분리된 각 적층체들 상에 당 업계에 알려진 통상적인 인쇄회로기판의 제조 공정, 예컨대 솔더 레지스트 형성공정, 에칭 및 배선공정, 전자소자 실장 공정 등을 더 수행함으로써 인쇄회로기판 제작이 완료된다.

전술한 인쇄회로기판의 제조방법은 상기 설명된 각 단계를 순차적으로 수행하여 제조되어야 하는 것이 아니라, 설계 사양에 따라 각 공정의 단계가 변형되거나 선택적으로 혼용되어 수행될 수 있다.

한편, 인쇄회로기판의 휘어짐 (warpage) 현상은 인쇄회로기판의 실장시 공정율 및 생산성에 많은 영향을 주며, 나아가 패키지 조립 공정중에 이송오류나 인쇄회로기판이 전기적으로 도통되지 않는 불량까지도 야기할 수 있는 매우 중요한 인자이다. 인쇄회로기판은 여러 재료가 적층되어 이루어진 구조물로서, 휘어짐 현상의 주요원인은 각 적층재료의 열 팽창계수 (CTE)의 차이이며, 기타 영향을 미치는 원인으로 각 재료의 탄성계수(Young's modulus), 공정 중에 가해지는 온도변화, 흡습, 기계적 하중 등이 알려져 있다.

상기와 같이 인쇄회로기판의 휘어짐 특성은 주로 적층 재료간의 열팽창 및 수축의 차이와 하중에 의해 발생되는 것이기 때문에, 본 발명에서는 이 차이를 줄이기 위해서 다층으로 적층되는 적층 재료의 조성과 두께 (dielectric thickness control), 열팽창계수 (CTE) 등의 물성을 변화시켜 휘어짐 특성을 최소화하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

이를 위해, 본 발명에서는 전술한 제조단계의 2~5) 적층공정에서 사용되는 적어도 2개 이상의 절연부재로서, 상기 절연부재를 구성하는 수지의 함량 (Resin contents), 구성수지의 재질이나 조성, 절연부재를 구성하는 성분의 열팽창계수 (CTE), 절연부재의 두께, 또는 이들 모두가 서로 상이하게 구성된 것을 사용할 수 있다.

상기 인쇄회로기판의 휘어짐 정도를 제어하기 위한 본 발명의 일 실시예는 하기와 같다.

우선, 각 제조단계별로 얻어지는 인쇄회로기판 형성용 적층체나 또는 최종 제조된 인쇄회로기판의 휘어짐 정도를 미리 예측하거나 또는 실측한다.

이후 예측되거나 또는 실측된 휘어짐 수치가 (+)값이면, 이후 적층 공정에 사용되는 절연부재는 (+)값을 보정할 수 있는 구성을 갖는 절연부재를 사용한다. 예컨대, i) 수지의 함량이 보다 더 적게 조절되거나, ii) 두께가 보다 더 작게 조절되거나, 또는 iii) 열팽창계수 (CTE)가 보다 더 낮게 조절된 절연부재 등을 사용할 수 있다.

반대로 예측되거나 또는 실측된 휘어짐 수치가 (-)값이면, 이후 적층 공정에는 i) 수지 함량이 보다 높게 조절되거나, ⅱ) 열팽창계수가 더 높거나 및/또는 ⅲ) 두께가 더 두껍게 조절된 절연부재를 사용함으로써 휘어짐 정도를 보정할 수 있다.

본 발명에서는 다층으로 적층되는 2개 이상의 절연부재의 CTE 매칭이나; 또는 수지 함량, 수지 두께 등과 같은 유전체 두께 조절 (dielectric thickness control)을 통해 휘어짐 제어를 예시하고 있으나, 그 외 CCL (copper clad laminate) 코어를 사용하지 않는 coreless 형태의 인쇄회로기판에서 다층으로 적층되는 도전층 및/또는 도전성 회로패턴의 두께를 서로 상이하도록 구성하여 휘어짐 특성을 개선하는 것도 본 발명의 범주에 속한다.

결과적으로, 본 발명에서는 전술한 제조공정 중에서 초래되는 휘어짐 현상을 최소화할 뿐만 아니라, 분리공정에서 얻어진 인쇄회로기판 형성용 중간체 또는 최종 제조된 인쇄회로기판의 휘어짐 특성을 모두 획기적으로 개선할 수 있다.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 이상에 예시되지 않은 여러가지 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (13)

1. (a) 분리용 절연부재의 상하면 각각에 서로 분리 가능한 제1도전층 및 제2도전층이 순차적으로 마련된 분리부재를 준비하는 단계;
   (b) 상기 분리부재의 상하면 각각에 제1절연부재와 패턴형성용 제1도전층을 순차적으로 적층하는 단계;
   (c) 적층된 제1도전층의 일 영역에 제1도전성 회로패턴을 형성하는 단계;
   (d) 형성된 제1도전성 회로패턴 상에 각각 제2절연부재와 패턴형성용 제2도전층을 순차적으로 적층하고 압착하는 단계;
   (e) 상기 (c)~(d) 단계를 반복하여 도전성 회로패턴이 n층 이상 적층된 적층체를 형성하는 단계 (여기서, n은 1 내지 10 사이의 자연수임);
   (f) 상기 (e) 단계에서 형성된 적층체의 최상하면 각각에 위치하는 패턴형성용 도전층은 단일층 또는 2층 이상의 다층 구조의 도전층으로서,
   상기 패턴형성용 도전층이 단일층인 경우 (e) 단계를 실시하거나, 또는
   상기 패턴형성용 도전층이 서로 분리 가능한 제2도전층과 제1도전층이 순차적으로 배치된 다층 구조의 도전층인 경우 (g) 단계를 실시하는 단계;
   (g) (i) 형성된 적층체의 최상하면 각각에 위치하는 제1도전층;과 (ⅱ) 상기 적층체의 분리부재에서 분리용 절연부재와 제1도전층을 각각 탈착시켜 제2도전층이 상하부면에 각각 부착되고 구조가 동일한 2개의 적층체를 각각 분리하는 단계
   를 포함하며,
   상기 분리부재에 마련된 제1도전층과 제2도전층은 이들의 층간에 점착층이 포함되고, 0.02 kgf/cm 이상의 힘을 가하면 제1도전층과 제2도전층이 서로 분리되는 것이 특징인 인쇄회로기판의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 분리부재의 제2도전층은 적층체에 부착되어 배선을 형성하고, 제1도전층은 제2도전층과 분리되는 것이 특징인 인쇄회로기판의 제조방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1도전층과 제2도전층의 두께는 각각 8 ㎛ 내지 70 ㎛ 범위이며, 제1도전층의 두께가 제2도전층 보다 큰 것이 특징인 인쇄회로기판의 제조방법.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 (g)단계에서 분리부재를 중심으로 상부 및 하부에서 각각 분리된 적층체의 구조는 서로 동일한 것이 특징인 인쇄회로기판의 제조방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 (g)단계에서 분리된 각 적층체는 상하부면에 각각 제2도전층이 위치하고, 상기 적층체 내부에는 소정의 형상을 갖는 도전성 회로패턴과 절연층이 n층 이상 교번하여 적층되어 있는 것이 특징인 인쇄회로기판의 제조방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 분리된 각 적층체의 수직 방향으로 관통하는 관통홀을 적어도 하나 이상 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 특징인 인쇄회로기판의 제조방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 분리된 각 적층체의 상하면 각각에 마련되는 제2도전층을 도금하고 회로패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 특징인 인쇄회로기판의 제조방법.
10. 제1항 내지 제3항, 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 제조된 인쇄회로기판으로서,
    절연기재부;
    상기 절연기재부의 상면에 형성되며 소정의 도전성 회로패턴을 구비하는 단위층이 적어도 하나 이상 적층된 상부 도전성 회로패턴부;
    상기 절연기재부의 하면에 형성되며 소정의 도전성 회로패턴을 구비하는 단위층이 적어도 하나 이상 적층된 하부 도전성 회로패턴부; 및
    상기 절연기재부, 상부 도전성 회로패턴부 및 하부 도전성 회로패턴부가 전체적으로 관통되도록 마련되며, 이들을 전기적으로 연결하기 위한 적어도 하나 이상의 관통홀을 포함하고, 상기 상부 도전성 회로패턴부 및 하부 도전성 회로패턴부의 형상, 두께 또는 층수가 절연기재부를 중심으로 하여 각각 상하 방향으로 비대칭 구조인 것을 특징으로 하는 인쇄회로 기판.
11. 분리용 절연부재의 상하면 각각에 서로 분리 가능한 제1도전층과 제2도전층이 순차적으로 마련된 분리부재;
    상기 분리부재의 상하면 각각에 순차적으로 적층되는 적층용 절연부재; 및
    상기 절연부재의 상하면 각각에 순차적으로 적층되는 회로패턴 형성용 도전층
    을 포함하는 인쇄회로기판 형성용 적층체로서, 상기 분리부재에 마련된 제1도전층과 제2도전층은 이들의 층간에 점착층이 포함되고, 0.02 kgf/cm 이상의 힘을 가하면 제1도전층과 제2도전층이 서로 분리되는 것이 특징인 인쇄회로기판 형성용 적층체.
12. 삭제
13. 삭제

Images