KR20160097801A

KR20160097801A - 인쇄회로기판 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20160097801A
Application number: KR1020150020109A
Authority: KR
Inventors: 목지수; 고영관; 백용호
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2015-02-10
Filing date: 2015-02-10
Publication date: 2016-08-18
Also published as: KR102442389B1

Abstract

본 발명에 따른 인쇄회로기판은, 회로층과 회로층 사이에 형성된 절연층을 포함하고, 상기 절연층은 열가소성 절연물질 및 열경화성 절연물질의 이중 절연층으로 형성된다.

Description

인쇄회로기판 및 그 제조방법{Printed circuit board and method of manufacturing the same}

본 발명은 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

휴대폰을 비롯한 IT 분야의 전자기기들이 다기능이 요구됨과 아울러 경박 단소화되면서 이에 대한 기술적 요구에 부응하여 IC, 반도체칩 또는 능동소자와 수동소자 등의 전자부품들이 기판 내에 삽입되는 기술이 요구되고 있으며, 최근에는 다양한 방식으로 기판 내에 부품이 내장되는 기술이 개발되고 있다.

일반적인 인쇄회로기판(PCB; Printed Circuit Board)은 전기 절연성 기판에 구리와 같은 전도성 재료로 회로라인 패턴을 인쇄하여 형성한 것으로, 전자부품을 탑재하기 직전의 기판(Board)을 말한다. 즉, 여러 종류의 많은 전자 소자를 평판 위에 밀집 탑재하기 위해, 각 부품의 장착 위치를 확정하고, 부품을 연결하는 회로패턴을 평판 표면에 인쇄하여 고정한 회로 기판을 의미한다.

최근에는 전자제품의 소형화, 박형화, 고밀도화로 인하여 다층 인쇄회로기판, 특히 유연성이 있는 경연성 인쇄회로기판(RFPCB: Rigid Flexible Printed Circuit board)이 인쇄회로기판이 개시되었다.

미국특허공개번호 US 2008-0099230

일 측면(또는 관점)은 인쇄회로기판에 있어서 층간 절연재를 굴곡성이 좋은 열가소성 수지와 열경화성 수지를 적용하여 부품 실장성 및 굴곡성을 확보할 수 있는 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.

다른 측면은 인쇄회로기판에 있어서 층간 절연재를 굴곡성이 좋은 열가소성 수지와 열경화성 수지를 적용하여 부품 실장성 및 굴곡성을 확보할 수 있는 인쇄회로기판의 제조방법을 제공하는 것이다.

일 실시 예에 따른 인쇄회로기판은, 회로층과 회로층 사이에 형성된 절연층을 포함하고, 상기 절연층은 열가소성 절연물질 및 열경화성 절연물질의 이중 절연층으로 구성된다.

또한, 일 실시 예에 따른 인쇄회로기판의 제조방법은, 코어층에 제 1 회로층을 형성하는 단계; 상기 제 1 회로층상에 열가소성 절연물질로 제 1 절연층을 형성하는 단계; 상기 제 1 절연층상에 열경화성 절연물질로 제 2 절연층을 형성하는 단계; 및 상기 제 2 절연층상에 제 2 회로층을 형성하는 단계를 포함하여 형성된다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 제 1 실시 예의 인쇄회로기판의 제조방법에 따른 공정 단면도이다.
도 4a 및 도 4f는 본 발명의 제 2 실시 예의 인쇄회로기판의 제조방법에 따른 공정 단면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관 되어지는 이하의 상세한 설명과 실시 예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 첨부 도면에 있어서, 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

인쇄회로기판

먼저, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 인쇄회로기판은 도면을 참조하여 구체적으로 살펴볼 것이다. 이때, 참조되는 도면에 기재되지 않은 도면부호는 동일한 구성을 나타내는 다른 도면에서의 도면부호일 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 인쇄회로기판의 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판은, 코어층의 양면에 형성된 제 1 회로층; 상기 제 1 회로층상에 열가소성 절연물질로 형성된 제 1 절연층; 상기 제 1 절연층상에 열경화성 절연물질로 형성된 제 2 절연층; 상기 제 2 절연층상 형성된 제 2 회로층 및 상기 제 2 회로층상에 경연성 포토 솔더 레지스트 물질로 형성된 솔더 레지스트층을 포함하여 구성된다.

코어층(110)의 양면에는 동박 적층판(Copper Clad Laminate; CCL)이 헝성되어 있고, 일면 또는 양면에 상기 동박층을 패터닝하여 제 1 회로층(120)이 형성된다. 여기서, 상기 제 1 회로층(120)은 상기 코어층(110)을 관통하는 비아를 포함하여 형성된다.

보다 구체적으로, 상기 제 1 회로층(120)은 상기 동박 적층판을 부식레지스트를 이용하여 선택적으로 제거하는 서브트랙티브(Subtractive)법과 무전해 동도금 및 전해 동도금을 이용하는 애디티브(Additive)법, SAP(Semi-Additive Process) 및 MSAP(Modified Semi Additive Process) 및 SAP(Semi Additive Process) 공법 등으로 형성 가능하며 여기에서는 상세한 설명은 생략한다.

제 1 절연층(130)은 상기 제 1 회로층(120)이 형성된 코어층(110)상에 열가소성 절연물질로 형성된다. 이는 인쇄회로기판의 굴곡성이 가능하도록 예를 들어, PVC(Poly Vinyl Chloride)로 형성될 수 있으며, 열가소성 물질로 형성됨에 따라 고온 상태에서 형태가 변경될 수 있다.

제 2 절연층(140)은 상기 제 1 절연층(130)상에 열경화성 절연물질로 형성되며 세라믹, 유-무기 복합 소재, 또는 글라스 섬유 함침 일 수 있으며, 고분자 수지를 포함하는 경우, FR-4, BT(Bismaleimide Triazine), ABF(Ajinomoto Build up Film) 등의 에폭시계 절연 수지를 포함할 수 있으며, 이와 달리 폴리이미드계 수지를 포함할 수 있으나 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.

제 2 회로층(150)은 상기 제 2 절연층(140)상에 금속 물질층을 적층 후, 부식레지스트를 이용하여 선택적으로 금속 물질층을 제거하는 서브트랙티브(Subtractive)법과 무전해 동도금 및 전해 동도금을 이용하는 애디티브(Additive)법, SAP(Semi-Additive Process) 및 MSAP(Modified Semi Additive Process) 및 SAP(Semi Additive Process) 공법 등으로 형성 가능하며 여기에서는 상세한 설명은 생략한다.

여기서, 상기 제 2 회로층(150)은 상기 제 2 절연층(140)상에 레진코팅카파(Resin Coated Copper; RCC) 또는 단면 동박적층판(Copper Clad Laminate; CCL)을 이용하여 형성될 수 있다.

또한, 상기 제 2 회로층(150)에는 상기 제 1 회로층(120)과 전기적으로 연결되도록 상기 제 1 절연층(130) 및 상기 제 2 절연층(140)을 관통하는 비아가 형성된다.

상기 솔더 레지스트(160)는 상기 제 2 회로층(150)상에 경연성 포토 솔더 레지스트 물질을 이용하여 형성되며, 회로패턴이 노출되도록 개구부가 형성된다.

또한, 도 2는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 인쇄회로기판의 단면도이다. 도 2는 상기 제 1 실시 예의 인쇄회로기판에 추가적으로 빌드업층 구성 확장을 보여주고 있다. 즉, 2L의 기본 구조에 빌드업 제 1 절연층 및 제 2 절연층 및 회로층을 더 형성하여 2L → 4L → 6L →8L → 10L 으로 빌드업 할 수 있다.

여기서, 빌드업층은 실시예에 한정되지 않고 필요에 따라 추가적으로 더 형성될 수 있다.

여기서, 상기 도 1의 실시 예와 중복되는 설명은 도 1을 참조하여 생략한다. 상기 빌드업층은 상기 코어층(210)상에 순차적으로 제 1 회로층(221), 열가소성 절연물질로 형성된 제 1 절연층(222), 열경화성 절연물질로 형성된 제 2 절연층(223)을 포함하는 제 1 실시 예의 결과물상에 제1 절연층, 제 2 절연층, 회로층을 포함하여 반복적으로 제 1 빌드업층(230), 제 2 빌드업층(240) 및 제 3 빌드업층(250)을 형성하게 된다.

또한, 상기 빌드업층의 최외각 회로층상에 경연성 포토 솔더 레지스트 물질로 형성된 솔더 레지스트층을 더 포함하여 형성되는 것이 바람직하다.

인쇄회로기판의 제조방법

먼저, 도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 인쇄회로기판의 제조방법에 대한 공정 순서도이고, 도 4a 및 도 4f는 제 2 실시 예에 따른 인쇄회로기판의 제조방법에 따른 공정 단면도이다.

이하 제조방법의 순서대로 자세히 살펴보기로 한다. 이때, 전술한 인쇄회로기판 및 도 1이 참조될 것이고, 이에 따라 중복되는 설명들은 생략될 수 있다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 코어층(110)의 양면에 금속층을 형성하게 된다. 이때, 금속층으로는 동박 적층판(Copper Clad Laminate; CCL)을 사용하여 얇게 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 코어층(110)을 관통하는 비아를 포함하는 제 1 회로층(120)을 형성하게 된다.

보다 구체적으로, 상기 코어층(110)을 관통하는 비아홀을 형성 한 후, 금속 물질을 충진하여 비아를 형성하게 된다. 여기서, 상기 코어층(110)은 드릴 가공하여 비아홀을 형성하게 된다. 그리고, 상기 금속층(120)을 선택적으로 제거하여 회로 패턴을 포함하는 제 1 회로층(120)을 형성하게 된다. 여기서, 제 1 회로층(120)은 서브트랙티브(Subtractive)법과 무전해 동도금 및 전해 동도금을 이용하는 애디티브(Additive)법, SAP(Semi-Additive Process) 공법을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다.

도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 회로층상에 열가소성 절연물질로 제 1 절연층, 상기 제 1 절연층상에 열경화성 절연물질로 제 2 절연층 및 금속층을 순차적으로 형성한다.

보다 상세하게는, 제 1 절연층(130)은 상기 제 1 회로층(120)이 형성된 코어층(110)상에 열가소성 절연물질로 형성된다. 이는 인쇄회로기판의 굴곡성이 가능하도록 예를 들어, PVC(Poly Vinyl Chloride)로 형성될 수 있으며, 열가소성 물질로 형성됨에 따라 고온 상태에서 형태가 변경될 수 있다.

그리고, 상기 제 2 절연층(140)상에 금속층(150)을 형성하게 된다. 이때, 상기 금속층(150)은 상기 제 2 절연층(140)상에 레진코팅카파(Resin Coated Copper; RCC) 또는 단면 동박적층판(Copper Clad Laminate; CCL)을 이용하여 형성될 수 있다.

이어서, 도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 금속층을 패터닝하여 제 2 회로층(150)을 형성하게 된다.

보다 구체적으로, 상기 제 1 절연층(130) 및 상기 제 2 절연층(140)을 관통하는 비아홀을 형성 한 후, 금속 물질을 충진하여 비아를 형성하게 된다. 여기서, 제 1 , 제 2 절연층을 YAG 레이저 또는 CO2 레이저를 이용하여 비아홀을 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 금속층을 선택적으로 제거하여 회로 패턴을 포함하는 제 2 회로층(150)을 형성하게 된다. 여기서, 제 2 회로층(150)은 서브트랙티브(Subtractive)법과 무전해 동도금 및 전해 동도금을 이용하는 애디티브(Additive)법, SAP(Semi-Additive Process) 공법을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제 2 회로층(150)상에 경연성 포토 솔더 레지스트 물질을 이용하여 회로패턴이 노출되도록 개구부를 갖는 솔더 레지스트(160)는 형성된다.

또한, 도 4a 내지 4f은 제 2 실시 예에 따른 인쇄회로기판의 제조방법에 따른 공정 단면도이다. 여기서, 앞서 설명한 제 1 실시 예를 참조하여 중복되는 설명들은 생략될 수 있다.

먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 코어층(210)의 양면에 금속층을 형성하게 된다. 이때, 금속층으로는 동박 적층판(Copper Clad Laminate; CCL)을 사용하여 얇게 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 코어층(210)을 관통하는 비아를 포함하는 제 1 회로층(221)을 형성하게 된다.

보다 구체적으로, 상기 코어층(210)을 관통하는 비아홀을 형성 한 후, 금속 물질을 충진하여 비아를 형성하게 된다. 여기서, 상기 코어층(210)은 드릴 가공하여 비아홀을 형성하게 된다. 그리고, 상기 금속층(221)을 선택적으로 제거하여 회로 패턴을 포함하는 제 1 회로층(221)을 형성하게 된다. 여기서, 제 1 회로층(221)은 서브트랙티브(Subtractive)법과 무전해 동도금 및 전해 동도금을 이용하는 애디티브(Additive)법, SAP(Semi-Additive Process) 공법을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다.

도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 회로층(221)상에 열가소성 절연물질로 제 1 절연층(222), 상기 제 1 절연층(222)상에 열경화성 절연물질로 제 2 절연층(223) 및 금속층(231)을 순차적으로 형성한다.

보다 상세하게는, 제 1 절연층(222)은 상기 제 1 회로층(221)이 형성된 코어층(210)상에 열가소성 절연물질로 형성된다. 이는 인쇄회로기판의 굴곡성이 가능하도록 예를 들어, PVC(Poly Vinyl Chloride)로 형성될 수 있으며, 열가소성 물질로 형성됨에 따라 고온 상태에서 형태가 변경될 수 있다.

제 2 절연층(223)은 상기 제 1 절연층(222)상에 열경화성 절연물질로 형성되며 세라믹, 유-무기 복합 소재, 또는 글라스 섬유 함침 일 수 있으며, 고분자 수지를 포함하는 경우, FR-4, BT(Bismaleimide Triazine), ABF(Ajinomoto Build up Film) 등의 에폭시계 절연 수지를 포함할 수 있으며, 이와 달리 폴리이미드계 수지를 포함할 수 있으나 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고, 상기 제 2 절연층(223)상에 금속층(231)을 형성하게 된다. 이때, 상기 금속층(231)은 상기 제 2 절연층(223)상에 레진코팅카파(Resin Coated Copper; RCC) 또는 단면 동박적층판(Copper Clad Laminate; CCL)을 이용하여 형성될 수 있다.

이어서, 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 금속층을 패터닝하여 제 2 회로층(231)을 형성하게 된다.

보다 구체적으로, 상기 제 1 절연층(222) 및 상기 제 2 절연층(223)을 관통하는 비아홀을 형성 한 후, 금속 물질을 충진하여 비아를 형성하게 된다. 여기서, 제 1 , 제 2 절연층을 YAG 레이저 또는 CO2 레이저를 이용하여 비아홀을 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 금속층을 선택적으로 제거하여 회로 패턴을 포함하는 제 2 회로층(231)을 형성하게 된다. 여기서, 제 2 회로층(231)은 서브트랙티브(Subtractive)법과 무전해 동도금 및 전해 동도금을 이용하는 애디티브(Additive)법, SAP(Semi-Additive Process) 공법을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다.

그 다음, 도 4e 및 도 4f에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 회로층(231)상에 적어도 2층 이상 적층된 빌드업층(230,234,250)을 형성하게 된다.

상기 빌드업층(230,234,250)은 상기 제 2 회로층(231)상에 열가소성 절연물질로 형성된 절연층, 열경화성 절연물질로 형성된 절연층 및 회로층을 포함하여 반복적으로 형성된다.

그리고, 상기 빌드업층(230,234,250)의 최외각 회로층상에 경연성 포토 솔더 레지스트 물질로 형성된 솔더 레지스트층(260)을 형성하게 된다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

110, 210 --- 코어층
120, 221 --- 제 1 회로층
130, 222 --- 제 1 절연층
140, 223 --- 제 2 절연층
150, 231 --- 제 2 회로층
160, 260 --- 솔더 레지스트
230, 240, 250 --- 빌드업층

Claims

인쇄회로기판에 있어서,
회로층과 회로층 사이에 형성된 절연층을 포함하고,
상기 절연층은 열가소성 절연물질 및 열경화성 절연물질의 이중 절연층으로 형성된 인쇄회로기판.
청구항 1에 있어서,
상기 회로층 및 상기 절연층은 코어층의 양면에 적어도 2층 이상 반복적으로 적층된 빌드업층을 형성하는 인쇄회로기판.
청구항 2에 있어서,
상기 빌드업층의 최외각 회로층상에 밴더블 포토 솔더 레지스트 물질로 형성된 솔더 레지스트층을 더 포함하는 인쇄회로기판.
청구항 2에 있어서,
상기 회로층에는 상기 코어층을 관통하는 비아 및 상기 절연층을 관통하는 비아가 형성되는 인쇄회로기판.
코어층의 양면에 형성된 제 1 회로층;
상기 제 1 회로층상에 열가소성 절연물질로 형성된 제 1 절연층;
상기 제 1 절연층상에 열경화성 절연물질로 형성된 제 2 절연층; 및
상기 제 2 절연층상에 형성된 제 2 회로층을 포함하는 인쇄회로기판.
청구항 5에 있어서,
상기 제 2 회로층상에 적어도 2층 이상 적층된 빌드업층을 더 포함하는 인쇄회로기판.
청구항 6에 있어서,
상기 빌드업층은 상기 제 2 회로층상에 열가소성 절연물질로 형성된 절연층, 열경화성 절연물질로 형성된 절연층 및 회로층을 포함하여 반복적으로 형성되는 인쇄회로기판.
청구항 5에 있어서,
상기 제 2 회로층상에 밴더블 포토 솔더 레지스트 물질로 형성된 솔더 레지스트층을 더 포함하는 인쇄회로기판.
청구항 7에 있어서,
상기 빌드업층의 최외각 회로층상에 밴더블 포토 솔더 레지스트 물질로 형성된 솔더 레지스트층을 더 포함하는 인쇄회로기판.
청구항 5에 있어서,
상기 제 1 회로층에는 상기 코어층을 관통하는 비아가 형성되고, 상기 제 2 회로층에는 상기 제1 절연층 및 제 2 절연층을 관통하는 비아가 형성되는 인쇄회로기판.
청구항 5에 있어서,
상기 코어층은 동박 적층판(Copper Clad Laminate; CCL)을 사용하는 인쇄회로기판.
코어층에 제 1 회로층을 형성하는 단계;
상기 제 1 회로층상에 열가소성 절연물질로 제 1 절연층을 형성하는 단계;
상기 제 1 절연층상에 열경화성 절연물질로 제 2 절연층을 형성하는 단계; 및
상기 제 2 절연층상에 제 2 회로층을 형성하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법.
청구항 12에 있어서,
상기 제 2 회로층상에 적어도 2층 이상 적층된 빌드업층을 형성하는 단계를 더 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법.
청구항 13에 있어서,
상기 빌드업층은 상기 제 2 회로층상에 열가소성 절연물질로 형성된 절연층, 열경화성 절연물질로 형성된 절연층 및 회로층을 포함하여 반복적으로 형성되는 인쇄회로기판의 제조방법.
청구항 12에 있어서,
상기 제 2 회로층상에 경연성 포토 솔더 레지스트 물질로 형성된 솔더 레지스트층을 형성하는 단계를 더 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법.
청구항 14항에 있어서,
상기 빌드업층의 최외각 회로층상에 경연성 포토 솔더 레지스트 물질로 형성된 솔더 레지스트층을 더 형성하는 인쇄회로기판의 제조방법.
청구항 12에 있어서,
상기 제 1 회로층에는 상기 코어층을 관통하는 비아를 형성하고, 상기 제 2 회로층에는 상기 제1 절연층 및 제 2 절연층을 관통하는 비아를 형성하는 인쇄회로기판의 제조방법.
청구항 12에 있어서,
상기 코어층은 동박 적층판(Copper Clad Laminate; CCL)을 사용하는 인쇄회로기판의 제조방법.
청구항 12에 있어서,
상기 제 2 절연층은 유리섬유 함침 수지 물질로 형성하는 인쇄회로기판의 제조방법.
청구항 14에 있어서,
상기 빌드업층의 열경화성 절연물질로 형성된 절연층 및 회로층은 레진코팅카파(Resin Coated Copper; RCC) 또는 단면 동박적층판(Copper Clad Laminate; CCL)을 이용하여 형성되는 인쇄회로기판의 제조방법.