KR101046084B1 - Metal core substrate and multilayer printed circuit board including the same and method for manufacturing same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 메탈 코어 기판 및 이를 포함하는 다층 인쇄회로 기판과 이들의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 메탈 코어 기판은 비아홀이 형성된 메탈 코어층; 상기 메탈 코어층의 양면 및 비아홀에 형성되며, 상기 비아홀의 양 종단부 보다 중앙부의 단면적이 작아지도록 형성된 제1 절연 수지층; 및 상기 제1 절연 수지층 상에 형성되며, 상기 비아홀에 의하여 전기적 접속이 이루어지는 회로 패턴;을 포함한다. 본 발명에 따른 메탈 코어 기판은 절연층에 비아홀을 형성하기 위한 추가적인 공정이 요구되지 않으며, 비아 필(fill) 성능이 우수하다. 이를 포함하는 다층 인쇄회로 기판은 방열 특성 및 층간 접속 신뢰성이 우수하다.The present invention relates to a metal core substrate, a multilayer printed circuit board including the same, and a method of manufacturing the same. The metal core substrate according to the present invention includes a metal core layer having via holes formed therein; First insulating resin layers formed on both sides of the metal core layer and via holes, the first insulating resin layers being formed to have a smaller cross-sectional area at a central portion than both end portions of the via holes; And a circuit pattern formed on the first insulating resin layer and electrically connected by the via hole. The metal core substrate according to the present invention does not require an additional process for forming a via hole in an insulating layer, and has excellent via fill performance. The multilayer printed circuit board including the same has excellent heat dissipation characteristics and interlayer connection reliability.
메탈 코어 기판, 수지 증착, 다층 인쇄회로 기판. Metal core substrate, resin deposition, multilayer printed circuit board.
Description
본 발명은 메탈 코어 기판 및 이를 포함하는 다층 인쇄회로 기판과 이들의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 가공 정밀도가 우수한 메탈 코어 기판 및 이를 포함하여 층간 접속 신뢰성이 우수한 다층 인쇄회로 기판과 이들의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a metal core substrate, a multilayer printed circuit board including the same, and a method of manufacturing the same. More specifically, a metal core substrate having excellent processing accuracy, and a multilayer printed circuit board having excellent interlayer connection reliability including the same, and their It relates to a manufacturing method.
전자제품의 소형화, 박판화, 고밀도화, 팩키지(package)화 되는 추세에 따라 인쇄회로기판(Printed Circuit Board) 역시 미세패턴(fine pattern)화, 소형화 및 팩키지화가 진행되고 있다. 인쇄회로기판의 미세패턴 형성, 신뢰성 및 설계밀도를 높이기 위해서 원자재의 변경과 함께 회로의 층 구성을 복합화하는 구조로 변화하고 있다. 부품 역시 DIP(Dual In-Line Package) 타입에서 SMT(Surface Mount Technology) 타입으로 변경되면서 그 실장밀도 역시 높아지고 있다.With the trend toward miniaturization, thinning, high density, and packaging of electronic products, printed circuit boards are also undergoing fine patterns, miniaturization, and packaging. In order to increase the fine pattern formation, reliability, and design density of printed circuit boards, there is a change in a structure in which the layer structure of the circuit is combined with the change of raw materials. As the parts are also changed from DIP (Dual In-Line Package) type to Surface Mount Technology (SMT) type, their mounting density is also increasing.
또한 전자제품의 휴대화와 더불어 고기능화, 인터넷, 동영상, 고용량의 데이터 송수신 등으로 인쇄회로기판의 설계가 복잡해지고 고난이도의 기술을 요하게 되 었다.In addition to the portableization of electronic products, high-performance, Internet, video, and high-capacity data transmission and transmission have complicated the design of printed circuit boards and require high-tech technologies.
인쇄회로기판에는 절연기판의 한쪽 면에만 배선을 형성한 단면 PCB, 양쪽 면에 배선을 형성한 양면 PCB 및 다층으로 배선한 MLB(다층 인쇄회로기판; Multilayer printed circuit board)가 있다. 과거에는 부품 소자들이 단순하고 회로 패턴도 간단하여 단면 PCB를 사용하였으나, 최근에는 회로의 복잡도가 증가하고 고밀도 및 소형화 회로에 대한 요구가 증가하여 양면 PCB 또는 MLB를 사용하고 있다.Printed circuit boards include single-sided PCBs with wires formed on only one side of the insulated board, double-sided PCBs with wires formed on both sides, and MLBs (multilayer printed circuit boards) wired in multiple layers. In the past, single-sided PCBs were used because of their simple components and simple circuit patterns. Recently, double-sided PCBs or MLBs have been used due to the increased complexity of circuits and the increasing demand for high density and miniaturized circuits.
MLB는 배선 영역을 확대하기 위해 배선이 가능한 층을 추가로 형성한 것이다. 구체적으로, MLB는 내층과 외층으로 구분되며 내층의 재료로서 박판코어(Thin Core)를 사용하고, 외층과 내층을 프리플렉으로 접착한 구조의 4층 MLB(내층 2층, 외층 2층)가 사용된다. 회로의 복잡도에 따라 6층, 8층, 10층 이상으로 구성되기도 한다.The MLB is an additional wiring layer formed to enlarge the wiring area. Specifically, the MLB is divided into an inner layer and an outer layer, and a thin core (Thin Core) is used as the inner layer material, and a four-layer MLB (two inner layers and two outer layers) having a structure in which the outer layer and the inner layer are bonded by a preplex is used. do. Depending on the complexity of the circuit, it may be composed of six, eight, and ten or more layers.
내층에는 전원회로, 접지회로, 신호회로 등을 형성하며, 내층과 외층간 또는 외층 사이는 절연과 접착을 행하고, 각 층의 배선은 비아홀을 이용하여 연결한다.A power circuit, a ground circuit, a signal circuit, and the like are formed in the inner layer, and insulation and adhesion are performed between the inner layer and the outer layer or the outer layer, and wiring of each layer is connected using via holes.
MLB는 배선밀도를 획기적으로 늘릴 수 있다는 큰 장점이 있으나, 제조 공정이 복잡한 단점이 있다. 특히 내층은 종래의 빌드업 방식에 따른 경우 공정이 완료되면 변형이 불가능하므로 내층에 오류가 있는 경우 완성된 모든 제품이 불량으로 되어 버린다. 따라서, MLB의 품질을 향상시키기 위해서는 내층의 가공 정확도를 높이는 것이 필요하다. 또한, 인쇄회로 기판에 실장되는 칩의 수 및 그 밀도가 증가하는 것에 수반하여 방열 특성이 높은 인쇄회로 기판에 대한 필요성도 증가하 고 있다.MLB has the great advantage that it can significantly increase the wiring density, but the manufacturing process has a complex disadvantage. In particular, since the inner layer is not deformable when the process is completed according to the conventional build-up method, if there is an error in the inner layer, all the finished products become defective. Therefore, in order to improve the quality of MLB, it is necessary to raise the processing accuracy of an inner layer. In addition, as the number of chips mounted on a printed circuit board and the density thereof increase, the need for a printed circuit board having high heat dissipation characteristics also increases.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 가공 정밀도 및 방열 특성이 우수한 메탈 코어 기판 및 이를 포함하는 다층 인쇄회로기판과 이들의 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a metal core substrate having excellent processing precision and heat dissipation characteristics, a multilayer printed circuit board including the same, and a manufacturing method thereof.
본 발명의 일 실시형태는 비아홀이 형성된 메탈 코어층; 상기 메탈 코어층의 양면 및 비아홀에 형성되며, 상기 비아홀의 양 종단부 보다 중앙부의 단면적이 작아지도록 형성된 제1 절연 수지층; 및 상기 제1 절연 수지층 상에 형성되며, 상기 비아홀에 의하여 전기적 접속이 이루어지는 회로 패턴;을 포함하는 메탈 코어 기판을 제공한다.One embodiment of the present invention is a metal core layer with a via hole formed; First insulating resin layers formed on both sides of the metal core layer and via holes, the first insulating resin layers being formed to have a smaller cross-sectional area at a central portion than both end portions of the via holes; And a circuit pattern formed on the first insulating resin layer and electrically connected by the via holes.
상기 비아홀은 양 종단부에서 중앙부로 갈수록 단면적이 점차적으로 감소 할수 있다.The via hole may gradually decrease in cross-sectional area from both ends to the center.
상기 비아홀은 중앙부를 기준으로 양 종단부가 대칭일 수 있다.Both vias may be symmetrical with respect to the center of the via hole.
상기 메탈 코어는 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg) 티타늄(Ti), 아연(Zn), 탄탈(Ta), 철(Fe), 니켈(Ni) 및 이들의 합금 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. The metal core may be made of any one of aluminum (Al), magnesium (Mg), titanium (Ti), zinc (Zn), tantalum (Ta), iron (Fe), nickel (Ni), and alloys thereof.
상기 제1 절연 수지는 에폭시, 폴리에스테르, 비스말레이미드트리아진, 폴리이미드, 폴리테트라플루오르에틸렌 및 액정폴리머 중 어느 하나일 수 있다.The first insulating resin may be any one of epoxy, polyester, bismaleimide triazine, polyimide, polytetrafluoroethylene, and liquid crystal polymer.
본 발명의 다른 실시형태는 비아홀이 형성된 메탈 코어층, 상기 메탈 코어층의 양면 및 비아홀에 형성되며, 상기 비아홀의 양 종단부 보다 중앙부의 단면적이 작아지도록 형성된 제1 절연 수지층, 및 상기 제1 절연 수지층 상에 형성되며, 상기 비아홀에 의하여 전기적 접속이 이루어지는 내층 회로패턴을 포함하는 메탈 코어 기판; 상기 메탈 코어 기판의 양면에 형성되는 제2 절연 수지층; 및 상기 제2 절연 수지층에 형성되며, 상기 내층 회로 패턴과 전기적으로 접속되는 외층 회로패턴을 포함하는 다층 인쇄회로 기판을 제공한다.Another embodiment of the present invention is a metal core layer having a via hole, a first insulating resin layer formed on both sides and via holes of the metal core layer, the cross-sectional area of the center portion being smaller than both ends of the via hole, and the first insulating layer. A metal core substrate formed on an insulating resin layer, the metal core substrate including an inner circuit pattern to be electrically connected by the via hole; Second insulating resin layers formed on both surfaces of the metal core substrate; And an outer layer circuit pattern formed on the second insulating resin layer and electrically connected to the inner layer circuit pattern.
상기 외층 회로패턴은 메탈 코어 기판의 비아홀와 연결되는 스택 비아를 포함할 수 있다.The outer circuit pattern may include a stack via connected to a via hole of a metal core substrate.
본 발명의 또 다른 실시형태는 메탈 코어층에 비아홀을 형성하는 단계; 상기 메탈 코어층의 양면 및 상기 비아홀에 형성하되, 상기 비아홀의 양 종단부 보다 중앙부의 단면적이 작아지도록 제1 절연 수지층을 형성하는 단계; 및 상기 제1 절연수지층 상에 형성되며, 상기 비아홀에 의하여 전기적으로 접속된 회로패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 메탈 코어 기판의 제조방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention includes forming via holes in the metal core layer; Forming a first insulating resin layer on both sides of the metal core layer and the via hole, wherein the first insulating resin layer is formed to have a smaller cross-sectional area at a central portion than both end portions of the via hole; And forming a circuit pattern formed on the first insulating resin layer and electrically connected by the via hole.
상기 제1 절연 수지층의 형성은 수지 증착 방법에 의하여 수행될 수 있고, 제1 절연 수지층은 수지의 점도 및 증착 시간에 따라 두께가 조절될 수 있다.The formation of the first insulating resin layer may be performed by a resin deposition method, and the thickness of the first insulating resin layer may be adjusted according to the viscosity and the deposition time of the resin.
본 발명의 또 다른 실시형태는 메탈 코어층에 비아홀을 형성하는 단계; 상기 메탈 코어층의 양면 및 상기 비아홀에 형성하되, 상기 비아홀의 양 종단부 보다 중앙부의 단면적이 작아지도록 제1 절연 수지층을 형성하는 단계; 상기 제1 절연 수지층 상에 형성되며, 상기 비아홀에 의하여 전기적으로 접속된 내층 회로패턴을 형성하는 단계; 상기 제1 절연 수지층 상에 제2 절연 수지층을 형성하는 단계; 및 상기 제2 절연 수지층에 형성되며, 상기 내층 회로패턴과 전기적으로 접속되는 외층 회로패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 다층 인쇄회로 기판의 제조방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention includes forming via holes in the metal core layer; Forming a first insulating resin layer on both sides of the metal core layer and the via hole, wherein the first insulating resin layer is formed to have a smaller cross-sectional area at a central portion than both end portions of the via hole; Forming an inner circuit pattern formed on the first insulating resin layer and electrically connected to the via hole; Forming a second insulating resin layer on the first insulating resin layer; And forming an outer layer circuit pattern formed on the second insulating resin layer and electrically connected to the inner layer circuit pattern.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 메탈 코어 기판은 절연층에 비아홀을 형성하기 위한 추가적인 공정이 요구되지 않아 비용 절감 및 리드 타임(lead tiome)이 감소한다. 또한, 비아 필(fill) 성능이 우수하여 가공 정밀도가 향상된다. 따라서 이를 포함하는 다층 인쇄회로 기판은 방열 특성이 우수하고, 층간 접속 신뢰성이 우수하다.As described above, the metal core substrate according to the present invention does not require an additional process for forming a via hole in the insulating layer, thereby reducing cost and lead time. In addition, the via fill performance is excellent and the machining precision is improved. Therefore, the multilayer printed circuit board including the same has excellent heat dissipation characteristics and excellent interlayer connection reliability.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다. 다만, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, the embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention in more detail.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 메탈 코어 기판을 나타내는 개략적인 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시 형태에 따른 메탈 코어 기판은 비아홀(IVH: Interstitial Via Hole, 20)이 형성된 메탈 코어층(10); 상기 메탈 코어층의 양면 및 비아홀(20)에 형성되며, 상기 비아홀(20)의 양 종단부(20a) 보다 중앙부(20b)의 단면적이 작아지도록 형성된 제1 절연 수지층(30); 및 상기 제1 절연 수지층(30) 상에 형성되며, 상기 비아홀(20)에 의하여 전기적 접속이 이루어지는 회로 패턴(41)을 포함한다.1 is a schematic cross-sectional view showing a metal core substrate according to one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the metal core substrate according to the present embodiment may include a
메탈 코어층(10)에 사용되는 메탈 코어(11)는 이에 제한되는 것은 아니나, 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg) 티타늄(Ti), 아연(Zn), 탄탈(Ta), 철(Fe), 니켈(Ni) 및 이들의 합금으로 구성될 수 있다. 시판되는 상품으로는 인바(Invar) 등을 사용할 수 있다.The
메탈 코어(11)의 두께는 특별히 제한되는 것은 아니나, 30 내지 100㎛의 두께를 가질 수 있다. 메탈 코어(11)는 절연 수지층과의 접착 신뢰성을 향상시키기 위하여 표면 처리(12)가 되어 있는 것이 바람직하다. 상기 표면 처리는 산화 피막층, Cu 스퍼터(sputter) 또는 동 도금층일 수 있다.The thickness of the
메탈 코어층(10)의 양면 및 비아홀(20)에는 제1 절연 수지층(30)이 형성된다. 도 2는 비아홀(20) 영역을 확대하여 도시한 것이다. 이를 참조하면, 제1 절연 수지층(30)이 형성된 비아홀(20)은 양 종단부(20a) 보다 중앙부(20b)의 단면적이 작다. 즉, 비아홀(20)의 양 종단부(20a)에 형성된 제1 절연 수지층의 두께는 비아홀(20)의 중앙부(20b)에 형성된 제1 절연 수지층의 두께 보다 크다.The first
양 종단부(20a) 보다 중앙부(20b)의 단면적이 작은 비아홀(20)은 비아 필(via fill)에 유리하다.The
일반적으로 비아필(via fill)은 기판의 두께에 따라 차이가 있지만, 두께가 두껍고 비아홀의 사이즈가 클 경우 불량이 발생하기 쉽다. 그러나, 상기와 같은 비아홀의 형상에 의하여 바아필(via fill) 성능이 향상된다.In general, the via fill is different depending on the thickness of the substrate, but when the thickness is large and the size of the via hole is large, defects are likely to occur. However, the via fill performance is improved by the shape of the via hole as described above.
비아홀(20)의 양 종단부(20a)에서 중앙부(20b)로 갈수록 단면적은 점차적으로 감소할 수 있다. 또한, 비아홀(20)은 중앙부(20b)를 기준으로 양 종단부(20a)가 대칭일 수 있다.The cross-sectional area may gradually decrease from both
상기와 같은 비아 홀의 형상은 제1 절연 수지의 점도 및 증착 시간에 따라 조절될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 방법을 후술하도록 한다.The shape of the via hole as described above may be adjusted according to the viscosity and deposition time of the first insulating resin, which will be described in detail later.
제1 절연 수지층(30)은 이에 제한되는 것은 아니나, 에폭시, 폴리에스테르, 비스말레이미드트리아진(BT: bis maleimide triazine) 또는 폴리이미드(Polyimide) 등의 열경화성 수지 및 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE: Polytetrafluoroethylene), 액정폴리머(LCP, Liquid Crystal Polymer) 등의 열가소성 수지를 사용할 수 있다.The first
제1 절연 수지층(30) 상에 회로 패턴(41)이 형성되며, 비아홀(20)은 도전 물질로 충진되어 메탈 코어층의 양면에 형성된 회로 패턴은 비아홀(20)에 의하여 전기적 접속이 이루어진다. 즉, 본 실시형태는 메탈 코어층(10)의 양면에 회로 패턴이 형성된 양면 PCB에 해당한다.The
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 인쇄회로 기판을 나타내는 개략적인 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view illustrating a multilayer printed circuit board according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다층 인쇄회로 기판은 메탈 코어 기판; 상기 메탈 코어 기판의 양면에 형성된 외층 회로층을 포함한다. 외층 회로층은 빌드업 방식에 의하여 형성될 수 있다. 빌드업 방식이란, 회로 패턴이 형성된 내층에 절연층 및 도전층을 한 층씩 쌓아나가는 방식의 제조방법을 말한다.Referring to Figure 3, the multilayer printed circuit board of the present invention is a metal core substrate; It includes an outer layer circuit layer formed on both sides of the metal core substrate. The outer circuit layer may be formed by a buildup method. The buildup method refers to a manufacturing method of a method in which an insulating layer and a conductive layer are stacked one by one on an inner layer where a circuit pattern is formed.
본 실시형태에서, 다층 인쇄회로기판은 비아홀(20)이 형성된 메탈 코어층(10, 11); 상기 메탈 코어층의 양면 및 비아홀에 형성되며, 상기 비아홀의 양 종단부(20a) 보다 중앙부(20b)의 단면적이 작아지도록 형성된 제1 절연 수지층(30); 상기 제1 절연 수지층(30) 상에 형성되며, 상기 비아홀에 의하여 전기적 접속이 이루어지는 내층 회로패턴(41)을 포함하는 메탈 코어 기판; 및 메탈 코어기판의 양면에 형성되는 제2 절연 수지층(60) 및 상기 제2 절연 수지층(60)상에 형성되며 상기 내층 회로패턴과 전기적으로 접속되는 외층 회로패턴(81)을 포함한다.In this embodiment, the multilayer printed circuit board includes
외층 회로 패턴은 메탈 코어 기판에 형성된 회로 패턴(41)과 전기적 접속을 위한 블라인드 비아홀(70)을 포함한다. 블라인드 비아홀(70)은 스택 비아로 형성될 수 있다.The outer circuit pattern includes a
본 실시형태는 4층의 인쇄회로 기판으로 도시되었으나, 외층 회로층에 추가적으로 절연층 및 도전층을 형성하여 6층 또는 8층 등으로 실시될 수 있다.Although the present embodiment is illustrated as a four-layer printed circuit board, the insulating layer and the conductive layer may be additionally formed on the outer circuit layer, and thus may be implemented as six or eight layers.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 메탈 코어 기판 및 다층 인 쇄회로 기판의 제조방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a metal core substrate and a multilayer printed circuit board according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
도 4a 내지 4g는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 메탈 코어 기판의 제조방법을 나타내는 공정별 단면도이다.4A to 4G are cross-sectional views illustrating processes for manufacturing a metal core substrate according to one embodiment of the present invention.
먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 메탈 코어(11)를 제공한다. 메탈 코어(11)는 절연 수지층과의 접착 신뢰성을 향상시키기 위하여 표면 처리(12)를 하는 것이 바람직하다. 표면 처리 방법은 메탈 코어의 표면에 조도를 형성할 수 있는 방법이면 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면 산화 피막층을 형성하거나, Cu 스퍼터링(sputtering) 또는 동 도금을 행할 수 있다.First, as shown in FIG. 4A, a
다음으로, 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 메탈 코어(11)의 양 층간의 접속을 위하여 비아홀(20)을 형성한다. 상기 비아홀(20)의 형성방법은 당업계에 공지된 방법이라면 특별히 제한되지 아니하나, 에칭 또는 드릴링 가공에 의하여 형성할 수 있다.Next, as shown in FIG. 4B, a via
이후, 도 4c에 도시된 바와 같이 메탈 코어(11)의 양면 및 비아홀(20)에 제1 절연 수지층(30)을 형성한다. 도 4d는 제1 절연 수지층이 형성되는 비아홀(20) 영역을 확대하여 도시한 것이다. 이를 참조하면, 제1 절연 수지층(30)은 메탈 코어(11)에 형성된 비아홀(20)의 양 종단부(20a) 보다 중앙부(20b)의 단면적이 작아지도록 형성된다. 비아홀(20)의 양 종단부(20a)에서 중앙부(20b)로 갈수록 단면적은 점차적으로 감소할 수 있고, 비아홀(20)은 중앙부(20b)를 기준으로 양 종단 부(20a)가 대칭일 수 있다.Thereafter, as shown in FIG. 4C, the first insulating
상기와 같은 비아 홀의 형상은 제1 절연 수지의 점도 및 증착 시간에 따라 조절될 수 있다.The shape of the via hole as described above may be adjusted according to the viscosity and deposition time of the first insulating resin.
제1 절연 수지의 증착은 이에 제한되는 것은 아니나, 딥 코팅(dip coating), 기상 증착(vapor deposition), 또는 전착(electrodeposition) 등의 방법을 이용할 수 있다.Although the deposition of the first insulating resin is not limited thereto, a method such as dip coating, vapor deposition, or electrodeposition may be used.
딥 코팅은 수지를 포함하는 탱크 안에 메탈 코어를 일정한 속도로 함침한 후, 건조하는 공정으로 수행된다. 또한 전착은 수지가 용해된 용액 속에 메탈 코어를 양극 또는 음극으로 하고, 전류를 인가하여 메탈 코어에 수지를 증착하는 방법이다. Dip coating is carried out by impregnating a metal core at a constant rate into a tank containing a resin and then drying. In addition, electrodeposition is a method of depositing a resin on the metal core by applying a current to the metal core as a positive electrode or a negative electrode in a solution in which the resin is dissolved.
전착에 의하는 경우, 20분 동안 0.5 내지 5A의 전류를 인가하여 5-20㎛의절연 수지층을 형성할 수 있다.In the case of electrodeposition, an insulation resin layer having a thickness of 5 to 20 µm may be formed by applying a current of 0.5 to 5 A for 20 minutes.
비아홀이 형성된 메탈 코어에 절연층을 적층하여 비아를 충진한 후, 기계적 드릴링 등에 의하여 절연층에 홀을 가공하는 경우, 가공 정확도가 떨어지고, 양면을 가공하는 경우에는 얼라인이 틀어질 수 있다.After filling the vias by laminating an insulating layer on the metal core on which the via holes are formed, when machining the holes in the insulating layer by mechanical drilling or the like, the machining accuracy may be lowered and the alignment may be misaligned when the both surfaces are processed.
그러나, 본 실시형태에서 제1 절연 수지층의 형성시 비아홀이 완전히 충진되지 않기 때문에 추가적인 절연층의 비아 홀 형성공정이 요구되지 않는다. However, in the present embodiment, the via hole forming step of the insulating layer is not required because the via hole is not completely filled in the formation of the first insulating resin layer.
또한, 일반적으로 비아 필(via fill)은 기판의 두께에 따라 차이가 있지만, 두께가 두껍고 홀의 사이즈가 클 경우 또는 비아 홀의 얼라인이 틀어진 경우 비아 필(via fill)이 안되거나 딤플(dimple)이 생기고 접합 불량(seam void)이 발생할 수 있다. 그러나 상기와 같은 비아홀의 형상에 의하여 바아필(via fill) 성능이 향상된다. In addition, the via fill is generally different depending on the thickness of the substrate, but when the thickness is large and the holes are large, or when the via holes are aligned, no via fill or dimple And seam voids may occur. However, the via fill performance is improved by the shape of the via hole as described above.
또한, 절연 수지층을 얇게 형성할 수 있어 박막 기판을 형성할 수 있다.In addition, the insulating resin layer can be formed thin, and a thin film substrate can be formed.
다음으로, 도 4e에 도시된 바와 같이, 상기 비아홀(20) 및 제1 절연 수지층(30)에 제1 도전층(40)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4E, a first
이에 제한되는 것은 아니나, 제1 도전층(40)의 형성은 무전해 도금 후 전해 도금을 수행하여 형성할 수 있다. 무전해 도금은 처리가 어렵고 경계적이지 못한 단점이 있으므로, 회로 패턴의 도전성 부분은 전해 도금으로 형성하는 것이 바람직하다. 따라서, 제1 절연 수지층(30)에 전해 도금에 필요한 도전성 막을 형성시켜 주기 위하여 그 전처리로 얇게 무전해 도금을 행할 수 있다.Although not limited thereto, the first
또한, 무전해 도금 전에 접착력을 향상시키기 위하여 제1 절연 수지층(30)에 미세한 조도를 형성할 수 있다. 조도를 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면, 습식-디스미어(wet-desmear) 또는 플라즈마 처리를 등을 이용할 수 있다.In addition, fine roughness may be formed in the first insulating
도금 공정에서, 비아홀(20)은 충진되어 메탈 코어의 양면에 형성되는 회로패턴을 전기적으로 연결하게 된다. 상술한 바와 같이, 비아홀(20)의 양 종단부(20a)보다 중앙부(20b)의 단면적이 작은 형상은 필(fill) 성능이 우수하여 도금 불량의 발생률이 낮아진다.In the plating process, the via holes 20 are filled to electrically connect circuit patterns formed on both sides of the metal core. As described above, the shape of the cross-sectional area of the
이 후, 제1 도전층(40)에 회로 패턴을 형성한다. 회로 패턴의 형성방법은 당업계의 공지된 방법을 이용할 수 있다. 본 실시형태에서는 에칭에 의한 방법을 설명한다. 도 4f에 도시된 바와 같이, 제1 도전층(40)에 회로 패턴을 형성하기 위한 에칭 레지스트 패턴(50)을 형성한다.After that, a circuit pattern is formed on the first
에칭 레지스트 패턴을 형성하기 위해서는 아트워크 필름에 인쇄된 회로 패턴을 제1 도전층(40) 상에 전사하여야 한다. 전사하는 방법에는 여러 가지 방법이 있으나, 가장 흔히 사용되는 방법으로는 감광성의 드라이 필름을 사용하는 것이다. 드라이 필름 대신에 LPR(Liquid Photo Resist)를 사용할 수 있다.In order to form the etching resist pattern, the circuit pattern printed on the artwork film must be transferred onto the first
회로 패턴이 전사된 드라이 필름 또는 LPR은 에칭 레지스트로서 작용하게 되고, 에칭에 의하여 도 4g에 도시된 바와 같이 에칭 레지스트 패턴(50)이 형성되지 않은 영역(50a)의 도전층(40)이 제거되어 소정의 회로 패턴(41)이 형성된다.The dry film or the LPR, to which the circuit pattern is transferred, acts as an etching resist, and as shown in FIG. 4G, the
도 5a 내지 5c는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 다층 인쇄회로 기판의 제조방법을 나타내는 공정별 단면도이다.5A to 5C are cross-sectional views of processes illustrating a method of manufacturing a multilayer printed circuit board according to an exemplary embodiment of the present invention.
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이 메탈 코어 기판의 양 면에 제2 절연층(60)을 형성한다. 메탈 코어 기판은 상술한 방법에 의하여 제조할 수 있다. First, as shown in FIG. 5A, second insulating
다음으로, 제2 절연층 상(60)에 내층과 외층 간의 전기 접속을 위한 블라인드 비아 홀(70)을 형성한다. 도 5a는 메탈 코어 기판의 일면에 형성된 제2 절연층(60)에 형성된 블라인드 비아 홀(70)만 도시하였으나, 타면에 형성된 제2 절연층(60)에도 블라인드 비아 홀(70)을 형성한다. 상기 블라인드 비아 홀(70)은 스택 비아로 형성되는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Next, a blind via
상기 블라인드 비아 홀의 형성은 은 기계적 드릴링 또는 레이저를 사용하여 형성할 수 있다. 상기 레이저는 YAG 레이저 또는 CO2 레이저를 이용할 수 있다.The formation of the blind via hole may be formed using silver mechanical drilling or laser. The laser may use a YAG laser or a CO 2 laser.
이 후, 도 5b에 도시된 바와 같이, 블라인드 비아 홀(70) 및 제2 절연층(60)에 제2 도전층(80)을 형성한다. 제2 도전층(80)의 형성 방법은 특별히 제한되지 않으며, 상술한 바와 같이, 무전해 도금 및 전해 도금 공정을 이용할 수 있다.Thereafter, as shown in FIG. 5B, the second
다음으로, 도 5c에 도시된 바와 같이, 제2 도전층(80)에 외층 회로패턴(81)을 형성한다. 외층 회로 패턴(81)의 형성은 특별히 제한되지 않으나, 상술한 바와 같이, 에칭 레지스트를 이용하여 형성할 수 있다.Next, as illustrated in FIG. 5C, an
도시되지 않았으나, 외층 회로층의 형성은 수지층의 한쪽 면에만 동박층이 형성된 RCC(Resin Coated Copper)를 이용할 수 있다.Although not shown, the outer circuit layer may be formed of Resin Coated Copper (RCC) in which a copper foil layer is formed on only one surface of the resin layer.
또한, 도시되지 않았으나, 상기 외층 회로패턴(81)에 반도체 칩과 연결되는 부분을 제외하고, 솔더 레지스트를 형성할 수 있다. 솔더 레지스트는 스크린 인쇄 방법 또는 롤코팅 인쇄방법을 이용하여 형성될 수 있다. 반도체 칩과의 접속 방법에 따라 솔더 스크린 인쇄 방법 또는 솔더 도금 방법을 이용하여 솔더 범프를 형성할 수 있다.Although not shown, a solder resist may be formed on the
이상, 4층의 인쇄회로 기판의 제조공정을 설명하였으나, 외층 회로층을 추가적으로 형성하여 6층, 8층 등으로 제조될 수 있다.As described above, the manufacturing process of the four-layer printed circuit board has been described, but the six-layer, eight-layer, etc. may be manufactured by additionally forming the outer circuit layer.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.The present invention is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is intended to be limited only by the appended claims. It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. something to do.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 메탈 코어 기판을 나타내는 개략적인단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing a metal core substrate according to one embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 메탈 코어 기판의 비아홀 영역을 나타내는 확대단면도이다.2 is an enlarged cross-sectional view showing a via hole region of a metal core substrate according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 다층 인쇄회로기판을 나타내는 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a multilayer printed circuit board according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
도 4a 내지 4g는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 메탈 코어 기판의 제조방법을 나타내는 공정별 단면도이다.4A to 4G are cross-sectional views illustrating processes for manufacturing a metal core substrate according to one embodiment of the present invention.
도 5a 및 5c는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 다층 인쇄회로 기판의 제조방법을 나타내는 공정별 단면도이다.5A and 5C are cross-sectional views illustrating processes for manufacturing a multilayer printed circuit board according to an exemplary embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10: 메탈코어층 20: 비아홀10: metal core layer 20: via hole
30: 제1 절연 수지층 40: 제1 도전층30: first insulating resin layer 40: first conductive layer
41: 회로 패턴 50: 에칭 레지스트41: circuit pattern 50: etching resist
60: 제1 절연 수지층 70: 블라인드 비아홀60: first insulating resin layer 70: blind via hole
80: 제2 도전층 81: 외층 회로패턴80: second conductive layer 81: outer circuit pattern
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