JP2014038998A - プリント回路基板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】回路パターンと絶縁層に対する接着力を向上させ、信頼性を向上させることができるプリント回路基板及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明のプリント回路基板は、基板上の回路パターン220と絶縁層210との間に接着力向上のために介在されたAP(Adhesion promoter)膜230を含むものである。
【選択図】図2
【解決手段】本発明のプリント回路基板は、基板上の回路パターン220と絶縁層210との間に接着力向上のために介在されたAP(Adhesion promoter)膜230を含むものである。
【選択図】図2
Description
本発明は、プリント回路基板及びその製造方法に関する。
通常、プリント回路基板は、各種熱硬化性合成樹脂からなるボードの一面または両面に銅箔で配線を施した後、ボード上にICまたは電子部品を配置固定し、これらの間に電気的な配線を具現し、絶縁体でコーティングしたものである。
近年、電子産業の発達に伴い、電子部品の高機能化、軽薄短小化に対する要求が急増しており、これによってこのような電子部品を搭載するプリント回路基板にもまた高密度配線化及び薄板化が要求されている。
特に、プリント回路基板の製造方法において、アディティブ(Additive)法またはSAP法(Semi−Additive Process)では、樹脂からなる絶縁層にデスミア(desmear)処理を施して粗さを高めた後にメッキしたり、または銅回路に粗さ処理を施した後に樹脂を塗布することで、樹脂とメッキ層との間の密着力を確保した。
しかし、このような方式で製造されたプリント回路基板は、高い粗さによって微細回路に形成することが難しく、信号送信損失が大きいという欠点がある。
このような欠点を解消するために、低い粗さを有する基板の製作が試みられたが、このような基板は、低い粗さによって樹脂と回路との間の密着力が低下し、プリント回路基板の信頼性が良好でないという欠点がある。
このような欠点を解消するために、特許文献1に開示されたように、接着液やスズめっき液などを用いて低い粗さで高密着力を確保する案が試みられている。
しかし、このような方法は、接着液やスズめっき液などを用いるウェットプロセス(wet process)を用いるため、処理コストが高く、周期的な溶液管理が必要であるという欠点がある。
本発明の目的は、前記の問題点を解消するために、回路パターンと絶縁材との間に接着力向上のAP(adhesion promoter)膜を容易に備えたプリント回路基板を提供することにある。
本発明の他の目的は、前記の問題点を解消するために、回路パターンと絶縁材との間に接着力向上のためのAP(adhesion promoter)膜を容易に備え、低い粗さを有すると共に高い層間密着力を有するプリント回路基板の製造方法を提供することにある。
本発明の一実施例によるプリント回路基板は、基板上の回路パターンと絶縁層との間に接着力向上のために介在されたAP(Adhesion promoter)膜を含む。
本発明の一実施例によるプリント回路基板において、前記AP膜は第1ポリマー及び有機化合物を含み、前記絶縁層はSR(solder Resist)層を含む。
本発明の一実施例によるプリント回路基板において、前記AP膜は、第2ポリマーをさらに含む。
本発明の一実施例によるプリント回路基板において、前記第1ポリマーは、アミン系のポリマー、イミダゾール系のポリマー、及びピリジン系のポリマーのうち何れか一つまたは少なくとも二つを含む。
本発明の一実施例によるプリント回路基板において、前記第2ポリマーは、熱硬化性合成樹脂を含む。
本発明の一実施例によるプリント回路基板において、前記有機化合物は、芳香族化合物のうち何れか一つまたは少なくとも二つを含み、前記芳香族化合物は、ジビニルベンゼン(divinylbenzene)、スチレン(styrene)、及びエチルビニルベンゼンを含む。
本発明の一実施例によるプリント回路基板において、前記AP膜は、CVD法(chemical vapor deposition)、iCVD法(initiated chemical vapor deposition)及びスピンコーティング法(Spin coating)のうち何れか一つの方法を用いて、前記第1ポリマーを前記回路パターンに接着し、前記第2ポリマー及び有機化合物を絶縁層に接着することで形成される。
また、本発明の他の実施例によるプリント回路基板の製造方法は、基板上の回路パターンと絶縁層との間に接着力向上のためのAP膜を形成する段階を含む。
本発明の他の実施例によるプリント回路基板の製造方法において、前記AP膜を形成する段階は、前記基板上に前記絶縁層を形成する段階と、前記絶縁層上に前記回路パターンを形成する段階と、前記回路パターンが形成された前記絶縁層上に前記AP膜を形成する段階と、前記AP膜上に他の絶縁層を形成する段階と、を含む。
本発明の他の実施例によるプリント回路基板の製造方法において、前記AP膜を形成する段階は、前記基板上に絶縁層を形成する段階と、前記絶縁層上に前記AP膜を形成する段階と、前記AP膜上に銅メッキ層を形成する段階と、前記銅メッキ層を回路パターンに形成するためのパターニング工程を行う段階と、を含む。
本発明の他の実施例によるプリント回路基板の製造方法において、前記AP膜は、CVD法(chemical vapor deposition)、iCVD法(initiated chemical vapor deposition)及びスピンコーティング法(Spin coating)のうち何れか一つの方法を用いて、第1ポリマー、第2ポリマー、及び有機化合物を含む膜に形成される。
本発明の他の実施例によるプリント回路基板の製造方法において、前記第1ポリマーは前記回路パターンに接着して形成され、前記第2ポリマー及び有機化合物は絶縁層に接着して形成される。
本発明の他の実施例によるプリント回路基板の製造方法において、前記第1ポリマーは、アミン系のポリマー、イミダゾール系のポリマー、及びピリジン系のポリマーのうち何れか一つまたは少なくとも二つのポリマーを含み、前記第2ポリマーは、熱硬化性合成樹脂を含み、前記有機化合物は芳香族化合物のうち何れか一つまたは少なくとも二つを含む。
本発明の他の実施例によるプリント回路基板の製造方法において、前記芳香族化合物は、ジビニルベンゼン(divinylbenzene)、スチレン(styrene)、及びエチルビニルベンゼンを含む。
本発明によるAP膜を備えたプリント回路基板は、回路パターンと絶縁層に対する接着力を向上させ、プリント回路基板の信頼性を向上させることができる効果を有する。
本発明によるプリント回路基板の製造方法は、低い粗さ値を有すると共に回路パターンとの接着力が向上したAP膜を用いて、微細回路パターンを有するプリント回路基板を提供することができる効果を有する。
本発明の目的、特定の利点及び新規の特徴は、添付図面に係る以下の詳細な説明及び好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ相違する図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、「一面」、「他面」、「第1」、「第2」などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するために用いられるものであり、構成要素が前記用語によって限定されるものではない。以下、本発明を説明するにあたり、本発明の要旨を不明瞭にする可能性がある係る公知技術についての詳細な説明は省略する。
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例によるAP膜の形成を説明するための工程例示図である。
本発明の一実施例によるAP(Adhesion promoter)膜は、例えば、回路パターンと絶縁層との間、または回路パターンとSR(Solder Resist)との間などの異種界面の間に対する接着力が要求される構造に介在され、従来の粗さ処理過程なしに、回路パターン、絶縁層、またはSRに対する接着力を向上させるように形成されるものである。
このようなAP(adhesion promoter)膜は、第1ポリマーと有機化合物を含む形態に形成され、選択的に第2ポリマーを追加して形成することができる。
具体的に、第1ポリマーは、アミン系のポリマー、イミダゾール系のポリマー、またはピリジン系のポリマーなどを含み、第2ポリマーは、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂などのような熱硬化性合成樹脂を含み、有機化合物は、例えば、ジビニルベンゼン(divinylbenzene)、スチレン(styrene)、エチルビニルベンゼンなどのような芳香族化合物を含む。
ここで、AP膜の第1ポリマーは、例えば、回路パターンに接着して形成され、第2ポリマーと有機化合物は、混合されて絶縁層またはSRに接着して形成され、異種界面の間で両側の層に対する接着力を向上させることもできる。
このようなAP膜は、CVD法(chemical vapor deposition)、iCVD法(initiated chemical vapor deposition)及びスピンコーティング法(Spin coating)を用いて、回路パターンと絶縁層との間、または回路パターンとSR(Solder Resist)との間に形成することができる。
第一に、AP膜は、スピンコーティング法で回路パターンと絶縁層との間、または回路パターンと、SR(Solder Resist)との間に形成することもできる。
例えば、スピンコーティング法は、第1ポリマーまたは第2ポリマーを有機化合物と混合した材質をベンゼン、トルエンなどの揮発性有機溶剤に溶解したAP溶液を、スピンコーターに装着させた基板の表面に液滴することができる。
その後、このような基板を装着したスピンコーターの回転力によって、回路パターンまたは絶縁層を備えた基板全体にAP溶液を塗布することができる。
次に、塗布されたAP溶液に対して硬化処理を施し、揮発性有機溶剤が揮発して除去されると、回路パターンまたは絶縁層を備えた基板にAP膜を形成する。
第二に、AP膜は、ポリマーを用いて回路パターンと絶縁層との間、または回路パターンとSRとの間などに形成されるため、iCVD法を利用することが好ましい。
具体的に、iCVD法は、図1に図示されたように、チャンバ内にAP膜を成すポリマーのモノマー(Monomer;M)を気化して、ポリマーの重合反応と成膜工程を同時に行う気相重合反応により、ポリマー薄膜Pを形成することができる。このようなiCVD法は、開始剤(Initiator;I)とモノマーMを気化して気相で自由ラジカル(free radical;R)を用いた連鎖重合反応を行うようにすることで、ポリマー薄膜Pを回路パターンまたは絶縁層を備えた基板200の表面に蒸着することができる。
開始剤IとモノマーMを単純に混合した時には、重合反応が生じないが、iCVDチャンバ内に位置した高温のフィラメント110によって開始剤Iが分解され、ラジカルRが生成されると、これによって、モノマーMが活性化し、連鎖重合反応が行われる。
開始剤Iとしては、TBPO(tert−butylperoxide)またはTAPO(tert−amyl peroxide)などの過酸化物(peroxide)が主に用いられる。このような開始剤Iは、110℃程度の沸点を有する揮発性物質であって、約150℃前後で熱分解される。
従って、iCVDチャンバで用いられる高温のフィラメント110が200〜250℃前後に維持されると、容易に連鎖重合反応を誘導することができる。ここで、フィラメント110の温度は、過酸化物の開始剤Iを熱分解するには十分高い温度であるが、iCVD法に用いられるモノマーMを含むほとんどの有機物は、このような温度では熱分解されない。
開始剤Iの分解により形成された自由ラジカルRは、モノマーMに伝達されて連鎖反応を起こし、ポリマーPを形成することができる。このように形成されたポリマーPは、低温に維持された基板200上に蒸着され、AP膜を形成することができる。
以下、本発明の実施例によるAP膜を備えたプリント回路基板の製造方法について、図2から図4を参照して説明する。
図2は、本発明の第1実施例によるAP膜を備えたプリント回路基板の製造方法を説明するための工程断面図であり、図3は、本発明の第2実施例によるAP膜を備えたプリント回路基板の製造方法を説明するための工程断面図であり、図4は、本発明の第3実施例によるAP膜を備えたプリント回路基板の製造方法を説明するための工程断面図である。
図2の(a)に図示されたように、本発明の第1実施例によるAP膜を備えたプリント回路基板の製造方法は、基板上の絶縁層210に回路パターン220を形成した状態に適用する。
このような回路パターン220を備えた絶縁層210上に、図2の(b)に図示されたように、CVD法、iCVD法及びスピンコーティング法のうち何れか一つの方法でAP膜230を、0.01〜1μmの厚さに形成する。
具体的に、AP膜230は、第1ポリマーまたは第2ポリマーと有機化合物とからなる膜であって、第1ポリマーは、アミン系のポリマー、イミダゾール系のポリマー、及びピリジン系のポリマーのうち何れか一つまたは混合物を含み、第2ポリマーは、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂などの熱硬化性合成樹脂を含み、有機化合物は、例えば、ジビニルベンゼン、スチレン、エチルビニルベンゼンのうち何れか一つの芳香族化合物を含むことができる。
特に、AP膜230は、回路パターン220の方向に第1ポリマーが先ず接着形成され、第1ポリマーの上に第2ポリマーと有機化合物を含有する膜を形成することができる。
図2の(c)に図示されたように、AP膜230の上部面に上部絶縁層240を形成する。
このように形成されたAP膜230は、第1ポリマーを用いて回路パターン220に対する接着力を向上させ、第2ポリマーと有機化合物を用いて上部絶縁層240に対する接着力を向上させることができる。
従って、本発明の第1実施例によるAP膜230を備えたプリント回路基板は、回路パターン220と上部絶縁層240に対する接着力を向上させ、プリント回路基板の信頼性が向上する。
また、本発明の第2実施例によるAP膜を備えたプリント回路基板の製造方法は、図3の(a)に図示されたように、基板上に絶縁層310を備えた状態に適用する。
このような絶縁層310上に、図3の(b)に図示されたように、CVD法、iCVD法及びスピンコーティング法のうち何れか一つの方法を用いてAP膜330を形成する。
AP膜330は、前記のように、第1ポリマー、第2ポリマー、及び有機化合物を含んで形成された膜であって、CVD法、iCVD法及びスピンコーティング法のうち何れか一つの方法を用いて、0.01〜1μmの厚さに形成することができる。ここで、AP膜330は、iCVD法で形成されることが好ましい。
例えば、AP膜330は、絶縁層310の上部面に先ず第2ポリマーと有機化合物からなる膜を接着して形成され、このような第2ポリマーと有機化合物の膜の上部に第1ポリマーを含有した膜を形成することができる。
AP膜330を形成した後、図3の(c)に図示されたように、AP膜330の上部面に銅メッキ層350を形成する。ここで、銅メッキ層350は、例えば、無電解銅メッキ法で形成することができる。
このように形成された銅メッキ層350は、リソグラフィ(Lithography)及びエッチング(etching)工程を含むパターニング(patterning)工程を経て、微細回路パターンを形成することができる。
この際、AP膜330は、粗さ(Ra)が、例えば、0.1μmの低い粗さ値を有しながらも銅メッキ層350との接着力が向上されるため、銅メッキ層350を微細回路パターンに形成することができる。
これにより、本発明の第2実施例によるプリント回路基板の製造方法は、低い粗さ値を有しながらも銅メッキ層350との接着力が向上したAP膜330を用いて、微細回路パターンを有するプリント回路基板を提供することができる。
また、本発明の第3実施例によるプリント回路基板の製造方法は、図4に図示されたように、回路パターン420とSR層440との間にAP膜430を介在して回路パターン420とSR層440に対する接着力を向上させることができる。
本発明の第3実施例によるプリント回路基板の製造方法は、図4の(a)に図示されたように、基板上の絶縁層410に回路パターン420を形成した状態に適用する。
このような回路パターン420を備えた絶縁層410上に、図4の(b)に図示されたように、CVD法、iCVD法及びスピンコーティング法のうち何れか一つの方法を用いてAP膜430を、0.01〜1μmの厚さに形成する。
この際、AP膜430は、回路パターン420の方向に第1ポリマーを先ず接着形成させ、第1ポリマーの上に第2ポリマーと有機化合物を含有した膜を成長して形成させることができる。
このように形成されたAP膜430上部面に、図4の(c)に図示されたように、SR層440を形成する。
この際、AP膜430は、第1ポリマーを用いて回路パターン420に対する接着力を向上させ、第2ポリマーと有機化合物を用いてSR層440に対する接着力を向上させることができる。
従って、本発明の第3実施例によるプリント回路基板の製造方法によると、AP膜430を用いて回路パターン420とSR層440に対する接着力を向上したプリント回路基板を提供することができる。
以下、本発明によるAP膜を備えたプリント回路基板の特性を、次の実施例及び比較例によってより詳細に説明する。ここで、以下の実施例及び比較例は、本発明の内容を例示するものに過ぎず、発明の範囲は実施例及び比較例によって限定されない。
(実施例1)
実施例1は、本発明の図3の(c)に図示された構造の形態に基づき、層間絶縁材からなる絶縁層310、AP膜330、銅メッキ層350を備える。
実施例1は、本発明の図3の(c)に図示された構造の形態に基づき、層間絶縁材からなる絶縁層310、AP膜330、銅メッキ層350を備える。
この際、AP膜330は、第1ポリマーとしてピリジン系のポリマーのうち4−ビニルピリジンポリマー、第2ポリマーとしてエポキシ樹脂、及びジビニルベンゼンの有機化合物をiCVD法で、0.2μmの厚さに形成する。
(実施例2)
実施例2は、本発明の図3の(c)に図示された構造の形態に基づき、層間絶縁材からなる絶縁層310、AP膜330、及び銅メッキ層350を順に備える。
実施例2は、本発明の図3の(c)に図示された構造の形態に基づき、層間絶縁材からなる絶縁層310、AP膜330、及び銅メッキ層350を順に備える。
この際、AP膜330は、第1ポリマーとしてピリジン系のポリマーのうち4−ビニルピリジンポリマー、及び第2ポリマーとしてエポキシ樹脂をiCVD法で、0.2μmの厚さに形成する。
従って、実施例2は、実施例1のジビニルベンゼンの有機化合物成分を省略し、AP膜330を形成するという点において差がある。
(比較例)
比較例は、図3の(c)において、AP膜330なしに層間絶縁材からなる絶縁層310の上部面に直接銅メッキ層350を形成した構造で形成する。
比較例は、図3の(c)において、AP膜330なしに層間絶縁材からなる絶縁層310の上部面に直接銅メッキ層350を形成した構造で形成する。
このような実施例1、実施例2、及び比較例によるそれぞれの構造に対してSAICAS装備を用いて剥離強度(peel strength)を測定すると、以下の表1に記載されたように、実施例1が最も高い剥離強度を有することが分かる。
従って、本発明によるプリント回路基板は、AP膜330を用いて絶縁層310と回路パターンに形成される銅メッキ層350との間の接着力を向上させることができるため、従来の粗さ処理を施すための別の工程を必要とせず、AP膜330により回路パターンと絶縁層との間または回路パターンとSR層との間の接着力を向上させることができる。
以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明はこれに限定されず、該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。
本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。
本発明は、プリント回路基板及びその製造方法に適用可能である。
I 開始剤
M モノマー
R ラジカル
P ポリマー
110 フィラメント
200 基板
210、310、410 絶縁層
220、420 回路パターン
230、330、430 AP膜
240 上部絶縁層
350 銅メッキ層
440 SR層
M モノマー
R ラジカル
P ポリマー
110 フィラメント
200 基板
210、310、410 絶縁層
220、420 回路パターン
230、330、430 AP膜
240 上部絶縁層
350 銅メッキ層
440 SR層
Claims (16)
- 基板上の回路パターンと絶縁層との間に接着力向上のために介在されたAP(Adhesion promoter)膜を含むプリント回路基板。
- 前記AP膜は第1ポリマー及び有機化合物を含み、
前記絶縁層はSR(solder Resist)層を含む請求項1に記載のプリント回路基板。 - 前記AP膜は、第2ポリマーをさらに含む請求項1に記載のプリント回路基板。
- 前記第1ポリマーは、アミン系のポリマー、イミダゾール系のポリマー、及びピリジン系のポリマーのうち何れか一つまたは少なくとも二つを含む請求項2に記載のプリント回路基板。
- 前記第2ポリマーは、熱硬化性合成樹脂を含む請求項3に記載のプリント回路基板。
- 前記有機化合物は、芳香族化合物のうち何れか一つまたは少なくとも二つを含む請求項2に記載のプリント回路基板。
- 前記芳香族化合物は、ジビニルベンゼン(divinylbenzene)、スチレン(styrene)、及びエチルビニルベンゼンを含む請求項6に記載のプリント回路基板。
- 前記AP膜は、CVD法(chemical vapor deposition)、iCVD法(initiated chemical vapor deposition)及びスピンコーティング法(Spin coating)のうち何れか一つの方法を用いて、前記第1ポリマーを前記回路パターンに接着し、前記第2ポリマー及び有機化合物を絶縁層に接着することで形成される請求項2に記載のプリント回路基板。
- 基板上の回路パターンと絶縁層との間に接着力向上のためのAP膜を形成する段階を含むプリント回路基板の製造方法。
- 前記AP膜を形成する段階は、
前記基板上に絶縁層を形成する段階と、
前記絶縁層上に前記回路パターンを形成する段階と、
前記回路パターンが形成された前記絶縁層上に前記AP膜を形成する段階と、
前記AP膜上に他の絶縁層を形成する段階と、
を含む請求項9に記載のプリント回路基板の製造方法。 - 前記他の絶縁層は、SR(solder Resist)層を含む請求項10に記載のプリント回路基板の製造方法。
- 前記AP膜を形成する段階は、
前記基板上に前記絶縁層を形成する段階と、
前記絶縁層上に前記AP膜を形成する段階と、
前記AP膜上に銅メッキ層を形成する段階と、
前記銅メッキ層を回路パターンに形成するためのパターニング工程を行う段階と、
を含む請求項9に記載のプリント回路基板の製造方法。 - 前記AP膜は、CVD法(chemical vapor deposition)、iCVD法(initiated chemical vapor deposition)及びスピンコーティング法(Spin coating)のうち何れか一つの方法を用いて、第1ポリマー、第2ポリマー、及び有機化合物のうち少なくとも何れか一つを含む膜に形成される請求項9に記載のプリント回路基板の製造方法。
- 前記第1ポリマーは前記回路パターンに接着して形成され、前記第2ポリマー及び有機化合物は絶縁層に接着して形成される請求項13に記載のプリント回路基板の製造方法。
- 前記第1ポリマーはアミン系のポリマー、イミダゾール系のポリマー、及びピリジン系のポリマーのうち何れか一つまたは少なくとも二つのポリマーを含み、
前記第2ポリマーは熱硬化性合成樹脂を含み、
前記有機化合物は芳香族化合物のうち何れか一つまたは少なくとも二つを含む請求項13に記載のプリント回路基板の製造方法。 - 前記芳香族化合物は、ジビニルベンゼン(divinylbenzene)、スチレン(styrene)、及びエチルビニルベンゼンを含む請求項15に記載のプリント回路基板の製造方法。
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