KR19990073135A - 다층인쇄회로기판제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다층 인쇄회로기판(PCB) 제조방법에 관한 것으로서, 특히 제거 가능한 층을 가진 기판을 사용하여 제조할 수 있도록 한 것이다.

본 발명에 의한 다층 PCB 제조방법은, 제거 가능한 층을 가진 기판 상에, 적어도 한층 이상의 도체층 및 절연층으로 구성되는 다층 인쇄회로기판을 제조하는 과정과; 원하는 층수가 완성된 다음 상기 제거 가능한 층을 제거하여 상기 다층 인쇄회로기판으로부터 기판을 분리해내는 과정으로 구성된다. 그리고 상기 분리된 인쇄회로기판의 상하면 중 적어도 한 면에 도체층 및/또는 절연층을 한층 이상 추가적으로 형성하는 과정을 더 포함하여 구성된다.

따라서 본 발명에 의하면, 기본 기판이 없어진 형태로 더욱 박형화, 경량화가 가능할뿐만 아니라, 비아홀을 도전성 페이스트로 채우는 방법에 의하여 고밀도화 및 소형화되는 다층 인쇄회로기판을 신속하게 제공할 수 있을 것이다.

Description

다층 인쇄회로기판 제조방법{Manufacturing method for multi-layer printed circuit board}

본 발명은 다층 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; 이하에서는 PCB라 칭함) 제조방법에 관한 것으로서, 특히 제거 가능한 층을 가진 기판 상에, 도체층과 절연층을 빌드-업(build-up)하고, 제거 가능한 층을 제거하여 기판을 분리해냄으로써, 더욱 박형화 및 경량화가 가능한 다층 PCB를 손쉽게 제조할 수 있는 다층 PCB 제조방법에 관한 것이다.

PCB는 현재 제조되고 있는 많은 분야의 전자제품의 가장 기초가 되는 부품으로서, 최근에는 보다 소형화를 위한 고밀도의 다층 PCB가 핸드폰, 노트북, 팜탑, 캠코더 등의 전자제품과, BGA(Ball Grid Array), CSP(Chip Scale Packaging), MCM(Multi Chip Module) 등과 같은 반도체용 패키지 기판에 많이 사용되고 있다. 상기 PCB는 더욱 경량화, 박형화 및 고다층화를 요구하고 있어, 빌드-업에 의한 제조방법을 택하고 있다.

도 1을 참고로 하여 종래의 빌드-업 방법에 의한 다층 PCB의 제조공정을 살펴보기로 한다. 다층 PCB를 빌드-업법으로 제조하기 위해서는 기본 기판(substrate)이 반드시 필요하다. 이 기본 기판은 일반적으로 양면 이상의 다층 PCB를 사용하고 있다. 상기 다층 PCB는 양면 PCB에 원하는 층의 단면 또는 양면기판을 적층하여 제조하고 있다(시퀀셜 적층법).

도 1에 도시한 종래의 실시 예에서, (A) 공정에서는 양면 동입힘 적층판(double sided copper clad laminate)을 기본기판으로 사용하고 있다. 상기 양면 동입힙 적층판은 양면에 동박(21)이 입혀져 있는 기판을 말한다.

(B) 공정에서는 상기 양면 동입힘 적층판 상면과 하면의 도체층을 접속하기 위해서 드릴로 관통구멍(23)을 뚫고, 상기 관통구멍의 내부에 도금(23a)을 실시하여 상, 하 도체층을 접속한다. 또한 상기 관통구멍(23)은 공동을 가지고 있으므로 충전제(25)로 상기 관통구멍을 채운다(plugging). 그리고 상, 하 양면의 동박을 원하는 형태로 에칭하여 소정 형상의 제 1도체패턴(21a)을 갖는 제 1도체층을 형성한다(imaging).

(C) 공정에서는 기본 기판의 상, 하면에 RCC(Resin Coated Copper foil)를 압착하여 적층(Laminate)한다. 상기 RCC는 동박(26)의 일면에 접착성 절연수지(27)가 코팅되어 있는 것을 말한다.

(D) 공정에서는 적층된 RCC의 표면에 비아홀을 형성하기 위한 부분(26b)의 동박을 에칭하여 절연수지(27)를 노출시킨다.

(E) 공정에서는 상기 절연수지(27)에 레이저 드릴로 구멍을 뚫어 제 1도체층을 노출시키는 비아홀(29)을 형성한다.

(F) 공정에서는 상기 비아홀의 내부에 도금(29a)을 실시하여, 상기 RCC의 동박에 의한 제 2도체층과 상기 제 1도체층을 접속한다.

(G) 공정에서는 제 2도체층을 원하는 형태로 에칭하여 소정 형상의 제 2도체패턴(26a)을 형성한다.

(H) 공정에서는 상기 C 공정 내지 상기 E 공정을 반복해서 수행하여 제 3도체층(33) 및 제 3절연층(32)을 형성하고 비아홀(34)까지 가공한다.

(I) 공정에서는 층간접속 및 부품의 실장을 위한 관통구멍(35)을 드릴로 뚫는다.

(J) 공정에서는 비아홀(34) 및 관통구멍(35)의 내부에 각각 도금(34a)(35a)을 실시하여 각 도체층간의 접속을 실시한다.

(K) 공정에서는 제 3도체층을 에칭하여 원하는 도체패턴(33a)을 형성한다.

(L) 공정에서는 비아홀(34)을 충전제(39)로 채우고, 솔더 레지스트(40)를 도포(coating)한다. 상기 공정에서 비아홀(34) 구멍채움(plugging)은 실시하지 않는 경우도 있다.

이상으로 양면 인쇄회로기판을 기본기판으로 하여 상면 및 하면에 각각 RCC를 적층하여 다층 인쇄회로기판을 제조하는 공정을 살펴보았다. 이와 같은 종래의 제조방법은 필수적으로 기본기판을 사용하는 구조로 되어 있다. 또한 레이저 드릴에 의해 비아홀이 가공되고 각 도체층은 이러한 비아홀의 도금에 의해 접속되는 것을 알 수 있다.

전자제품의 추세를 감안해보면 더욱 소형화, 고밀도화, 박형화, 경량화 및 고다층화를 추구하고 있음을 알 수 있다. 그러나 상기의 종래 제조방법에 의하면 일정한 한계가 지적된다.

도 2를 참고로 하여 종래의 기술에 의해 완성된 다층 인쇄회로기판의 단면도를 보면서, 이러한 기술적인 문제를 살펴보기로 하자.

먼저, 소형화 및 고밀도화의 측면에서 고찰하여 보면, 종래의 방법에는 필수적으로 기본기판을 사용하고 있다. 이러한 기본기판을 사용하는 경우에는 상, 하면의 도체층을 접속하기 위하여 기본 기판을 관통하는 도금 관통구멍(41)이 필연적으로 요구되는 것을 알 수 있다.

최근 부품을 표면에 직접 실장하는 기술(SMT; Surface Mounting Technology)의 발달로 부품 실장 구멍(42)의 수는 줄어지고 있으나, 인쇄회로기판이 고다층화되면서 부품의 삽입이 없이 2층 이상의 도체층을 접속하기 위한 도금 관통구멍(43)과 완전히 관통하지 않고 도체층의 접속만을 위한 인터스티셜 비아홀(IVH; Interstitial Via Hole)(44)(45)의 수는 다층화되는 층수에 비례하여 증가하고 있다. 따라서 다층화시 이러한 도금 관통구멍의 증가는 고밀도화의 장애요인이 되고 있으며, 제조시간을 증가시키는 원인이 되고 있다.

그리고 빌드-업법에 의해 제조된 층에서, 각각 독립적인 비아홀(46)은 제조시에 그다지 문제가 되지 않으나, 도금 관통구멍(44)과 비아홀(47)의 접속은 위치결정에 제한을 가지게 된다. 즉, 도금관통구멍의 상부(48)에 비아홀을 수직으로 설치할 수 없는 구조로 되어 있기 때문에 도금관통구멍(44)과 비아홀(47)은 일정거리(d)를 이격하여 위치하게 된다. 이러한 문제는 비아홀간(49)(50)의 접속에서도 나타나고 있음을 알 수 있다. 따라서 이러한 문제점은 다층 인쇄회로기판의 고밀도화에 장애요인이 되고 있음을 알 수 있다. 또한 비아홀(51)의 상부에 또 하나의 비아홀(52)이 위치하는 경우, 상부에 위치하는 비아홀의 직경이 더 커지게 되는 문제가 발생한다. 이러한 문제는 표면상의 밀도에 악영향을 주게 되므로 고밀도화에 또 하나의 장애요인이라 할 수 있다.

그리고 소형화되면서 오히려 기능이 향상되는 전자제품의 추세를 고려해 보면 고밀도화에 한계가 있는 종래의 제조방법으로는 소형화의 측면에서도 일정한 한계가 지적되고 있는 것이다.

박형화 및 경량화의 측면에서 고찰하여 보면, 종래의 제조방법에 의하면 기본 기판의 사용이 필수적인 것을 알 수 있다. 이는 빌드-업되는 층에 비해 상대적으로 두꺼운 층을 가지는 것을 알 수 있다. 따라서 이러한 기판의 존재에 따라 박형화에 한계가 노출되고 있으며, 이러한 문제는 상기 소형화의 문제와 더불어 경량화의 장애요인이라 할 수 있다.

또한 일정한 두께에 고다층화를 실현하기 위해서는 상기 박형화의 문제를 해결하지 않고서는 실현될 수 없으므로 고다층화부분에서도 일정한 한계가 노출되고 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 종래의 다층 인쇄회로기판의 제조방법 및 구조에 의하면 제조공정에 걸리는 시간이 과다하게 소요되고 구조적으로 소형화, 고밀도화, 박형화, 경량화 및 다층화에 한계가 있는 단점이 있을 것이다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 제 1목적은 전체적으로 박형화 및 경량화가 가능한 다층 인쇄회로기판의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 2목적은 전체적으로 고밀도화 및 소형화가 가능한 다층 인쇄회로기판의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 3목적은 상대적으로 빠른 시간 내에 원하는 층수의 빌드-업이 가능한 다층 인쇄회로기판의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에서는 제거 가능한 층을 가진 기판 상에, 적어도 한층 이상의 도체층 및 절연층으로 구성되는 다층 인쇄회로기판을 제조하는 과정과; 원하는 층수가 완성된 다음 상기 제거 가능한 층을 제거하여 다층 인쇄회로기판으로부터 기본기판을 분리해내는 과정을 포함하여 이루어진다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시 예에서는 상기 기판이 분리된 다층 인쇄회로기판의 상, 하면 중 적어도 한 면에 도체층 및/또는 절연층을 한 층 이상 추가적으로 형성하는 과정을 더 포함하여 구성한다.

상기 본 발명의 각 실시 예에 의하면, 기본적으로 기판이 없는 다층 인쇄회로기판을 제공할 수 있으므로, 더욱 박형화, 경량화가 가능한 다층 인쇄회로기판을 제공할 수 있게 된다.

그리고 절연층에 형성되는 비아홀을 도전성 페이스트로 채워, 더욱 고밀도화 및 소형화되는 다층 인쇄회로기판을 제공할 수 있게 된다.

또한 내층의 도체패턴까지 도전성 페이스트로 형성하여, 더욱 신속하게 다층 인쇄회로기판을 제조할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 다층 PCB 제조 공정도

도 2는 종래의 제조 공정에 의해 완성된 다층 PCB의 단면도

도 3은 본 발명에 의한 제거 가능한 층을 가진 다층 PCB의 단면도

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 다층 PCB 제조 공정도

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의해 완성된 다층 PCB의 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 유공성 기판 1a : 다공성 기판

1b : 섬유망(또는 금속망) 기판 1c : 투광성 기판

2 : 용해성 층 2a : 분해성 층

3 : 기공 4, 9 : 절연층

5, 8, 11 : 비아홀 6, 12 : 도체층

10 : 부품 실장구멍 13 : 도체패턴

14 : 솔더 레지스트

이하에서, 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여, 본 발명에 대하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 3의 (A) 내지 (D)를 참고로 하여 제거 가능한 층을 가진 기판에 대하여 상세하게 설명하고자 한다.

제거 가능한 층을 가진 기판은 제거 가능한 층(removable layer)과 이를 효과적으로 부착 및 제거하기 위한 기판으로 구성된다. 상기 제거 가능한 층을 구성하는 물질의 일 예로서는 용해성 물질을 사용할 수 있다. 구체적으로 예를 들면 물, 수용액 또는 특정 성분의 용제(solvent)에 용해되는 물질을 말한다.

제거 가능한 층을 구성하는 물질의 다른 예로서는, 광에 의해 제거되는 물질을 사용할 수 있다. 구체적으로 예를 들면 자외선, 엑스-선(X-ray) 등의 특정 파장 및 특정 에너지를 가진 광에 의해 접착력을 상실하거나 기체로 분해되는 물질을 말한다.

또한 특정한 가스 분위기에서 제거될 수 있는 물질도 사용할 수 있음을 물론이다.

따라서 본 발명에 의한 제거 가능한 층은 일정한 분위기 하에서 화학적 또는 물리적인 반응에 의하여 제거할 수 있는 물질을 사용하는 것을 의미하고 있다.

이와 유사한 제거 가능한 층을 가진 기판은 제거 가능한 기판과 더불어 이미 국내 특허 출원서 제 10-1999-0000777호에 제안된 바가 있다. 상기 특허 출원서에서 제안된 제거 가능한 기판은 그 두께가 두꺼워서 용제를 사용하여 용해시키는 시간이 많이 소요될 수 있음을 알 수 있다. 또한 일반 기판 상에 제거 가능한 층을 가진 형태의 기판은, 용제가 기판을 통해 제거 가능한 층의 내부까지 침투하는데 시간이 많이 걸리는 구조로 되어 있는 것을 알 수 있다.

따라서 본 발명에서는 이러한 단점을 보완하여 더욱 효과적인 제거 가능한 층을 가진 기판을 제공하고자 한다.

도 3을 참고로 하여, 더욱 효과적인 제거 가능한 층을 가진 기판의 단면도를 보면서 구체적으로 설명하기로 한다.

제거 가능한 층을 가진 기판은 제거 가능한 층(2)과 이를 고정하기 위한 기판(1)(1a)(1b)(1c)으로 구성된다. 상기 제거 가능한 층(2)은 액상의 물질로 도포한 후 이를 건조 또는 경화시켜 형성할 수 있으며, 또한 필름형태의 물질을 압착하여 적층 또는 부착할 수도 있을 것이다. 따라서 상기 제거 가능한 층은 특정 기판의 상면에 제거 가능한 물질을 소정의 두께로 부착하여 형성된 층이라 할 수 있다.

상기 제거 가능한 층을 더욱 효과적으로 부착 또는 제거하기 위한 기판의 일예로서는, 다수의 기공을 가진 유공성 기판을 들 수 있다.

상기 유공성 기판은, 다수의 기공을 통하여 상기 제거 가능한 층으로의 접근이 용이하므로 더욱 효과적으로 제거 가능한 층을 제거할 수 있을 것이다.

도 3의 (A)에서는 상기 유공성 기판의 일 예로서 다수개의 구멍을 가진 기판(1)을 보여주고 있다. 상기 구멍(3)은 드릴이나 천공 등의 방법으로 가공할 수 있으며, 구멍 크기와 형태 및 수량을 얼마든지 자유롭게 제조할 수 있다. 또한 제거 가능한 층(2)은 물리적 및/또는 화학적으로 제거가 가능한 물질로 이루어진 층으로서 상기 유공성 기판(1)상에 액상의 형태로 도포하거나 필름상의 형태로 적층하여 부착될 수 있다. 상기 구멍을 통하여 제거 가능한 층을 더욱 효과적으로 제거할 수 있을 것이다.

상기 유공성 기판의 다른 예로서는 도 3의 (B)에서와 같이, 소결판이나 석고판과 같은 다공성을 가진 기판(1a)을 사용할 수 있다. 상기 소결판(또는 석고판)은 미세한 기공을 가지고 있어, 이를 통해 제거 가능한 층을 더욱 효과적으로 제거할 수 있을 것이다. 또한 상기 소결판(또는 석고판)과 같은 유공성 기판은 내열성이 강하므로 세라믹(소결) 인쇄회로기판처럼 내열성이 요구되는 인쇄회로기판의 제조에 사용될 수 있다.

또한 유공성 기판의 다른 예로서는 도 3의 (C)에서와 같이, 섬유망이나 금속망(1b)을 사용할 수도 있다. 상기 섬유(또는 금속망)도 많은 기공을 가지고 있어, 이를 통해 제거 가능한 층(2)을 더욱 효과적으로 제거할 수 있을 것이다. 단, 상기 섬유(또는 금속망)의 형태를 가지는 기판은 유연성이 있으므로 소정 형상의 프레임(고정틀)에 고정하거나 또는 내부까지 제거 가능한 물질을 함침시켜 일정형태로 고화시켜 사용해야 할 것이다.

또한 상기 제거 가능한 층(2)은 광에 의해 제거 가능한 광분해성 물질로 된 층(2a)로 이루어질 수 있으므로, 이 경우 도 3의 (D)에서와 같이, 상기 광분해성 층(2a)을 위한 기판의 일 예를 보면, 유리와 같이 투광성이 있는 기판(1c) 상에 제거 가능한 층을 도포하여 제거 가능한 기판을 구성할 수 있다. 상기 광에 의해 제거가 가능한 층(2a)은 액상이나 필름상의 물질로도 구성할 수 있다. 상기 제거 가능한 층(2a)의 제거는 부착성이 있는 기판을 투과하는 특정한 광에 의해 효과적으로 제거될 수 있을 것이다.

상기 각 제거 가능한 층을 가진 기판의 각 실시 예에 의하면 제거 가능한 층을 더욱 효과적으로 제거하기 위한 기판으로 구성되어 있음을 알 수 있다. 즉, 다수개의 구멍을 가진 기판(1) 및 소결판(또는 석고판)과 같은 다공성 기판(1a), 그리고 섬유망(또는 금속망)과 같은 망사형 기판(1b)은 공통적으로 유공성이 있어 각종 유체의 출입이 자유로운 것을 알 수 있다. 따라서 이후 기판 제거 작업 시에 사용되는 용제는 이러한 기공을 통하여 제거 가능한 층으로의 접근이 유리하므로 제거 가능한 층을 손쉽게 제거할 수 있음을 알 수 있다.

또한 투광성 기판을 사용하는 경우는 당연히 제거 가능한 층까지 빛의 출입이 자유로우므로 손쉽게 제거 가능한 층을 제거할 수 있을 것이다. 물론 이 경우, 제거 가능한 층은 광에 의해 제거되는 물질로 구성되어 있어야 함은 당연하다.

이하에서는 도 4의 (A)공정 내지 (J)공정을 참고로 하여 본 발명의 일 실시 예에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

(A) 공정에서는 다층 인쇄회로기판을 제조하기 위한 기본 기판으로 다수의 구멍(3)을 가진 유공성 기판(1)과, 용해 제거 가능한 층(2)을 사용하는 경우를 예로 들고 있다. 상기 제거 가능한 층은 액상이나 필름상의 물질을 유공성 기판 위에 도포하거나 적층시켜 부착될 수 있다. 또한 상기 제거 가능한 층은 일정한 분위기 하에서 용해 가능한 물질을 비롯하여 화학적 및/또는 물리적인 반응에 의하여 제거할 수 있는 물질을 사용하는 것도 가능함은 물론이다.

또한 상기 유공성 기판은 다수의 관통구멍을 가진 기판으로 소결판(또는 석고판)과 같은 다공성 기판이나 섬유(또는 금속망)도 사용할 수 있음은 물론이며, 또한 제거 가능한 층이 특정한 광에 의해 제거되는 물질을 사용하는 경우에는 투광성이 있는 기판을 사용할 수 있다.

본 발명에 의한 다층 인쇄회로기판 제조방법은 상기 제거 가능한 층 상부에 절연층이나 도체층 중 어떤 층이든지 원하는 층부터 형성이 가능하다. 제품의 특성과 작업의 편이성을 고려하여 적절한 층부터 형성할 수 있다. 본 실시 예에서는 제거 가능한 층 상부에 제 1절연층(4)부터 먼저 형성하는 예를 보여주고 있다.

(B) 공정에서는 상기 제거 가능한 층(2)에 제 1절연층(4)을 형성한다. 상기 절연층을 구성하는 절연재료는, 일 예로서 필름 형태로 된 절연재료를 사용할 수 있다. 상기 필름 형태의 절연재료는 로울러나 압착기와 같은 적층장치(laminator)로 적층할 수 있다. 또한 상기 적층공정에서는 밀착성을 증대시키기 위해 진공상태를 가하여 적층할 수도 있다.

또한 상기 절연층을 구성하는 절연재료의 다른 예로서 액상의 절연재료를 도포하거나 인쇄하여 절연층을 형성할 수도 있다.

그리고 상기 액상 또는 필름 형태의 절연재료는 감광성(사진 현상형) 특성을 가진 재료를 사용할 수 있다. 즉, 특정한 빛(또는 자외선)을 마스크를 통해 노광하고 노광된 형태나 역상(negative)의 형태로 현상할 수 있는 재료라 할 수 있다.

따라서 상기 제거 가능한 층 상부에는 액상의 절연재료를 도포 또는 인쇄할수 있고, 필름형태의 절연재료를 적층하여 절연층을 형성할 수도 있다. 또한 최근에 개발된 열경화성 절연재료(Thermal curable dielectric)나 종래의 제조방법에서 설명되었던 RCC를 적층하는 것도 가능하므로, 다층 인쇄회로기판 제조에 사용되고 있는 어떠한 절연재료도 사용이 가능함은 물론이다.

(C) 공정에서는 층간 접속을 위한 비아홀(5)을 가공하는 공정을 보여주고 있다. 이는 다층 인쇄회로기판에서 2층 이상의 서로 다른 도체층을 전기적으로 접속하기 위한 비아홀로서, 다층 인쇄회로기판의 제조시 가장 중요한 부분이라 할 수 있다. 상기 공정에서 감광성을 가진 절연재료를 사용할 경우에서는 노광 및 현상에 의한 방법(포토비아법)을 사용할 수가 있다. 상기 비아홀 형성과정을 구체적으로 설명하면 먼저 소정의 마스크를 이용한 노광을 실시한다. 이때 광에 노출된 부분은 물리적 또는 화학적인 특성이 달라지게 된다. 다음으로 광에 노출되지 않은 부위를 현상하여 소정의 비아홀을 형성한다.

또한 감광성을 가진 절연재료도 레이저 드릴로 비아홀 가공이 가능한 특성을 가지고 있다. 따라서 종래의 다층 인쇄회로기판 제조방법에 소개되었던 레이저 드릴을 사용할 수도 있을 것이며, 향후 얼마든지 다양한 방법으로도 가공될 수 있을 것이다. 그 뿐만 아니라 본 발명에 의한 각 실시 예에서는 이러한 방법 중 어떤 방법으로도 가공이 가능하며, 특히 감광성 절연 재료를 사용할 때에는 사진 현상법을 적용할 수 있음을 알 수 있다.

(D) 공정에서는 도전성 페이스트(conductive paste; 5a)를 사용하여, 상기 비아홀(5)을 채우는 공정과 상기 제 1절연층(4) 상에 도체패턴(6)을 형성하는 공정을 보여주고 있다. 상기 공정들은 별개로 실시할 수도 있으나, 동시에 실시할 수도 있다. 여기서 도전성 페이스트는 도전성을 가지고 있는 금속분말과 폴리머(polymer) 및 희석제(thiner) 등으로 혼합된 물질을 말하며, 예를 들면 실버 페이스트(silver paste), 골드 페이스트(gold paste), 카퍼 페이스트(copper paste) 등과 같이 인쇄회로기판 제조시 도체의 재료로 많이 사용되는 물질을 말한다.

상기 도전성 페이스트는 실크스크린 인쇄법이나 메탈 마스크 등으로 상기 비아홀(5)을 채울 수 있으며, 상기 비아홀을 채우면서 소정의 형상을 가진 도체패턴(6)을 동시에 인쇄할 수 있다. 또한 비아홀을 채우는 공정에서 내부에 기포나 공동을 만들지 않기 위해서는 진공상태를 가하여 신뢰도를 증가시킬 수도 있다. 그리고 상기 도전성 페이스트로 형성된 비아홀이나 도체패턴은 도전성 페이스트의 사양에 준하는 일정한 조건으로 경화시키는 공정이 추가된다.

또한 도체패턴을 형성하는 다른 예로서 동박을 적층하거나 도금을 실시할 수도 있다. 즉, 도전성 페이스트로 비아홀을 채우고 동박을 압착하여 적층하거나 무전해도금 및 전기도금을 패널도금하여 도체층을 형성하고 에칭을 실시하여 소정의 도체패턴을 형성할 수 있다.

이상과 같이 각각 1층의 도체층과 절연층을 구비하는 단면 인쇄회로기판이 완성되었다. 또한 상기 절연층(4)에는 층간 접속을 위한 비아홀(5)이 존재하고 있음을 볼 수 있다. 본 발명에 의한 비아홀(5)은 도전성 페이스트로 채워져 있는 것을 알 수 있으며, 도체패턴의 형성과정은 도전성 페이스트나 동박 또는 도금 등의 다양한 방법으로도 적용이 가능함을 알 수 있다.

(E) 공정에서는 상기 (C) 공정과 (D) 공정을 반복 수행하는 것에 의해 빌드-업되는 다층화 공정이 수행된다. 본 발명의 실시 예에서는 원하는 층수의 절연층과 도체층을 빌드-업한 후 도전성 페이스트로 채워진 비아홀(8)을 구비하는 제 5절연층(9)으로 마감되어 있음을 알 수 있다. 물론 다층화 공정의 마지막 공정은 절연층이나 도체층 중 원하는 층으로도 마감될 수 있다. 즉, 상기 제 5절연층(9) 상부에 또 하나의 도체층을 형성할 수 있음은 당연하다.

(F) 공정에서는 제거 가능한 층(2)을 제거하여 상기 형성된 다층 인쇄회로기판으로부터 유공성 기판(1)을 분리하는 과정을 보여주고 있다. 상기 제거 가능한 층(2)은 유공성 기판(1)의 기공(3)을 통해 효과적으로 제거될 수 있을 것이다. 본 발명에서의 제거 가능한 층으로 용해성 기판을 사용한 경우에는, 해당 용제를 이용하여 용해시키는 것에 의하여 제거될 수 있을 것이다. 상기 용제는 기공(3)을 통하여 원할하게 출입이 자유로우므로 상기 제거 가능한 층을 더욱 효과적으로 용해시켜 제거시킬 수 있을 것이다.

또한 제거 가능한 층의 제거는 원하는 층수가 완성된 후 언제든지 제거가 가능하므로 상기 (D) 공정에서 1층의 인쇄회로기판이 완성된 후에도 제거가 가능함은 물론이다.

상기와 같이 분리된 후, 상기 인쇄회로기판의 상면(a) 또는 하면(b) 중 적어도 한 면에 추가적으로 절연층이나 도체층을 1층 이상 적층하거나 빌드-업하여 보다 다층의 인쇄회로기판을 제조할 수도 있다.

(G) 공정에서는 전자부품을 부착하기 위한 부품 구멍(10)을 드릴로 가공한다. 종래의 기술에서는 본 부품을 위한 관통구멍 뿐만 아니라 단지 층간 접속을 위한 비아홀(11)도 드릴로 가공하였으나, 본 발명에 의한 제조공법에서는 이미 도전성 페이스트로 채워져서 내층의 도체층까지 층간 접속이 완료되어 있으므로, 층간 접속을 위한 비아홀은 드릴로 가공하지 않는 것을 알 수 있다.

(H) 공정에서는 상기 형성된 다층 인쇄회로기판의 최외각 상, 하면 및 관통구멍에 패널도금을 실시한다. 상기 패널도금은 무전해도금 및 전기도금에 의해 원하는 두께로 도체층(12)을 형성할 수 있을 것이다.

또한 (I) 공정에서는 상기 패널 도금에 의해 형성된 최외각 상, 하면의 도체층(12)을 원하는 모양으로 에칭하여 소정 형상의 도체패턴(13)을 완성한다.

그리고 (J) 공정에서는 솔더 레지스트(14)를 도포하면서 6층의 도체층을 구비하는 다층 인쇄회로기판이 완성된다.

또한 도면으로는 도시되지 않았으나, 이상의 본 발명에서는 특히, 상기 각 공정에서 만들어지는 도체층 및 절연층 중에서 적어도 한 층 이상의 층에 프린트 부품을 하나 이상 장착하여 형성하는 것도 가능하다. 상기 프린트 부품은 예를 들어 p형 반도체 또는 n형 반도체 등을 원하는 형태로 적층 및 조합하여 만들 수 있는 저항이나 트랜지스터 등의 능동소자나 하이브리드 소자 등이 있을 수 있다.

이상과 같은 과정을 통하여 완성된 다층 인쇄회로기판의 단면이 도 5에 도시되어 있다. 도시한 바와 같이 다층 인쇄회로기판을 제조하기 위해 처음에 사용되었던 기본 기판이 없음을 알 수 있다. 물론 상기 기판은 도 4에서의 (F) 공정에서 제거된 것이다. 따라서 전체적으로 종래의 제조공법보다 박형화 및 경량화되는 다층 인쇄회로기판을 제공할 수 있음을 알 수 있다.

상기 다층 인쇄회로기판의 도체층을 살펴보면, 내층은 도전성 페이스트로 형성된 4개의 도체층(e2)(e3)(e4)(e5)이 형성되어 있고, 외층은 제 1도체층(e1)과 제 6도체층(e6)으로서 도금에 의해 형성된 것이다. 각각의 도체층 사이에는 소정의 비아홀을 구비하는 5개의 절연층(d1)(d2)(d3)(d4)(d5)으로 구성되어 있다. 따라서 도 5에서는 표면 도체층을 포함하여 6층으로 이루어진 다층 인쇄회로기판이 도시되어 있음을 알 수 있다.

이번에는 비아홀의 구조를 살펴보기로 한다. 먼저 도금 관통구멍(h)은 부품 구멍으로서 드릴로 관통후 도금되어 있음을 볼 수 있다. 이와는 별도로 부품의 장착이 없이 층간 접속을 위한 관통구멍(h2)과 내부에서 층간 접속을 하는 인터스티셜 비아홀(h3)은 빌드-업되면서 도전성 페이스트로 채워져 있음을 볼 수 있다.

또한 종래의 공법에 의한 도 2에서는 인터스티셜 비아홀(44)과 비아홀(47)의 접속에서는 실현 불가능했던 수직방향의 층간 접속이 상기 도 5의 인터스티셜 비아홀(h3)의 상, 하부에 직선상으로 하나의 비아홀(h3a)(h3b)로 존재하고 있음을 알 수 있다. 또한 종래의 공법에서는 실현하기 힘든 비아홀 간의 수직접속(h4)(h4a)도 가능하게 되어 있음을 볼 수 있다.

따라서 종래의 공법보다 내부 면적을 효율적으로 사용이 가능하여 더욱 고밀도화 및 소형화되는 다층 인쇄회로기판을 제공할 수 있다.

또한 본 발명에서는 부품의 실장이 없는 비아홀들은 빌드-업되면서 동시에 생성하게 되므로 드릴 및 도금 공정의 단축으로 제조시간을 단축할 수 있음을 알 수 있다. 또한 내층 도체패턴까지 도전성 페이스트로 제조하고 외층만 도금을 실시함으로서 더욱 제조시간이 단축됨을 알 수 있다.

다음에는 본 발명의 기본적인 기술적 범위 내에서 변형 가능한 다른 실시 예에 대하여 살펴보기로 한다.

본 발명의 변형 가능한 다른 실시 예로 다층 인쇄회로기판의 제조기술로 적용 가능한 프린트 부품에 대하여 설명하기로 한다. 상기 프린트 부품은 프린트 기술에 의하여 형성된 전자부품으로서 프린트 코일, 프린트 저항, 캐패시터, 스트립 라인 등과 같은 독립적인 능동소자 또는 하이브리드 IC와 같이 독립적인 소자들이 조합된 전자부품으로서 전자회로를 구성하는 부품들이다.

따라서 본 발명에 의한 다층 인쇄회로기판 제조공정에서 임의의 층에 이러한 프린트 부품까지 동시에 형성할 수 있다. 즉 본 발명에 의한 다층 인쇄회로기판 제조시 최하층 또는 중간층 및 최상층 중에서 적어도 한층 이상의 층에 상기와 같은 프린트 부품을 하나 이상 장착하여 제조할 수 있으며, 이러한 방법으로 다수의 부품을 장착할 경우 단순한 다층 인쇄회로기판으로서의 역할뿐만 아니라 기능을 추가한 전자제품의 제조가 가능하게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면 제거 가능한 층을 가진 기판을 사용하고 있다. 상기 제거 가능한 층 상부에는 적어도 한층 이상의 절연층 및 도체층으로 구성되는 인쇄회로기판을 제조하고 제거 가능한 층을 제거하여 분리하는 과정을 기술적인 요지로 하고 있으며, 분리된 인쇄회로기판의 상, 하면 중 적어도 한 면에 도체층 및/또는 절연층을 한 층 이상 추가적으로 형성하는 과정을 더 포함하고 있다.

그리고 본 발명에 의한 실시 예에서는 도전성 페이스트를 사용하여 비아홀을 채우고 있으며, 내층 도체층까지 형성할 수 있음을 알 수 있다. 또한 상기 다층 인쇄회로기판 제조시 임의의 층에 하나 이상의 프린트 부품을 동시에 장착하여 제조할 수 있음을 알 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 기본 기판이 없는 다층 인쇄회로기판을 제공할 수 있고, 아울러 작업의 기본 기판으로 사용되었던 제거 가능한 층을 가진 기판을 분리하는 것에 의하여 더욱 박형화, 경량화가 가능한 다층 인쇄회로기판을 제공할 수 있을 것이다.

또한 본 발명에 의한 제조방법에서 비아홀을 도전성 페이스트로 채우는 방법을 선택하면 더욱 고밀도화 및 소형화되는 다층 인쇄회로기판을 신속하게 제공할 수 있을 것이다.

그리고 본 발명에서는 부품의 실장이 없는 비아홀들은 빌드-업되면서 동시에 생성하게 되므로 드릴 및 도금공정의 단축으로 제조시간을 단축할 수 있음을 알 수 있다. 또한 내층 도체패턴까지 도전성 페이스트로 제조하고 외층만 도금을 실시함으로서 더욱 제조시간이 단축됨을 알 수 있을 것이다.

또한 상기 다층 인쇄회로기판 제조시 임의의 층에 하나 이상의 프린트 부품을 동시에 장착하여 제조하여 단순한 다층 인쇄회로기판으로서의 역할뿐만 아니라 기능을 추가한 전자제품의 제조가 가능하게 됨을 알 수 있다.

Claims (27)

1. 제거 가능한 층을 가진 기판 상에, 도체층 및 절연층으로 구성되는 한층 이상의 다층 인쇄회로기판을 형성하는 과정;

   상기 과정에 의해 원하는 층수가 완성된 다음, 상기 제거 가능한 층을 제거하여 상기 형성된 다층 인쇄회로기판으로부터 기판을 분리해내는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 PCB 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제거 가능한 층을 가진 기판은,

   유공성 기판과;

   상기 유공성 기판에 부착 또는 제거될 수 있는 제거 가능한 층으로 형성된 것을 특징으로 하는 다층 PCB 제조방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 제거 가능한 층은,

   화학적 및/또는 물리적 반응에 의해 제거되는 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 다층 PCB 제조방법.
4. 제 2항에 있어서, 상기 유공성 기판은,

   복수의 구멍을 천공한 기판으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 PCB 제거되는 제조방법.
5. 제 2항에 있어서, 상기 유공성 기판은,

   다공성의 소결판으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 PCB 제조방법.
6. 제 2항에 있어서, 상기 유공성 기판은,

   다공성의 석고판으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 PCB 제조방법.
7. 제 2항에 있어서, 상기 유공성 기판은,

   소정 형상의 프레임(고정틀)에 의해 고정되는 망사(網紗)형 기판으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 PCB 제조방법.
8. 제 2항에 있어서, 상기 유공성 기판은,

   제거 가능한 물질이 상기 기판의 적어도 한면 또는 그 내부까지 함침되는 망사형 기판으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 PCB 제조방법.
9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 상기 망사형 기판은,

   섬유망으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 PCB 제조방법.
10. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 상기 망사형 기판은,

    금속망으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 PCB 제조방법.
11. 제 1항에 있어서, 상기 제거 가능한 층을 가진 기판은,

    투광성 기판과;

    상기 투광성 기판 상에 부착되고, 특정 광에 의해 제거될 수 있는 광분해성 층으로 형성된 것을 특징으로 하는 다층 PCB 제조방법.
12. 제 1항에 있어서, 상기 다층 인쇄회로기판 형성과정은,

    제거 가능한 층을 가진 기판 상에, 소정의 비아홀을 구비하는 절연층을 형성하는 과정과;

    상기 절연층 상에 소정의 형상을 가진 도체패턴을 구비하는 도체층을 형성하는 과정과;

    상기 두 과정을 반복해서 수행하여 원하는 층수로 절연층과 도체층을 빌드-업시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판 제조방법.
13. 제 12항에 있어서, 상기 다층 인쇄회로기판 형성과정은,

    상기 도체층을 상기 비아홀 및 절연층 위에 도금에 의해 형성한 후, 도체패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판 제조방법.
14. 제 12항에 있어서, 상기 다층 인쇄회로기판 형성과정은,

    도체층간 접속을 위하여, 상기 비아홀을 도전성 페이스트로 채우는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판 제조방법.
15. 제 14항에 있어서, 상기 다층 인쇄회로기판 형성과정은,

    상기 도체층을 상기 도전성 페이스트가 채워진 비아홀 및 절연층 위에 동박을 적층하여 형성한 후, 도체패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판 제조방법.
16. 제 14항에 있어서, 상기 다층 인쇄회로기판 형성과정은,

    상기 도체층을 도전성 페이스트를 사용하여 형성한 후, 도체패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 다층 PCB 제조방법.
17. 제 14항에 있어서, 상기 다층 인쇄회로기판 형성과정은,

    도전성 페이스트로 상기 비아홀을 채우면서 소정 형상의 도체패턴을 형성하여 도체층을 형성하는 것을 특징으로 하는 다층 PCB 제조방법.
18. 제 1항에 있어서, 상기 다층 인쇄회로기판 형성과정은,

    액상의 절연재료를 사용하여 절연층을 형성한 것을 특징으로 하는 다층 PCB 제조방법.
19. 제 1항에 있어서, 상기 다층 인쇄회로기판 형성과정은,

    필름 형태의 절연재료를 사용하여 절연층을 형성한 것을 특징으로 하는 다층 PCB 제거되는 제조방법.
20. 제 1항에 있어서, 상기 다층 인쇄회로기판 형성과정은,

    열경화성 절연재료를 사용하여 절연층을 형성한 것을 특징으로 하는 다층 PCB 제조방법.
21. 제 1항에 있어서, 상기 다층 인쇄회로기판 형성과정은,

    감광성(사진 현상형) 절연재료를 사용하여 절연층을 형성한 것을 특징으로 하는 다층 PCB 제조방법.
22. 제 18항에 있어서, 상기 다층 인쇄회로기판 형성과정은,

    제거 가능한 층을 가진 기판 상에, 소정의 비아홀을 구비하는 상기 절연재료를 인쇄하고, 상기 인쇄된 절연재료를 경화시키는 것에 의하여 절연층을 형성하는 것을 특징으로 하는 다층 PCB 제조방법.
23. 제 21항에 있어서, 상기 다층 인쇄회로기판 형성과정은,

    소정의 마스크를 통해 절연재료를 노광하고, 상기 노광된 부분을 현상하는 것에 의하여 상기 비아홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 다층 PCB 제조방법.
24. 제 18항 내지 제 21항에 있어서, 상기 다층 인쇄회로기판 형성과정은,

    레이저 드릴에 의해 상기 비아홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 다층 PCB 제조방법.
25. 제 1항에 있어서, 상기 제거 가능한 층을 제거하여 기판을 분리한 후, 상면 및 하면 중 적어도 한 면에 1층 이상의 도체층 및/또는 절연층을 추가적으로 더 형성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 PCB 제조방법.
26. 제 25항에 있어서, 상기 제거 가능한 층을 제거하여 기판을 분리한 후, 상하면 및 관통구멍에 도금을 실시하여 도체층을 형성하고 상기 도체층을 에칭하여 소정의 도체패턴을 형성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 PCB 제조방법.
27. 제 1항에 있어서,

    상기 도체층 및 절연층 중 적어도 한 층 이상의 층에 프린트 부품을 하나 이상 장착하여 형성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 PCB 제조방법.