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JP2009060076A - 多層プリント基板の製造方法 - Google Patents

多層プリント基板の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】金属キャリヤのCETと剛性を用いて微細回路を薄い基板上に形成できる多層プリント基板製法を提供する。
【解決手段】a)第1金属キャリヤ、第1金属メッキ層、第1回路ハ゜ターンからなる第1基板準備b)第2金属キャリア、第2金属メッキ層、第2回路ハ゜ターンからなる第2基板準備c)前記各回路ハ゜ターン間に絶縁材挿入後、第2基板の金属キャリヤ及びメッキ層除去d)第1回路ハ゜ターンの露出用のヒ゛アホール形成e)ヒ゛アホール内壁、各回路ハ゜ターン上に無電解メッキ層形成後ヒ゛アホール充填f)無電解銅メッキ層上に塗布した感光材の接続メッキ層形成予定部分を除去g)無電解銅メッキ層上に電解銅メッキ層、接続メッキ層を形成後無電解銅メッキ層を除去h)前記a)〜g)段階後の前記接続メッキ層とa)〜e)段階後の第2回路ハ゜ターンとの間に絶縁材を挿入し接続メッキ層と第2回路ハ゜ターンと接続i)積層された基板の外側の金属キャリア、金属メッキ層を除去する段階を含む。
【選択図】図1Q

Description

本発明は、多層プリント基板の製造方法に係り、特に、絶縁層の内部に回路パターンを形成してプリント基板の厚さを減らすと共に、微細回路を実現することができ、プリント基板の製造工程の際に熱または湿度の変化に関係なく安定的にプリント基板を製造することができる多層プリント基板の製造方法に関する。
プリント基板(Printed Circuit Board、PCB)は、所定の電子部品を電気的に連結させるか、あるいは機械的に固定させる役割を行う回路基板であって、フェノール樹脂またはエポキシ樹脂などの絶縁層と、絶縁層に付着して所定の配線パターンが形成される銅箔層とから構成されている。
この種のプリント基板は、層数によって、絶縁層の片面にのみ配線が形成された片面プリント基板、絶縁層の両面に配線が形成された両面プリント基板、および多層に配線が形成された多層プリント基板に大きく分類される。
特に、多層プリント基板は、製織されたガラス繊維にBT、FR−4、または他の樹脂を含浸させてコアを製造した後、コアの両面に銅箔を積層して内層回路を形成し、その後サブトラクティブ(Subtractive)工程またはセミアディティブ(Semi−additive)工程などを用いて基板を製造する。
次に、このようなサブトラクティブ工程またはセミアディティブ工程を用いたプリント基板の製造方法の一例について説明する。
従来の技術に係るプリント基板の製造方法は、まず、第1絶縁層の両面に銅箔が積層された銅張積層板を準備した後、銅箔上にドライフィルムを塗布する。
その後、露光および現像工程によって、回路パターンが形成されるべき部分を除いた残部のドライフィルムを除去した後、エッチング液を用いて銅箔をエッチングすることにより、内層回路パターンを形成する。
内層回路パターンを形成した後は、内層回路パターン上に塗布されたドライフィルムを除去する。
その後、内層回路パターン上に第2絶縁層を積層した後、ドリル工程によってビアホールを形成する。
ビアホールを形成した後は、無電解銅メッキ工程および電解銅メッキ工程によってビアホールの内壁および第2絶縁層上に銅メッキ層を形成した後、銅メッキ層上にドライフィルムを塗布する。
その次、露光および現像工程によって、外層回路パターンが形成されるべき部分を除いた残部のドライフィルムを除去した後、エッチング液を用いて銅メッキ層をエッチングすることにより、外層回路パターンを形成する。
外層回路パターンを形成した後は、外層回路パターン上に第3絶縁層を積層し、レーザードリルを用いて、外層回路パターン中の一部が露出するようにブラインドビアホールを形成する。
その後、無電解銅メッキ工程および電解銅メッキ工程によってブラインドビアホールの内壁および第3絶縁層上に銅メッキ層を形成し、銅メッキ層上にドライフィルムを塗布した後、露光および現像工程によって、最外郭外層回路パターンが形成されるべき部分を除いた残部のドライフィルムを除去する。
次いで、ドライフィルムが除去された部分をエッチング液でエッチングすることにより、最外郭外層回路パターンを形成する。
ところが、このような従来の技術に係るプリント基板の製造方法は、絶縁層上に内層回路パターンを形成するから、プリント基板の厚さが厚くなるという問題点がある。
また、従来の技術に係るプリント基板の製造方法は、エッチング液で銅メッキ層をエッチングして回路パターンを形成するから、回路パターンの上部がオーバーエッチングされるか或いは回路パターンの下部がエッチングされなくて所望の回路パターン間の幅、すなわちピッチを実現することが難しいので、微細回路を実現することができないという問題点がある。
また、従来の技術に係るプリント基板の製造方法は、CCLを用いて多層プリント基板を実現するから、プリント基板の製造の際に発生する熱または湿度によってプリント基板が伸びたり撓んだりするなどの変形が発生してプリント基板を安定的に製造することができないという問題点がある。
そこで、本発明の目的は、金属キャリアのCET(熱膨脹係数)と剛性を用いて、セミアディティブ工法で実現可能な微細回路を、搬送し難い薄い基板上に形成することが可能な多層プリント基板の製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、絶縁層の内部に回路パターンを形成してプリント基板の厚さを減らすと共に、微細回路を実現することが可能な多層プリント基板の製造方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、プリント基板の製造工程の際に熱または湿度の変化に関係なく安定的にプリント基板を製造することが可能な多層プリント基板の製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法によれば、a)第1金属キャリア上に第1金属メッキ層が形成され、前記第1金属メッキ層上に第1回路パターンが形成された第1基板を準備する段階と、b)第2金属キャリア上に第2金属メッキ層が形成され、前記第2メッキ層上に第2回路パターンが形成された第2基板を準備する段階と、c)前記第1回路パターンと前記第2回路パターンとの間に第1絶縁材を挿入して積層させた後、前記第2基板の前記第2金属キャリアおよび前記第2金属メッキ層を除去する段階と、d)前記第1回路パターンの上部が露出するようにビアホールを形成する段階と、e)前記ビアホールの内壁、前記第1回路パターンの上部、および第2回路パターン上に無電解銅メッキ層を形成した後、前記ビアホールを充填する段階と、f)前記無電解銅メッキ層上に感光材を塗布した後、接続メッキ層が形成されるべき部分の前記感光材を除去する段階と、g)前記感光材が除去されて露出した前記無電解銅メッキ層上に電解銅メッキ層および接続メッキ層を順次形成した後、前記無電解銅メッキ層を除去する段階と、h)前記a)段階〜g)段階を経て形成された第3基板の接続メッキ層と、前記a)段階〜e)段階を経て形成された第4基板の第2回路パターンとの間に第2絶縁材を挿入して積層させることにより、前記接続メッキ層を前記第4基板の第2回路パターンに接続させる段階と、i)前記第3基板および前記第4基板の第1金属キャリアおよび第1金属メッキ層を順次除去する段階とを含むことを特徴とする。
本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法において、前記a)段階およびb)段階は、金属キャリア上に金属メッキ層を形成する段階と、前記金属メッキ層上に感光材を塗布する段階と、露光および現像工程によって、前記第1回路パターンおよび第2回路パターンのいずれか一方が形成されるべき部分の前記感光材を除去する段階と、前記感光材が除去された部分に電解銅メッキ工程によって前記第1回路パターンおよび第2回路パターンのいずれか一方を形成する段階とを含む。
本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法において、前記金属キャリアは、CTEの低いステンレス(SUS304)、インバール(Invar)、およびコバール(Kovar)のいずれか一つから構成される。
本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法において、前記金属メッキ層は後工程においてフラッシュエッチングによって除去可能なメッキ層から構成される。
本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法において、前記金属メッキ層は銅 箔から構成される。
本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法において、前記感光材はフォトレジストおよびソルダーレジストのいずれか一方から構成される。
本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法において、前記c)段階およびi)段階で、前記金属メッキ層は前記金属キャリアの除去後にエッチング液によって除去される。
本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法において、前記接続メッキ層は、Ag、SnおよびPbのいずれか一つの金属から構成される。
本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法は、前記a)段階〜前記i)段階
を経て形成された4層構造の第5基板と、前記a)段階〜前記e)段階を経て形成された2層構造の第4基板を準備した後、前記第4基板の第2回路パターンの一部に電解銅メッキ層および接続メッキ層を形成し、前記第5基板の第1回路パターンと前記第4基板の接続メッキ層との間に絶縁材を挿入して積層した後、第4基板および第5基板に積層された第1金属キャリアおよび第1金属メッキ層を除去して6層構造の多層プリント基板を形成する。
本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法は、前記a)段階〜前記i)段階を経て形成された4層構造の第5基板と、前記a)段階〜前記i)段階を経て形成された4層構造の第6基板を準備した後、前記第5基板の第1回路パターンの一部に電解銅メッキ層および接続メッキ層を形成し、前記第5基板の第1回路パターンと前記第6基板の接続メッキ層との間に絶縁材を挿入して積層した後、前記第5基板および第6基板に積層された第1金属キャリアおよび第1金属メッキ層を除去して8層構造の多層プリント基板を形成する。
本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法は、a)第1金属キャリア上に第1金属メッキ層が形成され、前記第1金属メッキ層上に第1回路パターンが形成された第1基板を準備する段階と、b)第2金属キャリア上に第2金属メッキ層が形成され、前記第2金属メッキ層上に第2回路パターンが形成された第2基板を準備する段階と、c)前記第1回路パターンと前記第2回路パターンとの間に第1絶縁材を挿入して積層させる段階と、d)前記第2基板の前記第2金属キャリアおよび前記第2金属メッキ層を除去した後、前記第1回路パターンの上部が露出するようにビアホールを形成する段階と、e)前記ビアホールの内壁、前記第1回路パターンの上部、および第2回路パターン上に無電解銅メッキ層を形成した後、前記ビアホールを充填する段階と、f)接続メッキ層が形成されるべき部分を除いた残部の前記無電解銅メッキ層上に感光材を塗布した後、前記無電解銅メッキ層上に接続メッキ層を形成する段階と、g)接続メッキ層をマスクとしてエッチング液を用いて前記第2回路パターンおよび第1絶縁材上の無電解銅メッキ層を除去し、前記接続メッキ層以外の無電解銅メッキ層を前記第1絶縁材の表面より凹むようにエッチングする段階と、h)前記a)段階〜g)段階を経て形成された第3基板の接続メッキ層と、前記a)段階〜e)段階、および前記g)段階の接続メッキ層の代わりにフォトレジストでマスクを形成して接続メッキ層以外の無電解銅メッキ層を前記第1絶縁材の表面より凹むようにエッチングして形成された第4基板の第2回路パターンとの間に第2絶縁材を挿入して積層させることにより、前記接続メッキ層を前記第4基板の第2回路パターンに接続させる段階と、i)前記第3基板および第4基板の第1金属キャリアおよび第1金属メッキ層を順次除去する段階とを含むことを特徴とする。
本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法において、前記a)段階およびb)段階は、金属キャリア上に金属メッキ層を形成する段階と、前記金属メッキ層上に感光材を塗布する段階と、露光および現像工程によって、前記第1回路パターンおよび第2回路パターンのいずれか一方が形成されるべき部分の前記感光材を除去する段階と、前記感光材が除去された部分に電解銅メッキ工程によって前記第1回路パターンおよび第2回路パターンのいずれか一方を形成する段階とを含む。
本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法において、前記金属キャリアは、CTEの低いステンレス(SUS304)、インバール(Invar)およびコバール(Kovar)のいずれか一つである。
本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法において、前記金属メッキ層は後工程においてフラッシュエッチングによって除去可能なメッキ層から構成される。
本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法において、前記金属メッキ層は導電材料から形成される。
本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法において、前記感光材はフォトレジストおよび半田レジストのいずれか一つである。
本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法において、前記d)段階およびi)段階で、前記金属メッキ層は前記金属キャリアの除去後にエッチング液によって除去される。
本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法において、前記接続メッキ層は、端子接続金属であるAg、SnおよびPbのいずれか一つから構成される。
本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法は、前記g)段階またはh)段階で、前記接続メッキ層とフォトレジストをマスクとして前記接続メッキ層とフォトレジストが積層されていない無電解銅メッキ層を前記第1絶縁材より凹むようにエッチングして形成された第3基板と第4基板を積層するとき、前記第3基板と第4基板のエッチングによって凹んだ部分が前記第3基板と第4基板間の絶縁層になる。
本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法は、前記a)段階〜前記h)段階を経て形成された4層構造の第5基板に対して、前記接続メッキ層の代わりにフォトレジストをマスクとして形成し、前記第5基板に形成された回路パターンのうち前記接続メッキ層に接続されるべき回路パターンを除いた残りの回路パターンを前記第1絶縁材の表面より凹むようにエッチングし、しかる後、前記第5基板と、前記a)段階〜前記g)段階を経て形成された2層構造の第3基板との間に第3絶縁材を挿入して積層することにより、前記第3基板の接続メッキ層を前記第5基板の回路パターンに接続させた後、前記第3基板と第5基板の第1金属キャリアおよび第1金属メッキ層を順次除去して6層構造の多層プリント基板を形成する。
本発明の他の実施例に係るプリント基板の製造方法において、前記4層構造の第5基板2枚から前記h)段階およびi)段階を順次行って形成された8層構造の多層プリント基板、前記6層構造の第6基板および前記4層構造の第5基板から前記h)段階およびi)段階を順次行って形成された10層構造の多層プリント基板など、順次多層構造の基板の形成が可能である。
本発明は、絶縁層の内部に回路パターンを挿入するから、プリント基板の厚さを減らすことができるうえ、感光材を回路パターンが形成されるべき部分を除いた残部のメッキ層上に塗布した後、電解銅メッキ工程によって回路パターンを形成するから、微細回路を実現することができる。
また、本発明は、気温の変化または工程の温度によって基板が伸びたり撓んだりする変形が発生することを防止するために、熱膨脹係数の小さいステンレス、インバール、コバールなどの金属キャリアを使用するから、熱または湿度の変化に関係なく安定的にプリント基板を製造することができる。
また、本発明は、多層構造で形成された回路パターンが絶縁材の内部に埋められるように形成した後、金属キャリアおよびメッキ層を除去してプリント基板を製造するから、平らな表面を持つ高密度のプリント基板を製造することができる。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図1A〜図1Uは本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造工程を示す工程断面図である。
まず、図1Aに示すように、熱膨脹係数(Coefficient of Thermal Expansion:CTE)が非常に小さい第1金属キャリア102a上に第1金属メッキ層104aを形成する。
この際、第1金属キャリア102aは、気温の変化または工程間の温度によって伸びたり撓んだりする変形が発生することを防止するために、熱膨脹係数の小さい金属、例えばクロムニッケル系のステンレス(SUS304)、ニッケルを含む鉄合金であるインバール(Invar)またはニッケルコバルト鉄合金であるコバール(Kovar)などが使用される。熱膨脹係数の小さいこれらの金属は、後述する絶縁材と近似した熱膨脹係数を有している。
第1金属メッキ層104aは、無電解メッキ工程によって形成される無電解銅メッキ層と同様に、後工程においてフラッシュエッチング(Flash Etching)によって除去可能なメッキ層が第1金属キャリア102a上に形成される。
また、第1金属メッキ層104aは、導電性の導電材料、例えば銅箔などを第1金属キャリア102a上に積層して形成することもできる。
第1金属キャリア102a上に第1金属メッキ層104aを形成した後は、第1金属メッキ層104a上に感光材106aを塗布する。
この際、感光材106aとして、液状感光材、すなわちフォトレジスト(Photo Resist)および半田レジスト(ソルダーレジスト:Solder Resist)のいずれか一方が使用できるが、微細回路パターンの形成のためにはフォトレジストが好ましい。
第1金属メッキ層104a上に感光材106aを塗布した後は、感光材106aが塗布された基板に回路パターン付きアートワーク(Artwork)フィルムを密着させた後、紫外線を照射する。
これにより、回路パターンが形成されるべき部分の感光材106aを除いた残部の感光材106aが紫外線照射によって硬化する。
すなわち、露光工程によって、回路パターンが形成されるべき部分の感光材106aを除いた残部の感光材106aを硬化させる。
その後、現像液を用いて、硬化していない感光材106a、すなわち回路パターンが形成されるべき部分の感光材106aを除去する。
この際、現像液としては、炭酸ナトリウム(1%のNaCO)または炭酸カリウム(KCO)が使用される。
その後、電解銅メッキ工程によって、図1Bに示すように、下層回路としての第1回路パターン108aを形成する。
第1回路パターン108aを形成した後は、図1Cに示すように、感光材106aを除去する。これにより、第1金属メッキ層104a上には下層回路としての第1回路パターン108aのみが残る。
このように第1金属キャリア102a、第1金属メッキ層104aおよび第1回路パターン108aからなる第1基板110aを形成した後は、図1A〜図1Cに示した方法と同一の方法によって、図1Dの如く第2金属キャリア102b上に第2金属メッキ層104bが積層され、第2金属メッキ層上に上層回路としての第2回路パターン108bが形成された第2基板110bを形成する。
第2基板110bを形成した後は、図1Dに示すように、第2基板110bの第2回路パターン108bと第1基板110aの第1回路パターン108aとの間にフィルム状の第1絶縁材112を挿入した後、図1Eに示すように、プレスで加熱・加圧して第1基板110a、第1絶縁材112および第2基板110bの順に積層させる。
この際、第1絶縁材112としてはプリプレグ(Prepreg)が使用される。
その後、図1Fに示すように、第2基板110bの第2金属キャリア102bおよび第2金属メッキ層104bを除去する。
この際、第2金属メッキ層104bは、エッチング工程によってエッチング液で除去される。
第2基板110bの第2金属キャリア102bおよび第2金属メッキ層104bを除去した後は、レーザーを用いて、図1Gに示すように、内層接続のために、第1回路パターン108aの上部が露出するようにビアホール114を形成する。
ビアホール114を形成した後は、無電解銅メッキ工程によって、図1Hに示すように無電解銅メッキ層116を形成する。
この際、無電解銅メッキ層116は、第2回路パターン108bの上部、ビアホール114の内壁、および露出した第1回路パターン108aの上部に形成される。
無電解銅メッキ層116を形成した後は、図1Iに示すように、無電解銅メッキ層116上に感光材106bを塗布する。
この際、感光材106としては、液状感光材、すなわちフォトレジストおよび半田レジスト(ソルダーレジスト)のいずれか一方が使用できるが、微細回路パターンの形成のためにはフォトレジストが好ましい。
無電解銅メッキ層116上に感光材106bを塗布した後は、感光材106bが塗布された基板に、接続ビアホール付きアートワークフィルムを密着させた後、紫外線を照射する。
これにより、接続ビアホールが形成されるべき部分の感光材106bを除いた残部の感光材106bが紫外線照射によって硬化する。
すなわち、露光工程によって、接続ビアホールが形成されるべき部分の感光材106bを除いた残部の感光材106bを硬化させる。
その後、現像液を用いて、硬化していない感光材106b、すなわち接続ビアホルが形成されるべき部分の感光材106bを除去する。
この際、現像液としては、炭酸ナトリウム(1%のNaCO)または炭酸カリウム(KCO)が使用される。
その後、図1Jに示すように、層間接続用の導電ビアを形成するために、電解銅メッキ工程によるフィル(fill)メッキによってビアホール114の内部を充填する。
ビアホール114の内部を充填した後は、図1Kに示すように、感光材106bを除去した後、図1Lに示すように、ビアホール114の内部が充填されたプリント基板の第2回路パターン108b上に感光材106cを塗布する。
この際、感光材106cとしては、液状感光材、すなわちフォトレジストまたは半田レジスト(ソルダーレジスト)が使用できるが、微細回路パターンの形成のためにはフォトレジストが好ましい。
感光材106cを塗布した後は、露光および現像工程を経て、接続メッキ層が形成されるべき部分の感光材106cを除去する。
その後、図1Mに示すように、接続メッキ層が形成されるべき部分に露出した無電解銅メッキ層116上に電解銅メッキ層120を形成した後、電解銅メッキ層120上にAg、Sn、Pbなどの金属で接続メッキ層122を形成する。
接続メッキ層122を形成した後は、図1Nに示すように、感光材106cを除去した後、エッチング液によって、第2回路パターン108b上に形成された無電解銅メッキ層116を除去する。
ここで、ビアホールの内壁および第2回路パターン108b上に形成された無電解銅メッキ層116、第2回路パターン108b、およびビアホールの内部に充填されたフィルメッキは導電性物質から構成されるので、第2回路パターン108bに統合し簡略化して示す。
この際、接続メッキ層122は、その下部に形成された電解銅メッキ層120および無電解銅メッキ層116がエッチング液によってエッチングされないようにマスクの役割を果たす。
このように接続メッキ層122が形成された第3基板110cを形成した後は、図1Oに示すように、第4基板110dの第2回路パターン180bと第3基板110cの接続メッキ層122との間に第2絶縁材124を挿入した後、プレスで加熱・加圧して、図1Pに示すように積層させる。
これにより、第3基板110cの接続メッキ層122が前記第4基板110dの第2回路パターン108bに接続される。
この際、第4基板110dは、図1A〜図1Kに示したプリント基板の製造工程によってビアホール114の内部を充填した後、フラッシュエッチング工程によって、第2回路パターン108b上に形成された無電解銅メッキ層116を除去することにより形成する。
すなわち、接続メッキ層122を形成する図1Lおよび図1M工程を除いた残りの工程を用いる場合、第4基板110dを形成することができる。
この際、第2絶縁材124としてはプリプレグまたはポリイミドなどが使用される。
その後、図1Qに示すように、前記第3及び第4基板からなる積層体の上下両面に位置する金属キャリア102a(102b)および金属メッキ層104a(104b)を除去する。この際、金属メッキ層104a(104b)は金属キャリア102a(102b)の除去後にフラッシュエッチング工程によってエッチング液を用いて除去する。
以上説明した本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法は、4層構造を持つ多層プリント基板についてのみ説明したが、4層以上の構造、すなわち6層構造または8層構造を持つプリント基板を製造する場合には、図1Pに示した工程以後に、図1Rおよび図1Sに示した工程、または図1Tよび図1Uに示した製造工程によって6層または8層構造のプリント基板を製造することができる。
ここで、例えば6層構造のプリント基板を製造する場合には、図1R、図1Sに示しすように、図1Pの工程における上表面側の金属キャリヤ102a及び金属メッキ層104aを除去して形成された積層基板110eの上面に絶縁材124を介して、図1Nに示すような基板110cを重ねた後、プレスで加熱・加圧による積層が行われる。
また、この際、図1R〜図1Uに示した多層プリント基板の製造方法は、図1A〜図1Qに示した多層プリント基板の製造方法を反復するので、その詳細な説明を省略する。
このように本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法は、絶縁層の内部に回路パターンを埋め込むように挿入するから、プリント基板の厚さを減らすことができ、感光材を、回路パターンが形成されるべき部分を除いた残部の金属メッキ層上に塗布した後、電解銅メッキ工程によって回路パターンを形成するから、微細回路を実現することができる。
また、本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法は、気温変化または工程温度に応じて基板が伸びたり縮んだり撓んだりする変形が発生することを防止するために、熱膨脹係数の小さいステンレス(SUS304)、インバール(Invar)、コバール(Kovar)などの金属キャリアを使用するので、熱または湿度の変化に関係なく安定的にプリント基板を製造することができる。
そして、本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法は、多層構造で形成された回路パターンが絶縁材の内部に埋められるように形成した後、金属キャリアおよび金属メッキ層を除去してプリント基板を製造するから、平らな表面を持つ高密度のプリント基板を製造することができる。
図2A〜図2Tは本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造工程を示す工程断面図である。
まず、図2Aに示すように、熱膨脹係数(Coefficient Thermal Expansion:CTE)の非常に小さい第1金属キャリア202a上に第1金属メッキ層204aを形成する。
この際、第1金属キャリア202aとしては、ステンレス(SUS304)、インバール(Invar)、コバール(Kovar)など、気温変化または工程温度に応じて基板が伸びたり撓んだりする変形が発生することを防止するために、熱膨脹係数(CTE)の小さい金属が使用される。
そして、第1金属メッキ層204aは、電解メッキ工程によって第1金属キャリア202a上に形成される。
このような第1金属メッキ層204aは、無電解銅メッキ層または電解銅メッキ層などの如く後工程においてフラッシュエッチング(Flash Etching)によって除去可能なメッキ層で形成されるが、電解メッキによる金属ではなく、銅箔などの導電材料が使用されてもよい。
第1金属メッキ層204aを形成した後は、第1金属メッキ層204a上に感光材206aを塗布する。
この際、感光材206aとしては、液状感光材、すなわちフォトレジストまたは半田レジストが使用できるが、微細回路パターンの形成のためにはフォトレジストが好ましい。
第1金属メッキ層204a上に感光材206aを塗布した後は、露光および現像工程によって、回路パターンが形成されるべき部分の感光材206aを除去した後、電解銅メッキ工程によって、図2Bに示すように下層回路としての第1回路パターン208aを形成する。
その後、図2Cに示すように、第1金属メッキ層204a上に塗布された感光材206aを除去する。これにより、第1金属メッキ層204a上には下層回路としての第1回路パターン208aのみが残る。
このように第1金属キャリア202a、第1金属メッキ層204aおよび第1回路パターン208aからなる第1基板210aを形成した後は、図2A〜図2Cに示した方法と同一の方法によって、図2Dに示すように、第2金属キャリア202b上に第2金属メッキ層204bが形成され、第2金属メッキ層204b上に上層回路としての第2回路パターンが形成された第2基板210bを形成する。
第2基板210bを形成した後は、第2基板210bの第2回路パターン208bと第1基板210aの第1回路パターン208aとの間に第1絶縁材212を挿入した後、図2Eに示すように、プレスで加圧・加圧して第1基板210a、第1絶縁材212および第2基板210bの順に積層させる。
この際、第1絶縁材212としてはプリプレグまたはポリイミドが使用される。
第1基板210a、第1絶縁材212、第2基板210bの順に順次積層した後は、図2Fに示すように、第2基板210bの第2金属キャリア202bおよび第2金属メッキ層204bを順次除去する。
この際、第2金属メッキ層204bは、第2金属キャリア202bの除去後にエッチング液によって除去される。
第2基板210bの第2金属キャリア202bおよび第2金属メッキ層204bを除去した後は、レーザーを用いて、図2Gに示すように、内層接続のために、第1回路パターン208aの上部が露出するようにビアホール214を形成する。
その後、無電解銅メッキ工程によって、図2Hに示すように、第2回路パターン208bの上部、ビアホール214の内壁、および露出した第1回路パターン208aの上部に無電解銅メッキ層216を形成する。
無電解銅メッキ層216を形成した後は、図2Iに示すように、無電解銅メッキ層216上に感光材206bを塗布する。
この際、感光材206bとしては、液状感光材、すなわちフォトレジストおよび半田レジストのいずれか一方が使用できるが、微細回路パターンの形成のためにはフォトレジストが好ましい。
無電解銅メッキ層216上に感光材206bを塗布した後は、露光および現像工程によって、ビアホール214上に塗布された感光材206bを除去する。
その後、図2Jに示すように、電解銅メッキ工程によるフィルメッキによってビアホール214の内部を充填する。
すなわち、ビアホール214の内部は電解銅メッキ層で充填される。
ビアホール214の内部を充填した後は、図2Kに示すように、感光材206bを除去した後、ビアホール214の内部が充填されたプリント基板の第2回路パターン208b上に図2Lに示すように感光材206cを塗布する。
この際、感光材206cとしては、液状感光材、すなわちフォトレジストおよび半田レジストのいずれか一方が使用できるが、微細回路パターンの形成のためにはフォトレジストが好ましい。
第2回路パターン208b上に感光材206cを塗布した後は、露光および現像工程によって、図2Lに示すように、接続メッキ層が形成されるべき部分の感光材206cを除去する。
その後、図2Mに示すように、接続メッキ層が形成されるべき部分に露出した無電解銅メッキ層216上に、例えばAg、Sn、Pbなどの端子接続メッキであればいずれでも適用可能な金属で接続メッキ層222を形成する。
接続メッキ層222を形成した後は、図2Nに示すように、第2回路パターン208b上に塗布された感光材206cを除去した後、図2Oに示すように、フラッシュエッチング工程によって無電解銅メッキ層216を除去する。
この際、接続メッキ層222は、その下部に形成された第2回路パターン208bがエッチングされないようにマスクの役割を果たす。
これにより、フラッシュエッチング工程によって無電解銅メッキ層を除去する場合、接続メッキ層222が形成されていない第2回路パターン208bは、エッチング液によって所定の深さにエッチングされるので、接続メッキ層222が形成された第2回路パターン208bを除いた残部の第2回路パターン208bは、第1絶縁材212の上表面より低い高さ位置の表面を持つ。
すなわち、接続メッキ層222が形成されていない第2回路パターン208bは、第1絶縁材212の表面より凹むようにエッチングされる。
ここで、ビアホールの内壁および第2回路パターン208b上に形成された無電解銅メッキ層216、第2回路パターン208bおよびビアホールの内部に充填されたフィルメッキは導電性物質から構成されるので、第2回路パターン208bに統合して簡略に示す。
このように接続メッキ層222が形成された第3基板210cを形成した後は、図2Pに示すように、第4基板210dの第2回路パターン208bと第3基板210cの接続メッキ層222との間に第2絶縁材224を挿入した後、プレスで加熱・加圧することにより、図2Qに示すように積層させる。
これにより、第3基板210cの接続メッキ層222が第4基板210dの第2回路パターン208bに接続される。
この際、第4基板210dは、図2A〜図2Kに示したプリント基板の製造工程によって、ビアホール214の内部を充填した後、フラッシュエッチング工程によって、第2回路パターン208b上に形成された無電解銅メッキ層216を除去して形成する。
すなわち、第4基板210dは、接続メッキ層222を形成する図2L〜図2Nの工程を除いた残りの工程である図2A〜図2Kの工程、および図2Oに示したプリント基板の製造工程によって形成する。
ここで、第2絶縁材224としては、プリプレグまたはポリイミドが使用される。
次いで、図2Rに示すように、第3基板210cおよび第4基板210dの第1金属キャリア202aおよび第1金属メッキ層204aを除去する。この際、第1金属メッキ層204aは第1金属キャリア202aの除去後にエッチング液によって除去される。
4層構造のプリント基板を形成した後は、図2A〜図2Rによって形成された4層構造のプリント基板である第5基板、および図2A〜図2Oによって形成された2層構造のプリント基板である第3基板を準備した後、4層構造のプリント基板と2層構造のプリント基板との間に第3絶縁材234を挿入して積層することにより、図2Sに示すように6層構造のプリント基板を製造することができる。
また、4層構造のプリント基板を形成した後は、図2A〜図2Rによって形成された4層構造のプリント基板である第5基板を2枚準備した後、前記2枚の基板の間に第4絶縁材244を挿入して積層することにより、図2Tに示すように8層構造のプリント基板を製造することもできる。
以上説明した本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法は、4層、6層、8層構造のプリント基板について説明したが、図2A〜図2Tに示した多層プリント基板の製造方法を用いて奇数層、すなわち3層、5層、7層構造のプリント基板を製造することができるうえ、8層構造以上のプリント基板も製造することができる。
このように本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法は、気温変化または工程温度に応じて基板が伸びたり撓んだりする変形が発生することを防止するために、熱膨脹係数の小さいステンレス、インバール、コバールなどの第1金属キャリア202aを使用するので、熱または湿度の変化に関係なく安定的にプリント基板を製造することができる。
また、本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法は、多層で形成された回路パターンが絶縁材の内部に埋められるように形成した後、第1金属キャリア202aおよび第1金属メッキ層204aを除去してプリント基板を製造するから、平らな表面を持つ高密度のプリント基板を製造することができる。
また、本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法は、絶縁層の内部に回路パターンを挿入するから、プリント基板の厚さを減らすことができ、感光材206を、回路パターンが形成される部分を除いた部分の第1金属メッキ層204a上に塗布した後、電解銅メッキ工程によって回路パターンを形成するから、微細回路を実現することができる。
本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の一実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の他の実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程断面図である。
符号の説明
102、202 金属キャリア
104、204 メッキ層
106、206 感光材
108、208 回路パターン
110a、110b、110c、110d、210a、210b、210c、210d 基板
112、124、212、224 絶縁材
114、214 ビアホール
116、216 無電解銅メッキ層
120 電解銅メッキ層
122、222 接続メッキ層

Claims (21)

  1. a)第1金属キャリア上に第1金属メッキ層が形成され、前記第1金属メッキ層上に第1回路パターンが形成された第1基板を準備する段階と、
    b)第2金属キャリア上に第2金属メッキ層が形成され、前記第2メッキ層上に第2回路パターンが形成された第2基板を準備する段階と、
    c)前記第1回路パターンと前記第2回路パターンとの間に第1絶縁材を挿入して積層させた後、前記第2基板の前記第2金属キャリアおよび前記第2金属メッキ層を除去する段階と、
    d)前記第1回路パターンの上部が露出するようにビアホールを形成する段階と、
    e)前記ビアホールの内壁、前記第1回路パターンの上部、および第2回路パターン上に無電解銅メッキ層を形成した後、前記ビアホールを充填する段階と、
    f)前記無電解銅メッキ層上に感光材を塗布した後、接続メッキ層が形成されるべき部分の前記感光材を除去する段階と、
    g)前記感光材が除去されて露出した前記無電解銅メッキ層上に電解銅メッキ層および接続メッキ層を順次形成した後、前記無電解銅メッキ層を除去する段階と、
    h)前記a)段階〜g)段階を経て形成された第3基板の接続メッキ層と、前記a)段階〜e)段階を経て形成された第4基板の第2回路パターンとの間に第2絶縁材を挿入して積層させることにより、前記接続メッキ層を前記第4基板の第2回路パターンに接続させる段階と、
    i)前記第3基板および前記第4基板の第1金属キャリアおよび第1金属メッキ層を順次除去する段階とを含むことを特徴とする、多層プリント基板の製造方法。
  2. 前記a)段階およびb)段階は、
    金属キャリア上に金属メッキ層を形成する段階と、
    前記金属メッキ層上に感光材を塗布する段階と、
    露光および現像工程によって、前記第1回路パターンおよび第2回路パターンのいずれか一方が形成されるべき部分の前記感光材を除去する段階と、
    前記感光材が除去された部分に電解銅メッキ工程によって前記第1回路パターンおよび第2回路パターンのいずれか一方を形成する段階とを含むことを特徴とする、請求項1に記載の多層プリント基板の製造方法。
  3. 前記金属キャリアは熱膨張係数(CTE)の低いステンレス、インバール、およびコバールのいずれか一つであることを特徴とする、請求項2に記載の多層プリント基板の製造方法。
  4. 前記金属メッキ層は後工程においてフラッシュエッチングによって除去可能なメッキ層から構成されることを特徴とする、請求項2に記載の多層プリント基板の製造方法。
  5. 前記金属メッキ層は銅箔から構成されることを特徴とする、請求項2に記載の多層プリント基板の製造方法。
  6. 前記感光材はフォトレジストおよびソルダーレジストのいずれか一方であることを特徴とする、請求項1に記載の多層プリント基板の製造方法。
  7. 前記c)段階およびi)段階で、前記金属メッキ層は前記金属キャリアの除去後にエッチング液によって除去されることを特徴とする、請求項1に記載の多層プリント基板の製造方法。
  8. 前記接続メッキ層は、Ag、SnおよびPbのいずれか一つの金属から構成されることを特徴とする、請求項1に記載の多層プリント基板の製造方法。
  9. 前記a)段階〜前記i)段階を経て形成された4層構造の第5基板と、前記a)段階〜前記e)段階を経て形成された2層構造の第4基板を準備した後、前記第4基板の第2回路パターンの一部に電解銅メッキ層および接続メッキ層を形成し、前記第5基板の第1回路パターンと前記第4基板の接続メッキ層との間に絶縁材を挿入して積層した後、第4基板および第5基板に積層された第1金属キャリアおよび第1金属メッキ層を除去して6層構造の多層プリント基板を形成することを特徴とする、請求項1に記載の多層プリント基板の製造方法。
  10. 前記a)段階〜前記i)段階を経て形成された4層構造の第5基板と、前記a)段階〜前記i)段階を経て形成された4層構造の第6基板を準備した後、前記第5基板の第1回路パターンの一部に電解銅メッキ層および接続メッキ層を形成し、前記第5基板の第1回路パターンと前記第6基板の接続メッキ層との間に絶縁材を挿入して積層した後、前記第5基板および第6基板に積層された第1金属キャリアおよび第1金属メッキ層を除去して8層構造の多層プリント基板を形成することを特徴とする、請求項1に記載の多層プリント基板の製造方法。
  11. a)第1金属キャリア上に第1金属メッキ層が形成され、前記第1金属メッキ層上に第1回路パターンが形成された第1基板を準備する段階と、
    b)第2金属キャリア上に第2金属メッキ層が形成され、前記第2金属メッキ層上に第2回路パターンが形成された第2基板を準備する段階と、
    c)前記第1回路パターンと前記第2回路パターンとの間に第1絶縁材を挿入して積層させる段階と、
    d)前記第2基板の前記第2金属キャリアおよび前記第2金属メッキ層を除去した後、前記第1回路パターンの上部が露出するようにビアホールを形成する段階と、
    e)前記ビアホールの内壁、前記第1回路パターンの上部、および第2回路パターン上に無電解銅メッキ層を形成した後、前記ビアホールを充填する段階と、
    f)接続メッキ層が形成されるべき部分を除いた残部の前記無電解銅メッキ層上に感光材を塗布した後、前記無電解銅メッキ層上に接続メッキ層を形成する段階と、
    g)接続メッキ層をマスクとして活用してエッチング液を用いて前記第2回路パターンおよび第1絶縁材上の無電解銅メッキ層を除去し、前記接続メッキ層以外の無電解銅メッキ層を前記第1絶縁材の表面より凹むようにエッチングする段階と、
    h)前記a)段階〜g)段階を経て形成された第3基板の接続メッキ層と、前記a)段階〜e)段階、および前記g)段階の接続メッキ層の代わりにフォトレジストでマスクを形成して接続メッキ層以外の無電解銅メッキ層を前記第1絶縁材の表面より凹むようにエッチングして形成された第4基板の第2回路パターンとの間に第2絶縁材を挿入して積層させることにより、前記接続メッキ層を前記第4基板の第2回路パターンに接続させる段階と、
    i)前記第3基板および第4基板の第1金属キャリアおよび第1金属メッキ層を順次除去する段階とを含むことを特徴とする、多層プリント基板の製造方法。
  12. 前記a)段階およびb)段階は、
    金属キャリア上に金属メッキ層を形成する段階と、
    前記金属メッキ層上に感光材を塗布する段階と、
    露光および現像工程によって、前記第1回路パターンおよび第2回路パターンのいずれか一方が形成されるべき部分の前記感光材を除去する段階と、
    前記感光材が除去された部分に電解銅メッキ工程によって前記第1回路パターンおよび第2回路パターンのいずれか一方を形成する段階とを含むことを特徴とする、請求項11に記載の多層プリント基板の製造方法。
  13. 前記金属キャリアは熱膨張係数(CET)の低いステンレス、インバールおよびコバールのいずれか一つであることを特徴とする、請求項12に記載の多層プリント基板の製造方法。
  14. 前記金属メッキ層は後工程においてフラッシュエッチングによって除去可能なメッキ層から構成されることを特徴とする、請求項12に記載の多層プリント基板の製造方法。
  15. 前記金属メッキ層は導電材料で形成されることを特徴とする、請求項12に記載の多層プリント基板の製造方法。
  16. 前記感光材はフォトレジストおよびソルダーレジストのいずれか一方であることを特徴とする、請求項11に記載の多層プリント基板の製造方法。
  17. 前記d)段階およびi)段階で、前記金属メッキ層は前記金属キャリアの除去後にエッチング液によって除去されることを特徴とする、請求項11に記載の多層プリント基板の製造方法。
  18. 前記接続メッキ層は、端子接続金属であるAg、SnおよびPbのいずれか一つから構成されることを特徴とする、請求項11に記載の多層プリント基板の製造方法。
  19. 前記g)段階またはh)段階で前記接続メッキ層とフォトレジストをマスクとして、前記接続メッキ層とフォトレジストが積層されていない無電解銅メッキ層を前記第1絶縁材より凹むようにエッチングして形成された第3基板と第4基板を積層するとき、前記第3基板と前記第4基板のエッチングによって凹まされた部分が前記第3基板と前記第4基板間の絶縁層になることを特徴とする、請求項11に記載の多層プリント基板の製造方法。
  20. 前記a)段階〜前記i)段階を経て形成された4層構造の第5基板に対して、前記接続メッキ層の代わりにフォトレジストをマスクとして形成し、前記第5基板に形成された回路パターンのうち前記接続メッキ層に接続されるべき回路パターンを除いた残りの回路パターンを前記第1絶縁材の表面より凹むようにエッチングし、しかる後、前記第5基板と、前記a)段階〜前記g)段階を経て形成された2層構造の第3基板との間に第3絶縁材を挿入して積層させることにより、前記第3基板の接続メッキ層を前記第5基板の回路パターンに接続させた後、前記第3基板と前記第5基板の第1金属キャリアおよび第1金属メッキ層を順次除去することにより、6層構造の多層プリント基板を形成することを特徴とする、請求項11に記載の多層プリント基板の製造方法。
  21. 前記4層構造の第5基板2枚から前記h)段階およびi)段階を順次行って形成された8層構造の多層プリント基板、前記6層構造の第6基板と前記4層構造の第5基板から前記h)段階およびi)段階を順次行って形成された10層構造の多層プリント基板など、順次多層構造の基板の形成が可能であることを特徴とする、請求項11に記載の多層プリント基板の製造方法。
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