プリント基板及びその製造方法
【課題】本発明はプリント基板及びその製造方法に関する。
【解決手段】本発明は、回路パターンを含むベース基板と、前記ベース基板上に備えられる導電性パッドと、前記導電性パッドに接合されるはんだボールと、前記ベース基板と前記導電性パッドとの間に備えられる剥離防止層と、を含むプリント基板及びその製造方法を開示する。
【解決手段】本発明は、回路パターンを含むベース基板と、前記ベース基板上に備えられる導電性パッドと、前記導電性パッドに接合されるはんだボールと、前記ベース基板と前記導電性パッドとの間に備えられる剥離防止層と、を含むプリント基板及びその製造方法を開示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プリント基板及びその製造方法に関し、より詳細には、ベース基板と導電性パッドとの間に剥離防止層を備え、ボールせん断試験(Ball shear test)を行う際、ベース基板と導電性パッドとの間の剥離(Delamination)現象を防止するプリント基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
通常、プリント基板は、各種の熱硬化性合成樹脂からなる基板の片面または両面に銅線で回路を具現した後、前記基板上にICまたは電子部品を具備、固定して電気的に連結したものである。
【0003】
前記基板上の回路パターンとICまたは電子部品との間の電気的連結のために、前記基板上に導電性パッドを備え、前記導電性パッドとICまたは電子部品をはんだボールを介して接合させることにより、ICまたは電子部品をプリント基板に実装する方法が一般的に用いられる。
【0004】
図1は、従来のプリント基板100を示す断面図である。ベース基板110上に導電性パッド120が備えられ、前記導電性パッド120にはんだボール130が接合される。
【0005】
導電性パッド120にはんだボール130が接合されると、はんだボール130と導電性パッド220との間の接合強度を測定するため、はんだボールが形成された基板をテーブルに固定させて、一定の荷重(load)とせん断高さを設定してボールせん断試験(Ball shear test)を行うことになる。この場合、ボールせん断試験を行う際に発生する荷重による圧力(ストレス)は、はんだボール130と導電性パッド120との間の接合部分だけでなく導電性パッド120とベース基板110との間の接合部分にまで影響を及ぼす。
【0006】
図2は、従来プリント基板において、ボールせん断試験を行う際に発生するストレスの分布に対するシミュレーション結果を示した図面である。
【0007】
図2を参照すると、ボールせん断試験を行う際に発生するストレスがベース基板110と導電性パッド120との間の界面にも集中されていることが分かる。その理由は、導電性パッド120を構成するCuの弾性係数は、110Gpaである反面、ベース基板110を構成する絶縁層の弾性係数は3〜4Gpaであって、このような弾性係数の差によりストレスがベース基板110の内部に伝達されず、ベース基板110と導電性パッド120との間の界面に分布されるためである。
ベース基板110と導電性パッド120表面にストレスが持続的に集中されると、ベース基板110と導電性パッド120の接合強度が減少し、結果、ベース基板110と導電性パッド120との間に剥離(Delamination)現象が発生して、これにより製品の耐久性に対する信頼度が低下するという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】韓国特許出願公開第10−2010−0039517号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、ボールせん断試験を行う際に発生するベース基板と導電性パッドとの間の剥離(Delamination)現象を防止するために導き出されたものであって、具体的に、従来技術と異なり、ベース基板と導電性パッドとの間に剥離防止層を備え、ベース基板の表面に集中するストレスを緩和させることにより、ベース基板と導電性パッドとの間の剥離(Delamination)現象を防止するプリント基板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
前記目的を果たすために、本発明の一実施形態によると、回路パターンを含むベース基板と、前記ベース基板上に備えられる導電性パッドと、前記導電性パッドに接合されるはんだボールと、前記ベース基板と前記導電性パッドとの間に備えられる剥離防止層と、を含むプリント基板を提供する。
【0011】
また、前記ベース基板は、片面プリント基板、両面プリント基板、または複数の回路層と複数の絶縁層を備えた多層プリント基板であることを特徴とする。
【0012】
また、前記ベース基板は、エポキシ系絶縁材、味の素ビルドアップフィルム(Ajinomoto Build−up Film;ABF)、液晶ポリマー(Liquid Crystal Polymer;LCP)、ポリテトラフルオロエチレン(Polytetrafluoroethylene;PTFE)、ポリイミド(Polyimide;PI)、ポリエーテルエーテルケトン(Polyetheretherketone;PEEK)から選ばれる少なくとも一つ以上からなる絶縁層を含むことを特徴とする。
【0013】
また、前記剥離防止層は、前記ベース基板より高い弾性係数を有することを特徴とする。
【0014】
また、前記剥離防止層の弾性係数は4Gpa超過〜110Gpa以下であることを特徴とする。
【0015】
また、前記剥離防止層は、0.6μm〜10μmの厚さ範囲を有することを特徴とする。
【0016】
一方、本発明の他の実施形態によると、(a)ベース基板を準備する段階と、(b)前記ベース基板の上面に剥離防止層を形成する段階と、(c)前記剥離防止層の上面に導電性パッドを含む回路パターンを形成する段階と、(d)前記ベース基板の上部をソルダレジスト層で塗布し、導電性パッド部分のソルダレジスト層を露出させる段階と、を含むプリント基板の製造方法を提供する。
【0017】
また、前記剥離防止層は、(a)段階の後、ベース基板の上面をソフトエッチング(soft etching)して形成されることを特徴とする。
【0018】
また、前記剥離防止層は、デスミア工程により形成されることを特徴とする。
【0019】
また、前記デスミア工程は、過マンガン酸塩溶液の温度や濃度を増加させたり過マンガン酸塩溶液を噴出するスプレーの圧力を増加させることを特徴とする。
【0020】
また、前記剥離防止層は、(a)段階の後、ベース基板より高い弾性係数を有する物質をベース基板の上面に積層してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【0021】
本発明のプリント基板及びその製造方法によると、ベース基板と導電性パッドとの間に剥離防止層を備えることにより、ボールせん断試験を行う際にベース基板と導電性パッドの表面に集中するストレスを緩和させてベース基板と導電性パッドとの間の剥離現象を防止し、製品の耐久性に対する信頼度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】従来のプリント基板を示した断面図である。
【図2】従来のプリント基板において、ボールせん断試験を行う際に発生するストレスの分布に対するシミュレーション結果を示した図面である。
【図3】本発明の一実施形態によるプリント基板を示した断面図である。
【図4】本発明の一実施形態によるプリント基板において、ボールせん断試験を行う際に発生するストレスの分布に対するシミュレーション結果を示した図面である。
【図5】図3に図示された本発明の一実施形態によるプリント基板の製造方法を示した図面である。
【図6】図3に図示された本発明の一実施形態によるプリント基板の製造方法を示した図面である。
【図7】図3に図示された本発明の一実施形態によるプリント基板の製造方法を示した図面である。
【図8】図3に図示された本発明の一実施形態によるプリント基板の製造方法を示した図面である。
【図9】図3に図示された本発明の一実施形態によるプリント基板の製造方法を示した図面である。
【図10】図3に図示された本発明の一実施形態によるプリント基板の製造方法を示した図面である。
【図11】図3に図示された本発明の一実施形態によるプリント基板の製造方法を示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、添付図面を参照して本発明による好ましい実施形態を詳細に説明する。
本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書及び請求範囲に用いられた用語や単語は通常的かつ辞書的な意味に解釈されてはならず、発明者が自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則にしたがって本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されるべきである。
【0024】
図3は、本発明の一実施形態によるプリント基板200を示した断面図である。
【0025】
図3を参照すると、本発明の一実施形態によるプリント基板200は、回路パターンを含むベース基板210と、前記ベース基板210上に備えられる導電性パッド220と、前記導電性パッド220に接合されるはんだボール240と、前記ベース基板210と前記導電性パッド220との間に備えられる剥離防止層230と、を含む。
【0026】
本実施形態では、本発明の技術的特徴を明瞭に記述するためにプリント基板の内層回路層及び最下層の構造が省略されたベース基板を例に挙げて説明する。従って、本発明は、このようなベース基板の構造により制限されず、ベース基板は、片面プリント基板、両面プリント基板、または複数の回路層と複数の絶縁層を備えた多層プリント基板の最外層基板を示す。
【0027】
前記ベース基板210は、電気絶縁素材である複合高分子樹脂、例えば、エポキシ系絶縁材、味の素ビルドアップフィルム(Ajinomoto Build−up Film;ABF)、液晶ポリマー(Liquid Crystal Polymer;LCP)、ポリテトラフルオロエチレン(Polytetrafluoroethylene;PTFE)、ポリイミド(Polyimide;PI)、ポリエーテルエーテルケトン(Polyetheretherketone;PEEK)から選ばれる少なくとも一つ以上からなる絶縁層を含む。
【0028】
前記ベース基板210上に形成される導電性パッド220を含む回路パターンは、アディティブ法(Additive process)、サブトラクティブ法(Subtractive Process)、モディファイドセミアディティブ法(Modified Semi Additive process;MSAP)及びセミアディティブ法(Semi Additive process;SAP)などを用いて形成することができるが、これに限定されるものではない。
【0029】
前記ベース基板210上には、はんだボール240を介してICまたは電子部品と電気的に連結される導電性パッド220が備えられており、前記導電性パッド220は、はんだボール240と接合される。即ち、はんだボール240を介してICまたは電子部品と基板の回路パターンとが電気的に連結される。前記導電性パッド220は、ほとんどがCuからなり、ICまたは電子部品との電気的接続状態を向上させるためにNi/Auがメッキされる。
【0030】
前記導電性パッド220は、はんだボールが接合される部分であって、回路パターンを具現する際にともに形成される。本明細書において用いられる導電性パッドの用語は制限的に解釈されず、ベース基板210の最外層に形成され、ICまたは電子部品と電気的に接続して信号を引き出す構成を示すものであればどのようなものでも使用できる。
【0031】
プリント基板の回路パターンを保護し、回路間の絶縁性を与えるために導電性パッド220以外の部分をカバーするソルダレジスト層290が前記ベース基板210上に塗布される。
【0032】
ベース基板210と導電性パッド220との間には剥離防止層230が備えられており、前記剥離防止層230は絶縁材からなるベース基板210より高い弾性係数を有することを特徴とする。
【0033】
前記剥離防止層230を備えることにより、ボールせん断試験(Ball shear test)を行う際に発生する圧力(ストレス)が剥離防止層に均一に分散されてベース基板210と導電性パッド220との間の接合部分に集中しない。これにより、ベース基板210と導電性パッド220との間の剥離現象を防止することができる。
【0034】
前記剥離防止層230の厚さは、0.6μm〜10μm範囲内であることが好ましい。0.6μm未満である場合、ボールせん断試験によるストレスが剥離防止層に分散されにくく、10μmを超過する場合、プリント基板の薄膜化に対応することができない。
【0035】
また、前記剥離防止層230の弾性係数は、4Gpa超過〜110Gpa以下であることが好ましい。ベース基板に含まれる絶縁層の弾性係数が3〜4Gpaの範囲を有するため、4Gpa以下である場合、ベース基板210の弾性係数と同一であるか低くなるため、本発明が目的とする効果を具現することができず、110Gpaを超過する場合、逆に導電性パッド220の弾性係数より高くなるため、導電性パッド220と剥離防止層230との間において剥離現象が発生する可能性がある。
【0036】
図4は、本発明のプリント基板において、ボールせん断試験を行う際に発生するストレスの分布に対するシミュレーション結果を示した図面である。
【0037】
シミュレーションに用いられた剥離防止層の厚さは1.2μmであり、弾性係数は75Gpaである。図2及び図4を互いに比較して説明すると、本発明の一実施形態によるプリント基板200の場合、剥離防止層が備えられていない従来のプリント基板に比べて、ボールせん断試験によるストレスがベース基板210と導電性パッド220の間の表面に集中されないことが分かる。
【0038】
以下、図5〜図10を参照して本発明の好ましい実施形態によるプリント基板の製造方法について説明する。
【0039】
先ず、図5に図示されたように、ベース基板210を提供する。前記ベース基板210は、片面プリント基板、両面プリント基板、または多層プリント基板においてICまたは電子部品が実装される最外層の基板になることができ、エポキシ系絶縁材、味の素ビルドアップフィルム(Ajinomoto Build−up Film;ABF)、液晶ポリマー(Liquid Crystal Polymer;LCP)、ポリテトラフルオロエチレン(Polytetrafluoroethylene;PTFE)、ポリイミド(Polyimide;PI)、ポリエーテルエーテルケトン(Polyetheretherketone;PEEK)から選ばれる少なくとも一つ以上からなる絶縁層を含む。
【0040】
次に、図6に図示されたように、前記ベース基板210の上面に剥離防止層230を形成する。前記剥離防止層230は、ベース基板210より高い弾性係数を有することを特徴とする。
【0041】
前記剥離防止層230は、前記ベース基板210の上面をソフトエッチング(soft etching)して形成することができる。前記ベース基板210に含まれる絶縁層の樹脂(Regin)をソフトエッチングする場合、絶縁層表面の充填剤(Filler)の含量が増加して弾性係数の高い剥離防止層が形成される。通常、ソフトエッチングに用いられるエッチング液としては、硫酸水溶液(硫酸の濃度:98g/l)、硫酸及び過硫酸ナトリウム水溶液(硫酸の濃度:9.8g/l、過硫酸ナトリウムの濃度:150g/l)、そして硫酸及び過酸化水素水溶液(硫酸濃度98g/l、過酸化水素の濃度:27g/l)のうち少なくとも一つであることができる。
【0042】
また、前記剥離防止層230は、デスミア工程により形成されることができる。デスミア工程のうち湿式デスミア工程は、樹脂表面を膨潤させて過マンガン酸塩(Permanganate)を容易に浸透させる膨潤(Swelling)段階と、膨潤段階で膨張された樹脂の共有結合を過マンガン酸塩溶液により処理してエッチングする過マンガン酸塩処理段階と、 過マンガン酸塩処理により生成された不溶性の副産物を溶解性マンガンにより中和して除去する中和(Neutralizer)段階と、を含む。ここで、前記過マンガン酸塩処理段階において用いられる過マンガン酸塩溶液の温度や濃度を増加させたり過マンガン酸塩溶液を噴出するスプレーの圧力を増加させる場合、絶縁層表面の充填剤(Filler)の含量が増加して弾性係数の高い剥離防止層が形成されることができる。このように、デスミア工程条件の一部を変更して剥離防止層を形成する場合、別途の追加工程なしに剥離防止層を形成することができるため、コストを節約することができる。
【0043】
また他の方法として、前記剥離防止層230はベース基板より高い弾性係数を有する物質をベース基板の上面に積層することにより形成することができる。前記物質の弾性係数は4Gpa超過〜110Gpa以下であることが好ましい。前記物質は、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂、アクリル系樹脂、またはウレタン系樹脂のうち少なくともいずれか一つを含むフィルムであることができるが、これに限定されるものではない。
【0044】
次に、図7に図示されたように、前記ベース基板210の任意に選ばれた位置をドリル加工を施して層間接続のためのビアホール250を形成する。前記ビアホール250を形成することは上層の銅箔回路と下層の銅箔回路を互いに電気的に接続するためであり、前記ビアホール250を加工した後、デスミア工程を行う。
【0045】
デスミア工程は、前記ビアホール250を形成のための穴あけ工程において発生する残渣などを除去し、後続するメッキ工程が円滑に行われるように前記ビアホール250の内壁表面に粗さ、即ち粗度(roughness)を提供する。
【0046】
次に、図8に図示されたように、無電解銅メッキを行って基板表面及び露出されたビアホール250の内壁表面に無電解銅メッキ層260を形成し、その後、基板表面にドライフィルム270を密着させて被覆する。
【0047】
前記ドライフィルム270は、感光性(Photo−sensitive)を有したフィルムであって、回路パターンが形成される領域が露出されることができるように、選択的に露光及び現象工程を行った後に銅メッキを行うと、図9に図示されたように、ドライフィルム270が残存しているところには電気銅280が形成されず、その他に電気が流れる部分、即ち化学銅上にのみ電気銅280が形成される。ここで化学銅と電気銅は両方とも銅(Cu)であることには相違ないが、後続するフラッシュエッチング(Flash etching)工程過程においてエッチング特性が相違しており、区別して図示したため、注意しなければならない。
【0048】
次に、ドライフィルム270を剥離した後、ドライフィルムにより保護される部分に化学銅が残存しており、これを除去すると短絡された部分が解消され、図10に図示されたように、導電性パッド220を含む回路パターンが完成される。化学銅は、フラッシュエッチング(flash etching)、即ちエッチング液に基板を若干浸漬してエッチングすることができる。
【0049】
次に、図11に図示されたように、導電性パッド220を含む回路パターンが完成されたベース基板の表面にソルダレジストを塗布してソルダレジスト層290を形成する。前記ソルダレジスト層290は、ICまたは電子部品を実装する際にはんだ付けにより回路パターンを保護し、回路パターンの間のブリッジを防止するために形成するものであって、感光性のあるインクを使用して基板に塗布する。その後、露光及び現象を行って導電性パッド220部分のソルダレジスト層290を除去することによりはんだボール240が接合される空間を設け、その後、ICまたは電子部品を実装する。
【0050】
本明細書に記載される実施形態と図面に図示される構成は本発明のもっとも好ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想の全部を代弁しているわけではないため、本出願時点においてこれらを代替することができる多様な均等物と変形例があり得ることを理解しなければならない。
【符号の説明】
【0051】
100、200 プリント基板
110、210 ベース基板
120、220 導電性パッド
130、240 はんだボール
230 剥離防止層
240 はんだボール
250 ビアホール
260 銅メッキ層
270 ドライフィルム
280 電気銅
290 ソルダレジスト層
【技術分野】
【0001】
本発明は、プリント基板及びその製造方法に関し、より詳細には、ベース基板と導電性パッドとの間に剥離防止層を備え、ボールせん断試験(Ball shear test)を行う際、ベース基板と導電性パッドとの間の剥離(Delamination)現象を防止するプリント基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
通常、プリント基板は、各種の熱硬化性合成樹脂からなる基板の片面または両面に銅線で回路を具現した後、前記基板上にICまたは電子部品を具備、固定して電気的に連結したものである。
【0003】
前記基板上の回路パターンとICまたは電子部品との間の電気的連結のために、前記基板上に導電性パッドを備え、前記導電性パッドとICまたは電子部品をはんだボールを介して接合させることにより、ICまたは電子部品をプリント基板に実装する方法が一般的に用いられる。
【0004】
図1は、従来のプリント基板100を示す断面図である。ベース基板110上に導電性パッド120が備えられ、前記導電性パッド120にはんだボール130が接合される。
【0005】
導電性パッド120にはんだボール130が接合されると、はんだボール130と導電性パッド220との間の接合強度を測定するため、はんだボールが形成された基板をテーブルに固定させて、一定の荷重(load)とせん断高さを設定してボールせん断試験(Ball shear test)を行うことになる。この場合、ボールせん断試験を行う際に発生する荷重による圧力(ストレス)は、はんだボール130と導電性パッド120との間の接合部分だけでなく導電性パッド120とベース基板110との間の接合部分にまで影響を及ぼす。
【0006】
図2は、従来プリント基板において、ボールせん断試験を行う際に発生するストレスの分布に対するシミュレーション結果を示した図面である。
【0007】
図2を参照すると、ボールせん断試験を行う際に発生するストレスがベース基板110と導電性パッド120との間の界面にも集中されていることが分かる。その理由は、導電性パッド120を構成するCuの弾性係数は、110Gpaである反面、ベース基板110を構成する絶縁層の弾性係数は3〜4Gpaであって、このような弾性係数の差によりストレスがベース基板110の内部に伝達されず、ベース基板110と導電性パッド120との間の界面に分布されるためである。
ベース基板110と導電性パッド120表面にストレスが持続的に集中されると、ベース基板110と導電性パッド120の接合強度が減少し、結果、ベース基板110と導電性パッド120との間に剥離(Delamination)現象が発生して、これにより製品の耐久性に対する信頼度が低下するという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】韓国特許出願公開第10−2010−0039517号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、ボールせん断試験を行う際に発生するベース基板と導電性パッドとの間の剥離(Delamination)現象を防止するために導き出されたものであって、具体的に、従来技術と異なり、ベース基板と導電性パッドとの間に剥離防止層を備え、ベース基板の表面に集中するストレスを緩和させることにより、ベース基板と導電性パッドとの間の剥離(Delamination)現象を防止するプリント基板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
前記目的を果たすために、本発明の一実施形態によると、回路パターンを含むベース基板と、前記ベース基板上に備えられる導電性パッドと、前記導電性パッドに接合されるはんだボールと、前記ベース基板と前記導電性パッドとの間に備えられる剥離防止層と、を含むプリント基板を提供する。
【0011】
また、前記ベース基板は、片面プリント基板、両面プリント基板、または複数の回路層と複数の絶縁層を備えた多層プリント基板であることを特徴とする。
【0012】
また、前記ベース基板は、エポキシ系絶縁材、味の素ビルドアップフィルム(Ajinomoto Build−up Film;ABF)、液晶ポリマー(Liquid Crystal Polymer;LCP)、ポリテトラフルオロエチレン(Polytetrafluoroethylene;PTFE)、ポリイミド(Polyimide;PI)、ポリエーテルエーテルケトン(Polyetheretherketone;PEEK)から選ばれる少なくとも一つ以上からなる絶縁層を含むことを特徴とする。
【0013】
また、前記剥離防止層は、前記ベース基板より高い弾性係数を有することを特徴とする。
【0014】
また、前記剥離防止層の弾性係数は4Gpa超過〜110Gpa以下であることを特徴とする。
【0015】
また、前記剥離防止層は、0.6μm〜10μmの厚さ範囲を有することを特徴とする。
【0016】
一方、本発明の他の実施形態によると、(a)ベース基板を準備する段階と、(b)前記ベース基板の上面に剥離防止層を形成する段階と、(c)前記剥離防止層の上面に導電性パッドを含む回路パターンを形成する段階と、(d)前記ベース基板の上部をソルダレジスト層で塗布し、導電性パッド部分のソルダレジスト層を露出させる段階と、を含むプリント基板の製造方法を提供する。
【0017】
また、前記剥離防止層は、(a)段階の後、ベース基板の上面をソフトエッチング(soft etching)して形成されることを特徴とする。
【0018】
また、前記剥離防止層は、デスミア工程により形成されることを特徴とする。
【0019】
また、前記デスミア工程は、過マンガン酸塩溶液の温度や濃度を増加させたり過マンガン酸塩溶液を噴出するスプレーの圧力を増加させることを特徴とする。
【0020】
また、前記剥離防止層は、(a)段階の後、ベース基板より高い弾性係数を有する物質をベース基板の上面に積層してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【0021】
本発明のプリント基板及びその製造方法によると、ベース基板と導電性パッドとの間に剥離防止層を備えることにより、ボールせん断試験を行う際にベース基板と導電性パッドの表面に集中するストレスを緩和させてベース基板と導電性パッドとの間の剥離現象を防止し、製品の耐久性に対する信頼度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】従来のプリント基板を示した断面図である。
【図2】従来のプリント基板において、ボールせん断試験を行う際に発生するストレスの分布に対するシミュレーション結果を示した図面である。
【図3】本発明の一実施形態によるプリント基板を示した断面図である。
【図4】本発明の一実施形態によるプリント基板において、ボールせん断試験を行う際に発生するストレスの分布に対するシミュレーション結果を示した図面である。
【図5】図3に図示された本発明の一実施形態によるプリント基板の製造方法を示した図面である。
【図6】図3に図示された本発明の一実施形態によるプリント基板の製造方法を示した図面である。
【図7】図3に図示された本発明の一実施形態によるプリント基板の製造方法を示した図面である。
【図8】図3に図示された本発明の一実施形態によるプリント基板の製造方法を示した図面である。
【図9】図3に図示された本発明の一実施形態によるプリント基板の製造方法を示した図面である。
【図10】図3に図示された本発明の一実施形態によるプリント基板の製造方法を示した図面である。
【図11】図3に図示された本発明の一実施形態によるプリント基板の製造方法を示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、添付図面を参照して本発明による好ましい実施形態を詳細に説明する。
本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書及び請求範囲に用いられた用語や単語は通常的かつ辞書的な意味に解釈されてはならず、発明者が自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則にしたがって本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されるべきである。
【0024】
図3は、本発明の一実施形態によるプリント基板200を示した断面図である。
【0025】
図3を参照すると、本発明の一実施形態によるプリント基板200は、回路パターンを含むベース基板210と、前記ベース基板210上に備えられる導電性パッド220と、前記導電性パッド220に接合されるはんだボール240と、前記ベース基板210と前記導電性パッド220との間に備えられる剥離防止層230と、を含む。
【0026】
本実施形態では、本発明の技術的特徴を明瞭に記述するためにプリント基板の内層回路層及び最下層の構造が省略されたベース基板を例に挙げて説明する。従って、本発明は、このようなベース基板の構造により制限されず、ベース基板は、片面プリント基板、両面プリント基板、または複数の回路層と複数の絶縁層を備えた多層プリント基板の最外層基板を示す。
【0027】
前記ベース基板210は、電気絶縁素材である複合高分子樹脂、例えば、エポキシ系絶縁材、味の素ビルドアップフィルム(Ajinomoto Build−up Film;ABF)、液晶ポリマー(Liquid Crystal Polymer;LCP)、ポリテトラフルオロエチレン(Polytetrafluoroethylene;PTFE)、ポリイミド(Polyimide;PI)、ポリエーテルエーテルケトン(Polyetheretherketone;PEEK)から選ばれる少なくとも一つ以上からなる絶縁層を含む。
【0028】
前記ベース基板210上に形成される導電性パッド220を含む回路パターンは、アディティブ法(Additive process)、サブトラクティブ法(Subtractive Process)、モディファイドセミアディティブ法(Modified Semi Additive process;MSAP)及びセミアディティブ法(Semi Additive process;SAP)などを用いて形成することができるが、これに限定されるものではない。
【0029】
前記ベース基板210上には、はんだボール240を介してICまたは電子部品と電気的に連結される導電性パッド220が備えられており、前記導電性パッド220は、はんだボール240と接合される。即ち、はんだボール240を介してICまたは電子部品と基板の回路パターンとが電気的に連結される。前記導電性パッド220は、ほとんどがCuからなり、ICまたは電子部品との電気的接続状態を向上させるためにNi/Auがメッキされる。
【0030】
前記導電性パッド220は、はんだボールが接合される部分であって、回路パターンを具現する際にともに形成される。本明細書において用いられる導電性パッドの用語は制限的に解釈されず、ベース基板210の最外層に形成され、ICまたは電子部品と電気的に接続して信号を引き出す構成を示すものであればどのようなものでも使用できる。
【0031】
プリント基板の回路パターンを保護し、回路間の絶縁性を与えるために導電性パッド220以外の部分をカバーするソルダレジスト層290が前記ベース基板210上に塗布される。
【0032】
ベース基板210と導電性パッド220との間には剥離防止層230が備えられており、前記剥離防止層230は絶縁材からなるベース基板210より高い弾性係数を有することを特徴とする。
【0033】
前記剥離防止層230を備えることにより、ボールせん断試験(Ball shear test)を行う際に発生する圧力(ストレス)が剥離防止層に均一に分散されてベース基板210と導電性パッド220との間の接合部分に集中しない。これにより、ベース基板210と導電性パッド220との間の剥離現象を防止することができる。
【0034】
前記剥離防止層230の厚さは、0.6μm〜10μm範囲内であることが好ましい。0.6μm未満である場合、ボールせん断試験によるストレスが剥離防止層に分散されにくく、10μmを超過する場合、プリント基板の薄膜化に対応することができない。
【0035】
また、前記剥離防止層230の弾性係数は、4Gpa超過〜110Gpa以下であることが好ましい。ベース基板に含まれる絶縁層の弾性係数が3〜4Gpaの範囲を有するため、4Gpa以下である場合、ベース基板210の弾性係数と同一であるか低くなるため、本発明が目的とする効果を具現することができず、110Gpaを超過する場合、逆に導電性パッド220の弾性係数より高くなるため、導電性パッド220と剥離防止層230との間において剥離現象が発生する可能性がある。
【0036】
図4は、本発明のプリント基板において、ボールせん断試験を行う際に発生するストレスの分布に対するシミュレーション結果を示した図面である。
【0037】
シミュレーションに用いられた剥離防止層の厚さは1.2μmであり、弾性係数は75Gpaである。図2及び図4を互いに比較して説明すると、本発明の一実施形態によるプリント基板200の場合、剥離防止層が備えられていない従来のプリント基板に比べて、ボールせん断試験によるストレスがベース基板210と導電性パッド220の間の表面に集中されないことが分かる。
【0038】
以下、図5〜図10を参照して本発明の好ましい実施形態によるプリント基板の製造方法について説明する。
【0039】
先ず、図5に図示されたように、ベース基板210を提供する。前記ベース基板210は、片面プリント基板、両面プリント基板、または多層プリント基板においてICまたは電子部品が実装される最外層の基板になることができ、エポキシ系絶縁材、味の素ビルドアップフィルム(Ajinomoto Build−up Film;ABF)、液晶ポリマー(Liquid Crystal Polymer;LCP)、ポリテトラフルオロエチレン(Polytetrafluoroethylene;PTFE)、ポリイミド(Polyimide;PI)、ポリエーテルエーテルケトン(Polyetheretherketone;PEEK)から選ばれる少なくとも一つ以上からなる絶縁層を含む。
【0040】
次に、図6に図示されたように、前記ベース基板210の上面に剥離防止層230を形成する。前記剥離防止層230は、ベース基板210より高い弾性係数を有することを特徴とする。
【0041】
前記剥離防止層230は、前記ベース基板210の上面をソフトエッチング(soft etching)して形成することができる。前記ベース基板210に含まれる絶縁層の樹脂(Regin)をソフトエッチングする場合、絶縁層表面の充填剤(Filler)の含量が増加して弾性係数の高い剥離防止層が形成される。通常、ソフトエッチングに用いられるエッチング液としては、硫酸水溶液(硫酸の濃度:98g/l)、硫酸及び過硫酸ナトリウム水溶液(硫酸の濃度:9.8g/l、過硫酸ナトリウムの濃度:150g/l)、そして硫酸及び過酸化水素水溶液(硫酸濃度98g/l、過酸化水素の濃度:27g/l)のうち少なくとも一つであることができる。
【0042】
また、前記剥離防止層230は、デスミア工程により形成されることができる。デスミア工程のうち湿式デスミア工程は、樹脂表面を膨潤させて過マンガン酸塩(Permanganate)を容易に浸透させる膨潤(Swelling)段階と、膨潤段階で膨張された樹脂の共有結合を過マンガン酸塩溶液により処理してエッチングする過マンガン酸塩処理段階と、 過マンガン酸塩処理により生成された不溶性の副産物を溶解性マンガンにより中和して除去する中和(Neutralizer)段階と、を含む。ここで、前記過マンガン酸塩処理段階において用いられる過マンガン酸塩溶液の温度や濃度を増加させたり過マンガン酸塩溶液を噴出するスプレーの圧力を増加させる場合、絶縁層表面の充填剤(Filler)の含量が増加して弾性係数の高い剥離防止層が形成されることができる。このように、デスミア工程条件の一部を変更して剥離防止層を形成する場合、別途の追加工程なしに剥離防止層を形成することができるため、コストを節約することができる。
【0043】
また他の方法として、前記剥離防止層230はベース基板より高い弾性係数を有する物質をベース基板の上面に積層することにより形成することができる。前記物質の弾性係数は4Gpa超過〜110Gpa以下であることが好ましい。前記物質は、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂、アクリル系樹脂、またはウレタン系樹脂のうち少なくともいずれか一つを含むフィルムであることができるが、これに限定されるものではない。
【0044】
次に、図7に図示されたように、前記ベース基板210の任意に選ばれた位置をドリル加工を施して層間接続のためのビアホール250を形成する。前記ビアホール250を形成することは上層の銅箔回路と下層の銅箔回路を互いに電気的に接続するためであり、前記ビアホール250を加工した後、デスミア工程を行う。
【0045】
デスミア工程は、前記ビアホール250を形成のための穴あけ工程において発生する残渣などを除去し、後続するメッキ工程が円滑に行われるように前記ビアホール250の内壁表面に粗さ、即ち粗度(roughness)を提供する。
【0046】
次に、図8に図示されたように、無電解銅メッキを行って基板表面及び露出されたビアホール250の内壁表面に無電解銅メッキ層260を形成し、その後、基板表面にドライフィルム270を密着させて被覆する。
【0047】
前記ドライフィルム270は、感光性(Photo−sensitive)を有したフィルムであって、回路パターンが形成される領域が露出されることができるように、選択的に露光及び現象工程を行った後に銅メッキを行うと、図9に図示されたように、ドライフィルム270が残存しているところには電気銅280が形成されず、その他に電気が流れる部分、即ち化学銅上にのみ電気銅280が形成される。ここで化学銅と電気銅は両方とも銅(Cu)であることには相違ないが、後続するフラッシュエッチング(Flash etching)工程過程においてエッチング特性が相違しており、区別して図示したため、注意しなければならない。
【0048】
次に、ドライフィルム270を剥離した後、ドライフィルムにより保護される部分に化学銅が残存しており、これを除去すると短絡された部分が解消され、図10に図示されたように、導電性パッド220を含む回路パターンが完成される。化学銅は、フラッシュエッチング(flash etching)、即ちエッチング液に基板を若干浸漬してエッチングすることができる。
【0049】
次に、図11に図示されたように、導電性パッド220を含む回路パターンが完成されたベース基板の表面にソルダレジストを塗布してソルダレジスト層290を形成する。前記ソルダレジスト層290は、ICまたは電子部品を実装する際にはんだ付けにより回路パターンを保護し、回路パターンの間のブリッジを防止するために形成するものであって、感光性のあるインクを使用して基板に塗布する。その後、露光及び現象を行って導電性パッド220部分のソルダレジスト層290を除去することによりはんだボール240が接合される空間を設け、その後、ICまたは電子部品を実装する。
【0050】
本明細書に記載される実施形態と図面に図示される構成は本発明のもっとも好ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想の全部を代弁しているわけではないため、本出願時点においてこれらを代替することができる多様な均等物と変形例があり得ることを理解しなければならない。
【符号の説明】
【0051】
100、200 プリント基板
110、210 ベース基板
120、220 導電性パッド
130、240 はんだボール
230 剥離防止層
240 はんだボール
250 ビアホール
260 銅メッキ層
270 ドライフィルム
280 電気銅
290 ソルダレジスト層
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ベース基板と、
前記ベース基板上に形成される導電性パッドを含む回路パターンと、
前記導電性パッドに接合されるはんだボールと、
前記ベース基板と前記導電性パッドとの間に備えられる剥離防止層と、を含むプリント基板。
【請求項2】
前記ベース基板は、片面プリント基板、両面プリント基板、または複数の回路層と複数の絶縁層を備えた多層プリント基板からなる請求項1に記載のプリント基板。
【請求項3】
前記ベース基板は、エポキシ系絶縁材、味の素ビルドアップフィルム(Ajinomoto Build−up Film;ABF)、液晶ポリマー(Liquid Crystal Polymer;LCP)、ポリテトラフルオロエチレン(Polytetrafluoroethylene;PTFE)、ポリイミド(Polyimide;PI)、ポリエーテルエーテルケトン(Polyetheretherketone;PEEK)から選ばれる少なくとも一つ以上からなる絶縁層を含む請求項1に記載のプリント基板。
【請求項4】
前記剥離防止層は、前記ベース基板より高い弾性係数を有することを特徴とする請求項1に記載のプリント基板。
【請求項5】
前記剥離防止層の弾性係数は、4Gpa超過〜110Gpa以下であることを特徴とする請求項1に記載のプリント基板。
【請求項6】
前記剥離防止層は、0.6μm〜10μmの厚さ範囲を有することを特徴とする請求項1に記載のプリント基板。
【請求項7】
(a)ベース基板を準備する段階と、
(b)前記ベース基板の上面に剥離防止層を形成する段階と、
(c)前記剥離防止層の上面に導電性パッドを含む回路パターンを形成する段階と、
(d)前記ベース基板の上部に前記導電性パッド部分を除くソルダレジスト層を形成する段階と、を含むプリント基板の製造方法。
【請求項8】
(b)段階は、(a)段階で準備されたベース基板の上面をソフトエッチング(soft etching)して剥離防止層を形成することを特徴とする請求項7に記載のプリント基板の製造方法。
【請求項9】
(b)段階は、デスミア工程により剥離防止層を形成することを特徴とする請求項7に記載のプリント基板の製造方法。
【請求項10】
前記デスミア工程は、過マンガン酸塩溶液の温度や濃度を増加させたり過マンガン酸塩溶液を噴出するスプレーの圧力を増加させることを特徴とする請求項9に記載のプリント基板の製造方法。
【請求項11】
(b)段階は、(a)段階の後、前記ベース基板より高い弾性係数を有する物質を前記ベース基板の上面に積層して剥離防止層を形成することを特徴とする請求項7に記載のプリント基板の製造方法。
【請求項1】
ベース基板と、
前記ベース基板上に形成される導電性パッドを含む回路パターンと、
前記導電性パッドに接合されるはんだボールと、
前記ベース基板と前記導電性パッドとの間に備えられる剥離防止層と、を含むプリント基板。
【請求項2】
前記ベース基板は、片面プリント基板、両面プリント基板、または複数の回路層と複数の絶縁層を備えた多層プリント基板からなる請求項1に記載のプリント基板。
【請求項3】
前記ベース基板は、エポキシ系絶縁材、味の素ビルドアップフィルム(Ajinomoto Build−up Film;ABF)、液晶ポリマー(Liquid Crystal Polymer;LCP)、ポリテトラフルオロエチレン(Polytetrafluoroethylene;PTFE)、ポリイミド(Polyimide;PI)、ポリエーテルエーテルケトン(Polyetheretherketone;PEEK)から選ばれる少なくとも一つ以上からなる絶縁層を含む請求項1に記載のプリント基板。
【請求項4】
前記剥離防止層は、前記ベース基板より高い弾性係数を有することを特徴とする請求項1に記載のプリント基板。
【請求項5】
前記剥離防止層の弾性係数は、4Gpa超過〜110Gpa以下であることを特徴とする請求項1に記載のプリント基板。
【請求項6】
前記剥離防止層は、0.6μm〜10μmの厚さ範囲を有することを特徴とする請求項1に記載のプリント基板。
【請求項7】
(a)ベース基板を準備する段階と、
(b)前記ベース基板の上面に剥離防止層を形成する段階と、
(c)前記剥離防止層の上面に導電性パッドを含む回路パターンを形成する段階と、
(d)前記ベース基板の上部に前記導電性パッド部分を除くソルダレジスト層を形成する段階と、を含むプリント基板の製造方法。
【請求項8】
(b)段階は、(a)段階で準備されたベース基板の上面をソフトエッチング(soft etching)して剥離防止層を形成することを特徴とする請求項7に記載のプリント基板の製造方法。
【請求項9】
(b)段階は、デスミア工程により剥離防止層を形成することを特徴とする請求項7に記載のプリント基板の製造方法。
【請求項10】
前記デスミア工程は、過マンガン酸塩溶液の温度や濃度を増加させたり過マンガン酸塩溶液を噴出するスプレーの圧力を増加させることを特徴とする請求項9に記載のプリント基板の製造方法。
【請求項11】
(b)段階は、(a)段階の後、前記ベース基板より高い弾性係数を有する物質を前記ベース基板の上面に積層して剥離防止層を形成することを特徴とする請求項7に記載のプリント基板の製造方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2012−104820(P2012−104820A)
【公開日】平成24年5月31日(2012.5.31)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−240012(P2011−240012)
【出願日】平成23年11月1日(2011.11.1)
【出願人】(594023722)サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. (1,585)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年5月31日(2012.5.31)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年11月1日(2011.11.1)
【出願人】(594023722)サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. (1,585)
【Fターム(参考)】
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