説明

金属積層板及びその製造方法

【課題】本発明はレーザを用いてビアホールの加工時に金属膜が貫通されることを防止でき、信頼度の高いVOP構造の金属積層板及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る金属積層板は、金属材質の障壁層と、障壁層の一面に形成され、障壁層とメッキにより結合される金属膜と、金属膜に接合される絶縁体と、を含むことを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、金属積層板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
現在、リジッド(rigid)基板の製作に当たっては、コア材料として銅張積層板(CCL、Copper Clad Laminate)が通常用いられており、このような銅張積層板の上に層を積み重ねる方法で多層基板が製作される。ここで、銅張積層板とは、図1に示すように、ガラス纎維などで補強された絶縁体1の両面に銅箔2,3が形成された形態の資材のことである。
【0003】
近年、軽薄で、様々な機能を有する携帯用電子製品に対する需要が増加するに伴い、薄くて高密度を実現する印刷回路基板に対する要求もますます高まっている。
【0004】
このような基板の高密度/高集積化の傾向により、図2に示すように、回路パターン4が形成された絶縁体1を貫通するビア6とパッド5とが直接接続され、そのパッド5にハンダボール(図示せず)が結合される構造が提示された。このような構造をビア・オン・パッド(via on pad、以下、「VOP」と称する)構造という。
【0005】
このように、VOP構造におけるビアホール6aを形成する工程は、図3に示すように、主にCOレーザドリルで行われるが、銅張積層板のように薄い銅箔2,3が形成された基板にビアホール6aを形成する場合には、COレーザドリルにより下部銅箔3が貫通されることがあった。図3の3aは、COレーザにより下部銅箔3が貫通されたことを示す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
こういう従来技術の問題点に鑑み、本発明は、レーザを用いてビアホールを加工する際に、金属膜が貫通されることを防止できる金属積層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】
【0007】
本発明の一実施形態では、金属材質の障壁層と、障壁層の一面に形成され、障壁層とメッキにより結合される金属膜と、金属膜に接合される絶縁体と、を含む金属積層板が提供される。
【0008】
ここで、障壁層はニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)のうち少なくとも一つを含み、金属膜は銅(Cu)を含むことができる。
【0009】
一方、障壁層の他面には金属層が形成されることもでき、障壁層は金属層上にメッキされる形態であってもよい。この時、障壁層はニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)のうち少なくとも一つを含み、金属膜及び金属層は銅(Cu)を含むことができる。
【0010】
本発明の他の実施形態によれば、メッキを行って金属層の一面に障壁層を形成するステップと、メッキを行って障壁層の一面に金属膜を形成するステップと、金属膜の一面に絶縁体を接合するステップと、を含む金属積層板の製造方法が提供される。
【0011】
ここで、障壁層はニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)のうち少なくとも一つを含み、金属膜及び金属層は銅(Cu)を含むことができる。
【0012】
接合するステップは、半硬化(B-stage)状態の絶縁体と金属膜を熱圧着することにより行われることができる。
【0013】
本発明のまた他の実施形態によれば、絶縁体の一面または両面に金属膜を接合するステップと、電解メッキにより金属膜上に障壁層を形成するステップと、を含む金属積層板の製造方法が提供される。
【0014】
ここで、金属膜は銅(Cu)を含み、障壁層はニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)のうち少なくとも一つを含むことができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明の好ましい実施例によれば、レーザを用いたビアホール加工時に金属膜が貫通されることを防止できる金属積層板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
本発明は多様な変換を加えることができ、様々な実施例を有することができるため、本願では特定実施例を図面に例示し、詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変換、均等物及び代替物を含むものとして理解されるべきである。本発明を説明するに当たって、係る公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨をかえって不明にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【0017】
本願で用いた用語は、ただ特定の実施例を説明するために用いたものであって、本発明を限定するものではない。単数の表現は、文の中で明らかに表現しない限り、複数の表現を含む。本願において、「含む」または「有する」などの用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、またはこれらを組合せたものの存在を指定するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、またはこれらを組合せたものの存在または付加可能性を予め排除するものではないと理解しなくてはならない。
【0018】
以下、本発明による金属積層板及びその製造方法の好ましい実施例を添付図面を参照して詳しく説明し、添付図面を参照して説明するに当たって、同一または対応の構成要素には同一の図面番号を付し、これに対する重複説明は省略する。
【0019】
図4は本発明の一実施形態による金属積層板の一実施例を示す断面図である。図4を参照すると、金属積層板10、絶縁体11、金属膜12、障壁層13、金属層14が示されている。
【0020】
本実施例による金属積層板10は、絶縁体11を基準に、その両面にそれぞれ金属膜12、障壁層13、及び金属層14が順に形成されている構造を有する。
【0021】
絶縁体11は、パターニングにより両面にそれぞれ形成される回路パターン間を電気的に分離する機能をするものであって、エポキシ樹脂にガラス繊維が含浸された形態のものを用いてもよく、それ以外の絶縁性材料を絶縁体11として用いることもできる。
【0022】
絶縁体11と接している金属膜12は、最大2μm程度の厚さを有するように薄く形成されることができ、銅を主な材質とすることができる。
【0023】
金属膜12の上に形成される障壁層13は、約4μm程度の厚さを有するように形成されることができ、金属膜12とは材質が異なる。上述したように、金属膜12が銅材質からなる場合、障壁層13はニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)のうち少なくとも一つを含む材質からなることができる。例えば、障壁層13はスルホン酸ニッケルからなることができる。
【0024】
このような障壁層13の上に再び金属層14が形成される。金属層14は、約12μm以上の厚さを有するように形成されることができ、障壁層13とは材質が異なる。例えば、上述したように、障壁層13がスルホン酸ニッケルからなる場合、金属層14は銅を主な材質とすることができる。
【0025】
一方、上述した金属膜12、障壁層13、及び金属層14は互いにメッキで結合される構造を有する。例えば、障壁層13は金属層14上に電解メッキを行うことにより形成され、金属膜12は障壁層13上に電解メッキを行うことにより形成される。
【0026】
すなわち、図6を参照すると、ステップS110で、メッキを行って金属層14の一面に障壁層13を形成し、その後、ステップS120で、再びメッキを行って障壁層13の一面に金属膜12を形成した後、ステップS130で、金属膜12の一面に絶縁体11を接合することで、本実施例による金属積層板10を製作することができる。
【0027】
勿論、その逆に製作することも可能である。すなわち、金属膜12に障壁層13をメッキした後、その上に再び金属層14をメッキすることもできる。
【0028】
金属膜12と絶縁体11との接合は、高温/高圧の環境下で半硬化(B-stage)状態の絶縁体11を金属膜12に圧着する方法を用いてもよい。
【0029】
一方、上述した一実施例の金属積層板10を応用して、図5に示すような構造の金属積層板10'を提示することができる。
【0030】
図5は本発明の一実施形態による金属積層板の他の実施例を示す断面図であり、図5を参照すると、金属積層板10'、絶縁体11、金属膜12、障壁層13が示されている。
【0031】
図5に示すように、本実施例による金属積層板10'は、上述した一実施例の金属積層板10から最外層の金属層14が除去された構造を有する。
【0032】
このような構造を有する金属積層板10'を製造するために、図7のステップS210で、絶縁体11の一面または両面に金属膜12を接合した後、ステップS220で、電解メッキにより金属膜12の上に障壁層13を形成する方法を用いることができる。
【0033】
絶縁体11に金属膜12を接合するために、金属膜12が付着されたキャリア(図示せず)を絶縁体11に圧着した後、キャリアを除去する方法を用いてもよい。それ以外にも、絶縁体11の上に無電解メッキなどの方法を用いて金属膜12を直接形成することも可能である。
【0034】
以下では、上述した構造を有する金属積層板を用いて印刷回路基板、より具体的には、VOP構造を製造する方法について説明する。
【0035】
図8乃至図16、及び図17乃至図24は本発明の一実施形態による金属積層板を用いてVOP構造を形成する方法を示す工程図である。図8乃至図24を参照すると、金属積層板10、絶縁体11、金属膜12、障壁層13、金属層14、ビア15、ビアホール15a、シード層16、メッキレジスト17、回路パターン18、パッド19が示されている。
【0036】
先ず、図8に示すように、上述した一実施例による金属積層板10を備え、図9に示すように、最外層の金属層14を除去する。最外層の金属層14を除去する方法として化学的エッチングを施すことができる。
【0037】
上述したように、金属層14と障壁層13は互いに材質が異なるので、エッチング液を用いて金属層14を除去する過程で障壁層13は損傷されない。
【0038】
一方、上述したように、他の実施例による構造を有する金属積層板10'は、一実施例による金属積層板10から金属層14が除去された構造を有する。このために、上述したように一実施例で備えられた金属積層板10から金属層14を除去する方法を用いてもよく、最初から他の実施例による金属積層板10'を用いてもよい。
【0039】
次に、図10に示すように、COレーザを用いてビアホール15aを加工する。本実施例における金属積層板10は、下部の金属膜12の下方に障壁層13が形成されて金属膜12を補強する構造を有するため、COレーザを用いてビアホール15aを加工する過程で下部の金属膜12が損傷されることを最小化できるようになる。
【0040】
その後、図11に示すように、障壁層13を除去する。障壁層13の除去方法としては化学的エッチングを用いることができる。上述したように、障壁層13と金属膜12は互いに材質が異なるので、エッチング液を用いて障壁層13を除去する過程で金属膜12は損傷されない。
【0041】
次に、図12に示すように、金属膜12の表面及びビアホール15aの内壁にシード層16を形成し、図13に示すように、メッキレジスト17を形成した後に、図14に示すように、電解メッキを行ってビアランドのような回路パターン18及びパッド19を形成する。
【0042】
その後、図15に示すように、メッキレジスト17を除去し、図16に示すように、フラッシュエッチングによりシード層16及び金属膜12の一部を除去すれば、VOP構造が完成される。
【0043】
以上、COレーザを用いてビアホール15aの加工後、障壁層13を除去した後にシード層16を形成する方法を提示したが、障壁層13を除去せずにシード層16を形成する方法を用いてもよい。
【0044】
すなわち、図17に示すように、ビアホール15aの加工後に、図18に示すように、障壁層13の表面及びビアホール15aの内壁にシード層16を形成することもできる。
【0045】
その後、図19に示すように、シード層16の上にメッキレジスト17を形成し、図20に示すように、電解メッキを行った後、図21に示すように、メッキレジスト17を除去する。
【0046】
しかし、この場合には障壁層13が残存するので、図22に示すように、フラッシュエッチングでシード層16の一部を除去した後、図23に示すように、障壁層13の一部を除去し、その後、図24に示すように、金属膜12の一部を除去すればVOPの構造を製作することができる。
【0047】
以上、本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載した本発明の思想及び領域から脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができることを理解できよう。
【0048】
上述した実施例以外の多くの実施例が本発明の特許請求の範囲内に存在する。
【図面の簡単な説明】
【0049】
【図1】従来技術による金属積層板を示す断面図である。
【図2】VOP構造を示す断面図である。
【図3】従来技術による金属積層板にビアホールを加工することを示す断面図である。
【図4】本発明の一実施形態による金属積層板の一実施例を示す断面図である。
【図5】本発明の一実施形態による金属積層板の他の実施例を示す断面図である。
【図6】本発明の他の実施形態による金属積層板の製造方法の一実施例を示す順序図である。
【図7】本発明の他の実施形態による金属積層板の製造方法の他の実施例を示す順序図である。
【図8】本発明の一実施形態による金属積層板を用いてVOP構造を形成する方法を示す工程図である。
【図9】本発明の一実施形態による金属積層板を用いてVOP構造を形成する方法を示す工程図である。
【図10】本発明の一実施形態による金属積層板を用いてVOP構造を形成する方法を示す工程図である。
【図11】本発明の一実施形態による金属積層板を用いてVOP構造を形成する方法を示す工程図である。
【図12】本発明の一実施形態による金属積層板を用いてVOP構造を形成する方法を示す工程図である。
【図13】本発明の一実施形態による金属積層板を用いてVOP構造を形成する方法を示す工程図である。
【図14】本発明の一実施形態による金属積層板を用いてVOP構造を形成する方法を示す工程図である。
【図15】本発明の一実施形態による金属積層板を用いてVOP構造を形成する方法を示す工程図である。
【図16】本発明の一実施形態による金属積層板を用いてVOP構造を形成する方法を示す工程図である。
【図17】本発明の一実施形態による金属積層板を用いてVOP構造を形成する方法を示す工程図である。
【図18】本発明の一実施形態による金属積層板を用いてVOP構造を形成する方法を示す工程図である。
【図19】本発明の一実施形態による金属積層板を用いてVOP構造を形成する方法を示す工程図である。
【図20】本発明の一実施形態による金属積層板を用いてVOP構造を形成する方法を示す工程図である。
【図21】本発明の一実施形態による金属積層板を用いてVOP構造を形成する方法を示す工程図である。
【図22】本発明の一実施形態による金属積層板を用いてVOP構造を形成する方法を示す工程図である。
【図23】本発明の一実施形態による金属積層板を用いてVOP構造を形成する方法を示す工程図である。
【図24】本発明の一実施形態による金属積層板を用いてVOP構造を形成する方法を示す工程図である。
【符号の説明】
【0050】
10,10' 金属積層板
11 絶縁体
12 金属膜
13 障壁層
14 金属層
15 ビア
15a ビアホール
16 シード層
17 メッキレジスト
18 回路パターン
19 パッド

【特許請求の範囲】
【請求項1】
金属材質の障壁層と、
前記障壁層の一面に形成され、前記障壁層とメッキにより結合される金属膜と、
前記金属膜に接合される絶縁体と、
を含む金属積層板。
【請求項2】
前記障壁層が、ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)のうち少なくとも一つを含み、
前記金属膜が、銅(Cu)を含むことを特徴とする請求項1に記載の金属積層板。
【請求項3】
前記障壁層の他面に形成される金属層をさらに含み、
前記障壁層が、前記金属層上にメッキにより形成されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の金属積層板。
【請求項4】
前記障壁層が、ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)のうち少なくとも一つを含み、
前記金属膜及び前記金属層が、銅(Cu)を含むことを特徴とする請求項3に記載の金属積層板。
【請求項5】
メッキを行って金属層の一面に障壁層を形成するステップと、
メッキを行って前記障壁層の一面に金属膜を形成するステップと、
前記金属膜の一面に絶縁体を接合するステップと、
を含む金属積層板の製造方法。
【請求項6】
前記障壁層が、ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)のうち少なくとも一つを含み、
前記金属膜及び前記金属層が、銅(Cu)を含むことを特徴とする請求項5に記載の金属積層板の製造方法。
【請求項7】
前記絶縁体が、半硬化(B-stage)状態であり、
前記接合するステップが、熱圧着により行われることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の金属積層板の製造方法。
【請求項8】
絶縁体の一面または両面に金属膜を接合するステップと、
電解メッキにより前記金属膜上に障壁層を形成するステップと、
を含む金属積層板の製造方法。
【請求項9】
前記金属膜が、銅(Cu)を含み、
前記障壁層が、ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項8に記載の金属積層板の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【図23】
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【図24】
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【公開番号】特開2010−16335(P2010−16335A)
【公開日】平成22年1月21日(2010.1.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−308808(P2008−308808)
【出願日】平成20年12月3日(2008.12.3)
【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)】