KR-102960880-B1 - PRINTED CIRCUIT BOARD AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME

Abstract

본 개시는 제1절연층; 상기 제1절연층의 상면 상에 배치되며, 제1배선부 및 제2배선부를 포함하는 제1배선층; 및 상기 제1절연층의 상면 상에 배치되며, 상기 제2배선부의 상면을 노출시키는 캐비티를 가지며, 상기 제1배선부를 커버하는 제1절연부 및 상기 캐비티로부터 상면이 노출되는 제2절연부를 포함하는 제2절연층; 을 포함하며, 상기 제2배선부 및 상기 제2절연부 사이에 하나 이상의 갭이 존재하는, 인쇄회로기판과 그 제조방법에 관한 것이다.

Inventors

• 고찬훈
• 전기수
• 조기은
• 성민재

Assignees

• 삼성전기주식회사

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20211221

Claims (16)

1. 제1절연층; 상기 제1절연층의 상면 상에 배치되며, 제1배선부 및 제2배선부를 포함하는 제1배선층; 상기 제1절연층의 상면 상에 배치되며, 상기 제2배선부의 상면을 노출시키는 캐비티를 가지며, 상기 제1배선부를 커버하는 제1절연부 및 상기 캐비티로부터 상면이 노출되는 제2절연부를 포함하는 제2절연층; 상기 제1절연층의 하면 상에 배치되는 제2배선층; 상기 제1절연층을 관통하며, 상기 제1 및 제2배선층을 전기적으로 연결하는 제1비아층; 및 상기 제1절연층의 하면 상에 배치되며, 상기 제2배선층을 커버하는 제3절연층; 을 포함하며, 상기 제2배선부 및 상기 제2절연부 사이에 하나 이상의 갭이 존재하는, 인쇄회로기판.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 갭은 각각 상기 캐비티와 연결되는, 인쇄회로기판.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 하나 이상의 갭은 각각 상기 제1절연층의 상면을 노출시키는, 인쇄회로기판.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 캐비티는 두께 방향을 기준으로 상기 제2절연층의 일부를 관통하며, 상기 제1절연부는 상기 캐비티로부터 측면이 노출되며, 상기 제2절연부는 상기 캐비티로부터 상면이 노출되는, 인쇄회로기판.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제1절연부의 상면은 상기 제2절연부의 상면과 단차를 가지는, 인쇄회로기판.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 제2배선부의 상면은 상기 제2절연부의 상면과 실질적으로 코플래너한, 인쇄회로기판.
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서, 상기 제2절연층의 상면 상에 배치되는 제3배선층; 상기 제3절연층의 하면 상에 배치되는 제4배선층; 상기 제2절연층을 관통하며, 상기 제1 및 제3배선층을 전기적으로 연결하는 제2비아층; 및 상기 제3절연층을 관통하며, 상기 제2 및 제4배선층을 전기적으로 연결하는 제3비아층; 을 더 포함하는, 인쇄회로기판.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 제2절연층의 상면 상에 배치되며, 상기 제3배선층을 커버하되 상기 제3배선층의 일부의 상면의 적어도 일부를 각각 노출시키는 복수의 개구를 가지는 제1패시베이션층; 및 상기 제3절연층의 하면 상에 배치되며, 상기 제4배선층을 커버하되 상기 제4배선층의 일부의 하면의 적어도 일부를 각각 노출시키는 복수의 개구를 가지는 제2패시베이션층; 을 더 포함하며, 상기 제1패시베이션층은 상기 캐비티를 노출시키는 관통부를 가지는, 인쇄회로기판.
10. 제1절연층의 상면 상에 제1배선부 및 제2배선부를 포함하는 제1배선층을 형성하는 단계; 상기 제1절연층의 하면 상에 제2배선층을 형성하는 단계; 상기 제1절연층을 관통하며 상기 제1 및 제2배선층을 전기적으로 연결하는 제1비아층을 형성하는 단계; 상기 제2배선부의 표면에 금속층을 형성하는 단계; 상기 제1절연층의 상면 상에 상기 제1배선부를 커버하는 제1절연부 및 상기 제2배선부를 커버하는 제2절연부를 포함하는 제2절연층을 형성하는 단계; 상기 제2절연층에 상기 제2배선부의 상면 및 상기 제2절연부의 상면을 노출시키는 캐비티를 형성하는 단계; 및 상기 금속층을 제거하는 단계; 를 포함하는, 인쇄회로기판의 제조방법.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 금속층을 형성하는 단계는 상기 제1배선층에 포함되는 금속과 상이한 금속을 이용하여 상기 제2배선부의 표면을 도금하는 것을 포함하며, 상기 도금에 의해 상기 제2배선부의 상면 및 측면에 상기 금속층이 형성되며, 상기 제1배선층에 포함되는 금속은 구리(Cu)를 포함하며, 상기 제1배선층에 포함되는 금속과 상이한 금속은 니켈(Ni)을 포함하는, 인쇄회로기판의 제조방법.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 캐비티를 형성하는 단계는 상기 제2절연층을 블라스트 가공하는 단계 포함하며, 상기 블라스트 가공에 의하여 상기 제2배선부의 상면에 형성된 금속층이 제거되는, 인쇄회로기판의 제조방법.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 금속층을 제거하는 단계는 상기 금속층을 에칭하는 단계를 포함하며, 상기 에칭에 의하여 상기 제2배선부의 측면에 형성된 금속층이 제거되는, 인쇄회로기판의 제조방법.
14. 삭제
15. 제 10 항에 있어서, 상기 금속층을 형성하는 단계 후에, 상기 제1절연층의 하면 상에 상기 제2배선층을 커버하는 제3절연층을 형성하는 단계; 상기 제2절연층의 상면 상에 제3배선층을 형성하는 단계; 상기 제2절연층을 관통하며, 상기 제1 및 제3배선층을 전기적으로 연결하는 제2비아층을 형성하는 단계; 상기 제3절연층의 하면 상에 제4배선층을 형성하는 단계; 및 상기 제3절연층을 관통하며, 상기 제2 및 제4배선층을 전기적으로 연결하는 제3비아층을 형성하는 단계; 를 더 포함하는, 인쇄회로기판의 제조방법.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 캐비티를 형성하는 단계 전에, 상기 제2절연층의 상면 상에 상기 제3배선층을 커버하는 제1패시베이션층을 형성하는 단계; 상기 제3절연층의 하면 상에 상기 제4배선층을 커버하는 제2패시베이션층을 형성하는 단계; 및 상기 제1패시베이션층에 상기 제2절연부의 상면을 노출시키는 관통부를 형성하는 단계; 를 더 포함하는, 인쇄회로기판의 제조방법.

Description

인쇄회로기판 및 그 제조방법{PRINTED CIRCUIT BOARD AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME} 본 개시는 인쇄회로기판, 예를 들면, 전자부품이 배치될 수 있는 캐비티를 갖는 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다. 최근 모바일 기기의 배터리 용량 확보 및 다기능 구현에 의하여, 경박 단소형 부품이 요구되고 있다. 이러한 요구에 의하여, 패키지 두께를 줄이기 위한 방법으로 캐비티 기판을 이용하는 것이 개발되고 있다. 한편, 일반적으로 블라스트 가공 등의 캐비티 가공 방법은 물리적으로 대상 재료에 데미지를 가하는바, 재료의 물성에 따라서 가공 속도가 달라질 수 있다. 예를 들면, 박형 패키지에 사용되는 절연재는 구리에 비하여 가공 속도가 느리기 때문에, 구리 패드가 노출되고 난 후에도 그 주변의 절연재 가공을 위하여 구리 패드가 상당 시간 연마재에 노출될 수 있다. 이 경우, 구리가 쉽게 밀링되거나 리프트되는 문제가 발생할 수 있다. 도 1은 전자기기 시스템의 예를 개략적으로 나타내는 블록도다. 도 2는 전자기기의 일례를 개략적으로 나타낸 사시도다. 도 3은 인쇄회로기판의 일례를 개략적으로 나타낸 단면도다. 도 4는 도 3의 인쇄회로기판의 개략적인 탑-뷰에서의 평면도다. 도 5a 내지 도 5j는 도 3의 인쇄회로기판의 제조 일례를 개략적으로 나타낸 공정도들이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 대해 설명한다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장되거나 축소될 수 있다. 전자기기 도 1은 전자기기 시스템의 예를 개략적으로 나타내는 블록도다. 도면을 참조하면, 전자기기(1000)는 메인보드(1010)를 수용한다. 메인보드(1010)에는 칩 관련부품(1020), 네트워크 관련부품(1030), 및 기타부품(1040) 등이 물리적 및/또는 전기적으로 연결되어 있다. 이들은 후술하는 다른 전자부품과도 결합되어 다양한 신호라인(1090)을 형성한다. 칩 관련부품(1020)으로는 휘발성 메모리(예컨대, DRAM), 비-휘발성 메모리(예컨대, ROM), 플래시 메모리 등의 메모리 칩; 센트랄 프로세서(예컨대, CPU), 그래픽 프로세서(예컨대, GPU), 디지털 신호 프로세서, 암호화 프로세서, 마이크로 프로세서, 마이크로 컨트롤러 등의 어플리케이션 프로세서 칩; 아날로그-디지털 컨버터, ASIC(application-specific IC) 등의 로직 칩 등이 포함되며, 이에 한정되는 것은 아니고, 이 외에도 기타 다른 형태의 칩 관련 전자부품이 포함될 수 있음은 물론이다. 또한, 이들 칩 관련부품(1020)이 서로 조합될 수 있음은 물론이다. 칩 관련부품(1020)은 상술한 칩이나 전자부품을 포함하는 패키지 형태일 수도 있다. 네트워크 관련부품(1030)으로는, Wi-Fi(IEEE 802.11 패밀리 등), WiMAX(IEEE 802.16 패밀리 등), IEEE 802.20, LTE(long term evolution), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPS, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, 3G, 4G, 5G 및 그 이후의 것으로 지정된 임의의 다른 무선 및 유선 프로토콜들이 포함되며, 이에 한정되는 것은 아니고, 이 외에도 기타 다른 다수의 무선 또는 유선 표준들이나 프로토콜들 중의 임의의 것이 포함될 수 있다. 또한, 네트워크 관련부품(1030)이 칩 관련부품(1020)과 더불어 서로 조합될 수 있음은 물론이다. 기타부품(1040)으로는, 고주파 인덕터, 페라이트 인덕터, 파워 인덕터, 페라이트 비즈, LTCC(low Temperature Co-Firing Ceramics), EMI(Electro Magnetic Interference) filter, MLCC(Multi-Layer Ceramic Condenser) 등이 포함된다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 이 외에도 기타 다른 다양한 용도를 위하여 사용되는 칩 부품 형태의 수동소자 등이 포함될 수 있다. 또한, 기타부품(1040)이 칩 관련부품(1020) 및/또는 네트워크 관련부품(1030)과 서로 조합될 수도 있음은 물론이다. 전자기기(1000)의 종류에 따라, 전자기기(1000)는 메인보드(1010)에 물리적 및/또는 전기적으로 연결되거나 그렇지 않을 수도 있는 다른 전자부품을 포함할 수 있다. 다른 전자부품의 예를 들면, 카메라 모듈(1050), 안테나 모듈(1060), 디스플레이(1070), 배터리(1080) 등이 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 오디오 코덱, 비디오 코덱, 전력 증폭기, 나침반, 가속도계, 자이로스코프, 스피커, 대량 저장 장치(예컨대, 하드디스크 드라이브), CD(compact disk), DVD(digital versatile disk) 등일 수도 있다. 이 외에도 전자기기(1000)의 종류에 따라 다양한 용도를 위하여 사용되는 기타 전자부품 등이 포함될 수 있음은 물론이다. 전자기기(1000)는, 스마트폰(smart phone), 개인용 정보 단말기(personal digital assistant), 디지털 비디오 카메라(digital video camera), 디지털 스틸 카메라(digital still camera), 네트워크 시스템(network system), 컴퓨터(computer), 모니터(monitor), 태블릿(tablet), 랩탑(laptop), 넷북(netbook), 텔레비전(television), 비디오 게임(video game), 스마트 워치(smart watch), 오토모티브(Automotive) 등일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 이들 외에도 데이터를 처리하는 임의의 다른 전자기기일 수 있음은 물론이다. 도 2는 전자기기의 일례를 개략적으로 나타낸 사시도다. 도면을 참조하면, 전자기기는, 예를 들면, 스마트폰(1100)일 수 있다. 스마트폰(1100)의 내부에는 마더보드(1110)가 수용되어 있으며, 이러한 마더보드(1110)에는 다양한 부품(1120)들이 물리적 및/또는 전기적으로 연결되어 있다. 또한, 카메라 모듈(1130) 및/또는 스피커(1140)와 같이 마더보드(1110)에 물리적 및/또는 전기적으로 연결되거나 그렇지 않을 수도 있는 다른 부품이 내부에 수용되어 있다. 부품(1120) 중 일부는 상술한 칩 관련부품일 수 있으며, 예를 들면, 부품 패키지(1121)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 부품 패키지(1121)는 능동부품 및/또는 수동부품을 포함하는 전자부품이 표면실장 배치된 인쇄회로기판 형태일 수 있다. 또는, 부품 패키지(1121)는 능동부품 및/또는 수동부품이 내장된 인쇄회로기판 형태일 수도 있다. 한편, 전자기기는 반드시 스마트폰(1100)에 한정되는 것은 아니며, 상술한 바와 같이 다른 전자기기일 수도 있음은 물론이다. 인쇄회로기판 도 3은 인쇄회로기판의 일례를 개략적으로 나타낸 단면도다. 도 4는 도 3의 인쇄회로기판의 개략적인 탑-뷰에서의 평면도다. 도면을 참조하면, 일례에 따른 인쇄회로기판(100)은 제1절연층(111), 제1절연층(111)의 상면 상에 배치되는 제1배선층(121), 및 제1절연층(111)의 상면 상에 배치되며 제1배선층(121)을 커버하는 제2절연층(112)을 포함한다. 제2절연층(112)은 캐비티(C)를 가진다. 제1배선층(121)은 캐비티(C)가 형성되지 않은 제1영역(R1)에 배치되는 제1배선부(121A) 및 캐비티(C)가 형성된 제2영역(R2)에 배치되며 캐비티(C)로부터 상면이 노출되는 제2배선부(121B)를 포함한다. 제2절연층(112)은 제1영역(R1)에 배치되며 제1배선부(121A)를 커버하는 제1절연부(112A) 및 제2영역(R2)에 배치되며 캐비티(C)로부터 상면이 노출되는 제2절연부(112B)를 포함한다. 제2배선부(121B)와 제2절연부(112B) 사이에는 하나 이상의 갭(G)이 존재한다. 상술한 바와 같이, 일반적으로 블라스트 가공 등의 캐비티 가공 방법은 물리적으로 대상 재료에 데미지를 가하는바, 재료의 물성에 따라서 가공 속도가 달라질 수 있다. 예를 들면, 박형 패키지에 사용되는 절연재는 구리에 비하여 가공 속도가 느리기 때문에, 구리 패드가 노출되고 난 후에도 그 주변의 절연재 가공을 위하여 구리 패드가 상당 시간 연마재에 노출될 수 있다. 이 경우, 구리가 쉽게 밀링되거나 리프트되는 문제가 발생할 수 있다. 반면, 일례에 따른 인쇄회로기판(100)은 후술하는 공정에서와 같이 캐비티(C)가 가공되는 영역에 배치되는 제1배선층(121)의 제2배선부(121B)에 표면 처리, 예컨대 표면 도금으로 미리 니켈(Ni) 등을 포함하는 금속층을 형성하여 제2배선부(121B)를 보호할 수 있으며, 이후 캐비티(C) 가공 후에 금속층을 제거할 수 있다. 그 결과, 캐비티(C)로부터 상면이 노출되는 제2배선부(121B)와 제2절연부(112B) 사이에는 금속층이 제거되면서 하나 이상의 갭(G)이 형성될 수 있다. 이와 같이, 캐비티(C) 가공시에 제2배선부(121B)가 보호될 수 있는바, 데미지를 최소화할 수 있으며, 따라서 밀링이나 리프트 현상을 효과적으로 방지할 수 있다. 한편, 하나 이상의 갭(G)은 각각 캐비티(C)와 연결될 수 있다. 또한, 하나 이상의 갭(G)은 제1절연층(111)의 상면을 노출시킬 수 있다. 이러한 형태로 하나 이상의 갭(G)을 형성하는 경우, 캐비티(C) 가공시에 제2배선부(121B)로의 데미지를 최소화하여, 밀링이나 리프트 현상을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 한편, 캐비티(C)는 두께 방향을 기준으로 제2절연층(112)의 일부를 관통할 수 있으며, 따라서 제1절연부(112A)는 캐비티(C)로부터 측면이 노출될 수 있는 반면, 제2절연부(112B)는 캐비티(C)로부터 상면이 노출될 수 있다. 그 결과, 제2절연부(112B)의 상면은 제1절연부(112A)의 상면과 단차를 가질 수 있으며, 제2배선부(121B)의 상면과는 실질적으로 코플래너 할 수 있다. 이러한 형태로 캐비티(C)를 형성하는 경우, 캐비티(C) 가공시에 제2배선부(121B