(57)【要約】【課題】電気接続の信頼性を向上させたビアホールを有する印刷回路基板が提供する。【解決手段】印刷回路基板は、第１の絶縁層２１０と、第１の絶縁層２１０上に形成されるパッド２１１と、パッド２１１が形成される第１の絶縁層２１０に覆われる第２の絶縁層２２０と、第２の絶縁層２２０に形成されるビアホール２２１とを含み、第２の絶縁層２２０に形成されるビアホール２２１は、パッド２１１上の底面が凹凸状の非平坦面で構成される。【選択図】図２
2014232862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層上に形成されるパッドと、
前記パッドが形成される前記第１の絶縁層に覆われる第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層に形成されるビアホールとを含み、
前記第２の絶縁層に形成される前記ビアホールは、前記パッド上の底面が凹凸状の非平坦面で構成される印刷回路基板。
【請求項２】
前記第１の絶縁層は、コアまたは該コア上にビルドアップされた絶縁層のうちのいずれか一つである請求項１に記載の印刷回路基板。
【請求項３】
前記ビアホールは、内壁にシード層が形成され、前記シード層の内側にメッキ層が充填される請求項１に記載の印刷回路基板。
【請求項４】
前記パッドは、前記第１の絶縁層及び前記第２の絶縁層上に形成される回路層の一部で、表面にニッケル／金メッキ層がさらに形成される請求項１に記載の印刷回路基板。
【請求項５】
前記ビアホールは、ビームの外郭部分の強度が中心部の強度より高いピークパワーを有する短パルスレーザーが照射され、前記第２の絶縁層及び前記パッドの上面の一部が同時に加工される請求項１に記載の印刷回路基板。
【請求項６】
前記ビアホールは、底面を成す前記パッド上の非平坦面が凸面と凹面とで構成される請求項１に記載の印刷回路基板。
【請求項７】
前記凹面は、リング状で構成される請求項６に記載の印刷回路基板。
【請求項８】
前記凹面は、底面の断面直径が水平面及び屈曲面のうちのいずれか一つの断面形態が選択的に形成される請求項７に記載の印刷回路基板。
【請求項９】
前記ビアホールは、底面の前記凸面及び前記凹面を含む内壁に前記シード層が形成される請求項３または６に記載の印刷回路基板。
【請求項１０】
前記凹面は、複数のリング状で構成される請求項６に記載の印刷回路基板。
【請求項１１】
前記ビアホールは、パッド加工閾値を基準に異なる直径のピークパワーを有する短パルスレーザーが照射され、前記第２の絶縁層及び前記パッドの上面の一部が同時に加工される請求項１０に記載の印刷回路基板。
【請求項１２】
前記ビアホールは、底面を成す前記パッド上の非平坦面がリング状の凸面と凹面とが並んで配置される請求項１に記載の印刷回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷回路基板に関し、特に、電気接続の信頼性が向上した印刷回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、印刷回路基板（Printed  Circuit  Board：PCB）は、フェノール樹脂絶縁板、エポキシ樹脂絶縁板などの絶縁材に形成された回路パターンを通じて実装された部品間を互いに電気的に接続し、電源などを供給すると共に各部品を機械的に固定させる働きを果たすものである。印刷回路基板には、絶縁基板の片面に回路層を形成した片面印刷回路基板、両面に回路層を形成した両面印刷回路基板、多層配線した多層印刷回路基板（MLB:  Multi  Layered  Board）に大別される。
【０００３】
このような印刷回路基板に回路パターンを形成する方法には、サブトラックティブ（subtractive）法、アディティブ（additive）法、セミアディティブ（semi−additive）法、修正セミアディティブ（Modified  semi−additive）法などが挙げられ、これによって絶縁材の片面及び両面に回路パターンを形成することになる。
【０００４】
しかし、印刷回路基板のパターンの一層微細化に伴って、これ以上サブトラックティブ法によって微細回路を形成することができなくなった。そのため、微細回路を具現するためにＳＡＰ法を使う傾向が増加している。
【０００５】
一般に、ＳＡＰ法によって回路パターンを形成する工程は、片面に銅箔を有する絶縁材を提供し、該絶縁材にビアホールを形成してから、該絶縁材の片面及びビアホールの内壁にシード層を形成する。続いて、電解メッキ工程によってメッキ層を形成し、これをパターニングして回路パターンを形成する方式で構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】韓国公開特許第２０１１−００４９２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ビアホールは主に、レーザーを利用して絶縁材を加工し、シード層及びメッキ層を形成することによって設けられるが、ビアホールの形成過程において発生されたレジン残渣によって該ビアホール内でパッドが露出しないでビアホールが完全に貫通しない状態に加工されることによって、ビアホールの内部に充填されるメッキ層がパッドと電気的に接続しなくなるという問題が生じる。
【０００８】
また、ビアホール内のパッド上に形成される残渣によって、パッドの上面とビアホール内に充填されるメッキ層との接続力が低下するという不都合がある。
【０００９】
本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであって、その目的は、電気接続の信頼性を向上させたビアホールを有する印刷回路基板を提供することになる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を解決するために、本発明によれば、第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層上に形成されるパッドと、前記パッドが形成される前記第１の絶縁層に覆われる第２の絶縁層と、前記第２の絶縁層に形成されるビアホールとを含み、前記第２の絶縁層に形成される前記ビアホールは、前記パッド上の底面が凹凸状の非平坦面で構成された印刷回路基板が提供される。
【００１１】
一形態によれば、前記第１の絶縁層は、コア及び該コア上にビルドアップされた絶縁層のうちのいずれか一つで構成される。
【００１２】
また、前記ビアホールは、内壁にシード層が形成され、前記シード層の内側にメッキ層が充填される。
【００１３】
前記パッドは、前記第１の絶縁層及び前記第２の絶縁層上に形成される回路層の一部であって、表面にニッケル／金（Ni／Au）メッキ層がさらに形成される。
【００１４】
前記ビアホールは、ビームの外郭部分の強度が中心部の強度より高いピークパワーを有する短パルスレーザー（short  pulse  laser）が照射され、前記第２の絶縁層及び前記パッドの上面の一部が同時に加工される。
【００１５】
また、前記ビアホールは、底面を成す前記パッド上の非平坦面が凸面及び凹面で構成され、該凹面は、該凸面を中心としてリング状に構成される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ビアホールの形成時、パッドの上面の所定深さまで短パルスレーザーで加工しレジン残渣を全て除去することによって、該レジン残渣によるパッドとメッキ層との間の接続不良を改善することができるという効果を奏する。
【００１７】
また、本発明によれば、ビアホールの加工時、底面を構成するパッドの上面に短パルスレーザーによる非平坦面を形成することによって、パッドとメッキ層との接続力をより一層増大させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による印刷回路基板の断面図である。
【図２】図１に示す印刷回路基板の一部拡大断面図である。
【図３】図２に示す拡大断面図の平面図で、メッキ層の形成前のビアホールの平面図である。
【図４】本実施形態の印刷回路基板に照射される短パルスレーザーのプロファイルを概略的に示す図面である。
【図５】本発明による他の実施形態による印刷回路基板の断面図である。
【図６】本発明による他の実施形態による印刷回路基板の平面図である。
【図７】本実施形態の印刷回路基板に照射される短パルスレーザーのプロファイルを概略的に示す図面である。
【図８】本発明のさらに他の実施形態による印刷回路基板の断面図である。
【図９】本発明のさらに他の実施形態による印刷回路基板の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施の形態は図面を参考にして詳細に説明する。次に示される各実施の形態は当業者にとって本発明の思想が十分に伝達されることができるようにするために例として挙げられるものである。従って、本発明は以下示している各実施の形態に限定されることなく他の形態で具体化されることができる。そして、図面において、装置の大きさ及び厚さなどは便宜上誇張して表現されることができる。明細書全体に渡って同一の参照符号は同一の構成要素を示している。
【００２０】
本明細書で使われた用語は、実施形態を説明するためのものであって、本発明を制限しようとするものではない。本明細書において、単数形は文句で特別に言及しない限り複数形も含む。明細書で使われる「含む」 とは、言及された構成要素、ステップ、動作及び／又は素子は、一つ以上の他の構成要素、ステップ、動作及び／又は素子の存在または追加を排除しないことに理解されたい。
【００２１】
まず、図１は、本発明による印刷回路基板の断面図で、図２は、図１に示す印刷回路基板の一部拡大断面図で、図３は、図２に示す拡大断面図の平面図である。図３は、メッキ層の形成前のビアホールの平面図である。
【００２２】
図１に示すように、本発明による印刷回路基板１００は、絶縁材で構成されたコア１１０の上下部に内部回路層１１１が形成され、内部回路層１１１が形成されるコア１１０の片面または両面に外部回路層１２１が形成される絶縁層１２０が積層される。前記コア１１０、絶縁層１２０上に形成される内部回路層１１１及び外部回路層１２１は、ビア１３０を通じて互いに電気的に接続される。また、コア１１０の上下部に形成される内部回路層１１１は、コア１１０を貫いて形成された貫通ホール１１２を通じて電気的に接続される。
【００２３】
印刷回路基板１００は、コア１１０上に形成される絶縁層１２０が設計層数によって連続してビルドアップされ、多層印刷回路基板で構成される。各絶縁層１２０に形成される回路層１２１は、各絶縁層１２０に形成されるビア１３０を介して通電される。
【００２４】
前記コア１１０は、両面に銅箔が積層された銅箔積層板（ＣＣＬ）で構成される。絶縁材の両面に銅箔層が別にメッキされ、該メッキ層のパターニング工程によって回路層１１１が形成される。
【００２５】
ビア１３０は、コア１１０に形成された貫通ホール１１２と共にＣＮＣドリルリングを利用した機械的加工、またはレーザードリルリングを利用したレーザー加工によって形成される。しかし、現在、印刷回路基板が段々薄板で小型に製作され、回路層の微細ピッチ化が要求されることによって、主にレーザーを利用したビア加工が行われている。
【００２６】
このようなレーザー加工方式の中、ＣＯ２レーザーを利用したレーザー加工方式が主に利用される。ＣＯ２レーザーを利用したビア加工方式は、絶縁層１２０のみが貫通し、金属層、特に、銅（Ｃｕ）から成る回路層１１１、１２１は未加工され、回路層を構成するパッドの上面がビア１３０の開口部を通じて露出するようにされている。しかし、回路層の上面に照射されるレーザービームの形態が、従来には、主に「▽」状に照射されることによって、露出したパッドの側面に絶縁層の残渣が残る恐れがあるため、ビアの形成後、別途のディスミア工程によって残渣を除去する工程をさらに行うことによって、ビア１３０の内部に形成されるメッキ層と回路層１１１、１２１との接続信頼性を向上する。
【００２７】
また、従来のレーザー加工方式では、ビア１３０内の回路層を構成するパッドの上面がレーザーによって未加工されることによって平坦面になり、ビア１３０の内部を満たすメッキ層との接続信頼性を向上させるために別途の粗さ形成工程を行ってもよい。
【００２８】
このように、ビアの接続信頼性を向上させるための別途の工程が追加されることを防止するため、図２及び図３に示すようにように、絶縁層２２１に形成されるビアホール２２１は底面が非平坦面に形成される。ビアホール２２１の底面はパッド２１１の上面に形成される。
【００２９】
詳しくは、本発明による印刷回路基板２００は、第１の絶縁層２１０と、該第１の絶縁層２１０上に形成されるパッド２１１と、パッド２１１が形成される第１の絶縁層２１０に覆われる第２の絶縁層２２０と、この第２の絶縁層２２０に形成されるビアホール２２１とを含む。前記第２の絶縁層２２０に形成されるビアホール２２１は、パッド２１１上の底面が所定の凹凸状の非平坦面で構成される。
【００３０】
第１の絶縁層２１０は、図１に示すコア１１０または該コア１１０上にビルドアップされた各絶縁層１２０であってもよい。前記パッド２１１は、図１に示すような印刷回路基板においてコアを含む各絶縁層１２０上に形成される内部または外部回路層１２１の一部が示されている。
【００３１】
また、第２の絶縁層２２０に形成されるビアホール２２１の内部には、メッキ層２３０が充填される。このメッキ層２３０は、第１の絶縁層２１０に形成されるパッド２１１と第２の絶縁層２２０上に形成される他のパッド（図示せず）との電気的接続が可能になるように導電性物質で構成されることが望ましい。メッキ層２３０の内側には、シード層２３１がさらに形成される。シード層２３１は、ビアホール２２１の内壁を含めた第２の絶縁層２２０の表面に同時に形成される。ビアホール２２１の内部及び第２の絶縁層２２０上にメッキ層２３０が形成される時、該メッキ層２３０の形成が容易になると共にメッキ層２３０と絶縁層との接着力が向上するようにする。
【００３２】
ビアホール２２１は、前述のように、レーザーによって、側壁が所定の傾斜面を成すように加工されるが、これに限定するものではなく、例えば、レーザービームの種類またはレーザーから照射されるビームの角度によって第１の絶縁層２１０に形成されるパッド２１１の上面と直角を成すように形成されてもよい。
【００３３】
また、ビアホール２２１は、レーザー加工によってパッド２１１の上面が上端開口部を通じて露出するように加工され、パッド２１１の上面がビアホール２２１の底面を形成するようになる。ビアホール２２１の底面であるパッド２１１の上面が非平坦面に形成される。これは、第２の絶縁層２２０の上部で照射されるレーザーを利用したビアホール２２１の加工時、レーザービームが第２の絶縁層２２０を貫いて加工され、レーザービームの端部がパッド２１１の上面に一部照射されることによって、パッドの上面が所定の凹凸構造を有する非平坦面になる。
【００３４】
前記パッド２１１は、第１の絶縁層２１０の形成後、該第１の絶縁層２１０上に銅箔層を形成し、該銅箔層がエッチングによってパターニングされて形成される回路層を構成する。この回路層を構成するパッド２１１は、場合によって、表面にニッケル／金（Ni／Au）メッキ層がさらに形成され、ソルダボールの接合時に適切な接合性能が得られるようにする。
【００３５】
本実施形態において、前記ビアホール２２１を加工するレーザーは、図４に示す形態でビームの外郭部分の強度（intensity）が中心部の強度より高い短パルスレーザーが使われ、第２の絶縁層２２０とパッド２１１の上面の一部が同時に加工される。
【００３６】
すなわち、中心部より外郭部にピークパワー（peak  powser）を有する短パルスレーザーが照射されると、レーザービームの中央部に形成されるパッド加工閾値Ｃ内のレーザービームによって第２の絶縁層２２０が加工され、レーザービームの外郭に形成されるパッド加工閾値Ｃ以上のレーザービームによってパッド２１１の上面一部の温度が上昇されることによって、パッド２１１の上面加工が行われる。
【００３７】
これによって、パッド２１１の上面、すなわちビアホール２２１の底面は、中心部と外郭部とが異なる深みを有する凹凸構造の凸面２２２及び凹面２２３で構成される。詳しくは、円形に形成されるビアホール２２１の底面には、中央部が凸面２２２を成し、その外郭部が短パルスレーザーのピークパワーによって加工されて凹面２２３を成すことによって、底面に凹面２２３が図３に示すようにリング状に構成される。
【００３８】
図４は、本実施形態の印刷回路基板に照射される短パルスレーザーのプロファイルを概略的に示す図面である。
【００３９】
このように構成されたビアホール２２１の内部には、シード層２３１がさらに形成される。このシード層２３１は、ビアホール２２１の側壁を含めたビアホール２２１の底面の凹面２２３及び凸面２２２を含んで形成される。ビアホール２２１の内部には、シード層２３１と接合されるメッキ層２３０が充填される。メッキ層２３０は、シード層２３１と同じまたは類似な金属材質の導電性材質で構成されることが望ましく、第１の絶縁層２１０に形成されるパッド２１１と第２の絶縁層２２０に形成されるパッド２１１との接合信頼性を向上させるために同じ金属材質で形成されることが望ましい。
【００４０】
図５及び図６は、本発明の他の実施形態による印刷回路基板の断面図及び平面図である。以下、前述の実施形態と重複する説明は省略することにする。
【００４１】
図５及び図６に示すように、本実施形態による印刷回路基板３００は、第１絶縁層２１０と、この第１の絶縁層２１０上に形成されるパッド２１１と、パッド２１１が形成される第１の絶縁層２１０に覆われる第２の絶縁層２２０と、この第２の絶縁層２２０に形成されるビアホール２２１とを含む。第２の絶縁層２２０に形成されるビアホール２２１の底面を成すパッド２１１上に複数のリング状を有する凸面２２２と凹面２２３とが形成される。
【００４２】
詳しくは、図７に示すように、パッド加工閾値Ｃを基準に異なる直径のピークパワーを有する短パルスレーザーを照射すると、第２の絶縁層２２０とパッド２１１の上面とが同時に加工されると共に、パッド加工閾値Ｃ以上のレーザービームがパッド２１１の上面に照射され、パッド２１１の上面加工が行われる。
【００４３】
パッド２１１の上面には、パッド加工閾値Ｃ以上のレーザービームによって異なる直径の凹面２２３が複数のリング形態で構成され、複数の凹面２２３の中央に凸面２２２が形成され、円形の的のような形態で構成される。
【００４４】
このように、ビアホール２２１の底面のパッド２１１上に複数のリング形態に加工される凹面２２３は、図７に示す異なる直径のピークパワーを有する短パルスレーザーを使うことができるが、図４に示すように、外郭部にピークパワーを有する短パルスレーザーを利用してパッド２１１の外郭の凹面２２３を加工し、レーザービームの直径を小さく調節して再度ビームを照射して、内側凹面２２３を形成して異なる直径の凹面２２３を形成してもよい。
【００４５】
図７は、本実施形態の印刷回路基板に照射される短パルスレーザーのプロファイルを概略的に示す図面である。
【００４６】
図８及び図９は、本発明のさらに他の実施形態による印刷回路基板の断面図及び平面図である。
【００４７】
図８及び図９に示すように、本実施形態の印刷回路基板４００は、第１の絶縁層２１０と、この第１の絶縁層２１０上に形成されるパッド２１１と、パッド２１１が形成される第１の絶縁層２１０に覆われる第２の絶縁層２２０と、この第２の絶縁層２２０に形成されるビアホール２２１とを含む。第２の絶縁層２２０に形成されるビアホール２２１の底面を成すパッド２１１上に複数のリング形態で凸面２２２と凹面２２３が形成され、リング状の凸面２２２及び凹面２２３が並んで形成される。
【００４８】
ビアホール２２１の底面のパッド２１１上に形成される複数のリング状は、図４に示すように、外郭部にピークパワーを有するレーザービームの直径を調節して加工されることができる。並んで形成される複数のリング状で各凹面２２３が重ならないようにレーザービームの直径を調節してもよい。また、各々の凹面２２３が加工時に重なることがある。凹面２２３が重なる場合、重ならない場合より相対的に凸面２２２の直径が大きくなる。
【００４９】
前述の実施形態に示されたビアホール２２１は示されていないが、底面のパッド２１１に形成される凹面２２３は、その断面形態が水平面を成すか半円形態に突設された屈曲面に形成されてもよい。これは、パッド２１１の厚さと凹面２２３の深みによって選択的に水平面と屈曲面とで構成されることができる。また、凹面２２３の断面形態は、ビアホール２２１の内部に充填されるメッキ層２３０との接合信頼性を考慮して選択されてもよい。
【００５０】
また、前記ビアホール２２１は、内壁面に沿ってシード層２３１が形成され、内部にメッキ層２３０が充填される。シード層２３１とメッキ層２３０とは同じ金属材質で形成され、上下部に接続されるパッド２１１との通電性を考慮して、パッド２１１と同じ材質、主に銅（Ｃｕ）材質で形成されることが望ましい。
【００５１】
このような実施形態による印刷回路基板は、レーザーを通常のＣＯ２レーザーを使ってパッドで構成されたビアホールの底面の加工なしに絶縁層のみが貫通するような従来技術に比べて、パッド２１１の上面一部が平坦ではない所定の凹凸状を有するように、短パルスレーザーを利用してビアホール２２１を加工することによって、該ビアホール２２１の内部に充填されるメッキ層２３０とパッド２１１との間の接合效率を向上させることができる。
【００５２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、前記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５３】
２１０  第１の絶縁層
２１１  パッド
２２０  第２の絶縁層
２２１  ビアホール
２２２  凸面
２２３  凹面
２３０  メッキ層
２３１  シード層
【図１】
2014232862.tif 000003
【図２】
2014232862.tif 000004
【図３】
2014232862.tif 000005
【図４】
2014232862.tif 000006
【図５】
2014232862.tif 000007
【図６】
2014232862.tif 000008
【図７】
2014232862.tif 000009
【図８】
2014232862.tif 000010
【図９】
2014232862.tif 000011