JP2017098517A - プリント回路基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント回路基板及びその製造方法を提供する。【解決手段】貫通ホールが形成された絶縁部１１０と、上記貫通ホール１１１内に配置された電子部品１２０と、上記絶縁部の上下面に形成された回路１３０と、上記絶縁部の上下面に形成された第１絶縁層１４０と、上記第１絶縁層上に形成される第２絶縁層１５０と、を含み、上記第１絶縁層の組成と上記第２絶縁層の組成とは互いに異なり、上記第１絶縁層の厚さは上記第２絶縁層の厚さより小さい。【選択図】図１

Description

本発明は、プリント回路基板及びその製造方法に関する。

近年、スマートフォン、タブレットＰＣ、ウェアラブルデバイス（ｗｅａｒａｂｌｅ ｄｅｖｉｃｅ）等の発展に伴ってプリント回路基板における小型化及び薄型化が要求されている。これにより、薄型化された半導体ＩＣを内蔵したプリント回路基板が開発されている。しかし、プリント回路基板の大きさに対するＩＣ面積が大きすぎると、歪み（Ｗａｒｐａｇｅ）の問題が発生してプリント回路基板のハンドリングが困難となる。

韓国公開特許第１０−２００９−００７９４４８号公報

本発明の一側面によれば、貫通ホールが形成された絶縁部と、上記貫通ホール内に配置された電子部品と、上記絶縁部の上下面に形成された回路と、上記絶縁部の上下面に形成された第１絶縁層と、上記第１絶縁層上に形成された第２絶縁層と、を含み、上記第１絶縁層の組成と上記第２絶縁層の組成とは互いに異なり、上記第１絶縁層の厚さは、上記第２絶縁層の厚さより小さいプリント回路基板が提供される。

本発明の一実施例に係るプリント回路基板を示す図である。 本発明の一実施例に係るプリント回路基板の製造方法の一工程を示す図である。 図２の工程の次の工程を示す図である。 図３の工程の次の工程を示す図である。 図４の工程の次の工程を示す図である。 図５の工程の次の工程を示す図である。

本発明によるプリント回路基板及びその製造方法の実施例を添付図面を参照して詳細に説明し、添付図面を参照して説明するに当たって、同一または対応する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を省略する。

また、本明細書において、第１、第２などの用語は、同一または相応する構成要素を区別するための識別記号に過ぎず、同一または相応する構成要素が第１、第２などの用語により限定されない。

また、結合とは、各構成要素間の接触関係において、各構成要素の間に物理的に直接接触する場合のみを意味するものではなく、他の構成が各構成要素の間に介在され、その他の構成に構成要素がそれぞれ接触している場合まで包括する概念として使用する。

プリント回路基板
図１は、本発明の一実施例に係るプリント回路基板を示す図である。

図１を参照すると、本発明の一実施例に係るプリント回路基板は、絶縁部１１０と、電子部品１２０と、回路１３０と、第１絶縁層１４０と、第２絶縁層１５０と、を含むことができる。

絶縁部１１０は、プリント回路基板の中心となり、絶縁材で形成される。絶縁部１１０を形成する絶縁材は、プリプレグ（ＰＰＧ）またはビルドアップフィルム（ｂｕｉｌｄ ｕｐ ｆｉｌｍ）であることができる。このプリプレグまたはビルドアップフィルムは、樹脂材である。

ここで、樹脂材の樹脂は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリイミド等の熱可塑性樹脂を含むことができる。

エポキシ樹脂は、例えば、ナフタレン系エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック系エポキシ樹脂、クレゾールノボラック系エポキシ樹脂、ゴム変性型エポキシ樹脂、環型脂肪族系エポキシ樹脂、シリコン系エポキシ樹脂、窒素系エポキシ樹脂、リン系エポキシ樹脂等であってもよいが、これらに限定されない。

一方、プリプレグには、上記樹脂にガラス繊維（ｇｌａｓｓ ｃｌｏｔｈ）等の繊維補強材が含まれてもよい。ビルドアップフィルムには、上記樹脂にシリカ等の無機フィラー（ｆｉｌｌｅｒ）が充填されてもよい。このようなビルドアップフィルムとしては、ＡＢＦ（Ａｊｉｎｏｍｏｔｏ Ｂｕｉｌｄ−ｕｐ Ｆｉｌｍ）等を用いることができる。

絶縁部１１０には、貫通ホール１１１が形成される。貫通ホール１１１は、ＣＯ_２レーザ等のレーザドリルまたはビット等の機械的ドリルを用いて形成可能である。貫通ホール１１１は、六面体形状を有することができ、絶縁部１１０の一面から他面まで完全に貫通することができる。

電子部品１２０は、貫通ホール１１１内に配置される。電子部品１２０の大きさは、貫通ホール１１１の大きさよりも小さいか、同じであることができる。電子部品１２０の大きさが貫通ホール１１１の大きさより小さい場合は、電子部品１２０は、貫通ホール１１１から離隔して配置される。すなわち、電子部品１２０と貫通ホール１１１との間には空間が設けられる。

電子部品１２０と貫通ホール１１１との間に設けられる空間には絶縁材が形成されることができる。電子部品１２０は、上部に電極１２１を備えることができる。電極１２１の厚さは、第１回路１３１の厚さと同じであることができる。電子部品１２０の上面は、第１回路１３１の上面以下に位置することができる。

電子部品１２０の電極１２１が電子部品１２０の上部に形成された場合、電極１２１の上面が第１回路１３１の上面以下に位置することができる。

また、電子部品１２０の下面は、第２回路１３２の下面と同一平面上に位置することができる。

一方、電子部品１２０は、能動素子、受動素子であることができ、その種類は限定されない。

回路１３０は、絶縁部１１０の上下面に形成される。回路１３０は、電気伝導特性、エッチングの容易性等を考慮して、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）で形成することができる。

回路１３０は、アディティブ（ａｄｄｉｔｉｖｅ）法、サブトラックティブ（ｓｕｂｔｒａｃｔｉｖｅ）法、セミアディティブ（Ｓｅｍｉ ａｄｄｉｔｉｖｅ）法、テンティング（Ｔｅｎｔｉｎｇ）法、ＭＳＡＰ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｓｅｍｉ Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ）法等の方法により形成可能であるが、これらの方式に限定されない。

回路１３０がアディティブ法、セミアディティブ法等の方法により形成される場合、絶縁部１１０と回路１３０との間にシード層を介在させることができる。シード層は、パラジウム触媒を用いた無電解メッキにより形成してもよい。

絶縁部１１０の上面に形成された回路１３０を第１回路１３１、絶縁部１１０の下面に形成された回路１３０を第２回路１３２という。第１回路１３１と第２回路１３２との厚さは同じであってもよい。

第１絶縁層１４０は、絶縁部１１０の上下面に形成される絶縁層である。第１絶縁層１４０の厚さは、回路１３０の厚さ以下であってもよい。例えば、第１絶縁層１４０の厚さは、回路１３０の厚さと同じであることができる。

第１絶縁層１４０は、樹脂材であることができ、第１絶縁層１４０を形成する樹脂は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリイミド等の熱可塑性樹脂を含むことができる。

第１絶縁層１４０は、繊維補強材を含有しなくてもよい。繊維補強材を含有した絶縁層の場合、絶縁部１１０とデラミネーション（ｄｅｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）が起こることがある。よって、第１絶縁層１４０は、繊維補強材を含有していないＡＢＦまたはＲＣＦ（Ｒｅｓｉｎ Ｃｏａｔｅｄ Ｆｉｌｍ）であることができる。

または、上述した理由から、第１絶縁層１４０に含有された繊維補強材の含有率が低くてもよい。

また、上述したように、第１絶縁層１４０の厚さは、回路１３０の厚さと同じであることができる。この場合、具体的に、第１絶縁層１４０のうち絶縁部１１０の上面に形成された上部絶縁層１４１の厚さは、第１回路１３１の厚さと同じであり、絶縁部１１０の下面に形成された下部絶縁層１４２の厚さは、第２回路１３２の厚さと同じであることができる。

したがって、第１絶縁層１４０の高さは、回路１３０の高さを超えず、回路１３０の高さと同じであり、第１絶縁層１４０の表面と回路１３０の表面とは、同一平面上に位置することができる。

この場合、第１絶縁層１４０は、絶縁部１１０の上下面に対して同じ厚さ及び高さに形成されるので、プリント回路基板は上下対称をなすことになり、歪みの制御が容易となる。

但し、プリント回路基板が上下非対称であると、プリント回路基板は、上にまたは下に反りやすくなり、歪みの制御が困難となる。しかし、本発明によれば、プリント回路基板が上下対称をなすので、歪みの問題が緩和される。

一方、貫通ホール１１１と電子部品１２０との間に形成される絶縁材は、第１絶縁層１４０、特に上部絶縁層１４１であることができる。すなわち、上部絶縁層１４１の一部は貫通ホール１１１と電子部品１２０との間で流動することができる。この場合、貫通ホール１１１と電子部品１２０との間に形成される絶縁材は、上部絶縁層１４１と一体をなす構造となる。

第２絶縁層１５０は、第１絶縁層１４０上に形成される。第２絶縁層１５０は、絶縁部１１０を基準にして上下の全てに形成される。すなわち、第２絶縁層１５０は、絶縁部１１０の上面に形成された第１絶縁層１４０の上にも形成され、絶縁部１１０の下面に形成された第１絶縁層１４０の上にも形成される。

絶縁部１１０の上下に形成された第２絶縁層１５０の厚さは互いに同じである。絶縁部１１０の上下に形成された第２絶縁層１５０の厚さが同じであると、プリント回路基板が上下対称をなすので、歪みの問題が緩和される。

第２絶縁層１５０は、繊維補強材が含有された樹脂材であることができる。第２絶縁層１５０をなす樹脂材の樹脂は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリイミド等の熱可塑性樹脂を含むことができる。

また、図１に示すように、繊維補強材は、ガラス繊維１５１であることができる。この繊維補強材は、プリント回路基板の剛性を高める。

上記第１絶縁層１４０の組成と上記第２絶縁層１５０の組成とは互いに異なってもよい。ここで、「組成が異なる」とは、絶縁層をなす樹脂の種類が異なるか、樹脂に含有された補強材の種類が異なるか、または上記補強材の含有率が異なることを意味する。

ここで、「含有率」とは、絶縁層の単位体積当たりに含有されている補強材の量を意味することができ、絶縁層の断面上で見える補強材の面積として理解してもよい。

例えば、第１絶縁層１４０は繊維補強材を含有せず、無機フィラー補強材を含有する一方、第２絶縁層１５０は繊維補強材を含有することができる。

また、上記第２絶縁層１５０の熱膨脹係数は、上記第１絶縁層１４０の熱膨脹係数より小さいことができる。特に、第１絶縁層１４０は繊維補強材を含有せず、第２絶縁層１５０は繊維補強材を含有した場合、繊維補強材がガラス繊維であるとガラス繊維の熱膨脹係数が樹脂の熱膨脹係数より小さいので、ガラス繊維の含有率により絶縁層の熱膨脹係数が決定できる。

第２絶縁層１５０の厚さは、上記第１絶縁層１４０の厚さよりも大きいことができる。また、第１絶縁層１４０及び第２絶縁層１５０は、絶縁部１１０を基準にして上下対称に形成されることにより、歪みを制御することができる。

一方、第２絶縁層１５０上には、金属パターンを形成することができる。金属パターンは、第１回路１３１または第２回路１３２に電気的に接続することができる。金属パターンと回路１３０とを接続させるビアが第２絶縁層１５０を貫通して形成されることができる。

プリント回路基板の製造方法
図２から図６は、本発明の一実施例に係るプリント回路基板の製造方法を示す図である。

図２から図６を参照すると、本発明の一実施例に係るプリント回路基板の製造方法は、絶縁部１１０の上下面に回路１３０を形成するステップと、上記絶縁部１１０に貫通ホール１１１を形成するステップと、上記貫通ホール１１１内に電子部品１２０を配置するステップと、上記絶縁部１１０の上下面に第１絶縁層１４０を形成するステップと、上記第１絶縁層１４０上に第２絶縁層１５０を形成するステップと、を含むことができる。

絶縁部１１０の上下面に回路１３０を形成するステップは、絶縁部１１０の上面に第１回路１３１を、絶縁部１１０の下面に第２回路１３２を形成するステップである。第１回路１３１と第２回路１３２との厚さは、互いに同じであることができる。

第１回路１３１と第２回路１３２とは、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）で形成することができる。

また、第１回路１３１と第２回路１３２とは、アディティブ（ａｄｄｉｔｉｖｅ）法、サブトラックティブ（ｓｕｂｔｒａｃｔｉｖｅ）法、セミアディティブ（Ｓｅｍｉ ａｄｄｉｔｉｖｅ）法、テンティング（Ｔｅｎｔｉｎｇ）法、ＭＳＡＰ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｓｅｍｉ Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ）等の方法により形成できるが、これらに限定されない。

絶縁部１１０に貫通ホール１１１を形成するステップは、ＣＯ_２レーザ等のレーザドリルまたはビット等の機械的ドリルを用いて絶縁部１１０に貫通ホール１１１を形成するステップである。貫通ホール１１１は、六面体形状を有することができ、絶縁部１１０の一面から他面まで完全に貫通することができる。

図２及び図３を参照すると、貫通ホール１１１内に電子部品１２０を配置するステップは、上記絶縁部１１０の下部に接着部材Ｔを付着するステップと、上記貫通ホール１１１から露出した上記接着部材Ｔ上に上記電子部品１２０を付着するステップと、を含むことができる。

図２を参照すると、テープのような接着部材Ｔは、絶縁部１１０の下部に付着される。接着部材Ｔを絶縁部１１０の下面に付着させることができ、第２回路１３２の屈曲に沿って付着させることができる。

接着部材Ｔは、貫通ホール１１１により露出される。

図３を参照すると、電子部品１２０は、露出された接着部材Ｔに付着される。接着部材Ｔは、電子部品１２０を一時的に固定する役割を担う。すなわち、電子部品１２０は、接着部材Ｔにより貫通ホール１１１内に安定的に位置することができる。

絶縁部１１０の上下面に第１絶縁層１４０を形成するステップは、絶縁部１１０の上面に上部絶縁層１４１を形成し、絶縁部１１０の下面に下部絶縁層１４２を形成するステップである。

図４を参照すると、第１絶縁層１４０の上部絶縁層１４１は、絶縁部１１０の上面に形成され、上部絶縁層１４１の厚さは、第１回路１３１の厚さと同じであることができる。よって、上部絶縁層１４１の上面は、第１回路１３１の上面と同一平面上に位置することができる。

上部絶縁層１４１は、絶縁部１１０の上面に形成されながら、上部絶縁層１４１の一部が貫通ホール１１１と電子部品１２０との間に移動し、貫通ホール１１１と電子部品１２０との間の空間を充填することになる。これにより、電子部品１２０は、貫通ホール１１１内に完全に固定されることができる。

図５を参照すると、接着部材Ｔは、プリント回路基板から除去される。接着部材Ｔが除去された後に、第１絶縁層１４０の下部絶縁層１４２が絶縁部１１０の下面に形成される。下部絶縁層１４２の厚さは、第２回路１３２の厚さと同じであることができる。

接着部材Ｔが除去されても、電子部品１２０は上部絶縁層１４１により貫通ホール１１１内に固定できるので、下部絶縁層１４２を安定的に絶縁部１１０の下面に形成することができる。

一方、第１絶縁層１４０は、繊維補強材を含まない樹脂材であってもよい。但し、第１絶縁層１４０は、無機フィラー補強材を含むことができる。

図６を参照すると、第２絶縁層１５０は、第１絶縁層１４０の上に形成される。第２絶縁層１５０は、ガラス繊維１５１等の繊維補強材を含有する樹脂材であることができる。この場合、第２絶縁層１５０に含有された繊維補強材の含有率は、第１絶縁層１４０に含有された繊維補強材の含有率より大きいことができる。

上記第１絶縁層１４０の組成と上記第２絶縁層１５０の組成とは互いに異なってもよい。例えば、第１絶縁層１４０は繊維補強材を含有せず、無機フィラー補強材を含有する一方、第２絶縁層１５０は繊維補強材を含有することができる。

また、上記第２絶縁層１５０の熱膨脹係数は、上記第１絶縁層１４０の熱膨脹係数より小さいことができる。特に、第１絶縁層１４０は繊維補強材を含有せず、第２絶縁層１５０は繊維補強材を含有する場合、繊維補強材がガラス繊維であると、ガラス繊維の熱膨脹係数が樹脂の熱膨脹係数より小さいので、ガラス繊維の含有率により絶縁層の熱膨脹係数が決定できる。

一方、図面には図示されていないが、第２絶縁層１５０を形成するステップの後に、第２絶縁層１５０の上に金属パターンを形成するステップと、第２絶縁層１５０を貫通するビアを形成するステップとをさらに含むことができる。

以上、本発明の一実施例について説明したが、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から逸脱しない範囲内で、構成要素の付加、変更、削除または追加等により本発明を多様に修正及び変更することができ、これも本発明の範囲内に含まれるといえよう。

１１０ 絶縁部
１１１ 貫通ホール
１２０ 電子部品
１２１ 電極
１３０ 回路
１３１ 第１回路
１３２ 第２回路
１４０ 第１絶縁層
１４１ 上部絶縁層
１４２ 下部絶縁層
１５０ 第２絶縁層
１５１ ガラス繊維
Ｔ 接着部材

Claims (10)

1. 貫通ホールが形成された絶縁部と、
   前記貫通ホール内に配置された電子部品と、
   前記絶縁部上に形成された回路と、
   前記絶縁部上に形成された第１絶縁層と、
   前記第１絶縁層上に形成される第２絶縁層と、を含み、
   前記第１絶縁層の組成と前記第２絶縁層の組成とは互いに異なり、
   前記第１絶縁層の厚さは、前記第２絶縁層の厚さより小さいプリント回路基板。
2. 前記第１絶縁層の熱膨脹係数は、前記第２絶縁層の熱膨脹係数より大きい請求項１に記載のプリント回路基板。
3. 前記電子部品は、前記貫通ホールの内壁から離隔して配置される請求項１または請求項２に記載のプリント回路基板。
4. 前記電子部品と前記貫通ホールとの間には絶縁材が介在され、
   前記絶縁材は、前記第１絶縁層と一体に形成される請求項３に記載のプリント回路基板。
5. 前記第２絶縁層は、繊維補強材が含まれた樹脂材である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のプリント回路基板。
6. 前記第２絶縁層の繊維補強材の含有率は、前記第１絶縁層の繊維補強材の含有率より大きい請求項５に記載のプリント回路基板。
7. 前記繊維補強材は、ガラス繊維である請求項５または請求項６に記載のプリント回路基板。
8. 前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層は、前記絶縁部を基準にして上下対称に形成される請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のプリント回路基板。
9. 前記第１絶縁層の厚さは、前記回路の厚さ以下である請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のプリント回路基板。
10. 前記電子部品の上面は、前記回路の上面以下に位置する請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のプリント回路基板。

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