KR100299191B1

KR100299191B1 - 인쇄회로기판제조방법

Info

Publication number: KR100299191B1
Application number: KR1019980024374A
Authority: KR
Inventors: 탁철; 김동헌; 이영미
Original assignee: 이형도; 삼성전기주식회사
Priority date: 1998-06-26
Filing date: 1998-06-26
Publication date: 2001-09-06
Anticipated expiration: 2018-06-26
Also published as: KR20000003193A

Abstract

본 발명의 인쇄회로기판 제조방법은 관통공이 형성된 박형의 동박적층판을 다른 동박적층판을 접착제층을 사이에 두고 지그에 의해 균일하게 압착한다. 지그의 볼록부는 동박적층판의 개구 바닥에 압력을 가해 바닥이 응력에 의해 변형되는 것을 방지한다.

Description

인쇄회로기판 제조방법{A method of fabricating a printed circuit board}

본 발명은 인쇄회로기판에 관한 것으로, 특히 접착제가 도포된 단면 동박적층판에 관통공을 형성한 후 지그에 의해 다른 단면 동박적층판과 접착시켜 개구의 두께를 정밀하게 제어할 수 있으며 제조가 간단한 개구가 형성된 인쇄회로기판 제조방법에 관한 것이다.

근래, 고밀도 및 고집적회로(IC) 칩이 고속화, 고기능화됨에 따라 칩이 실장되는 기판도 이에 대응하여 고속화, 고기능화되어야만 한다. 상기한 고속 및 고기능을 위해, 칩이 동박적층판(Copper Clad Laminate)으로 이루어진 인쇄회로기판(Printed Circuit Board) 위에 실장되는 COB(Chip On Board)가 주로 사용된다.

도 1에 상기한 COB가 도시되어 있다. 도면에는 비록 양면 CCL(1)에 하나의 개구(5)만이 형성되어 그 내부에 칩(7)이 실장되지만, 실제의 제품이나 제조공정에서는 상기 개구(5)가 복수개 형성되어 그 내부에 복수의 칩(7)이 실장될 수 있다. CCL(1)의 양면에는 동박으로 이루어진 회로(3)가 형성되어 있으며, 칩(7)에는 패드(8)가 형성되어 상기 CCL(1)의 양면에 형성된 회로(3)와 와이어(wire;9)에 의해 연결된다(와이어본딩).

상기한 바와 같이, CCL(1)상에 칩(7)을 실장하기 위해서는 상기 CCL(1)을 가공하여 개구(5)를 형성해야만 한다. 이러한 개구(5)는 종래에는 라우터(rauter)기계에 의해 형성하였다. 즉, CCL(1) 양면의 동박을 에칭하여 원하는 회로(3)를 형성한 후, CCL(1)을 라우터(rauter)기계에 흡착 고정시키고 개구(5)가 형성될 부분을 라우터비트(rauter bit)로 가공하여 PCB(1)의 z-축방향(즉, PCB의 두께방향)으로 상기 비트를 원하는 깊이 만큼 절삭하였다.

그러나, 상기와 같이 라우터에 의해 CCL(1)의 개구(5)를 형성하는 방법은 기계적인 방법으로 z-축을 제어하여 원하는 깊이의 개구를 형성하기 때문에, 가공시간이 길어질 뿐만 아니라 형성된 개구(5)의 바닥을 편평하게 제어하기가 대단히 어려웠다. 개구(5)의 바닥을 편평하게 하기 위해 또 다른 가공을 하는 경우에도 공정이 길어질 뿐만 아니라 제품이 수율이 저하되며 제조비용이 증가하는 문제가 있었다.

상기 문제를 위해, 근래에 도 2에 도시된 COB가 제안되고 있다. 상기 COB의 특징은 2장의 단면 CCL(1,2)을 합착한다는 것이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 제1CCL(1)과 제2CCL(2) 사이에는 프리프레그(prepreg;10)가 존재하여 상기 제1CCL(1) 및 제2CCL(2)에 압력을 가함으로써 합착된다. 제1CCL(1)과 프리프레그(10)에는 관통공이 형성되어 제1CCL(1) 및 제2CCL(2)의 합착시 칩(7)이 실장되는 개구(5)를 형성한다.

일반적으로 상기 COB에서는 약 0.1mm 두께의 CCL을 사용한다. 또한, 프리프레그(10)의 두께 역시 약 0.06mm 정도이기 때문에, 제1CCL(1)과 제2CCL(2)을 합착했을 때 약 0.26mm 두께의 COB를 얻을 수 있게 된다. 그러나, 디지탈카메라와 같은 초박형의 전자제품에서는 최종 COB의 두께가 EMC(Epoxy Molding Compound)를 포함하여 0.6mm를 초과해서는 안된다. 따라서, 최종 COB의 두께를 얇게 하기 위해서는 박형의 CCL을 합착해야만 한다. 그러나, 제1CCL(1)과 제2CCL(2)의 두께가 너무 얇으면, CCL(1,2)의 합착시 개구영역의 제2CCL(2), 즉 개구(5)의 바닥에 응력이 작용하여 바닥이 뒤틀리거나 한쪽(개구의 위쪽)으로 굴곡지는 변형이 발생하게 된다. 이러한 변형은 칩의 실장시 칩의 안정된 부착을 방해할 뿐만 아니라 몰딩된 최종 COB에 오차를 발생시켜 수율을 저하시키는 문제를 야기한다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 관통공이 형성된 제1동박적층판과 제2동박적층판을 지그에 의해 균일하게 압착함으로써, 두께가 얇고 변형이 발생하지 않는 인쇄회로기판 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 지그의 볼록부에 적어도 하나의 금속층을 형성함으로써 인쇄회로기판의 전체 두께를 제어할 수 있는 인쇄회로기판 제조방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 인쇄회로기판 제조방법은 제1동박적층판과 제2동박적층판 및 지그를 준비하는 단계와, 상기 제1동박적층판에 접착제층을 형성한 후 가공하여 관통공을 형성하는 단계와, 상기 접착제층을 사이에 두고 상기 제1동박적층판과 제2동박적층판을 지그로 압력을 가해 압착하는 단계로 구성된다.

지그는 양면 동박적층판으로 이루어지며 가공에 의해 볼록부가 형성되어, 제1동박적층판과 제2동박적층판에 압력을 가할 때 상기 볼록부가 개구의 바닥에 동박적층판의 상면에 가해지는 힘과 동일한 크기의 힘이 인가하여 개구 바닥이 응력에 의해 변형되는 것이 방지된다.

볼록부의 상면에는 적어도 한층의 금속층이 형성되어 그 두께를 제어함으로서, 압력을 받는 동박적층판의 두께를 제어할 수 있게 된다.

도 1은 칩이 실장된 종래의 인쇄회로기판을 나타내는 도면.

도 2는 다른 종래의 인쇄회로기판을 나타내는 도면.

도 3은 본 발명에 따른 인쇄회로기판을 제조하는 방법을 나타내는 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

101,102 : CCL 103 : 회로

105 : 개구 110 : 프리프레그

120 : 지그 120a : 볼록부

120b : 평면부

초박형의 디지탈카메라에 사용되는 COB를 제작하기 위해, 본 발명에서는 2장의 박형 단면 CCL을 사용한다. 제1CCL과 프리프레그에는 구멍이 형성되어 제2CCL과 합착했을 때, 칩이 실장되는 개구를 형성한다. 본 발명에서는 박형 CCL의 합착시개구영역 바닥, 즉 제2CCL의 개구영역에 형성되는 변형을 방지하기 위해, 지그(JIG)를 사용한다. 상기 지그는 압착되는 CCL의 표면뿐만 아니라 칩이 실장되는 개구의 바닥영역에도 상기 표면과 동일한 힘으로 압력을 가하기 때문에, 개구의 바닥에 응력이 발생하지 않게 된다.

지그는 상기 단면 CCL 보다 두꺼운 양면 CCL을 사용한다. 개구의 바닥에 압력을 가하는 지그의 볼록부 상면에는 금속 등을 코팅하여 그 두께를 조정한다. 상기 볼록부의 두께 조정에 따라, 전체적인 COB의 개구부 두께가 제어가능하게 된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 인쇄회로기판 제조방법을 나타내는 도면이다. 실제의 인쇄회로기판은 칩이 실장되는 개구가 복수개 형성되는 패널(pannel)형태로 제조되지만 도면에는 설명의 편의를 위해 하나의 개구만을 예를 들어 설명한다.

우선, 도 3(a)에 나타낸 바와 같이 제1단면CCL(101) 및 제2단면CCL(102)을 준비한다. 상기 CCL(101,102)은 약 0.06mm의 두께를 갖는 단면 CCL이다. 제1CCL(101)의 밑면(동박이 형성되지 않은 면)에는 프리프레그와 같은 접착제층(110)이 형성되며, 라우터기계와 같은 기계적인 방법에 의해 상기 제1CCL(101)과 접착제층(110)을 관통하는 관통공(105a)이 형성된다. 이때, 접착제층(110)의 두께는 약 0.072∼0.073mm로서, 라우터기계에 의해 형성된 구멍의 두께는 결국 약 0.132∼0.133mm로 된다.

이어서, 도 3(b)에 나타낸 바와 같이 지그(120)를 형성한 후, 상기 지그(120)로 압력을 가해 제1CCL(101)과 제2CCL(102)을 합착한다. 이때, 지그(120)의 평면부(120b)는 제1CCL(101)의 상면에 압력을 가하며, 볼록부(120a)는 개구(105)의 바닥에 힘을 가하여 전체적으로 균일한 압력이 인가되어 제1CCL(101)과 제2CCL(102)이 합착된다. 즉, 평면부(120b)는 제1CCL(101)의 상면에 압력을 가해 제1CCL(101)과 제2CCL(102)이 접착제층(110)에 의해 합착되게 하며, 볼록부(120a)는 개구의 바닥에 제1CCL(101)의 상면과 동일한 크기의 힘을 가해 바닥이 응력에 의해 변형되는 것을 방지한다.

지그(120)는 약 0.1mm의 두께를 갖는 양면 CCL을 사용하여 제조한다. 우선, 양면 CCL에 회로를 형성하여 개구가 형성될 영역을 결정한 후, 상기 영역을 제외한 부분을 라우터기계 등으로 절삭하여 상기 양면 CCL에 볼록부(120a)를 형성함으로써 지그(120)를 완성한다.

제1CCL(101)는 약 0.06mm이고 접착제층(110)의 두께는 약 0.072∼0.073mm이기 때문에, 제1CCL(101)과 접착제층(110)이 관통하여 형성되는 개구(105)의 두께는 약 0.132∼0.173mm가 된다. 그런데, 지그(120)를 제작하기 위해 사용되는 양면 CCL의 두께는 0.1mm이기 때문에, 볼록부(120a)의 두께는 0.1mm 이하가 된다. 따라서, 지그(120)를 사용하여 제1CCL(101)과 제2CCL(102)를 합착할 때, 볼록부(120a)가 개구(105)의 바닥에 닿지 않게 된다.

따라서, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 볼록부(120a)의 상면에 금속을 적층함으로써 상기 볼록부(120a)의 두께를 조정한다. 이때, 적층되는 금속층의 두께는 대단히 작기 때문에, 복수의 금속층을 형성함으로써 원하는 두께의 볼록부(120a)를 형성한다.

본 발명에서는 볼록부(120a)의 최종 두께를 약 0.18mm로 형성한다. 따라서, 상기 두께의 볼록부(120a)가 형성된 지그(120)에 압력을 가하여 제1CCL(101)과 제2CCL(102)을 합착하는 경우, 볼록부(120a)의 상면이 개구(105)의 바닥에 닿아 압력을 가할 때까지 접착제층(110)이 압착되어 CCL(101,102)이 합착된다. 다시 말해서, 지그(120)의 압력에 의해 접착제층(110)의 두께가 0.072∼0.073mm에서 0.06mm로 줄어든다.

상기한 바와 같이, 제1CCL(101)과 제2CCL(102)의 압착이 지그(120)의 볼록부(120a)가 개구(105)의 바닥에 CCL(101,102)의 상면과 동일한 압력이 인가될 때까지 계속되기 때문에, 볼록부(120a) 두께를 제어함으로써 최종 합착된 COB의 두께를 조정할 수 있게 된다.

그 후, 도 3(c)에 나타낸 바와 같이, 외부로 노출된 제1CCL(101)과 제2CCL(102)의 동박을 에칭하여 COB의 양면에 회로(103)를 형성한 후, 도면에 도시하지 않은 칩을 상기 개구(105)에 실장하고 상면의 회로(103)와 칩의 패드를 와이어로 연결한다.

상기에서는 지그로서 양면 CCL을 사용하고 있지만, 제1CCL 및 개구 바닥에 동일한 크기의 힘을 인가할 수 있는 것이면 무엇이든 가능하며, 볼록부에 형성된 금속층도 상기 불록부의 두께를 조정할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 그러므로, 본 발명의 권리의 범위는 상기한 설명에 의해 결정되는 것이 아니라 첨부한 청구범위에 의해 결정되어야만 할 것이다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 인쇄회로기판 제조방법은 CCL 2장을 지그에 의해 합착하기 때문에, CCL의 상면 및 칩이 실장되는 개구영역에 균일한 압력이 가해져서 개구의 바닥에 응력에 의한 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다. 따라서, 박형의 CCL이 사용 가능하게 되어 디지탈카메라와 같은 초박형 전자기기의 제조가 가능하게 된다. 또한, CCL의 개구바닥에 압력을 가하는 지그의 볼록부의 두께가 제어가능하기 때문에, 개구의 두께를 조정할 수 있게 된다.

Claims

적어도 하나의 제1단면 동박적층판에 접착층을 형성하는 단계;

상기 제1단면 동박적층판 및 접착층을 가공하여 관통공을 형성하는 단계;

양면동박적층판을 가공하여 상기 관통공의 크기에 대응하는 지그를 형성하는 단계; 및

제2단면 동박적층판을 접착층에 위치시킨 후 상기 지그로 상기 제1단면 동박적층판 및 제2단면 동박적층판의 상면 및 관통공의 개구 바닥을 균일하게 압착하는 단계로 구성된 인쇄회로기판 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 지그를 형성하는 단계가 동박적층판을 가공하여 볼록부 및 평면부를 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법.
제4항에 있어서, 상기 볼록부에 적어도 한층의 금속층을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 단면 동박적층판을 에칭하여 회로를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 접착제층이 프리프레그로 이루어진 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법.