KR100486427B1 - 고주파증폭용 인쇄회로기판 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증폭용 인쇄회로기판의 전기적 특성 및 제조공정과 비용을 효과적으로 절감하는 것으로, 특히 고주파 신호를 증폭하는 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것이며, 고주파증폭용 인쇄회로기판의 제조에 있어서; 인쇄회로부와 방열판이 일체로 형성된 메탈인쇄회로기판에 소정회로의 선로를 형성하는 과정과; 상기 과정에서 형성된 회로선로의 접지부분에 직경 1.6 mm의 홀을 인쇄회로부의 두께 깊이로 형성하여 상기 방열판이 노출되도록 하는 제1 홀형성과정과; 상기 과정에서 형성된 홀 내부의 방열판에 직경 1.4 mm의 홀을 소정의 깊이만큼 형성하는 제2 홀형성과정과; 상기 과정에서 형성된 홀의 이물질을 제거하고 불순물 제거용 촉매처리를 하는 과정과; 상기 과정에 의하여 형성된 홀 내부에 소정 두께로 도전성 금속을 도금하는 과정으로 이루어지는 특징에 의하여, 고주파증폭용 인쇄회로기판의 제조시간을 줄이고, 작업성이 우수하며, 리플로우 솔더링 전용로 및 디그리서 장비와 같은 별도 시설을 필요로 하지 않고, 생산성을 향상시키는 공업적 이용효과와 기생 인덕터 성분이 작아지며, 전송손실이 작아지므로, 고주파신호 증폭효율이 제고되는 산업적 이용효과가 있다.

Description

고주파증폭용 인쇄회로기판 제조방법{A MANUFACTURING METHOD OF RF AMP METAL PCB}

본 발명은 증폭용 인쇄회로기판(PCB)의 전기적 특성 및 제조공정과 비용을 효과적으로 절감하는 것으로, 특히 고주파(RF) 신호를 증폭하는 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것이다.

인쇄회로기판(PCB: PRINTED CIRCUIT BOARD)은, 일 예로, 아크릴 또는 테프론(TEFLON)과 같은 유전체의 평평한 판 위에 도전체로써 신호가 흐르는 선로(LINE) 또는 경로(PATH)를 형성하고 다수의 전자부품을 접속하므로써 소정 기능의 회로(CIRCUIT)를 구성한다.

상기와 같은 인쇄회로기판은 사용목적 또는 기능 등에 따라 다양한 크기 및 모양을 형성하는 것으로, 일 예로, 증폭기능과 같이 많은 전력을 소모하는 경우는 발생되는 열을 제거하기 위한 방열판(HEAT SINK)을 추가 부착하여야 하고, 고주파(RF)신호를 처리하는 경우는 구성되는 선로의 길이를 짧게하여야 하는 동시에 도전성이 우수한 재질로 선로를 구성하여야 한다.

특히, 고주파 신호를 증폭하는 인쇄회로기판은, 방열판과 인쇄회로기판 사이에 발생하는 기생 인덕터 성분에 의하여 선로로 전송되는 신호의 손실(LOSS)을 적게하여야 한다.

이하, 종래 기술에 의한 것으로, 고주파 증폭용 인쇄회로기판의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

종래 기술을 설명하기 위하여 첨부된 것으로, 도1 은 종래 기술에 의한 고주파 증폭용 인쇄회로기판 제조방법 도시도 이다.

상기 도1을 참조하면, 종래 기술에 의한 고주파 증폭용 인쇄회로기판은, 고주파 증폭을 위한 부품이 부착되고 신호전송경로가 일체로 형성되는 것으로써, 일 예로, 타코닉이라는 제조업체의 RF-35 TEFLON을 이용하는 인쇄회로부(10)와,

상기 인쇄회로부(10)에서 발생하는 열을 방출 또는 방열(HEAT SINK)하는 것으로, 일 예로, 알루미늄(Al)으로 이루어지는 방열판(20)과,

상기 인쇄회로부(10)와 방열판(20)을 일체로 접합하는 것으로, 플럭스(FLUX)와 납으로 이루어지는 솔더(SOLDER)를 크림(CREAM) 상태로 혼합한 솔더(30)로 구성된다.

상기와 같은 구성의 종래 기술에 의한 고주파 증폭용 인쇄회로기판(40) 제조방법은, 상기 인쇄회로부(10)에 상기 크림상태의 솔더(30)를 부착 또는 도포한다.

상기와 같이 솔더(30)가 부착 또는 도포된 인쇄회로부(10)에 방열판(20)을 부착한다.

상기와 같이 솔더(30)에 의하여 인쇄회로부(10)와 방열판(20)이 부착된 상태를, 고온의 리플로우(REFLOW) 솔더링(SOLDERING) 장비에 투입하면, 상기 크림상태의 솔더(30)에 포함된 납(SOLDER)이 녹으면서 인쇄회로부(10)와 방열판(20)이 납땜으로 부착되면서 플럭스(FLUX)가 분출된다.

상기와 같이 고온의 리플로우 솔더링 장비를 통과시킨 후, 열을 식히면 납땜이 굳으면서 인쇄회로부(10)와 방열판(20)이 일체로 고정형성되므로써 고주파증폭용 인쇄회로기판(40)이 형성된다.

상기와 같은 고주파증폭용 인쇄회로기판(40)을 디그리서(DEGREASER) 장비에 투입하므로써, 해당 화학약품 등에 의하여 상기 솔더(30)로부터 방출된 플럭스(FLUX)를 깨끗이 세척한다.

상기와 같이 세척된 고주파증폭용 인쇄회로기판(40)을 육안 검사하여 솔더(30)의 흐른 부분 또는 잘못된 부분을 제거 및 수정하는 공정으로 이루어진다.

상기와 같이 완성된 고주파증폭용 인쇄회로기판(40)의 인쇄회로부(10)에 형성되는 접지(GROUND) 선로(PATTERN)와 방열판(20)을 전기적으로 연결하기 위하여, 상기 인쇄회로부(10)의 접지선로에 직경 0.8 mm의 홀(HOLE)을 형성하며, 상기의 홀(HOLE)은 솔더(30)를 통과하여 방열판(20)까지 도달한다.

상기와 같이 형성된 홀을 통하여 상기 인쇄회로부(10)와 방열판(20)이 전기적으로 연결되도록 하기 위하여 상기 홀을 도전성 물질로 도금 또는 도포하므로써 PBH(PLATED BLIND HOLE)를 형성한다.

상기와 같이 형성된 PBH에 의하여 인쇄회로부(10)의 접지 선로는 방열판(20)에 접지(GROUND)된다.

상기와 같이 완성된 고주파증폭용 인쇄회로기판(40)의 인쇄회로부(10)에 필요한 부품(ELEMENT)을 SMD(SURFACE MOUNTING DEVICE) 방식으로 조립하므로써, 소정 기능을 하는 회로의 구성이 완료된다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술은 PBH의 직경이 0.8 mm로써 도전성 물질을 이용한 도금이 완전하지 못한 접지불량이 많이 발생하므로, 상기 PBH를 다수 형성해야 하는 문제가 있다.

또한, 접지를 하는 PBH의 표면적이 작으므로, 기생 인덕터 성분이 발생하고, 상기와 같은 기생 인덕터 성분에 의하여 고주파 신호에 손실(LOSS)이 발생하는 문제가 있다.

본 발명은 고주파신호에 대한 전송손실이 적고, 접지 불량률을 줄일 수 있는 고주파증폭용 인쇄회로기판 제조방법을 제공하는 것이 그 목적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은, 고주파증폭용 인쇄회로기판의 제조에 있어서; 인쇄회로부와 방열판이 일체로 형성된 메탈인쇄회로기판에 소정회로의 선로를 형성하는 과정과; 상기 과정에서 형성된 회로선로의 접지부분에 직경 1.6 mm의 홀을 인쇄회로부의 두께 깊이로 형성하여 상기 방열판이 노출되도록 하는 제1 홀형성과정과; 상기 과정에서 형성된 홀 내부의 방열판에 직경 1.4 mm의 홀을 소정의 깊이만큼 형성하는 제2 홀형성과정과; 상기 과정에서 형성된 홀의 이물질을 제거하고 불순물 제거용 촉매처리를 하는 과정과; 상기 과정에 의하여 형성된 홀 내부에 소정 두께로 도전성 금속을 도금하는 과정으로 이루어지는 특징이 있다.

이하, 본 발명에 의한 고주파증폭용 인쇄회로기판 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명을 설명하기 위하여 첨부된 것으로, 도2 는 본 발명의 일 예에 의한 고주파증폭용 인쇄회로기판 제조방법 도시도 이며, 도3은 본 발명에 의하여 제작된 고주파증폭용 인쇄회로기판의 인쇄회로부 쪽 사진이고, 도4 는 본 발명에 의하여 제작된 고주파증폭용 인쇄회로기판의 방열판 쪽 사진이다.

상기 첨부된 도2를 참조하면 본 발명에 의한 고주파증폭용 인쇄회로기판 제조방법은, 테프론(TEFLON) 등으로 이루어지는 인쇄회로부(15)와 알루미늄(Al) 등으로 이루어지는 방열판(25)을 접착시켜 일체로 형성되는 메탈인쇄회로기판(MP : METAL PCB)(50)에 있어서, 상기 인쇄회로부(15)에 소정 기능을 하는 회로(CIRCUIT)의 선로(PATH) 또는 패턴(PATTERN)을 에칭(ETCHING) 등과 같은 해당 방법으로 도전성물질을 이용하여 형성하는 과정과,

상기 과정에서 인쇄회로부(15)에 형성된 회로선로의 접지(GROUND) 부분에 직경 1.6 mm의 홀(HOLE)을 깊이 0.2 내지 0.5 mm로 형성하므로써 상기 인쇄회로부(15)가 제거되고 상기 방열판(25)이 완전하게 노출되도록 하는 제1 홀(60)을 형성하는 과정과,

상기 과정에서 형성된 제1 홀(60)과 중심(CENTER)을 일치시킨 상태에서, 직경 1.4 mm의 홀(HOLE)을 깊이 0.5 내지 1.0 mm로 형성하므로써 방열판(25)에 제2 홀(70)을 형성하는 과정과,

상기 과정에서 형성된 제1 및 제2 홀(60,70) 내부의 이물질을 제거하고 미세한 불순물이 부착되지 못하도록 소정 촉매제로 처리하는 과정과,

상기 과정에 의하여 깨끗하게 형성된 제1 및 제2 홀(60,70) 내부에, 소정 두께로 무전해 아연도금과 무전해 니켈도금을 하고, 순서에 의하여 10 내지 15 마이크로미터 두께의 동 도금을 하며, 순서에 의하여 소정 두께의 니켈과 금의 차례로 도금을 하는 과정으로 구성된다.

이하, 상기와 같은 구성의 본 발명에 의한 고주파증폭용 인쇄회로기판 제조방법을 첨부된 도2 내지 도4를 참조하여 상세히 설명한다.

상기 메탈인쇄회로기판(50)은 테프론(TEFLON) 등으로 이루어지는 것으로 한쪽 면에 얇은 도전체 판이 부착되어 있고, 다른 한쪽 면에는 알루미늄(Al) 등으로 이루어지는 일정한 두께의 방열판(HEAT SINK)(25)이 각각 부착되어 있는 상태로, 공업규격에 의하여 판매된다.

상기와 같은 메탈인쇄회로기판(50)을 사용하는 경우, 종래 기술과 같이 크림상태의 솔더(30)를 사용하지 않아도 되고, 고온의 리플로우 솔더링 전용로 장치를 사용하지 않아도 되며, 상기 장치를 통화한 회로보드를 식히지 않으므로써 시간이 단축되고, 플럭스를 세척하지 않아도 되므로, 디그리서(DEGREASER) 장치를 사용하지 않아도 되며, 사후 육안검사에 의하여 불필요한 납을 제거하지 않아도 되는 것으로, 공정이 대폭 단축되고, 제조비용이 싸지며, 제조시설의 구매비용 및 유지비용이 적게 소요된다.

상기와 같은 메탈인쇄회로기판(50)의 인쇄회로부(15)에 소정의 기능을 하는 고주파증폭(RF AMP)용 회로선로를 에칭(ETCHING) 등의 방법을 통하여 형성한다.

상기와 같이 형성된 회로선로 또는 패턴(PATTERN)에는 접지(GROUND)를 시키는 회로선로가 있으며, 상기와 같은 접지부분은 방열판(25)과 전기적으로 연결되도록 한다.

상기 방열판은 고정 등을 위하여, 다른 하우징 등에 기구적으로 견고히 체결되며, 상기와 같이 체결되는 과정에서 전기적으로 접지(GROUND)가 확실하게 형성된다.

상기 인쇄회로부(15)의 접지부분과 방열판(25)을 전기적으로 연결하는 접지용 홀(HOLE)의 형성이 필요하다.

상기 접지용 홀(HOLE)은 인쇄회로부(15)의 접지부분 중에서 일부분을 완전히 제거하여야 하며, 일 예로, 직경 1.6 mm 의 크기를 갖는 홀(HOLE)을 0.2 내지 0.5 mm의 깊이로 형성하므로써 상기 인쇄회로부(15)를 완전히 제거하고, 상기 방열판(25)과의 사이에 있을 접착제도 제거를 하는 동시에 상기 방열판(25)에 약간의 깊이를 갖도록 하는 제1 홀(60)을 형성한다.

상기와 같이 형성된 제1 홀(60)과 중심(CENTER)이 일치하는, 제2 홀(70)을 상기 방열판(25)에 형성하는데, 방열판(25)은 금속(METAL)성분이므로 제1 홀(60)과 동일한 직경의 홀(HOLE)을 형성하는 것이 용이하지 않고 작업성이 매우 떨어진다.

그러므로, 상기 제2 홀(70)은 직경을 1.4 mm로 하므로써 작업성을 높이고, 깊이는 0.5 내지 1.0 mm로 하므로써 더 깊게 하므로써 표면적을 넓게 한다.

상기와 같이 형성된 제1 홀(60)과 제2 홀(70)의 내부에 불순물을 제거하는 동시에 이물질이 부착되지 못하도록 소정의 촉매처리를 한다.

상기와 같이 형성된 제1 홀(60)과 제2 홀(70)의 내부에 무전해 아연도금을 소정의 두께로 하고, 순서에 의하여 무전해 니켈도금을 한다.

상기와 같이 도금을 한 후, 순서에 의하여 10 내지 15 마이크로미터(㎛)의 두께로 동(Cu)도금을 하며, 순서에 의하여 소정의 두께로 니켈도금과 금도금을 한다.

상기와 같이 도금이 완료된 홀을 PBH(PLATED BLIND HOLE)라고 하며, 접지가 필요한 위치에 의하여 다수 형성되도록 한다.

상기와 같은 본 발명에 의하여 제작된 실험 예를 첨부된 도3 및 도4에 의하여 사진으로 도시하였으며, 상기 도3은 인쇄회로부(15) 쪽이 보이도록 한 사진이고, 도4는 방열판(25) 쪽이 보이도록 한 사진이다.

상기와 같이 도금이 완료되면, 상기 인쇄회로부(15)의 접지부분과 방열판(25)이 전기적으로 완전하게 연결 또는 접속되는 상태가 되고, 또한, 홀의 직경이 크므로 연결 또는 접속되는 면적이 넓어져서, 전류가 많이 빠져 나가 이상전압 등을 제거할 수 있기 때문에 기생 인덕터 성분이 크게 감소된다,

따라서, 고주파 신호(RF SIGNAL)를 증폭(AMPLIFYING)하는 회로선로에서 전송에 의한 손실(LOSS)이 적어지므로, 종래 대비 PBH 홀의 숫자를 반(1/2)으로 줄일 수 있는 동시에 작업성이 좋아지고 시간이 적게 들며, PBH 홀의 직경이 크므로, 도금불량이 발생하지 않아 생산성이 향상된다.

상기와 같은 구성의 본 발명은, 고주파증폭용 인쇄회로기판 제조에 있어서, 제조시간을 줄이고, 작업성이 우수하며, 리플로우 솔더링 전용로 및 디그리서 장비와 같은 별도 시설을 필요로 하지 않고, 생산성을 향상시키는 공업적 이용효과가 있다.

또한, 접지홀의 내부 표면적이 넓어지고, 고주파증폭회로의 기생 인덕터 성분이 작아지며, 고주파신호의 전송손실이 작아지므로, 고주파신호 증폭효율이 제고되는 산업적 이용효과가 있다.

도2 는 본 발명의 일 예에 의한 고주파증폭용 인쇄회로기판 제조방법 도시도 이며,

도3은 본 발명에 의하여 제작된 고주파증폭용 인쇄회로기판의 인쇄회로부 쪽 사진이고,

도4 는 본 발명에 의하여 제작된 고주파증폭용 인쇄회로기판의 방열판 쪽 사진이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 **

10,15 : 인쇄회로부 20,25 : 방열판

30 : 솔더 40 : 인쇄회로기판

50 : 메탈인쇄회로기판 60 : 제1 홀

70 : 제2 홀

Claims (3)

1. 고주파증폭용 인쇄회로기판의 제조에 있어서,

   인쇄회로부와 방열판이 일체로 형성된 메탈인쇄회로기판에 소정회로의 선로를 형성하는 과정과,

   상기 과정에서 형성된 회로선로의 접지부분에 직경 1.6 mm의 홀을 인쇄회로부의 두께 깊이로 형성하여 상기 방열판이 노출되도록 하는 제1 홀형성과정과,

   상기 과정에서 형성된 홀 내부의 방열판에 직경 1.4 mm의 홀을 소정의 깊이만큼 형성하는 제2 홀형성과정과,

   상기 과정에서 형성된 홀의 이물질을 제거하고 불순물 제거용 촉매처리를 하는 과정과,

   상기 과정에 의하여 형성된 홀 내부에 소정 두께로 도전성 금속을 도금하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고주파증폭용 인쇄회로기판 제조방법.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 제1 홀형성과정은 0.2 내지 0.5 mm 깊이로 홀을 형성하고,

   상기 제2 홀형성과정은 0.5 내지 1.0 mm 깊이로 홀을 형성하며,

   상기 제1 및 제2 홀의 중심을 일치하는 상태로 소정 개수 형성하는 것을 특징으로 하는 고주파증폭용 인쇄회로기판 제조방법.
3. 제1 항에 있어서, 상기 도금 과정은,

   상기 홀 내부에 소정 두께로 무전해 아연도금과 무전해 니켈도금을 하고,

   상기 도금된 홀에 10 내지 15 마이크로미터 두께의 동 도금을 하며,

   상기 도금된 홀에 소정 두께의 니켈과 금을 차례로 도금하는 것을 특징으로 하는 고주파증폭용 인쇄회로기판 제조방법.