KR100651465B1

KR100651465B1 - 전자 회로 모듈 및 집적 회로 장치의 제작 방법과 그를이용한 전자 회로 모듈

Info

Publication number: KR100651465B1
Application number: KR1020050072752A
Authority: KR
Inventors: 안준현; 이영민; 서호성; 곽규섭
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-08-09
Filing date: 2005-08-09
Publication date: 2006-11-29
Also published as: CN1913150A; US20070035323A1

Abstract

본 발명에 따른 전자 회로 모듈은 상호 대면하는 각각의 면에 인쇄 회로 패턴이 형성된 제1 및 제2 기판과, 상기 제1 및 제2 기판의 사이에 위치되며 각 전극이 상기 제1 및 제2 기판에 솔더링에 의해 연결된 전자 소자를 포함한다.

솔더링, 툼스톤, 전자

Description

전자 회로 모듈 및 집적 회로 장치의 제작 방법과 그를 이용한 전자 회로 모듈{FABRICATIN METHOD OF ELECTRONIC CIRCUIT MODULE AND INTEGRATED CIRCUIT APPARATUS AND ELECTRONIC CIRCUIT MODULE USING THE SAME}

도 1은 특히 솔더링에 의한 집적 중 발생하는 툼스톤의 발생 과정별로 도시한 도면,

도 2 a 내지 e는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자 회로 모듈의 제작 과정의 단계별 상태를 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 집적 회로 장치의 제작 과정별 상태를 도시한 도면.

본 발명은 다수의 소자들이 적층된 전자 회로 모듈 및 제작 공정에 관한 발명으로서, 특히 소형화된 전자 회로 모듈 및 그 제작 공정에 관한 발명이다.

휴대용 디지털 기기와 각종 디지털 미디어의 보급으로 인해서, 다기능을 제공할 수 있는 점차 소형화된 부품과 전자 회로 모듈 및 광학 집적 회로를 요구하고 있다. 상술한 다기능 소형화된 전자 회로 모듈 등을 제공하기 위해서는 제한된 크기의 기판 내에 집적되는 소자의 수를 증가시켜야 한다. 특히, 근래의 디지털 기기들은 통신을 위한 RF 부품을 내장하고 있으며, 정전 소자(Capacitance)의 용량이 회로 모듈의 크기에 반비례해서 증가하는 경향이 있다.

상술한 고정전 소자를 구비하고도 부피를 최소화시킬 수 있는 수단으로서 임베디드 인쇄회로 기판(Embedded PCB)이 제안되고 있다. 상술한 임베디드 인쇄회로 기판은 저항 소자의 경우 현재 사용되고 있는 대부분의 저항값을 충족시킬 수 있는 반면에, 실제 원하는 정도의 정전 용량을 확보하기 위해서는 추가적인 정전 소자의 표면 실장 공정을 수행해야되는 문제가 있다.

본 발명은 고 정전 소자의 요구를 충족시킴과 동시에 소형화된 제품에 적용 가능한 회로 모듈 및 그 제작 방법을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명에 따른 전자 회로 모듈은,

상호 대면하는 각각의 면에 인쇄 회로 패턴이 형성된 제1 및 제2 기판과;

상기 제1 및 제2 기판의 사이에 위치되며 각 전극이 상기 제1 및 제2 기판에 솔더링에 의해 연결된 전자 소자를 포함한다.

이하에서는 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능, 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

전자 회로 모듈은 집적 및 제작의 용이성을 확보하기 위해서 납땜 또는 솔더링 등의 방법을 사용한다. 도 1은 특히 솔더링에 의한 집적 중 발생하는 툼스톤의 발생을 과정별로 도시한 도면이다. 도 1의 (a) 내지 (d)는 솔더링 공정 중 툼스톤(Tombstone) 현상의 발생 과정을 순서대로 도시한 도면으로서, 둘 이상의 전극(131, 132)을 구비하는 소자의 집적 과정 중 용융 열의 불균형으로 인해서 일측의 전극(132)이 기판(112)에 접합 되지 못하고 기판(112) 상에 형성된 인쇄 회로(111)로부터 해당 소자(130)의 타 측 전극(132)이 수직인 방향으로 점차 이동하며 솔더링되는 과정을 나타낸다. 근래에는 1005, 0603 등 소형 칩의 사용이 증가함으로써 상술한 툼스톤 현상이 쉽게 발생된다.

도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자 회로 모듈의 제작 과정의 단계별 상태를 도시한 도면으로서, 도 1에 도시된 툼스톤 현상을 이용한다. 도 2에 도시된 전자 회로 모듈은 그 상면에 회로 패턴이 형성된 제1 기판(210)과, 둘 이상의 전극(231, 232)을 구비하며 그 중 하나(213)가 상기 제1 기판(210)과 툼스톤 정렬에 의해 전기적으로 연결된 전자 소자(230)와, 상기 전자 소자(230)의 타측 전극(232)이 솔더링에 의해 전기적으로 연결된 제2 기판(220)을 포함한다.

상술한 전자 회로 모듈의 제작 과정을 도 2의 (a) 내지 (e)를 참조해서 설명한다. 도 2의 (a)는 제1 기판(210)의 상면에 회로 패턴(211)을 형성하는 제1 과정으로서, 상기 제1 기판(210)의 회로 패턴(211) 상에 솔더링을 실시하기 위한 솔더 (212)를 형성하는 과정이다.

도 2의 (b)는 상기 회로 패턴(211) 상에 둘 이상의 전극들(231, 232)을 갖는 전자 소자(230)의 전극들(231, 232) 중 하나(231)를 전기적으로 연결하게 하는 제2 과정이고, 도 2의 (c)는 상기 전자 소자(230)의 전극 중 하나가 위치된 상기 솔더(212)를 가열해서 상기 전자 소자(230)를 인위적으로 툼스톤 정렬시키기 위한 과정이다.

도 2의 (d)와 (e)는 제2 기판(220)과 상기 전자 소자(230)의 상기 제1 기판(210)에 연결되지 않은 타 측 전극(232)을 전기적으로 연결하게 하기 위한 제3 과정을 나타낸다. 도 2 (d)는 상기 제2 기판(220) 상에 회로 패턴(221)과, 해당 회로 패턴(221) 상에 솔더링을 실시하기 위한 솔더(222)를 형성하는 단계와, 상기 솔더(222)가 형성된 상기 제2 기판(220)을 가열해서 상기 전자 소자(230)의 나머지 전극(232)과 상기 제2 기판(220)을 솔더링 시키는 상태를 나타낸다. 상기 솔더(222)는 도 2의 (d)에 도시된 바와 같이 솔더 스크린 프린팅에 의해 형성되거나, 솔더 볼이 이용될 수 있다.

도 2의 (e)는 제1 내지 제3 과정에 의해 완성된 상태의 전자 회로 모듈을 나타낸다. 도 2의 (e)를 참조하면, 상기 전자 소자(230)의 양 측 전극(231, 232)은 각각 제1 및 제2 기판(210, 220)과 연결된다. 상기 제1 및 제2 기판(210, 220) 사이의 간격은 해당 전자 소자(230)의 용량에 따라서 결정될 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 기판(210, 220)에 회로 패턴(211, 221)을 형성한 후 상기 전자 소자(230)의 종류와 용량에 따라서 상기 제1 및 제2 기판(210, 220) 사이의 간격이 조절된다. 상기 전자 소자(230)가 콘덴서라면 캐패시턴스를 조절하고, 상기 전자 소자(230)가 저항이라면 저항값 등을 조절할 수 있다. 상기 전자 소자(230)는 수동 부품으로서 0402, 0603, 1005, 2012 등이 사용될 수도 있다.

상기 제1 및 제2 기판(210, 220)은 전체 표면 실장을 위해서 스크린 프린팅, 칩마운팅, 리플로우 등의 과정을 거쳐서 툼스톤 현상을 이용해서 정렬시키기 위한 소자가 위치된다. 상술한 레진으로는 SMD 또는 Bonder 등이 이용될 수 있다.

본 발명은 상술한 과정 등으로 인해서 정밀한 갭(Gap) 조정이 가능하다. 예를 들어, 전자 소자가 0402일 경우에 제1 및 제2 기판 사이의 간격은 400㎛에 ±20㎛의 공차 범위 이내에서 조정될 수 있다. 또한, 전자 소자가 0603일 경우에 제1 및 제2 기판 사이의 간격은 600㎛에 ±30㎛의 공차 범위 이내에서 조정될 수 있고, 전자 소자가 1005일 경우에 제1 및 제2 기판 사이의 간격은 1000㎛에 ±100㎛의 공차 범위 이내에서 조정될 수 있다.

도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 집적 회로 장치의 제작 과정별 상태를 도시한 도면으로서, 도 3의 (a) 내지 (c)는 전자 회로 모듈(300)의 제작 단계 및 완성된 상태를 도시하고, 도 3의 (d)는 집적 회로 장치(400)의 완성된 상태를 도시한 도면이다. 본 실시 예에 따른 전자 회로 모듈(300)이 집적된 집적 회로 장치(400)의 제작 방법은 전자 회로 모듈(300)을 형성하기 위한 제1 과정과, 메인 보드(410) 상에 집적 회로 패턴을 형성하는 제2 과정과, 상기 집적 회로 패턴의 해당 부분에 상기 전자 회로 모듈(300)의 일단을 전기적으로 연결하게 하는 제3 과정과, 상기 메인 보드(410) 상에 복수의 수동 소자들(401, 402, 403)을 집적시키는 제4 과정을 포함한다.

상기 제1 과정은 상호 대면하는 각 일면에 회로 패턴들(311, 321)이 형성된 상기 제1 및 제2 기판(310, 320)의 사이에 적어도 하나 이상의 전자 소자들(331~333)을 툼스톤 정렬시켜서 전자 회로 모듈(300)을 형성하기 위한 과정으로서 제1 내지 제3 단계를 포함한다.

상기 제1 단계는 상기 제1 기판(310) 상에 회로 패턴(311)을 형성하기 위한 단계이고, 상기 제2 단계는 상기 회로 패턴(311) 상에 둘 이상의 전극들을 갖는 전자 소자들(331~333)의 전극들 중 하나를 전기적으로 연결시켜서 툼스톤 정렬시키기 위한 단계이다.

상기 제3 단계는 상기 제2 기판(320)과 상기 전자 소자들(331~333)의 상기 제1 기판(310)에 연결되지 않은 타 측의 전극을 전기적으로 연결시켜서 상기 전자 회로 모듈(300)을 완성하기 위한 단계이다.

상기 제2 과정은 메인 보드(410) 상에 집적 회로 패턴을 형성하기 위한 과정이고, 상기 제3 과정은 상기 집적 회로 패턴의 해당 부분에 상기 전자 회로 모듈(300)의 일단을 전기적으로 연결하게 하기 위한 과정이다. 상기 제4 과정은 상기 메인 보드(410) 상에 복수의 수동 소자들(401, 402, 403)을 집적시키기 위한 과정이다.

본 발명에 따른 전자 회로 모듈은 고집적 실장을 필요로 하는 기기에 적용 가능하고, 정전 용량이 큰 고정전 소자의 집적이 용이하다. 또한, 범용 부품을 사용함으로써 저가의 공정 구현이 가능하고, 소자가 간격을 정밀하게 조절할 수 있다.

Claims

전자 회로 모듈에 있어서,

상호 대면하는 각각의 면에 인쇄 회로 패턴이 형성된 제1 및 제2 기판과;

상기 제1 및 제2 기판의 사이에 위치되며 각 전극이 상기 제1 및 제2 기판에 솔더링에 의해 연결된 전자 소자를 포함함을 특징으로 하는 전자 회로 모듈.
제1 항에 있어서,

상기 전자 소자는 상호 대칭되게 양 끝단에 위치되며 상기 제1 기판과의 솔더링 시에 상기 제1 기판과 연결되지 않은 타측의 전극이 상기 제2 기판 측으로 배열됨을 특징으로 하는 전자 회로 모듈.
전자 회로 모듈에 있어서,

그 상면에 회로 패턴이 형성된 제1 기판과;

둘 이상의 전극을 구비하며 그 중 하나가 상기 회로 기판과 툼스톤 정렬에 의해 전기적으로 연결된 전자 소자와;

상기 전자 소자의 타측 전극이 솔더링에 의해 전기적으로 연결된 제2 기판을 포함함을 특징으로 하는 전자 회로 모듈.
전자 회로 모듈의 제작 방법에 있어서,

제1 기판의 상면에 회로 패턴을 형성하는 제1 과정과;

상기 회로 패턴 상에 둘 이상의 전극들을 갖는 전자 소자의 전극들 중 하나를 전기적으로 연결하게 하는 제2 과정과;

제2 기판과 상기 전자 소자의 상기 제1 기판에 연결되지 않은 타 측의 전극을 전기적으로 연결하게 하는 제3 과정을 포함함을 특징으로 하는 전자 회로 모듈의 제작 방법.
제4 항에 있어서,

상기 전자 소자의 전극들과 상기 제1 및 제2 기판은 솔더링에 의해 전기적으로 연결됨으로 특징으로 하는 전자 회로 모듈의 제작 방법.
제4 항에 있어서,

상기 전자 소자는 상기 제1 및 제2 기판의 사이에 위치되며 상기 각 전극은 상기 제1 및 제2 기판에 전기적으로 연결됨을 특징으로 하는 전자 회로 모듈의 제작 방법.
제4 항에 있어서,

상기 전자 소자는 상기 제1 기판과의 결합 중에 상기 제1 기판과 결합되지 않는 타측의 전극이 상기 제1 기판과 수직하게 툼스톤 정렬됨을 특징으로 하는 전자 회로 모듈의 제작 방법.
전자 회로 모듈이 집적된 집적 회로 장치의 제작 방법에 있어서,

상호 대면하는 각 일면에 회로 패턴들이 형성된 상기 제1 및 제2 기판의 사이에 적어도 하나 이상의 전자 소자들을 툼스톤 정렬시킨 전자 회로 모듈을 형성하는 제1 과정과;

메인 보드 상에 집적 회로 패턴을 형성하는 제2 과정과;

상기 집적 회로 패턴의 해당 부분에 상기 전자 회로 모듈의 일단을 전기적으로 연결하게 하는 제3 과정과;

상기 메인 보드 상에 복수의 수동 소자들을 집적시키는 제4 과정을 포함함을 특징으로 하는 집적 회로 장치의 제작 방법.
제8 항에 있어서, 상기 제1 과정은,

제1 기판의 상면에 회로 패턴을 형성하는 제1 단계와;

상기 회로 패턴 상에 둘 이상의 전극들을 갖는 전자 소자의 전극들 중 하나를 전기적으로 연결하게 하는 제2 단계와;

제2 기판과 상기 전자 소자의 상기 제1 기판에 연결되지 않은 타 측의 전극을 전기적으로 연결하게 하는 제3 단계를 포함함을 특징으로 하는 집적 회로 장치의 제작 방법.