KR100747022B1 - 임베디드 인쇄회로기판 및 그 제작방법 - Google Patents

Abstract

임베디드 인쇄회로기판 및 그 제작방법이 개시된다. 절연물질의 일면 또는 양면에 전도성 물질이 형성된 기재에 일정한 크기의 홀을 형성하는 단계와, 캐리어 필름에 전기소자를 부착하고 홀에 전기소자를 삽입한 후 캐리어 필름이 부착된 기재의 반대면에 절연시트를 적층하여 홀의 내부를 충진하는 단계와, 캐리어 필름의 제거 및 관통홀의 형성 후, 기재의 양면에 도금층을 형성하여 전기소자의 전극과 전기적으로 연결하는 단계와, 도금층에 전기소자의 전극와 전기적으로 연결되는 외부회로를 형성하는 단계를 포함하는 임베디드 인쇄회로기판 및 그 제작방법은 도금에 의해 전기소자와 전기적으로 연결되기 때문에 신뢰성이 우수하고 제작공정이 간소하다.

임베딩, 전기소자, 동도금

Description

임베디드 인쇄회로기판 및 그 제작방법{IMBEDDED CIRCUIT BOARD AND FABRICATING METHOD THEREFORE}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 임베디드 인쇄회로기판 제작방법에서 기재의 단면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 기재에 일정한 크기의 홀을 형성한 상태를 도시한 단면도이다.

도 3은 접착 캐리어에 부착된 전기소자를 도 2에 도시된 홀에 삽입한 후 절연시트를 적층시킨 상태를 도시한 단면도이다.

도 4는 도 3에 도시된 기재에 관통공을 형성한 후 기재의 양면에 도금층을 형성한 상태를 도시한 단면도이다.

도 5는 도금층에 외부회로를 형성한 상태를 도시한 단면도.

도 6은 도금층에 포토 솔더 레지스트 잉크를 형성한 후 일부를 제거한 상태를 도시한 단면도이다.

<도면 부호의 설명>

11: 기재 13: 홀

15: 전도성 물질 17: 절연물질

19: 전기소자 21: 전극

23: 캐리어 필름 25: 절연시트

27: 내부회로 29: 관통홀

31: 도금층 33: 외부회로

35: 포토 솔더 레지스트 잉크 37: 솔더 범프

본 발명은 임베디드 인쇄회로기판 및 그 제작방법에 관한 것이다.

최근, 휴대용 단말기 및 노트북의 보급에 수반하여 고속 동작이 요구되는 전자기기가 널리 사용되고 있으며, 이에 따라 고속 동작이 가능한 인쇄회로기판이 요구되고 있다. 이와 같은 고속동작을 위해서는 인쇄회로기판에 있어서 배선 및 전자부품의 고밀도화가 필요하다.

이와 같은 고밀도화를 달성하기 위한 수단으로 빌드 업(build up) 방법이 알려져 있다. 빌드 업 방법은, 예를 들면, 동박 에칭(etching) 등에 의해 배선이 형성되는 양면 동장 유리 에폭시(glass epoxy) 등으로 되는 코어(core) 기판의 표면에 감광성 수지를 도포한 후 노광 현상하고 비어홀(via hole)을 구비하는 절연층을 형성한 뒤, 그 표면에 무전해 동도금을 행한다. 그리고 이것을 레지스트(regist) 도포, 에칭(etching) 및 레지스트 제거에 의하여 비어홀 도체 및 배선 회로층을 형 성한다. 그리고 상기 감광성 수지에 의한 절연층의 형성과 비어홀 도체 및 배선 회로층을 형성하는 과정을 반복한 후, 드릴 등에 의하여 스루홀(through hole)을 형성하고 스루홀 내에 도금층을 형성하여 층간 배선 회로층을 접속하게 한다.

그리고 종래의 인쇄회로기판에서는 프리프레그(prepreg)라고 불리는 유기 수지를 포함하는 평판의 표면에 동박을 적층한 후, 이것을 에칭한 후 미세한 회로를 형성하고 적층한다. 그리고 마이크로 드릴을 이용하여 스루홀을 펀칭한 후 홀 내부에 도금법에 의하여 금속을 부착시켜 스루홀 도체를 형성함으로써 각 층간을 전기적으로 접속한다. 또한, 절연층에 형성한 비어홀 내부에 금속 분말을 충전하여 비어홀 도체를 형성한 후 다른 절연층을 적층하고 다층화한 배선 기판도 제안되고 있다.

상기와 같이, 금속 분말의 충전에 의해서 비어홀 도체를 형성하는 방법은 비어홀 도체의 소형화가 가능함과 동시에 임의의 위치에서 비어홀을 형성할 수 있다는 점에서 유리하다. 또한, 빌드 업 방법에 의해서 형성되는 인쇄회로기판에 의해서도 고밀도 배선이 가능하다. 그러나 인쇄회로기판에 여러 가지의 전기소자를 탑재하는 경우에는 기판의 표면에 실장할 수밖에 없기 때문에 기판의 소형화에는 한계가 있었다.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 최근에는 기판을 절연체 등에 임베딩(embedding)하는 방법이 제안되고 있다. 즉, 절연체의 내부에 전자소자가 내장되는 홀을 형성한 후 전자소자를 위치시켜 충전제 등을 이용하여 고정하는 방법이다. 이와 같은 임베딩 공정에 의하면, 전기소자가 기판에 표면에 실장되는 것이 아니라 기판의 내부에 임베딩되기 때문에 기판의 소형화 및 고밀도화가 가능할 뿐만 아니라 기판의 고성능화 또한 가능하다.

본 발명은 도금에 의해 전기소자와 전기적으로 연결되는 임베디드 인쇄회로기판 및 그 제작방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 안정성이 우수한 임베디드 인쇄회로기판 및 그 제작방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 임베디드 인쇄회로기판 제작방법은 절연물질의 일면 또는 양면에 전도성 물질이 형성된 기재에 일정한 크기의 홀을 형성하는 단계와, 캐리어 필름에 전기소자를 부착하고 홀에 전기소자를 삽입한 후 캐리어 필름이 부착된 기재의 반대면에 절연시트를 적층하여 홀의 내부를 충진하는 단계와, 캐리어 필름의 제거 및 관통홀의 형성 후, 기재의 양면에 도금층을 형성하여 전기소자의 전극과 전기적으로 연결하는 단계와, 도금층에 전기소자의 전극와 전기적으로 연결되는 외부회로를 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 임베디드 인쇄회로기판의 제작방법의 실시예는 다음과 같은 특징들을 하나 또는 그 이상 구비할 수 있다. 예를 들면, 절연시트는 진공상태에서 가열 및 가압하여 기재에 적층한다. 절연물질은 세라믹 또는 메탈 필러가 포함될 수 있다. 그리고 내부회로를 형성한 후 표면조도를 형성하기 위한 표면처리를 상기 내부회로에 수행할 수도 있다. 외부 회로의 형성 후, 상기 외부회로에는 접속용 범프가 형성될 수도 있다. 또한, 절연시트의 일면에 전기전도층이 구비된 것을 사용할 수 있으며,절연시트 위에 전기전도층인 동박을 놓고 같이 적층할 수도 있다. 외부회로를 형성한 후 제품 위에 절연시트를 추가 적층하고, 미세홀을 형성하여 전기적 접속할 수도 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 임베디드 인쇄회로기판은 절연물질의 양면에 전도성 물질이 형성되어 있으며 소정 크기의 홀을 구비하는 기재와, 홀에 삽입되며 일면 또는 양면에 전극을 구비하는 전기소자와, 기재의 일면에 적층되어 홀의 내부에 충진되는 절연시트와, 전기소자의 전극과 전기적으로 연결되는 도금층을 포함한다.

이하, 본 발명에 따른 임베디드 회로기판 및 그 제작방법의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 임베디드 인쇄회로기판의 제작방법에 대해서 도 1 내지 도 6을 참조하면서 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 기재(11)는 절연물질(17)의 양면에 동박 등과 같은 전도성 물질(15)이 적층되어 있는 것으로, 예를 들면 양면 동박적층판(Copper Clad Lamination, CCL) 또는 절연물질(17)의 일면에만 동박이 적층된 레진코팅 동박적층 판(RCC)일 수 있다. 기재(11)에는, 아래 도 2를 통해 설명하는 바와 같이, 전기소자 등이 임베딩(embedding)될 수 있는 홀(13)이 형성된다. 전도성 물질(15)은 일반적인 동박일 수 있으며, 전도성 물질에는 도 3에 도시된 바와 같이, 내부회로(27)가 형성될 수도 있다.

도 2를 참조하면, 상기 기재(11)에는 일정한 크기를 갖는 홀(13)이 형성되며, 상기 홀(13)은 상부에 위치한 전도성 물질(15)에서부터 하부에 위치한 전도성 물질(17)을 관통하여 형성된다. 홀(13)은 그 내부에 위치할 수 있는 전기소자(19)의 크기에 비해 약간 크게 형성된다. 홀(13)을 형성하는 방법으로는 공지의 방법, 예를 들면, 탄산 가스 레이저, UV-YAG 레이저, UV-Vanadate 레이저 등과 같은 레이저를 이용한 방법 또는 라우터 및 드릴 등과 같은 기계적인 방법을 이용할 수도 있다.

도 3을 참조하면, 기재(11)의 하면에는 전기소자(19)가 부착된 캐리어 필름(23)이 부착되어 전기소자(19)가 홀(13)의 내부에 위치하게 된다. 그리고 기재(11)의 상면에는 절연시트(25)가 진공 상태에서 가열 및 가압되어 적층됨으로써 홀(13)의 내부를 충진하게 된다. 이로 인해, 전기소자(19)는 절연시트(25)에 의해서 홀(13)의 내부에 고정된다.

캐리어 필름(23)은 일면에 점착성 물질이 도포된 필름(film) 또는 점착성의 테이프 등일 수 있다. 그리고 캐리어 필름(23)은 기재(11)의 하면에 부착되어 전기소자(19)를 홀(13)의 내부에 임시적으로 고정하며, 절연시트(25)에 의해 전기소자(19)가 고정되는 경우 캐리어 필름(23)은 박리되어 제거된다.

절연시트(25)는 기재(11)의 상면에 진공 상태에서 가열 및 가압되어 적층되면서 홀(13)의 내부에 충진된다. 절연시트(25)는 홀(13)의 내부에 충진되어 전기소자(29)를 홀(13)의 내부에 고정함과 동시에, 추후 형성되는 도금층(31)과 기재(11)의 전도성 물질(15) 사이를 절연하는 역할을 한다. 그리고 절연시트(25)는 전기소자(19)의 전극(21) 사이에 충진되어 도금층(31)과 전극(21) 사이에 습기, 이물질 등이 개재되는 것을 방지한다. 절연시트(25)는 열팽창 계수를 낮추기 위해 세라믹 필러 또는 메탈 필러(filler) 등을 공지의 프리프레그(prepreg) 또는 아지노모토 접착 필름(ABF) 등에 첨가하여 사용할 수 있다.

그리고 전도성 물질(15)에는 필요에 따라 내부회로(29)가 형성될 수 있다. 내부회로(29)의 형성 방법으로는, 일반적인 식각 공정 등이 사용될 수 있다. 내부회로(29)는 추후의 공정에 의해서 솔더범프(37) 등과 전기적으로 연결될 수 있다.

전기소자(19)는 캐리어 필름(23)에 부착되어 홀(13)의 내부에 위치한 후 절연시트(25)에 의해 홀(13)의 내부에 완전히 고정된다. 전기소자(19)는 그 일면 또는 양면에 전극(21)을 갖는데, 전극(21)은 도 3에 도시된 바와 같이 기재(11)의 하부에 위치하는 전도성 물질(15)과 동일한 높이를 갖을 수 있다. 이로 인해, 캐리어 필름(23)이 제거된 후, 도 4에 도시된 도금층(31)의 층이 형성되면 도금층(31)과 전극(21)이 전기적으로 연결된다. 전기소자(19)는 커패시터(capacitor), 인덕터(inductor) 또는 저항(resistor) 등과 같은 수동소자 또는 IC 등과 같은 능동소자일 수 있다.

도 4를 참조하면, 기재(11)에는 관통공(29)이 형성되어 추후 동도금에 의해 관통공(29)의 내주면에 도금층이 형성된다. 관통공(29)은 기재(11)의 상면 및 하면을 각각 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 그리고 기재(11)의 하면 및 절연시트(25)의 상면에는 도금층(31)이 형성된다.

도금층(31)의 일반적으로 공지된 방법이 사용된다. 예를 들면, 관통홀(29)의 형성 후에, 공지의 디스미어 처리, 플라스마 처리 등을 실시하고 무전해 동도금, 전기 동도금을 실시한다. 이 후에, 도 5에 도시된 바와 같이, 표면에 외부회로(33)을 형성하고 최종적으로는 산화방지를 위해서 귀금속 도금 레지스터를 형성하고 나서, 니켈 도금, 금 도금을 실시한다. 도금층(31)은 전기소자(19)의 전극(21)과 전기적으로 연결된다. 따라서 본 실시예에 따른 임베디드 인쇄회로기판 및 그 제작방법은 전기소자를 외부의 회로와 연결하기 위한 와이어 본딩(wire bonding)을 형성할 필요가 없기 때문에 제작공정이 간소할 뿐만 아니라 전기적 연결의 신뢰성 또한 우수하다.

그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 포토 솔더 레지스트(photo solder resistor, PSR) 잉크를 도금층(31) 상에 도포한 후 현상하여 도금층(31)의 일부를 노출시킨다. 그리고 노출된 도금층(31) 상에 외부 인쇄회로기판(미도시) 또는 외부의 전기소자(미도시)와의 접합을 위해서 솔더 범프(37) 등을 형성한다.

이와 같은 방법에 의해 형성된, 본 발명의 일 실시예에 따른 임베디드 인쇄회로기판은, 도 6에 도시된 바와 같이, 절연물질(17)의 일면 또는 양면에 전도성 물질(15)이 형성되어 있으며 소정 크기의 홀(13)을 구비하는 기재(11)와, 홀(13)에 삽입되며 일면 또는 양면에 전극을 구비하는 전기소자(19)와, 기재(11)의 일면에 적층되어 홀(13)의 내부에 충진되는 절연시트(25) 및 전기소자(29)의 전극(21)과 전기적으로 연결되는 도금층을 포함한다.

이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명의 다양한 변경예와 수정예도 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명은 도금에 의해 전기소자와 전기적으로 연결되는 임베디드 인쇄회로기판 및 그 제작방법을 제공할 수 있다.

본 발명은 안정성이 우수한 임베디드 인쇄회로기판 및 그 제작방법을 제공할 수 있다.

Claims (9)

1. (a) 절연물질의 일면 또는 양면에 전도성 물질이 형성된 기재에 일정한 크기의 홀을 형성하는 단계와;

   (b) 캐리어 필름에 전기소자를 부착하고 상기 홀에 상기 전기소자를 삽입한 후 상기 캐리어 필름이 부착된 상기 기재의 반대면에 절연시트를 적층하여 상기 홀의 내부를 충진하는 단계와;

   (c) 상기 캐리어 필름의 제거 및 관통홀의 형성 후, 상기 기재의 양면에 도금층을 형성하여 상기 전기소자의 전극과 전기적으로 연결하는 단계와;

   (d) 상기 도금층에 상기 전기소자의 전극와 전기적으로 연결되는 외부회로를 형성하는 단계;를

   포함하는 임베디드 인쇄회로기판 제작방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 절연시트는 진공상태에서 가열 및 가압하여 상기 기재에 적층하는 인쇄회로기판 제작방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 절연물질은 세라믹 또는 메탈 필러가 포함된 임베디드 인쇄회로기판 작방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 내부회로를 형성한 후 표면조도를 형성하기 위한 표면처리를 상기 내부회로에 수행하는 임베디드 인쇄회로기판 제작방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 (d) 단계 후, 상기 외부회로에는 접속용 범프가 형성되는 임베디드 인쇄회로기판 제작방법.
6. 제 1항에 있어서,

   절연시트의 일면에 전기전도층이 구비된 것을 사용하는 임베디드 인쇄회로기판 제작방법.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 (b)단계에서 절연시트 위에 전기전도층인 동박을 놓고 같이 적층하는 임베디드 인쇄회로기판 제작방법.
8. 제 1항에 있어서

   상기 (d)단계에서 형성된 제품 위에 절연시트를 추가 적층하고, 미세홀을 형성하여 전기적 접속을 하는 임베디드 인쇄회로기판 제작방법.
9. 절연물질의 양면에 전도성 물질이 형성되어 있으며 소정 크기의 홀을 구비하는 기재와;

   상기 홀에 삽입되며 일면 또는 양면에 전극을 구비하는 전기소자와;

   상기 기재의 일면에 적층되어 상기 홀의 내부에 충진되는 절연시트와;

   상기 전기소자의 상기 전극과 전기적으로 연결되는 도금층을 구비하는 임베디드 인쇄회로기판.

Images