KR100775353B1 - 인쇄 회로 기판을 위한 탄소 섬유 보강재 가공 방법 - Google Patents

인쇄 회로 기판을 위한 탄소 섬유 보강재 가공 방법 Download PDF

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KR100775353B1
KR100775353B1 KR1020060114965A KR20060114965A KR100775353B1 KR 100775353 B1 KR100775353 B1 KR 100775353B1 KR 1020060114965 A KR1020060114965 A KR 1020060114965A KR 20060114965 A KR20060114965 A KR 20060114965A KR 100775353 B1 KR100775353 B1 KR 100775353B1
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circuit board
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reinforcement
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이민석
이한성
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대덕전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 인쇄 회로 가판에 관한 것으로, 특히 인쇄 회로 기판의 열 방출 특성을 개선하고 기계적 강도 특성을 향상시키기 위한 인쇄 회로 기판 보강재에 관한 것이다. 본 발명은 탄소 섬유를 분쇄물 또는 섬유포 형태로 레진 또는 금속에 함침시켜 보강재를 형성함으로써, 열팽창 계수를 기판 위에 실장되는 칩과 거의 동일하게 함으로써 기판이 열로 인하여 휘어지는 것을 방지할 수 있으며, 기계적 강도를 강화시킴으로써 박판 기판의 강도를 개선하고, 탄소층을 통해 열전도를 개선함으로써 인쇄 회로 기판의 적층 공정에 적용시키는 경우, 높은 신뢰성의 박판 패키징 실현을 가능하게 한다.
인쇄 회로 기판, 함침, 보강재, 탄소, 탄소 섬유.

Description

인쇄 회로 기판을 위한 탄소 섬유 보강재 가공 방법{METHOD FOR PROCESSING CARBON FIBER STIFFENER FOR PRINTED CIRCUIT BOARD}
도1은 본 발명의 제1 실시예로서, 탄소 섬유(carbon fiber)가 함침 공법에 의해 레진에 형성된 비피복 직조 형태(unclad woven type)를 나타낸 도면.
도2는 본 발명의 제2 실시예로서, 탄소 섬유 분쇄 입자가 고르게 레진에 의해 함침되어 제조된 비피복 컴포지트(unclad composite) 형태의 인쇄 회로 기판 보강재를 나타낸 도면.
도3은 본 발명의 제3 실시예로서, 탄소 섬유포와 탄소 섬유 분쇄 입자를 혼합하여 형성한 비피복(unclad mixed type) 인쇄 회로 기판 보강재를 나타낸 도면
도4는 본 발명의 제4 실시예로서, 제1 실시예, 제2 실시예, 또는 제3 실시예에 따른 탄소 섬유 보강재의 표면에 동박이 형성된 모습을 나타낸 도면.
도5는 본 발명의 제5 실시예로서, 직조, 컴포지트 또는 혼합 형태의 탄소 섬유 보강재 사이에 동을 형성한 인쇄 회로 기판 보강재를 나타낸 도면.
도6은 본 발명의 제6 실시예로서, 금속 기재(metal base)에 탄소 섬유 보강재를 형성한 모습을 나타낸 도면.
도7a는 종래 기술에 따른 일반 인쇄회로기판의 적층 형성 방법을 나타낸 도면.
도7b는 본 발명에 따른 탄소 섬유 보강재를 종래 기술에 따른 인쇄회로기판 제조 공법에 적용하였을 때 발생할 수 있는 문제점을 나타낸 도면.
도8은 본 발명의 양호한 실시예에 따라 탄소 섬유 보강판 층은 보다 큰 지름의 홀 가공을 하는 방법을 나타낸 도면.
도9a 및 도9b는 본 발명에 따른 탄소 섬유 보강재를 CNC 드릴 가공할 때에 섬유질 또는 금속 잔유물(residue)이 발생하여 단락 불량이 발생하는 현상을 나타낸 도면.
도10은 본 발명에 따른 탄소 섬유 보강재 가공 시에 인접 홀 및 가공 위치가 겹치는 홀의 경우 홀과 홀 사이를 모두 가공하는 방법을 나타낸 도면.
도11은 본 발명에서 제시하는 장공홀 가공법을 나타낸 도면.
도12a 내지 도12i는 본 발명에 따른 탄소 섬유 보강재를 적용하여 인쇄회로 기판을 형성하는 방법을 나타낸 도면.
도13a 내지 도13c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 탄소 섬유 보강재를 적용한 인쇄회로기판 적용 구조 및 방열 모습을 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10a, 10b : 탄소 섬유
20 : 레진 매트릭스(matrix)
30 : 탄소 섬유 분쇄물
35 : 동(copper)
40 : 탄소 섬유 보강재
45a, 45b : 동박
60 : 금속
본 발명은 인쇄 회로 기판에 관한 것으로, 특히 인쇄 회로 기판의 열 방출 특성을 개선하고 기계적 강도 특성을 향상시키기 위한 인쇄 회로 기판 보강재에 관한 것이다.
휴대용 이동 통신 단말과 같이 전자 제품의 이동성(portability)이 요구됨에 따라서 전자 제품을 구성하는 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board; PCB) 는 소형화, 박판화, 고집적화와 동시에 높은 성능과 기능이 요구되고 있다. 그 결과, 전자 제품에 이용되는 기판에서의 소자 패키지 밀도가 증가하고, 실장 되는 층수가 다층화되어감과 동시에 인쇄 회로 기판은 단면에서 양면으로 바뀌어 가는 경향을 보이고 있다.
흔히 사용되는 BGA (Ball Grid Array) 패키지 공법, 또는 SiP(System in Package) 및 MCM(Multi Chip Module) 등의 제품의 경우에, 주기판(main board)과 서브 기판(sub board), 또는 칩과 칩 사이에는 상호 간의 열팽창 계수(CTE; Coefficient of thermal expansion)의 차이로 인하여 비틀림(warpage)이 발생할 수 있어, 그 결과 칩과 기판의 연결부에 크랙(crack)이 발생하게 된다.
즉, 통상 사용되는 인쇄 회로 기판의 열팽창 계수는 약 12 ~ 20 ppm 인데 반 하여, 기판 위에 솔더 볼을 사이에 두고 실장 되는 칩의 열팽창계수는 2 ~ 5 ppm 이므로 솔더 볼의 피로 수명이 저하됨과 동시에 기판이 수평적으로 팽창하여 변형되게 된다.
그 결과, 특히 박판 제품의 경우에는 열팽창 계수의 민감성이 크며, 취급 또는 사용중에 작은 외부 충격에 대해서도 민감하게 불량으로 이어지는 문제가 발생하게 되어 제품의 신뢰성이 저하되게 된다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여 인쇄 회로 기판의 원자재를 개선한 저 열팽창 계수 자재, 고강도 자재(high stiffness)들이 사용되고 있으며, CIC(Copper-Invar-Copper) 구조의 메탈 코어 적용 기술이 도입되고 있다.
아래의 표1에는 종래 기술에 따른 인쇄 회로 기판 자재를 나타내고 있다.
표1. 종래 기술에 따른 기판
Figure 112006085052516-pat00001
그런데 종래기술 1을 개선하기 위해 제안된 종래기술 2 및 종래기술 3의 경우 단가가 너무 높으며, 그 개선되는 정도도 미미하여 열팽창(CTE)과 강 도(stiffness)가 민감한 제품에 적용하는데 어려움이 있다. 특히, 메탈 코어를 사용하는 종래기술 2의 경우 금속 자체의 소성 특성(plastic property)이 강하므로 단가가 높고 비중이 커서 제품을 경량화하는데 어려움이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 회로의 치수 안정성을 위하여 열팽창 계수(CTE)가 거의 영(zero)에 가깝고 기계 역학적 강도(stiffness)가 우수하며, 열전도도 역시 금속 재료와 대등한 특성을 지닌 인쇄 회로 기판 보강재를 일반 PCB 공법에 적용하는 공정 기술을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다층 인쇄 회로 기판 적층 시에 각각의 회로 층 사이에 직조 형태(woven type)의 탄소 섬유포(carbon fiber cloth), 또는 분쇄물 형태 또는 나노스케일 내지 마이크로 스케일 입자 형태의 탄소 섬유 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 레진 또는 금속 기재에 함침시켜 형성한 보강재를 가압 적층 하는 기술을 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 탄소 섬유 보강재를 인쇄 회로 기판 가공에 적용하기 위하여, 본 발명은 (a) 상기 인쇄 회로 기판 보강재에 대해서 열 방출을 위한 비기능 홀(nonfunctional hole) 또는 전기적 접속(electric contact)을 위한 관통 홀(through hole)을 제작하되, 상기 복수 개의 회로 층과 적층 정렬하여 홀을 형성할 부위에 대해서 상기 적층할 복수 개의 회로층에 형성할 홀의 직경(r1)보다 더 큰 크기의 직경(r2; r2 > r1)으로 홀을 가공하여 형성하는 단계; (b) 홀이 형성된 상기 인쇄 회로 기판 보강재를 사이에 두고 회로 형성을 위한 이미지 작업을 완료한 동박이 도포된 프리프레그 층을 서로 적층 정렬하고 가압하여 적층 기판을 형성하는 단계; (c) 상기 인쇄 회로 기판 보강재를 사이에 두고 적층된 적층 기판에 대해 직경 r1 의 크기로 홀을 드릴 가공하는 단계; 및 (d) 상기 단계 (c)에서 형성된 홀에 대해서 동도금을 실시하고 적층 기판에 대해 식각 공정을 진행하여 적층 기판의 상하면에 동박 회로를 형성하는 단계를 포함하는 다층 인쇄 회로 기판 제조 방법을 제공한다.
이하에서는 첨부도면 도1 내지 도13을 참조하여 본 발명에 따른 인쇄 회로 기판 보강재의 양호한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 인쇄 회로 기판 보강재는 다층 인쇄 회로 기판 제조 공정에 적용되기 위하여 적층이 이루어지는 기판들과의 밀착성이 보장되어야 하고, 공정 진행시에 쉽게 다룰 수 있는 형태로 제작되어야한다. 본 발명의 실시예로서, 직조(woven) 형태의 섬유포(fiber cloth)를 형성하고, 이를 점도를 지니는 레진(resin)에 함침시켜 일정 두께로 형성하며, 그 두께는 수 ㎛에서 수백 ㎛으로 할 수 있다.
직조 형태(woven)의 섬유포(fiber cloth) 가 레진(resin)에 함침된 경화 조건에 따라, 완전 경화된 제품(C-stage)은 카본 코어(carbon core)로 이용될 수 있으며, 반경화된 제품(B-stage)은 카본 프리프레그(carbon PREPREG)로 이용될 수 있 다.
본 발명의 양호한 실시예로서 코어(core)와 프리프레그(PREPREG)는 표면에 동박을 형성할 수 있으며, 이는 카본 코어를 가공하기 위한 가이드(guide) 형성, 전자기적 특성을 향상하기 위한 층 형성, 내층 기판들과의 밀착력 향상 등에 기여할 수 있다.
도1은 본 발명의 제1 실시예로서 탄소 섬유(carbon fiber)가 함침 공법에 의해 레진에 형성된 비피복 직조 형태(unclad woven type)를 나타낸 도면이다. 도1을 참조하면, 탄소 섬유(carbon fiber; 10a, 10b)가 가로와 세로 방향으로 서로 직조 형태로 얽어진 섬유포(fiber cloth)를 형성하고 있으며, 직조 섬유포(woven fiber cloth; 10a, 10b)는 레진(resin)에 함침되어 레진 매트릭스(matrix; 20)를 구성하고 있다. 즉, 본 발명의 제1 실시예는 탄소 섬유를 직조 형태로 섬유포를 형성하고, 이를 용제, 촉매, 경화제 및 에폭시를 혼합한 폴리머(polymer) 용체에 함침시킨다. 이후, 다수의 롤(roll)을 통하여 원하는 두께로 가공한 후 건조 공정을 통하여 쉽게 다룰 수 있는 형태로 제작한다. 공정 온도는 사용하는 에폭시 용체에 따라 다양하며 일반적으로 60 ~ 140 ℃에서 진행된다.
도2는 본 발명의 제2 실시예로서, 탄소 섬유 분쇄 입자가 고르게 레진에 의해 함침되어 제조된 비피복 컴포지트(unclad composite) 형태의 인쇄 회로 기판 보강재를 나타낸 도면이다. 도2를 참조하면, 레진(20)에 탄소 섬유 분쇄물(30)이 고르게 분포되어 형성되어 있다. 본 발명의 양호한 실시예로서, 탄소 섬유 분쇄물은 탄소 섬유의 분쇄물일 수도 있으며, 그 밖에 나노 스케일(nanometer scale) 입자 또는 마이크로 미터 수준의 입자로 형성할 수도 있으며, 레진 기재와 탄소 섬유 입자의 비율은 사용 목적에 따라 다양하게 변화시킬 수 있으며 공정은 도1의 보강재 조건과 동일하다. 본 명세서에서는 나노 입자 또는 마이크로 입자 또는 물리적으로 분쇄하여 제작한 탄소 섬유 입자를 모두 통칭하여 탄소 섬유 분쇄물로 부르기로 한다.
도3은 본 발명의 제3 실시예로서, 탄소 섬유 분쇄물과 섬유포를 혼합하여 형성한 비피복(unclad mixed) 인쇄 회로 기판 보강재를 나타낸 도면이다. 도3을 참조하면, 가로 세로로 직조된 탄소 섬유포(woven carbon cloth; 10a, 10b)가 탄소 섬유 분쇄물(30)이 혼합된 레진(20)에 의해 함침되어 있으며 공정은 도1의 보강재 조건과 동일하다.
본 발명의 제1, 제2 및 제3 실시예에서 설명한 비피복 직조 형태(unclad woven)의 카본 섬유 보강재, 비피복 컴포지트(unclad composite) 형태의 카본 섬유 보강재, 비피복 혼합 형태(unclad mixed)의 카본 섬유 보강재는, 모두 표면에 동박뿐 아니라 다양한 금속으로 층을 형성하여 피복 형태(clad type)로 형성할 수 있다. 본 발명의 양호한 실시예로서, 금속층 형성 방법은 접착제(adhesive)를 이용하여 밀착, 도금, 인쇄 후 소결 및 스프레이 후 소결법 등으로 형성 가능하다.
도4는 본 발명의 제4 실시예로서, 앞서 설명한 제1 실시예, 제2 실시예 또는 제3 실시예에 따른 탄소 섬유 보강재의 표면에 동박이 형성된 모습을 나타낸 도면이다. 도4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예, 제2 실시예 또는 제3 실시예에 따른 탄소 섬유 보강재(40)의 상하 표면에 동박(45a, 45b)이 형성되어 있다.
도5는 본 발명의 제5 실시예로서, 직조, 컴포지트 또는 혼합 형태의 탄소 섬유 보강재 사이에 동(copper)을 형성한 인쇄 회로 기판 보강재를 나타낸 도면이다. 도5를 참조하면, 전술한 대로 직조 형태(woven type)의 탄소 섬유층 또는 컴포지트 형태(composite type) 또는 이들의 혼합 형태의 탄소 섬유 보강재(40) 사이에 동(35)을 형성함으로써 열전도 특성을 개선하고자 도모하고 있다. 형성 방법은 반건조 상태(B-stage)의 탄소 섬유 보강재 사이에 동박을 두고 프레스(press) 공법으로 150 ~ 200℃ 온도 조건으로 경화한다. 본 발명의 양호한 실시예로서, 탄소 섬유 보강재(40) 사이의 동(35) 층은 열전도가 좋은 다양한 금속, 예를 들어 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al) 등 또는 이들의 합금이 이용될 수 있다.
도6은 본 발명의 제6 실시예로서, 금속 기재(metal base)에 탄소 섬유 보강재를 형성한 모습을 나타낸 도면이다. 도6을 참조하면, 함침 재료로서 레진(resin) 대신에 금속(60)을 사용하고 그 내부에 직조 형태의 탄소 섬유포 분쇄물 컴포지트 형태의 탄소 섬유, 또는 이들의 혼합 형태 탄소 섬유를 형성한다.
탄소(carbon)는 그 결정 구조가 다이아몬드와 동일하므로 3500℃의 고온에서 용융되지 않고 그 이상의 온도에서 산소와 반응하여 산화된다. 일반 금속의 용융점이 2000℃ 미만인 점을 고려할 때에, 금속 용융체에서 탄소를 함침시켜 제조하는 것이 가능하며, 소성체인 금속체의 역학적 단점을 탄소가 보완하고, 기재가 금속이므로 두께 가공성이 용이할 뿐 아니라 열전도도가 우수하게 된다.
이상에서 제1 실시예 내지 제6 실시예를 통해 설명한 인쇄 회로 기판 보강재는 코어(core)와 프리프레그(PREPREG)로 제조할 수 있으며, 실험 결과 열팽창 계 수(CTE)는 -1.1 ~ 0 ppm, 영 계수(young's modulus)는 200 ~ 600 GPa, 열전도도는 5 ~ 12 W/mK 으로 측정되었다.
이상에서 설명한 보강재는, 복수 개의 회로 층을 서로 적층 가압하여 라미네이트 함으로써 다층 기판을 제조하는 인쇄 회로 기판에 있어서, 상기 적층 시에 각각의 회로 층 사이에 삽입하여 함께 적층 함으로써 인쇄 회로 기판을 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 탄소 섬유 보강재는 전기적으로 도전 특성을 지니므로, 당업계에서 사용하여 오던 일반 인쇄 회로 기판 가공 공법을 적용하는 경우 전기적으로 단락이 되어 불량이 발생할 수 있다.
도7a는 종래 기술에 따른 일반 인쇄회로기판의 적층 형성 방법을 나타낸 도면이고, 도7b는 본 발명에 따른 탄소 섬유 보강재를 종래 기술에 따른 인쇄회로기판 제조 공법에 적용하였을 때 발생할 수 있는 문제점을 나타낸 도면이다.
도7a를 참조하면, 4층 배선 인쇄회로기판을 도시하고 있는데 각층 배선 사이에는 전기 통전을 위한 펀치 관통 홀(62)과 열 방출을 위한 목적의 홀(63)이 함께 도시되어 있다. 이때에, 적층 기판의 강도를 보강하고 열 방출을 도모하기 위한 목적에서 본 발명에 따른 탄소 섬유 보강재(85)를 사용하여 카본 코어 또는 카본 프리프레그를 사용하여 적층 기판을 형성하는 경우, 도7b에 도시된 바와 같이 원하지 않는 부위에서 탄소 섬유 보강재 층(85)과 동박 사이에 단락 불량(64)이 발생할 수 있다.
이와 같이, 드릴 공정으로 천공된 탄소 섬유 보강재(85)가 적층된 배선층과 관통홀 동박 도금 과정에서 단락되는 것을 방지하기 위하여, 본 발명에서는 탄소 섬유 보강재를 전기적 연결에 필요한 홀 크기보다 크게 가공한 후 정렬하여 적층 하는 공법을 제안한다. 본 발명에 따른 탄소 섬유 보강재에 대하여 드릴 천공 공정을 미리 선 처리하여야 하는 불편함이 있을 수 있으나, 종래의 공법 적용 시에 발생하는 단락 불량 발생 문제를 해결할 수 있게 된다.
도8은 본 발명의 양호한 실시예에 따라 탄소 섬유 보강판 층은 보다 큰 지름의 홀 가공(95)을 하는 것을 나타내고 있으며, 기타 회로 코아층 또는 외층들은 작은 지름의 홀 가공(96)을 진행함을 나타내고 있다. 그런데, 도9a에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 탄소 섬유 보강재를 CNC 드릴 가공할 때에 섬유질 또는 금속 잔유물(residue)이 발생하여 이로 인하여 단락 불량이 발생할 수 있다. 또한, 인접 홀 가공 시에 드릴 선 처리한 지점을 서로 정렬하여 가공할 때에 드릴 비트의 편심이 발생하는 경우에 도9b에 도시된 바와 같이 CNC 가공 홀이 한쪽으로 쏠려 불량이 발생할 수 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 장공홀 가공과 라우팅 기법을 적용하는 것을 특징으로 한다. 도10은 본 발명에 따른 탄소 섬유 보강재 가공 시에 인접 홀 및 가공 위치가 겹치는 홀의 경우 홀과 홀 사이를 모두 가공하는 방법을 나타낸 도면이다. 도10을 참조하면, 탄소 섬유 보강재 가공 시에 인접 홀 및 가공 위치가 겹치는 홀의 경우 홀과 홀 사이를 모두 가공하므로 홀 가공 시에 발생하는 잔사 문제를 해결하고, 드릴 비트의 편심 현상을 해결할 수 있다.
여기서, 장공홀 기법이란 양 끝단의 홀을 먼저 가공하고 양 끝단의 홀의 이 등분점에 홀 가공을 한 후, 다시 양단의 홀과 이등분 지점의 홀 사이의 이등분 점을 가공하여, 계속해서 위 과정을 반복함으로써 홀 가공을 하는 방법이다. 도11은 본 발명에서 제시하는 장공홀 가공법을 도시하고 있다.
도12a 내지 도12i는 본 발명에 따른 탄소 섬유 보강재를 적용하여 인쇄회로 기판을 형성하는 방법을 나타낸 도면이다. 위에서 설명한 대로, 선 가공한 탄소 섬유 코어(carbon core) 또는 탄소 섬유 프리프레그 (carbon PREPREG)는 이미지 처리가 완료된 내층과 함께 빌드 업 하여 리벳팅 공법 또는 RBM 법을 통해서 정렬된 후에 가압 압착하여 프레스를 진행한다. 도12a를 참조하면, 도1 내지 도6에서 제하지 않는 탄소 섬유 보강재(120)를 사용한 탄소 코어 또는 탄소 프리프레그를 준비한다.
이어서, 도12b를 참조하면, 준비된 탄소 섬유 보강재(120)를 본 발명에서 제안한 장공법 또는 라우팅 기법으로 CNC 드릴 가공 처리(130)한다. 도12c를 참조하면, CNC 드릴 가공 처리된 탄소 섬유 보강재(120)는 동박(122)이 도포된 프리프레그(121)와 함께 빌드 업되어 가압 압착 프레스 과정을 거치게 된다. 한편, 도12d를 참조하면, 적층 처리된 기판에 대해서 필요 부위에 CNC 드릴 가공(140)이 진행된다. 이때에, 탄소 섬유에 제작된 홀(130)의 지름이 적층 빌드업 된 기판의 홀(140) 지름보다 크므로 후속 도금 공정에서 전기 단락의 위험을 배제하게 된다.
도12e를 참조하면, 가공된 관통 홀(140)에 대해 전기 통전을 위해 동 도금 공정(141)을 수행하고 있으며, 이어서 기판의 상하면에 이미지 공정을 진행하여 회로 패턴(142)을 형성해 놓고 있다. 도12f를 참조하면, 탄소 섬유 보강재가 적층된 내층에 또다시 외층 동박(161) 도포된 프리프레그와(160)이 빌드업 적층되어 프레스 된다.
이어서, 도12g를 참조하면, 외층이 적층된 기판에 CNC 드릴 가공을 통해 관통 홀(170, 171)을 형성하고, 도12h에 도시한 바와 같이 동도금과 이미지 형성 공정을 진행하여 회로 패턴을 형성한다. 이때에, 열 전도 방출을 위한 관통홀(170)의 경우에는 탄소 섬유층(120)과 연결되지만, 관통홀(171)의 경우에는 전기적 단락 접속을 피하기 위해 탄소 섬유층(120)의 홀 지름이 보다 큰 것을 볼 수 있다. 마지막으로 도12i를 참조하면, PSR 공정을 진행하여 적층 기판 제조를 완성하게 된다.
본 발명의 양호한 실시예로서, 본 발명에 따른 탄소 섬유 보강재를 이용한 코어 또는 프리프레그를 인쇄회로기판에 적용하고자 할 경우에는 단면 기준으로 반드시 대칭을 이루도록 하는 것이 필요하다. 이는 비대칭으로 형성할 경우에 열팽창의 차이로 인하여 제품이 휘는 문제가 발생할 수 있다. 본 발명에 따른 탄소 섬유 보강재가 적용된 인쇄회로기판의 경우 탄소 섬유층 자체가 열전달을 하게 되므로 방열 특성이 매우 우수하며 기판 전체를 고르게 분산하여 열을 외부로 방출하는 역할을 하게 된다. 도13a 내지 도13c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 탄소 섬유 보강재를 적용한 인쇄회로기판 적용 구조 및 방열 모습을 나타낸 도면이다. 도13a 내지 도13b를 살펴 보면, 본 발명에 따른 탄소 섬유 보강재가 여러 층의 다층 인쇄 회로 기판에 확장 적용될 수 있음을 알 수 있다.
전술한 내용은 후술할 발명의 특허 청구 범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 본 발명의 특허 청구 범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들은 이하에서 상술 될 것이다. 개시된 본 발명의 개념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.
또한, 본 발명에서 개시된 발명 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 사용될 수 있을 것이다. 또한, 당해 기술 분야의 숙련된 사람에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허 청구 범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.
이상과 같이, 본 발명은 탄소 섬유를 분쇄물 또는 섬유포 형태로 레진 또는 금속에 함침시켜 보강재를 형성함으로써, 열팽창 계수를 거의 영(zero)에 근접시키고 기계적 강도를 강화시킴과 동시에 열전도도를 개선함으로써 인쇄 회로 기판의 적층 공정에 적용시키는 경우 고신뢰성의 박판 패키징 실현을 가능하게 한다.

Claims (4)

  1. 직조 형태(woven type)의 탄소 섬유포(carbon fiber cloth), 또는 분쇄물 형태의 탄소 섬유 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 기재에 함침시켜 형성한 인쇄 회로 기판 보강재를 복수 개의 회로 층 사이에 삽입하여 서로 적층 가압하여 라미네이트 함으로써 다층 인쇄 회로 기판을 제조하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 인쇄 회로 기판 보강재에 대해서 열 방출을 위한 비기능 홀(nonfunctional hole) 또는 전기적 접속(electric contact)을 위한 관통 홀(through hole)을 제작하되, 상기 복수 개의 회로 층과 적층 정렬하여 홀을 형성할 부위에 대해서 상기 적층할 복수 개의 회로층에 형성할 홀의 직경(r1)보다 더 큰 크기의 직경(r2; r2 > r1)으로 홀을 가공하여 형성하는 단계;
    (b) 홀이 형성된 상기 인쇄 회로 기판 보강재를 사이에 두고 회로 형성을 위한 이미지 작업을 완료한 동박이 도포된 프리프레그 층을 서로 적층 정렬하고 가압하여 적층 기판을 형성하는 단계;
    (c) 상기 인쇄 회로 기판 보강재를 사이에 두고 적층된 적층 기판에 대해 직경 r1 의 크기로 홀을 드릴 가공하는 단계; 및
    (d) 상기 단계 (c)에서 형성된 홀에 대해서 동도금을 실시하고 적층 기판에 대해 식각 공정을 진행하여 적층 기판의 상하면에 동박 회로를 형성하는 단계
    를 포함하는 다층 인쇄 회로 기판 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단계 (d)에 부가하여
    (e) 상기 적층 기판을 사이에 두고 동박이 도포된 프리프레그를 상하에 적층하고, 전기적 접속을 위한 관통 홀 또는 내층 회로의 열 방출을 위한 관통 홀을 드릴 제작하되, 제작되는 관통 홀의 직경 r1 는 상기 내부에 삽입된 인쇄 회로 기판 보강재에 형성한 홀의 직경 r2 보다 작은 것을 특징으로 함으로써 열 방출을 위한 관통 홀은 내부의 동박과 접속됨과 동시에 전기적 단락이 방지됨을 특징으로 하는 드릴 단계; 및
    (f) 상기 단계 (e)에서 형성한 관통 홀에 대해 동도금을 진행하고 회로 패턴 이미지에 대해 식각 작업을 진행하는 단계
    를 더 포함하는 다층 인쇄 회로 기판 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 단계 (a)의 홀 가공 형성 단계는 장공 홀 가공법 또는 라우팅 방법으로 드릴 가공하는 것을 특징으로 하는 다층 인쇄 회로 기판 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 인쇄 회로 보강재를 구성하는 상기 탄소 섬유포 또는 탄소 섬유 분쇄물이 함침되는 기재는 레진 또는 금속 중 어느 하나임을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판 보강재를 사용한 다층 인쇄 회로 기판 제조 방법.
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