KR100776685B1 - 평탄 카본 저항을 구비한 내장형 인쇄 회로 기판 및 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수동 소자인 저항을 인쇄 회로 기판에 직접 내장하여 형성하는 기술에 관한 것으로서, 특히 저항체로 사용되는 카본 잉크 페이스트 인쇄하여 동박 패드 사이에 형성할 때에, 동박이 없는 레진 층과 동박 패드 사이의 높이 단차로 인하여 저항체의 형상이 평탄하지 않고 굽어져 굴곡이 생기는 문제를 해결하기 위하여, 동박 패드와 동박이 없는 레진 층의 단차를 보상하는 층을 패드 사이에 형성하고, 저항이 형성될 패드에 금도금을 통하여 통전율을 증대함으로써 저항 편차가 최소화된 저항 내장형 인쇄 회로 기판을 제조하는 공법을 제공한다.

인쇄 회로 기판, 수동 부품 내장형 기판, 저항.

Description

평탄 카본 저항을 구비한 내장형 인쇄 회로 기판 및 제조 방법{FLAT CARBON RESISTOR EMBEDDED PRINTED CIRCUIT BOARD AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

도1은 종래 기술에 따라 제조된 카본 저항체를 내장한 기판의 단면을 나타낸 도면.

도2는 본 발명에 따라 제조된 카본 저항체를 평탄하게 내장한 기판의 단면을 나타낸 도면.

도3a 내지 도2d는 본 발명에 따라 평탄 카본 저항을 제조하는 과정을 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 내층 코어

20 : 동박 패드

25 : 충진재 (폴리머)

26 : 연마 기구 (벨트 샌더)

65 : 금도금

70 : 카본 저항체

본 발명은 수동 소자인 저항을 인쇄 회로 기판에 직접 내장하여 형성하는 기술에 관한 것으로서, 특히 저항체로 사용되는 카본 잉크 페이스트 인쇄하여 동박 패드 사이에 형성할 때에, 동박이 없는 레진 층과 동박 패드 사이의 높이 단차로 인하여 저항체의 형상이 평탄하지 않고 굽어져 굴곡이 생기는 경우 설계한 저항값에 영향을 미치는 요소가 증가하여 편차가 증가하는 문제점이 발생한다. 이를 해결하기 위하여 하부가 평탄한 카본 저항체를 제작하고, 저항체의 접촉 저항을 개선한 내장형 인쇄 회로 기판 제조 방법에 관한 것이다.

다양한 전자 제품의 필요성이 증대되고, 이들 제품의 고성능화와 다양한 기능의 탑재가 요구되면서, 이들 전자 소자들이 실장되는 인쇄 회로 기판(Printed Circuits Board)의 신뢰성 향상과 높은 집적도를 이루는 것이 선결 과제로서 주목받고 있다.

그 중에서도, 기판에 실장되는 소자의 개수 전체 가운데 약 70 ~ 80%를 차지하는 수동 소자를 인쇄 회로 기판 내에 직접 내장하여 형성하는 EPD(Embedded Passive Device)가 그 대표적인 기술로서, 본 발명에서는 일반적으로 인쇄 회로 기판에 실장하는 저항을 직접 형성하는 기술을 다루고자 한다.

저항 소자(Resistor)는 일반적으로 SMT(Surface Mount Technology) 기술을 통하여 기판 표면에 실장 되거나, 특수한 경우 크기가 작은 소자의 경우에는 내층에 실장 된 후 라미네이션(Lamination) 처리된다. 당업계에서 통용되고 있는 수동 소자를 실장하는 방법은 제조 가격이 저렴하고 그 특성이 균일한 장점이 있으나 부품 크기(component size)가 크므로 제품의 크기가 커지는 단점이 있다.

따라서 전자 제품의 경박, 단소화의 추세에 따라 현재 기판 내부 혹은 외부에 수동 소자를 실정하지 않고, 인쇄 회로 기판 형성 공정 중에 직접 형성하는 Embedded 기술이 주목받고 있으며, 저항체의 경우 카본 페이스트(Carbon Paste) 또는 저항층(Resistive Layer)이 형성된 동박을 이용하여 적용하고 있다.

도1은 종래 기술에 따라 제조된 카본 저항체를 내장한 기판의 단면을 나타낸 도면. 도1을 참조하면, 종래 기술에 따른 카본 저항체는 동박 전극 패드(20)가 기판에 형성되어 있고, 동박 전극 패드 사이에 카본 잉크(70)가 페이스트 되면서 저항체가 형성된다. 그런데, 종래 기술의 경우 동박 패드와 레진부 사이에 높이 단치가 존재함으로 인하여 저항체의 저항값을 결정하는 면 저항값, 저항체의 길이와 너비 상에 오차가 발생하게 된다. 즉, 저항체 제조 과정상에 있어서 랏(lot) 사이에 공차가 발생함은 물론이고, 동일 랏에서도 카본 페이스 과정에서 저항값 상의 공차가 발생하게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 수동 부품 내장형 인쇄 회로 기판 제조에 있어서, 저항값의 공차 발생을 경감시킬 수 있는 내장형 저항체 제조 방법 및 이를 적용한 인쇄 회로 기판을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 인쇄 회로 기판에 내장형 저항체를 형성하는 방법에 있어서, (a) 기판에 저항체의 전극을 구성하는 동박 전극 패드를 형성하는 단계; (b) 상기 기판의 저항체 전극 패드가 형성된 부위에 상기 저항체 전극 패드 사이를 폴리머로 충진하는 단계; (c) 상기 동박 전극 패드 사이에 충진된 폴리머를 기계적 연마하여 평탄화하는 단계; (d) 상기 저항체의 전극 패드를 선택적으로 금도금하는 단계; (e) 상기 평탄화된 폴리머와 상기 금도금 처리된 전극 패드 위에 선정된 길이 및 너비를 정의하는 저항체를 카본 페이스트로 스크린 인쇄하여 저항체를 형성하는 단계를 포함하는 인쇄 회로 기판에 내장형 저항체를 형성하는 방법을 제공한다.

이하에서는, 첨부 도면 도2 및 도3을 참조하여 인쇄 회로 기판에 내장된 저항체의 저항값 공차를 축소하여 제조하는 방법을 상세히 설명한다. 도2는 본 발명에 따라 제조된 인쇄 회로 기판 내장형 저항체를 나타낸 도면이다.

도2를 참조하면, 저항체 전극 패드(20) 사이에 카본 저항체(70)가 평탄화된 모습으로 형성되어 있음을 볼 수 있다. 본 발명에 따라 인쇄 회로 기판에 형성된 저항체는 동박 패드(20) 사이에 절연체, 바람직하게는 폴리머(polymer)가 메워져 카본 잉크가 평탄하게 단차 없이 페이스트 되도록 함을 특징으로 한다.

도3a 내지 도3d는 본 발명의 양호한 실시예에 따라, 평면 카본 저항을 제작하는 과정을 나타낸 도면이다. 도3a를 참조하면, 동박 전극 패드(20)를 기판에 형성하고 스크린 인쇄 공법으로 절연 물질(25)을 페이스트 함으로써, 동박 패드(20) 사이를 절연 물질로 충진할 수 있다. 여기서, 동박 전극 패드(20) 사이에 충진 물질로 사용되는 절연체의 양호한 실시예로서, 폴리머가 사용될 수 있다.

도3b를 참조하면, 동박 패드(20) 사이에 스크린 인쇄 공법으로 충진된 폴리머(25)는 그 단면 형상이 위로 볼록한 형태를 가지게 되므로, 이를 평탄화하기 위 하여 세라믹 브러시 또는 벨트 샌더(Belt Sander)를 이용하여 기계적 연마를 수행한다. 그 결과, 도3c에 도시된 바와 같이, 동박 패드(20) 사이에 충진된 폴리머(25)가 평탄화된다. 이어서, 저항이 형성되는 구리 동박 표면이 산화되는 것을 방지하고 통전률을 개선하기 위하여, 카본 저항이 형성될 패드(20) 위만을 선택적으로 금도금을 한다. 최종적으로, 도3d를 참조하면 평탄화된 폴리머(25)와 전극 패드(20) 위에 스크린 공법으로 카본 잉크를 페이스 함으로써 카본 저항체를 형성한다. 그 결과, 도3d에서 보는 바와 같이, 동박 패드(20) 사이에 단차없이 평탄한 형상의 카본 저항체를 형성하게 된다.

전술한 내용은 후술할 발명의 특허 청구 범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개선하였다. 본 발명의 특허 청구 범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다. 개시된 본 발명의 개념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 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 진화, 치환 및 변경이 가능하다.

이상과 같이, 본 발명은 동박 전극 패드 사이를 폴리머를 이용하여 충진하고 충진된 폴리머를 기계적으로 연마하여 평탄화시킴으로써 기판에 단차없이 평탄한 카본 저항체를 내장할 수 있게 된다. 그 결과, 인쇄 회로 기판에 저항체를 내장하는 과정에서 저항값의 공차 없이 거의 균일한 저항값의 저항체를 제작하는 것이 가능하게 된다.

Claims (2)

1. 인쇄 회로 기판에 내장형 저항체를 형성하는 방법에 있어서,

   (a) 기판에 저항체의 전극을 구성하는 동박 전극 패드를 형성하는 단계;

   (b) 상기 기판의 저항체 전극 패드가 형성된 부위에 상기 저항체 전극 패드 사이를 폴리머로 충진하는 단계;

   (c) 상기 동박 전극 패드 사이에 충진된 폴리머를 기계적 연마하여 평탄화하는 단계;

   (d) 상기 저항체의 전극 패드를 선택적으로 금도금하는 단계;

   (e) 상기 평탄화된 폴리머와 상기 금도금 처리된 전극 패드 위에 선정된 길이 및 너비를 정의하는 저항체를 카본 페이스트로 스크린 인쇄하여 저항체를 형성하는 단계

   를 포함하는 인쇄 회로 기판에 내장형 저항체를 형성하는 방법.
2. 제1항에 따른 방법으로 형성된 내장형 저항체를 구비한 인쇄 회로 기판.

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