KR100781938B1 - 수동소자를 갖는 인쇄회로기판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수동소자를 갖는 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 기판(10)에 수동소자인 저항(30), 커패시터(130,130') 및 인덕턴스(230)를 일체로 형성한다. 이때 기판(10)의 표면에 형성된 회로패턴(20)의 대응하는 단자부(24)를 연결하도록 광반응형 도전성페이스트(40)를 스크린프린팅방법으로 도포하고 상기 광반응형 도전성페이스트(40)에 광을 선택적으로 조사하고 현상하여 수동소자를 형성하게 된다. 그리고 상기와 같이 광을 선택적으로 조사하여 형성된 수동소자는 소정의 온도로 경화시킨다. 이와 같은 구성의 본 발명에 의하면 수동소자의 형상을 보다 정확하게 형성할 수 있어 수동소자의 성능이 설계된 대로 발휘되는 이점이 있다.

인쇄회로기판, 수동소자, 광반응형 도전성페이스트

Description

수동소자를 갖는 인쇄회로기판의 제조방법{LCR embeded PCB making method}

도 1a, 1b,1c는 종래 기술에서 인쇄회로기판 상에 수동소자인 커패시터를 일체로 형성하는 것을 순차적으로 보인 공정도.

도 2는 종래 기술에 의한 인쇄회로기판 상에 수동소자인 저항이 일체로 형성된 것을 보인 사시도.

도 3a에서 도 3d는 본 발명에 의한 수동소자를 갖는 인쇄회기판의 제조공정을 순차적으로 보인 도면.

도 4는 본 발명에 의해 캐패시터가 형성된 것을 보인 사시도.

도 5는 본 발명에 의해 서로 인접하는 층에 걸쳐 캐패시터가 형성된 것을 보인 단면도.

도 6은 본 발명에 의해 인덕턴스가 기판 상에 형성된 것을 보인 평면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 기판 12: 제1절연층

13: 제2절연층 20: 회로패턴

22: 관통홀 24: 단자부

30: 저항 40: 광반응형 도전성페이스트

42: 노광용필름 130,130': 커패시터

230: 인덕턴스

본 발명은 인쇄회로기판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저항, 커패시터 및 인덕턴스 등의 수동소자가 일체로 형성된 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것이다.

고주파, 대용량에 사용되는 반도체용 인쇄회로기판에서는 방열의 필요성이 절실히 요구되고, 이에 따라 인쇄회로기판 상에 저항(Resistance), 커패시턴스(Capacitance) 그리고 인덕턴스(Inductance)와 같은 수동소자를 일체로 내장하는 방식을 사용하고 있다.

도 1에는 종래 기술에서 커패시터를 인쇄회로기판 상에 일체로 형성하는 것을 보인 공정도이다. 먼저, 1a에 도시된 바와 같이, 기판(1) 상에 도전성페이스트를 도포한다. 도전성 페이스트를 기판(1)에 도포한 후, 회로패턴(2) 및 커패시터를 구성하는 2개의 축전판중 하나가 되는 제1축전판(3)이 형성될 부분에 포토레지스트(미도시)를 도포한다. 포토레지스트가 도포되면 기판(1)을 화약약품으로 처리하여 포토레지스트막 이외의 도전성페이스트를 에칭한 후, 포토레지스트를 제거하여 회로패턴(2)과 제1축전판(3)만을 기판(1) 상에 남겨 놓는다. 이때 제1축전판(3)은 특정 회로패턴(2)과 전기적으로 연결되어 있어야 한다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 기판(1)에 회로패턴(2)과 제1축전판(3)이 형성되면, 회전롤러의 표면을 소정 형상으로 음각하고 음각부에 피착물질을 채워넣은 후, 피착면에 회전롤러를 가압하여 피착물질을 부착하는 스크린 프린팅방식에 의하여 강유전체(4)를 제1축전판(3)에 부착한다.

제1축전판(3)에 강유전체(4)가 피착되면, 강유전체(4)와 대향하는 제2축전판(5)을 형성하기 위하여 제2축전판(5)이 부착될 회로패턴(2) 부분에 도전성접착제(도시되지 않음)를 스크린 프린팅방식으로 도포한다. 도전성접착제가 도포되면 스크린프린팅방식으로 강유전체(4)와 동일한 위치에 제2축전판(5)을 부착한다. 이때 제2축전판(5)의 단부는 도전성 접착제에 의하여 회로패턴(2)과 전기적으로 연결되어 있다.

이와 같이 제1축전판(3)과 제2축전판(5)의 사이에 강유전체(4)가 개재되어 커패시터가 형성되면 제2축전판(5)의 상면과 회로패턴(2)의 상면에 절연막(도시되지 않음)을 도포한다.

다음으로 도 2에는 저항이 인쇄회로기판 상에 일체로 형성된 것이 도시되어 있다. 수동소자인 저항을 기판에 형성하기 위해서는 먼저, 원하는 저항값을 결정하고, 기판(1) 상에 도전성페이스트를 도포한다.

그리고 도전성페이스트 중 회로패턴이 될 부분과 저항이 될 부분에 화학약품에 강한 포토레지스트를 도포한다. 그리고 화학약품으로 기판(1)을 처리하여 도전성페이스트중 화학약품에 노출된 부분을 에칭에 의하여 제거하여 저항(6)을 형성한다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 상기와 같이 저항(6)이나 커패시터를 형성하기 위해 에칭된 도전성페이 스트의 단면 형상이 정확하게 사각형이 되지 않고 양측벽이 아래로 갈수록 넓어지는 사다리꼴로 되는 문제점이 있다. 이는 상기 도전성페이스트가 제거됨에 있어서, 에칭용액등 관련되는 조건에 따라 제거되는 정도가 달라지기 때문이다. 이와 같이 사다리꼴로 단면이 형성되는 것을 방지하기 위해서, 다시 말해 회로의 벽면을 수직과 유사하게 하기 위해 세미애더티브(semi-additive)공법을 사용해야 하는 다른 문제점이 발생한다.

그리고 예를 들어 동장적층판(CCL)을 사용할 경우 동박을 절연층에 접착할 때 접착성을 향상시키기 위해 절연층의 표면을 거칠게 가공한다. 이때 상기 절연층의 거칠기에 따라 동박의 단면적이 변화하게 되고, 동박의 에칭시 에칭용액의 조건, 동박의 두께에 따라 형성되는 회로패턴의 두께 혹은 단면적의 변화가 발생하게 되어 수동소자의 정확한 규격치를 형성하는 것이 어렵게 된다.

한편, 인덕턴스의 경우에는 회로를 소용돌이 형상으로 제조하여 특성값을 만드는데, 이때 회로패턴의 거칠기나 폭과 간격이 일정치 않으면 정확한 요구용량을 맞출 수 없으며, 노이즈가 발생하는 원인이 된다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수동소자를 인쇄회로기판에 일체로 형성함에 있어서 보다 정확한 규격으로 형성하도록 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명 은 수동소자가 형성될 위치에 광반응형 도전성페이스트를 도포하는 단계와, 상기 광반응형 도전성페이스트를 노광, 현상하여 선택적으로 제거함에 의해 수동소자의 형상을 형성하는 단계와, 소정의 형상으로 형성된 수동소자를 경화시키는 단계를 포함하여 구성된다.

상기 광반응형 도전성페이스트는 도전성페이스트에 광개시제와 현상제를 첨가하여 형성된다.

상기 광반응형 도전성페이스트는 자외선에 반응한다.

상기 수동소자는 저항, 캐패시터 및 인덕턴스 중 어느 하나이다.

상기 수동소자중 캐패시터는 서로 대응되는 축전판부가 인접하는 층에 소정의 간격을 두고 형성될 수 있다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 수동소자를 갖는 인쇄회로기판의 제조방법의 바람직한 실시예들을 설명하기로 한다.

먼저, 도 3에 도시된 바를 참고하여 인쇄회로기판에 저항을 일체로 형성하는 것을 설명한다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 표면에는 회로패턴(20)이 형성되어 있고, 상기 회로패턴(20)과 전기적으로 연결되고 저항(30)과의 연결을 위한 단자부(24)가 서로 마주보게 형성된다. 도면 부호 22는 관통홀이다. 여기서 상기 기판(10)은 다수개의 층으로 형성될 수도 있다.

상기와 같은 기판(10)의 표면중에 상기 단자부(24)를 연결하도록 광반응형 도전성페이스트(40)를 도포한다. 상기 광반응형 도전성페이스트(40)는 도전성페이 스트에 광개시제를 첨가하고 현상가능한 약품을 첨가하여 포토리지스트와 동일한 특성을 가지도록 한 것이다. 상기 광반응형 도전성페이스트(40)는 광에 의해 분해되는 것과 광에 의해 경화되는 것을 쓸 수 있다. 이때 광분해성이냐 광경화성이냐에 따라 노광 부위가 달라진다.

그리고 상기 광반응형 도전성페이스트(40)를 상기 단자부(24)를 연결하도록 도포하는 방법중의 하나로 스크린프린팅이 있다. 이와 같이 광반응형 도전성페이스트(40)가 도포된 상태가 도 3b에 도시되어 있다.

다음으로 상기 광반응형 도전성페이스트(40) 상에, 도 3c에 도시된 바와 같이, 노광용필름(42)을 위치시킨다. 상기 노광용필름(42)은 상기 광반응형 도전성페이스트(40)를 선택적으로 노광할 수 있도록 구성된다. 예를 들어 광분해형 도전성페이스트(40)를 사용한 경우에는 노광용필름(42) 상에 빗금쳐진 부분(41)을 통해서 광이 통과하도록 하고, 광경화형 도전성페이스트(40)를 사용한 경우에는 빗금쳐진 부분(41)이외의 영역을 통해서 광이 통과하도록 하면 된다. 여기서 사용되는 광으로는 자외선을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 광반응형 도전성페이스트(40)에 상기 노광용필름(42)을 통해 선택적으로 자외선을 노광하고 현상하여 특정 부분을 제거하면 도 3d에 도시된 바와 같이 저항(30)이 형성된다.

그리고는 상기 기판(10)을 500℃ 정도의 온도에 노출시켜 상기 광반응형 도전성페이스트(40)를 경화시키면 기판(10)에 수동소자인 저항(30)이 일체로 형성되는 것이다.

다음으로 캐패시터는 도 4에 도시된 바와 같이 기판(10) 상에 형성된다.

즉 회로패턴(20)에서 연장되게 광반응형 도전성페이스트를 도포하고 저항(30)을 형성하는 과정과 동일한 과정을 거쳐 도 4에 도시된 바와 같이 용량에 맞도록 그 폭과 길이 및 높이를 가지는 제1축전판부(132)와 제2축전판부(132')를 서로 대응되게 형성하여 캐패시터(130)를 만든다. 이때, 서로 대응되는 축전판부(132,132')의 간격(C)을 조절하여 캐패시터(130)의 용량을 결정한다.

한편 도 5에 도시된 바와 같이 캐패시터(130')를 구성하는 축전판부(132,132')를 서로 다른 층에 형성할 수도 있다. 즉 제1 절연층(12)상에는 제1축전판부(132)를 형성하고 상기 제1절연층(12)상에 제2 절연층(13)을 형성하여, 여기에 제2 축전판부(132')를 형성한다. 이때 상기 제1 절연층(12)과 제2 절연층(13)에 형성되는 제1축전판부(132)와 제2축전판부(132')의 간격(C)을 상기 제2절연층(13)의 높이를 조절함에 의해 조절한다. 상기 간격(C)에 의해 캐패시터(130')의 용량이 결정된다.

그리고 도 6에는 기판상에 인덕턴스(230)가 기판(10) 상에 형성된 것이 도시되어 있다. 이에 도시된 바에 따르면, 기판(10) 상에 형성된 회로패턴(20)의 단부에 구비되는 단자(24,24')와 연결되게 인덕턴스(230)가 형성된다. 상기 인덕턴스(230)는 그 형상이 와선형으로 형성되고, 일측 단자(24')는 기판(10)의 하면, 보다 정확하게는 해당되는 절연층의 하부에 형성된다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 제조방법의 작용을 설명하기로 한다.

본 발명에서는 인쇄회로기판에서 사용되는 수동소자인 저항(30), 캐패시터(130,130') 및 인덕턴스(230)를 형성하기 위해 광반응형 도전성페이스트(40)를 사용한다. 상기 광반응형 도전성페이스트(40)는 전기전도성을 가지는 페이스트가 광에 반응하여 특정 부분이 제거되면서 소정 형상으로 기판(10)에 남아 특정한 수동소자의 역할을 수행하게 되는 것이다.

이때 상기 광반응형 도전성페이스트(40)는 광에 의해 반응되어 설계된 대로의 수동소자의 형상을 만들게 되므로 수동소자의 규격을 정확하게 만들 수 있다. 즉 수동소자를 형성하는 도전성페이스트(40)의 폭과 길이 및 높이 등을 정확하게 형성할 수 있다.

따라서 에칭과정을 거쳐 수동소자를 형성하는 경우와 비교할 때 수동소자의 표면의 규격 및 거칠기 등을 정확하게 할 수 있고, 별도의 레이저를 사용한 트리밍이나 애더티브공법을 사용하지 않아도 된다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에서는 수동소자를 인쇄회로기판 상에 일체로 형성함에 있어 자외선에 반응하여 분해되거나 경화되는 도전성페이스트를 사용한다. 따라서 수동소자의 형상을 기판 상에 정확하게 형성할 수 있게 되어 수동소자가 설계된 대로의 성능을 발휘할 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 수동소자가 형성될 위치에 광반응형 도전성페이스트를 도포하는 단계와,

   상기 광반응형 도전성페이스트를 노광, 현상하여 선택적으로 제거함에 의해 수동소자의 형상을 형성하는 단계와,

   소정의 형상으로 형성된 수동소자를 경화시키는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 수동소자를 갖는 인쇄회로기판의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 광반응형 도전성페이스트는 도전성페이스트에 광개시제와 현상제를 첨가하여 형성됨을 특징으로 하는 수동소자를 갖는 인쇄회로기판의 제조방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 광반응형 도전성페이스트는 자외선에 반응함을 특징으로 하는 수동소자를 갖는 인쇄회로기판의 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 수동소자는 저항, 캐패시터 및 인덕턴스 중 어느 하나임을 특징으로 하는 수동소자를 갖는 인쇄회로기판의 제조방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 수동소자중 캐패시터는 서로 대응되는 축전판부가 인접하는 층에 소정의 간격을 두고 형성됨을 특징으로 하는 수동소자를 갖는 인쇄 회로기판의 제조방법.

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