KR100858054B1 - 외층 삽입형 수동 부품 내장형 인쇄 회로 기판 제조 방법 - Google Patents

외층 삽입형 수동 부품 내장형 인쇄 회로 기판 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인쇄 회로 기판 제조에 후막형 저항체를 기판 외층에 삽입하는 기술에 관한 것으로, 특히 기판 외층에 저항체 전극 박막을 형성한 후 감광성 절연 재료를 언더코트로 형성하고 그 상부에 저항체 잉크를 페이스트 하여 형성함으로써 저항값을 정확하게 관리할 수 있도록 한다.
인쇄 회로 기판, 수동 부품 내장형 기판.

Description

외층 삽입형 수동 부품 내장형 인쇄 회로 기판 제조 방법{METHOD OF EMBEDDING PASSIVE DEVICE INTO EXTERNAL LAYER FOR PRINTED CIRCUIT BOARD}
도1은 종래 기술에 따라 후막 저항을 제작한 기판의 단면을 나타낸 도면.
도2a 내지 도2e는 본 발명에 따라 후막 저항을 외층에 제작한 저항 내장형 기판의 제조 과정을 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 내층 코어
20 : 저항 전극
30 : 감광성 절연 수지
40 : 노광용 자외선(UV) 광
50 : 포토 마스크
60 : 감광 및 경화 완료된 감광성 절연 수지
70 : 카본 저항체
본 발명은 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board; PCB)에 관한 것으로, 특 히 인쇄 회로 기판의 외층에 저항을 내장하는 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 인쇄 회로 기판의 외층에 저항을 내장하기 위하여, 수동 부품 내장형(EPD; Embedded Passive Device) 기판의 저항(Resistor)에 후막형 페이스트 자제를 적용하고, 저항체의 언더코트(undercoat) 재료로서 감광성 수지를 이용한 공법을 통해 기판 외층에 저항을 형성하는 공정 기술을 제공한다.
최근 들어, 전자 기기의 휴대성을 높이고 기능을 향상시키기 위해 능동부품 또는 수동부품을 인쇄 회로 기판에 내장하는 내장형 기판 기술이 등장하고 있다. 이와 같이, 수동 또는 능동 부품을 기판에 내장하면 기판을 소형화하는 것이 가능하고, 부품의 실장 밀도가 증대되므로 전자 회로의 고주파 특성이 향상되는 효과가 있다.
현재의 내장형 인쇄 회로 기판(Embedded PCB)기술은 주로 수동소자(Passive Device)를 내장하는 기술을 중심으로 개발이 이루어지고 있으며, 여기에는 기존의 칩(chip) 형태의 부품을 기판 내부에 삽입하는 기술과 박막 또는 후막 기술을 응용하여 수동 부품을 내장하는 기술이 통용되고 있다.
한편, 기판 내장형 수동 부품으로는 저항(resistor)과 캐패시터(capacitor) 및 인덕터(inductor)가 있다. 본 발명에서는 기판 내장형 저항을 제조하는데 있어서 후막 기술을 적용한다. 저항은 전류의 흐름을 제한하는 수동소자로서, 일반적으로 일정한 면 저항(Sheet Resistance)을 가지고 있는 원자재를 사용하여 저항체의 길이(L)와 너비(W)를 조정하는 방법으로 원하는 저항값을 구현하게 된다. 이러한 방법으로 제작된 저항의 저항값은, 면 저항값과 저항체 길이를 곱한 값을 저항 체의 너비로 나눈 값으로 결정된다.
현재 수동 소자 내장형 인쇄 회로 기판을 제조하는 업계에서 박막 저항의 경우에는 감광성 마스크를 이용한 사진 공정(photolithography) 및 화학적 부식 공정(chemical etching)을 사용하므로 비교적 정밀한 저항의 공차 관리가 가능하데 비하여, 후막 저항의 경우 대부분의 파라미터가 스크린 인쇄 공법을 사용해서 저항체의 길이와 너비를 정의하므로 제작된 저항체의 저항값 편차관리가 용이하지 않다.
도1은 종래 기술에 따라 저항체를 외층에 제작한 내장형 인쇄 회로 기판의 단면을 나타낸 도면이다. 도1을 참조하면, 내층 코어(5)에 형성된 회로(6)에 외층 회로(7)가 압착되어 다층 회로 기판을 형성하고 있으며, 외층에 저항체(8)가 내장형으로 형성되어 있다.
도1에 도시된 종래 기술에 따른 내장형 저항체는 스크린 공법으로 카본 잉크를 페이스트 하여 형성되므로 단차가 발생하게 되고, 스크린 공법 적용시에 침투하여 형성되는 카본 잉크의 양에 따라 저항체의 길이 및 너비 상의 공차가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제1 목적은 인쇄 회로 기판 제조에 있어서 외층에 정밀한 공차 관리가 가능한 후막형 저항을 삽입하여 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 제2 목적은 상기 제1 목적에 부가하여, 인쇄 회로 기판을 제조하는데 있어서 외층에 저항체를 삽입하기 위하여 종래 기술의 언더코트 공정을 대체 할 수 있는 제조 기술을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 인쇄 회로 기판에 내장형 저항체를 내장 형성하여 인쇄 회로 기판을 제조하는 방법에 있어서, (a) 외층 기판에 저항체 전극을 구성하는 동박 전극 패턴을 형성하는 단계; (b) 상기 외층 표면 위에 감광성 절연 수지를 전면 도포하는 단계; (c) 저항체의 길이 및 너비만큼의 감광성 절연 수지가 남도록 포토 공정을 통해 저항체의 언더코트 치수를 정의하고 나머지 부분의 감광성 절연 수지를 식각제거하여 감광성 절연 수지 언더코트를 형성하는 단계; 및 (d) 상기 감광성 절연 수지 언더코트가 형성된 저항체 전극 위에 카본 페이스트를 인쇄하여 저항체 형성하는 단계를 포함하는 인쇄 회로 기판 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 저항체와 상기 저항체 전극 사이의 접촉면에 금 또는 은도금을 수행할 수 있으며, 본 발명에 따른 내장형 인쇄 회로 기판의 저항체 제조 방법은 감광성 절연 수지를 이용함을 특징으로 한다.
이하에서는, 첨부 도면 도2a 내지 도2f를 참조하여 본 발명에 따라 저항체 내장형 인쇄 회로 기판에 있어 외층에 저항체를 삽입하여 제조하는 방법을 상세히 설명한다. 도2a를 참조하면, 우선 회로 기판의 외층 구조를 형성하는 외층 기판(10) 표면에 회로 및 저항체 전극(20)을 형성하고 내층 기판(5)과 라미네이트하여 적층 구조를 형성한다. 이어서, 도2b에서와 같이, 기판상에 저항체가 형성된 부위를 중심으로 감광성 절연 수지(30)를 실크스크린 또는 롤 코팅(roll coating) 공법으로 인쇄하고 반경화시킨다.
도2c를 참조하면, 저항체의 길이에 해당하는 양쪽 전극 부분의 길이만큼만 수지를 남기고 나머지 부분의 수지를 포토 공정의 노광 현상을 이용해서 제거한다. 즉, 마스크(50)와 UV 사진(40) 공정을 진행한다. 그 결과, 도2d에 도시한 바와 같이 저항체의 언더코트(60)가 완성된다.
이어서, 도2e를 참조하면, 카본 등 저항체와 전극 표면 사이의 안정적 접촉 저항을 담보하기 위하여 전극 표면에 선택적으로 금 또는 은 도금처리를 하고 스크린 인쇄법으로 카본 저항체(70)를 인쇄한다. 이후 공정은, 일반적 다층 기판 공법에 따라 프리프레그(PREPREG) 또는 레진 함침 수지(RCC) 등의 절연 수지와 동박을 순차적으로 적층하여 다층을 성형하고 비아 홀 가공을 통해 다층 기판의 필요한 곳에 저항의 단자를 배선하게 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 발 명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 진화, 치환 및 변경이 가능하다.
이상과 같이, 본 발명은 감광성 절연 수지를 사용하여 저항체의 언더코트를 형성하고, 저항체 길이를 포토 공정에 의해 결정함으로써 저항값의 편차를 개선하고 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다. 종래 기술에 따른 저항체 제조 방법에서는, 후막형 저항체를 인쇄하는 과정에서 동박으로 형성된 전극과 에폭시 기판 사이의 높이 단차가 존재함으로 인하여 저항 편차가 발생하는 것을 피할 수 없으며, 하지 동박의 프로파일 형상으로 인하여 저항체의 길이를 정밀하게 조정하는 것은 용이하지 않다.
전술한 문제를 해결하기 위하여, 일부 기판 제조 회사들은 동박 전극 사이의 공백 부분을 열경화성 잉크로 충진하는 방법을 사용하기 위하여 공백 부위의 단차를 어느 정도 완화하기는 하지만 전극과 인접한 부위의 단차 문제는 여전히 상존하게 되고, 더욱이 실크 스크린 인쇄 공정 단계에서 정밀한 치수 관리가 용이하지 않다.
그러나, 본 발명에서는 저항체의 전극 사이 부분을 감광성 절연 수지를 이용해 메우고, 저항체의 길이를 결정하기 위해 포토 공정을 이용하여 감광성 절연 수지를 현상함으로써 정밀하고 안정적인 기판 내장형 저항을 제조하는 것이 가능하게 된다.

Claims (3)

  1. 인쇄 회로 기판에 내장형 저항체를 내장 형성하여 인쇄 회로 기판을 제조하는 방법에 있어서,
    (a) 외층 기판에 저항체 전극을 구성하는 동박 전극 패턴을 형성하는 단계;
    (b) 상기 외층 표면 위에 감광성 절연 수지를 전면 도포하는 단계;
    (c) 저항체의 길이 및 너비만큼의 감광성 절연 수지가 남도록 포토 공정을 통해 저항체의 언더코트 치수를 정의하고 나머지 부분의 감광성 절연 수지를 식각제거하여 감광성 절연 수지 언더코트를 형성하는 단계; 및
    (d) 상기 감광성 절연 수지 언더코트가 형성된 저항체 전극 위에 카본 페이스트를 인쇄하여 저항체 형성하는 단계
    를 포함하는 인쇄 회로 기판 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
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