KR101140890B1 - 인쇄회로기판용 코어 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판에서 사용하는 코어를 제조하기 위한 제조방법에 관한 것으로, 금속(Metal)의 일면을 테이프 등으로 실링 처리한 후 양극 산화하여 산화막층을 형성하고, 상기 테이프를 제거한 다음 금속을 에칭하여 제거함으로써, 산화막으로만 이루어진 코어의 제조가 가능하여 열 방출효과의 향상은 물론이고, 쇼트의 발생위험도를 없애기 위한 인쇄회로기판용 코어 제조방법에 관한 것이다.

Description

인쇄회로기판용 코어 제조방법{CORE MANUFACTURING PROCESS FOR PRINTED CIRCUIT BOARD}

본 발명은 인쇄회로기판용 코어 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 인쇄회로기판의 코어로 사용하는 에폭시(Epoxy)계열과, 글래스 페브릭(Glass Fabric)이 포함된 수지(Resin)는 물질의 열 저항이 높아 열을 발생시키는 소자의 열 방출에 적합하지 않은 것으로 보고되고 있다.

따라서, 상기 인쇄회로기판, 특히 패키지(Package)에서 고온으로 진행되는 공정이나 소자를 내부에 내장하는 소자 내장형 등에서 열에 의한 변형으로 구조적 변형이 발생하고 있으며, 이는 인쇄회로기판의 신뢰성에 악영향을 주고 있다.

이를 해결하기 위하여 금속(Metal)의 표면에 양극 산화(Anodizing)공법을 통해 산화막을 성장시키는 방식으로 코어를 제조하는 기술이 제안되어 상용화되고 있다.

(특허문헌 1)은 인쇄회로기판의 코어에 해당하는 절연구조체를 제조하기 위한 제조방법에 관한 것으로, 본문 3쪽에서 열 방출에 취약한 에폭시 계통의 물질 특성을 기재하면서 이를 해결하기 위하여 4쪽 및 도 2의 기재에서 보듯이, 금속을 양극 산화하여 금속산화물층으로 기재된 산화막을 형성하고, 이를 전도성 패턴이 형성된 기재에 용융접착하여 고온공정에 적합한 절연구조체를 제조하고 있음을 개시하고 있다.

(특허문헌 2)는 금속 코어(Metal Core)의 양면에 양극 산화를 통해 절연층으로 기재된 산화막을 형성하기 위한 금속 기판 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 본문 5쪽의 기재에서 보듯이, 고방열 소자의 발생열을 외부로 쉽게 방출시키지 못하는 문제를 해결하기 위해 발명된 것임을 개시하고 있으며, 해결방법으로 아노다이징을 통해 금속 코어의 양면에 절연층을 형성하여 금속 기판으로 사용하는 것을 제시하고 있다.

KR 10-2007-0095145 A KR 10-2009-0070117 A

그러나, 상기 (특허문헌 1), (특허문헌 2)를 포함하여 종래기술은 코어의 내부에 금속이 존재하고 있어 에폭시계열의 수지에 비해 개선되었더라도 여전히 열 방출에 문제점이 있으며, 나아가 쇼트(Short)의 문제점을 내포하고 있다.

즉, 종래기술에서 개시하고 있는 코어 제조는 양극 산화를 통해 형성된 산화막을 금속의 양면에 용융부착하거나(특허문헌 1), 금속의 양면에 양극 산화를 통해 산화막을 형성하는 방식(특허문헌 2)으로 코어를 제조하고 있어 다소나마 열 방출의 개선을 유도하고 있으나, 여전히 금속계열의 특성상 열 방출에 취약함을 노출하고 있고, 내부에 존재하는 금속에 의한 기판 간 접속 또는 소자 내장 과정에서 쇼트의 발생위험성을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 에폭시계열을 포함하는 수지는 물론이고, 금속계열의 특성상 열 방출에 취약한 문제점을 해결하고, 아울러 금속계열에서 발생하는 쇼트의 위험성을 해결하기 위한 것이다.

본 발명의 목적은, 양극 산화를 통해 형성되는 산화막으로만 이루어진 코어를 제조할 수 있도록 한 인쇄회로기판용 코어 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해,

본 발명은 (A) 금속의 일면을 실링 처리하여 실링부를 형성하는 단계;

(B) 상기 금속을 양극 산화하여 단방향으로 산화막층을 형성하는 단계;

(C) 상기 실링부를 금속에서 제거하는 단계; 및

(D) 상기 금속을 에칭하여 산화막층으로부터 금속을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 상기 실링부는 발포테이프를 금속에 부착하여 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 금속은 알루미늄, 티타늄 또는 마그네슘 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 내부에 금속이 존재하지 않는 산화막으로만 코어가 이루어짐으로써, 열 방출효과가 효향될 뿐만 아니라 쇼트의 발생위험성도 사라지게 되어 신뢰성 높은 인쇄회로기판의 제조가 가능하다.

특히, 산화막의 비율이 높을수록 열 방출을 위한 통기공의 수가 늘어나게 됨으로써, 순수 산화막으로만 코어가 이루어지면 인쇄회로기판에 내장된 소자 등에서 발생하는 열을 더욱 효과적으로 외부로 방출할 수 있게 되는 것이다.

한편, 실링부로 발포테이프를 사용하고, 이의 양면에 금속을 부착한 후 양극 산화를 통해 산화막층을 형성함으로써, 내부에 금속이 존재하지 않는 산화막으로만 이루어진 코어를 제조하기 위한 공정의 용이성이 더욱 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 코어를 나타내 보인 단면도.
도 2 및 도 3은 도 1에 따른 코어를 제조하기 위한 실시 예를 순차적으로 나타내 보인 단면도.
도 4 내지 6은 도 1에 따른 코어를 제조하기 위한 다른 실시 예를 순차적으로 나타내 보인 단면도.
도 7 내지 9는 도 1에 따른 코어를 통해 소자 내장형 인쇄회로기판을 제조하는 것을 순차적으로 나타내 보인 단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 나타내 보이고 있는 본 발명에 따른 코어(Core)를 제조하기 위해서는 먼저, 양극 산화가 가능한 금속(Metal)을 준비한다. 이러한 금속(10)은 대표적으로 알루미늄(Al)을 예로 들 수 있으며, 이 외에 티타늄(Ti) 또는 마그네슘(Mg) 중에서 선택된 어느 하나를 이용할 수도 있다.

상기 금속(10)은 양극 산화(Anodizing)를 통해 단방향으로만 산화막층(Anodizing Layer)이 형성되도록 일면을 실링(Sealing) 처리하여 실링부(12)를 형성하게 된다. 그 이유는 상기 산화막층(11)이 금속(10)의 양방향, 즉 표면 전체에 걸쳐 형성될 경우 상기 금속이 산화막층(11)의 내부에 존재하게 되어 후속 에칭 공정을 통해 제거할 수 없기 때문이다.

즉 상기 실링부(12)는 양극 산화 과정에서 금속(10)이 전체적으로 산화되지 않도록 형성되는 것이다. 여기서 상기 금속(10)의 일면을 실링 처리하기 위한 실시 예는 다음과 같다.

도 2 내지 3에서 보인 것과 같이, 금속(10)의 일면에 테이프(Tape), 실링액 또는 발포테이프를 부착하는 방식으로 실링 처리하여 실링부(12)를 형성하게 되며, 이후에는 상기 금속(10)의 타면을 양극 산화하여 단방향으로 산화막층(11)을 형성하게 된다.

이와 같이 산화막층(11)이 단방향으로 형성되어 그 두께(H)가 50～100㎛ 정도로 성장되면, 실링부(12)를 제거하게 되는데, 이때의 상기 산화막층(11)의 두께(H)는 하나의 예로써, 인쇄회로기판(100)의 종류에 따라 달라질 수 있음을 사전에 밝혀둔다.

한편, 상기 금속(10)의 일면을 실링 처리하기 위한 다른 실시 예는 다음과 같다. 도 4 내지 6에서 나타내 보인 것과 같이, 실링부(12)로써 발포테이프를 준비하여 상면과 저면에 각각 금속(10)을 부착하게 된다.

여기서, 설명의 용이함을 위해 상기 실링부(12)의 상면에 부착되는 금속(10)을 제1금속(10a)으로 지칭하고, 반대편 저면에 부착되는 금속(10)을 제2금속(10b)으로 지칭함을 밝혀둔다.

상기 실링부(12)로 발포테이프를 이용하는 것은 실링부(12)의 제거시 잔존물 없이 용이하게 제거하기 위한 것으로, 즉 열을 가하면 쉽게 발포하는 발포테이프의 특성을 이용하여 실링부(12)를 제거함으로써, 제1,2금속(10a)(10b)을 손쉽게 상호 분리할 수 있게 된다. 따라서 본 발명의 다른 실시 예에 따른 실링부(12)로는 상기 발포테이프가 가장 바람직하다.

이와 같이 실링부(12)의 양면에 제1,2금속(10a)(10b)이 부착되어 결과적으로 상기 제1,2금속(10a)(10b)의 일면이 실링 처리되면, 상기 제1,2금속(10a)(10b)의 타면을 양극 산화하여 단방향으로 산화막층(11)을 형성하게 된다. 즉 한 공정에서 두 개의 산화막층(11)을 제조할 수 있게 되며, 이는 제조공정에 용이함이 있는 것이다.

이후 전술한 바와 같이, 상기 산화막층의 두께(H)가 50～100㎛ 정도로 성장되면, 실링부(12)를 제거하여 제1,2금속(10a)(10b)을 각각 분리하게 되는데, 본 발명의 다른 실시 예에서는 발포공정을 통해 실링부(12)를 제거하게 된다.

상기 실링부(12)가 제거됨에 따라 분리된 상기 제1,2금속(10a)(10b)은 에칭(Etching)하여 제거하게 되며, 통상 에칭액을 이용한 에칭 공정을 통해 산화막층(11)으로부터 금속을 제거하게 된다. 따라서 이러한 일련의 공정을 통해 내부에 금속(10)이 존재하지 않는 산화막으로만 이루어진 코어(1)를 제조하여 후속공정에 제공할 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 코어(1)를 이용하여 인쇄회로기판(100)을 제조하는 과정을 설명하면 다음과 같다. 먼저 앞선 공정에서 제조된 코어(1)를 준비한 후 도 7에서 나타내 보인 것과 같이, 소자(IC)가 내장될 수 있도록 중공(Cavity)을 형성하고, 도통홀(Via Hole)이 형성된 부분을 미리 드릴 또는 에칭 등으로 뚫어 천공한다.

다음으로, 도 8에서 나타내 보인 것과 같이, 상기 중공(110)에 소자(IC)를 내장한 후 수지 등을 적층하여 솔더레지스트층(120)을 형성하고 도통홀(121)을 가공하게 되며, 이때의 상기 소자(IC)는 테이핑(Taping), 라미네이션(Lamination) 또는 본딩(Bonding Type)방식을 통해 중공(110)에 내장할 수 있다.

이후, 도 9에서 나타내 보인 것과 같이, 상기 소자(IC)의 타입(수동형 또는 능동형)에 따라 솔더레지스트층(120)의 상부 또는 하부에 소자패드(IC Pad)를 외부로 노출하기 위한 홀(Hole)을 형성한 후 프리프레그(PPG), 구리(Cu) 또는 RCC(Rubber Coated Copper)를 적층하여 상기 솔더레지스트층(120)의 상,하면에 상부회로패턴(130), 하부회로패턴(131) 및 이를 연결하는 비아(Via)을 배선하게 된다.

따라서, 이러한 일련의 공정을 통해 소자(IC)가 내장된 인쇄회로기판(100)을 제조함으로써, 열 방출은 우수하고, 쇼트의 위험성은 낮은 신뢰성 높은 인쇄회로기판(100)을 제조할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 인쇄회로기판(100)은 본 발명에 따른 코어(1)의 적용 예를 하나의 실시 예로써 설명한 것으로, 이 외에 방열 특성을 요구하는 인쇄회로기판(100)에 범용적 사용이 가능하므로, 반드시 이로 한정 짓는 것은 아니다.

1 - 코어 10 - 금속
11 - 산화막층 12 - 실링부
100 - 인쇄회로기판 110 - 중공
120 - 절연층 121 - 도통홀
130 - 상부회로패턴 131 - 하부회로패턴

Claims (3)

1. (A) 금속의 일면을 실링(Sealing) 처리하여 실링부를 형성하는 단계;
   (B) 상기 금속의 타면을 양극 산화(Anodizing)하여 단방향으로 산화막층(Anodizing Layer)을 형성하는 단계;
   (C) 상기 실링부를 금속에서 제거하는 단계; 및
   (D) 상기 금속을 에칭(Etching)하여 산화막층으로부터 금속을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 코어 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 실링부는 발포테이프를 금속에 부착하여 형성하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 코어 제조방법.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 금속은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 또는 마그네슘(Mg) 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 코어 제조방법.

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