KR101206301B1 - 부품 내장형 인쇄회로기판의 홀 가공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부품내장형 인쇄회로기판을 제조하는 방법에 있어서, (a) 제1 동박에 정렬을 위한 쿠폰을 형성하는 단계; (b) 제1 동박 위에 부품을 실장하고 절연층과 제2 동박을 적층 라미네이트 함으로써 상기 절연층이 상기 부품을 에워싸도록 내층을 형성하는 단계; (c) 제1 동박에 형성한 쿠폰을 시험 천공하여 천공할 위치 좌표와 배율을 재설정하는 단계; 및 (d) 재설정된 위치 좌표에 따라 홀을 천공하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판 제조방법을 제공한다.

Description

부품 내장형 인쇄회로기판의 홀 가공 방법{METHOD OF FABRICATING A HOLE FOR CHIP-EMBEDDED PRINTED CIRCUIT BOARD}

본 발명은 부품 내장형 인쇄회로기판 제조방법에 관한 것으로, 특히 홀 가공 단계에서 천공을 위한 위치를 정확히 정렬해서 홀을 형성할 수 있도록 하는 부품 내장형 인쇄회로기판 제조방법에 관한 것이다.

최근 들어, 반도체 칩(Semiconductor Chip)과 같은 능동소자를 인쇄회로기판 속에 내장하여 제작하는 내장형 인쇄회로기판(Embedded Printed Circuit Board) 기술이 일반화하고 있다. 본 발명의 따른 인쇄회로기판에는 반도체 칩을 비롯한 다양한 능동소자 및 수동소자가 내장될 수 있는데, 이들 모두를 통칭하여 부품이라 지칭하기로 한다.

부품을 기판 속에 내장하게 되면, 전자부품의 사이즈가 축소되어 전자기기의 소형화 및 경량화에 도움이 되며, 기생성분을 제거할 수 있어서 회로의 동작주파수를 증대시킬 수 있음은 물론, 잡음을 일으키는 외부 전자파의 영향을 차단하는 장점이 있다.

그런데, 반도체 칩과 같은 부품을 인쇄회로기판에 내장하면, 기판을 구성하는 레진 계열의 절연층과 반도체 칩의 물성이 상이하고, 특히 열에 대한 팽창 또는 수축률이 서로 상이하므로, 고온 고압이 적용되는 적층 라미네이트 공정을 진행하고 기판이 냉각되면, 내장된 물질들의 서로 다른 수축률로 인하여 패널이 구부러지고 휘는 굴곡 현상이 발생하게 된다.

그 결과, 칩을 내장해서 내층을 형성한 후, 상층의 동박과 하층의 동박 또는 칩 단자와 전기적 접속을 위해 CNC 장비로 홀을 천공하면, 패널이 굴곡 되어 있으므로, 원하는 위치에 정확히 홀을 천공하는 것이 불가능하다. 더욱이, 패널의 휨 또는 굴곡의 정도는 패널에 내장된 칩의 개수, 밀도, 분포에 따라 패널마다 모두 제각기 각각 서로 다를 수 있으므로, 프로그램된 정보에 따라 CNC 홀을 천공할 경우 프로그램된 제 위치에 천공이 되는 것은 거의 불가능하다고 할 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 부품내장형 인쇄회로기판에 있어서, 홀 가공 시에 제 위치에 정확히 홀을 천공할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 부품을 실장하고 절연층과 동박을 적층하기 전 단계에서, 동박에 정렬용 쿠폰을 형성하여 두었다가, 부품이 내장된 내층에 대해 CNC 홀 가공을 가기 직전 단계에서 쿠폰에 홀을 테스트로 천공함으로써, 프로그램된 위치 좌표와 쿠폰의 위치가 제대로 일치하는지 여부를 판단해서, CNC 천공의 좌표를 조정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 굴곡이 존재하는 부품내장형 인쇄회로기판에 대해서, 홀 가공작업에 앞서서 패널의 쿠폰에 홀 가공을 해서 홀 위치 정합이 잘 되고 있는지 여부를 판별하고, CNC 홀 가공을 진행하므로 작업성이 향상되고 불량률을 감소시키는 유리한 효과가 있다. 그 결과, 내장된 칩이 손상되거나 동박 사이에 전기적 접속불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도1a 내지 도1d는 본 발명에 따라 부품내장형 인쇄회로기판을 제작하는 과정을 나타낸 도면.

본 발명은 부품내장형 인쇄회로기판을 제조하는 방법에 있어서, (a) 제1 동박에 정렬을 위한 쿠폰을 형성하는 단계; (b) 제1 동박 위에 부품을 실장하고 절연층과 제2 동박을 적층 라미네이트 함으로써 상기 절연층이 상기 부품을 에워싸도록 내층을 형성하는 단계; (c) 제1 동박에 형성한 쿠폰을 시험 천공하여 천공할 위치 좌표와 배율을 재설정하는 단계; 및 (d) 재설정된 위치 좌표에 따라 홀을 천공하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판 제조방법을 제공한다.

이하에서는 첨부도면 도1a 내지 도1d를 참조해서 본 발명의 양호한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도1a 내지 도1d는 본 발명에 따라 부품내장형 인쇄회로기판을 제작하는 과정을 나타낸 도면이다.

도1a를 참조하면, 제1 동박(210) 위에 접착제(adhesive; 400)를 이용해서 부품(300)을 실장한다. 본 발명은 부품(300)을 실장하기 전에 제1 동박(210)에 대해, 정렬(alignment)을 위한 가이드 홀 이외에, 도1a에 "A"로 나타낸 대로, 후속 CNC 홀 천공 과정 중에 홀 위치 정렬을 위하여 쿠폰(coupon)을 형성해 두는 것을 특징으로 한다.

제1 동박(210)에 쿠폰을 형성하는 방법은 레이저 다이렉트 이미지(LDI; laser direct image) 장비가 사용될 수 있으며, 도1a의 "A"에 도시한 형상 이외에도 여러가지 다양한 형태의 쿠폰이 사용될 수 있다.

본 발명은 쿠폰이 형성된 제1 동박(210) 위에 접착제(adhesive; 400)를 이용해서 부품(300)을 실장한다. 도1a는 부품(300)을 실장하는 베이스 재료로서 동박을 도시하여 예시하고 있으나, 절연층이 도포된 동박, 다양한 형태와 재료의 조합으로 만들어진 캐리어(carrier), 또는 다양한 형태의 변형된 베이스 자재를 사용할 수 있다. 동박(210) 위에 부품을 실장하는 방법에 있어서도, 예시된 접착제 이외에 다이 어태치 필름 또는 기타 절연성 또는 도전성 필름을 사용할 수 있다. 도1a를 다시 참조하면, 본 발명에 따라 제1 동박(210)에 형성하는 쿠폰은 원형, 또는 십자모양 등의 정렬마크가 사용될 수 있다. 도면에서 부품의 외장에 형성된 단자(도면부호 생략)와 제1 동박(210)를 접속하는 것으로 다양한 종래기술을 적용할 수 있다.

이어서 도1b를 참조하면, 본 발명에 따라 정렬용 쿠폰이 제작된 제1 동박(210)과, 제1 동박(210) 위에 실장된 부품(300), 프리프레그와 같은 레진 계열의 절연층(100), 제2 동박(200)을 차례로 적층하고 가열 가압 라미네이트 함으로써, 내층을 완성한다. 도1b에 도시한 적층 구조는 예시한 것에 불과하며, 다양한 변형 실시예가 가능함은 물론이다.

도1c는 부품(300)이 내장된 내층을 나타낸 도면이다. 도1c는 전체 패널 중 일부 단면을 표시하고 있기 때문에 내층이 굴곡지어져 있는 모습을 확연히 도시하고 있지 않으나, 실제로 패널은 라미네이트 공정 후 수축 과정에서 열 수축률의 상호 차이로 인하여 굴곡 변형이 발생한다.

이어서, 도1d에 도시한 대로, 본 발명의 특징은 실제 CNC 가공을 하기 전에 정렬 테스트를 위하여 쿠폰을 시험 천공한다. 즉, 제1 동박(210)과 제2 동박(200) 또는 부품(300)의 단자를 서로 전기적으로 접속하기 위해서는 홀을 가공해서 동도금을 올려 전기적으로 접속하게 되는데, 홀을 천공하기 위해 CNC 작업을 하기 전에 제1 동박에 형성되어 있는 쿠폰에 대해 시험 천공(drill)을 실시해서 굴곡된 기판에 대한 캘리브레이션(calibration)을 실시한다.

프로그램된 천공위치 정보에 따라 쿠폰에 대한 CNC 시험천공을 진행한 결과, 쿠폰에 정확히 천공이 된다면 내층 구조물의 굴곡에 의한 변형이 정렬에 큰 영향을 미치지 않음을 의미하는 것이어서, 그대로 CNC 홀 가공을 진행하면 된다.

한편, 프로그램된 천공위치 정보에 따라 쿠폰에 대한 CNC 시험천공을 진행한 결과, 쿠폰에 정확히 천공이 되지 아니하고 일 방향으로 편향되는 결과가 나타난다면, 이는 기판의 굴곡이 커서 정렬이 제대로 되지 않음을 의미하는 것이므로, 프로그램된 천공 좌표 또는 배율을 재설정해서 업데이트 된 좌표로 CNC 천공을 진행한다.

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 상술 될 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 인쇄회로기판 제작, 특히 반도체 칩 내장형 인쇄회로기판 또는 패키지기판 제조 시에 응용할 수 있어 제품의 수율을 증가시키고 신뢰성을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.

100 : 절연층
200 : 제2 동박
210 : 제1 동박
300 : 부품
400 : 접착제

Claims (3)

1. 부품의 위아래에는 제1 동박과 제2 동박이 형성되어 회로를 형성하고 있고, 제1 동박과 제2 동박 사이에는 절연층이 부품을 에워싸서 상기 부품을 절연층 속에 매립 내장하고 있는 부품내장형 인쇄회로기판에 대해, 부품과 제1 동박, 부품과 제2 동박, 또는 제1 동박과 제2 동박을 서로 전기적으로 접속하는 홀을 가공하는 방법에 있어서,
   (a) 상기 제1 동박에 회로를 형성할 때에, 시험 천공을 위한 정렬 쿠폰을 제1 동박에 형성하는 단계;
   (b) 시험 천공을 할 위치정보에 따라 레이저 드릴을 정렬쿠폰으로 좌표이동시켜서 시험천공을 실시하고, 천공된 천공 패턴돠 정렬쿠폰 사이의 오정렬 좌표편차를 파악해서, 부품과 제1 동박, 부품과 제2 동박, 또는 제1 동박과 제2 동박을 서로 전기적으로 접속하기 위한 실제 홀을 천공할 위치좌표와 배율을 재설정하는 단계; 및
   (c) 상기 단계 (b)에 따라 재설정된 위치좌표로 레이저 드릴을 좌표이동시켜서, 부품과 제1 동박, 부품과 제2 동박, 또는 제1 동박과 제2 동박을 서로 전기적으로 접속하기 위한 실제 홀을 천공하는 단계;
   를 포함하는 부품내장형 인쇄회로기판의 홀 가공 방법.
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