KR101388840B1

KR101388840B1 - 전자 부품이 내장된 기판

Info

Publication number: KR101388840B1
Application number: KR1020120094542A
Authority: KR
Inventors: 윤민희; 최영식
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2012-08-28
Filing date: 2012-08-28
Publication date: 2014-04-23
Also published as: KR20140028394A

Abstract

본 발명은, 적어도 하나의 제1 도체 패턴을 가지는 제1 절연기판; 상기 제1 절연기판의 일면에 형성되는 코어부; 상기 코어부의 내부에 수용되며, 상기 제1 도체패턴과 전기적으로 연결되는 고리형의 코일을 갖는 적어도 하나의 제1 전자 부품; 및 구리(Cu)를 포함하며, 상기 코일 내부의 공간부에 상기 코일로부터 이격되어 형성되는 더미 패드; 를 포함하는 전자 부품이 내장된 기판을 제공한다.

Description

전자 부품이 내장된 기판{SUBSTRATE WITH BUILT-IN ELECTRONIC COMPONENT}

본 발명은 전자 부품이 내장된 기판에 관한 것이다.

최근 전자 부품이 내장된 기판의 개발은 차세대 다 기능성 및 소형 패키지 기술의 일환으로 주목받고 있는데, 이는 다 기능성 및 소형화의 장점과 더불어, 고기능화의 측면도 일정 정도 포함하고 있으며, 100 MHz 이상의 고주파에서 배선 거리를 최소화하여 고주파에 대한 노이즈를 개선할 수 있을 뿐만 아니라 경우에 따라 FC나 BGA에서 사용되는 W/B 또는 솔더볼을 이용한 부품의 연결에서 오는 신뢰성의 문제를 개선할 수 있는 방안을 제공하기 때문이다.

상기 기판에 내장되는 전자 부품으로 임베디드 인덕터(embedded inductor)가 있다. 이러한 임베디드 인덕터를 FCB에 채용하면, 제품의 상면과 하면 간의 구리(Cu) 용적률의 불 균일을 가져와 휨(warpage)이 발생할 수 있으며, 특히 C4 영역에서의 휨은 다이(die)와 결합시 높이의 불 균일을 야기시켜 수율 저하에 큰 영향을 미치는 문제점이 있었다.

하기 선행기술문헌 1은, 서로 마주보게 배치된 제1 및 제2 금속박과, 상기 제1 및 제2 금속박 사이에 실장된 전자 부품을 개시하지만, 본 발명의 전자 부품의 상면과 하면 특히 C4 영역에서의 휨 현상을 방지하는 수단은 개시하지 않는다.

한국공개특허 10-2006-0116515

당 기술분야에서는, FCB의 C4 영역에서 Cu 용적률을 최적화하여 휨(warpage)을 감소시킴으로써, 다이와 기판의 조립 수율을 향상시킬 수 있는 전자 부품이 내장된 기판의 새로운 방안이 요구되어 왔다.

본 발명의 일 측면은, 적어도 하나의 제1 도체 패턴을 가지는 제1 절연기판; 상기 제1 절연기판의 일면에 형성되는 코어부; 상기 코어부의 내부에 수용되며, 상기 제1 도체패턴과 전기적으로 연결되는 고리형의 코일을 갖는 적어도 하나의 제1 전자 부품; 및 구리(Cu)를 포함하며, 상기 적어도 하나의 코일 내부의 공간부에 상기 코일로부터 이격되어 형성되는 더미 패드; 를 포함하는 전자 부품이 내장된 기판을 제공한다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 전자 부품은 인덕터로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 전자 부품은 상기 제1 절연기판 상에 직접 실장될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 도체 패턴과 상기 코일을 전기적으로 연결하는 비아 도체를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 적어도 하나의 제2 도체 패턴을 가지며, 상기 코어부의 타면에 형성되는 제2 절연기판을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 코어부의 내부에 수용되며, 상기 제2 도체패턴과 전기적으로 연결되는 고리형의 코일을 갖는 적어도 하나의 제2 전자 부품; 및 구리(Cu)를 포함하며, 상기 적어도 하나의 제2 전자 부품의 코일 내부의 공간부에 상기 코일로부터 이격되어 형성되는 더미 패드; 를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제2 전자 부품은 상기 제2 절연기판 상에 직접 실장될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제2 도체 패턴과 상기 제2 전자 부품의 코일을 전기적으로 연결하는 비아 도체를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 코어부의 내부에 고리형의 코일이 다층 구조로 형성되고, 상기 고리형의 코일들의 내부의 공간부에는 상기 코일로부터 이격되어 구리 더미 패드가 선택적으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 임베디드 인덕터의 코일 내부에 위치한 코어부에 구리(Cu) 더미 패드를 형성하여, FCB의 C4 영역에서의 구리(Cu)의 용적률을 최적화하여 휨(warpage)을 감소시킴으로써, 다이와 기판의 조립 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 임베디드 인덕터 및 기판을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 임베디드 인덕터와 제1 절연기판을 분리한 상태를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A선'단면도이다.
도 4는 도 1의 B-B선'단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 임베디드 인덕터 및 기판을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 임베디드 인덕터 및 기판을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 임베디드 인덕터 및 기판을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

이하, 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 상세히 설명한다.

그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소를 나타낸다.

또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

또한, 본 실시 형태에 있어서, "제1" 및 "제2"라는 한정은 그 대상을 구분하기 위한 것에 지나지 않으며, 본 발명이 이러한 순서에 의해 제한되는 것은 아니다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판(1)은, 제1 도체 패턴(21)을 가지는 제1 절연기판(20)과, 제1 절연기판(20)의 일면에 형성되는 코어부(10)와, 코어부(10)의 내부에 수용되며 제1 도체 패턴(21)과 전기적으로 연결되는 고리형의 코일(31)을 갖는 제1 전자 부품(30)과, 적어도 하나의 제1 전자 부품(30)의 코일(31) 내부의 공간부에 코일(31)로부터 이격되어 형성되는 구리 더미 패드(40)를 포함한다.

이때, 제1 절연기판(20)의 상면에 절연층(미도시)를 더 형성하고, 이 절연층 상에 제1 전자 부품(30)과 전기적으로 연결되도록 도체 패턴을 더 형성할 수 있다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이,코일(31) 하측으로 코어부(10) 내부에 복수의 고리형의 코일(70, 80, 90)을 다층 구조로 형성하고, 복수의 고리형의 코일(70, 80, 90)의 내부의 공간부에 코일(70, 80, 90)로부터 이격되어 형성되는 추가의 구리 더미 패드(40)를 더 포함할 수 있다.

이때, 본 실시 형태에서는 구리 더미 패드(40)가 모든 코일(70, 80, 90)의 내부의 공간부에 형성된 것으로 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 필요시 코일(70, 80, 90) 중 일부에만 선택적으로 형성될 수 있다.

코어부(10)는 예컨대 보강재(기재)에 수지를 함침시켜 이루어지는 기판으로, 상기 보강재는 유리 천, 유리 부직포, 아라미드 부직포 등을 채용할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 이것들과 동등한 강도를 갖는 절연성 재료이면 채용이 가능하다.

이때, 상기 보강재에 함침되는 수지로는, 에폭시 수지, BT(비스말레이미드 트리아진)수지, 폴리이미드 수지 등을 채용할 수 있다.

제1 전자 부품(30)은 예컨대 트랜지스터, 연산증폭기, 저항, 캐패시터 및 인덕터 중 적어도 하나로 구성될 수 있으며, 본 실시 형태에서는 임베디드 인덕터를 적용하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 전자 부품(30)은 제1 절연기판(20)에 비아 도체(32)를 통해 구리 등의 전도성 물질로 이루어진 제1 도체 패턴(21)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 제1 전자 부품(30)은 경우에 따라 비아 도체(32)를 생략하고 제1 절연기판(20) 상에 직접 실장될 수 있다.

비아 도체(32)는 코어부(10)에 두께 방향을 따라 관통되게 관통공(미도시)를 형성하고, 상기 관통공에 도전성 페이스트를 충전하는 등의 방법으로 형성할 수 있다.

한편, 도 5 및 도 6을 참조하면, 코어부(10)의 타면에는 제1 절연기판(20)과 마주보도록 제2 절연기판(60)을 더 형성할 수 있다.

이러한 제2 절연기판(60)은 적어도 하나의 제2 도체 패턴(미도시)을 가지며, 제1 절연기판(20)과 유사하게 비아 도체를 이용하거나 그 위에 직접 실장되는 방식을 통해 제1 전자 부품(30)과 전기적으로 연결될 수 있다.

제2 전자부품(50)은 코어부(10)의 내부에 제1 전자 부품(30)과 두께 방향을 따라 서로 이격되게 수용되며, 제2 절연기판(60)의 제2 도체 패턴과 전기적으로 연결되는 고리형의 코일을 가질 수 있다.

이때, 제2 전자부품(50)은 비아 도체(52)를 이용하거나 그 위에 직접 실장되는 방식을 통해 상기 제2 절연기판(60)의 제2 도체 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다.

이때, 제2 전자부품(50)의 코일 내부의 공간부에는 코일로부터 이격되어 더미 패드(40)가 선택적으로 더 형성될 수 있다. 즉, 더미 패드(40)는 제1 전자부품(30)과 제2 전자부품(50) 중 원하는 곳에만 선택적으로 형성할 수 있다.

한편, 본 실시 형태에서는 2층의 기판 구조를 예로 들어 도시하여 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 필요시 3층 이상의 기판과 제3 및 제4 전자부품을 더 배치하는 등 그 구조를 적절하게 변경할 수 있다.

더미 패드(40)는 구리(Cu)를 포함하는 재질로 이루어지며, FCB의 C4 영역, 즉 코일(31)의 내부 공간부에서의 코어부(10)의 상면과 하면 간의 구리(Cu)의 용적률을 최적화하여 휨(warpage) 현상을 감소시킴으로써, 기판(1)이 다이(미도시) 등에 결합될 때 그 결합 수율을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구 범위에 의해 한정하고자 한다.

따라서, 청구 범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

1 ; 기판 10 ; 코어부
20 ; 제1 절연기판 21 ; 제1 도체 패턴
30 ; 전자 부품 31, 70, 80, 90 ; 코일
32, 52 ; 비아 도체 40 ; 더미 패드
50 ; 제2 전자부품 60 ; 제2 절연기판

Claims

적어도 하나의 제1 도체 패턴을 가지는 제1 절연기판;
상기 제1 절연기판의 일면에 형성되는 코어부;
상기 코어부의 내부에 수용되며, 상기 제1 도체패턴과 전기적으로 연결되는 고리형의 코일을 갖는 적어도 하나의 제1 전자 부품; 및
구리(Cu)를 포함하며, 상기 적어도 하나의 제1 전자 부품의 코일 내부의 공간부에 상기 코일로부터 이격되어 형성되는 더미 패드; 를 포함하는 전자 부품이 내장된 기판.
제1항에 있어서,
상기 제1 전자 부품이 인덕터인 것을 특징으로 하는 전자 부품이 내장된 기판.
제1항에 있어서,
상기 제1 전자 부품은 상기 제1 절연기판 상에 직접 실장되는 것을 특징으로 하는 전자 부품이 내장된 기판.
제1항에 있어서,
상기 제1 도체 패턴과 상기 코일을 전기적으로 연결하는 비아 도체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 부품이 내장된 기판.
제1항에 있어서,
적어도 하나의 제2 도체 패턴을 가지며, 상기 코어부의 타면에 형성되는 제2 절연기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 부품이 내장된 기판.
제5항에 있어서,
상기 코어부의 내부에 수용되며, 상기 제2 도체패턴과 전기적으로 연결되는 고리형의 코일을 갖는 적어도 하나의 제2 전자 부품; 및
구리(Cu)를 포함하며, 상기 적어도 하나의 제2 전자 부품의 코일 내부의 공간부에 상기 코일로부터 이격되어 형성되는 더미 패드; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 부품이 내장된 기판.
제6항에 있어서,
상기 제2 전자 부품은 상기 제2 절연기판 상에 직접 실장되는 것을 특징으로 하는 전자 부품이 내장된 기판.
제6항에 있어서,
상기 제2 도체 패턴과 상기 제2 전자 부품의 코일을 전기적으로 연결하는 비아 도체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 부품이 내장된 기판.
제1항에 있어서,
상기 코어부의 내부에 고리형의 코일이 다층 구조로 형성되고, 상기 고리형의 코일들의 내부의 공간부에는 상기 코일로부터 이격되어 구리 더미 패드가 선택적으로 형성된 것을 특징으로 하는 전자 부품이 내장된 기판.