KR101392730B1 - 부품내장형 인쇄회로기판 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절연층 상부면에 제1 동박과, 하부면에 제2 동박을 피복하고 있는 코어기판의 제1, 2 동박 각각에 대해 이미지 공정을 진행해서 회로패턴을 전사하는 단계와, 상기 코어기판에 캐비티를 형성하는 단계, 제2 절연층의 일 표면에 접착제를 도포하고 상기 코어기판의 하부면에 부착하는 단계와, 기판에 내장할 부품을 상기 캐비티 속에 마운트하고 상기 접착제가 도포된 제2 절연층 표면에 안착시켜 실장하는 단계와, 제1 동박의 표면에 제3 절연층과 제3 동박을 위로 정렬하여 쌓고, 제2 절연층의 표면에 제4 동박을 아래로 정렬하여 쌓아, 가열가압 라미네이트함으로써 완전히 경화시켜 적층 성형하는 단계를 포함하는 부품내장형 인쇄회로기판 제조방법을 제공한다.

Description

부품내장형 인쇄회로기판 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING AN EMBEDDED PRINTED CIRCUIT BOARD}

본 발명은 부품내장형 인쇄회로기판(E-PCB; Embedded Printed Circuit Board) 제조방법에 관한 것으로서, 특히 접착 테이프(PI Tape)와 같은 부자재를 사용하지 아니하고 코어기판에 부품을 실장하는 방법에 관한 것이다.

이하에서, 인쇄회로기판에 매립 내장될 수 있는 반도체 칩, 저항, 캐패시터, 인덕터 등 전자부품을 총칭하여 '부품'이라 칭하기로 한다.

최근들어, 스마트폰 또는 스마트 패드 등과 같은 휴대용 전자기기의 시장이 폭발적으로 팽창하면서, 경박단소 제품의 스펙 요구에 부응할 수 있는 부품 내장형 인쇄회로기판 제조가 각광을 받고 있다.

도1a 내지 도1g는 종래기술에 따라 부품내장형 인쇄회로기판을 제조하는 공정 흐름을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도1a를 참조하면, 동박적층판(CCL; Copper Cladded Laminate)과 같이 절연층(100b) 양면에 동박(100a, 100c)이 피복되어 있는 코어기판(100)에서 공정을 시작한다. 도1b를 참조하면, 사진, 현상, 식각 등 일련의 이미지 프로세스를 통해 회로패턴을 동박(100a, 100c)에 전사하여 상하 양면에 동박회로를 제작한다.

도1c를 참조하면, 선정된 회로패턴에 따라 소정의 위치에 레이저 드릴 또는 기계적 드릴을 진행해서 캐비티(110)를 형성한다. 그리고 나면, 코어기판(100)의 하부면에 접착 테이프(PI Tape; 120)를 밀착한다.

도1d를 참조하면, 코어기판(100)의 캐비티(110) 속에 부품(200)을 마운팅하여 접착 테이프(120)의 표면에 안착시켜 표면 위에 도포된 접착물질로 부품(200)을 고정한다. 도1e를 참조하면, 프리프레그(PPG)와 같은 절연층(160)과 동박(170)을 정렬해서 가열가압함으로써 제1차 적층을 실시한다. 여기서 제1차 적층이란 레진과 같은 열경화성 수지와 동박을 정렬하여 가열가압하는 것으로 부품(200)을 코어기판(100)에 고정시키는 공정을 의미한다.

도1f를 참조하면, 제1차 적층을 마친 코어기판(100)의 하부면에 부착되어 있는 접착 테이프(120)를 벗겨내어 제거한다. 도1g를 참조하면, 접착 테이프(120)가 제거된 코어기판(100)의 하부면에 절연층(180)과 동박(190)을 정렬하고 가열가압 라미네이트 공정을 진행함으로써 기판을 제2차 적층한다. 여기서 제2차 적층이란 레진과 같은 열경화성 수지와 동박을 정렬하여 가열가압하여 절연층을 경화시키는 라미네이트(Laminate)(적층) 공정을 의미한다.

그런데, 종래기술은 접착 테이프(PI Tape)라는 부자재를 사용하였다가 후속공정에서 반드시 제거하여야 하는 공정상의 불편함이 있으며, 부품을 일단 제1차 적층하였다가 후속해서 제2차 적층을 하여야 하므로, 결국 투 스텝(two step) 프로세스로 인하여 공정시간이 길어지고 공정단가가 증가하는 단점이 있다.

더욱이, 제1차 적층 단계에서 부품을 캐비티 속에 테이프로 고정시켰다가 테이프를 떼어내고 다시 제2차 적층 공정을 실시하는 과정에서, 부품이 슬립되는 다이 슬립(die slip) 불량이 발생하는 등 공정의 정확도(accuracy)에 있어서 문제점이 발생한다.

따라서, 본 발명의 제1 목적은 접착 테이프와 같은 부자재의 사용을 배제할 수 있는 부품 내장형 인쇄회로기판 제조공법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 제2 목적은 상기 제1 목적에 부가하여, 제1차 적층과 제2차 적층으로 투 스텝을 거치는 종래기술 대신에 원 스텝으로 적층공정을 완료함으로써 공정시간을 단축하고 제조원가를 절감할 수 있는 부품 내장형 인쇄회로기판 제조공법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 해결하기 위하여, 본 발명의 제1 해결 수단은 접착 테이프 대신에 표면에 접착제가 코팅된 프리프레그를 사용하는 것을 특징으로 한다. 접착 테이프와 같은 부자재를 사용하는 대신에 원자재인 프리프레그(PREPREG)를 사용하므로, 부품을 안착한 다음 후속공정에서 부자재를 제거할 필요가 없다.

본 발명의 제2 해결 수단은 프리프레그를 코어 하부에 부착한 후에 접착성 페이스트를 프린트 인쇄하여, 캐비티 속의 프리프레그 표면상에 접착성 페이스트를 떨어뜨림으로써 프리프레그 표면에 접착성 페이스트를 형성하고 그 위에 부품을 실장한다.

본 발명의 제1 해결수단과 제2 해결수단은 코어기판 위아래에 절연층과 동박을 동시에 쌓아놓고 함께 가열가압 라미네이트를 수행하여 경화시켜 적층 성형하므로 원 스텝으로 공정을 진행하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 공정시간이 단축되고 제조원가가 절감되는 효과가 발생한다. 또한, 제1차 적층 없이 일회에 부품을 성형시키므로 제1차 적층 단계로 인하여 다이가 슬립되는 것을 원천적으로 방지할 수 있다.

도1a 내지 도1g는 종래기술에 따라 투 스텝으로 부품을 코어기판에 내장하는 공정을 나타낸 도면.
도2a 내지 도2f는 본발명의 제1 실시예에 따라 원 스텝으로 부품을 코어기판에 내장하는 공정을 나타낸 도면.
도3a 내지 도3i는 본발명의 제2 실시예에 따라 원 스텝으로 부품을 코어기판에 내장하는 공정을 나타낸 도면.

본 발명은 부품내장형 인쇄회로기판을 제조하는 방법에 있어서, (a) 절연층 상부면에 제1 동박과, 하부면에 제2 동박을 피복하고 있는 코어기판의 제1, 2 동박 각각에 대해 회로패턴을 전사하여 동박회로를 형성하는 단계; (b) 상기 코어기판에 캐비티를 형성하는 단계; (c) 제2 절연층의 일 표면에 접착제를 도포하고 접착제가 도포된 표면이 코어기판의 하부면이 접하도록 제2 절연층을 부착하는 단계; (d) 기판에 내장할 부품을 상기 캐비티 속에 밀어넣어 상기 접착제가 도포된 제2 절연층 표면에 안착시켜 실장하는 단계; 및 (e) 제1 동박의 표면에 제3 절연층과 제3 동박을 위로 정렬하여 쌓고, 상기 단계 (d)의 구조물 하부면을 제4 동박 위에 정렬하여 쌓아, 가열가압 라미네이트함으로써 경화시켜 적층 성형하는 단계를 포함하는 부품내장형 인쇄회로기판 제조방법을 제공한다.

본 발명은 부품내장형 인쇄회로기판을 제조하는 방법에 있어서, (a) 절연층 상부면에 제1 동박과, 하부면에 제2 동박을 피복하고 있는 코어기판의 제1, 2 동박 각각에 대해 회로패턴을 전사하여 동박회로를 형성하는 단계; (b) 상기 코어기판에 캐비티를 형성하고, 상기 코어기판의 하부면에 제2 절연층을 부착하는 단계; (c) 상기 코어기판의 상부면에 마스크를 놓고 접착성 페이스트를 프린트하여, 캐비티 속의 제2 절연층 표면에 접착성 페이스트를 떨어뜨려 도포하는 단계; (d) 상기 캐비티 속의 제2 절연층 표면 위의 접착성 페이스트 위에 부품을 부착시켜 실장하는 단계; 및 (e) 제1 동박의 표면에 제3 절연층과 제3 동박을 위로 정렬하여 쌓고, 상기 단계 (d)의 구조물 하부면을 제4 동박 위에 정렬하여 쌓아, 가열가압 라미네이트함으로써 경화시켜 적층 성형하는 단계를 포함하는 부품내장형 인쇄회로기판 제조방법을 제공한다.

이하, 첨부도면 도2 및 도3을 참조해서 본 발명의 양호한 실시예를 상세히 설명한다.

도2a를 참조하면, 절연층(300b) 양면에 제1 동박(300a)과 제2 동박(300c)이 피복된 코어기판(300)에서 공정을 시작한다. 본 발명의 양호한 실시예로서, 동박적층판(CCL; Copper Cladded Laminate)을 사용할 수 있다. 도2b를 참조하면, 사진, 현상, 식각 등 일련의 이미지 프로세스를 통해 회로패턴을 제1 동박(300a)과 제2 동박(300c) 전사하여 양면에 동박회로를 제작한다.

도2c를 참조하면, 선정된 회로패턴에 따라 소정의 위치에 레이저 드릴 또는 기계적 드릴을 진행해서 캐비티(310)를 형성한다. 한편, 본 발명의 제1 실시예는 제2 절연층 표면에 접착제(adhesive; 321)를 코팅(coating)하여, 접착제(321)가 도포된 제2 절연층(320)을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 양호한 실시예로서, 제2 절연층은 프리프레그(PPG)를 사용할 수 있다. 그리고 나면, 코어기판(300)의 하부면에 준비된 제2 절연층(320)의 접착제 코팅된 표면이 접하도록 제2 절연층(320)을 부착한다.

도2d를 참조하면, 코어기판(300)의 캐비티(310) 속에 부품(200)을 마운팅하여 제2 절연층(320)의 표면에 안착시켜 코팅된 접착제로 부품(200)을 고정한다. 도2e를 참조하면, 코어기판(300) 위로 제3 절연층(360)과 제3 동박(370)을 정렬해서 쌓고, 제2 절연층(320) 아래에는 제4 동박(390)을 정렬해서 쌓은 다음, 가열가압하여 A 스테이지의 수지성 절연층들(320, 360)을 B 스테이지를 거쳐 C 스테이지로 완전히 경화시켜, 부품(200)을 코어기판(300)의 캐비티(310) 속에 완전히 고정한다.

도2f를 참조하면, 부품(200)이 코어기판(300)의 캐비티(310) 속에 완전히 경화되어 적층 성형된 모습을 보여주고 있다.

도3a 내지 도3i는 본발명의 제2 실시예에 따라 원 스텝으로 부품을 코어기판에 내장하는 공정을 나타낸 도면이다.

도3a를 참조하면, 절연층(300b) 양면에 제1 동박(300a)과 제2 동박(300c)이 피복된 코어기판(300)에서 공정을 시작한다. 본 발명의 양호한 실시예로서, 동박적층판(CCL; Copper Cladded Laminate)을 사용할 수 있다. 도3b를 참조하면, 사진, 현상, 식각 등 일련의 이미지 프로세스를 통해 회로패턴을 제1 동박(300a)과 제2 동박(300c) 전사하여 양면에 동박회로를 제작한다.

도3c를 참조하면, 선정된 회로패턴에 따라 소정의 위치에 레이저 드릴 또는 기계적 드릴을 진행해서 캐비티(310)를 형성한다. 코어기판(300)의 하부면에 제2 절연층(320)을 부착한다. 본 발명의 양호한 실시예로서, 제2 절연층은 프리프레그(PPG)를 사용할 수 있다.

도3d를 참조하면, 코어기판(300)의 상부에 프린트를 위한 마스크를 올려놓고 접착성 페이스트를 프린트하여 아래로 떨어뜨림으로써 함으로써, 캐비티 속의 제2 절연층(320) 표면에 접착성 페이스트(330)를 형성한다.

이어서, 도3f를 참조하면, 캐비티(310) 속에 부품(200)을 마운팅하여 제2 절연층(320)의 표면에 안착시켜 접착성 페이스트(330)로써 부품(200)을 고정한다. 도3g를 참조하면, 부품(200)을 마운트 실장하고 있는 접착성 페이스를 경화시켜 단단히 부품을 고정한다.

도3h를 참조하면, 코어기판(300) 위로 제3 절연층(360)과 제3 동박(370)을 정렬해서 쌓고, 제2 절연층(320) 아래에는 제4 동박(390)을 정렬해서 쌓은 다음, 가열가압하여 A 스테이지의 수지성 절연층들(320, 360)을 B 스테이지를 거쳐 C 스테이지로 완전히 경화시켜, 부품(200)을 코어기판(300)의 캐비티(310) 속에 완전히 고정한다. 도3i를 참조하면, 부품(200)이 코어기판(300)의 캐비티(310) 속에 완전히 경화되어 적층 성형된 모습을 보여주고 있다.

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 코어기판 아래 위에 동시에 절연층과 동박을 적층해서 가열가압 라미네이트를 수행하여 완전히 경화시켜 적층 성형하므로 원 스텝으로 공정을 진행하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 공정시간이 단축되고 제조원가가 절감되는 효과가 발생하며, 다이 슬립과 같은 신뢰성 문제가 발생하지 않는다.

300 : 코어기판
320 : 제2 절연층
330 : 접착성 페이스트

Claims (3)

1. 제1 절연층을 사이에 두고 상부면에는 제1 동박, 하부면에는 제2 동박을 피복하고 있는 코어기판에 부품을 내장하여 부품내장형 인쇄회로기판을 제조하는 방법에 있어서,
   (a) 상기 제1, 2 동박에 대해 각각 회로패턴을 전사하여 동박회로를 형성하는 단계;
   (b) 상기 코어기판을 상하로 관통하는 캐비티를 형성하는 단계;
   (c) 제2 절연층의 일 표면에 접착제를 도포하고, 상기 코어기판의 제2 동박 하부면에 상기 제2 절연층을 상기 접착제를 이용해서 접착하는 단계;
   (d) 부품을 상기 캐비티 속에 밀어넣어 접착제가 도포된 제2 절연층 표면에 상기 부품을 접착하여 고정하는 단계; 및
   (e) 상기 단계 (d)의 결과 구조물의 하부에는 제4 동박을 놓고, 상기 단계 (d)의 결과 구조물의 상부에는 제3 절연층, 제3 동박을 차례로 쌓은 후, 전체 적층 구조물을 동시에 가열가압 라미네이트함으로써 A 스테이지로부터 B 스테이지를 지나 C 스테이지로 완전 경화시켜 성형하는 단계
   를 포함하는 부품내장형 인쇄회로기판 제조방법.
2. 제1 절연층을 사이에 두고 상부면에는 제1 동박, 하부면에는 제2 동박을 피복하고 있는 코어기판에 부품을 내장하여 부품내장형 인쇄회로기판을 제조하는 방법에 있어서,
   (a) 상기 제1, 2 동박에 대해 각각 회로패턴을 전사하여 동박회로를 형성하는 단계;
   (b) 상기 코어기판을 상하로 관통하는 캐비티를 형성하는 단계;
   (c) 제2 절연층 위에 상기 코어기판의 하부면이 접하도록 상기 코어기판을 올려놓은 후, 상기 코어기판의 상부면에 마스크를 놓고 접착성 페이스트를 프린트함으로써, 상기 마스크의 개구부를 통해 프린트된 접착성 페이스트가 캐비티 속을 지나 제2 절연층 표면에 떨어지도록 해서, 상기 마스크 개구부에 대응한 제2 절연층 표면 부위에 접착성 페이스트가 도포되는 단계;
   (d) 부품을 상기 캐비티 속에 밀어넣어 접착성 페이스트가 도포된 제2 절연층 표면에 상기 부품을 접착하여 고정하는 단계; 및
   (e) 상기 단계 (d)의 결과 구조물의 하부에는 제4 동박을 놓고, 상기 단계 (d)의 결과 구조물의 상부에는 제3 절연층, 제3 동박을 차례로 쌓은 후, 전체 적층 구조물을 동시에 가열가압 라미네이트함으로써 A 스테이지로부터 B 스테이지를 지나 C 스테이지로 완전 경화시켜 성형하는 단계
   를 포함하는 부품내장형 인쇄회로기판 제조방법.
3. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 절연층은 프리프레그임을 특징으로 하는 부품내장형 인쇄회로기판 제조방법.

Images