KR101449022B1 - 인쇄회로기판 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적어도 두 개의 절연부재들 사이에 분리부재를 배치시킨 상태에서 상기 절연부재들을 부착시킴과 아울러 상기 절연부재들의 외면에 도전층을 형성시키는 단계와, 상기 도전층의 일 영역에 회로패턴을 형성시키는 단계, 및 상기 분리부재를 기준으로 상기 절연부재들을 분리시키는 단계를 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것으로서, 단면 인쇄회로기판을 제조함에 있어 보다 제조 공정이 효율성을 향상시킴과 아울러 인쇄회로기판의 두께를 슬림화하기 위한 것이다.

Description

인쇄회로기판 및 이의 제조방법{PRINTED CIRCUIT BOARD AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}

본 발명은 단일의 면에만 회로패턴을 갖는 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것이다.

인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)은 배선이 집적되어 다양한 소자들이 실장 되거나 소자 간의 전기적 연결이 가능하도록 구성되는 부품이다. 기술의 발전에 따라 다양한 형태와 다양한 기능을 갖는 인쇄회로기판이 제조되고 있으며, 이들의 일 예로서 램(Ram), 메인보드, 랜 카드 등을 들 수 있다.

일반적으로 인쇄회로기판은 도 1a에 도시된 것과 같은 동박 적층판(10)에 의해 제조된다. 동박 적층판(10)은 인쇄회로기판을 제조하기 위한 기본 재료로서 CCL(copper clad laminate)또는 원판이라고 한다.

동박 적층판(10)은 일반적으로 에폭시 수지 재질로 형성되는 절연부재(11)의 양면에 구리 재질의 도전층(12,13)이 적층되는 구조를 가진다. 인쇄회로기판(10)의 배선은 도전층(12,13)을 에칭하여 형성되는 회로패턴에 의해 이루어지며, 절연부재(11)의 한쪽 면에만 배선을 형성한 인쇄회로기판을 단면 인쇄회로기판이라 하고, 양쪽면에 배선을 형성한 인쇄회로기판을 양면 인쇄회로기판이라고 한다.

도 1b는 단면 인쇄회로기판의 구조를 도시한 도면이다. 단면 인쇄회로기판(20)은 절연부재(11)의 양면에 형성된 도전층(12,13) 중 어느 일 면의 도전층(12)만을 이용하여 회로패턴(12a)을 형성한다.

회로패턴(12a)이 형성된 절연부재(11)의 외면에는 인쇄회로기판(20)의 제조공정 중에 부식액(Etchant), 도금액, 솔더(땜납) 등으로부터 특정 영역을 보호하기 위한 레지스트(Resist)가 적층될 수 있다. 도 1b에서는 솔더가 부착되지 않아야 하는 영역에 형성되어 솔더가 덮이는 것을 방지하는 솔더 레지스트(14)가 절연부재에 적층되는 것을 그 일 예로 들었다. 솔더 레지스트(14)층은 이와 아울러 구리로 형성된 도전층(12)이 공기중에 산화되는 것을 방지하는 기능을 갖는다.

절연부재(11)의 나머지 하나의 면에 적층된 도전층(13)에는 회로패턴이 형성되지 않지만, 인쇄회로기판의 제조 공정시 도전층(13)의 산화 방지를 위하여 회로패턴이 형성되지 않은 도전층(13)에도 솔더 레지스트가 적층된다.

따라서, 불필요한 구조에 의해 단면 인쇄회로기판(20)의 두께가 증가하게 되어 인쇄회로기판이 장착되는 전자제품의 슬림화 추세에 역행하는 문제점이 있다.

또한, 단면 인쇄회로기판을 제조하는 경우에도 양면 인쇄회로기판을 제조하는 경우에 비해 제조 비용이 절감되지 않는 문제점이 있다.

본 발명은 단일의 면에만 회로패턴을 갖는 단면 인쇄회로기판을 제조함에 있어서, 보다 제조 공정이 효율성을 향상시킴과 아울러 인쇄회로기판의 두께 또한 슬림화하기 위한 것이다.

상기한 과제를 실현하기 위해 본 발명은 적어도 두 개의 절연부재들 사이에 분리부재를 배치시킨 상태에서 상기 절연부재들을 부착시킴과 아울러 상기 절연부재들의 외면에 도전층을 형성시키는 단계와, 상기 도전층의 일 영역에 회로패턴을 형성시키는 단계, 및 상기 분리부재를 기준으로 상기 절연부재들을 분리시키는 단계를 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법을 개시한다.

상기 절연부재들은 열압착에 의해 서로 부착되고, 상기 분리부재는 상기 열압착시 상기 절연부재에 부착되지 않는 재질로 구성될 수 있다.

상기 절연부재들의 사이에는 상기 분리부재가 배치되는 제1영역과, 상기 제1영역을 제외한 제2영역이 마련되며, 상기 절연부재들은 상기 제2영역을 통해 서로 부착될 수 있다.

상기 인쇄회로기판의 제조방법은 상기 회로패턴을 형성시킨 후 상기 회로패턴을 상기 절연부재들 중 적어도 하나에 매립하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 인쇄회로기판의 제조방법은 상기 분리된 절연부재에 전자소자를 실장하는 단계를 더 포함하고, 상기 전자소자는 상기 회로패턴이 형성된 면의 반대면에 실장될 수 있다.

상기 인쇄회로기판의 제조방법은 상기 절연부재의 상부에 상기 전자 소자를 외부로부터 보호하는 보호층을 적층시키는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 보호층과 상기 절연부재는 공통의 수지 계열 성분을 포함하도록 구성될 수 있다.

본 발명은 분리 부재를 이용하여 적어도 두 개 이상의 절연부재들을 부착시킨 후 이들을 분리시킴으로써, 제조 공정이 효율성을 향상시킴과 아울러 인쇄회로기판의 두께 또한 슬림화시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 절연부재의 내부에 회로패턴을 매립시킴으로써 인쇄회로기판의 신뢰성을 향상시키고, 인쇄회로기판을 슬림화시킬 수 있다.

또한 본 발명에 의한 제조 방법에 따른 단면 인쇄회로기판을 적용하여 인쇄회로기판 어셈블리를 구성함으로써, 인쇄회로기판 어셈블리의 두께를 슬림화시킬 수 있으며, 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명에 관련된 인쇄회로기판의 제조방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 도면에 나타내어진 구성요소들은 보다 명확한 설명을 위하여 과장되어 도시된 것이다.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 관련된 인쇄회로기판의 제조공정을 나타내는 인쇄회로기판의 단면도들이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 인쇄회로기판(100)의 제조를 위 해서 적어도 두 개의 절연부재(111,112)와, 절연부재(111,112)에 적층하기 위한 도전필름들(121a,122a), 및 분리부재(130)가 마련된다.

본 실시예에서는 두 개의 절연부재들(111,112)이 사용되는 것을 일 예로 들었으며, 이하에서는 이들을 제1 및 제2절연부재(111,112)라 지칭하기로 한다.

제1 및 제2절연부재(111,112)는 인쇄회로기판(100)의 외관을 형성하며, 인쇄회로기판(100)에 내구력을 제공하는 기초부재로서의 기능을 한다. 제1 및 제2절연부재(111, 112)는 유리 섬유가 포함된 에폭시 수지, 페놀 수지 등의 재질로 형성될 수 있다.

도전필름들(121a,122a)은 도전성 물질로 형성되는 박막의 형태를 가지며, 구리(copper) 재질로 형성될 수 있으며, 제1 및 제2절연부재(111,112)의 외면에 적층되는 제1 및 제2도전필름(121a,122a)를포함할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2절연부재(111,112)와 제1 및 제2도전필름(121a,122a)는 분리부재(130)를 제1 및 제2절연부재(111,112)의 사이에 위치시킨 상태에서 각각 부착된다.

제1 및 제2절연부재(111,112)와 제1 및 제2도전필름(121a,122a)은 열압착에 의해 서로 부착될 수 있다. 열압착은 금형 상에 제1 및 제2절연부재(111,112)와 제1 및 제2도전필름(121a,122a)을 도 3의 적층 순서대로 차례로 배열시킨 상태에서 금형에 열과 압력을 가함으로써 수행될 수 있다.

제1 및 제2도전필름(121a,122a)은 열압착에 의해 제1 및 제2절연부재(111,112)의 외면에 제1 및 제2도전층(121,122)을 형성한다.

분리부재(130)는 열압착시에 제1 및 제2절연부재(111,112)에 부착되지 않는 재질로 형성되며, 제1 및 제2절연부재(111,112)가 에폭시 수지 재질로 형성되는 경우에 분리부재(130)는 외면이 실리콘으로 코팅된 필름의 형태로 형성될 수 있다.

제1 및 제2절연부재(111,112)의 사이에는 분리부재(130)가 배치되는 제1영역(Ⅰ)과, 제1영역(Ⅰ)을 제외한 제2영역(Ⅱ)이 마련되며, 제1영역(Ⅰ)은 제1 및 제2절연부재(111,112)의 중앙 영역으로부터 양 방향을 향하여 일정 간격 이격된 위치까지 형성되며, 제2영역(Ⅱ)은 제1 및 제2절연부재(111,112)의 양 단부에 형성된다.

제1 및 제2절연부재(111,112)는 제2영역(Ⅱ)을 통하여 서로 부착된다. 제1 및 제2절연부재(111,112)는 열압착에 의해 각각 용융되어 도 3과 같이 일체로 부착된다. 그리고, 용융된 상태의 제1 및 제2절연부재(111,112)를 경화시키는 공정이 수행된다.

다음 단계로서, 도 4와 같이 제1 및 제2도전층(121,122)의 일 영역에 회로 패턴(123,124)을 형성시킨다. 회로패턴(122)은 설계된 패턴에 따라 제1 및 제2도전층(121,122)의 일부 영역이 제거되어 형성될 수 있으며, 건식 습각(dry etching), 습식 습각(wet etching) 등 다양한 공정에 의해 에칭 공정이 수행될 수 있다.

제1 및 제2절연부재(111,112)의 외면에 회로 패턴(123,124)이 형성되면, 제1 및 제2절연부재(111,112)의 외면에 솔더 레지스트(solder regist) 등의 레지스트(regist)를 적층시키거나, 회로 패턴(123, 124)의 산화 방지를 위한 표면 처리 공정이 추가로 수행될 수 있다.

다음 단계로서, 도 5에 도시된 바와 같이 제1 및 제2절연부재(111,112)를 분리부재(130)를 기준으로 분리시킨다. 제1 및 제2절연부재(111,112)는 제2영역(Ⅱ)을 통해 부착되어 있으므로, 제1영역(Ⅰ) 상의 적어도 두 부분을 절단함으로써 제1 및 제2절연부재(111,112)가 서로 분리될 수 있다.

도 4에 점선으로 표시된 부분들을 절단함으로써, 복수의 단면 인쇄회로기판들이 제조될 수 있다. 상기 제조방법에 따라 단일의 공정으로 보다 많은 단면 인쇄회로기판을 제조할 수 있다.

또한, 상기 제조방법에 의해 제조된 단면 인쇄회로기판은 회로패턴이 형성되지 않은 면에는 도전층이 존재하지 않으므로, 레지스트를 적층시키는 공정이 추가시킬 필요가 없는바, 제조 효율을 향상시킴과 아울러 인쇄회로기판의 두께를 슬림화시킬 수 있다.

도 6 및 7은 본 발명의 다른 실시예에 관련된 인쇄회로기판의 제조공정을 나타내는 인쇄회로기판의 단면도들이다.

본 실시예에 의한 인쇄회로기판의 제조방법은 도 2로부터 도 3까지의 공정이 앞선 실시예와 동일하게 이루어지므로 이에 대한 설명을 생략하기로 한다.

다만, 제1 및 제2절연부재(211,212) 상에 도전층(221,222)를 형성시킨 상태에서, 제1 및 제2절연부재(211,212)를 경화시킬 때 변형 가능한 상태까지만 경화시킨다. 이 상태에서 도전층(221,222)의 일부 영역을 제거하여 회로패턴(223,224)을 형성시킨다.

회로 패턴(223,224)이 형성된 제1 및 제2절연부재(211,212)가 다시 열압착 시키면, 회로패턴(223,224)은 도 6과 같이 제1 및 제2절연부재(211,212)의 내부로 매립되게 된다.

그리고, 매립된 회로패턴(223,224)에는 도금 또는 산화 처리 등의 표면처리 공정이 더 수행될 수 있다.

회로패턴(223,224)에 다른 전자소자들이 실장되는 영역에는 도금층(225,227)이 형성될 수 있으며, 도금층(225,227)은 금(Au) 또는 니켈(Ni) 등으로 형성될 수 있다.

또한 회로패턴(223,224) 상에는 산화 처리되는 산화처리층(226)이 형성될 수 있으며, 이는 솔더 레지스트(solder regist)의 기능과 동일한 기능을 수행한다.

표면처리 공정이 완료되면, 앞선 실시예와 마찬가지로 도 6에 점선으로 표시된 부분들을 절단하며, 이에 따라 도 7과 같이 복수의 단면 인쇄회로기판(100)의 제조 공정이 완료된다.

본 실시예에 의한 인쇄회로기판(200)은 회로패턴(223,224)들을 제1 및 제2절연부재(211,212)의 내부에 매립시킴으로써 앞선 실시예에서 외부로 돌출된 회로패턴(123,124)의 두께에 해당하는 공간을 절약할 수 있다. 동일한 두께를 갖는 설계조건일 경우, 본 실시예에 의한 인쇄회로기판(200)은 상대적으로 절연부재들 (211,212)의 두께를 증가시킬 수 있는 바, 인쇄회로기판(200)의 휨 변형에 대해 보다 강한 강성을 가질 수 있다.

또한, 본 실시예에 의한 회로패턴(223,224)은 평면 구조를 가지므로, 회로패턴(123,124)이 돌출됨으로 인해 형성되는 단차에 의하여 레지스트 등이 도포되지 않아야 할 영역으로 레지스트 용액이 새어 들어가는 현상을 방지할 수 있다.

도 8은 본 발명에 관련된 단면 인쇄회로기판이 적용된 인쇄회로기판 어셈블리의 단면도이다.

앞서 설명한 제조 공정에 의한 제조된 인쇄회로기판(300)에는 다른 전자소자가 추가로 장착될 수 있다. 도 8은 그 일 예로서, 단면 인쇄회로기판(300)이 적용된 램(Ram)의 구조를 나타내며, 램(Ram)의 인쇄회로기판(300)에는 전자소자(340)가 장착될 수 있으며, 램(Ram) 자체 또한 메인 보드(main board) 상에 장착되도록 구성된다.

앞서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 관련된 인쇄회로기판(300)은 절연부재(311)의 일면에만 회로패턴(323a)과 솔더 레지스트층(326) 등을 구비하며, 타면에는 이러한 구성을 구비하지 않는다.

전자소자(340)은 회로패턴(323a,323b)이 형성된 면의 반대면에 장착된다. 호로패턴(323a,323b)는 다른 전자소자나 외부기판과의 전기적 연결을 위한 접속단자(323a,323b)를 형성할 수 있다.

절연부재(311)에는 전자소자(340)와 접속단자(323a)의 전기적 연결을 위한 관통홀(342)이 형성되며, 전자소자(340)와 접속단자(323a)은 관통홀(342)를 통과하는 와이어(341)에 의해 서로 연결될 수 있다. 여기서 와이어(341)는 금(Au) 재질로 형성될 수 있으며, 접속단자(323a) 상에는 금으로 형성되는 도금층이 형성될 수 있다.

한편, 다른 접속단자(323b) 상에 램(Ram)을 메인 보드(main board) 상에 실 장시키기 위한 솔더볼(328)을 구비시킬 수 있다.

절연부재(311)에는 전자소자(340)를 외부로부터 물리적, 전기적으로 보호하는 보호층(350)을 더 적층시킬 수 있다. 보호층(350)은 에폭시 수지 등과 같은 수지 재질로 형성될 수 있다.

보호층은 도 8의 인쇄회로기판(300)이 뒤집어진 상태에서 수지액을 도포하여 형성시키며, 수지액은 관통홀을 통과하여 와이어(341) 및 회로패턴(323a)를 덮는다.

보호층(326)과 절연부재(311)은 보호층(326)의 보다 견고한 접착을 위하여 공통의 수지 계열 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 절연부재(311)가 에폭시 수지 계열의 성분을 포함하는 경우, 보호층(326)에도 에폭시 수지 계열의 성분을 포함시킴으로써 절연부재(311)과 보호층(326)의 접착력을 강화시킬 수 있다.

이와 같이, 단면 인쇄회로기판(300)을 적용하여 인쇄회로기판 어셈블리를 구성함으로써, 인쇄회로기판 어셈블리의 두께를 슬림화시킬 수 있으며, 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

상기와 같이 설명된 인쇄회로기판의 제조과정은 상기 설명된 각 단계를 순차적으로 수행하여 제조되어야만 하는 것이 아니라 설계 사양에 따라 상기 각 공정의 단계가 선택적으로 혼용되어 수행될 수도 있다. 따라서, 상기 공정들이 혼용되어 수행되는 과정을 통해 제조될 수 있는 인쇄회로기판의 구성들 또한 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형을 포함할 수 있다.

도 1a는 동박 적층판의 구조를 나타내는 동박 적층판의 단면도.

도 1b는 도 1a의 동박 적층판을 이용하여 제조된 인쇄회로기판의 단면도.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 관련된 인쇄회로기판의 제조공정을 나타내는 인쇄회로기판의 단면도들.

도 6 및 7은 본 발명의 다른 실시예에 관련된 인쇄회로기판의 제조공정을 나타내는 인쇄회로기판의 단면도들.

도 8은 본 발명에 관련된 단면 인쇄회로기판이 적용된 인쇄회로기판 어셈블리의 단면도.

Claims (15)

1. 상면에 제 1 도전층이 부착된 제 1 절연부재와, 하면에 제 2 도전층이 부착된 제 2 절연 사이에 분리 부재를 배치시키는 단계;

   상기 분리 부재가 배치된 상태에서, 상기 제 1 절연 부재에 상기 제 2 절연 부재를 부착시키는 단계;

   상기 제 1 도전층 및 상기 제 2 도전층의 일 영역에 회로 패턴을 각각 형성시키는 단계; 및

   상기 분리 부재를 기준으로 상기 제 1 절연 부재와 제 2 절연 부재를 분리시키는 단계를 포함하며,

   상기 제 1 절연 부재의 하면의 중앙 영역과, 상기 제 2 절연 부재의 상면의 중앙 영역은,

   상기 분리 부재와 직접 접촉하고,

   상기 제 1 절연 부재의 하면의 외곽 영역은,

   상기 제 2 절연 부재의 상면의 외곽 영역과 직접 접촉하는 인쇄회로기판의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제 1절연부재와 제 2 절연부재는 열압착에 의해 서로 부착되고,

   상기 분리부재는 상기 열압착시 상기 제 1 절연 부재 및 제 2 절연 부재에 부착되지 않는 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제 1 절연 부재 및 제 2 절연 부재는 에폭시 수지로 형성되고,

   상기 분리부재는 외면이 실리콘으로 코팅된 분리 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.
4. 삭제
5. 상면에 제 1 도전층이 부착된 제 1 절연부재와, 하면에 제 2 도전층이 부착된 제 2 절연 사이에 분리 부재를 배치시키는 단계;

   상기 분리 부재가 배치된 상태에서, 상기 제 1 절연 부재에 상기 제 2 절연 부재를 부착시키는 단계;

   상기 제 1 도전층의 일 영역에 제 1 회로 패턴을 형성하고, 상기 제 2 도전층의 일 영역에 제 2 회로 패턴을 형성시키는 단계;

   상기 제 1 회로 패턴을 상기 제 1 절연 부재 내에 매립시키고, 상기 제 2 회로 패턴을 상기 제 2 절연 부재 내에 매립시키는 단계; 및

   상기 분리 부재를 기준으로 상기 제 1 절연 부재와 제 2 절연 부재를 분리시키는 단계를 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 제 1 회로 패턴 및 상기 제 2 회로패턴은 상기 제 1 절연 부재 및 제 2 절연부재가 변형 가능한 상태에서 수행되는 열압착에 의해 상기 제 1 절연 부재 및 상기 제 2 절연부재에 매립되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.
7. 제5항에 있어서,

   상기 제 1 회로 패턴 및 제 2 회로패턴을 도금 또는 산화 처리하는 표면 처리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.
8. 제5항에 있어서,

   상기 분리된 제 1 절연 부재에 제 1 전자 소자를 실장하고, 상기 제 2 절연 부재에 제 2 전자소자를 실장하는 단계를 더 포함하고,

   상기 제 1 전자 소자 및 제 2 전자소자는 상기 제 1 회로 패턴 및 제 2 회로패턴이 형성된 면의 반대면에 실장되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.
9. 제8항에 있어서,

   상기 제 1 회로 패턴 및 제 2 회로패턴은 접속단자를 형성하고,

   상기 제 1 전자 소자 및 제 2 전자소자는 상기 제 1 절연 부재 및 제 2 절연부재에 각각 형성된 관통홀을 통과하는 와이어에 의해 상기 제 1 회로 패턴 및 제 2 회로 패턴의 접속단자와 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.
10. 제8항에 있어서,

    상기 제 1 절연 부재 및 제 2 절연 부재에 각각 상기 제 1 전자 소자 및 제 2 전자 소자를 외부로부터 보호하는 보호층을 적층시키는 단계를 더 포함하고,

    상기 보호층과 상기 제 1 절연 부재 및 제 2 절연부재는 공통의 수지 계열 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.
11. 제 1면 및 상기 제 1면과 대향되는 제 2면을 가지는 절연부재;

    상기 절연부재의 제 1면에 상기 절연 부재 내부로 매립되어 형성되는 복수의 회로 패턴;

    상기 복수의 회로 패턴 중 적어도 하나의 회로 패턴 위에 형성되는 보호층; 및

    상기 복수의 회로 패턴 중 적어도 하나의 회로 패턴 위에 형성되는 도금층을 포함하며,

    상기 절연부재의 제2면의 표면은 외부로 노출되며,

    상기 보호층 및 도금층 중 적어도 하나는,

    상기 복수의 회로 패턴과 함께 상기 절연 부재 내부로 매립되어 있는 인쇄회로기판.
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