KR101455533B1

KR101455533B1 - 부품실장형 인쇄회로기판 제조방법

Info

Publication number: KR101455533B1
Application number: KR1020130074573A
Authority: KR
Inventors: 권종상; 임철홍; 박정기; 박성달; 정원준
Original assignee: 주식회사 코리아써키트
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2014-10-27

Abstract

본 발명은, 제1캐버티가 마련된 제1코어층을 준비하는 단계, 제1코어층 하면에 캐리어를 부착시키는 단계, 제1캐버티에 배치된 상태로 범프가 상측을 향하도록 캐리어 상면에 부품을 부착시키는 단계, 부품이 삽입되도록 제2캐버티가 마련된 제1절연층을 준비하는 단계, 제2캐버티에 상기 부품이 삽입되도록 제1코어층 상부에 제1절연층을 배치하는 단계, 부품이 삽입되도록 제3캐버티가 형성된 제2코어층을 준비하는 단계, 제3캐버티에 부품이 삽입되도록 제1절연층 상부에 제2코어층을 배치하는 단계, 부품의 상측 전체가 커버되도록, 제2코어층의 상부에 제2절연층을 배치하는 단계, 제2절연층 상부에 제1동박층을 배치하는 단계, 제1동박층을 핫프레스기로 가압하여, 제1절연층 및 제2절연층이 가압상태로 용융되게 하면서 제1 및 제2캐버티와 부품 사이에 제1절연층 및 제2절연층이 충진된 상태로 제1동박층, 제1코어층, 제2코어층에 접착 고정되게 하는 단계, 캐리어를 이탈 제거시키는 단계, 부품의 하측 전체가 커버되도록, 제1코어층 하부에 제3절연층을 배치하는 단계, 제3절연층 하부에 제2동박층을 배치하는 단계, 제2동박층을 핫프레스기로 가압하여, 제3절연층이 가압상태가 용융되면서 부품, 제1코어층, 제2동박층에 접착 고정되게 하는 단계를 포함하는 부품실장형 인쇄회로기판 제조방법을 제공한다.

Description

부품실장형 인쇄회로기판 제조방법{Method for manufacturing chip embedded PCB}

본 발명은 부품실장형 인쇄회로기판 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 범프가 형성된 부품을 인쇄회로기판 내에 실장하기 위한 부품실장형 인쇄회로기판 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 범프가 형성된 부품(ex, 능동소자)을 회로기판 내에 실장하는 방식은 종래에 다양하게 개시되어 있으며, 그 일례는 다음과 같다.

먼저, 양면 기판에서 상면의 동박층을 제거한 다음 캐버티를 가공한 상태에서 하면에 접착층을 부착한다. 그리고, 범프가 상측을 향하도록 부품을 상기 캐버티에 삽입상태로 상기 접착층 위에 배치한 후, 상기 범프를 커버하도록 상기 부품 위에 RCC(Resin Coated Copper)를 적층한다.

이후, 상기 RCC의 동박 일부분을 레이저 드릴링 가공하여 비아홀을 형성함에 따라 상기 범프가 외부로 노출되게 한다. 이후, 상기 비아홀의 내부에 동도금 및 Cu 충진을 통해 상기 범프와 RCC의 동박 부분을 전기적으로 연결한 다음, 이 동박 부분에 외층 회로패턴을 형성한다.

그런데, 이러한 방식은 상기 부품을 상기 캐버티 상에 실장한 상태에서 실장 공차가 최소 10㎛ 이상 발생하게 됨에 따라 , 상기 부품이 안정적으로 고정되지 못함으로 인해 제품의 불량을 유발할 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은, 기판 상에 부품을 안정적인 고정상태로 실장시킬 수 있는 부품실장형 인쇄회로기판 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 제1캐버티가 마련된 제1코어층을 준비하는 단계와, 상기 제1코어층 하면에 캐리어를 부착시키는 단계와, 상기 제1캐버티에 범프가 상측을 향하도록 부품의 하부를 상기 캐리어 상면에 부착시키는 단계와, 상기 부품이 삽입되도록 제2캐버티가 마련된 제1절연층을 준비하는 단계와, 상기 제2캐버티에 상기 부품이 삽입되도록 상기 제1코어층 상부에 상기 제1절연층을 배치하는 단계와, 상기 부품이 삽입되도록 제3캐버티가 형성된 제2코어층을 준비하는 단계와, 상기 제3캐버티에 상기 부품이 삽입되도록 상기 제1절연층 상부에 상기 제2코어층을 배치하는 단계와, 상기 부품의 상측 전체가 커버되도록, 상기 제2코어층의 상부에 제2절연층을 배치하는 단계와, 상기 제2절연층 상부에 제1동박층을 배치하는 단계와, 상기 제1동박층을 핫프레스기로 가압하여, 상기 제1절연층 및 상기 제2절연층이 가압상태로 용융되게 하면서, 상기 제1절연층 및 제2절연층은 상기 제1,제2,제3캐버티와 상기 부품 사이에 충진된 상태로 상기 제1동박층과 상기 제1코어층 및 상기 제2코어층 모두를 접착 고정하는 단계와, 상기 캐리어를 이탈 제거시키는 단계와, 상기 부품의 하측 전체가 커버되도록, 상기 제1코어층 하부에 제3절연층을 배치하는 단계와, 상기 제3절연층 하부에 제2동박층을 배치하는 단계 및, 상기 제2동박층을 상기 핫프레스기로 가압하여, 상기 제3절연층이 가압상태가 용융되면서 상기 부품, 상기 제1코어층, 상기 제2동박층에 접착 고정되게 하는 단계를 포함하는 부품실장형 인쇄회로기판 제조방법을 제공한다.

또한, 상기 제1,2,3절연층은 반경화상태의 에폭시수지일 수 있다.

또한, 상기 제1,2,3캐버티는 UV레이저 가공으로 형성되며, 상기 제1절연층의 제2캐버티는 상기 제1 및 제2코어층의 제1 및 제3캐버티보다 직경이 작도록 중심으로 돌출되게 연장 형성될 수 있다.

또한, 상기 제2동박층을 상기 핫프레스기로 가압한 후에는, 상기 범프가 상부로 노출되도록, 상기 범프에 대응되는 상기 제1동박층 및 상기 제2절연층의 일부분에 비아홀을 형성하는 단계와, 상기 제1 및 제2코어층을 관통하는 쓰루홀이 형성되도록 상기 제1동박층, 제2절연층, 제2코어층, 제1절연층, 제3절연층 및 제2동박층을 CNC드릴을 통해 관통 가공하는 단계 및, 상기 비아홀과 상기 쓰루홀 내부에 동도금층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 부품실장형 인쇄회로기판 제조방법은, 부품을 캐리어에 부착시킨 상태에서 부품이 삽입되는 제1,2,3캐버티를 가지는 제1코어층과 제1절연층 및 제2코어층이 캐리어 상에 순차 적층상태로 배치되며, 제1 및 제2코어층에 접하도록 제2,3절연층을 배치한 후, 가열상태로 가압시킨다. 따라서, 제1,2,3절연층이 용융상태로 부품과 제1,2,3캐버티 사이에 충진되면서 부품을 안정적인 접착상태로 고정 유지시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 부품실장형 인쇄회로기판 제조방법의 흐름도이다.
도 2 내지 도 5는 도 1에 대응되는 단면도이다.
도 6은 비아홀과 쓰루홀 및 동도금층 형상단계를 거친 부품실장형 인쇄회로기판의 단면도이다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 부품실장형 인쇄회로기판 제조방법에 관하여 도 1 내지 도 6을 참조로 하여 상세히 설명한다.

먼저, 제1코어층(110)을 준비한다(S110). 여기서, 상기 제1코어층(110)은 원재료로부터 상하면의 동박층을 제거한 것으로 도시하였으나, 이에 한정하지 않고 상하면에 상기 동박층(도면미도시)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1코어층(110)에 상기 동박층이 형성될 경우, 상기 동박층의 일부분을 에칭 등의 방식으로 제거하여 회로패턴(도면미도시)을 형성할 수도 있다.

이러한, 상기 제1코어층(110)에는 이후 실장될 부품(10)이 삽입 배치될 수 있도록 제1캐버티(120)가 관통 형성된다. 여기서, 상기 제1캐버티(120)는 UV레이저 가공을 통해 형성될 수 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

이렇게, 상기 S110단계 이후에는, 상기 제1코어층(110) 및 실장될 상기 부품(10)을 지지하는 캐리어(200)를 상기 제1코어층(110)의 하면에 부착시킨다(S120). 여기서, 상기 캐리어(200)의 상면에는 상기 제1코어층(110)의 하면 상에 가접 및 이후 상기 부품(10)을 가접 상태로 고정지지할 수 있도록 접착층(도면미도시)이 도포될 수 있다.

다음에는, 상기 캐리어(200) 상면에 상기 부품(10)을 가접 배치시킨다(S130). 즉, 범프(11)가 상측을 향하도록 상기 부품(10)을 페이스 업(Face up) 상태로 배치한 상태로, 상기 부품(10)의 하부를 상기 캐리어(200) 상면에 부착시킨다. 여기서, 상기 부품(10)은 능동소자일 수 있는데, 본 발명이 반드시 이에 한정되지 않는다.

다음에는, 상기 제1코어층(110) 상부에 배치할 제1절연층(310)을 준비한다(S140). 이러한, 상기 제1절연층(310)에는 상기 캐리어(200)에 배치된 상기 부품(10)을 삽입 배치할 수 있도록 제2캐버티(311)가 관통 형성된다. 여기서, 상기 제2캐버티(311)는 UV레이저 가공을 통해 형성될 수 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 상기 제2캐버티(311)는 상기 제1코어층(110)의 제1캐버티(120) 및 이후 설명될 상기 제2코어층(300)의 제3캐버티(320) 직경보다 작도록 형성된다. 즉, 상기 제1절연층(310)의 제2캐버티(311)는 상기 제1캐버티(120)나 상기 제3캐버티(320)보다 캐버티 중심으로 돌출되도록 연장 형성되어, 이후 공정에 의한 상기 제1절연층(310)의 가압 용융시, 돌출 연장된 부분이 상기 부품(10)과 상기 제1코어층(110)의 제1캐버티(120) 사이 공간에 충진될 수 있게 된다. 이렇게, 상기 부품(10)과 상기 제1코어층(110)의 제1캐버티(120) 사이 공간에 상기 제1절연층(310)이 충진되면서 상기 부품(10)을 안정적인 실장상태로 고정유지할 수 있게 된다.

이러한, 상기 제1절연층(310)은 추후 상기 부품(10)의 실장을 위한 접착제 역할을 한다. 더불어, 상기 제1절연층(310)은 이후 상기 제1코어층(110) 및 제2코어층(300)의 부착을 위한 접착제 역할도 수행하게 된다. 따라서, 상기 제1절연층(310)은 추후 핫프레스기에 의한 가압시 가열 용융되면서 상기 부품(10) 실장의 효율을 높임과 더불어 상기 제1코어층(110) 및 제2코어층(300)을 부착시킬 수 있도록 반경화상태의 에폭시 재질을 사용하도록 한다.

상기 S140단계 이후에는, 상기 제1코어층(110)의 상부에 제1절연층(310)을 가접상태로 안착 배치한다(S150). 이때, 상기 제2캐버티(311)를 통해 상기 부품(10)이 삽입되도록 상기 제1절연층(310)은 상기 제1코어층(110) 상부에 가접 배치된다.

다음에는, 상기 제1절연층(310) 상부에 배치할 제2코어층(300)을 준비한다(S160). 이때, 상기 제2코어층(300)은 최초 원자재(코어층 및, 코어층의 상하면에 동박층이 형성된 형태의 원자재)로부터 상하면의 동박층을 제거한 것으로 도시하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

이때, 상기 제2코어층(300)에는 이후 상기 제1절연층(310) 상부에 배치할 때, 상기 부품(10)을 삽입 배치할 수 있도록 제3캐버티(320)가 관통 형성된다. 이같은, 상기 제3캐버티(320) 역시, 앞서 설명한 상기 제1,2캐버티(120,311)와 마찬가지로 UV레이저 가공을 통해 형성될 수 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

다음에는, 상기 제2코어층(300)을 상기 제1절연층(310) 상부에 배치한다(S170). 이때, 상기 제3캐버티(320)를 통해 상기 부품(10)이 삽입되도록 상기 제2코어층(300)은 상기 제1절연층(310) 상부에 가접 배치된다.

상기 S170단계 이후에는, 상기 제2코어층(300)의 상부에 제2절연층(400)을 가접상태로 안착 배치한다(S180). 이때, 상기 제2절연층(400)은 상기 부품(10)의 상측 전체를 커버하도록 상기 제2코어층(300) 상부에 배치되는데, 여기서, 상기 제2코어층(300)의 상측 전체 역시 커버됨은 물론이다. 이러한, 상기 제2절연층(400)은 앞서 설명한 상기 제1절연층(310)과 마찬가지로 추후 상기 부품(10)의 실장을 위한 접착제 역할을 한다. 더불어, 상기 제2절연층(400)은 이후 제1동박층(500) 및 상기 제2코어층(300)의 부착을 위한 접착제 역할도 수행하게 된다. 따라서, 상기 제2절연층(400)은 추후 핫프레스기에 의한 가압시 용융되면서 상기 부품(10) 실장의 효율을 높임과 더불어 상기 제1동박층(500) 및 상기 제2코어층(300)을 부착시킬 수 있도록 반경화 상태의 에폭시 재질을 사용하도록 한다.

다음에는, 상기 제2절연층(400) 상부에 제1동박층(500)을 가접상태로 안착 배치한다(S190). 여기서, 상기 제1동박층(500)은 추후 핫프레스기에 의한 가압시, 열을 상기 제1절연층(310) 및 상기 제2절연층(400)에 안정적으로 전달하면서, 상기 제1절연층(310) 및 상기 제2절연층(400)이 안정적으로 용융상태가 되게 하는 역할을 수행한다.

상기 S190단계 이후에는, 상기 제1동박층(500)을 핫프레스기로 가압한다(S200). 이같이, 상기 핫프레스기로 상기 제1동박층(500)을 가압할 경우, 상기 핫프레스기를 통해 전달되는 가압력과 열이 상기 제1동박층(500)을 통해 상기 제1절연층(310) 및 상기 제2절연층(400)으로 전달되면서, 상기 제1절연층(310) 및 상기 제2절연층(400)을 가압 상태로 용융되게 한다. 그러면, 용융상태의 상기 제1절연층(310) 및 상기 제2절연층(400)은 상기 제1,2,3캐버티(120,311,320)와 상기 부품(10) 사이에 충진되면서 상기 부품(10)을 부착 고정되게 한다. 더불어, 상기 제1절연층(310) 및 상기 제2절연층(400)은 상기 제1동박층(500), 상기 제1,2코어층(110,300)들에 각각 접착 고정된다.

다음에는, 상기 캐리어(200)를 이탈 제거시킨다(S210)

상기 S210단계 이후에는, 상기 제1코어층(110)의 하부에 제3절연층(600)을 가접상태로 안착 배치한다(S220). 이때, 상기 제3절연층(600)은 상기 부품(10)의 하측 전체를 커버하도록 상기 제1코어층(110) 하부에 배치되는데, 여기서, 상기 제1코어층(110)의 하측 전체 역시 커버됨은 물론이다. 이러한, 상기 제3절연층(600)은 앞서 설명한 상기 제1,2절연층(310,400)과 마찬가지로 상기 부품(10)의 실장을 위한 접착제 역할을 한다. 더불어, 상기 제3절연층(600)은 이후 제2동박층(700) 및 상기 제1코어층(110)의 부착을 위한 접착제 역할도 수행하게 된다. 따라서, 상기 제3절연층(600)은 추후 핫프레스기에 의한 가압시 용융되면서 상기 부품(10) 실장의 효율을 높임과 더불어 상기 제2동박층(700) 및 상기 제1코어층(110)을 부착시킬 수 있도록 반경화 상태의 에폭시 재질을 사용하도록 한다.

다음에는, 상기 제3절연층(600) 하부에 제2동박층(700)을 가접상태로 안착 배치한다(S230). 여기서, 상기 제2동박층(700)은 추후 핫프레스기에 의한 가압시, 열을 상기 제3절연층(600)에 안정적으로 전달하면서, 상기 제3절연층(600)이 안정적으로 용융상태가 되게 하는 역할을 수행한다.

상기 S230단계 이후에는, 상기 제2동박층(700)을 핫프레스기로 가압한다(S240). 이같이, 상기 핫프레스기로 상기 제2동박층(700)을 가압할 경우, 상기 핫프레스기를 통해 전달되는 가압력과 열이 상기 제2동박층(700)을 통해 상기 제3절연층(600)으로 전달되면서, 상기 제3절연층(600)을 가압 상태로 용융되게 한다. 그러면, 용융상태의 상기 제3절연층(600)은 앞서 제1,2절연층(310,400)에 의해 들어차지 못한 상기 제1,2,3캐버티(120,311,320)와 상기 부품(10) 사이에 충진되면서 상기 부품(10)을 더욱 안정적인 부착상태로 고정되게 한다. 더불어, 상기 제3절연층(600)은 상기 제2동박층(700), 상기 제1코어층(110)들에 각각 접착 고정된다.

이렇게, S240단계 이후에는, 도 7과 같이 비아홀(800)과 쓰루홀(810)을 형성하는 단계를 수행할 수 있다. 먼저, 상기 비아홀(800)은 상기 부품(10)의 범프(11)가 상부로 노출될 수 있게 한다. 즉, 상기 범프(11)에 대응되는 상기 제1동박층(500) 및 상기 제2절연층(400) 부분을 레이저드릴로써 상기 비아홀(800)을 형성한다.

이렇게, 상기 비아홀(800)을 형성한 이후에는, 상기 제1 및 제2코어층(110,300)을 관통하는 쓰루홀(810)을 형성할 수 있다. 이러한, 상기 쓰루홀(810)은 CNC드릴을 통해 상기 제1동박층(500), 제2절연층(400), 제2코어층(300), 제1절연층(310), 제3절연층(600) 및 제2동박층(700)을 관통 가공시켜 형성된다.

다음에는, 상기 비아홀(800) 및 쓰루홀(810) 내부에 동도금층(900)을 형성할 수 있다.

이상과 같은 부품실장형 인쇄회로기판 제조방법에 따르면, 상기 부품(10)을 상기 캐리어(200)에 부착시킨 상태에서 상기 부품(10)이 삽입되는 제1,2,3캐버티(120,311,320)를 가지는 상기 제1코어층(110)과 상기 제1절연층(310) 및 제2코어층(300)이 상기 캐리어(200) 상에 순차 적층상태로 배치되며, 상기 제1 및 제2코어층(110,300)에 접하도록 상기 제2,3절연층(400,600)을 배치한 후, 가열상태로 가압시킨다. 따라서, 상기 제1,2,3절연층(310,400,600)이 용융상태로 상기 부품(10)과 상기 제1,2,3캐버티(120,311,320) 사이에 충진되면서 상기 부품(10)을 안정적인 접착상태로 고정 유지시킬 수 있게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 부품 11: 범프
110: 제1코어층 120: 제1캐버티
200: 캐리어 300: 제2코어층
310: 제1절연층 311: 제2캐버티
320: 제3캐버티 400: 제2절연층
500: 제1동박층 600: 제3절연층
700: 제2동박층 800: 비아홀
810: 쓰루홀 900: 동도금층

Claims

제1캐버티가 마련된 제1코어층을 준비하는 단계와;
상기 제1코어층 하면에 캐리어를 부착시키는 단계와;
상기 제1캐버티에 범프가 상측을 향하도록 부품의 하부를 상기 캐리어 상면에 부착시키는 단계와;
상기 부품이 삽입되도록 제2캐버티가 마련된 제1절연층을 준비하는 단계와;
상기 제2캐버티에 상기 부품이 삽입되도록 상기 제1코어층 상부에 상기 제1절연층을 배치하는 단계와;
상기 부품이 삽입되도록 제3캐버티가 형성된 제2코어층을 준비하는 단계와;
상기 제3캐버티에 상기 부품이 삽입되도록 상기 제1절연층 상부에 상기 제2코어층을 배치하는 단계와;
상기 부품의 상측 전체가 커버되도록, 상기 제2코어층의 상부에 제2절연층을 배치하는 단계와;
상기 제2절연층 상부에 제1동박층을 배치하는 단계와;
상기 제1동박층을 핫프레스기로 가압하여, 상기 제1절연층 및 상기 제2절연층이 가압상태로 용융되게 하면서, 상기 제1절연층 및 제2절연층은 상기 제1,제2,제2캐버티와 상기 부품 사이에 충진된 상태로 상기 제1동박층과 상기 제1코어층 및 상기 제2코어층 모두를 접착 고정하는 단계와;
상기 캐리어를 이탈 제거시키는 단계와;
상기 부품의 하측 전체가 커버되도록, 상기 제1코어층 하부에 제3절연층을 배치하는 단계와;
상기 제3절연층 하부에 제2동박층을 배치하는 단계; 및,
상기 제2동박층을 상기 핫프레스기로 가압하여, 상기 제3절연층이 가압상태가 용융되면서 상기 부품, 상기 제1코어층, 상기 제2동박층에 접착 고정되게 하는 단계를 포함하는 부품실장형 인쇄회로기판 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제1,2,3절연층은 반경화상태의 에폭시수지인 부품실장형 인쇄회로기판 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제1,2,3캐버티는 UV레이저 가공으로 형성되며,
상기 제1절연층의 제2캐버티는 상기 제1 및 제2코어층의 제1 및 제3캐버티보다 직경이 작도록 중심으로 돌출되도록 연장 형성된 부품실장형 인쇄회로기판 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제2동박층을 상기 핫프레스기로 가압한 후에는,
상기 범프가 상부로 노출되도록, 상기 범프에 대응되는 상기 제1동박층 및 상기 제2절연층의 일부분에 비아홀을 형성하는 단계와,
상기 제1 및 제2코어층을 관통하는 쓰루홀이 형성되도록 상기 제1동박층, 제2절연층, 제2코어층, 제1절연층, 제3절연층 및 제2동박층을 CNC드릴을 통해 관통 가공하는 단계 및,
상기 비아홀과 상기 쓰루홀 내부에 동도금층을 형성하는 단계를 더 포함하는 부품실장형 인쇄회로기판 제조방법.