KR101472672B1 - 전자부품 내장 인쇄회로기판 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자부품 내장 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 전자부품 내장 인쇄회로기판은, 관통홀로 구성되며, 측벽이 중심부를 기준으로 상, 하 대칭의 경사면으로 형성된 캐비티가 형성된 코어; 상기 캐비티 내에 내장된 전자부품; 상기 전자부품을 포함한 상기 코어의 상, 하부에 적층된 절연층; 및 상기 절연층 상에 형성된 외부 회로층;을 포함한다.

Description

전자부품 내장 인쇄회로기판 및 그 제조방법{A PRINTED CIRCUIT BOARD COMPRISING EMBEDED ELECTRONIC COMPONENT WITHIN AND A METHOD FOR MANUFACTURING}
본 발명은 전자부품 내장 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
휴대폰을 비롯한 IT 분야의 전자기기들이 경박단소화되면서 기판의 크기가 제한적이고, 전자기기들의 다기능이 요구되면서 기판의 제한된 면적에 더 많은 기능 구현을 위한 전자부품들의 실장이 필요하다.
그러나, 기판의 사이즈가 제한됨에 따라 전자부품의 실장 면적을 충분히 확보할 수 없기 때문에 IC, 반도체칩 등의 능동소자와 수동소자 등의 전자부품들이 기판 내에 삽입되는 기술이 요구되고 있다. 최근에는 능동소자와 수동소자를 동일층에 내장하거나 상호 적층되어 기판 내부에 내장되는 기술도 개발이 진행되고 있다.
통상적으로, 부품 내장 인쇄회로기판의 제조방법은 간략하게 기판의 코어에 캐비티를 형성하고, 캐비티 내에 각종 소자와 IC 및 반도체 칩 등의 전자부품을 삽입한다. 이 후에 캐비티 내부와 전자부품이 삽입된 코어 상에 프리프레그 등의 수지재를 도포하여 전자부품이 고정됨과 아울러 절연층을 형성하도록 하며, 절연층에 비아홀 또는 관통홀을 형성함과 아울러 도금에 의한 회로 형성에 의해서 전자부품이 기판 외부와 전기적으로 도통할 수 있도록 한다.
이때, 상기 비아홀 또는 관통홀 내부와 그 상부에는 도금에 의한 회로 패턴이 형성되어 기판에 내장된 전자부품과 전기적 연결 수단으로 이용되며, 절연층을 기판의 상, 하면에 순차적으로 적층하여 전자부품이 내장된 다층의 인쇄회로기판이 제작될 수 있다.
이와 같은 종래의 부품 내장 인쇄회로기판은, 기판의 휨을 최소화하기 위하여 열팽창계수, 즉 CTE가 작은 코어와 빌드업 자재를 사용한다. 그리고, 기판 전체의 휨 발생을 감소시키기 위해서 코어의 두께를 두껍게 해야 하는데 코어의 캐비티 내의 공간에 빌드업 자재에서 빠져나온 레진의 흐름성을 최대화하기 어려운 문제점이 있다.
또한, 종래의 전자부품 내장 인쇄회로기판은 기판의 휨을 최소화하기 위해서 코어와 빌드업 자재 모두 CTE가 낮은 재료를 사용해야 하는 데, CTE가 낮을수록 필러 함량이 높아지게 됨에 따라 접착력이 저하될 수 있다
그리고, 인쇄회로기판에 형성된 패턴의 파인 피치화에 따라 전자부품이 내장되는 캐비티의 폭이 작아지기 때문에 캐비티의 측벽과 전자부품 사이의 간격이 좁아지게 되고, 전자부품이 캐비티 내에서 일측으로 치우칠 경우에 코어 상에 형성된 전극 패턴과 전자부품의 외부전극이 접촉되어 쇼트가 발생되는 문제점이 지적되고 있다.
일본겅개특허공보 제2009-105344호
본 발명의 일 목적은 코어의 측벽이 상,하 대칭의 경사면으로 형성된 전자부품 내장 인쇄회로기판이 제공됨에 발명의 목적이 있다.
또한, 본 발명의 일 목적은 적층 부재의 들뜸을 방지하여 신뢰성과 제품 수율이 향상된 전자부품 내장 인쇄회로기판의 제조방법이 제공됨에 발명의 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은, 관통홀로 구성되며, 측벽이 중심부를 기준으로 상, 하 대칭의 경사면으로 형성된 캐비티가 형성된 코어; 상기 캐비티 내에 내장된 전자부품; 상기 전자부품을 포함한 상기 코어의 상, 하부에 적층된 절연층; 및 상기 절연층 상에 형성된 외부 회로층;을 포함하는 전자부품 내장 인쇄회로기판이 제공됨에 의해서 달성된다.
상기 코어는, 중심부를 기준으로 상, 하부에 각각 예각(α)을 이루는 경사면으로 구성될 수 있다.
상기 캐비티는, 상기 측벽의 중심부에 형성된 돌출부의 모서리를 기준으로 그 폭이 상기 전자부품의 폭과 동일하거나 크게 형성될 수 있다.
상기 코어는, 상, 하면에 각각 내부 회로층이 형성되고, 상기 내부 회로층 중 상기 캐비티와 인접한 위치에 형성된 내부 회로층의 일측부가 상기 캐비티의 경사면이 시작되는 지점과 일치되게 할 수 있다.
상기 캐비티의 경사면은, 표면에 미세조도가 형성되며, 상기 경사면을 따라 Ra 기준 0.05 내지 2㎛ 범위로 형성될 수 있다.
상기 절연층에는 외부 회로층 및 상기 외부전극을 전기적으로 연결하는 비아를 더 포함하며, 상기 절연층은, 상기 캐비티 및 상기 전자부품 사이의 공간을 충진할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자부품 내장 인쇄회로기판 및 그 제조방법은 코어에 형성된 캐비티의 측벽에 형성된 경사면에 미세조도에 의해서 캐비티 내로 채워지는 레진과의 접합 성능을 향상시켜 경화된 절연층과의 들뜸(laminaion)이 방지되는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 전자부품이 캐비티 내에 일측으로 치우치게 내장되었을 때, 전자부품 양측부의 외부전극 중 일측의 외부전극이 캐비티의 측벽에 형성된 돌출부의 모서리에 접촉됨에 따라 코어 상에 형성된 내부 회로층과 접촉이 방지되고, 쇼트가 원천적으로 방지되는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 절연층이 코어의 상, 하부에서 열압착에 의한 경화시 프리프레그 내에 포함된 레진이 캐비티와 전자부품 사이 공간으로 유입될 때, 캐비티에 형성된 경사면을 따라 레진이 유입됨으로써, 코어 내에서 레진의 흐름성이 향상되어 보이드의 발생이 방지되는 작용효과를 발휘할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전자부품 내장 인쇄회로기판의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 전자부품 내장 인쇄회로기판의 제조방법이 도시된 단면도.
도 3은 도 1에 도시된 전자부품 내장 인쇄회로기판에서 전자부품이 내장 위치가 치우친 상태의 단면도.
본 발명에 따른 전자부품 내장 인쇄회로기판 및 그 제조방법의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.
먼저, 도 1은 본 발명에 따른 전자부품 내장 인쇄회로기판의 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전자부품 내장 인쇄회로기판(100)은 캐비티(111)가 형성된 코어(110)와, 캐비티(111) 내에 내장된 전자부품(200)과, 전자부품(200)을 포함한 코어(110)의 상, 하부에 적층된 절연층(120) 및 절연층(120) 상에 형성된 외부 회로층(130)으로 구성될 수 있다.
상기 부품 내장 인쇄회로기판(100)은 코어(110)에 내장되는 전자부품(200)이 일개소에 내장된 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니고 단위 유닛의 인쇄회로기판마다 일정한 간격으로 내장되는 것이며, 내장 부품의 종류에 따라 하나 이상의 전자부품(200)이 내장될 수 있다.
부품 내장 인쇄회로기판(100)의 중앙부에 위치하는 코어(110)에 관통홀의 형태로 캐비티(111)가 형성될 수 있으며, 캐비티(111)는 레이져 가공 또는 CNC를 이용한 드릴링 가공을 통해 형성될 수 있는 데, 캐비티(111)의 측벽이 상, 하 대칭의 경사면(113)으로 구성될 수 있다. 즉, 코어(110)의 중심부를 기준으로 상, 하부에 각각 예각(α)을 이루는 경사면(113)으로 구성될 수 있다. 따라서, 캐비티(111) 내의 양측부는 중심부가 내측으로 돌출된 모래시계 형태로 구성될 수 있다.
이때, 상기 캐비티(111)는 측벽에서 돌출된 중심부의 돌출부(114)의 모서리를 기준으로 그 폭이 전자부품(200)의 폭과 동일하거나 크게 형성됨이 바람직하다.
코어(110)의 상, 하면에는 각각 내부 회로층(112)이 소정의 패턴으로 형성될 수 있다. 내부 회로층(112) 중 캐비티(111)와 인접한 위치에 형성된 내부 회로층(112)은 코어(110)의 상,하부에서 경사면(113)이 시작되는 지점과 일측부가 일치되도록 할 수 있다. 여기서, 상기 캐비티(111)와 인접한 내부 회로층(112)은 캐비티(111)의 경사진 측벽 형성시 마스크로 사용되어 내부 회로층(112)의 일측부를 기준으로 레이저 가공이 이루어짐으로써, 용이하게 코어(110)의 중심부를 기준으로 경사면(113)이 형성되도록 할 수 있다. 또한, 내부 회로층(112)은 코어(110)를 관통하는 비아홀 또는 관통홀(115)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 상기 코어(110)에 형성된 캐비티(111)의 측벽에 형성된 경사면(113)에는 경사진 측벽을 따라 0.05 내지 2 ㎛ 범위로 미세조도(Ra)가 형성될 수 있다. 캐비티(111)의 경사면(113)에 형성된 미세조도에 의해서 캐비티(111) 내로 채워지는 레진(resin)과의 접합 성능을 향상시켜 캐비티(111)의 경사면(113)과 후술될 절연층에서 용출되어 경화된 레진 사이의 들뜸(laminaion)이 방지될 수 있다.
이때, 상기 코어(110)의 캐비티(111) 측벽에 형성된 조도는 샌드 블라스트 등의 물리적 방법과 불산 처리 등의 화학적 방법으로 형성될 수 있다. 캐비티(111)가 형성된 코어(110)는 내부에 글라스 패브릭(glass fabric)을 포함하고 있기 때문에 일반적인 디스미어 처리로는 글라스 표면에 조도를 형성하기가 어렵고, 샌드 블라스트 또는 불산 처리에 의해서 조도가 형성되도록 함이 바람직하다.
상기 코어(110)의 캐비티(111) 내부에는 전자부품(200)이 삽입되는 데, 전자부품(200)은 MLCC, LTCC 등의 수동소자 외에도 IC, 반도체 칩, CPU 등의 능동소자들이 이용될 수 있다. 이때, 전자부품의 높이는 코어의 높이와 동일하게 형성하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 전자부품(200)은 도면에 도시된 바와 같은 형태의 MLCC를 예로 들어 설명하면, 내부전극이 형성된 본체(201)와, 본체(201)의 양측부에 양극과 음극의 외부전극(202)이 형성될 수 있으며, 양측의 외부전극(202)이 각각 후술될 절연층에 형성된 외부 회로층와 물리적, 전기적으로 연결될 수 있다.
이와 같이, 코어(110)의 캐비티(111)에 내장된 전자부품(200)은 도 3에 도시된 바와 같이 캐비티(111) 내에서 일측으로 치우치게 삽입될 수 있다. 이때, 전자부품(200)은 캐비티(111)에 삽입되는 과정에서 일측으로 치우친 위치에 삽입될 수 있으며, 절연층의 형성시 절연 재료가 경화되는 과정에서 일측으로 치우치게 내장될 수 있다.
상기 전자부품(200)은 캐비티(111) 내에 일측으로 치우치게 내장되었을 때, 전자부품(200) 양측부의 외부전극(210) 중 일측의 외부전극(210)이 캐비티(111)의 측벽에 형성된 돌출부(114)의 모서리에 접촉됨에 따라 코어(110) 상에 형성된 내부 회로층(112)과 접촉이 방지되어 내부 회로층(112)과 외부전극(210) 사이의 쇼트가 원천적으로 방지될 수 있다.
상기 전자부품(200)이 내장된 코어(110)의 상, 하부에는 각각 절연층(120)이 형성될 수 있다. 절연층(120)은 절연 재질, 즉 프리프레그와 같은 절연 수지재가 적층되고 경화되어 형성될 수 있다. 상기 절연층(120)은 코어(110)의 상, 하부에서 열압착에 의한 경화시 프리프레그 내에 포함된 레진이 캐비티(111)와 전자부품(200) 사이 공간으로 유입되는 데, 코어(110)의 캐비티(111)에 형성된 경사면(113)을 따라 레진이 유입됨으로써, 코어(110) 내에서 레진의 흐름성이 향상되도록 할 수 있다.
상기 절연층(120)에는 다수의 비아(121)가 형성될 수 있다. 상기 비아(121)는 코어(110)에 구성된 캐비티(111)와 마찬가지로 레이져 가공에 의해서 형성될 수 있으며, 비아(121)를 가공한 후에 비아를 포함한 절연층(120)의 상면에 도금층을 형성하고, 도금층을 에칭하여 상기 전자부품(200)과 전기적으로 연결되는 외부 회로층(130)이 형성될 수 있다.
전자부품 내장 인쇄회로기판의 제조방법
이와 같이 구성된 본 실시예의 전자부품 내장 인쇄회로기판의 제조방법에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 전자부품 내장 인쇄회로기판의 제조방법이 도시된 순서도로서, 먼저 도 2a에 도시된 바와 같이 코어(110)를 준비한다. 코어(110)는 글라스 패브릭이 함침된 절연재로서 그 두께는 내부에 삽입되는 전자부품의 두께와 동일하거나 전자부품의 두께보다 더 두껍게 형성될 수 있다. 이때, 코어(110) 내부에 삽입되는 전자부품은 MLCC가 사용될 수 있다. 그리고, 코어(110)는 판형 절연재 외에 양측면에 동박층이 형성된 동박적층판(CCL)이 사용될 수 있다.
상기 코어(110)는 도 2b와 같이 기준홀 또는 관통홀(115)을 형성하고, 코어 상, 하면에 도금층을 형성한 후 도금층의 에칭에 의한 패터닝을 수행하여 내부 회로층(112)을 형성한다. 내부 회로층(112)은 텐팅(tenting), MSAP, SAP 공법을 이용하여 형성될 수 있다.
다음으로, 도 2c와 도 2d에 도시된 바와 같이 코어(110) 상에 캐비티(111)를 형성한다. 캐비티(111)는 코어(110)의 양면에 형성된 내부 회로층(112)을 기준으로 형성될 수 있는 데, 일면에서 먼저 캐비티를 가공하고 타면에서 캐비티를 다시 한번 가공하여 캐비티(111)의 측벽이 중심부를 기준으로 상, 하 대칭의 경사면(113)으로 형성될 수 있다. 이때, 캐비티(111)는 코어(110)의 양면에 형성된 내부 회로층(112)을 마스크로 이용하여 레이져 가공에 의해서 형성될 수 있다. 즉, 내부 회로층(112)의 일측 단부를 기준으로 레이져 가공되어 캐비티(111)의 시작되는 지점이 내부 회로층(112)의 일측 단부와 일치되도록 할 수 있다.
이 후에, 레이져 가공으로 형성된 캐비티(111)의 측벽에 샌드 블라스트의 기계적 가공과 불산 처리의 화학적 가공을 통해 거친 면, 즉 조도(Ra)가 형성될 수 있다. 이에 따라 캐비티(111)의 경사진 측벽에 조도를 형성하고 스미어(smear) 공정과 디스미어 공정을 번갈아 수행할 수 있다. 그리고, 코어(110)의 양면으로 노출된 내부 회로층(112) 표면에 접착력 확보를 위한 표면 처리를 수행할 수 있다. 이는 코어(110)의 양면에 적층되는 절연층과 내부 회로층(112)의 접착력을 확보하기 위함이다.
다음, 도 2e에 도시된 바와 같이 코어(110)의 일면에 접착 필름(C)을 부착하고, 캐비티(111) 내에 전자부품(200)을 삽입한다. 전자부품()은 접착 필름(C) 상에 고정될 수 있으며, 캐비티(111) 내에 삽입시 전자부품(200)이 일측으로 치우치더라도 캐비티(111)의 측벽에 경사면(113)에 의해 형성된 돌출부(114)에 양측의 외부전극(210)이 접촉되어 내부 회로층(112)과 전자부품(200)에 구비된 외부전극(210)과의 쇼트가 방지되도록 할 수 있다.
다음으로, 도 2f에 도시된 바와 같이 접착 필름(C)이 부착된 코어(110)의 반대면에 절연재를 적층하여 상부 절연층(120a)을 형성한다. 상부 절연층(120a)을 형성하는 절연재는 프리프레그, RCC, ABF 등의 절연재가 사용될 수 있으며, 절연재의 적층 후 가열, 가압하여 캐비티(111) 내로 절연재에 포함된 레진 성분이 유입되어 전자부품(200)의 고정이 이루어지도록 할 수 있다. 이때, 기판의 휨(warpage) 방지를 위하여 절연재의 완전 경화되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 도 2g와 도 2h에 도시된 바와 같이 코어(110)의 일면에 부착된 접착 필름(C)을 제거하고, 접착 필름(C)이 제거된 면에 절연재를 도포하여 하부 절연층(120b)을 형성한다. 하부 절연층(120b)은 상부 절연층(120a)과 동일한 재질로 구성될 수 있으며, 하부 절연층(120b)의 가열, 가압시 코어(110) 상, 하부 절연층의 완전 경화가 이루어지도록 할 수 있다.
다음으로, 도 2i에 도시된 바와 같이 코어(110)의 양면에 형성된 상, 하부 절연층(120a, 120b)에 CNC 드릴링 또는 레이져 가공을 통해 비아(121)를 형성하고, 도 2j에 도시된 바와 같이 비아의 내부와 절연층 표면을 복개하는 도금층을 형성할 수 있다. 도금층은 tenting, MSAP, SAP 공법에 의한 패터닝에 의해서 외부 회로층(130)으로 형성될 수 있다.
이 후에, 인쇄회로기판의 제조 층수에 따라 도 2g 내지 도 2j의 공정을 반복하여 원하는 층수의 인쇄회로기판을 제작할 수 있다.
전자부품 내장 인쇄회로기판의 실험예
이와 같은 제조방법에 의해 제작되는 전자부품 내장 인쇄회로기판은 측벽에 경사면이 형성되게 캐비티를 가공하고 경사면의 측벽에 샌드 블라스트 가공과 불산 처리를 통해 조도(Ra)를 형성하고, 500 사이클과 1,000 사이클의 신뢰성 테스트 결과, 0.05㎛ 이하와 2㎛ 이상에서 캐비티 내의 측벽에서 레진 성분과 들뜸이 발생됨을 알 수 있다.
조도 (Ra) TC 500 cycle fail TC 1,000 cycle fail
< 0.05 ㎛ 6/2880 ea 21/2880 ea
0.05 - 1㎛ 0/2880 ea 0/2880 ea
1 - 1.5㎛ 0/2880 ea 0/2880 ea
1.5 - 2 ㎛ 0/2880 ea 0/2880 ea
2-2.5 ㎛ 22/2880 ea 61/2880 ea
> 2.5㎛ 0/2880 ea 75/2880 ea
또한, ultra low CTE (CTE 10 ppm/℃ 이하)를 갖는 절연재를 절연층으로 사용할 때, 캐비티의 측벽에 형성된 경사면이 레진의 흐름성에 큰 영향을 주게 되어 불량이 발생할 확률이 높아진다. CTE가 7 ppm/℃ 인 자재를 절연층으로 사용한 경우 캐비티 측벽의 경사에 따른 적층 후 아래의 표 2와 같이 보이드 불량이 발생됨을 알 수 있다.
캐비티 측벽의 경사도 Void 유무 캐비티 측벽의 경사도 Void 유무
> 90도 ◎ 40도 - 50도 X
80도 - 90도 ○ 30도 - 40도 X
70도 - 80도 △ 20도 - 30도 △
60도 - 70도 X < 20도 ○
50도 - 60도 X
이에 따라, 캐비티 측벽의 경사면의 경사도의 범위는 70도보다 작고 30도보다 크게 형성하여 흐름성 향상에 의해 보이드 발생이 방지되도록 함이 바람직하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재되는 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110. 코어 111. 캐비티
112. 내부 회로층 113. 경사면
114. 돌출부 115. 관통홀
120a, 120b. 절연층 121. 비아
130. 외부 회로층 C. 캐리어

Claims (16)

  1. 관통홀로 구성되며, 측벽이 중심부에 형성된 돌출부를 기준으로 상, 하 대칭의 경사면으로 형성된 캐비티를 구비하는 코어;
    상기 코어의 상면과 하면에 형성되고, 상기 캐비티 상, 하부의 경사면이 시작되는 지점에서 연장 형성된 내부 회로층;
    상기 캐비티 내에 내장된 전자부품;
    상기 전자부품을 포함한 상기 코어의 상, 하부에 적층된 절연층; 및
    상기 절연층 상에 형성된 외부 회로층;
    을 포함하는 전자부품 내장 인쇄회로기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코어는, 중심부를 기준으로 상, 하부에 각각 예각(α)을 이루는 경사면으로 구성된 전자부품 내장 인쇄회로기판.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 캐비티는, 상기 측벽의 중심부에 형성된 돌출부의 모서리를 기준으로 그 폭이 상기 전자부품의 폭과 동일하거나 크게 형성된 전자부품 내장 인쇄회로기판.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 캐비티의 경사면은, 표면에 미세조도(Ra)가 형성되며, 상기 경사면을 따라 0.05 내지 2 ㎛ 범위로 미세조도(Ra)가 형성된 전자부품 내장 인쇄회로기판.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전자부품은, 양측부에 구비된 외부전극들 및 상기 외부전극들 사이에 구비되는 본체를 포함하는 MLCC인 전자부품 내장 인쇄회로기판.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 절연층에는 외부 회로층 및 상기 외부전극을 전기적으로 연결하는 비아를 더 포함하는 전자부품 내장 인쇄회로기판.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 절연층은, 상기 캐비티 및 상기 전자부품 사이의 공간을 충진하는 전자부품 내장 인쇄회로기판.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 캐비티 경사면에 대한 경사도의 범위는 70도보다 작고 30도보다 크게 형성된 전자부품 내장 인쇄회로기판.
  10. 코어를 준비하는 단계;
    상기 코어에 관통홀을 형성하고, 상, 하면에 도금층을 형성한 후 패터닝에 의한 내부 회로층을 형성하는 단계;
    상기 내부 회로층을 기준으로 상기 코어의 일면과 타면에서 번갈아 가공되어 측벽에 중앙부의 돌출부를 기준으로 상, 하부가 대칭을 이루는 경사면이 형성되게 캐비티를 형성하되, 상기 내부 회로층의 단부와 상기 경사면의 시작 지점이 일치하도록 상기 캐비티를 형성하는 단계;
    상기 코어의 일면에 접착 필름을 부착하고, 상기 캐비티 내부에 전자부품을 삽입하는 단계;
    상기 접착 필름이 부착된 상기 코어의 반대면에 절연재를 적층하여 상부 절연층을 형성하는 단계;
    상기 접착 필름을 제거하고, 그 제거된 면에 절연재를 적층하여 하부 절연층을 형성하는 단계; 및
    상기 상, 하부 절연층에 비아를 형성하고, 상기 비아의 내부와 상기 상, 하부 절연층 표면에 형성된 도금층을 패터닝하여 외부 회로층을 형성하는 단계;를 포함하는 전자부품 내장 인쇄회로기판의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 코어를 준비하는 단계에서,
    상기 코어는, 양측면에 동박층이 형성된 동박적층판(CCL)이 채용되는 전자부품 내장 인쇄회로기판의 제조방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 캐비티를 형성하는 단계에서,
    상기 경사면은, 상기 코어의 중심부를 기준으로 상, 하 대칭의 경사면으로 형성된 전자부품 내장 인쇄회로기판의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 캐비티를 형성하는 단계에서,
    상기 캐비티는, 상기 내부 회로층을 마스크로 이용하여 레이져 가공에 의해서 형성되는 전자부품 내장 인쇄회로기판의 제조방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 캐비티를 형성하는 단계 이후에는,
    상기 캐비티의 측벽에 형성된 경사면에 스미어 공정 또는 디스미어 공정을 통해 조도(Ra)를 형성하는 단계;를 더 포함하는 전자부품 내장 인쇄회로기판의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 캐비티의 측벽에 형성된 조도(Ra)는 0.05 내지 2 ㎛ 범위로 형성된 전자부품 내장 인쇄회로기판의 제조방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 상부 절연층과 하부 절연층을 구성하는 절연재는 프리프레그, RCC, ABF 중 어느 하나의 절연재가 사용되는 전자부품 내장 인쇄회로기판의 제조방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101605172B1 (ko) * 2015-04-07 2016-03-22 삼성전자주식회사 패키지 기판 및 그 제조방법

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101442423B1 (ko) * 2013-08-14 2014-09-17 삼성전기주식회사 전자부품 내장기판 제조 방법 및 전자부품 내장기판
KR102276513B1 (ko) * 2014-11-10 2021-07-14 삼성전기주식회사 열전 모듈을 갖는 기판, 반도체 패키지 및 이들의 제조방법
US9837484B2 (en) * 2015-05-27 2017-12-05 STATS ChipPAC Pte. Ltd. Semiconductor device and method of forming substrate including embedded component with symmetrical structure
CN105142362A (zh) * 2015-08-26 2015-12-09 昆山苏杭电路板有限公司 四层埋置元件印制板加工方法
KR101963293B1 (ko) * 2017-11-01 2019-03-28 삼성전기주식회사 팬-아웃 반도체 패키지
KR102710005B1 (ko) * 2019-10-21 2024-09-26 엘지이노텍 주식회사 회로기판
CN113498633B (zh) * 2020-01-21 2023-09-15 鹏鼎控股(深圳)股份有限公司 内埋电子元件的电路板及制作方法
EP4355038A1 (en) * 2021-06-10 2024-04-17 LG Innotek Co., Ltd. Circuit board and semiconductor package comprising same
KR20230065804A (ko) * 2021-11-05 2023-05-12 엘지이노텍 주식회사 회로기판 및 이를 포함하는 패키지 기판

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101107067B1 (ko) * 2009-10-27 2012-01-30 삼성전기주식회사 코어기판의 캐비티 가공방법
WO2013008552A1 (ja) * 2011-07-13 2013-01-17 イビデン株式会社 電子部品内蔵配線板及びその製造方法
KR20130035981A (ko) * 2011-09-30 2013-04-09 이비덴 가부시키가이샤 프린트 배선판

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100811034B1 (ko) * 2007-04-30 2008-03-06 삼성전기주식회사 전자소자 내장 인쇄회로기판의 제조방법
JP5112005B2 (ja) 2007-10-25 2013-01-09 日本特殊陶業株式会社 板状部品内蔵配線基板及びその製造方法
KR101085733B1 (ko) * 2010-05-28 2011-11-21 삼성전기주식회사 전자소자 내장 인쇄회로기판 및 그 제조방법
CN103796445A (zh) * 2012-11-02 2014-05-14 宏启胜精密电子(秦皇岛)有限公司 具有内埋元件的电路板及其制作方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101107067B1 (ko) * 2009-10-27 2012-01-30 삼성전기주식회사 코어기판의 캐비티 가공방법
WO2013008552A1 (ja) * 2011-07-13 2013-01-17 イビデン株式会社 電子部品内蔵配線板及びその製造方法
KR20130035981A (ko) * 2011-09-30 2013-04-09 이비덴 가부시키가이샤 프린트 배선판

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101605172B1 (ko) * 2015-04-07 2016-03-22 삼성전자주식회사 패키지 기판 및 그 제조방법
US10332755B2 (en) 2015-04-07 2019-06-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Package substrates and methods of fabricating the same

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