KR101641287B1 - 코어 및 이를 이용한 인쇄회로기판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인쇄회로기판에 관한 것이다.
본 발명의 인쇄회로기판은, 측면에 경사 패턴이 형성된 코어; 상기 코어 상에 적층된 제1 절연층과, 상기 제1 절연층 상에 적층되어 상기 코어의 측면을 감싸는 제2 절연층; 상기 제1 절연층과 제2 절연층 상에 각각 형성된 내부 회로층과 외부 회로층; 및 상기 제2 절연층 상에 적층된 솔더 레지스트층;을 포함한다.

Description

코어 및 이를 이용한 인쇄회로기판{CORE AND PRINT CIRCUIT BOARD}
본 발명은 코어 및 이를 이용한 인쇄회로기판에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 글라스 코어의 측면에 소정의 패턴이 형성되고, 코어의 측면이 노출되지 않도록 한 인쇄회로기판에 관한 것이다.
최근에 이르러 휴대용 기기들의 두께가 점점 얇아짐에 따라 내부에 장착되는 전자부품이 박형화와 함께 다수의 전자부품이 실장되는 기판도 박판으로 제작되어 전체적인 내부 부품들의 두께를 낮추려는 노력이 진행되고 있다.
특히, 다수의 전자부품이 실장되는 기판은 박판으로 제작될 경우, 기판의 제조 공정 또는 전자부품의 실장 시에 리플로우 공정 등을 거치면서 고온에 노출되고, 고온 가공과 냉각을 반복하면서 재질의 특성에 의해 오목 또는 볼록하게 휨이 발생되는 문제점이 있다.
이러한 기판의 휨을 방지하기 위하여 기판의 제조 공정중에 사용되는 원자재의 강성을 높이고, 리플로우 공정시 열팽창계수(CTE) 차이에 의한 휨이 개선되도록 원자재의 열팽창계수 차이를 줄이기 위한 노력을 하고 있으나, 이에 대한 기술 개발이 더 필요한 실정이다.
또한, 기판의 제조 공정 중에 물리적인 구조 개선에 의해 휨을 방지하기 위한 방편으로 기판의 코어재에 대한 강성을 높이기 위하여 기판 내부에 금속성 보강재 또는 글라스 시트(glass sheet)를 삽입하는 방법을 검토하고 있으나, 금속성 코어나 글라스 코어의 강성이 높은 재질이기 때문에 관통홀이나 비아의 가공이 어렵고, 휨이 방지된 인쇄회로기판이 제작될 수 있다 하더라도 인쇄회로기판의 절단 시 인쇄회로기판의 측면으로 코어재가 노출될 수 있다.
그리고, 글라스 시트를 코어재로 이용할 경우에는 코어재를 관통하는 비아홀을 형성하거나, 스트립 형태의 기판 제작 후 단위 기판으로 절단되어 제품화될 수 있다. 이때, 블레이드 또는 와이어 쏘 등의 절단 수단이 글라스 시트를 관통하면서 그 절단면에서 미세 크랙이나 칩핑이 발생될 수 있도, 미세 크랙이 열 가공시 글라스 시트의 내부 크랙으로 진행될 가능성이 있다.
일본국 특허공개공보 제2001-044141호
본 발명은 종래 인쇄회로기판에서 제기되고 있는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 인쇄회로기판의 코어 외주면 전체가 절연층으로 복개된 인쇄회로기판이 제공됨에 발명의 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 절연층으로 복개된 글라스 코어의 측면이 소정의 경사 패턴으로 구성된 인쇄회로기판이 제공됨에 있다.
본 발명의 상기 목적은, 판상으로 구성되어 측면에 상향 경사면과 하향 경사면이 교대로 형성된 코어가 제공됨에 의해서 달성된다.
본 발명의 다른 목적은, 측면에 경사 패턴이 형성된 코어; 상기 코어 상에 적층된 제1 절연층과, 상기 제1 절연층 상에 적층되어 상기 코어의 측면을 감싸는 제2 절연층; 상기 제1 절연층과 제2 절연층 상에 각각 형성된 내부 회로층과 외부 회로층; 및 상기 제2 절연층 상에 적층된 솔더 레지스트층;을 포함하는 인쇄회로기판이 제공됨에 의해서 달성된다.
상기 내부 회로층과 외부 회로층은 층간 비아를 통해 전기적으로 연결되고, 상기 외부 회로층은 상기 솔더 레지스트층에 형성된 개구를 통해 노출된다.
상기 제1 절연층은, 상기 경사 패턴과 동일한 방향의 경사면으로 형성된다.
상기 제1 절연층은, 레진 또는 에폭시의 수지 조성물이 페브릭 크로스 또는 글라스 크로스에 함침된 절연재로 구성된다.
상기 경사 패턴은, 상향 경사면과 하향 경사면 및 돌출 경사면이 교대로 형성된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 인쇄회로기판은 코어의 절단 측면에 직접 절단수단이 접촉하지 않도록 함으로써, 코어상에 절단시 발생되는 응력이 전달되지 않게 되어 인쇄회로기판의 내부에서 코어의 파단이나 미세 크랙을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 인쇄회로기판은 코어 측면이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 코어의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A 내지 E 위치별 절단 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 일실시예 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 코어의 제작 방식이 도시된 일부 사시도.
도 5는 본 발명의 인쇄회로기판의 절단 전 평면도.
도 6은 도 5의 Ⅰ 내지 Ⅳ의 위치별 단면도.
본 발명에 따른 글라스 코어 및 이를 이용한 인쇄회로기판의 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 코어의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A 내지 E 위치별 절단 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 일실시예 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 인쇄회로기판(100)은 측면에 경사 패턴(115)이 형성된 코어(110)와, 코어(110)의 측면을 포함하여 외주면 전체를 감싸는 절연층(120)과, 절연층(120) 내에 형성된 내부 회로층(131) 및 상기 절연층(120) 상에 형성된 외부 회로층(132)으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 절연층(120) 상에는 빌드업층(도면 미도시)이 더 형성되어 다층 인쇄회로기판의 층간 구조물로 구성될 수 있으며, 각 빌드업층 상에는 내부 회로층(131)과 전기적으로 연결되는 외부 회로층(132)들이 패터닝될 수 있다. 이때, 상기 내부 회로층(131)과 외부 회로층(132)은 층간 비아를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 절연층(120)은 코어(110)의 양면에 적층된 제1 절연층(121)과, 제1 절연층(121) 상에 적층된 제2 절연층(122)으로 구분될 수 있으며, 절연층(120)의 상면에는 인쇄회로기판의 최외층을 이루며 절연층의 상면과 외부 회로층(132)의 일부를 보호할 수 있는 솔더 레지스트층(140)이 복개될 수 있다. 이때, 솔더 레지스트층(140)의 개구를 통해서 외부 회로층(132)의 패턴부가 외측으로 노출될 수 있다.
상기 인쇄회로기판(100)의 중앙부를 구성하는 코어(110)는 절연재 외에도 글라스 재질의 시트 형태로 구성될 수 있다. 코어(110)를 구성하는 글라스 시트는 25㎛ 내지 200㎛의 두께로 형성될 수 있으며, 글라스 재질의 강성에 의해서 코어(110)의 상, 하부에 절연층(120)의 적층시 발생되는 휨(warpage)을 방지할 수 있다.
다시 말하면, 본 실시예의 인쇄회로기판(100)은 코어(110)를 절연층(120)과 동일하거나 유사한 레진이나 에폭시 등의 수지 조성물로 구성할 경우에는 인쇄회로기판의 층간 구조물인 절연재의 적층 공정시에 가해지는 열과 압력 또는 패턴을 구성하는 금속재와의 열팽창계수 차이에 의해 오목한 방향 또는 볼록한 방향으로 과도한 휨이 발생될 수 있다. 이를 방지하기 위하여 본 실시예의 인쇄회로기판(100)은 코어(110)의 열팽창계수(CTE)를 낮추고 강성을 더 증가시키기 위하여 글라스 재질의 코어(110)가 적용되어 절연재들의 적층 가공시 휨 발생을 현저히 저하시킬 수 있다. 이는 글라스 재질의 코어(110)가 수지 조성물에 비해 박형화가 가능하면서도 충분한 강성과 낮은 열팽창계수(CTE)를 가질 수 있기 때문에 인쇄회로기판의 제조 공정시 휨을 방지하면서 박판의 인쇄회로기판 제작이 가능할 수 있다.
또한, 코어(110)는 글라스 재질로 구성되며, 글라스 재질 외에 수지 조성물에 패브릭 크로스(fabric cloth) 또는 글라스 크로스(glass cloth)가 함침된 프리프레그(PPG, Prepreg)로 구성될 수도 있다.
상기 코어(110)의 외주면에는 제1 절연층(121)으로 기능하는 절연재가 적층될 수 있다. 상기 제1 절연층(121)은 레진이나 에폭시 등의 수지 조성물을 기본으로 하되, 패브릭 크로스(fabric cloth) 또는 글라스 크로스(glass cloth)에 수지 조성물이 함침되고, 열팽창계수(CTE)를 조절하기 위해서 나노 와이어 등의 무기필러가 더 포함된 절연재로 구성될 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이 제1 절연층(121)이 적층된 코어(110)는 각 측면에 경사 패턴(115)이 형성될 수 있다. 코어(110)에 형성된 경사 패턴(115)은 형성 위치에 따라 상향 경사면(111)과 하향 경사면(112)이 교대로 형성될 수 있다. 이때, 상기 상향 경사면(111)은 코어(110) 하면의 연장선 상에서 예각(α)을 가지며 상부측으로 경사진 경사면으로 형성되고, 상기 하향 경사면(112)은 코어(110) 상면의 연장선 상에서 예각(α)을 가지며 하부측으로 경사진 경사면으로 형성될 수 있다.
또한, 코어(110)의 측면에는 상향 경사면(111)과 하향 경사면(112) 사이에 상, 하향 경사면이 코어(110)의 중앙부에서 접하는 돌출 경사면(113)이 형성될 수 있다. 돌출 경사면(113)은 코어(110) 상면과 하면의 연장선 상에서 예각(α)을 가지며 각각 상부측과 하부측으로 경사진 경사면이 코어(110)의 중앙부에서 접하여 형성될 수 있다.
상기 돌출 경사면(113)은 상향 경사면(111)과 하향 경사면(112)의 형성시 동시에 형성될 수 있는 데, 돌출 경사면(113)은 인접한 위치의 상향 경사면(111)과 하향 경사면(112)이 형성될 때 각 경사면이 중첩되면서 가공됨에 의해서 형성될 수 있다.
코어(110)는 상, 하면에 제1 절연층(121)이 적층되며, 제1 절연층(121)은 코어(110)의 경사 패턴(115) 형성시 동시에 가공되어 코어(110)의 각 경사면들과 동일한 경사 방향의 경사면이 형성될 수 있다.
상기 코어(110)의 상향 경사면(111)과 하향 경사면(112) 및 돌출 경사면(113)은 글라스 시트의 상, 하면에 홈부를 형성함에 의해서 형성될 수 있다.
이에 대하여 코어의 경사 패턴 형성 과정을 도 4를 참조하여 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 코어의 제작 방식이 도시된 일부 사시도로서, 도시된 바와 같이 코어(110)는 판형의 코어 시트(110a)를 소정 크기로 절단하여 제작될 수 있다. 코어 시트(110a)는 상, 하면에 각각 절연재(120a)가 적층되며, 코어 시트(110a)에 적층된 절연재(120a)는 도 1에 도시된 인쇄회로기판(100)의 제1 절연층(121)으로 기능할 수 있다.
절연재(120a)가 적층된 코어 시트(110a)는 상, 하면에서 각각 홈부(G)가 일정한 간격으로 형성되어 다이싱 라인으로 적용될 수 있다. 이때, 코어 시트(110a)에 형성된 홈부(G)는 코어 시트(110a)의 상면과 하면에서 각각 가공될 수 있다. 또한, 홈부(G)는 다이아몬드 쏘(saw) 또는 레이져 드릴을 이용하여 일정한 경사 각도를 가지도록 형성될 수 있다. 그리고, 홈부(G)는 화학적 에칭에 의해 형성될 수 있다.
좀 더 구체적으로, 상기 홈부(G)는 절연재(120a)가 적층된 코어 시트(110a)의 상, 하부에 형성되되, 코어 시트(110a)의 상면과 하면에 일정한 간격을 이루어 일렬로 형성되며, 코어 시트(110a)의 상면에 형성된 홈부(G)와 하면에 형성된 홈부(G')의 양단부 일부분이 서로 겹치면서 상부와 하부측으로 가공될 수 있다.
이때, 상기 홈부(G)는 절연재(120a)가 적층된 코어 시트(110a)에 등간격으로 형성되는 데, 코어 시트(110a)의 상면에 형성된 홈부(G)는 코어 시트(110a)의 하면에 적층된 절연재(120a)를 관통하지 않고, 코어 시트(110a)의 하면에 형성된 홈부(G')는 코어 시트(110a)의 상면에 적층된 절연재(120a)를 관통하지 않도록 형성될 수 있다.
따라서, 코어 시트(110a)의 상, 하면에 형성된 홈부(G, G')가 서로 교차되는 위치를 포함하면 다이싱 라인을 따라 전체적으로 홈부(G, G')가 형성되기는 하나, 홈부(G, G') 사이에 미가공된 절연재(120a)에 의해 코어 시트(110a)가 지지되어 코어(110)들이 분리되지 않게 된다.
이와 같이, 코어 시트(110a)의 상, 하면에 형성된 홈부(G, G')는 격자형으로 형성될 수 있으며, 홈부(G, G')를 따라 형성된 다이싱 라인에 의해 코어 시트(110a)를 절단하여 도 1에 도시된 바와 같이 측면에 상향 경사면(111)과 하향 경사면(112) 및 돌출 경사면(113)이 교대로 반복되게 형성된 코어(110)가 제작될 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바의 코어(110)를 중심으로 상, 하면에 빌드업층과 회로층을 형성하여 도 3과 같은 형태의 인쇄회로기판(100)이 제작될 수 있다. 도 3을 참조하여 도 5와 도 6에 도시된 인쇄회로기판의 구조를 좀 더 자세하게 살펴보면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 인쇄회로기판의 절단 전 평면도이고, 도 6은 도 5의 Ⅰ 내지 Ⅳ의 위치별 단면도이다. 여기서, 도 5와 도 6은 도 3에 도시된 인쇄회로기판으로 제작되기 이전에 다수의 인쇄회로기판이 어레이 형태로 배열된 상태의 도면임을 감안하여 설명한다.
도 3을 비롯하여, 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 인쇄회로기판(100)은 측면에 경사 패턴(115)이 형성된 코어(110) 상에 절연층(120)으로 정의되는 제1 절연층(121)과 제2 절연층(122)이 적층되고, 절연층(120) 상에는 솔더 레지스트층(140)이 형성될 수 있다. 제1 절연층(121)과 제2 절연층(122) 상에는 각각 내부 회로층(131)과 외부 회로층(132)이 형성될 수 있으며, 제1 절연층(121)과 제2 절연층(122)은 비아(도면 미도시)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 절연층(120)과 솔더 레지스트층(140)이 적층된 상태에서 코어 시트(110a)에 형성된 홈부(G)를 기준으로 I 내지 Ⅳ 위치의 단면 형태가 도 6에 도시되어 있는 바, Ⅰ-Ⅰ' 단면은 하향 경사(112)면을 가지는 홈부(G)가 코어(110) 상에 형성되고, Ⅱ-Ⅱ'단면과 Ⅳ-Ⅳ'단면은 상향 경사면과 하향 경사면이 중앙부에서 접하는 돌출 경사면(113)이 형성될 수 있다. 또한, Ⅲ-Ⅲ' 단면은 상향 경사면(111)을 가지는 홈부(G')가 코어(110)의 하면에 형성될 수 있다.
이와 같이 어레이 형태로 배열된 인쇄회로기판은 홈부(G)의 다이싱 라인(D)을 따라 절단되어 도 3과 같은 형태의 단위 인쇄회로기판(100)이 제작될 수 있다. 이때, 도 3을 참조하면 코어(110)의 측면은 경사 패턴(115)이 형성되고, 코어(110)의 측면 전체를 절연층(120)이 전체적으로 감싸도록 함으로써, 코어(110) 측면의 외부 노출이 방지되도록 할 수 있다.
또한, 코어(110)의 측면을 시트 형태의 코어 시트(110a) 상에서 홈부(G)에 의해 미리 절단하여 그 절단된 위치에 절연층(120) 중 제2 절연층(122)이 충진되도록 하고, 절연층(120)을 절단함에 의해서 코어(110)의 측면이 절연층(120)의 외측으로 노출되지 않도록 할 수 있다.
이에 따라, 주로 글라스 재질 등의 강성이 부가된 코어(110) 절단 시 코어(110)의 측면에 절단 수단이 직접 접촉되지 않음에 따라 글라스 재질의 코어(110) 측면에 미세한 크랙이나 칩핑이 방지될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100. 인쇄회로기판
110. 코어
115. 경사 패턴
120. 절연층
131, 132. 내부 회로층, 외부 회로층
140. 솔더 레지스트층

Claims (10)

  1. 글라스 시트;
    상기 글라스 시트 상에 적층되는 수지재;
    상기 수지재에 형성되는 회로층; 및
    상기 회로층과 전기적으로 연결되도록 상기 수지재 내에 형성되는 층간 비아를 포함하고,
    상기 글라스 시트의 측면에는 경사면이 형성되고,
    상기 수지재는 상기 경사면이 노출되지 않도록 상기 경사면을 커버하는 인쇄회로기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 경사면은, 상기 글라스 시트의 측면의 길이 방향을 따라 교대로 배치되는 제1 경사면 및 제2 경사면을 포함하고,
    상기 제1 경사면과 상기 제2 경사면은, 비평행 평면 상에 각각 위치하는 인쇄회로기판.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 경사면은, 상기 글라스 시트 하면의 연장평면에 대해 예각을 가지는 인쇄회로기판.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 경사면은, 상기 글라스 시트 상면의 연장평면에 대해 예각을 가지는 인쇄회로기판.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 경사면은, 상기 제1 경사면과 상기 제2 경사면 사이에 위치하는 제3 경사면을 더 포함하고,
    상기 제3 경사면은,
    상기 제1 경사면과 나란한 경사면; 및
    상기 제2 경사면과 나란한 경사면을 모두 포함하는 인쇄회로기판.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수지재는
    상기 글라스 시트 상에 적층되는 제1 절연층; 및
    상기 제1 절연층 상에 적층되는 제2 절연층을 포함하고,
    상기 제2 절연층은 상기 글라스 시트의 측면과 상기 제1 절연층의 측면을 커버하는 인쇄회로기판.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 절연층 측면의 적어도 일부에는, 상기 글라스 시트 측면의 상기 경사면과 나란한 경사면이 형성되는 인쇄회로기판.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 절연층 및 상기 제2 절연층 중 적어도 하나는, 레진 또는 에폭시의 수지 조성물이 페브릭 크로스 또는 글라스 크로스에 함침된 절연재로 구성된 인쇄회로기판.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 회로층은,
    상기 제1 절연층 상에 형성되는 내부 회로층; 및
    상기 제2 절연층 상에 형성되는 외부 회로층을 포함하고,
    상기 층간 비아는 상기 내부 회로층과 상기 외부 회로층을 전기적으로 연결하는 인쇄회로기판.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 절연층 상에 적층된 솔더 레지스트층을 더 포함하고,
    상기 외부 회로층의 적어도 일부는 상기 솔더 레지스트층에 형성된 개구를 통해 노출되는 인쇄회로기판.
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