KR101892468B1

KR101892468B1 - 인쇄회로기판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101892468B1
Application number: KR1020160072724A
Authority: KR
Inventors: 엄성수; 손해록; 오준재; 이태진
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2016-06-10
Filing date: 2016-06-10
Publication date: 2018-08-27
Also published as: KR20170139994A

Abstract

본 발명은 기재, 기재 상에 형성되는 전극, 전극 상에 형성되는 솔더층, 전극 및 솔더층의 측면부에 형성되는 경화성 수지를 포함하고, 솔더층 상에 칩 패드가 배치되는 인쇄회로기판에 관한 것이다.

Description

인쇄회로기판 및 그 제조 방법 {Board mounting module and producing method thereof}

기판에 형성하는 칩 패드의 경우, 다양한 방식을 사용하여 기판에 고정시킨다. 이 때, 종래의 기재 PI(Polyimide, FPCB) 기재의 경우, 기판의 휨 현상에 의하여 칩 패드와 기판이 분리되는 문제점이 발생하게 된다. 이를 해결하기 위하여, 일반적인 반도체 공정에서는 솔더(solder)를 사용하게 된다.

솔더(solder)는 인쇄회로기판 등에 부품을 실장하는 경우 사용하는 접착 소재이다. 이러한 솔더의 경우 공 모양의 솔더 볼(solder ball), 솔더층, 솔더 페이스트, 솔더 크림, 솔더 막 등 부품(칩 패드)과 기재을 접착하기 위하여 다양한 형태의 솔더가 사용되고 있다. 이러한 솔더는 반도체 패키지 기술의 핵심 부품에 해당하며, 칩 패드와 기재을 연결하여 전기적 신호를 연결하여 줌과 동시에 칩 패드와 기재을 접착시켜 칩 패드가 이탈하는 것을 효과적으로 방지하도록 한다.

특히, 도 1a를 참조하면, 최근에는 솔더 페이스트 방식의 접착이 다양하게 사용되고 있으며, 이러한 솔더 페이스트는 땜납분말에 플럭스를 혼합하여 페이스트(풀) 상으로 형성하고, 인쇄회로기판(PCB)의 접착할 부분에 스크린 인쇄 등을 이용하여 땜납 페이스트를 도포하고 가열하여 접착시키는 방식이 사용되고 있다. 이러한 솔더 페이스트는 전자부품의 고밀도 실장화에 따라서 솔더링 기술을 한층 더 발전시킨 표면실장기술(SMT) 및 플립 칩 범프 형성에 필수적인 재료로 각광받고 있다.

그런데, 솔더링 과정의 경우, 고온 또는 저온 솔더링을 선택하여 진행하게 된다. 이 때, 솔더를 구성하는 재료가 주석(Sn), 은(Ag)을 사용하는 경우, 고온 솔더링을 진행하면 기재 자체가 열에 의해 손상되어 사용할 수 없는 문제점이 발생하게 된다.

또한, 솔더를 구성하는 재료가 주석(Sn), 비스무트(Bi)를 사용하는 경우, 저온 솔더링을 진행하면 연성 기판을 사용하는 플렉서블 기재가 고온을 버티지 못하고 파손되는 현상이 발생하게 되며, 칩 패드와 회로 및 기판을 서로 고정시키는 솔더의 인장강도가 떨어져, 크랙이 발생하게 된다.

한편, 종래의 솔더에는 주석(Sn), 은(Ag) 뿐만 아니라 송진(flux)을 섞어 사용하게 된다. 송진이 포함되는 경우, 솔더링을 진행할 때 원활하고 윤택한 납땜이 가능하며, 가열하게 되면 내부의 플럭스가 녹으면서 기판과 칩 패드가 부착하게 된다. 그런데, 이 경우 SMT(표면실장) 공정을 통해 솔더링을 진행하면, 도 1b와 같이 가열을 함과 동시에 송진(Flux)이 흘러나오게 된다. 송진에는 접착력이 없기 때문에, 송진(132)이 기판(110)과 전극(120) 및 칩 패드(140) 사이에 형성된다 하더라도, 기판과의 접착력을 향상시키지는 않는다. 따라서, 연성 기판(Flexible)의 경우, 기판의 휨에 의하여 회로, 솔더, 칩 패드 사이의 접착부분에 크랙이 발생하게 되며, 부품이 떨어지는 현상이 필연적으로 발생하게 된다.

따라서, 부품을 실장하는 경우 칩 패드 및 전극과 기판과의 접착력을 유지하도록 하기 위한 효과적인 방법이 연구되고 있다.

본 발명은 상술한 바와 같이 기판에 발생하는 크랙 및 깨짐 현상을 해결하기 위하여, 솔더 페이스트로 솔더층을 형성하고 솔더 페이스트에 포함된 경화성 수지가 기판과 전극 및 칩 패드 사이의 접착력을 향상시키도록 하는 인쇄회로기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 포함될 수 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 기재, 상기 기재 상에 형성되는 전극, 상기 전극 상에 형성되는 솔더층 및 상기 전극 및 상기 솔더층의 측면부에 형성되는 경화성 수지를 포함하고, 상기 솔더층 상에 칩 패드가 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 상기 기재가 연성 기재인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 상기 솔더층이 솔더 페이스트인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 상기 솔더 페이스트가 주석(Sn), 비스무트(Bi), 에폭시(EPOXY)를 혼합한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 상기 경화성 수지가 상기 전극, 상기 칩 패드 및 상기 솔더층의 측면에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 상기 경화성 수지가 열경화성 수지 또는 자외선(UV) 경화성 수지인 것을 특징으로 한다.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 상기 경화성 수지는 열경화성 수지이고, 상기 솔더층은 공극을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 상기 칩 패드의 면적은 상기 전극의 면적에 대비하여 더 넓은 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 상기 칩 패드의 면적은 상기 전극의 면적에 대비하여 150% 내지 200% 넓은 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 상기 경화성 수지가 상기 전극 및 상기 솔더층을 감싸며 형성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 실장 모듈은, 기재, 상기 기재 상에 형성되는 전극, 상기 전극 상에 형성되는 솔더층, 상기 전극 및 상기 솔더층의 측면부에 형성되는 경화성 수지 및 상기 솔더층 상에 배치되어, 칩과 상기 솔더층을 전기적으로 연결하는 칩 패드, 상기 칩 패드 상에 배치되는 칩을 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조 방법은, 기재에 전극을 형성하는 단계, 상기 전극 상에 솔더층을 형성하는 단계, 상기 솔더층 상에 칩 패드를 형성하는 단계, 인쇄회로기판에 열을 가하는 단계, 상기 솔더층의 일부가 용융하여, 상기 전극 및 상기 솔더층의 측면부에 경화성 수지가 형성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 솔더층은, 솔더 페이스트인 것을 특징으로 한다.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조 방법은, 상기 솔더층을 형성하는 단계가 주석(Sn) 30 내지 40wt%, 비스무트(Bi) 50 내지 60wt%, 에폭시(EPOXY) 10 내지 20wt%의 비율의 솔더 페이스트로 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조 방법은, 상기 인쇄회로기판에 열을 가하는 단계가 150 내지 170℃의 온도를 60 내지 300초간 열을 가하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조 방법은, 상기 경화성 수지는 열경화성 수지이고, 인쇄회로기판에 가한 열보다 더 높은 열을 가하여, 상기 열경화성 수지를 고형화하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 솔더층에 공극이 형성되는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조 방법은, 상기 경화성 수지는 UV경화성 수지이고, UV를 조사하여 상기 경화성 수지를 고형화 하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 인쇄회로기판 및 그 제조 방법은, 기재 및 기재 상에 형성된 전극, 칩 패드 및 솔더층의 측면부에 형성되는 경화성 수지로 인하여, 기재과 전극 및 칩 패드의 접착력과 고정정도가 향상될 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 인쇄회로기판 및 그 제조 방법은, PET등 열에 취약한 기재에도 표면실장(SMT)이 가능하며, 열을 가함으로써 솔더 페이스트가 경화되어 자연스럽게 경화성 수지층이 형성되어 접착력을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 인쇄회로기판 및 그 제조 방법은, UV 경화성 소재를 사용하는 경우, 솔더층의 고형화를 열로, UV경화성 수지는 UV로 경화시킴으로써, 열을 가할 때 저하될 수 있는 유동성을 회복시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 인쇄회로기판 및 그 제조 방법은, 경화성 수지의 형성되는 부분을 변경함으로써 전극, 솔더층, 칩 패드 사이의 접착력을 선택적으로 향상시켜, 취약한 부위를 효과적으로 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 인쇄회로기판 및 그 제조 방법은, 칩 패드의 면적을 전극의 면적 대비 넓게 형성함으로써, 솔더층에 포함되는 경화성 수지가 더 많이 흘러 나오도록 유도하여, 접착력을 효율적으로 향상시킬 수 있다.

도 1a, 도 1b는 종래의 인쇄회로기판의 구성에 관한 것이다.
도 2a, 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 솔더층에 포함되는 경화성 수지가 열을 가하는 경우 전극의 측면으로 흘러나오는 구성에 관한 것이다.
도 3a, 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 솔더층에 포함되는 경화성 수지가, 전극 및 솔더층의 측면에 형성되어 기재과의 접착력을 향상시키는 구성에 관한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 솔더층에 열을 가하는 경우, 경화성 수지가 빠져나감으로써 형성되는 공극에 관한 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판의 칩 패드의 면적이 전극의 면적보다 넓은 실시예를 나타낸 것이다.
도 6a, 도 6b는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 인쇄회로기판의 경화성 수지가 전극 및 솔더층을 전체적으로 감싸며 형성되는 실시예를 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 '인쇄회로기판 및 그 제조 방법'을 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 통상의 기술자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.

한편, 이하에서 표현되는 각 구성부는 본 발명을 구현하기 위한 예일 뿐이다. 따라서, 본 발명의 다른 구현에서는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 구성부가 사용될 수 있다.

또한, 어떤 구성요소들을 '포함'한다는 표현은, '개방형'의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.

또한, '제1, 제2' 등과 같은 표현은, 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.

실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기재, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.

어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

도 1a, 도 1b는 종래의 인쇄회로기판의 구성에 관한 것이다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 종래의 인쇄회로기판이 솔더 페이스트(130)를 사용하여 칩 패드(140)와 전극(120)을 기재(110)에 형성하는 경우 송진(Flux, 132)이 흘러나오는 실시예를 나타낸 것이다. 종래의 솔더 페이스트(130)의 경우, 주석(Sn), 은(Ag), 송진(flux)이 혼합되어 형성한다. 이러한 종래의 인쇄회로기판의 경우, SMT 표면실장 공정을 통하여 열 가공을 하는 경우 송진(132)이 따로 흘러나와 기재(110)과 전극(120) 사이에 형성된다.

이러한 송진(132)의 경우 별도의 접착력이 없기 때문에, 송진이 기재(110)과 전극(120) 및 칩 패드(140)의 고정을 담보하거나 향상시키지 않는다. 특히, 기재(110)이 연성 기재인 경우, 플렉서블 기재의 특성상 기재 자체가 휘게 되면서 기재 상에 형성되는 칩 패드(140)와 전극(120)의 사이에 크랙이 발생하며 부품이 떨어지는 현상이 발생하게 된다.

도 2a, 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 솔더층에 포함되는 경화성 수지가 열을 가하는 경우 전극의 측면으로 흘러나오는 구성에 관한 것이다. 또한, 도 3a, 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 솔더층에 포함되는 경화성 수지가, 전극 및 솔더층의 측면에 형성되어 기재과의 접착력을 향상시키는 구성에 관한 것이다.

도 2a, 도 2b를 참조하면, 본 발명의 인쇄회로기판은, 기재(210), 전극(220), 칩 패드(240), 솔더층(230), 경화성 수지(231)를 포함할 수 있다.

기재(210) 상에는 전극(220), 칩 패드(240), 솔더층(230) 등 다양한 도전층과 칩 패드들이 실장될 수 있다. 이 때, 기재은 유연한 특성을 가지는 연성 기재으로 이루어질 수 있으며, 연성 기재에는 PI 이외에 PET, PC, 종이, 섬유, 플라스틱, 필름(film) 등 일반적인 플렉서블 기재보다 곡면의 정도가 더 자유로운 재질이 모두 사용될 수 있다.

전극(220)은 기재(210)상에 형성되며, 전기적 신호를 송/수신하는 역할을 수행할 수 있다. 이러한 전극(220)은 기재(210)상의 회로 패턴으로 형성될 수 있으며, 칩 패드와 기재 사이의 전기적 통로 역할을 위해 패터닝될 수 있다. 또한, 칩 패드(240)는 전극 상에 형성되며, 기재 상에 형성될 수 있는 모든 부품들이 포함될 수 있다. 이 때, 칩 패드는 전극 상에 형성될 수도 있으나, 기재 상에 직접 형성되어 전극과 같은 높이에서 형성될 수도 있다.

또한, 본 발명의 전극은 은(Ag) 인쇄 회로 외에 메탈 페이스트를 이용하는 인쇄 회로 일체로 형성될 수 있으며, FPCB, 인레이(알루미늄 또는 구리 회로) 일체로 형성될 수도 있다.

솔더층(230)은 전극과 칩 패드 사이에 형성되어, 전극과 칩 패드의 접착력을 향상시키고 기재과 칩 패드가 서로 이탈하지 않도록 방지하는 역할을 수행한다. 이 때, 본 발명의 솔더층은 솔더 페이스트로 구성될 수 있다. 솔더 페이스트는 솔더링을 할 때 솔더(땜납)을 페이스트(풀) 상으로 형성하고, 인쇄회로기판(PCB)의 접착할 부분에 스크린 인쇄 등을 이용하여 땜납 페이스트를 도포하고 가열하여 접착시킬 수 있다. 이러한 솔더 페이스트는 전자부품의 고밀도 실장화에 따라서 솔더링 기술을 한층 더 발전시킨 표면실장기술(SMT) 및 플립 칩 패드 형성에 필수적인 재료로 각광받고 있다.

특히, 본 발명의 솔더 페이스트는 주석(Sn) 및 은(Ag)의 금속 입자뿐만 아니라, 에폭시(EPOXY) 또는 아크릴 등의 경화성 수지를 혼합하여 형성될 수 있다. 후술하듯이, 저온 솔더링을 수행하는 경우 발생할 수 있는 기판의 크랙을 방지하기 위하여 에폭시 또는 아크릴의 경화성 수지를 혼합하여 사용할 수 있으며, 이러한 경화성 수지들은 일정한 온도에서 경화하여 기재과 전극 및 칩 패드의 접착력을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 솔더 페이스트는 주석(Sn) 30~40wt%, 비스무트(Bi) 50~60wt%, 에폭시 10~20wt%의 조성비를 가지고 형성될 수 있다. 특히, 바람직하게는 주석(Sn) 40wt%, 비스무트(Bi) 50wt%, 에폭시 10wt%의 조성비를 가지고 형성되어, 최적의 솔더 페이스트를 통해 솔더층을 만들 수 있다.

더 구체적으로, 본 발명의 솔더 페이스트에 포함되는 에폭시는 비스페놀 A(bisphenol A), 비스페놀 F(bisphenol F), 노볼락 에폭시(novolac epoxy), 지방족 에폭시(aliphatic epoxy), 또는 글리시디아민 에폭시(Glycidylamine epoxy) 등을 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 솔더 페이스트는 에폭시 외에 경화제 및 환원제를 더 포함할 수 있다. 이 때, 경화제는 호모폴리머(homopolymer), 아민(amine), 언하이드라이드(anhydride), 페놀(phenol), 티올(Thiols)등이며, 환원제는 옥살산(Oxalic acid), 말론산(Malonic acid), 글루타르산(Glutaric acid), 아디프산(Adipic acid), 피멜산(Pimelic acid), 수베르산(Suberic acid), 아젤라익산(Azelaic acid), 세바스산(Sebacic acid)등을 사용할 수 있다.

이들 혼합물은 통상의 중탕 용해법을 통하여 교반하면서 액상으로 제조할 수 있다. 혼합물에 포함되는 재료의 비율은 일정한 비율로 혼합되어 제조될 수 있으며, 솔더 페이스트를 접착하고자 하는 모듈의 선폭, 전극 패드 면적, 솔더의 크기 등에 따라서 다양하게 결정할 수 있다.

아울러, 본 발명의 솔더 페이스트는 저온 솔더를 조성하는 경우에 주석(Sn), 비스무트(Bi), 은(Ag), 경화성 수지(열 경화 또는 UV경화)를 포함하여 형성할 수 있고, 고온 솔더를 조성하는 경우에 저온 솔더 페이스트에 비스무트(Bi)를 제외하고 형성할 수 있다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 인쇄회로기판이 형성되는 과정을 확인할 수 있다. 기재(210) 및 전극(220) 상에 형성되는 솔더 페이스트(230)에 열을 가하게 되면, 솔더 페이스트(230)에 포함되는 금속 성분 및 경화성 수지 성분 모두에 열이 가해지게 된다. 이 때, 재료의 특성상 금속 성분이 경화성 수지 성분보다 먼저 녹게 되며, 따라서 경화성 수지(231) 부분만 솔더층(230)의 바깥쪽으로 흘러나오게 된다.

경화성 수지는 인쇄회로기판에 열을 가하여 솔더 페이스트에 포함된 금속 성분이 용융한 후, 회로 및 솔더층의 측면부에 형성된다. 더 구체적으로, 솔더 페이스트의 금속이 녹는 온도 이상으로 일정 온도 이상으로 도달하면, 열경화가 진행되어 도 2b와 같이 전극(220) 및 솔더층(230)의 측면 부분에서 경화 후 고정된다. 본 발명의 인쇄회로기판에 150 ~ 170도의 열을 약 60 ~ 300초간 가열하게 되면, 주석(Sn)과 비스무트(Bi) 성분이 용융하여 경화성 수지가 흘러나올 수 있다.

이 때, 도 3a, 도 3b를 참조하면, 경화성 수지(233)는 도 3a와 같이 전극(220) 및 솔더층(232)의 측면에 형성될 수도 있으며, 도 3b와 같이 전극(220), 솔더층(231) 및 칩 패드(240)의 측면에까지 형성될 수도 있다.

또한, 본 발명의 경화성 수지(233)는 열경화성 수지로 이루어질 수 있다. 열경화성 수지는 표면실장(SMT) 공정에서 솔더를 녹일 때 열이 필요하기 때문에 하나의 공정으로 해결하기 위하여 사용된다. 이 때, 인쇄회로기판에 가하는 열의 온도를 조절함으로써 솔더층에 포함되는 경화성 수지 및 금속 성분을 녹이거나 경화시킬 수 있다.

이 때, 인쇄회로기판에 가하는 열에 의하여 경화성 수지의 경화가 시작되며, 경화가 시작함에 따라 유동성이 저하되어 칩 패드와 전극 간에 열경화성 수지가 측면으로 완전하게 흘러나오지 않고 잔존할 수 있다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 솔더층에 열을 가하는 경우, 경화성 수지가 빠져나감으로써 형성되는 공극에 형성됨을 확인할 수 있다. 이는 열경화성 수지가 솔더층에서 미처 빠져나가지 못하고 공극(235) 형태로 보이기 때문에, 인쇄회로기판에 어떠한 경화성 수지를 사용하였는지 확인할 수 있다.

또한, 본 발명의 경화성 수지(233)는 자외선(UV)경화성 수지로 이루어질 수 있다. 열경화성 수지의 경우, 인쇄회로기판에 열을 지나치게 많이 가하게 되면 솔더 페이스트가 액체 형태로 유지되므로 점성이 증가하여, 솔더층과 솔더 페이스트를 용융시키는 열과 경화성 수지를 고체화하는 자외선을 다른 종류로 사용하게 된다. 따라서, 자외선 경화성 수지를 사용하는 경우 표면실장(SMT) 공정에서 열경화되지 않으므로 유동성의 변화가 드러나지 않는 효과가 발생할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판의 칩 패드의 면적이 전극의 면적보다 넓은 실시예를 나타낸 것이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 인쇄회로기판의 다른 실시예를 확인할 수 있다. 솔더층을 이용하여 인장 강도 및 휨에 의한 고정성을 확보하는 경우, 경화성 수지량을 상대적으로 토출시키기 위하여, 칩 패드(340)의 면적을 전극(320)의 면적 대비하여 더 넓게 형성할 수 있다. 이 때, 솔더층의 면적은 칩 패드의 면적과 동일하게 형성할 수 있다.

더 구체적으로, 칩 패드의 면적은 전극의 면적에 대비하여 150% 내지 200% 더 넓게 형성할 수 있다. 예를 들어, 칩 패드(340)와 전극(330)의 끝부분 간격(341, X)이 10um 차이가 나도록 설정하여, 칩 패드의 면적을 더 넓게 형성할 수 있다.

따라서, 칩 패드의 패드 사이즈보다 전극 패드 사이즈를 작게 설계함으로써, 경화성 수지가 더 많이 나올 수 있도록 유도할 수 있다. 칩 패드(340)와 전극(320) 사이에 경화성 수지가 형성될 수 있는 공간을 만들어, 경화성 수지와 기재(310)가 접촉하는 면적을 더 넓게 형성하도록 한다. 따라서, 기재와 칩 패드, 전극의 접착력을 효율적으로 향상시킬 수 있다.

도 6a, 도 6b는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 인쇄회로기판의 경화성 수지가 전극 및 솔더층을 전체적으로 감싸며 형성되는 실시예를 나타낸 것이다.

도 6a, 도 6b를 참조하면, 본 발명의 인쇄회로기판은 경화성 수지(433, 434)가 전극(421, 422) 및 솔더층(431, 432)을 감싸며 형성되어, 기재(410) 과 전극(421, 422)의 접착력을 향상시킬 수 있다. 상술한 바와 같이 본 발명의 경화성 수지(433, 434)는 솔더층(431, 432)에 포함되어 있으므로, 전극 및 솔더층의 측면에 형성될 뿐만 아니라 경화성 수지의 비율과 양에 따라서 전극과 솔더층을 모두 덮는 형태로 형성될 수도 있다.

한편, 도 6b에 개시된 실시예와 같이, 경화성 수지(433, 434)는 칩 패드(441, 442)까지 전체적으로 감싸며 형성될 수 있다. 이 때, 경화성 수지가 전극(421, 422), 솔더층(431, 432), 칩 패드(441, 442)를 모두 포함함으로써, 기재(410) 상에 형성되는 모든 부품들의 이탈을 강력하게 방지할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 실장 모듈은, 기재, 상기 기재 상에 형성되는 전극, 상기 전극 상에 형성되는 솔더층, 상기 전극 및 상기 솔더층의 측면부에 형성되는 경화성 수지, 상기 솔더층 상에 배치되어, 칩과 상기 솔더층을 전기적으로 연결하는 칩 패드, 상기 칩 패드 상에 배치되는 칩을 포함할 수 있다.

상술한 본 발명의 인쇄회로기판은 칩 패드 상에 형성된 칩을 통하여 부품을 실장한 모듈로 구현될 수 있으며, 다양한 전자 부품을 인쇄회로기판상에 형성할 때 본 발명의 솔더층 및 경화성 수지가 접착력을 향상시킬 수 있다.

이 때, 솔더층을 형성하는 단계는, 주석(Sn) 30 내지 40wt%, 비스무트(Bi) 50 내지 60wt%, 에폭시(EPOXY) 10 내지 20wt%의 비율의 솔더 페이스트로 형성할 수 있다. 특히, 바람직하게는 주석(Sn) 40wt%, 비스무트(Bi) 50wt%, 에폭시 10wt%의 조성비를 가지고 형성되어, 최적의 솔더 페이스트를 통해 솔더층을 만들 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 본 발명의 인쇄회로기판은 주석(Sn), 비스무트(Bi), 에폭시(EPOXY)를 혼합한 솔더층을 가열하여 금속 부분이 먼저 용융하도록 한 후, 용융한 금속 부분에 흘러나온 에폭시가 솔더층 또는 전극의 측면부에 경화성 수지로 형성된다. 이 때, 인쇄회로기판에 열을 가하는 단계는, 150 내지 170 ℃의 온도를 60 내지 300초간 열을 가할 수 있다.

이어, 가열이 더 진행되는 경우 경화성 수지는 열경화 또는 자외선 경화를 통하여 고형화 되며, 기재과 솔더층 또는 전극의 접착력을 향상시킨다. 경화성 수지가 열경화성 수지인 경우, 솔더층의 금속 부분이 용융하는 온도보다 더 높은 온도를 일정 시간동안 유지하면, 흘러나온 열경화성 수지가 고형화한다. 이 때, 솔더층에서 에폭시(EPOXY)가 빠져나온 자리에 공극이 형성되어 외형상으로 확인 가능하며, 솔더층을 형성한 솔더 페이스트에 열경화성 수지가 포함되어 있었는지 여부를 확인할 수 있다. 경화성 수지가 UV 경화성 수지인 경우, 인쇄회로기판에 열을 가하여 금속 부분이 용융한 후 UV 광을 조사하여 경화성 수지를 고형화한다.

위에서 설명된 본 발명의 실시 예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 이들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 대한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있을 것이며, 이러한 수정 및 변경은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

110 : 종래 기재
120 : 종래 전극
130, 131 : 종래 솔더층
132 : 종래 송진(Flux)
140 : 종래 칩 패드
210, 310, 410 : 기재
220, 320, 421, 422 : 전극
230, 232, 330, 431, 432 : 솔더층
231, 233, 234, 433, 434, 435, 436 : 경화성 수지
235 : 공극
240, 340 ,441, 442 : 칩 패드
443 : 칩

Claims

기재;
상기 기재 상에 형성되는 전극;
상기 전극 상에 형성되는 솔더층; 및
상기 전극 및 상기 솔더층의 측면부에 형성되는 경화성 수지;
를 포함하고,
상기 솔더층 상에 칩 패드가 배치되는 인쇄회로기판에 있어서,
상기 칩 패드의 면적은 상기 전극의 면적에 대비하여 더 넓으며,
상기 솔더층은,
주석(Sn) 30 내지 40wt%, 비스무트(Bi) 50 내지 60wt%, 에폭시(EPOXY) 10 내지 20wt%를 혼합한 솔더 페이스트이고,
상기 경화성 수지는,
상기 전극, 솔더층 및 칩 패드의 외부 노출면 전부를 감싸며 형성되는,
인쇄회로기판.
제 1항에 있어서,
상기 기재는,
연성 기재인 인쇄회로기판.
삭제
삭제
삭제
제 1항에 있어서,
상기 경화성 수지는,
열경화성 수지 또는 자외선(UV) 경화성 수지인 인쇄회로기판.
제 6항에 있어서,
상기 경화성 수지는 열경화성 수지이고, 상기 솔더층은 공극을 포함하는 인쇄회로기판.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 칩 패드의 면적은 상기 전극의 면적에 대비하여 150% 내지 200% 넓은 인쇄회로기판.
삭제
기재;
상기 기재 상에 형성되는 전극;
상기 전극 상에 형성되는 솔더층;
상기 전극 및 상기 솔더층의 측면부에 형성되는 경화성 수지; 및
상기 솔더층 상에 배치되어, 칩과 상기 솔더층을 전기적으로 연결하는 칩 패드;
상기 칩 패드 상에 배치되는 칩;
를 포함하는 인쇄회로기판 실장 모듈에 있어서,
상기 칩 패드의 면적은 상기 전극의 면적에 대비하여 더 넓으며,
상기 솔더층은,
주석(Sn) 30 내지 40wt%, 비스무트(Bi) 50 내지 60wt%, 에폭시(EPOXY) 10 내지 20wt%를 혼합한 솔더 페이스트이고,
상기 경화성 수지는,
상기 전극, 솔더층 및 칩 패드의 외부 노출면 전부를 감싸며 형성되는,
인쇄회로기판 실장 모듈.
기재에 전극을 형성하는 단계;
상기 전극 상에 솔더층을 형성하는 단계;
상기 솔더층 상에 칩 패드를 형성하는 단계;
인쇄회로기판에 열을 가하는 단계;
상기 솔더층의 일부가 용융하여, 상기 전극 및 상기 솔더층의 측면부에 경화성 수지가 형성되는 단계;
를 포함하는 인쇄회로기판의 제조 방법에 있어서,
상기 칩 패드의 면적은 상기 전극의 면적에 대비하여 더 넓으며,
상기 솔더층은,
주석(Sn) 30 내지 40wt%, 비스무트(Bi) 50 내지 60wt%, 에폭시(EPOXY) 10 내지 20wt%를 혼합한 솔더 페이스트이고,
상기 경화성 수지는,
상기 전극, 솔더층 및 칩 패드의 외부 노출면 전부를 감싸며 형성되는,
인쇄회로기판의 제조 방법.
삭제
제 12항에 있어서,
상기 인쇄회로기판에 열을 가하는 단계는,
150 내지 170℃의 온도를 60 내지 300초간 열을 가하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
제 12항에 있어서,
상기 경화성 수지는 열경화성 수지이고,
인쇄회로기판에 가한 열보다 더 높은 열을 가하여, 상기 열경화성 수지를 고형화하는 단계;
를 더 포함하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
제 12항에 있어서,
상기 경화성 수지는 열경화성 수지이고,
상기 솔더층에 공극이 형성되는 단계;
를 더 포함하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
제 12항에 있어서,
상기 경화성 수지는 UV경화성 수지이고,
UV를 조사하여 상기 경화성 수지를 고형화 하는 단계;
를 더 포함하는 인쇄회로기판의 제조 방법.