KR102505443B1 - 인쇄회로기판 - Google Patents

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KR102505443B1
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이진욱
오해성
김애림
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삼성전기주식회사
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    • H05K1/185—Components encapsulated in the insulating substrate of the printed circuit or incorporated in internal layers of a multilayer circuit

Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 인쇄회로기판은, 절연층; 상기 절연층 일면으로 개방된 제1 캐비티; 상기 제1 캐비티 내에, 측면이 상기 절연층과 이격되도록 형성된 절연기둥; 및 상기 제1 캐비티 내의 상기 절연기둥 제외한 영역에 형성되는 도금층을 포함한다.

Description

인쇄회로기판{PRINTED CIRCUIT BOARD}
본 발명은 인쇄회로기판에 관한 것이다.
인쇄회로기판에 실장되는 전자부품의 집적화 및 박형화가 진행됨에 따라 미세 패턴이 포함된 인쇄회로기판의 방열 특성이 중요한 이슈로 부각되고 있다. 전자부품을 포함하는 인쇄회로기판의 경우, 일정 온도 이상에서 오동작 및 불량을 일으키며, 이를 제어할 수 있는 방열구조 형성이 필요하다. 현재는 비아 형태의 방열 구조를 필(fill)도금 방식으로 제작하고 있으며, 필도금 방식으로 제조할 수 있는 방열 구조 면적에는 한계가 있다.
공개특허공보 10-2011-0029422 (공개: 2011.03.23)
본 발명은 방열 구조가 마련된 인쇄회로기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 절연층; 상기 절연층 일면으로 개방된 제1 캐비티; 상기 제1 캐비티 내에, 측면이 상기 절연층과 이격되도록 형성된 절연기둥; 및 상기 제1 캐비티 내의 상기 절연기둥 제외한 영역에 형성되는 도금층을 포함하는 인쇄회로기판이 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상하로 적층되는 복수의 절연층으로 이루어지는 인쇄회로기판에 있어서, 상기 각각의 절연층은, 상기 절연층을 관통하는 캐비티; 상기 캐비티 내에, 측면이 상기 절연층과 이격되도록 형성된 절연기둥; 및 상기 캐비티 내의 상기 절연기둥 제외한 영역에 형성되는 도금층을 포함하는 인쇄회로기판이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 A-A'단면을 나타낸 도면.
도 3은 도 1의 B-B'단면을 나타낸 도면.
도 4 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조 방법을 나타낸 도면.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 도면.
도 12는 도 1의 C-C'단면을 나타낸 도면.
도 13은 도 1의 D-D'단면을 나타낸 도면.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 도면.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 도면.
본 발명에 따른 인쇄회로기판의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 도면, 도 2는 도 1의 A-A'단면을 나타낸 도면, 도 3은 도 1의 B-B'단면을 나타낸 도면, 도 4 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 절연층(100), 제1 캐비티(200), 절연기둥(300) 및 도금층(400)을 포함한다.
절연층(100)은 수지와 같은 절연물질로 조성되는 자재로, 판상이다. 절연층(100)의 수지는 열경화성 수지, 열가소성 수지 등의 다양한 소재일 수 있으며, 구체적으로 에폭시 수지 또는 폴리이미드 등일 수 있다. 여기서, 에폭시 수지는, 예를 들어, 나프탈렌계 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 노볼락계 에폭시 수지, 크레졸 노볼락계 에폭시 수지, 고무 변성형 에폭시 수지, 고리형 알리파틱계 에폭시 수지, 실리콘계 에폭시 수지, 질소계 에폭시 수지, 인계 에폭시 수지 등일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
절연층(100)은 보강재를 함유할 수 있고, 보강재는 유리 섬유(glass cloth), 실리카 등의 무기필러(filler) 등일 수 있다. 절연층(100)은 유리 섬유가 함유된 프리프레그(Prepreg; PPG) 또는 무기필러가 함유된 빌드업 필름(build up film)일 수 있다. 이러한 빌드업 필름으로는 ABF(Ajinomoto Build-up Film) 등이 사용될 수 있다.
이 밖에도, 절연층(100)은 유전상수(Dk) 및 유전정접(Df)이 낮은 재료, 예를 들어, LCP(Liquid Crystal Polymer), PTFE(Polytetrafluoroethylene), PPE(Polyphenylene Ether), COP(Cyclo Olefin Polymer), PFA(Perfluoroalkoxy) 등으로 이루어질 수 있다.
제1 캐비티(200)는 절연층(100)의 일면으로 개방되며, 제1 캐비티(200)는 절연층(100)을 두께 방향으로 완전히 관통하지 않을 수 있다. 이하로, 제1 캐비티(200)가 절연층(100)을 두께 방향으로 일부 관통하는 경우에 대해 설명하나, 본 발명이 이러한 구조로 제한되는 것은 아니다. 제1 캐비티(200)는 CNC 가공, 레이저 가공, 포토리소그래피 공정 등으로 형성될 수 있으나 이로 제한되는 것은 아니다. 이러한 제1 캐비티(200)는 후술할 도금층(400)이 수용되는 부분이 된다.
절연기둥(300)은 제1 캐비티(200) 내에 형성되며, 절연기둥(300)의 측면은 절연층(100)과 이격된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 절연기둥(300)은 제1 캐비티(200)의 내측에 섬(island)과 같은 형태로 형성된다. 절연기둥(300)은 복수로 형성될 수 있고, 복수의 절연기둥(300)은 서로 이격되게 배치된다.
이러한 절연기둥(300)은 제1 캐비티(200) 형성 시, 절연층(100)에서 절연기둥(300)을 제외한 영역이 제거됨으로써 만들어질 수 있다. 이 경우, 절연기둥(300)은 절연층(100)과 동일한 재료로 형성될 수 있다. 또한, 절연기둥(300)의 높이는 절연층(100) 두께와 실질적으로 동일할 수 있다. 여기서 실질적으로 동일하다는 것은 허용 오차를 포함한 개념이다.
그러나, 절연기둥(300)이 반드시 절연층(100)과 동일한 재료로 형성될 필요는 없고, 절연기둥(300)이 별도로 제작된 후에 제1 캐비티(200) 내에 부착될 수 있고, 이 경우에는 절연층(100)과 절연기둥(300)이 서로 다른 재료로 형성될 수 있다.
절연기둥(300)은 상면과 하면이 있는 기둥 형상이며, 그 하면은 제1 캐비티(200) 저부에 접촉된다. 또한, 절연기둥(300)의 상면과 하면의 형상에는 제한이 없으며, 사각형, 원형, 다각형 등 다양할 수 있고, 도 1에 도시된 바와 같이, 절연기둥(300)의 횡단면의 형상은 꼭짓점 또는 뾰족한 지점을 포함할 수 있고, 모서리는 곡선일 수 있다. 절연기둥(300)의 횡단면의 모서리가 곡선인 경우, 절연기둥(300)의 측면이 내측으로 함몰된 곡면일 수 있다.
절연기둥(300)은 도금액에 함유된 도금억제제(A)가 흡착되어 도금을 억제할 수 있고, 이에 따라 제1 캐비티(200) 내에서 측면 방향으로의 도금이 억제되고 제1 캐비티(200) 저면에서 상방향으로 도금이 이루어질 수 있다.
제1 캐비티(200) 내에서 절연기둥(300)이 차지하는 면적(부피)은 최소인 것이 바람직하며, 이는 도금층(400)의 면적(부피)을 최대화하기 위함이다. 상술한 것처럼 절연기둥(300)의 횡단면의 모서리가 곡선이고, 절연기둥(300)의 측면이 내측으로 함몰된 곡면인 경우, 절연기둥(300)은 뾰족한 지점을 가지면서 절연기둥(300)의 면적(부피)을 최소화할 수 있다. 또한, 이러한 뾰족한 지점에서 도금억제제(A) 흡착율이 높을 수 있다.
도금층(400)은 제1 캐비티(200) 내에 형성되며, 제1 캐비티(200)를 충전하되, 절연기둥(300)을 제외한 영역을 충전한다. 도금층(400)은 금속으로 이루어질 수 있고, 방열 특성 향상을 위해 열전도율이 높은 금속으로 이루어질 수 있다. 또는 도금층(400)은 인쇄회로기판의 회로와 동일한 금속으로 이루어질 수 있다.
도금층(400)은 시드층을 포함할 수 있고, 시드층은 무전해도금으로 형성되는 무전해도금층(410)으로, 2um 이하의 두께를 가질 수 있다. 또한, 도금층(400)은 전해도금층(420)을 포함할 수 있고, 전해도금층(420)은 무전해도금층(410) 상에 형성된다. 시드층(무전해도금층(410))은 제1 캐비티(200)의 측면과 저부, 그리고 절연기둥(300)의 측면에 전면적으로 형성되며, 전해도금층(420)은 무전해도금층(410)을 인입선으로 하여 전해도금 방식으로 형성된다.
제1 캐비티(200) 내에서 도금층(400)이 차지하는 부피는 절연기둥(300)이 차지하는 부피보다 훨씬 크다. 횡단면적을 고려하더라도, 도금층(400)이 차지하는 면적은 절연기둥(300)이 차지하는 면적보다 훨씬 크다. 이는 도금층(400)이 방열 기능을 하며, 절연기둥(300)은 도금층(400) 형성을 보조하는 구조물로, 최소한의 면적만 필요하기 때문이다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판은 제2 캐비티(500), 전자소자(600) 등을 더 포함할 수 있다.
제2 캐비티(500)는 절연층(100)의 타면으로 개방되며, 제1 캐비티(200)와 반대 쪽에 위치한다. 제1 캐비티(200)가 절연층(100)의 두께 중 일부를 차지하고, 제2 캐비티(500)가 절연층(100)의 두께 중 나머지를 차지하며, 제1 캐비티(200)와 제2 캐비티(500)는 서로 겹치도록(연통되도록) 형성된다. 제1 캐비티(200)의 횡단면적과 제2 캐비티(500)의 횡단면적은 서로 동일하거나, 제1 캐비티(200)의 횡단면적이 제2 캐비티(500)의 횡단면적보다 클 수 있다. 제1 캐비티(200)와 제2 캐비티(500)가 서로 접하면 제2 캐비티(500)가 도금층(400)과 접하게 된다. 이에 따라, 제1 캐비티(200)에 형성되는 도금층(400)과 제2 캐비티(500)에 실장되는 전자소자(600)가 접촉됨으로써 전자소자(600)에서 발생하는 열이 도금층(400)을 통하여 방출될 수 있다.
전자소자(600)는 제2 캐비티(500)에 실장되는 소자로, 수동소자, 능동소자, 집적회로 등을 포함할 수 있다. 전자소자(600)가 접착제로 제2 캐비티(500)에 실장되는 경우에는 전자소자(600)가 도금층(400)과 접착제를 사이에 두고 접할 수 있다. 이 경우, 접착제는 열 전도율이 큰 도전성 접착제일 수 있다.
도 4 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조 방법을 설명하도록 한다.
도 4를 참조하면, 절연층(100)에 제1 캐비티(200) 및 절연기둥(300)이 형성된다. 제1 캐비티(200)와 절연기둥(300)은 CNC 가공, 레이저 가공 등을 통하여 형성될 수 있고, 절연기둥(300) 영역을 제외한 부분이 가공됨에 따라 제1 캐비티(200)가 형성될 수 있다. 또한, 절연층(100)이 감광성인 경우, 노광 및 현상을 포함하는 포토리소그래피 공정을 통해 제1 캐비티(200)가 형성될 수 있다.
도 5는 도 4의 C-C'단면을 나타낸 도면이다. 도 6 내지 도 10에서도 C-C'의 단면 상태가 도시된다. 도 5를 참조하면, 제1 캐비티(200)는 절연층(100)을 두께 방향으로 전체를 관통하지 않고, 일부만을 관통하며, 절연기둥(300)의 측면은 절연층(100)과 이격되고, 복수의 절연기둥(300)이 서로 이격되게 배치된다.
도 6을 참조하면, 시드층으로서 무전해도금층(410)이 형성된다. 무전해도금층(410)은 제1 캐비티(200) 측면, 저부 그리고 절연기둥(300)의 측면에 형성되며, 절연층(100)의 일면에도 형성된다. 즉, 무전해도금층(410)은 제1 캐비티(200) 및 절연기둥(300)이 형성된 절연층(100) 전면(全面)에 형성된다. 무전해도금층(410)은 구리, 티타늄 등의 금속으로 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 제1 캐비티(200) 내의 무전해도금층(410) 상에 전해도금층(420)이 형성된다. 전해도금층(420)은 전해도금 방식으로 형성될 수 있고, 구리 등의 금속으로 형성될 수 있다. 무전해도금층(410) 형성 사용되는 도금액에는 도금억제제(A)가 함유되어 있고, 이러한 도금억제제(A)는 특정 영역에서의 무전해도금층(410) 형성을 억제한다. 도금억제제(A) 대부분은 절연층(100)의 일면에 위치하는 절연층(100)의 표면과 절연기둥(300)의 표면(도 7 상에서 절연층(100)의 상면과 절연기둥(300)의 상면)에 흡착되고, 제1 캐비티(200) 내부에는 거의 흡착되지 않는다. 이는, 절연층(100) 중 도금액과 먼저 접하게 되는 표면에 도금억제제(A) 흡착률이 높고, 도금액의 진입 깊이가 깊을수록 도금억제제(A) 흡착률이 떨어지기 때문이다. 그 결과, 도 7에 도시된 것과 같이, 절연층(100)의 일면과 절연기둥(300)의 (대부분의) 측면을 제외한 표면에 도금억제제(A)가 흡착되며, 이 과정에서, 도금억제제(A)의 일부는 절연층(100)의 상면과 절연기둥(300)의 상면과 매우 가까운 제1 캐비티(200) 및 절연기둥(300)의 측면에 흡착될 수 있다. 이러한 도금억제제(A)의 영향으로 무전해도금층(410)의 측방향 성장이 억제되며, 도금억제제(A)의 영향이 거의 없는 상방향 성장은 유지된다. 따라서, 무전해도금층(410)은 제1 캐비티(200) 저면에서 상방향으로 성장되며, 도금층(400)의 측방향 성장이 억제되므로 도금층(400)의 딤플(dimple)도 발생하지 않고, 성장하는 도금층(400)의 두께는 비교적 균일하다. 이러한 방식으로 도금층(400)을 형성하면, 비대한 면적 상에서 도금층(400) 성장이 균일하게 이루어질 수 있고, 큰 규모(부피)의 도금층(400) 형성도 가능하다.
도 8을 참조하면, 무전해도금층(410)의 성장이 완료된다. 무전해도금층(410)은 상방향 성장을 통해 절연층(100)의 일면까지 성장할 수 있다.
도 9를 참조하면, 무전해도금층(410)이 제거된다. 무전해도금층(410)은 플래시 에칭 등을 통하여 제거되며, 이 과정에서, 도금억제제(A)도 제거되며, 전해도금층(420)의 최상부 일부가 제거됨에 따라 도금층(400)의 두께 편차가 감소된다.
도 10을 참조하면, 제2 캐비티(500)가 형성되고, 전자소자(600)가 실장된다. 제2 캐비티(500)는 도금층(400)이 제2 캐비티(500)를 통해 노출되도록 형성되며, 전자소자(600)는 도금층(400)과 맞닿게 실장된다. 그 결과, 전자소자(600)에서 발생한 열은 도금층(400)으로 전달된다. 다만, 전자소자(600)가 접착제를 통해 제2 캐비티(500) 내에 실장될 수 있고, 이 경우에는 전자소자(600)가 도금층(400)과 직접 접촉되지 않고 접착제를 개재하여 접할 수 있다. 다만, 이 경우에도 접착제가 열 전도에는 기여할 수 있도록 도전성 접착제가 사용될 수 있다. 결국, 어떠한 경우에서도 전자소자(600)에서 발생하는 열은 도금층(400)으로 전달된다.
한편, 제2 캐비티(500)가 반드시 도금층(400) 형성 후에 형성될 필요는 없다. 제1 캐비티(200)와 제2 캐비티(500)가 먼저 형성된 후에 도금층(400)이 형성될 수 있고, 필요에 따라, 제1 캐비티(200)와 제2 캐비티(500) 사이에는 절연층(100) 일부가 잔류할 수 있다. 다만, 이 경우에도 절연층(100)의 잔류하는 상기 일부가 열 전달을 방해하지 않도록 최소한의 두께를 가져야 할 것이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 도면, 도 12는 도 1의 C-C'단면을 나타낸 도면, 도 13은 도 1의 D-D'단면을 나타낸 도면이다. 도 11 내지 도 13을 참조한 인쇄회로기판에는 도 1 내지 도 10을 참조한 설명이 그대로 적용될 수 있다. 따라서, 도 1 내지 도 10을 참조한 설명과 중복되는 내용에 대해서는 간략하게 하되, 설명되지 않은 부분이 본 실시예에서 제외되는 것은 아니다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 절연층(100), 제1 캐비티(200), 절연기둥(300) 및 도금층(400)을 포함하고, 금속구조물(700)을 더 포함할 수 있다.
절연층(100)은 수지와 같은 절연물질로 조성되는 자재로, 판상이다. 절연층(100)의 수지는 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명한 바와 같다.
제1 캐비티(200)는 절연층(100)의 일면으로 개방되며, 제1 캐비티(200)는 절연층(100)을 두께 방향으로 완전히 관통하지 않을 수 있다. 필요에 따라, 제1 캐비티(200)는 절연층(100)을 완전히 관통할 수 있다. 이하로, 제1 캐비티(200)가 절연층(100)을 두께 방향으로 일부 관통하는 경우에 대해 설명하나, 본 발명이 이러한 구조로 제한되는 것은 아니다. 완전히 제1 캐비티(200)는 CNC 가공, 레이저 가공, 포토리소그래피 공정 등으로 형성될 수 있으나 이로 제한되는 것은 아니다.
절연기둥(300)은 제1 캐비티(200) 내에 형성되며, 절연기둥(300)의 측면은 절연층(100)과 이격된다. 즉, 도 12에 도시된 바와 같이, 절연기둥(300)은 제1 캐비티(200)의 내측에 섬(island)과 같은 형태로 형성된다. 절연기둥(300)은 복수로 형성될 수 있고, 복수의 절연기둥(300)은 서로 이격되게 배치된다.
절연기둥(300)은 절연층(100)과 동일한 재료로 형성될 수 있다. 또한, 절연기둥(300)의 높이는 절연층(100) 두께와 실질적으로 동일할 수 있다. 절연기둥(300)이 반드시 절연층(100)과 동일한 재료로 형성될 필요는 없고, 절연층(100)과 절연기둥(300)이 서로 다른 재료로 형성될 수 있다.
절연기둥(300)은 상면과 하면이 있는 기둥 형상이며, 그 하면은 제1 캐비티(200) 저부에 접촉된다. 또한, 절연기둥(300)의 상면과 하면의 형상에는 제한이 없으며, 사각형, 원형, 다각형 등 다양할 수 있고, 절연기둥(300)의 횡단면의 형상은 꼭짓점 또는 뾰족한 지점을 포함할 수 있고, 모서리는 곡선일 수 있다. 절연기둥(300)의 횡단면의 모서리가 곡선인 경우, 절연기둥(300)의 측면이 내측으로 함몰된 곡면일 수 있다.
도금층(400)은 제1 캐비티(200) 내에 형성되며, 제1 캐비티(200)를 충전하되, 절연기둥(300)을 제외한 영역을 충전한다. 도금층(400)은 금속으로 이루어질 수 있고, 방열 특성 향상을 위해 열전도율이 높은 금속으로 이루어질 수 있다. 또는 도금층(400)은 인쇄회로기판의 회로와 동일한 금속으로 이루어질 수 있다.
도금층(400)은 시드층을 포함할 수 있고, 시드층은 무전해도금으로 형성되는 무전해도금층(410)으로, 2um 이하의 두께를 가질 수 있다. 또한, 도금층(400)은 전해도금층(420)을 포함할 수 있고, 전해도금층(420)은 무전해도금층(410) 상에 형성된다. 시드층(무전해도금층(410))은 제1 캐비티(200)의 측면과 저부, 그리고 절연기둥(300)의 측면에 전면적으로 형성되며, 전해도금층(420)은 무전해도금층(410)을 인입선으로 하여 전해도금 방식으로 형성된다.
금속구조물(700)은 도금층(400) 상에 형성되어 인쇄회로기판의 방열에 관여하는 개체의 표면적을 증가시키는 부분이다. 금속구조물(700)은 도금층(400)과 접촉되며, 절연기둥(300)을 커버하지 않는다. 절연기둥(300)이 복수로 형성되는 경우, 금속구조물(700)은 복수의 절연기둥(300) 사이에 형성될 수 있다.
도 11 및 도 12에서, 금속구조물(700)은 긴 직육면체 형상으로 도시되어 있으나, 이러한 형상으로 한정될 필요는 없다. 금속구조물(700) 역시 도금층(400)과 동일하게 도금 방식으로 형성될 수 있고, 무전해도금층(410)과 전해도금층(420)을 포함할 수 있다. 또한, 금속구조물(700)은 도금층(400)과 동일한 금속으로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 도금층(400)과 금속구조물(700) 모두 구리로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판은 제2 캐비티(500), 전자소자(600) 등을 더 포함할 수 있다.
제2 캐비티(500)는 절연층(100)의 타면으로 개방되며, 제1 캐비티(200)와 반대 쪽에 위치한다. 제1 캐비티(200)가 절연층(100)의 두께 중 일부를 차지하고, 제2 캐비티(500)가 절연층(100)의 두께 중 나머지를 차지하며, 제1 캐비티(200)와 제2 캐비티(500)는 서로 겹치도록(연통되도록) 형성된다. 제1 캐비티(200)의 횡단면적과 제2 캐비티(500)의 횡단면적은 서로 동일하거나, 제1 캐비티(200)의 횡단면적이 제2 캐비티(500)의 횡단면적보다 클 수 있다. 제1 캐비티(200)와 제2 캐비티(500)가 서로 접하면 제2 캐비티(500)가 도금층(400)과 접하게 된다. 이에 따라, 제1 캐비티(200)에 형성되는 도금층(400)과 제2 캐비티(500)에 실장되는 전자소자(600)가 접촉됨으로써 전자소자(600)에서 발생하는 열이 도금층(400) 및 금속구조물(700)을 통하여 방출될 수 있다.
전자소자(600)는 제2 캐비티(500)에 실장되는 소자로, 수동소자, 능동소자, 집적회로 등을 포함할 수 있다. 전자소자(600)가 접착제로 제2 캐비티(500)에 실장되는 경우에는 전자소자(600)가 도금층(400)과 접착제를 사이에 두고 접할 수 있다. 이 경우, 접착제는 열 전도율이 큰 도전성 접착제일 수 있다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다. 도 14 및 도 15를 참조하여 설명하는 인쇄회로기판에서는, 제1 캐비티가 절연층(100)을 두께 방향으로 모두 관통하여, 제2 캐비티가 존재하지 않는다. 이하, 제1 캐비티를 '캐비티'라 칭하고, 상술한 것과 중복되는 설명은 생략하기로 하며, 앞서 설명한 실시예와의 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
도 14를 참조하면, 캐비티(200)가 절연층(100)을 두께 방향으로 모두 관통하며, 도금층(400)의 두께도 절연층(100)의 두께와 실질적으로 동일하다. 절연기둥(300)은 도금층(400) 내측에 매립되어 있다. 절연기둥(300)의 상하면은 캐비티(200)를 통하여 노출될 수 있다.
절연층(100) 상에는 절연재(110)가 실장될 수 있고, (ⅰ)절연층(100) 상의 절연재(110) 내부에 내장되거나, (ⅱ)절연재(110) 상에 실장될 수 있다. 도 14에는 전자소자(610)가 절연재(110) 상에 실장되는 (ⅱ)의 예에 대해서 도시되어 있다. 모든 경우에 있어서, 전자소자(610)와 도금층(400)은 방열비아(800)를 통하여 연결될 수 있다.
방열비아(800)는 전자소자(610)와 도금층(400)을 연결하도록 절연재(110)를 관통하는 비아이며, 전자소자(610) 및 도금층(400)과 모두 접촉된다. 방열비아(800)는 전기신호를 전달하는 역할보다 전자소자(610)에서 발생한 열을 도금층(400)으로 전달하는 역할이 더 크다. 따라서, 방열비아(800)는 회로 영역에 형성된 일반 비아보다 더 큰 부피를 가질 수 있다. 방열비아(800)는 복수로 형성되고, 복수의 비아가 하나의 패드로 연결될 수 있으며, 절연재(110)가 복수인 경우에, 각 절연재(110)마다 방열비아(800)가 형성되고, 서로 다른 절연재(110)에 형성된 방열비아(800)들은 서로 겹치게 배열되는 스택(stack) 구조를 가질 수 있다.
도 15를 참조하면, 캐비티(200)가 절연층(100)을 두께 방향으로 모두 관통하며, 도금층(400)의 두께도 절연층(100)의 두께와 실질적으로 동일하다. 절연기둥(300)은 도금층(400) 내측에 매립되어 있다. 절연기둥(300)의 상하면은 캐비티(200)를 통하여 노출될 수 있다. 또한, 전자소자(620)는 절연층(100) 내에 실장되지 않고, 절연층(100) 상에 실장되며, 다만, 도금층(400)과 접촉되도록 배치된다.
구체적으로, 인쇄회로기판은, 상하로 적층되는 복수의 절연층(100)으로 이루어지고, 각각의 절연층(100)은, 절연층(100)을 관통하는 캐비티(200); 캐비티(200) 내에, 측면이 상기 절연층(100)과 이격되도록 형성된 절연기둥(300); 및 캐비티(200) 내의 상기 절연기둥(300) 제외한 영역에 형성되는 도금층(400)을 포함한다.
이 경우, 전자소자(620)는 복수의 절연층(100) 중 최외층(최상층 또는 최하층)에 위치하는 절연층(100')의 도금층(400) 상에 접촉되게 실장되며, 서로 다른 절연층(100)에 형성된 도금층(400)은 서로 스택되어 열 전달이 용이하도록 설계될 수 있다. 도 15에는 서로 다른 절연층(100)에 형성된 절연기둥(300)도 스택(stack)된 구조로 도시되어 있으나, 이로 제한될 필요는 없다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100, 100': 절연층
110: 절연재
200: 제1 캐비티
300: 절연기둥
400: 도금층
410: 무전해도금층
420: 전해도금층
500: 제2 캐비티
600, 610, 620: 전자소자
700: 금속구조물
800: 방열비아
A: 도금억제제

Claims (16)

  1. 절연층;
    상기 절연층 일면으로 개방된 제1 캐비티;
    상기 제1 캐비티 내에, 측면이 상기 절연층과 이격되도록 형성된 절연기둥; 및
    상기 제1 캐비티 내의 상기 절연기둥 제외한 영역에 형성되는 도금층을 포함하며,
    상기 절연기둥의 부피는 상기 도금층의 부피보다 작은 인쇄회로기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절연기둥은 상기 절연층과 동일한 절연물질로 형성되는 인쇄회로기판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절연기둥은 복수로 형성되고, 상기 복수의 절연기둥은 서로 이격되게 배치되는 인쇄회로기판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 도금층은,
    무전해도금층; 및
    상기 무전해도금층 상에 형성되는 전해도금층을 포함하고,
    상기 무전해도금층은 상기 제1 캐비티의 측면, 저면 및 상기 절연기둥의 측면에 형성되는 인쇄회로기판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 절연층의 타면으로 개방되는 제2 캐비티; 및
    상기 제2 캐비티 내에 실장되는 전자소자를 더 포함하는 인쇄회로기판.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 캐비티는 상기 도금층과 접하는 인쇄회로기판.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 절연기둥의 횡단면적은 복수의 꼭지점을 가지는 도형이고,
    상기 절연기둥의 측면은 내측으로 함몰된 곡면인 인쇄회로기판.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 도금층 상에 형성되는 금속구조물를 더 포함하는 인쇄회로기판.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 절연기둥은 복수로 형성되고,
    상기 금속구조물은 상기 복수의 절연기둥 사이에 형성되는 인쇄회로기판.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 금속구조물은 상기 도금층을 이루는 금속과 동일한 금속으로 형성되는 인쇄회로기판.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 절연층의 일면에 적층되는 절연재;
    상기 절연재의 내부 또는 상기 절연재 상에 실장되는 전자소자; 및
    상기 절연재를 관통하여 상기 전자소자와 상기 도금층을 연결하는 방열비아를 더 포함하는 인쇄회로기판.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 캐비티는 상기 절연층의 일면 및 타면으로 개방되고,
    상기 도금층의 두께는 상기 절연층의 두께와 동일한 인쇄회로기판.
  14. 상하로 적층되는 복수의 절연층으로 이루어지는 인쇄회로기판에 있어서,
    각각의 상기 절연층은,
    상기 절연층을 관통하는 캐비티;
    상기 캐비티 내에, 측면이 상기 절연층과 이격되도록 형성된 절연기둥; 및
    상기 캐비티 내의 상기 절연기둥 제외한 영역에 형성되는 도금층을 포함하며,
    평면 상에서, 상기 도금층은 상기 절연기둥의 측면을 연속적으로 둘러싸는 인쇄회로기판.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 절연층 중 최외층에 위치하는 절연층의 도금층 상에 접촉되게 실장되는 전자소자를 더 포함하는 인쇄회로기판.
  16. 제14항에 있어서,
    서로 다른 절연층에 형성된 도금층은 서로 접촉되는 인쇄회로기판.
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