KR20020013920A - 인쇄 회로 기판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄 회로 기판을 통하여 표면 실장 소자로부터 열을 멀리 전도시키기 위해 상기 기판에 열 비어를 배치하는 방법에 관한 것이다. 상기 인쇄 회로 기판을 형성하기 위하여 하나 이상의 구멍이 그 상측 및 하측에 있는 금속층을 포함하는 기판재에 형성된다. 플러그가 상기 구멍에서 방사적으로 팽창되게 함으로써 상기 금속층에 있는 상기 구멍의 내벽을 밀봉하도록 금속 플러그가 구멍에 압착가공되어 고정된다. 그 다음, 전기적 접속 사이트를 포함하는 도체 패턴이 상기 인쇄 회로 기판을 획득하도록 기판재에 형성된다. 또한, 본 발명은 상술한 방법에 따라 형성되는 비어를 포함하는 인쇄 회로 기판에 관한 것이다.

Description

인쇄 회로 기판{A PRINTED CIRCUIT BOARD}

예를 들면, RF 전력 트랜지스터와 같은 전력 소자를 표면 납땜하는 경우, 열 비어의 보조에 의한 기판에서의 열 전도성을 개선할 필요가 있다. 이것은, 대개 중합체(polymer) 재료인 실제 기판재가 대략 0.5W/m℃로 매우 작은 열 전도율을 갖는데 반하여, 금속 재료는 이런 특정한 경우의 800배인 대략 400W/m℃의 열 전도율을 갖기 때문이다.

현재, 열 비어는 기판재에서 소자 몸체가 납땜되는 면에 다수의 구멍을 뚫음으로써 형성된다. 이런 비어의 내부 면은, 기판 제작의 다음 단계에서, 얇은 금속층, 통상적으로는 구리층으로 피복된다. 대개 이런 얇은 구리층은 열을 기판을 통해 전도한다.

현재의 열 비어가 갖는 문제점 중의 하나는 소자 본체를 기판에 붙이는 땝납이 구멍으로 퍼져, 접합을 이루는데 필요한 땜납의 납땜 위치를 드레인(drain)하고, 소자 본체에 대하여 기판의 반대편에 땜납 방울(droplet)을 형성하는 것이다. 이런 땝납 방울이 갖는 문제점은 그것들이 기판의 아래측과 냉각기 사이의 열 접촉을 상당히 약화시킨다는 것이고, 따라서, 이런 방울을 어떻게든 제거할 필요가 있다.

본 발명은 인쇄 회로 기판에 열 비어(via)를 형성하는 방법 및, 열 비어를 포함하는 인쇄 회로 기판에 관한 것이다.

도 1은 인쇄 회로 기판 제조용 기판의 측면도.

도 2는 구멍이 형성되고 인쇄 회로 기판의 제조에 사용되는 기판의 평면도.

도 3은 열 비어가 견고하게 압착가공되어 있고, 인쇄 회로 기판의 제조에 사용되는 발명의 기판의 측면도.

본 발명의 하나의 목적은 적어도 전술한 문제점을 줄이는 것이다.

본 발명의 제1양태에 따르면, 이런 목적은 청구항 1에 따른 인쇄 회로 기판에 의해 달성된다.

본 발명에 의해 제공되는 하나의 장점은, 인쇄 회로 기판이 현재 기술에 따라 제조되는 기판에 비하여 상기 인쇄 회로 기판의 상부측으로부터 하부측으로 상당히 작은 열 저항을 갖는 것이다.

본 발명에 의해 제공되는 다른 장점은 비어의 프로빙(probing)이 비어가 완전히 밀폐될 시에 단순화되는 것이다.

본 발명에 의해 제공되는 다른 장점은, 전력 소자가 모든 다른 소자가 기판에 표면 실장됨과 동시에 표면 실장될 수 있어, 통상의 수동 실장 공정에 대한 비용을 상당히 줄일 수 있는 것이다.

본 발명에 의해 제공되는 또 다른 장점은, RF-전력 트랜지스터와 같은 소자가 인쇄 회로 기판에 직접 표면 납땜될 수 있기 때문에, 냉각기 또는 샤시(chassi)가 높은 요구조건의 표면 평탄도(flatness)를 충족시킬 필요가 없다는 것이다.

이하, 본 발명은 예시한 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다.

도 1은 인쇄 회로 기판의 제조에 사용되는 기판(1)의 측면도이다. 기판(1)은 금속화된 상면(12) 및 하면(14)이 각각 배치되어 있는 기판재(10)를 포함한다. 금속화된 상측 및 하측은 도체 패턴에 대한 기초를 형성하고, 즉, 도체 패턴은, 당업자에게 잘 알려져 본 명세서에는 상세하게 설명될 필요없는 방법에 의해 전기적으로 전도성 있는 상측 및 하측으로부터 에칭된다. 상기 기판재는, 예를 들면, FR4 또는 BT와 같이 적당하고 상업적으로 이용가능한 재료이다.

도 2는 3개의 구멍(20)을 포함하는 기판(1)을 위에서 도시한다. 구멍(20)의 크기 및 형상은 상기 구멍에 압착가공될 금속 플러그를 수용하도록 조절된다.

도 3은 금속 플러그(30)가 상기 구멍에 압착가공되어 있는 인쇄 회로 기판 (1)의 측면도이다. 상기 금속 플러그는 상기 기판재에 압착가공되고, 상기 플러그를 각 구멍(20)의 길이 방향에 대해 직각 방향으로 팽창시키도록 축방향으로 압축가공 또는 업셋(upset)된다. 플러그(30)의 팽창은 플러그를 기판재(10)의 상측 및 하측의 각각에 있는 금속층(12,14)의 내벽면에 대하여 바깥쪽으로 밀착시킨다. 상기 플러그는 기판(1)에 열 비어를 형성하고, 또한, 주변의 금속층(12,14)에 의해 단단한 면을 형성한다. 연이은 도체 패턴의 리소그래피(lighographic) 패턴 공정및 다음의 에칭 공정의 최종 결과물을 개선하기 위하여, 금속층(12,14)과 플러그(30) 사이의 높이의 어떤 차이를 제거하도록 상기 기판의 상측 및 하측을 평탄화하는 것이 필요할 수 있다.

플러그(30)는 바람직하게는 구리로 만들어진다. 상기 기판에 있는 플러그-수용 구멍(20)이 바람직하게는 원 형상일 수 있지만, 대안적으로, 사각, 삼각 또는 타원 형상일 수 있다. 각각의 플러그(30)의 형상 및 크기는 상기 기판에 있는 각각의 구멍(20)의 형상 및 크기에 적합하다. 상기 구멍은 바람직하게는 뾰족한 모서리를 포함하지 않는다.

열 전도율은 상기 도체 패턴을 형성하기 전에 부가 구리층을 상기 기판의 하측 및/또는 상측에 배치함으로써 더욱 개선될 수 있다. 이와 같은 부가층의 존재는, 다음 공정 단계에서, 화학 약품이 상기 플러그와 상기 구멍 사이에 있을 수 있는 임의의 틈으로 스며들지 않는 것을 보증한다.

도면에 도시된 기판은 2층 기판이지만, 본 발명은 단일층 기판 또는 2층보다 많은 층을 구비한 기판에도 적용될 수 있음이 이해될 것이다. 2층보다 많은 층을 포함하는 기판의 경우, 플러그는 기판재(10)의 상측 및 하측의 각각에 있는 금속층 (12,14)의 내벽면을 밀봉시키고 기판 내의 금속층은 밀폐시키지 않는다.

본 발명은 상술되고 설명되는 예시한 실시예에 제한되지 않고 변형예가 다음의 청구범위의 범위 내에서 이루어질 수 있음이 이해될 것이다.

Claims (12)

1. 인쇄 회로 기판을 통해 표면 실장 소자로부터 열을 멀리 전도시키기 위해 상기 인쇄 회로 기판에 열 비어(via)를 배치하는 방법에 있어서,

   금속층을 포함하는 하나 이상의 기판의 상측 및 하측에 하나 이상의 구멍을 형성하는 단계;

   금속 플러그를 압축가공 또는 업셋함으로써 상기 기판위의 상기 금속층에 있는 상기 구멍의 내벽에 대하여 상기 플러그를 고정 및 밀봉하도록 상기 금속 플러그를 상기 구멍에 압착가공하는 단계; 및

   상기 기판에 전기적 접속 사이트(site)를 포함하는 도전 패턴을 형성하여, 인쇄 회로 기판을 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판에 열 비어를 배치하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 금속 플러그 위 및 상기 금속 플러그에 인접한 금속층을 상기 기판의 상기 상면 및/또는 하면에 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판에 열 비어를 배치하는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 기판의 하측과 상측의 금속층 사이에 하나 이상의의 도전 패턴층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판에 열 비어를 배치하는 방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 기판에 형성되는 구멍이 원 형상인 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판에 열 비어를 배치하는 방법.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 기판에 형성되는 구멍이 사각 형상인 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판에 열 비어를 배치하는 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 금속 플러그가 구리로 만들어지는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판에 열 비어를 배치하는 방법.
7. 기판재(10), 도체 패턴, 하나 이상의 전기적 접속 사이트, 및 인쇄 회로 기판을 통해 표면 실장 소자로부터 열을 멀리 전도시키는 하나 이상의 열 비어를 구비하는 인쇄 회로 기판에 있어서,

   상기 기판은 금속 플러그(30)가 견고하게 압착가공 또는 업셋되는 하나 이상의 구멍(20)을 포함하고, 금속층이 상기 기판재(10)의 상측 및 하측의 일부의 상기플러그 주변에 형성되며, 상기 금속 플러그(30)가 상기 기판재(10)의 상측 및 하측의 상기 금속층에 있는 내벽에 대하여 밀봉되어 부착됨으로써, 상기 열 비어를 형성하도록 플러그를 구멍에 압축가공 또는 업셋하는 경우, 상기 금속 플러그(30)가 각각의 구멍(20)의 길이 방향에 대해 수직으로 팽창하는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판.
8. 제 7 항에 있어서,

   하나 이상의 다른 도체 패턴층이 상기 기판재(10)의 상기 상측과 하측 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

   상기 기판(10)에 있는 상기 구멍(20)이 원 형상인 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판.
10. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

    상기 기판(10)에 있는 상기 구멍(20)이 사각 형상인 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판.
11. 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 금속 플러그(30)는 구리로 만들어지는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로기판.
12. 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

    금속층이 상기 기판의 상측 및/또는 하측의 상기 플러그 위 및 상기 플러그에 인접하게 형성되는 것을 특징을 하는 인쇄 회로 기판.