KR20020023888A - 다층인쇄회로기판 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부정합 발생을 방지하고 고정도를 갖는 다층의 인쇄회로기판을 제조하기 위한 다층인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

이를 위한 다층인쇄회로기판은, 다층인쇄회로기판에 있어서, 기판을 이루는 각 박판 내층의 둘 이상의 가이드 홀 상하부에 형성되며, 외부에서 공급되는 열원에 의해 열이 기판 중심부로 전달되도록 상기 가이드 홀의 직경보다 더 큰 직경의 동박이 형성되도록 한다.

따라서, 다층인쇄회로기판을 제작하기 위한 박판에 열전도용 동박을 형성하고 각 박판을 예열한 후 압착함으로써, 박판 전체적으로 열이 고르게 전달되고, 각 박판간의 틀어짐이 발생되지 않으며, 최종적으로 부정합이 발생되지 않아서 정밀하고 품질좋은 다층의 인쇄회로기판을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Description

다층인쇄회로기판 및 그 제조 방법{Multilayer printed circuit board and manufacturing method}

본 발명은 다층인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부정합 발생을 방지하며, 양질의 다층 회로기판을 제조하기 위한 다층인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 인쇄회로기판은 각종 열경화성 합성수지로 이루어진 보드의 일면 또는 양면에 동선으로 배선한 후 보드 상에 IC 또는 전자부품들을 배치 고정하고 이들간의 전기적 배선을 구현하여 절연체로 코팅한 것이다.

전자부품의 발달로 회로도체를 중첩하여 만드는 다층 인쇄회로기판이 개발된 이래, 최근에는 다층 인쇄회로기판의 고밀도화에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 그 중에서도 빌드업(build-up) 다층 인쇄회로기판이 개발되어 널리 사용되고 있다.

이러한 다층 인쇄회로기판을 제작하기 위한 방법으로는 프리-멀티 프로세스(Pre-multi process)가 있다.

도 1을 참조하면, 상기 프리-멀티 프로세스는, 먼저 원자재 메이커에서 준비된 동박 적층판을 작업제품의 사양 및 효율에 맞게 커팅하여 내층재단을 형성하고(S2), 재단된 제품에 구성될 회로의 형상을 형성시키는 공정을 수행한다(S4). 동박을 부식하여 회로를 형성하는 공정이 진행되면(S6) 본딩시트(Bonding Sheet)의 접착을 높이기 위해 동의 표면에 화학적으로 처리하여 조도를 발생시키는 공정이 진행된다(S8).

준비된 내층의 사이사이에 본딩 시트를 넣고 제품사양에 맞춰서 내층끼리 고정하는 레이업(Lay-up) 준비공정을 수행하면(S10), 외층 동박과의 사이에 본딩 시트를 넣고 각 패널간 위치를 정합하는 레이업 공정이 수행된다(S12). 그리고, 일정한 압력과 열로 레이업 및 레이업 준비시의 본딩시트를 접합하는 프레스(Press) 공정이 수행되고(S14), 그 후 다음 공정을 위해 방향 및 가이드를 삽입하는 후처리 공정이 진행된다(S16).

상기한 프리-멀티 프로세스에서 적용될 수 있는 여러 가지 레이업 준비의 방법 및 장단점을 파악하고자 한다.

먼저, 4층의 적층방법인 매스 라미네이션(Mass Lamination)에 대해 설명한다. 위에 설명된 공정을 통해 내층 원판(16) 1장에 2층과 3층의 동판(162, 160)이 구성되면 전,후면에 프리프레그(Prepreg, 12, 14, 18, 20)) 등의 본딩 시트를 넣고 최상 및 최하층에 동판(10, 22)을 놓은 후 프레스(Press) 하여 제품을 4층으로 만든다. 이와 같은 공법을 매스 라미네이션이라 한다. 매스 라미네이션은 양산이 가능하지만 6층 이상의 제품에서는 2, 3층과 4, 5층의 정합 문제가 있어서 아래와 같은 방법을 사용한다.

첫째로, 핀 라미네이션(Pin Lamination) 법으로 6층 이상의 다층 제품을 적층하기 위한 방법으로 일정한 틀에 핀을 세워서 2, 3층 PP 4, 5층을 적층하는 방법이나 각 Work Size 별 치구가 필요하고 정도가 높은 반면 생산성이 낮다. 둘째로,Rivet 법으로 핀 라미네이션법이 생산성이 떨어지는 것에 비해 리벳을 고정한 후 매스 라미네이션 하는 방법으로 생산성은 높으나 정도가 떨어진다. 마지막으로, 본딩 법은 내층간 본딩 시트를 상하에서 열과 압력으로 접합한 후 적층하는 방법으로 생산성과 정도는 비교적 높으나 고다층(10층 이상)의 적층이 어렵다.

이와 같이 종래의 매스 라미네이션에 의해 제조되는 인쇄회로기판에서는 층간에 부정합이 발생되므로 정도가 높은 다층인쇄회로기판을 제조하기가 어려운 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 각 층간에 열원에 의해 열이 공급되어서 예열에 의해 층간 접합이 정밀하게 이루어져서 각 층간의 부정합이 발생되는 것을 방지하며, 정도가 높은 다층인쇄회로기판을 제조하기 위한 다층인쇄회로기판 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 다층의 인쇄회로기판을 형성하기 위한 프리-멀티 공정을 나타내는 공정도이다.

도 2는 종래의 레이업 적층을 보여주기 위한 도면이다.

도 3은 본 발명에 의한 다층인쇄회로기판의 열전도용 동박이 형성되어 있는 내층 박판의 개략적인 평면 형상을 보여주는 도면이다.

도 4는 도 3의 열전도용 동박과 열공급용 툴의 크기를 보여주기 위한 단면도이다.

도 5는 본 발명에 의한 박판이 적층되어 다층인쇄회로기판을 형성하는 예를 보여주는 도면이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 22, 160, 162 : 동판 12, 14, 18, 20 : 프리프레그

16, 30 : 내층 원판 32 : 열전도용 동박

34 : 가이드 홀 36 : 내부회로 영역

38, 40 : 열공급용 툴 42, 44 : 히터

100 : 다층인쇄회로기판

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다층인쇄회로기판은, 다층인쇄회로기판에 있어서, 기판을 이루는 각 박판 내층의 둘 이상의 가이드 홀 상하부에 형성되며, 외부에서 공급되는 열원에 의해 열이 기판 중심부로 전달되도록 상기 가이드 홀의 직경보다 더 큰 직경의 동박이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다층인쇄회로기판의 제조 방법은, 다층인쇄회로기판의 제조 방법에 있어서, 내층의 동박 적층판에 내층 회로 패턴을 형성함과 동시에 정합을 위한 기준홀이 형성되는 위치에 상기 기준홀을 포함하는 직경을 갖는 열전도용 동박패턴이 형성되도록 한 것을 특징으로 한다.

이때 상기 동박패턴은 상기 기준홀의 직경보다 더 크게 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다층인쇄회로기판의 제조 방법은, 다층인쇄회로기판의 제조 방법에 있어서, 내층용으로 사용되는 동박 적층판을 마련하는 단계와; 상기 동박 적층판에 내층 회로 패턴을 형성함과 동시에 열전도용 동박패턴을 동박 적층판의 주변부 상하 동일한 위치에 패터닝(Patterning)하는 단계와; 식각에 의해 상기 내층 회로 패턴 및 열전도용 동박패턴을 구현하는 단계와; 상기 열전도용 동박패턴의 중심을 관통하는 기준홀을 형성하는 단계와; 상기 열전도용 동박패턴이 형성되어 있는 복수개의 박판을 기준홀에 맞추어 정렬하고, 상기 기준홀에 열공급용 툴을 삽입하는 단계; 그리고, 상기 열공급용 툴이 상기 열전도용 동박패턴에 소정 시간동안 열을 공급하여 정합이 이루어짐과 동시에 각 박판을 압착하는 단계를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 다층인쇄회로기판을 제작하는데 있어서, 내층의 박판 양면에 열전달용 패턴을 형성함으로써 각 층간의 정합이 용이하게 이루어진 후 가압하여 기판을 완성하기 위한 것이다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 다층인쇄회로기판에서 내층의 박판(30)에 열전달용 동박(32)이 형성되어 있는 것을 보여주는 도면이 개시되어 있다.

박판(30)에는 중앙부에 회로가 인쇄되어 있는 내부회로 영역(36)을 구비하고 있고, 그 외측 주변부에는 각 박판(30)들을 적층하거나 기판으로 사용될 때 실장시 사용할 수 있도록 한 가이드 홀(34)들이 복수개 형성되어 있다. 상기 가이드 홀(34)은 회로의 설계 및 기판의 크기에 따라 그 개수가 증감될 수 있으며, 위치 또한 자유자재로 설정될 수 있음은 당연하다.

이하, 본 발명에 의한 다층인쇄회로기판의 제조 방법에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 내층의 박판을 가공하는 공정을 설명한다. 박판은 상하 양면을 구성되어 있으며, 이들에 먼저 회로패턴을 형성한다. 이때 상기 회로패턴 형성과 동시에 열전도용 동박패턴도 함께 형성하여 도 3과 같이 열전도용 동박(32)이 기판의 상하면의 대칭되는 위치에 패터닝 되도록 한다. 그리고, 패터닝된 박판에 식각처리를 하여 내부회로 영역(36)에는 패터닝된 회로패턴이 구현되도록 하고, 박판(30)의 주변부에는 상기 열전도용 동박(32)이 구현되도록 한다.

이와 같이 회로패턴 및 열전도용 동박이 형성되고 별도의 스루홀(Through Hole) 등을 가공하는 등 박판처리가 마무리되면 각각의 박판(30)에 형성된 열전도용 동박(32)에 해당되는 위치의 중심을 관통하는 가이드 홀(34)을 천공한다. 상기 가이드 홀(34)은 이후에 진행되는 박판의 정렬시 정합이 이루어지도록 하는 기능과 함께 제작된 다층인쇄회로기판을 장착할 때 나사홀로도 사용될 수 있다.

가이드 홀(34)을 형성한 후에는 열전도용 동박패턴이 형성되어 있는 복수개의 박판(30)을 가이드 홀(34)에 맞추어 정렬한다. 이때 상기 가이드 홀(34)에는,도 4의 예와 같이, 열공급용 툴(38)이 삽입되면서 박판(30)의 정렬을 돕고, 일련의 정렬이 이루어진 후에는 열이 공급된다. 이때 열전도용 동박(32)에 형성된 홀의 직경(D1)은 열공급용 툴(38)의 직경(D2)보다 작게 형성된다. 그 이유는 열공급용 툴(38)로부터 공급되는 열이 열전도용 동박(32)에 최대한 공급되도록 하기 위함이다. 상기 열공급용 툴(38)은 가이드 홀(34)의 크기보다 0.5 ~ 1.0㎜ 정도로 형성한다. 또한, 상기한 직경들 D1과 D2는 서로 동일한 크기로 형성할 수도 있음은 당연하다.

도 5를 참조하면, 열공급용 툴들(38, 40)이 서로 상하 방향으로 서로 결합된 모양을 볼 수 있다. 박판(30)들이 열공급용 툴(30)에 완전히 삽입되면 열공급용 툴들(38, 40)에는 각각의 히터(42, 44)로부터 열이 공급된다. 그에 따라 가해진 열은 열전도용 동박(32)들에 공급됨과 동시에 일정한 시간이 경과하면서 박판(30)의 중심부까지 공급된다. 이로써 각각의 박판(30)에 가해진 열에 의해 박판(30)들이 각 층 사이에 충진된 수지의 유동성에 의해 일정부분 접착되고, 일정시간이 경과한 후 압력이 외부로부터 가해져서 박판의 접합이 이루어진다. 그 후 절연물질을 도포하는 등의 후처리 공정이 이루어지면 최종적인 다층인쇄회로기판이 형성된다.

이와 같은 방법, 즉 예열에 의해 미리 박판(30)들이 일정 부분 접착력을 갖게 된 후 최종적으로 가압에 의해 접착됨으로써 부정합이 발생되지 않고 정밀하고도 많은 층의 박판을 형성할 수 있어서 고층의 다층인쇄회로기판을 제작할 수 있는 이점이 있다.

따라서, 본 발명에 의하면 다층인쇄회로기판을 제작하기 위한 박판에 열전도용 동박을 형성하고 각 박판을 예열한 후 압착함으로써, 박판 전체적으로 열이 고르게 전달되고, 각 박판간의 틀어짐이 발생되지 않으며, 최종적으로 부정합이 발생되지 않아서 정밀하고 품질좋은 다층의 인쇄회로기판을 얻을 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (4)

1. 다층인쇄회로기판에 있어서,

   기판을 이루는 각 박판 내층의 둘 이상의 가이드 홀 상하부에 형성되며, 외부에서 공급되는 열원에 의해 열이 기판 중심부로 전달되도록 상기 가이드 홀의 직경보다 더 큰 직경의 동박이 형성된 것을 특징으로 하는 다층인쇄회로기판.
2. 다층인쇄회로기판의 제조 방법에 있어서,

   내층의 동박 적층판에 내층 회로 패턴을 형성함과 동시에 정합을 위한 기준홀이 형성되는 위치에 상기 기준홀을 포함하는 직경을 갖는 열전도용 동박패턴이 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 다층인쇄회로기판의 제조 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 동박패턴은 상기 기준홀의 직경보다 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 다층인쇄회로기판의 제조 방법.
4. 다층인쇄회로기판의 제조 방법에 있어서,

   내층용으로 사용되는 동박 적층판을 마련하는 단계와;

   상기 동박 적층판에 내층 회로 패턴을 형성함과 동시에 열전도용 동박패턴을 동박 적층판의 주변부 상하 동일한 위치에 패터닝(Patterning)하는 단계와;

   식각에 의해 상기 내층 회로 패턴 및 열전도용 동박패턴을 구현하는 단계와;

   상기 열전도용 동박패턴의 중심을 관통하는 기준홀을 형성하는 단계와;

   상기 열전도용 동박패턴이 형성되어 있는 복수개의 박판을 기준홀에 맞추어 정렬하고, 상기 기준홀에 열공급용 툴을 삽입하는 단계; 그리고, 상기 열공급용 툴이 상기 열전도용 동박패턴에 소정 시간동안 열을 공급하여 정합이 이루어짐과 동시에 각 박판을 압착하는 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 다층인쇄회로기판의 제조 방법.