KR20020077916A - 회로 기판 모듈의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

제1 회로 기판(1)의 회로 도체(2)와 제2 회로 기판(5)의 회로 도체(4)를 이방성 도전막(6), 이방성 도전 페이스트 및 접착성 수지로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 이용하여 접속하는 방법에 있어서, 상기 제1 회로 기판의 회로 도체의 패턴 폭과 상기 제2 회로 기판의 회로 도체의 패턴 폭의 차가 5∼50㎛인 회로 기판 모듈의 제조 방법에 의해, 접속용 도체의 좁은 피치에서의 접속을 가능하게 함으로써, 접속 불량을 저감하여 신뢰성이 높은 회로 기판 모듈의 제조 방법을 제공한다.

Description

회로 기판 모듈의 제조 방법{PRODUCTION METHOD OF CIRCUIT BOARD MODULE}

최근, 전자 회로는 고밀도화가 진행되고 있고, 세라믹 다층 기판이나 플렉시블 기판(FPC)을 이용하여, 회로 기판이나 디바이스의 소형화를 실현하고 있다. 지금까지 세라믹 기판이나 프린트 기판과 FPC의 접속에는 커넥터를 미리 기판에 실장해 둠으로써, 커넥터끼리 접속을 행하거나, 커넥터에 FPC를 삽입함으로써 접속을 행해 왔다. 또, 커넥터의 실장 면적이나 실장 높이를 확보할 수 없는 기판에서는 땜납을 이용하여 그 접속을 행해왔다.

여기에서 땜납을 이용한 종래의 접속 방법을 도 3을 이용하여 설명한다. 도 3에서, 1은 세라믹 기판, 2는 세라믹 기판 측의 회로 도체, 3은 접속용 땜납, 4는 FPC측의 회로 도체, 5는 FPC이다.

종래의 땜납을 이용한 세라믹 기판과 FPC의 접속 방법은, 미리 세라믹 기판의 접속용 회로 도체에 크림 땜납을 인쇄한 후, FPC를 소정의 위치에 맞추어 열 압착함으로써 행해지거나, 또는 미리 FPC측에 땜납 도금을 행하여, 상기 방법으로 열 압착함으로써 행해지고 있었다.

또, 최근에는 상기 접속 방법에 이방성 도전막이나 이방성 도전 페이스트, 또는 접착성 수지를 이용하는 것도 검토되고 있다.

여기서, 이방성 도전막 및 이방성 도전 페이스트는 수지 필름 또는 수지 페이스트에 도전 입자를 분산시켜 수지를 열 압착시킴으로써, 단일 방향으로 도전성을 갖고, 그것과 직각인 방향에는 절연성을 갖는 전기 접속을 실현하는 필름 또는 페이스트이다. 따라서, 이 이방성 도전막 또는 이방성 도전 페이스트를 이용하여 접착층을 구성하는 경우에는, FPC측의 회로 도체와 세라믹 측의 회로 도체는 이방성 도전막 또는 이방성 도전 페이스트 중의 도전 입자를 통해 전기적으로 접속된다.

한편, 내부에 도전 입자를 포함하지 않는 접착성 수지를 이용하여 접착층을 구성하는 경우에는, FPC측의 회로 도체와 세라믹 측의 회로 도체가 직접 접촉하여, 그 접촉부 주위가 접착성 수지에 의해 접착되게 된다.

그러나, 이상의 종래의 방법에서는 이하와 같은 문제가 있었다.

첫 번째로 커넥터를 이용하여 세라믹 기판과 FPC를 접속하는 경우, 커넥터 부품은 커서, 그 높이나 크기 때문에 최근의 모듈 소형화에는 현저히 불리해지고, 접속하는 회로 도체의 피치도 점점 좁아지는 현 상태에서는 매우 사용하기 어려운 방법이었다. 게다가, 접속 핀 수도 많아질수록 커넥터 부품의 가격도 높아지는 등, 고밀도, 소형화 모듈을 제조하는 데에는 비용, 성능 면에서도 문제가 있었다.

두 번째로, 땜납을 이용하여 세라믹 기판과 FPC를 접속하는 경우, 미리 세라믹 기판 측의 접속용 도체 또는 FPC측의 접속용 도체에 땜납을 행할 필요가 있는데, 이 때에 세라믹 측의 접속 도체에 크림 땜납을 인쇄법으로 행하는 방법에서는 패턴의 피치가 500㎛보다 좁아진 경우에는 실시가 매우 곤란했다. 또, FPC측의 접속용 도체에 땜납 도금을 행하는 경우에도, 상기 패턴의 피치가 500㎛보다 좁아지면 접속에 필요한 충분한 땜납량 및 정밀도를 확보하는 것은 매우 곤란하여, FPC의 비용 상승의 요인이 되고 있었다.

또, 상기 방법에서 땜납이 행해졌다고 해도, 접속하는 온도나 압력 조건에 따라 접속하는 패턴과 쇼트를 일으키는 등의 문제가 있어, 양산에서 안정된 접속 조건을 발견하는 것은 매우 곤란할 뿐 아니라, 접속 신뢰성 오차의 큰 요인이 되어 왔다.

세 번째로, 상기 접속에 이방성 도전막이나 이방성 도전 페이스트 또는 접착성 수지를 사용하여 세라믹 기판과 FPC를 접속하는 경우, 적어도 150℃ 정도의 열과 30kg/㎠ 정도의 압력이 필요하게 된다. 따라서, 좁은 피치의 접속용 도체의 경우, 세라믹 기판과 FPC의 열팽창 계수의 큰 차 하에 열 융착을 행한 경우, 열과 압력에 의해 FPC의 패턴의 피치가 변화하여, 인접하는 세라믹 측의 접속용 패턴과 쇼트를 일으키거나 하는 불량이 발생하는 등의 문제가 일어나, 세라믹 기판과 FPC의 위치 맞춤이 매우 곤란해지게 되었다.

따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 접속용 도체의 좁은 피치에서의 접속을 가능하게 함으로써, 접속 불량을 저감하여 신뢰성이 높은 회로 기판 모듈의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 세라믹 기판과 플렉시블 기판(FPC)을 이용한 고밀도 회로 기판 모듈의 제조 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 회로 기판 모듈의 제조 방법으로 제조한 회로 기판 모듈의 단면도,

도 2는 도 1의 주요부 단면도,

도 3은 종래의 회로 기판 모듈의 제조 방법으로 제조한 회로 기판 모듈의 단면도이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 회로 기판 모듈의 제조 방법은, 제1 회로 기판의 회로 도체와 제2 회로 기판의 회로 도체를 이방성 도전막, 이방성 도전 페이스트 및 접착성 수지로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 이용하여 접속하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 커넥터 등의 부품을 이용하지 않고 접속할 수 있게 되어, 커넥터를 이용하여 세라믹 기판과 FPC를 접속하는 경우에 문제가 되었던 커넥터 부품의 크기나 그 높이에 의한 폐해도 없어진다. 또, 땜납을 이용하여 접속할 때 필요했던 세라믹 기판 측의 접속용 도체 또는 FPC측의 접속용 도체에 행하는 땜납도 필요하지 않게 되어, 패턴의 피치가 500㎛보다 좁아진 경우나 접속하는 핀 수가 많아진 경우에도 충분히 대응할 수 있다.

또, 본 발명의 회로 기판 모듈의 제조 방법은, 제1 회로 기판의 회로 도체와 제2 회로 기판의 회로 도체를 이방성 도전막, 이방성 도전 페이스트 및 접착성 수지로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 이용하여 접속하는 방법에 있어서, 상기 제1 회로 기판의 회로 도체의 패턴 폭과 상기 제2 회로 기판의 회로 도체의 패턴 폭의 차가 5∼50㎛인 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 좁은 피치의 접속용 도체인 경우에도, 접속시의 열과 압력에 의한 FPC의 신장에 의한 오차를 흡수할 수 있어, FPC의 패턴의 피치의 변화에 의한 FPC 패턴과 인접하는 세라믹 측의 접속용 패턴과 쇼트를 일으키는 등의 불량을 억제할 수 있어, 세라믹 기판과 FPC와의 위치 맞춤도 현저히 쉬워진다.

또, 본 발명의 회로 기판 모듈의 제조 방법은, 상기 제1 회로 기판의 회로도체와 상기 제2 회로 기판의 회로 도체의 패턴의 피치가 20∼500㎛인 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명의 회로 기판 모듈의 제조 방법으로 제조한 회로 기판 모듈의 단면도이다. 도 1에 있어서, 1은 세라믹 기판, 2는 세라믹 기판 측의 회로 도체, 4는 FPC측의 회로 도체, 5는 FPC, 6은 이방성 도전막을 나타낸다.

도 2는 도 1의 주요부 단면도이다. 도 2에서, 1은 세라믹 기판, 2는 세라믹 기판 측의 회로 도체, 4는 FPC측의 회로 도체, 5는 FPC, 6은 이방성 도전막, 7은 이방성 도전막 중의 도전 입자를 나타낸다. 또, 도 2에서 세라믹 기판(1)의 회로 도체의 패턴 폭과 플렉시블 기판(FPC)(5)의 회로 도체의 패턴 폭의 차(a+b)를 5∼50㎛으로 하고 있다.

이하에 본 발명의 회로 기판 모듈의 제조 방법에 대해서 설명한다.

소정의 지그 또는 인식 위치 맞춤 장치를 이용하여, 접속하는 FPC측의 회로 도체와 세라믹 기판 측의 회로 도체의 위치 맞춤을 행한다. 이 때 접속되는 회로도체의 패턴의 피치는 20∼500㎛이고, 세라믹 기판의 회로 도체의 패턴 폭과 FPC의 회로 도체의 패턴 폭의 차(a + b)는 5∼50㎛이 되도록 미리 준비해둔다.

다음에, FPC와 세라믹 기판 사이에는 접속 재료로서 이방성 도전막을 설치하거나, 미리 이방성 도전 페이스트 또는 접착성 수지를 도포해 둔다. 여기에서, 이방성 도전막으로는 소니 케미컬사제 "CP7632KS" 등을 사용할 수 있고, 이방성 도전 페이스트로는 오기 화학 공업사제 "J8958" 등을 사용할 수 있고, 접착성 수지로는 에폭시계 수지 등을 사용할 수 있다.

이 때 이방성 도전 페이스트 및 접착성 수지의 도포는 세라믹 기판 측이어도 좋고, FPC측이어도 좋다. 또, 도포 방법으로는 스크린 마스크 또는 메탈 마스크를 이용한 인쇄 방법이어도 좋고, 디스펜서 방식이어도 좋다. 이와 같은 방법으로 하여 도포된 이방성 도전 페이스트 또는 접착성 수지는 50∼200℃의 온도에서 건조하여, 세라믹 기판상 도는 FPC상에 준비된다. 다음에 상기 위치 맞춤 기판과 FPC는 150∼300℃의 열과 10∼100kg/㎠의 압력 및 5∼60초의 시간으로 열 압착함으로써, 세라믹 기판과 FPC가 접속되어 회로 기판 모듈이 완성된다. 이 때의 열 압착 조건은 세라믹 기판 및 FPC의 패턴이나 기판 면적, 두께 등에 따라 다르기 때문에 상기 열 압착 조건 이외이어도 좋다.

표 1에 상기 패턴의 폭의 차(a + b)와 상기 회로 도체의 패턴의 피치의 관계를 나타낸다.

(표 1)

표 1에 도시한 바와 같이 패턴의 피치가 500㎛보다 커지면 패턴간의 공간이 넓어지게 되어, 패턴 폭의 차(a + b)가 0이 되어도 위치 어긋남에 의한 불량은 일어나지 않는다. 또, 패턴의 피치가 20㎛보다 작으면 패턴 폭의 차(a+b)를 5㎛보다 작은 값으로 관리하는 것은 곤란하고, 또 위치 어긋남에 의한 불량이 발생해 버린다. 또, 패턴 폭의 차(a + b)를 50㎛보다 크게 하면 패턴의 피치가 500㎛보다 작은 경우에 패턴간의 쇼트를 일으키는 경우가 있다. 따라서, 패턴의 피치가 20㎛에서 500㎛인 경우, 패턴 폭의 차(a + b)는 5㎛에서 50㎛의 사이에서 관리하는 것이 적합하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 회로 기판 모듈의 제조 방법은, 세라믹 기판과 플렉시블 기판(FPC)의 접속에 이방성 도전막, 이방성 도전 페이스트, 또는접착성 수지가 이용되기 때문에, 종래의 땜납 등을 이용하여 접속했을 때에 불가능했던 500㎛ 이하의 좁은 피치의 접속을 가능하게 한다.

또, 접속되는 상기 기판의 회로 도체의 패턴의 피치가 20㎛에서 500㎛이고, 세라믹 기판의 패턴과 FPC의 패턴 폭의 차가 5㎛에서 50㎛인 것에 의해, 좁은 피치의 접속용 도체의 경우에서도, 접속시의 열과 압력에 의한 FPC의 신장에 의한 오차를 흡수할 수 있어, FPC의 패턴의 피치의 변화에 의한 FPC의 패턴과 인접하는 세라믹 측의 접속용 패턴과의 쇼트를 일으키는 등의 불량을 억제할 수 있어, 세라믹 기판과 FPC의 위치 맞춤도 현저하게 용이해진다.

Claims (3)

1. 회로 기판 모듈의 제조 방법에 있어서,

   제1 회로 기판의 회로 도체와 제2 회로 기판의 회로 도체를 이방성 도전막, 이방성 도체 페이스트 및 접착성 수지로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 이용하여 접속하는 것을 특징으로 하는 회로 기판 모듈의 제조 방법.
2. 회로 기판 모듈의 제조 방법에 있어서,

   제1 회로 기판의 회로 도체와 제2 회로 기판의 회로 도체를 이방성 도전막, 이방성 도전 페이스트 및 접착성 수지로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 이용하여 접속하는 방법으로서, 상기 제1 회로 기판의 회로 도체의 패턴 폭과 상기 제2 회로 기판의 회로 도체의 패턴 폭의 차가 5∼50㎛인 것을 특징으로 하는 회로 기판 모듈의 제조 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 제1 회로 기판의 회로 도체와 상기 제2 회로 기판의 회로 도체의 패턴의 피치가 20∼500㎛인 것을 특징으로 하는 회로 기판 모듈의 제조 방법.