KR20090094983A - A metal core package and a multilayer printed circuit board including the metal core package and a fabricating method of the same - Google Patents
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- H05K3/4608—Manufacturing multilayer circuits characterized by a special circuit board as base or central core whereon additional circuit layers are built or additional circuit boards are laminated comprising an electrically conductive base or core
Abstract
Description
본 발명은 메탈코어 패키지와 이를 포함하는 다층 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다층 인쇄회로기판의 제조 비용 및 제조 시간을 줄임과 동시에 방열특성과 휨 강도를 개선 시킬 수 있는 메탈코어 패키지와 이를 포함하는 다층 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a metal core package, a multilayer printed circuit board including the same, and a method for manufacturing the same. More particularly, the heat dissipation characteristics and the bending strength can be improved while reducing the manufacturing cost and manufacturing time of the multilayer printed circuit board. A metal core package, a multilayer printed circuit board including the same, and a method of manufacturing the same.
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. In general, a printed circuit board is wired to one side or both sides of a board made of various thermosetting synthetic resins, and then the IC or electronic components are disposed and fixed on the board, and the electrical wiring is implemented to be coated with an insulator.
이러한, 인쇄회로기판상에 IC 또는 전자부품을 사용하여 전자회로를 구성할 때 가장 문제가 되는 분야 중의 하나가 열이 발생되는 부품의 열에 대한 대책이다. 즉, 전자부품에 정해진 전압이 가해지면 전류가 흐르게 되고, 이것은 필연적으로 저항손실에 의한 열이 발생하게 된다. 이때 열의 발생이 미약해 자연공냉으로 동작에 지장이 없는 전자부품도 있지만, 열이 많이 발생되어 자연 공냉만으로는 한계가 있어 계속적으로 전자부품의 온도가 올라가는 발열부품들의 경우에는 온도상승으로 인한 전자부품의 오동작 및 파손이 문제되는 경우가 있고, 이러한 발열은 전체 전자제품의 신뢰성에 문제를 야기한다. One of the most problematic areas when configuring an electronic circuit using an IC or an electronic component on a printed circuit board is a countermeasure against heat of a component in which heat is generated. That is, when a predetermined voltage is applied to the electronic component, a current flows, which inevitably generates heat due to resistance loss. At this time, there are some electronic parts that do not interfere with operation due to natural air cooling due to the low heat generation.However, in the case of heat generating parts in which the temperature of electronic parts continuously increases due to a lot of heat generated, there is a limit to only natural air cooling. And breakage is sometimes a problem, such heat generation causes a problem in the reliability of the entire electronics.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 발생된 열을 방열 및 냉각시키기 위한 다양한 구조가 제안되고 있다. 예를 들어, 대한민국 실용신안공보 제20-1991-0005748호에는 방열판을 구비한 인쇄회로기판이 개시되어 있다. In order to solve this problem, various structures for heat dissipation and cooling have been proposed. For example, Korean Utility Model Publication No. 20-1991-0005748 discloses a printed circuit board having a heat sink.
그러나, 이는 방열을 위하여 별도의 추가적인 구조체를 포함하여야 하기 때문에 각종 전자제품의 슬림/미세화 추세에 적절히 대응할 수 없는 문제점이 있다. 더구나, 추가적인 구조체를 포함하기 때문에 제품의 단가가 상승하고 고장의 원인이 되는 문제점을 안고 있다. However, this requires a separate additional structure for heat dissipation, so there is a problem in that it cannot adequately cope with the slim / miniaturization trend of various electronic products. Moreover, since the additional structure is included, there is a problem that the unit cost of the product rises and causes a failure.
따라서, 이러한 문제점 없이 방열효율을 높이기 위하여 추가적인 구조체를 부가하는 대신에 인쇄회로기판 내부에 열전도도가 높은 금속을 삽입하여 방열효율을 개선하는 방법이 제안되고 있다. Therefore, a method of improving heat dissipation efficiency by inserting a metal having high thermal conductivity into a printed circuit board instead of adding an additional structure to increase heat dissipation efficiency without such a problem has been proposed.
도 1은 종래의 이러한 방열금속을 구비한 다층 인쇄회로기판의 제조공정을 나타낸 것으로서, 도 1을 참조하여 그 제조공정을 설명하면 다음과 같다. FIG. 1 illustrates a conventional manufacturing process of a multilayer printed circuit board having such a heat radiating metal. Referring to FIG. 1, the manufacturing process will be described below.
먼저, 열전도도가 높은 메탈코어(1)에 CNC 드릴을 이용하여 관통홀(2)을 가공한다(도 1a).First, the through-
다음, 메탈코어(1)에 절연재(3) 및 동박층(4)을 적층한다(도 1b). Next, the
다음, 층간 연결을 위하여 메탈코어(1)의 관통홀(2)에 기계적 가공을 통하여 비아홀(5)을 형성한다. 여기서, 비아홀(5)은 이후 동도금에 의한 비아홀(5) 내벽의 동도금층과의 절연을 위하여 메탈코어(1)의 관통홀(2)보다 작은 크기로 가공되어야 한다(도 1c).Next, the
다음, 화학 동도금 즉, 무전해 동도금 공정과 전해 동도금 공정으로 층간 연결이 되도록 비아홀(5) 내벽에 동도금층을 형성함과 아울러 노광, 현상 및 에칭에 의해 내층 회로패턴(6)을 형성한다(도 1d). Next, a copper plating layer is formed on the inner wall of the
다음, 일반적인 빌드-업(Build-Up) 공법으로 절연층(7a, 7b, 7c)과 회로층(8)을 형성하여 원하는 층수만큼 외층을 형성한다(도 1e).Next, the
이후, 외층표면 보호와 절연성을 보호하기 위하여 외층 표면에 포토레지스트층(9)을 형성하여, 다층 인쇄회로기판을 제조한다(도 1f). Thereafter, the
이러한 종래 다층 인쇄회로기판은 내층 코어로 열전도성이 우수한 메탈코어를 삽입함으로써 방열효율을 개선하고 있다. The conventional multilayer printed circuit board improves heat dissipation efficiency by inserting a metal core having excellent thermal conductivity into an inner layer core.
그러나, 종래의 다층 인쇄회로기판은 그 내부에 메탈코어(1)을 삽입하여 방열을 시도하고 있으나, 하나의 메탈코어(1)만으로는 다층 인쇄회로기판에서 발생하는 열을 방출하는데에는 한계가 있었다. However, the conventional multilayer printed circuit board attempts to dissipate heat by inserting a
또한, 종래 방식의 제조공정에 따라 다층 인쇄회로기판을 제조하기 위해서는 수차례의 적층 성형 공정 및 홀 가공 공정을 거쳐야 하며, 이에 따라 제조비용의 상승이 불가피하였다. 또한, 동일한 공정인 '홀 가공 공정, 도금 공정, 회로패턴 형성공정'이 직렬로 진행되어, 다수층의 경우에 전체 공정의 진행 시간이 증가하는 문제점이 있었다. 즉, 종래의 다층 인쇄회로기판은 기계적 가공을 이용하여 홀을 형성하고, 홀의 도금을 통해 층간 접속을 하였는데, 반복 작업으로 인한 공정의 증가 및 정합 불량에 의한 층간 접속이 문제가 되었다. In addition, in order to manufacture a multilayer printed circuit board according to a conventional manufacturing process, a plurality of lamination forming processes and hole processing processes have to be performed, thereby increasing the manufacturing cost. In addition, the same process "hole processing process, plating process, circuit pattern formation process" proceeds in series, there was a problem that the progress time of the entire process in the case of multiple layers increased. That is, in the conventional multilayer printed circuit board, holes were formed by mechanical processing, and interlayer connection was made by plating the holes. However, the increase of the process due to repetitive work and the interlayer connection due to misalignment became a problem.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 열전도도가 우수한 다수의 방열재를 부가함으로써 우수한 방열성능을 갖는 메탈코어 패키지와 이를 포함하는 다층 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to add a plurality of heat dissipating material having excellent thermal conductivity, a metal core package having excellent heat dissipation performance, and a multilayer printed circuit board including the same and its manufacture To provide a way.
본 발명의 다른 목적은 도전성 페이스트 범프를 이용하여 부분 또는 일괄 적층함으로써 '성형공정, 레이저 홀 가공 공정, 도금 공정, 회로 형성 공정'을 반복할 필요가 없는 메탈코어 패키지와 이를 포함하는 다층 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is a metal core package and a multilayer printed circuit board including the same, which do not need to repeat a molding process, a laser hole processing process, a plating process, and a circuit forming process by partially or collectively stacking the conductive paste bumps. And to provide a method for producing the same.
본 발명에 따른 메탈코어 패키지는, 제1 관통홀이 형성되고, 그 표면에 절연막이 형성된 메탈코어의 양면에 제1 랜드 및 제1 회로패턴을 포함하는 내층 회로층이 형성된 메탈코어층, 상기 메탈코어층의 양면에 차례로 형성된 제1 절연층과, 제2 랜드 및 제2 회로패턴을 포함하는 외층 회로층 및 층간 회로층 연결을 위하여 상기 제1 절연층을 관통하여 형성된 제1 도전성 페이스트 범프를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the metal core package according to the present invention, a metal core layer having a first through hole and an inner circuit layer including a first land and a first circuit pattern formed on both surfaces of a metal core having an insulating film formed thereon, the metal A first insulating layer sequentially formed on both sides of the core layer, an outer circuit layer including a second land and a second circuit pattern, and a first conductive paste bump formed through the first insulating layer for interlayer circuit layer connection; Characterized in that.
여기서, 상기 메탈코어는 스테인레스 강, 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 마그네 슘(Mg), 아연(Zn), 탄탈륨(Ta), 및 이들의 합금 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 한다. Here, the metal core is made of any one of stainless steel, aluminum (Al), nickel (Ni), magnesium (Mg), zinc (Zn), tantalum (Ta), and alloys thereof.
또한, 상기 절연막은 절연수지코팅막 또는 양극산화막인 것을 특징으로 한다. The insulating film may be an insulating resin coating film or an anodization film.
또한, 상기 제1 도전성 페이스트 범프는 상기 제1 랜드와 상기 제2 랜드 사이에 형성되거나, 또는 상기 제1 관통홀에 충전되어 상기 제2 랜드와 연결되는 것을 특징으로 한다. The first conductive paste bumps may be formed between the first lands and the second lands or may be filled in the first through holes and connected to the second lands.
본 발명에 따른 다층 인쇄회로기판은 제1 관통홀이 형성되고, 그 표면에 절연막이 형성된 메탈코어의 양면에 제1 랜드 및 제1 회로패턴을 포함하는 내층 회로층이 형성된 메탈코어층, 상기 메탈코어층의 양면에 차례로 형성된 제1 절연층과, 제2 랜드 및 제2 회로패턴을 포함하는 외층 회로층, 층간 회로층 연결을 위하여 상기 제1 절연층을 관통하여 형성된 제1 도전성 페이스트 범프를 포함하여 구성된 한 쌍의 메탈코어 패키지, 상기 메탈코어 패키지 일면의 상기 제2 랜드에 형성된 제2 도전성 페이스트 범프 및 한 쌍의 상기 메탈코어 패키지 사이에 층간 회로층 연결을 위하여 상기 제2 도전성 페이스트 범프가 관통된 제2 절연층을 포함하는 것을 특징으로 한다. In the multilayer printed circuit board according to the present invention, a metal core layer having a first through hole, an inner circuit layer including a first land and a first circuit pattern formed on both surfaces of a metal core having an insulating film formed thereon, and the metal A first insulating layer sequentially formed on both surfaces of the core layer, an outer circuit layer including a second land and a second circuit pattern, and a first conductive paste bump formed through the first insulating layer for interlayer circuit layer connection; The second conductive paste bump penetrates the interlayer circuit layer between the pair of metal core packages, a second conductive paste bump formed on the second land of one surface of the metal core package, and a pair of the metal core packages. It characterized in that it comprises a second insulating layer.
여기서, 상기 다층 인쇄회로기판의 상기 메탈코어 패키지의 최외층에 형성된 방열절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The method may further include a heat dissipation insulating layer formed on the outermost layer of the metal core package of the multilayer printed circuit board.
또한, 상기 다층 인쇄회로기판의 상기 매탈 코어 패키지의 최외층에 형성된 포토레지스트층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The method may further include a photoresist layer formed on the outermost layer of the metal core package of the multilayer printed circuit board.
또한, 상기 메탈코어는 스테인레스 강, 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 탄탈륨(Ta), 및 이들의 합금 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 한다. In addition, the metal core is characterized in that composed of any one of stainless steel, aluminum (Al), nickel (Ni), magnesium (Mg), zinc (Zn), tantalum (Ta), and alloys thereof.
또한, 상기 절연막은 절연수지코팅막 또는 양극산화막인 것을 특징으로 한다. The insulating film may be an insulating resin coating film or an anodization film.
또한, 상기 제1 도전성 페이스트 범프는 상기 제1 랜드와 상기 제2 랜드 사이에 형성되거나, 또는 상기 제1 관통홀에 충전되어 상기 제2 랜드와 연결되는 것을 특징으로 한다. The first conductive paste bumps may be formed between the first lands and the second lands or may be filled in the first through holes and connected to the second lands.
또한, 상기 방열절연층을 탄소나노튜브(CNT)를 포함하는 바인더로 이루어진 것을 특징으로 한다. In addition, the heat radiation insulating layer is characterized by consisting of a binder containing carbon nanotubes (CNT).
본 발명에 따른 메탈코어 패키지의 제조방법은 (a) 메탈코어에 제1 관통홀을 형성하고 그 표면을 절연처리하는 단계, (b) 상기 메탈코어의 양면에 제1 랜드 및 제1 회로패턴을 포함하는 내층 회로층을 형성하여 메탈코어층을 제조하는 단계, (c) 동박층에 제1 도전성 페이스트 범프를 형성하는 단계, (d) 상기 제1 도전성 페이스트 범프가 제1 절연층을 관통하도록 상기 동박층에 상기 제1 절연층을 적층하여 페이스트 범프층을 제조하는 단계, (e) 상기 메탈코어층의 양면에 층간 연결을 위하여 한 쌍의 상기 페이스트 범프층을 서로 대향되게 정렬 후 압착하는 단계 및 (f) 상기 동박층에 제2 랜드 및 제2 회로패턴을 포함하는 외층 회로층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The method of manufacturing a metal core package according to the present invention includes the steps of (a) forming a first through hole in the metal core and insulating the surface thereof, and (b) forming first lands and first circuit patterns on both surfaces of the metal core. Forming an inner circuit layer comprising the step of manufacturing a metal core layer, (c) forming a first conductive paste bump on the copper foil layer, (d) the first conductive paste bump to penetrate the first insulating layer Stacking the first insulating layer on a copper foil layer to manufacture a paste bump layer, (e) aligning and pressing the pair of paste bump layers to face each other for interlayer connection on both sides of the metal core layer, and then pressing (f) forming an outer circuit layer including a second land and a second circuit pattern on the copper foil layer.
이때, 제1 관통홀은 레이저 가공 또는 기계 드릴링을 통해 형성되는 것을 특 징으로 한다. In this case, the first through hole is characterized in that formed through laser processing or mechanical drilling.
또한, 상기 (a) 단계에서 상기 메탈코어의 절연 처리는 절연수지를 코팅하거나 양극산화공정에 의해 양극산화막을 형성함으로써 수행되는 것을 특징으로 한다. In addition, in the step (a), the insulation treatment of the metal core is performed by coating an insulation resin or forming an anodization film by an anodization process.
또한, 상기 제1 도전성 페이스트 범프는 제1 절연층보다 강도가 큰 것을 특징으로 한다. In addition, the first conductive paste bump is characterized in that the strength is greater than the first insulating layer.
본 발명에 따른 다층인쇄회로기판의 제조방법은, (a) 메탈코어에 제1 관통홀을 형성하고 그 표면을 절연처리하는 단계, (b) 상기 메탈코어의 양면에 제1 랜드 및 제1 회로패턴을 포함하는 내층 회로층을 형성하여 메탈코어층을 제조하는 단계, (c) 동박층에 제1 도전성 페이스트 범프를 형성하는 단계, (d) 상기 제1 도전성 페이스트 범프가 제1 절연층을 관통하도록 상기 동박층에 상기 제1 절연층을 적층하여 페이스트 범프층을 제조하는 단계, (e) 상기 메탈코어층의 양면에 층간 연결을 위하여 한 쌍의 상기 페이스트 범프층을 서로 대향되게 정렬 후 압착하는 단계, (f) 상기 동박층에 제2 랜드 및 제2 회로패턴을 포함하는 외층 회로층을 형성하여 메탈코어 패키지를 제조하는 단계, (g) 상기 메탈코어 패키지 일면의 상기 제2 랜드에 제2 도전성 페이스트 범프를 형성하는 단계 및 (h) 제2 절연층을 사이에 두고, 상기 제2 관통홀을 관통하여 상기 제2 도전성 페이스트 범프가 층간 연결이 가능하도록 배열된 한 쌍의 상기 메탈코어 패키지의 외면에 방열절연층을 추가로 배치하여 프레스로 가열 가압하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the method of manufacturing a multilayer printed circuit board according to the present invention, (a) forming a first through hole in a metal core and insulating the surface thereof, (b) a first land and a first circuit on both surfaces of the metal core Forming an inner circuit layer including a pattern to manufacture a metal core layer, (c) forming a first conductive paste bump on the copper foil layer, and (d) the first conductive paste bump penetrates the first insulating layer. Manufacturing a paste bump layer by laminating the first insulating layer on the copper foil layer so as to (e) align and compress the pair of paste bump layers opposite to each other for interlayer connection to both surfaces of the metal core layer; (F) forming an outer circuit layer including a second land and a second circuit pattern on the copper foil layer to manufacture a metal core package, (g) a second on the second land on one surface of the metal core package Conductive paste bumps And forming (h) heat dissipating insulation on an outer surface of the pair of metal core packages arranged through the second through hole to allow the second conductive paste bumps to be interlayer connected with each other. Further disposing the layer to heat pressurization with a press.
이때, 상기 (h) 단계 이후에 상기 방열절연층에 LDA(Laser direct ablation)에 의해 오픈부를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. At this time, after the step (h) is characterized in that it further comprises the step of forming an open portion by the laser direct ablation (LDA) in the heat insulating insulating layer.
또한, 상기 (h) 단계는, 상기 제2 도전성 페이스트 범프가 제2 절연층을 관통하여 예비적층되고, 그 후 한 쌍의 상기 메탈코어 패키지의 외면에 상기 방열절연층이 추가로 배치되어 프레스로 가열 가압되는 것을 특징으로 한다. In addition, in the step (h), the second conductive paste bumps are pre-laminated through the second insulating layer, and then the heat dissipating insulating layer is further disposed on the outer surface of the pair of metal core packages. It is characterized by being heated and pressurized.
또한, 상기 (h) 단계는, 상기 제2 절연층을 사이에 두고 배열된 한 쌍의 상기 메탈코어 패키지의 외면에 방열절연층을 추가로 배치하여 일괄적으로 프레스로 가열 가압되는 것을 특징으로 한다.In the step (h), the heat dissipation layer may be additionally disposed on the outer surface of the pair of metal core packages arranged with the second insulating layer therebetween, and may be heated and pressed in a batch. .
또한, 제1 관통홀은 레이저 가공 또는 기계 드릴링을 통해 형성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the first through hole is characterized in that formed through laser processing or mechanical drilling.
또한, 상기 (a) 단계에서 상기 메탈코어의 절연 처리는 절연수지를 코팅하거나 양극산화공정에 의해 양극산화막을 형성함으로써 수행되는 것을 특징으로 한다. In addition, in the step (a), the insulation treatment of the metal core is performed by coating an insulation resin or forming an anodization film by an anodization process.
또한, 상기 제1 도전성 페이스트 범프 및 제2 도전성 페이스트 범프는 각각 제1 절연층 및 제2 절연층보다 강도가 큰 것을 특징으로 한다. In addition, the first conductive paste bump and the second conductive paste bump are characterized in that the strength is greater than the first insulating layer and the second insulating layer, respectively.
본 발명에 따른 다른 다층 인쇄회로기판의 제조방법은 (a) 메탈코어에 제1 관통홀을 형성하고 그 표면을 절연처리하는 단계, (b) 상기 메탈코어의 양면에 제1 랜드 및 제1 회로패턴을 포함하는 내층 회로층을 형성하여 메탈코어층을 제조하는 단계, (c) 동박층에 제1 도전성 페이스트 범프를 형성하는 단계, (d) 상기 제1 도전성 페이스트 범프가 제1 절연층을 관통하도록 상기 동박층에 상기 제1 절연층을 적층하여 페이스트 범프층을 제조하는 단계, (e) 상기 메탈코어층의 양면에 층간 연결을 위하여 한 쌍의 상기 페이스트 범프층을 서로 대향되게 정렬 후 압착하는 단계, (f) 상기 동박층에 제2 랜드 및 제2 회로패턴을 형성하여 메탈코어 패키지를 제조하는 단계, (g) 상기 메탈코어 패키지 일면의 상기 제2 랜드에 제2 도전성 페이스트 범프를 형성하는 단계 및 (h) 제2 절연층을 사이에 두고 상기 제2 관통홀을 관통하여 상기 제2 도전성 페이스트 범프가 층간 연결이 가능하도록 한 쌍의 상기 메탈코어 패키지를 배열하고, 프레스로 가열 가압하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. Another method of manufacturing a multilayer printed circuit board according to the present invention includes the steps of (a) forming a first through hole in a metal core and insulating the surface thereof, (b) a first land and a first circuit on both surfaces of the metal core. Forming an inner circuit layer including a pattern to manufacture a metal core layer, (c) forming a first conductive paste bump on the copper foil layer, and (d) the first conductive paste bump penetrates the first insulating layer. Manufacturing a paste bump layer by laminating the first insulating layer on the copper foil layer so as to (e) align and compress the pair of paste bump layers opposite to each other for interlayer connection to both surfaces of the metal core layer; (F) forming a second land and a second circuit pattern on the copper foil layer to manufacture a metal core package, and (g) forming a second conductive paste bump on the second land on one surface of the metal core package. step (h) arranging a pair of the metal core packages so that the second conductive paste bumps can be interlayered through the second through holes with a second insulating layer interposed therebetween, and pressurizing with a press. Characterized in that.
이때, 상기 (h)단계 이후에 상기 메탈코어 패키지 층의 외면에 포토레지스트층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In this case, after the step (h) further comprises forming a photoresist layer on the outer surface of the metal core package layer.
또한, 상기 (h) 단계는, 상기 제2 도전성 페이스트 범프가 제2 절연층을 관통하여 예비적층되고, 그 후 배치된 한 쌍의 상기 메탈코어 패키지를 프레스로 가열 가압되는 것을 특징으로 한다. In addition, the step (h) is characterized in that the second conductive paste bump is pre-laminated through the second insulating layer, and the pair of the metal core package disposed thereafter is heated and pressed by a press.
또한, 상기 (h) 단계는, 상기 제2 절연층을 사이에 두고 배열된 한 쌍의 상기 메탈코어 패키지를 일괄적으로 프레스로 가열 가압되는 것을 특징으로 한다. In addition, in the step (h), the pair of the metal core packages arranged with the second insulating layer interposed therebetween may be heated and pressed by a press.
또한, 제1 관통홀은 레이저 가공 또는 기계 드릴링을 통해 형성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the first through hole is characterized in that formed through laser processing or mechanical drilling.
또한, 상기 (a) 단계에서 상기 메탈코어의 절연 처리는 절연수지를 코팅하거나 양극산화공정에 의해 양극산화막을 형성함으로써 수행되는 것을 특징으로 한다. In addition, in the step (a), the insulation treatment of the metal core is performed by coating an insulation resin or forming an anodization film by an anodization process.
또한, 상기 제1 도전성 페이스트 범프 및 제2 도전성 페이스트 범프는 각각 제1 절연층 및 제2 절연층보다 강도가 큰 것을 특징으로 한다. In addition, the first conductive paste bump and the second conductive paste bump are characterized in that the strength is greater than the first insulating layer and the second insulating layer, respectively.
본 발명에 따른 메탈코어 패키지와 이를 포함하는 다층 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 의하면, 열전도성이 우수한 메탈코어를 구비한 2개 이상의 메탈코어층 및 방열절연층을 제공함으로써 우수한 방열효과를 갖는다. According to the metal core package according to the present invention, a multilayer printed circuit board including the same, and a method of manufacturing the same, an excellent heat dissipation effect is provided by providing two or more metal core layers and a heat dissipation insulating layer having a metal core having excellent thermal conductivity.
또한, 방열절연층이 최외층 회로패턴을 보호하고 전기적 절연기능을 동시에 수행하는바, 별도의 PSR 공정이 필요없는 효과가 있다. In addition, the heat dissipation insulation layer protects the outermost circuit pattern and simultaneously performs an electrical insulation function, thereby eliminating the need for a separate PSR process.
또한, 부분 또는 일괄 적층방식을 이용하여, '성형공정, 레이저 홀 가공 공정, 도금 공정, 회로 형성 공정'을 반복하지 않아 제조시간 및 비용에 있어서 이득이 있다. In addition, the molding process, laser hole processing process, plating process, and circuit forming process are not repeated using a partial or batch lamination method, and thus, there is an advantage in manufacturing time and cost.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 메탈코어 패키지와 이를 포함하는 다층 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 상세히 설명한다. Hereinafter, a metal core package according to a preferred embodiment of the present invention, a multilayer printed circuit board including the same, and a manufacturing method thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 메탈코어 패키지를 나타낸 도면이다. 2 is a view showing a metal core package according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 메탈코어 패키지(23)는 메탈코어층(16), 외층회로층(21, 22), 및 제1 도전성 페이스트 범프(18)를 포함하여 구성된다. The
메탈코어층(16)은 층간 연결을 위한 제1 관통홀(11)이 형성되고, 그 표면이 절연막(12)이 형성된 메탈코어(10)의 양면에 제1 랜드(14) 및 제1 회로패턴(15)을 포함하는 내층 회로층이 형성되어 있다. The
여기서, 메탈코어(10)는 지지기능 및 방열기능을 수행하기 위한 것으로서, 스테인레스 강, 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 탄탈륨(Ta), 및 이들의 합금 중 어느 하나로 구성된다. Here, the
또한, 절연막(12)은 메탈코어(10)의 전기적 절연을 제공하기 위한 것으로서, 절연수지코팅막 또는 양극산화막인 것이 바람직하다. In addition, the insulating
외층회로층은 메탈코어층(16)의 양면에 차례로 형성된 제1 절연층(19), 이후 도전성 페이스트 범프가 형성되는 제2 랜드(21) 및 제2 회로패턴(22)을 포함하며, 메탈코어층(16)과 제1 도전성 페이스트 범프(18)를 통해 연결된다. The outer circuit layer includes a first insulating
제1 도전성 페이스트 범프(18)는 메탈코어층(16)과 외층회로층(21)을 연결하는 것으로서, 도전성 페이스트를 이용해 형성된다. The first conductive paste bumps 18 connect the
여기서, 제1 도전성 페이스트 범프(18)는 도 2에 도시된 바와 같이, 메탈코어층(16)의 제1 랜드(14)와 외층 회로층의 제2 랜드(21) 사이에 형성되거나, 또는 제1 관통홀(11)에 충전되어 제2 랜드(21)와 연결된다. 즉, 층간 복수의 회로층 연결을 위해 필요한 범위 내에서 사전에 정해진 위치에 형성된다. Here, the first
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다층 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다. 3 is a diagram illustrating a multilayer printed circuit board according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다층 인쇄회로기판은 한쌍의 메탈코어 패키지(23), 제2 도전성 페이스트 범프(24) 및 제2 절연층(25)을 포함하여 구성된다. A multilayer printed circuit board according to a preferred embodiment of the present invention includes a pair of metal core packages 23, a second
메탈코어 패키지(23)는 상기 도 2에 도시된 것과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. Since the
제2 도전성 페이스트 범프(24)는 한 쌍의 메탈코어 패키지(23)를 연결하기 위한 것으로서, 메탈코어 패키지 일면의 제2 랜드(21)에 형성된다. The second conductive paste bumps 24 are used to connect the pair of metal core packages 23 and are formed in the
제2 절연층(25)은 메탈코어 패키지(23) 사이에 배치되어, 제2 도전성 페이스트 범프(24)가 관통되어 한 쌍의 메탈코어 패키지(23)의 층간 연결을 용이하게 한다. The second insulating
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방열절연층이 형성된 다층 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다. 4 is a diagram illustrating a multilayer printed circuit board on which a heat dissipation insulation layer is formed according to a preferred embodiment of the present invention.
방열절연층이 형성된 다층 인쇄회로기판은 도 2에 도시된 다층 인쇄회로기판의 최외층에 방열절연층(26)이 형성되어 있는 것으로서, 이 방열절연층(26)은 최외층의 회로패턴을 보호하고 전기적 절연을 제공하는 동시에 방열기능을 수행한다. In the multilayer printed circuit board having the heat dissipation insulation layer formed thereon, the heat
한편, 방열절연층(26)은 이후 전자제품등과 연결되는 제2 랜드(21)를 노출시키기 위한 오픈부(27)가 형성되어 있다. On the other hand, the heat
여기서, 방열절연층(26)은 방열성능 및 절연성능을 모두 수행하는 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube; CNT)를 포함하는 바인더로 이루어지며, 탄소나노튜브로 인해 방열성능이 개선되는 동시에 다층인쇄회로기판의 외층 회로층에 용이하게 적층될 수 있도록 바인더로 이루어진다. Here, the heat
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포토레지스트층이 형성된 다층 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다. 5 is a diagram illustrating a multilayer printed circuit board having a photoresist layer according to a preferred embodiment of the present invention.
포토레지스트층이 형성된 다층 인쇄회로기판은 도 2에 도시된 다층 인쇄회로 기판의 최외면에 포토레지스트층(30)이 형성되어 있는 것으로서, 이 포토레지스트층(30)은 최외면의 회로패턴을 보호하고 전기적 절연을 제공한다. In the multilayer printed circuit board on which the photoresist layer is formed, the
한편, 포토레지스트층(30)은 이후 전자제품등과 연결되는 제2 랜드(21)를 노출시키기 위한 오픈부(31)가 형성되어 있다. On the other hand, the
여기서, 포토레지스트층(30)은 통상의 감광성 잉크가 사용될 수 있다. Here, the conventional photosensitive ink may be used for the
도 6은 도 2 내지 도 4에 도시된 메탈코어 패키지 및 이를 포함하는 다층 인회로기판의 제조공정을 나타낸 도면으로서, 이를 참조하여 그 제조공정을 설명하면 다음과 같다. FIG. 6 is a view illustrating a manufacturing process of the metal core package and the multilayer in-circuit board including the same as illustrated in FIGS. 2 to 4.
먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이, 메탈코어(10)에 기계드릴링(예를 들어, CNC 드릴(Computer Numerial Control drill))에 의해 양층간 접속을 위한 제1 관통홀(11)을 형성한다. First, as shown in FIG. 6A, a first through
여기서, 메탈코어(10)는 스테인레스 강, 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 탄탈륨(Ta), 및 이들의 합금 중 어느 하나의 금속으로 구성되어 있다. Here, the
또한, 제1 관통홀(11)을 가공하는 방법으로 CO2 또는 Yag 레이저 드릴 방법으로 홀을 가공하여도 무방하다. In addition, the hole may be processed by the CO2 or Yag laser drill method by processing the first through
다음, 도 6b에 도시된 바와 같이, 메탈코어(10)의 표면 전체에 절연막(12)을 형성하여 회로층의 형성이 가능하도록 한다. Next, as shown in FIG. 6B, an insulating
여기서, 절연막(12)을 형성하는 절연처리공정은 에폭시 등과 같은 절연수지 를 코팅하거나 양극 산화(Anodizing) 공정을 이용할 수 있다. Here, the insulating treatment process for forming the insulating
양극 산화 공정에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 메탈코어(10)를 붕산, 인산, 황산, 크롬산 등의 전해액에 담은 후, 메탈코어(10)에 양극을 인가하고 전해액에 음극을 인가함으로써, 메탈코어(10)의 표면 전체에 전기적 절연을 수행하는 산화피막층(Al2O4)(즉, 알루미늄 코어에 대한 산화처리를 수행하여 성장시킴)을 성장시킨다. In more detail about the anodic oxidation process, the
다음, 도 6c에 도시된 바와 같이, 절연처리된 메탈코어(10) 위에 화학 동도금으로 얇은 시드층(seed layer)(13)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 6C, a
다음, 도 6d에 도시한 바와 같이, 메탈코어(10)에 세미-어디티브(semi-additive)등의 통상의 회로패턴 형성방법을 이용하여 제1 랜드(14) 및 제1 회로패턴(15)을 포함하는 내층 회로층을 형성하여 메탈코어층(16)을 제조한다. Next, as shown in FIG. 6D, the
다음, 도 6e에 도시된 바와 같이, 동박층(17)에 제1 도전성 페이스트 범프(18)를 형성한다. Next, as shown in FIG. 6E, the first conductive paste bumps 18 are formed in the
여기서, 제1 도전성 페이스트 범프(18)는 동박층(17) 위에 페이스트를 수회 스크린 프린팅함으로써 형성된다. Here, the first conductive paste bumps 18 are formed by screen printing the paste on the
다음, 도 6f에 도시된 바와 같이, 제1 도전성 페이스트 범프(18)가 제1 절연층(19)을 관통하도록 동박층(17)에 상기 제1 절연층(19)을 적층하여 페이스트 범프층(20)을 제조한다.Next, as shown in FIG. 6F, the first insulating
여기서, 제1 도전성 페이스트 범프(18)는 제1 절연층(19)을 관통하도록 제1 절연층(19) 보다 강도가 큰 것이 바람직하며, 제1 절연층(19)은 열경화성 수지로 형성된 반경화 상태의 프리프레그가 바람직하다. Here, it is preferable that the first
다음, 도 6g에 도시된 바와 같이, 메탈코어층(16)의 양면에 층간 연결을 위하여 한 쌍의 페이스트 범프층(20)을 서로 대향되도록 정렬하고 압착한다. Next, as shown in FIG. 6G, the pair of paste bump layers 20 are aligned and pressed to face each other for interlayer connection to both surfaces of the
다음, 도 6h에 도시된 바와 같이, 페이스트 범프층(20)의 동박에 제2 랜드(21) 및 제2 회로패턴(22)을 포함하는 외부 회로층을 형성한다. 여기서, 제2 랜드(21)는 제1 도전성 페이스트 범프(18)에 의해 제1 랜드(14)와 전기적으로 연결된다. 따라서, 메탈코어층(16)을 포함하는 도 2에 도시된 4열의 메탈코어 패키지(23)가 제조된다. Next, as shown in FIG. 6H, an external circuit layer including the
이때, 페이스트 범프층(20)의 제1 도전성 페이스트 범프(18)가 제1 절연층(19)을 뚫고 메탈코어층(16)의 제1 관통홀(11)에 충진되어 내층 회로층과 적어도 일부 겹치도록 적층한다. 제1 도전성 페이스트 범프(18)를 형성하는 도전성 페이스트가 압축되면, 도전성 페이스트 내의 바인더 성분이 압출됨으로써, 도전 성분끼리 및 도전 성분과 메탈코어층(16)의 내층 회로층간의 결합이 견고해지고, 도전성 페이스트의 도전 물질로 인해 층간의 전기적 접속을 가능하게 하기 때문이다. At this time, the first conductive paste bumps 18 of the
다음, 도 6i에 도시된 바와 같이, 이후 한 쌍의 메탈코어 패키지의 층간 연결을 위하여 메탈코어 패키지(23) 일면의 제2 랜드(21)에 제2 도전성 페이스트 범프(24)를 형성한다. 도 6i에는 도시의 편의를 위해서, 하부에 배치된 메탈코어 패키지(23)의 제2 랜드(21)에 제2 도전성 페이스트 범프(24)가 형성되는 것으로 도시하였으나, 상부 메탈코어 패키지(23) 또는 상/하부 메탈코어 패키지 모두에 제2 도 전성 페이스트 범프(24)가 형성되는 것 또한 본 발명에 포함된다고 할 것이다. Next, as shown in FIG. 6I, a second
여기서, 제2 도전성 페이스트 범프(24)는 스크린 프린트(screen print) 방식에 의해 인쇄된다. 스크린 프린트는 개구부가 형성된 마스크(mask)를 통하여 도전성 페이스트 전사 과정을 거쳐 범프를 인쇄하는 방식이다. 즉, 마스크의 개구부의 위치를 정렬하고, 도전성 페이스트를 마스크의 상부면에 도포한다. 그리고, 스퀴지(squeegee) 등을 이용하여 도전성 페이스트를 밀면, 개구부를 통하여 도전성 페이스트가 압출되면서 제2 랜드(21) 상에 전사되며, 원하는 모양과 높이로 인쇄하는 것이 가능하다. Here, the second conductive paste bumps 24 are printed by a screen print method. Screen printing is a method of printing a bump through a conductive paste transfer process through a mask having an opening. That is, the position of the opening part of a mask is aligned, and an electrically conductive paste is apply | coated to the upper surface of a mask. Then, when the conductive paste is pushed using a squeegee or the like, the conductive paste is extruded through the opening and transferred onto the
다음, 도 6j에 도시된 바와 같이, 제2 도전성 페이스트 범프(24)를 통하여 한 쌍의 메탈코어 패키지(23)를 층간 연결한다. Next, as illustrated in FIG. 6J, a pair of metal core packages 23 are interlayered through the second conductive paste bumps 24.
여기서, 먼저 제2 절연층(25)을 준비하여, 이를 사이에 두고 한 쌍의 메탈코어 패키지(23) 및 방열절연층(26)을 차례로 정렬한다. 이때, 메탈코어 패키지(23)의 제2 랜드(21)에 형성된 제2 도전성 페이스트 범프(24)가 내측을 향하도록 메탈코어 패키지(23)를 배열한다. 이후, 프레스로 가열 가압하여 메탈코어 패키지(23)의 제2 랜드(21)가 다른 메탈코어 패키지(23)의 일면에 형성된 제2 도전성 페이스트 범프(24)와 연결하여 한 쌍의 메탈코어 패키지(23)를 층간 연결되도록 함으로써 도 4에 도시된 다층 인쇄회로기판이 제조된다. Here, first, the second insulating
한편, 도 6j에는 한 쌍의 메탈코어 패키지(23)의 최외층에 방열절연층(26)을 정렬하여 일괄적층하는 것으로 도시되어 있으나, 방열절연층(26) 없이 한 쌍의 메탈코어 패키지(23) 사이에 제2 절연층(25)을 배열하고 일괄적층함으로써 도 3에 도 시된 다층 인쇄회로기판이 제조된다. Meanwhile, although FIG. 6J illustrates that the heat
또한, 도 6j에 도시된 바와 같은 층간 연결은 상부 메탈코어 패키지(23), 제2 절연층(25), 및 하부 메탈코어 패키지(23)를 차례로 정렬하고 일괄적으로 프레스로 가열 가압하여 층간 연결하는 일괄적층방식 또는 제2 도전성 페이스트 범프(24)가 제2 절연층(25)을 관통하도록 메탈코어 패키지(23)에 제2 절연층(25)을 예비적층하고, 그 후 한 쌍의 메탈코어 패키지(23)를 프레스로 가열 가압하여 층간 연결하는 예비적층 후 일괄적층방식을 통해 수행될 수 있다. In addition, as shown in FIG. 6J, the interlayer connection may be arranged by sequentially arranging the upper
여기서, 일괄적층방식을 이용할 경우 한 번에 층간 연결이 가능하므로 종래 빌드업 공법에 의한 제조공정에 비해 제조공정시간이 더욱 단축되고, 예비적층 후 일괄적층방식을 이용할 경우 예비적층을 통해 층간 연결의 정합성을 달성하는 동시에 제조공정 시간도 단축된다. In this case, when the batch lamination method is used, the interlayer connection is possible at one time, and thus the manufacturing process time is further shortened compared to the manufacturing process by the conventional build-up method. Achieve consistency and reduce manufacturing process time.
한편, 도 6k에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 다른 전자 제품 또는 베이스 기판과의 연결을 위해 방열절연층(26)에 오픈부(27)를 형성하여 다층인쇄회로기판의 최외층에 형성된 제2 랜드(21)를 노출시키는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 오픈부(27)는 LDA공법에 의해 형성되는 것이 바람직하다. Meanwhile, as shown in FIG. 6K, in the present embodiment, an
상술한 바와 같은 공정에 의해, 도 4에 도시된 다층 인쇄회로기판이 제조된다. By the above process, the multilayer printed circuit board shown in FIG. 4 is manufactured.
도 7은 도 5에 도시된 다층 인쇄회로기판의 제조공정을 나타낸 도면으로서, 이를 참조하여 그 제조공정을 설명하면 다음과 같다. FIG. 7 is a view illustrating a manufacturing process of the multilayer printed circuit board illustrated in FIG. 5, and the manufacturing process thereof will be described below with reference to the drawing.
먼저, 도 7a에 도시된 바와 같이, 메탈코어 패키지(23)를 제조하여 그 일면의 제2 랜드(21)에 제2 도전성 페이스트 범프(24)를 형성한다. 이는 도 6a 내지 도 6j에 도시된 공정에 의하여 동일하게 형성되므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. First, as shown in FIG. 7A, the
다음, 도 7b에 도시된 바와 같이, 제2 절연층(25)을 준비하여, 이를 사이에 두고 한 쌍의 메탈코어 패키지(23)를 차례로 정렬한다. 이때, 메탈코어 패키지(23)의 제2 랜드(21)에 형성된 제2 도전성 페이스트 범프(24)가 내측을 향하도록 한 쌍의 메탈코어 패키지(23)를 정렬하고, 프레스로 가열 가압한다. Next, as shown in FIG. 7B, the second insulating
다음, 도 7c에 도시된 바와 같이, 가열 가압된 인쇄회로기판의 최외층의 외층 회로층을 보호하고 절연성을 갖도록 포토레지스트층(30)을 형성한다. 여기서, 다른 전자 제품 또는 베이스 기판과의 연결을 위해 포토레지스트층(30)에 오픈부(31)를 형성하여 다층인쇄회로기판의 최외층에 형성된 제2 랜드(21)를 노출시키는 것이 바람직하다. Next, as shown in FIG. 7C, the
상술한 바와 같은 공정에 의해 도 5에 도시된 다층인쇄회로기판이 제조된다. By the above process, the multilayer printed circuit board shown in FIG. 5 is manufactured.
한편 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다. On the other hand, the present invention is not limited to the described embodiments, it is apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, such modifications or variations will have to belong to the claims of the present invention.
도 1은 종래 다층인쇄회로기판의 제조공정을 나타낸 도면;1 is a view showing a manufacturing process of a conventional multilayer printed circuit board;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 메탈코어 패키지를 나타낸 도면;2 shows a metal core package according to a preferred embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다층 인쇄회로기판의 제조공정을 나타낸 도면;3 is a view showing a manufacturing process of a multilayer printed circuit board according to a preferred embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방열절연층이 형성된 다층 인쇄회로기판을 나타낸 도면;4 is a view showing a multilayer printed circuit board having a heat radiation insulating layer according to a preferred embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포토레지스트층이 형성된 다층 인쇄회로기판을 나타낸 도면;5 is a view showing a multilayer printed circuit board on which a photoresist layer is formed according to a preferred embodiment of the present invention;
도 6은 도 2 내지 도 4의 메탈코어 패키지 및 이를 포함하는 다층 인쇄회로기판의 제조공정을 나타낸 도면; 및 6 is a view illustrating a manufacturing process of a metal core package of FIGS. 2 to 4 and a multilayer printed circuit board including the same; And
도 7은 도 5의 다층 인쇄회로기판의 제조공정을 나타낸 도면이다. FIG. 7 is a view illustrating a manufacturing process of the multilayer printed circuit board of FIG. 5.
<도면의 주요부분에 대한> For the main part of the drawing
10 : 메탈코어 12 : 절연막10
13 : 시드층 16 : 메탈코어층13
18 : 제1 도전성 페이스트 범프 20 : 페이스트 범프층18: first conductive paste bump 20: paste bump layer
23 : 메탈코어 패키지 24 : 제2 도전성 페이스트 범프23: metal core package 24: the second conductive paste bump
25 : 제2 절연층 26 : 방열절연층25: second insulating layer 26: heat dissipation insulating layer
30 : 포토레지스트층30: photoresist layer
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