KR20130068657A - 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판에 대한 것으로, 플렉서블 영역 및 상기 플렉서블 영역과 인접하여 리지드 영역을 포함하는 경연성 인쇄회로기판에 있어서, 연성의 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 상부 또는 하부에 제1 회로패턴, 상기 리지드 영역의 상기 제1 회로패턴을 덮는 경성의 절연층, 상기 경성의 절연층 위에 형성되는 제2 회로패턴, 그리고상기 리지드 영역 내에 매립되어 있는 적어도 하나의 전자 소자를 포함하며, 상기 연성의 베이스 기판은 적어도 하나의 금속층을 포함한다. 따라서, 연성 절연층을 다층으로 형성할 때, 층 사이에 금속층을포함함으로써 연성 영역의 방열성을 향상시킬 수 있다.

Description

인쇄회로기판 및 그의 제조 방법{The printed circuit board and the method for manufacturing the same}

본 발명은 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

인쇄회로기판(PCB; Printed Circuit Board)은 전기 절연성 기판에 구리와 같은 전도성 재료로 회로라인 패턴을 인쇄하여 형성한 것으로, 전자부품을 탑재하기 직전의 기판(Board)을 말한다. 즉, 여러 종류의 많은 전자 소자를 평판 위에 밀집 탑재하기 위해, 각 부품의 장착 위치를 확정하고, 부품을 연결하는 회로 패턴을 평판 표면에 인쇄하여 고정한 회로 기판을 의미한다.

최근에는 전자제품의 소형화, 박형화, 고밀도화로 인하여 다층 인쇄회로기판, 특히 유연성이 있는 경연성 인쇄회로기판(RFPCB: Rigid Flexible Printed Circuit Board)이 인쇄회로기판이 개시되었다.

경연성 인쇄회로기판이란 유연성을 가지는 폴리에스테르(polyester) 또는 폴리 이미드(PI: Polyimide) 등의 연성 필름 위에 회로패턴이 형성된 플렉서블 영역과 연성 필름에 절연층이 적층되어 물리적인 경도가 증가된 리지드 영역을 포함한다.

도 1은 종래의 경연성 인쇄회로기판을 제시한 것이다.

도 1을 참고하면, 종래의 경연성 인쇄회로기판(10)은 연성코어기판(1)의 상하부에 형성된 회로 패턴(2) 및 상기 회로 패턴(2)을 덮는 커버레이(3)가 형성되며, 상기 커버레이(3) 위에 리지드한 절연층(4, 6)을 형성한 뒤 상기 절연층(4, 6) 위에 복수의 회로 패턴(5, 7)이 형성되어 있는 구조를 가진다.

그러나, 도 1의 종래의 경연성 인쇄회로기판(10)의 경우, 각각의 절연층 및 도전층의 복잡한 층간구조로 공정이 많아 비용의 문제가 있으며, 상기 노출되는 연성 영역이 단층으로 형성됨으로 연성 영역이 외부로부터의 열에 취약한 단점이 있다.

실시예는 새로운 구조를 가지는 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법을 제공한다.

실시예는 플렉서블 영역 및 상기 플렉서블 영역과 인접하여 리지드 영역을 포함하는 경연성 인쇄회로기판에 있어서, 연성의 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 상부 또는 하부에 제1 회로패턴,

상기 리지드 영역의 상기 제1 회로패턴을 덮는 경성의 절연층, 상기 경성의 절연층 위에 형성되는 제2 회로패턴, 그리고상기 리지드 영역 내에 매립되어 있는 적어도 하나의 전자 소자를 포함하며, 상기 연성의 베이스 기판은 적어도 하나의 금속층을 포함한다.

한편, 실시예는 금속층의 상하부에 연성의 절연층을 적층하여 연성의 베이스 기판을 형성하는 단계, 상기 연성의 베이스 기판 위에 제1 회로패턴 및 상기 연성의 베이스 기판을 관통하는 홀을 형성하는 단계, 상기 연성의 베이스 기판 하부에 지지 부재를 부착하는 단계, 상기 홀 내에 전자 소자를 삽입하는 단계, 상기 제1 회로패턴의 리지드 영역 위에 경성의 절연층을 형성하는 단계, 그리고 상기 경성의 절연층 위에 제2 회로 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 경연성 인쇄회로기판의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 연성 절연층을 다층으로 형성할 때, 층 사이에 금속층을포함함으로써 연성 영역의 방열성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 외부에 노출되는 연성 영역의 절연층에 고온 신뢰성을 확보할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 3 내지 도 13은 도 2의 인쇄회로기판을 제조하기 위한 방법을 나타내는 단면도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

본 발명은 경연성 인쇄회로기판에 있어서, 연성 절연층 내에 금속층을 포함하는 경연성 인쇄회로기판을 제시한다.

이하에서는 도 2 내지 도 13을 참고하여 실시예에 따른 인쇄회로 기판을 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 경연성 인쇄회로기판의 단면도이다.

도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 경연성 인쇄회로기판(100)은 플렉서블 영역(A)과 리지드 영역(B)을 포함하며, 플렉서블 영역(A)은 굴곡부가 형성되는 연성 재료로 형성된 영역이며 리지드 영역(B)은 경성 재료로 형성된 영역을 의미한다.

플렉서블 영역(A)은 적어도 일면에 제1 회로패턴(120)이 형성된 적어도 하나의 연성의 절연층을 포함한다.

리지드 영역(B)은 플렉서블 영역(A)과 인접하여 형성되며, 적어도 하나의 연성의 절연층의 일부 영역의 상부 또는 하부에 형성되는 적어도 하나의 경성 절연층(140) 및 회로패턴(152)을 포함한다.

베이스 기판(110)의 적어도 한 면에 기저 회로 패턴인 제1 회로패턴(120)이 형성되어 있다.

상기 베이스 기판(110)은 다층으로 형성되어 있으며, 적어도 하나의 금속층(101)을 포함하는 플렉서블 수지로 형성되어 있다.

상기 플렉서블 수지는 폴리 이미드를 포함하는 절연층(102)으로 형성될 수 있다.

도 2와 같이, 상기 베이스 기판(110)은 금속층(101)의 상하면에 절연층(102)이 형성되는 적층 구조를 가질 수 있으며, 상기 금속층(101)은 열전도성이 높은 구리 또는 알루미늄층일 수 있다.

상기 금속층(101)은 플렉서블 성질을 유지할 수 있도록 충분히 얇은 두께를 갖도록 형성된다.

상기 기저회로패턴(120)은 구리를 포함하는 합금으로 형성될 수 있으며, 플렉서블 영역(A)에 배치되는 회로 패턴을 포함하며, 상기 플렉서블 영역(A)에 배치되는 회로 패턴은 상기 플렉서블 영역(A)으로부터 이웃한 영역 사이에 연장되어 있다.

상기 기저회로패턴(120)의 상부 또는 하부 중 회로패턴을 덮는 제1 커버레이(130)가 형성되어 있다.

상기 리지드 영역(B)의 기저회로패턴(120)을 덮으며 제1 경성 절연층(140)이 형성되어 있다.

상기 제1 경성 절연층(140)은 글라스 파이버, 필러 등의 고형물질을 가지는열경화성 또는 광경화성 수지로 형성될 수 있다.

상기 제1 경성 절연층(140) 위에 적어도 하나의 제2 경성 절연층(150)이 더 형성될 수 있으며, 경성 절연층(140, 150) 사이에는 회로 패턴이 형성될 수 있다.

상기 제1 경성 절연층(140) 위의 회로 패턴은 기저 회로 패턴(120)과 연결하는 비아(141)를 포함할 수 있다.

최상부의 경성 절연층 위에 외부 회로 패턴(152)이 형성되어 있다. 상기 외부 회로 패턴(152)은 솔더 레지스트(180)에 의해 노출되는 패드를 포함한다.

각각의 경성 절연층(140, 150)은 동일한 물질로 형성될 수 있으며, 회로 설계에 따라 단층 또는 다층으로 형성할 수 있다. 이때, 각각의 경성 절연층(140, 150) 사이에 회로 설계에 따라 서로 다른 층상의 회로패턴을 연결하는 비아 또는 쓰루홀이 형성될 수 있다.

상기 제1 및 제2 경성 절연층(140, 150)은 플렉서블 영역(A)을 개방하는 개구부를 가지며, 리지드 영역(B)에만 한정적으로 형성되어 있다.

상기 기저회로패턴(120), 외부 회로 패턴(152)은 동박을 패터닝하여 형성되는 구리를 포함하는 합금으로 형성될 수 있으며, 외부로 노출되는 패드 영역에는 표면처리될 수 있다.

이때, 상기 리지드 영역(B)에 적어도 하나의 전자 소자(200, 250, 260)가 함몰되어 있을 수 있다.

상기 전자 소자(200, 250, 260)는 저항, 인덕터 또는 커패시터 등의 수동소자일 수 있다.

상기 전자 소자(200, 250, 260)가 인쇄회로기판(100) 내에 매립되어 형성되는 경우, 베이스기판(110) 내에 상기 전자 소자(200)를 수용하는 홀(122)을 형성하고, 상기 소자(200)의 단자(210)와 회로 패턴을 연결함으로써 전기적으로 통전할 수 있다.

또한, 도 2와 같이 상기 전자 소자(250, 260)가 인쇄회로기판(100)의 상하면에 부착되는 경우, 솔더 레지스트(180)에 의해 노출되는 패드와 직접 접착할 수 있으며, 이와 달리 상기 패드 위에 솔더(261)를 통하여 전자 소자(260)를 부착할 수 있다.

이와 같이, 경연성의 인쇄회로기판(100)을 형성하면서, 연성 영역(A)에 노출되는 베이스 기판(110)에 금속층(101)을 포함하도록 형성함으로써 방열성이 확보될 수 있다.

이하에서는 도 3 내지 도 13을 참고하여 도 2의 인쇄회로기판의 제조 방법을 설명한다.

먼저, 베이스 기재를 제공하는 방법은 도 3과 같이, 금속층(101)의 상하면에 연성의 절연층(102)이 형성되고, 상기 절연층(102)의 상하부에 동박층(103)을 적층한다.

상기 동박층(103)을 식각하여 도 4의 기저회로패턴(120)을 형성할 수 있다.

상기 기저회로패턴(120)을 형성한 뒤, 전자 소자(200)가 형성될 영역을 개방하도록 상기 베이스 기판(110)에 홀(122)을 형성한다.

상기 홀(122)은 레이저 등을 통하여 형성할 수도 있으나, 펀칭 또는 드릴링 등의 물리적 가공을 통하여 형성할 수도 있다.

다음으로, 도 5와 같이, 플렉시블 영역(A)의 기저회로패턴(120)에만 선택적으로 커버레이(130)를 부착한다.

상기 커버레이(130)는 플렉서블 수지로 형성될 수 있으며, 하면에 상기 기저 회로패턴(120)과의 접착을 위한 접착제가 도포되어 있는 폴리 이미드 수지로 형성될 수 있다.

다음으로, 도 6과 같이 기저회로패턴(120)의 하부에 지지부재(135)를 부착한다.

상기 지지부재(135)는 상기 전자 소자(200)가 형성되는 영역에만 제한적으로 부착할 수 있으며, 테이프 형태로 형성될 수 있다.

다음으로 도 7과 같이 상기 지지부재(135) 위의 홀(122) 내에 상기 전자 소자(200)를 실장한다. 상기 전자 소자(200)는 저항, 인덕터 또는 커패시터 등의 수동소자일 수 있다.

상기 홀(122)의 크기는 상기 전자 소자(200)의 크기보다 크게 형성될 수 있다.

다음으로, 상기 베이스 기판(110) 및 전자 소자(200)를 덮으며 상부에 도 8의 제1 경성 절연층(140)을 형성한다.

먼저, 플렉시블 영역(A)을 개방하는 제1 경성 절연층(140)을 기저회로패턴(120)을 덮도록 형성한 뒤, 상기 제1 경성 절연층(140) 위에 동박층(141)을 롤투롤(roll-to-roll) 공정을 통해 적층할 수 있다. 이때, 상기 베이스 기판(110)과 전자 소자(200) 사이의 이격 공간에 상기 절연층(140)의 일부가 침투함으로써 상기 홀(122) 내를 매립할 수 있다.

도 9와 같이 지지부재(135)를 제거하고, 상기 베이스 기판(110)의 하부에 제1 경성 절연층(140) 및 동박층(141)을 도 8과 같은 공정으로 형성한다.

다음으로 도 11과 같이 동박층(141)을 식각하여 회로 패턴을 형성한다.

이때, 플렉시블 영역(A)을 덮는 동박층(141)도 함께 식각하여 상기 커버레이(130)를 노출한다.

다음으로, 도 12와 같이 회로 설계에 따라 다층의 경성 절연층(150)을 형성하고, 경성 절연층(150) 사이에 동박층을 식각하여 회로 패턴을 형성하며, 최상부의 외부 회로 패턴(152)까지 형성된다.

마지막으로, 도 13과 같이 솔더 레지스트(180)를 형성하고, 노출되는 영역에 전자 소자(250, 260)를 솔더링 또는 패드 접착함으로써 도 2의 경연성 임베디드 회로 기판(100)을 형성한다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

경연성 인쇄회로기판 100
베이스 기판 110
플렉서블 영역 A
리지드 영역 B

Claims (15)

1. 플렉서블 영역 및 상기 플렉서블 영역과 인접하여 리지드 영역을 포함하는 경연성 인쇄회로기판에 있어서,
   연성의 베이스 기판,
   상기 베이스 기판의 상부 또는 하부에 제1 회로패턴,
   상기 리지드 영역의 상기 제1 회로패턴을 덮는 경성의 절연층,
   상기 경성의 절연층 위에 형성되는 제2 회로패턴, 그리고
   상기 리지드 영역 내에 매립되어 있는 적어도 하나의 전자 소자
   를 포함하며,
   상기 연성의 베이스 기판은 적어도 하나의 금속층을 포함하는
   경연성 인쇄회로기판.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전자 소자는 상기 연성의 베이스 기판 내에 매립되어 있는 경연성 인쇄회로기판.
3. 제2항에 있어서,
   상기 연성의 베이스 기판은,
   상기 금속층,
   상기 금속층의 상부 및 하부에 형성되는 연성의 절연층
   을 포함하는 경연성 인쇄회로기판.
4. 제3항에 있어서,
   상기 연성의 절연층은 폴리 이미드를 포함하는 수지재인 경연성 인쇄회로기판.
5. 제1항에 있어서,
   상기 경성의 절연층은 다층으로 형성되어 있는 경연성 인쇄회로기판.
6. 제1항에 있어서,
   상기 금속층은 구리 또는 알루미늄을 포함하는 금속으로 형성되어 있는 경연성 인쇄회로기판.
7. 제1항에 있어서,
   상기 경성의 절연층은 에폭시수지를 포함하는 경연성 인쇄회로기판.
8. 제1항에 있어서,
   상기 전자 소자는 상기 리지드 영역의 상부 또는 하부에 형성되어 있는 경연성 인쇄회로기판.
9. 금속층의 상하부에 연성의 절연층을 적층하여 연성의 베이스 기판을 형성하는 단계,
   상기 연성의 베이스 기판 위에 제1 회로패턴 및 상기 연성의 베이스 기판을 관통하는 홀을 형성하는 단계,
   상기 연성의 베이스 기판 하부에 지지 부재를 부착하는 단계,
   상기 홀 내에 전자 소자를 삽입하는 단계,
   상기 제1 회로패턴의 리지드 영역 위에 경성의 절연층을 형성하는 단계, 그리고
   상기 경성의 절연층 위에 제2 회로 패턴을 형성하는 단계
   를 포함하는 경연성 인쇄회로기판의 제조방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 금속층은 구리 또는 알루미늄을 포함하는 금속으로 형성하는 경연성 인쇄회로기판의 제조방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 연성의 절연층은 폴리 이미드를 포함하는 경연성 인쇄회로기판의 제조방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 경성의 절연층은 에폭시 수지를 포함하는 경연성 인쇄회로기판의 제조 방법.
13. 제9항에 있어서,
    상기 플렉서블 영역의 상기 제1 회로패턴을 덮는 커버레이를 형성하는 단계를 더 포함하는 경연성 인쇄회로기판의 제조 방법.
14. 제9항에 있어서,
    상기 지지부재는 테이프 형태를 가지는 경연성 인쇄회로기판의 제조 방법.
15. 제9항에 있어서,
    상기 홀은 상기 전자 소자의 면적보다 큰 면적을 갖도록 형성하는 경연성 인쇄회로기판의 제조 방법.

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