KR20130075168A - 인쇄회로기판 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20130075168A
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Abstract

열경화성 솔더 레지스트 잉크가 그라운드층에 도포된 인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 베이스 기판; 상기 베이스 기판을 관통하는 비아; 상기 베이스 기판 상에 형성된 회로 패턴; 상기 베이스 기판 상에 형성되고, 전자기적 노이즈를 줄이기 위한 그라운드 패턴; 상기 그라운드 패턴 상에 형성되고, 열을 발산하는 열경화형 방열 솔더 레지스트(Solder Resist); 및 상기 회로 패턴 및 상기 열경화형 방열 솔더 레지스트를 제외하고 상기 베이스 기판 상에 도포된 절연층;을 포함한다.

Description

인쇄회로기판 및 그 제조 방법{A PRINTED CIRCUIT BOARD AND A MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 열경화성 솔더 레지스트 잉크가 그라운드층에 도포된 인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
인쇄회로기판 즉, PCB(Printed Circuit Board)는 여러 종류의 부품을 페놀 수지 또는 에폭시 수지 등으로 된 재질의 절연 평판 위에 밀집 탑재하고, 각 부품을 연결하는 회로의 배선들을 절연 평판의 표면에 고정시킨 회로기판을 말하는데, 최근 전자 제품의 첨단화로 인한 전자 기기의 소형화 기술 및 고집적화 기술은 발전하고 있으며, 이에 따라 인쇄회로기판의 제조 공정 또한 다양한 변화를 추구하고 있다. 이러한 전자 기기의 소형화, 고성능, 경량화는 칩(Chip)의 단위 면적당 열 밀도를 증가시키게 되는데, 방열 문제는 전자 제품의 신뢰성 및 수명에 심각한 문제가 되고 있다.
따라서, 인쇄회로기판의 내부 절연재인 빌드업층(Build-up Layer) 또는 코어층(Core Layer)를 개선하기보다는 대류층과 접하고 있는 솔더 레지스트층(Solder Resist Layer)의 열전도를 개선하는 것이 유리하고, 이에 따라 방열 PSR(Photo Solder Resist) 잉크에 대한 개발이 이루어지고 있다.
방열 PSR의 특성을 결정짓는 것은 필러(Filler) 성분인데, BN은 흑연과 특성이 유사하고, 열전도성 및 절연성이 우수하여, 방열 PSR 잉크는 BN(Boron Nitride)를 메인 필러(Main Filler)로 사용한다. 따라서, 방열 특성을 극대화하기 위해서는 필러의 함유량을 최대치(주로 40% 이상)로 하여야 한다.
그러나, 필러의 함유량이 높을 경우 열경화 및 광경화에 필요한 에폭시 아크릴레이트 레진(Epoxy Acrylate Resin), 높은 해상성에 필요한 광 개시제(Photo initiator)의 양이 줄어들게 되어 인쇄성 및 신뢰성에 문제점이 야기될 수 있다.
즉, 필러의 함유량이 높아짐으로 인해 광 개시제의 양이 부족하게 되므로 해상성이 낮아져서 기판에 적용하기 어렵게 되는 문제점이 있을 수 있다.
또한, 필러의 함유량이 높아짐으로 인해 에폭시 레진(Epoxy Resin)의 양이 적어지게 되므로, 기판과 잉크 간의 밀착력이 떨어지게 되어 리플로우(Reflow) 또는 솔더 디핑(Solder dipping)과 같은 열충격에 의해 SR이 쉽게 떨어지게 되는 현상이 발생할 수 있는 문제점이 있을 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 일 실시예는 PSR 타입이 아닌 열경화성 타입으로 제조된 잉크가 도포된 인쇄회로기판 및 그 제조 방법을 제공하여, 열전도도를 최대한으로 할 수 있도록 필러를 함유하게 하며, 광 개시제가 배제된 부분을 열경화에 필요한 메인 에폭시 레진으로 채우게 함으로써 열충격이 있더라고 SR이 떨어지는 현상을 방지하기 위한 것이 목적이다.
이를 위해 본 발명의 실시예에 의한 인쇄회로기판은 베이스 기판; 상기 베이스 기판을 관통하는 비아; 상기 베이스 기판 상에 형성된 회로 패턴; 상기 베이스 기판 상에 형성되고, 전자기적 노이즈를 줄이기 위한 그라운드 패턴; 상기 그라운드 패턴 상에 형성되고, 열을 발산하는 열경화형 방열 솔더 레지스트(Solder Resist); 및 상기 회로 패턴 및 상기 열경화형 방열 솔더 레지스트를 제외하고 상기 베이스 기판 상에 도포된 절연층;을 포함할 수 있다.
상기 절연층은 절연성 잉크일 수 있고, 상기 그라운드 패턴은 구리(Cu)일 수 있다.
이 경우, 상기 절연층은 상기 회로 패턴과 같은 높이가 되도록 도포될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 인쇄회로기판의 제조 방법은 베이스 기판에 비아가 형성되는 단계; 상기 베이스 기판에 회로 패턴 및 그라운드 패턴이 형성되는 단계; 상기 그라운드 패턴 상에 열경화형 방열 솔더 레지스트(Solder Resist)가 도포되는 단계; 및 상기 열경화형 방열 솔더 레지스트 및 상기 회로 패턴을 제외한 상기 베이스 기판 상에 절연층이 형성되는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 절연층이 형성되는 단계 이후에, 부품과의 연결을 위하여 노출된 상기 열경화형 방열 솔더 레지스트 및 상기 회로 패턴 상에 표면처리가 되는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 절연층은 절연성 잉크일 수 있고, 상기 그라운드 패턴은 구리(Cu)일 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 의한 인쇄회로기판의 제조 방법은 베이스 기판에 비아가 형성되는 단계; 상기 베이스 기판에 회로 패턴 및 그라운드 패턴이 형성되는 단계; 상기 그라운드 패턴 및 상기 회로 패턴을 제외한 상기 베이스 기판 상에 절연층이 형성되는 단계; 및 상기 그라운드 패턴 상에 열경화형 방열 솔더 레지스트(Solder Resist)가 도포되는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 열경화형 방열 솔더 레지스트가 도포되는 단계 이후에, 부품과의 연결을 위하여 노출된 상기 열경화형 방열 솔더 레지스트 및 상기 회로 패턴 상에 표면처리가 되는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 방법으로는 상기 회로 패턴 및 그라운드 패턴이 형성되는 단계 이후에, 부품과의 연결을 위하여 노출된 상기 열경화형 방열 솔더 레지스트 및 상기 회로 패턴 상에 표면처리가 되는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 절연층은 절연성 잉크일 수 있고, 상기 그라운드 패턴은 구리(Cu)일 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 종래의 PSR 타입의 잉크 대신 열경화성 잉크를 사용함으로써 광 개시제를 사용하지 않을 수 있으므로, 제품의 원가가 절감될 수 있다.
또한, 광 개시제를 사용하지 않음으로써 필러의 함유량을 최대한으로 할 수 있으므로, 열전도도를 최대한으로 할 수 있다.
또한, 광 개시제를 사용하지 않으므로써 메인 에폭시 레진의 함유량을 최대한으로 할 수 있으므로, 열경화성이 높아져서 기판과 잉크 간의 밀착성이 강화되어 열충격에도 강하게 되는 등 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.
또한, EMI(Electro-Magnetic Interference) 특성을 최소화하기 위해 그라운드층(Ground layer)이 존재하고, 상기 그라운드층에 열경화성 방열 잉크를 도포하므로, 대류 효과를 이용함으로써 방열 효과를 최대화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 인쇄회로기판의 단면도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 인쇄회로기판의 단면도.
도 3a 내지 3c는 본 발명의 일 실시예에 의한 인쇄회로기판 제조 방법을 공정 순서대로 도시한 공정 단면도.
도 4a 내지 4c는 본 발명의 다른 실시예에 의한 인쇄회로기판 제조 방법을 공정 순서대로 도시한 공정 단면도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
이하에서는 첨부된 예시 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 인쇄회로기판의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 인쇄회로기판(100)은 베이스 기판(110); 상기 베이스 기판(110)을 관통하는 비아(Via, 121); 상기 베이스 기판(110) 상에 형성된 회로 패턴(122); 상기 베이스 기판(110) 상에 형성되고, 전자기적 노이즈를 줄이기 위한 그라운드 패턴(123); 상기 그라운드 패턴(123) 상에 형성되고, 열을 발산하는 열경화형 방열 솔더 레지스트(Solder Resist, 130); 및 상기 회로 패턴(122) 및 상기 열경화형 방열 솔더 레지스트(130)를 제외하고 상기 베이스 기판(110) 상에 도포된 절연층(140);을 포함할 수 있다.
상기 베이스 기판(110)은 상기 인쇄회로기판(100)의 원자재를 말하며, 동박 적층판(Copper Clad Laminate : CCL) 또는 열경화성 수지 조성물로 함침된 유리 섬유 기재(열경화성 수지 조성물로 함침된 유리 섬유 강화 프리플래그)로 구성될 수 있다.
일반적으로 인쇄회로기판은 EMI(Electro-Magnetic Interference) 특성을 최소화하기 위해 인쇄회로기판의 최외각 층(Layer)에 그라운드층(Ground layer)이 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예에 의한 인쇄회로기판은 상기 그라운드층에 열경화성 방열 잉크를 도포하므로, EMI 특성을 최소화할 수 있는 효과가 있을 뿐만 아니라 대류 효과를 이용함으로써 방열 효과를 최대화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시예에 의한 인쇄회로기판(100)은 종래의 PSR 타입의 잉크가 아닌 열경화성 타입의 잉크를 사용하므로, 필러(Filler)의 함유량을 최대한으로 할 수 있어 열전도도를 최대한으로 할 수 있는 효과가 있다. 또한, 열경화성 타입의 잉크를 사용하므로, 에폭시 레진(Epoxy Resin)의 함유량을 최대한으로 할 수 있어 기판과 잉크 간의 밀착성이 강화될 수 있는 효과가 있다. 즉, 열충격에 강하게 되는 효과가 있다.
이 경우, 상기 열경화성 방열 솔더 레지스트(130)는 열경화형 에폭시 계통의 솔더 레지스트 잉크로서 밀착성 및 열전도성이 우수하여, 상기 그라운드 패턴(123)에 도포되고 경화되어 솔더 레지스트 막을 형성할 수 있다.
이 경우, 상기 그라운드 패턴(123)은 상기 인쇄회로기판(100) 내의 전자기적 잡음을 최소화할 뿐만 아니라 상기 인쇄회로기판(100) 내의 열을 외부로 방출하는 역할을 할 수 있는데, 상기 그라운드 패턴(123)은 구리(Cu) 성분으로 구성될 수 있다.
상기 절연층(140)은 절연성 잉크일 수 있다.
상기 절연층(140)은 상기 회로 패턴(122)의 높이보다 높게 형성되도록 도포될 수 있다. 또한, 상기 열경화형 방열 솔더 레지스트(130)는 상기 절연층(140)의 높이보다는 낮고, 상기 회로 패턴(122)의 높이보다는 높게 형성되도록 도포될 수 있다.
한편, 상기 절연층(140)은 상기 열경화형 방열 솔더 레지스트(130)의 높이와 같은 높이가 되도록 도포될 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 열경화형 방열 솔더 레지스트(230)는 상기 절연층(240)의 높이보다 높게 형성되도록 도포될 수 있다. 또한, 상기 절연층(240)은 상기 열경화형 방열 솔더 레지스트(230)의 높이보다는 낮고, 상기 회로 패턴(222)의 높이보다는 높게 형성되도록 도포될 수 있다.
한편, 상기 절연층(240)은 상기 열경화형 방열 솔더 레지스트(230)의 높이와 같은 높이가 되도록 도포될 수 있다.
도 3a 내지 3c는 본 발명의 일 실시예에 의한 인쇄회로기판 제조 방법을 공정 순서대로 도시한 공정 단면도이다.
도 3a 내지 3c 및 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 인쇄회로기판(100)의 제조 방법은 베이스 기판(110)에 비아(121)가 형성되는 단계; 상기 베이스 기판(110)에 회로 패턴(122) 및 그라운드 패턴(123)이 형성되는 단계; 상기 그라운드 패턴(123) 상에 열경화형 방열 솔더 레지스트(130)가 도포되는 단계; 및 상기 열경화형 방열 솔더 레지스트(130) 및 상기 회로 패턴(122)을 제외한 상기 베이스 기판(110) 상에 절연층(140)이 형성되는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 절연층(140)이 형성되는 단계 이후에, 부품과의 연결을 위하여 노출된 상기 열경화형 방열 솔더 레지스트(130) 및 상기 회로 패턴(122) 상에 표면처리가 되는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 절연층(140)이 형성되는 단계는 종래의 인쇄회로기판에 대한 공정인 도포, 노광, 및 현상 공정이 적용될 수 있다.
상기 열경화성 방열 솔더 레지스트(130)는 열경화형 에폭시 계통의 솔더 레지스트 잉크로서 밀착성 및 열전도성이 우수하여, 상기 그라운드 패턴(123)에 도포되고 경화되어 솔더 레지스트 막을 형성할 수 있다.
상기 그라운드 패턴(123)은 상기 인쇄회로기판(100) 내의 전자기적 잡음을 최소화할 뿐만 아니라 상기 인쇄회로기판(100) 내의 열을 외부로 방출하는 역할을 할 수 있는데, 상기 그라운드 패턴(123)은 구리(Cu) 성분으로 구성될 수 있다.
상기 절연층(140)은 절연성 잉크일 수 있다. 상기 절연층(140)은 상기 회로 패턴(122)의 높이보다 높게 형성되도록 도포될 수 있다. 또한, 상기 열경화형 방열 솔더 레지스트(130)는 상기 절연층(140)의 높이보다는 낮고, 상기 회로 패턴(122)의 높이보다는 높게 형성되도록 도포될 수 있다.
도 4a 내지 4c는 본 발명의 다른 실시예에 의한 인쇄회로기판 제조 방법을 공정 순서대로 도시한 공정 단면도이다.
도 4a 내지 4c 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 인쇄회로기판(200)의 제조 방법은 베이스 기판(210)에 비아가 형성되는 단계; 상기 베이스 기판(210)에 회로 패턴(222) 및 그라운드 패턴(223)이 형성되는 단계; 상기 그라운드 패턴(223) 및 상기 회로 패턴(222)을 제외한 상기 베이스 기판(210) 상에 절연층(240)이 형성되는 단계; 및 상기 그라운드 패턴(223) 상에 열경화형 방열 솔더 레지스트(230)가 도포되는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 열경화형 방열 솔더 레지스트(230)가 도포되는 단계 이후에, 부품과의 연결을 위하여 노출된 상기 열경화형 방열 솔더 레지스트(230) 및 상기 회로 패턴(222) 상에 표면처리가 되는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 방법으로는 상기 회로 패턴(222) 및 그라운드 패턴(223)이 형성되는 단계 이후에, 부품과의 연결을 위하여 노출된 상기 열경화형 방열 솔더 레지스트(230) 및 상기 회로 패턴(222) 상에 표면처리가 되는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 절연층(240)이 형성되는 단계는 종래의 인쇄회로기판에 대한 공정인 도포, 노광, 및 현상 공정이 적용될 수 있다.
상기 열경화성 방열 솔더 레지스트(230)는 열경화형 에폭시 계통의 솔더 레지스트 잉크로서 밀착성 및 열전도성이 우수하여, 상기 그라운드 패턴(223)에 도포되고 경화되어 솔더 레지스트 막을 형성할 수 있다.
상기 그라운드 패턴(223)은 상기 인쇄회로기판(200) 내의 전자기적 잡음을 최소화할 뿐만 아니라 상기 인쇄회로기판(200) 내의 열을 외부로 방출하는 역할을 할 수 있는데, 상기 그라운드 패턴(223)은 구리(Cu) 성분으로 구성될 수 있다.
상기 열경화형 방열 솔더 레지스트(230)는 상기 절연층(240)의 높이보다 높게 형성되도록 도포될 수 있다. 또한, 상기 절연층(240)은 상기 열경화형 방열 솔더 레지스트(230)의 높이보다는 낮고, 상기 회로 패턴(222)의 높이보다는 높게 형성되도록 도포될 수 있다.
한편, 상기 절연층(240)은 상기 열경화형 방열 솔더 레지스트(230)의 높이와 같은 높이가 되도록 도포될 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100, 200 : 인쇄회로기판
110, 210 : 베이스 기판
121, 221 : 비아
122, 222 : 회로 패턴
123, 223 : 그라운드 패턴
130, 230 : 열경화형 방열 솔더 레지스트
140, 240 : 절연층

Claims (13)

  1. 베이스 기판;
    상기 베이스 기판을 관통하는 비아(Via);
    상기 베이스 기판 상에 형성된 회로 패턴;
    상기 베이스 기판 상에 형성되고, 전자기적 노이즈를 줄이기 위한 그라운드 패턴;
    상기 그라운드 패턴 상에 형성되고, 열을 발산하는 열경화형 방열 솔더 레지스트(Solder Resist); 및
    상기 회로 패턴 및 상기 열경화형 방열 솔더 레지스트를 제외하고 상기 베이스 기판 상에 도포된 절연층;
    을 포함하는 인쇄회로기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연층은 절연성 잉크인 인쇄회로기판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 그라운드 패턴은 구리(Cu)인 인쇄회로기판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연층은 상기 회로 패턴과 같은 높이가 되도록 도포된 인쇄회로기판.
  5. 베이스 기판에 비아(Via)가 형성되는 단계;
    상기 베이스 기판에 회로 패턴 및 그라운드 패턴이 형성되는 단계;
    상기 그라운드 패턴 상에 열경화형 방열 솔더 레지스트(Solder Resist)가 도포되는 단계; 및
    상기 열경화형 방열 솔더 레지스트 및 상기 회로 패턴을 제외한 상기 베이스 기판 상에 절연층이 형성되는 단계;
    를 포함하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 절연층이 형성되는 단계 이후에,
    부품과의 연결을 위하여 노출된 상기 열경화형 방열 솔더 레지스트 및 상기 회로 패턴 상에 표면처리가 되는 단계를 더 포함하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 절연층은 절연성 잉크인 인쇄회로기판의 제조 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 그라운드 패턴은 구리(Cu)인 인쇄회로기판의 제조 방법.
  9. 베이스 기판에 비아(Via)가 형성되는 단계;
    상기 베이스 기판에 회로 패턴 및 그라운드 패턴이 형성되는 단계;
    상기 그라운드 패턴 및 상기 회로 패턴을 제외한 상기 베이스 기판 상에 절연층이 형성되는 단계; 및
    상기 그라운드 패턴 상에 열경화형 방열 솔더 레지스트(Solder Resist)가 도포되는 단계;
    를 포함하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 열경화형 방열 솔더 레지스트가 도포되는 단계 이후에,
    부품과의 연결을 위하여 노출된 상기 열경화형 방열 솔더 레지스트 및 상기 회로 패턴 상에 표면처리가 되는 단계를 더 포함하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 회로 패턴 및 그라운드 패턴이 형성되는 단계 이후에,
    부품과의 연결을 위하여 노출된 상기 열경화형 방열 솔더 레지스트 및 상기 회로 패턴 상에 표면처리가 되는 단계를 더 포함하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 절연층은 절연성 잉크인 인쇄회로기판의 제조 방법.
  13. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 그라운드 패턴은 구리(Cu)인 인쇄회로기판의 제조 방법.

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