KR20130084033A - 반도체 모듈용 인쇄회로 기판 - Google Patents

반도체 모듈용 인쇄회로 기판 Download PDF

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KR20130084033A
KR20130084033A KR1020120004723A KR20120004723A KR20130084033A KR 20130084033 A KR20130084033 A KR 20130084033A KR 1020120004723 A KR1020120004723 A KR 1020120004723A KR 20120004723 A KR20120004723 A KR 20120004723A KR 20130084033 A KR20130084033 A KR 20130084033A
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석종현
김경선
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삼성전자주식회사
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Abstract

반도체 모듈용 인쇄회로 기판은, 회로 배선층들이 적층된 기판 몸체가 마련되고, 상기 기판 몸체 가장자리까지 연장되는 도금선들이 구비된다. 상기 도금선들보다 넓은 선폭을 갖고, 일 단부에 상기 도금선들이 접촉되는 탭 단자들이 구비된다. 상기 탭 단자들은 각각 이웃하는 도금선이 접촉된 부위로부터 상기 도금선의 길이의 반지름을 갖는 궤적을 벗어나서 위치하는 형상을 갖는다. 상기 인쇄회로 기판은 도금선의 손상에 따른 불량이 감소된다.

Description

반도체 모듈용 인쇄회로 기판{PCB using for semiconductor module}
본 발명은 반도체 모듈용 인쇄회로 기판에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전해 도금을 통해 도금된 탭 단자를 포함하는 반도체 모듈용 인쇄회로 기판에 관한 것이다.
반도체 모듈에 사용되는 인쇄회로 기판은 기판 상,하부에 탭 단자들이 구비된다. 상기 탭 단자는 소켓에 삽입되어, 상기 소켓을 포함하는 전자 부품과 전기적으로 연결된다. 상기 탭 단자는 전해 도금을 통해 형성되므로, 끝부분에 얇은 두께의 도금선이 형성되어 있다.
최근의 반도체 메모리 소자들이 고도로 집적화되면서, 신호 전달을 위한 탭 단자의 수가 증가되고 이웃하는 탭 단자들 간의 피치가 감소되고 있다. 때문에, 물리적 충격 등에도 서로 쇼트되거나 손상 및 분리되지 않는 높은 신뢰성을 갖는 탭 단자들이 요구된다.
본 발명의 목적은 높은 신뢰성을 갖는 반도체 모듈용 인쇄회로 기판을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 모듈용 인쇄회로 기판은, 회로 배선층들이 적층된 기판 몸체가 마련된다. 상기 기판 몸체 상하면에는 상기 기판 몸체 가장자리까지 연장되는 도금선들이 구비된다. 상기 도금선들보다 넓은 선폭을 갖고, 일 단부에 상기 도금선들이 접촉되는 탭 단자들이 구비된다. 상기 탭 단자들은 각각 이웃하는 도금선이 접촉된 부위로부터 상기 도금선의 길이의 반지름을 갖는 궤적을 벗어나서 위치하는 형상을 갖고, 상기 회로 배선층과 전기적으로 연결된다.
본 발명의 일 실시예로, 상기 탭 단자들은 각각 이웃하는 탭 단자의 도금선 부위와 대향하고 있는 일 측부가 리세스된 형상을 가질 수 있다.
상기 탭 단자들은 리세스된 일 측부가 원호 형상, 각진 형상 또는 사선 형상을 가질 수 있다.
상기 탭 단자들은 상기 배선 몸체 가장자리와 인접하는 부위에 하나의 직각을 이루는 꼭지점 부위를 포함하고, 상기 도금선들은 상기 탭 단자들의 일 단부의 꼭지점 부위에 배치될 수 있다.
상기 탭 단자들은 3개의 직각을 이루는 부위를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예로, 상기 탭 단자들은 직사각형 형상을 갖고, 상기 도금선들은 상기 배선 몸체 가장자리와 인접하는 부위에서 중심 부위와 접촉될 수 있다.
상기 탭 단자들은 기판 몸체의 가장자리 부위와 인접하는 부위의 폭이 감소되도록 한 변이 경사를 가지면서 연장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예로, 상기 탭 단자에서 기판 몸체의 가장자리 부위와 인접하는 부위의 폭은 상기 도금선의 폭과 동일할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 모듈용 인쇄회로 기판은, 회로 배선층들이 적층된 기판 몸체가 마련된다. 상기 기판 몸체의 가장자리와 인접한 부위까지 연장되고, 회로 배선에 신호를 제공하는 신호 단자인 제1 탭 단자들이 구비된다. 상기 제1 탭 단자들보다 좁은 선폭을 갖고 상기 제1 탭 단자들의 일 단부로부터 상기 기판 몸체 가장자리 부위까지 연장되는 제1 도금선들이 구비된다. 상기 제1 탭 단자들 사이에 구비되고, 상기 기판 몸체의 가장자리와 이격되는 거리가 상기 제1 탭 단자들보다 더 멀게 배치되고, 접지 신호 또는 파워 신호를 제공하는 신호 단자인 제2 탭 단자들이 구비된다.
본 발명의 일 실시예로, 상기 기판 몸체에 적층된 회로 배선층은 하나의 층 전체에 접지 신호가 인가되는 접지층, 하나의 층 전체에 접지 신호가 인가되는 파워층 및 회로 배선들이 형성된 신호 배선층이 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예로, 상기 제2 탭 단자들은 회로 배선 및 비아를 통해 상기 접지층 또는 파워층과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예로, 상기 접지층 또는 파워층을 경유하여 상기 제2 탭 단자들로 전기적 신호를 인가하기 위한 제3 탭 단자들 및 제2 도금선들이 더 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예로, 상기 제2 탭 단자들은 각각 이웃하는 상기 제1 탭 단자들에서 상기 제1 도금선이 접촉된 부위로부터 상기 제1 도금선의 길이의 반지름을 갖는 궤적을 벗어나도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예로, 상기 제1 및 제2 탭 단자는 직사각형 형상을 가질 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 모듈용 인쇄회로 기판은, 회로 배선층들이 적층된 기판 몸체이 마련된다. 상기 기판 몸체의 가장자리까지 연장되고, 3개의 직각을 이루는 부위를 포함하고, 기판 몸체의 가장자리 부위와 접하는 부위의 폭이 감소되도록 한 변이 경사를 가지면서 연장되고, 회로 배선층과 전기적으로 연결되는 탭 단자들을 포함한다.
설명한 것과 같이, 본 발명에 따른 반도체 모듈용 인쇄회로 기판은 도금선이 손상되어 발생되는 불량들이 억제된다. 그러므로, 본 발명에 따른 반도체 모듈용 인쇄회로 기판은 높은 신뢰성을 갖는다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 반도체 모듈용 인쇄회로 기판을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 2a는 도 1에 도시된 반도체 모듈용 인쇄회로 기판의 탭 단자 부위를 나타내는 평면도이다.
도 2b는 도 2a의 탭 단자 부위에서 도금선이 손상되었을 때를 나타낸다.
도 3a 및 도 3b는 변형된 실시예에 따른 반도체 모듈용 인쇄회로 기판의 탭 단자 부위를 나타내는 평면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 2a에 도시된 반도체 모듈용 인쇄회로 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들이다.
도 5a는 본 발명의 실시예 2에 따른 반도체 모듈용 인쇄회로 기판의 탭 단자 부위를 나타내는 평면도이다.
도 5b는 변형된 실시예에 따른 반도체 모듈용 인쇄회로 기판의 탭 단자 부위를 나타내는 평면도이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 5a에 도시된 탭 단자를 포함하는 반도체 모듈용 인쇄회로 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들이다.
도 7a는 본 발명의 실시예 3에 따른 반도체 모듈용 인쇄회로 기판의 탭 단자 부위를 나타내는 평면도이다.
도 7b는 도 7a의 탭 단자에서 도금선이 손상된 것을 나타내는 평면도이다.
도 8a는 본 발명의 실시예 4에 따른 반도체 모듈용 인쇄회로 기판을 나타내는 평면도이다.
도 8b는 도 8a에 도시된 반도체 모듈용 인쇄회로 기판을 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 8a에 도시된 반도체 모듈용 인쇄회로 기판의 탭 단자 부위를 나타내는 평면도이다.
도 10a 내지 도 10c는 도 8a에 도시된 반도체 모듈용 인쇄회로 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 있어서, 각 층(막), 영역, 전극, 패턴 또는 구조물들이 대상체, 기판, 각 층(막), 영역, 전극 또는 패턴들의 "상에", "상부에" 또는 "하부"에 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층(막), 영역, 전극, 패턴 또는 구조물들이 직접 기판, 각 층(막), 영역, 또는 패턴들 위에 형성되거나 아래에 위치하는 것을 의미하거나, 다른 층(막), 다른 영역, 다른 전극, 다른 패턴 또는 다른 구조물들이 대상체나 기판 상에 추가적으로 형성될 수 있다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.
즉, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
실시예 1
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 반도체 모듈용 인쇄회로 기판을 개략적으로 나타내는 평면도이다. 도 2a는 도 1에 도시된 반도체 모듈용 인쇄회로 기판의 탭 단자 부위를 나타내는 평면도이다.
도 1 및 도 2a를 참조하면, 본 실시예의 반도체 모듈용 인쇄회로 기판은 회로 배선층들이 적층된 기판 몸체(100), 탭 단자(120) 및 도금선(124)을 포함한다.
상기 기판 몸체(100)에 포함되는 회로 배선층은 접지층, 파워층, 신호 배선층 등을 포함할 수 있다. 상기 기판 몸체의 표면층에는 배선 패턴들(102) 및 비아들(104)이 형성되어 있다.
상기 탭 단자(120)는 상기 기판 몸체(100)의 한쪽 가장자리 부위의 상,하면에 복수개가 구비된다. 상기 탭 단자(120)는 평판 형상을 갖는다. 상기 탭 단자(120)는 상기 배선 패턴들(102) 및 비아(104)와 전기적으로 연결된다.
상기 반도체 모듈용 인쇄회로 기판은 소켓(도시안됨)에 삽입되어 사용되는데, 상기 탭 단자(120)는 상기 소켓의 신호 입출력 부위와 접촉된다. 즉, 상기 탭 단자(120)를 통해, 배선 패턴, 접지층 및 파워층에 외부의 전기적 신호가 입출력된다.
이하에서는, 평면도에서 보았을 때 탭 단자 및 도금선의 형상을 설명한다.
도 2a에 도시된 것과 같이, 본 실시예에 따른 상기 탭 단자(120)는 3개의 직각을 갖는다. 즉, 기판 몸체(100)의 가장자리 부위와 대향하는 부위에서 2개의 직각을 이루고, 기판 몸체(100)의 가장자리 부위와 인접하는 부위에서 1개의 직각을 이룬다.
상기 도금선(124)은 상기 탭 단자(120)에서 기판 몸체(100)의 가장자리 부위와 인접하여 1개의 직각을 이루는 부위와 연결되고, 상기 기판 몸체(100)의 가장 끝부분까지 연장된다. 즉, 상기 도금선(124)은 상기 탭 단자(120)의 단부로부터 돌출된 형상을 갖는다. 상기 도금선(124)은 상기 탭 단자(120)의 선폭보다 좁은 선폭을 갖는다. 상기 도금선(124)은 상기 탭 단자(120)와 접촉되는 일 단부의 선폭이 타 단부의 선폭보다 더 넓을 수 있다. 도시된 것과 같이, 상기 도금선(124)은 일 측부가 사선 형상을 가질 수 있다.
상기 도금선(124) 및 탭 단자(120)는 전기 도금 공정을 통해 니켈 및 금으로 도금되어 있다. 따라서, 상기 도금선(124) 및 탭 단자(120)는 매우 낮은 저항을 갖는다.
상기 반도체 모듈용 인쇄회로 기판을 제조할 때, 평판 기판을 잘라내어 인쇄회로 기판을 개별화시키는 라우터(router) 공정이 진행된다. 상기 도금선(124)은 전기 도금을 위한 전류를 공급하며, 라우터 공정 시에 공정이 용이하게 진행되도록 하는 역할을 한다.
상기 도금선(124)은 상기 기판 몸체(100)의 끝부분에 위치하므로, 상기 도금선(124) 부위에서 상기 평판 기판이 잘려지게 된다. 그러므로, 상기 도금선(124)의 선폭이 너무 크면, 평판 기판을 잘라내는 라우터 공정이 매우 어려워지게 되며, 상기 도금선(124) 및 탭 단자(120)의 손상이 발생된다. 이러한 이유로, 상기 탭 단자(120)의 선폭보다 좁은 선폭의 도금선(124)이 필요하게 된다.
본 실시예에 따른 도금선(124)은 상기 탭 단자(120)로부터 제1 길이(d)만큼 돌출된 형상을 갖는다. 즉, 상기 도금선(124)은 제1 길이(d)를 갖는다. 상기 탭 단자들(120)은 서로 이격되어 배치되며, 상기 제1 길이보다 가깝게 서로 이격되어 있을 수 있다.
상기 도금선(124)이 위치하고 있는 탭 단자(120)의 꼭지점 부위로부터 상기 제1 길이(d1)의 반지름을 갖는 궤적 내에는 이웃하는 탭 단자(120)가 위치하지 않도록 상기 탭 단자(120)의 일 측부가 리세스된 형상을 갖는다. 상기 탭 단자(120)에서 리세스된 부위의 형상은 다양하게 구현될 수 있다.
도 2a에 도시된 것과 같이, 상기 탭 단자에서 리세스된 부위는 사선 형상을 가질 수 있다.
도 2b는 도 2a의 탭 단자 부위에서 도금선이 손상되었을 때를 나타낸다.
도 2b에 도시된 것과 같이, 상기 도금선(124)은 매우 좁은 선폭을 가지며 강도가 약하기 때문에, 외부로부터 물리적인 충격이 가해질 때 손상되어 측방으로 이동할 수 있다. 특히, 상기 탭 단자(120)를 소켓에 삽입시키고 빼내는 과정에서, 상기 탭 단자(120)의 단부에 위치하는 도금선(124)이 부러져 측방으로 이동할 수 있다. 따라서, 이웃하는 탭 단자들(120)이 전기적으로 쇼트될 수 있다.
그러나, 본 실시예의 인쇄회로 기판의 경우, 상기 탭 단자(120)에서 도금선(124)이 위치하는 꼭지점으로부터 상기 제1 길이(d)의 반지름을 갖는 궤적 내에는 이웃하는 탭 단자(120)가 위치하지 않도록 탭 단자(120)의 형상이 변형되어 있다. 때문에, 상기 도금선(124)이 파손되어 측방으로 이동하게 되더라도 탭 단자(120)들이 쇼트되는 불량을 방지할 수 있다.
이와같이, 본 실시예의 인쇄회로 기판은 탭 단자의 불량 발생이 감소되고, 높은 신뢰성을 갖는다.
도 3a 및 도 3b는 변형된 실시예에 따른 반도체 모듈용 인쇄회로 기판의 탭 단자 부위를 나타내는 평면도이다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 탭 단자는 도금선에 의해 탭 단자들이 쇼트되는 것을 방지하기 위한 리세스된 부위의 형상만이 도 2a에 도시된 탭 단자와 다르다.
도 3a를 참조하면, 상기 탭 단자(120)에서 리세스된 부위는 원호 형상을 갖는다.
도 3b는 상기 탭 단자(120)에서 리세스된 부위가 각진 형상을 갖는다.
도 4a 내지 도 4c는 도 2a에 도시된 반도체 모듈용 인쇄회로 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들이다.
도 4a를 참조하면, 페놀 수지 또는 에폭시 수지 등의 절연 평판 상에 구리 등의 박판을 부착시키고, 원하는 회로의 배선이 되도록 식각하여 설계된 회로들을 형성한다. 상기 배선이 형성된 절연 평판을 적층시켜 열과 압력을 가함으로써, 소정의 두께를 갖는 작업 판넬을 형성한다. 상기 작업 판넬에는 후속 공정들을 통해 복수의 인쇄회로 기판이 형성된다.
이 후, 기계 드릴 또는 레이저 드릴을 이용하여 상기 작업 판넬에 비아홀을 형성하는 드릴링 공정을 수행한다. 상기 배선들에서 외층에 형성된 배선 패턴(102)과 내층에 형성된 배선들을 서로 전기적으로 연결하는 비아들(104)을 형성한다.
상기 외층에 형성된 배선 패턴들(102)에는 탭 단자 및 도금선으로 형성되기 위한 제1 및 제2 패턴들(108, 110)을 포함하고 있다. 예를들어, 상기 제1 및 제2 패턴(108, 110)은 구리로 형성될 수 있다. 상기 제1 패턴(108) 상에 전기 도금 공정이 수행되어 탭 단자(120)가 형성되므로, 상기 제1 패턴(108)은 형성하고자 하는 탭 단자(120)와 동일한 형상을 갖는다. 본 실시예에서는 도 2a의 인쇄회로 기판을 형성하는 것으로 설명하므로, 상기 제1 패턴(108)은 도 2a에 도시된 탭 단자와 동일한 형상을 가질 수 있다. 상기 제2 패턴(110)은 도 2a에 도시된 도금선과 동일한 위치에 형성되지만, 상기 도 2a에 도시된 도금선보다 더 길게 연장된다. 상기 제2 패턴(110)은 각각의 제1 패턴(108)들과 연결되는 제1 라인들(110a)과, 상기 제1 라인들(110a)의 일 단부를 모두 연결시키는 제2 라인(110b)을 포함한다.
이와는 다른 실시예로, 상기 제1 패턴(108)은 도 3a 및 도 3b에 도시된 탭 단자 중 어느 하나와 동일한 형상을 갖도록 형성할 수 있다. 이와같이, 상기 제1 패턴(108)의 형상을 변경하고 나머지의 공정들은 모두 동일하게 진행함으로써, 도 3a 및 3b에 도시된 탭 단자를 형성할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 상기 배선 패턴(102)들을 보호하기 위한 보호막 패턴(112)을 형성한다. 상기 보호막 패턴(112)은 솔더 레지스트 또는 포토 솔더 레지스트 등으로 형성할 수 있다. 상기 보호막 패턴(112)은 상기 외층에 형성된 배선들 중에서 도금 공정이 수행되지 않는 배선 패턴(102)들을 덮는다.
상기 제2 패턴(110)을 통해 전류를 인가하여 상기 제1 및 제2 패턴(108, 110) 상에 금속 물질을 전해 도금한다. 예를들어, 상기 제1 및 제2 패턴(108, 110) 상에는 니켈 및 금이 차례로 도금됨으로써, 탭 단자(120) 및 예비 도금선(122)이 형성된다.
상기 공정을 수행하면, 작업 판넬 상에는 복수의 인쇄회로 기판들이 형성된다.
도 4c를 참조하면, 상기 작업 판넬에 형성된 복수의 인쇄회로 기판들을 개별화시키기 위하여 상기 작업 판넬을 절단하는 라우터 공정을 진행한다. 상기 라우터 공정에서, 상기 예비 도금선(122) 부위를 절단하여 각 개별화된 인쇄회로 기판 몸체(100)의 가장자리에 도금선(124)이 형성되도록 한다.
이와같이, 상기 라우터 공정 시에 넓은 선폭을 갖는 탭 단자(120) 부위를 절단하지 않고, 상기 탭 단자(120)에 비해 좁은 선폭을 갖는 예비 도금선(122) 부위가 절단된다. 그러므로, 상기 라우터 공정이 용이하게 진행될 수 있다.
이 후, 상기 개별화된 인쇄회로 기판을 검사하여 양품의 인쇄회로 기판을 구분한다.
상기 설명한 공정을 수행하면, 도 2a에 도시된 탭 단자를 포함하는 인쇄회로 기판을 형성할 수 있다. 설명한 것과 같이, 상기 공정을 통해 형성된 인쇄회로 기판은 사용 중에 도금선(124)이 손상되더라도, 상기 도금선에 의한 탭 단자간의 쇼트 불량의 발생을 억제할 수 있다.
실시예 2
도 5a는 본 발명의 실시예 2에 따른 반도체 모듈용 인쇄회로 기판의 탭 단자 부위를 나타내는 평면도이다.
본 실시예의 반도체 모듈용 인쇄회로 기판은 탭 단자 부위를 제외하고는 실시예 1에 따른 반도체 모듈용 인쇄회로 기판과 동일하다. 그러므로, 탭 단자 부위에 대해 주로 설명한다.
본 실시예의 반도체 모듈용 인쇄회로 기판은 회로 배선층들이 적층된 기판 몸체(100) 및 탭 단자(134)를 포함한다. 본 실시예의 인쇄회로 기판은 도금선이 구비되지 않는다.
상기 기판 몸체(100)는 실시예 1의 설명과 동일한 구성을 갖는다.
도 5a를 참조하면, 상기 탭 단자(134)는 상기 기판 몸체(100)의 한쪽 가장자리 부위의 상,하면에 복수개가 구비된다.
본 실시예에 따른 탭 단자(134)는 3개의 직각을 갖는 형상으로 이루어진다. 상기 기판 몸체(100)의 가장자리 부위와 대향하는 부위에서 2개의 직각을 이루고, 기판 몸체(100)의 가장자리 부위와 접하는 부위에서 1개의 직각을 이룬다.
상기 기판 몸체(100)의 가장자리 부위와 접촉되는 부위의 폭이 감소되도록 한 변이 경사를 가지면서 연장된다. 즉, 상기 변은 기판 몸체 가장자리 부위와 평행하지 않는다.
상기 기판 몸체(100)의 가장자리 부위와 접촉되는 부위의 폭(d2)은 라우터 공정에서 작업 판넬이 용이하게 절단될 수 있는 정도의 폭일 수 있다. 예를들어, 상기 기판 몸체(100)의 가장자리 부위와 접촉되는 부위의 폭(d2)은 일반적인 구조의 인쇄회로 기판의 도금선의 선폭과 동일하게 할 수 있다.
상기 경사가 급하면, 실질적으로 탭 단자(134)로 사용되는 부위의 면적이 감소될 수 있다. 그러므로, 상기 기판 몸체(100)의 가장자리 부위로부터 경사 시작 부위까지의 간격(d)은 일반적인 구조의 인쇄회로 기판의 도금선의 길이와 동일하게 할 수 있다. 이 경우에는, 실질적으로 탭 단자로 사용되는 부위의 면적이 감소되지 않는다.
본 실시예의 인쇄회로 기판은 기판 몸체(100)의 가장자리 부위와 접하는 것이 도금선이 아니라 탭 단자(134)이다. 상기 탭 단자(134)는 라우팅 공정에 의해 절단되는 부위에서 좁은 폭을 갖기 때문에, 라우팅 공정을 용이하게 진행할 수 있다.
또한, 상기 탭 단자(134)의 일 단부는 일반적인 도금선에 비해 넓은 폭을 갖는다. 따라서, 상기 탭 단자(134)의 일 단부는 일반적인 도금선보다 높은 강도를 가질 수 있다. 그러므로, 외부로부터 물리적인 충격이 가해지더라도 상기 탭 단자의 일 단부가 손상되는 것을 억제할 수 있다.
도 5b는 변형된 실시예에 따른 반도체 모듈용 인쇄회로 기판의 탭 단자 부위를 나타내는 평면도이다.
도 5b에 도시된 탭 단자는 도 5a에 도시된 탭 단자와 동일한 형상을 갖는다. 다만, 상기 탭 단자(134)의 단부에 매우 짧은 길이의 도금선(136a)이 구비된다.
도 5b에 도시된 탭 단자(134)는 라우팅 공정에서 예비 도금선의 일부가 남아있도록 절단한 것으로, 짧은 길이의 도금선(136a)이 연결된 형상을 갖는다. 예를 들어, 상기 도금선(136a)은 상기 탭 단자(134)에서 경사진 부위의 수직 길이의 1/2보다 짧은 길이를 가질 수 있다.
이와같이, 본 실시예의 반도체 모듈용 인쇄회로 기판은 상기 도금선(136a)의 길이가 매우 짧기 때문에 상기 도금선(136a)의 일 단부가 손상되더라도 이웃하는 탭 단자(134)와의 쇼트 불량이 억제될 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 도 5a에 도시된 탭 단자를 포함하는 반도체 모듈용 인쇄회로 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들이다.
도 6a를 참조하면, 외층에 배선 패턴들(102)이 형성된 작업 판넬을 마련한다. 상기 작업 판넬을 형성하는 공정은 도 4a에서 설명한 것과 동일하다. 상기 배선 패턴(102)은 탭 단자 및 예비 도금선이 형성되기 위한 제1 및 제2 패턴들(130, 132)을 포함하고 있다. 상기 제1 패턴(130) 상에 전기 도금 공정이 수행되어 탭 단자가 형성되므로, 상기 제1 패턴(130)은 형성하고자 하는 탭 단자와 동일한 형상을 갖는다.
본 실시예에서, 상기 제1 패턴(130)은 도 5a에 도시된 탭 단자(134)와 동일한 형상을 가질 수 있다. 상기 제2 패턴(132)은 상기 제1 패턴(130)에서 좁은 폭을 갖는 단부로부터 각각 연장되는 형상을 갖는다. 도시된 것과 같이, 상기 제2 패턴(132)은 상기 제1 패턴(130)으로부터 연장되는 제1 라인들(132a) 및 상기 제1 라인들(132a)의 일 단부들이 모두 연결되는 제2 라인(132b)을 포함한다.
도 6b를 참조하면, 상기 배선 패턴들(102)을 보호하기 위한 보호막 패턴(112)을 형성한다.
상기 제2 패턴(132)을 통해 전류를 인가하여 상기 제1 및 제2 패턴(130, 132)을 전해 도금한다. 즉, 상기 제1 및 제2 패턴(130, 132) 상에는 니켈 및 금이 도금됨으로써, 탭 단자(134) 및 예비 도금선(136)이 형성된다.
상기 공정을 수행하면, 작업 판넬 상에 복수의 인쇄회로 기판들이 형성된다.
도 6c를 참조하면, 상기 작업 판넬에 형성된 복수의 인쇄회로 기판들을 개별화시키기 위하여 상기 작업 판넬을 절단하는 라우터 공정을 진행한다. 상기 라우터 공정에서, 상기 예비 도금선(136)이 모두 제거되도록 상기 예비 도금선(136)의 끝부분을 절단한다. 그러므로, 각 개별화된 인쇄회로 기판 몸체(100)의 가장자리에는 상기 탭 단자가 형성되도록 한다. 상기 공정을 통해 도 5a에 도시된 탭 단자를 포함하는 인쇄회로 기판을 형성할 수 있다.
이와는 다른 예로, 상기 라우터 공정에서, 상기 예비 도금선(136)이 짧은 길이로 남아있도록 상기 예비 도금선(136)을 절단할 수 있다. 이 경우에는 도금선(136a)이 짧은 길이로 남아있게 되어, 도 5b에 도시된 탭 단자를 포함하는 인쇄회로 기판을 형성할 수 있다.
이 후, 상기 개별화된 인쇄회로 기판을 검사하여 양품의 인쇄회로 기판을 구분한다.
설명한 것과 같이, 상기 공정을 통해 형성된 인쇄회로 기판은 탭 단자의 단부가 충분한 폭을 갖기 때문에, 사용 중에 탭 단자의 단부가 손상되는 불량을 감소시킬 수 있다.
실시예 3
도 7a는 본 발명의 실시예 3에 따른 반도체 모듈용 인쇄회로 기판의 탭 단자 부위를 나타내는 평면도이다. 도 7b는 도 7a의 탭 단자에서 도금선이 손상된 것을 나타내는 평면도이다.
본 실시예의 반도체 모듈용 인쇄회로 기판은 탭 단자 부위를 제외하고는 실시예 1에 따른 반도체 모듈용 인쇄회로 기판과 동일하다. 그러므로, 탭 단자 부위에 대해 주로 설명한다.
본 실시예의 반도체 모듈용 인쇄회로 기판은 회로 배선층들이 적층된 기판 몸체(100), 탭 단자(138a) 및 도금선(138b)을 포함한다.
상기 기판 몸체(100)는 실시예 1의 설명과 동일한 구성을 갖는다.
도 7a를 참조하면, 상기 탭 단자(138a)는 상기 기판 몸체의 한쪽 가장자리 부위의 상,하면에 복수개가 구비된다. 본 실시예에 따른 탭 단자(138a)는 직사각형 형상을 갖는다.
상기 도금선(138b)은 상기 탭 단자(138a)에서 기판 몸체(100)의 가장자리 부위와 인접하는 변의 중심부위로부터 상기 기판 몸체(100)의 가장 끝부분까지 연장된다. 상기 도금선(138b)은 상기 탭 단자(138a)의 선폭보다 좁은 선폭을 갖는다. 상기 도금선(138b)은 균일한 선폭을 가질 수 있다. 이와는 다른 예로, 도시하지는 않았지만, 상기 도금선(138b)은 상기 탭 단자(138a)와 접촉되는 일 단부의 선폭이 나머지 타단부의 선폭보다 더 넓을 수 있다. 즉, 상기 도금선(138b)은 일 측부가 사선 형상을 가질 수 있다. 이와는 다르게, 상기 도금선(138b)은 양 측부가 사선 형상을 가질 수 있다.
상기 도금선(138b) 및 탭 단자(138a)는 전기 도금 공정을 통해 니켈 및 금으로 도금되어 있다. 따라서, 상기 도금선(138b) 및 탭 단자(138a)는 매우 낮은 저항을 갖는다.
본 실시예에 따른 도금선(138b)은 상기 탭 단자(138a)의 일 변의 중심 부위로부터 돌출된 형상을 갖는다. 그러므로, 이웃하고 있는 탭 단자(138a)와 상기 도금선(138b)이 서로 충분한 거리만큼 이격된다.
따라서, 도 7b에 도시된 것과 같이, 외부로부터 물리적인 충격이 가해져 상기 도금선(138b)이 파손되어 측방으로 이동하게 되더라도 상기 도금선(138b)에 의해 이웃하는 탭 단자들이 쇼트되는 불량을 방지할 수 있다.
도 7a에 도시된 반도체 모듈용 인쇄회로 기판을 형성하는 방법은, 탭 단자 및 도금선을 형성하기 위한 제1 및 제2 패턴의 형상을 제외하고는 도 4a 내지 도 4c를 참조로 설명한 것과 동일하다.
즉, 도 4a를 참조로 설명한 것과 동일한 공정을 수행하여, 작업 판넬의 외층에 배선 패턴들을 형성한다. 상기 배선 패턴은 탭 단자 및 예비 도금선이 형성되기 위한 제1 및 제2 패턴들을 포함하고 있다. 상기 제1 패턴 상에 전기 도금 공정이 수행되어 탭 단자가 형성되므로, 상기 제1 패턴은 형성하고자 하는 탭 단자와 동일한 형상을 갖는다.
본 실시예에서, 상기 제1 패턴은 도 7a에 도시된 탭 단자(138a)와 동일한 형상을 가질 수 있다. 또한, 제2 패턴은 도 7a에 도시된 도금선(138b)과 동일한 위치에 형성되지만, 상기 도 7a에 도시된 도금선보다 더 길게 연장된다. 상기 제2 패턴은 각각의 제1 패턴들과 연결되는 제1 라인들과, 상기 제1 라인들의 일 단부를 모두 연결시키는 제2 라인을 포함한다.
계속하여, 도 4b 내지 도 4c를 참조로 설명한 것과 동일한 공정을 수행함으로써 도 7a에 도시된 반도체 모듈용 인쇄회로 기판을 완성한다.
상기 완성된 반도체 모듈용 인쇄회로 기판은 이웃하는 탭 단자와 도금선 간의 이격 거리가 넓기 때문에 상기 도금선이 손상되더라도 이웃하는 탭 단자들이 쇼트되는 것을 억제할 수 있다.
실시예 4
도 8a는 본 발명의 실시예 4에 따른 반도체 모듈용 인쇄회로 기판을 나타내는 평면도이다. 도 8b는 도 8a에 도시된 반도체 모듈용 인쇄회로 기판을 나타내는 사시도이다. 도 9는 도 8a에 도시된 반도체 모듈용 인쇄회로 기판의 탭 단자 부위를 나타내는 평면도이다.
도 8a, 도 8b 및 도 9를 참조하면, 본 실시예의 반도체 모듈용 인쇄회로 기판은 회로 배선층들이 적층된 기판 몸체(100), 제1 탭 단자(150), 제2 탭 단자(154), 제3 탭 단자(156), 제 1 및 제2 도금선(152a, 158a)을 포함한다.
상기 기판 몸체(100)에 적층된 회로 배선층은 접지층(100d), 파워층(100a), 신호 배선층(100b, 100c) 등을 포함할 수 있다. 즉, 상기 접지층(100d)은 하나의 층 전체에 접지 신호가 인가되는 벌크층이다. 상기 파워층(100a)은 하나의 층 전체에 파워 신호가 인가되는 벌크층이다. 상기 신호 배선층(100b, 100c)은 각 배선 패턴들이 형성되어 있다. 각 층들은 비아(104)를 이용하여 연결될 수 있다.
상기 제1 탭 단자(150)는 각 배선 패턴으로 외부의 전기적 신호가 입출력되는 단자이다. 본 실시예에 따른 상기 제1 탭 단자(150)는 직사각형의 형상을 갖는다.
상기 제1 도금선(152a)은 상기 제1 탭 단자(150)의 일 단부와 연결되어 상기 기판 몸체(100)의 가장 끝부분까지 연장된다. 즉, 상기 제1 도금선(152a)은 상기 기판 몸체(100)의 가장자리 부위로 향하는 부위의 일 측 꼭지점 부위로부터 돌출되는 형상을 갖는다. 상기 제1 도금선(152a)은 상기 제1 탭 단자(150)의 선폭보다 좁은 선폭을 갖는다. 상기 제1 도금선(152a)은 상기 제1 탭 단자(150)와 접촉되는 일 단부의 선폭이 나머지 타단부의 선폭보다 더 넓을 수 있다. 즉, 상기 제1 도금선(152a)은 일 측부가 사선 형상을 가질 수 있다.
상기 제2 탭 단자(154)는 접지 신호 또는 파워 신호들이 인가되기 위한 단자이다. 상기 제2 탭 단자(154)는 외층에 형성되어 있는 배선 패턴과 연결되지 않고, 비아(104)를 통해 하부의 접지층 및 파워층과 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 상기 제2 탭 단자(154)를 통해 각 접지층(100d) 및 파워층(100a)으로 전기적 신호가 인가된다.
본 실시예에 따른 상기 제2 탭 단자(154)는 직사각형의 형상을 갖는다. 상기 제2 탭 단자(154)에는 도금선이 연결되어 있지 않다. 상기 제2 탭 단자(154)는 상기 제1 탭 단자(150)들 사이에 각각 배치되는 것이 바람직하다. 그러나, 회로 설계에 따라 상기 제2 탭 단자들(154)이 연속하여 배치되거나 상기 제1 탭 단자들(150)이 연속하여 배치될 수도 있다.
상기 제2 탭 단자(154)는 상기 제1 탭 단자(150)보다 짧은 길이를 갖는다. 상기 제2 탭 단자(154)에서 상기 기판 몸체(100)의 가장자리 부위와 인접하는 단부는 상기 제1 탭 단자(150)에서 상기 기판 몸체(100)의 가장자리 부위와 인접하는 단부와 서로 나란하게 배치되지 않는다. 즉, 상기 기판 몸체(100) 가장자리로부터 상기 제2 탭 단자(154)까지의 제2 거리(a)는 상기 기판 몸체 가장자리로부터 상기 제1 탭 단자(150)까지의 제1 거리(b)보다 더 멀다.
상기 제1 도금선(152a)이 위치하고 있는 제1 탭 단자(150)의 일 단부의 꼭지점으로부터 상기 제1 도금선(152a)의 길이(d)의 반지름을 갖는 궤적 내에는 이웃하는 제2 탭 단자(154)가 위치하지 않도록 하여야 한다. 그러므로, 제2 탭 단자(154)는 상기 제2 거리(b)는 상기 제1 도금선의 길이에 따라 조절되어야 한다. 바람직하게는, 상기 제2 거리(b)와 제1 거리(a)의 차는 상기 제1 도금선의 길이(d)보다 길어야 한다.
상기 제3 탭 단자(156)는 전기 도금 공정 시에 상기 제2 탭 단자(154)로 전류를 인가하기 위하여 구비된다. 상기 제3 탭 단자(156)는 접지층과 연결되는 적어도 하나의 단자와, 파워층과 연결되는 적어도 하나의 단자를 포함한다. 상기 제3 탭 단자(156)는 상기 제1 탭 단자(150)와 동일한 형상을 갖는다.
상기 제2 도금선(158a)은 상기 제3 탭 단자(156)의 일 단부와 연결되어 상기 기판 몸체(100)의 가장 끝부분까지 연장된다. 즉, 상기 제2 도금선(158a)은 상기 제1 도금선(152a)과 동일한 형상을 가질 수 있다.
본 실시예의 인쇄회로 기판의 경우, 상기 제1 및 제2 탭 단자(150, 154)의 끝부분이 나란하게 배치되지 않는다. 또한, 상기 제2 탭 단자(154)에는 도금선이 구비되지 않는다. 그러므로, 상기 제1 탭 단자(150)의 꼭지점과 제2 탭 단자(154)의 꼭지점 간의 서로 이격되는 길이가 더 길어지게 된다. 따라서, 상기 제1 탭 단자(150)에 형성된 제1 도금선(152a)이 파손되어 측방으로 이동하게 되더라도 상기 제1 및 제2 탭 단자들(150, 154)이 쇼트되는 불량을 방지할 수 있다.
도 10a 내지 도 10c는 도 8a에 도시된 반도체 모듈용 인쇄회로 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들이다.
도 10a를 참조하면, 외층에 배선 패턴들(102)이 형성된 작업 판넬을 마련한다. 상기 작업 판넬을 형성하는 공정은 도 4a에서 설명한 것과 동일하다.
상기 배선 패턴(102)은 제1 탭 단자 및 제1 예비 도금선이 형성되기 위한 제1 및 제2 패턴들(140, 142)을 포함한다. 또한, 제2 탭 단자가 형성되기 위한 제3 패턴들(144)을 포함한다. 제3 탭 단자 및 제2 예비 도금선이 형성되기 위한 제4 및 제5 패턴들(146, 148)을 포함한다. 또한, 상기 제1 및 제2 예비 도금선으로 형성되기 위한 제2 및 제 5 패턴(142, 148)들은 일 단부들이 연결된 연결 라인(149)을 포함한다.
상기 제1 및 제2 패턴(140, 142)은 배선 라인들을 통해 회로 패턴들과 연결되어 있다. 상기 제3 패턴(144)은 비아(104)를 통해 접지층 또는 파워층과 전기적으로 연결되어 있다. 또한, 상기 제4 및 제5 패턴들(146, 148) 중에서 일부는 비아(104)를 통해 접지층과 전기적으로 연결되어 있고, 나머지는 비아(104)를 통해 파워층과 전기적으로 연결되어 있다.
도 10b를 참조하면, 상기 배선 패턴들(102)을 보호하기 위한 보호막 패턴(112)을 형성한다.
상기 제2 및 제5 패턴(142, 148)과 연결 라인(149)을 통해 전류를 인가하여 상기 제1 내지 제5 패턴(140~148) 및 연결 라인(149)을 전해 도금한다. 즉, 상기 제1 내지 제5 패턴(140~148)에 니켈 및 금이 도금됨으로써, 제1 내지 제3 탭 단자(150, 154, 156)와 제1 및 제2 예비 도금선(152, 25)이 형성된다. 상기에서 설명한 것과 같이, 제5 패턴(148)을 통해 전류를 인가하면, 벌크층으로 형성되는 접지층 또는 파워층을 통해 각각 상기 제3 패턴(144)으로 전류가 흐르게 된다. 그러므로, 상기 제3 패턴(144)에 예비 도금선이 구비되지 않더라도 상기 제3 패턴(144)의 상부면을 전해 도금할 수 있다.
상기 공정을 수행하면, 작업 판넬 상에 복수의 인쇄회로 기판들이 형성된다.
도 10c를 참조하면, 상기 작업 판넬에 형성된 복수의 인쇄회로 기판들을 개별화시키기 위하여 상기 작업 판넬을 절단하는 라우터 공정을 진행한다. 상기 라우터 공정에서, 상기 제1 및 제2 예비 도금선(152, 158) 부위를 절단하여 각 개별화된 인쇄회로 기판의 몸체의 가장자리에 제1 및 제2 도금선(152a, 158a)이 형성되도록 한다.
설명한 것과 같이, 상기 제2 탭 단자(154) 부위에는 예비 도금선이 구비되지 않으므로, 상기 라우터 공정 시에 절단되어야 하는 예비 도금선의 수가 감소된다. 따라서, 상기 절단 공정이 용이하게 진행될 수 있다.
이 후, 상기 개별화된 인쇄회로 기판을 검사하여 양품의 인쇄회로 기판을 구분한다.
상기 설명한 공정을 수행하면, 도 8a에 도시된 인쇄회로 기판을 형성할 수 있다. 설명한 것과 같이, 상기 공정을 통해 형성된 인쇄회로 기판은 사용 중에 도금선이 손상되더라도, 상기 도금선에 의한 탭 단자간의 쇼트 불량의 발생을 억제할 수 있다.
도시하지는 않았지만, 실시예 1 내지 4의 반도체 모듈용 인쇄회로 기판 중 어느 하나에 디램 소자들을 실장하여 디램 모듈을 형성할 수 있다. 상기 디램 모듈은 탭 단자의 쇼트 불량이 억제된다.
본 발명에 따른 반도체 모듈용 인쇄회로 기판은 탭 단자들 간의 쇼트 불량이 감소되고, 높은 신뢰성을 갖는다. 따라서, 메모리 소자들이 실장되는 고성능의 모듈을 제작하는데 사용될 수 있다.
100 : 기판 몸체 102 : 배선 패턴
104 : 비아 108, 130 : 제1 패턴
110, 132 : 제2 패턴 112 : 보호막 패턴
120, 134, 138a : 탭 단자 122, 136 : 예비 도금선
124, 136a, 138b : 도금선
150 : 제1 탭 단자 152a : 제1 도금선
154 : 제2 탭 단자 156 : 제3 탭 단자
158a : 제2 도금선

Claims (10)

  1. 회로 배선층들이 적층된 기판 몸체;
    상기 기판 몸체 상하면에 구비되고, 상기 기판 몸체 가장자리까지 연장되는 도금선들; 및
    상기 도금선들보다 넓은 선폭을 갖고, 일 단부에 상기 도금선들이 접촉되는 탭 단자들이 구비되고, 상기 탭 단자들은 각각 이웃하는 도금선이 접촉된 부위로부터 상기 도금선의 길이의 반지름을 갖는 궤적을 벗어나서 위치하는 형상을 갖고, 상기 회로 배선층과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈용 인쇄회로 기판.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 탭 단자들은 각각 이웃하는 탭 단자의 도금선 부위와 대향하고 있는 일 측부가 리세스된 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈용 인쇄회로 기판.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 탭 단자들은 리세스된 일 측부가 원호 형상, 각진 형상 또는 사선 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈용 인쇄회로 기판.
  4. 제2 항에 있어서, 상기 탭 단자들은 상기 배선 몸체 가장자리와 인접하는 부위에 하나의 직각을 이루는 꼭지점 부위를 포함하고, 상기 도금선들은 상기 탭 단자들의 일 단부의 꼭지점 부위에 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈용 인쇄회로 기판.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 탭 단자들은 직사각형 형상을 갖고, 상기 도금선들은 상기 배선 몸체 가장자리와 인접하는 부위에서 중심 부위와 접촉되는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈용 인쇄회로 기판.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 탭 단자들은 기판 몸체의 가장자리 부위와 인접하는 부위의 폭이 감소되도록 한 변이 경사를 가지면서 연장되는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈용 인쇄회로 기판.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 탭 단자에서 기판 몸체의 가장자리 부위와 인접하는 부위의 폭은 상기 도금선의 폭과 동일한 것을 특징으로 하는 반도체 모듈용 인쇄회로 기판.
  8. 회로 배선층들이 적층된 기판 몸체;
    상기 기판 몸체의 가장자리와 인접한 부위까지 연장되고, 회로 배선에 신호를 제공하는 신호 단자인 제1 탭 단자들;
    상기 제1 탭 단자들보다 좁은 선폭을 갖고 상기 제1 탭 단자들의 일 단부로부터 상기 기판 몸체 가장자리 부위까지 연장되는 제1 도금선들;
    상기 제1 탭 단자들 사이에 구비되고, 상기 기판 몸체의 가장자리와 이격되는 거리가 상기 제1 탭 단자들보다 더 멀게 배치되고, 접지 신호 또는 파워 신호를 제공하는 신호 단자인 제2 탭 단자들을 포함하는 반도체 모듈용 인쇄회로 기판.
  9. 제8항에 있어서, 상기 기판 몸체에 적층된 회로 배선층은 하나의 층 전체에 접지 신호가 인가되는 접지층, 하나의 층 전체에 접지 신호가 인가되는 파워층 및 회로 배선들이 형성된 신호 배선층이 포함되는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈용 인쇄회로 기판.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제2 탭 단자들은 회로 배선 및 비아를 통해 상기 접지층 또는 파워층과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈용 인쇄회로 기판.
KR1020120004723A 2012-01-16 2012-01-16 반도체 모듈용 인쇄회로 기판 KR20130084033A (ko)

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