KR20140087740A - 수동소자 내장기판 - Google Patents

수동소자 내장기판 Download PDF

Info

Publication number
KR20140087740A
KR20140087740A KR1020120158335A KR20120158335A KR20140087740A KR 20140087740 A KR20140087740 A KR 20140087740A KR 1020120158335 A KR1020120158335 A KR 1020120158335A KR 20120158335 A KR20120158335 A KR 20120158335A KR 20140087740 A KR20140087740 A KR 20140087740A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pattern layer
conductor pattern
passive element
vias
external electrode
Prior art date
Application number
KR1020120158335A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101472638B1 (ko
Inventor
이두환
정율교
신이나
이승은
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020120158335A priority Critical patent/KR101472638B1/ko
Priority to TW102144750A priority patent/TWI556362B/zh
Priority to JP2013266555A priority patent/JP6342156B2/ja
Priority to US14/143,727 priority patent/US9420683B2/en
Publication of KR20140087740A publication Critical patent/KR20140087740A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101472638B1 publication Critical patent/KR101472638B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/18Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0213Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0216Reduction of cross-talk, noise or electromagnetic interference
    • H05K1/023Reduction of cross-talk, noise or electromagnetic interference using auxiliary mounted passive components or auxiliary substances
    • H05K1/0231Capacitors or dielectric substances
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49822Multilayer substrates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49827Via connections through the substrates, e.g. pins going through the substrate, coaxial cables
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/58Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
    • H01L23/64Impedance arrangements
    • H01L23/642Capacitive arrangements
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/18Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/182Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with components mounted in the printed circuit board, e.g. insert mounted components [IMC]
    • H05K1/185Components encapsulated in the insulating substrate of the printed circuit or incorporated in internal layers of a multilayer circuit
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46Manufacturing multilayer circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/11Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K1/115Via connections; Lands around holes or via connections
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/18Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/182Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with components mounted in the printed circuit board, e.g. insert mounted components [IMC]
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09818Shape or layout details not covered by a single group of H05K2201/09009 - H05K2201/09809
    • H05K2201/09827Tapered, e.g. tapered hole, via or groove
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09818Shape or layout details not covered by a single group of H05K2201/09009 - H05K2201/09809
    • H05K2201/09854Hole or via having special cross-section, e.g. elliptical
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46Manufacturing multilayer circuits
    • H05K3/4602Manufacturing 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

Abstract

본 발명은 수동소자 내장기판에 관한 것으로, 하부면에 제1 도체 패턴층이 구비되고, 상부면에는 제2 도체 패턴층이 구비되며, 외부전극이 구비된 수동소자가 내장되는 수동소자 내장기판에 있어서, 상기 외부전극 하부면과 상기 제1 도체 패턴층 사이를 전기적으로 연결하는 제1 비아; 및 상기 외부전극 상부면과 상기 제2도체 패턴층 사이를 전기적으로 연결하는 제2 비아;를 포함하며, 상기 제1 비아의 부피는 상기 제2 비아의 부피보다 큰 것일 수 있다.

Description

수동소자 내장기판{SUBSTRATE EMBEDDING PASSIVE ELEMENT}
본 발명은 수동소자 내장기판에 관한 것이다.
최근 출시되고 있는 스마트폰, 태블릿 PC 등의 모바일 기기들은 그 성능이 비약적으로 향상되면서도 높은 휴대성이 요구됨에 따라, 이러한 모바일 기기에 사용되는 전자부품들의 소형화, 슬림화 및 고성능화를 위한 연구가 계속되고 있다.
여기서, 특허문헌1 등에 소개된 바 있는 전자부품 내장기판은, 전자부품을 기판 내부에 내장함으로써, 그 표면에 여분의 부품을 실장할 수 있는 공간을 확보할 수 있는 바, 모바일 기기에 탑재되는 전자부품들의 소형화, 슬림화 및 고성능화를 구현하기 위한 한 방법으로써 각광받고 있다.
특히, 반도체 칩의 성능이 향상될 수록, 반도체 칩에 공급되는 전원의 안정성이 중요시되는데, 이를 위하여 소위 디커플링 캐패시터(Decoupling capacitor) 또는 바이패스 캐패시터(Bypass capacitor)를 반도체 칩과 전원공급선 사이에 구비하여, 전원의 노이즈를 제거하고 전원전류가 급변하는 상황에서도 반도체 칩에 안정적인 전류가 공급될 수 있도록 하고 있다.
이때, 캐패시터가 내장된 기판에 반도체 칩을 실장하게 되면, 디커플링 캐패시터와 반도체 칩 사이의 거리를 최소화 할 수 있게 되므로 고성능 반도체 칩에 안정적인 전원공급이 가능하면서도 소형화 및 슬림화가 가능해 질 수 있다.
한편, 특허문헌1에 따르면, 전자부품이 들어갈 위치에 캐비티(cavity)를 가공한 후 캐패시터를 고정시키고, 절연재를 이용하여 열압착하여 내장한 다음, 레이저(laser)로 미세 비아홀(micro via hole)을 가공하고 도금을 통하여 전기적 접속을 이루는 방식이 소개된 바 있다.
즉, 기판에 내장된 전자부품과 기판 표면에 구비되는 회로패턴 사이를 전기적으로 연결하기 위해서, 레이저를 이용하여 비아홀을 가공한 뒤 비아홀 내부에 도금 등의 방법으로 도전성 물질을 충진하는 방식이 보편적으로 적용되고 있었던 것이다.
한편, 반도체 칩 등 능동소자에 공급되는 전원전압을 안정시키는 목적으로 사용되는 캐패시터 등의 수동소자가 내장되는 경우에는, 수동소자와 능동소자 사이의 경로에서 임피던스를 최대한으로 낮추고 접속 신뢰성을 확보할 필요성이 더욱 높아진다.
그러나, 종래에는 제조기술의 한계 및 그에 따른 공정상의 제약으로 인하여 기판에 내장된 수동소자와 다른 디바이스 사이의 전류 경로에서의 임피던스를 감소시키는데 한계가 있었다.
대한민국공개특허공보 제2007-0101183호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명은, 수동소자와 다른 디바이스 사이의 전류 경로에서 임피던스를 감소시킬 수 있는 수동소자 내장기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 일실시예에 따른 수동소자 내장기판은, 외부전극을 갖는 수동소자가 내장된 절연층; 상기 절연층의 하부면에 구비되는 제1 도체 패턴층; 상기 절연층의 상부면에 구비되는 제2 도체 패턴층; 상기 제2 도체 패턴층의 상측에 실장되는 능동소자; 상기 외부전극 하부면과 상기 제1 도체 패턴층 사이를 전기적으로 연결하는 제1 비아; 및 상기 외부전극 상부면과 상기 제2 도체 패턴층 사이를 전기적으로 연결하며 상기 제1 비아보다 부피가 작은 제2 비아;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 수동소자 내장기판은, 하부면에 제1 도체 패턴층이 구비되고, 상부면에는 제2 도체 패턴층이 구비되며, 외부전극이 구비된 수동소자가 내장되는 수동소자 내장기판에 있어서, 상기 외부전극 하부면과 상기 제1 도체 패턴층 사이를 전기적으로 연결하는 제1 비아; 및 상기 외부전극 상부면과 상기 제2도체 패턴층 사이를 전기적으로 연결하는 제2 비아;를 포함하며, 상기 제1 비아의 부피는 상기 제2 비아의 부피보다 큰 것일 수 있다.
이때, 상기 제1 비아의 높이는 상기 제2 비아의 높이의 0.5 ~ 1.5배일 수 있다.
또한, 상기 제1 비아 1개와 상기 외부전극 하부면이 접하는 면의 단면적은, 상기 제2 비아 1개와 상기 외부전극 상부면이 접하는 면의 단면적 보다 큰 것일 수 있다.
또한, 상기 제1 비아 1개와 상기 제2 도체 패턴층이 접하는 면의 단면적은, 상기 제2 비아 1개와 상기 제1 도체 패턴층이 접하는 면의 단면적 보다 큰 것일 수 있다.
또한, 상기 제1 비아의 개수는 제2 비아의 개수보다 많을 수 있다.
또한, 상기 제1 비아의 개수는 적어도 두 개인 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에 따른 수동소자 내장기판은, 하부면에 제1 도체 패턴층이 구비되고, 상부면에는 능동소자의 외부단자가 직접 접촉되는 제2 도체 패턴층이 구비되며, 외부전극이 구비된 수동소자가 내장되는 수동소자 내장기판에 있어서, 상기 외부전극 하부면과 상기 제1 도체 패턴층 사이를 전기적으로 연결하는 제1 비아; 및 상기 외부전극 상부면과 상기 제2도체 패턴층 사이를 전기적으로 연결하는 제2 비아;를 포함하며, 상기 제1 비아의 부피는 상기 제2 비아의 부피보다 큰 것일 수 있다.
이때, 상기 수동소자는 적층 세라믹 커패시터(Multi-layered Ceramic Capacitor; MLCC)일 수 있다.
또한, 상기 제1 비아의 높이는 상기 제2 비아의 높이의 0.5 ~ 1.5배인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 비아 1개와 상기 외부전극 하부면이 접하는 면의 단면적은, 상기 제2 비아 1개와 상기 외부전극 하부면이 접하는 면의 단면적 보다 큰 것일 수 있다.
또한, 상기 제1 비아 1개와 상기 제2 도체 패턴층이 접하는 면의 단면적은, 상기 제2 비아 1개와 상기 제1 도체 패턴층이 접하는 면의 단면적 보다 큰 것일 수 있다.
또한, 상기 제1 비아의 개수는 적어도 두 개인 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 수동소자와 다른 디바이스 사이의 연결 경로의 임피던스가 감소될 수 있으므로 전원전류가 급변하는 상황에서도 반도체 칩에 안정적인 전류가 공급될 수 있고, 전류 이동속도가 향상된다는 유용한 효과를 제공한다.
또한, 제1 비아의 상부면 및 하부면 단면적이 증가됨에 따라 제1 비아와 수동소자 사이의 연결성 및 연결 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수동소자 내장기판을 개략적으로 예시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수동소자 내장기판을 개략적으로 예시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수동소자 내장기판에서, 제1 비아와 제2 비아의 부피비 및 제1 비아의 높이에 따른 임피던스 특성을 개략적으로 보인 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 수동소자 내장기판에서, 제1 비아의 높이를 고정한 상태에서 제1 비아와 제2 비아의 부피비에 따른 임피던스 특성을 개략적으로 보인 그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 기술 등은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 함과 더불어, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공될 수 있다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도시의 간략화 및 명료화를 위해, 도면은 일반적 구성 방식을 도시하고, 본 발명의 설명된 실시예의 논의를 불필요하게 불명료하도록 하는 것을 피하기 위해 공지된 특징 및 기술의 상세한 설명은 생략될 수 있다. 부가적으로, 도면의 구성요소는 반드시 축척에 따라 그려진 것은 아니다. 예컨대, 본 발명의 실시예의 이해를 돕기 위해 도면의 일부 구성요소의 크기는 다른 구성요소에 비해 과장될 수 있다. 서로 다른 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타내고, 유사한 참조부호는 반드시 그렇지는 않지만 유사한 구성요소를 나타낼 수 있다.
명세서 및 청구범위에서 "제 1", "제 2", "제 3" 및 "제 4" 등의 용어는, 만약 있는 경우, 유사한 구성요소 사이의 구분을 위해 사용되며, 반드시 그렇지는 않지만 특정 순차 또는 발생 순서를 기술하기 위해 사용된다. 그와 같이 사용되는 용어는 여기에 기술된 본 발명의 실시예가, 예컨대, 여기에 도시 또는 설명된 것이 아닌 다른 시퀀스로 동작할 수 있도록 적절한 환경하에서 호환 가능한 것이 이해될 것이다. 마찬가지로, 여기서 방법이 일련의 단계를 포함하는 것으로 기술되는 경우, 여기에 제시된 그러한 단계의 순서는 반드시 그러한 단계가 실행될 수 있는 순서인 것은 아니며, 임의의 기술된 단계는 생략될 수 있고/있거나 여기에 기술되지 않은 임의의 다른 단계가 그 방법에 부가 가능할 것이다.
명세서 및 청구범위의 "왼쪽", "오른쪽", "앞", "뒤", "상부", "바닥", "위에", "아래에" 등의 용어는, 만약 있다면, 설명을 위해 사용되는 것이며, 반드시 불변의 상대적 위치를 기술하기 위한 것은 아니다. 그와 같이 사용되는 용어는 여기에 기술된 본 발명의 실시예가, 예컨대, 여기에 도시 또는 설명된 것이 아닌 다른 방향으로 동작할 수 있도록 적절한 환경하에서 호환 가능한 것이 이해될 것이다. 여기서 사용된 용어 "연결된"은 전기적 또는 비 전기적 방식으로 직접 또는 간접적으로 접속되는 것으로 정의된다. 여기서 서로 "인접하는" 것으로 기술된 대상은, 그 문구가 사용되는 문맥에 대해 적절하게, 서로 물리적으로 접촉하거나, 서로 근접하거나, 서로 동일한 일반적 범위 또는 영역에 있는 것일 수 있다. 여기서 "일 실시예에서"라는 문구의 존재는 반드시 그런 것은 아니지만 동일한 실시예를 의미한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용효과를 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수동소자 내장기판(1000)을 개략적으로 예시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 수동소자 내장기판(1000)은, 기판, 기판에 내장되는 수동소자(300), 제1 도체 패턴층(P1), 제2 도체 패턴층(P2), 제1 비아(10) 및 제2 비아(20)를 포함할 수 있다.
먼저, 수동소자 내장기판(1000)의 하면에는 제1 도체 패턴층(P1)이 구비되고, 수동소자 내장기판(1000)의 상면에는 제2 도체 패턴층(P2)이 구비된다.
이때, 기판은 상기 제1 도체 패턴층(P1) 및 제2 도체 패턴층(P2) 외에도 제3 도체 패턴층(P21) 및 제4 도체 패턴층(P22) 등 다층 도체 패턴을 더 포함할 수 있다.
또한, 기판은 제1 절연층(210), 제1 절연층(210) 상에 구비되는 제2 절연층(221) 및 제3 절연층(222) 등을 더 포함할 수 있다.
여기서, 제1 절연층(210)은 코어기판일 수 있으며, 일 영역에 캐비티(211)가 구비되어 수동소자(300)를 수용할 수 있다.
또한, 제2 절연층(221) 및 제3 절연층(222)은 빌드업 절연층일 수 있다.
한편, 제1 절연층(210)의 일면 또는 양면에는 제3 도체 패턴층(P21) 및 제4 도체 패턴층(P22)이 더 구비될 수 있으며, 제3 도체 패턴층(P21) 및 제4 도체 패턴층(P22) 사이에는 제1 절연층(210)을 관통하는 제4 비아(40)가 구비되어 서로 전기적으로 도통될 수 있다.
수동소자(300)는 MLCC 등의 캐패시터일 수 있으며, 바디부의 양측에 외부전극(310)이 구비되는 것일 수 있다.
이때, 수동소자(300)는 기판 내부에 내장되는데, 전술한 제1 절연층(210)의 캐비티(211) 내부로 수동소자(300)의 적어도 일부가 삽입될 수 있다.
또한, 수동소자(300)의 외부전극(310)은 제1 도체 패턴층(P1) 방향 및 제2 도체 패턴층(P2) 방향으로 도전면이 위치될 수 있다.
이에 따라, 제1 도체 패턴층(P1)과 외부전극(310) 사이에 제1 비아(10)가 구비되어 이 둘을 전기적으로 연결할 수 있고, 제2 도체 패턴층(P2)과 외부전극(310) 사이에 제2 비아(20)가 구비되어 이 둘을 전기적으로 연결할 수 있다.
또한, 제1 도체 패턴층(P1)은 제3 비아(30)에 의하여 제3 도체 패턴층(P21)과 연결되고, 제4 도체 패턴층(P22)은 제5 비아(50)에 의하여 제1 도체 패턴층(P1)과 연결될 수 있다.
여기서, 제3 도체 패턴층(P21)과 제4 도체 패턴층(P22)은 제4 비아(40)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있음을 전술한 바 있다.
또한, 제2 도체 패턴층(P2)에 능동소자(100)의 외부단자(110)가 직접 연결될 수 있다.
이에 따라, 수동소자(300)는 제2 비아(20)와 제2 도체 패턴층(P2)을 경유하는 제1 경로 및 제1 비아(10), 제1 도체 패턴층(P1), 제3 비아(30), 제3 도체 패턴층(P21), 제4 비아(40), 제4 도체 패턴층(P22), 제5 비아(50), 제1 도체 패턴층(P1)을 경유하는 제2 경로로 능동소자(100)와 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 제2 경로는 제1 경로에 비하여 상대적으로 매우 길다는 점을 이해할 수 있을 것이다.
한편, 능동소자(100)의 고기능화에 따라 좁은 면적에 많은 수의 외부단자(110)가 구비되는 추세이며, 이러한 고기능 능동소자(100)가 제2 도체 패턴층(P2)에 전기적으로 연결될 경우에는 제2 도체 패턴층(P2)의 배선폭 및 피치가 미세해질 필요가 있다.
따라서, 제2 도체 패턴층(P2)의 자유로운 설계를 위해서는 제2 비아(20)의 크기나 수량이 제한될 수 밖에 없다.
도 1 에서는 도체 패턴층이 4층인 경우를 예시하였지만, 이러한 원리는 6층 이상의 도체 패턴층이 구비된 경우에도 유사하게 적용될 수 있다.
즉, 일반적으로 수동소자(300)에서 능동소자(100) 방향의 영역에 존재하는 비아 및 도체 패턴들은 능동소자(100)가 직접 접촉되는 도체 패턴의 집적도에 가깝게 집적되도록 설계되고 있기 때문에, 결국 도체 패턴층이 4층 이상인 경우에도 전술한 바와 유사한 이유로 제2 비아(20)의 크기나 수량이 제한될 수 밖에 없다.
반면에, 능동소자(100)가 실장되는 면의 반대측의 경우 기판의 외곽에 볼 그리드 어레이(Ball Grid Array)가 형성되고, 마더보드 등과 접속되고 있는 바, 능동소자(100)가 실장되는 면에 비하여 상대적으로 피치에 대한 제약이 덜한 편이다.
따라서, 본 발명의 발명자는 능동소자(100)가 실장되는 영역의 반대편에서 수동소자(300)의 외부전극(310)에 접촉되는 제2 비아(20)의 특성을 개선함으로써 임피던스 감소 효과를 구현하고자 한 것이다.
즉, 제1 비아(10)의 부피가 제2 비아(20)의 부피보다 크도록 함으로써 전술한 제2 경로의 임피던스가 감소될 수 있도록 하였다.
이때, 제1 비아(10)의 부피를 증가시키기 위하여 제1 비아(10)의 높이(h1)를 증가시킬 수도 있는데, 이는 결국 전류 경로의 증가를 유발할 수도 있는 바, 임피던스 감소에 바람직하지 않다.
또한, 제1 비아(10)의 높이(h1)와 제2 비아(20)의 높이(h2) 사이의 차이가 커지면, 수동소자 내장기판(1000)이 제1 절연층(210)을 중심으로 비대칭화 되는데, 이러한 비대칭화는 워피지 증가를 유발할 수 있다.
따라서, 제1 비아(10)의 높이(h1)는 제2 비아(20)의 높이(h2)의 50 ~ 150% 범위에 있도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 제1 비아(10)의 부피를 증가시키기 위해서 제1 비아 상부면(11), 즉 제1 비아(10)와 외부전극(310)의 하부면이 접촉되는 면의 단면적이, 제2 비아 하부면(21), 즉 제2 비아(20)와 외부전극(310) 상부면이 접촉되는 면의 단면적에 비하여 크게 할 수 있다.
마찬가지로, 제1 비아(10)의 부피를 증가시키기 위해서 제1 비아 하부면(12), 즉 제1 비아(10)와 제1 도체 패턴층(P1)이 접촉되는 면의 단면적이 제2 비아 상부면(22), 즉 제2 비아(20)와 제2 도체 패턴층(P2)이 접촉되는 면의 단면적에 비하여 크게 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수동소자 내장기판(2000)을 개략적으로 예시한 단면도이다.
도 2에 예시된 바와 같이, 제1 비아(10, 10')를 복수 개 구비함으로써 제1 비아(10, 10')의 전체 부피를 증가시키는 효과를 구현할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수동소자 내장기판(1000)에서, 제1 비아(10)와 제2 비아(20)의 부피비 및 제1 비아(10)의 높이에 따른 임피던스 특성을 개략적으로 보인 그래프이다.
도 3을 참조하면, 제2 비아(20)의 부피 대비 제1 비아(10)의 부피가 증가할 수록 임피던스는 낮아지는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 제1 비아(10)의 높이가 낮아질 수록 임피던스가 낮아진다.
이때, 오옴(Ohm)의 법칙에 따르면 저항, 즉 임피던스는 높이의 제곱에 비례하고 부피에 반비례한다. 즉, 제1 비아(10)의 높이 증가는 동일한 비율의 제1 비아(10) 부피의 감소에 비하여 임피던스를 증가시키는 정도가 더 크다.
그러나, 제1 비아(10)의 높이를 증가시키기 위해서는, 내장되는 전자부품의 두께를 조절하거나, 절연층의 두께를 조절해야만 하는데, 이를 위해서는 제조공정의 효율이 감소되고 제품설계가 어려워짐에 따라, 제조비용 증가가 수반될 수 밖에 없다.
뿐만 아니라, 전술한 바와 같이 워피지를 감소시켜야 한다는 대명제를 고려한다면 임피던스의 감소를 위하여 수동소자(300) 등 전자부품의 두께 및 절연층의 두께를 큰폭으로 변경시키는 것은 현실적으로 매우 어렵기도 하다.
따라서, 제1 비아(10)의 높이(h1)가 비교적 일정한 범위에서 유지되도록 하면서 제1 비아(10)의 부피, 크기 및 수량 등을 조절함으로써 임피던스 감소 효과가 구현되도록 하는 것이 가장 바람직하다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 수동소자 내장기판(1000)에서, 제1 비아(10)의 높이를 고정한 상태에서 제1 비아(10)와 제2 비아(20)의 부피비에 따른 임피던스 특성을 개략적으로 보인 그래프이다.
도 4를 참조하면, 제1 비아(10)의 높이를 고정한 상태에서 제1 비아(10)의 부피가 증가됨에 따라 임피던스가 낮아질 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10, 10' : 제1 비아
11 : 제1 비아 상부면
12 : 제1 비아 하부면
20 : 제2 비아
21 : 제2 비아 하부면
22 : 제2 비아 상부면
30 : 제3 비아
40 : 제4 비아
50 : 제5 비아
100 : 능동소자
110 : 외부단자
210 : 제1 절연층
211 : 캐비티
221 : 제2 절연층
222 : 제3 절연층
300 : 수동소자
310 : 외부전극
P1 : 제1 도체 패턴층
P2 : 제2 도체 패턴층
P21 : 제3 도체 패턴층
P22 : 제4 도체 패턴층
1000, 2000 : 수동소자 내장기판

Claims (6)

  1. 외부전극을 갖는 수동소자가 내장된 절연층;
    상기 절연층의 하부면에 구비되는 제1 도체 패턴층;
    상기 절연층의 상부면에 구비되는 제2 도체 패턴층;
    상기 제2 도체 패턴층의 상측에 실장되는 능동소자;
    상기 외부전극 하부면과 상기 제1 도체 패턴층 사이를 전기적으로 연결하는 제1 비아; 및
    상기 외부전극 상부면과 상기 제2 도체 패턴층 사이를 전기적으로 연결하며 상기 제1 비아보다 부피가 작은 제2 비아;
    를 포함하는 수동소자 내장기판.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 비아의 높이는 상기 제2 비아의 높이의 0.5 ~ 1.5배인 것을 특징으로 하는 수동소자 내장기판.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 비아 1개와 상기 외부전극 하부면이 접하는 면의 단면적은,
    상기 제2 비아 1개와 상기 외부전극 상부면이 접하는 면의 단면적 보다 큰 것을 특징으로 하는 수동소자 내장기판.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 비아 1개와 상기 제2 도체 패턴층이 접하는 면의 단면적은,
    상기 제2 비아 1개와 상기 제1 도체 패턴층이 접하는 면의 단면적 보다 큰 것을 특징으로 하는 수동소자 내장기판.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 비아의 개수는 제2 비아의 개수보다 많은 것을 특징으로 하는 수동소자 내장기판.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 수동소자는 적층 세라믹 커패시터인 것을 특징으로 하는 수동소자 내장기판.
KR1020120158335A 2012-12-31 2012-12-31 수동소자 내장기판 KR101472638B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120158335A KR101472638B1 (ko) 2012-12-31 2012-12-31 수동소자 내장기판
TW102144750A TWI556362B (zh) 2012-12-31 2013-12-06 嵌入被動元件之基板
JP2013266555A JP6342156B2 (ja) 2012-12-31 2013-12-25 受動素子内蔵基板
US14/143,727 US9420683B2 (en) 2012-12-31 2013-12-30 Substrate embedding passive element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120158335A KR101472638B1 (ko) 2012-12-31 2012-12-31 수동소자 내장기판

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140087740A true KR20140087740A (ko) 2014-07-09
KR101472638B1 KR101472638B1 (ko) 2014-12-15

Family

ID=51016985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120158335A KR101472638B1 (ko) 2012-12-31 2012-12-31 수동소자 내장기판

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9420683B2 (ko)
JP (1) JP6342156B2 (ko)
KR (1) KR101472638B1 (ko)
TW (1) TWI556362B (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170034712A (ko) 2015-09-21 2017-03-29 삼성전기주식회사 인쇄회로기판 및 인쇄회로기판의 제조방법
KR20200069573A (ko) * 2018-12-07 2020-06-17 삼성전기주식회사 브리지 내장기판 및 반도체 패키지
KR102231104B1 (ko) * 2019-12-27 2021-03-23 삼성전기주식회사 저항 부품

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102295105B1 (ko) * 2014-12-29 2021-08-31 삼성전기주식회사 회로기판 및 회로기판 제조방법
DE102015104641A1 (de) * 2015-03-26 2016-09-29 At & S Austria Technologie & Systemtechnik Ag Träger mit passiver Kühlfunktion für ein Halbleiterbauelement
WO2016170894A1 (ja) * 2015-04-21 2016-10-27 株式会社村田製作所 配線基板及び積層チップコンデンサ
TWI672768B (zh) * 2016-01-15 2019-09-21 英屬開曼群島商鳳凰先驅股份有限公司 封裝基板
US9743526B1 (en) * 2016-02-10 2017-08-22 International Business Machines Corporation Wiring board with stacked embedded capacitors and method of making
JP2017204511A (ja) * 2016-05-10 2017-11-16 ソニー株式会社 半導体装置、半導体装置の製造方法、及び、電子機器
KR101952863B1 (ko) * 2016-06-21 2019-02-28 삼성전기주식회사 팬-아웃 반도체 패키지
JP6562467B2 (ja) 2016-06-21 2019-08-21 サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド ファン−アウト半導体パッケージ
JP2020503692A (ja) 2016-12-29 2020-01-30 インヴェンサス ボンディング テクノロジーズ インコーポレイテッド 集積された受動部品を有する接合構造物
JP6822192B2 (ja) * 2017-02-13 2021-01-27 Tdk株式会社 電子部品内蔵基板
JP6897139B2 (ja) * 2017-02-13 2021-06-30 Tdk株式会社 電子部品内蔵基板及び基板実装構造体
KR102099749B1 (ko) 2018-01-19 2020-04-10 삼성전자주식회사 팬-아웃 반도체 패키지
US11380616B2 (en) * 2018-05-16 2022-07-05 Intel IP Corporation Fan out package-on-package with adhesive die attach
KR102595865B1 (ko) * 2019-03-04 2023-10-30 삼성전자주식회사 하이브리드 인터포저를 갖는 반도체 패키지
US11901281B2 (en) 2019-03-11 2024-02-13 Adeia Semiconductor Bonding Technologies Inc. Bonded structures with integrated passive component
JP7455516B2 (ja) 2019-03-29 2024-03-26 Tdk株式会社 素子内蔵基板およびその製造方法
US11502710B2 (en) 2020-02-05 2022-11-15 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Front-end module
KR20220001634A (ko) * 2020-06-30 2022-01-06 삼성전기주식회사 인쇄회로기판
TW202315470A (zh) * 2021-06-10 2023-04-01 韓商Lg伊諾特股份有限公司 電路板及具有該電路板之半導體封裝
KR20230075176A (ko) * 2021-11-22 2023-05-31 삼성전기주식회사 인쇄회로기판

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4851652B2 (ja) 2000-02-09 2012-01-11 日本特殊陶業株式会社 配線基板及びその製造方法
US6970362B1 (en) * 2000-07-31 2005-11-29 Intel Corporation Electronic assemblies and systems comprising interposer with embedded capacitors
US6556453B2 (en) * 2000-12-13 2003-04-29 Intel Corporation Electronic circuit housing with trench vias and method of fabrication therefor
KR100598275B1 (ko) * 2004-09-15 2006-07-10 삼성전기주식회사 수동소자 내장형 인쇄회로기판 및 그 제조 방법
KR100716815B1 (ko) * 2005-02-28 2007-05-09 삼성전기주식회사 칩 내장형 인쇄회로기판 및 그 제조방법
US20060207790A1 (en) * 2005-03-15 2006-09-21 Jayoung Choi Bonding pads having slotted metal pad and meshed via pattern
JP4964481B2 (ja) * 2006-03-24 2012-06-27 日本特殊陶業株式会社 配線基板
JP4668822B2 (ja) * 2006-03-24 2011-04-13 日本特殊陶業株式会社 配線基板の製造方法
JP2009004459A (ja) * 2007-06-19 2009-01-08 Ngk Spark Plug Co Ltd コンデンサ内蔵配線基板
KR100821154B1 (ko) 2007-07-11 2008-04-14 삼성전기주식회사 전자소자 내장 인쇄회로기판 및 그 제조방법
JP5284194B2 (ja) * 2008-08-07 2013-09-11 キヤノン株式会社 プリント配線板およびプリント回路板
JP2011187473A (ja) * 2010-03-04 2011-09-22 Nec Corp 半導体素子内蔵配線基板
TWI446497B (zh) * 2010-08-13 2014-07-21 Unimicron Technology Corp 嵌埋被動元件之封裝基板及其製法
KR20120034386A (ko) 2010-10-01 2012-04-12 삼성전자주식회사 매립 디커플링 커패시터를 포함하는 회로 기판 및 이를 포함하는 반도체 패키지
US8745860B2 (en) * 2011-03-11 2014-06-10 Ibiden Co., Ltd. Method for manufacturing printed wiring board
US8891245B2 (en) * 2011-09-30 2014-11-18 Ibiden Co., Ltd. Printed wiring board

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170034712A (ko) 2015-09-21 2017-03-29 삼성전기주식회사 인쇄회로기판 및 인쇄회로기판의 제조방법
KR20200069573A (ko) * 2018-12-07 2020-06-17 삼성전기주식회사 브리지 내장기판 및 반도체 패키지
KR102231104B1 (ko) * 2019-12-27 2021-03-23 삼성전기주식회사 저항 부품

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014131039A (ja) 2014-07-10
US20140185258A1 (en) 2014-07-03
JP6342156B2 (ja) 2018-06-13
TW201431012A (zh) 2014-08-01
KR101472638B1 (ko) 2014-12-15
US9420683B2 (en) 2016-08-16
TWI556362B (zh) 2016-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101472638B1 (ko) 수동소자 내장기판
KR101472639B1 (ko) 전자부품 내장기판 및 그 제조방법
KR101420526B1 (ko) 전자부품 내장기판 및 그 제조방법
US9673148B2 (en) System in package
US20140151104A1 (en) Electronic component embedded substrate and manufacturing method thereof
US8634180B2 (en) Multi-layered ceramic capacitor having dual layer-electrode structure
JP6280244B2 (ja) 構成可能/制御可能等価直列抵抗を有する埋込みパッケージ基板キャパシタ
US20150055309A1 (en) Electronic component embedded substrate and method of manufacturing electronic component embedded substrate
KR100543853B1 (ko) 확장 표면 랜드를 갖는 커패시터 및 그 제조 방법
JPWO2014034443A1 (ja) 配線基板及び配線基板の製造方法
KR101420514B1 (ko) 전자부품들이 구비된 기판구조 및 전자부품들이 구비된 기판구조의 제조방법
US9565762B1 (en) Power delivery network in a printed circuit board structure
US10153234B2 (en) System in package
JP2007027472A5 (ko)
CN108122856B (zh) 半导体元件搭载基板
US20080093702A1 (en) Semiconductor device having a passive device
US20140293560A1 (en) Substrate embedding electronic component and method of manufacturing substrate embedding electronic component
JP4009864B2 (ja) 半導体装置
TWI628771B (zh) 半導體元件搭載基板
TW201146103A (en) Component-embedded substrate
US20120162946A1 (en) Electronic device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171011

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181002

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191001

Year of fee payment: 6