KR20140112350A - 다층 인쇄 회로 기판 구조체 - Google Patents

다층 인쇄 회로 기판 구조체 Download PDF

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Abstract

다층 인쇄 회로 기판 구조체는 알루미늄 호일 기판, 제 1 예비 함침 몸체, 알루미늄 호일 중간 층, 제 2 예비 함침 몸체 및 구리 포일 표면 층 순으로 적층됨으로써, 형성된다. 제 1 예비 함침 몸체 및 제 2 예비 함침 몸체 둘 다는 열 전도 물질이 섬유 직물의 갭을 충전할 수 있도록, 열 전도 물질로 함침된 섬유 직물로 구성된다. 열 전도 물질은 적어도 수지 및 충전 물질로 혼합된다.

Description

다층 인쇄 회로 기판 구조체{Multilayer Printed Circuit Board Structure}
본 발명은 다층 인쇄 회로 기판 구조체(multilayer printed circuit board structure)에 관한 것으로, 특히 발광 다이오드 베이스 판에서 사용되기에 특히나 적합하고 알루미늄 호일 기판(aluminum foil substrate), 제 1 예비 함침 몸체, 알루미늄 호일 중간 층, 제 2 예비 함침 몸체(pre-impregnated body) 및 구리 포일 표면 층으로 적층됨으로써 결합되며, 나아가 우수한 열 전도율, 낮은 흡습성, 우수한 내열성, 고융점, 낮은 유전 상수 및 낮은 유전 손실 계수의 이점을 특징을 가지도록 수지로 구성된 다층 인쇄 회로 기판 구조체에 관한 것이고, 이때 상기 인쇄 회로 기판은 균열이 쉽게 일어나지 않는다.
최근에, 전자 장치에 대한 개발 동향은 보다 더 기능적이고, 경량이고, 두께가 얇으며, 치수가 작고, 크기가 작은 것을 특징으로 한다. 보다 많은 수의 층, 보다 얇은 절연 층 및 보다 높은 밀도 등의 발전은 인쇄 배선 기판을 위해 달성되어 왔다. 그러므로, 인쇄 배선 기판을 구성하는 물질 품질은, 큰 치수 및 장기간의 절연 속성에 있어서, 흡습성, 내열성, 안정성에 대해 강화되어야 한다.
현재, 인쇄 회로 기판은 액체 에폭시 수지로 섬유재 재료류(textile fabric)를 함침함으로써 일반적으로 제조된다. 기능이 보다 많고, 경량이고, 보다 두께가 얇고, 치수가 작고 크기가 작은 전자 장비에 사용되는 보다 얇은 인쇄 배선 기판의 개발 동향을 만족시키기 위해서, 경량 유리 섬유 직물은 예비 함침 몸체를 제조하기 위해 기판으로 주로 사용된다. 종래 다층 회로 기판의 제조에서, 구리 포일 베이스 판은 구리 포일 베이스 판의 2 개의 구리 포일 측면을 거칠게 하기 위해 흑염법(blackening)을 거쳐야 한다. 그 후, 구리 포일 측면들 중 하나는 수지 유리 섬유 직물로 배치되고 또 다른 측면은 구리 포일 층으로 배치된다. 마지막으로, 구리 포일 베이스 판, 수지 유리 섬유 직물 및 다른 층의 구리 포일은 다층 구리 포일로 회로 기판을 만들어 내기 위해 적층된다.
그러나, 회로 기판을 처리 및 생산하기 위한 상술된 제조 방법에 있어서, 비용이 많이 드는 구리 포일 이외에, 예비 함침 물질의 접착 영역은 예비 함침 후에 종종 감소된다. 결과적으로, 점도, 열 전도율 및 습기 저항(moisture resistance)은 감소되고, 회로 기판은 조립에 있어 균열이 손쉽게 일어난다.
본 발명의 주요 목적은 우수한 열 전도율, 낮은 흡습성, 우수한 내열성, 고융점, 낮은 유전 상수 및 낮은 유전 손실 계수를 가진, 비용이 낮은 다층 인쇄 회로 기판 구조체를 제공함에 있고, 이때 인쇄 회로 기판은 균열이 쉽게 일어나지 않는다.
상술된 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 의해 제공된 다층 인쇄 회로 기판 구조체는 알루미늄 호일 기판, 제 1 예비 함침 몸체, 알루미늄 호일 중간 층, 제 2 예비 함침 몸체 및 구리 포일 표면 층을 순서대로 적층함으로써 형성된다. 상기 제 1 예비 함침 몸체 및 제 2 예비 함침 몸체 둘 다는, 열 전도 물질이 섬유 직물의 갭을 충전할 수 있도록, 상기 열 전도 물질로 함침된 섬유 직물로 구성된다. 상기 열 전도 물질은 적어도 수지 및 충전 물질로 혼합된다.
본 발명의 다층 인쇄 회로 기판 구조체가 구현될 시에, 상기 섬유 직물은 15 내지 25 개의 날실 및 15 내지 25 개의 씨실로 엮어진다. 상기 섬유 직물은 유리 섬유 직물, 석영 섬유, 나일론 섬유, 면사 섬유 또는 복합 섬유이다.
본 발명의 다층 인쇄 회로 기판 구조체가 구현될 시에, 상기 충전 물질은 예를 들면, 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물, 마그네슘 산화물, 붕소 질화물, 수산화 알루미늄 또는 수산화 마그네슘이다.
본 발명의 다층 인쇄 회로 기판 구조체가 구현될 시에, 상기 수지는 페놀과 혼합된 수지이다. 상기 수지는 페놀릭 알데하이드 수지, 크레졸 페놀릭 알데하이드 수지, 나프톨 아랄킬 수지, 트리페놀 메탄 수지, 테르펜 변형 페놀 수지, 바이시클로펜타디엔 변형 페놀 수지, 및 벤젠 스켈레톤을 가진 페놀 아랄킬 수지 중 하나로부터 선택되거나, 또는 상기 수지들 중 2 개의 혼합물이다.
본 발명의 다층 인쇄 회로 기판 구조체가 구현될 시에, 상기 수지는 흡습성이 낮고 내열성이 높은 퍼플루오로-열 가소성 수지 또는 아랄킬 에폭시 수지이다.
본 발명의 다층 인쇄 회로 기판 구조체가 구현될 시에, 상기 수지는 복합 디올레핀 탄화수소 폴리머(conjugated diolefine hydrocarbon polymer)의 페놀 첨가물로 혼합된 에폭시 수지이다.
본 발명의 다층 인쇄 회로 기판 구조체가 구현될 시에, 상기 제 1 예비 함침 몸체의 열 전도 물질에서, 상기 충전 물질은 1% 내지 80%로 이루어지고, 상기 수지는 20% 내지 99%로 이루어지며; 상기 제 2 예비 함침 몸체의 열 전도 물질에서, 상기 충전 물질은 1% 내지 70%로 이루어지고, 상기 수지는 30% 내지 99%로 이루어진다.
본 발명은 첨부된 도면과 함께 읽을 시에 본 발명의 다음의 상세한 설명을 참조하면 보다 완전하게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다층 인쇄 회로 기판 구조체의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다층 인쇄 회로 기판 구조체의 단면도이다. 다층 인쇄 회로 기판 구조체는 알루미늄 호일 기판(1), 제 1 예비 함침 몸체(2), 알루미늄 호일 중간 층(3), 제 2 예비 함침 몸체(4) 및 구리 포일 표면 층(5)으로 구성된다.
도 1을 참조하면, 제 1 예비 함침 몸체(2)는 알루미늄 호일 기판(1) 상에서 결합되고; 알루미늄 호일 중간 층(3)은 제 1 예비 함침 몸체(2) 상에 결합되고, 제 2 예비 함침 몸체(4)는 알루미늄 호일 중간 층(3) 상에 결합되며; 그리고 구리 포일 표면 층(5)은 제 2 예비 함침 몸체(4) 상에 결합된다.
제 1 예비 함침 몸체(2) 및 제 2 예비 함침 몸체(4) 둘 다는 열 전도 물질로 함침된 섬유 직물로 구성된다. 바람직하게, 제 1 예비 함침 몸체(2)의 두께는 제 2 예비 함침 몸체(4)의 두께보다 크다. 섬유 직물은 15 내지 25 개의 날실(counts of warps) 및 15 내지 25 개의 씨실로 엮어진다. 섬유 직물은, 열 전도 물질이 섬유 직물의 갭을 충전할 수 있도록, 유리 섬유 직물, 석영 섬유, 나일론 섬유, 면사 섬유(cotton yarn fiber) 또는 복합 섬유(hybrid fiber)로 이루어진다.
열 전도 물질은 적어도 수지 및 충전 물질로 혼합된다. 사실, 열 전도 물질에서 충전 물질 및 수지는 필요에 따라 비율적으로 혼합될 수 있다. 예를 들면, 동일 혼합 비율은 제 1 예비 함침 몸체(2) 및 제 2 예비 함침 몸체(4)에서의 열 전도 물질이 동일한 비율을 가질 수 있도록 하거나; 또는 충전 물질 및 수지는 서로 다른 비율로 혼합된다. 예를 들면, 제 1 예비 함침 몸체(2)의 열 전도 물질에 있어서, 충전 물질은 1% 내지 80%으로 이루어지고 수지는 20% 내지 99%으로 이루어지며; 제 2 예비 함침 몸체(4)의 열 전도 물질에 있어서, 충전 물질은 1% 내지 70%으로 이루어지고, 수지는 30% 내지 99%으로 이루어짐으로써; 제 2 예비 함침 몸체(4)의 열 전도의 세기는 제 1 예비 함침 몸체(2)의 열 전도의 세기보다 크다.
충전 물질은 예를 들면, 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물, 마그네슘 산화물, 붕소 질화물, 수산화 알루미늄(aluminum hydroxide) 또는 수산화 마그네슘이기 때문에, 그 결과 갭들은 충전될 수 있어 레벨이 높아질 수 있다. 이로 인해, 점도 및 유전체 강도는 강화될 수 있고, 회로 기판의 균열 및 분리, 그리고 형편없는 열 전도율의 문제점의 발생은 손쉽게 방지될 수 있다. 게다가, 유리 섬유 직물이 15 내지 25 개의 날실 및 15 내지 25 개의 씨실로 엮어지기 때문에, 날실과 씨실 간의 갭에는 예비 함침 중에 유리 섬유 직물에 통합될 수 있는 보다 많은 열 전도 물질이 제공된다. 그러므로, 적층 후에, 전체 구조체의 점도 및 열 전도 효과는 열 전도 물질의 결합된 영역의 증가로 인해 강화될 수 있다. 이로 인해, 전자 제품의 열 소실 및 신뢰성은 실질적으로 강화될 수 있되, 다층 인쇄 회로 기판 구조체가 LED 장치 및 부하 시스템에 적용될 시에 그러하며, 이때 상기 LED 장치 및 부하 시스템은 우수한 열 전도율을 필요로 한다.
이러한 실시예에서의 열 전도 물질의 수지는 고온에서 탄성을 낮추고 흡습성(hygroscopicity) 또한 낮추는 우수한 효과를 달성하기 위해, 페놀과 혼합된 수지이다. 수지는 페놀릭 알데하이드 수지(phenolic aldehyde resin), 크레졸 페놀릭 알데하이드 수지(cresol phenolic aldehyde resin), 나프톨 아랄킬 수지(naphthol aralkyl resin), 트리페놀 메탄 수지(triphenol methane resin), 테르펜 변형 페놀 수지(terpene modified phenol resin), 바이시클로펜타디엔 변형 페놀 수지(bicyclopentadiene modified phenol resin), 및 벤젠 스켈레톤을 가진 페놀 아랄킬 수지(phenol aralkyl resin with benzene skeleton) 중 하나로부터 선택되거나, 또는 상기 수지들 중 2 개의 혼합물이다. 바람직하게는, 점도가 낮은 것들이 선택된다.
또한 수지는, 흡습성이 낮고 내열성이 높은 퍼플루오로-열 가소성 수지(perfluoro-thermoplastic resin) 또는 아랄킬 에폭시 수지(aralkyl epoxy resin)이다. 퍼플루오로-열 가소성 수지는, 예를 들면, 폴리테트라풀루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene); 테트라풀루오로에틸렌(tetrafluoroethylene) 및 헥사플루오로프로펜(hexafluoropropene), 비닐 에테르(vinyl ether), 에틸렌(ethylene); 폴리-(에테르-에테르-케톤)(poly-(ether-ether-ketone)); 폴리-(에테르-케톤-케톤)(poly-(ether-ketone-ketone)); 및 폴리-(에테르-케톤)(poly-(ether-ketone)); 폴리에스터(polyester), 예를 들면, 폴리-(에틸렌 테레플레이트)(poly-(ethylene terephthalate)), 폴리-(에틸렌 2,6-나프탈레이트)(poly-(ethylene 2,6-naphthalate)), 및 비스페놀 A(bisphenol A) 및 이소프탈산(isophthalic acid)/테레프탈산(terephthalic acid)으로 형성된 폴리에스터; 유리 전이 온도가 특히 높은 폴리카보네이트(polycarbonate); 폴리 4-메틸펜텐(poly 4- methylpentene); 폴리-(아릴 설파이드)(poly-(aryl sulphides)); 폴리-(에테르-이미드)(poly-(ether-imid)); 폴리-(아릴 에테르)(poly-(aryl ether)); 바람직하게는, 퍼플루오로-폴리머(perfluoro-polymer)이고, 그 결과 이는 낮은 흡습성, 고융점, 낮은 유전 상수 및 낮은 유전 손실 계수를 가진다. 아랄킬 에폭시 수지는 바람직하게, 비페닐 에폭시 수지(biphenyl epoxy resin)임으로써, 습기 저항을 강화시키고, 우수한 내열성을 달성한다.
이로 인해, 상기로 구성된 구조체가 발광 다이오드에 적용될 시에, 그리고 발광 다이오드 배선이 구리 포일 표면 층(5) 상에 고정된 후에, 구리 포일 표면 층(5)의 열은 제 2 예비 함침 몸체(4)를 통해 소실되기 위해 알루미늄 호일 중간 층(3)으로 신속하게 전도될 수 있다. 그 후, 열은 제 1 예비 함침 몸체(2) 및 알루미늄 호일 기판(1)으로 전도된다. 열 전도 및 열 소실의 효과가 달성될 수 있는 것 이외에, 두께 및 강도에 대한 요건도 만족될 수 있다.
본 발명의 실시예들이 상세하게 기술됨에도 불구하고, 다수의 변형 및 변화가 상기에 개시된 교시로부터 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 구현될 수 있다. 그러므로, 이해하여야 하는 바와 같이, 본 발명의 기술 사상과 균등한 임의의 변형 및 변화는 첨부된 청구항에 의해 정의된 권리 범위 내에 포함되는 것으로 간주된다.

Claims (8)

  1. 알루미늄 호일 기판;
    상기 알루미늄 호일 기판 상에 결합된 제 1 예비 함침 몸체;
    상기 제 1 예비 함침 몸체 상에 결합된 알루미늄 호일 중간 층;
    상기 알루미늄 호일 중간 층 상에 결합된 제 2 예비 함침 몸체;
    상기 제 2 예비 함침 몸체 상에 결합된 구리 포일 표면 층을 포함하며,
    상기 제 1 예비 함침 몸체 및 제 2 예비 함침 몸체 둘 다는, 열 전도 물질이 섬유 직물의 갭을 충전할 수 있도록, 상기 열 전도 물질로 함침된 섬유 직물로 구성되며, 이때 상기 열 전도 물질은 적어도 수지 및 충전 물질로 혼합되는 다층 인쇄 회로 기판 구조체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 섬유 직물은 15 내지 25 개의 날실 및 15 내지 25 개의 씨실로 엮어진 것을 특징으로 하는 다층 인쇄 회로 기판 구조체.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 섬유 직물은 유리 섬유 직물, 석영 섬유, 나일론 섬유, 면사 섬유 또는 복합 섬유인 것을 특징으로 하는 다층 인쇄 회로 기판 구조체.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 충전 물질은 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물, 마그네슘 산화물, 붕소 질화물, 수산화 알루미늄 또는 수산화 마그네슘인 것을 특징으로 하는 다층 인쇄 회로 기판 구조체.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 수지는 페놀과 혼합된 수지이고,
    상기 수지는 페놀릭 알데하이드 수지, 크레졸 페놀릭 알데하이드 수지, 나프톨 아랄킬 수지, 트리페놀 메탄 수지, 테르펜 변형 페놀 수지, 바이시클로펜타디엔 변형 페놀 수지, 및 벤젠 스켈레톤을 가진 페놀 아랄킬 수지 중 하나로부터 선택되거나, 또는 상기 수지들 중 2 개의 혼합물인 것을 특징으로 하는 다층 인쇄 회로 기판 구조체.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 수지는, 흡습성이 낮고 내열성이 높은 퍼플루오로-열 가소성 수지 또는 아랄킬 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 다층 인쇄 회로 기판 구조체.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 수지는 복합 디올레핀 탄화수소 폴리머(conjugated diolefine hydrocarbon polymer)의 페놀 첨가물로 혼합된 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 다층 인쇄 회로 기판 구조체.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 예비 함침 몸체의 열 전도 물질에서, 상기 충전 물질은 1% 내지 80%로 이루어지고, 상기 수지는 20% 내지 99%로 이루어지며,
    상기 제 2 예비 함침 몸체의 열 전도 물질에서, 상기 충전 물질은 1% 내지 70%로 이루어지고, 상기 수지는 30% 내지 99%로 이루어진 것을 특징으로 하는 다층 인쇄 회로 기판 구조체.
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