KR20140134944A - 인쇄회로기판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 일면에 방열패드가 형성된 베이스기판과, 상기 방열패드의 상면로부터 상기 베이스기판을 두께방향으로 관통하도록 형성된 방열비아홀과, 상기 방열비아홀에 형성된 방열비아 및 상기 베이스기판의 타면에 상기 방열비아홀을 밀폐하도록 형성된 밀폐부를 포함한다.

Description

인쇄회로기판 및 그 제조방법{PRINTED CIRCUIT BOARD AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인쇄회로기판의 열 방출을 원활히 할 수 있는 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 인쇄회로기판은 구리를 도전층으로 하고, 각종 열경화성 합성수지로 이루어진 보드의 일면 또는 양면에 동선으로 배선한 후 보드 상에 IC 또는 전자부품들을 배치 고정하고 이들 간의 전기적 배선을 구현하여 절연체로 코팅한 것이다.

최근, 전자산업이 발달함에 따라 전자 부품의 고기능화에 대한 요구가 급증하고 있다. 이에 따라, 전자 부품을 탑재하는 인쇄회로기판 또한 고밀도 박판화가 요구되고 있으며, 단면 인쇄회로기판에서 다층 인쇄회로기판(MLB)으로 발전하고 있다.

그러나, 종래의 다층 인쇄회로기판의 경우, 고밀도화 및 고집적화의 성능 구현에는 용이한 장점이 있었지만, 고밀도화 및 고집적화에 따라 인쇄회로기판에 실장되는 전자 부품의 수가 급격하게 늘어나게 되었고, 많은 수의 전자 부품들이 좁은 간격으로 집적되면서 방열 문제가 새롭게 발생하게 되었으며, 고기능화에 따른 전자 소자 자체의 발열에 따른 방열 문제가 새롭게 발생하게 되었다.

종래에는, 이러한 방열 문제를 해결하기 위해 전자 부품의 실장 후 상부에 구리(Cu)나 인바(Invar) 등을 소재로 하는 히트 스프레더(heat spreader)를 장착하거나 인쇄회로기판에 히트 싱크(heat sink)를 적용하는 방법을 많이 사용하였다.

그러나, 이러한 방법들은 방열 특성에는 유리하지만 공정 단계를 추가시키고 구성이 추가됨에 따라 크기가 증가시키기 때문에 최근의 소형화 추세를 역행한다는 단점이 있었다.

한국공개특허공보 제2012-0090654호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 본 발명은 인쇄회로기판 및 실장된 전자 소자에서 발생하는 열을 빠르게 방출할 수 있는 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 방열비아의 형성시 솔더가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있는 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판은 일면에 방열패드가 형성된 베이스기판과, 상기 방열패드의 상면로부터 상기 베이스기판을 두께방향으로 관통하도록 형성된 방열비아홀과, 상기 방열비아홀에 형성된 방열비아 및 상기 베이스기판의 타면에 상기 방열비아홀을 밀폐하도록 형성된 밀폐부를 포함한다.

여기서, 상기 베이스기판은 그라운드 전극을 포함하되, 상기 방열비아는 상기 그라운드 전극과 연결될 수 있다.

또한, 상기 밀폐부는 비전도성 재질로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 밀폐부는 실크 스크린 인쇄방법으로 형성될 수 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조방법은 일면에 방열패드가 형성되고, 상기 방열패드의 상면로부터 두께방향으로 관통하도록 방열비아홀이 형성된 베이스기판을 준비하는 단계와, 상기 베이스기판의 타면에 상기 방열비아홀을 밀폐하도록 밀폐부를 형성하는 단계 및 상기 방열비아홀을 충진하여 방열비아를 형성하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 밀폐부를 형성하는 단계는 실크 스크린 인쇄방법으로 밀폐부를 형성할 수 있다.

또한, 상기 밀폐부를 형성하는 단계에서, 상기 밀폐부는 비전도성 재질로 형성될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판은 전자부품이 방열패드에 접속되고, 방열패드에 관통형성된 방열비아를 통해 열을 방출함으로써, 인쇄회로기판의 방열특성을 개선하여 과열로 인한 인쇄회로기판의 신뢰성 저하와 전자부품의 오작동을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 인쇄회로기판의 일면에 방열비아홀을 밀폐하도록 밀폐부가 형성됨으로써, 솔더링을 통한 방열비아홀의 충진시 솔더가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있으므로, 솔더의 부족으로 방열패드에서 전자부품이 떨어지는 문제를 개선할 수 있고, 유출된 솔더가 다른 배선과 접촉되어 쇼트가 발생하는 문제를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 저면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조과정을 나타낸 순서도.

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 후술 되는 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.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 저면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판은 일면에 방열패드(20)가 형성된 베이스기판(10)과, 상기 방열패드(20) 상면로부터 상기 베이스기판(10)을 두께방향으로 관통하도록 형성된 방열비아홀(31)과, 상기 방열비아홀(31) 내부에 형성된 방열비아(30) 및 상기 베이스기판(10)의 타면에 상기 방열비아홀(31)을 밀폐하도록 형성된 밀폐부(40)를 포함한다.

상기 베이스기판(10)은 칩 등과 같은 발열 전자부품(P)이 실장되는 것으로, 단층으로 형성되거나, 다층으로 적층형성된 인쇄회로기판 일 수 있다.

여기서, 상기 베이스기판(10)은 상기 전자부품(P)에 전원을 인가하고 전기적인 신호를 인출하는 회로배선(11)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 회로배선(11)은 전기 전도성 및 열 전도성이 좋은 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni) 또는 구리(Cu) 등의 금속으로 이루어진다.

또한, 상기 베이스기판(10)의 상면에는 상기 전자부품(P)이 배치되는 방열패드(20)가 형성될 수 있다. 여기서, 상기 전자부품(P)은 솔더링에 의해 상기 방열패드(20)의 상부에 실장될 수 있다. 이때, 상기 방열패드(20)는 열 전도성이 높은 금속재질로 형성되어 상기 방열패드(20)에 실장된 상기 전자부품(P)에서 발생되는 열을 방출하는 것이 바람직하다.

상기 베이스기판(10)은 상기 방열패드(20)의 상면로부터 상기 베이스기판(10)을 두께방향으로 관통하도록 방열비아홀(31)이 형성될 수 있으며, 솔더링에 의해 상기 방열비아홀(31)이 도전성 재질로 충진됨으로써, 방열비아(30)가 형성될 수 있다.

여기서, 상기 방열비아홀(31)은 기계적 드릴링(mechanical drilling) 또는 레이저 드릴링에 의해 형성된다. 만일, 레이저 드릴을 이용하는 경우 CO2를 이용한 레이저 드릴을 주로 사용하나, 자외선-야그(UV-Yag)를 이용한 레이저 드릴을 사용할 수도 있다. 또한, 상기 방열비아홀(31)은 프레싱(pressing) 또는 레이저 가공 등의 다양한 방법에 의해 형성될 수도 있다.

즉, 상기 전자부품(P)이 상기 베이스기판(10)의 방열패드(20)에 접속되고, 방열패드(20)로부터 형성된 방열비아(30)를 통해 전자부품(P)에서 발생되는 열을 방출함으로써, 인쇄회로기판의 방열특성을 개선하여 과열로 인한 인쇄회로기판의 신뢰성 저하와 전자부품의 오작동을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 방열비아홀(31)은 상기 방열패드(20) 하나에 다수개가 형성되는 것이 바람직하며, 상기 방열비아홀(31)이 다수개가 형성됨으로써, 상기 방열비아(30)도 다수개가 형성되어 상기 방열패드(20)에 실장되는 전자부품(P)의 열을 보다 효율적으로 방출할 수 있다.

한편, 상기 베이스기판(10)에는 도면에 도시되지 않았으나, 그라운드 전극이 형성될 수 있으며, 상기 방열비아(30)는 상기 그라운드 전극에 전기적으로 연결됨으로써, 노이즈를 제거할 수 있다.

상기 베이스기판(10)의 타면에는 상기 방열비아홀(31)을 밀폐하도록 밀폐부(40)가 형성될 수 있다. 즉, 상기 밀폐부(40)는 상기 베이스기판(10)의 하면에 다수개의 방열비아홀(31)을 밀폐하도록 형성됨으로써, 솔더링에 의해 상기 방열비아홀(31)의 충진시 솔더가 상기 방열비아홀(31)의 하부를 통해 유출되는 것을 방지할 수 있다.

이때, 상기 밀폐부(40)는 비전도성 재질의 페이스트 형태로 형성되어 실크 스크린 인쇄방법을 통하여 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 밀폐부(40)를 간단한 공정을 통해 형성할 수 있으며, 비전도성 재질로 형성됨으로써, 전기적인 접속으로 인한 쇼트 발생을 방지할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조과정을 나타낸 순서도이다.

본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조방법을 도면을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 일면에 방열패드(20)가 형성되고, 상기 방열패드(20)의 상면로부터 두께방향으로 관통하도록 방열비아홀(31)이 형성된 베이스기판(10)을 준비하는 단계(S100)를 수행할 수 있다.

여기서, 상기 베이스기판(10)은 단층 또는 다층의 인쇄회로기판일 수 있으며, 상면에 전자부품(P)이 실장될 방열패드(20)가 형성하고, 상기 방열패드(20)에 실장될 전자부품(P)에 전원을 인가하고 전기적인 신호를 인출하는 회로배선(11)이 형성할 수 있다.

또한, 상기 베이스기판(10)에는 상기 방열패드(20)의 상면로부터 상기 베이스기판(10)의 두께방향으로 관통하도록 방열비아홀(31)을 형성할 수 있다. 이때, 상기 방열비아홀(31)은 상기 방열패드(20)에 실장되는 전자부품(P)의 크기 및 발열량에 따라 다수개를 형성함으로써, 전자부품(P)에서 발생되는 열을 효율적으로 방출할 수 있다.

다음으로, 상기 베이스기판(10)의 타면에 상기 방열비아홀(31)을 밀폐하도록 밀폐부(40)를 형성하는 단계(S200)를 수행할 수 있다.

여기서, 상기 밀폐부(40)는 비전도성 재질의 페이스트 형태로 형성되어 실크 스크린 인쇄방법을 통하여 형성할 수 있으며, 열경화성 재질로 형성되어 실크 스크린 인쇄방법을 통해 인쇄 후 가열하여 경화시킨다.

이후, 상기 방열비아홀(31)을 충진하여 방열비아(31)를 형성하는 단계(S300)를 수행할 수 있다.

여기서, 상기 방열비아홀(31)을 충진하여 방열비아(31)를 형성하는 단계(S300)에서는 솔더링을 통하여 솔더가 상기 방열비아홀(31)의 내부로 흘러들어감으로써, 상기 방열비아(31)를 형성하고, 상기 방열패드(20)의 상부에 전자부품(P)을 실장한다.

이때, 상기 방열비아홀(31)의 하부는 상기 밀폐부(40)를 통하여 밀폐되어 있으므로, 솔더가 상기 방열비아홀(31)의 하부를 통해 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있으므로, 솔더의 부족으로 방열패드(20)에서 전자부품(P)이 떨어지는 문제를 개선할 수 있고, 유출된 솔더가 다른 배선과 접촉되어 쇼트가 발생하는 문제를 방지할 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 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10 : 베이스기판 11 : 회로배선
20 : 방열패드 30 : 방열비아
31 : 방열비아홀 40 : 밀폐부
P : 전자부품

Claims (7)

1. 일면에 방열패드가 형성된 베이스기판;
   상기 방열패드의 상면로부터 상기 베이스기판을 두께방향으로 관통하도록 형성된 방열비아홀;
   상기 방열비아홀 내부에 형성된 방열비아; 및
   상기 베이스기판의 타면에 상기 방열비아홀을 밀폐하도록 형성된 밀폐부;
   를 포함하는 인쇄회로기판.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 베이스기판은 그라운드 전극을 포함하되,
   상기 방열비아는 상기 그라운드 전극과 연결되는 인쇄회로기판.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 밀폐부는
   비전도성 재질로 형성되는 인쇄회로기판.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 밀폐부는
   실크 스크린 인쇄방법으로 형성되는 인쇄회로기판.
   
5. 일면에 방열패드가 형성되고, 상기 방열패드의 상면로부터 두께방향으로 관통하도록 방열비아홀이 형성된 베이스기판을 준비하는 단계;
   상기 베이스기판의 타면에 상기 방열비아홀을 밀폐하도록 밀폐부를 형성하는 단계; 및
   상기 방열비아홀을 충진하여 방열비아를 형성하는 단계;
   를 포함하는 인쇄회로기판 제조방법.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 밀폐부를 형성하는 단계는
   실크 스크린 인쇄방법으로 밀폐부를 형성하는 인쇄회로기판 제조방법.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 밀폐부를 형성하는 단계에서,
   상기 밀폐부는 비전도성 재질로 형성되는 인쇄회로기판 제조방법.
   

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