KR20150046609A

KR20150046609A - 인쇄회로기판용 절연기판 및 인쇄회로기판

Info

Publication number: KR20150046609A
Application number: KR20130126052A
Authority: KR
Inventors: 김용환; 장정훈
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2013-10-22
Filing date: 2013-10-22
Publication date: 2015-04-30
Also published as: US20150107886A1; JP2015082661A

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판용 절연기판 및 인쇄회로기판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내층 비아홀의 필 도금성을 향상시킬 수 있는 인쇄회로기판용 절연기판 및 인쇄회로기판에 관한 것이다.
본 발명에 따른 인쇄회로기판용 절연기판은, 전기절연 수지; 및 상기 전기절연 수지 내에 형성된 복수층의 보강재;를 포함하되, 상기 복수층의 보강재는, 상기 전기절연 수지 내의 중앙부에 형성된 중앙 보강재를 기준으로 상하부에 각각 하나 이상의 보강재가 대칭되어 형성되되, 상기 중앙 보강재의 두께가 나머지 다른 보강재의 두께보다 두껍다.
또한 본 발명에 따른 인쇄회로기판은, 절연기판; 및 상기 절연기판을 관통하는 비아;를 포함하되, 상기 절연기판은, 전기절연 수지; 및 상기 전기절연 수지 내에 형성된 복수층의 보강재;를 포함하며, 상기 복수층의 보강재는, 상기 전기절연 수지 내의 중앙부에 형성된 중앙 보강재를 기준으로 상하부에 각각 하나 이상의 보강재가 대칭되어 형성되되, 상기 중앙 보강재의 두께가 나머지 다른 보강재의 두께보다 두껍다.

Description

인쇄회로기판용 절연기판 및 인쇄회로기판{INSULATING SUBSTRATE FOR PRINTED CIRCUIT BOARD AND PRINTED CIRCUIT BOARD}

본 발명은 인쇄회로기판용 절연기판 및 인쇄회로기판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내층 비아홀(IVH, Inner Via Hole)의 필(fill) 도금성을 향상시킬 수 있는 인쇄회로기판용 절연기판 및 인쇄회로기판에 관한 것이다.

인쇄회로기판은 TV, 카메라, VCR 등의 가전용 전자제품뿐 아니라 컴퓨터, 휴대용 단말기 등의 정보기기를 포함한 거의 모든 전자 산업 관련 분야에 필수적인 부품으로 자리매김하고 있다.

이러한 인쇄회로기판은 복수의 회로층을 구비하며, 전기적 특성 및 설계 자유도 향상을 위하여 층간의 전기적 연결을 위한 비아(Via)가 형성된다. 이때 비아는 절연기판에 레이저 등을 이용하여 홀을 형성한 후 홀의 내벽을 도금하여 형성할 수 있다.

특히, 최근에는 절연기판 내층에 형성되는 내층 비아홀(IVH, Inner Via Hole)의 경우, 그 형상을 도 1에 도시된 바와 같이 모래시계(장구) 형상, 즉 중앙부의 직경이 작고 상하부의 직경이 크게 형성된 형상으로 가공하는 추세에 있는데, 이는 상기와 같은 모래시계 형상의 경우 도금 필 성장을 위한 브릿지(bridge)를 확보할 수 있으므로, 결국에는 내층 비아홀의 필 도금성을 향상시킬 수 있기 때문이다.

이러한 모래시계 형상은, CNC 장치를 이용한 드릴링 가공 또는 레이저 가공 등을 이용하여 가공할 수 있으며, 특히 레이저 가공을 이용할 경우에는 CO₂를 이용한 레이저 등을 이용할 수 있다.

그러나 동일한 CO₂ 레이저 가공조건을 적용한다 하더라도, 가공되는 절연기판의 보강재 위치, 두께 편차 등에 따라, 모래시계 형상이 아닌 도 2와 같은 형상의 내층 비아홀을 형성할 수 있으며, 이러한 형상의 내층 비아홀의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 딤플(10, dimple), 보이드(20, void) 등과 같은 필 도금 불량이 발생될 수 있다.

따라서 레이저 등을 이용하여 내층 비아홀을 형성하는 경우, 보강재의 형성 위치, 두께 편차 조절 등을 통해, 모래시계 형상의 내층 비아홀이 자연스럽게 형성되도록 함으로써, 내층 비아홀의 필 도금성을 보다 향상시킬 수 있는 절연기판 및 그 절연기판을 포함하는 인쇄회로기판의 개발이 무엇보다 필요한 실정이다.

한국공개특허공보 제2013-0053289호

본 발명의 일 목적은, 내층 비아홀의 필 도금성을 보다 향상시킬 수 있는 인쇄회로기판용 절연기판 및 인쇄회로기판을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 상기 목적은, 전기절연 수지; 및 상기 전기절연 수지 내에 형성된 복수층의 보강재;를 포함하며, 상기 복수층의 보강재는, 상기 전기절연 수지 내의 중앙부에 형성된 중앙 보강재를 기준으로 상하부에 각각 하나 이상의 보강재가 대칭되어 형성되되, 상기 중앙 보강재의 두께가 나머지 다른 보강재의 두께보다 두꺼운 인쇄회로기판용 절연기판이 제공됨에 의해 달성된다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 중앙 보강재의 두께는, 상기 나머지 다른 보강재의 두께보다 10㎛ 내지 30㎛ 두꺼울 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 복수층의 보강재 각각은, 종이, 유리 섬유, 유리 부직포, 아라미드 섬유, 액정 폴리머 섬유, 액정 폴리머 부직포 및 하이브리드 섬유(Hybrid fiber)로 이루어진 군에서 적어도 하나를 선택할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 유리 섬유는, 실리카를 포함하는 글라스 필라멘트(Glass Filament)를 꼬아서 섬유 다발(yarn)을 형성하고, 상기 섬유 다발을 직조하여 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 중앙 보강재의 글라스 필라멘트 직경이, 상기 나머지 다른 보강재의 글라스 필라멘트 직경보다 2㎛ 내지 5㎛ 클 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 복수층의 보강재는, 상기 중앙 보강재와, 상기 중앙 보강재의 상부에 형성된 상부 보강재와, 상기 중앙 보강재의 하부에 형성되는 하부 보강재의 3층으로 형성되며, 상기 중앙 보강재의 두께는, 상기 상부 보강재 및 상기 하부 보강재의 두께보다 두꺼울 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 중앙 보강재의 두께는, 상기 상부 보강재 및 상기 하부 보강재의 두께보다 10㎛ 내지 30㎛ 두꺼울 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 상부 보강재, 상기 중앙 보강재 및 상기 하부 보강재 각각은, 종이, 유리 섬유, 유리 부직포, 아라미드 섬유, 액정 폴리머 섬유, 액정 폴리머 부직포 및 하이브리드 섬유(Hybrid fiber)로 이루어진 군에서 적어도 하나를 선택할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 유리 섬유는, 실리카를 포함하는 글라스 필라멘트(Glass Filament)를 꼬아서 섬유 다발을 형성하고, 상기 섬유 다발을 직조하여 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 중앙 보강재의 글라스 필라멘트 직경이, 상기 상부 보강재 및 상기 하부 보강재의 글라스 필라멘트 직경보다 2㎛ 내지 5㎛ 클 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명의 상기 목적은, 절연기판; 및 상기 절연기판을 관통하는 비아;를 포함하고, 상기 절연기판은, 전기절연 수지; 및 상기 전기절연 수지 내에 형성된 복수층의 보강재;를 포함하며, 상기 복수층의 보강재는, 상기 전기절연 수지 내의 중앙부에 형성된 중앙 보강재를 기준으로 상하부에 각각 하나 이상의 보강재가 대칭되어 형성되되, 상기 중앙 보강재의 두께가 나머지 다른 보강재의 두께보다 두꺼운 인쇄회로기판에 의해 달성된다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 비아는 모래시계 형상일 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 상기와 같이 구성된 인쇄회로기판용 절연기판 및 인쇄회로기판은, 절연기판에 복수개의 보강재를 형성하되 중앙에 있는 보강재를 기준으로 상하부에 각각 하나 이상의 보강재를 대칭시켜 형성하고, 중앙에 있는 보강재를 나머지 보강재의 두께보다 두껍게 형성함으로써, 절연기판의 중앙부분에 대한 레이저 등의 가공성을 나머지 부분보다 상대적으로 낮출 수 있다.

이에 따라 레이저 등의 가공을 통해 모래시계 형상의 내층 비아홀을 자연스럽게 형성할 수 있게 되므로, 결국에는 내층 비아홀의 필 도금성을 더욱 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 모래시계 형상의 내층 비아홀을 나타낸 사진.
도 2는 절연기판 내에 형성된 보강재의 위치, 두께 편차 등에 따른 내층 비아홀의 형상을 나타낸 사진.
도 3은 필 도금 불량이 발생되는 내층 비아홀을 나타낸 사진.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판용 절연기판의 개략적인 단면도.
도 5는 유리 섬유의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 6은 유리 섬유에 대한 IPC 표준 규격을 나타낸 도면.
도 7은 도 6에서 IPC 명칭에 따른 유리 섬유 중 대표적인 유리 섬유의 구조를 확대하여 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 변형예에 따른 인쇄회로기판용 절연기판의 개략적인 단면도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 개략적인 단면도.
도 10 및 도 11은 본 발명의 비교예에 따른 인쇄회로기판의 개략적인 단면도.

본 발명에 따른 인쇄회로기판용 절연기판 및 그 제조방법의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.

인쇄회로기판용 절연기판

< 실시예 >

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판용 절연기판(100)의 개략적인 단면도를 나타낸 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 인쇄회로기판용 절연기판(100)은 전기 절연수지(110) 및 복수층의 보강재(120)를 포함하여 구성할 수 있다. 이 경우 양면에 동박이 적층된 동박적층판(Copper Clad Lamimated, CCL) 등을 상기 절연기판(100)의 일예로서 채용할 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.

먼저 전기절연 수지(110)는 전기적인 절연 특성을 가지는 것으로, 구체적인 예를 들면 열경화성 수지, 열가소성 수지 및 이들의 혼합 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.

이때 열경화성 수지는, 구체적인 예를 들면, 에폭시 수지, 페놀 수지, 에폭시 아크릴레이트 수지, 멜라민 수지, 폴리페닐렌에테르수지, 폴리에테르설폰 수지, 폴리에테르에테르케톤 수지, 폴리페닐렌설피드 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리페닐렌옥사이드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리설폰 수지, 폴리에테르설폰 수지, 폴리케톤 수지, 폴리에테르 케톤 수지, 폴리에테르에테르케톤수지, 불소 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리 이소프렌 수지, 이들의 공중합체 수지, 이들의 변성 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 열가소성 수지는, 구체적인 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌계 수지, 폴리옥시메틸렌수지, 폴리아미드 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리비닐클로라이드 수지, 이들의 공중합체 수지, 이들의 변성 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.

또한 전기절연 수지(110)는, 상기와 같이 열거한 열경화성 수지와 열가소성 수지를 혼합한 혼합 수지를 사용할 수도 있다.

본 실시예에서는 전기절연 수지(110)로서, 절연 특성 등을 고려하여 FR-4, BT(Bismaleimide Triazine), ABF(Ajinomoto Build up Film) 등의 에폭시계 수지를 사용할 수 있으나, 본 발명은 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.

다음으로 보강재(120)는, 전기 절연수지(110)의 종횡 방향의 강도를 증가시키고, 온도에 의한 치수 변화(열팽창률)를 감소시킬 수 있는 것으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 전기 절연수지(110) 내에 복수층(121, 122, 123)이 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면 복수층의 보강재는, 전기절연 수지 내의 중앙부에 형성된 중앙 보강재를 기준으로 상하부에 각각 하나 이상의 보강재가 대칭되어 형성될 수 있는데, 본 실시예에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 중앙 보강재(122)를 기준으로 상하부에 각각 하나의 보강재, 즉 상부 보강재(121) 및 하부 보강재(123)가 대칭되어 형성될 수 있다.

즉 본 실시예의 보강재(120)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상부 보강재(121), 중앙 보강재(122) 및 하부 보강재(123)의 3층으로 형성될 수 있다.

이때 상부 보강재(121)는 중앙 보강재(122)의 상부에 형성되어 있고, 하부 보강재(123)는 중앙 보강재(122)의 하부에 형성되어 있으며, 상기 상부 및 하부 보강재(121, 123)는 도 4에 도시된 바와 같이, 중앙 보강재(122)를 기준으로 서로 대칭되어 형성될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 복수층의 보강재는, 중앙 보강재의 두께를 나머지 다른 보강재의 두께보다 두껍게 할 수 있으며, 특히 중앙 보강재의 두께가 중앙 보강재의 두께가 나머지 다른 보강재의 두께보다 10㎛ 내지 30㎛ 두꺼운 것이 바람직하다.

즉 본 실시예에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 중앙 보강재(122)의 두께를, 상부 및 하부 보강재(121, 123)의 두께보다 두껍께 할 수 있으며, 특히 중앙 보강재(122)의 두께가 상부 및 하부 보강재(121, 123)의 두께보다 10㎛ 내지 30㎛ 두꺼운 것이 바람직하다.

본 실시예에서는 상기와 같이, 절연기판에 복수개의 보강재를 형성하되 중앙에 있는 보강재를 기준으로 상하부에 각각 하나 이상의 보강재를 대칭시켜 형성(즉 중앙 보강재를 기준으로 상하부에 상부 및 하부 보강재를 대칭시켜 형성)하고, 또한 중앙에 있는 보강재의 두께를 나머지 보강재의 두께보다 두껍게 형성(즉 중앙 보강재의 두께를 상부 및 하부 보강재의 두께보다 두껍게 형성)함으로써, 절연기판의 중앙부분에 대한 레이저 등의 가공성을 나머지 부분보다 상대적으로 낮출 수 있다.

따라서 인쇄회로기판에 홀을 형성하는 공정에 있어, 본 실시예에 따른 절연기판을 채택할 경우, 레이저 등의 가공을 통해 모래시계 형상의 내층 비아홀을 자연스럽게 형성할 수 있게 되며, 이에 따라 결국에는 내층 비아홀의 필 도금성을 더욱 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

또한 본 발명에 따른 복수층의 보강재 각각은, 예를 들면 종이, 유리 섬유(Glass fabric), 유리 부직포, 아라미드 섬유 및 하이브리드 섬유(Hybrid fiber)로 이루어진 군에서 적어도 하나를 선택할 수 있는데, 본 실시예에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 상부 보강재(121), 중앙 보강재(122), 하부 보강재(123) 각각을, 종이, 유리 섬유, 유리 부직포, 아라미드 섬유 및 하이브리드 섬유로 이루어진 군에서 적어도 하나를 선택할 수 있다. 그러나 본 발명은 특별히 이에 한정되는 것은 아니며, 전기절연 수지의 강도 증가 및 저열팽창 등의 특성을 부여할 수 있는 것이라면 그 어떠한 종류의 것도 가능하다.

이때 종이는, 수지 내에 침투성이 양호하고 가격이 저렴하며 펀칭(punching) 가공성이 뛰어난 보강재로서, 활엽수 등을 원료로 사용하여 만든 크래프트(craft)지를 주로 사용하고 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.

도 5는 유리 섬유의 구조를 설명하기 위한 도면을 나타낸 것으로, 유리 섬유는, 도 5에 도시된 바와 같이, 실리카를 주성분으로 하는 글라스 필라멘트(glass filament)를 수십 내지 수백 가닥 이상 꼬아서 섬유 다발(yarn)을 만들고 이를 직조하여 형성할 수 있다. 상기와 같은 구조의 유리 섬유(Glass fabric)는, 내열성, 기계적 강도, 전기 절연성이 뛰어난 장점을 가지고 있다.

또한 유리 부직포는 유리 섬유를 종이 상태로 만든 것으로서, 펀칭 및 드릴 가공성이 뛰어나며, 하이브리드 섬유는, 첨단 복합재의 섬유 보강재로서, 고강도ㆍ고탄성률을 갖는 카본섬유를 비롯하여 알라미드, 실리콘, 브론, 알루미나 같은 섬유 등이 있다.

아울러 아라미드 섬유는 같은 무게의 강철보다 5배나 강도가 높은 현존하는 섬유 중에서 가장 강한 소재이며, 섭씨 500℃에서도 연소되지 않는 뛰어난 내열성과 화학 약품에 대해 강한 내약품성을 지닌 고기능성 물질이다. 또한 금속이나 무기 재료에 비해 가볍고 잘 마모되지 않으며, 가공이 편리하다는 장점이 있다. 따라 최근에는 고밀도 다층용 보강재로서 아라미드 섬유가 많이 사용되고 있으며, 이외에도 고성능 타이어, 호스, 벨트, 광케이블 보강재, 방탄복, 방탄헬멧, 브레이크 마찰재, 가스킷(Gasket Sealing) 재료 등 다양한 산업 분야에서 사용되고 있다.

한편 앞서에서도 언급한 바와 같이, 본 실시예의 복수층의 보강재(120) 각각은 도 5와 같은 구조의 유리 섬유로 할 수 있으며, 이러한 유리 섬유에 대한 표준 규격은 IPC(Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuit), 즉 PCB, 커넥터, 케이블(Cable), 패키지(Package) 등의 제조 및 조립에 대한 표준 규격을 제정하는 국제기구에서 이미 규정하고 있다.

도 6은 유리 섬유에 대한 IPC 표준 규격을 나타낸 도면이며, 도 7은 도 6에서의 IPC 명칭에 따른 유리 섬유 중 대표적인 유리 섬유의 구조를 확대하여 나타낸 도면이다.

이때 도 6에는 유리 섬유에서의 글라스 필라멘트 직경에 대한 IPC 표준 규격도 도시되어 있으며, 이러한 IPC 표준 규격에 부합한 유리 섬유를 본 발명에 따른 보강재로서 채택할 수 있다.

이 경우 앞서에서도 언급한 바와 같이, 중앙 보강재의 두께를 나머지 다른 보강재의 두께보다 10㎛ 내지 30㎛ 두껍게 하는 것이 바람직하므로, 결국 중앙 보강재의 글라스 필라멘트 직경을, 나머지 다른 보강재의 글라스 필라멘트 직경보다 2㎛ 내지 5㎛ 크게 하는 것이 바람직하다.

즉 다시 도 4로 돌아와, 본 실시예에서는 중앙 보강재(122)의 두께를 상부 및 하부 보강재(121, 123)의 두께보다 10㎛ 내지 30㎛ 두껍게 하는 것이 바람직하며, 이에 따라 결국에는 중앙 보강재(122)의 글라스 필라멘트 직경을, 상부 및 하부 보강재(121, 123)의 글라스 필라멘트 직경보다 2㎛ 내지 5㎛ 크게 하는 것이 바람직하다.

< 변형예 >

도 8은 본 발명의 변형예에 따른 인쇄회로기판용 절연기판(200)의 개략적인 단면도를 나타낸 것이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 변형예에 따른 인쇄회로기판용 절연기판(200)은, 도 4에서의 실시예와 마찬가지로 전기 절연수지(210) 및 복수층의 보강재(220)를 포함하여 구성할 수 있다. 이 경우 도 4에서의 실시예와 마찬가지로 양면에 동박이 적층된 동박적층판 등을 절연기판(200)의 일예로서 채용할 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.

본 변형예에 따른 전기절연 수지(210)는, 도 4에서의 실시예에 따른 전기절연 수지(110)와 그 구성 및 특성이 중복되므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 따라서 이하에서는 복수층의 보강재(220)를 중심으로 설명하기로 한다.

도 8에 도시된 보강재(220)는, 도 4에서의 실시예에 따른 보강재(120)의 변형예로서, 도 8에 도시된 바와 같이, 중앙 보강재(223)를 기준으로 상하부에 각각 두개의 보강재, 즉 제1 및 제2 상부 보강재(221, 222) 및 제1 및 제2 하부 보강재(224, 225)가 대칭되어 형성될 수 있다.

즉 본 변형예에 따른 보강재(220)는, 상부 보강재, 중앙 보강재 및 하부 보강재의 3층으로 형성되는 도 4에서의 보강재와는 달리, 제1 상부 보강재(221), 제2 상부 보강재(222), 중앙 보강재(223), 제1 하부 보강재(224) 및 제2 하부 보강재(225)의 5층으로 형성될 수 있다.

이때 제1 상부 보강재(221)는 제2 상부 보강재(222)의 상부에 형성되어 있고, 제2 상부 보강재(222)는 중앙 보강재(223)의 상부에 형성되어 있다.

또한 제1 하부 보강재(224)는 중앙 보강재(223)의 하부에 형성되어 있으며, 제2 하부 보강재(225)는 제1 하부 보강재(224)의 하부에 형성되어 있다.

이때 제1 및 제2 상부 보강재(221, 222)와 제1 및 제2 하부 보강재(224, 225)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 중앙 보강재(223)를 기준으로 서로 대칭되어 형성될 수 있다.

즉 본 변형예에 따른 보강재(220)는, 도 4에서의 실시예에 따른 보강재의 변형예로서, 중앙 보강재(223)의 두께를, 제1 및 제2 상부 보강재(221, 222)와 제1 및 제2 하부 보강재(224, 225)의 두께보다 두껍께 할 수 있으며, 특히 중앙 보강재(223)의 두께가 제1 및 제2 상부 보강재(221, 222)와 제1 및 제2 하부 보강재(224, 225)의 두께보다 10㎛ 내지 30㎛ 두꺼운 것이 바람직하다.

한편 본 발명에 따른 복수층의 보강재 각각은, 예를 들면 종이, 유리 섬유(Glass fabric), 유리 부직포, 아라미드 섬유 및 하이브리드 섬유(Hybrid fiber)로 이루어진 군에서 적어도 하나를 선택할 수 있는데, 본 변형예에 따른 보강재(220)는 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 상부 보강재(221), 제2 상부 보강재(222), 중앙 보강재(223), 제1 하부 보강재(224) 및 제2 하부 보강재(225) 각각을, 종이, 유리 섬유, 유리 부직포, 아라미드 섬유 및 하이브리드 섬유로 이루어진 군에서 적어도 하나를 선택할 수 있다. 그러나 본 발명은 특별히 이에 한정되는 것은 아니며, 전기절연 수지의 강도 증가 및 저열팽창 등의 특성을 부여할 수 있는 것이라면 그 어떠한 종류의 것도 가능하다.

본 변형예에 따른 복수층의 보강재(220) 각각을 형성할 수 있는 종이, 유리 유리 섬유, 유리 부직포, 아라이드 섬유 및 하이브리드 섬유에 대한 설명은, 도 4에서의 실시예에 따른 복수층의 보강재(220)에 대한 부분과 중복되므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

한편 본 변형예에 따른 복수층의 보강재(220) 각각은, 도 4에서의 실시예에 따른 복수층의 보강재(120)와 마찬가지로, 도 5와 같은 구조의 유리 섬유로 할 수 있으며, 따라서 도 4에서의 보강재(120)와 마찬가지로 IPC 표준 규격에 부합한 유리 섬유를 보강재로서 채택할 수 있다.

따라서 본 변형예에 따른 복수층의 보강재(220) 또한 도 4에서의 실시예에 따른 복수층의 보강재(120)와 마찬가지로, 중앙 보강재의 두께를 나머지 다른 보강재의 두께보다 10㎛ 내지 30㎛ 두껍게 하는 것이 바람직하므로, 결국 중앙 보강재의 글라스 필라멘트 직경을, 나머지 다른 보강재의 글라스 필라멘트 직경보다 2㎛ 내지 5㎛ 크게 하는 것이 바람직하다.

즉 다시 도 8로 돌아와, 본 변형예에서는 중앙 보강재(223)의 두께를 제1 및 제2 상부 보강재(221, 222)와 제1 및 제2 하부 보강재(224, 225)의 두께보다 10㎛ 내지 30㎛ 두껍게 하는 것이 바람직하며, 이에 따라 결국에는 중앙 보강재(223)의 글라스 필라멘트 직경을, 제1 및 제2 상부 보강재(221, 222)와 제1 및 제2 하부 보강재(224, 225)의 글라스 필라멘트 직경보다 2㎛ 내지 5㎛ 크게 하는 것이 바람직하다.

본 변형예에서는, 도 4에서의 실시예와 마찬가지로, 절연기판에 복수개의 보강재를 형성하되 중앙에 있는 보강재를 기준으로 상하부에 각각 하나 이상의 보강재를 대칭시켜 형성(즉 중앙 보강재를 기준으로 상하부에 각각 제1 및 제2 상부 보강재와 제1 및 제2 하부 보강재를 대칭시켜 형성)하고, 또한 중앙에 있는 보강재의 두께를 나머지 보강재의 두께보다 두껍게 형성(즉 중앙 보강재의 두께를, 제1 및 제2 상부 보강재와 제1 및 제2 하부 보강재의 두께보다 두껍게 형성)하는 구성을 채택함으로써, 절연기판(200)의 중앙부분에 대한 레이저 등의 가공성을 나머지 부분보다 상대적으로 낮출 수 있다.

따라서 인쇄회로기판에 홀을 형성하는 공정에 있어 본 변형예에 따른 절연기판을 채택할 경우, 도 4에서의 실시예와 마찬가지로, 레이저 등의 가공을 통해 모래시계 형상의 내층 비아홀을 자연스럽게 형성할 수 있게 되며, 이에 따라 결국에는 내층 비아홀의 필 도금성을 더욱 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

한편 본 발명은 상기와 같은 실시예 및 변형예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 또 다른 변형예로 다양하게 구현될 수 있다.

즉 본 발명에 따른 절연기판은, 전기절연 수지 내의 중앙부에 형성된 중앙 보강재를 기준으로 상하부에 각각 하나 이상의 보강재가 대칭되어 형성되고, 중앙 보강재의 두께가 상하부의 나머지 다른 보강재의 두께보다 두꺼운 복수층의 보강재를 가지는 다양한 변형예(예를 들어 상기와 같은 실시예 및 변형예 이외에도, 중앙 보강재를 기준으로 상하부에 각각 하나 이상의 보강재가 대칭되어 형성되고 중앙 보강재의 두께가 상하부의 보강재들의 두께보다 두꺼운 7층 이상의 홀수층을 가지는 보강재를 가지는 다양한 변형예)들로 구현될 수 있는 것임은 너무나도 당연하다.

인쇄회로기판

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판(300)의 개략적인 단면도를 나타낸다.

도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 인쇄회로기판(300)은, 절연기판(310) 및 비아(320)를 포함하여 형성될 수 있다.

본 실시예의 절연기판(310)은, 본 발명의 실시예 또는 각종 변형예에 따른 인쇄회로기판용 절연기판을 채택할 수 있으며, 이에 대한 구성은 앞서 언급한 설명과 중복되므로, 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

또한 본 실시예의 비아(320)는 전기적 특성 및 설계 자유도 향상을 위하여 층간의 전기적 연결을 위한 것으로서, 도 9에 도시된 바와 같이, 절연기판(310)을 관통하여 형성될 수 있다.

이때 비아(320)는, 절연기판(310)을 관통하여 형성되는 비아홀(H)을 형성한 후 상기 비아홀(H) 내벽에 필 도금 등을 수행하여 형성될 수 있다.

상기 비아홀(H)은, CNC 장치를 이용한 드릴링 가공, 레이저 가공 등을 통해 형성될 수 있으며, 특히 레이져 가공을 통해 비아홀(H)이 형성될 경우에는 CO₂를 이용한 레이저, YAG 레이저 등을 이용할 수 있다.

이때 본 실시예에 따른 절연기판(310), 즉 복수층의 보강재를 형성하되 중앙에 있는 보강재를 기준으로 상하부에 각각 하나 이상의 보강재를 대칭시켜 형성하고, 또한 중앙에 있는 보강재를 나머지 보강재의 두께보다 두껍게 형성한 절연기판에 레이저 등을 이용하여 비아홀을 형성할 경우, 앞서에서도 언급한 바와 같이 절연기판의 중앙부분에 대한 레이저 등의 가공성을 나머지 부분보다 상대적으로 낮출 수 있다.

따라서 인쇄회로기판에 비아홀을 형성하는 공정에 있어, 본 발명에 따른 절연기판을 채택할 경우, 레이저 등의 가공을 통해 도 9에 도시된 바와 같은 모래시계 형상의 내층 비아홀(H)을 자연스럽게 형성할 수 있게 되며, 이에 따라 결국에는 내층 비아홀(H)의 필 도금성을 더욱 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

반면 본 발명과는 달리, 중앙에만 보강재를 형성할 뿐 그 상하부에는 보강재를 형성하고 있지 않거나(도 10), 상하부에만 대칭적으로 보강재를 형성할 뿐 그 중앙부에 보강재를 형성하지 않는 형태(도 11)의 절연기판을 사용하여 내층 비아홀을 형성하는 경우, 딤플, 보이드 등의 필 도금 불량이 발생하게 된다.

도 10 및 도 11은 본 발명의 비교예에 따른 인쇄회로기판의 개략적인 단면도를 나타낸 것으로서, 도 10 및 도 11을 참조하여 상기와 같은 내용을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저 도 10의 인쇄회로기판(400)에 사용된 절연기판(410)은 본 발명과는 달리 중앙에만 보강재(420)가 형성되어 있을 뿐 절연기판 상하부 영역에 보강재가 형성되어 있지 않으므로, 상기와 같은 절연기판(410)에 레이저 등을 이용하여 내층 비아홀(H)을 형성하는 경우, 본 발명과 동일한 레이저 가공조건(일예로 CO₂레이저 가공조건 등)을 적용한다 하더라도, 형성되는 내층 비아홀의 상하부 직경(D1)이 본 발명에 비해 훨씬 넓어지게 된다. 따라서 도 10과 같은 절연기판(410)에 형성되는 내층 비아홀(H)의 경우, 딤플, 보이드 등의 필 도금 불량이 집중적으로 발생하게 된다.

또한 도 11의 인쇄회로기판(500)에 사용된 절연기판(510)은, 상하부 영역에 대칭적으로 보강재(521, 522)가 형성되어 있으므로, 도 10의 절연기판에 비해 내층 비아홀(H)의 상하부 직경은 그리 넓어지지는 않는다. 그러나 본 발명과는 달리 중앙부 영역에 보강재가 형성되어 있지 않으므로, 도 11과 같은 절연기판(510)에 레이저 등을 이용하여 내층 비아홀을 형성하는 경우, 본 발명과 동일한 레이저 가공조건(일예로 CO₂ 레이저 가공조건 등)을 적용한다 하더라도 형성되는 내층 비아홀의 중앙부 직경(D2)이 본 발명에 비해 훨씬 넓어지게 된다. 따라서 도 11과 같은 절연기판(510)에 형성되는 내층 비아홀(H)의 경우, 보이드, 특히 중앙 부분의 보이드 등의 필 도금 불량이 발생할 가능성이 본 발명보다 현저히 증가하게 된다.

한편 다시 도 9로 돌아와, 절연기판(310)에 레이저 등의 공정에 의해 비아홀(H)이 형성되면, 절연기판(310) 표면과 비아홀(H) 내부에 화학동 등에 의한 필 도금이 수행되어, 비아홀(H) 내부에 도금층이 형성된 비아(320)가 형성될 수 있다.

또한 비아홀(H) 내부에 도금층을 형성하여 비아(320)를 형성하면, 본 실시예에 따른 인쇄회로기판(300)은, 필 도금이 완료된 비아홀(H)의 상면을 포함한 절연기판(310)의 표면에 도전층(도시 생략)이 더 형성될 수 있으며, 아울러 비아(320)의 도금층과 전기적으로 접속되는 회로 패턴(미도시)이 더 형성될 수 있다.

본 명세서에서 본 발명의 원리들의 '일 실시예'와 이런 표현의 다양한 변형들의 지칭은 이 실시예와 관련되어 특정 특징, 구조, 특성 등이 본 발명의 원리의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 표현 '일 실시예에서'와, 본 명세서 전체를 통해 개시된 임의의 다른 변형례들은 반드시 모두 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 'A와 B 중 적어도 하나'의 경우에서 '~중 적어도 하나'의 표현은, 첫 번째 옵션 (A)의 선택만, 또는 두 번째 열거된 옵션 (B)의 선택만, 또는 양쪽 옵션들 (A와 B)의 선택을 포괄하기 위해 사용된다. 추가적인 예로 'A, B, 및 C 중 적어도 하나'의 경우는, 첫 번째 열거된 옵션 (A)의 선택만, 또는 두 번째 열거된 옵션(B)의 선택만, 또는 세 번째 열거된 옵션 (C)의 선택만, 또는 첫 번째와 두 번째 열거된 옵션들 (A와 B)의 선택만, 또는 두 번째와 세 번째 열거된 옵션 (B와 C)의 선택만, 또는 모든 3개의 옵션들의 선택(A와 B와 C)이 포괄할 수 있다. 더 많은 항목들이 열거되는 경우에도 당업자에게 명백하게 확장 해석될 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 명세서를 통해 개시된 모든 실시예들과 조건부 예시들은, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자가 독자가 본 발명의 원리와 개념을 이해하도록 돕기 위한 의도로 기술된 것으로, 당업자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

100, 200, 310 : 인쇄회로기판용 절연기판
110, 210 : 전기절연 수지 120, 220 : 보강재
121 : 상부 보강재 122, 223 : 중앙 보강재
221 : 제1 상부 보강재 222 : 제2 상부 보강재
224 : 제1 하부 보강재 225 : 제2 하부 보강재
300 : 인쇄회로기판 320 : 비아
H : 비아홀

Claims

전기절연 수지; 및
상기 전기절연 수지 내에 형성된 복수층의 보강재;
를 포함하며,
상기 복수층의 보강재는,
상기 전기절연 수지 내의 중앙부에 형성된 중앙 보강재를 기준으로 상하부에 각각 하나 이상의 보강재가 대칭되어 형성되되, 상기 중앙 보강재의 두께가 나머지 다른 보강재의 두께보다 두꺼운 인쇄회로기판용 절연기판.
제1항에 있어서,
상기 중앙 보강재의 두께는, 상기 나머지 다른 보강재의 두께보다 10㎛ 내지 30㎛ 두꺼운 인쇄회로기판용 절연기판.
제2항에 있어서,
상기 복수층의 보강재 각각은,
종이, 유리 섬유, 유리 부직포, 아라미드 섬유, 액정 폴리머 섬유, 액정 폴리머 부직포 및 하이브리드 섬유(Hybrid fiber)로 이루어진 군에서 적어도 하나를 선택하는 인쇄회로기판용 절연기판.
제3항에 있어서,
상기 유리 섬유는,
실리카를 포함하는 글라스 필라멘트(Glass Filament)를 꼬아서 섬유 다발(yarn)을 형성하고, 상기 섬유 다발을 직조하여 형성하는 인쇄회로기판용 절연기판.
제4항에 있어서,
상기 중앙 보강재의 글라스 필라멘트 직경이, 상기 나머지 다른 보강재의 글라스 필라멘트 직경보다 2㎛ 내지 5㎛ 큰 인쇄회로기판용 절연기판.
제1항에 있어서,
상기 복수층의 보강재는,
상기 중앙 보강재와, 상기 중앙 보강재의 상부에 형성된 상부 보강재와, 상기 중앙 보강재의 하부에 형성되는 하부 보강재의 3층으로 형성되며,
상기 중앙 보강재의 두께는, 상기 상부 보강재 및 상기 하부 보강재의 두께보다 두꺼운 인쇄회로기판용 절연기판.
제6항에 있어서,
상기 중앙 보강재의 두께는, 상기 상부 보강재 및 상기 하부 보강재의 두께보다 10㎛ 내지 30㎛ 두꺼운 인쇄회로기판용 절연기판.
제7항에 있어서,
상기 상부 보강재, 상기 중앙 보강재 및 상기 하부 보강재 각각은,
종이, 유리 섬유, 유리 부직포, 아라미드 섬유, 액정 폴리머 섬유, 액정 폴리머 부직포 및 하이브리드 섬유(Hybrid fiber)로 이루어진 군에서 적어도 하나를 선택하는 인쇄회로기판용 절연기판.
제8항에 있어서,
상기 유리 섬유는,
실리카를 포함하는 글라스 필라멘트(Glass Filament)를 꼬아서 섬유 다발을 형성하고, 상기 섬유 다발을 직조하여 형성하는 인쇄회로기판용 절연기판.
제9항에 있어서,
상기 중앙 보강재의 글라스 필라멘트 직경이, 상기 상부 보강재 및 상기 하부 보강재의 글라스 필라멘트 직경보다 2㎛ 내지 5㎛ 큰 인쇄회로기판용 절연기판.
절연기판; 및
상기 절연기판을 관통하는 비아;
를 포함하고,
상기 절연기판은,
전기절연 수지; 및
상기 전기절연 수지 내에 형성된 복수층의 보강재;
를 포함하며,
상기 복수층의 보강재는,
상기 전기절연 수지 내의 중앙부에 형성된 중앙 보강재를 기준으로 상하부에 각각 하나 이상의 보강재가 대칭되어 형성되되, 상기 중앙 보강재의 두께가 나머지 다른 보강재의 두께보다 두꺼운 인쇄회로기판.
제11항에 있어서,
상기 중앙 보강재의 두께는, 상기 나머지 다른 보강재의 두께보다 10㎛ 내지 30㎛ 두꺼운 인쇄회로기판.
제12항에 있어서,
상기 복수층의 보강재 각각은,
종이, 유리 섬유, 유리 부직포, 아라미드 섬유, 액정 폴리머 섬유, 액정 폴리머 부직포 및 하이브리드 섬유(Hybrid fiber)로 이루어진 군에서 적어도 하나를 선택하는 인쇄회로기판.
제13항에 있어서,
상기 유리 섬유는,
실리카를 포함하는 글라스 필라멘트(Glass Filament)를 꼬아서 섬유 다발(yarn)을 형성하고, 상기 섬유 다발을 직조하여 형성하는 인쇄회로기판.
제14항에 있어서,
상기 중앙 보강재의 글라스 필라멘트 직경이, 상기 나머지 다른 보강재의 글라스 필라멘트 직경보다 2㎛ 내지 5㎛ 큰 인쇄회로기판.
제11항에 있어서,
상기 복수층의 보강재는,
상기 중앙 보강재와, 상기 중앙 보강재의 상부에 형성된 상부 보강재와, 상기 중앙 보강재의 하부에 형성되는 하부 보강재의 3층으로 형성되며,
상기 중앙 보강재의 두께는, 상기 상부 보강재 및 상기 하부 보강재의 두께보다 두꺼운 인쇄회로기판.
제16항에 있어서,
상기 중앙 보강재의 두께는, 상기 상부 보강재 및 상기 하부 보강재의 두께보다 10㎛ 내지 30㎛ 두꺼운 인쇄회로기판.
제17항에 있어서,
상기 상부 보강재, 상기 중앙 보강재 및 상기 하부 보강재 각각은,
종이, 유리 섬유, 유리 부직포, 아라미드 섬유, 액정 폴리머 섬유, 액정 폴리머 부직포 및 하이브리드 섬유(Hybrid fiber)로 이루어진 군에서 적어도 하나를 선택하는 인쇄회로기판.
제18항에 있어서,
상기 유리 섬유는,
실리카를 포함하는 글라스 필라멘트(Glass Filament)를 꼬아서 섬유 다발을 형성하고, 상기 섬유 다발을 직조하여 형성하는 인쇄회로기판.
제19항에 있어서,
상기 중앙 보강재의 글라스 필라멘트 직경이, 상기 상부 보강재 및 상기 하부 보강재의 글라스 필라멘트 직경보다 2㎛ 내지 5㎛ 큰 인쇄회로기판.
제11항에 있어서,
상기 비아는 모래시계 형상인 인쇄회로기판.