KR20150052492A - 비아와 패드 일체형 인쇄회로기판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도전층과 절연층이 적층된 다층의 인쇄회로기판의 상면에 패드가 형성되며, 패드의 중심측에서 기판의 층간 전기적 접속을 위해 다층의 기판을 관통하여 비아가 형성되고, 상기 비아의 내벽면에 비아의 도전성을 확보하는 도금층이 형성되며, 상기 비아 내부에 충전되어 비아를 메우는 충전재를 포함하는 인쇄회로기판에 있어서, 상기 충전재는 도전성볼(solder ball)로, 상기 비아의 크기보다 큰 도전성볼을 비아의 직상단에 위치시킨 상태에서 히팅과 프레싱을 하고, 다시 제2차히팅으로 비아 내부로 삽입시켜서 이루어지는 것을 특징으로 하는 인 패드 일체형 인쇄회로기판에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 인쇄회로기판의 비아를 도전성볼 또는 솔더크림 등과 같은 금속으로 채워 전기 전도도의 특성을 그대로 유지한 상태로 납땜함으로써 인쇄회로기판에서의 부품장착에 따른 공간배열의 효율을 높일 수 있고 동일한 부품의 장착시 인쇄회로기판의 크기를 현저하게 줄일 수 있어 재료비용을 크게 줄일 수 있고 그에 따른 제작기간도 단축되어 제조비용을 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

비아와 패드 일체형 인쇄회로기판{Iintegral PCB of Via and Pad}

본 발명은 비아 인 패드 일체형 인쇄회로기판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인쇄회로기판의 비아를 도전성볼 또는 솔더크림 등과 같은 금속으로 채워 전기 전도도의 특성을 그대로 유지한 상태로 납땜함으로써 인쇄회로기판에서의 부품장착에 따른 공간배열의 효율을 높일 수 있고 동일한 부품의 장착시 인쇄회로기판의 크기를 현저하게 줄일 수 있어 재료비용을 크게 줄일 수 있고 그에 따른 제작기간도 단축되어 제조비용을 크게 절감할 수 있는 비아 인 패드 일체형 인쇄회로기판에 관한 것이다.

일반적으로, 전자기기의 사이즈가 컴팩트하게 설계되는 추세에 따라, 다층 인쇄회로기판의 사용이 증가하고 있다. 이러한 다층 인쇄회로기판은, 도전층과 절연층이 적층된 다층의 기판에서, 층간 전기적 접속을 위한 비아 또는 비아홀이 형성되어 구성된다.

상기 비아는 대개 상기 기판을 드릴이나 레이저로 홀(Hole)을 만들어 형성하며, 기판에 회로 이미지를 형성하기 위한 도금 처리과정에서, 비아의 내벽면에 도금층이 형성된다. 그리고, 기판 표면에는 장차 표면실장 부품(SMD;Surface Mount Device)가 실장되는 영역에 표면실장 부품의 접착과 도전성 확보를 위한 패드가 형성된다.

그러나, 상기와 같은 종래 다층 인쇄회로기판은, 패드와 비아가 소정 영역의 전도체를 매개로 이격 배치되어 있어서, 양자가 차지하는 면적에 기인한 기판의 사이즈나 두께 증가를 이유로 인쇄회로기판의 경박화가 어려운 문제점이 있었다.

또한, 패드와 비아 사이에 형성되는 전도체로 인해 회로 패턴이 복잡하게 되어, 추가의 회로 구성 을 위한 영역 확보가 용이하지 않은 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 전도체의 존재는 임피던스 값의 미묘한 변동을 일으켜 회로의 노이즈 발생원인이 되는 등의 문제점이 있었다.

이런 문제점을 해결하기 위해서, " 도전층과 절연층이 적층된 다층의 기판으로 구성되는 인쇄회로기판에 있어서, 상기 기판의 층간 전기적 접속을 위해 다층의 기판을 관통하여 형성되는 비아와, 상기 비아 내벽면에 형성되어 비아의 도전성을 확보하는 제1 도금층과, 상기 비아 내부에 충전되어 비아를 메우는 충전재와, 상기 충전재 상면에 형성되어 충전재 상부 영역과 비아 간 도전성을 확보하는 제2 도금층과, 상기 제2 도금층 상에 장차 부품이 실장되는 영역에 형성되는 패드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비아 인 패드 인쇄회로기판. " 으로 제안된 실용신안등록 제20-0352697호가 등록공고된바 있었다.

그러나, 이런 종래의 기술은 전도체를 제거하여 인쇄회로기판의 경박화가 가능하고 노이즈 발생원인을 근본적으로 제거할 수 있는 반면에, 인쇄회로기판의 비아의 내부를 열경화성 잉크로 충전하는 등의 제조과정에서 여러 단계의 공정들을 거치기 때문에 제작기간이 길어지고 재조비용이 크게 부담되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 인쇄회로기판의 비아를 도전성볼 또는 솔더크림 등과 같은 금속으로 채워 전기 전도도의 특성을 그대로 유지한 상태로 납땜함으로써 인쇄회로기판에서의 부품장착에 따른 공간배열의 효율을 높일 수 있고 동일한 부품의 장착시 인쇄회로기판의 크기를 현저하게 줄일 수 있어 재료비용을 크게 줄일 수 있고 그에 따른 제작기간도 단축되어 제조비용을 크게 절감할 수 있는 인 패드 일체형 인쇄회로기판을 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 도전층과 절연층이 적층된 다층의 인쇄회로기판의 상면에 패드가 형성되며, 패드의 중심측에서 기판의 층간 전기적 접속을 위해 다층의 기판을 관통하여 비아가 형성되고, 상기 비아의 내벽면에 비아의 도전성을 확보하는 도금층이 형성되며, 상기 비아 내부 상층에 삽입되어 비아를 메우는 충전재를 포함하는 인쇄회로기판에 있어서, 상기 충전재는 도전성볼(Conductive ball Ex Solder Ball)로, 상기 비아의 크기보다 큰 도전성볼을 비아의 직상단에 위치시킨 상태에서 제1차히팅을 하면서 프레싱을 하여 위치시키고, 도전성볼이 삽입된 비아 상단에 부품을 안착시킨 다음, 2차 히팅을 통해 부품을 비아에 통전되게 고정시키는 특징이 있다.

도전층과 절연층이 적층된 다층의 인쇄회로기판의 상면에 패드가 형성되며, 패드의 중심측에서 기판의 층간 전기적 접속을 위해 다층의 기판을 관통하여 비아가 형성되고, 상기 비아 내벽면에 형성되어 비아의 도전성을 확보하는 도금층이 형성되며, 상기 비아 내부에 충전되어 비아를 메우는 충전재를 포함하는 인쇄회로기판에 있어서, 상기 충전재는 솔더크림(solder cream)으로, 상기 비아의 직상단에 솔더크림을 인쇄하고, 그 상태에서 솔더크림 상단에 동판을 위치시킨 다음, 그 상태에서 히팅이 이루어져 비아 내부로 솔더크림이 충전됨과 동시에 상기 동판이 비아 상단에 부착고정되는 특징이 있다.

상기 히팅으로 비아 내부에 솔더크림이 충전된 상태에서, 비아 상단에 다시 도전성볼을 위치시키고, 도전성볼 상단에 부품을 안착시킨 다음, 제2차히팅으로 부품을 비아에 통전되게 고정시키는 특징이 있다.

이와 같이, 본 발명은 인쇄회로기판의 비아를 도전성볼 또는 솔더크림 등과 같은 금속으로 채워 전기 전도도의 특성을 그대로 유지한 상태로 납땜함으로써 인쇄회로기판에서의 부품장착에 따른 공간배열의 효율을 높일 수 있고 동일한 부품의 장착시 인쇄회로기판의 크기를 현저하게 줄일 수 있어 재료비용을 크게 줄일 수 있고 그에 따른 제작기간도 단축되어 제조비용을 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 패드 중심부에 비아가 형성됨에 따라 종래 패드와 비아 사이에 형성되었던 전도체가 필요없어 회로 패턴이 간편해지고, 추가의 회로 구성을 위한 영역 확보가 용이해지는 효과가 있다.

또한, 종래 전도체의 필요가 없어짐에 따라 종래 전도체에 의한 임피던스 값의 미묘한 변동으로 인한 회로의 노이즈 발생원인이 근본적으로 해결되는 효과가 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명 일 실시 예인 인 패드 일체형 인쇄회로기판의 비아에 도전성볼이 삽입되는 과정을 보인 요부확대 측단면도 및 사시도,
도 2는 본 발명 일 실시 예인 인 패드 일체형 인쇄회로기판의 비아에 도전성볼이 삽입된 상태에서 부품이 장착되는 모습을 보인 요부확대 측단면도,
도 3은 본 발명 다른 실시 예인 인 패드 일체형 인쇄회로기판의 비아에 솔더크림이 삽입되고 비아 상단에 동판이 위치되는 모습을 보인 요부확대 측단면도 및 사시도,
도 4는 본 발명 다른 실시 예인 인 패드 일체형 인쇄회로기판의 비아에 솔더크림이 삽입된 상태에서 부품이 장착되는 모습을 보인 요부확대 측단면도.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

참고로 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우에는 그 상세한 설명을 생략하였다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운영자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.

그러므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것임은 물론이다.

본 발명의 일 실시예인 인 패드 일체형 인쇄회로기판은, 도 1에 도시한 바와 같이, 도전층(도시않음)과 절연층(도시않음)이 적층된 다층의 인쇄회로기판(1)의 상면에 패드(30)가 형성되며, 패드(30)의 중심측에서 인쇄회로기판(1)의 층간 전기적 접속을 위해 다층의 인쇄회로기판(1)을 관통하여 비아(20)가 형성되고, 상기 비아(20)의 내벽면에 비아의 도전성을 확보하는 도금층(21)이 형성되며, 상기 비아(20) 상부에 삽입시켜 비아(20)를 메우는 충전재로 도전성볼(Conductive ball)(10)을 사용함에 있어, 상기 비아(20)의 크기보다 큰 도전성볼(10)을 비아(20)의 직상단에 위치시킨 상태에서 제1차히팅을 실시하고, 제1차히팅으로 도전성볼(10)의 표면이 살짝 녹은 상태에서 도전성볼(10)을 비아(20) 내부로 프레싱하여 내부에 삽입된 도전성볼(10)을 비아(20)의 도금층(21)과 용착시켜서 이루어진다. 삽입된 도전성볼(10)이 인쇄회로기판(1) 이동이나 충격으로 분리가 될 위험이 있을 때, 2차히팅을 실시하여 보다 견고히 한다.

이렇게 상기 제2차히팅으로 상기 도전성볼(10)이 비아(20) 내부에 충전된 상태에서, 도 2와 같이, 인쇄회로기판(1)의 비아(20) 상단에 솔더크림(solder cream)(12)을 인쇄하여 부품(40)을 장착한 다음, 비아(20)와 부품(40)이 통전되게 솔더크림(solder cream)(12)을 제3차히팅으로 가열하여 고정시키면 된다.

또한, 도 3과 같이, 본 발명의 다른 실시예인 인 패드 일체형 인쇄회로기판은, 도전층(도시않음)과 절연층(도시않음)이 적층된 다층의 인쇄회로기판(1a)의 상면에 패드(30)가 형성되며, 패드(30)의 중심측에서 기판(1a)의 층간 전기적 접속을 위해 다층의 기판(1a)을 관통하여 비아(20a)가 형성되고, 상기 비아(20a) 내벽면에는 비아(20a)의 도전성을 확보하는 도금층(21a)이 형성되며, 상기 비아(20a) 내부에는 충전되어 비아(20a)를 메우는 충전재인 솔더크림(solder cream)(12)을 사용하는 바, 상기 비아(20a)의 직상단에 솔더크림(12)을 인쇄하며, 그 상태에서 솔더크림(12) 상단에 동판(13)을 위치시킨 다음, 그 상태에서 220℃ 이상의 온도로 40초 이상의 제1차히팅이 이루어져 비아(20a) 내부로 솔더크림(12)이 충전됨과 동시에 상기 동판(13)이 비아(20a) 또는 패드(30a) 상단에 부착고정되어서 이루어진다.

도 4와 같이, 상기 히팅으로 비아(20a) 내부에 솔더크림(12)이 충전된 상태에서, 비아(20a) 상단에 도전성볼(14)을 위치시키고, 도전성볼(14) 상단에 부품(40a)을 안착시킨 다음, 제2차히팅으로 부품(40a)을 비아(20a) 또는 패드(30a)에 통전되게 고정시킨다.

이와 같은 본 발명은, 인쇄회로기판(1,1a)의 비아(20,20a)를 도전성볼(10) 또는 솔더크림(12) 등과 같은 금속으로 채워 전기 전도도의 특성을 그대로 유지한 상태로 납땜함으로써 인쇄회로기판(1,1a)에서의 부품(40,40a) 장착에 따른 공간배열의 효율을 높일 수 있고 동일한 부품(40,40a)의 장착시 인쇄회로기판(1,1a)의 크기를 현저하게 줄일 수 있어 재료비용을 크게 줄일 수 있고 그에 따른 제작기간도 단축되어 제조비용을 크게 절감할 수 있게 된다.

또한, 패드(30,30a) 중심부에 비아(20,20a)가 형성됨에 따라 종래 패드와 비아 사이에 형성되었던 전도체가 필요없어 회로 패턴이 간편해지고, 추가의 회로 구성을 위한 영역 확보가 용이해진다.

또한, 종래 전도체의 필요가 없어짐에 따라 종래 전도체에 의한 임피던스 값의 미묘한 변동으로 인한 회로의 노이즈 발생원인이 근본적으로 해결된다.

1,1a : 인쇄회로기판
10,11,14 : 도전성볼 12 : 솔더크림
13 : 동판
20,20a : 비아 21,21a : 도금층
30,30a : 패드
40,40a : 부품

Claims (4)

1. 도전층과 절연층이 적층된 다층의 인쇄회로기판의 상면에 패드가 형성되며, 패드의 중심측에서 기판의 층간 전기적 접속을 위해 다층의 기판을 관통하여 비아가 형성되고, 상기 비아의 내벽면에 비아의 도전성을 확보하는 도금층이 형성되며, 상기 비아 내부에 충전되어 비아를 메우는 충전재를 포함하는 인쇄회로기판에 있어서,
   상기 충전재는 도전성볼(solder ball)로, 상기 비아의 크기보다 큰 도전성볼을 비아의 직상단에 위치시킨 상태에서 히팅과 프레싱을 하여 비아 상부에 삽입시켜 비아를 패드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인 패드 일체형 인쇄회로기판.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 도전성볼이 비아 상부에 삽입된 상태에서, 비아 직상단에 부품을 안착시키고, 솔더크림을 인쇄하여 부품을 장착한 다음, 비아에 통전되게 솔더크림을 가열하여 고정시키는 것을 특징으로 하는 인 패드 일체형 인쇄회로기판.
3. 도전층과 절연층이 적층된 다층의 인쇄회로기판의 상면에 패드가 형성되며, 패드의 중심측에서 기판의 층간 전기적 접속을 위해 다층의 기판을 관통하여 비아가 형성되고, 상기 비아 내벽면에 형성되어 비아의 도전성을 확보하는 도금층이 형성되며, 상기 비아 내부에 충전되어 비아를 메우는 충전재를 포함하는 인쇄회로기판에 있어서,
   상기 충전재는 솔더크림(solder cream)으로, 상기 비아의 직상단에 솔더크림을 인쇄하고, 그 상태에서 솔더크림 상단에 동판을 위치시킨 다음, 그 상태에서 제1차히팅이 이루어져 비아 내부로 솔더크림이 충전됨과 동시에 상기 동판이 비아 상단에 부착고정되는 것을 특징으로 하는 인 패드 일체형 인쇄회로기판.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 히팅으로 비아 내부에 솔더크림이 충전된 상태에서, 비아 상단에 다시 도전성볼을 위치시키고, 도전성볼 상단에 부품을 안착시킨 다음, 제2차히팅으로 부품을 비아에 통전되게 고정시키는 것을 특징으로 하는 인 패드 일체형 인쇄회로기판.

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