KR20210076586A - 전자부품 내장기판 - Google Patents

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함호형
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Abstract

본 개시는 제1관통부를 갖는 제1절연층; 상기 제1관통부에 배치된 제1전자부품; 상기 제1절연층 상에 배치되며 제2관통부를 갖는 제2절연층; 상기 제2관통부에 배치된 제2전자부품; 및 상기 제1전자부품 및 상기 제2전자부품 각각의 적어도 일부를 덮는 절연재; 를 포함하며, 평면 상에서, 상기 제1관통부 및 상기 제2관통부는 상기 제1관통부 및 상기 제2관통부 각각의 일부가 서로 중첩되도록 교차하는, 전자부품 내장기판에 관한 것이다.

Description

전자부품 내장기판{ELECTRONIC COMPONENT EMBEDDED SUBSTRATE}
본 개시는 전자부품 내장기판에 관한 것이다.
최근 스마트폰, PC 등의 전자기기는 고성능화 및 고기능화가 요구될 뿐만 아니라 전자기기 크기의 소형화 및 박형화가 함께 요구된다. 이에 따라, 인쇄회로기판에 실장 되어야 하는 전자부품의 수는 증가하고 있으나, 인쇄회로기판의 표면에 실장 가능한 전자부품의 수는 제한된다. 따라서, 인쇄회로기판 내부에 수동소자 및 능동소자 등과 같은 전자부품을 내장하는 전자부품 내장기판에 대한 기술이 개발되고 있다.
본 개시의 여러 목적 중 하나는, 제품의 소형화가 가능하며, 내장 가능한 전자부품의 수를 증가시킬 수 있는 전자부품 내장기판을 제공하는 것이다.
본 개시의 여러 목적 중 다른 하나는 전기적 연결 경로를 최소화할 수 있는 전자부품 내장기판을 제공하는 것이다.
본 개시를 통하여 제안하는 여러 해결 수단 중 하나는 제1관통부를 갖는 제1절연층; 상기 제1관통부에 배치된 제1전자부품; 상기 제1절연층 상에 배치되며 제2관통부를 갖는 제2절연층; 상기 제2관통부에 배치된 제2전자부품; 및 상기 제1전자부품 및 상기 제2전자부품 각각의 적어도 일부를 덮는 절연재; 를 포함하며, 평면 상에서, 상기 제1관통부 및 상기 제2관통부는 상기 제1관통부 및 상기 제2관통부 각각의 일부가 서로 중첩되도록 교차하는, 전자부품 내장기판을 제공하는 것이다.
본 개시의 여러 효과 중 일 효과로서, 제품의 소형화가 가능하며, 내장 가능한 전자부품의 수를 증가시킬 수 있는 전자부품 내장기판을 제공할 수 있다.
본 개시의 여러 효과 중 다른 효과로서, 전기적 연결 경로를 최소화할 수 있는 전자부품 내장기판을 제공할 수 있다.
도 1은 일례에 따른 전자기기 시스템의 블록도의 예를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 일례에 따른 전자기기의 사시도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 일례에 따른 전자부품 내장기판(100A)의 단면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 도3에 따른 일례에 따른 전자부품 내장기판(100A)의 I-I'의 절단 평면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 5는 다른 일례에 따른 전자부품 내장기판(100B)의 단면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 6은 다른 일례에 따른 전자부품 내장기판(100C)의 단면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 대해 설명한다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장되거나 축소될 수 있다.
전자기기
도 1은 일례에 따른 전자기기 시스템의 블록도의 예를 개략적으로 나타낸 것이다.
도면을 참조하면, 전자기기(1000)는 메인보드(1010)를 수용한다. 메인보드(1010)에는 칩 관련부품(1020), 네트워크 관련부품(1030), 및 기타부품(1040) 등이 물리적 및/또는 전기적으로 연결되어 있다. 이들은 후술하는 다른 전자부품과도 결합되어 다양한 신호라인(1090)을 형성한다.
칩 관련부품(1020)으로는 휘발성 메모리(예컨대, DRAM), 비-휘발성 메모리(예컨대, ROM), 플래시 메모리 등의 메모리 칩; 센트랄 프로세서(예컨대, CPU), 그래픽 프로세서(예컨대, GPU), 디지털 신호 프로세서, 암호화 프로세서, 마이크로 프로세서, 마이크로 컨트롤러 등의 어플리케이션 프로세서 칩; 아날로그-디지털 컨버터, ASIC(application-specific IC) 등의 로직 칩 등이 포함되며, 이에 한정되는 것은 아니고, 이 외에도 기타 다른 형태의 칩 관련 전자부품이 포함될 수 있음은 물론이다. 또한, 이들 전자부품(1020)이 서로 조합될 수 있음은 물론이다. 칩 관련부품(1020)은 상술한 칩이나 전자부품을 포함하는 패키지 형태일 수도 있다.
네트워크 관련부품(1030)으로는, Wi-Fi(IEEE 802.11 패밀리 등), WiMAX(IEEE 802.16 패밀리 등), IEEE 802.20, LTE(long term evolution), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPS, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, 3G, 4G, 5G 및 그 이후의 것으로 지정된 임의의 다른 무선 및 유선 프로토콜들이 포함되며, 이에 한정되는 것은 아니고, 이 외에도 기타 다른 다수의 무선 또는 유선 표준들이나 프로토콜들 중의 임의의 것이 포함될 수 있다. 또한, 네트워크 관련부품(1030)이 칩 관련 전자부품(1020)과 더불어 서로 조합될 수 있음은 물론이다.
기타부품(1040)으로는, 고주파 인덕터, 페라이트 인덕터, 파워 인덕터, 페라이트 비즈, LTCC(low Temperature Co-Firing Ceramics), EMI(Electro Magnetic Interference) filter, MLCC(Multi-Layer Ceramic Condenser) 등이 포함된다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 이 외에도 기타 다른 다양한 용도를 위하여 사용되는 칩 부품 형태의 수동소자 등이 포함될 수 있다. 또한, 기타부품(1040)이 칩 관련 전자부품(1020) 및/또는 네트워크 관련 전자부품(1030)과 서로 조합될 수도 있음은 물론이다.
전자기기(1000)의 종류에 따라, 전자기기(1000)는 메인보드(1010)에 물리적 및/또는 전기적으로 연결되거나 그렇지 않을 수도 있는 다른 전자부품을 포함할 수 있다. 다른 전자부품의 예를 들면, 카메라 모듈(1050), 안테나 모듈(1060), 디스플레이(1070), 배터리(1080) 등이 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 오디오 코덱, 비디오 코덱, 전력 증폭기, 나침반, 가속도계, 자이로스코프, 스피커, 대량 저장 장치(예컨대, 하드디스크 드라이브), CD(compact disk), DVD(digital versatile disk) 등일 수도 있다. 이 외에도 전자기기(1000)의 종류에 따라 다양한 용도를 위하여 사용되는 기타 전자부품 등이 포함될 수 있음은 물론이다.
전자기기(1000)는, 스마트폰(smart phone), 개인용 정보 단말기(personal digital assistant), 디지털 비디오 카메라(digital video camera), 디지털 스틸 카메라(digital still camera), 네트워크 시스템(network system), 컴퓨터(computer), 모니터(monitor), 태블릿(tablet), 랩탑(laptop), 넷북(netbook), 텔레비전(television), 비디오 게임(video game), 스마트 워치(smart watch), 오토모티브(Automotive) 등일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 이들 외에도 데이터를 처리하는 임의의 다른 전자기기일 수 있음은 물론이다.
도 2는 일례에 따른 전자기기의 사시도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도면을 참조하면, 전자기기는, 예를 들면, 스마트폰(1100)일 수 있다. 스마트폰(1100)의 내부에는 메인보드(1110)가 수용되어 있으며, 이러한 메인보드(1110)에는 다양한 전자부품(1120)들이 물리적 및/또는 전기적으로 연결되어 있다. 또한, 카메라 모듈(1130) 및/또는 스피커(1140)와 같이 메인보드(1110)에 물리적 및/또는 전기적으로 연결되거나 그렇지 않을 수도 있는 다른 전자부품이 내부에 수용되어 있다. 전자부품(1120) 중 일부는 상술한 칩 관련부품일 수 있으며, 예를 들면, 반도체 패키지(1121)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 반도체 패키지(1121)는 다층 전자부품 내장기판 형태의 패키지 기판 상에 반도체칩이나 수동부품과 같은 표면 실장 된 형태일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 전자기기는 반드시 스마트폰(1100)에 한정되는 것은 아니며, 상술한 바와 같이 다른 전자기기일 수도 있음은 물론이다.
전자부품 내장기판
도 3은 일례에 따른 전자부품 내장기판(100A)의 단면도를 개략적으로 나타낸 것이다. 또한, 도 4는 도3에 따른 일례에 따른 전자부품 내장기판(100A)의 I-I'의 절단 평면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 일례에 따른 전자부품 내장기판(100A)은 제1관통부(110HA)를 갖는 제1절연층(111A), 제1절연층(111A) 상에 배치되며 제2관통부(110HB)를 갖는 제2절연층(111B), 복수의 배선층(111A-112C), 제1관통부(110HA)에 배치되며 복수의 배선층(111A-112C)과 연결된 제1전자부품(120A), 제1전자부품(120A)의 적어도 일부를 덮는 제1절연재(131A), 제2관통부(110HB)에 배치되며 복수의 배선층(111A-112C)과 연결된 제2전자부품(120B), 및 제2전자부품(120B)의 적어도 일부를 덮는 제2절연재(131B)를 포함한다.
복수의 배선층(111A-112C)은 제1 내지 제3배선층을 포함한다. 제1배선층(112A)은 제1절연층(111A)의 하면에 배치되며, 제2배선층(112B)은 제2절연층의 상면에 배치된다. 제2절연층(112B)을 기준으로, 제2배선층(112B)은 제2절연층(112B)의 하면에 배치되며, 제3배선층(112C)은 제2절연층(112B)의 상면에 배치된다.
일례에 따른 전자부품 내장기판(100A)은 또한, 제1절연층(111A)을 관통하며 제1배선층(112A) 및 제2배선층(112B)을 서로 연결하는 제1비아(113A), 및 제2절연층(111B)을 관통하며 제2배선층(112B) 및 제3배선층(112C)을 서로 연결하는 제2비아(113B)를 더 포함할 수 있다.
일례에 따른 전자부품 내장기판(100A)은 또한, 제2절연재(131B) 상에 배치된 제4배선층(132), 및 제2절연재(131B)의 일부를 관통하며 제3배선층(112C) 및 제4배선층(132)을 서로 연결하는 제3비아(133)를 더 포함할 수 있다.
일례에 따른 전자부품 내장기판(100A)은 또한, 제1절연층(111A) 및 제1절연재(131A) 상에 배치된 제3절연층(141), 제3절연층(141) 상에 배치된 제5배선층(142), 및 제3절연층(141)을 관통하며 제5배선층(142)을 제1배선층(112A) 및/또는 제1전자부품(120A)과 연결하는 제4비아(143)를 더 포함할 수 있다.
한편, 평면 상에서 제1관통부(110HA) 및 제2관통부(110HB)는 서로 교차한다. 예를 들면, 평면상에서 제1관통부(110HA) 및 제2관통부(110HB)는 실질적으로 서로 수직하여 X자 또는 십자(cross) 형상을 가질 수 있다. 본 명세서에서 실질적으로 수직 하다고 함은 완전히 90도의 각도를 이루는 경우뿐 아니라, 통상의 기술자가 적용 가능한 오차 범위를 포함하는 의미이다. 따라서, 평면 상에서 제1관통부(110HA) 및 제2관통부(110HB) 각각의 적어도 일부는 서로 중첩되며, 서로 중첩되는 부분은 제1관통부(110HA) 및 제2관통부(110HB) 각각의 중심부일 수 있다. 이 때, 평면 상에서 제1관통부(110HA) 및 제2관통부(110HB) 각각은 직사각형 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 제1관통부(110HA) 및 제2관통부(110HB) 각각의 적어도 일부가 연결되어, 제1절연층(111A) 및 제2절연층(111B)을 연속적으로 관통할 수 있다. 즉, 제1절연층(111A)을 관통하는 제1관통부(110HA)의 일부 영역이 제2절연층(111B)을 관통하는 제2관통부(110HB)의 일부 영역과 상하로 중첩될 수 있다. 이 때, 평면 상에서 제1관통부(110HA) 및 제2관통부(110HB)가 중첩되는 영역은 사각형 등의 형상일 수 있다.
단면에서, 상에서 제1관통부(110HA) 및 제2관통부(110HB) 각각의 폭은 서로 상이할 수 있다. 예를 들면, 어느 하나의 단면에서, 제1관통부(110HA)의 폭은 제2관통부(110HB)의 폭보다 넓을 수 있으며, 다른 단면에서는, 제1관통부(110HA)의 폭은 제2관통부(110HB)의 폭보다 좁을 수 있다.
제1관통부(110HA) 및 제2관통부(110HB) 각각에 배치된 제1전자부품(120A) 및 제2전자부품(120B) 각각 역시, 평면 상에서 제1관통부(110HA) 및 제2관통부(110HB) 각각의 일부가 서로 중첩되도록 교차할 수 있다. 예를 들면, 평면상에서 제1전자부품(120A) 및 제2전자부품(120B)은 실질적으로 서로 수직하여 X자 또는 십자(cross) 형상을 가질 수 있다. 즉, 제1전자부품(120A) 및 제2전자부품(120B)은 서로 수직하게 상하로 배치될 수 있다. 이 때, 평면상에서 제1전자부품(120A) 및 제2전자부품(120B) 각각의 중심 부분이 중첩될 수 있다. 평면상에서 중첩되는 제1전자부품(120A) 및 제2전자부품(120B) 각각의 중심 부분은 제1전자부품(120A) 및 제2전자부품(120B) 각각의 바디(120AB, 120BB) 부분일 수 있다.
또한, 제1전자부품(120A)의 단부 상측에는 제2절연층(111B)이 배치되고, 제2전자부품(120B)의 단부 하측에는 제1절연층(111A)이 배치될 수 있다. 예를 들면, 후술하는 바와 같이 제1전자부품(120A) 및 제2전자부품(120B) 각각은 바디 및 전극을 가질 수 있으며, 제1전자부품(120A)의 전극(120AP)의 상측에는 제2절연층(111B)이 배치되고, 제2전자부품(120B)의 전극(120BP)의 하측에는 제1절연층(111A)이 배치될 수 있다.
제1절연층(111A) 및 제2배선층(112B) 각각의 일부는 제2관통부(110HB)를 통해 노출된다. 따라서, 제2전자부품(120B)은 제2관통부(110HB)를 통해 노출된 제1절연층(111A) 및 제2배선층(112B) 상에 배치되어 제2배선층(112B)과 연결될 수 있다. 이후 제2절연재(131B)는 노출된 제1절연층(111A), 제2배선층(112B) 및 제2전자부품(120B)을 덮는다.
일반적으로, 전자부품 내장기판의 경우, 전자부품을 수평 방향으로 배치한다. 이 경우, 제품의 소형화에 한계가 있으며 내장 가능한 전자부품의 수가 제한된다. 반면, 일례에 따른 전자부품 내장기판(100A)의 경우, 전자부품을 상하 방향으로도 배치 가능하여, 제품의 소형화가 가능할 뿐 아니라, 내장 가능한 전자부품의 수를 증가시킬 수 있다. 따라서, 제품의 집적도 향상이 가능한 효과를 갖는다.
또한, 일례에 따른 전자부품 내장기판(100A)의 경우, 제1전자부품(120A)은 제4비아(143)를 통해 전자부품 내장기판 하측에 배치된 제5배선층(142)과 직접 연결되며, 제2전자부품(120B)은 2배선층(112B) 상에 직접 배치될 수 있다. 따라서, 전기적 연결 경로를 최소화할 수 있으며, 제품의 성능을 향상시킬 수 있다.
이하, 일례에 따른 전자부품 내장기판(100A)의 각 구성에 대하여 보다 자세히 설명한다.
제1관통부(110HA) 및 제2관통부(110HB) 각각은 제1절연층(111A) 및 제2절연층(111B) 각각의 적어도 일부를 관통한다. 제1절연층(111A) 및 제2절연층(111B) 각각은 연마용 입자를 이용하는 샌드 블라스트법, 플라스마를 이용한 드라이 에칭법, 기계적 드릴 및/또는 레이저 드릴 등으로 형성할 수 있다. 제1관통부(110HA)의 하면에는 제1절연층(111A)의 일부가 남아있을 수 있다. 또한, 제2관통부(110HB)의 하면에는 제2절연층(111B)의 일부가 남아있을 수 있으며, 경우에 따라 제2관통부(110HB)는 제1절연층(111A) 및/또는 제1절연재(131A)의 일부를 더 관통할 수도 있다.
제1관통부(110HA) 및 제2관통부(110HB) 각각은 가공 방법에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 제1관통부(110HA) 및/또는 제2관통부(110HB)는 관통 방향을 따라 폭이 일정하지 않을 수 있다. 즉, 제1관통부(110HA) 및/또는 제2관통부(110HB)는 상부에서 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 형상을 가질 수 있다.
제1절연층(111A) 및 제2절연층(111B) 각각의 형성 재료는 특별히 한정되지는 않으며, 절연성을 갖는 물질이라면 어느 것이든 사용 가능하다. 예를 들면, 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들 수지에 무기 필러 및/또는 유리 섬유(Glass Cloth, Glass Fabric) 등의 보강재가 더 포함된 수지, 예를 들면, 프리프레그(prepreg), ABF(Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT(Bismaleimide Triazine) 등이 사용될 수 있다. 필요에 따라서는, 감광성 절연(Photo Imagable Dielectric: PID) 수지를 사용할 수도 있다.
제1절연층(111A) 및 제2절연층(111B) 각각의 형성 재료는 동일할 수도, 서로 상이할 수도 있다. 또한, 제1절연층(111A) 및 제2절연층(111B) 각각의 두께는 동일할 수도, 서로 상이할 수도 있다.
제1절연층(111A)의 두께는 제1전자부품(120A)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 따라서, 제1절연층(111A)의 상면은 제1전자부품(120A)의 상면보다 높은 레벨(level)에 위치할 수 있다. 따라서, 제1전자부품(120A)은 제2배선층(112B) 상에 배치된 제2전자부품(120B)과 소정거리 이격될 수 있다. 이와 유사하게, 제2절연층(111B)의 두께는 제2전자부품(120B)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 제1절연층(111A) 및 제2절연층(111B) 각각의 두께는 제1전자부품(120A) 및 제2전자부품(120B) 각각의 두께와 실질적으로 동일하거나 제1전자부품(120A) 및 제2전자부품(120B) 각각의 두께보다 얇을 수도 있다.
또한, 제1절연층(111A)의 하면은 제1전자부품(120A)의 하면과 실질적으로 코플래너(coplanar)할 수 있다. 제1배선층(112A)이 제1절연층(111A)의 하면에 매립된 경우, 제1배선층(112A)의 하면 역시 제1전자부품(120A)의 하면과 실질적으로 코플래너(coplanar)할 수 있다. 후술하는 바와 같이 제1배선층(112A)이 제1절연층(111A)의 하면 상에 배치된 경우, 제1배선층(112A)의 상면이 제1전자부품(120A)의 하면과 실질적으로 코플래너(coplanar)할 수 있다.
제1배선층(112A)은 제1절연층(111A)의 하면에 배치되며, 제2배선층(112B)은 제2절연층(111B) 상면에 배치된다. 제2절연층(111B)을 기준으로, 제2배선층(112B)은 제2절연층(112B)의 하면에 배치되며, 제3배선층(112C)은 제2절연층(112B)의 상면에 배치된다.
이 때, 제1배선층(112A)은 도면에 도시된 바와 같이 제1절연층(111A)의 하면에 매립된 것일 수 있으며, 도면에 도시된 바와 달리 같이 제1절연층(111A)의 하면 상에 배치된 것일 수도 있다. 제2배선층(112B) 역시 도면에 도시된 바와 같이 제2절연층(111B)의 하면에 매립된 것일 수 있으며, 도면에 도시된 바와 달리 같이 제2절연층(111B)의 하면 상에 배치된 것일 수도 있다. 제2배선층(112B)이 제2절연층(111B)의 하면 상에 배치된 것인 경우, 제2배선층(112B)은 제1절연층(111A)에 매립된 것일 수 있다. 제3배선층(112C)도 도면에 도시된 바와 같이 제2절연층(111B)의 상면에 상에 배치된 것일 수 있으며, 도면에 도시된 바와 달리 같이 제2절연층(111B)의 상면에 매립된 것일 수도 있다.
제1배선층(112A), 제2배선층(112B), 및 제3배선층(112C) 각각의 형성 재료는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질이 사용될 수 있다. 제1배선층(112A), 제2배선층(112B), 및 제3배선층(112C) 각각은 설계 디자인에 따라 다양한 기능을 수행할 수 있다. 예를 들면, 그라운드(GrouND: GND) 패턴, 파워(PoWeR: PWR) 패턴, 신호(Signal: S) 패턴 등의 배선패턴을 포함할 수 있다. 여기서, 신호(S) 패턴은 그라운드(GND) 패턴, 파워(PWR) 패턴 등을 제외한 각종 신호, 예를 들면 데이터 신호 등을 포함한다. 또한, 비아 패드 등을 포함한다.
제2배선층(112B)의 일부는 제2관통부(110HB)를 통해 노출되며, 따라서 제2전자부품(120B)이 노출된 제2배선층(112B) 상에 배치될 수 있다. 이 때, 제2전자부품(120B)은 제2배선층(112B) 상에 접하도록 직접 배치될 수 있다.
제1비아(113A)는 제1절연층(111A)을 관통하며 제1배선층(112A) 및 제2배선층(112B)을 서로 연결할 수 있다. 또한, 제2비아(113B)는 제2절연층(111B)을 관통하며 제2배선층(112B) 및 제3배선층(112C)을 서로 연결할 수 있다. 따라서, 복수의 배선층(111A-112C) 간의 전기적 연결이 가능하다.
제1비아(113A) 및 제2비아(113B) 각각의 형성 재료는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질이 사용될 수 있다. 제1비아(113A) 및 제2비아(113B) 각각은 도전성 물질로 완전히 충전된 것일 수 있으며, 또는 도전성 물질이 비아의 벽을 따라 형성된 것일 수도 있다. 비아가 도전성 물질이 비아홀의 벽을 따라 형성된 것인 경우, 비아홀 내부는 절연성 물질로 채워진 것일 수 있다. 또한, 제1비아(113A) 및 제2비아(113B) 각각의 형상은 테이퍼 형상, 원통 형상 등 당해 기술분야에 공지된 모든 형상이 적용될 수 있다.
제1비아(113A) 및/또는 제2비아(113B)가 테이퍼 형상을 갖는 경우, 공정에 따라 제1비아(113A) 및/또는 제2비아(113B)는 도면에 도시된 것과 반대 방향의 테이퍼 형상을 가질 수 있다. 즉, 제1비아(113A) 및/또는 제2비아(113B)의 상측에서 하측으로 갈수록 폭이 넓어지는 형상을 가질 수도 있다.
또한, 제1비아(113A) 및/또는 제2비아(113B)가 테이퍼 형상을 갖는 경우, 제1비아(113A) 및/또는 제2비아(113B)는 후술하는 제4비아(143)와 반대 방향의 테이퍼 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 도면에 도시된 바와 같이 제1비아(113A) 및 제2비아(113B)는 상부에서 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 형상을 가지며, 제4비아(143)는 상부에서 하부로 갈수록 폭이 넓어지는 형상을 가질 수 있다.
또한, 도면에 도시된 바와 같이, 제1비아(113A)는 제1비아(113A)와 연결된 제2배선패턴(112B)과 일체화된 구조일 수 있다. 제2비아(113B)는 제2비아(113B)와 연결된 제3배선패턴(112C)과 일체화된 구조일 수 있다.
제1전자부품(120A) 및 제2전자부품(120B) 각각은 바디(120AB, 120BB) 및 전극(120AP, 120BP)을 갖는 칩 타입의 부품일 수 있다. 예를 들면, 제1전자부품(120A) 및 제2전자부품(120B) 각각은 적층 세라믹 커패시터(MLCC, Multi-Layer Ceramic Capacitors)일 수 있다.
제1전자부품(120A) 및 제2전자부품(120B) 각각의 전극(120AP, 120BP)의 형성 재료는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질이 사용될 수 있다. 예를 들면, 제1전자부품(120A) 및 제2전자부품(120B) 각각의 전극(120AP, 120BP)의 형성 재료로 주석(Sn)을 사용하는 경우, 리플로우(Re-Flow)에 의해 제2배선층(112B)에 고정될 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며 제1전자부품(120A) 및 제2전자부품(122B) 각각은 인덕터(Inductor) 등의 수동부품일 수 있으며, 집적회로(IC: Integrated Circuit) 또는 반도체 칩과 같은 능동부품일 수도 있다.
제1전자부품(120A)은 후술하는 제4비아(143)를 통해 제5배선층(142)과 연결될 수 있다. 이 때, 제1전자부품(120A)의 전극(120AP)은 제4비아(143)와 직접 접하여 서로 연결될 수 있다.
제2전자부품(120B)은 제2배선층(112B) 상에 배치될 수 있다. 이 때, 제2전자부품(120B)은 제2배선층(112B) 상에 접하도록 직접 배치될 수 있으며, 보다 구체적으로 제2전자부품(120B)의 전극(120BP)이 제2배선층(112B)과 직접 접하여 서로 연결될 수 있다.
제1전자부품(120A) 및 제2전자부품(120B)은 소정거리 이격되어 배치될 수 있다. 제1전자부품(120A) 및 제2전자부품(120B) 사이의 공간은 제1절연재(131A) 및/또는 제2절연재(131B)로 채워질 수 있다.
제1절연재(131A)는 제1전자부품(120A)의 적어도 일부를 덮는다. 또한, 제1절연재(131A)는 제1관통부(110HA)의 적어도 일부를 채울 수 있다. 예를 들면, 제1절연재(131A)는 제1전자부품(120A)의 상면 및 측면 각각의 적어도 일부를 덮으며, 제1관통부(110HA) 및 제1전자부품(120A) 사이의 공간의 적어도 일부를 채울 수 있다.
제2절연재(131B)는 제2전자부품(120B)의 적어도 일부를 덮는다. 또한, 제 제2절연재(131B)는 제2관통부(110HB)의 적어도 일부를 채울 수 있다. 예를 들면, 제2절연재(131B)는 제2전자부품(120B)의 상면 및 측면 각각의 적어도 일부를 덮으며, 제2관통부(110HB) 및 제2전자부품(120B) 사이의 공간의 적어도 일부를 채울 수 있다. 또한, 제2절연재(131B)는 제2관통부(110HB)를 통해 노출된 제1절연층(111A) 및 제2배선층(112B) 각각의 적어도 일부를 덮을 수 있다. 또한, 제2절연재(131B)는 제2절연층(111B) 및 제3배선층(112C) 각각의 적어도 일부를 덮을 수 있다.
설계에 따라, 제2절연재(131B)의 상측에는 절연층, 배선층 및/또는 비아 등이 추가로 배치될 수도 있다.
제1절연재(131A) 및 제2절연재(131B) 각각의 형성 재료는 특별히 한정되지는 않으며, 절연성을 갖는 물질이라면 어느 것이든 사용 가능하다. 예를 들면, 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들 수지에 무기 필러 및/또는 유리 섬유(Glass Cloth, Glass Fabric) 등의 보강재가 더 포함된 수지, 예를 들면, 프리프레그(prepreg), ABF(Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT(Bismaleimide Triazine) 등이 사용될 수 있다. 필요에 따라서는, 감광성 절연(Photo Imagable Dielectric: PID) 수지를 사용할 수도 있다.
공정에 따라, 제1절연재(131A) 및 제2절연재(131B) 간의 경계는 제1절연재(131A) 및 제2절연재(131B) 각각의 재료 및 공정 등에 따라 서로 구분되지 않을 수 있다. 즉, 적층 공정 제1절연재(131A) 및 제2절연재(131B)가 서로 일체화되거나 경계면이 불분명해져 완성된 전자부품 내장기판 구조에서 육안으로 그 경계면을 확인하기 어려울 수 있다.
또는, 제1절연재(131A) 및 제2절연재(131B) 대신, 제1전자부품(120A) 및 제2전자부품(120B) 각각의 적어도 일부를 일체로 덮으며, 제1관통부(110HA) 및 제2관통부(110HB) 각각의 적어도 일부를 일체로 채우는 단일의 절연재를 사용할 수도 있다.
제4배선층(132)의 형성 재료는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질이 사용될 수 있다. 제1배선층(112A), 제2배선층(112B), 및 제3배선층(112C) 각각은 설계 디자인에 따라 다양한 기능을 수행할 수 있다. 예를 들면, 그라운드(GrouND: GND) 패턴, 파워(PoWeR: PWR) 패턴, 신호(Signal: S) 패턴 등의 배선패턴을 포함할 수 있다. 여기서, 신호(S) 패턴은 그라운드(GND) 패턴, 파워(PWR) 패턴 등을 제외한 각종 신호, 예를 들면 데이터 신호 등을 포함한다. 또한, 비아 패드 등을 포함한다.
제3비아(133)는 제2절연재(131B)의 일부를 관통하며 제3배선층(112C) 및 제4배선층(132)을 서로 연결한다. 제3비아(133)는 이와 연결된 제4배선층(132) 일체화된 구조일 수 있다.
제3비아(133)의 형성 재료는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질이 사용될 수 있다. 제3비아(133)는 도전성 물질로 완전히 충전된 것일 수 있으며, 또는 도전성 물질이 비아의 벽을 따라 형성된 것일 수도 있다. 비아가 도전성 물질이 비아홀의 벽을 따라 형성된 것인 경우, 비아홀 내부는 절연성 물질로 채워진 것일 수 있다. 또한, 제3비아(133)의 형상은 테이퍼 형상, 원통 형상 등 당해 기술분야에 공지된 모든 형상이 적용될 수 있다.
제3절연층(141)은 제1절연층(111A), 제1배선층(112A), 제2전자부품(120A) 및 제1절연재(131A)의 하측에 배치된다. 설계에 따라, 제3절연층(141)의 하측에는 절연층, 배선층 및/또는 비아 등이 추가로 배치될 수도 있다.
제3절연층(141)의 형성 재료는 특별히 한정되지는 않으며, 절연성을 갖는 물질이라면 어느 것이든 사용 가능하다. 예를 들면, 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들 수지에 무기 필러 및/또는 유리 섬유(Glass Cloth, Glass Fabric) 등의 보강재가 더 포함된 수지, 예를 들면, 프리프레그(prepreg), ABF(Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT(Bismaleimide Triazine) 등이 사용될 수 있다. 필요에 따라서는, 감광성 절연(Photo Imagable Dielectric: PID) 수지를 사용할 수도 있다.
제3절연층(141)의 두께는 제1절연층(111A) 및 제2절연층(111B) 각각의 두께보다 두꺼울 수도 있으며, 얇을 수도 있다. 또한, 제1절연층(111A) 및 제2절연층(111B) 각각의 두께와 실질적으로 동일할 수도 있다.
제5배선층(142)은 제3절연층(141)의 하면에 배치되며, 제1배선층(112A) 및/또는 제1전자부품(120A)과 연결된다. 또한, 제1배선층(112A) 및 제2배선층(112B)을 경유하여 제2전자부품(120B)과도 연결될 수 있다. 제5배선층(142)은 제3절연층(141)의 하면 상에 배치된 것일 수 있다.
제5배선층(142)의 형성 재료는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질이 사용될 수 있다. 제1배선층(112A), 제2배선층(112B), 및 제3배선층(112C) 각각은 설계 디자인에 따라 다양한 기능을 수행할 수 있다. 예를 들면, 그라운드(GrouND: GND) 패턴, 파워(PoWeR: PWR) 패턴, 신호(Signal: S) 패턴 등의 배선패턴을 포함할 수 있다. 여기서, 신호(S) 패턴은 그라운드(GND) 패턴, 파워(PWR) 패턴 등을 제외한 각종 신호, 예를 들면 데이터 신호 등을 포함한다. 또한, 비아 패드 등을 포함한다.
제4비아(143)는 제3절연층(141)을 관통하며, 제5배선층(142)을 제1배선층(112A) 및/또는 제1전자부품(120A)과 서로 연결한다. 전술한 바와 같이, 제4비아(143)는 제1전자부품(120A)의 전극(120AP)과 직접 접하여 서로 연결될 수 있다.
제4비아(143)의 형성 재료는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질이 사용될 수 있다. 제4비아(143)는 도전성 물질로 완전히 충전된 것일 수 있으며, 또는 도전성 물질이 비아의 벽을 따라 형성된 것일 수도 있다. 비아가 도전성 물질이 비아홀의 벽을 따라 형성된 것인 경우, 비아홀 내부는 절연성 물질로 채워진 것일 수 있다. 또한, 제4비아(143)의 형상은 테이퍼 형상, 원통 형상 등 당해 기술분야에 공지된 모든 형상이 적용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 제4비아(143)가 테이퍼 형상을 갖는 경우, 공정에 따라 제4비아(143)는 제1비아(113A) 및/또는 제2비아(113B)와 반대 방향의 테이퍼 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 도면에 도시된 바와 같이 제1비아(113A) 및 제2비아(113B)는 상부에서 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 형상을 가지며, 제4비아(143)는 상부에서 하부로 갈수록 폭이 넓어지는 형상을 가질 수 있다.
도 5는 다른 일례에 따른 전자부품 내장기판(100B)의 단면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도면을 참조하면, 다른 일례에 따른 전자부품 내장기판(100B)은 일례에 따른 전자부품 내장기판(100A)에 있어, 제2전자부품(120B)이 접속도체(150)를 통해 제2배선층(112B)에 표면 실장 방식으로 실장된다.
접속도체(150)는 솔더(Solder) 및/또는 도전성 페이스트(paste)를 포함할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 접속도체(150)의 형성 재료는 전도성 물질이라면 어느 것이든 사용 가능하다. 접속도체(150)는 또한, 제2전자부품(120B)을 제2배선층(112B)에 고정시킬 수 있다.
도 6은 다른 일례에 따른 전자부품 내장기판(100)의 단면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도면을 참조하면, 다른 일례에 따른 전자부품 내장기판(100B)은 일례에 따른 전자부품 내장기판(100A)에 있어, 복수의 제1관통부(110HA1, 110HA2) 및 복수의 제2관통부(110HB1, 110HB2)를 가지며, 복수의 제1전자부품(120A1, 120A2), 복수의 제2전자부품(120B1, 120B2)을 포함한다.
복수의 제1관통부(110HA1, 110HA2) 각각에는 복수의 제1전자부품(120A1, 120A2) 각각이 배치된다. 또한, 복수의 제2관통부(110HB1, 110HB2) 각각에는 복수의 제2전자부품(120B1, 120B2) 각각이 배치된다.
다만, 복수의 제1관통부(110HA1, 110HA2) 각각에는 둘 이상의 제1전자부품 제1전자부품(120A1, 120A2)이 배치될 수도 있다. 또한, 복수의 제2관통부(110HB1, 110HB2) 각각에 역시 둘 이상의 제2전자부품(120B1, 120B2)이 배치될 수도 있다.
본 명세서에서 도면을 기준으로 상부, 상측, 상면, 하부, 하측, 하면이라는 용어를 사용하였다. 그러나, 구성요소들 간의 상대적 배치관계에 따라 상이한 용어로 설명될 수 있다.
본 명세서에서 어느 구성요소 상에 배치된다는 의미는 어느 구성요소의 상측 또는 상면 상에 배치된 것으로 방향이 한정되지 않는다. 경우에 따라서는, 어느 구성요소의 하측 또는 하면 상에 배치된 경우일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 어느 구성요소의 상면에 배치된다는 의미는 어느 구성요소의 상면 상에 배치된 경우와 상면에 적어도 일부가 매립된 경우 등을 모두 포함하는 의미이다. 유사하게 본 명세서에서 어느 구성요소의 하면에 배치된다는 의미는 어느 구성요소의 하면 상에 배치된 경우와 하면에 적어도 일부가 매립된 경우 등을 모두 포함하는 의미이다.
본 명세서에서 연결된다는 의미는 직접 연결된 것뿐만 아니라, 접착제 층 등을 통하여 간접적으로 연결된 것을 포함하는 개념이다. 또한, 전기적으로 연결된다는 의미는 물리적으로 연결된 경우와 연결되지 않은 경우를 모두 포함하는 개념이다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 표현은 한 구성요소와 다른 구성요소를 구분 짓기 위해 사용되는 것으로, 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 경우에 따라서는 권리범위를 벗어나지 않으면서, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수도 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수도 있다.
본 개시에서 사용된 용어는 단지 일례를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 이때, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 개시에서 사용된 일례라는 표현은 서로 동일한 실시예를 의미하지 않으며, 각각 서로 다른 고유한 특징을 강조하여 설명하기 위해서 제공된 것이다. 그러나, 상기 제시된 일례들은 다른 일례의 특징과 결합되어 구현되는 것을 배제하지 않는다. 예를 들어, 특정한 일례에서 설명된 사항이 다른 일례에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 일례에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 일례에 관련된 설명으로 이해될 수 있다.

Claims (16)

  1. 제1관통부를 갖는 제1절연층;
    상기 제1관통부에 배치된 제1전자부품;
    상기 제1절연층 상에 배치되며 제2관통부를 갖는 제2절연층;
    상기 제2관통부에 배치된 제2전자부품; 및
    상기 제1전자부품 및 상기 제2전자부품 각각의 적어도 일부를 덮는 절연재; 를 포함하며,
    평면 상에서, 상기 제1관통부 및 상기 제2관통부는 상기 제1관통부 및 상기 제2관통부 각각의 일부가 서로 중첩되도록 교차하는,
    전자부품 내장기판.
  2. 제1항에 있어서,
    평면 상에서, 상기 제1전자부품 및 상기 제2전자부품은 상기 제1전자부품 및 상기 제2전자부품 각각의 일부가 서로 중첩되도록 교차하는,
    전자부품 내장기판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1전자부품 및 상기 제2전자부품 각각은 바디 및 전극을 가지며,
    상기 제1전자부품의 상기 전극의 상측에는 상기 제2절연층이 배치되며,
    상기 제2전자부품의 상기 전극의 하측에는 상기 제1절연층이 배치된,
    전자부품 내장기판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 절연재는, 상기 제1전자부품의 적어도 일부를 덮는 제1절연재 및 상기 제2전자부품의 적어도 일부를 덮는 제2절연재를 포함하는,
    전자부품 내장기판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1절연층 상에 배치된 제1배선층; 을 더 포함하며,
    상기 제2전자부품은 상기 제1배선층 상에 배치된,
    전자부품 내장기판.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2전자부품은 접속도체를 통해 상기 제1배선층과 연결된,
    전자부품 내장기판.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1절연층의 하면에 배치된 제2배선층; 및
    상기 제2절연층의 상면에 배치된 제3배선층; 을 더 포함하는,
    전자부품 내장기판.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2배선층은 상기 제1절연층의 하면에 매립된,
    전자부품 내장기판.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1절연층을 관통하며, 상기 제1배선층 및 상기 제2배선층을 서로 연결하는 제1비아; 및
    상기 제2절연층을 관통하며, 상기 제1배선층 및 상기 제3배선층을 서로 연결하는 제2비아; 를 더 포함하는,
    전자부품 내장기판.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1절연층의 하측에 배치된 제3절연층; 및
    상기 제3절연층의 하면에 배치된 제4배선층; 을 더 포함하며,
    상기 제1전자부품 및 상기 제2전자부품 각각은 상기 제4배선층과 연결된,
    전자부품 내장기판.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제3절연층을 관통하며 제4배선층을 상기 제1전자부품 및 상기 제2배선층 각각과 연결하는 제3비아; 를 더 포함하는,
    전자부품 내장기판.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1전자부품은 바디 및 전극을 포함하며,
    상기 제3비아는 상기 제1전자부품의 상기 전극과 접하는,
    전자부품 내장기판.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제3비아는, 상기 제1비아 및 상기 제2비아 중 적어도 어느 하나와 반대 방향의 테이퍼 형상을 갖는,
    전자부품 내장기판.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1관통부 및 상기 제2관통부 각각은 복수의 제1관통부 및 복수의 제2관통부이며,
    상기 제1전자부품 및 상기 제2전자부품 각각은 복수의 제1전자부품 및 복수의 제2전자부품이며,
    상기 복수의 제1관통부 각각에는 상기 복수의 제1전자부품이 적어도 하나 이상씩 배치되며,
    상기 복수의 제2관통부 각각에는 상기 복수의 제2전자부품이 적어도 하나 이상씩 배치된,
    전자부품 내장기판.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1관통부 및 상기 제2관통부 중 적어도 어느 하나는, 상기 제2관통부에서 상기 제1관통부를 향하는 방향을 따라 폭이 좁아지는 형상을 갖는,
    전자부품 내장기판.
  16. 제1관통부를 갖는 제1절연층;
    상기 제1절연층 상에 배치된 배선층;
    상기 제1절연층 상에 배치되며, 상기 제1절연층 및 상기 배선층 각각의 일부를 노출시키는 제2관통부를 갖는 제2절연층;
    상기 제1관통부에 배치된 제1전자부품;
    상기 제2관통부에 배치되며, 상기 제2관통부를 통해 노출된 상기 배선층과 연결된 제2전자부품; 및
    상기 제1전자부품 및 상기 제2전자부품 각각의 적어도 일부를 덮는 절연재; 를 포함하는,
    전자부품 내장기판.
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