KR101119303B1

KR101119303B1 - 전자부품 내장형 인쇄회로기판 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101119303B1
Application number: KR1020100000910A
Authority: KR
Inventors: 신이나; 정태성; 이영기; 이승은
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2010-01-06
Filing date: 2010-01-06
Publication date: 2012-03-20
Anticipated expiration: 2030-01-06
Also published as: US20110164391A1; JP2011142286A; JP5140112B2; KR20110080599A

Abstract

본 발명은 전자부품 내장형 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 전자부품 내장형 인쇄회로기판은 전면에 양극산화막이 형성된 금속기판, 상기 금속기판에 형성된 캐비티의 내부에 2단으로 배치된 2개의 전자부품, 상기 금속기판의 양면에 적층되어 상기 캐비티의 내부에 배치된 상기 전자부품을 매립시키는 절연층 및 상기 전자부품의 접속단자와 연결되는 비아를 포함하고, 상기 절연층의 노출면에 형성된 회로층을 포함하여 구성되고, 종래의 절연소재 대신 금속기판을 활용함으로써 전자부품에서 발생하는 열에 대한 방열 능력을 강화할 수 있고, 제조단가를 절감할 수 있는 장점이 있다.

Description

전자부품 내장형 인쇄회로기판 및 그 제조방법{A PRINTED CIRCUIT BOARD COMPRISING EMBEDDED ELECTRONIC COMPONENT WITHIN AND A METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 전자부품 내장형 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

반도체 패키지에서 프로파일 감소와 다양한 기능을 요구하는 시장의 경향에 따라 인쇄회로기판 구현에 있어서도 다양한 기술이 요구된다.

예를 들어, FCBGA(Flip Chip Ball Grid Array) 패키지의 제조에 있어서, IC 부품의 전기적 도전성 단자 또는 랜드는 리플로우 가능한 솔더 범프 또는 볼을 사용하여 기판의 표면 상에 다이 본드 영역의 대응 랜드에 직접 솔더링된다. 이때, 전자부품 또는 부품들은 기판 트레이스를 포함하는 전기적 도전성 경로의 계층을 통해 전자 시스템의 다른 소자에 기능적으로 접속되고, 기판 트레이스는 일반적으로 시스템의 IC 등의 전자부품 사이에서 전송되는 신호를 운반한다. FCBGA의 경우 기판 상단의 IC와 하단의 커패시터(Capacitor)가 각각 표면 실장될 수 있는데, 이 경우 기판의 두께 만큼 IC와 커패시터를 연결하는 회로의 경로(Path), 즉 연결 회로의 길이가 늘어나, 인피던스 값이 증가하여 전기적 성능에 좋지 않은 영향을 미친다. 또한, 하단 면의 일정 면적을 칩실장을 위해 사용할 수밖에 없기 때문에, 예를 들어, 하단의 모든 면에 볼 어레이를 원하는 사용자의 경우에는 요구를 만족시킬 수 없는 등, 설계자유도가 제한된다.

이에 대한 해결 방안으로서 부품을 기판 안에 삽입하여 회로의 경로를 줄이는 부품 내장 기술이 대두되고 있다. 내장형 PCB는 기존의 기판상에 패키지 형태로 실장되던 능동/수동(Active/passive) 전자부품을 유기기판 내에 내장함으로써, 여분 표면적 확보에 따른 다중 기능(Multi-functioning), 신호전달 라인(line)의 최소화에 따른 고주파 저손실/고효율 기술 대응 및 소형화의 기대를 만족시킬 수 있는, 일종의 차세대 3차원 패키지 기술을 형성할 수 있으며 새로운 형태의 고기능 패키징 트랜드를 이끌어 낼 수 있다.

도 1a 내지 도 1e는 종래기술에 따른 전자부품 내장형 인쇄회로기판의 제조방법을 공정순서대로 도시한 도면이며, 이를 참조하여 종래기술의 문제점을 설명한다.

먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이, 전자부품(1)이 배치될 수 있는 공동(2)이 형성되고 양면에 제1 회로패턴(11)이 구비된 절연층(3)과 절연층(3)의 일면에 부착된 테이프(4)를 포함한 기판 본체(10)를 준비하는 단계이다.

다음, 도 1b에 도시된 바와 같이, 전자부품(1)을 절연층(3)의 공동(2) 내에 배치하는 단계이다. 이때, 전자부품(1)은 진공흡착방식의 헤더(미도시됨)를 이용하여 공동(2) 내에 페이스 업 방식으로 배치되고, 테이프(4)에 의해 지지된다.

다음, 도 1c에 도시된 바와 같이, 공동(2)을 포함한 기판 본체(10)에 절연재(5)를 적층하는 단계이다. 전자부품(1)이 배치된 공동(2) 내에 절연재(5)를 적층함으로써 전자부품(1)은 절연재(5)에 매립된다.

다음, 도 1d에 도시된 바와 같이, 테이프(4)를 제거하는 단계이다. 본래 테이프(4)는 전자부품(1)이 절연재(5)에 의해 기판 본체(10)에 고정되기 전까지 전자부품(1)을 지지하는 임시 부재이므로 절연재(5)가 적층된 후에 제거되는 것이다.

다음, 도 1e에 도시된 바와 같이, 절연재(5)의 양면에 비아(6) 및 제2 회로패턴(7)을 포함하는 회로층(8)을 형성하는 단계이다. 이때, 비아(6)는 전자부품(1)의 접속단자(9)와 전기적으로 연결된다.

여기서, 종래기술에 따른 전자부품 내장형 인쇄회로기판은 절연소재를 이용하므로 전자부품에서 발생하는 열에 대한 방열 능력이 떨어지고, 절연층을 형성하는 절연소재는 상대적으로 가격이 비싸므로 전체적인 인쇄회로기판의 제조단가가 높아지는 문제점이 있다.

또한, 절연소재와 전자부품 사이의 열팽창계수 차이로 인하여 인쇄회로기판에 큰 와피지(warpage)가 발생하는 등 구조적 안정성을 확보하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 양극산화막이 형성된 금속기판을 채용함으로써 전자부품에서 발생하는 열에 대한 방열 능력을 강화시키고, 2개의 전자부품을 2단으로 배치함으로써 전체적인 구조적 안정성을 확보할 수 있는 전자부품 내장형 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자부품 내장형 인쇄회로기판은 전면에 양극산화막이 형성된 금속기판, 상기 금속기판에 형성된 캐비티의 내부에 2단으로 배치된 2개의 전자부품, 상기 금속기판의 양면에 적층되어 상기 캐비티의 내부에 배치된 상기 전자부품을 매립시키는 절연층 및 상기 전자부품의 접속단자와 연결되는 비아를 포함하고, 상기 절연층의 노출면에 형성된 회로층을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 캐비티의 두께방향을 분할하도록 상기 캐비티의 내부에 형성되어 양면이 상기 2개의 전자부품을 각각 지지하는 지지판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 지지판의 양면에 도포되어 상기 2개의 전자부품을 고정하는 접착층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 지지판을 관통하는 하나 이상의 개구부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 지지판은 상기 금속기판으로부터 연장되어 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 금속기판은 2개가 구비되어 2단으로 배치되고, 상기 2개의 금속기판을 서로 접착시키는 접착층을 더 포함하는 것을 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 절연층과 상기 금속기판을 관통하여 상기 회로층과 도통된 스루홀을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 금속기판은 알루미늄으로 형성되고, 상기 양극산화막은 알루미나로 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자부품 내장형 인쇄회로기판의 제조방법은 (A) 금속기판에 캐비티를 형성한 후 양극산화 공정을 통해서 상기 금속기판의 전면에 양극산화막을 형성하는 단계, (B) 상기 캐비티의 내부에 2개의 전자부품을 2단으로 배치하는 단계, (C) 상기 금속기판의 양면에 절연층을 적층하여 상기 캐비티의 내부에 배치한 상기 전자부품을 매립시키는 단계 및 (D) 상기 절연층의 노출면에 상기 전자부품의 접속단자와 연결된 비아를 포함하는 회로층을 형성하는 단계를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 (A) 단계에서, 상기 금속기판의 양면으로부터 에칭 공정으로 상기 금속기판을 제거하여 상기 캐비티를 형성할 때 상기 금속기판의 중심을 소정두께 잔존시켜 상기 캐비티의 두께방향을 분할하는 지지판을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (B) 단계에서, 상기 지지판의 양면에 접착층을 도포하여 상기 2개의 전자부품을 고정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (A) 단계에서, 상기 지지판을 형성할 때 상기 지지판을 관통하는 하나 이상의 개구부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (D) 단계는, 상기 절연층과 상기 금속기판을 관통하여 상기 회로층과 도통하는 스루홀을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (A) 단계에서, 상기 금속기판은 알루미늄으로 형성되고, 상기 양극산화막은 알루미나로 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 전자부품 내장형 인쇄회로기판의 제조방법은 (A) 2개의 금속기판에 캐비티를 형성한 후 양극산화 공정을 통해서 상기 2개의 금속기판의 전면에 양극산화막을 형성하는 단계, (B) 상기 캐비티의 내부에 전자부품을 배치하는 단계, (C) 상기 2개의 금속기판의 일면에 절연층을 적층하여 상기 캐비티의 내부에 배치한 상기 전자부품을 매립시키는 단계, (D) 상기 절연층을 적층한 상기 2개의 금속기판을 접착층을 이용하여 서로 접착시키는 단계 및 (E) 상기 절연층의 노출면에 상기 전자부품의 접속단자와 연결된 비아를 포함하는 회로층을 형성하는 단계를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 (D) 단계는, 상기 절연층과 상기 금속기판을 관통하여 상기 회로층과 도통하는 스루홀을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따르면, 종래의 절연소재 대신 금속기판을 활용함으로써 전자부품에서 발생하는 열에 대한 방열 능력을 강화할 수 있고, 제조단가를 절감할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 2개의 전자부품을 2단으로 배치함으로써 와피지(warpage) 방향을 서로 상충시킬 수 있어 기판의 전체적인 구조적 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1a 내지 도 1e는 종래기술에 따른 전자부품 내장형 인쇄회로기판의 제조방법을 공정순서대로 도시한 도면;
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 전자부품 내장형 인쇄회로기판의 단면도;
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 전자부품 내장형 인쇄회로기판의 단면도;
도 4 내지 도 9는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 전자부품 내장형 인쇄회로기판의 제조방법을 공정순서대로 도시한 도면; 및
도 10 내지 도 15는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 전자부품 내장형 인쇄회로기판의 제조방법을 공정순서대로 도시한 도면이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 전자부품 내장형 인쇄회로기판의 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 전자부품 내장형 인쇄회로기판(100)은 전면에 양극산화막(120)이 형성된 금속기판(110), 금속기판(110)에 형성된 캐비티(cavity; 130)의 내부에 2단으로 배치된 2개의 전자부품(140), 금속기판(110)의 양면에 적층되어 캐비티(130)의 내부에 배치된 전자부품(140)을 매립시키는 절연층(150) 및 전자부품(140)의 접속단자(145)와 연결되는 비아(165)를 포함하고, 절연층(150)의 노출면에 형성된 회로층(160)을 포함하는 구성이다.

상기 금속기판(110)은 전자부품 내장형 인쇄회로기판(100)의 코어부재 역할을 수행하는 것으로, 강성 및 열전도성이 우수한 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti) 등을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 금속기판(110)과 회로패턴 등의 단락(short)을 방지하기 위해서 금속기판(110)의 전면에는 양극산화막(120)이 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 양극산화막(120)은 황산 등의 용액에서 금속이 양극으로 작용하도록 하여 금속표면의 산화작용을 촉진시킴으로써 생성할 수 있다. 이러한 과정을 양극산화 공정이라 하고, 예를 들어 금속기판(110)을 알루미늄으로 형성한 경우 양극산화 공정을 통해서 금속기판(110)의 전면에 알루미나(Al₂O₃)로 형성된 양극산화막(120)을 형성할 수 있다. 금속기판(110)은 열전도성이 우수하므로 기판의 방열 능력을 향상시킬 수 있고, 상대적으로 강성이 높으므로 기판의 와피지(warpage)를 저감시킬 수 있다.

한편, 금속기판(110)에는 전자부품(140)을 배치할 캐비티(130)가 형성되어야 하는데, 캐비티(130)를 형성하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 습식에칭 공정이나 건식에칭 공정을 통해서 금속기판(110)의 소정부분을 제거하여 캐비티(130)를 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 캐비티(130)의 내부에는 2개의 전자부품(140)을 안정적으로 지지하기 위한 지지판(170)을 형성하는 것이 바람직하다. 지지판(170)은 캐비티(130)의 두께방향을 분할하도록 캐비티(130) 내부에 형성되고 양면에 2개의 전자부품(140)이 각각 배치된다. 여기서, 지지판(170)은 에칭으로 캐비티(130)를 형성할 때 금속기판(110)을 일부 잔존시켜 형성할 수 있고, 이 경우 지지판(170)은 금속기판(110)과 일체로 형성됨은 물론이다. 지지판(170)과 금속기판(110)을 일체로 형성함으로써 전자부품(140)에서 발생하는 열은 지지판(170)을 통해서 효과적으로 방출될 수 있는 장점이 있다.

또한, 지지판(170)의 양면에는 접착층(180)이 도포되어 전자부품(140)을 지지판(170)에 고정하는 것이 바람직하고, 접착층(180)을 지지판(170)의 양면에 고르게 도포하기 위해서 지지판(170)을 관통하는 하나 이상의 개구부(175)를 형성하는 것이 바람직하다. 접착층(180)을 이용하여 전자부품(140)을 고정하므로 전자부품(140)의 포지셔닝(positioning) 공정을 안정적이고 효율적으로 수행할 수 있다. 한편, 접착층(180)의 재질은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 에폭시계 수지에 SiO₂를 필러(filler)로 첨가하여 사용할 수 있다.

상기 전자부품(140)은 인쇄회로기판에 전기적으로 연결되어 특정기능을 수행하는 부품으로써, 예를 들어 반도체 소자와 같은 능동소자 또는 캐패시터와 같은 수동소자가 될 수 있다. 여기서, 전자부품(140)은 절연층(150)의 노출면에 형성된 회로층(160)과 비아(165)를 통해서 연결되기 위하여 페이스 업(face-up) 방식으로 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 전자부품(140)은 캐비티(130)의 내부에 2개가 2단으로 배치되어 상하 대칭구조를 형성하므로 기판의 전체적인 안정성을 확보할 수 있고, 쌍방향 전기적 소통이 가능한 장점이 있다.

상기 절연층(150)은 캐비티(130)의 내부에 배치된 2개의 전자부품(140)을 매립시키는 역할을 수행하는 것으로, 금속기판(110)의 양면에 반경화 상태로 적층되어 캐비티(130)에 충진된 후 경화된다. 여기서, 절연층(150)은 인쇄회로기판에 일반적으로 사용되는 절연소재를 이용할 수 있으며, 예를 들어 ABF(Ajinomoto Build-up Film) 또는 프리프레그(prepreg) 등을 이용할 수 있다.

상기 회로층(160)은 절연층(150)의 노출면에 형성되고, 비아(165)를 통해서 전자부품(140)의 접속단자(145)와 연결된다. 여기서, 비아(165)를 포함한 회로층(160)은 통상적인 SAP(Semi-Additive Process), MSAP(Modified Semi-Additive Process) 또는 서브트랙티브법(Subtractive) 등을 통해서 형성할 수 있다. 또한, 절연층(150)과 금속기판(110)을 관통하여 회로층(160)과 도통된 스루홀(190)을 형성함으로써 상하 절연층(150)의 노출면에 각각 형성된 2개의 회로층(160)을 서로 연결할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 전자부품 내장형 인쇄회로기판(100)의 최외각에는 솔더레지스트층(193)을 형성하는 것이 바람직한데, 솔더레지스트층(193)은 내열성 피복 재료로 솔더링(soldering)시 회로층(160)에 땜납이 도포되지 않도록 보호하는 역할을 한다. 또한, 외부회로와의 전기적 연결을 위해서 솔더레지스트층(193)에 홀(195)을 가공하여 패드를 노출시키는 것이 바람직하다.

본 실시예에 따른 전자부품 내장형 인쇄회로기판(100)은 금속기판(110)을 활용함으로써 전자부품(140)에서 발생하는 열을 효과적을 방출할 수 있고, 상대적으로 강성이 높으므로 기판의 와피지 발생을 방지할 수 있는 장점이 있다. 또한, 2개의 전자부품(140)을 2단으로 배치하여 전체적인 구조의 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 전자부품 내장형 인쇄회로기판의 단면도이다.

본 실시예에 따른 전자부품 내장형 인쇄회로기판(200)과 전술한 제1 실시예에 따른 전자부품 내장형 인쇄회로기판(100)의 가장 큰 차이점은 금속기판(110)의 구조이다. 따라서, 본 실시예에서는 금속기판(110)을 중심으로 기술하도록 하고, 제1 실시예와 중복되는 내용을 생략하도록 한다.

본 실시예에 따른 금속기판(110)은 2개가 구비되어 2단으로 배치된다. 여기서, 2개의 금속기판(110)에는 각각 캐비티(130)와 양극산화막(120)이 형성됨은 물론이다. 또한, 하나의 금속기판(110)에 하나의 전자부품(140)이 내장되는데, 전자부품(140)의 상하 대칭구조를 구현하기 위해서 2개의 전자부품(140)은 서로 대응되는 위치에 배치하는 것이 바람직하다.

한편, 2단으로 배치된 2개의 금속기판(110)의 사이에 접착층(180)이 구비되어 2개의 금속기판(110)을 서로 고정시킬 수 있다. 여기서, 접착층(180)은 반드시 금속기판(110)의 사이에만 선택적으로 구비되어야 하는 것은 아니고, 도시된 바와 같이 캐비티(130)와 전자부품(140)의 사이에도 구비될 수 있음은 물론이다.

도 4 내지 도 9는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 전자부품 내장형 인쇄회로기판의 제조방법을 공정순서대로 도시한 도면이다.

도 4 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 전자부품 내장형 인쇄회로기판(100)의 제조방법은 (A) 금속기판(110)에 캐비티(130)를 형성한 후 양극산화 공정을 통해서 금속기판(110)의 전면에 양극산화막(120)을 형성하는 단계, (B) 캐비티(130)의 내부에 2개의 전자부품(140)을 2단으로 배치하는 단계, (C) 금속기판(110)의 양면에 절연층(150)을 적층하여 캐비티(130)의 내부에 배치한 전자부품(140)을 매립시키는 단계 및 (D) 절연층(150)의 노출면에 전자부품(140)의 접속단자(145)와 연결된 비아(165)를 포함하는 회로층(160)을 형성하는 단계를 포함하는 구성이다.

우선, 도 4에 도시된 바와 같이, 금속기판(110)에 캐비티(130)를 형성하는 단계이다. 여기서, 금속기판(110)은 강성 및 열전도성이 우수한 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti) 등을 이용할 수 있다. 캐비티(130)를 형성하는 방법은 특별히 한정하는 것은 아니지만, 습식에칭 공정이나 건식에칭 공정으로 금속기판(110)의 양면으로부터 금속기판(110)을 제거하여 캐비티(130)를 형성할 수 있다. 이때, 금속기판(110)의 중심을 소정두께 잔존시켜 캐비티(130)의 두께방향을 분할하는 지지판(170)을 형성할 수 있다. 지지판(170)은 최종적으로 전자부품(140)을 지지하는 역할을 수행한다. 또한, 후술할 단계에서 지지판(170)의 양면에는 접착층(180)이 도포되는데, 접착층(180)을 지지판(170)의 양면에 고르게 도포하기 위해서 지지판(170)을 관통하는 하나 이상의 개구부(175)를 형성하는 것이 바람직하다.

다음, 도 5에 도시된 바와 같이, 양극산화 공정을 통해서 금속기판(110)의 전면에 양극산화막(120)을 형성하는 단계이다. 여기서, 양극산화막(120)은 금속기판(110)과 회로패턴 등의 단락을 방지하는 역할을 수행하고, 양극산화 공정을 통해서 형성한다. 예를 들어, 금속기판(110)을 알루미늄으로 형성한 경우 양극산화막(120)은 알루미나(Al₂O₃)로 형성된다.

다음, 도 6에 도시된 바와 같이, 지지판(170)의 양면에 접착층(180)을 도포하는 단계이다. 여기서, 접착층(180)은 후술한 단계에서 캐비티(130)의 내부에 배치할 전자부품(140)을 고정하는 역할을 수행하는 것으로, 에폭시 수지에 SiO₂를 필러(filler)로 첨가하여 사용할 수 있다.

다음, 도 7에 도시된 바와 같이, 캐비티(130)의 내부에 2개의 전자부품(140)을 2단으로 배치하는 단계이다. 바람직하게는, 전술한 단계에서 형성한 지지판(170)의 양면에 2개의 전자부품(140)을 각각 배치하여 지지판(170)에 도포한 접착층(180)으로 지지판(170)에 전자부품(140)을 고정한다. 지지판(170)과 지지판(170)에 도포한 접착층(180)을 이용하므로 전자부품(140)의 포지셔닝(positioning) 공정을 안정적이고 효율적을 수행할 수 있다. 한편, 전자부품(140)은 능동소자 또는 수동소자가 될 수 있고, 전자부품(140)의 접속단자(145)를 비아(165)를 통해 회로층(160)과 연결시키기 위해서 전자부품(140)을 패이스 업(face-up) 방식으로 배치하는 것이 바람직하다.

다음, 도 8에 도시된 바와 같이, 금속기판(110)의 양면에 절연층(150)을 적층하여 전자부품(140)을 매립시키는 단계이다. 여기서, 절연층(150)은 반경화 상태로 금속기판(110)의 양면에 적층되어 캐비티(130)에 충진된 후 경화된다. 절연층(150)으로는 ABF(Ajinomoto Build-up Film) 또는 프리프레그(prepreg)를 포함하는 일반적인 절연소재를 이용할 수 있다.

다음, 도 9에 도시된 바와 같이, 절연층(150)의 노출면에 비아(165)를 포함하는 회로층(160)을 형성하는 단계이다. 여기서, 비아(165)를 포함한 회로층(160)은 통상적인 SAP(Semi-Additive Process), MSAP(Modified Semi-Additive Process) 또는 서브트랙티브법(Subtractive) 등을 통해서 형성할 수 있다. 이때, 회로층(160)은 비아(165)를 통해서 전자부품(140)의 접속단자(145)와 연결되는 것이다. 또한, 상하 절연층(150)의 노출면에 각각 형성한 2개의 회로층(160)을 연결하기 위해서 절연층(150)과 금속기판(110)을 관통하는 스루홀(190)을 형성할 수 있다.

한편, 인쇄회로기판의 최외각에는 솔더링(soldering)시 회로층(160)에 땝납이 도포되는 것을 방지하기 위해서 솔더레지스트층(193)을 형성할 수 있고, 외부회로와의 전기적 연결을 위해서 솔더레지스트층(193)에 홀(195)을 가공하여 패드를 노출시킬 수 있다.

도 10 내지 도 15는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 전자부품 내장형 인쇄회로기판의 제조방법을 공정순서대로 도시한 도면이다.

도 10 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 전자부품 내장형 인쇄회로기판(200)의 제조방법은 (A) 2개의 금속기판(110)에 캐비티(130)를 형성한 후 양극산화 공정을 통해서 2개의 금속기판(110)의 전면에 양극산화막(120)을 형성하는 단계, (B) 캐비티(130)의 내부에 전자부품(140)을 배치하는 단계, (C) 2개의 금속기판(110)의 일면에 절연층(150)을 적층하여 캐비티(130)의 내부에 배치한 전자부품(140)을 매립시키는 단계, (D) 절연층(150)을 적층한 2개의 금속기판(110)을 접착층(180)을 이용하여 서로 접착시키는 단계 및 (E) 절연층(150)의 노출면에 전자부품(140)의 접속단자(145)와 연결된 비아(165)를 포함하는 회로층(160)을 형성하는 단계를 포함하는 구성이다.

본 실시예와 전술한 제1 실시예의 가장 큰 차이점을 금속기판(110)의 구조이다. 따라서, 본 실시예에서는 금속기판(110)을을 중심으로 설명하고, 나머지 구성에 대해서는 간략히 설명하도록 한다. 한편, 도 10 내지 도 13에서는 하나의 금속기판(110)을 기준으로 도시되어 있지만, 이는 2개의 금속기판(110)이 동일한 공정을 거치므로 하나의 금속기판(110)만 도시하고, 나머지 금속기판(110)을 생략한 것이다.

우선, 도 10 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 금속기판(110)에 캐비티(130)를 형성한 후 금속기판(110)의 전면에 양극산화막(120)을 형성하는 단계이다. 여기서, 캐비티(130)는 금속기판(110)을 에칭 공정으로 제거하여 관통시켜 형성하고, 양극산화막(120)은 양극산화 공정을 통해서 금속기판(110)의 전면에 형성한다. 한편, 금속기판(110)을 알루미늄으로 형성한 경우 양극산화막(120)은 알루미나(Al₂O₃)로 형성됨은 전술한 바와 같다.

다음, 도 12에 도시된 바와 같이, 캐비티(130)의 내부에 전자부품(140)을 배치하는 단계이다. 여기서, 금속기판(110)의 하면에는 전자부품(140)을 지지하기 위한 지지테입(191)을 부착할 수 있고, 전자부품(140)은 지지테입(191) 위에 페이스 업(face-up) 방식으로 실장된다.

다음, 도 13에 도시된 바와 같이, 금속기판(110)의 상면에 절연층(150)을 적층하여 전자부품(140)을 매립시키는 단계이다. 절연층(150)을 캐비티(130)의 내부에 충진하여 절연층(150)으로 전자부품(140)을 고정한 후 전술한 단계에서 부착한 지지테입(191)을 제거한다.

다음, 도 14에 도시된 바와 같이, 절연층(150)을 적층한 2개의 금속기판(110)을 접착층(180)을 이용하여 서로 접착시키는 단계이다. 여기서, 접착층(180)은 전자부품(140)만 고정하는 역할을 하는 제1 실시예와 달리 2개의 금속기판(110) 전체를 서로 고정하는 역할을 한다. 다만, 접착층(180)는 제1 실시예와 같은 에폭시 수지에 SiO₂를 필러(filler)로 첨가하여 사용할 수 있다.

다음, 도 15에 도시된 바와 같이, 절연층(150)의 노출면에 비아(165)를 포함하는 회로층(160)을 형성하는 단계이다. 여기서, 회로층(160)은 비아(165)를 통해서 전자부품(140)의 접속단자(145)와 연결되고, 상하 절연층(150)의 노출면에 각각 형성한 2개의 회로층(160)을 연결하기 위해서 절연층(150)과 금속기판(110)을 관통하는 스루홀(190)을 형성할 수 있다. 또한, 인쇄회로기판의 최외각에는 솔더링(soldering)시 회로층(160)에 땝납이 도포되는 것을 방지하기 위해서 솔더레지스트층(193)을 형성할 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 전자부품 내장형 인쇄회로기판 및 그 제조방법는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100, 200: 전자부품 내장형 인쇄회로기판 110: 금속기판
120: 양극산화막 130: 캐비티
140: 전자부품 145: 접속단자
150: 절연층 160: 회로층
165: 비아 170: 지지판
175: 개구부 180: 접착층
190: 스루홀 191: 지지테입
193: 솔더레지스트층 195: 홀

Claims

전면에 양극산화막이 형성된 금속기판;
상기 금속기판에 형성된 캐비티의 내부에 2단으로 배치된 2개의 전자부품;
상기 캐비티의 두께방향을 분할하도록 상기 캐비티의 내부에 형성되어 양면이 상기 2개의 전자부품을 각각 지지하는 지지판;
상기 금속기판의 양면에 적층되어 상기 캐비티의 내부에 배치된 상기 전자부품을 매립시키는 절연층; 및
상기 전자부품의 접속단자와 연결되는 비아를 포함하고, 상기 절연층의 노출면에 형성된 회로층;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품 내장형 인쇄회로기판.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 지지판의 양면에 도포되어 상기 2개의 전자부품을 고정하는 접착층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품 내장형 인쇄회로기판.
청구항 1에 있어서,
상기 지지판을 관통하는 하나 이상의 개구부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품 내장형 인쇄회로기판.
청구항 1에 있어서,
상기 지지판은 상기 금속기판으로부터 연장되어 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 전자부품 내장형 인쇄회로기판.
청구항 1에 있어서,
상기 금속기판은 2개가 구비되어 2단으로 배치되고,
상기 2개의 금속기판을 서로 접착시키는 접착층을 더 포함하는 것을 것을 특징으로 하는 전자부품 내장형 인쇄회로기판.
청구항 1에 있어서,
상기 절연층과 상기 금속기판을 관통하여 상기 회로층과 도통된 스루홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품 내장형 인쇄회로기판.
청구항 1에 있어서,
상기 금속기판은 알루미늄으로 형성되고, 상기 양극산화막은 알루미나로 형성된 것을 특징으로 하는 전자부품 내장형 인쇄회로기판.
(A) 금속기판에 캐비티를 형성한 후 양극산화 공정을 통해서 상기 금속기판의 전면에 양극산화막을 형성하는 단계;
(B) 상기 캐비티의 내부에 2개의 전자부품을 2단으로 배치하는 단계;
(C) 상기 금속기판의 양면에 절연층을 적층하여 상기 캐비티의 내부에 배치한 상기 전자부품을 매립시키는 단계; 및
(D) 상기 절연층의 노출면에 상기 전자부품의 접속단자와 연결된 비아를 포함하는 회로층을 형성하는 단계;
를 포함하되,
상기 (A) 단계에서,
상기 금속기판의 양면으로부터 에칭 공정으로 상기 금속기판을 제거하여 상기 캐비티를 형성할 때 상기 금속기판의 중심을 소정두께 잔존시켜 상기 캐비티의 두께방향을 분할하는 지지판을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자부품 내장형 인쇄회로기판의 제조방법.
삭제
청구항 9에 있어서,
상기 (B) 단계에서,
상기 지지판의 양면에 접착층을 도포하여 상기 2개의 전자부품을 고정하는 것을 특징으로 하는 전자부품 내장형 인쇄회로기판의 제조방법.
청구항 9에 있어서,
상기 (A) 단계에서,
상기 지지판을 형성할 때 상기 지지판을 관통하는 하나 이상의 개구부를 형성하는 것을 특징으로 하는 전자부품 내장형 인쇄회로기판의 제조방법.
청구항 9에 있어서,
상기 (D) 단계는,
상기 절연층과 상기 금속기판을 관통하여 상기 회로층과 도통하는 스루홀을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품 내장형 인쇄회로기판의 제조방법.
청구항 9에 있어서,
상기 (A) 단계에서,
상기 금속기판은 알루미늄으로 형성되고, 상기 양극산화막은 알루미나로 형성된 것을 특징으로 하는 전자부품 내장형 인쇄회로기판의 제조방법.
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