KR20070087929A - 인쇄회로와 이의 제조방법 및, 인쇄회로-전자소자 결합체와이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 휘스커의 성장으로 인한 전기적 쇼트(short)가 방지되는, 인쇄회로와 이의 제조방법 및, 인쇄회로-전자소자 결합체와 이의 제조방법을 제시한다.
본 발명의 인쇄회로는 베이스층; 상기 베이스층 상에 형성된 복수의 접합 패드; 및, 상기 접합 패드와 전자소자의 접합부를 전기적으로 접합시키는 솔더(solder)부의 휘스커(whisker) 성장으로 인한 전기적 쇼트를 방지하기 위하여, 인접한 접합 패드 사이에 돌출 형성된 절연성 방벽;을 구비할 수 있다.
또한 본 발명의 인쇄회로-전자소자 결합체는, 상기 인쇄회로와, 상기 인쇄회로의 복수의 접합 패드에 접합되는 복수의 접합부를 구비한 전자소자; 및, 상기 접합 패드와 접합부를 전기적으로 접합시키는 솔더부를 구비할 수 있다.
또한 본 발명의 인쇄회로-전자소자 결합체는, 베이스층과, 상기 베이스층 상에 형성된 복수의 접합 패드를 구비한 인쇄회로; 상기 복수의 접합 패드에 접합되는 복수의 접합부를 구비한 전자소자; 상기 접합 패드와 접합부를 전기적으로 접합시키는 솔더부; 및, 상기 인쇄회로와 전자소자 사이에 주입되어 솔더부의 휘스커 성장으로 인한 전기적 쇼트를 방지하는 절연성 수지층;을 구비할 수 있다.
Description
도 1은 종래의 인쇄회로-전자소자 결합체를 도시한 단면도이다.
도 2는 하드디스크 드라이브의 일 예를 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 인쇄회로-전자소자 결합체를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 A-A를 따라 절개하여 도시한 단면도로서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 인쇄회로-전자소자 결합체를 도시한 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 인쇄회로를 B-B에 따라 절개하여 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인쇄회로의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 인쇄회로-전자소자 결합체를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 인쇄회로-전자소자 결합체를 도시한 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 ..하드디스크 드라이브 101 ..베이스 부재
105 ..스핀들 모터 107 ..디스크
110 ..HSA(Head Stack Assembly) 130 ..인쇄회로-전자소자 결합체
131 ..가요성 인쇄회로 132 ..베이스층
134 ..도전층 135 ..접합 패드
137 ..커버층 138 ..절연성 방벽
145 ..커넥터 146 ..하우징
150 ..핀 152 ..접합부
본 발명은 인쇄회로와 전자소자를 전기적으로 접합하는 솔더부의 휘스커 성장으로 인한 전기적 쇼트(short)를 방지하는,인쇄회로와 이의 제조방법, 및 인쇄회로-전자소자 결합체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
납(Pb)이 환경을 오염시키는 요인으로 지적됨으로 인하여 인쇄회로와 전자소자를 전기적으로 접합시키는데 사용되는 솔더 크림(solder cream)에도 납(Pb)의 사용이 규제되어, 근래에는 납(Pb)을 제외하고 주석(Sn)을 주성분으로 하는 솔더 크림이 사용되고 있다.
도 1은 종래의 인쇄회로-전자소자 결합체를 도시한 단면도이다.
종래의 인쇄회로-전자소자 결합체(10)는 인쇄회로(20), 상기 인쇄회로(20)에 탑재되는 전자소자(11) 및, 상기 인쇄회로(20)와 전자소자(11)를 전기적으로 접합 하는 솔더부(25)를 포함한다. 구체적으로, 상기 인쇄회로(20)는 베이스층(21)과 상기 베이스층(21) 상에 형성된 복수의 접합 패드(23)를 포함하는 가요성 인쇄회로(Flexible Printed Circuit)일 수 있으며, 전자소자(11)의 복수의 접합부(14)가 솔더부(25)를 매개로 하여 접합 패드(23)에 접합되어 있다. 여기서, 상기 솔더부(25)는 접합 패드(23)에 토출된 솔더 크림(solder cream)이 굳어져 형성된 것으로, 주석(Sn)을 주성분으로 하며 납(Pb)은 성분에 포함되지 않는다. 도면 참조부호 '12'는 전자소자(11)의 절연성 수지로 이루어진 몰드물로서, 전자소자(11)가 반도체 패키지(semi-conductor package)이면 엔캡슐레이션(encapsulation)일 수 있고, 전자소자(11)가 커넥터(connector)이면 하우징(housing)일 수 있다.
이와 같이 주석(Sn)을 주성분으로 포함하고, 납(Pb)을 포함하지 않는 솔더부(25)에는 시간이 경과함에 따라 소위 '휘스커(whisker, 30)' 라고 불리우는 털 형상의 주석(Sn) 단결정 성장이 발생한다. 상기 접합부(14)의 표면이 주석(Sn)으로 도금되어 있다면 상기 접합부(14)에도 솔더부(25)에서와 마찬가지로 휘스커가 발생될 수 있다. 상기 휘스커(30)의 발생 원인에 대해서는 아직까지 명확히 규명되지 않았으나 도금이나 솔더링(soldering) 과정에서 누적된 주석(Sn)의 압축 잔류 응력에 기인한 것이라고 추측되고 있다. 상기 휘스커(30)는, 인접한 솔더부(25) 또는 접합부(14)에 닿을 정도로 성장하여 회로의 전기적 쇼트(short)를 일으키기도 하고, 설사 접합부(14)에 닿을 정도로 성장하지 못한 경우에도 증발하여 플라즈마 아크를 형성함으로써 회로의 전기적 쇼트를 일으키기도 한다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 휘스커의 성장으로 인한 전기적 쇼트현상을 방지하도록 개선된 인쇄회로와 이의 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 또한, 휘스커의 성장으로 인한 전기적 쇼트현상이 방지되도록 개선된 인쇄회로-전자소자 결합체와, 이의 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 베이스층; 상기 베이스층 상에 형성된 복수의 접합 패드; 및, 상기 접합 패드와 전자소자의 접합부를 전기적으로 접합시키는 솔더(solder)부의 휘스커(whisker) 성장으로 인한 전기적 쇼트를 방지하기 위하여, 인접한 접합 패드 사이에 돌출 형성된 절연성 방벽;을 구비하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로를 제공한다.
바람직하게는, 상기 인쇄회로는 가요성 인쇄회로(Flexible Printed Circuit)일 수 있다.
바람직하게는, 상기 절연성 방벽은 증착된 감광성 폴리이미드로 이루어질 수 있다.
또한 본 발명은, 베이스층과, 상기 베이스층 상에 형성된 복수의 접합 패드를 구비한 인쇄회로; 상기 복수의 접합 패드에 접합되는 복수의 접합부를 구비한 전자소자; 및 상기 접합 패드와 접합부를 전기적으로 접합시키는 솔더부;를 구비하고, 상기 인쇄회로는 상기 인쇄회로의 인접한 접합 패드 사이에 돌출 형성된, 솔더부의 휘스커 성장으로 인한 전기적 쇼트를 방지하는 절연성 방벽을 더 구비한 것을 특징으로 하는 인쇄회로-전자소자 결합체를 제공한다.
바람직하게는, 상기 인쇄회로는 가요성 인쇄회로(Flexible Printed Circuit)일 수 있다.
바람직하게는, 상기 절연성 방벽은 증착된 감광성 폴리이미드로 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 상기 전자소자는, 상기 인쇄회로에 접합 되었을 때 상기 절연성 방벽과 대면하도록, 인접한 접합부 사이에 형성된 절연성 스페이서(spacer)를 더 구비할 수 있다.
바람직하게는, 상기 전자소자는 상기 인쇄회로를 다른 회로에 분리 가능하게 연결하기 위한 커넥터(connector)일 수 있다.
또한 본 발명은, 베이스층과, 상기 베이스층 상에 형성된 복수의 접합 패드를 구비한 인쇄회로; 상기 복수의 접합 패드에 접합되는 복수의 접합부를 구비한 전자소자; 상기 접합 패드와 접합부를 전기적으로 접합시키는 솔더부; 및, 상기 인쇄회로와 전자소자 사이에 주입되어 솔더부의 휘스커 성장으로 인한 전기적 쇼트를 방지하는 절연성 수지층;을 구비한 인쇄회로-전자소자 결합체를 제공한다.
바람직하게는, 상기 절연성 수지층의 소재는 에폭시 수지를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 인쇄회로는 가요성 인쇄회로(Flexible Printed Circuit)일 수 있다.
바람직하게는, 상기 전자소자는 상기 인쇄회로를 다른 회로에 분리 가능하게 연결하기 위한 커넥터(connector)일 수 있다.
또한 본 발명은, 베이스층 상에 복수의 접합 패드를 형성하는 단계; 및, 상기 접합 패드와 전자소자의 접합부를 전기적으로 접합시키는 솔더(soler)부의 휘스커(whisker) 성장으로 인한 전기적 쇼트를 방지하기 위하여, 인접한 접합 패드 사이에 절연성 방벽을 형성하는 단계;를 구비한 것을 특징으로 하는 인쇄회로의 제조방법을 제공한다.
바람직하게는, 상기 절연성 방벽은 감광성 폴리이미드를 증착하고, 포토리소그래피(photolithography)에 의해 상기 접합 패드가 노출되도록 식각하여 형성할 수 있다.
또한 본 발명은, 베이스층 상에 복수의 접합 패드가 형성되고, 인접한 접합 패드 사이에 절연성 방벽이 형성된 인쇄회로를 제조하는 단계; 및, 솔더부를 이용하여 상기 접합 패드와 전자소자의 접합부를 전기적으로 접합시키는 단계;를 구비하고, 상기 접합 패드와 접합부의 접합으로 인해 상기 절연성 방벽이 인접한 솔더부 사이에 개재되어 휘스커 성장으로 인한 전기적 쇼트를 방지하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로-전자소자 결합체의 제조방법을 제공한다.
바람직하게는, 상기 절연성 방벽은 감광성 폴리이미드를 증착하고, 포토리소그래피(photolithography)에 의해 상기 접합 패드가 노출되도록 식각하여 형성할 수 있다.
또한 본 발명은, 베이스층 상에 복수의 접합 패드가 형성되고, 인접한 접합 패드 사이에 절연성 방벽이 형성된 인쇄회로를 제조하는 단계; 및, 솔더부를 이용하여 상기 접합 패드와 전자소자의 접합부를 전기적으로 접합시키는 단계; 및, 상 기 인쇄회로와 전자소자 사이에 절연성 수지를 주입하여 솔더부의 휘스커 성장으로 인한 전기적 쇼트를 방지하는 절연성 수지층을 형성하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로-전자소자 결합체의 제조방법을 제공한다.
바람직하게는, 상기 절연성 수지의 소재는 에폭시 수지를 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인쇄회로와 이의 제조방법 및, 인쇄회로-전자소자 결합체와 이의 제조방법 을 상세하게 설명한다.
본 발명의 인쇄회로 및, 인쇄회로-전자소자 결합체는 컴퓨터, MP3 플레이어, 모바일폰 등에서 데이터 저장장치로 사용되는 하드디스크 드라이브(hard disk drive)에 채용될 수 있다. 도 2는 하드디스크 드라이브의 일 예를 도시한 평면도로서, 도 2를 참조하여 하드디스크 드라이브에 대해 개략적으로 설명하고, 상기 하드디스크 드라이브에 채용된 인쇄회로 및, 인쇄회로-전자소자 결합체에 대해 순차적으로 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 상기 하드디스크 드라이브(100)는 베이스 부재(101) 및 이에 결합된 커버 부재(미도시)로 이루어진 하우징 내에 스핀들 모터(105), 데이터 저장매체인 디스크(107), HSA(Head Stack Assembly, 110) 및, VCM(Voice Coil Motor) 블록(125)을 구비한다. 상기 스핀들 모터(105)는 디스크(107)를 고속 회전시키기 위한 것으로, 베이스 부재(101)에 고정 설치된다. 상기 디스크(107)는 상기 스핀들 모터(105)에 결합되어 화살표 방향으로 고속 회전하는 것으로, 이러한 고속 회전에 의해 디스크(107)의 표면에는 화살표와 동일한 방향으로 유동하는 공기흐름 이 유도된다. 베이스 부재(101)의 일측 코너 부분에는 이와 같이 유동하는 공기에 함유된 파티클(particle) 등의 이물질을 필터링하기 위한 순환 필터(124)가 마련된다.
상기 HSA(110)는, 데이터의 기록 또는 판독을 수행하는 자기헤드(미도시)가 형성된 헤드슬라이더(115)를 포함한다. 상기 헤드슬라이더(115)는 디스크(107) 상의 특정 위치로 이동하여 디스크(107) 상에 데이터를 기록하거나, 상기 디스크(107)에 기록된 데이터를 판독한다. 상기 HSA(110)는 베이스 부재(101)에 피봇(pivot, 111)을 중심으로 회전 가능하게 장착되는 스윙아암(112)과, 상기 스윙아암(112)의 선단부에 결합하여 연장된 서스펜션(suspension, 114)과, 상기 스윙아암(112)에 결합되며, 권선된 VCM 코일(117)을 구비한 오버몰드(116)를 포함한다. 한편, 상기 헤드슬라이더(115)는 상기 서스펜션(114)의 선단부에 탑재된다.
디스크(107)의 고속 회전으로 유도된 공기흐름이 디스크(107)의 표면과 헤드슬라이더(115)의 디스크 대향면 사이를 통과하면서 상기 헤드슬라이더(115)에는 양력이 작용한다. 상기 양력과 상기 헤드슬라이더(115)를 디스크(107)로 향하도록 가압하는 서스펜션(114)의 탄성 가압력이 평형을 이루는 높이에서 상기 헤드슬라이더(115)는 부상(floating) 상태를 유지한다. 이와 같은 부상 상태에서 헤드슬라이더(115)에 형성된 자기헤드(미도시)는 상기 디스크(107)에 데이터의 기록/판독 기능을 수행한다.
상기 VCM 블록(120)은 베이스 부재(101)에 고정 장착되며, 상기 피봇(111)으로부터 스윙아암(112)의 연장 방향과 반대되는 방향으로 연장된 오버몰드(116)가 상기 VCM 블록(120)에 삽입된다. 상기 VCM 블록(120)은 상기 오버몰드(116)의 상측 및 하측에 배치되는 마그넷(magnet, 121)과, 상기 마그넷(121)을 지지하는 요크(yoke, 122)를 구비한다. 상기 VCM 코일(117)은 상기 마그넷(121)과의 상호작용으로 전자기력을 발생시키며, 상기 전자기력은 HSA(110)를 회동시키는 회동력으로 제공된다. 상기 HSA(110)의 회동은 서보 제어 시스템(servo control system)에 의해 제어된다.
상기 HSA(110)는 가요성 인쇄회로(131)와, 상기 가요성 인쇄회로(131)에 접합된 커넥터(145)를 포함하는 인쇄회로-전자소자 결합체(130)와 전기적으로 연결된다. 상기 인쇄회로-전자소자 결합체(130)는 베이스 부재(101) 아래에 배치된 주회로기판(미도시)에 커넥터(145)를 통해 접속되어, HSA(110)와 상기 주회로기판 사이의 전기적 신호 교환을 매개하는 매개체로서 기능한다.
도 3은 도 2에 도시된 인쇄회로-전자소자 결합체를 뒤집어 도시한 사시도이다. 도 3을 참조하면, 상기 인쇄회로-전자소자 결합체(130)는 인쇄회로의 일종인 가요성 인쇄회로(Flexible Printed Circuit, 131)와, 상기 가요성 인쇄회로(131)에 탑재된 전자소자의 일종인 커넥터(145)를 포함한다. 상기 커넥터(145)는 다수의 금속제 핀(150)을 구비한 수형 커넥터로서, 베이스 부재(101, 도 2 참조) 아래의 주회로기판에 탑재된 암형 커넥터(미도시)에 분리 가능하게 끼움 결합된다. 상기 커넥터(145)는 상기 핀(150)들을 에워싸 보호하며, 절연성 수지 몰딩(molding)에 의해 형성된 하우징(146)을 포함한다. 상기 하우징(146)은 몰딩에 의해 일체로 형성된 측면 확장부(148)를 포함하며, 상기 측면 확장부(148)의 아래에는 상기 핀(150) 에서 연장된 복수의 접합부(152, 도 4 참조)가 구비된다. 상기 접합부(152)는 레그(leg)라고도 불리우며, 가요성 인쇄회로(131)의 접합 패드(135)에 접합된다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인쇄회로-전자소자 결합체를 도시한 단면도로, 도 3의 A-A를 따라 절개하여 도시할 때 보여질 수 있는 제1 예에 해당되는 도면이고, 도 5는 도 3에 도시된 인쇄회로를 B-B에 따라 절개하여 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인쇄회로의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 가요성 인쇄회로(131)는 가요성 베이스층(132)과, 상기 베이스층(132) 상에 회로 패턴으로 형성된 도전층(134)과, 상기 도전층(134)을 보호하기 위한 커버층(137)을 포함한다. 상기 도전층(134)은 구리(Cu)로 형성된다. 상기 베이스층(132)과 커버층(137)은 폴리이미드 필름(polyimide film)으로 이루어지거나, 증착된 감광성 폴리이미드(photosensitive polyimide)로 이루어질 수 있다. 도시되진 않았으나, 상기 베이스층(132) 아래에 전자파 간섭(electromagnetic interference, EMI) 저감을 위하여 금속층이 형성될 수도 있다.
상기 도전층(134)에 의해 형성된 회로 패턴의 말단에는 복수의 접합부(152)와 솔더부(155)에 의해 접합되는 복수의 접합 패드(135)가 마련된다. 상기 접합 패드(135)는 접합부(152)와 접합될 수 있게 노출된다. 상기 가요성 인쇄회로(131)는 인접한 접합 패드(135) 사이에 돌출 형성된 절연성 방벽(138)을 포함한다. 상기 절연성 방벽(138)은 폴리이미드 필름으로 이루어지거나, 증착된 감광성 폴리이미드로 이루어질 수 있다. 상기 절연성 방벽(138)을 형성하는 과정에 대해서는 후술한다.
상기 접합부(152)와 접합 패드(135)를 전기적으로 접합하는 솔더부(155)는 접합 패드(135)에 토출된 솔더 크림(solder cream)이 굳어져 형성된 것으로, 주석(Sn)을 주성분으로 포함하며, 납(Pb)을 포함하지 않는다. 도 4에 도시된 바와 같이 솔더부(155)는 인접한 한 쌍의 절연성 방벽(138) 사이에 채워지고, 상기 절연성 방벽(138)에 막혀 휘스커(whisker) 성장이 억제된다.
이하에서, 도 5 및 도 6을 다시 참조하여 상기 가요성 인쇄회로(131)의 제조방법을 설명한다. 상기 베이스층(132)과 커버층(137)이 폴리이미드 필름으로 형성된 경우에는, 베이스층(132) 상에 도전층(134)을 접착하고, 상기 도전층(134)과 베이스층(132) 상에 커버층(137)을 접착하여 가요성 인쇄회로(131)를 형성한다. 한편, 상기 커버층(137)은 도전층(134)과 베이스층(132)에 접착되기에 앞서서 상기 접착 패드(135)가 노출되도록 일부분(E, 도 6 참조)이 펀칭(punching)에 의해 제거된다. 상기 제거된 일부분(E) 사이에 남겨져 베이스층(132) 상에 접착된 부분이 절연성 방벽(138)이 된다.
그러나, 인접한 접합부(152) 사이의 간격이 1mm 이내인, 소위 협피치(narrow pitch) 커넥터(145, 도 2 참조)가 가요성 인쇄회로(131)에 탑재되는 경우에는 상기 접합부(152) 사이의 간격에 대응하여 접합 패드(135) 사이의 간격도 좁아져야 하므로, 상기한 바와 같은 폴리이미드 필름 펀칭에 의해 절연성 방벽(138)을 형성하기는 어렵다. 이에 따라, 감광성 폴리이미드를 증착하고, 포토리소그래피(photolithography)에 의해 일부분을 식각하여 절연성 방벽(138)을 형성할 수 있다.
구체적으로, 펀칭에 의해 폴리이미드 필름으로 이루어진 커버층(137)에 복수의 접합 패드(135) 전체가 노출될 수 있는 커다란 홀(hole)을 형성하고, 상기 커버층(137)을 도전층(134)과 베이스층(132) 상에 접착한다. 다음으로, 감광성 폴리이미드를 상기 홀에 의해 노출된 영역에 증착(deposition)하고, 포토리소그래피(photolithography)에 따른 마스킹(masking), 노광(photo exposure) 및 현상(developing)에 의해 특정된 일부분(E, 도 6 참조)을 정밀하게 식각하여 접합 패드(135)가 노출되고 절연성 방벽(138)이 남도록 한다.
한편, 상기 가요성 인쇄회로(131)의 베이스층(132), 도전층(135) 및, 커버층(137)이 모두 증착에 의해 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 절연성 방벽(138)은 상기 포토리스그래피에 따른 마스킹, 노광 및, 현상에 의해 증착된 커버층(137)으로부터 특정된 일부분(E, 도 6 참조)을 정밀하게 식각하여 형성할 수 있다. 또는, 감광성 폴리이미드를 1차로 증착하여 커버층(137)을 형성하고, 상기 커버층(137)을 포토리소그래피에 따른 마스킹, 노광 및, 현상에 의해 식각하여 복수의 접합 패드(135) 전체를 노출시키고, 상기 복수의 접합 패드(135)가 노출된 영역에 다시 감광성 폴리이미드를 2차로 증착하고, 다시 포토리소그래피에 따른 마스킹, 노광 및, 현상에 의해 특정된 일부분(E)을 정밀하게 식각하여 절연성 방벽(138)을 형성할 수 있다.
이와 같이 형성된 가요성 인쇄회로(131)의 접합 패드(135) 위에 솔더 크림을 토출하여 솔더부(155)를 형성하고, 커넥터(145, 도 2 참조)의 접합부(152)를 솔더부(155)에 접합한 후 상기 솔더부(155)를 응고시켜 인쇄회로-전자소자 결합체(130) 를 만들 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 인쇄회로-전자소자 결합체를 도시한 단면도로서, 본 발명의 제1 실시예가 도시된 도 4에 대응되는 도면이다.
도 7을 참조하면, 상기 인쇄회로-전자소자 결합체(230)는 가요성 인쇄회로(231)와, 상기 가요성 인쇄회로(231)에 접합되는 전자소자(245)를 구비한다. 상기 전자소자(245)는 커넥터(도 3의 145 참조)일 수 있다. 상기 가요성 인쇄회로(231)는 베이스층(232)과, 상기 베이스층(232) 상에 형성된 복수의 접합 패드(235)와, 인접한 접합 패드(235) 사이에 돌출 형성된 절연성 방벽(238)을 포함한다. 상기 가요성 인쇄회로(231)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인쇄회로-전자소자 결합체(130, 도 4 참조)에 포함된 가요성 인쇄회로(131, 도 4 참조)와 같으며, 그 제조방법도 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한 바와 같으므로 생략한다.
상기 전자소자(245)의 하우징(248)은 절연성 수지 몰딩(molding)에 의해 형성되며, 상기 하우징(248)의 아래에는 상기 복수의 접합 패드(235)에 접합되는 복수의 접합부(252)가 구비된다. 상기 전자소자(245)는 접합 패드(235)와 접합부(252)가 접합되었을 때 상기 절연성 방벽(238)과 대면하도록 인접한 접합부(252) 사이에 형성된 절연성 스페이서(spacer, 249)를 더 구비한다. 상기 절연성 스페이서(249)는 절연성 수지 몰딩에 의해 하우징(248)과 일체로 형성될 수 있다.
상기 가요성 인쇄회로(231)의 접합 패드(235) 위에 솔더 크림을 토출하여 솔더부(255)를 형성하고, 접합부(252)를 솔더부(255)에 접합한 후 상기 솔더부(255)를 응고시켜 인쇄회로-전자소자 결합체(230)를 만들 수 있다. 상기 솔더부(255)는 주석(Sn)을 주성분으로 포함하며, 납(Pb)을 포함하지 않는다. 그러나, 도 7에 도시된 바와 같이 인접한 한 쌍의 절연성 방벽(238) 사이에 채워진 솔더부(255)는 상기 절연성 방벽(238)에 막혀 휘스커(whisker) 성장이 억제된다. 더욱이 상기 절연성 스페이서(249)가 절연성 방벽(238)과 맞닿아 있어, 솔더부(255)에서의 휘스커 성장이 더욱 어려워질 뿐 아니라, 접합부(252)에서의 휘스커 성장도 방지된다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 인쇄회로-전자소자 결합체를 도시한 단면도로서, 본 발명의 제1 실시예가 도시된 도 4 및, 제2 실시예가 도시된 도 7에 대응되는 도면이다.
도 8을 참조하면, 상기 인쇄회로-전자소자 결합체(330)는 가요성 인쇄회로(331)와, 상기 가요성 인쇄회로(331)에 접합되는 전자소자(345)와, 상기 가요성 인쇄회로(331)와 전자소자(345)의 하우징(348) 사이에 절연성 수지가 주입되어 형성된 절연성 수지층(360)을 구비한다. 상기 전자소자(345)는 커넥터(도 3의 145 참조)일 수 있다. 상기 가요성 인쇄회로(331)는 베이스층(332)과, 상기 베이스층(332) 상에 형성된 복수의 접합 패드(335)를 포함한다. 상기 전자소자(345)의 하우징(348)은 절연성 수지 몰딩(molding)에 의해 형성되며, 상기 하우징(348)의 아래에는 상기 복수의 접합 패드(335)에 접합되는 복수의 접합부(352)가 구비된다. 상기 절연성 수지는 반도체 패키지의 엔캡슐레이션(encapsulation) 형성에 사용되는 에폭시 수지 또는 에폭시 수지를 주성분으로 포함하는 혼합 수지일 수 있다.
상기 인쇄회로-전자소자 결합체(330)의 제조방법은 다음과 같다. 먼저, 상기 가요성 인쇄회로(331)의 접합 패드(335) 위에 솔더 크림을 토출하여 솔더부(355)를 형성하고, 접합부(352)를 솔더부(355)에 접합한 후 상기 솔더부(355)를 응고시킨다. 다음으로, 가요성 인쇄회로(331)와 전자소자(345)의 하우징(348) 사이에 절연성 수지를 주입하여, 서로 인접한, 접합 패드(335)-솔더부(355)-접합부(352)로 이루어진 연결 유닛(358) 사이를 상기 절연성 수지로 채우고, 상기 절연성 수지를 응고시켜 절연성 수지층(360)을 형성한다.
상기 솔더부(355)는 주석(Sn)을 주성분으로 포함하며, 납(Pb)을 포함하지 않는다. 그러나, 도 8에 도시된 바와 같이 인접한 접합 패드(335)-솔더부(355)-접합부(352)의 연결 유닛(358) 사이에 절연성 수지가 채워져 솔더부(355)와 접합부(352)에서의 휘스커 성장이 방지된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 예컨데, 본 발명의 인쇄회로는 가요성이 아닌 휘지 않는 인쇄회로보드일 수도 있다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
본 발명에 의하면, 주석(Sn)을 포함하고 납(Pb)을 포함하지 않는 솔더부에서 주석(Sn)의 단결정 성장으로 형성된 소위 '휘스커(whisker)'의 성장으로 인한 전기적 쇼트를 방지할 수 있다.
Claims (18)
- 베이스층; 상기 베이스층 상에 형성된 복수의 접합 패드; 및, 상기 접합 패드와 이와 접하는 전자소자의 접합부를 전기적으로 접합시키는 솔더(solder)부의 휘스커(whisker) 성장으로 인한 전기적 쇼트(short)를 방지하기 위하여, 인접한 접합 패드 사이에 돌출 형성된 절연성 방벽;을 구비하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로.
- 제1 항에 있어서,상기 인쇄회로는 가요성 인쇄회로(Flexible Printed Circuit)인 것을 특징으로 하는 인쇄회로.
- 제1 항 또는 제2 항에 있어서,상기 절연성 방벽은 증착된 감광성 폴리이미드로 이루어진 것을 특징으로 하는 인쇄회로.
- 베이스층과, 상기 베이스층 상에 형성된 복수의 접합 패드를 구비한 인쇄회로; 상기 복수의 접합 패드에 접합되는 복수의 접합부를 구비한 전자소자; 및, 상기 접합 패드와 접합부를 전기적으로 접합시키는 솔더(solder)부;를 구비하고,상기 인쇄회로는 상기 인쇄회로의 인접한 접합 패드 사이에 돌출 형성된, 솔 더부의 휘스커 성장으로 인한 전기적 쇼트를 방지하는 절연성 방벽을 더 구비한 것을 특징으로 하는 인쇄회로-전자소자 결합체.
- 제4 항에 있어서,상기 인쇄회로는 가요성 인쇄회로(Flexible Printed Circuit)인 것을 특징으로 하는 인쇄회로-전자소자 결합체.
- 제4 항 또는 제5 항에 있어서,상기 절연성 방벽은 증착된 감광성 폴리이미드로 이루어진 것을 특징으로 하는 인쇄회로-전자소자 결합체.
- 제4 항에 있어서,상기 전자소자는, 상기 인쇄회로에 접합 되었을 때 상기 절연성 방벽과 대면하도록, 인접한 접합부 사이에 형성된 절연성 스페이서(spacer)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로-전자소자 결합체.
- 제4 항에 있어서,상기 전자소자는 상기 인쇄회로를 다른 회로에 분리 가능하게 연결하기 위한 커넥터(connector)인 것을 특징으로 하는 인쇄회로-전자소자 결합체.
- 베이스층과, 상기 베이스층 상에 형성된 복수의 접합 패드를 구비한 인쇄회로; 상기 복수의 접합 패드에 접합되는 복수의 접합부를 구비한 전자소자; 상기 접합 패드와 접합부를 전기적으로 접합시키는 솔더부; 및, 상기 인쇄회로와 전자소자 사이에 주입되어 솔더부의 휘스커 성장으로 인한 전기적 쇼트를 방지하는 절연성 수지층;을 구비한 인쇄회로-전자소자 결합체.
- 제9 항에 있어서,상기 절연성 수지층의 소재는 에폭시 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로-전자소자 결합체.
- 제9 항에 있어서,상기 인쇄회로는 가요성 인쇄회로(Flexible Printed Circuit)인 것을 특징으로 하는 인쇄회로-전자소자 결합체.
- 제9 항에 있어서,상기 전자소자는 상기 인쇄회로를 다른 회로에 분리 가능하게 연결하기 위한 커넥터(connector)인 것을 특징으로 하는 인쇄회로-전자소자 결합체.
- 베이스층 상에 복수의 접합 패드를 형성하는 단계; 및, 상기 접합 패드와 전자소자의 접합부를 전기적으로 접합시키는 솔더(soler)부의 휘스커(whisker) 성장 으로 인한 전기적 쇼트를 방지하기 위하여, 인접한 접합 패드 사이에 절연성 방벽을 형성하는 단계;를 구비한 것을 특징으로 하는 인쇄회로의 제조방법.
- 제13 항에 있어서,상기 절연성 방벽은 감광성 폴리이미드를 증착하고, 포토리소그래피(photolithography)에 의해 상기 접합 패드가 노출되도록 식각하여 형성하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로의 제조방법.
- 베이스층 상에 복수의 접합 패드가 형성되고, 인접한 접합 패드 사이에 절연성 방벽이 형성된 인쇄회로를 제조하는 단계; 및, 솔더부를 이용하여 상기 접합 패드와 전자소자의 접합부를 전기적으로 접합시키는 단계;를 구비하고,상기 접합 패드와 접합부의 접합으로 인해 상기 절연성 방벽이 인접한 솔더부 사이에 개재되어 휘스커 성장으로 인한 전기적 쇼트를 방지하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로-전자소자 결합체의 제조방법.
- 제15 항에 있어서,상기 절연성 방벽은 감광성 폴리이미드를 증착하고, 포토리소그래피(photolithography)에 의해 상기 접합 패드가 노출되도록 식각하여 형성하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로-전자소자 결합체의 제조방법.
- 베이스층 상에 복수의 접합 패드가 형성되고, 인접한 접합 패드 사이에 절연성 방벽이 형성된 인쇄회로를 제조하는 단계; 및, 솔더부를 이용하여 상기 접합 패드와 전자소자의 접합부를 전기적으로 접합시키는 단계; 및, 상기 인쇄회로와 전자소자 사이에 절연성 수지를 주입하여 솔더부의 휘스커 성장으로 인한 전기적 쇼트를 방지하는 절연성 수지층을 형성하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로-전자소자 결합체의 제조방법.
- 제17 항에 있어서,상기 절연성 수지의 소재는 에폭시 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로-전자소자 결합체의 제조방법.
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