KR20090030139A - 다층 인쇄회로기판 - Google Patents

Abstract

다층 인쇄회로기판이 개시된다. 차례로 적층되는 복수의 절연층과, 절연층의 일면 또는 양면에 형성되는 금속재질의 패턴층을 포함하는 다층 인쇄회로기판으로서, 절연층 중 일부는 절연층 중 나머지와 재질이 상이한 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판은, 층간 절연 기능을 수행하는 절연층을 이종화 함으로써, 박형 및 고강도를 동시에 구현할 수 있다.

다층 인쇄회로기판, 절연층, 탄소 섬유

Description

다층 인쇄회로기판{Multi-layer printed circuit board}

본 발명은 다층 인쇄회로기판에 관한 것이다.

전자기기용 인쇄회로기판의 회로밀도 고집적화 및 경량화의 추세에 부응하여 다층 인쇄회로기판의 박형화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

그러나, 얇아진 두께로 인하여 굽힘 강도가 낮아지는 문제점이 발생하였다. 이로 인하여, 전자기기내 배치된 인쇄회로기판 자체의 휨 불량이 발생하게 되고, 인쇄회로기판에 실장된 부품 무게로 인한 휨 발생이 발생하게 되었다.

결국, 인쇄회로기판 실장불량발생 및 이러한 인쇄회로기판이 장착된 전자기기의 낙하 시험 시 인쇄회로기판 및 실장부품 간 크랙이 발생하는 것과 같은 문제가 제기되었다.

이러한 문제점을 개선하기 위해서는 얇아진 인쇄회로기판의 회로를 구성하는 구리 및 절연층을 구성하는 유리섬유 수지층의 적절한 재조합 및 새로운 강성재료의 사용 등의 기술이 필요한 실정이다.

도 1은 종래기술에 따른 다층 인쇄회로기판을 나타내는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 인쇄회로기판은 회로구성용 구리층(1)과 구리층(1) 사이의 절연을 목적으로 하는 수지층(2)으로 구성된다. 이때, 인쇄회로기판의 전체 강도는 절연을 목적으로 하는 수지층(2)에 의해 결정된다.

이러한 일반 전자기기용 인쇄회로기판의 경량화를 목적으로 전체 두께를 얇게 구성할 경우, 전체 기판의 강도를 결정하는 수지층(2)도 함께 얇아지게 되어 전체 기판의 휨 강도는 현저히 낮아지게 된다.

본 발명은 층간 절연 기능을 수행하는 절연층을 이종화 함으로써, 박형 및 고강도를 동시에 구현할 수 있는 다층 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 차례로 적층되는 복수의 절연층과, 절연층의 일면 또는 양면에 형성되는 금속재질의 패턴층을 포함하는 다층 인쇄회로기판으로서, 절연층 중 일부는 절연층 중 나머지와 재질이 상이한 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판을 제공할 수 있다.

일부 절연층은 유리 섬유(glass fiber)를 포함하는 수지로 이루어질 수 있으며, 나머지 절연층은 탄소 섬유(carbon fiber), 그라파이트 섬유(graphite fiber) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 수지로 이루어질 수 있다.

이 때, 나머지 절연층은 복수로 형성될 수 있으며, 나머지 절연층에 포함된 섬유의 직조방향은 단직방향 또는 직교방향일 수도 있다.

한편, 일부 절연층은 유리 섬유(glass fiber)를 포함하는 수지로 이루어질 수 있고, 나머지 절연층은 유리 섬유(glass fiber)를 포함하는 수지 사이에 탄소 섬유(carbon fiber), 그라파이트 섬유(graphite fiber) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 수지가 개재되어 이루어질 수도 있다.

이 때, 나머지 절연층은 복수로 형성될 수 있으며, 탄소 섬유(carbon fiber), 그라파이트 섬유(graphite fiber) 또는 이들의 혼합물의 직조방향은 단직방향 또는 직교방향일 수도 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 층간 절연 기능을 수행하는 절연층을 이종화 함으로써, 박형 및 고강도를 동시에 구현할 수 있다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것 으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 다층 인쇄회로기판의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다층 인쇄회로기판을 나타내는 단면도이고, 본 발명의 제1 실시예에 따른 다층 인쇄회로기판을 나타내는 단면도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 패턴층(10), 유리 섬유 수지층(glass fiber resin, 20), 탄소 섬유 수지층(carbon fiber resin, 30)가 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 다층 인쇄회로기판은 층간 회로밀도를 높임(인쇄회로기판 의 다층화)과 동시에 전체적인 두께를 얇게 구성(슬림화, 경량화)하면서 휨 강도를 개선하는 것을 목적으로 한다.

이를 위하여, 여러 층의 절연층 가운데 일부 층에는 유리 섬유 수지층(20)를 사용하고, 다른 층에는 강도 개선을 위한 수지층을 사용할 수 있다. 즉, 동일한 재질의 절연층을 이용하여 다층의 인쇄회로기판을 제조하는 것이 아니라, 절연층의 재질을 이종화(hybrid)함으로써 인쇄회로기판의 물성을 개선할 수 있는 것이다.

강도 개선을 위한 수지층으로서, 본 실시예에서는 탄소 섬유 수지층(30)을 제시하였다. 이러한 탄소 섬유 수지층(30)뿐만 아니라 그라파이트 섬유 수지층을 이용할 수도 있고, 탄소 섬유와 그라파이트 섬유가 혼합된 것을 이용할 수 있다. 이하에서는, 이해의 편의를 위하여 탄소 섬유 수지층(30)을 기준으로 설명하도록 한다.

이 때, 탄소 섬유, 그라파이트 섬유, 탄소 섬유와 그라파이트 섬유가 혼합된 것은 각각 그 직조방향이 단직방향 또는 직교방향일 수 있다. 이를 통하여, 구조적으로 높은 강성을 확보할 수 있게 된다.

도 2에는 적층된 복수 개의 절연층 가운데, 가운데 부분에 탄소 섬유 수지층(30)이 위치하는 구조의 다층 인쇄회로기판이 도시되어 있다. 각각의 절연층에는 구리와 같은 금속 재질의 패턴층(10)이 형성되어, 설계자가 의도한 기능을 수행할 수 있다. 필요에 따라 패턴층(10)을 구리 이외의 재질로 형성할 수도 있음은 물론이다. 일 예로, 알루미늄을 제시할 수도 있다.

한편, 도면을 통해 도시되지는 않았으나, 절연층에 의해 분리되는 각 층은 비아(미도시)를 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 비아(미도시)는 절연층을 관통하는 홀을 천공한 다음, 전도성 물질로 홀을 충전하는 방법을 통해 형성될 수도 있고, 홀의 내벽에 도금층을 형성하는 방법을 통해 형성될 수도 있다. 뿐만 아니라, 경화된 전도성 범프가 절연층을 관통하도록 하는 방법을 통해 형성될 수도 있다.

강도 개선을 위한 탄소 섬유 수지층(30)은 도 3에 도시된 바와 같이 복수로 구비될 수도 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 다층 인쇄회로기판의 중앙부분에 탄소 섬유 수지층(30)을 위치시킬 수 있을 뿐만 아니라, 도 3에 도시된 바와 같이, 양쪽 최외곽에 각각 위치시킬 수도 있는 것이다.

이처럼, 열전도 특성이 우수한 탄소 섬유 수지층(30)을 적절한 개수로, 적절한 위치에 배치시킴으로써, 다층 인쇄회로기판의 방열특성 또한 향상시킬 수 있게 된다.

이와 같이, 탄소 섬유 수지층(30)의 개수와 위치 등은 설계 상의 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 다층 인쇄회로기판을 나타내는 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 다층 인쇄회로기판을 나타내는 단면도이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 패턴층(10), 유리 섬유 수지층(20, 25a, 25b), 탄소 섬유 수지층(30, 35)가 도시되어 있다.

본 실시예는 앞서 설명한 실시예들과 비교하여, 유리 섬유 수지층(25a, 25b) 사이에 탄소 섬유 수지층(35)이 개재됨으로써 하나의 절연층을 형성하는 것에 차이가 있다. 즉, 탄소 섬유 수지층(35)을 중심으로 상하에 유리 섬유 수지층(25a, 25b)이 적층되도록 할 수 있는 것이다.

이러한 구조를 통하여, 다층 인쇄회로기판의 강성 개선과 함께 제조 비용을 효율적으로 운영할 수도 있게 된다.

유리 섬유 수지층(25a, 25b) 사이에 그라파이트 섬유 수지층 또는 탄소 섬유와 그라파이트 섬유가 혼합된 수지층을 개재할 수도 있음은 물론이며, 도 4에 도시된 바와 같이, 이종 소재가 혼합된 형태의 절연층을 복수로 형성하여 설계상 필요한 위치에 각각 배치시킬 수도 있음은 앞서 설명한 제2 실시예의 경우와 같다.

또한, 구조적으로 높은 강성을 확보하기 위하여, 탄소 섬유, 그라파이트 섬유, 탄소 섬유와 그라파이트 섬유가 혼합된 것은 각각 그 직조방향이 단직방향 또는 직교방향일 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.

도 1은 종래기술에 따른 다층 인쇄회로기판을 나타내는 단면도.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다층 인쇄회로기판을 나타내는 단면도.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다층 인쇄회로기판을 나타내는 단면도.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 다층 인쇄회로기판을 나타내는 단면도.

도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 다층 인쇄회로기판을 나타내는 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 패턴층 20, 25a, 25b: 유리 섬유 수지층

30, 35: 탄소 섬유 수지층

Claims (7)

1. 차례로 적층되는 복수의 절연층과, 상기 절연층의 일면 또는 양면에 형성되는 금속재질의 패턴층을 포함하는 다층 인쇄회로기판으로서,

   상기 절연층 중 일부는, 상기 절연층 중 나머지와 재질이 상이한 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판.
2. 제1항에 있어서,

   상기 일부 절연층은 유리 섬유(glass fiber)를 포함하는 수지로 이루어지고,

   상기 나머지 절연층은 탄소 섬유(carbon fiber), 그라파이트 섬유(graphite fiber) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판.
3. 제2항에 있어서,

   상기 나머지 절연층은 복수인 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판.
4. 제2항에 있어서,

   상기 나머지 절연층에 포함된 섬유의 직조방향은 단직방향 또는 직교방향인 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판.
5. 제1항에 있어서,

   상기 일부 절연층은 유리 섬유(glass fiber)를 포함하는 수지로 이루어지고,

   상기 나머지 절연층은, 유리 섬유(glass fiber)를 포함하는 수지 사이에 탄소 섬유(carbon fiber), 그라파이트 섬유(graphite fiber) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 수지가 개재되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판.
6. 제5항에 있어서,

   상기 나머지 절연층은 복수인 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판.
7. 제5항에 있어서,

   상기 탄소 섬유(carbon fiber), 상기 그라파이트 섬유(graphite fiber) 또는 이들의 혼합물의 직조방향은 단직방향 또는 직교방향인 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판.

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