KR102536256B1 - 임베디드 인쇄회로기판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 임베디드 인쇄회로기판에 관한 것으로, 소자; 상기 소자가 내장되는 코어 기판; 상기 코어 기판 상에 형성되는 절연층; 상기 절연층에 형성되어 상기 소자를 노출하는 캐비티(cavity); 및 상기 캐비티 내에 형성되는 방열판;을 포함한다.

Description

임베디드 인쇄회로기판{EMBEDDED PRINTED CIRCUIT BOARD}

본 발명의 실시예는 임베디드 인쇄회로기판에 관한 것이다.

인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)은 전기 절연 기판에 전도성 재료로 인쇄회로를 인쇄한 기판이다.

인쇄회로기판은 여러 종류의 소자를 평판 위에 밀집 탑재시키기 위하여 각 소자의 장착 위치를 확정하고 소자를 연결하는 회로패턴을 평판 표면에 인쇄하여 고정하는 구조로 구성하거나, 인쇄회로기판의 내부에 소자가 매립되는 형태의 임베디드(embedded) 구조로 구성된다.

최근에는 전자 부품의 소형화 및 다기능을 실현하기 위하여, 인쇄회로기판을 고밀도 집적화가 가능한 다층의 구조로 사용되고 있다.

그러나, 인쇄회로기판에 소자가 매립되는 경우 소자로부터의 열이 발생하고, 소자로부터의 열이 제대로 방열되지 않는 경우 소자의 성능과 내구성 문제점이 발생하였으며, 타 회로나 소자에도 영향을 끼치는 문제점이 발생하였다.

종래에는 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 소자가 매립된 인쇄회로기판의 표면에 히트 스프레더(Heat Spreader)를 추가로 부착하여 소자로부터의 발열 문제를 해결하고자 하였다.

그러나, 이와 같은 인쇄회로기판의 표면에 히트 스프레더를 추가로 부착하는 경우에는, 히트 스프레더의 부착을 위한 접촉 열전도재(TIM: Thermal Interface Material)를 사용해야 하며, 히트 스프레더의 부착 공정으로 인하여 제조 비용이 상승하였으며, 인쇄회로기판의 두께도 두꺼워지는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 절연층에 소자를 노출하는 캐비티(cavity)를 형성하고, 상기 캐비티 내에 도금층 형태의 방열판을 형성하여, 단순한 공정을 통해 인쇄회로기판의 두께를 증가시키지 않으면서도 소자로부터 발생하는 열을 보다 효율적으로 외부로 방출하고자 한다.

또한, 본 발명은 접촉 열전도재(TIM: Thermal Interface Material)를 사용하지 않도록 하여 임베디드 인쇄회로기판의 제조 비용을 보다 낮추고자 한다.

전술한 문제를 해결하기 위한 본 실시예에 따른 임베디드 인쇄회로기판은 소자; 상기 소자가 내장되는 코어 기판; 상기 코어 기판 상에 형성되는 절연층; 상기 절연층에 형성되어 상기 소자를 노출하는 캐비티(cavity); 및 상기 캐비티 내에 형성되는 방열판;을 포함한다.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 캐비티는 상기 소자의 표면을 노출할 수 있다.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 방열판은 도금층으로 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 방열판은 상기 캐비티의 표면에 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 방열판은 상기 절연층 상의 캐비티를 매립할 수 있다.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 절연층의 표면 상에서 상기 캐비티를 제외한 영역에 형성되는 보호층;을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 방열판은 상기 캐비티 상에서 상기 호보층의 단부에 형성될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 회로 기판은 제1 캐비티를 포함하는 제1 절연층; 상기 제1 절연층 상에 배치되고, 상기 제1 캐비티와 수직으로 중첩되는 제2 캐비티를 포함하는 코어 기판; 상기 제2 캐비티 내에 배치되는 소자; 상기 제1 절연층 하면에 배치되는 보호층; 및 상기 제1 캐비티 내에 배치되고, 상기 소자와 접촉하며, 일부는 상기 보호층의 아래로 연장되어 배치되는 방열판을 포함하고, 상기 소자의 수평 방향의 폭은 상기 제1 캐비티의 수평 방향의 폭보다 크고, 상기 제2 캐비티의 수평 방향의 폭 보다 작으며, 상기 방열판은, 상면, 하면을 포함하고, 상기 방열판의 상면은 평탄면, 경사면을 포함하고, 상기 방열판의 하면은 평탄면, 경사면을 포함하며, 상기 상면의 경사면의 기울기와 상기 하면의 경사면의 기울기는 서로 다를 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 방열판은, 단부를 기준으로 상기 제1 캐비티 내에 배치된 제1 영역 및 상기 제1 영역에서 상기 제1 캐비티의 외측으로 연장된 제2 영역을 포함하고, 상기 최외측부는 상기 제2 영역과 수직으로 중첩될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 내측부의 적어도 일부는 상기 제1 캐비티와 수직으로 중첩될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 최외측부는, 상기 제1 캐비티과 수직으로 어긋날 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제1 영역의 수직 방향의 두께는 상기 제2 영역의 수직 방향의 두께보다 크고, 상기 상면의 경사면의 기울기는 상기 하면의 경사면의 기울기보다 클 수 있다.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 절연층은 상기 코어 기판 상에서 상기 소자의 단자 측에 형성되는 제1 절연층; 및 상기 코어 기판 상에서 상기 소자의 단자의 타측에 형성되는 제2 절연층;을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 캐비티는 상기 제2 절연층에 형성되어 상기 소자를 노출할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 회로 기판은 제1 관통 홀을 포함하는 제1 절연층; 상기 제1 절연층 상에 배치되고, 상기 제1 관통 홀과 수직으로 중첩되는 제2 관통 홀을 포함하는 코어 기판; 상기 제2 관통 홀 내에 배치되는 소자; 상기 제1 절연층 하면에 배치되는 보호층; 및 상기 제1 절연층의 하면에 배치되고, 상기 제1 관통 홀 내로 연장되어 상기 소자와 접촉하며, 상기 제1 관통 홀 내에 배치되는 금속층을 포함하고, 상기 소자의 수평 방향의 폭은 상기 제1 관통 홀의 수평 방향의 폭보다 크고, 상기 제2 관통 홀의 수평 방향의 폭 보다 작으며, 상기 금속층은, 상면, 하면을 포함하고, 상기 금속층의 상면은 평탄면, 경사면을 포함하고, 상기 금속층의 하면은 평탄면, 경사면을 포함하며, 상기 상면의 경사면의 기울기와 상기 하면의 경사면의 기울기는 서로 다를 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 코어 기판 상에 배치된 제2 절연층; 및 상기 제2 절연층을 관통하여 상기 소자와 접촉하는 회로패턴층을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 회로패턴층은 상기 소자와 접촉하는 복수의 접촉부를 포함하고, 상기 복수의 접촉부는 상기 수평 방향의 최외측에 배치된 최외측부 및 상기 최외측부의 내측에 배치된 내측부를 포함하고, 상기 내측부의 적어도 일부는 상기 제1 관통 홀과 수직으로 중첩될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 최외측부는, 상기 제1 관통홀과 수직으로 어긋날 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 금속층은, 상기 제1 관통홀 내에 배치된 연결부 및 상기 연결부에서 상기 제1 관통홀의 외측으로 연장된 연장부를 포함하고, 상기 최외측부는 상기 연장부와 수직으로 중첩될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 연결부의 수직 방향의 두께는 상기 연장부의 수직 방향의 두께보다 크고, 상기 상면의 경사면의 기울기는 상기 하면의 경사면의 기울기보다 클 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 절연층에 소자를 노출하는 캐비티(cavity)를 형성하고, 상기 캐비티 내에 도금층 형태의 방열판을 형성하여, 단순한 공정을 통해 인쇄회로기판의 두께를 증가시키지 않으면서도 소자로부터 발생하는 열을 보다 효율적으로 외부로 방출할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 접촉 열전도재(TIM: Thermal Interface Material)를 사용하지 않도록 하여 임베디드 인쇄회로기판의 제조 비용을 보다 낮출 수 있다.

도 1 내지 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄회로기판 및 그 제조 방법을 도시한 도면이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 본 발명의 일실시예에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.

도 1 내지 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄회로기판 및 그 제조 방법을 도시한 도면이다.

먼저 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조 방법을 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이 코어 기판(110)에 캐비티(cavity: 111)를 형성하고, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 코어 기판(110)의 일면에 접착 필름(115)을 부착한다.

이후에는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 코어 기판(110)의 캐비티(111) 내에 소자(120)를 실장하여 코어 기판(110) 내에 소자(120)가 내장(embedded)되도록 한다.

이후, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 소자(120)가 내장된 코어 기판(110) 상에 절연층(130)을 배치하고 핫 프레스(hot press)를 실행하고, 접착 필름(115)를 제거한다.

이후에는 도 6에 도시된 바와 같이 코어 기판(110) 상에서 소자(120)의 단자(121)가 형성된 타측에 절연층(135)을 형성하고, 핫 프레스(hot press)를 실행한다.

이후, 도 7에 도시된 바와 같이 절연층(130) 상에 소자(120)의 단자와 연결되는 비아(125)를 형성하고, 절연층의 표면에는 보호층(140)을 형성할 수 있다.

이후에는 도 8에 도시된 바와 같이 절연층(135)에 캐비티(cavity: 136)를 형성하며, 상기 캐비티(136)는 소자(120)를 노출하도록 형성된다.

또한, 상기 캐비티(136) 내에는 방열판(150)을 형성한다.

이때, 상기 캐비티(136)는 소자(120)의 표면을 노출하고, 상기 방열판(150)은 상기 캐비티(136)의 표면에 형성될 수 있으며, 그에 따라 상기 방열판(150)은 상기 절연층(135) 상의 캐비티(136)를 매립하도록 형성될 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 방열판(150)은 도금층의 형태로 형성될 수 있으며, 보호층(140)은 상기 절연층(135)의 표면 상에서 상기 캐비티(136)를 제외한 영역에 형성될 수 있으며, 상기 방열판(150)은 캐비티(136) 상에서 보호층(140)의 단부(141)에 상에 형성될 수 있다.

한편, 상기 방열판(150)은 구리(Cu) 재료의 도금층으로 형성할 수 있다.

이후부터는 도 8을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 임베디드 인쇄회로기판의 구성을 설명하기로 한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 임베디드 인쇄회로기판은 소자(120), 코어 기판(110), 절연층(130, 135), 캐비티(cavity: 136) 및 방열판(150)를 포함한다.

소자(120)는 코어 기판(110) 내에 내장(embedded)되며, 상기 소자(120)는 수동 소자 또는 능동 소자일 수 있다. 예를 들어, 상기 소자(120)는 광감지 소자일 수 있다.

상기 코어 기판(110) 상에는 절연층(130, 135)이 형성된다.

보다 상세하게 설명하면, 절연층(130, 135)은 코어 기판(110) 상에서 소자(120)의 단자(121) 측에 형성되는 제1 절연층(130), 그리고 상기 코어 기판(110) 상에서 소자(120)의 단자(121)의 타측에 형성되는 제2 절연층(135)으로 이루어질 수 있다.

캐비티(cavity: 136)는 절연층(130, 135)에 형성되어 소자(120)를 노출할 수 있으며, 보다 구체적으로 제2 절연층(135) 상에 형성되어 상기 소자(120)를 노출할 수 있다.

또한, 방열판(150)은 캐비티(136) 내에 형성된다.

이때, 상기 캐비티(136)는 소자(120)의 표면을 노출하고, 상기 방열판(150)은 상기 캐비티(136)의 표면에 형성될 수 있으며, 그에 따라 상기 방열판(150)은 상기 절연층(135) 상의 캐비티(136)를 매립하도록 형성될 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 방열판(150)은 도금층의 형태로 형성될 수 있으며, 보호층(140)은 상기 절연층(135)의 표면 상에서 상기 캐비티(136)를 제외한 영역에 형성될 수 있으며, 상기 방열판(150)은 캐비티(136) 상에서 보호층(140)의 단부(141) 상에 형성될 수 있다.

한편, 상기 방열판(150)은 구리(Cu) 재료의 도금층으로 형성할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 절연층(135)에 소자(120)를 노출하는 캐비티(cavity: 136)를 형성하고, 상기 캐비티(136) 내에 도금층 형태의 방열판(150)을 형성하여, 단순한 공정을 통해 인쇄회로기판의 두께를 증가시키지 않으면서도 소자(120)로부터 발생하는 열을 보다 효율적으로 외부로 방출할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 접촉 열전도재(TIM: Thermal Interface Material)를 사용하지 않도록 하여 임베디드 인쇄회로기판의 제조 비용을 보다 낮출 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

110: 코어 기판
111: 캐비티
115: 접착 필름
120: 소자
121: 단자
125: 비아
130: 제1 절연층
135: 제2 절연층
136: 캐비티
140: 보호층
141: 보호층의 단부
150: 방열판

Claims (9)

1. 제1 캐비티를 포함하는 제1 절연층;
   상기 제1 절연층 상에 배치되고, 상기 제1 캐비티와 수직으로 중첩되는 제2 캐비티를 포함하는 코어 기판;
   상기 제2 캐비티 내에 배치되는 소자;
   상기 제1 절연층 하면에 배치되는 보호층; 및
   상기 제1 캐비티 내에 배치되고, 상기 소자와 접촉하며, 일부는 상기 보호층의 아래로 연장되어 배치되는 방열판을 포함하고,
   상기 소자의 수평 방향의 폭은 상기 제1 캐비티의 수평 방향의 폭보다 크고, 상기 제2 캐비티의 수평 방향의 폭 보다 작으며,
   상기 방열판은, 상면, 하면을 포함하고,
   상기 방열판의 상면은 평탄면, 경사면을 포함하고,
   상기 방열판의 하면은 평탄면, 경사면을 포함하며,
   상기 상면의 경사면의 기울기와 상기 하면의 경사면의 기울기는 서로 다른 회로 기판.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 코어 기판 상에 배치된 제2 절연층; 및
   상기 제2 절연층을 관통하여 상기 소자와 접촉하는 회로패턴층을 더 포함하는 회로 기판.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 회로패턴층은 상기 소자와 접촉하는 복수의 접촉부를 포함하고,
   상기 복수의 접촉부는 상기 수평 방향의 최외측에 배치된 최외측부 및 상기 최외측부의 내측에 배치된 내측부를 포함하고,
   상기 내측부의 적어도 일부는 상기 제1 캐비티와 수직으로 중첩된 회로 기판.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 최외측부는,
   상기 제1 캐비티과 수직으로 어긋난 회로 기판.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 방열판은,
   단부를 기준으로 상기 제1 캐비티 내에 배치된 제1 영역 및 상기 제1 영역에서 상기 제1 캐비티의 외측으로 연장된 제2 영역을 포함하고,
   상기 최외측부는 상기 제2 영역과 수직으로 중첩된 회로 기판.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 제1 영역의 수직 방향의 두께는 상기 제2 영역의 수직 방향의 두께보다 크고,
   상기 상면의 경사면의 기울기는 상기 하면의 경사면의 기울기보다 큰 회로기판.
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