[해외기술동향] 일본, IVH 구조 수지다층기판 개발

일본 마쓰시타전기산업과 마쓰시타전자공업이 공동으로 수지다층프린트배선 판의 역사에 새로운 장을 제시하게 될 전층)IVH(Inner Via Hole)구조의 수지다층기판을 최근 개발, 관련업계에서 화제를 모으고 있다. 수지다층기판은 스루홀구조를 취하고 있기 때문에 부품의 실장에서 고밀도화가 곤란하고 또한 배선이 길기 때문에 신호가 더디다는 단점을 지니고 있다. 동시에 노이즈 에 강하지 못해 자동배선설계가 어렵다는 약점도 안고 있다. 그리고 이같은단점들은 근래 고조되고 있는 전자기기의 디지털화.고기능화.소형화로의 요구를 충분히 만족시킬 수 없다는 문제로 이어지고 있다. 이같은 배경에서 이번에 마쓰시타전기와 마쓰시타전자가 공동개발한 새 구조의 기판은 종래의 문제점들을 해결하고 동시에 고밀도실장에 새로운 가능성을 제시하고 있다는점에서 그 의미가 크다.

AL.IVH(Any Layer Inner Via Hole Multi-layered Printed Wiring Board)로 이름붙여진 이 다층기판은 세라믹기판을 사용하는 하이브리드IC에서의 IVH기 술을 응용한 것으로 새로운 기판재료, 레이저를 이용한 개혈기술, 전도성 페 이스트를 충전하는 층간 접속기술등에 의해 수지다층기판에서 전층IVH구조를 실현하고 있다.

이 전층IVH구조는 종래의 비어홀과 같은 관통구멍이 없고 임의의 층간만을 전기적으로 접속하기 때문에 배선길이를 짧게 할 수 있다. 뿐만 아니라 비어 홀상에도 칩부품을 실장할 수 있기 때문에 기판표면의 1백% 활용이 가능하다. 때문에 스루홀구조에서 얻을 수 없었던 고밀도실장을 달성할 수 있으며또 이것은 종래 스루홀기판과 비교하면 약 절반의 면적으로 가능하다. 소형.

박형기기에서주류를 이루고 있는 면실장기판의 핵심으로 충분한 자질을 갖고 있는 셈이다.

새로 개발된 수지다층기판의 특징은 우선 기판재료로 내열성이 우수한 아라 미드섬유와 고내열 에폭시수지를 복합적으로 채용하고 있다는 점이다. 이 재료는 일반적으로 사용되는 글라스에폭시판에 비해 20~25%정도 가벼워 기판 의 박형화에 적합하며 유전율도 종래의 기판에 비해 낮다. 또 레이저등으로 개혈가공이 쉽다는 점이다. 개혈은 종래의 드릴에 의한 기계가공이 아니고펄스발진형의 탄산가스레이저에 의해 이뤄진다. 구멍의 크기는 1백50㎙이다.

또한 IVH에서의 층간 접속은 종래의 동도금 대신 동가루와 에폭시수지 및 경화제로 구성되는 전도성 페이스트를 새로 개발, 채용하고 있다. 층간 저항은 동도금 수준의 1mm오옴 이하이고 내충격성.층간접속신뢰성도 확보하고 있다.

이밖에도 전층IVH는 설계에서 배선의 자유도가 대폭 향상되기 때문에 자동화 가 용이하고 단시간내 설계가 가능하다.

이 전층IVH에 의한 단배선화로 전자기기의 고속화가 가능하게 되고 노이즈의 영향도 줄일 수 있다.

앞으로 마쓰시타측은 양산화를 위한 기술을 보강하고 동시에 이를 자사의 소형 고성능전자기기에 탑재, 올 하반기부터 샘플 출하할 계획이다. 일나고야대 초소형고성능 자기센서 개발 일본의 나고야대 공학부의 한 연구팀이 자성체의 새로운 전자현상을 이용한 자기센서를 시작, 초소형의 고성능 자기센서 개발의 길이 트였다. 나고야대의 모리교수팀이 최근 시작한 소자는 아몰퍼스(비정질)제로 크기가종전의 약3분의 1에 불과한 초소형이며 검출속도도 5천배이상 빠른 것이 특징이다.

따라서 이것은 자기디스크등 각종 자기기록매체의 해독헤드나 로봇제어용 모터회전수의 해독, 방위센서등 다양한 분야에서 응용될 것으로 보인다. 새 센서는 모리교수가 발견한 "자기 인피던스(MI)효과"를 이용한다. 이 효과는 자성체에 고주파전류를 보내면 자성체 표면에서 발생하는 효과(표피효과)에 의한 외부자장의 변동으로 인덕턴스(전자유도에 관한 물리량)와 전기저항이 동시에 변하는 현상. 센서에서는 인덕턴스, 전기저항의 변화를 전압변화로 관측하고 자성체가 받는 자장의 강도를 구한다. 이번에 시작한 센서는 코발트 계의 아몰퍼스 와이어를 가공한 것으로 지름 32㎙미크론, 길이 1mm. 여기에주파수가 약 1백MHz의 교류전류를 흘려 자장을관측한 바 10만분의 1가우스 (자장의 단위:지구자장은 0.3가우스)의 미약한 자장이 관측됐다. 또한 자장 강도가 매초 5백회까지 변화해도 그 변화양상이신속히 파악됐다.

현재 미약한 자장을 관측할 수 있는 자기센서로서는 코일을 이용하는 프랙스게이트센서가 있다. 이것은 검출감도가 이번의 시작센서와 같은 수준이다.

그러나 자장을 검지하는 헤드를 비교하면 새 센서가 프랙스게이트형의 3분의 1에 불과하다. 크기가 작으면 자기기록매체의 작은 면적에서의 자장변화를 파악할 수 있다. 때문에 결과적으로 작은만큼 고밀도기록이 가능해진다.

또 자장검지에 소요되는 시간(응답속도)도 새 센서쪽이 프랙스게이트형보다5 천배이상으로 빠르다. 따라서 그 만큼 자기기록매체등으로 부터 고속 해독이 가능하게 된다.

방대한 정보를 취급하는 멀티미디어시대에 대응, 최근들어 각 업체들은 자기테이프나 자기디스크등 자기기록매체의 고밀도기록, 고속 해독을 위한 기술 개발이 활발히 진행되고 있다. 따라서 새 센서는 이러한 요구를 충족시키는 유망소자로 기대되고 있다.

현재 모리교수팀은 일본의 신기술사업단의 위탁을 받아 민간기업과 공동으로 새 센서의 실용화연구에 착수하고 있다. <신기성 기자>