JP2014072521A - リジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、リジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法に関する。
【解決手段】本発明によるリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法は、一面または両面に内層回路パターンが形成され、リジッド領域とフレキシブル領域とに分けられるフレキシブル基板を準備する段階と、前記フレキシブル基板のフレキシブル領域に保護層を形成する段階と、前記フレキシブル基板の一面に前記保護層が露出するようにカバーレイを形成する段階と、前記リジッド領域にリジッド絶縁層を積層し、保護層とリジッド絶縁層に金属層を積層する段階と、前記金属層をパターニングして外層回路層を形成し、フレキシブル領域の金属層を除去する段階と、前記保護層を除去する段階と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、リジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法に関し、より詳細には、フレキシブル領域に保護層を形成することで製造時に異物による不良を減少することができるリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法に関する。

通常、プリント回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ；ＰＣＢ）は、所定の電子部品を電気的に連結したり機械的に固定する機能を果す回路基板であって、フェノール樹脂またはエポキシ樹脂などの絶縁材により形成された絶縁層と、絶縁層に付着されて所定の配線パターンが形成される銅箔層とで構成されている。

ここで、前記プリント回路基板は、絶縁層の片面のみに配線パターンが形成された片面プリント回路基板（Ｓｉｎｇｌｅ ＰＣＢ）と、絶縁層の両面に配線パターンが形成された両面プリント回路基板（Ｄｏｕｂｌｅ ＰＣＢ）と、配線パターンが形成された多数の絶縁層が積層されて多層の配線パターンが形成された多層プリント回路基板（Ｍｕｌｔｉ ｌａｙｅｒ ＰＣＢ）とに分けられる。

近年、電子製品の小型化、薄型化、高密度化に伴い、多層プリント回路基板、特に柔軟性を有するリジッドフレキシブルプリント回路基板（ＲＦＰＣＢ；Ｒｉｇｉｄ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）がプリント回路基板業界において話題となり、これに対する業界に関心が高まっている。

このようなリジッドフレキシブルプリント回路基板は、従来の多層プリント回路基板技術とフレキシブルプリント回路基板技術が結合した技術であって、現在、３次元立体構造の配線を具現することができ、容易に組み立てることができるため、ノートパソコン、デジタルカメラ、カムコーダ、移動通信端末など高集積回路の設計が要求される装置において幅広く用いられている。多層プリント回路基板またはフレキシブルプリント回路基板は、別のコネクタを使用することによる空間問題、接続信頼性問題及び部品実装性問題を抱えているが、リジッドフレキシブルプリント回路基板は、このような問題点を改善することができ、部品実装基板の機能とインターフェースの機能を同時に行うことができる。

ここで、リジッドフレキシブルプリント回路基板は、柔軟性を有するポリエステル（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）またはポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）などのフレキシブルフィルム上に回路パターンが形成されたフレキシブル領域と、フレキシブルフィルムに絶縁層が積層されて物理的な硬度が増加したリジッド領域と、を含む構成を有する。

前記リジッドフレキシブルプリント回路基板は、フレキシブル絶縁層に選択的にリジッド絶縁層を積層し、リジッド絶縁層が積層された部分はリジッド基板部となり、リジッド絶縁層が積層されていない部分はフレキシブル基板部となるようにしてフレキシブル絶縁層とリジッド絶縁層に回路パターンを形成することにより製造される。

しかし、回路パターンが形成される領域のフレキシブル基板部はリジッド絶縁層を積層し、リジッド基板部を形成する過程で生じた異物が回路パターンが形成される領域に固着することで不良が生じるという問題点がある。

特開２０１０−０６２４１５号公報 韓国公開特許第１０−２００９−０１０５６２７号公報

前記のような問題点を解決するために提案された本発明は、リジッドフレキシブルの製造工程中に生じる異物による不良を防止し、製造過程を簡素化してリードタイムを短縮することを目的とする。

前記目的を果たすための本発明の形態によるリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法は、一面または両面に内層回路パターンが形成され、リジッド領域とフレキシブル領域とに分けられるフレキシブル基板を準備する段階と、前記フレキシブル基板のフレキシブル領域に保護層を形成する段階と、前記フレキシブル基板の一面に前記保護層が露出するようにカバーレイを形成する段階と、前記リジッド領域にリジッド絶縁層を積層し、保護層とリジッド絶縁層に金属層を積層する段階と、前記金属層をパターニングして外層回路層を形成し、フレキシブル領域の金属層を除去する段階と、前記保護層を除去する段階と、を含む。

ここで、一面または両面に内層回路パターンが形成され、リジッド領域とフレキシブル領域とに分けられるフレキシブル基板を準備する段階は、フレキシブル樹脂層と、フレキシブル樹脂層の一面または両面に銅箔層が形成されたフレキシブル基板を準備する段階と、前記フレキシブル基板の銅箔層に露光、現像及びエッチングする工程を行って内層回路パターンを形成する段階と、を含むことができる。

また、前記フレキシブル基板のフレキシブル領域に保護層を形成する段階は、前記保護層を非硬質の状態でフレキシブル基板に塗布する段階と、前記保護層を硬化する段階と、を含むことができる。
ここで、前記保護層はアルカリ性材質で形成されることができる。

また、前記保護層を硬化する段階において、前記保護層は赤外線、紫外線または熱の何れか一つによって硬化されることができる。

一方、前記フレキシブル基板の一面に前記保護層が露出するようにカバーレイを形成する段階は、前記フレキシブル基板の一面に前記保護層を露出するカバーレイを仮付けする段階と、前記カバーレイの上面に電磁波を遮断する遮蔽フィルムを仮付けする段階と、前記カバーレイと遮蔽フィルムを同時に成形する段階と、を含むことができる。

ここで、前記カバーレイと遮蔽フィルムを同時に成形する段階の後に、前記遮蔽フィルムの上面にエッチングレジストを形成する段階をさらに含むことができる。

また、前記リジッド領域にリジッド絶縁層を積層し、保護層とリジッド絶縁層に金属層を積層する段階において、前記リジッド絶縁層は保護層が形成されていないリジッド領域に積層され、金属層は保護層を覆うようにリジッド絶縁層の上面に積層形成されることができる。

さらに、前記金属層をパターニングして外層回路層を形成し、フレキシブル領域の金属層を除去する段階において、前記金属層はエッチング溶液によって選択的にエッチングされることができる。

一方、前記保護層を除去する段階において、前記保護層はアルカリ性の剥離溶液によって剥離されることができる。

上述したように、本発明の実施形態によるリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法によると、工程順序を変更するだけで異物の発生を減少させて異物による不良発生を減少することができ、カバーレイと遮蔽フィルムを同時に成形することで製造過程を簡素化することによりリードタイムを短縮することができ、製造コストを下げることができる利点がある。

本発明の実施形態によるリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態によるリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法を順に説明するための図面である。 本発明の本発明の実施形態によるリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法を順に説明するための図面である。 本発明の実施形態によるリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法を順に説明するための図面である。 本発明の実施形態によるリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法を順に説明するための図面である。 本発明の実施形態によるリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法を順に説明するための図面である。 本発明の実施形態によるリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法を順に説明するための図面である。 本発明の実施形態によるリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法を順に説明するための図面である。

以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態を説明する。しかし、これは例示に過ぎず、本発明はこれに限定されない。

本発明を説明するにあたり、本発明に係わる公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にする可能性があると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。そして、後述する用語は本発明においての機能を考慮して定義された用語であり、これは使用者、運用者の意図または慣例などによって変わることができる。従って、その定義は本明細書の全体における内容を基に下すべきであろう。

本発明の技術的思想は請求範囲によって決まり、以下の実施例は本発明の技術的思想を本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者に効率的に説明するための一つの手段に過ぎない。

以下、添付の図１から図８を参照して本発明によるリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法の実施形態についてより詳細に説明すると次のとおりである。

図１は本発明の実施形態によるリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法を示すフローチャートであり、図２から図８は本発明の実施形態によるリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法を順に説明するための図面である。

図１から図８を参照すると、本発明の実施形態によるリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法は、一面または両面に内層回路パターン１１が形成され、リジッド領域Ｒとフレキシブル領域Ｆとに分けられるフレキシブル基板１０を準備する段階（Ｓ１００）と、前記フレキシブル基板１０のフレキシブル領域Ｆに保護層２０を形成する段階（Ｓ２００）と、前記フレキシブル基板１０の一面に前記保護層２０が露出するようにカバーレイ３０を形成する段階（Ｓ３００）と、前記リジッド領域Ｒにリジッド絶縁層５０を積層し、保護層２０とリジッド絶縁層５０に金属層６０を積層する段階（Ｓ４００）と、前記金属層６０をパターニングして外層回路層６１を形成し、フレキシブル領域Ｆの金属層６０を除去する段階（Ｓ５００）と、前記保護層２０を除去する段階（Ｓ６００）と、を含む。

先ず、図２を参照すると、一面または両面に内層回路パターン１１が形成され、リジッド領域Ｒとフレキシブル領域Ｆとに分けられるフレキシブル基板１０を準備する段階（Ｓ１００）を行うことができる。

ここで、前記フレキシブル基板１０を準備する段階において、フレキシブル樹脂層１２と、フレキシブル樹脂層１２の一面に形成された銅箔層で構成されたフレキシブル基板１０を準備し、フレキシブル基板１０の銅箔層に露光、現像及びエッチングする工程を行って内層回路パターン１１を形成する。

この際、前記フレキシブル樹脂層１２はフレキシブル基板１０のコア層に該当し、フレキシブルな特徴を有する樹脂材質で形成されることができる。例えば、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂のようなポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂またはポリエステル系樹脂が用いられることができ、特にポリイミド系樹脂を用いることが好ましい。

また、前記内層回路パターン１１は、フレキシブル樹脂層１２上に形成された銅箔層に露光、現像及びエッチングする工程を行ってパターン化することで形成され、設計者の設計によって所定の形状にパターン化されることができる。

一方、図２に図示されたフレキシブル基板１０において、外観上、リジッド領域Ｒとフレキシブル領域Ｆとが区分されていないが、基板の製造において基板の設計段階で予め定められる任意の領域であって、二つの領域は、後述するように、リジッド絶縁層５０が積層されることで外観上区分される。また、後述するように、保護層２０が形成される領域がフレキシブル領域Ｆに区分されることができる。

次に、図３を参照すると、前記フレキシブル基板１０のフレキシブル領域Ｆに保護層２０を形成する段階（Ｓ２００）を行うことができる。

ここで、前記保護層２０は、フレキシブル基板１０のフレキシブル領域Ｆに形成された内層回路パターン１１を外部環境から保護するためのものであって、特に、後述する工程の進行中に生じる異物が内層回路パターン１１に固着することを防止することができる。前記保護層２０は、基板を製造するために行われるエッチング工程中にエッチング溶液により内層回路パターン１１が損傷することを防止するためにエッチングレジスト材質で形成されることが好ましい。

この際、前記保護層２０は、フレキシブル領域Ｆの上面に非硬質の状態に塗布した後、半硬化状態に硬化する。特に、前記保護層２０はフレキシブル領域Ｆの内層回路パターン１１を覆うように塗布する。

また、前記保護層２０の硬化は赤外線、紫外線または熱の何れか一つによって行われることができる。

さらに、前記保護層２０はアルカリ性材質で形成されることができ、前記保護層２０がアルカリ性材質で形成されることにより、後続工程である保護層２０を除去する工程でアルカリ水溶液によって除去されることができる。

次に、図４を参照すると、前記フレキシブル基板１０の一面に前記保護層２０が露出するようにカバーレイ３０を形成する段階（Ｓ３００）を行うことができる。

ここで、前記カバーレイ３０を形成する段階（Ｓ３００）において、前記フレキシブル基板１０の一面に前記保護層２０を露出するカバーレイ３０を仮付けし、カバーレイ３０の上面に電磁波を遮断する遮蔽フィルム４０を仮付けした後、カバーレイ３０と遮蔽フィルム４０を同時に成形する。

即ち、前記遮蔽フィルム４０がカバーレイ３０と共に内層に積層されて同時に成形されることで製造過程を簡素化することができるため、リードタイムを短縮することができ、製造コストを下げることができる利点がある。

ここで、前記カバーレイ３０は前記保護層２０が露出するように一部領域がオープン状態に形成することができる。

この際、前記カバーレイ３０は、前記保護層２０が形成されていない領域であるリジッド領域Ｒに形成された内層回路パターン１１を外部環境から保護するためのものであって、フレキシブルで、かつ耐熱性及び絶縁性を有する材質で形成されることができる。

例えば、ポリイミド樹脂で形成されることが好ましい。

また、前記カバーレイ３０は、一面に接着剤が塗布されたフィルム状に形成されることができる。

さらに、前記遮蔽フィルム４０は電磁波を遮断するためのものであって、前記カバーレイ３０の上面に形成され、前記カバーレイ３０と同様に、一面に接着剤が塗布されたフィルム状に形成されることができる。

即ち、前記遮蔽フィルム４０が形成されることにより、外部からの電磁波を遮断して電磁波に対する影響を最小化することができる効果がある。

一方、図５を参照すると、前記遮蔽フィルム４０の成形後に、遮蔽フィルム４０の上面にエッチングレジスト４１を形成する。

前記エッチングレジスト４１は遮蔽フィルム４０を保護するためのものであって、基板製造中に後続工程としてエッチング溶液を用いたエッチング工程が行われるが、エッチング工程中にエッチング溶液から遮蔽フィルム４０が損傷を受けないように保護する。

次に、図６を参照すると、前記リジッド領域Ｒにリジッド絶縁層５０を積層し、保護層２０とリジッド絶縁層５０に金属層６０を積層する段階（Ｓ４００）を行う。

ここで、前記リジッド絶縁層５０は保護層２０が形成されていないリジッド領域Ｒに積層する。

この際、前記リジッド絶縁層５０は所定の強度を有する絶縁層であって、熱を加えると溶融されるプリプレグ（ＰＰＧ）またはボンディングシートが用いられることができ、前記リジッド絶縁層５０を積層することにより、該領域が硬性を有することができる。

次に、前記リジッド絶縁層５０の上面に金属層６０を積層形成する。

ここで、前記金属層６０が保護層２０の上部及びリジッド絶縁層５０の上面を全て覆うようにリジッド絶縁層５０の上面に金属層６０を積層する。

次に、図７を参照すると、前記金属層６０をパターニングして外層回路層６１を形成し、フレキシブル領域Ｆの金属層６０を除去する段階（Ｓ５００）を行うことができる。

ここで、前記金属層６０の上面に外層回路パターンに相当するドライフィルムを形成し、エッチング溶液を用いて金属層６０を選択的に除去する。

この際、外層回路パターンに相当するドライフィルムは、アートワークフィルムと紫外線を用いた露光工程、現像液を用いた現像工程により形成することができる。

このようにドライフィルムを形成した後、エッチング溶液を提供すると、ドライフィルムによって覆われずに露出した金属層６０の一部分が除去され、外層回路層が形成されることができる。

この際、前記金属層６０を選択的に除去するためのエッチング溶液としては酸性溶液が用いられるが、エッチング溶液との化学反応によって金属層６０のみを除去するために、金属との反応性に優れた酸性溶液をエッチング溶液として用いる。

また、前記金属層６０を選択的に除去する際に保護層２０及び遮蔽フィルム４０の上部を覆っている部分を除去することにより、保護層２０及び遮蔽フィルム４０を外部に露出する。

次に、図８を参照すると、前記保護層２０を除去する段階（Ｓ６００）を行うことができる。

ここで、前記保護層２０は剥離溶液を用いて剥離するが、アルカリ性の剥離溶液を用いて保護層２０を化学的な方法で剥離する。

この際、前記保護層２０を除去することにより、フレキシブル領域Ｆと一部の内層回路パターン１１が外部に露出される。

即ち、前記保護層２０を剥離する際に基板の製造工程中に保護層２０の上部に固着した異物が共に除去されることで、異物による不良発生を減少することができる。

以上、代表的な実施例を参照して本発明に対して詳細に説明したが、本発明に属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、上述の実施例に対して本発明の範囲を外れない限度内で多様な変形が可能であることを理解するべきであろう。

従って、本発明の権利範囲は上述の実施例に限定されてはならず、後述する特許請求範囲だけでなくこの特許請求範囲と均等なものによって決められるべきである。

１０ フレキシブル基板
１１ 内層回路パターン
１２ フレキシブル樹脂層
２０ 保護層
３０ カバーレイ
４０ 遮蔽フィルム
４１ エッチングレジスト
５０ リジッド絶縁層
６０ 金属層
６１ 外層回路層

Claims (10)

1. 一面または両面に内層回路パターンが形成され、リジッド領域とフレキシブル領域とに分けられるフレキシブル基板を準備する段階と、
   前記フレキシブル基板のフレキシブル領域に保護層を形成する段階と、
   前記フレキシブル基板の一面に前記保護層が露出するようにカバーレイを形成する段階と、
   前記リジッド領域にリジッド絶縁層を積層し、保護層とリジッド絶縁層に金属層を積層する段階と、
   前記金属層をパターニングして外層回路層を形成し、フレキシブル領域の金属層を除去する段階と、
   前記保護層を除去する段階と、
   を含む、リジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法。
2. 前記一面または両面に内層回路パターンが形成され、リジッド領域とフレキシブル領域とに分けられるフレキシブル基板を準備する段階は、
   フレキシブル樹脂層と、フレキシブル樹脂層の一面または両面に銅箔層が形成されたフレキシブル基板を準備する段階と、
   前記フレキシブル基板の銅箔層に露光、現像及びエッチングする工程を行って内層回路パターンを形成する段階と、
   を含む、請求項１に記載のリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法。
3. 前記フレキシブル基板のフレキシブル領域に保護層を形成する段階は、
   前記保護層を非硬質の状態でフレキシブル基板に塗布する段階と、
   前記保護層を硬化する段階と、
   を含む、請求項１に記載のリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法。
4. 前記保護層はアルカリ性材質で形成される、請求項３に記載のリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法。
5. 前記保護層を硬化する段階において、
   前記保護層は赤外線、紫外線または熱の何れか一つによって硬化される、請求項３に記載のリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法。
6. 前記フレキシブル基板の一面に前記保護層が露出するようにカバーレイを形成する段階は、
   前記フレキシブル基板の一面に前記保護層を露出するカバーレイを仮付けする段階と、
   前記カバーレイの上面に電磁波を遮断する遮蔽フィルムを仮付けする段階と、
   前記カバーレイと遮蔽フィルムを同時に成形する段階と、
   を含む、請求項１に記載のリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法。
7. 前記カバーレイと遮蔽フィルムを同時に成形する段階の後に、
   前記遮蔽フィルムの上面にエッチングレジストを形成する段階をさらに含む、請求項６に記載のリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法。
8. 前記リジッド領域にリジッド絶縁層を積層し、保護層とリジッド絶縁層に金属層を積層する段階において、
   前記リジッド絶縁層は保護層が形成されていないリジッド領域に積層され、金属層は保護層を覆うようにリジッド絶縁層の上面に積層形成される、請求項１に記載のリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法。
9. 前記金属層をパターニングして外層回路層を形成し、フレキシブル領域の金属層を除去する段階において、
   前記金属層はエッチング溶液によって選択的にエッチングされる、請求項１に記載のリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法。
10. 前記保護層を除去する段階において、
    前記保護層はアルカリ性の剥離溶液によって剥離される、請求項１に記載のリジッドフレキシブルプリント回路基板の製造方法。

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