JP4728417B2 - 印刷回路基板の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、印刷回路基板に関し、特に、両面に印刷回路パターンなどの配線がそれぞれ印刷される印刷回路基板であって、基板両面の配線を相互に接続させた構成を有する印刷回路基板の製造方法に関する。
最近では、携帯用端末機及び携帯ゲーム機のような携帯性を要求する小型電子機器が普遍化され、家電製品のサイズが減少される一方、最先端の機能を提供することにより、電子部品の集積度が急増している。
電子部品の高い集積度が要求され、特に、携帯性が要求される小型電子機器、狭い空間での配線が要求される機器では、ポリイミド樹脂を用いたフレキシブル印刷回路基板が使用される。これは、フレキシブル印刷回路基板がその厚さを低減させるのに容易であり、様々な形態で変形されることができる。また、ポリイミド樹脂は、耐熱性及び電気絶縁性が優秀である。
図１は、従来技術によるフレキシブル印刷回路基板を示す断面図である。
図１を参照すると、従来の印刷回路基板１０は、ベースフィルム１１の両面の各々に形成された配線１３を有し、配線１３は、必要に応じてビアホール１５を介してベースフィルム１１の両面に各々形成された配線１３を導通させた構成である。また、カバー層１７は、ベースフィルム１１の両面に各々形成された配線１３を保護するために、接着剤１９などを用いて配線１３に形成される。
一方、従来の印刷回路基板１０は、ベースフィルム１１の一面又は両面に配線１３を形成するための銅箔を積層し、この銅箔の積層過程の後に、必要な位置にビアホール１５を形成する。その後に、この積層された銅箔で、所望のパターンで配線１３を形成するために、感光性フィルム（Dry Film photoResist：ＤＦＲ）を塗布し、露光及び現像工程を介して所望のパターンの配線形態に対応する部分を除いた残りの感光性フィルムを除去した後に、エッチングすることにより不必要な部分の銅箔を除去し、これにより、配線１３を完成する。
最後に、導電性ペーストは、ベースフィルム１１に形成されたビアホール１５に注入することにより、ベースフィルム１１の両面に形成された配線１３を導電接続する。
しかしながら、従来の印刷回路基板の製造方法は、感光性フィルムの露光及び現像工程及び不必要な部分の銅箔を除去するためのエッチング工程を含む複雑な製造工程を有し、これにより製造コストが増加する。このような製造コストは、製品コストに反映されるため、ユーザーにはコストの負担が加重されている。
また、ビアホールに注入された導電性ペーストは、ビアホールの壁面に密着しなければならない。しかしながら、好ましくなく、この注入された導電性ペーストは、ビアホールの壁面に密着していないため、製品の信頼性が低下する。特に、配線又は運搬工程の間に、フレキシブル印刷回路基板が外力により屈曲して変形される場合に、ビアホールの壁面に密着しない状態で硬化された導電性ペーストに亀裂が生じ、不良率が増加するという問題点があった。
大韓民国特許出願公開第２００２−００７５３０３号明細書
したがって、本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、製造工程を単純化することにより製造が容易であり製造費用を低減することができる印刷回路基板の製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、ベースフィルムの両面に形成された配線を導電接続するためのビアホールの壁面に低粘性導電性物質の塗布及び硬化を施すことにより、製品の信頼性を向上させ、製品の不良率を減少させることができる印刷回路基板の製造方法を提供することにある。
上記のような目的を達成するために、本発明の実施形態の一態様によれば、印刷回路基板の製造方法を提供する。上記方法は、第１の面と上記第１の面に対向する第２の面とを含むベースフィルムを製造するステップと、５，０００乃至３００，０００ｃＰの粘度を有する導電性物質で上記ベースフィルムの上記第１の面に第１の配線を印刷する第１の印刷ステップと、上記ベースフィルムの上記第１及び上記第２の面を貫通し、上記第１の配線を通るビアホールを形成するステップと、１００乃至５，０００ｃＰの粘度を有する導電性物質で上記ベースフィルムの上記第２の面に第２の配線を印刷する第２の印刷ステップとを含む。上記第２の印刷ステップにおいて、上記導電性物質が上記ビアホールの内壁に塗布されることにより上記第１の配線を上記第２の配線に導電接続することを特徴とする。
印刷回路基板の製造方法は、導電性物質でベースフィルムの一面に配線を直接に印刷するため、感光性フィルムの露光及び現像工程又は銅箔をエッチングする工程を必要としない。したがって、本発明の実施形態による印刷回路基板の製造工程が単純化することにより、製造コストを節減することができ、ユーザーは、同一の製品を安く購入することができるという長所を有する。
また、ベースフィルムの両面の各々に配線を形成し、ビアホールを介して配線を相互に導電接続する場合に、導電性物質を用いて第２の面に配線を印刷する。導電性物質は、ベースフィルムの表面に沿って印刷され、ひいては、ビアホールの壁面に沿って印刷される。したがって、ベースフィルムの第２の面に形成される配線を印刷すると同時に、第１の面に形成された配線との導電接続がなされる。その結果、別途に導電性物質をビアホールに注入する必要がない。その代わりに、導電性物質は、ビアホールの壁面に沿って印刷され、これにより、第１及び第２の面の各々に形成された配線を導電接続し、したがって、信頼性の向上及び不良率の改善に寄与する。
従来技術による印刷回路基板を概略的に示す断面図である。 本発明の好ましい実施形態による印刷回路基板の製造方法により製造される印刷回路基板を段階的に示す図である。 本発明の好ましい実施形態による印刷回路基板の製造方法により製造される印刷回路基板を段階的に示す図である。 本発明の好ましい実施形態による印刷回路基板の製造方法により製造される印刷回路基板を段階的に示す図である。 本発明の好ましい実施形態による印刷回路基板の製造方法により製造される印刷回路基板を段階的に示す図である。 本発明の好ましい実施形態による印刷回路基板の製造方法により製造される印刷回路基板を段階的に示す図である。 本発明の好ましい実施形態による印刷回路基板の製造方法により製造される印刷回路基板を段階的に示す図である。 本発明の好ましい実施形態による印刷回路基板の製造方法により製造される印刷回路基板を段階的に示す図である。 本発明の好ましい実施形態による印刷回路基板の製造方法により製造される印刷回路基板を段階的に示す図である。
添付の図面を参照した下記の説明は、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものの範囲内で定められるような本発明の実施形態の包括的な理解を助けるために提供されたものであり、この理解を助けるための様々な特定の詳細を含むが、ただ１つの実施形態にすぎない。したがって、本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく、ここに説明された実施形態の様々な変更及び修正が可能であるということは、当該技術分野における通常の知識を有する者には明らかである。また、明瞭性と簡潔性の観点から、当業者に良く知られている機能や構成に関する具体的な説明は、省略する。
図２乃至図５Ｂを参照すると、本発明の好ましい実施形態による印刷回路基板１００の製造方法は、フィルム製造ステップと、第１の印刷ステップと、ドリリングステップと、第２の印刷ステップとを基本的に含む。このような方法は、必要であれば、保護コーティングステップ及びメッキステップをさらに含んでもよい。図２乃至図４Ｂに示す基板１００は、完成される前の基板であり、本発明による製造方法で完成された基板１００は、図５Ａ及び図５Ｂに図示していることに留意すべきである。
このフィルム製造ステップにおいて、ベースフィルム１０１は、製造される印刷回路基板１００の規格に適合するようにフィルムをカットアウトすることにより製造される。ベースフィルム１０１は、第１の面と、この第１の面に対向する第２の面とを含む。耐熱性及び電気絶縁性が優秀なポリイミド（Polyimide）をベースフィルム１０１の材質として使用することが好ましい。しかしながら、ポリエチレンテレフタレート（polyethylene terephthalate：ＰＥＴＰ）のような異なるフレキシブル材質も、ベースフィルム１０１の製造に使用されてもよい。
図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、ベースフィルム１０１は、その一側に提供される複数のリード１９１を含み、接続端１９３は、複数のリード１９１の端部に形成される。下記の説明において、複数のリード１９１もベースフィルム１０１の一部分であるが、説明の便宜上、ベースフィルム１０１とは区分して説明する。複数のリード１９１は、完成された印刷回路基板１００を他の印刷回路基板などに接続するための接続端子として使用される。複数のリード１９１は、それ自体が接続端子として機能することができず、下記で説明する第２の配線１２１が複数のリード１９１の一面（第２の面）に形成されることにより、複数のリード１９１が接続端子として機能することができる。
この第１の印刷ステップにおいて、第１の配線１１１は、製造されたベースフィルム１０１の第１の面に印刷される。印刷回路パターンに従ってなされる第１の配線１１１は、導電性物質を用いてこの第１の面に直接に印刷される。この際に、導電性物質は、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、及び銀とニッケルの合金（Ａｇ＋Ｎｉ）の中の１つを主成分として含み、５，０００乃至３００，０００ｃＰ（ｃｅｎｔｉｐｏｉｓｅ）の粘度を有する導電性印刷物質を意味する。印刷回路パターンが第１の面に形成された後に硬化されることにより、第１の配線１１１を完成する。
また、導電性物質が複数のリ―ド１９１の接続端１９３にも塗布されることが好ましい。
図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、このドリリングステップにおいて、ビアホール１１５及び１９５は、第１の配線１１１をベースフィルム１０１の第２の面に形成される第２の配線１２１に導電接続するように形成される。ビアホール１１５及び１９５は、製造しようとする印刷回路基板に従ってその数及び位置が様々に変更され得る。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、本実施形態において、ビアホール１１５及び１９５は、第１の配線１１１の両端及び接続端１９３の各々に形成される。
図４Ａは、第２の印刷ステップが終了した後に、ベースフィルム１０１の背面を示す。この第２の印刷ステップにおいて、第２の配線１２１は、ベースフィルム１０１の第２の面に形成される。印刷回路パターンに従ってなされる第２の配線１２１は、導電性物質を用いて第２の面に直接に印刷される。この際に、導電性物質は、１００乃至５，０００ｃＰの粘度を有する導電性印刷物質を示す。印刷回路パターンが第２の面に形成された後に硬化されることにより、第２の配線１２１を完成する。
第２の配線１２１は、隣接するビアホール１１５及び１９５を相互に接続する形態で印刷される。すなわち、第２の配線１２１を介して第１の配線１１１の一端に位置したビアホール１１５は、接続端１９３に形成されたビアホール１９５の中の１つに接続され、第１の配線１１１の他端に位置したビアホール１１５は、接続端１９３に形成されたビアホール１９５の中の他の１つに接続される。
一方、第２の配線１２１を形成するために導電性物質を吐出する際に、導電性物質は、参照符号１２３で示されるように、ビアホール１１５及び１９５の内壁に沿って塗布される。すなわち、第２の配線１２１を形成するための導電性物質を塗布すると同時に第１の配線１１１と第２の配線１２１との導電構成が形成される。

したがって、第１の配線１１１及び第２の配線１２１を相互に導電接続するために、ビアホール１１５及び１９５に導電性ペーストを個別に注入する必要がなく、ビアホールに形成された導電構成（硬化された導電性ペースト）がビアホールの内壁に密着しないことにより発生し得る信頼性の低下の恐れを解消することができる。
このような構成において、第２の配線１２１が形成されるため、第１の配線１１１は、他の印刷回路基板などに接続されることができる。すなわち、図２Ａ及び図２Ｂ又は図３Ａ及び図３Ｂに示すように、渦巻き形状の第１の配線１１１が第１の面だけに形成される際に、内側に位置した第１の配線１１１の端部に接続端を提供するために第１の配線１１１の中間にある空間に他の配線を形成しなければならない。しかしながら、これは、第１の面に形成される印刷回路パターンを複雑にし、印刷回路パターンの集積度を低下させる。一方、第２の配線１２１が形成され、第１の配線１１１及び第２の配線１２１がビアホール１１５及び１９５を介してそれぞれ導電接続されるため、第１の配線１１１を簡素化することができ、印刷回路基板１００の集積度を向上させることができる。
図５Ａ及び図５Ｂは、保護コーティングステップ又はメッキステップを終了した後に完成された印刷回路基板１００を示す。この保護コーティングステップ又はメッキステップにおいて、第１の配線１１１及び第２の配線１２１が酸化されるか又は物理的な接続により損傷されることを防止する構成を形成する。ベースフィルム１０１と同一の材質であるポリイミド又はポリエチレンテレフタレートをベースフィルム１０１の両面に付着することにより保護コーティングレイヤー（図示せず）を形成することができる。一方、第１の配線１１１及び第２の配線１２１、特に、接続端１９３は、メッキを施すことが好ましい。すなわち、印刷回路基板１００を他の印刷回路基板に接続するのに半田付けを使用することができる。接続端１９３と関連した第１の配線１１１及び第２の配線１２１が銅でなされると、半田付けは、半田との低親和性のために容易に行われない。したがって、スズ鉛合金又は金でメッキ層１２９を接続端１９３に形成することが好ましく、これにより、印刷回路基板１００と他の印刷回路基板間の接続構成を安定化させることができる。
また、第１の配線１１１及び第２の配線１２１が銅材質である場合には、外部空気との接触を介して酸化されやすい。しかしながら、第１の配線１１１及び第２の配線１２１は、メッキ層１２９を形成することにより酸化されることを防止することができる。
以上、本発明を具体的な実施形態を参照して詳細に説明してきたが、本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく様々な変更が可能であるということは、当業者には明らかであり、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるべきではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものの範囲内で定められるべきである。
１００・・・基板
１０１・・・ベースフィルム
１１１・・・第１の配線
１１５，１９５・・・ビアホール
１２１・・・第２の配線
１２３・・・ビアホールの内壁
１２９・・・メッキ層
１９１・・・リード
１９３・・・接続端

Claims (6)

  1. 印刷回路基板の製造方法であって、
    第１の面と前記第１の面に対向する第２の面とを含むベースフィルムを製造するステップと、
    ５，０００乃至３００，０００ｃＰの粘度を有する導電性物質で前記ベースフィルムの前記第１の面に第１の配線を印刷する第１の印刷ステップと、
    前記ベースフィルムの前記第１及び前記第２の面を貫通し、前記第１の配線を通るビアホールを形成するステップと、
    １００乃至５，０００ｃＰの粘度を有する導電性物質で前記ベースフィルムの前記第２の面に第２の配線を印刷する第２の印刷ステップとを有し、
    第２の印刷ステップにおいて、前記１００乃至５，０００ｃＰの粘度を有する導電性物質が前記ビアホールの内壁に塗布されることにより前記第１の配線を前記第２の配線に導電接続し、
    前記粘度は、ポリイミドまたはポリエチレンテレフタレートを用いた前記ベースフィルムの第１または第２の面に対し、直接にスクリーン印刷される条件下で規定される
    ことを特徴とする印刷回路基板の製造方法。
  2. 前記第２の配線を印刷した後に、前記ベースフィルムの前記第１及び前記第２の面をコーティングするステップをさらに含む
    ことを特徴とする請求項１に記載の印刷回路基板の製造方法。
  3. 前記第２の配線を印刷した後に、前記第１及び前記第２の配線にメッキレイヤーを形成するステップをさらに含む
    ことを特徴とする請求項１に記載の印刷回路基板の製造方法。
  4. 前記メッキレイヤーは、前記第１及び前記第２の配線にすべて形成される
    ことを特徴とする請求項３に記載の印刷回路基板の製造方法。
  5. 前記メッキレイヤーは、前記印刷回路基板の接続端に形成される
    ことを特徴とする請求項３に記載の印刷回路基板の製造方法。
  6. 前記第１及び前記第２の配線を印刷するのに使用される導電性物質は、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、及び銀とニッケルの合金（Ａｇ＋Ｎｉ）の中の少なくとも１つを含む
    ことを特徴とする請求項１に記載の印刷回路基板の製造方法。
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