KR100380783B1 - 견고하고가요성인인쇄회로기판 - Google Patents

Abstract

견고하고 가요성인 회로 기판(10)은, 개개의 회로층이 2개의 직교 반경을 따라 정렬슬롯(16a-16d)을 가진 주변 영역에 천공되고 모든 층이 하나의 핫 프레스 동작에서 아크릴 본딩 없이 조립되는 어셈블리 과정에서 높은 효율과 고 품질로 형성된다. 중앙의 가요성 층(6)은 상기 견고한 기판내에 한정된 윈도우(W)에 연결되며, 또한 윈도우를 오버 슈트하고 견고한 층을 아래에 부분으로 겹치게 하는 절연층(34a,34b)에 의해 커버된다. 적어도 제1 견고한 층은 윈도우의 엣지를 지나서 안쪽으로 연장되고, 또한 가요성 영역 경계에서 외팔형 엣지 지지 리본을 제공한다. 바람직하게 견고한 가요성 층은 유리/에폭시 수지 재료로 모두 형성된다.

Description

견고하고 가요성인 인쇄 회로 기판

견고하고 가요성인 기판이란, 회로 소자들에 연결하고 또는 이들 소자를 서로 연결하기 위해 전도성 라인이 설계되어있는 2개 또는 그이상의 층으로 구성되는 견고한 적어도 하나의 부분 및 바람직하게는 적어도 2개 부분과, 상기 견고한 부분으로부터 연장되거나 상기 견고한 부분과 통합된 가요적인 적어도 하나의 부분을 가지는 기판을 의미한다.

지난 수십년에 걸쳐서, 다층의 견고한 가요성 인쇄 회로 기판은 비교적 간단한 구성으로부터 상당히 많은 수의 층을 포함하는 구성으로 개선되어 왔으며 또한 더 높은 가요 정도와 환경 저항성이나 수명 그리고 더 큰 회로 밀도를 요구하고 있다. 종래기술의 초기 예는 텔리다인 인더스트리 인코포레이티드(Teledyne Industries, Inc) 사의 미국특허 제 3,409,732호에서 개시하고 있다. 전형적인 견고한 가요성 인쇄 회로 기판 구성에서, 본래 주문형 케이블인 가요성 인쇄 회로 부분은 견고한 단부 또는 단부들의 주변 둘레의 하나 또는 그 이상의 엣지로 부터 연장된다. 견고한 부분은 통상적으로 전자 소자를 장착하고, 어셈블리내에서 원하는보조 회로의 연결부를 형성하기 위해 견고한 기판의 여러 회로 층을 상호 연결하는데 이용되며, 또한 연결부 및 하드웨어를 장착하는데 이용된다. 한편 가요성 부분은 여러개의 견고한 부분을 연결하는데 이용되며, 가요성 부분은 견고한 부분이 다른 평면에서 장치의 하드웨어 부분에 위치되게 하거나 서로에 관하여 다른 각도 방향으로 위치되도록 한다. 전자 회로의 밀도는 수년에 걸쳐 더 커지고 있기 때문에, 더욱 복잡한 다층의 견고한 가요성 회로 기판으로 발전되었고, 따라서 기판들은 현재 수십개 또는 그 이상의 패턴화된 전도성 회로 층을 가진다.

이러한 기판을 제조하기 위해, 다수의 표준화된 재료가 사용되었고, 상기 표준화된 재료는 캡톤(폴리마이드 막), 기판 부분에 상기 막을 결합하는데 이용되는 아크릴 접착제, 회로층을 형성하기 위해 이용되는 에폭시 수지 유리 시트 또는 캡톤이 덮인 특수 구리와 같은 절연막 재료를 포함하고, 여기서 상기 구리는 전형적으로 롤링된 베릴륨 구리 또는 다른 롤링되고 어닐링된 고 장력 금속이며, 또한 견고한 기판을 제조하거나 다층 기판을 형성하기 위해 이들 기판을 함께 적층하기 위한 다수의 재료를 포함한다. 상기 후자 형태의 재료는 프리프레그(수지 침투 가공재), 이미 포화된 섬유유리 에폭시 수지 시트 스페이서 또는 결합 재료, 및 여러 폴리이미드 또는 에폭시 수지/유리 구리-클래드 적층이다.

이러한 재료를 사용한 다층 기판의 제조는 여러가지 영구적인 문제를 야기한다. 첫째로, 모든 인쇄 회로 기판 구조에서 공통적인 기판의 여러 층에서 회로의 정렬은 중요하고, 이러한 회로의 정렬은 다른 평면에 관하여 수천 인치의 허용오차 이상만큼 다른 평면으로 임의의 층이 슬라이딩 하는 것을 방지하기 위해 이루어져야 한다. 가요성 부분의 정합(registration)을 유지하는것은 중요한 문제이다. 그 이유는 하드 기판이 내부층의 미끄러짐 뿐만 아니라 열적 크기의 변화를 일으키기 쉬운 열-압력 처리에 의해 경화되고 적층되어야 하기 때문이다. 종래기술에서 이들 두가지 문제는 일반적으로 정합시에 모든 소자를 가진 기판을 형성하기 위한 다수의 분리되고 연속적인 적층단계와, 또한 추후의 적층공정 동안 수용가능한 정합 레벨을 유지하기 위해 다수의 임계점에 분포된 층을 통과하는 다수의 핀을 이용하여 서로 다른 층을 압축 조립하는 단계를 유발한다. 다른 문제는 견고한 가요성 기판의 구성에 이용되는 아크릴 접착제 및 폴리이미드 막과 같은 전형적으로 이용되는 절연체 재료의 열적 팽창으로 인한 것이다. 따라서, 기판이 열적 압력 실험에서의 상승된 온도, 핫 오일 납땜 리플로우 등에 영향을 받을때 오류가 발생한다. 가요성 폴리이미드 시트를 결합하기 위해 이용되는 아크릴 접착제의 열적 팽창의 상대 속도는 약 30%이고, 캡톤의 경우는 약 10%, 그리고 구리의 경우는 약 4%이다. 핫 오일이 견고한 인쇄 회로 기판에 도금되는 리플로우 납땜에 이용될때, 450-500 화씨도 크기의 온도는 예를들어 다층의 견고한 부분의 구리층에 캡톤 층을 결합하기 위해 이용되는 아크릴 접착제의 펭창을 유발한다. 온도가 증가할 때, 보강되어 있지 않은 기판은 다층의 견고한 기판부의 도금된 관통홀에 형성된 "구리 베릴(barrel)"보다 두께 방향 또는 Z방향으로 훨씬 더 빨리 성장한다. 구리 배럴은 아크릴 접착제 및 캡톤이 팽창할 때 팽창되어, 때때로 구리가 부숴지게 된다. 반복 싸이클은 견고한 기판부의 홀에 있는 다수의 도금된 구리 베럴을 파손시킨다.

더 적은 아크릴 접착제가 팽창을 제한하는데 이용될 경우, 적층 과정중에 발달된 내부 응역은 수용할수 없는 최종 기판의 보이드이나 박층을 야기한다. 이러한 결함은 구성의 최종 단계까지 불명확하기 때문에, 거의 완성된 기판을 값비싸게 스크랩핑 하는 것이 요구된다.

견고한 기판 영역에서 캡톤과 같은 유전체 막을 이용할때 또 다른 단점은 3%의 수분 중량 만큼의 과도한 습기의 흡수이다. 누출없이 회로내에 흡수된 습기는 견고한 기판이 제조중이거나 추후 고온 동작중에 증발하여 견고한 기판 영역에서 수용할수 없는 박층을 야기할수 있다. 이것은 열적 계수의 차에 의한 효과보다 더 파괴적일수 있다. 캡톤과 아크릴 층으로부터 습기를 제거하기 위해, 상기 기판은 몇 시간동안 예를들면 12시간, 24시간 또는 48시간동안 110℃ 정도의 온도로 구워져야 하고, 이것은 값비싼 공정이다.

따라서 아크릴 접착제 및 캡톤과 같은 절연체 재료를 포함하는 다층의 견고한 가요성 기판은 도금된 관통홀에서 항상 Z축 스트레스에 놓인다. 아크릴 접착제의 열팽창 계수와 수분의 존재는 지배적인 영향을 끼친다. 다수의 다층의 견고한 가요성부에서 요구되는 소정양의 아크릴 때문에, 모든 도금된 관통홀은 스트레스를 받고, 따라서 많은 크래킹이 발생하고 이들 기판이 이용되지 못하게 한다.

또 하나 비교적 작은 관심사항이지만 가요성 케이블로서 유리층과 같은 절연층의 이용이다. 상당히 큰 구부림이 적층된 가요성 영역에서 유리층으로서 가능하지만, 어떤 응용에서는 케이블이 반복적으로 큰 각도로 구부러질 것을 요구하여 파열 및 다른 문제를 유발한다. 그러므로 어떤 환경에서 가요성 케이블로부터 유리층을 제거하는 것이 바람직하다. 그러나 상기한 절차에 의해 가요성을 성취하기 위해서는 세기의 균형을 맞추어야 한다.

이런 문제들 각각은 종래기술 예를들어, 미국특허 제4800461호, 미국특허 제 5144742호, 미국특허 제5004639호에서 개시한 바와같이 어느 정도 까지는 논의되었다. 하나 또는 그 이상의 이전 문제를 처리하기 위한 방법은 도금된 관통홀의 비기능층에 패드를 부가하고, 어떤 층이나 층의 일부에 대해 경화성 액체 유전체를 사용하고, 정렬을 유지하기 위해 열 압력 어셈블리 단계동안 가요성 영역 둘레에 충전 재료의 임시 시트 패치를 사용하고, 강화를 위해 가요성 층에 유리섬유 보강 재료를 부가하고, 제조 공정중에 다수의 다른 교체물이나 첨가제를 부가하는것과 같은 구성 기술을 포함하고 있다.

그러나, 이러한 해결책들 각각은 임의의 문제를 처리하기 위한 부가적인 단계를 수반하며 명백히 관련 없는 문제에서 잘못된 결과를 가질수 있다. 따라서, 예를들어 아크릴 시멘트와 폴리이미드 가요성 막으로의 전환은 고온에서 다층 기판의 도금된 관통홀의 습기 흡수 및 결함을 유발한다. 열적 스트레스를 제공하기 위한 폴리이미드/아크릴 부품의 크기를 감소시키는 것은 가요성이고 견고한 소자가 함께 패치되는 경계치 문제를 동반한다. 더욱이 이런 여러 가지 개선책은 값이 비싸고 시간 소모적인 다수의 제조 단계를 요구한다.

그러므로, 더 큰 관점에서 견고하고 가요적인 인쇄회로 기판의 제조에서 주의되어야할 문제는 단일 회로 기판 어셈블리에 가요성이고 견고한 요소를 성공적으로 집적하기 위해 요구되는 제조공정의 상대적인 복잡성과 비용이다.

따라서 본기술에서는 이런 문제를 처리할 수 있는 더 간단하고 더 효율적이고 또는 값싼 제조 공정을 제공한다.

본 발명은 다층의 견고한 가요성 인쇄 회로 기판과 상기 기판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

도1은 본 발명에 따른 견고한 가요성 인쇄 회로 기판의 평면 투시도.

도2는 종축에 평행한 방향으로 얻어진 도1의 기판을 통해 본 개략적인 수직 단면도.

도3은 도1의 견고한 가요성 기판으로 어셈블리를 위한 처리 패널의 구멍을 나타낸 도면.

도4는 도1의 견고한 가요성 기판의 어셈블리를 위한 정렬 테이블의 개략도.

도4A는 정렬 시트의 상세도.

본 발명에 따라 견고한 가요성 인쇄 회로 기판은 가요성 부분의 경계의 바깥쪽으로 뻗은 가요성 절연체에 의해 커버되는 한정 영역에 가요성 층을 제공함으로서 어셈블리되는 반면에, 단단하지만 매우 얇은 층이 가요성 부분에 걸쳐 경계의 안쪽으로 뻗어 있고 이에따라 경계에 외팔 지지 립(lip)이 제공된다. 다층 스페이서와 회로 층은 가요성 제1 부분을 가진 적층부와 함께 어셈블리된다. 어셈블리 전에 각각의 회로층은 2개 직교축중 한 축만을 따라 운동을 할수 있게 하는 슬롯의 세트가 천공되며, 모든 천공층은 하나의 압축 경화 동작으로 어셈블리되고, 여기서 공정-유도 운동과 재 정렬은 기판 중심에 놓인 정렬 로제트(rosette)를 따라 반경 위치에 의해 변화하는 작은 크기로서 이루어지도록 제한된다. 기호 또는 최종 커버층은 압축 어셈블리동안 모든 레벨에서 균일한 정렬을 더 보장하기 위해 가요성 및견고한 영역에 걸쳐 뻗어있다. 바람직하게 스페이서층은 낮은 흐름이나 흐금이 없는 프리프레그로 형성되며, 중간 회로 층은 금속화된 유리 에폭시 수지 하드 회로기판으로 형성된다. 열 압축은 모든 회로층을 단일 기판으로 최종 어셈블리하는 동안 한번 만 수행된다.

도1은 완성된 상태의 본 발명에 따른 견고하고 가요성인 인쇄 회로 기판(10)의 평면 투시도를 나타낸다. 기판(10)은 제1 및 제2 견고한 기판부(2,4)와 상기 견고한 기판부를 상호 연결하는 가요성 부(6)를 포함한다. 가요성 부(6)는 인접한 견고한 기판부(2,4)와 연결되어 반드시는 아니지만 중앙에 수직으로 놓인 얇은 시트이다. 각 부분은 전도성 리드(12)를 가지며, 상기 견고한 기판부는 다층 관통형 도금 회로 접속부를 형성하거나 하드웨어나 회로소자가 장착되는 표면을 수용하기위한 역할을 하는 도금된 관통홀 또는 다른 홀(14)을 갖는다. 견고한 기판부(2,4)는 후술하는바와 같이, 일반적으로 가요성 부분보다 상당히 많은수의 층을 갖는다. 도면에 나타내지 않았지만, 제조중에 기판(10)은 단부나 엣지 근처에 다수의 슬롯(16a .... 16d)을 가지며, 이의 기능은 처음에 논의될것이다.

본 발명의 주요 측면에 따라, 견고한 가요성 기판은 정렬 슬롯(16a,16b...)이 미리 천공되어 있고, 가요성 부분의 위치에 대응하는 윈도우(26)가 형성되어 있는 다수의 비교적 얇은 성분층으로부터 어셈블리된다.

도4를 먼저 간략히 설명하면, 다층의 견고한 회로 기판의 어셈블리를 위해 일반적으로 이용되는 형태인 적층판 또는 플레이튼(40)이 도시되어 있다.플레이튼(40)은 제1 및 제2 쌍의 머신 슬롯(43,45)을 가진 플랫베드(42)로 구성되는데, 상기 머신 슬롯(43,45)에는 (점선으로 도시된) 직사각형 기판의 엣지의 중앙 지점 근처 슬롯에 의해 형정된 4개의 불연속 위치에 정렬 다우얼 패그(44)가 형성되어 있다. 실제로 펀치 다이는 견고한 기판 제조 기술분야에서 이미 공지된 바와 같이, 패그가 위치될수 있는 2개 직교선 각각을 따라 그들의 위치를 연속적으로 조정하기 위해 조정가능하게 형성되어 있다. 일반적으로 특정한 한쌍의 상부와 하부 적층판(40)은 엣지로 부터 약 3-8인치에 위치된 정렬 포스트(44)로 제조되는 각각의 사이즈 기판을 위해 구성된다. 전형적으로, 상기 판(40)은 약 12인치× 9인치 사이, 약 24인치×18인치 사이의 기판을 수용하도록 제작되어 있다. 적합한 4-슬롯 PCB 펀치는 상표명 "ACCULINE"으로 뉴욕 파밍데일의 멀티라인 회사에 의해 판매되고 있다. 상술한 바와 같이, 이 슬롯 펀치는 임의의 사이즈 기판을 수용하기 위해 적절히 배치될수 있다.

도4A는 어셈블리중에 중간 기판의 정열 슬롯(16)의 상세도이다. 적층 판(40)의 다우얼이나 정렬핀(44)은 슬롯(16)에 고정되어 작은 양의 운동이 슬롯의 장축을 따라 가능해지며, 한편 운동은 횡방향에서 일어날수 없다. 각각의 슬롯은 로제트의 로브를 따라 위치된다. 즉, 각각의 슬롯은 대칭적으로 이격되어 기판의 중앙쪽으로 "방사상으로" 향하게 되며, 또한 보강되어 있지 않은 기판의 열 팽창이나 재료의 수축 방향에 따른 운동을 허용하게된다. 그 결과 모든 기판은 적층 단계동안에 자동-정렬된다. 초기의 윈도우 루팅과 회로 리소그래피 단계는 각각의 기판에 형성된 회로 패턴이나 개구의 기본적인 정렬을 위해 4개의 슬롯 위치를 이용하여 실행되는것이 필요하다.

본 발명에 따라, 견고한 가요성 기판은 다수의 패턴화된 회로 기판과 프리프레그 스페이서 재료의 중간 층을 포함하는 적층부로 어셈블리되며, 이들 모두에는 적층 판(40)을 고정시키는 정렬 홀이 천공된다. 도3은 본 발명의 측면에 의하여 견고한 가요성 기판의 제조에 사용되는 견고한 PCB층(20)을 나타낸다.

본 발명의 견고한 가요성 기판의 제조를 위한 바람직한 재료는 유리/에폭시 수지 열 경하성 재료가 일반적으로 이용되고 있는데, 이 재료는 결합 또는 스페이서 층으로 이용하기 위한 시트 스턱(stock)으로 이용할수 있고 또한 롤링되고 어닐링된 구리박으로 덮혀져서 통상적인 포토리소그래피 또는 마스킹 및 에칭 기술에 의해 패턴화될수 있는 하나 또는 2개 표면으로서 이용될수 있다. 이 재료는 연속회로, 결합 및 스페이서 층으로 패턴화될수 있고 또한 형성될 수 있다. 경화될 때 이 재료의 단일층은 굳어 있지만 가요성이고, 한편 다층부는 아주 견고하다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 이러한 유리 에폭시 수지는 기판의 가요성이고 견고한 부분을 위해 이용된다.

일반적으로, 이러한 재료는 처리 동안 다양한 정도로 경화되고, 비-경화된 재료 또는 "A단계" 재료는 매우 가요적이고 점착성이 있다. 일반적으로 회로층은 포토 패턴닝중에 더 높은 차원의 안정도와 좀 덜 부드러운 조정 특성을 제공하기 위해 "B단계"로 반-경화된다. 이러한 B단계 재료에서 에폭시 수지는 건조되지만 완전히 교차 연결되는 것은 아니다. 최종 "C단계" 경도는 열 및 압력(예, 수시간 동안 350°F 및 300-350PSI)으로 어셈블리하여 달성된다. 명확히 후술하는바와 같이,본 발명의 바람직한 어셈블리 과정은 대부분의 제조 단계동안에 C단계 기능층, 즉구리 클래드 회로 층을 이용하며, 한편 하나의 열적 적층단계만이 최종 어셈블리를 위해 필요하다. 특히, 여러 층들은 여러 적층단계에 의해 기판을 중복해서 적층되는 것이 아니라 한번만 적층되고 정렬된다.

도3을 보면, 최종 가요성 회로의 한층을 형성하는 처리 패널(20)의 평면도가 도시된다. 정렬 슬롯(16a,16b,16c,16d)은 측면의 중간 지점에서 기판의 중심으로 향하는 축을 따라 길고 가늘게 연장된 개개의 슬롯으로서 도시되고, 또한 중심 영역(22)은 활성 회로 패터닝이 형성되어지는 영역을 묘사하기 위해 팬텀 경계선(24)으로 나타내었다. 한편 제조단계에서 중요한 기판의 엣지들은, 제조후에 기능적인 가치가 없고, 또한 최종 어셈블리 후에 경계선(24)을 따라 절취되는 일반적인 불활성 경계 영역이 되는것으로 이해된다. 따라서, 이러한 엣지 및 슬롯(16a,16b,16c,16d)을 도면에 기재하였지만 이러한 기재는 제조 과정만을 위한 해석상의 목적을 위한 것이고 또한 최종 기판은 그의 엣지에서 이들 영역을 제거하기 위해 만들어진 것이다.

중심 영역(22)내에서, 하나 또는 그 이상의 윈도우(W ;26으로 나타냄)는 영역(22)의 폭을 가로질러 연장하도록 형성되어 있다. 이들 윈도우는 B 또는 C 단계 재료의 루팅과 같은 동작에 의해 형성될수 있고, 또한 재료는 즉시 그러한 여러층에 동시에 개구(26)를 루팅하기 위해 적층될수 있다. 실제로 개구(26)는 슬롯(16a,...16d)에 대하여 정확한 정렬로 루팅되며, 가요적인 최종 결합 영역에 정확히 위치된다. 따라서, 윈도우(26)의 루팅은 프리프레그 재료의 부가적인 층이적층되지 않는 영역을 한정하고, 또한 가요적이 되는 최종 기판의 영역을 한정한다.

도2는 이러한 구성의 기본적 실시예로서, 기판의 길이를 따라 지향되는 수직 단면에서 관측한 4개의 전도층을 갖는 견고한 가요성의 기판의 층을 개략적인 관계로 나타내고 있다.

중심층(30)은 원하는 전도성 회로 패턴으로 알맞게 패턴화되는 상부 및 하부 구리 박 층(33a,33b)을 가지는 에폭시 수지/유리 재료(33)의 시트로 형성되는데, 중심층(30)은 기판의 전체 영역에 걸쳐 연장된다. 층(30)은 C단계의 경도로 경화되고 상술한 바와같이 회로 패터닝 전에 그의 엣지에 슬롯(16a,...16d)이 천공된다. 그러나, 이층은 다른 층의 윈도우 같은 윈도우를 가지지 않는다. 왜냐하면, 이층은 윈도우(W; 도면 1,3)를 가로질러 연장하는 최종 기판의 가요성 부분(6)을 구성하기 위한 것이기 때문이다. 어떤 형태의 폴리이미드 또는 다른 재료 대신 중앙의 가요성 부분에 대해 유리/에폭시 수지층을 이용하면, 주요 문제, 즉 종래의 폴리이미드유리 구종에서 Z축의 열적 스트레스가 없는 전체-유리 기판구조가 달성된다.

견고한 가요성 기판의 층 구조를 계속 설명하면, 구리층(33a)의 상부에는 약 1.2 내지 2.5mm폭의 부가의 좁은 스트립이나 밴드(34c)로서 윈도우(26) 바깥쪽으로 약간 연장되는 절연 재료(34a)의 커버가 있고, 오버사이즈의 주변 밴드(34d)를 가진 유사한 절연체(34b)는 반대측 전도성 회로 층(33b)을 덮는다. 절연재료(34a,34b)는 본 기술분야에서 공지된 바와같이, 등각 커버 코팅재와 같이 부착해서 결합되는 플라스틱 막이나 코팅 막일수 있고, 또한 바람직하게는 0.01 -0.03 mm 범위의 두께를 갖는다. 층(34a,34b)은 전기적으로 절연물이고 상대적으로 불 침투성이며, 바람직하게는 충분히 경화될때 영의 모듈(Young's moduslus)을 갖는데, 이것은 층(30)이 가요성 일때 수용할 수 있는 탄성 커버를 형성하기 위한 층(32)의 모듈보다 더 작다.

절연 커버 패치(34a,34b)상에 코팅을 위한 알맞은 재료는 래크 베르케 페터즈 게임베하 UV-경화성 가요성 접합물 저항 SD2460/201 또는 ASI-코트에 의해 접합된 열 경화성 상 경화 어큐플레스 H₂0-600 같은 납땜 마스크이고, 이들 모두는 스크린 동작에 제공될수 있다. 이때 이 커버 재료는 후술하는 다음층과 함께 어셈블리 전에 경화된다.

질연층(34a 또는 34b)상에는 바람직하게는 프리프레그 커버 코팅 재료로 이루어진 구멍 시트인 제1 구멍층(36)이 있다. 이 층(36)은 윈도우 안쪽으로 약 1 내지 2mm 연상되는데, 가요성 커버(33a,33b)상 엣지로부터 안쪽으로 연장되어 가요성 윈도우 영역의 엣지 영역을 보강하는 외팔형 내부 밴드(36a)를 형성하고 있다. 따라서, 가요성 전도체(33a,33b)상의 2개 층 각각은 윈도우에서 반대 방향으로 오버슈트하고, 윈도우 가스켓 또는 가요성 플랜지 처럼 주변 크래킹 방지 지지체를 형성하고, 또한 견고한 부분(2,4) 및 가요성 영역(6 ; 도면1) 사이 전이부를 형성한다(도 1).

첫번째 2개층위에는 프리프레그 스페이서 재료로 이루어진 연속층(38a,38b)과, 회로층을 형성하기 위한 전도성 구리 시트(40)가 위치되고, 경화 가능한 상기프리프레그는 윈도우(W)와 정확히 정렬되고 상기 시트(40)는 전 표면에 걸쳐 균일하게 연장되어 있다. 기술된 바와같이 층의 전체 적층부는 정렬 판(도4)상에서 어셈블리되고, 짝을 이룬 상부 적층판은 적층부위에 위치되며, 상기 적층부는 견고한 단일의 기판구조를 형성하기 위해 수 시간동안 300-350 ps압력 및 350°F 온도 사이에서 압축된다. 그 다음에 외부 구리층(40)은 이 층내에 원하는 회로 특성을 형성하고 또한 윈도우가 겹쳐져 있는 부분을 제거하기 위해 패턴화되고 에칭된다. 이것은 다층 부분이 견고한 기판으로 되는 경화성 적층부를 형성하며, 한편 중심층(32-34)은 보호되고 보강되며, 윈도우 영역에서 가요적으로 남는다. 대부분의 종래 기판 구조와 달리, 이 층(38a,38b....)들은 낮은 흐름 또는 흐름이 없는 프리프레그 재료로서 바람직하게 형성되며, 마찬가지로 1080 과 106웨이브로서 시장에 판매되고 있다. 이것은 윈도우 경계에서 완전한 결합 및 균일층 두께를 보장하므로서, 그 결과 지지 리본이 양호하게 형성되며 효과적으로 기능을 한다.

상술한 바와같이, 이들 층 각각에는 정렬 슬롯이 천공되고 나서 도3과 관련해서 기술한 바와같이, 루팅되며, 그결과 도시된 엣지 정렬은 윈도우에서 종래의 과정에서 요구되는 정교한 드릴링과 핀닝 없이도 적층판(40; 도4)상에 천공된 기판이나 스페이서를 단순히 적층함으로서 달성된다.

도2는 4층의 견고하고 가요성인 기판의 단면도로서, 외부(상부 및 하부)층은 종래의 과정에서와 같이 패턴화 될수 있는 전도성 박이며, 윈도우에 놓인 구리층 부분은 에칭동안 제거될수 있다.

6개, 8개 또는 그 이상의 회로층을 가진 기판을 제조하기 위해, 이때 박과프리프레그로 이루어진 완전히 분리된 층의 기판을 형성하기 보다는 프리프레그 및 박쌍 또는 박/프리프레그/박 3중층으로 구성된 개개의 중간 회로층 어셈블리는 C단계 경도로 미리 경화되고 정렬 슬롯(16a,...16d)이 천공되며, 또한 박 층은 적층부로 어셈블리되기 전에 패턴화된다. 그러나, 이 경우에 일단 중간 기판층에 4개 정렬 슬롯이 천공되면, 윈도우(W)는 기판(또는 기판의 적층)에서 밀링된다. 그 다음에 층(32-36)상에다 이들 층의 어셈블리는 상술한 바와같이 슬롯형 중간층(38a), 윈도우 형 프리프레그 및 하나의 적층 동작을 이용하여 이루어진다.

적층단계의 완성후에, 관통홀을 드릴링하고 상기 관통홀 회로 연결부를 도금하는 여러 종류의 동작이 수행되고, 또한 기판의 엣지는 도3에서 점선("E")으로 나타낸 위치에서 윈도우(W)의 어느 한측면상으로 자유롭게 이동되도록 견고한 기판부를 남긴채 절취된다.

이것으로 본 발명의 한 예시적인 실시예의 설명을 종결한다. 이 경우 다층의 견고한 가요성 기판은 주변의 방사상 정렬 슬롯이 미리 천공된 시트의 적층에 의해 형성되며, 그 결과 가요성 영역은 최종 어셈블리 동작중에 방생하는 하나의 핫 프레스 적층을 경험한다. 이러한 과정은 아크릴 재료나 폴리이미드 재료 없이도 실행될수 있으며, 또한 견고한 다층의 기판을 제조하는데 공통인 제조 단계를 거의 포함한다. 이때 견고한-가요성 다층 적층 과정의 복잡성과 이의 정렬 문제가 완전히 해결된다. 가요성 커버를 형성하고 윈도우 영역을 루팅하는 단계만이 견고한 기판 을 위한 일반적인 제조 단계에 부가되며, 그 결과 제조 비용이 견고한 기판을 제조하는 비용과 별 차이가 없다.

이용되는 재료의 변경과 여러가지 대체 또는 제조 단계가 가능해지고 이러한 변경과 대체는 첨부된 특허 청구의 범위에 개시한 바와같이 본 발명의 범위내에서 고찰된다.

본 발명은 다층의 견고한 가요성 인쇄 회로 기판과 상기 기판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

Claims (8)

1. 견고하고 가요성인 인쇄 회로 기판을 형성하는 방법에 있어서,

   가요성 기판과, 전도성 리드로 패턴화된 가요성 금속 막을 가진 제1 가요성 회로 층을 제공하는 단계;

   싱기 가요성 회로층에 대하여 윈도우 영역을 형성하는 구멍을 각각 갖는 다수의 견고한 회로 층을 제공하는 단계를 포함하는데;

   상기 가요성 회로층과 상기 다수의 견고한 회로층 각각은 2개의 직교 반경을 따르는 슬롯을 내부에 가지며, 상기 각각의 층상의 전도성 라인을 상기 슬롯과 정합하여 형성되며;

   계속해서 하나의 적층단계에서, 상기 제 1 가요성 회로 층을 절연하고 지지하기 위해 상기 윈도우 영역 너머로 약간만 연장되는 상기 제 1 가요성 회로 층에 인접한 절연층, 및 상기 절연층위에 위치되고 상기 가요성 층의 엣지에 관해 보강립을 제공하기 위해 상기 윈도우 영역으로 약간만 연장되는 제 1 경화층을 적층하여 모든 이전층과 함께 어셈블리하는 단계를 포함하는데, 상기 어셈블리 단계는 각각의 층의 회로 전도체가 서로 정합하여 위치될 수 있도록 상기 슬롯을 통해 약간만 연장된 정렬 패그를 갖는 판상에 상기 층을 적층시키는 단계를 가지며; 및

   상기 윈도우 영역 외측에서 견고한 단일의 회로 기판을 형성하기 위해 상기 적층부를 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1항에 있어서, 적층부로 층을 어셈블리하는 단계는 상기 직교 반경을 따르는 정합 슬롯을 내부에 각각 갖는 스페이서 층을 어셈블리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 어셈블리 단계는 상기 슬롯을 통해 연장되는 정렬 패그상에 상기 층을 적층하고 상기 층을 견고한 기판으로 형성되도록 압축 적층하는 단계를 포함하고, 상기 각각의 정렬 패그는 슬롯 축에 수직인 운동을 방지하기 위한 형태이고, 상기 슬롯은 상기 적층된 층을 압축 적층하는 동안 전체적인 편차 없이 크기 변화가 균일하게 분배되도록 간격지는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1항에 있어서, 다수의 견고한 회로층을 제공하는 상기 단계는 각각의 견고한 회로층내에 윈도우를 루팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 견고하고 가요성인 인쇄 회로 기판을 형성하는 방법에 있어서,

   중심과 상기 중심으로부터 이격된 다수의 방사상으로 향하는 슬롯을 각각 갖는 견고한 회로 층 및 가요성 회로 층을 형성하는 단계;

   고정된 위치에서 상기 가요성 회로 층을 노출시키기 위해 상기 견고한 회로층 각각에 윈도우를 형성하는 단계;

   하나의 적층 단계에서, 상기 윈도우에는 상기 가요성 층위에 위치되고 상기 윈도우 영역 너머로 약간만 연장되고 상기 가요성 회로 층에 대해 크래킹 방지 지지체를 형성하는 절연층이 공통 윈도우 영역에 정렬될수 있도록, 정렬된 적층부를 형성하기 위한 포스트상에서 모든 상기 층을 어셈블리하는 단계를 포함하는데, 상기 어셈블리 단계는 상기 윈도우 영역의 엣지 둘레에 보강 밴드를 형성하기 위해 상기 절연층위에서 상기 윈도우 영역으로 약간만 연장된 경화성 층과 상기 층을 어셈블리하는 단계를 포함하며; 및

   상기 윈도우 영역에서 노출된 상기 가요성 층과 윈도우 외부의 적층 영역을 하나의 자동-정렬된 어셈블리로 견고하게 하기 위해 상기 적층부를 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 견고한 층과 상기 가요성 층은 유리 에폭시 수지 재료로 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 견고하고 가요성인 인쇄 회로 기판을 형성하는 방법에 있어서,

   서로 정합된 시트로서 적어도 하나의 가요성 회로 층과 다수의 다른 회로 층을 제공하는 단계를 포함하는데, 상기 다른 회로 층은 적어도 하나의 가요성 회로층이 연장되는 윈도우 영역을 형성하는 서로 정합된 윈도우를 가지며;

   상기 윈도우 영역을 커버링하고, 상기 다른 회로층의 윈도우에 대응하는 영역의 외부로 약간만 연장되는 영역내의 상기 적어도 하나의 가요성 회로 층에 유전체 재료를 부착하는 단계;

   상기 경화성 재료의 제1층이 상기 유전체 재료위에 보강 립을 형성하기 위해상기 유전체 재료의 엣지상 상기 윈도우 영역으로 약간만 연장될 수 있도록, 상기 다른 층 사이 경화성 스페이서/본딩 재료를 이용하여 정렬된 적층부로 적어도 하나의 가요성 층과 상기 다른 회로 층을 함께 어셈블리하는 단계; 및

   상기 적층부를 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 상기 윈도우 영역을 함께 형성하는 구멍을 각각 갖는 다수의 견고한 층;

   상기 견고한 층 사이에 위치되어 상기 윈도우 영역내에 가요성 기판부를 구성하기 위해 상기 윈도우 영역에 연결되는 가요성 회로 층;

   상기 윈도우 영역에서 상기 가요성 층을 커버링하고 상기 윈도우 영역위로 약간만 연장된 절연층; 및

   상기 절연층과 상기 견고한 층 사이에서 상기 절연층위에 위치되는 경화성 본딩 층을 포함하고, 상기 경화성 본딩 층은 상기 회로 기판의 견고한 영역과 가요성 영역의 결합부에서 지지체를 제공할 수 있도록 상기 윈도우 영역으로 약간만 연장되는 것을 특징으로 하는 견고한 가요성 인쇄 회로 기판.

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