KR100396866B1 - 감광성 절연물을 이용한 연성인쇄회로기판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 감광성 절연물을 이용한 연성인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것으로, 회로설계 및 구성과정에서 원자재에 회로를 형성하는 회로형성과정과 보호처리과정 및 후처리과정을 통해 연성인쇄회로기판을 제조하는 연성인쇄회로기판의 제조방법에 있어서, 상기 회로구성과정은 초기 원자재 재단공정을 배열상태로부터 분리하는 방법과 복합적으로 배열하는 방법중 적어도 어느 하나를 선택적으로 사용하여 구성하고, 보호처리과정은 상기에서 구성된 회로 상부에 감광성 절연물을 도포한 후 현상하여 개방부위를 배치하여 제조함으로써, 주로 기계나 사람에 의해 절연층을 생성해주는 커버층 타입에 비해 정밀도가 우수하며, 금형으로 개방부위를 배치하는 방식에 비해 훨씬 정확하고 미세화시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

감광성 절연물을 이용한 연성인쇄회로기판의 제조방법{manufacturing method of flexible printed circuit board used photosensitivity insulating material}

본 발명은 감광성 절연물을 이용한 연성인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것으로, 특히 절연물 종류 및 형성방법에 따라 인쇄형태 등 다양한 유형 중 감광성 폴리이미드를 포함한 감광성 절연물을 이용하여 회로기판을 제조할 수 있도록 한 감광성 절연물을 이용한 연성인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 연성인쇄회로기판은 전기ㆍ전자부품을 포함한 재료나 기타분야에서 소형화, 경량화, 고집적화 하는 경향에 따라 회로기판은 더 복잡해지고 얇아지며 가격적인 부분에서의 낭비요소도 최소화되는 경향이 대두되어 왔다.

이런, 여러 경향에 부합되며, 중첩되는 성질을 포함한 것이 분리형 회로기판이다.

일반적으로 도 2와 같은 형상의 회로기판을 제조함에 있어 일체형 패턴 회로기판만을 생산하기 위해 실제 사용되는 회로부분을 일정한 원판 안에서 위치 및 각도, 거리등을 조절하며 생산 및 제조에 있어 필요치 않은 부분의 손실을 최소화시키려 노력하였으며, 이것이 곧 제조비 및 원가절감의 최선의 방안이라고 여겨져 왔다.

그렇지만, 상기한 바와 같은 방법들은 특정한 형상의 회로 및 이를 포함한 기판에는 효과가 있었지만 이도 또한 처리할 수 없는 많은 원가상승의 요인을 안고 갈 수밖에 없었으며, 이로 인해 거의 대부분의 제조사에 회로기판 제작사의 원가상승을 통한 이를 사용하는 업체 및 업계에서의 원가 동반상승이라는 악재를 떠안을 수밖에 없는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 일체형에서 생길 수밖에 없는 손실분을 포함하여 분리된 형태의 여러 회로기판들 중 일부나 하나가 불량일 경우라도 언제든지 대체가 가능하다는 이점을 가지고, 또한 크기를 자유자재로 조절할 수 있으므로 생산성 향상 및 작업자의 능률향상에도 기여할 수 있도록 할 뿐만 아니라 회로보호와 유연성 확보를 위한 절연층을 형성할 때 감광성 절연물을 도포한 후 현상하여 개방부위를 배치하는 감광성 절연물을 이용한 연성인쇄회로기판의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 감광성 절연물을 이용한 연성인쇄회로기판의 제조방법은 회로설계 및 구성과정에서 원자재에 회로를 형성하는 회로형성과정과 보호처리과정 및 후처리과정을 통해 연성인쇄회로기판을 제조하는 연성인쇄회로기판의 제조방법에 있어서, 상기 회로구성과정은 초기 원자재 재단공정을 배열상태로부터 분리하는 방법과 복합적으로 배열하는 방법중 적어도 어느 하나를 선택적으로 사용하여 구성하고, 보호처리과정은 상기에서 구성된 회로 상부에 감광성 절연물을 도포한 후 현상하여 개방부위를 배치하여 제조함을 특징으로 한다.

도1은 본 발명에 따른 감광성 절연물을 이용한 연성인쇄회로기판의 제조공정을 도시한 공정도이다.도 2는 일반적인 연성인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.도 3은 본 발명에 따른 연성인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

1 : 회로형성과정 2 : 보호처리과정

3 : 후처리과정

이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 감광성 절연물을 이용한 연성인쇄회로기판의 제조공정을 도시한 공정도이다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 감광성 절연물을 이용한 연성인쇄회로기판의 제조방법은 회로설계 및 구성과정에서 원자재에 회로를 형성하는 회로형성과정(1)과 보호처리과정(2) 및 후처리과정(3)을 통해 연성인쇄회로기판을 제조하는 연성인쇄회로기판의 제조방법에 있어서, 상기 회로구성과정은 초기 원자재 재단공정을 배열상태로부터 분리하는 방법과 복합적으로 배열하는 방법중 적어도 어느 하나를 선택적으로 사용하여 도 3과 같이 구성한다.

또한, 상기 회로형성과정(1)은 회로기판의 원자재 투입하거나 필요한 크기로 자르는 재단공정 및 투입공정과 상기 재단공정 및 투입공정 후 원판에 관통공을 형성하기 위한 펀칭공정과 상기 펀칭공정 후 원판의 감광성 재료 상에 회로를 형성시키는 회로형성과정(1)과 상기 회로형성과정(1)후 자외선 빛을 포함한 광노출, 열을이용한 열 노출을 통해 회로부분만을 남기고 나머지 부분을 벗겨내는 현상, 부식 및 박리 공정으로 이루어진다.

그리고, 상기 보호처리과정(2)은 회로형성과정을 통하여 제조된 회로기판에 필요한 두께에 따라 커버층을 형성시키기 위하여 감광성 절연물을 도포하는 도포공정과, 도포된 감광성 절연물을 건조시키는 건조공정과, 감광성 절연물을 현상하여 전기적 접속부위를 개방시키는 현상공정으로 이루어진다.

여기서, 상기 커버층(cover layer)은 형성된 회로기판의 절연 및 보호를 위해 감광성 절연물로 구리 등으로 형성된 회로간/회로 상에 절연층을 형성시키는 것으로, 흔히 절연층으로 고상(solid state)의 재료를 사용하여 층을 구성한다.

즉, 상기 감광성 절연물은 회로구성전 기판상에 감광성 재료를 씌우거나 도포한 상태에서 자외선 빛이나 열을 가해 단량체(monomer), 올리고머(oligomer) 상태에서 가교(cross-linking), 전교(bridge)를 형성하여 고분자(polymer)화 하여 현상(development)이라는 공정을 거쳐 단량체나, 올리고머 등을 제거하고, 제거된 부위에 노출된 금속표면을 염화철(FeCl3), 염화동(CuCl2)등으로 치환반응을 일으켜 부식(etching)하여 회로를 형성하는 부식공정과 유사하게 진행되며, 감광성 절연물이 형성된 회로상에 잉크나 도료와 유사한 방식으로 부착시킨 후 자외선 빛이나 열을 통해 현상시켜 전기적 접속 등이 필요한 부위를 개방시키도록 한다.

여기서, 상기 감광성 재질은 절연성 물질을 형성된 회로 상에 전체적으로 도포 시킨 후 자외선 빛이나 열에 의한 방법으로 고분자와 단량체 및 저분자를 분리시키고 현상 등을 통해 개방부를 제작하는 방식으로 미세하고 조밀하며 치수안정성을 도모할 수 있다.

상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명을 좀 더 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 감광성 절연물을 이용한 연성인쇄회로기판의 제조방법은 회로기판을 원판 상태로 투입하거나 필요한 크기로 자르는 재단공정 및 투입공정과 액상 또는 고상의 감광성 재료를 접착시키는 공정, 이전 정면, 구리 등 전도성 물질에 표면 처리하는 모든 전 처리 공정, 감광성 재료(dry film)상에 도 3과 같이 분리시킨 회로 등을 형성시키는 공정, 자외선 빛을 포함한 광노출, 열을 이용한 열 노출 등을 통해 회로부분만을 남기고 나머지 부분을 벗겨내는 현상(development) , 부식(etching), 박리(stripping)공정을 통하는 회로형성과정(1)을 회로기판을 제조하고, 감광성 액/고상 물질을 이용해 필요한 개방부, 즉 랜드부(land) 및 절연층을 형성하는 보호처리과정(2)이다.

특히, 이러한 모든 회로기판의 제작에도 분리형 사용이 가능하며, 또한 다층기판(Multi Layer Board), 경성-연성기판(rigid-flex board)등 신규한 기판에도 적용할 수 있다.

한편, 상기한 바와 같은 회로기판은 이를 상온이상 200℃이하에서 건조시켜 완전성형 및 점착력을 향상시키는 건조공정을 통해 연성 등 회로기판을 제조한 후, 후처리과정(3)과 같이 부품접속 및 결속, 장착을 목적으로 필요한 부위에에폭시(epoxy)계, 아크릴(acryl)계, 페놀(phenol)계 등 수지류를 이용한 점착성을 가진 접착제 등을 포함하여 주석-납(tin-lead), 금(Au), 니켈(Ni)류 등을 망라한 금속류 도금공정과 후처리 과정 완료후 또는 이전에 가능한 외형 및 기타 필요한 부위를 절단해 주는 절단공정, 전 공정에 걸쳐 회로이상 및 외형이상을 확인하는 검사공정, 보강대 또는 보강판을 접착시키는 공정 등을 통해 연성을 포함한 회로기판이 완성된다.

이때, 상기 분리형은 결합시키는 서로의 회로간 또는 접속물질간 동일한 위치에 밀착시키는 정도가 중요하므로 회로기판 배면 혹은 기타 부위에 점착력을 가진 접착제류를 이용하여 위치를 고정시키고, 밀착력을 증가시키도록 한다.

이와 같은 공정을 통해 제조되는 본 발명은 연성을 포함한 회로기판의 제조방법을 통해서 회로 구성과정을 완료시킬 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 감광성 절연물을 이용한 연성인쇄회로기판의 제조방법은 일체형에서 분리시킬 수 있는 부분을 분리 제작하여 감광성 절연물을 도포하는 등 보호처리과정(2)을 통해 관리하며, 신뢰성을 유지하고, 작업성 및 생산성 향상을 위해 주석-납(tin-lead), 금(Au), 니켈(Ni)류 등 후처리과정을 거쳐 회로기판을 제작할 수 있다.

여기서, 접착, 밀착 및 기타 용도로 사용되는 모든 접착제류는 에폭시계, 아크릴계, 페놀계 또는 기타 수지류 등을 망라하여 사용이 가능하며, 열경화성(thermoset), 열가소성(thermoplastic)류, 감압성(pressure sensitive adhesive) 등을 포함한 다양한 종류가 사용될 수 있고, 접착 및 가열 경화온도는30℃ ∼ 250℃이하의 회로기판의 열변형 및 연소, 구조파괴 등을 야기시킬 수 있는 온도 이하 조건에서 쓰일 수 있다.

또한, 지지용 및 보강용, 기타 필요에 의해 첨가 및 추가될 수 있는 재료로서 폴리에스테르(polyester), 에폭시(epoxy)계, 아크릴(acryl)계, 페놀(phenol)계 등을 포함한 재료들이 사용될 수 있고, 온도조건에 있어서도 상기한 바와 같이 회로기판의 손상을 막을 수 있는 재료들을 사용할 수 있다.

따라서, 회로기판에서 일체형으로 제조가 가능한 제품을 분리형태로 제조하여 불필요한 부분의 자재 손실분을 최대한 줄여 분리 부분에 배열 또는 복합한 배열을 이용하면 각각 다른 종류의 보강대나 보강판이 접착될 수 있는 부분에 있어서 여러 번 접착공정을 거치지 않아도 되므로 생산효율을 극대화시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 감광성 절연물을 이용한 연성인쇄회로기판의 제조방법은 주로 기계나 사람에 의해 절연층을 생성해주는 커버층 타입에 비해 정밀도가 우수하며, 금형으로 개방부위를 배치하는 방식에 비해 훨씬 정확하고 미세화 시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 솔더 마스크 잉크 및 도료를 이용해 절연층을 형성시키는 방식에 비해서 신뢰성이 두드러지는 방식이며, 커버층 타입에 비해 수축 및 팽창 정도가 작아 불량 발생 확률이 줄어들 수 있고, 열과 압력이 가해지는 공정수를 줄임으로써 균열 발생의 우려를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 회로설계 및 구성과정에서 원자재에 회로를 형성하는 회로형성과정과 보호처리과정 및 후처리과정을 통해 연성인쇄회로기판을 제조하는 연성인쇄회로기판의 제조방법에 있어서,

   상기 회로구성과정은 초기 원자재 재단공정을 배열상태로부터 분리하는 방법과 복합적으로 배열하는 방법중 적어도 어느 하나를 선택적으로 사용하여 구성하고, 보호처리과정은 상기에서 구성된 회로 상부에 감광성 절연물을 도포한 후 현상하여 개방부위를 형성하는 형성함을 특징으로 하는 감광성 절연물을 이용한 연성인쇄회로기판의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 회로형성과정은 회로기판의 원자재 투입하거나 필요한 크기로 자르는 재단공정 및 투입공정과 상기 회로기판에 관통공을 형성시키는 펀칭공정과 상기 회로기판의 감광성 재료상에 회로를 형성시키는 회로구성과정과 상기 회로구성과정후 자외선 빛을 포함한 광노출, 열을 이용한 열 노출을 통해 회로부분만을 남기고 나머지 부분을 벗겨내는 현상, 부식 및 박리 공정으로 구성됨을 특징으로 하는 감광성 절연물을 이용한 연성인쇄회로기판의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 보호처리과정은 회로형성과정을 통하여 제조된 회로기판에 필요한 두께에 따라 커버층을 형성시키기 위하여 감광성 절연물을 도포하는 도포공정과, 도포된 감광성 절연물을 건조시키는 건조공정과, 감광성 절연물을 현상하여 전기적 접속부위를 개방시키는 현상공정으로 구성됨을 특징으로 하는 감광성 절연물을 이용한 연성인쇄회로기판의 제조방법.