KR100499008B1 - 비아홀이 필요없는 양면 인쇄회로기판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 인쇄회로기판 중 양면 인쇄회로기판의 제조 방법에 관한 것으로서, 인쇄회로기판 양면의 전기 신호 전달을 위한 비아홀을 가공할 필요없이, 인쇄회로기판의 한쪽 면에만 소정의 설계된 회로 패턴을 형성하여 이것을 접음으로써 형성된 양면 인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명에서는 플렉시블(flexible)한 재질의 기판의 한쪽 면에만 회로 패턴의 설계시에 종래 방식에서 양면간의 전기 신호 전달을 위한 비아홀 역할을 대체하는 도선을 포함하는 소정의 회로 패턴을 함께 설계하고 이것을 추후에 단지 접기만 함으로써 비아홀이 없는 양면 인쇄회로기판을 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 제조방법에서는, 비아홀이 없으므로 제조 공정 중 비아홀에 관한 여러 번거로운 공정이 필요 없어지고 그에 따른 비용 및 제조 공정의 복잡도가 감소되고 공정 시간이 단축될 수 있다.

Description

비아홀이 필요없는 양면 인쇄회로기판 및 그 제조방법{Two-sided PCB without via hole and the manufacturing method thereof}

본 발명은 인쇄회로기판, 그 중에서도 양면 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 플렉시블 기판을 이용하여 기판의 한쪽 면에만 회로 패턴을 형성하여 이를 접으므로써 비아홀이 필요없는 리지드 양면 인쇄회로기판을 제조하는 방법 및 이러한 방법에 따라 제조된 비아홀이 없는 양면 인쇄회로기판에 관한 것이다.

인쇄회로 기판의 종류에 대해 살펴본다.

그 층수에 따라 분류하면 인쇄회로기판에는 절연기판의 한쪽 면에만 배선을 형성한 단면 PCB, 양쪽 면에 배선을 형성한 양면 PCB 및 다층으로 배선한 MLB(다층 인쇄회로기판;Multi Layered Board)가 있다. 과거에는 부품 소자들이 단순하고 회로 패턴도 간단하여 단면 PCB를 사용하였으나, 최근에는 회로의 복잡도가 증가하고 고밀도 및 소형화 회로에 대한 요구가 증가하여 대부분 양면 PCB 또는 MLB를 사용하는 것이 일반적이다.

양면 인쇄회로기판의 재료로서 가장 많이 흔히 사용되는 것은 절연물의 양측에 얇게 동도금층을 형성한 동박적층판(CCL;Copper Clad Laminate)이다.

양면 인쇄회로기판 또는 MLB에서는 상면과 하면 간 또는 내층과 외층간에 비아홀을 통해 전기 신호를 교환한다.

이 비아홀은 원판을 드릴링등의 방법으로 가공하여 형성되며, 이 비아홀의 홀 벽면은 도전성을 갖기 위해 동도금 처리된 후, 비아홀 내부의 나머지 빈공간에는 절연성의 잉크로 충진된다.

일반적으로 인쇄회로기판에서는 이러한 비아홀이 전술한 상면과 하면을 전기적으로 연결하는 역할을 하게 된다.

인쇄회로기판을 기판의 재질에 따라서 분류하면, 리지드(rigid)형, 플렉시블(flexible)형, 이 두가지를 혼합한 리지드-플렉시블형의 3가지로 분류된다.

리지드 PCB는 우리가 흔히 알고 있는 형태가 고정된 PCB를 말하며, 플렉시블 PCB는 유연성이 있으므로 디자인이 직육면체가 아닌 전자기기에서 휘거나 접힌 상태로 PCB를 장착할 필요가 있는 경우에 사용된다. 또한 프린터의 헤드와 같이 구동되는 부분에서 전기적 연결이 필요할 때 일종의 커넥터로도 사용된다.

리지드-플렉시블 PCB는 리지드 PCB들을 플렉시블 PCB가 연결하고 있는 형태의 PCB로서 보다 정교한 회로의 제작이 가능하고 전기적 접속을 줄일 수 있어 신뢰성이 높으므로 항공우주, 군사용 장비에 많이 사용되며, 최근에는 폴더형 휴대전화기의 접히는 부분의 전기 접속을 위해 사용되기도 한다. 리지드-플렉시블 PCB는 서로 다른 재질의 원판을 결합시켜 제작하므로 제조공정의 효율성이 낮고 특수한 기술이 요구되는 어려움이 있으나 전자제품의 기능이 복잡해지고 소형화됨에 따라 사용빈도가 증가하고 있다.

도1은 종래 기술에 따른 양면 인쇄회로기판의 제조방법을 나타낸 것이다.

(A)는 인쇄회로기판의 제조에서 원기판으로 흔히 사용되는 리지드(rigid)형의 동박 적층판이다. (11)은 동박층이고, (12)은 절연층이다.

(B)에서 기판에 양면의 전기 접속을 위한 비아홀(13)을 형성하기 위해 드릴링을 가한다. 드릴링 방법으로는 기계적 드릴링 방법도 가능하고 YAG 레이저나 CO₂ 레이저에 의한 레이저 드릴링도 가능하다.

(C)에서, 기판 전체를 무전해 동도금(14)하고, (D)에서 전해 동도금(15)한다.

(E)에서, 동도금 층에 설계된 회로 패턴(16)을 형성한다.

참고로, 회로 패턴을 형성하는 방법은 기판 특성 및 제조 조건에 따라 여러 가지가 있다. 이하에서는 종래에 많이 사용되는 회로 패턴을 형성하는 방법에 대해 설명한다.

인쇄회로기판 제조시 회로 패턴의 설계를 마친 후에, 기판 위에 이 설계된 회로 패턴을 형성하는 방법에는 여러 가지가 있으나, 모든 회로 패턴 형성 방법은 에칭(부식)과 도금(적층)을 기본으로 한다. 즉, 이 두가지를 적절히 사용하여 요구되는 여러 가지 기판 성질 및 경제 조건에 적합한 공정을 구성하게 된다.

도2는 종래에 사용되는, 소위 "서브트랙티브(subtractive)" 방식이라 불리는 인쇄회로기판 제조 공정을 개략적으로 나타낸다. "서브트랙티브" 방식이란 용어는 일반적으로 에칭에 의한 회로 형성 방법을 가리키지만, 본 명세서에서는 이하의 설명으로 정의되는 공정 방식을 서브트랙티브 공정 방식이라 정의하기로 한다.

(C)는 CCL 기판에 홀을 가공하고 약 0.5-1.5㎛ 두께로 무전해 동도금까지 마친 상태의 기판이다. (21)은 CCL의 동박층이고, (22)는 CCL의 절연층이며, (24)로 표시된 부분은 무전해 동도금 층이다.

(D)는 무전해 동도금한 기판에 약 15-25㎛ 두께로 전해 동도금(25)을 실시한 것이다.

전해 동도금에 앞서 무전해 동도금을 실시하는 이유는 절연층 위에서는 전기가 필요한 전해 동도금을 실시할 수 없기 때문이다. 즉, 전해 동도금에 필요한 도전성 막을 형성시켜주기 위해서 그 전처리로서 얇게 무전해 동도금을 하는 것이다. 무전해 동도금은 처리가 어렵고 경제적이지 못한 단점이 있기 때문에, 회로 패턴의 도전성 부분은 전해 동도금으로 형성하는 것이 바람직하다.

(D-1)은 전해 동도금을 실시한 기판에 드라이 필름(D/F) 및 회로 패턴이 인쇄된 필름(아트워크 필름)을 이용하여 에칭 레지스트 패턴(26)을 형성한 것이다.

PCB 상에 설계된 회로 패턴에 따라 레지스트 패턴을 형성하는 과정에도 여러 가지 방법이 있으나, 가장 흔히 사용되는 방법은 드라이 필름을 사용하는 방법이다.

드라이 필름은 통상적으로 D/F로 표기하며 커버필름, 포토 레지스트필름 및 마일러(Mylar) 필름의 3층으로 구성된다. 실질적으로 레지스트 역할을 하는 층은 포토 레지스트 필름 층이다.

드라이 필름을 커버필름을 벗겨내면서 PCB 원판에 입히고(이를 lamination이라 한다), 이 위에 회로 배선이 인쇄된 아트워크 필름을 밀착시킨 후 자외선을 조사한다. 이때 아트워크의 패턴이 인쇄된 검은 부분은 자외선이 투과하지 못하고, 인쇄되지 않은 부분은 자외선이 투과하여 아래의 드라이 필름을 경화시키게 된다. 이 기판을 현상액에 담그면 경화되지 않은 드라이 필름 부분이 현상액에 의해 제거되고, 경화된 드라이 필름은 남아서 레지스트 패턴이 형성된다. 현상액으로는 탄산나트륨(1%의 Na₂CO₃) 또는 탄산칼륨(K₂CO₃)을 사용한다.

여기에 에칭을 실시하면, 이 에칭 레지스트가 덮인 부분에는 에칭이 가해지지 않고, 레지스트가 덮혀있지 않은 부분의 전해동도금층(25), 무전해 동도금층(24) 및 CCL의 동박(21)은 에칭에 의해 제거된다.

에칭 레지스트는 박리액으로 제거시킨다. 박리액으로는 KOH 또는 NaOH를 사용한다.

(E)는 에칭 후에 박리액으로 에칭 레지스트를 제거하여 원하는 회로 패턴이 얻어진 상태의 인쇄회로기판이다.

회로 패턴을 형성하기 위한 또다른 방법을 설명한다. 도3은 최근에 많이 사용되는 소위 "세미-에디티브(semi-additive)" 방식의 인쇄회로기판 제조 공정을 개략적으로 나타낸 것이다. "세미-에디티브" 방식이란 용어는 일반적으로 선택적인 도금방식으로 회로를 구현하는 방식을 지칭하지만, 본 명세서에서는 이하의 설명으로 정의되는 공정을 세미-에디티브라 정의하기로 한다.

세미-에디티브 방식은 얇고 정밀한 처리에 적합한 것으로서, 가공을 위한 원판도 주로 CCL 대신 폴리이미드 필름을 사용하고, 드릴링도 기계적인 드릴링 보다는 레이저 드릴링을 사용한다.

(C)는 레이저 드릴링에 의해 홀을 형성한 기판에 0.5-1.5㎛ 두께로 무전해 동도금(34)까지 실시한 상태이다. 도면에는 설명을 위해 홀을 직사각형으로 도시했지만, 실제로 레이저 드릴링을 행한 경우에는, 위쪽에서 레이저를 쏜다고 가정하면, 그 단면이 위쪽이 넓고 아래쪽이 좁은 사다리꼴 모양이 될 것이고, 아래쪽에서 레이저를 쏜다고 가정하면, 그 단면이 아래쪽이 넓고 위쪽이 좁은 사다리꼴 모양이 될 것이다.

무전해 동도금 대신에 스퍼터링(sputtering) 처리를 사용할 수도 있다. 즉, 무전해 동도금 대신에 Cr 스퍼터링에 의해 0.2㎛두께의 Cr 및 0.5㎛ 두께의 Cu를 씌우는 방법도 가능하다.

(D)는 전술한 바와 같은 방법으로, 드라이 필름(D/F) 및 회로 패턴이 인쇄된 필름(아트워크 필름)을 사용하여 도금 레지스트(35)를 형성한 것이다. 도금 레지스트가 형성된 부분에는 도금이 되지 않는다.

(D-1)은 15-25㎛ 두께로 전해 동도금(36)을 실시한 것이다. 도금 레지스트를 형성한 부분에는 도금이 되지 않으므로, 동도금 막이 형성되지 않고, 나머지 부분에만 도전성의 구리막이 형성된다.

다음으로, 동도금을 행한 기판에 에칭을 실시하여 동도금이 행해진 곳 이외의 부분들에 적층된 막들을 모두 제거한다. 즉 에칭에 의해 도금 레지스트(36)에 의해 덮인 곳에는 무전해 동도금(또는 Cr/Cu 처리한 부분) 및 CCL의 동박이 제거되어 원판 CCL의 절연층만 남는다.

(E)는 원하는 배선 패턴을 형성된 인쇄회로기판의 단면도이다.

다시 도1로 돌아가서, (F) 단계에서, 회로 패턴이 형성된 기판의 비아홀을 절연 잉크로 충진하고, 포토 솔더 레지스트(PSR;17)를 도포하고, 다른 기판 또는 칩과 접속될 부분(18)의 솔더 레지스트 부분을 제거하여 그 부분의 동박을 노출시킨다.

BGA 접속 방식의 인쇄회로기판에서는 이전의 소위 리드 프레임 방식과 달리 다른 기판 또는 칩과의 접속을 위한 리드선이 존재하지 않고 다른 기판 또는 칩과 접속될 부분(18)에 솔더 범프를 형성하고, 이 솔더 범프에 의해 전기적 접속이 이루어진다.

솔더 레지스트로 덮이지 않고 노출된 동박부위가 산화되는 것을 방지하고, 실장되는 부품의 납땜성을 향상시키며 좋은 전도성을 부여하기 위한 표면처리를 한다.

동도금된 기판의 표면 처리 방법으로는

HASL(Hot Solder Air Leveling), OSP(Organic Solderability Percervatives)(플리플럭스(Pre-flux) 코팅 방식), 무전해 Ni/Au 도금, 무전해 Pd 도금, 무전해 Ag 도금, 무전해 주석 도금 등의 방식이 있다.

이 중 무전해 Ni/Au 도금 방식은 최근의 휴대폰, 비디오 카메라 등에 많이 사용되고 있으며, 금의 접착성을 높이기 위하여 먼저 니켈을 도금하고 이어서 금을 도금하는 방식을 취한다.

(G)에서, 솔더 레지스트가 제거된 부분에 표면 처리 방식 중 무전해 Ni/Au 도금(19)되어 있다.

이는 기판에 대한 최종적 마무리로서, 솔더 레지스트로 덮이지 않고 노출된 동박부위가 산화되는 것을 방지하고, 실장되는 부품의 납땜성을 향상시키며, 좋은 전도성을 부여하기 위한 것이다.

상기 설명은 제조 방법은 흔히 사용되는 인쇄회로기판 제조 방법들 중 하나를 설명한 것으로서, 이와 같은 방법 외에도 다양한 인쇄회로기판 제조 방법이 사용되고 있다.

이러한 종래의 비아홀에 의해 양면간의 전기 접속을 행하는 인쇄회로기판에 있어서, 비아홀의 내벽은 양면간의 전기 접속을 수행하는 부분으로서, 도금이 잘못된 경우에는 회로의 단락 또는 단선이 발생하므로 그 관리가 필수적인 부분이다. 따라서, 그 비아홀 벽에 도금된 구리층의 두께는 기판의 스펙 내용 중 하나가 되며 충진 잉크의 상태등은 기판 검사시 반드시 점검 해야할 중요 사항 중 하나가 된다.

그러나, 이렇게 중요한 역할을 하는 비아홀은 직경이 매우 작은 미세홀들이므로, 그 형성 공정 및 내벽의 도금층의 도금 상태등의 관리가 매우 어려우며, 회로의 경박 단소화에 따라 공정의 어려움도 급격히 증가하고 있다.

본 발명은 플렉시블(flexible) 재질의 원판을 사용하여, 회로 패턴의 설계시에 미리, 종래 방식에서 양면의 전기 신호 전달을 위한 비아홀 역할을 대체하는 도선을 포함하는 소정의 회로 패턴을 설계하고 이것을 회로 패턴 형성 후에 단지 접기만 하므로써 비아홀이 없는 양면 인쇄회로기판을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

궁극적으로는, 전술한 바와 같이, 비아홀이 없는 양면 인쇄회로기판 제조 방법을 제공함으로써 비아홀의 제조 공정시 그 형성 및 검사에 많은 주의를 기울여야 하는 문제점을 해결하여 최근의 추세인 패키지 경박 단소화 요구를 충족하면서도 공정의 간소화를 통해 제조 비용 및 제조 공정에 소요되는 시간을 감소시키는 것을 목적으로 한다.

사각형 형상의 플랙시블 절연성 기판을 네 개의 꼭지점들이 기판의 중심에 향하도록 접어서 형성된 두 겹의 절연층;

상기 절연층의 접힌 모서리를 지나 상기 절연층의 상면 및 하면에 형성된 회로패턴;

상기 회로패턴의 보호를 위한 솔더 레지스트층; 및

상기 회로패턴에 의해 전기적으로 연결되며 다른 기판 또는 칩 등과 접속되는 복수의 접속부를 포함한다.

본 발명에 따른 제조 방법은,

(a) 한쪽 면이 동도금된 플렉시블한 절연성 기판의 동도금된 면에 회로 패턴을 형성하는 단계;

(b) 상기 회로 패턴이 형성된 면에 포토 솔더 레지스트를 도포하고, 이 도포된 부분 중 다른 기판 및 칩과의 접속부 역할을 하는 부분의 포토 솔더 레지스트를 제거하는 단계; 및

(c) 상기 솔더 레지스트를 제거한 부분에 표면 처리를 하는 단계; 및

(d) 상기 표면 처리한 기판을 각 꼭지점으로부터 사각형의 중심을 향해 접는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 또다른 방법은,

(a) 복수개의 인쇄회로기판을 포함할 수 있는 크기의 리지드(rigid) 절연성 기판에 개별 인쇄회로기판 유닛이 될 부분 및 접히는 부분을 설정하는 단계;

(b) 상기 접히는 부분 중 접히는 부분들끼리 만나는 부분을 제외하고, 라우팅 가공하는 단계;

(c) 한쪽 면이 동도금된 플렉시블한 절연성 기판을 상기 리지드 절연 기판에 접합시키는 단계;

(d) 상기 플렉시블 절연 기판의 동도금된 면에 회로 패턴을 형성하는 단계;

(e) 상기 회로 패턴이 형성된 면에 포토 솔더 레지스트를 도포하고, 이 도포된 부분 중 다른 기판 및 칩과의 접속부 역할을 하는 부분의 포토 솔더 레지스트를 제거하는 단계;

(f) 상기 솔더 레지스트를 제거한 부분에 표면 처리를 하는 단계; 및

(g) 서로 접합된 상기 도금된 플렉시블 기판 및 리지드 기판을 양면 인쇄회로기판 형태가 되도록 소정의 설계된 방식으로 접는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 또다른 방법은 (a) 한쪽 면이 동도금된 플렉시블한 절연성 기판의 동도금된 면에 회로 패턴을 형성하는 단계;

(b) 상기 회로 패턴이 형성된 면에 포토 솔더 레지스트를 도포하고, 이 도포된 부분 중 다른 기판 및 칩과의 접속부 역할을 하는 부분의 포토 솔더 레지스트를 제거하는 단계;

(c) 상기 솔더 레지스트를 제거한 부분에 다른 기판 및 칩과의 접속을 위한 표면 처리를 하는 단계; 및

(d) 상기 플렉시블 절연성 기판의 회로 패턴이 형성된 면의 반대면에, 접히게될 부분이 재단된 리지드 기판을 접착시키는 단계;

(e) 상기 리지드 기판이 접착된 기판을 각 꼭지점으로부터 사각형의 중심을 향해 접는 단계를 포함한다.

이하 본 발명에 대한 일실시예를 첨부된 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.

도4는 본 발명의 제조 방법에 따른 인쇄회로기판 제조 과정을 단계별로 도시한 것이다.

(A)는 가공되기 전의 원판으로서, 플렉시블 재질의 절연층(42)에 얇게 구리막(41)을 입힌 기판의 단면도이다. 한쪽에만 회로 패턴을 형성할 것이기 때문에 한쪽에만 동박이 입혀진 기판을 원판으로 사용한다.

구리가 이미 입혀진 재료를 사용할 수도 있고, 플렉시블 재질의 절연층만 있는 재료에 동도금으로 구리를 입혀서 사용할 수도 있다.

여기서, 플렉시블 재질의 절연층(42)으로는 폴리이미드(polyimide) 필름을 사용할 수 있다.

(B)에는 상기 기판 상에 구리 회로 패턴을 형성한 것의 단면도(위) 및 그 상면도(아래)를 도시하였다. 단면도는 상면도의 X-Y 부분을 따라 절단한 것이다.

전술한 바와 같이, 회로 패턴을 형성하는 방법은 여러 가지가 있으며, 앞서 본 명세서에서 설명한 회로 패턴 형성 방법을 사용하여도 되고, 기판 특성 및 제조 환경에 따라 어떤 방법을 사용하여도 무방하다.

(B)의 단면도에서 (43)은 (A) 단계의 구리막(41)층이 그대로 남은 것이 아니고, 회로 패턴 형성을 위한 적층 및 에칭 과정을 거쳐서 최종적으로 남은 회로 패턴이다.

(B)의 상면도에서, (44)는 전술한 바와 같이, 종래의 양면 인쇄회로기판에서의 양면간의 전기적 접속을 위한 비아홀을 대체하기 위한 리드선이다. 이 리드선은 기판과 간격을 두고 떨어져 있는 것이 아니고, 회로 패턴 설계시부터 고려되어 기판 상에 기타 회로 패턴과 같은 형태로 에칭 또는 도금에 의해 형성된다. 즉 이 상면도는 설명을 위한 것으로서, 실제로는 도시된 바와 같이, 따로 식별을 위한 표시나 처리를 하지 않는 이상 양면 간의 전기 접속을 위한 리드선(44)이 다른 회로 패턴과 구별되지는 않는다. (B)의 상면도에는 기타 회로 패턴 부분은 설명을 위해 미도시되어 있다. 점선(45)은 이 기판이 공정을 거쳐 마지막에 접히게 될 부분이다.

(C)에서, 회로 패턴이 형성된 기판에 포토 솔더 레지스트(photo solder resist)를 도포하고, 추후에 다른 기판 또는 칩과의 접속을 위한 솔더가 형성될 부분(48)이 인쇄된 마스크 필름을 이용하여 포토 솔더 레지스트를 선택적으로 제거한다.

(47)은 제거되고 남은 포토 솔더 레지스트이고, (48)은 다른 기판 또는 칩과의 접속을 위한 솔더가 형성될 부분으로서 포토 솔더 레지스트(PSR)가 제거되어 있다.

(D)는 (B)의 점선(45)을 따라 기판을 접은 상태의 단면도, 상면도 및 하면도이다.

여기의 상면도 및 하면도에는 설명을 위해, 회로 패턴 및 남아 있는 PSR 패턴은 도시하지 않았다.

마찬가지로, 상면도 및 하면도에 도시되어 있는 리드선들(49)은 종래 인쇄회로기판의 비아홀을 대체하기 위한 리드선들이고, 이 그림은 설명을 위한 것으로서, 실제로는 이 리드선을 구별하기 위한 표시 또는 처리를 하지 않는 이상 이 그림에서와 같이 리드선들이 기타 회로 패턴들과 구별되어 보이지는 않는다.

최초에 이용한 원판은 플렉시블 재질이지만 본 발명에 따른 제조 방법에 따라 제조된 결과적인 양면 인쇄회로기판은 리지드 인쇄회로기판의 용도에 그대로 적용될 수 있다.

도4에 도시된 바와 같이 사각형의 플렉시블 기판의 꼭지점 부분을 접는 방식을 변형하여 접는 방법을 변형할 수도 있다.

즉, 도5에는, 본 발명에 따른 실시예로서, 플렉시블 기판의 양측을 접은 방법을 나타낸 것으로서 접기 전 상태의 상면도(A)와 접은 후 상태의 상면도(B) 및 하면도(C)가 도시되어 있다.

마찬가지로, 도시되어 있는 리드선들(51)은 종래 인쇄회로기판의 비아홀을 대체하기 위한 리드선들이고, 이 그림은 설명을 위한 것으로서, 실제로는 이 리드선을 구별하기 위한 표시 또는 처리를 하지 않는 이상 이 그림에서와 같이 리드선들이 기타 회로 패턴들과 구별되어 보이지는 않는다.

도4 및 도5에는 설명을 위해 기판 하나를 제조하는 경우만을 도시하였으나, 실제 공정에서는 제조 조건 및 인쇄회로기판의 용도에 따라 하나의 패널 내에 수 개에서 수백 개까지의 인쇄회로기판이 들어가기도 하므로, 이러한 상황을 고려하여 당업자는 기판의 모양도 여러 형태를 가질 수 있고, 접는 방식도 전술한 것 이외에 여러 가지를 생각할 수 있을 것이다.

본 발명의 또다른 실시예로서, 플렉시블 재질이 강도 및 지지력이 부족한 단점을 보상하기 위해 리지드(rigid)한 재료를 삽입하는 방법을 사용할 수 있다.

도6에는, 본 발명에 따른 다른 실시예로서, 본 발명에 따른 인쇄회로기판 제조 공정시 리지드한 재료를 삽입하여 그 강도 및 지지력을 보완할 수 있는 제조 방법을 단계별로 도시하고 있다.

이러한 리지드한 재료로는 다층 회로 기판의 층간에 삽입되는 프리프레그(prepreg) 또는 층의 형태를 지지할 수 있는 강도를 갖는 재료라면 제조 공정에 편한 임의의 재료를 사용할 수 있으나, 기판의 전기적 특성을 고려할 때 절연성을 갖는 재료를 사용하는 것이 바람직하다.

(A)는 리지드 기판의 단면도(위) 및 그 상면도(아래)이다. 도면에는 그 일부분만을 도시한 것으로 실제 가공될 리지드 기판은 인쇄회로기판이 실장될 마더보드 정도로 큰 판이고 이것을 절단하여 사용하게 될 것이다.

(A)는 아직 가공되지 않은 상태의 리지드 기판으로서, 마름모 형태의 실선(602)은 하나의 인쇄회로기판 유닛을 나타내고, 점선(601)은 추후 공정에서 플렉시블 기판의 접히게될 부분을 나타낸다. 후술하는 바와 같이, 점선 부분(601)에는 절단 가공이 가해질 것이다.

(B)에는 (A)의 점선부분(601)을 절단한 상태의 기판의 단면도 및 상면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 점선 부분(603)이 절단되어 있다. 단, 모든 점선을 따라 절단하는 것이 아니고, 접히는 부분이 각 인쇄회로기판이 될 유닛과 만나는 부분(604)은 남겨두어 그 형태를 유지하도록 한다.

(C)는 상기 리지드 기판(607)에 한쪽면에 도전층(606)이 입혀진 플렉시블 기판을 접착시킨 상태의 플렉시블 기판의 단면도를 나타낸다.

(D)는 리지드 기판과 플렉시블 기판을 접착시킨 기판에 회로 패턴을 형성한 상태의 단면도이다. 설명을 위해 구체적인 회로 패턴 형성방법은 생략하였으며, 전술한 바와 같은 여러 가지 패턴 회로 형성 방법이 사용될 수 있다. (608)은 플렉시블 기판층의 도전층(606) 중 일부가 일련의 처리 과정을 거쳐 남은 것이 아니고, 패턴 회로 형성 결과 형성된 회로 패턴으로서 최종 제품인 양면기판에서 기판 상하의 신호를 연결하는 도전로의 역할을 한다.

도6b를 참조하면, (E)는 (D)의 기판에 포토 솔더 레지스트(609)를 도포하고, 다른 기판이나 칩과의 접속을 위한 부분(610)은 에칭에 의해 제거한 상태를 나타내고 있다.

이 때, 다른 기판이나 칩과의 접속을 위한 부분(610)의 에칭을 위해서는 회로 패턴이 인쇄된 아트워크 필름 외에 별도의 마스크 필름을 사용하여야 한다.

(F)는 (A)에서의 실선(602)을 따라 인쇄회로기판의 개별 유닛으로 절단한 상태의 하면도이다. 여기서 부터는 여러 개의 유닛들을 포함하던 원판이 하나의 인쇄회로기판으로 분리되어 처리된다. 반대면(상면)에는 포토 레지스트가 도포된 상태의 플렉시블 기판이 접착되어 있다.

(G)에서 접히는 부분이 만나는 부분(611)을 잘라낸다.

(H)에 도시된 단면도(위) 및 평면도(아래)와 같이, (A)의 점선(601)을 따라 리지드 기판 방향으로(리지드 기판이 내부가 되도록)접으면, 원하는 양면 인쇄회로기판이 완성된다. 마찬가지로, 설명을 위해 (H)의 평면도에는 리드선들(612)만 도시되어 있고, 기타 회로 패턴 및 포토 솔더 레지스트 층은 도시되어 있지 않으며, 실제로는 이 리드선을 구별하기 위한 표시 또는 처리를 하지 않는 이상 이 그림에서와 같이 리드선들이 기타 회로 패턴들과 구별되어 보이지는 않는다.

도7에는, 본 발명에 따른 실시예로서, 양면 인쇄회로기판의 제조 방법 중 기판의 내부에 리지드 층을 삽입하는 다른 제조 방법이 도시되어 있다.

(A) 내지 (C)는 도4에 도시된 리지드 지지층이 없는 제조 방법과 동일하다.

즉, (C)는 한쪽 면에만 다른 기판 또는 칩과의 접속을 위한 부분(71)이 제거된 포토 솔더 레지스트 층까지 형성된 상태의 플렉시블 인쇄회로기판(72)이다.

(D)에서, 접힐부분이 미리 절단된 리지드 기판(73)을 플렉시블 인쇄회로기판(72)에 접착한다.

(E)에서, 리지드 기판(73) 쪽으로 접으면 비아홀이 없는 리지드 양면 인쇄회로기판이 완성된다.

본 발명에 따른 또다른 실시예로서, 전술한 리지드 기판을 삽입하는 방식을 변형하는 방법을 생각할 수 있다.

도6a, 6b 및 도7에 도시된 방식에 따라 인쇄회로기판을 제조하면, 도6b의 (H) 및 도7의 (E)의 단면도에 도시된 바와 같이, 리지드 기판이 두겹을 되어 기판이 다소 두꺼워지게 된다.

도6a의 (B)에서 리지드 기판의 접히는 부분을 절단 가공시 (605)를 제거하거나, 도7의 (D)에서 (74)를 제거하면 삽입되는 리지드 기판을 한층으로 할 수 있다. 이 경우에는 도6에 도시된 방법과 달리 개별 유닛을 분리되었을 때 플렉시블 기판이 리지드 기판 보다 더 넓게 될 것이다.

도8에는 본 발명에 따른 제조 방법의 또다른 실시예로서, 도7의 (D)에서 (74)를 제거하는 경우의 제조 방법을 나타낸다.

(A) 내지 (C) 단계는 도4의 (A) 내지 (C)에 도시된 리지드 지지층이 없는 제조 방법 및 도7의 플렉시블 기판에 회로를 형성한 후에 리지드 기판을 접착시키는 방법과 동일하다.

즉, (C)는 한쪽 면에만 다른 기판 또는 칩과의 접속을 위한 부분(81)이 제거된 포토 솔더 레지스트 층까지 형성된 상태의 플렉시블 인쇄회로기판(82)이다.

(D)에서, 접히게될 부분 및 접힌 후에 두겹이 되는 부분을 미리 제거한 리지드 기판(83)을 접착시킨다.

(E)에서, 미리 정해진 방식으로 접으면 내부에 삽입된 리지드 기판이 한층인 비아홀이 없는 양면 인쇄회로기판이 완성된다.

본 발명의 제조 방법에 따라, 플렉시블(flexible) 재질의 원판을 사용하여, 회로 패턴의 설계시에 미리, 종래 방식에서 양면의 전기 신호 전달을 위한 비아홀 역할을 대체하는 도선을 포함하는 소정의 회로 패턴을 형성하고 이것을 추후에 단지 접기만 함으로써 비아홀이 없는 양면 인쇄회로기판을 제조할 수 있다.

궁극적으로는, 제조 공정시 그 형성 및 검사에 많은 주의를 기울여야 하는 비아홀이 없는 양면 인쇄회로기판 제조 방법을 제공함으로써 최근의 추세인 패키지 경박 단소화 요구를 충족하면서도 공정의 간소화를 통해 제조 비용 및 제품 납품 기한을 감소시킬 수 있다.

이상, 본 발명을 실시예를 통해 설명하였으나, 이 실시예들은 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니고, 당업자는 본 발명의 범위 내에서 이 실시예들에 다양한 변형을 가할 수 있다. 본 발명의 범위는 이하의 청구범위의 해석을 통해서 한정된다.

도1은 종래 기술에 따른 양면 인쇄회로기판의 제조 방법을 나타낸다.

도2는 종래의 인쇄회로기판 상에 회로 패턴을 형성하는 방법 중 하나를 나타낸다.

도3은 종래의 인쇄회로기판 상에 회로 패턴을 형성하는 방법 중 또다른 방법을 나타낸다.

도4는 본 발명에 따른 단면의 회로 형성에 의해 비아홀이 필요없는 양면 인쇄회로기판을 제조하는 방법을 나타낸다.

도5는 본 발명에 따른 제조 방법의 실시예로서 접는 방법을 변형한 경우를 나타낸다.

도6a 및 6b는 본 발명에 따른 제조 방법의 실시예로서 리지드 기판을 먼저 가공한 후 플렉시블 기판을 접착하여 회로 패턴을 형성하는 방법을 나타낸다.

도7은 본 발명에 따른 제조 방법의 실시예로서 먼저 플렉시블 기판에 회로 패턴을 형성한 다음 리지드(rigid) 재료를 접착하는 방법을 나타낸다.

도8은 본 발명의 제조 방법에 따른 실시예로서 플렉시블 인쇄회로기판의 한쪽에 회로를 형성한 후 리지드 기판을 접착하는 또다른 제조 방법을 나타낸다.

Claims (23)

1. 사각형 형상의 플랙시블 절연성 기판을 네 개의 꼭지점들이 기판의 중심에 향하도록 접어서 형성된 두 겹의 절연층;

   상기 절연층의 접힌 모서리를 지나 상기 절연층의 상면 및 하면에 형성된 회로패턴;

   상기 회로패턴의 보호를 위한 솔더 레지스트층; 및

   상기 회로패턴에 의해 전기적으로 연결되며 다른 기판 또는 칩 등과 접속되는 복수의 접속부;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 절연층은 내부에 적어도 한 층의 리지드(rigid)기판을 감싸도록 접어서 형성되는 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판.
5. 제4항에 있어서, 상기 절연층은 내부에 적어도 두 층의 리지드(rigid)기판을 감싸도록 접어서 형성되는 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판.
6. 제4항 또는 5항에 있어서, 상기 리지드(rigid)기판의 재질은 프리프레그(prepreg)인 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판.
7. (a) 한쪽 면이 동도금된 플렉시블한 절연성 기판의 동도금된 면에 회로 패턴을 형성하는 단계;

   (b) 상기 회로 패턴이 형성된 면에 포토 솔더 레지스트를 도포하고, 이 도포된 부분 중 다른 기판 및 칩과의 접속부 역할을 하는 부분의 포토 솔더 레지스트를 제거하는 단계; 및

   (c) 상기 솔더 레지스트를 제거한 부분에 표면 처리를 하는 단계; 및

   (d) 상기 표면 처리한 기판을 각 꼭지점으로부터 사각형의 중심을 향해 접는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판 제조방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 플렉시블한 절연성 기판은 폴리이미드 필름인 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판 제조방법.
9. 제7항에 있어서, (a)상기 회로 패턴을 형성하는 단계는,

   상기 기판을 무전해 동도금하는 단계;

   상기 기판을 전해 동도금하는 단계;

   드라이 필름으로 에칭 레지스트 패턴을 형성하는 단계;

   에칭하는 단계;

   박리액으로 상기 에칭 레지스트를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판 제조 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 무전해 동도금 층의 두께는 0.5-1.5㎛이고, 상기 전해 동도금 층의 두께는 15-25㎛인 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판 제조 방법.
11. 제7항에 있어서, (a) 상기 회로 패턴을 형성하는 단계는,

    상기 기판에 무전해 동도금에 의해 0.5-1.5㎛ 두께의 동도금 층을 형성하는 단계;

    드라이 필름으로 도금 레지스트 패턴을 형성하는 단계;

    전해 동도금에 의해 15-25㎛ 두께의 동도금 층을 형성하는 단계; 및

    에칭에 의해 동도금이 행해진 이외의 부분의 절연층만 제외하고 모두 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판 제조 방법.
12. 제7항에 있어서, 상기 회로 패턴을 형성하는 단계는,

    상기 기판에 스퍼터링에 의해 0.2㎛두께의 Cr 및 0.5㎛ 두께의 Cu층을 형성하는 단계;

    드라이 필름으로 도금 레지스트 패턴을 형성하는 단계;

    전해 동도금에 의해 15-25㎛ 두께의 동도금 층을 형성하는 단계;

    에칭에 의해 동도금이 행해진 이외의 부분의 절연층만 제외하고 모두 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판 제조 방법.
13. 삭제
14. 삭제
15. (a) 복수개의 인쇄회로기판을 포함할 수 있는 크기의 리지드(rigid) 절연성 기판에 개별 인쇄회로기판 유닛이 될 부분 및 접히는 부분을 설정하는 단계;

    (b) 상기 접히는 부분 중 접히는 부분들끼리 만나는 부분을 제외하고, 라우팅 가공하는 단계;

    (c) 한쪽 면이 동도금된 플렉시블한 절연성 기판을 상기 리지드 절연 기판에 접합시키는 단계;

    (d) 상기 플렉시블 절연 기판의 동도금된 면에 회로 패턴을 형성하는 단계;

    (e) 상기 회로 패턴이 형성된 면에 포토 솔더 레지스트를 도포하고, 이 도포된 부분 중 다른 기판 및 칩과의 접속부 역할을 하는 부분의 포토 솔더 레지스트를 제거하는 단계;

    (f) 상기 솔더 레지스트를 제거한 부분에 표면 처리를 하는 단계; 및

    (g) 서로 접합된 상기 도금된 플렉시블 기판 및 리지드 기판을 양면 인쇄회로기판 형태가 되도록 소정의 설계된 방식으로 접는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판 제조방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 (b) 단계 및 (c) 단계 사이에, 접힌 후의 양면 인쇄회로기판 내에 삽입되는 리지드 기판 층이 한층이 되도록 리지드 기판 층을 2층이 되도록 하는 부분을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판 제조방법.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 플렉시블한 절연성 기판은 폴리이미드 필름인 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판 제조방법.
18. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 리지드 절연성 기판의 재질은 프리프레그(prepreg)인 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판 제조방법.
19. 제15항 또는 제16항에 있어서, (d)상기 회로 패턴을 형성하는 단계는,

    상기 기판에 무전해 동도금에 의해 0.5-1.5㎛ 두께의 동도금 층을 형성하는 단계;

    드라이 필름으로 도금 레지스트 패턴을 형성하는 단계;

    전해 동도금에 의해 15-25㎛ 두께의 동도금 층을 형성하는 단계;

    에칭에 의해 동도금이 행해진 이외의 부분의 절연층만 제외하고 모두 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판 제조 방법.
20. 제15항 또는 제16항에 있어서, (d)상기 회로 패턴을 형성하는 단계는,

    상기 기판에 스퍼터링에 의해 Cr 및 Cu층을 형성하는 단계;

    드라이 필름으로 도금 레지스트 패턴을 형성하는 단계;

    전해 동도금에 의해 15-25㎛ 두께의 동도금 층을 형성하는 단계;

    에칭에 의해 동도금이 행해진 이외의 부분의 절연층만 제외하고 모두 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판 제조 방법.
21. (a) 한쪽 면이 동도금된 플렉시블한 절연성 기판의 동도금된 면에 회로 패턴을 형성하는 단계;

    (b) 상기 회로 패턴이 형성된 면에 포토 솔더 레지스트를 도포하고, 이 도포된 부분 중 다른 기판 및 칩과의 접속부 역할을 하는 부분의 포토 솔더 레지스트를 제거하는 단계;

    (c) 상기 솔더 레지스트를 제거한 부분에 다른 기판 및 칩과의 접속을 위한 표면 처리를 하는 단계; 및

    (d) 상기 플렉시블 절연성 기판의 회로 패턴이 형성된 면의 반대면에, 접히게될 부분이 재단된 리지드 기판을 접착시키는 단계;

    (e) 상기 리지드 기판이 접착된 기판을 각 꼭지점으로부터 사각형의 중심을 향해 접는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판 제조 방법.
22. 제21항에 있어서,

    상기 리지드 기판은 접힌 후에 플렉시블 기판에 의해 둘러싸인 리지드 기판이 두겹이 되도록 미리 가공된 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판 제조 방법.
23. 제21항에 있어서,

    상기 리지드 기판은 접힌 후에 플렉시블 기판에 의해 둘러싸인 리지드 기판이 한겹이 되도록 미리 가공된 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판 제조 방법.