KR100514610B1 - 양면 노출형 연성 인쇄 회로기판 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양면 노출 연성 인쇄회로기판 제작에 있어서 캐리어(CARRIER)나 백업보드(BACK UP BOARD)를 이용하여 공정변경 및 개선, 원가 절감을 유도하는 방법에 관한 것으로 제품 제조원가 절감을 유도하는 방식을 말한다.

일반적으로 연성 인쇄회로기판(FPCB)의 양면노출(DOUBLE ACCESS)타입에 있어서 제조공정은 일반적으로 원자재를 CNC 홀 가공을 하여 위치를 셋팅하고 커버레이(COVERLAY)로 일면(한쪽면)열압착을 통해 접착을 하여 드라이필름 및 노광, 패턴 형성을 하였는데, 본 발명은 여기에서 커버레이 접착시 정확한 위치 가접착을 위한 CNC 드릴 가공 공정을 없애고, 가이드 홀의 정확한 위치에 노광용 필름을 셋팅할 필요 없이 필름을 제품위치 어느곳에나 고정하여 작업자 2명이나,공정시간을 없애고 쉽고, 간단하게 작업할수 있는 방법이다.

Description

양면 노출형 연성 인쇄 회로기판 제조 방법{MANUFACTURING METHOD OF DOUBLE ACCESS TYPED FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD}

본 발명은 양면 노출형 연성 인쇄 회로기판 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 연성 인쇄회로기판 제작에 있어서 캐리어(CARRIER)나 백업보드(BACK UP BOARD)를 이용하여 공정변경 및 개선, 원가 절감을 유도하는 방법에 관한 것이다.종래 생산되어오고 있는 연성 인쇄 회로기판은 단면 연성 인쇄 회로기판, 양면 연성 인쇄 회로기판 및 양면노출 연성 회로기판의 3가지로 크게 분류된다. 단면 연성 인쇄 회로기판은 1개의 단면 레이어(폴리이미드나 폴리에스터 등 수지로 된 얇은 필름의 일면에 동박을 입힌 것. 이를 "베이스 필름" 또는 "원자재"라고 함. 경우에 따라서는 폴리이미드 필름 또는 폴리에스터 필름 등을 "베이스 필름"이라고하여 단면 레이어 또는 원자재와 구분하여 사용하기도 함)의 동박면에 일정한 회로 패턴을 형성한 후 패턴 상부에 일정한 노출 부위를 갖는 커버레이(coverlay)를 쒸운 것이고, 양면 연성 인쇄 회로기판은 1개의 양면 레이어(폴리이미드나 폴리에스터 등 수지로 된 얇은 필름의 일면에 동박을 입힌 것. 이것 역시 "베이스 필름" 또는 "원자재"라고 함)의 상하 동박면에 일정한 회로 패턴을 형성한 후 각각의 회로 패턴에 커버레이를 쒸운 것이며, 양면 노출 연성 회로기판은 1개의 동박(이 때는 동박을 폴리이미드나 폴리에스터 등 수지에 입히지 않고 동박 그 자체를 사용함. 이것 역시 "베이스 필름" 또는 "원자재"라고 함)의 일면에 일정한 노출 부위를 갖는 커버레이를 미리 부착한 후 회로 패턴을 형성한 후, 다시 다른 면에도 일정한 노출 부위를 갖는 커버레이를 부착하여 양면에서 커버레이의 노출 부분을 통하여 회로 패턴에 액세스(access)할 수 있도록 구성한 것을 말한다. 커버레이에 노출 부위를 형성하는 것은 이 곳에 콘넥터 등이 연결되어야 하기 때문이다. 본 발명은 이 가운데 특히 1 겹의 동박 양면에 노출 부위를 갖는 커버레이를 쒸운 양면 노출 연성 인쇄 회로기판의 제조 방법에 관한 것이다.

최근들어 회로기판의 제조방법이 다양해지고,품질이 높아지면서 제품에 가능한 공정수를 줄이고 가능한 자동화 하려는 시도가 곳곳에서 진행되고 있는 추세에 있어 연성회로기판에도 예외는 아니다.

연성 인쇄회로기판은 그 명칭에서도 알수 있듯이 연질이기 때문에 공정이 많을수록 그리고 사람의 손이 많이 닿을수록 불량율이 증가할 수 밖에 없고, 특히 폴리이미드 등의 베이스 필름 없이 1겹의 동박을 이용하여 제조 되는 양면 노출(DOUBLE ACCESS) 모델에 있어서는 더욱 이러한 문제가 많이 발생할 수밖에 없는 처지이다. 종래, 양면 노출 연성 인쇄회로 기판은 도 2에 도시된 바와 같이 동박에 회로 패턴을 형성하기 전에, 커넥터 등의 연결 부위를 위한 노출 부분을 형성한 커버레이를 가공하여 동박 일면에 우선 부착하고, 그 노출 부위에 맞추어 회로 패턴을 형성하여 왔다. 동박의 지지력이 약하고 외력이 가해지면 형상 복원이 잘 이루어지지 않으므로 회로 패턴 형성 이전에 먼저 일정한 위치에 노출 부위가 형성된 커버레이를 동박 일면에 접합하고, 이후 패턴 형성이 완성된 후 다른 면에 커버레이를 접합한 것이다. 도 3에 도시한 바와 같이 다른 면의 커버레이는 후처리 공정에서 부착된다. 따라서, 최초의 커버레이는 후처리 공정에서 부착되는 반대면의 노출 부위를 고려하여 일정한 위치 관계가 되도록 동박에 부착되어야 한다. 도 3을 참조하면, 종래의 양면 노출형 연성 인쇄 회로기판 제조 방법은 회로 형성 과정(100)과 후처리 공정(200)과 보호 처리 공정(300) 그리고 실장 및 검사 출하단계(400)로 크게 나눌 수 있다.이하, 차례로 그 처리과정을 살펴본다.첫째, 회로 형성 과정(100)은 ; (101) 원자재를 투입하고 필요한 정도 크기의 시트 상태로 재단하고 드릴가공하는 단계;(103) 드릴가공한 원자재의 일면에 커버레이를 가접착하거나 또는 열압착하는 단계; (105) 커버레이를 가접착하거나 또는 열압착한 후 인쇄 및 건조하는 단계; (107) 커버레이가 부착된 원자재에 드라이 필름을 밀착시키거나 또는 액상 잉크를 밀착시키는 단계;(108) 드라이 필름 또는 액상 잉크를 밀착시킨 후 패턴을 형성하고, 그 기판을 현상하는 노광/현상 단계; 및(110) 노광/현상 단계를 거친 원자재를 부식, 박리, 및 건조하는 단계;로 이루어진다. 둘째, 후처리 공정(200)은 회로 형성 단계(100)를 거친 후 회로 패턴이 형성된 동박 표면에 다시 또 하나의 커버레이를 쒸우는 공정으로 (202) 미리 노출 부위 등을 따 낼 수 있는 커버레이 성형용 금형을 제작하는 단계;(204) 노출 부위 등을 금형에 의하여 펀치(PUNCH)하는 단계; (206) 커버레이의 접착제를 보호하고 있는 이형지를 제거하는 단계;(208) 회로 패턴 상에 가접착하는 단계; 및(209) 열압착(HOT PRESS)하는 단계;로 이루어진다.셋째, 보호 처리 공정(300)은 회로 형성 단계(100)를 거친 후의 공정으로써;(302) 부식/박리/건조를 거친 원자재를 도금하는 단계;(304) 도금한 원자재를 절단하는 단계; (306) 절단한 원자재에 보강판을 접착하는 단계; (308) 보강판을 접착한 후 압착하는 단계; 및 (310) 단계(306)로 부터 가접착하는 단계;(312) 상기 가접착한 후 열압착하는 단계;로 이루어진다.넷째, 실장 및 검사 출하단계(400)는 보호 처리 공정(300)을 거친 후의 공정으로써;(402) 아이씨(IC) 등의 소자를 표면에 실장하는 단계;(404) 표면실장 후의 외형을 가공하는 단계; 및(406) 최종적으로 검사하고 출하하는 단계;로 이루어진다.이처럼 회로형성공정에서 동박에 회로 패턴이 형성되기도 전에 일정한 위치에 노출 부위를 천공한 커버레이를 미리 쒸우고, 그 노출 부위에 맞추어 회로 패턴을 형성하여야 하므로, 양면노출(DOUBLE ACCESS)타입의 제조공정은 커버레이의 노출 부위와 나중에 형성될 회로 패턴 및 반대면 커버레이의 노출 부위와 맞추기 위하여 동박에는 CNC 드릴 가공을 하며, 커버레이에는 금형 등에 의하여 노출 부위와 위치 조정 용 홀을 가공하여 이 들을 일치시키게 된다. 이러한 공정은 까다로울 뿐만 아니라 많은 시간과 노력을 요하는 것이다. 더구나 회로 패턴을 형성하기 위한 드라이 필름 셋팅 작업이 매우 까다롭고, 많은 시간과 노력이 필요할 뿐만 아니라, 1인의 작업자에 의하여 수행하는 것이 불가능하고 자동화가 어려운 문제점이 있는 것이다.

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종래의 제조방법은 가이드 홀의 정확한 위치에 노광용 필름을 셋팅해야 하므로 제조공정시에 커버레이 접착시 가이드 홀의 정확한 위치에 노광용 필름을 셋팅하고 필름을 제품위치에 고정해야하기 때문에 별도의 작업자가 필요하게 되고, 제조공정 시간이 길어지게 되며, 복잡해지기 때문이다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 양면 노출 모델의 제작 방법에 있어 제조 공정수를 감소시키고, 제조시 구김이나 원자재에 가해지는 외력(外力)에 상대하는 지지력을 유지시켜주는 제조 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 제조 공정을 단순화하고, 제조 공정 시간을 단축시키는 제조 방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 양면 노출형 연성 인쇄 회로기판 제조 방법에 관한 것으로서,

1겹의 동박(COPPER) 원자재가 투입되어 회로를 형성하는 양면노출 타입(DOUBLE ACCESS TYPE)의 회로형성공정에 있어서, 상기 원자재를 필요한 정도 크기의 시트 상태로 재단하는 단계; 상기 재단된 동박 원자재 일면에 캐리어(CARRIER)를 밀착 또는 열압착하는 단계; 상기 캐리어가 부착된 원자재의 동박 상면에 드라이 필름 또는 액상 잉크를 밀착시키는 단계; 상기 드라이 필름을 부착한 후 회로 패턴에 따라 노광/현상하는 단계; 상기 노광/현상 단계를 거친 후 부식/박리/건조하여 캐리어 상면의 동박에 회로 패턴을 형성하는 단계; 상기 회로 패턴이 형성된 동박 상면에 노출 부위가 형성된 커버레이를 가접합한 후 열압착하는 단계; 및 상기 캐리어를 뜯어 내고 동박 하면에 노출 부위가 형성된 커버레이를 가접합한 후 열압착하는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 캐리어는 PET, PI 및 EPOXY 중에 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 양면 노출형 연성 인쇄 회로기판 제조 방법를 첨부한 도면을 참고로 하여 이하에 상세히 기술되는 실시예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.도 1은 본 발명에 따른 양면 노출형 연성 인쇄 회로기판이 완성된 후 동박과 상하 커버레이를 분리하여 도시한 분해도이고, 도 4a는 본 발명에 따른 양면 노출 모델의 제조 공정 흐름도이고, 도 4b는 회로 형성 과정을 도시한 도면이고, 도 4c는 후처리 공정을 도시한 도면이고, 도 4d는 보호 처리 공정을 도시한 도면이며, 도 4e는 실장 및 검사 출하 공정을 도시한 도면이다.

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도4에 따라 본 발명의 양면 노출형 연성 인쇄 회로기판 제조 방법을 살펴보면 회로 형성 과정(100)과 후처리 공정(200)과 보호 처리 공정(300) 그리고 실장 및 검사 출하단계(400)로 크게 나누어짐은 기존 방법과 동일하며, 좀 더 세부적으로는 회로 형성 과정(100)과 후처리 공정(200)에서 차이가 있으므로, 이하에서는 회로 형성 과정(100)과 후처리 공정(200)를 살펴본다.

첫째, 회로 형성 과정(100)은 ;

(102) 1겹의 동박 원자재를 투입하고 필요한 정도 크기의 시트 상태로 재단하는 단계;

(104) 재단된 동박 원자재 일면에 캐리어(CARRIER)를 밀착하거나 또는 열압착하는 단계;

(106) 캐리어가 부착된 원자재의 동박 상면에 드라이 필름을 밀착시키거나 또는 액상 잉크를 밀착시키는 단계;

(108) 드라이 필름 또는 액상 잉크를 밀착시킨 후 회로 패턴에 따라 노광/현상 단계; 및

(110) 노광/현상 단계를 거친 원자재를 부식, 박리, 및 건조하여 캐리어 상면의 동박에 회로 패턴을 형성하는 단계;로 이루어진다.

둘째, 후처리 공정(200)은 회로 형성 단계(100)를 거친 후 동박 상면 및 하면에 노출 부분이 형성된 커버레이를 부착하고, 상기 캐리어를 제거하는 단계로

(202) 커버레이의 노출 부분을 성형할 수 있는 금형을 제작하는 단계;

(204) 상기 금형을 이용하여 펀치(PUNCH)하는 단계;

(206) 커버레이의 접착제를 보호하기 위한 이형지를 제거하는 단계;

(208) 회로 패턴이 형성된 동박 상면에 노출 부위가 형성된 커버레이를 가접합 한 후 1차 열압착하는 단계; 및

(210) 상기 캐리어를 뜯어 내고 동박 하면에 노출 부위가 형성된 커버레이를 가접합한 후 2차 열압착하는 단계;로 이루어진다.상기 커버레이의 1차 열압착 및 2차 열압착은 종래 후처리공정에서의 커버레이 열압착 조건과 동일한 조건으로 수행한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 양면 노출형 연성 인쇄 회로 기판의 원자재로 사용되는 제품은 다른 타입과 달리 원자재로 사용되는 재질들이 각각 구분되어 별도의 접착을 통하여 사용되는데, 도1에 의하면 베이스(BASE)라 불리우는 동박(COPPER)(10)에 회로를 형성하고, 양면에 커버레이(12)를 가공하여 동박(10) 1개 층에 양면을 노출시키는 방법으로 제조하고 있다.

본 발명의 특징은 종래 도 2에 도시한 바와 같이 동박(10)이 지지되는 힘이 약하고, 외력이 가해지는 경우, 형상 복원이 잘 이루어지지 않으므로 먼저 커버레이(COVERLAY)(12)를 동박(10)의 한면(10c)에 가접하고 패턴(PATTERN)을 형성한 후 동박(10)의 다른면을 가접착 하던 방법을 개선하여, 상하의 커버레이 접착을 모두 후처리공정에서 수행하고, 회로형성공정에서는 커버레이 대신에 박막 단면 연성 인쇄회로 기판의 제조 등에서 단면 레이어의 두께 및 강도를 보강하기 위해 사용되어 온 캐리어를 동막에 접합하여 회로형성공정을 진행한데 있는 것이다.

이렇게 함으로써, 회로를 형성하기 이전에 커버레이(12)와 동박(10)과의 위치를 맞추기 위하여 동박(10)에 CNC 드릴 가공을 하던 공정을 생략할 수 있고, 커버레이(12)에 대하여도 노출 부분의 천공 이외에 두 자재를 동일한 위치에 결합을 시키 위해 하던 작업을 더이상 할 필요가 없게 되는 것이다.

도 4에 의하면, 이와 같은 제조 방법은 동박(10)과 커버레이(12)를 굳이 동일한 위치에 맞추기 위한 노력을 기울이지 않아도 작업이 가능한 방법을 채택하고 있기 때문에 CNC 드릴가공이 공정에서 사라지게 되며, 또한 도 3과 도 4를 비교했을 경우에 노광(EXPOSURE)공정시 앞면과 뒷면의 커버레이(12) 가공부의 일치를 위하여 필름을 굳이 위치에 맞춰서 힘들여 셋팅하지 않아도 됨을 알수 있다.

따라서, CNC 드릴가공이라는 제조상의 공정과, 노광공정에 있어서의 필름고정 셋팅을 공정에서 생략하여 공정수 감소를 유도하고, 공정 생산 원가를 줄여 제조원가를 절약 할수 있으며,공정수 감소를 통한 제조 시간을 감축 시킬수 있다.

먼저, 본 발명을 통한 제조 공법은 두가지로 요약 할수 있다.

첫번째 방법은 캐리어(CARRIER)라는 재질(PET나 기타 고분자 재료)을 원자재 상태에서 밀착시켜 사용하는 방법이며,

두번째 방법은 밀착시킨 후 신뢰성 확보를 위하여 프레스(PRESS) 공정에서 열압착 또는 상온 압착시켜 기포를 완전히 제거 시키는 방법이 있다. 어느 경우에고, 캐리어는 후처리 공정에서 커버레이를 동박의 상하면에 쒸우면서 수작업에 의하여 제거된다.

이 두가지 방법의 제조공정을 이하에서 더욱 상세히 설명한다.

먼저, 캐리어(CARRIER)를 10℃ ~ 180℃ 사이의 온도 중 설정 기준에 따른 공정온도와, 압력을 0.1 ~ 20Kgf/㎠, 압착 롤러(Roller)의 속도를 0.1 ~ 4 M/MIN의 조건으로 기포를 제거하고, 압착시킨후 다음 공정을 진행한다.

만일 나중에 기포를 더 제거하기 위해 프레스(PRESS) 공정을 거치는 경우에는 10℃ ~ 180℃, 압력 0.1~40Kgf/㎠, 시간 1 ~ 60 분(MIN) 조건으로 행한다.

압착시킨 후 다음 공정은 기존의 공정과 비슷하지만, 노광 및 열 압착(HOT PRESS)공정에서 일부 차이가 있는데, 노광공정은 기존 방법으로 작업시 앞, 뒷면의 커버레이(12) 열린 부분을 일치시켜 정확한 부위에 단자(CONNECTOR나 LAND, 기타 회로)가 노출 되어야 하는데, 그 때문에 기존 방법은 패턴을 형성시키기 위한 필름(FILM)을 셋팅(SETTING)하는 방법이 매우 까다롭고, 많은 시간과 노력이 필요하며, 인원이 많이 필요하고, 자동화가 난해한 점이 있었는데, 새로운 제조 방법을 이용하면 단면 연성 인쇄회로 기판의 제조시와 동일한 방법으로 노광 작업이 이루어 질수 있으므로 앞서 말한 문제점들이 해결되며 자동화에도 유리하다.

또한, 이러한 방법은 인쇄 타입이나 그 외의 드라이필름을 이용한 회로형성 방법이 아니더라도 동일하게 적용된다.

드라이필름이 아니더라도 액상의 잉크타입이나,고상(SOLID 타입)의 커버레이 뿐만 아니라 액상의 감광성 커버레이 또는 액상 커버레이용 잉크(INK)에도 동일하게 적용함이 바람직하다.

이상과 같이 본발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 일실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미친다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따르면 캐리어를 원자재 상태에서 밀착시켜 회로형성공정을 수행하고, 후처리공정에서 상하의 커버레이를 접합하게 되므로, 회로형성공정에서 CNC 드릴가공이라는 제조상의 공정과, 노광공정에 있어서의 필름고정셋팅 공정을 생략할 수 있어, 공정수 감소를 가져 오고, 공정 생산 원가를 줄일 수 있으며, 공정수 감소를 통한 제조시간을 감축 시킬 수 있는 장점이 있다. 즉, 상기한 바와 같은 공정을 통해 커버레이 접착시 정확한 위치 가접착을 위한 CNC 드릴 가공 공정을 없애고, 가이드 홀의 정확한 위치에 노광용 필름을 셋팅할 필요 없이 필름을 제품위치 어느곳에나 고정하여 작업자 2명이나,공정시간을 없애고 쉽고 간단하게 작업이 가능하여 작업능률을 향상시키는 효과가 있는 것이다.

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도 1은 본 발명에 따른 양면 노출형 연성 인쇄 회로기판이 완성된 후 동박과 상하 커버레이를 분리하여 도시한 분해도이다.

도 2는 종래 양면 노출형 연선 인쇄 회로기판 제조 방법에서 동박에 회로 패턴을 형성하기 전에 동박의 일면에 노출 부분이 형성된 커버레이를 미리 쒸운 상태를 도시한 단면도이다.

도 3은 종래의 양면 노출형 연성 인쇄 회로기판의 제조 공정 흐름도이다.

도 4a ~ 4e는 본 발명에 따른 양면 노출형 연성 인쇄 회로기판의 제조 공정 흐름도이다.

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*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

10 : 동박

12 : 커버레이

100 : 회로 형성 과정

200 : 후처리 공정

300 : 보호 처리 공정

400 : 실장 및 검사 출하단계

Claims (2)

1겹의 동박(COPPER) 원자재가 투입되어 회로를 형성하는 양면노출 타입(DOUBLE ACCESS TYPE)의 회로형성공정에 있어서,

상기 원자재를 필요한 정도 크기의 시트 상태로 재단하는 단계;

상기 재단된 동박 원자재 일면에 캐리어(CARRIER)를 밀착 또는 열압착하는 단계;

상기 캐리어가 부착된 원자재의 동박 상면에 드라이 필름 또는 액상 잉크를 밀착시키는 단계;

상기 드라이 필름을 부착한 후 회로 패턴에 따라 노광/현상하는 단계;

상기 노광/현상 단계를 거친 후 부식/박리/건조하여 캐리어 상면의 동박에 회로 패턴을 형성하는 단계;

상기 회로 패턴이 형성된 동박 상면에 노출 부위가 형성된 커버레이를 가접합한 후 열압착하는 단계; 및

상기 캐리어를 뜯어 내고 동박 하면에 노출 부위가 형성된 커버레이를 가접합한 후 열압착하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 노출형 연성 인쇄 회로기판 제조 방법.

제 1항에 있어서,

상기 캐리어는 PET, PI 및 EPOXY 중에 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 양면 노출형 연성 인쇄 회로기판 제조 방법.