KR100567095B1 - 미세 비아홀이 형성된 리지드ㅡ플렉서블 기판의 제조 방법 - Google Patents

미세 비아홀이 형성된 리지드ㅡ플렉서블 기판의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 제조 방법에 관한 것으로서, 폴리이미드층과 동박층으로 구성된 연성동박적층원판의 동박층에 회로패턴을 형성한 후 동박층의 전체면 또는 상기 회로패턴이 형성된 일부면을 커버레이로 피복하고, 상기 커버레이가 피복된 동박층이 상호 대향하도록 두개의 연성동박적층원판을 프리프레그를 개재하여 레이업한 후 이를 프레스 가공하여 리지드 영역과 플렉서블 영역을 형성하고, 상기 리지드 영역에 대한 드릴링 가공을 수행하여 도통 홀을 형성한 후, 상기 연성동박적층원판의 폴리이미드층에 대한 레이저 가공을 수행하여 형성된 비아홀 영역에 대한 동도금을 수행하여 소정의 비아홀을 형성한다.
따라서, 본 발명은 리지드-플렉서블 기판을 구성하는 연성동박적층원판의 폴리이미드층에 비아홀을 형성함으로써, 기존 동도금 공정능력을 나타내는 종횡비를 0.7 : 1로 유지하면서 120㎛ 이하의 홀 사이즈를 갖는 미세 비아홀을 형성할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은 리지드-플렉서블 기판을 구성하는 연성동박적층원판의 폴리이미드층에 비아홀을 형성함으로써, 외층의 베이스 동박이 존재하지 않기 때문에 베이스 동박을 제거하기 위한 윈도우 에칭 공정이 필요없어 제조 공정을 단축할 수 있을 뿐만 아니라 초박화 및 경량화된 다층기판을 구현할 수 있다는 효과를 또한 제공한다.
연성 동박적층원판(FCCL), 폴리이미드층, 동박층, 미세 비아홀, 종횡비(Aspect Ratio)

Description

미세 비아홀이 형성된 리지드ㅡ플렉서블 기판의 제조 방법{method for manufacturing the rigid-flexible substrate having the micro via hole}
도 1은 종래의 리지드-플렉서블 기판의 제조 공정도.
도 2는 종래의 리지드-플렉서블 기판에 형성된 비아홀의 구조 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 단면 2층 연성 동박적층원판(FCCL)에 형성된 미세 비아홀의 구조 단면도.
도 4는 발명에 따른 단면 3층 연성 동박적층원판(FCCL)에 형성된 미세 비아홀의 구조 단면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 단면 구조도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 제조 공정도.
도 7은 본 발명에 따른 리지드-플렉서블 기판의 플렉서블 영역에 커버레이가 형성된 저 굴곡성의 특성을 갖는 리지드-플렉서블 기판의 구성 단면도.
도 8은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 단면 구조도.
도 9는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉 서블 기판의 제조 공정도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 폴리이미드층
10': 접착제층
20 : 동박층
30 : 드라이 필름
40 : 회로패턴
50 : 커버레이
60 : 프리프레그
70 : 기판 도통 홀
80 : 비하홀 생성 영역
90 : 동도금
100: 미세 비아홀
본 발명은 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 제작 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 연성동박적층원판의 폴리이미드층에 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 반도체소자의 집적도는 점점 높아지고 있는 바, 반도체소자와 외부회로를 접속하기 위한 반도체소자상에 배설되는 접속단자(pad)의 수는 증대하고, 또 배설밀도도 높아지고 있다. 예컨대, 실리콘 등으로 이루어진 반도체소자상의 최소 가공치수가 약 0.2㎛정도일 때, 10mm 정도의 반도체소자에 약 1000개의 접속단자를 배설할 필요가 생기고 있다.
또, 이와 같은 반도체소자가 탑재되는 반도체 패키지 등의 반도체장치에 있어서는, 실장밀도의 향상 등을 위해 소형화, 박형화(薄型化)가 요구되고 있으며, 특히, 노트형 PC(personal computer), PDA, 휴대전화 등의 휴대형 정보기기 등에 대응하기 위해서는 반도체 패키지의 소형화, 박형화가 큰 과제이다.
반도체소자를 패키지화하기 위해서는 반도체소자를 배선기판상에 탑재함과 더불어 반도체소자의 접속단자와 배선기판상의 접속단자를 접속할 필요가 있다. 그렇지만, 약 10mm 정도의 반도체소자의 주위에 1000개 정도의 접속단자를 배설하는 경우, 그 배설 피치(pitch)는 약 40㎛정도로 대단히 미세한 것으로 된다. 이와 같은 미세한 피치로 배설된 접속단자를 배선기판에 배설된 접속단자와 접속하기 위해서는, 배선기판상의 배선형성이나 접속할 때의 위치맞춤에 매우 높은 정밀도가 요구되어, 종래의 와이어 본딩(wire bonding)기술이나 TAB(Tape Automated Bonding)기술로는 대응하는 것이 매우 곤란하다는 문제가 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위한 수단으로서, 리지드 기판과 플렉서블 기판이 구조적으로 결합되어 별도의 컨넥터의 사용없이 리지드 영역과 플렉서블 영역이 상호 연결된 구조를 갖는 리지드-플렉서블 기판의 사용이 점점더 증가하고 있으며, 특히 상기 리지드-플렉서블 기판은 모바일 기기의 고기능화에 따른 실장부품의 고 집적화와 파인 피치의 요구에 대응하여 컨넥터 사용에 의한 불필요한 공간을 제거하여 고집적화를 요구하는 핸드폰 등의 소형 단말기에 주로 사용되고 있다.
이하, 종래의 이와 같은 리지드-를렉서블 기판에 비아홀을 형성하는 과정 및 비아홀의 구조를 도 1(도 1a 내지 도 1k) 및 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다.
여기서, 도 1은 종래의 리지드-플렉서블 기판의 제조 공정도이고, 도 2는 종래의 리지드-플렉서블 기판에 형성된 비아홀의 구조 단면도이다.
먼저 도 1을 참조하여 종래의 리지드-플렉서블 기판의 제조 공정을 상세하게 설명한다.
종래의 리지드-플렉서블 기판의 제조 방법은, 도 1a 내지 도 1d에 도시된 바와 같이, 폴리이미드층(10)과 동박층(20)으로 구성된 연성동박적층원판의 동박층(20)에 드라이 필름(30)을 이용하여 마스킹 처리를 수행하여 소정의 회로패턴 (40)을 형성한 후, 상기 형성된 회로패턴을 커버레이(50)로 피복한다.
상술한 바와 같이 연성동박적층원판의 동박층에 형성된 회로패턴을 커버레이로 피복한 후, 도 1e에 도시된 바와 같이, 상기 커버레이(50)로 피복된 회로패턴(40)이 형성된 동박층을 프리프레그(60)를 개재하여 소정의 두께를 갖는 베이스 동박(70)과 대향 배치시킴으로써, 폴리이미드층(10), 회로패턴(40)이 형성된 동박층, 커버레이(50), 프리프레그(60) 및 베이스 동박(70)의 순으로 형성된 레이업 구조를 형성한다.
여기서, 상기 폴리이미드층(10)은 25㎛이고, 상기 동박층(20)은 18㎛이며, 상기 프리프레그(60)는 70㎛ 내지 80㎛이며, 상기 베이스 동박(70)은 18㎛의 두께 를 갖는다.
이후, 상술한 바와 같은 동일한 형태로 구성된 또 다른 레이업 구조를 프리프레그(60')를 개재하여 상기 폴리이미드층(10)이 상호 대향하도록 배치한다.
상술한 바와 같이 폴리이미드층(10), 회로패턴(40)이 형성된 동박층, 커버레이(50), 프리프레그(60) 및 베이스 동박(70)의 순으로 형성된 두개의 레이업 구조를 프리프레그(60')를 개재하여 상기 폴리이미드층이 상호 대향하도록 레이업한 후, 도 1f 에 도시된 바와 같이, 프레스를 이용하여 압축 성형하여 상기 회로패턴 (40)이 상기 프리프레그(60)에 함침된 형태로 구성된 리지드 영역과 상기 회로패턴 (40)이 상기 커버레이(50)에 피복된 형태로 구성된 플렉서블 영역을 형성한다.
이후, 도 1g에 도시된 바와 같이, 상기 리지드 영역과 플렉서블 영역으로 구성된 기판의 리지드 영역에 상기 기판의 내·외층간의 도통접속을 위한 도통 홀 (Plated through hole)(80)을 형성한다.
상술한 바와 같이 기판의 내·외층간의 도통접속을 위한 도통 홀(Plated through hole)(80)을 형성한 후, 도 1h에 도시된 바와 같이, 비아홀이 생성될 영역(90)을 형성하기 위하여 상기 비아홀이 생성될 영역(90)의 베이스 동박(70)을 드라이 필름을 통하여 마스킹 공정을 수행하여 노광 및 현상을 수행한다.
이후, 상기 노광 및 현상된 베이스 동박에 대한 윈도우 에칭을 수행하여 상기 베이스 동박(70)을 제거함으로써, 비아홀이 생성될 영역(90)을 형성한다.
상술한 바와 같이 비아홀이 생성될 영역의 베이스 동박(70)에 대한 윈도우 에칭을 수행하여 비아홀이 생성될 영역(90)을 형성한 후, 도 1i에 도시된 바와 같 이, 상기 베이스 동박(70)이 제거된 영역의 프리프레그(60)에 대한 소정의 레이저 가공, 보다 구체적으로는 CO2 레이저 가공을 수행하여 비아홀 영역(100)을 형성한다.
이후, 도 1j에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 동박에 대한 동도금(110)을 수행하여 상기 리지드 영역에 형성된 상기 비아홀 영역(100)에 소정 형상의 비아홀(120)을 형성한다.
상술한 바와 베이스 동박(70)에 소정 형상의 비아홀을 형성한 후, 도 1k에 도시된 바와 같이, 상기 플렉서블 영역에 형성된 베이스 동박(70)과 비아홀 형성을 위한 동도금(110)을 제거하여 소정 형상의 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판을 완성하였다.
상술한 바와 같은 공정에 의거하여 리지드-플렉서블 기판의 리지드 영역에 형성된 비아홀은, 도 2에 도시된 바와 같이, 폴리이미드층(10), 회로패턴(40), 프리프레그(60), 베이스 동박(70) 및 동도금(110)의 순서로 레이업된 구조를 갖고 있기 때문에, 소정의 종횡비, 보다 구체적으로는 도금공정능력을 만족시키기 위한 0.7 이하의 종횡비를 갖도록 하기 위해서는 비아홀의 사이즈가 120㎛ 이상으로 형성해야만 하였다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 비아홀 공정의 경우에는 기존의 동도금 공정능력으로는 120㎛이상의 홀사이즈를 형성하는 것이 불가능하고, 이에 의거하여 비아홀의 종횡비가 0.7 이하가 되도록 구성할 수 없어서 기판의 고집적화 및 파인 피치를 달성할 수 없었다는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 공정 방법에 의거하여 리지드-플렉서블 기판에 비아홀을 형성하기 위해서는 베이스 동박을 제거하는 윈도우 에칭 공정을 수행하여야 하였기 때문에 비아홀 형성을 위한 제조 공정이 복잡하다는 문제점이 또한 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여, 연성 동박적층원판의 폴리이미드층에 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 제조 방법은, 폴리이미드층과 동박층으로 구성된 연성동박적층원판의 상기 동박층에 회로패턴을 형성하는 제 1 단계; 상기 동박층의 전체면 또는 상기 회로패턴이 형성된 일부면을 커버레이를 통하여 피복하는 제 2 단계; 상기 커버레이가 피복된 동박층이 상호 대향하도록 두개의 연성동박적층원판을 프리프레그를 개재하여 레이업 하는 제 3 단계; 상기 레이업된 두개의 연성동박적층원판을 프레스 가공하여 리지드 영역과 플렉서블 영역을 형성하는 제 4 단계; 상기 리지드 영역의 소정 위치에 대하여 드릴링 가공을 수행하여 기판 도통 홀을 형성하는 제 5 단계; 상기 리지드 영역의 폴리이미드층에 대한 레이저 가공을 수행하여 소정의 비아홀 형성 영역을 형성하는 제 6 단계; 및 상기 폴리이미드층에 대한 동도금을 수행하여 소정의 비아홀을 형성하는 제 7 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 본 발명의 일실시에에 따른 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 제조 방법은, 고 굴곡성의 리지드ㅡ플렉서블 기판을 형성하기 위하여 상기 플렉서블 영역에 형성된 상기 연성동박적층원판의 폴리이미드층에 형성된 동도금을제거하는 제 8 단계를 더 포함하여 구성될 수 도 있다.
또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 제조 방법은, 연성 동박적층원판의 동박층에 회로패턴을 형성하는 제 1 단계; 상기 동박층의 전체면 또는 상기 회로패턴이 형성된 일부면을 커버레이로 피복하는 제 2 단계; 상기 커버레이가 피복된 회로패턴이 형성된 동박층이 상호 대향하도록 두개의 연성동박적층원판을 프리프레그를 개재하여 적층하는 제 3 단계; 상기 적층된 두개의 연성동박적층원판을 프레스 가공하여 리지드 영역과 플렉서블 영역을 형성하는 제 4 단계; 상기 리지드 영역에 대한 드릴링 가공을 수행하여 도통 홀을 형성하는 제 5 단계; 상기 리지드 영역 및 상기 플렉서블 영역에 형성된 폴리이미드층에 대한 레이저 가공을 수행하여 비아홀 영역을 형성하는 제 6 단계; 및 상기 폴리이미드층에 대한 동도금을 수행하여 상기 리지드 영역 및 상기 플렉서블 영역 모두에 소정의 비아홀을 형성하는 제 7 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 제조 방법을 상세하게 설명한다.
먼저, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 리지드-플렉서블 기판의 비아홀 형성 과정을 상세하게 설명한다.
여기서, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 리지드-플렉서블 기판을 구성하는 연성동박적층원판에 형성된 미세 비아홀의 구성 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 구성 단면도 이고, 도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 제조 공정도 이다.
본 발명에 따른 리지드-플렉서블 기판의 연성 동박적층원판에 형성된 미세 비아홀은, 도 3에 도시된 바와 같이, 폴리이미드층(10) 및 동박층(20)으로 구성된 단면 2층 연성 동박적층원판(FCCL)중에서 동박층(20)이 형성되지 않은 폴리이미드층(10)에 소정의 레이저 가공, 보다 구체적으로는 C02 레이저 가공을 통하여 비아홀 영역(100)을 형성한다.
이후, 상기 비아홀 영역(100)이 형성된 폴리이미드층(10)에 대한 동도금(90)을 수행함으로써, 상기 연성 동박적층원판의 폴리이미드층(10)에 비아홀을 형성하는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 리지드-플렉서블 기판의 연성 동박적층원판에 형성된 미세 비아홀은, 도 4에 도시된 바와 같이, 폴리이미드층(10), 접착제층(10') 및 동박층(20)으로 구성된 3층 단면 연성동박적층원판(FCCL)중에서 동박층(20)이 형성되지 않은 폴리이미드층(10)에 소정의 레이저 가공, 보다 구체적으로는 C02 레이저 가공을 통하여 비아홀 영역(100)을 형성한다.
이후, 상기 비아홀 영역(100)이 형성된 폴리이미드층(10)에 대한 동도금(90)을 수행함으로써, 상기 연성동박적층원판의 폴리이미드층(10)에 비아홀을 형성하는 것이다
상술한 바와 같이, 폴리이미드층(10) 및 동박층(20)으로 구성된 단면 2층 구조의 연성동박적층원판의 폴리이미드층(10) 또는 폴리이미드층(10), 접착제층 (10') 및 동박층(20)으로 구성된 단면 3층 구조의 연성동박적층원판의 폴리이미드층(10)에 비아홀을 형성하는 경우, 상기 폴리이미드층(10)의 두께에 연동하여 소정의 종횡비, 보다 구체적으로는 0.7 : 1의 종횡비를 갖는 미세 비아홀을 형성할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 리지드-플렉서블 기판의 제조 방법에 의하면, 상기 리지드-플렉서블 기판을 구성하는 폴리이미드층(10)의 두께(D)가 82㎛인 경우, 상기 폴리이미드층(10)에 형성되는 비아홀의 홀 사이즈(W)를 120㎛로 설정하면 상기 비아홀의 종횡비가 0.7 : 1인 미세 비아홀을 형성할 수 있다.
또한, 상기 리지드-플렉서블 기판을 구성하는 상기 폴리이미드층(10)의 두께(D)가 25㎛인 경우, 상기 폴리이미드층(10)에 형성되는 비아홀의 홀 사이즈(W)를 50㎛로 설정하면 상기 비아홀의 종횡비는 0.5 : 1이 되어 0.7 이하의 종횡비를 달성할 수 있다.
또한, 상기 리지드-플렉서블 기판을 구성하는 상기 폴리이미드층(10)의 두께가 12.5㎛인 경우, 상기 폴리이미드층(10)에 형성되는 비아홀의 홀 사이즈(W)를 50㎛로 설정하면 상기 비아홀의 종횡비가 0.25 :1이 되어 0.7 이하의 종횡비를 달성 할 수 있다.
또한, 상기 비아홀의 홀 깊이를 결정하는 연성동박적층원판의 폴리이미드층 (10)의 두께가 12.5㎛인 경우, 상기 폴리이미드층(10)에 형성되는 비아홀의 홀 사이즈(W)를 25㎛로 설정하면 상기 비아홀의 종횡비가 0.5 :1이 되어 0.7 이하의 종횡비를 달성할 수 있다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 구성 및 제조 공정을 상세하게 설명한다.
여기서, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 단면 구성도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 미세 비아홀이 형성된 상기 리지드-플렉서블 기판의 공정도 이다.
본 발명에 따른 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판은, 도 5에 도시된 바와 같이, 연성동박적층원판의 동박층(20)에 소정의 회로패턴(40)을 형성한 후, 이를 커버레이(50)로 피복하여 폴리이미드층(10), 회로패턴(40)이 형성된 동박층 및 커버레이(50) 순서의 레이업 구조를 형성한다.
상술한 바와 같은 동일한 형태로 구성된 또 다른 레이업 구조를 프리프레그(60)를 개재하여 상기 회로패턴(40)이 형성된 동박층(20)이 상호 대향하도록 배치한 후 프레스를 이용하여 압축 성형함으로써, 상기 동박층(20)의 회로패턴(40)이 상기 프리프레그(60)에 함침된 형태로 구성된 리지드 영역과 상기 동박층 (20)의 회로패턴(40)이 상기 커버레이(50)에 피복된 형태로 구성된 플렉서블 영역을 갖는 기판을 형성한다.
이후, 상기 리지드 영역에 대하여 기판의 내·외층간의 도통 접속을 위한 도통 홀(Plated through hole)(70)을 형성한 후, 상기 리지드 영역에 형성된 연성동박적층원판의 폴리이미드층(10)에 대한 레이저 가공을 수행하여 비아홀 생성 영역을 형성한다.
상술한 바와 같이 상기 리지드 영역의 폴리이미드층(10)에 비아홀 생성 영역을 형성한 후, 상기 폴리이미드층(10)에 대한 동도금을 수행하여 리지드 영역에 소정의 홀사이즈와 홀 깊이를 갖는 미세 비아홀(100)이 형성된 리지드-플렉서블 기판을 형성한다.
도 6을 참조하여 상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 제조 공정을 상세하게 설명한다.
먼저, 폴리이미드층과 동박층으로 구성된 연성 동박적층원판의 동박층에 소정의 회로패턴을 형성한다.
도 6a 및 도 6b를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 폴리이미드층(10)과 동박층(20)으로 구성된 연성동박적층원판의 동박층(20)에 대하여 소정의 회로패턴이 형성될 부분을 드라이 필름(30)을 이용하여 마스킹 처리를 수행한다.
상술한 바와 같이 연성동박적층원판의 동박층(20)에 대한 마스킹 처리를 수행한 후, 상기 드라이 필름(30)에 의하여 마스킹 처리되지 않은 상기 연성동박적층원판의 동박층(20)에 대한 노광 및 현상을 수행한다.
이후, 상기 노광 및 현상된 연성동박적층원판의 동박층(20)을 에칭하여 드라이 필름(30)이 피복된 소정 형상의 회로패턴(40)을 형성한 후, 도 6c에 도시된 바 와 같이, 상기 회로패턴(40)을 피복하고 있는 드라이 필름을 제거하여 상기 연성 동박적층원판의 동박층(20)에 소정의 회로패턴(40)을 형성한다.
여기서, 상기 연성동박적층원판을 구성하는 폴리이미드층(10)의 높이는 25㎛ 또는 12.5㎛이고, 상기 동박층(20)의 높이는 18㎛이다.
상술한 바와 같이 연성 동박적층원판의 동박층(20)에 소정의 회로패턴(40)을 형성한 후, 상기 연성 동박적층원판의 동박층(20)을 커버레이(50)를 이용하여 피복한다.
도 6d를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 상기 커버레이(50)는 상기 연성 동박적층원판(FCCL)의 동박층(20)에 형성된 소정의 회로패턴(40)을 보호 및 절연시키는 역할을 수행하는 것으로서, 상기 연성 동박적층원판의 동박층(20)의 전체면 또는 상기 회로패턴(40)이 형성된 동박층(20)의 일부면에 대한 피복을 수행함으로써, 폴리이미드층(10), 회로패턴(40)이 형성된 동박층 및 커버레이(50)의 순으로 형성된 레이업 구조를 형성한다.
여기서, 상기 폴리이미드층(10)은 25㎛이고, 상기 동박층(20)은 18㎛이며, 상기 프리프레그(60)는 70㎛ 내지 80㎛이다.
이후, 상술한 바와 같은 동일한 형태로 구성된 또 다른 레이업 구조를 프리프레그(60)를 개재하여 상기 폴리이미드층(10)이 상호 대향하도록 배치한 후, 프레스를 이용하여 압축 성형하여 상기 회로패턴(40)이 프리프레그(60)에 함침되어 구성된 리지드 영역과 상기 회로패턴(40)이 상기 커버레이(50)에 피복된 형태로 구성된 플렉서블 영역으로 구성된 기판을 형성한다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 도 6e에 도시된 바와 같이 폴리이미드층 (10), 회로패턴(40)이 형성된 동박층 및 커버레이(50)의 순으로 형성된 레이업 구조를 갖는 두개의 연성동박적층원판에 대하여 상기 커버레이(50)에 의하여 피복된 회로패턴(40)이 형성된 동박층(20)을 프리프레그(Prepreg)(60)를 개재하여 상호 대향 배치되도록 레이업(Lay-up)한다.
이후, 도 6f에 도시된 바와 같이, 상기 대향 배치된 두개의 연성 동박적층원판을 프레스 성형하여 상기 동박층(20)의 회로패턴(40)이 상기 프리프레그(60)에 함침된 형태로 구성된 리지드 영역과 상기 동박층(20)의 회로패턴(40)이 상기 커버레이(50)에 피복된 형태로 구성된 플렉서블 영역을 갖는 기판을 형성한다.
상술한 바와 같이 소정의 형상으로 구성된 리지드 영역 및 플렉서블 영역을 형성한 후, 도 6g에 도시된 바와 같이, 상기 리지드 영역의 소정 위치에 기판의 내·외층간의 도통접속을 위한 도통 홀(Plated through hole)(70)을 형성한다.
즉, 동박층의 회로패턴(40)이 프리프레그(Prepreg)(60)에 함침된 형태를 갖는 리지드 영역의 소정 위치에 대하여 CNC 드릴링 공정을 수행함으로써, 상기 리지드 영역 및 플렉서블 영역으로 구성된 기판의 내·외층간의 도통 접속을 위하여 상기 기판을 관통하는 기판 도통 홀(Plated through hole)(70)을 형성하는 것이다.
상술한 바와 같이 리지드-플렉서블 기판을 관통하는 기판 도통 홀(70)을 형성한 후, 상기 기판의 리지드 영역의 폴리이미드층(10)에 소정 형상의 비아홀을 형성한다.
도 6h 내지 도 6j를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 상기 리지드 영역 및 플렉서블 영역으로 구성된 기판의 리지드 영역에 형성된 폴리이미드층(10)에 대한 레이저 가공, 보다 구체적으로는 CO2레이저 가공을 수행하여 소정 형상의 비아홀생성 영역(80)을 형성한다.
상술한 바와 같이 상기 리지드 영역의 폴리이미드층(10)에 비아홀 생성 영역(80)을 형성한 후, 도 6i에 도시된 바와 같이, 상기 폴리이미드층(10)에 대한 동도금(90)을 수행하여 상기 연성 동박적층원판의 동박층(20)에 형성된 회로패턴 (40)과 전기적으로 연결되는 비아홀(100)을 형성한다.
이후, 상기 비아홀(100)을 형성하기 위하여 상기 연성 동박적층원판의 폴리이미드층(10)에 형성된 동도금(90)중에서 플렉서블 영역에 형성된 동도금(90)에 대한 에칭을 수행함으로써, 도 6j에 도시된 바와 같은 상기 리지드 영역의 폴리이미드층(10)에 소정의 홀 사이즈/깊이를 갖는 미세 비아홀(100)이 형성된 고 굴곡용의 리지드-플렉서블 기판을 완성시킨다.
여기서, 상기 플렉서블영역에 형성된 폴리이미드층(10)의 소정 영역에 대하여 드라이 필름을 이용하여 마스킹 처리한 후 소정의 회로패턴(40)을 형성하고, 상기 플렉서블 영역의 폴리이미드층(10)에 형성된 회로패턴(40)을 커버레이(50)를 이용하여 피복처리 함으로써, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 플렉서블 영역에 소정의 회로패턴(40)이 형성된 저 굴곡용의 리지드-플렉서블 기판을 또한 형성할 수 도 있다.
이하, 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 다른 일실시예에 따른 미세 비아 홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 제조 방법을 설명한다.
여기서, 도 8은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 구성 단면도 이고, 도 9는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 제조 공정도 이다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판은, 도 8에 도시된 바와 같이, 연성동박적층원판의 동박층에 소정의 회로패턴 (40)을 형성한 후 이를 커버레이(50)로 피복하여 폴리이미드층(10), 회로패턴(40)이 형성된 동박층(20) 및 커버레이(50) 순으로 형성된 레이업 구조를 형성한다.
이후, 동일한 형태로 구성된 또 다른 레이업 구조를 프리프레그(60)를 개재하여 상기 회로패턴(40)이 형성된 동박층(20)이 상호 대향하도록 배치하여 프레스를 이용하여 압축 성형함으로써, 상기 동박층(20)의 회로패턴(40)이 상기 프리프레그(60)에 함침된 형태로 구성된 리지드 영역과, 상기 동박층(20)의 회로패턴(40)이 상기 커버레이(50)에 피복된 형태로 구성된 플렉서블 영역을 갖는 기판을 형성한다.
상술한 바와 같이 리지드 영역 및 플렉서블 영역으로 구성된 기판을 형성한 후, 상기 리지드 영역에 대하여 기판의 내·외층간의 도통 접속을 위한 도통 홀 (Plated through hole)(70)을 형성한 후, 상기 리지드 영역 및 플렉서블 영역에 형성된 폴리이미드층(10)에 대한 레이저 가공을 수행하여 비아홀 생성 영역을 형성한다.
상술한 바와 같이 상기 리지드 영역 및 플렉서블 영역의 폴리이미드층(10)에 비아홀 영역을 형성한 후, 상기 폴리이미드층(10)에 대한 동도금(90)을 수행하여 상기 리지드 영역 및 플렉서블 영역에 소정의 홀 사이즈/깊이를 갖는 미세 비아홀(100)을 형성한다.
상술한 바와 같이 리지드 영역 및 플렉서블 영역의 폴리이미드층에 미세 비아홀을 형성함으로써, 배선 밀집도가 향상된 리지드-플렉서블 기판을 형성할 수 있다.
도 9를 참조하여 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 다른 일실시예에 따른 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 제조 공정을 상세하게 설명한다.
먼저, 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 폴리이미드층(10)과 동박층(20)으로 구성된 연성동박적층원판의 동박층(20) 중에서 소정의 회로패턴(40)이 형성될 부분을 드라이 필름(30)을 이용하여 마스킹 처리를 수행한 후, 상기 드라이 필름 (30)에 의하여 마스킹 처리되지 않은 상기 연성동박적층원판의 동박층(20)에 대한 노광 및 현상을 수행한다.
이후, 상기 노광 및 현상된 연성동박적층원판의 동박층(20)을 에칭하여 드라이 필름(30)이 피복된 소정 형상의 회로패턴(40)을 형성한 후, 상기 회로패턴(40)을 피복하고 있는 드라이 필름(30)을 제거하여 상기 연성동박적층원판의 동박층에 소정의 회로패턴(40)을 형성한다.
상술한 바와 같이 연성동박적층원판의 동박층(20)에 소정의 회로패턴(40)을 형성한 후, 도 6d에 도시된 바와 같이, 상기 연성동박적층원판의 동박층(20)의 전체면 또는 상기 회로패턴이 형성된 동박층(20)의 일부면을 커버레이(50)를 통하여 피복한다.
이후, 도 9e에 도시된 바와 같이 상기 회로패턴(40)이 형성된 동박층(20)을 갖는 2개의 연성동박적층원판을 프리프레그(Prepreg)(60)를 개재하여 상호 대향 배치되도록 레이업(Lay-up)한 후, 상기 대향 배치된 두개의 연성동박적층원판을 프레스 성형하여 도 9f에 도시된 바와 같이 상기 동박층(20)의 회로패턴(40)이 상기 프리프레그(60)에 함침된 형태로 구성된 리지드 영역과, 상기 동박층(20)의 회로패턴 (40)이 상기 커버레이(50)에 피복된 형태로 구성된 플렉서블 영역을 갖는 기판을 형성한다.
상술한 바와 같이 소정의 형상으로 구성된 리지드 영역 및 플렉서블 영역을 형성한 후, 도 9g에 도시된 바와 같이, 상기 리지드 영역의 소정 위치에 기판의 내·외층간의 도통접속을 위한 도통 홀(Plated through hole)(70)을 형성한다.
이후, 도 9h에 도시된 바와 같이, 상기 기판의 리지드 영역 및 플렉서블 영역에 형성된 폴리이미드층(10)에 대한 레이저 가공을 통하여 소정 형상의 비아홀 생성 영역(80)을 상기 리지드 영역 및 플렉서블 영역에 동시에 형성한다.
상술한 바와 같이 상기 리지드 영역 및 플렉서블 영역의 폴리이미드층(10)에 비아홀 생성 영역(80)을 형성한 후, 도 9i에 도시된 바와 같이, 상기 폴리이미드층 (10)에 대한 동도금(90)을 수행하여 상기 연성 동박적층원판의 동박층(20)에 형성된 회로패턴(40)과 전기적으로 연결되는 비아홀(100)을 상기 리지드 영역 및 플렉서블 영역의 폴리이미드층(10)에 형성한다.
이후, 상기 비아홀(100)을 형성하기 위하여 상기 연성동박적층원판의 폴리이 미드층(10)에 형성된 동도금(90)중에서 플렉서블 영역에 형성된 동도금(90)에 대한 에칭을 수행하여 동도금을 제거함으로써, 도 9j에 도시된 바와 같은 상기 리지드 영역 및 플렉서블 영역의 폴리이미드층(10)에 소정의 홀 사이즈/깊이를 갖는 미세 비아홀(100)이 형성된 리지드-플렉서블 기판을 완성시킨다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 제조방법에 따르면, 리지드ㅡ플렉서블 기판을 구성하는 연성동박적층원판의 폴리이미드층에 미세 비아홀을 형성함으로써, 기존 동도금 공정능력을 나타내는 종횡비를 0.7 : 1로 유지하면서 홀 사이즈를 120㎛ 이하의 미세 비아홀을 형성할 수 잇다는 효과를 제공한다.
또한, 상기 연성 동박적층원판의 폴리이미드층에 비아홀을 형성함으로써, 외층의 베이스 동박이 존재하지 않기 때문에 베이스 동박을 제거하기 위한 윈도우 에칭 공정이 필요없어 제조 공정을 단축할 수 있을 뿐만 아니라 초박화 및 경량화된 다층기판을 구현할 수 있다는 효과를 또한 제공한다.
여기에서, 상술한 본 발명에서는 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 , 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 폴리이미드층과 동박층으로 구성된 연성 동박적층원판의 상기 동박층에 회로패턴을 형성하는 제 1 단계;
    상기 동박층의 전체면 또는 상기 회로패턴이 형성된 일부면을 커버레이로 피복하는 제 2 단계;
    상기 회로패턴이 형성된 동박층이 상호 대향하도록 한쌍의 연성동박적층원판을 프리프레그를 개재하여 적층하는 제 3 단계;
    상기 적층된 한쌍의 연성동박적층원판을 프레스 가공하여 리지드 영역과 플렉서블 영역을 형성하는 제 4 단계;
    상기 리지드 영역에 대한 드릴링 가공을 수행하여 도통 홀을 형성하는 제 5 단계;
    상기 리지드 영역에 형성된 상기 폴리이미드층에 대한 레이저 가공을 수행하여 비아홀 생성 영역을 형성하는 제 6 단계; 및
    상기 폴리이미드층에 대한 동도금을 수행하여 상기 리지드 영역에 소정의 비아홀을 형성하는 제 7 단계
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    고 굴곡성의 리지드-플렉서블 기판을 형성하기 위하여 상기 플렉서블 영역의 폴리이미드층에 형성된 동도금을 제거하는 제 8 단계를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 제조 방법.
  3. 폴리이미드층과 동박층으로 구성된 연성 동박적층원판의 상기 동박층에 회로패턴을 형성하는 제 1 단계;
    상기 동박층의 전체면 또는 상기 회로패턴이 형성된 일부면을 커버레이를 통하여 피복하는 제 2 단계;
    상기 회로패턴이 형성된 동박층이 상호 대향하도록 한쌍의 연성동박적층원판을 프리프레그를 개재하여 적층하는 제 3 단계;
    상기 적층된 한쌍의 연성동박적층원판을 프레스 가공하여 리지드 영역과 플렉서블 영역을 형성하는 제 4 단계;
    상기 리지드 영역에 대한 드릴링 가공을 수행하여 도통 홀을 형성하는 제 5 단계;
    상기 리지드 영역 및 상기 플렉서블 영역에 형성된 상기 폴리이미드층에 대한 레이저 가공을 수행하여 비아홀 생성 영역을 형성하는 제 6 단계; 및
    상기 폴리이미드층에 대한 동도금을 수행하여 상기 리지드 영역 및 상기 플렉서블 영역 모두에 소정의 비아홀을 형성하는 제 7 단계
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 제조 방법.
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 연성 동박적층원판은 폴리이미드층 및 동박층의 단면 2층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 제조 방법.
  5. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 연성 동박적층원판은 폴리이미드층, 접착층 및 동박층의 단면 3층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 제조 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 폴리이미드층에 형성되는 비아홀은 50㎛의 홀사이즈와 25㎛의 홀깊이를 갖고, 종횡비(깊이/홀사이즈)가 0.5 : 1인 것을 특징으로 하는 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 제조 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 폴리이미드층에 형성되는 비아홀은 50㎛의 홀 사이즈와 12.5㎛의 홀 깊이를 갖고, 종횡비(깊이/홀사이즈)가 0.25 : 1인 것을 특징으로 하는 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 제조 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 폴리이미드층에 형성되는 비아홀은 25㎛의 홀 사이즈와 12.5㎛의 홀 깊이를 갖고, 종횡비(깊이/홀사이즈)가 0.5 : 1인 것을 특징으로 하는 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 제조 방법.
  9. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 폴리이미드층에 형성되는 비아홀은, 120㎛의 홀 사이즈와 82㎛의 홀 깊이를 갖고, 종횡비(깊이/홀사이즈)가 0.7 : 1인 것을 특징으로 하는 미세 비아홀이 형성된 리지드-플렉서블 기판의 제조 방법.
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