KR100641781B1

KR100641781B1 - 연성회로기판 제작 방법

Info

Publication number: KR100641781B1
Application number: KR1020040032065A
Authority: KR
Inventors: 김동배
Original assignee: (주)마이크로샤인
Priority date: 2004-05-07
Filing date: 2004-05-07
Publication date: 2006-11-02
Also published as: KR20050106966A

Abstract

본발명은 연성회로기판 제작 방법에 관한 것으로, 절연필름위에 동박(Cu)으로 패드를 구성하는 단계, 상기 구리(Cu) 패드위에 커버레이필름으로서 다시 절연필름을 코팅하는 단계 및 상기 에폭시회로기판과 접착되는 부분을 전해도금으로 주석납(SnPb)층을 형성함으로써 피시비패드(PCB Pad)와 핫바 작업을 통해 연결할 패드를 생성하는 단계를 포함하여 이루어진다.

따라서, 본발명에 의하면 연성회로기판에 금(Au)도금 대신 주석납(SnPb)을 전해도금함으로써 메탈 마스크에 의한 솔더링공정과 솔더링 리플로우과정을 생략할 수 있으므로 생산성향상을 꾀할 수 있으며, 메탈마스크 제작비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 상시 솔더링 리플로우과정에서 발생하는 열로 생기는 파티클에 의한 흑점 불량을 감소시킬 수가 있으므로 수율을 향상시킬 수가 있고 또한, 전해도금방식을 사용함으로써 구리 패드위 두께에 대한 균일도를 높힐 수 있으므로 패드의 평탄도를 유지할 수 있어 핫바작업시 수율을 향상시킬 수가 있는 것이다.

전해도금, Snpb, FPCB, PCB

Description

연성회로기판 제작 방법{FPCB Production Method}

도 1a는 종래의 FPCB적층구조 일단면도,

도 1b는 종래의 PCB적층구조 일단면도

도 2는 본발명에 의한 FPCB적층구조의 일단면도,

도 3은 본발명에 의한 FPCB의 일실시예

그리고,

도 4는 FPCB 제작 공정도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*

120,160 : 절연필름 130 : 구리패드

170 : Snpb층 210~250 : 도금 패드

211~251 : 도금선 260 : 연성케이블

본발명은 연성회로기판(FPCB)에 관한 것으로, 특히 카메라 모듈에 사용되는 FPCB를 제작하기 위한 방법에 관한 것이다.

연성회로기판(Flexible Printed Circuits Board;이하 "FPCB"라 한다)은 전자제품이 소형화 및 경량화가 되면서 개발된 전자부품으로 작업성이 뛰어나고, 내열성 및 내곡성, 내약품성이 강하며, 열에 강하여 모든 전자제품의 핵심부품으로서 카메라, 컴퓨터R 및 주변기기, 휴대폰, 영상오디오기기, 캠코더, 프린터, 디브이디(DVD), TFT 엘시디, 위성장비, 군사장비, 의료장비등에서 널리 사용되고 있다. 상기 FPCB는 단독으로 3차원 배선이 가능하고 기기의 소형화 및 경량화가 가능하며 반복굴곡에의 높은 내구성을 갖고 있으며, 고밀도 배선이 가능하고(0.1mm/pitch) 배선의 오류가 없고 조립이 양호하며 신뢰성이 높기 때문에 또한, 연속생산 방식이 가능하기 때문이다.

특히, 상기 제품들 중 휴대폰에 있어서는 LCD 모듈과 메인보드를 연결하기 위하여, 이미지센서(Image Sensor)가 탑재되는 PCB와 상기 메인보드와 연결하기 위해서도 사용된다.

따라서, 상기와 같이 FPCB를 메인보드에 연결하기 위해서는 먼저 PCB와 FPCB를 접합하여야 하는데 이하, 여러가지 방법 중 종래에 주로 사용되는 핫바(Hot Bar) 방법에 대하여 도면을 이용하여 설명한다. 핫바(Hot Bar)방법은 기판위의 패드에 부품의 모든 리드를 동시에 가열된 막대로 솔더링(Soldering)된 SnPb를 녹여서 두 패드를 연결하는 공정으로서 이하, 도면을 이용하여 설명한다.

도 1a와 도 1b는 일반적인 FPCB와 PCB의 적층구조를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, FPCB(10)는 기판 필름(Base Film)으로서 0.5mil(0.0125mm)이상의 얇은 절연필름(PI:polyimide;20, 이하 "PI"라 한다)위에 동박(Cu;30)으로 회로(이하, pad라 한다)를 구성하도록 하고 상기 구리패드(이하, Cu pad라 한다)(30)위에 커버레이 필름으로서 다시 0.5mil (0.0125mm)이상의 얇은 PI(60)로 코팅한 것으로 구성된다. 이때, PCB(Printed Circuit Board:인쇄회로기판;11)와 접착되는 부분(A)은 미리 금형으로 타발한 다음 Cu pad(30)위에 Ni을 최대 5μm을 넘지 않도록 도금을 하여 Ni층(40)을 형성한다. 이때 Cu pad(20)위에 직접 Au를 도금하게 되면 Au가 박리되어 떨어지는 문제가 발생하게 되므로 Ni을 사용하는 것이다. 이후, Ni층(40)위에 Au를 최대 0.5μm 도금하여 노출된 Cu pad(30)가 부식하지 않도록 한다.

한편, PCB(11)는 페놀수지(phenol Resin) or 에폭시수지 (Epoxy Resin)로 된 평판으로 베이스(21)기판을 형성하고 각 부품간을 연결하는 회로를 베이스(21)기판위에 동박(Cu;31)으로 형성하고 그 위에 솔더마스크(이하, Solder Mask라 한다)(51)를 행한다. Solder Mask(51)는 PCB에 전자부품을 탑재해 솔더(Solder) 부착에 따른 불필요한 부분에서의 솔더(Solder)부착을 방지하고, 기판의 표면회로를 보호하기 위하여 Ink를 도포하는 것을 말하는 것으로 일반적인 공정을 사용할 수 있으므로 상세 설명은 생략한다. 또한, FPCB(10)와 접착되는 부분(A)은 Cu pad(31)위에 Ni을 최대 5μm을 넘지 않도록 도금을 하여 Ni층(41)을 형성하고 Ni층(40)위에 Au를 최대 0.5μm 도금하여 노출된 Cu pad(30)가 부식하지 않도록 하는 것이다. 또한, 금속 마스크(이하, Metal Mask라 한다)를 통해 SnPb을 약 80μm 정도 솔더링(soldering)을 하여 FPCB 패드와 핫바 작업을 할 수 있도록 한다.

이후, FPCB(10)와 PCB(11)를 핫바작업을 하여 결합을 하는 것이다.

이 경우 조금만 과도하게 핫바작업을 하여도 패드간 단락(Short)현상이 발생하여 폐기처분을 하여야 하거나 재차 핫바작업을 하게 된다. 또한, 여러차례의 ㅅ솔더링(ldering)작업으로 인하여 Metal mask의 개구부가 막히는 현상이 발생하여 솔더링이 되지않는 불량이 발생한다. 상기와 같이 Metal mask에 의한 솔더링은 두께 균일도에서도 일정하지 않아 pad의 평탄도를 유지할 수 없어 핫바 불량을 유발하여 수율을 떨어뜨리기도 한다. 이것은 솔더링후 Reflow 작업시 열발생에 의한 Particle불량을 유발하기도 하는 것이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 연성회로기판 패드 도금시 Au도금에서 SnPb을 전해도금 함으로써 Metal mask에 의한 솔더링 공정을 줄일 수 있는 연성회로기판 제작 방법을 제공하고자 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 연성회로기판 제작 방법은 절연필름위에 동박(Cu)으로 패드를 구성하는 단계, 상기 Cu 패드위에 커버레이필름으로서 다시 절연필름을 코팅하는 단계 및 상기 에폭시회로기판과 접착되는 부분을 전해도금으로 SnPb층의 두께가 20± 5μm가 되도록 형성함과 동시에 외곽의 패드가 내부의 패드두께보다 더 두껍게 형성하고 각 내부 패드의 폭은 0.3mm 이하로 형성하며 각 패드간의 간격도 0.3mm이상으로 형성하여 핫바작업할 패드를 생성하는 단계를 포함하여 이루어지도록 한다.

삭제

또한, 전해도금을 하기 위한 도금선을 상기 패드부분에서 상기 연성회로기판 외곽으로 소정길이 연장하여 설치하는 단계 및 상기 전해도금 후 상기 도금선을 제거하는 단계를 더 포함하여 구성되도록 하여 전해도금을 쉽게 할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이하 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 일실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본발명에 의한 FPCB적층구조의 일단면도이며 그리고, 도 3은 본발명에 의한 FPCB의 일실시예이며 도 4는 FPCB를 제작 공정도이다. 도시된 바와 같이 본발명에 의한 FPCB(100)는 종래 기술의 FPCB(10)의 적층구조와 거의 유사하다. 즉, 기판 필름(Base Film)으로서 0.5mil (0.0125mm)이상의 얇은 절연필름(PI:polyimide;120, 이하 "PI"라 한다)위에 동박(Cu;130)으로 회로(이하, pad라 한다)를 구성하도록 하고(S210) 상기 Cu pad(130)위에 커버레이(coveray) 필름으로서 다시 0.5mil (0.0125mm)이상의 얇은 PI(160)로 코팅한 것으로 구성된다(S220). 이때, PCB(Printed Circuit Board:인쇄회로기판;11)와 접착되는 부분(C)은 미리 금형으로 타발하여 접촉부분을 생성한다(S230).본 발명에서는 PCB와 접합을 할 수 있도록 위하여 만든 상기 접촉부분에 SnPb을 전해도금 방식에 의하여 20± 5μm 두께로 생성함으로써 부식을 방지하고 핫바 작업을 할 수 있도록 한다(S240). 이때 두께가 15μm 이하로 생성하면 PCB와 핫바(Hotbar) 작업시 접촉불량이 발생하고 또, 25μm 이상으로 하면 도금에 대한 생산성 저하 및 PCB와 접촉시 인접한 패드(pad)와 단락(short)현상이 발생할 수 있으므로 상기 SnPb의 두께는 20±5μm로 하여야 한다. 상기 SnPb는 Pb가 포함되어 있지 않은 물질로 대체할 수 있음은 물론이다.

이하, 도 3의 FPCB를 예를 들어 전해도금 하는 과정을 설명한다. FPCB(200)는 SnPb가 도금될 패드(210,220,230,240,250)와 각 패드에는 도금선(211,221,231,241,251)이 FPCB(200)의 연성케이블(Flexible cable : 260)의 외곽으로 일정길이(D)이 도출되어 있다. 상기 패드(210,220,230,240,250)는 내부패드(220,230,240)와 외곽패드(210,250)로 분류하여 외곽패드(210,250)의 폭(X)은 내부패드(220,230,240)의 폭(Y)보다 더 크게 형성하여 핫바작업시 접착이 잘되도록 구성하며 패드간 간격(Z)은 0.3mm이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한 각각의 내부패드(220,230,240)의 폭(Y)은 0.3mm이하로 설계하여 핫바작업시 발생하는 접촉불량을 방지하도록 한다. 한편, 회로부품(270)은 연성케이블(260)상에서 상기 각 패드와 회로연결되어 있다(도면 미도시). 상기한 구성의 FPCB(200)에 전해도금을 하기 위하여 전극을 각각의 도금선(211,221,231,241,251)에 연결하고 SnPb을 전해도금하여 그 두께가 20±5μm내에서 형성되도록 하여 도금을 완료한다. 이후, 각각의 도금선(211,221,231,241,251)을 금형에 의하여 절단하고 핫바작업으로 FPCB(200)의 각 패드(210,220,230,240,250)와 PCB의 패드(도면 미도시)를 접합하는 것이다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.

상기에서와 같이 본 발명에 따른 연성회로기판 제작 방법에 의하면 외곽패드의 폭을 내부패드의 폭보다 더 크게 형성하여 핫바작업시 접착이 잘되도록 구성하며 패드간 간격도 0.3mm이상으로 하고 각각의 내부패드의 폭은 0.3mm이하로 설계하여 핫바작업시 발생하는 접촉불량을 방지할 수 있을 뿐만 아니라,
SnPb을 전해도금 방식에 의하여 20± 5μm 두께로 생성함으로써 부식을 방지하고 핫바 작업을 할 수 있도록 하여 두께가 15μm 이하로 생성될 때의 접촉불량을 방지하고 25μm 이상으로 생성될 경우의 생산성 저하 및 PCB와 접촉시 인접한 패드와 단락현상을 방지할 수 있다.

삭제

Claims

에폭시회로기판(PCB)과 결합하기 위한 연성회로기판(FPCB) 제조 방법에 있어서,

절연필름위에 동박(Cu)으로 패드를 구성하는 단계;

상기 Cu 패드위에 커버레이필름으로서 다시 절연필름을 코팅하는 단계; 및

상기 에폭시회로기판과 접착되는 부분을 전해도금으로 SnPb층의 두께가 20± 5μm가 되도록 형성함과 동시에 외곽의 패드가 내부의 패드두께보다 더 두껍게 형성하고 각 내부 패드의 폭은 0.3mm 이하로 형성하며 각 패드간의 간격도 0.3mm이상으로 형성하여 핫바작업할 패드를 생성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 연성회로기판 제조 방법.
삭제
삭제
제 1항에 있어서,

전해도금을 하기 위한 도금선을 상기 패드부분에서 상기 연성회로기판 외곽으로 소정길이 연장하여 설치하는 단계; 및

상기 전해도금 후 상기 도금선을 제거하는 단계;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연성회로기판 제조 방법.
삭제