KR100722637B1 - 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전도성 드라이 필름을 이용하여 회로패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판에 관한 것이며, 이를 위하여 드라이 필름에 이방 전도성 필름을 적층하여 전도성 드라이 필름을 제작하고, 절연층에 전도성 드라이 필름을 입히고, 현상단계를 거쳐 전도성 드라이 필름으로 회로패턴을 형성함으로써, 공정단계가 간소화될 수 있으며, 인쇄회로기판의 경량화가 가능하다.

이방 전도성 필름, 드라이 필름, 도전 입자, 현상공정, 인쇄회로기판

Description

전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판 및 그 제조방법{PCB using a conductive dry film and manufacturing method therefor}

도 1a 내지 도 1f는 종래의 인쇄회로기판의 제조방법에 따른 공정도;

도 2는 본 발명에 따른 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판을 나타낸 단면도;

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판의 제조공정을 나타낸 순서도;

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판의 제조방법의 일 실시예를 도시한 공정도;

도 5a 및 도 5b는 전도성 드라이 필름의 구조를 도시한 사시도;

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판의 제조공정을 나타낸 순서도; 및

도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판의 제조방법의 다른 실시예를 도시한 공정도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

200, 400, 600 : 인쇄회로기판 110, 310, 510 : 절연층

170 : 회로패턴 320, 520 : 전도성 드라이 필름

322 : 이방전도성 필름 324 : 감광성 필름

326 : 마일라 필름 328 : 보호 필름

330, 530 : 전도 절연층 340, 540 : 아트워크 필름

350, 550 : 자외선 360, 560 : 현상액

370, 570 : 회로패턴 532 : 비아홀

324 : 충진재

본 발명은 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전도성 드라이 필름을 이용하여 회로패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판에 관한 것이다.

IC(Intergrated Circuit)와 같은 여러 가지 전자부품들을 적절히 배치하여 서로를 전기적으로 연결하고 전원 등을 공급해 주어야 비로소 설계된 의도대로 동작하는 전자제품이 된다. 이와 같이 전자부품을 설치하는 바탕이 되고, 부품들을 전기적으로 연결해주는 것이 바로 인쇄회로기판(PCB) 또는 인쇄배선기판(printed wiring board, PWB) 이라고 한다.

최근에는 PCB 제조 기술이 발달하여, 다층 PCB에 의해 전자 기기를 고밀도로 구성하거나, 전기적 접촉의 수단으로서 연성 PCB를 사용하기도 한다.

도 1a 내지 도 1f는 종래의 인쇄회로기판의 제조방법에 따른 공정도이다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 절연층(12)의 한 면에 동박층(14)을 입힌 동박 절연층(10)을 제작한다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 동박층(14)상에 드라이 필름(20)을 배치하고, 도 1c에 도시된 바와 같이, 드라이 필름(20)상에 소정의 회로패턴에 대응하는 패턴이 인쇄된 아트워크 필름(30)을 배치하고, 아트워크 필름(30)을 통해 드라이 필름(20)에 자외선(40)을 조사한다.

드라이 필름(20)에 아트워크 필름(30)을 통해 자외선(40)을 조사하면, 자외선에 노출되는 드라이 필름의 부분(22)은 경화되고, 자외선에 노출되지 않는 드라이 필름의 부분(24)은 경화되지 않는다.

그리고 도 1d에 도시된 바와 같이, 드라이 필름상에 현상액(50)을 분사하여 경화되지 않은 드라이 필름의 부분(24)을 제거한다.

이후, 도 1e에 도시된 바와 같이, 에칭액을 분사하여 경화된 드라이 필름(20)으로 보호되지 않는 동박층(14b)을 제거하고, 박리액을 이용하여 경화된 드라이 필름(22)을 제거하면, 도 1f에 도시된 바와 같이, 회로패턴(16)이 형성된 인쇄회로기판(100)이 완성된다.

그러나 종래의 인쇄회로기판은 동박의 특성 때문에, 적정수준 이하로 인쇄회로기판을 경량화하는 것이 불가능하다는 문제점이 있었고, 동박이 현상, 에칭, 박리의 공정단계를 거쳐 회로패턴이 형성되기 때문에, 공정단계가 복잡하다는 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 절연층 상에 전도성 드라이 필름을 입히고, 현상공정만으로 전도성 드라이 필름에 회로패턴을 형성함으로써, 기존의 동박으로 형성되는 회로패턴의 공정보다 간소화되고, 인쇄회로기판의 경량화가 가능한 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 적어도 한 면에 소정의 회로패턴이 형성되어 있는 절연층을 포함하는 인쇄회로기판에 관한 것으로, 회로패턴은 전도성 드라이 필름을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판을 제공한다.

본 발명에 있어서, 전도성 드라이 필름은 드라이 필름에 이방 전도성 필름(Anisotropic Conductive Film, ACF)이 적층되어 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 이방 전도성 필름은 그 내부에 서로 분리되어 있는 다수의 도전입자들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 드라이 필름에 이방 전도성 필름을 적층할 때 열과 압력을 주면, 도전입자들이 서로 접촉되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 전도성 드라이 필름은 접촉된 도전입자들로 인하여 등방성의 성질이 나타나는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 (A) 절연층의 적어도 한 면에 전도성 드라이 필름을 입힌 전도 절연층을 제공하는 단계; (B) 전도성 드라이 필름 상에 소정의 회로패턴에 대응하는 패턴이 인쇄된 아트워크 필름을 배치하는 단계; (C) 아트워크 필름을 통해 자외선을 조사하여 전도성 드라이 필름의 일부를 경화시키는 단계; 및 (D) 자외선 조사에 의해 미경화된 드라이 필름의 부분을 제거하여 소정의 회로패턴을 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 있어서, 전도성 드라이 필름은 드라이 필름에 이방 전도성 필름(ACF)이 적층되어 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 전도 절연층으로 절연층의 양면에 전도성 드라이 필름을 입힌 양면 전도 절연층을 사용하여 상기 절연층의 양면에 회로 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 인쇄회로기판의 제조 방법은 (A) 단계와 (B) 단계 사이에, (E) 상기 전도 절연층의 상ㆍ하면을 연결하는 도통홀을 형성하는 단계; 를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, (E) 단계의 도통홀은 (E-1) 상기 전도 절연층에 비아홀을 형성하는 단계; (E-2) 전도성 페이스트로 상기 비아홀을 충진하는 단계; 를 통해 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판(200)을 나타낸 단면도이다.

본 발명의 인쇄회로기판(200)은 절연층(110)과 회로패턴(170)으로 구성되며, 회로패턴(170)은 전도성 드라이 필름으로 형성된 것이다.

전도성 드라이 필름은 드라이 필름에 이방 전도성 필름이 적층된 것으로, 이방 전도성 필름은 절연 접착제에 도전 입자가 분사된 것이며, 절연층(110)의 한 면에 전도성 드라이 필름을 적층하여, 패턴이 인쇄된 아트워크 필름을 이용하여 회로패턴을 형성한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판의 제조공정을 나타낸 순서도이다.

본 발명에 따른 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판의 제조방법은 다음과 같은 단계들을 통해 수행될 수 있다. 먼저, 절연층의 한 면에 전도성 드라이 필름을 입힌 전도 절연층을 제작하며(210), 전도성 드라이 필름 상에 아트워크 필름을 배치한 후 자외선을 조사하여 전도성 드라이 필름을 경화시킨다(220).

이후, 현상액으로 경화되지 않은 전도성 드라이 필름의 부분을 벗겨내면 회로패턴이 형성된다(230).

이에 대한 설명은 다음 실시예를 설명하면서 자세히 기술한다.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판의 제조방법의 일 실시예를 도시한 공정도이다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 절연층(210)의 한 면에 전도성 드라이 필름(320)을 적층하여 전도 절연층(330)을 형성한다.

여기서, 전도성 드라이 필름(320)은 드라이 필름에 이방 전도성 필름(Anisotropic Conductive Film, ACF)이 적층된 것으로, 이방 전도성 필름(ACF)은 두께가 15~35㎛인 절연 접착제에 지름이 3~15㎛를 갖는 미세한 전도성 입자 (Conductive Particle)를 분산시킨 상태의 접착 필름을 말하며, 자세한 구조는 하기에 설명하도록 한다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 전도성 드라이 필름을 자외선에 노출시키는 과정으로, 전도성 드라이 필름(320)상에 소정의 회로패턴에 대응하는 패턴이 인쇄된 아트워크 필름(340)을 배치하고, 아트워크 필름(340)을 통해 전도성 드라이 필름(320)에 자외선(350)을 조사한다.

전도성 드라이 필름(320)에 아트워크 필름(340)을 통해 자외선(350)을 조사하면, 자외선에 노출되는 드라이 필름의 부분(320a)은 경화되고, 노출되지 않는 드라이 필름의 부분(320b)은 경화되지 않는다.

도 4c에 도시된 바와 같이, 자외선에 노출되어 경화된 부분은 남기고, 그 외의 부분은 용해시켜 제거하는 과정으로, 인쇄회로기판상에 현상액(360)을 분사하여 경화되지 않은 드라이 필름의 부분(320b)을 제거하면, 도 4d에 도시된 바와 같이, 회로패턴(370)이 형성된 인쇄회로기판(400)이 완성된다.

현상할 때, 현상액으로는 탄산나트륨이나 탄산칼륨이 이용되는 것이 바람직하다.

위에 설명된 바에 따르면, 전도성 드라이 필름을 이용하여 회로패턴을 형성함으로써, 종래의 동박을 현상, 에칭, 박리 공정을 거쳐 회로패턴을 형성하는 경우보다 현상단계만으로 회로패턴이 형성될 수 있으며, 인쇄회로기판의 경량화가 가능하다.

도 5a 및 도 5b는 전도성 드라이 필름의 구조를 도시한 사시도이다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 전도성 드라이 필름(320)의 구조이며, 드라이 필름에 이방 전도성 필름(ACF)이 적층된 것으로, 드라이 필름은 필름형태인 감광재(324), 마일라 필름(Mylar film, 326) 그리고 보호층(328)으로 구성되며, 신축성을 부여하기 위한 마일라 필름(326)이 감광재(324)의 상면에 배치되고, 감광재(324)를 보호하기 위한 보호 필름(328)은 감광재(324)의 하면에 배치된다.

그리고 이방 전도성 필름(ACF, 322)은 감광재(324)와 보호 필름(328) 사이에 개재되고, 보호 필름(328)은 절연층에 적층하기 전에 제거되고, 마일라 필름(326)은 현상공정에 앞서 제거된다.

도 5b는 이방 전도성 필름(ACF, 322)의 구조이며, 절연 접착제에 도전입자(322a)를 분사시킨 것으로, 이방 전도성 필름에 드라이 필름을 적층할 때 열과 압력을 주면, 좌표축의 y축 방향의 도전입자(322a)들은 서로 조밀하게 접촉되고, 도면에 표시된 좌표축의 x축 방향과 z 축 방향의 도전입자(322a)들은 도전입자(322a)들의 일부가 서로 접촉되어 있으며, 이렇게 접촉된 도전입자들(322a)로 인하여 전도성 드라이 필름(320)은 등방성의 성질이 나타난다.

또한, 도전입자에는 여러 종류가 있는데 탄소 섬유(Carbon Fiber), 금속(예컨대, Ni, Solder) 그리고 플라스틱 볼이 코팅된 금속(Metal(Ni/Au)-Coated Plastic Ball) 등을 사용하는 것이 바람직하며, 절연 접착제의 종류로는 열가소성물질(예컨대, 스티렌부타디엔고무(Styrene Butadiene Rubber), 폴리비닐 부틸렌(Polyvinyl Butylene)), 열경화성 물질(예컨대, 에폭시 수지(Epoxy Resin), 폴리우레탄(Polyurethane), 아크릴 수지(acrylic Resin)) 등을 사용하는 것이 바람직하 다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판의 제조공정을 나타낸 순서도이다.

본 발명에 따른 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판의 제조방법은 다음과 같은 단계들을 통해 수행될 수 있다. 먼저, 절연층의 양면에 전도성 드라이 필름을 입힌 양면 전도 절연층을 제작하며(410), 양면 전도 절연층에 드릴링을 이용하여 비아홀을 형성하고(420), 양면 전도 절연층의 상ㆍ하면을 전기적으로 연결하기 위해 비아홀에 전도성 페이스트로 충진하여 도통홀을 형성한다(430).

이후, 전도성 드라이 필름 상에 아트워크 필름을 배치한 후 자외선을 조사하여 전도성 드라이 필름을 경화시키고, 현상액으로 경화되지 않은 전도성 드라이 필름의 부분을 제거하면 회로패턴이 형성된다(440).

이에 대한 설명은 다음 실시예를 설명하면서 자세히 기술한다.

도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판의 제조방법의 다른 실시예를 도시한 공정도이다.

도 7a에 도시된 바와 같이, 절연층(510)의 양면에 전도성 드라이 필름(520)을 적층하여 양면 전도 절연층(530)을 형성한다.

여기서, 전도성 드라이 필름(520)은 드라이 필름에 이방 전도성 필름(ACF)이 적층된 것으로, 이방 전도성 필름(ACF)은 두께가 15~35㎛인 절연 접착제에 지름이 3~15㎛를 갖는 미세한 전도성 입자 (Conductive Particle)를 분산시킨 상태의 접착 필름을 말하며, 자세한 구조는 도 5a 내지 도 5b의 설명을 참조하도록 한다.

도 7b에 도시된 바와 같이, 양면 전도 절연층(510)에 상ㆍ하면을 연결하는 비아홀(532)을 형성하고, 도 7c에 도시된 바와 같이, 양면 전도 절연층(510)의 상ㆍ하면을 전기적으로 연결하기 위하여 전도성 페이스트(534)를 이용하여 관통홀(532)을 충진하여 도통홀을 형성한다.

그리고 도 7d에 도시된 바와 같이, 전도성 드라이 필름을 자외선에 노출시키는 과정으로, 전도성 드라이 필름(520)상에 소정의 회로패턴에 대응하는 패턴이 인쇄된 아트워크 필름(540)을 배치하고, 아트워크 필름(540)을 통해 전도성 드라이 필름(520)에 자외선(550)을 조사한다.

전도성 드라이 필름(520)에 아트워크 필름(540)을 통해 자외선(550)을 조사하면, 아트워크 필름(540)의 패턴이 전사되는 드라이 필름의 부분(520a)은 경화되고, 아트워크 필름(540)의 패턴이 전사되지 않는 드라이 필름의 부분(520b)은 경화되지 않는다.

이후, 도 7e에 도시된 바와 같이, 자외선에 노출되어 경화된 부분은 남기고, 그 외의 부분은 용해시켜 제거하는 과정으로, 인쇄회로기판상에 현상액(560)을 분사하여 경화되지 않은 드라이 필름의 부분(520b)을 제거하면, 도 7f에 도시된 바와 같이, 회로패턴(570)이 형성된 인쇄회로기판(600)이 완성된다.

현상할 때, 현상액으로는 탄산나트륨이나 탄산칼륨이 이용되는 것이 바람직하다.

위에 설명된 바에 따르면, 전도성 드라이 필름을 이용하여 회로패턴을 형성함으로써, 종래의 동박을 현상, 에칭, 박리 공정을 거쳐 회로패턴을 형성하는 경우 보다 현상단계만으로 회로패턴이 형성될 수 있으며, 인쇄회로기판의 경량화가 가능하다.

이처럼, 본 발명에서는 드라이 필름에 이방 전도성 필름을 적층한 전도성 드라이 필름을 절연층에 적층하여 현상공정으로 회로패턴을 형성함으로써, 인쇄회로기판의 경량화와 공정단계가 간소화된다는 점에 특징이 있다.

본 발명의 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판에 따르면, 절연층 상에 전도성 드라이 필름을 적층하여 전도성 드라이 필름을 이용하여 현상단계만으로 회로패턴을 형성함으로써, 인쇄회로기판의 경량화가 가능하며, 공정단계가 간소화될 수 있다.

Claims (10)

1. 적어도 한 면에 소정의 회로패턴이 형성되어 있는 절연층을 포함하는 인쇄회로기판에 있어서,

   상기 회로패턴은 드라이 필름에 이방 전도성 필름(ACF)이 적층되어 형성된 전도성 드라이 필름을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 이방 전도성 필름은 그 내부에 서로 분리되어 있는 다수의 도전입자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 드라이 필름에 상기 이방 전도성 필름을 적층할 때 열과 압력을 주면, 상기 도전입자들이 서로 접촉되는 것을 특징으로 하는 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 전도성 드라이 필름은 접촉된 도전입자들로 인하여 등방성의 성질이 나타나는 것을 특징으로 하는 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판.
6. (A) 절연층의 적어도 한 면에 전도성 드라이 필름을 입힌 전도 절연층을 제공하는 단계;

   (B) 전도성 드라이 필름 상에 소정의 회로패턴에 대응하는 패턴이 인쇄된 아트워크 필름을 배치하는 단계;

   (C) 상기 아트워크 필름을 통해 자외선을 조사하여 전도성 드라이 필름의 일부를 경화시키는 단계; 및

   (D) 상기 자외선 조사에 의해 미경화된 드라이 필름의 부분을 제거하여 소정의 회로패턴을 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판의 제조방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 전도성 드라이 필름은 드라이 필름에 이방 전도성 필름(ACF)이 적층되어 형성된 것을 특징으로 하는 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판의 제조방법.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 전도 절연층으로 상기 절연층의 양면에 전도성 드라이 필름을 입힌 양면 전도 절연층을 사용하여 상기 전도 절연층의 양면에 회로패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판의 제조방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 (A) 단계와 (B) 단계 사이에,

   (E) 상기 전도 절연층의 상ㆍ하면을 연결하는 도통홀을 형성하는 단계; 를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판의 제조방법.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 (E) 단계의 도통홀은

    (E-1) 상기 전도 절연층에 비아홀을 형성하는 단계;

    (E-2) 전도성 페이스트로 상기 비아홀을 충진하는 단계; 를 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 전도성 드라이 필름을 이용한 인쇄회로기판의 제조방법.

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