KR100730782B1 - Ｕｖ-ｃｏ２레이저를 이용한 연성회로기판 제조방법 - Google Patents

Ｕｖ-ｃｏ２레이저를 이용한 연성회로기판 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 UV-CO2레이저를 이용한 연성회로 기판 제조 방법은, 폴리이미드층과 회로가 형성된 구리층으로 이루어진 제1내층동박적층판의 상부에 커버레이를 덮는 내층형성단계; 이 내층형성단계를 거친 제1내층동박적층판의 상부에 폴리이미드층과 구리층으로 이루어진 제2내층동박적층판을 프리프레그를 이용하여 접합 및 적층하는 내층적층단계; 이 내층적층단계에서 적층된 제1내층동박적층판과 제2내층동박적층판을 관통하도록 CNC드릴을 이용해 관통홀을 형성하고 동도금을 하는 관통홀형성단계; 이 관통홀형성단계에서 동도금 된 제2내층동박적층판의 구리층에 회로를 형성하고 제2내층동박적층판의 상부에 커버레이를 덮는 제2내층형성단계; 이 제2내층형성단계를 거친 제2내층동박적층판의 상부에 폴리이미드층과 구리층으로 이루어진 외층동박적층판을 프리프레그를 이용하여 접합 및 적층하는 외층적층단계; 이 외층적층단계에서 적층된 외층동박적층판의 구리층을 소정 위치 선택하여 UV레이저로 조사하는 UV레이저조사단계; 이 UV레이저조사단계로 인해 노출된 폴리이미드층과 프리프레그 및 커버레이를 CO2레이저로 조사하여 비아홀을 형성하는 CO2레이저조사단계; 이 CO2레이저조사단계에서 형성된 비아홀의 내부에 금속을 도금하는 동도금단계;및 이 외층동박적층판의 구리층을 노광현상부식시켜 회로를 형성하는 외층형성단계로 구성된다.
상기와 같은 UV-CO2레이저를 이용한 연성회로 기판 제조 방법에 따르면, 비아홀 형성시 구리층을 UV레이저 드릴을 이용하여 홀을 형성하기 때문에 공정시간이 짧아서 비용면에서도 효율적이고, 미세하고 정교한 비아홀을 형성하기 때문에 품질이 우수한 연성회로기판의 제작이 가능하다.
UV레이저, CO2레이저, 연성회로기판

Description

ＵＶ-ＣＯ２레이저를 이용한 연성회로기판 제조방법{Manufacturing mehtod for flexible printed circuit board using UV-C02 laser}
도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 일실시예에 따른 UV-CO2레이저를 이용한 연성회로 기판 제조 방법을 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제조 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
110...제1내층동박적층판 120...제2내층동박적층판
112,122,132...구리층 111,121,131...폴리이미드
130...외층동박적층판 150...커버레이
160...프리프레그 140,170...관통홀
180...비아홀 190...포토 솔더 레지스트
본 발명은 UV-CO2레이저를 이용한 연성회로 기판 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회로기판에 층간을 연결하는 비아홀을 미세하게 형성하는 UV- CO2레이저를 이용한 연성회로 기판 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 연성회로기판은 전자제품이 소형화 및 경량화되면서 개발된 전자부품으로서, 내열성 및 내약품성이 강하고, 열에 강한 특성이 있어 모든 전자제품의 핵심부품으로서 카메라, 컴퓨터 및 주변기기, 핸드폰, 비디오 또는 오디오기기, 캠코더, 프린터, DVD, TFT LCD, 위성장비, 군사장비, 의료장비 등에서 널리 사용되고 있다.
최근에 다층 인쇄회로기판의 고밀도화에 대한 연구가 더욱 활발히 진행되고 있는 가운데, 빌드업(build-up)방식에 의해 다층 인쇄회로기판을 제조하는 방법이 널리 사용되고 있다.
절연층과 회로도체층을 순차적으로 적층해서 다층회로를 형성하는 이 방법은 그 방법 자체가 간단할 뿐만 아니라, 기판의 층간회로의 연결을 이루는 비아홀의 형성이 용이하며, 극소경 비아홀의 형성이 가능하고 회로도체의 두께가 얇아 미세회로의 형성이 용이한 잇점을 가진다.
상기 빌드업 방식의 인쇄회로기판에 형성된 비아홀은 상기 회로도체층을 노광현상부식하여 형성한 것으로 종래에 일반적으로 사용되던 비아홀 형성방법이다.
그러나, 상기한 노광현상부식의 방법은 비아홀을 형성함에 있어서 그 공정시간이 길고, 비용이 많이 드는 단점이 있다.
또한, 상기 빌드업 방식의 비아홀 형성방법은 상기와 같이 회로도체층을 노광현상부식의 방법으로 공정하고, 절연층을 CO2레이저 드릴로 공정을 한다.
이는 회로도체층과 절연층 각각에 개별적으로 홀을 형성하기 때문에 비아홀 의 위치가 어긋나서 형성되는 경우를 초래한다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 빠른 공정으로 보다 정교하고 우수한 비아홀을 형성할 수 있는 UV-CO2레이저를 이용한 연성회로 기판 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구 범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 UV-CO2레이저를 이용한 연성회로 기판 제조 방법은, 폴리이미드층과 회로가 형성된 구리층으로 이루어진 제1내층동박적층판의 상부에 커버레이를 덮는 내층형성단계; 상기 내층형성단계를 거친 제1내층동박적층판의 상부에 폴리이미드층과 구리층으로 이루어진 제2내층동박적층판을 프리프레그를 이용하여 접합 및 적층하는 내층적층단계; 상기 내층적층단계에서 적층된 제1내층동박적층판과 제2내층동박적층판을 관통하도록 CNC드릴을 이용해 관통홀을 형성하고 동도금을 하는 관통홀형성단계; 상기 관통홀형성단계에서 동도금 된 제2내층동박적층판의 구리층에 회로를 형성하고 상기 제2내층동박적층판의 상부에 커버레이를 덮는 제2내층형성단계; 상기 제2내층형성단계를 거친 제2내층동박적층판의 상부에 폴리이미드층과 구리층으로 이루어진 외층동박적층판을 프리프레그를 이용하여 접합 및 적층하는 외층적층단계; 상기 외층적층단계에서 적층된 외층동박적층판의 구리층을 소정 위치 선택하여 UV레이저로 조사하는 UV레이저조사단계; 상기 UV레이저조사단계로 인해 노출된 폴리이미드층과 프리프레그 및 커버레이를 CO2레이저로 조사하여 비아홀을 형성하는 CO2레이저조사단계; 상기 CO2레이저조사단계에서 형성된 비아홀의 내부에 금속을 도금하는 동도금단계; 및 상기 외층동박적층판의 구리층을 노광현상부식시켜 회로를 형성하는 외층형성단계로 구성된다.
여기서, 상기 외층형성단계 이후에 상기 외층동박적층판의 상부에는 커버레이 또는 PSR이 씌워지는 후공정단계를 포함하는 것이 바람직하다.
덧붙여, 상기 제2내층동박적층판에 적층되는 외층동박적층판은 폴리이미드층을 제외한 구리층만을 포함할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 일실시예에 따른 UV-CO2레이저를 이용한 연성 회로 기판 제조 방법을 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제조 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 UV-CO2레이저를 이용한 연성회로 기판 제조 방법은 제1내층형성단계(S210), 내층적층단계(S220), 관통홀형성단계(S230), 제2내층형성단계(S240), 외층적층단계(S250), UV레이저조사단계(S260), CO2레이저조사단계(S270), 동도금단계(S280) 및 외층형성단계(S290)를 포함한다.
상기 제1내층형성단계(S210)는 도 1a와 같이, 폴리이미드층(111)과 회로가 형성된 구리층(112)으로 이루어진 제1내층동박적층판(110)의 상부에 커버레이(150)를 덮는 단계이다.
먼저, 상기 제1내층형성단계(S210)는 폴리이미드층(111) 일면에 구리층(112)이 적층된 제1내층동박적층판(110)이 준비된다.
여기서, 상기 제1내층동박적층판(110)의 구리층(112)은 드라이필름을 라미네이팅하고, 양면 노광, 현상, 에칭하는 과정을 통하여, 회로가 형성된 것이 바람직하다.
상기 제1내층동박적층판(110)에 형성된 회로를 보호하기 위하여 도 1a와 같이, 상기 제1내층동박적층판(110)의 구리층(112) 일면에는 커버레이(150)가 피복된다.
상기 커버레이(150)는, 회로의 노출면을 보호하고 절연하기 위해 사용되는 절연성 수지이다.
다음으로, 상기 내층적층단계(S220)는 도 1b와 같이, 상기 제1내층형성단계(S210)에서 만들어진 제1내층동박적층판(110)의 상부에 제2내층동박적층판(120)을 적층하는 단계이다.
상기와 같은 단계를 수행하기 위해서 먼저, 도 1b와 같이 상기 제1내층동박적층판(110)의 상면에 덮여진 커버레이(150)의 위에 프리프레그(160)를 개재한다.
이 후, 상기 프리프레그(160)의 상면에 제2내층동박적층판(120)을 적층한다.
상기 제2내층동박적층판(120)은 폴리이미드층(121)과 회로가 형성되지 않은 구리층(122)으로 이루어진다.
상기 프리프레그(160)는 유리섬유에 수지가 함침되어 경화된 재료로, 접착성을 가진다.
상기 도 1b와 같이, 상기 프리프레그(160)의 상하면에 적층된 상기 제1내층동박적층판(110)과 제2내층동박적층판(120)은 진공프레스에 의해 상기 프리프레그(160)에 압착 적층된다.
여기서, 제1내층동박적층판(110)의 하면은 제1내층동박적층판(110)과 제2내층동박적층판(120)의 형상과 대칭 된 내층동박적층판(110', 120')이 더 적층 될 수 있다.
이후에는, 적층된 제1내층동박적층판(110)과 제2내층동박적층판(120) 및 그에 대칭되는 내층동박적층판(110', 120')은, 도 1c와 같이, 그 내부에 관통홀(170)을 형성하는 관통홀형성단계(S230)를 거친다.
상기 관통홀형성단계(S230)는 CNC드릴을 이용하여 제1내층동박적층판(110)과 제2내층동박적층판(120) 및 그에 대칭되는 내층동박적층판(110', 120')에 관통홀(170)을 형성하고, 상기 관통홀(170)에 동도금하여 상기 제1내층동박적층판(110)과 제2내층동박적층판(120) 및 그에 대칭되는 내층동박적층판(110', 120')을 전기적으로 연결한다.
여기서, 상기 제2내층동박적층판(120)의 회로가 형성되지 않은 구리층(122)도 동도금 된다.
이 후, 도 1c와 같이 상기 관통홀형성단계(S230)에서 동도금 된 제2내층동박적층판(120)의 구리층(122)에 드라이필름을 라미네이팅하고, 양면 노광, 현상, 에칭하는 과정을 통하여 회로를 형성하는 제2내층형성단계(S240)를 거친다.
상기 제2내층동박적층판(120)에 형성된 회로를 보호하기 위하여 상기 제2내층동박적층판(120)의 구리층(122) 일면에는 도 1c와 같이 커버레이(150)가 피복된다.
다음으로, 상기 외층적층단계(S250)는 상기 제2내층형성단계(S240)에서 형성된 제2내층동박적층판(120)의 상부에 도 1d와 같이 프리프레그(160)를 개재하고, 폴리이미드층(131)과 구리층(132)으로 이루어진 외층동박적층판(130)을 적층하는 단계이다.
여기서, 내층동박적층판(110', 120')의 하면은 상기 외층동박적층판(130)과 대칭하는 외층동박적층판(130')이 더 적층 될 수 있다.
여기서, 상기 외층동박적층판(130')은 폴리이미드층을 제외한 구리층만 포함할 수 있다.
상기 외층동박적층판(130, 130')은 상기 제1내층동박적층판(110)과 제2내층동박적층판(120)이 적층 된 방법과 동일하게 프레스를 이용하여 상기 제2내층동박적층판(120)의 상부에 압착 적층한다.
적층된 내층동박적층판(110,120,110',120')과 외층동박적층판(130,130')은 그 내부에 도 1f와 같은 관통홀(140)이 형성될 수 있다.
상기 관통홀(140)은 관통홀형성단계(S240)에서 CNC드릴을 이용하여 관통홀(170)을 형성한 것과 같은 방법으로 내층동박적층판(110,120,110',120')과 외층동박적층판(130,130')에 관통홀(140)을 형성하고, 상기 관통홀(140)을 동도금하여 상기 내층동박적층판(110,120,110',120')과 외층동박적층판(130,130')이 전기적으로 연결한다.
다음으로, 상기 외층동박적층판(130)의 구리층(132)과 제2내층동박적층판(120)의 구리층(122)에 형성된 회로를 전기적으로 연결을 하는 도 1f와 같은 비아홀(180)을 형성하기 위하여, 도 1e의 UV레이저조사단계(S260)와 도 1f의 CO2레이저조사단계(S270)을 수행한다.
즉, 상기 UV레이저조사단계(S260)는 도 1e와 같이 상기 외층동박적층판(130)의 상면 구리층(132)을 소정위치 선택하여 UV레이저를 조사하는 단계이다.
상기 UV레이저가 조사된 구리층(132)의 소정위치에는 도 1e와 같이 UV레이저홈(181)이 형성된다.
상기 구리층(132)에 형성된 UV레이저홈(181)의 하부에는 상기 외층동박적층판(130)의 폴리이미드층(131)이 노출된다.
UV레이저조사단계(S260)는 공정시간이 짧아서, 비용면에서도 효율적이고, 미세하고 정교한 UV레이저홈(181)을 형성하기 때문에 품질이 우수한 연성회로기판의 제작이 가능하다.
한편, 상기 CO2레이저조사단계(S270)는 도 1f와 같이 상기 UV레이저조사단계(S260)로 인해 노출된 상기 외층동박적층판(130)의 폴리이미드층(131)과 그 밑단에 구비된 프리프레그(160) 및 커버레이(150)에 CO2레이저를 조사하는 단계이다.
상기 CO2레이저 드릴은 CO2레이저를 상기 외층동박적층판(130)의 UV레이저홈(181)의 하부에 노출된 폴리이미드층(131)에 조사한다.
또한, 상기 폴리이미드층(131)의 밑단에 구비된 프리프레그(160)에 CO2레이저를 조사한다.
더 나아가, 상기 프리프레그(160)의 밑단에 구비된 커버레이(150)에 CO2레이저를 조사한다.
상기 CO2레이저 드릴은 상기와 같이 폴리이미드층(131)과 프리프레그(160) 및 커버레이(150)에 CO2레이저를 조사하여 CO2레이저홈(182)을 형성한다.
다음으로, 상기 UV레이저와 CO2레이저로 인해 형성된 UV레이저홈(181)과 CO2레이저홈(182)의 내부는 상기 외층동박적층판(130)의 구리층(132)과 제2내층동박적층판(120)의 구리층(122)에 형성된 회로가 전기적으로 연결될 수 있도록 도 1f와 같이 동도금하는 동도금단계(S280)를 거친다.
여기서, 상기 동도금은 상기 외층동박적층판(130)의 구리층(132)에도 적용된다.
이후, 도 1f와 같이 상기 비아홀(180)을 충진재로 채운 후 연마에 의해 평탄화하고 양면 노광, 에칭 등의 과정으로 상기 외층동박적층판(130)에 회로를 형성하는 외층형성단계(S290)을 거친다.
여기서 상기 비아홀(180)에 충진된 충진재는 상기 비아홀(180)의 평탄도를 높게 하고, 상기 비아홀(180)의 접촉 면적을 넓혀 기판에 실장되는 부품과의 전기적 접촉성 및 본딩특성을 향상시킬 수 있다.
마지막으로, 상기 외층동박적층판(130)의 구리층(132)에 형성된 회로를 보호하기 위해 상기 외층동박적층판(130) 구리층(132)의 상면에 도 1f와 같이 커버레이(150)를 씌우는 후공정단계를 포함한다.
이때, 상기 외층동박적층판(130)은 상기 커버레이(150)를 대신하여 포토 솔더 레지스트(190)를 인쇄할 수도 있으며, 혹은 감광성 솔더 레지스트를 인쇄가능 하다.
본 발명은 비록 상기 외층동박적층판(130)에 비아홀을 형성하는 것만 기재하였으나, 구리층만을 포함하는 외층동박적층판(130')에도 동일하게 적용될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 UV-CO2레이저를 이용한 연성회로 기판 제조 방법에 의하면, 구리층을 UV레이저 드릴을 이용하여 홀을 형성하기 때문에 공정시간이 짧아서 비용면에서도 효율적이고, 미세하고 정교한 비아홀을 형성하기 때문에 품질이 우수한 연성회로기판의 제작이 가능하다.

Claims (3)

  1. 폴리이미드층과 회로가 형성된 구리층으로 이루어진 제1내층동박적층판의 상부에 커버레이를 덮는 제1내층형성단계;
    상기 내층형성단계를 거친 제1내층동박적층판의 상부에 폴리이미드층과 구리층으로 이루어진 제2내층동박적층판을 프리프레그를 이용하여 접합 및 적층하는 내층적층단계;
    상기 내층적층단계에서 적층된 제1내층동박적층판과 제2내층동박적층판을 관통하도록 CNC드릴을 이용해 관통홀을 형성하고 동도금을 하는 관통홀형성단계;
    상기 관통홀형성단계에서 동도금 된 제2내층동박적층판의 구리층에 회로를 형성하고 상기 제2내층동박적층판의 상부에 커버레이를 덮는 제2내층형성단계;
    상기 제2내층형성단계를 거친 제2내층동박적층판의 상부에 폴리이미드층과 구리층으로 이루어진 외층동박적층판을 프리프레그를 이용하여 접합 및 적층하는 외층적층단계;
    상기 외층적층단계에서 적층된 외층동박적층판의 구리층을 소정 위치 선택하여 UV레이저로 조사하는 UV레이저조사단계;
    상기 UV레이저조사단계로 인해 노출된 폴리이미드층과 프리프레그 및 커버레이를 CO2레이저로 조사하여 비아홀을 형성하는 CO2레이저조사단계;
    상기 CO2레이저조사단계에서 형성된 비아홀의 내부에 금속을 도금하는 동도금단계;
    상기 외층동박적층판의 구리층을 노광현상부식시켜 회로를 형성하는 외층형성단계; 및
    상기 외층동박적층판의 상부에 커버레이 또는 PSR이 씌워지는 후공정단계로 구성된 UV-CO2레이저를 이용한 연성회로 기판 제조 방법.
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