KR100746361B1 - 인쇄회로기판 제조방법 - Google Patents

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이상문
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Abstract

인쇄회로기판 제조방법 개시된다. 일면에 가이드핀이 결합된 지지플레이트에, 가이드핀에 상응하여 제1 정렬홀이 천공된 절연기판을 제1 정렬홀에 가이드핀이 삽입되도록 적층하는 단계, 지지플레이트에, 가이드핀에 상응하여 제2 정렬홀이 천공된 임프린팅 몰드를 제2 정렬홀에 가이드핀이 삽입되도록 적층하는 단계 및 지지플레이트에, 가압플레이트를 적층하고 가압하여, 절연기판과 임프린팅 몰드를 서로 압착시키는 단계를 포함하되, 절연기판의 임프린팅 몰드에 대향하는 면에는 회로패턴에 상응하는 음각패턴이 형성되며, 임프린팅 몰드의 절연기판에 대향하는 면에는 회로패턴에 상응하는 양각패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법은, 임프린팅 공정시 임프린팅 몰드와 절연기판의 정합에 고가의 정합장비의 설치가 필요없고, 다수의 임프린팅 몰드와 절연기판을 일괄 적층하여 압착함으로써 동시에 여러 장의 회로패턴이 형성된 절연기판의 제작이 가능하다.
임프린팅, 가이드핀, 정렬홀, 절연기판

Description

인쇄회로기판 제조방법{Method for manufacturing printed circuit board}
도 1은 종래 기술에 따른 필름 마스크와 기판을 정합하는 방법을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 정합방법을 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 정합방법을 나타낸 측면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인쇄회로패턴이 형성된 기판을 나타낸 측면도.
도 5은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 다수의 층을 정합하는 방법을 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가이드핀의 형성 상태를 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조방법을 나타낸 순서도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
22 : 지지플레이트 24 : 절연기판
26 : 임프린팅 몰드 28 : 가압플레이트
30 : 가이드핀 36a, 36b, 36c : 정렬홀
25 : 양각패턴 23 : 음각패턴
본 발명은 인쇄회로기판 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 임프린팅(imprinting) 공법을 이용하여 인쇄회로기판을 제조하는 방법에 관한 것이다.
전자산업의 발달에 따라 휴대폰을 비롯한 전자부품의 소형화, 고기능화 되면서 인쇄회로기판의 소형화, 고밀도화에 대한 요구가 꾸준히 증가하고 있다. 이러한 전자제품의 경박단소화의 추세에 따라 인쇄회로기판 역시 미세패턴화, 소형화 및 패키지화가 동시에 진행되고 있다. 지금까지 널리 사용되고 있는 미세회로패턴의 제작기술 중의 하나는 포토리소그래피(photolithography)으로써 포토레지스트 박막이 입혀진 기판 위에 패턴을 형성시키는 방법이다. 그러나 이때 형성되는 패턴의 크기는 광학적 회절현상에 의해 제한을 받게 되며 분해능은 거의 사용 광선의 파장에 비례한다. 따라서, 반도체 소자의 집적도가 높아질수록 미세패턴을 형성하기 위해 파장이 짧은 노광기술이 요구되는데, 이러한 방법은 포토레지스트 패턴의 CD(critical dimension)의 불균일을 초래하여 포토레지스트 패턴을 마스크(mask)로 하여 패터닝되어 형성되는 회로패턴이 처음에 원하던 형태와 다른 형태로 형성되며, 공정 중에 발생하는 불순물과 포토레지스트가 반응하여 포트레지스트가 침식되어 포토레지스트 패턴이 변하는 문제점이 있어 최근에는 미세회로패턴 형성을 위해 임프린팅에 의한 인쇄회로기판을 제조하는 방법이 주목 받고 있다.
임프린팅하는 방법은 상대적 강도가 강한 물질의 표면에 필요로 하는 형상을 미리 제작하여 이를 다른 물질 위에 마치 도장을 찍듯이 찍어서 패터닝시키거나 원하는 형상의 몰드를 제작한 후, 몰드 내부로 폴리머 물질을 도포하여 패턴을 형성하는 방법이다. 즉, 임프린팅에 의한 인쇄회로패턴 형성방법은 원하는 형상의 회로패턴에 상응하는 양각패턴이 형성된 임프린팅 몰드를 절연기판에 압착시켜 양각패턴에 대응하는 음각패턴을 절연기판에 형성하고, 이와 같이 형성된 음각패턴에 도전성 물질를 충전시켜 절연기판에 회로패턴을 형성한다. 따라서, 정확한 음각패턴을 절연기판 위에 형성하여 절연기판에 회로패턴을 형성하기 위해서는 임프린팅 몰드와 절연기판의 정확한 정렬이 무엇보다도 중요하다.
도 1은 종래 기술에 따른 필름 마스크와 기판을 정합하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 필름 마스크(2), 기판(4), 정렬마크(6), 카메라(8)가 도시되어 있다.
종래의 포토리소그래피에 의한 회로패턴형성방법에 있어 포토레지스트 박막을 형성하기 위해서 필름 마스크(2)를 기판상에 적층하게 되는데, 정밀한 회로패턴의 형성과 기판(4)의 상층과 하층 간의 도통을 위한 비아홀을 정확한 위치에 형성하기 위해서는 회로가공을 위한 필름 마스크(2)와 기판(4)간에 정확한 정렬이 필요하다.
종래에는 필름 마스크(2)와 기판(4)간의 정확한 정렬을 위해 광학시스템을 이용하여 왔다. 즉, 기판(2)상에 정렬마크(6)가 형성되어 있고, 필름 마스크(2)는 투명하기 때문에 상부에 설치된 카메라(8)를 이용하여 기판(4)에 형성된 정렬마 크(6)를 확인하여 필름 마스크(2)와 기판(4)을 움직임으로써 정확한 정렬을 하게 된다.
그러나, 종래 기술에 따른 정합방법은 정합하고자 하는 두 층 중에 하나 이상이 투명해야 정합이 가능하다. 따라서, 임프린팅 몰드와 절연기판 중 하나 이상이 투명해야 종래 기술에 의해 정합이 가능한데, 임프린팅 몰드와 절연기판은 모두 불투명하여 종래의 정합방법을 사용할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 종래 기술에 따른 정합방법은 다층회로기판에 적용 시 두 개 이상의 층을 동시에 정합할 수 없고 순차적을 정합해야 한다는 문제점이 있다.
그리고, 회로패턴을 형성하고자 하는 절연기판의 크기가 커질수록 기판에 부분적인 신축이 다르게 발생하여 임프린팅 몰드와 절연기판의 정확한 정합이 어려운 문제가 있다.
본 발명은 회로패턴에 상응하는 양각패턴이 형성된 임프린팅 몰드와 양각패턴에 대응하는 음각패턴이 형성되는 절연기판의 임프린팅 공정 시, 임프린팅 몰드와 절연기판의 정합을 용이하게 하고, 다수의 임프린팅 몰드 및 절연기판을 일괄 적층하여 압착함으로써 임프린팅에 의한 음각패턴을 다수의 절연기판에 동시에 형성할 수 있다.
또한, 임프린팅 공정에 의한 음각패턴형성 중 발생하는 절연기판의 신축에 따른 불량을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 일면에 가이드핀이 결합된 지지플레이트에, 가이드핀에 상응하여 제1 정렬홀이 천공된 절연기판을 제1 정렬홀에 가이드핀이 삽입되도록 적층하는 단계, 지지플레이트에, 가이드핀에 상응하여 제2 정렬홀이 천공된 임프린팅 몰드를 제2 정렬홀에 가이드핀이 삽입되도록 적층하는 단계 및 지지플레이트에, 가압플레이트를 적층하고 가압하여, 절연기판과 임프린팅 몰드를 서로 압착시키는 단계를 포함하되, 절연기판의 임프린팅 몰드에 대향하는 면에는 회로패턴에 상응하는 음각패턴이 형성되며, 임프린팅 몰드의 절연기판에 대향하는 면에는 상기 회로패턴에 상응하는 양각패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법이 제공된다. 복수의 절연기판에 음각패턴을 동시에 형성하기 위해서 가압플레이트를 적층하기 전에, 일면에 가이드핀이 결합된 지지플레이트에, 가이드핀에 상응하여 제1 정렬홀이 천공된 절연기판을 제1 정렬홀에 가이드핀이 삽입되도록 적층하는 단계, 지지플레이트에, 가이드핀에 상응하여 제2 정렬홀이 천공된 임프린팅 몰드를 제2 정렬홀에 가이드핀이 삽입되도록 적층하는 단계을 반복하여 수행할 수 있다.
본 발명에 있어서 임프린팅 몰드란, 상대적 강도가 강한 물질의 표면에 필요로 하는 형상을 미리 제작한 형틀로서, 이를 다른 물질 위에 마치 도장을 찍듯이 찍어서 패터닝시키거나 몰드 내부로 폴리머 물질을 도포하여 패턴을 형성하게 된다. 임프린팅 몰드는 스탬프(stamp), 툴호일(tool foil) 등을 포함하는 개념이다.
가압플레이트에도 가이드핀에 상응하는 제3 정렬홀을 천공하여, 제3 정렬홀 에 가이드핀이 삽입되도록 지지플레이트에 가압플레이트를 적층할 수 있다.
지지플레이트에, 가압플레이트를 적층하고 가압하여, 절연기판과 임프린팅 몰드를 서로 압착시켜 절연기판에 음각패턴을 형성한 후, 가압플레이트를 지지플레이트로부터 분리하고, 임프린팅 몰드 및 절연기판을 지지플레이트로부터 분리하는 단계와 음각패턴에 도전성 물질을 충전하여 인쇄회로패턴을 형성하는 단계를 둘 수 있다..
지지플레이트에 결합되는 가이드 핀은 지지플레이트의 일면에 복수의 가이드핀을 형성하여 동일한 PCB를 한 장의 기판에 여러 개 가공하는 경우 절연기판의 크기가 크더라도 부분적인 신축에 대응하도록 할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 인쇄회로기판 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 정합방법을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 정합방법을 나타낸 측면도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 지지플레이트(22), 절연기판(24), 임프린팅 몰드(26), 가압플레이트(28), 가이드핀(30), 양각패턴(25), 정렬홀(36a, 36b, 36c)이 도시되어 있다.
본 실시예는 일면에 가이드핀(30)이 결합된 지지플레이트(22)에, 가이드 핀(30)에 상응하여 제1 정렬홀(36a)이 천공된 절연기판(24)을 제1 정렬홀(36a)에 가이드핀(30)이 삽입되도록 적층하여 정합하고, 가이드핀(30)에 상응하여 제2 정렬홀(36b)이 천공된 임프린팅 몰드(26)를 제2 정렬홀(36b)에 가이드핀(30)이 삽입되도록 적층하여 정합한 후, 가압플레이트(28)를 적층하고 가압하여 임프린팅 몰드(26)와 절연기판(24)을 정합함과 동시에 절연기판(24)과 임프린팅 몰드(26)를 서로 압착시켜 임프린팅 몰드(26)의 일면에 형성된 양각패턴(25)의 압입에 의해 절연기판(24)상에 음각패턴이 형성된다. 이와 같이 정밀하게 가공된 가이드핀(30)을 정렬홀(36a, 36b)에 끼워 넣어 임프린팅 몰드(30)와 절연기판(24)을 정합시킴으로써 보다 정밀한 미세회로 패턴을 절연기판(22)상에 형성할 수 있다.
지지플레이트(22)의 일면에 형성되는 가이드핀(30)은 지지플레이트(22)의 일면에 대해 수직을 이루도록 하여 고착시키며 강성이 큰 재료를 사용하도록 한다. 또한 가이드핀(30)이 삽입되는 정렬홀(36a, 36b, 36c)은 가이드핀(30)과 정확히 일치되어 삽입되도록 컴퓨터 수치제어(CNC, Computer Numerical Control)에 의한 드릴을 이용하여 천공토록 한다.
본 실시예에서는 지지플레이트(22)에 먼저 절연기판(24)을 적층한 후 그 위에 임프린팅 몰드(26)의 양각패턴(25)이 대향하도록 적층하였으나, 경우에 따라서는 양각패턴(25)이 절연기판(24)과 대향하도록 먼저 임프린팅 몰드(26)를 적층하고 그 위에 절연기판(24)을 적층한 후 가압플레이트(28)를 적층하고 가압하여, 절연기판(24)과 임프린팅 몰드(26)를 서로 압착시키는 것도 가능하다. 즉, 임프린팅 몰드(26)의 양각패턴(25)과 음각패턴을 형성하고자 하는 절연기판(24)의 면을 대향하 여 한 쌍을 이루도록 배치한다면 임프린팅 몰드(26)와 절연기판(24)의 적층순서는 무방하다.
임프린팅 몰드(26)의 재질로는 절연기판(24)에 비해 상대적으로 강도가 강한 철(Fe), 니켈(Ni), 플래티늄(Pt), 크롬(Cr) 등의 금속, 다이아몬드 또는 석영 등을 사용한다. 임프린팅 몰드(26)에 형성되는 양각패턴(25)은 정방형, V자형, U자형 등 그 모양에는 제한이 없다. 또한, 절연기판(24)의 재질로는 열가소성 수지가 사용된다. 다만, 절연기판(24)의 재질로서 열가소성 수지에 국한되는 것은 아니며 절연기판(24)의 재료로서 당업자에게 자명한 재료가 사용될 수 있으며 또한 기계적 강도의 증가와 온도에 의한 영향을 최소화하기 위해 보강기재를 사용할 수 있다. 보강기재로는 종이, 유리섬유, 유리부직포 등 당업자에 자명한 보강기재가 사용될 수 있고, 절연기판(24)의 재료로는 에폭시(epoxy), 폴리이미드(ployimide), 불소수지, PPO수지 등 당업자에게 자명한 절연재료가 사용될 수 있음은 물론이다.
임프린팅 몰드(26)와 절연기판(24)의 압착에 이용되는 가압플레이트(28)에도 지지플레이트(22)의 가이드핀(30)에 정합되도록 제3 정렬홀(36c)을 천공하여 임프린팅 몰드(26) 및 절연기판(24)을 지지플레이트(22)에 적층한 후 가압플레이트(28)의 제3 정렬홀(36c)에 가이드핀(30)이 삽입되도록 가압플레이트(28)를 적층한 후 가압하는 것도 가능하다.
지지플레이트(22)와 가압플레이트(28)는 임프린팅 몰드(26)와 절연기판(24)에 균일한 압력분포를 형성하기 위해 충분한 강도를 가진 재질이 사용되며 또한 충분한 두께를 가지도록 한다.
지지플레이트(22)와 가압플레이트(28)를 서로 가압하는 방법으로는 프레스에 의한 압착이 이용되나, 바람직하게는 열을 가하면서 가압하는 열 압착 방식이 좋다. 즉, 열을 가해 절연기판(24)의 조직을 느슨하게 한 후 임프린팅 몰드(26)의 양각패턴(25)이 용이하게 절연기판(24)에 압입되도록 하기 위함이다. 또한, 열 압착을 가할 때는 진공챔버(Vacuum Chamber)속에 넣어 열을 가하면서 압착하는 것이 좋다. 진공챔버속에서 가압하는 이유는 절연기판(24)과 임프린팅 몰드(26)사이에 공기층이 형성되어 절연기판(24)에 형성되는 음각패턴에 공기층에 의한 불량 발생을 막기 위함이다. 지지플레이트(22)와 가압플레이트(28)에 압력을 가하는 방법은 프레스에 의한 방법도 가능하나, 고압의 액체나 기체를 이용하여 압력을 가하는 것도 가능하다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인쇄회로패턴이 형성된 기판을 나타낸 측면도이다. 도 4를 참조하면, 절연기판(24), 정렬홀(36a), 음각패턴(23), 도전성 물질(38)이 도시되어 있다.
상술한 바와 같이 지지플레이트에 임프린팅 몰드, 절연기판, 가압플레이트를 적층하고 소정의 압력으로 가압한 후, 가압플레이트를 지지플레이트로부터 분리하고, 임프린팅 몰드 및 절연기판(24)을 지지플레이트로부터 분리하면 절연기판(24)에는 임프린팅 몰드의 양각패턴에 대응하는 음각패턴(23)이 형성된다. 이러한 절연기판(24)에 형성된 음각패턴(23)은 비아홀을 포함한 회로패턴이 형성되는 곳으로, 음각패턴(23)이 형성된 절연기판(24)에 회로패턴을 형성하기 위해서는 음각패턴(23)에 도전성 물질(38)을 충전해야 한다.
도전성 물질(38)을 충전하는 방법으로는 무전해 및/또는 전해 도금으로 도금하는 방법, 도전성 페이스트를 충전하는 방법, 잉크젯 프린팅으로 도전성 잉크를 충전하는 방법, 전도성 폴리머를 중합시켜 충전하는 방법 등 당업자에게 자명한 방법이 사용될 수 있다. 절연기판(24)의 음각패턴(23)에 충전되는 도전성 물질(38)로는 알루미늄(Al), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr) 등 당업자에 자명한 전도성 물질이 사용될 수 있다.
도 5은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 다수의 층을 정합하는 방법을 나타낸 사시도이다. 도 5을 참조하면, 지지플레이트(22), 절연기판(24), 임프린팅 몰드(26), 가압플레이트(28), 가이드핀(30)가 도시되어 있다.
본 실시예는 복수의 절연기판(24)에 서로 다른 혹은 같은 음각패턴을 동시에 형성하기 위해서 일면에 가이드핀(30)이 결합된 지지플레이트(22)에, 가이드핀(30)에 상응하여 제1 정렬홀이 천공된 절연기판(24)을 제1 정렬홀에 가이드핀(30)이 삽입되도록 적층하여 정합하고, 가이드핀(30)과 상응하는 같은 위치에 제2 정렬홀이 천공된 임프린팅 몰드(26)를 제2 정렬홀에 가이드핀이 삽입되도록 적층하여 정합한 후, 가압플레이트(28)를 적층하여 가압하기 전에,
상기 과정을 반복하여 또 다른 임프린팅 몰드(26)와 절연기판(24)을 적층하여 한번의 가압으로 여러 벌의 음각패턴이 형성된 절연기판(24)을 생산할 수 있다.
본 실시예에서는 두 개의 단위 절연기판(24) 만이 적층하였으나 두 개 이상의 단위 절연기판(24) 및 단위 임프린팅 몰드(26)를 적층하여 가압함으로써 음각패턴이 형성된 단위 절연기판(24)을 동시에 다수 생산할 수 있음은 물론이다.
지지플레이트(22)에 적층되는 복수의 임프린팅 몰드(26)에 형성되는 양각패턴은 서로 같을 수도 있고 다를 수도 있다. 다만, 각 임프린팅 몰드(26)에 형성된 정렬홀의 위치는 지지플레이트(22)의 가이드핀(30)과 상응하는 위치에 형성되어야 함은 당연하다.
복수의 단위 임프린팅 몰드(26) 및 단위 절연기판(24)을 지지플레이트(22)에 적층한 후 가압플레이트(28)를 적층하고 가압하여, 복수의 단위 임프린팅 몰드(26) 및 단위 절연기판(24)을 정합함과 동시에 복수의 단위 절연기판(24) 및 단위 임프린팅 몰드(26)를 한꺼번에 서로 압착시켜 복수의 음각패턴이 형성된 단위 절연기판(24)을 생산할 수 있다.
본 실시예에서는 복수의 단위 임프린팅 몰드(26) 및 단위 절연기판(24)의 적층하는 방법에 있어 먼저 단위 절연기판(24)을 적층한 후 그 위에 대응하는 단위 임프린팅 몰드(26)의 양각패턴이 대향하도록 단위 임프린팅 몰드(26)를 적층하였으나, 경우에 따라서는 임프린팅 몰드(26)의 양각패턴이 절연기판(24)과 대향하도록 먼저 임프린팅 몰드(26)를 적층하고 그 위에 절연기판(24)을 적층하는 것도 가능함은 상술한 바와 같다. 즉, 복수의 절연기판(24)을 생산하는 경우 단위 임프린팅 몰드(26)의 양각패턴 형성면과 음각패턴을 형성하고자 하는 단위 절연기판(24)의 면을 대향하여 한 쌍을 이루도록 배치한다면 단위 임프린팅 몰드(26)와 단위 절연기판(24)의 적층순서는 무방하고, 한번의 가압으로 음각패턴이 형성된 복수의 단위 절연기판(24)을 생산할 수 있다.
본 실시예 이외에, 지지플레이트에 절연기판을 적층하고 양면에 양각패턴이 형성된 임프린팅 몰드를 적층하고 또 다른 절연기판을 적층하여 가압하여 하나의 임프린팅 몰드와 두 개의 절연기판을 한 세트로 하여 동시에 두 개의 음각패턴이 형성된 절연기판에 생성할 수도 있다. 이 또한, 상술한 방법과 조합하여 사용할 수 있음은 물론이다.
상술한 바와 같이 지지플레이트에 복수의 단위 임프린팅 몰드(26) 및 단위 절연기판(24), 가압플레이트(28)를 적층하고 소정의 압력으로 가압한 후, 가압플레이트(28)를 지지플레이트(22)로부터 분리하고, 단위 임프린팅 몰드(26) 및 단위 절연기판(24)을 지지플레이트(22)로부터 적층순서와 역으로 분리하면 복수의 단위 절연기판(24)의 각각에 대응되는 단위 임프린팅 몰드(26)의 양각패턴에 의한 음각패턴이 형성된다. 이러한 단위 절연기판(24)에 형성된 음각패턴은 비아홀을 포함한 회로패턴이 형성되는 곳으로, 음각패턴이 형성된 단위 절연기판(24)에 회로패턴을 형성하기 위해서는 음각패턴에 도전성 물질을 충전해야 한다.
도전성 물질을 충전하는 방법으로는 무전해 및/또는 전해 도금으로 도금하는 방법, 도전성 페이스트를 충전하는 방법, 잉크젯 프린팅으로 도전성 잉크를 충전하는 방법, 전도성 폴리머를 중합시켜 충전하는 방법 등 당업자에게 자명한 방법이 사용될 수 있다. 도전성 물질로는 알루미늄(Al), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr) 등 당업자에 자명한 전도성 물질이 사용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가이드핀의 형성 상태를 나타낸사시도이다. 도 6를 참조하면, 지지플레이트(22), 절연기판(24), 임프린팅 몰드(26), 가압플레이트(28), 가이드 핀(30), 정렬홀(36a, 36b, 36c), 단위 PCB(40) 가 도시되어 있다.
본 실시예는 지지플레이트(22)에 결합되는 가이드핀(30)을 지지플레이트(22)의 일면에 복수의 가이드핀(30)을 형성하여 동일한 단위 PCB(40)를 한 장의 기판에 여러 개 가공하는 경우 절연기판(24)의 크기가 크더라도 부분적인 신축에 대응하도록 구성한 것이다.
인쇄회로기판 제조공정상에 통상 동일한 복수의 단위 PCB(40)를 한 장의 기판에 두어 한꺼번에 가공한 후 가공이 완료되면 단위 PCB(40)로 절단하게 된다. 동일한 PCB(40)를 한 장의 기판에 여러 개 두어 임프린팅 공정을 수행하는 경우 절연기판(24)의 크기가 상대적으로 커져 임프린팅 공정 중 절연기판(24)의 부분적인 신축이 일어나서 임프린팅 공정에 의해 형성되는 음각패턴에 불량이 발생할 수 있다. 이러한 경우 지지플레이트(22) 상에 절연기판(24)의 더미영역에 해당하는 부분에 다수의 가이드핀(30)을 형성하고 이에 상응하여 임프린팅 몰드(26)와 절연기판(24)에 정렬홀(36a, 36b)을 천공하여 다수의 정렬홀(36a, 36b)에 다수의 가이드핀(30)을 삽입하여 임프린팅 몰드(26)와 절연기판(24)을 정합함으로써, 임프린팅 공정 중 절연기판(24)의 부분적인 신축에 따른 음각패턴 형성의 불량을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조방법을 나타낸 순서도이다. 도 7를 참조하면, S100 단계에서는, 일면에 가이드핀이 결합된 지지플레이트에, 가이드핀에 상응하여 제1 정렬홀이 천공된 절연기판을 제1 정렬홀에 가이드핀이 삽입되도록 적층하여 정합한다. 지지플레이트의 일면에 형성되는 가이드핀은 지지플레이트의 일면에 대해 수직을 이루도록 하여 고착시키며 강성이 큰 재료를 사용하도록 한다. 또한 가이드핀이 삽입되는 정렬홀은 가이드핀과 정확히 일치되어 삽입되도록 컴퓨터 수치제어(CNC, Computer Numerical Control)에 의한 드릴을 이용하여 천공토록 한다.
또한, 절연기판의 재질로는 열가소성 수지가 사용된다. 다만, 절연기판의 재질로서 열가소성 수지에 국한되는 것은 아니며 절연기판으로서 당업자에게 자명한 재료가 사용될 수 있으며 또한 기계적 강도의 증가와 온도에 의한 영향을 최소화하기 위해 보강기재를 사용할 수 있다. 보강기재로는 종이, 유리섬유, 유리부직포 등 당업자에 자명한 보강기재가 사용될 수 있고, 절연층(18)의 재료로는 에폭시(epoxy), 폴리이미드(ployimide), 불소수지, PPO수지 등 당업자에게 자명한 절연재료가 사용될 수 있음은 물론이다.
S200 단계에서는, 가이드핀에 상응하여 제2 정렬홀이 천공된 임프린팅 몰드를 제2 정렬홀에 가이드핀이 삽입되도록 적층하여 정합한다. 이와 같이 정밀하게 가공된 가이드핀을 정렬홀에 끼워 넣어 임프린팅 몰드와 절연기판을 정합시킴으로써 보다 정밀한 미세회로 패턴을 절연기판상에 형성할 수 있다.
본 실시예에서는 지지플레이트에 먼저 절연기판을 적층한 후 그 위에 임프린팅 몰드의 양각패턴이 대향하도록 적층하였으나, 경우에 따라서는 양각패턴이 절연기판과 대향하도록 먼저 임프린팅 몰드를 적층하고 그 위에 절연기판을 적층한 후 가압플레이트를 적층하고 가압하여, 절연기판과 임프린팅 몰드를 서로 압착시키는 것도 가능하다. 즉, 임프린팅 몰드의 양각패턴과 음각패턴을 형성하고자 하는 절연기판의 면을 대향하여 한 쌍을 이루도록 배치한다면 임프린팅 몰드와 절연기판의 적층순서는 무방하다. 임프린팅 몰드의 재질로는 절연기판에 비해 상대적으로 강도가 강한 철(Fe), 니켈(Ni), 플래티늄(Pt), 크롬(Cr) 등의 금속, 다이아몬드 또는 석영 등을 사용한다. 임프린팅 몰드에 형성되는 양각패턴은 정방형, V자형, U자형 등 그 모양에는 제한이 없다.
본 단계 이후에, 복수의 절연기판에 서로 다른 혹은 같은 음각패턴을 동시에 형성하기 위해서 가압플레이트를 적층하고 가압하기 전에, 상기 과정을 반복하여 또 다른 임프린팅 몰드와 절연기판을 적층하여 한번의 가압으로 여러 벌의 음각패턴이 형성된 절연기판을 생산할 수 있다.
S300 단계에서는, 지지플레이트의 가이드핀을 정렬홀에 삽입하여 임프린팅 몰드와 절연기판을 적층하여 정합한 후, 가압플레이트를 적층하고 가압하여 임프린팅 몰드와 절연기판을 정합함과 동시에 절연기판과 임프린팅 몰드를 서로 압착시켜 임프린팅 몰드의 일면에 형성된 양각패턴의 압입에 의해 절연기판상에 음각패턴을 형성한다. 이와 같이 정밀하게 가공된 가이드핀을 정렬홀에 끼워 넣어 임프린팅 몰드와 절연기판을 정합시킴으로써 보다 정밀한 미세회로 패턴을 절연기판상에 형성할 수 있다.
임프린팅 몰드와 절연기판의 압착에 이용되는 가압플레이트에도 지지플레이트의 가이드핀에 정합되도록 제3 정렬홀을 천공하여 임프린팅 몰드 및 절연기판을 지지플레이트에 적층한 후 가압플레이트의 제3 정렬홀에 가이드핀이 삽입되도록 가압플레이트를 적층한 후 가압하는 것도 가능하다.
지지플레이트와 가압플레이트는 임프린팅 몰드와 절연기판에 균일한 압력분 포를 형성하기 위해 충분한 강도를 가진 재질이 사용되며 또한 충분한 두께를 가지도록 한다.
지지플레이트와 가압플레이트를 서로 가압하는 방법으로는 프레스에 의한 압착이 이용되나, 바람직하게는 열을 가하면서 가압하는 열 압착 방식이 좋다. 즉, 열을 가해 절연기판의 조직을 느슨하게 한 후 임프린팅 몰드의 양각패턴이 용이하게 절연기판에 압입되도록 하기 위함이다. 또한, 열 압착을 가할 때는 진공챔버(Vacuum Chamber)속에 넣어 열을 가하면서 압착하는 것이 좋다. 진공챔버 속에서 가압하는 이유는 절연기판과 임프린팅 몰드 사이에 공기층이 형성되어 절연기판에 형성되는 음각패턴에 공기층에 의한 불량 발생을 막기 위함이다. 지지플레이트와 가압플레이트에 압력을 가하는 방법은 프레스에 의한 방법도 가능하나, 고압의 액체나 기체를 이용하여 압력을 가하는 것도 가능하다.
S400 단계에서는, 상술한 바와 같이 지지플레이트에 임프린팅 몰드, 절연기판, 가압플레이트를 적층하고 소정의 압력으로 가압한 후, 가압플레이트를 지지플레이트로부터 분리하고, 임프린팅 몰드 및 절연기판을 지지플레이트로부터 분리한다. 분리된 절연기판에는 임프린팅 몰드의 양각패턴에 대응하는 음각패턴이 형성된다.
S500 단계에서는, 절연기판에 형성된 음각패턴은 비아홀을 포함한 회로패턴이 형성되는 곳으로, 음각패턴이 형성된 절연기판에 회로패턴을 형성하기 위해서 음각패턴에 도전성 물질을 충전하여 인쇄회로패턴을 형성한다. 도전성 물질을 충전하는 방법으로는 무전해 및/또는 전해 도금으로 도금하는 방법, 도전성 페이스트를 충전하는 방법, 잉크젯 프린팅으로 도전성 잉크를 충전하는 방법, 전도성 폴리머를 중합시켜 충전하는 방법 등 당업자에게 자명한 방법이 사용될 수 있다. 절연기판의 음각패턴에 충전되는 도전성 물질로는 알루미늄(Al), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr) 등 당업자에 자명한 전도성 물질이 사용될 수 있다.
전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 임프린팅 공정시 임프린팅 몰드와 절연기판의 정합에 고가의 정합장비의 설치가 필요없고, 다수의 임프린팅 몰드와 절연기판을 일괄 적층하여 압착함으로써 동시에 여러 장의 음각패턴이 형성된 절연기판의 제작이 가능하다.
또한, 임프린팅 공정에 의한 음각패턴형성 중 발생하는 절연기판의 신축에 따른 음각패턴의 불량을 해결할 수 있다.

Claims (5)

  1. (a) 일면에 가이드핀이 결합된 지지플레이트에, 상기 가이드핀에 상응하여 제1 정렬홀이 천공된 절연기판을 상기 제1 정렬홀에 상기 가이드핀이 삽입되도록 적층하는 단계;
    (b) 상기 지지플레이트에, 상기 가이드핀에 상응하여 제2 정렬홀이 천공된 임프린팅 몰드를 상기 제2 정렬홀에 상기 가이드핀이 삽입되도록 적층하는 단계; 및
    (c) 상기 지지플레이트에, 가압플레이트를 적층하고 가압하여, 상기 절연기판과 상기 임프린팅 몰드를 서로 압착시키는 단계를 포함하되,
    상기 절연기판의 상기 임프린팅 몰드에 대향하는 면에는 회로패턴에 상응하는 음각패턴이 형성되며, 상기 임프린팅 몰드의 상기 절연기판에 대향하는 면에는 상기 회로패턴에 상응하는 양각패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (b)와 상기 단계 (c) 사이에, 상기 단계 (a) 및 상기 단계 (b)가 반복하여 수행되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가압플레이트에는 상기 가이드핀에 상응하여 제3 정렬홀이 천공되며, 상기 단계 (c)는 상기 제3 정렬홀에 상기 가이드핀이 삽입되도록 상기 지지플레이트에 상기 가압플레이트를 적층하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (c)이후에,
    (c1) 상기 가압플레이트를 상기 지지플레이트로부터 분리하고, 상기 임프린팅 몰드 및 상기 절연기판을 상기 지지플레이트로부터 분리하는 단계;
    (c2) 상기 음각패턴에 도전성 물질을 충전하여 인쇄회로패턴을 형성하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 지지플레이트의 일면에는 상기 가이드핀이 복수로 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법.
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