KR100865120B1 - Method for manufacturing of multi-layer PCB using ink jet printing type - Google Patents
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Abstract
본 발명은 잉크젯프린팅방식을 이용한 다층 인쇄회로기판 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 잉크젯패터닝에 의해 단일 인쇄회로기판을 제조하는 제 1단계와, 단일 인쇄회로기판을 다층으로 적층하는 제 2단계, 및 적층된 다층의 인쇄회로기판을 경화하여 완성하는 제 3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 다층 인쇄회로기판을 제조하는 제조공정이 간편하여 생산성측면에서 향상되고 비용절감 면에서도 우수한 효과를 제공한다. The present invention relates to a method for manufacturing a multilayer printed circuit board using an inkjet printing method. The present invention includes a first step of manufacturing a single printed circuit board by inkjet patterning, a second step of stacking a single printed circuit board in multiple layers, and a third step of curing and completing the stacked multilayer printed circuit boards. Characterized in that. Therefore, the present invention is simple in the manufacturing process for manufacturing a multi-layer printed circuit board is improved in terms of productivity and excellent cost in terms of cost reduction.
잉크젯방식, 다층 인쇄회로기판, Inkjet method, multilayer printed circuit board,
Description
도 1a 및 도 1g는 종래의 다층 인쇄회로기판을 설명하기 위한 단면도, 1A and 1G are cross-sectional views illustrating a conventional multilayer printed circuit board,
도 2a 및 2d는 본 발명의 일실시예에 따른 잉크젯프린팅방식의 인쇄회로기판을 설명하기 위한 공정도, Figure 2a and 2d is a process chart for explaining a printed circuit board of the inkjet printing method according to an embodiment of the present invention,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 잉크젯프린팅방식의 다층 인쇄회로기판을 설명하기 위한 공정도,3 is a process chart for explaining a multi-layer printed circuit board of the inkjet printing method according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 잉크젯프린팅방식의 다층 인쇄회로기판을 제조하는 절차를 설명하는 절차도.Figure 4 is a procedure illustrating a procedure for manufacturing a multi-layer printed circuit board of the inkjet printing method according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
20 : 커버레이 21 : 폴리아미드기판20: coverlay 21: polyamide substrate
22: 접착성절연체 23 : 패턴22: adhesive insulator 23: pattern
본 발명은 인쇄회로기판 제조방법에 있어서, 특히 단층의 회로기판을 다수개 적층하여 형성하는 다층의 인쇄회로기판을 제조하기 위한 다층 인쇄회로기판 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a printed circuit board, and more particularly, to a method for manufacturing a multilayer printed circuit board for manufacturing a multilayer printed circuit board formed by stacking a plurality of single-layer circuit boards.
최근의 전자기기는 경박단소화에 따라 LSI, VLSI(Very Large Scale Integration)와 같은 반도체의 소형화 및 고밀도화가 진행되고 있고, 이에 따라 인쇄회로기판도 고밀도 및 박판(薄板) 등으로의 제작이 요구되고 있으며, 이에 부응하여 부당한 연구와 개발을 경주하고 있다. In recent years, as electronic devices become smaller and thinner, miniaturization and densification of semiconductors such as LSI and Very Large Scale Integration (VLSI) are progressing. Accordingly, printed circuit boards are required to be made of high density and thin plates. In response, the company is running unfair research and development.
그래서 집적도를 향상시키기 위하여 다층으로 이루어진 인쇄회로기판 등을 제작하고 있다.Therefore, in order to improve the degree of integration, a multilayer printed circuit board is manufactured.
도 1a 내지 도 1g는 이러한 종래의 다층 인쇄회로기판을 설명하기 위한 단면도이다. 1A to 1G are cross-sectional views for explaining such a conventional multilayer printed circuit board.
이하, 도 1a 내지 도 1g를 참조하여 본 발명에 따른 전도성 액상 감광성 물질을 이용한 다층 인쇄회로기판의 제조 공정을 상세하게 설명한다. Hereinafter, a manufacturing process of a multilayer printed circuit board using a conductive liquid photosensitive material according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1A to 1G.
먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이, 지그(Jig)(100)에 절연자재를 빌드-업(Build-up) 방식으로 도포하여 절연층(110)을 형성한다. First, as illustrated in FIG. 1A, an insulating material is applied to a
이때, 지그(Jig)(100)를 사용하지 않고 절연층(110)을 형성할 수 있다. In this case, the
여기서 절연자재는 전기적인 특성은 뛰어나지만 기계적 강도가 불충분하고 온도에 의한 차수 변화(열팽창률)가 금속의 10배 정도로 큰 열경화성 수지에 유리섬유를 침투시켜 반 경화상태로 만든 프리프레그(Prepreg) 또는 합성수지에 기계적/열적 성질을 향상시키기 위하여 필러를 첨가한 빌드업용 필름이다. Here, the insulating material is excellent in electrical properties, but prepreg made of semi-cured state by infiltrating glass fiber into a thermosetting resin having insufficient mechanical strength and a change in order (thermal expansion coefficient) due to temperature of about 10 times that of a metal or Build-up film with filler added to improve mechanical and thermal properties of synthetic resins.
이후, 도 1b에 도시된 바와 같이, 절연층(110)에 층간 접속을 위한 비아홀(120)을 형성한다. Thereafter, as illustrated in FIG. 1B, a
비아홀(120)은 일반적으로 기계적 드릴링을 이용하여 형성하나, 미세 회로패턴 형성시 정밀한 가공을 요하므로 YAG(Yttrium Aluminum Garnet)레이저나 CO2 레이저를 이용하는 것이 바람직하다. YAG 레이저는 동박층 및 절연층 모두를 가공할 수 있는 레이저이고, CO2 레이저는 절연층만 가공할 수 있는 레이저이다. The
상술한 바와 같이 비아홀(120)을 형성한 후, 도 1c에 도시된 바와 같이, 전도성 액상 감광성 물질(130)로 비아홀(120) 내부를 매립하고 절연층(110) 상에 도포함으로써 후공정의 회로 패턴을 형성하기 위한 전도층을 형성한다. After the
여기서 전도성 액상 감광성 물질(130)은 전도성 고분자에 감광성 고분자를 혼합한 액체 상태의 물질이다. The conductive liquid
전도성 액상 감광성 물질(130)을 도포할 때는 균일한 표면을 만들어 주도록 스크린 코팅방식, 딥(Dip) 코팅방식, 롤(Roll)코팅방식, ED(Electro Deposition) 방식 등을 사용한다. When the conductive liquid
이후, 도 1d에 도시된 바와 같이, 전도성 액상 감광성 물질(130)에 경화공정을 수행한 후 지그(Jig)(100)를 제거한다. Thereafter, as illustrated in FIG. 1D, after the curing process is performed on the conductive liquid
여기서, 경화공정은 전도성 액상 감광성 물질(130)을 오븐이나 열풍기 등을 이용하여 건조시키는 공정을 말한다. Here, the curing step refers to a step of drying the conductive liquid
상술한 바와 같이, 지그(100)를 제거한 후 도 1e에 도시된 바와 같이, 전도성 액상 감광성 물질(130)로 형성된 전도층 상에 회로패턴이 형성된 아트워크 필름 또는 유리 표면에 크롬을 코팅시켜 회로패턴을 형성한 글라스 마스크 등의 마스크를 밀착시켜 노광공정을 수행한다. As described above, after the
노광공정은 자외선을 쪼여 감광재가 빛에 반응하도록 하는 공정으로써, 회로패턴이 형성된 마스크를 밀착시킨 후 자외선을 쪼이면 배선패턴 부위로는 자외선이 투과하지 못하고 그 외의 부분으로는 자외선이 투과되어 노광부(A)와 미노광부(A')를 형성한다. 자외선에 노출된 노광부(A)는 중합반응에 의해 물리적 또는 화학적인 성질이 바뀐다. The exposure process is a process that causes the photosensitive material to react with light by irradiating ultraviolet rays. If the mask is formed by closely contacting a mask having a circuit pattern formed thereon, the ultraviolet rays do not pass through the wiring pattern portion but the ultraviolet rays pass through the other portions. (A) and the unexposed part A 'is formed. The exposed portion A exposed to ultraviolet rays changes physical or chemical properties by a polymerization reaction.
이후, 도 1f에 도시된 바와 같이 노광부(A)와 미노광부(A')에 현상공정을 수행하면 회로패턴(140)이 형성된 단층 베이스기판(150)을 완성하게 된다. Subsequently, as illustrated in FIG. 1F, when the developing process is performed on the exposed portion A and the unexposed portion A ', the single
현상공정은 감광성 고분자의 특징에 따라 자외선에 노출된 노광부(A)는 남기고 미노광부(A')는 용해시켜 제거하거나, 자외선에 노출된 노광부(A)는 용해시키고 미노광부(A')는 남기는 과정으로 노광부(A)와 미노광부(A')의 현상액에 대한 용해도 차이로 미노광부(A') 또는 노광부(A)가 제거된다. 현상공정 후에는 기판에 잔류하는 현상액을 제거하기 위하여 수세와 건조공정을 수행한다. According to the characteristics of the photosensitive polymer, the unexposed portion A 'is dissolved while leaving the exposed portion A exposed to ultraviolet rays, or the exposed portion A is dissolved and unexposed portion A' is exposed to ultraviolet rays. In the remaining process, the unexposed portion A 'or the exposed portion A is removed due to the difference in the solubility of the exposed portion A and the unexposed portion A' in the developer. After the developing step, washing and drying are performed to remove the developer remaining on the substrate.
상술한 바와 같이 베이스 기판(150)을 완성한 후, 원하는 층수에 따라 베이스 기판(150)을 적층한 후 가열, 가압함으로써 도 1g에 도시된 바와 같이 다층 인쇄회로기판을 최종적으로 완성하였다. After the
이후, 도 1g에 도시된 바와 같이 원하는 층수에 따라 베이스 기판(150)과 절연층(160)을 교대로 적층한 후 가열, 가압한다. 또한, 절연층(160)의 상하로 층간의 접착을 위한 본딩층(미도시)을 별도로 구비한다. Thereafter, as shown in FIG. 1G, the
여기서 절연층(160)은 일반적인 수지와 종이, 유리섬유, 유리부직포 등의 보강기재의 혼합물로 형성된 경화상태의 절연층 또는, 전기적인 특성은 뛰어나지만 기계적 강도가 불충분하고 온도에 의한 차수 변화(열팽창률)가 금속의 10배 정도로 큰열경화성 수지에 유리섬유를 침투시켜 반 경화상태로 만든 프리프레그(Prepreg), 합성수지에 기계적/열적 성질을 향상시키기 위하여 필러를 첨가한 빌드업용 필름 모두 사용가능하다. Here, the
이처럼, 종래의 다층 기판을 형성할 때 층간에 절연을 위한 절연층과 층간의 접착을 위한 접착층을 별도로 구비해야한다. As such, when forming a conventional multilayer substrate, an insulating layer for insulation and an adhesive layer for adhesion between layers should be separately provided.
이러한 다층인쇄회로기판은 접착성 및 절연성의 문제로 기판을 다층으로 적층시키기 위한 제조공정에서 핫 프레스라는 별도의 공정을 수행했다. The multilayer printed circuit board performs a separate process called a hot press in a manufacturing process for stacking the substrates in multiple layers due to adhesive and insulating problems.
따라서, 종래의 다층인쇄회로기판은 고가의 원자재를 사용하여 제조단가의 상승을 가져왔고, 또한 그 제조에서는 제조공수의 증가로 생산성이 저하되는 문제점들이 있었다. Therefore, the conventional multilayer printed circuit board has caused an increase in the manufacturing cost by using expensive raw materials, and also in the manufacturing, there is a problem in that productivity decreases due to an increase in manufacturing labor.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결할 수 있도록 기판과 기판사이의 접착성과 절연성을 동시에 가지는 접착성절연체를 이용하여 기판과 접착성절연체로 된 커버레이를 형성하고 그 위에 잉크젯으로 회로를 형성하여 이를 여러개의 층으로 적층하여 손쉽게 다층회로기판을 형성할 수 있는 잉크젯프린팅방식을 이용한 다층 인쇄회로기판 제조방법을 제공함에 있다. Accordingly, an object of the present invention is to form a coverlay made of a substrate and an adhesive insulator by using an adhesive insulator having adhesiveness and insulation between the substrate and the substrate at the same time to solve the above-mentioned problems and to form a circuit with inkjet thereon. The present invention provides a method of manufacturing a multilayer printed circuit board using an inkjet printing method, which can be easily stacked to form a multilayer circuit board.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다층 인쇄회로기판 제조방법에 있어서, 잉크젯패터닝에 의해 단일 인쇄회로기판을 제조하는 제 1단계와, 단일 인쇄회로기판을 다층으로 적층하는 제 2단계, 및 적층된 다층의 인쇄회로기판을 경화하여 완성하는 제 3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the method of manufacturing a multilayer printed circuit board according to the present invention for achieving the above object, the first step of manufacturing a single printed circuit board by inkjet patterning, the second step of laminating a single printed circuit board in multiple layers, and And a third step of curing and completing the stacked multilayer printed circuit board.
또한, 제 1단계는 마련된 기판에 접착성절연체를 도포하는 단계와, 기판과 접착성절연체를 일체로 한 커버레이를 완성하는 단계와, 커버레이의 기판에 잉크젯패터닝을 수행하는 단계와, 패터닝된 기판에 열처리를 수행하여 잉크의 특정성분을 기화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the first step is the step of applying the adhesive insulator to the substrate provided, the step of completing the coverlay integrally integrated with the substrate and the adhesive insulator, performing the inkjet patterning on the substrate of the coverlay, patterned Performing heat treatment on the substrate to vaporize a specific component of the ink.
또한, 잉크젯패터닝을 수행하는 단계의 잉크는 은과 솔벤트의 혼합 용제인 것을 특징으로 한다. In addition, the ink of the step of performing inkjet patterning is characterized in that the mixed solvent of silver and solvent.
또한, 기화시키는 잉크의 특정성분은 솔벤트인 것을 특징으로 한다. In addition, the specific component of the ink to be vaporized is characterized in that the solvent.
또한, 제 3단계의 경화는 가열과 가압을 수행하는 것을 특징으로 한다. In addition, the curing of the third step is characterized in that the heating and pressing.
이하, 첨부한 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying Figures 2 to 4 will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 2a 및 2d는 본 발명의 일실시예에 따른 잉크젯프린팅방식의 인쇄회로기판을 설명하기 위한 공정도이다. 2A and 2D are process diagrams for describing an inkjet printing method of a printed circuit board according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2a를 참고하면, 기판(21)은 추후 가열 공정시에 200도 이상의 열에 견딜수 있는 폴리아미드(열경화성수지) 필름을 준비한다. 그리고 도 2b에 도시된 바처럼, 그 기판(21)의 하부로 기판간의 절연성과 전도성을 동시에 갖는 접착성절연체(22)를 형성한다. 이렇게하여 기판(21)과 접착성절연체(22)를 일체로 형성하여 커버레이(20)를 완성한다. 이러한 커버레이는 접착성과 절연성을 동시에 가지므로 다수개의 층을 쌓기에 적합하여 다층 인쇄회로기판을 손쉽게 제조할 수 있다. 이러한 커버레이는 도 2c에 도시한다. Referring to FIG. 2A, the
도 2c는 기판(21)과 접착성절연체(22)가 일체로 형성된 커버레이(20)의 상부로 잉크젯방식을 이용하여 회로패턴을 형성하는 것이다. 이때 기판(21)의 상부로 잉크젯헤더를 위치시킨다. 이 잉크젯헤더의 내부에는 잉크가 충진되는데 잉크에는 금속(예를들면 은)과 솔벤트(예를들면, 물 또는 에탄올)를 혼합하여 충진한다. 이러한 잉크를 잉크젯헤더의 노즐을 통해 분사하여 회로패턴을 기판(21)상에 형성한다. 이러한 기술은 대한민국 특허 출원 제 2003-39634호에 동일 출원인에 의해 출원되었다. 이러한 잉크젯프린팅방식의 나노입자 패터닝방법은 패터닝시키고자 하는 금속염이나 금속, 세라믹 성분을 순수한 물에 용해시켜 만든 용액을 압력챔버내에 설치하는 용액 투입단계와 압력챔버내의 압력을 일정하게 유지하고, 압력하에서 용액에 일정한 고전압을 가하여 일단이 상기 용액에 함침된 마이크로 모세관 타단의 노즐부에서 미세 대전입자를 발생시키는 입자 발생단계와 노즐부에서 배출된 대전 입자제트가 반대극성을 띤 기판으로 주사되는 경로상에 동일극성을 띤 정전집중화장치의 정전기적 척력에 의해 입자제트의 직경을 감소시키는 입자 집중화단계와 입자 집중화단계를 거친 대전입자제트가 상기 기판에 부착되며, 상기 기판은 스텝모터로 구동되는 마이크로 이송대와 상기 이송대를 입력된 행로로 제어하는 컨트롤장치에 의해 일정한 패턴으로 미세 이동됨으로써 시편에 미세입자가 패터닝되는 입자 패터닝단계를 포함하는 기술을 개시하고 있습니다. FIG. 2C illustrates a circuit pattern formed on the
이러한 방법을 응용하면 잉크젯헤더를 통해 회로패턴을 형성할 수 있다. 그럼다음 도 2d를 참고하면, 기판상에 잉크의 입자중에 솔벤트를 기화시키기위한 가열공정을 보여준다. 즉, 잉크젯헤더로부터 분사된 잉크중 솔벤트를 기화시키면 회로패턴(23)만 형성할 수 있다. 따라서, 커버레이(20)의 상부로 회로패턴(23)이 형성되어 인쇄회로기판의 형성이 완료된다. By applying this method, a circuit pattern can be formed through an inkjet header. Next, referring to FIG. 2D, a heating process for vaporizing solvent in particles of ink on a substrate is shown. That is, only the
이렇게 완성된 인쇄회로기판을 다층의 인쇄회로기판으로 적층하여 다층 인쇄회로기판을 제조하는 방법을 이하 도 3 및 도 4를 참고하여 설명한다. A method of manufacturing a multilayer printed circuit board by stacking the completed printed circuit board into a multilayer printed circuit board will be described below with reference to FIGS. 3 and 4.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 잉크젯프린팅방식의 다층 인쇄회로기판을 설명하기 위한 공정도이다. 3 is a process diagram illustrating a multilayer printed circuit board of an inkjet printing method according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참고하면, 전술한 바와 같이 커버레이(20)를 완성한 후, 원하는 층수에 따라 커버레이(20)를 적층한 후 가열, 가압함으로써 도 3에 도시된 바와 같이 다층 인쇄회로기판을 최종적으로 완성한다. Referring to FIG. 3, after completing the
이후, 도 3에 도시된 바와 같이 원하는 층수에 따라 커버레이(20, 20')를 적층한후 가열, 가압한다. 즉, 커버레이(20, 20')간에 별도의 접착층을 적층하지 않아도 된다. Thereafter, as shown in FIG. 3, the
도 3을 보면, 기판(21)과 접착성절연체(22)를 일체로 하여 커버레이(20)가 완성되고 기판의 상부로 회로패턴(23)을 완성한다. 그리고, 또 다른 기판(21')과 접착성절연체(22')를 일체로 하여 커버레이(20')가 완성되고 기판의 상부로 회로패턴(23')을 완성한다. 이러한 별도로 일체화되어 완성된 커버레이(20, 20')들을 적층하고 가열 및 가압한다. 이때, 커버레이의 접착성절연체(22)가 접착제의 역할을 하므로 층간의 별도의 접착층을 형성하지 않고도 다층의 인쇄회로기판을 형성할 수 있다. 가열 및 가압이후에 층간의 접속을 위한 비아홀형성 등의 이후 공정을 설명에서 생략한다. 3, the
이러한 다층 인쇄회로기판에 대해 도 4를 참고하여 좀 더 상세히 설명한다. This multilayer printed circuit board will be described in more detail with reference to FIG. 4.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 잉크젯프린팅방식의 다층 인쇄회로기판을 제조하는 절차를 설명하는 절차도이다.4 is a flowchart illustrating a procedure of manufacturing an inkjet printing multilayer printed circuit board according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참고하면, 준비된 기판에 접착성절연체를 도포한다(S10). 기판에 하부로 접착성절연체가 도포되어 일체로 형성된 커버레이를 완성한다(S20). 커버레이가 완성되면, 회로패턴을 형성하기위해 잉크젯프린팅방식에 의해 잉크젯패터닝을 수행한다(S30). 잉크젯패터닝이 완료되면 분사된 잉크의 솔벤트를 기화하기위해 가열하여 열처리과정을 거친다(S40). 열처리가 완료되어 커버레이에 기판상에 회로패턴의 형성이 완료되면 단일기판이 완료된다(S50). 단일기판이 완료되면, 여러개의 단일기판을 원하는 층수에 따라 적층구조에 맞추어 적층한다(S60). 적층이 완료되면 가압 및 가열하여 경화과정을 거친다(S70). 경화가 완료되면 다층의 인쇄회로기판을 완성한다(S80). 이렇게 하여 별도의 접착층을 구비하지 않고 일체로 된 커버레이를 이용하여 다층 회로기판을 형성한다. Referring to FIG. 4, an adhesive insulator is coated on the prepared substrate (S10). An adhesive insulator is applied downward to the substrate to complete the coverlay formed integrally (S20). When the coverlay is completed, inkjet patterning is performed by inkjet printing to form a circuit pattern (S30). When the inkjet patterning is completed, it is heated to vaporize the solvent of the sprayed ink is subjected to a heat treatment process (S40). When the heat treatment is completed and the formation of the circuit pattern on the substrate in the coverlay is completed, a single substrate is completed (S50). When the single substrate is completed, a plurality of single substrates are laminated according to the laminated structure according to the desired number of layers (S60). When the lamination is completed, the curing process by pressing and heating (S70). When curing is completed, the multilayer printed circuit board is completed (S80). In this way, a multilayer circuit board is formed using an integrated coverlay without providing a separate adhesive layer.
따라서, 본 발명은 다층 인쇄회로기판을 제조하는 제조공정이 간편하여 생산성측면에서 향상되고 비용절감 면에서도 우수한 효과를 제공한다. Therefore, the present invention is simple in the manufacturing process for manufacturing a multi-layer printed circuit board is improved in terms of productivity and excellent cost in terms of cost reduction.
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