KR100913675B1 - 인쇄회로기판에서의 광도파로 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제조공정을 간편히 할 수 있도록 하는 인쇄회로기판의 광도파로 형성방법을 개시한다. 본 발명은 인쇄회로기판의 광도파로 형성방법에 관한 것으로, 연성동박적층판(FCCL) 또는 동박적층판(CCL)을 재단 후 포토 레지스트를 형성하고 노광, 에칭 등을 통하여 회로패턴을 구비한 인쇄회로기판을 형성하는 제1단계; 원하는 위치에만 스크린을 상기 인쇄회로기판에 설치하여 원하는 위치에 코어 물질을 도포하는 제2단계; 상기 인쇄회로기판에 도포된 상이 코어 물질이 형성하는 코어층 위에 투명한 필름 또는 지그를 부착하여 경화시키는 제3단계; 상기 코어층 위에 부착된 투명한 필름 또는 지그를 제거하는 제4단계; 상기 광도파로가 형성될 위치를 제외한 위치에 형성된 코어 물질을 제거하여 코어 물질을 코어 형태로 가공하는 제5단계; 상기 인쇄회로기판의 전체 면에 보호층을 형성하는 제6단계를 순차적으로 진행함으로써, 별도의 추가적인 설비를 이용하지 않고 인쇄회로기판을 제조하는데 필요한 스크린, 레이져 시스템 등의 설비를 활용하여 광도파로를 형성하는 코어층이 인쇄회로기판 위의 정확한 위치에 형성되도록 함으로써 광도파로와 회로패턴 간의 정렬 오차를 극소화하여 제품의 생산성과 신뢰성을 제고할 수 있는 효과가 있다.

인쇄회로기판, 광도파로, 스크린, 레이저 시스템

Description

인쇄회로기판에서의 광도파로 형성방법{THE METHOD OF FORMING OPTICAL WAVEGUIDE FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD}

본 발명은 인쇄회로기판에서의 광도파로 형성방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 별도의 추가적인 설비를 이용하지 않고 인쇄회로기판을 제조하는데 필요한 스크린, 레이져 시스템 등의 설비를 활용하여 광도파로를 형성하는 코어층이 인쇄회로기판 위의 정확한 위치에 형성되도록 함으로써 광도파로와 회로패턴 간의 정렬 오차를 극소화하여 제품의 생산성과 신뢰성을 제고할 수 있는 인쇄회로기판에서의 광도파로 형성방법에 관한 것이다.

최근들어 전자부품에서 데이터의 고속화 및 고용량화에 의해 기존의 구리기반 전기배선을 이용한 인쇄회로기판(Printed Circuit Board) 기술이 그 한계에 이르고 있다. 이에 따라, 종래의 구리기반 전기배선의 문제점을 극복할 수 있는 기술로서 광배선을 포함하는 인쇄회로기판이 주목을 받고 있다.

광배선을 포함하는 인쇄회로기판은 빛으로 신호를 송수신 할 수 있는 고분자 중합체(Polymer)인 광도파로(Optical Waveguide) 또는 광섬유(Optical Fiber)를 인쇄회 로기판 내에 삽입하는데, 이를 EOCB(Electro-Optical Circuit Board) 라고 한다. EOCB는 통신망의 스위치와 송수신장비, 데이터 통신의 스위치와 서버, 항공 우주산업과 항공 전자공학의 통신, UMTS(Universial Mobile Telecommunication System)의 이동전화 기지국, 또는 슈퍼 컴퓨터 등에서 백플레인 (Backplane) 및 도터 보드(Daughter Board)에 적용되고 있다.

종래의 인쇄회로기판의 광도파로 형성 방법은, 크게 세가지로 구분되는데, 그 첫번째 방법은 엠보싱법으로서 이는 판형의 클래드 상면과, 형성하고자 하는 광도파로의 위치와 대응되는 위치에 철(凸)부가 형성된 엠보싱의 일면을 일정한 압력으로 상호 밀착시켜 요(凹)부를 형성하고, 상기 요부에 코어 물질을 삽입한 후, 다시 그 상면에 표면층을 형성하여 광도파로를 형성하는 방법이다.

두번째 방법은 식각법으로서 이는 판형의 클래드 상면의 광도파로를 형성하고자 하는 위치에 식각을 통하여 요(凹)부를 형성하고, 상기 요부에 코어 물질을 삽입한 후, 다시 그 상면에 표면층을 형성하여 광도파로를 형성하는 방법이다.

마지막으로 세번째 방법은 블레이드법으로, 이는 요(凹)부가 형성된 몰드에 코어 물질을 도포하여 나이프를 이용, 철(凸)부를 형성한 후 상,하면에 클래드층을 도포하여 광도파로를 형성하는 방법이다.

그런데, 종래의 이러한 인쇄회로기판의 광도파로 형성 방법들에 있어서, 엠보싱법과 블레이드법의 경우에는 각각 판형의 클래드 상면에 요(凹)부를 형성하기 위한 별도의 엠보싱과 몰드가 필요하며, 식각법의 경우에는 식각 처리를 하기 위한 별도의 설비가 필요할 뿐만 아니라 그 공정이 복잡하여 광도파로 제작에 장시간이 소요 되므로 광도파로를 구비한 인쇄회로기판을 제조하는데 소요되는 단가가 상승될 뿐만 아니라, 그 생산성이 저하된다고 하는 문제점이 있다.

또한, 광도파로를 형성하는 코어층을 인쇄회로기판 상에 형성하기 위해서는 별도의 요(凹)부를 형성한 후, 코어 물질을 상기 요(凹)부에 채운 후, 경화시켜 형성하기 때문에 별도의 요(凹)부를 형성하는데 장시간이 소요되어 제품의 생산성이 저하되며 또한, 형성된 코어층의 표면이 매끄럽지 못하므로 제품의 신뢰성이 저하된다는 문제점이 있다.

상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은, 별도의 추가적인 설비를 이용하지 않고 인쇄회로기판을 제조하는데 스크린, 레이져 시스템 등의 설비를 활용하여 광도파로를 형성하는 코어층이 인쇄회로기판 위의 정확한 위치에 형성되도록 함으로써 광도파로와 회로패턴 간의 정렬 오차를 극소화하여 제품의 생산성과 신뢰성을 제고할 수 있는 인쇄회로기판에서의 광도파로 형성방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 인쇄회로기판에서의 도파로 형성방법은, 연성동박적층판(FCCL) 또는 동박적층판(CCL)을 재단 후 포토 레지스트를 형성하고 노광, 에칭 등을 통하여 회로패턴을 구비한 인쇄회로기판을 형성하는 제1단계; 원하는 위치에만 스크린을 상기 인쇄회로기판에 설치하여 원하는 위치에 코어 물질을 도포하는 제2단계; 상기 인쇄회로기판에 도포된 상이 코어 물질이 형성하는 코어층 위에 투명한 필름 또는 지그를 부착하여 경화시키는 제3단계; 상기 코어층 위에 부착된 투명한 필름 또는 지그를 제거하는 제4단계; 상기 광도파로가 형성될 위치를 제외한 위치에 형성된 코어 물질을 제거하여 코어 물질을 코어 형태로 가공하는 제5단계; 상기 인쇄회로기판의 전체 면에 보호층을 형성하는 제6단계를 순차적으로 진행하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 인쇄회로기판에서의 도파로 형성방법은, 별도의 추가적인 설비를 이용하지 않고 인쇄회로기판을 제조하는데 필요한 스크린, 레이져 시스템 등의 설비를 활용하여 광도파로를 형성하는 코어층이 인쇄회로기판 위의 정확한 위치에 형성되도록 함으로써 광도파로와 회로패턴 간의 정렬 오차를 극소화하여 제품의 생산성과 신뢰성을 제고할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판에서의 광도파로 형성방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판에 회로가 형성된 구조를 도시한 평면도이고, 도 2는 원하는 위치에만 스크린을 인쇄회로기판에 설치한 구조를 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 3은 코어층 위에 투명한 필름 또는 지그가 부착된 구조를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 4는 인쇄회로기판에 코어층이 형성된 구조를 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 5는 불필요한 부분의 코어 물질을 제거한 구조를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 6은 인쇄회로기판에 광도파로가 형성된 후 보호층을 형성한 구조를 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 광도파로 형성방법을 순차적으로 기재한 흐름도이다.

이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 광도파로 형성방법은, 연성동장적층판(FCCL) 또는 동박적층판(CCL)을 재단 후 포토 레지스트를 형성하고 노광, 에칭 등을 통하여 회로패턴(11)을 구비한 인쇄회로기판(10)을 형성하는 제1단계(S1), 원하는 위치에만 스크린(12)을 인쇄회로기판(10)에 설치하여 원하는 위치에 코어 물질을 도포하는 제2단계(S2), 인쇄회로기판(10)에 도포된 코어 물질이 형성하는 코어층(13) 위에 투명한 필름 또는 지그(15)를 부착하여 경화시키는 제3단계(S3), 코어층(13) 위에 부착된 투명한 필름 또는 지그(15)를 제거하는 제4단계(S4), 레이져 시스템을 이용하여 광도파로(13)가 형성될 위치를 제외한 위치에 형성된 코어 물질을 제거하여 코어 물질을 코어 형태로 가공하는 제5단계(S5), 인쇄회로기판(10)의 전체 면에 보호층(14)을 형성하는 제6단계(S6)를 순차적으로 진행하여 광도파로를 구비한 인쇄회로기판을 형성한다.

통상적으로 인쇄회로기판(PCB, 10)은 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 페놀 수지 등의 플라스틱 베이스에 노광이나 혹은 에칭 등의 방법에 의하여 동(copper)으로 회로패턴(circuit pattern)을 형성하고 반도체나 저항, 콘덴서 등 전자부품이 실장되는 기판이다.

이러한 인쇄회로기판(10)에 광도파로(13)를 형성하기 위해서는 우선, 회로패턴(11)이 형성된 인쇄회로기판(10)에 코어층(13)을 형성하기 위하여 스크린(12)을 설치한 다.

스크린(12)은 다공성 메시 구조를 갖는 판상체로서, 인쇄회로기판(10)에 형성된 회로패턴(11)을 감안하여 코어 물질이 선택적으로 통과하여 인쇄회로기판(10) 상의 원하는 위치에 정확하게 코어층(13)을 형성할 수 있도록 원하지 않는 위치에 관통 형성된 메시홀(12a)은 차폐부재(12b)에 의하여 폐쇄되어 있다.

스크린(12)을 설치한 후, 스크린(12)의 상측에 액체 상태의 코어 물질을 공급하면 관통된 메시홀(12a)을 통하여 코어 물질이 인쇄회로기판(10)에 안착되어 코어층(13)을 형성하게 된다.

코어층(13)이 형성된 후에는 스크린(12)을 제거하고 그 표면을 매끄럽게 하기 위하여 투명한 재질의 필름이나 지그(15)를 코어층(13)의 상단에 접촉시킨 후 경화시키게 된다.

코어층(13)의 경화가 완료된 후, 코어층(13) 위의 투명한 필름 또는 지그를 제거하게 되면, 광도파로(13)를 형성하고자 하는 회로패턴(11)과 회로패턴(11) 사이에 소정의 높이의 깨끗한 면을 가진 코어 물질이 코팅된다.

그 후, 인쇄회로기판(10)의 제작에 사용되는 레이저 시스템을 이용하여 회로패턴(11)과 회로패턴(11) 사이에 코팅된 코어 물질을 코어(13)를 형성하고자 하는 위치만 남기고 불필요한 부분에 코팅된 코어 물질을 제거하는 과정을 거치게 되면 코어(13)가 형성된다.

마지막으로 인쇄회로기판(10)의 전체면을 보호층(14)으로 도포하게 되면 광도파로(13)를 구비한 인쇄회로기판(10)의 제작 과정이 완료되는데, 보호층(14)은 최상 측에 위치하는 폴리이미드 같은 물질로 구성된 절연체층(14a)과 절연체층(14a)을 부착시키기 위한 접착필름층(14b)으로 구성되어 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판에 회로가 형성된 구조를 도시한 평면도이고,

도 2는 원하는 위치에만 관통공이 형성된 스크린은 인쇄회로기판에 설치한 구조를 개략적으로 도시한 평면도이며,

도 3은 코어층 위에 투명한 필름 또는 지그가 부착된 구조를 개략적으로 도시한 평면도이고,

도 4는 인쇄회로기판에 코어층이 형성된 구조를 개략적으로 도시한 평면도이며,

도 5는 불필요한 부분의 코어 물질을 제거한 구조를 개략적으로 도시한 평면도이고,

도 6은 인쇄회로기판에 광도파로가 형성된 후 보호층을 형성한 구조를 개략적으로 도시한 평면도이며,

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 광도파로 형성방법을 순차적으

로 기재한 흐름도이다.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

10 : 인쇄회로기판 11 : 회로패턴

12 : 스크린 12a : 메시홀

12b : 차폐부재 13 : 코어

14a : 절연체층 14b : 접착필름층

14 : 보호층 15 : 지그

Claims (3)

1. 연성동장적층판(FCCL) 또는 동박적층판(CCL)을 재단 후 포토 레지스트를 형성하고 노광, 에칭 등을 통하여 회로패턴을 구비한 인쇄회로기판을 형성하는 제1단계;

   원하는 위치에만 스크린을 상기 인쇄회로기판에 설치하여 원하는 위치에 코어 물질을 도포하는 제2단계;

   상기 인쇄회로기판에 도포된 상이 코어 물질이 형성하는 코어층 위에 투명한 필름 또는 지그를 부착하여 경화시키는 제3단계;

   상기 코어층 위에 부착된 투명한 필름 또는 지그를 제거하는 제4단계;

   상기 광도파로가 형성될 위치를 제외한 위치에 형성된 코어 물질을 제거하여 코어 물질을 코어 형태로 가공하는 제5단계;

   상기 인쇄회로기판의 전체 면에 보호층을 형성하는 제6단계를 순차적으로 진행하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 광도파로 형성방법.
2. 연성동장적층판(FCCL) 또는 동박적층판(CCL)을 재단 후 포토 레지스트를 형성하고 노광, 에칭 등을 통하여 회로패턴을 구비한 인쇄회로기판을 형성하는 제1단계;

   상기 인쇄회로기판의 전체 면에 광도파로를 형성하는 코어 물질을 소정의 두께로 코팅하는 제2단계;

   레이져 시스템을 이용하여 광도파로가 형성될 위치를 제외한 위치에 형성된 코어 물질을 제거하여 코어 물질을 코어 형태로 가공하는 제3단계;

   상기 인쇄회로기판의 전체 면에 보호층을 형성하는 제4단계를 순차적으로 진행하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 광도파로 형성방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 코어 물질을 소정의 두께로 코팅하는 제2단계는,

   원하는 위치에만 스크린을 상기 인쇄회로기판에 설치하여 원하는 위치에 코어 물질을 도포하는 단계;

   상기 인쇄회로기판에 도포된 상이 코어 물질이 형성하는 코어층 위에 투명한 필름 또는 지그를 부착하여 경화시키는 단계;

   상기 코어층 위에 부착된 투명한 필름 또는 지그를 제거하는 단계를 순차적으로 진행하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 광도파로 형성방법.

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