KR100946973B1 - 인쇄 회로 기판에 레이저-구조성 열경화 솔더 정지 래커 및전기저항을 코팅하는 공정 및 장치 - Google Patents

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Abstract

레이저를 매개로 구조화될 수 있고 열적으로 경화될 수 있는 솔더 정지 래커들 및 전기저항들을 인쇄 회로 기판(1)에 코팅하기 위한 방법 및 장치가 개시된다. 상기 방법을 수행하기 위해 사용되는 장치는 어플리케이션 롤러(4)와, 상기 어플리케이션 롤러(4)를 따라 투여 간극을 구현하는 투여 롤러(dosing roller, 5)를 가지는 적어도 하나의 롤러형 코팅 장치(2), 상기 롤러형 코팅 장치(2)의 위에 배치된 솔더 정지 래커 또는 전기저항용 저장 컨테이너(6), 상기 인쇄 기판(7)을 이송하기 위한 수단, 상기 솔더 정지 래커(11)를 건조하기 위한 수단, 및 상기 코팅된 인쇄 기판을 회전시키기 위한 장치(13)를 포함한다. 상기 롤러형 코팅 장치(2)는 상기 인쇄 기판의 바닥면을 코팅하기 위한 단 하나의 코팅 유닛이 구비된다.
인쇄 회로 기판, 솔더 정지 래커, 전기저항, 코팅

Description

인쇄 회로 기판에 레이저-구조성 열경화 솔더 정지 래커 및 전기저항을 코팅하는 공정 및 장치 {A process and an apparatus for coating printed circuit boards with laser-structurable, thermally curable solder stop lacquers and electroresists}
본 발명은 인쇄 회로 기판에 레이저-구조성 열경화 솔더 정지 래커(solder stop lacquers) 및 전기저항을 코팅하는 공정 및 장치에 관한 것이다.
전기 컨덕터들을 보호하기 위하여 그리고 솔더링 틴(soldering tin) 없이 드릴 구멍들(drill holes) 및 솔더링 패드들(soldering pads)이 솔더링되도록 하기 위하여, 인쇄 회로 기판(printed circuit board)은 솔더 정지 래커, 특히 감광성 솔더 정지 래커로 코팅된다. 스크린프린팅(screenprinting) 공정이 1975년까지 이용된 반면에, 감광성 솔더 정지 래커는 그 이후부터 지금까지 당해 분야에서 많이 채택되고 있다. 더욱 더 복잡해지는 회로에 의해 요구되는 정밀도는 광 구조(photo-structuring) 공정에 의해서만 신뢰받을 수 있었다. 바람직하게 이러한 래커들은 커튼 캐스트(curtain cast) 공정에 의해 한쪽 면에 도포되었다. 이는 유럽 특허 출원 EP 0 002 040 A1에 기술되어있다.
이러한 도포 기술은 몇가지 문제점들을 내포하고 있다. 특히 이들은 100 ㎛의 높이 및 폭을 가지는 고순도 컨덕터의 에지(edge) 영역들을 커버링(covering)하는데 어려움이 있었다. 500 내지 1200 mPas의 점도를 가지고 도포된 래커들은 특히 건조하는 동안 컨덕터의 에지로부터 떨어져 흐르는데, 이는 점성도가 감소되기 때문이다. 이러한 문제는 충전물들(fillers)을 첨가함으로서 휘발성 용매들 및 높은 요변성(搖變性, thixotropy)을 이용하여 해결되었다. 우선 코팅된 인쇄 회로 기판들은 패턴오스터(paternoster) 타입의 로 내에서 저온으로 공기 건조되며, 여기에서 래커는 컨덕터상에서 건조된다. 그 다음으로, 뜨거운 공기에 의해 실제적인 건조가 일어난다.
고순도 컨덕터들을 코팅함에 있어서 문제점은 특히 스프레이 코팅으로써 또한 해결되었다. 그러나, 이런 모든 코팅 공정들을 따르면, 드릴 구멍들도 코팅된다. 상기에 흘러들어간 래커는 현상액(developing bath)에서 광구조(photostructuring) 이후에 용해된다. 이러한 솔더 패드들은 완전히 현상되지 아니하며, 심각한 폐수 오염을 야기한다. 래커들의 품질은 알칼리 현상액들에 의해 특히 저하되는데 왜냐하면 이들은 습도에 대한 친화도를 저하시키는 카르복실 그룹(carboxyl groups)을 제공해야만 하기 때문이다. 광구조 공정에서 요구되는 아크릴레이트(acrylates)는 솔더 정지 래커의 연화 영역(softening range)에 영향을 주는데, 이것은 한층 더 높은 솔더링 온도에서 무연(lead-free) 솔더 재질을 가지고서 솔더링 하는 동안 특히 불리하다.
상기와 같은 형태의 솔더 정지 래커들은 지속적으로 진행되는 소형화 때문에 새로운 문제들에 직면하였다. 이러한 개발의 불확실성은 특히 부정적인 효과를 갖는다. 모든 이러한 문제들은 레이저 구조의 솔더 정지 래커를 사용함으로써 해결될 수 있다. 상기 방법에 따르면 단지 솔더링 패드들 및 드릴 구멍들의 잔여 링들(rings)은 이산화탄소(CO2) 레이저를 이용하여 래커가 없는 상태가 된다. 현상 공정(developing process)은 필요없어 진다. 따라서, 어떠한 고분자 폐기물도 발생하지 않는다. 레이저는 매우 정확하게 위치될 수 있다. 필름의 오프셋(offset)과 같은 문제들은 발생되지 않는다. 현재 비감광성 열경화 솔더 정지 래커의 사용은 실패하였는데, 왜냐하면 래커가 없는 드릴 구멍들을 보장할 수 있는 이용가능한 도포 공정이 없기 때문이다.
유럽 특허 출원 EP 0 766 908 은 멀티 칩 모듈 생산용 광 고분자 코팅제(agent)를 이용하여 마주보는 면들을 코팅하기 위한 롤(roll) 코팅 공정을 기술하고 있는데, 상기에서 메터링 롤들(metering rolls)은 25 내지 60 ℃까지 가열될 수 있고, 어플리케이터 롤들(applicator rolls)은 5 내지 20 ℃까지 냉각될 수 있다. 래커층의 가열은 증발을 유도하며, 어플리케이터 롤의 고무 표면상에 전달되지 않는 래커층의 건조를 유도한다. 냉각은 응축을 유도한다. 50 ㎛ 컨덕터의 높이 및 50 ㎛ 래커 층의 두께에서 얻어진 컨덕터의 에지 영역들의 코팅은 13 ㎛이었다. 드 릴 구멍들도 래커가 코팅되었다. 코팅 점성도는 20000 내지 100000 mPas 만큼 높은데, 그 때문에 50 내지 200 ㎛ 코팅 두께에서 패턴화된 롤들이 처리될 수 있다. 분당 5 내지 20 m 사이의 코팅 속력은 솔더 정지 래커를 코팅하기에 너무 빠른데, 이는 에지 영역에서의 양호한 코팅이 달성될 수 없기 때문이다.
상기와 같이 빠른 코팅 속도는 또한 독일 특허 출원 DE 101 31 027 A1(명칭: 나무/플라스틱 및 철 표면의 고속 코팅용 공정 및 장치)에도 기술되어 있다. 상기 기술에 따르면, 조사(irradiation)에 의해 경화되는 분말 코팅제가 멜트 롤(melt roll)을 매개로 하여 분말 코팅제용 저장 컨테이너로부터 바람직하게 공급된다. 이것은 단지 열경화 래커만으로는 실시가 불가능한데, 이는 경화 반응들 및 점착들이 이 경우에 발생하기 때문이다. 바닥 면을 코팅하기 위해 멜트 롤은 계량없이 분말 코팅제용 저장 컨테이너 안에 담겨진다. 열경화성 래커들의 경우에서 이는 저장된 재료의 경화를 유도한다.
용융된 재료로 부터 조사에 의해 경화되는 코팅제의 도포는 유럽 특허 명세서 EP 0 698 233 B1 에서 기술된 공정에 대해 동일하게 적용된다. 어떠한 주지의 공정도 본 발명의 목적을 만족할 수 없다. 주지의 공정들은 전적으로 조사에 의해 경화되는 래커 시스템에 관한 것이다. 인쇄 회로 기판을 운반하는데 필요한 래커가 없는 에지 영역들 또한 달성될 수 없다. 이용가능한 솔더 정지 래커들은 점도를 증진시키기 위하여, 특히 컨덕터의 측벽에서 흘러나오는 래커들을 방지하기 위해 광 물성 충전물들을 포함한다. 이와 같은 광물성 충전물들은 일반적으로 솔더 정지 래커들에 20 내지 50 중량비(wt.-%)가 포함된다. 상기와 같이 이용가능한 솔더 정지 래커들이 레이저에 의해 구조화되면, 재의 찌꺼기는 솔더 패드상에 남게 되고, 이것은 버섯 모양의 형상으로 모인다. 이는 청결한 솔더링을 방해하게 되므로, 청결은 더욱더 어려워진다.
래커가 없는 드릴 구멍들은 또한 현재의 도포 공정으로 해결 할 수 없다.
본 발명의 목적은 인쇄 회로 기판을 코팅하는 기술에 있어 발생하는 상술된 문제점들을 해결함에 있다. 본 발명의 주된 목적은 찌꺼기 없이 레이저 구조화가 가능한 공정 및 장치를 제공할 뿐만 아니라 열경화 솔더 정지 래커 및 전기저항을 제공하고, 또한 래커 층의 낮은 두께에서 얇고 고순도 컨덕터의 경우에 있어 에지 영역들의 양호한 코팅과, 청결하고 폐쇄된 래커 표면과, 그와 동시에 인쇄 회로 기판들의 드릴 구멍들 및 에지들을 제공함에 있다.
본 발명의 주제는 상부 고무 가이드 롤(3)과, 하부 고무 어플리케이터 롤(4)과, 상기 어플리케이터 롤(4)과 함께 계량 간극을 형성하는 메터링 롤(5)를 가지는 적어도 하나의 롤 코팅 장치(2), 상기 롤 코팅 장치(2) 위에 배열된 솔더 정지 래커 또는 전기저항을 위한, 저장 컨테이너(6) 또는 분말성 코팅제의 경우에 스크린 케이스(12), 인쇄 회로 기판(7)을 운반하기 위한 수단, 솔더 정지 래커(11)를 건조하기 위한 수단 및 코팅된 인쇄 회로 기판을 회전시키기 위한 장치를 포함하되, 상기 롤 코팅 장치(2)는 상기 인쇄 회로 기판의 바닥면을 코팅하기 위한 단 하나의 코팅 유닛을 가지는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판에 솔더 정지 래커 또는 전기저항을 코팅하는 장치이다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예들이 청구항 제2항 내지 제6항의 주제들이다.
또한 본 발명은 인쇄 회로 기판에 솔더 정지 래커 또는 전기 저항을 코팅하는 공정에 관한 것으로서, 다음 단계를 포함한다.
(i) 인쇄 회로 기판의 바닥면을 코팅하기 위하여 단 하나의 코팅 유닛을 가지는 롤 코팅 장치에 인쇄 회로 기판을 공급하는 단계;
(ii) 25 ℃에서 4000-12000 mPas의 점성도를 가지는 솔더 정지 래커 또는 전기저항 또는 분말 코팅제를 계량하는 단계;
(iii) 상기 인쇄 회로 기판의 바닥 면상에 상기 래커를 도포하는 단계;
(iv) 상기 인쇄 회로 기판을 건조하여 1 mPas 내지 300 mPas로 상기 래커의 점성도를 변경하거나 1 mPas 내지 500 mPas로 상기 분말 코팅제의 점성도를 변경함으로써 상기 래커를 경화시키는 단계; 및
(v) 상기 인쇄 회로 기판을 회전시키고, 동일한 롤 코팅 장치 또는 또 다른 롤 코팅 장치에서 상기 제 (i) 단계 내지 (iv) 단계를 수행하는 단계.
본 발명에 따른 공정의 바람직한 실시예들은 청구항 제8항 내지 제10항의 주제이다.
마지막으로, 본 발명은 레이저를 매개로 하는 솔더 정지 래커 및 전기저항에 관한 것인데, 여기에서 상기 솔더 정지 래커 및 전기저항이 50-100wt.-%의 고형체 농도(solid content) 및 25 ℃에서 5000-15000 mPas의 점성도를 가진다.
이러한 솔더 정지 래커 또는 전기저항의 바람직한 실시예들은 청구항 제13항 내지 제17항의 주제이다.
도 1 은 본 발명의 장치를 개략적으로 도시한다.
도 2 는 본 발명에 따라 분말 코팅제 사용을 위한 장치에 대한 다른 실시예를 도시한다.
도 3 은 선행 기술 공정에 의해 코팅된 인쇄 회로 기판을 개략적으로 도시한다.
도 4 는 본 발명에 따른 공정에 의하여 코팅된 인쇄 회로 기판을 도시한다.
여기에서 사용되는 참조 기호들은 다음과 같다.
(1) 인쇄 회로 기판(printed circuit board)
(2) 롤 코팅 장치(roll coating apparatus)
(3) 고무 리드 롤(rubberised lead roll)
(4) 고무 어플리케이터 롤(rubberised applicator roll)
(5) 메터링 롤(metering roll)
(6) 저장 컨테이너(storage container)
(7) 인쇄 회로 기판 운반 수단(means to transport the printed circuit board)
(8) 코팅 칼(coating knife)
(9) 메터링 롤(metering roll)
(10) 구리 컨덕터(copper conductor)
(11) 솔더 정지 래커 운반 수단(means to transport the solder stop lacquer)
(12) 스크린 케이스(screen case)
(13) 회전 장치(turning device)
(14) 컨덕터 에지 영역 코팅(coating of the areas of the conductor)
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 래커의 도포는 당해 기술에서 알려진 통상적인 공정들로서 수행될 수 있으며, 코팅을 수행하는 동안 기판들의 바닥 면을 코팅하는 단 하나의 코팅 유닛을 가진 코팅 장치가 사용된다.
예를 들어, 청구항 제1항에 따른 장치를 사용하는 경우 25 ℃에서 5000 내지 15000 mPas의 점성도 및 50 내지 100 %의 고형체 농도를 가지면서, 열 및 조사에 의해 경화되고, 바람직하게 광물성 충전물을 전혀 포함하지 않거나 또는 단지 소량만을 함유한 솔더 정지 래커는 유선의 성분들을 일체화하기 위하여 컨덕터들 및 드릴 구멍들이 구비된 인쇄 회로 기판(1)과 함께 제 1 롤 코팅 장치(2)에 공급되되, 상기 롤 코팅 장치(2)는 상부 고무 가이드 롤(3), 하부 고무 어플리케이터 롤(4) 및 상기 어플리케이터 롤(4)과 함께 계량 간극을 형성하는 메터링 롤(5)을 포함한다. 쐐기-형상의 코팅 칼(8)은 인쇄 회로 기판의 에지 영역을 래커가 없는 상태로 하기 위하여 어플리케이터 롤(4)과 메터링 롤(5) 사이에 선택적으로 배열될 수 있다. 롤 코팅 장치(2) 위에 배열된 저장 컨테이너(6)로부터 높은 점성의 솔더 정지 래커가 메터링 롤(5) 및 어플리케이터 롤(4) 사이에서 계량된다. 바람직하게는 매끄럽고(Rz=5 ㎛ 내지 10 ㎛) 유연한(20 내지 40 Shore A) 고무 표면 상에 5000 내지 15000 mPas의 점성도를 가지는 솔더 정지 래커가 인쇄 회로 기판의 바닥면에 10 내지 70 ㎛ 두께로 1 내지 4 m/분의 속도로 도포된다.
상기와 같이 높은 점성도를 가지는 코팅의 경우, 고무 코팅상에 래커의 강한 접착 강도 때문에 어플리케이터 롤상에 위치된 래커 층의 일부분만이 운반된다. 래커의 운반을 위하여서는 코팅된 인쇄 회로 기판 표면 상에서 높은 접착 강도가 요구된다. 이렇게 접착 강도가 구리 컨덕터들(10)에 대하여 가장 높은 값들을 나타내기 때문에, 그 결과 가장 두꺼운 래커 층이 상기에 도포된다. 드릴 구멍들은 접착 영역을 형성할 수 없고, 그 결과 래커가 도포되지 않는다. 정교한 롤 코팅 공정들의 상태에 따라, 래커는 래커가 홈에 압착되는 방식으로 홈이 파진 고무 코팅의 방법에 의해 도포되는데, 여기에서 래커는 또한 드릴 구멍들 안으로 압착된다. 본 발명의 공정에 따른 코팅은 코팅될 표면의 존재로부터 독립적으로 발생한다. 따라서 도포된 솔더 정지 래커는 완벽하게 컨덕터들을 커버링하고, 래커가 없는 인쇄 회로 기판의 드릴 구멍들 및 에지 영역을 유지하여, 유선의 성분들의 양호한 솔더링 및 건조기로 인쇄 회로 기판의 운반이 가능하게 된다. 고순도 컨덕터들의 절단에 의한 고무 표면의 손상은 코팅제의 높은 점성도와 관련하여 본 발명에 따른 고무 코팅에 의해 방지된다.
이러한 코팅 후에, 인쇄 회로 기판(1)은 운반 클램프들을 가진 체인(chain) 운반 수단과 같은 인쇄 회로 기판(7)을 운반하는 수단을 매개로 하여, 적외선 조사기(IR-irradiator, 11)와 같은 건조 수단을 가지고서 운반 경로 밑에 설비된 적외선 건조기와 같은 건조기로 운반된다. 이들은 2 내지 4 ㎛의 매질 파장 범위에서 조사기들을 가지고 있다. 이와는 대조적으로 현재까지 증발 경로는 패턴오스터(paternoster) 타입의 로(furnace)에서 래커가 점성도의 감소없이 건조되는 방법이 사용되었으나, 래커가 점성도 감소에 기인하여 컨덕터의 에지 영역을 흘러나오지 못하게 하는 본 발명에 따른 공정은 상기와는 반대의 효과를 목적으로 한다. 래커의 점성도는 5000 내지 15000 mPas의 초기 값으로부터 500 mPas 이하까지 가능한 신속하게 감소되어야 한다. 이에 의하여 이전에 주름진(corrugated) 래커 표면이 매끄럽게 되고, 래커가 컨덕터의 측벽들을 흐르게 된다. 광물성 충전물들의 부재는 이러한 흐름 공정을 촉진한다. 래커의 온도는 10 내지 60 초 내에 100 내지 120 ℃로 유도되어야 한다. 흐름(dropping off)은 건조 시작(starting drying) 및 그에 따른 점성도 증가에 의해 제거된다. 드릴 구멍들 및 에지 영역들은 래커가 없는 상태가 되고, 그 결과 건조 시작은 래커의 경화로 끝난다. 건조 및 경화에 의해 끈적끈적 거리지 아니하게 된 인쇄 회로 기판(1)은 회전 수단(13)으로 회전되고, 동일한 장치를 이용하여 두번 코팅되거나 또는 동일한 방식으로 구조화된 제 2 롤 코팅 장치에 공급된다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 일반적으로 컨덕터들(14)은 30 ㎛의 래커 두께의 경우 5 내지 10 ㎛의 에지 코팅을 가진다. 본 발명에 따른 공정을 사용함으로서 10 ㎛ 이상의 컨덕터들(14)의 에지 코팅은 도 4 에 도시된 바와 같이 달성된다.
본 발명에 따르면, 이는 120℃ 이상의 끓는점을 가진 일정 비율의 비휘발성 용매를 5 내지 20 wt.-%의 양으로 혼합함으로써, 그리고 광물성 충전물의 부재에 의하여 달성된다. 분말성 솔더 정지 래커를 사용하는 경우, 이것은 500 mPas 이하로 점성도를 낮춤으로써 달성된다. 또한 광물성 충전물들의 상기와 같은 부재는 구리 표면들상에 버섯 모양을 한 재의 찌꺼기 없이 레이저를 매개로 하는 구조화를 가능하게 한다.
또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 공정을 수행하기 위한 장치는 메터링 롤(9)을 더 개시한다. 메터링 롤들(5, 9) 사이에서 높은 점성도를 가진 솔더 정지 래커는 롤 코팅 장치(2) 위에 배열된 저장 컨테이너(6)로부터 계량된다. 열경화 분말성 솔더 정지 래커를 사용하는 경우, 어플리케이터 롤(4)과 비교하여 마주보는 방향으로 회전하는 메터링 롤(5) 상에서 스크린 케이스(12)를 매개로 하여 래커는 도포된다. 그 후에 메터링 롤(5)은 분말성 솔더 정지 래커가 그 위에 분산되는 어플리케이터 롤(4) 상에 남아있는 래커를 흡수한다. 따라서, 초기 경화는 이루어지지 아니하며, 열경화 분말성 솔더 정지 래커들의 롤 도포는 가능해진다. 메터링 롤들(5, 9)들에 의해 층 두께를 조정한 후, 에지 상에서 래커의 부재는 고정 메터링 롤(9) 상에 부착된 약 30-150 ㎛의 두께를 가지는 막에 의해 이루어지고, 코팅 영역은 래커의 도포가 이루어지지 않는다. 그 결과, 상기 래커는 마주보는 방향으로 작동하는 메터링 롤(5)에 의해 어플리케이터 롤(4)의 매끄럽고(Rz=5 ㎛ 내지 10 ㎛) 유연한(20 내지 40 Shore A) 고무 표면에 운반되어, 인쇄 회로 기판(1)의 바닥면 상에 바람직하게 5000 내지 50000 mPas의 점성도와 20 내지 70 ㎛의 층 두께로 1 내지 4 m/분의 속도로 도포된다. 코팅을 위해 열경화 분말성 솔더 정지 래커를 사용하는 경우, 각각의 롤 및 코팅될 인쇄 회로 기판은 요구되는 코팅 점성도가 달성되는 온도까지 가열된다.
본 발명은 다음의 실시예들에 의해 더욱 상세하게 설명된다.
실시예 1:
인쇄 회로 기판 NEMA에 따른 FR 4 타입 300×420×1.5 ㎜, 컨덕터 높이 최대 100 ㎛, 너비 150 ㎛
솔더 정지 래커: 프로비머(Probimer) 65, 반티코 에이지(Vantico AG)사, 100중량부 + γ-부티로락톤(γ-butyrolacton) 5 중량부
롤 코팅 장치: 알씨(RC) 뷔르클(Burkle)사, 고무 코팅(rubber coating): 100 ㎜, 30 쇼어(Shore) A, Rz 5 ㎛
간극 너비: 100 ㎛
습식 도포(Wet application): 50 ㎛
속도: 2 m/분
적외선 조사기: 2 ㎛의 파장을 가지는 제 1 조사기, 4 ㎛의 파장을 가지는 제 2 조사기
순환 공기 온도: 120 ℃
건조기 길이: 4 m
결과:
건조된 필름의 두께: 30 ㎛
100 ㎛ 높이를 갖는 컨덕터의 경우 에지 영역의 코팅: 11 ㎛
직경 300 내지 1000 ㎛ 드릴 구멍들: 래커 없음
실시예 2:
인쇄 회로 기판(2) NEMA에 따른 FR 4 타입 300×420×1.5 ㎜ 컨덕터, 높이 최대 100 ㎛, 너비 150 ㎛
솔더 정지 래커(1): 125 중량부 메틸글리콜에 용해된 80 wt-% 뤼타폭스 브이이(Rutapox VE) 3746, 베이클라이트 에이지(Bakelite AG)사
0.5 중량부 2-에틸-4-메틸이미다졸(2-ethyl-4-methylimi dazole), 비에이에스에프(BASF)사
점도: 25 ℃에서 9500 mPas
160 ℃에서 1 시간 경화 후 TG: 155 ℃
롤 코팅 장치: RC 뷔르클사, 고무 코팅: 100 ㎜, 경도: 30 Shore A, Rz 5 ㎛
간극 너비: 100 ㎛
습식 도포: 50 ㎛
속도: 2 m/분
적외선 조사기: 2 ㎛의 파장 길이를 가지는 제 1 조사기, 4 ㎛의 파장 길이를 가지는 제 2 조사기
순환 공기 온도: 120 ℃
건조기 길이: 4 m
160 ℃에서 1 시간 경화
코팅 결과:
건조된 필름의 두께: 30 ㎛
100 ㎛ 높이를 갖는 컨덕터의 경우 에지 영역의 코팅: 11 ㎛
직경 300 내지 1000 ㎛ 드릴 구멍들: 래커 없음
레이저를 매개로한 구조화 결과:
이산화탄소(CO2) 레이저: 재 찌거기가 없는 솔더링 패드
솔더링 결과:
드릴 구멍들과 솔더링 패드들은 솔더링 재료를 가지고서 청결하게 젖음
실시예 3:
인쇄 회로 기판 NEMA에 따른 FR 4 타입 300×420×1.5 ㎜, 컨덕터 높이 최대 100 ㎛, 너비 150 ㎛
솔더 정지 래커(1);
80.0 중량부 에포시드 브이피(EPOSID VP) 868-2, 70 wt% 두로-플라스트-케미(Duro-plast-Chemie)
19.5 중량부 에이치에이티(HAT) 크레졸노보락(Kresolnov olak) 100 wt%, 반티코사
0.5 중량부 2-에틸-4-메틸이미다졸, 비에이에스에프사
100 중량부 75 wt.-%
점성도: 25 ℃에서 7500 mPas
160 ℃에서 1 시간 경화 후 TG: 150 ℃
롤 코팅 장치: RC, 로버트 뷔르클 게엠베하 프라우덴스타트(Robert Burkle GmbH Freudenstadt)사
고무 코팅: 100 ㎜
경도: 30 Shore A, Rz 5 ㎛
간극 너비: 120 ㎛
습식 도포: 50 ㎛
운반 양(Transferred amount): 42 vol.-%
속도: 2 m/분
적외선 조사기: 2 ㎛의 파장 길이를 가지는 제 1 조사기, 4 ㎛의 파장 길이를 가지는 제 2 조사기
순환 공기 온도: 120 ℃
건조기 길이: 4 m
코팅 결과:
건조된 필름의 두께: 30 ㎛
100 ㎛ 높이를 갖는 컨덕터의 경우 에지 영역의 코팅: 11 ㎛
직경 300 내지 1000 ㎛ 드릴 구멍들: 래커 없음
인쇄 회로 기판의 에지 영역: 5 ㎜
레이저를 매개로한 구조화 결과:
이산화탄소(CO2) 레이저: 재 찌거기가 없는 솔더링 패드
연소 가스: 할로겐 없음(halogen-free)
솔더링 결과:
드릴 구멍들과 솔더링 패드들은 솔더링 재료를 가지고서 청결하게 젖음
실시예 4:
인쇄 회로 기판 NEMA에 따른 FR 4 타입300×420×1.5 ㎜, 컨덕터 높이 최대 100 ㎛, 너비 100 ㎛
솔더 정지 래커(1):
80.0 중량부 에포시드 브이피(EPOSID VP) 868-2, 70 wt% 두로-플라스트-케미
19.5 중량부 에이치에이티(HAT) 크레졸노보락(Kresolnov olak) 100 wt%, 반티코사
0.5 중량부 2-에틸-4-메틸이미다졸, 비에이에스에프사
100 중량부 75 wt.-%
점성도: 25 ℃에서 7500 mPas
롤 코팅 장치: RC 로버트 뷔르클 게엠베하 프라우덴스타트사
고무 코팅 두께: 100 ㎜
경도: 30 Shore A, Rz 5 ㎛
메터링 롤 (5)와 (9) 사이의 간극 너비: 120 ㎛
습식 도포: 50 ㎛
운반 양: 42 vol.-%
메터링 롤(9)상의 테플론 필름, 오른쪽 에지에서의 개방 영역(open area): 410 ㎜
속력: 2 m/분
적외선 조사기: 2 ㎛의 파장 길이를 가지는 제 1 조사기, 4 ㎛의 파장 길이를 가지는 제 2 조사기
순환 공기 온도: 120 ℃
건조기 길이: 4 m
실시예 5:
인쇄 회로 기판 NEMA에 따른 FR 4 타입 300×420×1.5 ㎜, 컨덕터 높이 최대 100 ㎛, 너비 100 ㎛
분말성 솔더 정지 래커(1):
95.00 중량부 에폭시 수지 DER 671, 도우케미칼사
4.5 중량부 디시안디아마이드(dicyandiamide)
0.5 중량부 2-메틸이미다졸, 비에이에스에프사
100 중량부 분말성 솔더 정지 래커
용해 범위: 65-78 ℃
점성도: 110 ℃에서 14.00 mPas
입자 크기: 10-20 ㎛
160 ℃에서 1 시간 경화 후 TG: 160 ℃
롤 코팅 장치: 에이취 알씨(H RC) 로버트 뷔르클 게엠베하 프라우덴스타트사
고무 코팅: 10 ㎜
경도: 30 Shore A, Rz 5 ㎛
어플리케이터 롤(4)과 메터링 롤(5) 및 (9)의 온도: 110 ℃
인쇄 회로 기판 온도: 110 ℃
메터링 롤(9)상의 테플론 필름, 오른쪽 에지에서 개방 영역: 410 ㎜
메터링 롤 (5)와 (9) 사이의 간극 너비: 50 ㎛
건식 도포: 30 ㎛
운반 양: 60 vol.-%
속도: 3 m/분
적외선 조사기: 2 ㎛의 파장 길이를 가지는 제 1 조사기, 4 ㎛의 파장 길이를 가지는 제 2 조사기
순환 공기 온도: 140 ℃
건조기 길이: 4 m
결과:
첫번째 코팅:
건조된 필름의 두께: 30 ㎛
100 ㎛ 높이를 갖는 컨덕터의 경우 에지 영역의 코팅: 11 ㎛
직경 300 내지 1000 ㎛ 드릴 구멍들: 래커 없음
인쇄 회로 기판의 에지 영역: 래커 없는 5 ㎜
결과:
두번째 코팅:
건조된 필름의 두께: 30 ㎛
100 ㎛ 높이를 갖는 컨덕터의 경우 에지 영역의 코팅: 12 ㎛
직경 300 내지 1000 ㎛ 드릴 구멍들: 래커 없음
인쇄 회로 기판의 에지 영역: 래커 없는 5 ㎜
레이저를 매개로 한 구조화 결과:
이산화탄소(CO2) 레이저: 재 찌거기가 없는 솔더링 패드
연소 가스: 할로겐 없음(halogen-free)
솔더링 결과:
드릴 구멍들과 솔더링 패드들은 솔더링 재료를 가지고서 청결하게 젖음
본 발명에 따르면, 찌꺼기 없이 레이저 구조화를 할 수 있는 공정 및 장치를 제공할 뿐만 아니라 열경화 솔더 정지 래커 및 전기저항을 제공하고, 그리고 래커 층의 낮은 두께에서 얇고 높은 컨덕터의 경우에 에지 영역들의 양호한 코팅과, 청결하고 폐쇄된 래커 표면과, 그와 동시에 인쇄 회로 기판들의 드릴 구멍들 및 에지들을 제공할 수 있다.

Claims (18)

  1. 인쇄 회로 기판에 솔더 정지 래커 또는 전기저항을 코팅하기 위한 장치에 있어서,
    가이드 롤(3)과, 어플리케이터 롤(4)과, 상기 어플리케이터 롤(4)과 함께 계량 간극을 형성하는 메터링 롤(5)을 가지는 적어도 하나의 롤 코팅 장치(2), 상기 롤 코팅 장치(2) 위에 배열된 솔더 정지 래커 또는 전기저항을 위한, 저장 컨테이너(6) 또는 분말성 코팅제의 경우에 스크린 케이스(12), 인쇄 회로 기판(7)을 운반하기 위한 수단, 솔더 정지 래커(11)를 건조하기 위한 수단 및 코팅된 인쇄 회로 기판을 회전시키기 위한 장치를 포함하되, 상기 롤 코팅 장치(2)는 상기 인쇄 회로 기판의 바닥면을 코팅하기 위한 단 하나의 코팅 유닛을 가지는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판에 솔더 정지 래커 또는 전기저항을 코팅하기 위한 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 어플리케이터 롤(4)은 20 내지 40 쇼어 에이(Shore A)를 가지고 5 내지 10㎛의 거칠기(roughness, Rz)를 가지는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판에 솔더 정지 래커 또는 전기저항을 코팅하기 위한 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 어플리케이터 롤(4)과 메터링 롤(5) 사이에 쐐기-형상의 코팅 칼(8)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판에 솔더 정지 래커 또는 전기저항을 코팅하기 위한 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스크린 케이스(12) 또는 상기 저장 컨테이너(6) 위로 위치된, 제 1 메터링 롤(5)과 함께 계량 간극을 형성하는 제 2 메터링 롤(9)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판에 솔더 정지 래커 또는 전기저항을 코팅하기 위한 장치.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 메터링 롤들(5, 9)은 가열 가능한 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판에 솔더 정지 래커 또는 전기저항을 코팅하기 위한 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제 2 메터링 롤(9)은 코팅 영역들이 플라스틱 필름을 벗김(peeling off)으로써 자유롭게 될 수 있도록 하는 방식으로 플라스틱 필름으로 코팅되어 고정된 메터링 롤인 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판에 솔더 정지 래커 또는 전기저항을 코팅하기 위한 장치.
  7. 인쇄 회로 기판에 솔더 정지 래커 또는 전기저항을 코팅하기 위한 방법에 있어서,
    (i) 기판 바닥 면을 코팅하기 위한 단 하나의 코팅 유니트를 가지는 롤 코팅 장치에 인쇄 회로 기판(1)을 공급하는 단계,
    (ii) 25 ℃에서 4000-15000 mPas의 점성도를 가지는 솔더 정지 래커 또는 전기저항을 계량하거나 또는 분말 코팅제를 계량하는 단계,
    (iii) 상기 인쇄 회로 기판(1)의 바닥 면상에 상기 래커를 도포하는 단계,
    (iv) 상기 인쇄 회로 기판(1)을 건조하여 1 mPas 내지 300 mPas로 상기 래커의 점성도를 변경하거나 1 mPas 내지 500 mPas로 상기 분말 코팅제의 점성도를 변경함으로써 상기 래커를 경화시키는 단계, 및
    (v) 상기 인쇄 회로 기판(1)을 회전시키고 그리고 동일한 롤 코팅 장치에서, 또는 또 다른 롤 코팅 장치에서 상기 제 (i) 단계 내지 (iv) 단계를 수행하는 단계를 포함하는 인쇄 회로 기판에 솔더 정지 래커 또는 전기저항을 코팅하기 위한 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제 (iv) 단계는 10 초 내지 1 분의 시간동안 100-120 ℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판에 솔더 정지 래커 또는 전기저항을 코팅하기 위한 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 래커는 0.2-4 m/초의 롤 속력에서 10-100 ㎛의 층 두께로 도포되는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판에 솔더 정지 래커 또는 전기저항을 코팅하기 위한 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 솔더 정지 래커 또는 상기 전기저항은 50-100 wt.-%의 고형체 농도 및 5000-15000 mPas의 점성도를 가지는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판에 솔더 정지 래커 또는 전기저항을 코팅하기 위한 방법.
  11. 레이저 구조성 솔더 정지 래커 및 전기저항에 있어서,
    솔더 정지 래커 또는 전기저항은 50-100 wt.-%의 고형체 농도 및 5000-15000 mPas의 점성도를 가지는 것을 특징으로 하되,
    상기 솔더 정지 래커는 80-120 ℃에서 10000-15000 mPas의 점성도를 가지는 열경화 분말성 솔더 정지 래커인 것을 특징으로 하는 레이저 구조성 솔더 정지 래커 및 전기저항.
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