KR101139970B1 - 플렉서블 인쇄회로기판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연성회로기판의 제조방법 및 그 구조에 관한 것으로, 제조공정은 제1금속층이 형성된 절연기판 상에 회로패턴을 형성하는 1단계와 상기 회로패턴을 둘러싸는 보호패턴을 형성하는 2단계, 상기 제1금속층을 제거하는 3단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 플렉서블 인쇄회로기판을 형성함에 있어서, 회로패턴을 보호하는 보호패턴을 감광물질의 패터닝을 통해 형성한 후, 시드층을 에칭하는 공정을 수행할 수 있도록 하여, 회로의 용적(dimension)감소의 문제를 해소하며, 회로보호를 통한 설계 대비 최종 패턴의 보정 값이 줄어드는 효과가 있다.

Flexible Printed Circuits Board, 보호패턴, 언더컷

Description

플렉서블 인쇄회로기판 및 그 제조방법{Flexible Printed Circuits Board and Manufacturing method of the same}

본 발명은 연성회로기판의 제조방법 및 그 구조에 대한 것이다.

연성회로기판(Flexible Printed Circuits Board; 이하 "FPCB"라 한다)은 전자제품이 소형화 및 경량화하면서 개발된 전자부품으로 작업성이 뛰어나고, 내열성 및 내곡성, 내약품성이 강하며, 열에 강하여 모든 전자제품의 핵심부품으로서 카메라, 컴퓨터R 및 주변기기, 휴대폰, 영상 오디오기기, 캠코더, 프린터, 디브이디(DVD), TFT 엘시디, 위성장비, 군사장비, 의료장비 등에서 널리 사용되고 있다. 상기 FPCB는 단독으로 3차원 배선이 가능하고 기기의 소형화 및 경량화가 가능하며 반복 굴곡에의 높은 내구성을 갖고 있으며, 고밀도 배선이 가능하고(0.1mm/pitch) 배선의 오류가 없고 조립이 양호하며 신뢰성이 높기 때문에 또한, 연속생산 방식이 가능하기 때문이다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 이는 종래의 연성회로기판의 제조방법을 도시한 순서도 및 공정 개념도이다.

구체적으로는, 우선 절연기판(10) 상에 무전해 도금층인 시드층(20)이 형성 되며, 그 상부에 감광물질(DFR)을 도포하고, 이를 노광, 현상하여 도금레지스트패턴(30)을 형성한다(P 1단계). 이후, 상기 도금레지스트패턴(30) 상에 전해도금을 통해 패턴도금(40)을 형성한다(P 2단계). 그리고 이후에는 상기 도금레지스트패턴을 박리하고(P 3단계), 이후에는 상기 시드층(20)을 에칭한다(P 4단계). 이러한 시드층(20)을 에칭하는 공정을 통해 제조공정이 완료된다.

그러나 도 1c를 참조하여 보면, 상기 시드층(20)을 에칭하는 단계를 수행하게 된 후, 남게 되는 시드층(21)과, 상기 시드층(20)상에 형성되던 패턴도금으로 형성된 회로패턴(40)이 시드층 에칭 후 남게 되는 회로패턴(41)을 비교하여 보면, 전체적인 에칭으로 인해 회로패턴의 높이와 폭이 감소하며, 특히 시드층 상에는 언더컷이 발생하게 된다.즉, Cu로 형성되는 일반적인 시드층과 회로패턴의 경우, 시드층을 에칭하기 위해 에칭액을 사용하게 되는데, 이 경우 상기 에칭액에 회로패턴이 함께 식각영향을 받아 에칭되어 회로의 용적(dimension), 나아가 회로패턴의 하면에 형성된 시드층의 측면부는 에칭속도가 빨라져 언더컷이 더욱 크게 나타나게 되는 문제가 발생하게 된다.

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 플렉서블 인쇄회로기판을 형성함에 있어서, 회로패턴을 보호하는 보호패턴을 감광물질의 패터닝을 통해 형성한 후, 시드층을 에칭하는 공정을 수행할 수 있도록 하여, 회로의 용적(dimension)감소의 문제를 해소하며, 회로보호를 통한 설계 대비 최종 패턴의 보정 값을 감소시킬 수 있는 제조공정을 제공하는 데 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 구성은, 제1금속층이(시드층) 형성된 절연기판상에 회로패턴을 형성하는 1단계; 상기 회로패턴을 둘러싸는 보호패턴을 형성하는 2단계; 상기 제1금속층을 제거하는 3단계;를 포함하는 플렉서블 인쇄회로기판의 제조방법을 제공한다.

특히, 상술한 제조공정에서 상기 1단계는, 상기 절연기판상에 제1금속층의 형성은, 폴리이미드 필름의 단면 또는 양면에 도금 또는 스퍼터링으로 제조된 압연동박 또는 전해동박을 형성시킨 구조물을 이용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서는, 상술한 제조공정에서 상기 제1단계의 공정에서의 상기 제1금속층은 Cu, Ni, Cr, Pd, Au, Sn, Ag, Co 중 어느 하나로 형성되는 금속층이거나, 이들 중 선택되는 물질로 이루어진 복층구조의 금속층으로 구현할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 상기 1단계의 제조공정에서의 상기 제1금속층은 Cu 층이거 나, Cu층, Cr층, Ni층의 순차 적층구조로 형성할 수도 있다.

상기 제1금속층 상에 형성되는 상기 1단계의 상기 회로패턴의 형성물질은 Cu, Ni, Pd, Au, Sn, Ag, Co 중 선택되는 어느 하나, 또는 이들의 합금으로 형성할 수 있다.

상술한 제조공정 단계에서의 회로패턴의 형성은, 구체적으로는 상기 절연기판의 일면 또는 양면에 제1금속층이 형성되며, 1a) 상기 제1금속층 상에 제1감광물질을 도포하는 단계; 1b) 상기 제1감광물질은 노광, 현상하여 도금패턴을 형성하는 단계; 1c) 상기 도금패턴에 전해 또는 무전해 도금을 통해 회로패턴을 형성하는 단계; 를 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 2단계는, 상기 회로패턴 상에 제2감광물질을 노광, 현상하여 보호패턴을 형성하는 단계로 형성할 수 있으며, 특히 상기 제2감광물질은 액상 또는 필름형 감광제를 이용함이 바람직하다.

본 발명에 따른 제조공정에서의 상기 3단계 이후에 보호패턴을 박리하는 4단계를 더 포함할 수 있다.

상술한 제조공정에 의해 제조되는 본 발명에 따른 플렉서블 인쇄회로기판은 절연기판의 단면 또는 양면에 형성되는 특정 패턴의 제1금속층과, 상기 제1금속층 패턴의 상면에 형성되는 회로패턴; 을 포함하여 형성되되, 상기 제1금속층의 상부면의 폭(W1)이 상기 회로패턴의 하부면의 폭(W2) 이상으로 형성되는 구조를 구비하도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 구조의 인쇄회로기판을 구성하는 상기 제1금속층은 Cu, Ni, Cr, Pd, Au, Sn, Ag, Co 중 어느 하나로 형성되는 금속층이거나, 이들 중 선택되는 물질로 이루어진 복층구조의 금속층으로 구현될 수 있으며, 특히 바람직하게는 상기 제1금속층은 Cu 층이거나, Cu층, Cr층, Ni층의 순차 적층구조로 형성될 수 있다.

아울러 상기 구조의 인쇄회로기판의 회로패턴은, Cu, Ni, Pd, Au, Sn, Ag, Co 중 선택되는 어느 하나, 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 플렉서블 인쇄회로기판을 형성함에 있어서, 회로패턴을 보호하는 보호패턴을 감광물질의 패터닝을 통해 형성한 후, 시드층을 에칭하는 공정을 수행할 수 있도록 하여, 회로의 용적(dimension)감소의 문제를 해소하며, 회로보호를 통한 설계 대비 최종 패턴의 보정 값이 줄어드는 효과가 있다.

또한, 제조공정에서 시드층을 에칭시 발생하는 언더컷 현상을 최소화함으로써, 절곡 및 굴곡 신뢰성을 향상시킬 수 있게 되며, 현재 공정에서 적용중인 소재를 활용할 수 있는바, 기존의 생산라인을 그대로 응용할 수 있게 되어 공적 적용성 면에서도 범용적인 적용이 가능한 장점이 있다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요 소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 발명은 회로패턴을 보호하는 보호패턴을 감광물질의 패터닝을 통해 형성한 후, 시드층을 에칭하는 공정을 수행할 수 있도록 하여, 회로의 용적(dimension)감소의 문제를 해소하며, 회로보호를 구현하여 신뢰성 있는 제품을 제조할 수 있는 것을 그 요지로 한다.

도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 제조공정에 따른 순서도 및 개념도이며, 도 2c는 본 발명의 제조공정에 의해 제조된 인쇄회로기판의 요부단면도를 도시한 것이다.

본 발명은 제1금속층이(시드층) 형성된 절연기판상에 회로패턴을 형성하는 1단계와 상기 회로패턴을 둘러싸는 보호패턴을 형성하는 2단계, 그리고 상기 제1금속층을 제거하는 3단계를 포함하여 이루어진다.

구체적으로는 상기 제1단계는 절연기판(110)상에 시드층, 즉 제1금속층(120)을 형성하는 S 1단계와 상기 제1금속층 상에 감광물질(130)을 도포하여 패터닝 후 패턴도금을 통해 회로패턴(140)을 형성하는 S 2단계를 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우 상기 절연기판은 폴리이미드 필름을 이용할 수 있으며, 상기 제1금속층은 폴리이미드 필름의 단면 또는 양면에 도금 또는 스퍼터링으로 제조된 압연동박 또는 전해동박을 형성한 구조로 형성시킬 수 있다.

특히 상기 제1금속층은 Cu, Ni, Cr, Pd, Au, Sn, Ag, Co 중 어느 하나로 형성되는 금속층이거나, 이들 중 선택되는 물질로 이루어진 복층구조의 금속층으로 구현할 수 있다. 회로패턴 도금 후에는 감광물질을 박리하는 공정이 이어질 수 있 다. 회로패턴의 형성물질은 Cu, Ni, Pd, Au, Sn, Ag, Co 중 선택되는 어느 하나, 또는 이들의 합금으로 형성시킬 수 있다. 도금 방식은 전해도금 또는 무전해 도금을 이용할 수 있다.

상기 감광물질은 다양한 종류의 감광성 물질이 이용될 수 있으며, 특히 본 발명에서의 일 실시예로서는 액상 또는 필름형 감광제를 도포할 수 있다.

다음으로, 상기 제2단계는 상기 회로패턴(140) 상에 보호패턴을 형성시키는 단계가 이어지며, 이를 위한 구체적인 공정으로는 회로패턴 상에 보호패턴용 제2감광물질을 도포한다. 그리고 노광 현상을 통해 상기 회로패턴의 상부면과 측면을 둘러싸는 구조의 보호패턴을 형성한다(S 3단계). 상기 제2감광물질은 다양한 종류의 감광성 물질이 이용될 수 있으며, 특히 본 발명에서의 일 실시예로서는 액상 또는 필름형 감광제를 사용할 수 있다. 상기 회로패턴의 상부면과 측면 전체를 둘러싸는 보호패턴을 형성함으로써, 추후 제1금속층 에칭시 회로패턴을 보호할 수 있게 된다.

이후, 제3단계로 상기 제1금속층을 에칭하고 이후에 상기 보호패턴을 제거한다(S 4단계). 이 경우 상기 제1금속층을 에칭시에 상기 보호패턴은 회로패턴을 보호하여 회로의 손실 없이 시드층인 제1금속층만을 제거하게 된다. 아울러 언더컷의 발생도 현저하게 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

도 2c를 참조하면, 상술한 본 발명에 따른 제조공정 후 기판상에 형성되는 제1금속층 및 제2금속층의 구조를 도시한 요부 단면도이다.

도 2c의 (a)는 종래기술의 문제에서 상술한 것처럼, 종래의 시드층 에칭으로 회로패턴의 용적(dimention)감소 및 손실과 시드층의 언더컷이 발생되는 문제가 발생함은 상술한 바와 같다. 반면, 본 발명에 따른 제조공정에 의하면 (b)에 도시된 것처럼, 기판(110) 상에 형성되는 제1금속층(120; 폭 W1)과 회로패턴(140; 폭 W2))이 형성된 구조에서 에칭 후에도 회로패턴(141)의 용적 변화를 거의 없으며, 제1금속층(121)의 에칭 후의 언더컷도 발생하지 않게 된다. 이는 본 발명에 따른 보호패턴의 존재로 인해 제2금속층의 상부면과 측면이 보호됨과 동시에, 제1금속층과 제2금속층이 인접하는 부분에 보호패턴이 존재하여 불필요한 에칭이 진행되는 것을 방지할 수 있게 되기 때문이다. 따라서 에칭 후의 회로패턴의 하부면의 폭(W2')과 에칭 전의 폭(W2)의 차이가 거의 없으며, 제1금속층의 에칭 후 제1금속층(121)의 상부면의 폭(W1')이 상기 회로패턴의 하부면의 폭(W2')보다 크거나 같게 형성할 수 있게 된다.

상술한 제조공정에 따라 제조되는 본 발명에 따른 플렉서블 인쇄회로기판은 다음과 같은 구조를 구비할 수 있다.

구체적으로는 절연기판의 단면 또는 양면에 형성되는 특정 패턴의 제1금속층이 구비되며, 특히 상기 제1금속층 패턴의 상면에 형성되는 회로패턴이 형성되며, 특히 상기 제1금속층의 상부면의 폭(W1')이 상기 회로패턴의 하부면의 폭(W2') 이상으로 형성되는 구조의 플렉서블 인쇄회로기판을 구현할 수 있다.

이 경우 상기 제1금속층은 Cu, Ni, Cr, Pd, Au, Sn, Ag, Co 중 어느 하나로 형성되는 금속층이거나, 이들 중 선택되는 물질로 이루어진 복층구조의 금속층으로 구현될 수 있으며, 일례로는 상기 제1금속층을 Cu 층 단층으로 형성하거나, Cu층, Cr층, Ni층의 순차 적층구조로 형성하는 것을 고려할 수 있다. 또한, 상기 제1금속층상에 형성되는 상기 회로패턴은, Cu, Ni, Pd, Au, Sn, Ag, Co 중 선택되는 어느 하나, 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있음은 상술한 바와 같다. 상기 제1금속층은 상대적으로 회로패턴에 대비하여 두께가 얇을수록 바람직하며, 전제적인 제조공정의 효율을 높일 수 있게 된다.

아울러 상기 절연기판은 상기 절연기판은 폴리이미드필름으로 형성할 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1a 내지 도 1c는 종래의 기술에 따른 인쇄회로기판의 제조공정을 도시한 순서도 및 개념도이다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 제조공정에 따른 순서도 및 개념도이며, 도 2c는 종래 기술 및 본 발명의 제조공정에 의해 제조된 인쇄회로기판의 요부단면도를 비교한 것이다.

Claims (10)

1. 연성의 절연기판 상에 형성된 시드층 상에 회로패턴을 형성하는 1단계;

   상기 회로패턴 상에 제1감광물질을 도포하는 2단계;

   상기 제1감광물질을 노광, 현상하여 상기 회로패턴 상에 보호패턴을 형성하는 3단계;

   상기 시드층을 에칭하는 4단계; 및

   상기 보호패턴을 박리하는 5단계를 포함하며,

   상기 제1감광물질은 액상 또는 필름형 감광제인 것을 특징으로 하는 플렉서블 인쇄회로기판의 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 1단계는,

   상기 절연기판상에 시드층의 형성은,

   폴리이미드 필름의 단면 또는 양면에 도금 또는 스퍼터링으로 제조된 압연동박 또는 전해동박을 형성시킨 구조물을 이용하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 인쇄회로기판의 제조방법.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 1단계는,

   상기 절연기판의 일면 또는 양면에 시드층이 형성되며,

   1a) 상기 시드층 상에 제2감광물질을 도포하는 단계;

   1b) 상기 제2감광물질은 노광, 현상하여 도금패턴을 형성하는 단계;

   1c) 상기 도금패턴에 전해 또는 무전해 도금을 통해 회로패턴을 형성하는 단계;

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플렉서블 인쇄회로기판의 제조방법.
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 3단계의 보호패턴은 상기 회로패턴의 상부면 및 측면을 둘러싸는 구조로 형성시키는 것을 특징으로 하는 플렉서블 인쇄회로기판의 제조방법.
7. 삭제
8. 삭제
9. 청구항 1에 있어서,

   상기 시드층은 Cu, Ni, Cr, Pd, Au, Sn, Ag, Co 중 어느 하나 혹은 그들의 합금으로 단층 또는 복층구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플렉서블 인쇄회로기판의 제조방법.
10. 삭제

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