KR101156751B1

KR101156751B1 - 리지드 플렉서블 프린트 배선판 및 리지드 플렉서블 프린트배선판의 제조방법

Info

Publication number: KR101156751B1
Application number: KR1020097006241A
Authority: KR
Inventors: 아키히로 사토; 마사히로 사사키; 타다히로 오흐미; 아키히로 모리모토
Original assignee: 고쿠리츠다이가쿠호진 도호쿠다이가쿠; 가부시키가이샤 다이쇼덴시
Priority date: 2006-09-21
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2012-07-03
Also published as: EP2071907A4; EP2071907B1; US20120211465A1; KR20090063223A; CN101518163B; US9155209B2; US20100051325A1; CN101518163A; WO2008035416A1; EP2071907A1; US8188372B2

Abstract

플렉서블부의 가요성을 확보하면서 플렉서블부의 절곡에 대한 내구성을 향상시키고 또한 리지드부에서의 도통을 확보할 수 있는 리지드 플렉서블 프린트 배선판 및 그 제조방법을 제공한다. 베이스 필름의 적어도 일 면에 도체층이 형성되고 상기 베이스 필름을 포함한 일영역은 리지드 영역이며 상기 베이스 필름을 포함한 그 외 영역은 플렉서블 영역으로 이루어진 리지드 플렉서블 프린트 배선판이다. 플렉서블 영역에 형성된 베이스 필름상의 도체층의 평균두께(tf)와 상기 리지드 영역에 형성된 베이스 필름상의 도체층의 평균두께(tR)는 tf<tR의 관계를 갖는다.

리지드 플렉서블 프린트 기판, 리지드 영역, 플렉서블 영역, 베이스필름, 도체층

Description

리지드 플렉서블 프린트 배선판 및 리지드 플렉서블 프린트 배선판의 제조방법{FLEX-RIGID PRINTED CIRCUIT BOARD, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE FLEX-RIGID PRINTED CIRCUIT BOARD}

본 발명은 부품이 탑재 가능한 리지드부와 상기 리지드부에 연결되어 절곡(折曲) 가능한 플렉서블부를 구비하는 리지드 플렉서블 프린트 배선판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

이미 알려진 바와 같이 현재 리지드 플렉서블 프린트 배선판은 모든 전자기기에 사용되고 있다. 일반적으로 프린트 배선 기판은 부품이 탑재 가능한 리지드부와 상기 리지드부에 연결되어 절곡 가능한 플렉서블부를 구비하고 있다.

이와 같은 기술로서 예를 들면 특허 문헌 1에는 베이스 필름의 양면에 미리 동결정(銅結晶) 배향성이 높은 동 층 위에 배향성이 낮은 동 층을 각각 형성하고 또한 도체 회로가 형성된 적층체가 접합되어 있는 플렉시블 리지드 배선판이 공개되어 있다. 이같이 구성함으로써 플렉서블부의 굴곡 변형에 의한 단선을 방지하면서 전기적으로 이방성이 없는 배선이 제공되며 한편으로 내구성 향상을 도모할 수 있다.

[특허 문헌 1] 일본공개특허공보 2005-5413호

그렇지만, 종래 기술과 같이 배향성이 다른 동 층을 각각 형성하게 되면 각각의 동 층을 형성하는 공수에 많은 시간이 소요됨과 동시에 형성된 동 층이 복수이기 때문에 플렉서블부의 두께가 두꺼워지고 그 결과로 플렉서블부의 가요성이 나빠지는 문제가 있다.

이에 대하여 베이스 필름의 양면에 소정 두께의 동 층을 각각 형성하여 놓고 각각의 동 층을 두께 방향으로 중간까지만 식각(하프 식각)함으로써 두께를 얇게 하고 굴곡에 따라 도체 내부에 발생하는 응력을 감소시킴으로써 플렉서블부의 가요성을 확보하면서 파단내력(破斷耐力)을 향상시키는 방법을 생각할 수 있다. 그렇지만 단순하게 동 층을 하프 식각하게 되면 이에 따르는 리지드부에 형성된 동 층의 두께도 얇아져서 배선저항이 증가하는 등 도통성(導通性) 확보가 어려워진다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 플렉서블부의 가요성을 확보하면서 플렉서블부의 절곡에 대한 내구성을 향상시키고 또한 리지드부에서의 도통성을 확보할 수 있는 리지드 플렉서블 프린트 배선판 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명의 제1의 관점에 의하면 베이스 필름의 적어도 일면에 도체층이 형성되어 있고 상기 베이스 필름을 포함한 일영역은 리지드 영역이며 상기 베이스 필름을 포함한 그 외 영역은 플렉서블 영역으로 되어 있는 리지드 플렉서블 프린트 배선판에 있어서 상기 플렉서블 영역에 형성된 베이스 필름상의 도체층의 평균두께(tf)와 상기 리지드 영역에 형성된 베이스 필름상의 도체층의 평균두께(tR)는 tf<tR의 관계를 갖는다.

상기 베이스 필름에 형성된 플렉서블부 도체층(플렉서블 영역에 형성된 도체층)을 리지드부 도체층(리지드 영역에 형성된 도체층)에 비하여 두께를 얇게 함으로써 플렉서블부에서의 절곡 내구성을 향상시킬 수 있다. 한편, 상기 리지드부 도체층은 상기 플렉서블부 도체층에 비하여 두께가 두껍기 때문에 배선저항의 상승을 최소한도로 억제하면서 플렉서블부의 가요성과 내구성을 확보하고 전기적인 신뢰성도 확보할 수 있다. 또, 상기 플렉서블부 도체층은 상기 플렉서블부를 형성하는 부위 전반에 걸쳐서 형성되므로 절곡의 내구성을 상기 플렉서블부의 각 부위에서 동일하게 유지할 수 있다. 따라서 상기 플렉서블부를 절곡할 때에 상기 플렉서블부의 특정 부위에 굴곡 응력이 집중하는 현상을 방지할 수 있다. 한편, 상기 리지드부 도체층은 상기 플렉서블부 도체층보다 두께가 두껍기 때문에 상기 리지드부 도체층에 의한 배선 저항의 상승을 억제할 수 있다. 본 발명의 발명자 등의 검토에 의하면 tf는 tR에 비하여 두께가 얇은 만큼 내구성이 좋아 (2/3)×R이하인 것이 바람직하고, (1/3)×R이하인 것이 보다 바람직하다. 한편 두께를 얇게 함으로써, 예를 들면 식각법에 의하여 얇은 도체층을 형성하는 경우는 식각 편차 등이 발생하기 쉽고 공정이 허락하는 범위에서 가능한 최소 두께로 하는 것이 적합하다. 일반적으로 식각법으로 상기 플렉서블부에 있어서의 얇은 도체층을 형성하는 경우는 1㎛정도 이상의 두께로 하는 것이 제조수율 등의 관점에서 바람직하고 무전해도금법이나 스팩터법 등으로 상기 플렉서블부에서의 얇은 도체층을 형성하는 경우는 0.1㎛정도 이상의 두께로 하는 것이 제조수율 등의 관점에서 바람직하다.

상기 리지드 영역은 상기 베이스 필름의 적어도 한쪽 표면 측에 상기 베이스 필름에 비하여 탄성률이 높은 리지드층을 적층하여 구성하는 것이 바람직하다.

상기 리지드 영역은 유리섬유 함유층인 것이 바람직하다.

상기 리지드 영역의 상기 플렉서블 영역과의 경계에 있어서 상기 리지드 영역과 상기 플렉서블 영역과의 경계가 정의되어 있고 상기 경계위치에서의 상기 베이스 필름상의 도체층의 두께(tB)와 상기 리지드 영역에 형성된 베이스 필름상의 도체층의 평균두께(tR)는 tB<tR의 관계를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 제2의 관점에 의하면 베이스 필름의 적어도 일방 표면에 복수의 도체 배선이 형성되고 상기 베이스 필름을 포함한 일영역은 리지드 영역이며 상기 베이스 필름을 포함한 그 외 영역은 플렉서블 영역으로 이루어진 리지드 플렉서블 프린트 배선판에 있어서 상기 플렉서블 영역에 형성된 베이스 필름상의 복수의 도체 배선에서 적어도 한 개의 배선의 두께(ti)가 상기 리지드 영역에 형성된 베이스 필름상의 도체층의 평균두께(tR)에 비하여 얇은 리지드 플렉서블 프린트 배선판을 제공한다.

상기 리지드 영역은 유리섬유 함유층인 것이 바람직하다.

상기 리지드 영역의 상기 플렉서블 영역의 경계에 있어서 상기 리지드 영역과 상기 플렉서블 영역의 경계가 정의되어 있고 상기 경계위치의 상기 베이스 필름상의 적어도 일 배선의 두께(tiB)와 상기 리지드 영역에 형성된 베이스 필름상의 도체층의 평균두께(tR)는 tiB<tR의 관계를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면 리지드부를 구성하는 리지드층은 베이스 필름에 비하여 탄성률이 높기 때문에 리지드부에서의 상기 리지드부 배선에서 발생하는 응력을 완화시킬 수 있고 또한 플렉서블부의 굴곡에 의한 응력은 상기 플렉서블부에 대하여 발생하기 때문에 장기적인 신뢰성을 확보할 수 있다. 리지드부를 구성하는 재료로서는 베이스 필름에 비하여 탄성률이 높으다면 특별히 한정되지 않으나, 유리섬유에 수지나 접착제등을 함유한 층을 사용하는 것이 제조비용면에서 매우 바람직하다. 합성수지에 실리카나 세라믹 비즈 등의 필러를 함유시키는 것에 의하여 탄성률을 높인 콤퍼짓(composite) 재료 등을 사용하여도 괜찮다.

상기 플렉서블부와 상기 리지드부의 경계선에 상기 리지드부 도체층과 상기 플렉서블부 도체층의 두께 변화점이 존재하게 되면 상기 플렉서블층 굴곡 시에 발생하는 응력이 상기 도체층 두께 변화점에 집중하여 발생할 가능성이 있다. 이에 따른 도체층의 파단을 방지하기 위하여 상기 경계부와 상기 도체층의 두께 변화점을 어긋나게 배치하는 것이 바람직하다. 발명자들의 검토에 의하면 상기 도체층 두께 변화점은 상기 경계부보다 상기 리지드부 측에 존재하는 것이 바람직한 것으로 되어 있다. 반대로 상기 도체층 두께 변화점이 상기 경계부보다 플렉서블부 측에 존재하게 되면 굴곡에 의하여 발생하는 응력이 상기 도체층 두께 변화점에 집중하기 때문에 도체층에 파단이 발생하기 쉬워 바람직하지 않다. 바꾸어 말하면 상기 경계부에서의 베이스 필름상의 도체층 두께(tB)는 상기 리지드부에서의 도체층의 평균두께(tR)와의 사이에 tB<tR의 관계가 존재하게 된다. 본 발명의 상기 플렉서블부와 상기 리지드부의 경계는 상기 리지드층의 플렉서블부 측에 존재하는 단면으로 정의될 수 있다(도10 참조).

본 발명의 발명자들의 검토에 의하면 상기의 발명은 플렉서블부 및 리지드부에 있어서의 베이스 필름상의 도체층 전체에 적용될 뿐만 아니라, 베이스 필름상의 도체층을 패터닝하여 얻게 되는 배선마다 성립하게 된다. 즉, 상기 tf를 플렉서블부의 베이스 필름상의 복수 배선 중, 적어도 일 배선의 두께(ti)로 변경하여도 동일한 의론(議論)이 성립된다.

본 발명의 제3의 관점에 의하면 적어도 한쪽 면에 제1의 도체막이 첩착(貼着)된 베이스 필름 상에 상기 도체막의 플렉서블 영역으로 이루지는 부위를 미리 식각하고 상기 부위의 제1의 도체막 막두께를 다른 부위의 막두께에 비하여 얇게 하는 공정; 상기 베이스 필름에 보호층을 첩합(貼合)하는 공정; 및 상기 플렉서블 영역으로 이루지는 부위에 개구부를 설치한 프리프레그층과 제3의 도체막을 상기 베이스 필름에 순차적으로 적층하여 열압착하는 공정을 포함한다.

본 발명에 의하면 식각법으로 상기 플렉서블부의 얇은 도체층을 형성할 수 있기 때문에 저비용의 얇은 도체층을 제공할 수 있다.

본 발명의 제4의 관점에 의하면 베이스 필름 상에 제1의 도체막을 형성하는 공정; 상기 제 1의 도체막의 플렉서블 영역으로 이루지는 부위에 포토레지스트로 마스크를 형성하고 또한 상기 제1의 도체막의 리지드부 배선 영역으로 이루지는 영역에 포토레지스트의 개구부를 형성하는 공정; 상기 포토레지스트 개구부에 의하여 노출된 상기 제1의 도체막을 하지(下地)로 하여 상기 포토레지스트 개구부의 제1의 도체 막두께를 실효적으로 증가시킬 수 있도록 제2의 도체막을 형성하는 공정; 상기 포토레지스트를 제거하는 공정; 상기 포토레지스트를 제거한 베이스 필름에 보호층을 첩합하는 공정; 및 상기 플렉서블 영역으로 이루지는 부위에 개구부를 마련한 프리프레그층과 제3의 도체막을 상기 베이스 필름에 순차적으로 적층하여 열압착하는 공정을 포함한다.

본 발명에 의하면 베이스 필름 상에 형성하는 도체막을 도금법이나 스팩터법으로 형성할 수 있기 때문에 얇은 도체층을 간편하게 얻을 수 있다. 또한 리지드부의 배선은 무전계 도금법이나 전계 도금법에 의하여 리지드부 배선 형성영역에 선택적으로 형성할 수 있기 때문에 미세한 배선 패턴의 형성을 용이하게 할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 제5의 관점에 의하면 베이스 필름 상에 제1의 도체막을 형성하는 공정; 상기 제1의 도체막의 플렉서블 영역으로 이루지는 부위에 감광성 보호막에 의하여 보호를 수행하는 한편 상기 제1의 도체막의 리지드 영역으로 이루지는 영역에 감광성 보호막의 개구부를 형성하는 공정; 상기 감광성 보호막을 경화하는 공정; 상기 감광성 보호막 개구부에 의하여 노출된 상기 제1의 도체막을 하지로 하여 상기 감광성 보호막 개구부의 제1의 도체 막두께를 실효적으로 증가시킬 수 있도록 제2의 도체막을 형성하는 공정; 및 상기 플렉서블 영역으로 이루지는 부위에 개구부를 마련한 프리프레그층과 제3의 도체막을 상기 제 2의 도체막이 형성된 베이스 필름에 순차적으로 적층하여 열압착하는 공정을 포함한다.

이 발명에 의하면 베이스 필름 상에 형성하는 도체막을 도금법이나 스팩터법으로 형성하기 때문에 얇은 도체층을 용이하게 얻을 수 있다. 또한 리지드부의 배선은 무전계 도금법이나 전계 도금법으로 리지드부 배선 형성영역에 선택적으로 형성할 수 있기 때문에 미세한 배선 패턴의 형성이 용이하다. 또한 리지드부에 있어서 베이스 필름상의 상기 제1의 도체막상에 제2의 도체막과 동일한 두께가 되도록 감광성 보호막이 잔존하는 것에 의하여 리지드부의 배선을 두꺼운 막으로 하여도 배선층에 극심한 단차를 발생시키지 않으면서 제조 수율을 향상시킬 수 있다. 또한 상기 감광성 수지 보호막은 플렉서블부의 베이스 필름상의 배선의 보호막이 되기 때문에 보호막을 별도로 첩합할 필요가 없어 제조비용을 삭감할 수 있다.

본 발명에 의하면 플렉서블부의 굴곡에 의한 단선을 방지할 수 있기 때문에 내구성 및 신뢰성이 높은 리지드 플렉서블 프린트 배선판을 제조할 수 있다. 또한 본 발명에 의하면 리지드부에 있어서의 베이스 필름상의 도체 두께는 플렉서블부에 있어서의 베이스 필름상의 도체 두께에 비하여 두껍게 설정할 수 있기 때문에 배선 저항의 상승을 억제할 수 있다. 또한 본 발명에 의하면 베이스 필름상의 도체층의 변화점이 리지드부와 플렉서블부의 경계보다 리지드부 측에 존재하기 때문에 절곡에 대한 내구성 및 신뢰성과 가요성의 확보를 양립(兩立)시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태의 리지드 플렉서블 프린트 배선판의 주요부를 나타내는 단면도이다.

도2a 내지 도2g는 본 발명의 실시형태의 리지드 플렉서블 프린트 배선판의 제조공정을 나타내는 도이다.

도3a 내지 도3f는 본 발명의 실시예 1의 리지드 플렉서블 프린트 배선판의 제조공정을 나타내는 개략도이다.

도4는 양측 절곡의 반복굴곡시험을 수행하여 플렉서블부에서의 배선의 파단이 검지될 때까지의 굴곡 회수를 나타낸 도이다.

도5는 굴곡 전후의 플렉서블부 배선의 광학 현미경 사진에 의한 설명도이다.

도6은 리지드층의 구성재료를 실시예 1에 도시된 유리섬유 포함의 접착층으로부터 유리섬유를 제거시킨 접착층으로 변경할 때의 내굴곡 성능을 나타내는 특성도이다.

도7은 베이스 필름상의 도체 막두께 변화점을 리지드부와 플렉서블부의 경계에 위치시킬 경우와 상기 경계로부터 1 mm 리지드부 측으로 배치할 경우의 내굴곡 특성을 나타낸 도이다.

도8a 내지 도8g는 본 발명의 실시예 4의 리지드 플렉서블 프린트 배선판의 제조공정을 나타내는 개략도이다.

도9a 내지 도9e는 본 발명의 실시예 5의 리지드 플렉서블 프린트 배선판의 제조공정을 나타내는 개략도이다.

도10은 본 발명의 리지드 플렉서블 프린트 배선판에서의 플렉서블부와 리지드부의 경계를 나타내는 설명도이다.

<도면 주요부호에 대한 부호의설명>

1 리지드 플렉서블 프린트 배선판 2 리지드부

3 플렉서블부 4 절연 수지층

9 베이스 필름 11 리지드 도체층

15 플렉서블 도체층 21 제1의 도체막

31 제3의 도체막

다음으로 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시형태에서의 리지드 플렉서블 프린트 배선판을 도면을 참조하여 설명한다. 우선 본 발명의 실시형태에 의하여 제조되는 리지드 플렉서블 프린트배선에 대하여 도1을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시형태에 있어서의 리지드 플렉서블 프린트 배선판의 주요부를 나타내는 단면도이다.

도1에 도시된 바와 같이 리지드 플렉서블 프린트 배선판(1)은 부품이 탑재 가능한 리지드부(2)와 상기 리지드부(2)에 연결되어 절곡 가능한 플렉서블부(3)를 구비한다. 플렉서블부(3)는 베이스 필름(9)과 그 양측에 적층 배치된 커버 레이 필름(10, 10)을 구비하여 구성되어 있다. 이것을 적층 필름(16)이라고 한다.

베이스 필름(9)은 통상적으로 폴리이미드, 폴리에스텔 등의 내열성 수지로 형성되어 있다. 그리고 베이스 필름(9)의 양면에는 금속 도체(11, 15)를 덮는 절연재인 커버 레이 필름(10, 10)이 적층되어 있다. 커버 레이 필름(10, 10)으로서는 통상적으로 폴리이미드, 폴리에스텔 등의 베이스 필름(9)과 동질재료인 절연필름이 사용된다.

한편, 리지드부(2)는 상기 플렉서블부(3)와 동일구조의 적층 필름(16)에 프 리프레그에 의하여 형성된 절연 수지층(4)을 개재하여 리지드 프린트 배선판(17)을 적층한 것이다. 여기서 프리프레그는 유리 섬유나 종이 등의 기재(基材)에 에폭시, 폴리이미드 등의 수지를 함침(含浸)시키고 건조 처리하여 반 경화 상태로 한 것이다. 그리고 리지드 프린트 배선판(17)에는 동박 등으로 이루어진 금속 도체(12)가 부착되어 있고 이 금속 도체(12)에는 회로 패턴이 형성되어 있다. 또한 리지드 프린트 배선판(17) 위에 금속 도체(12)의 표면을 덮는 솔더레지스트(5)가 형성되어 있다.

또, 리지드부(2)에는 두께 방향으로 관통하는 스루홀(19)이 천설(穿設) 되어 있다. 그리고 스루홀(19)을 구획하는 내주 벽면에는 동등(銅等)의 금속 도체를 도금하여 이루어진 도금부(20)가 형성되어 있다.

이와 같이 상기 적층 필름(16)은 리지드부(2)와 플렉서블부(3)에 걸쳐서 설치되어 있다. 그리고 적층 필름(16)을 구성하는 베이스 필름(9)에 있어서 플렉서블부(3)를 형성하는 부위에는 굴곡성이 뛰어난 동박 등의 금속 도체(플렉서블부 도체층(15))가 첩착 되어 있다. 한편, 베이스 필름(9)에서 리지드부(2)를 형성하는 부위에는 회로 패턴이 형성된 동박 등의 금속 도체(리지드 도체층(11))가 첩착 되어 있다. 그리고 스루홀(19) 근방에 형성된 리지드 도체층(11)과 도금부(20)가 연결되는 것으로서 적층 필름(16)을 구성하는 각층(9, 10, 10) 사이가 전기적으로 접속된다.

그리고, 플렉서블 도체층(15)은 리지드 도체층(11)과 동일한 재질로 구성되고 리지드 도체층(11)보다 얇게(약 1/3 정도) 형성되어 있다. 단, 커버 레이 필 름(10, 10)과 플렉서블 도체층(15), 리지드 도체층(11)과의 사이에는 접착제층(미도시)이 개재되어 있다. 따라서 커버 레이 필름(10, 10)은 베이스 필름(9)과 일체화되어 있다.

이하, 본 발명의 실시형태에 있어서의 리지드 플렉서블 프린트 배선판의 제조방법에 대하여 도2a 내지 2g를 참조하여 설명한다. 도2a 내지 2g는 리지드 플렉서블 프린트 배선판의 제조공정을 나타내는 공정 설명도이다.

우선, 도2a에 도시한 바와 같이 베이스 필름(9)의 양면에는 동등(銅等)의 금속 도체로 이루어진 도체층(21)이 전면에 걸쳐서 첩착되어 형성되어 있다. 여기서 각 도체층(21)의 두께는 리지드 도체층(11)의 두께와 거의 동일하며 도통에 필요 충분한 두께를 확보할 수 있도록 설정되어 있다.

다음으로 도2b에 도시한 바와 같이 리지드부(2)의 형성영역에 있어서의 각 도체층(21)에 식각 레지스터(22)를 래미네이트(적층)한다. 이 식각 레지스터(22)는 감광성 레지스터를 각 도체층(21)의 전면에 도포하고 포토마스크를 이용하여 플렉서블부(3)의 부위를 자외선 노광과 더불어 현상을 수행하여 형성하는 것이 바람직하다.

그 다음으로 도2c에 도시한 바와 같이 플렉서블부(3)의 형성영역에 있어서의 각 도체층(21)에 하프 식각처리를 수행한다. 상기 하프 식각처리에 의하여 플렉서블부(3)의 형성영역에 있어서의 각 도체층(21)이 두께 방향으로 중간(약1/2 두께)까지 얇아지게 된다. 상기 얇아진 부위가 플렉서블 도체층(15)이 된다. 상기 하프 식각처리는 예를 들면 황산과 과산화수소수의 혼합용액을 사용한 식각액으로 수행 하는 것이 바람직하다. 단, 레이저 트리밍, 이온 밀링, 샌드 브레스트, 플라스마 식각 등의 물리적 식각을 이용하여도 괜찮다.

그리고, 도2d에 도시한 바와 같이 식각 레지스터(22)를 제거한다. 이 제거작업의 수행은 알칼리 용액을 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 도2e에 도시한 바와 같이 회로 형성용의 식각 레지스터(23)를 래미네이트 한다. 상기 식각 레지스터(23)는 감광성 레지스터를 도포하고 포토마스크를 이용하여 자외선 노광과 더불어 현상을 수행하여 리지드부(2)를 형성하는 각 도체층(21)의 표면에 소정의 배선 패턴을 가지도록 형성하는 것이 바람직하다.

그 다음으로 도2f에 도시한 바와 같이 식각처리를 한다. 상기 식각처리로 식각 레지스터(22)가 래미네이트 되어 있지 않은 부위의 도체층(21)이 식각 되고 리지드부(2)에는 회로 패턴을 구성하는 리지드 도체층(11)이 형성된다. 이 식각처리는 도2c에 도시한 경우와 마찬가지로 예를 들면 황산과 과산화수소수의 혼합용액을 사용한 식각 액으로 수행할 수 있고 또 물리적 식각을 사용하여도 괜찮다.

그리고, 도2g에 도시한 바와 같이 식각 레지스터(23)를 제거한다. 이 제거작업을 수행하는데 있어서는 도2d에 도시한 경우와 마찬가지로 알칼리 용액을 이용하는 것이 바람직하다.

이렇게 하여 베이스 필름(9)의 양면에 상기 리지드부(2)에 형성된 리지드 도체층(11)보다 얇은 플렉서블 도체층(15)을 형성할 수 있다.

그 다음에 접착제를 도포하여 커버 레이 필름(10, 19)을 접착하여 적층 필름(16)을 형성한다. 또한 적층 필름(16)의 양면에 있어서의 리지드부(2)를 구성하 는 부위에 프리프레그(4)를 형성하고 그 위에 금속 도체(12), 솔더레지스트(5)를 형성한다. 또, 리지드부(2)의 소정 개소에 스루홀(19)을 천설(穿設) 하여 도금부(20)를 형성하게 되는데 이러한 공정에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이상에 설명한 것처럼 하여 리지드 플렉서블 프린트 배선판(1)을 구성하면 상기 베이스 필름(9)에 형성된 플렉서블 도체층(15)에 의하여 플렉서블부(3)에 있어서의 절곡 내구성을 향상시킬 수 있다. 그리고 상기 플렉서블 도체층(15)은 상기 리지드 도체층(11)보다 얇으므로 그 만큼 플렉서블부(3)의 가요성을 확보할 수 있다.

또, 상기 플렉서블부 도체층(15)은 상기 플렉서블부(3)가 형성되는 부위 전반에 걸쳐서 형성되므로 상기 플렉서블부(3)의 절곡 내구성을 상기 플렉서블부(3)의 각 부위에서 거의 동일하게 갖게 할 수 있다. 따라서 상기 플렉서블부(3)를 절곡할 때에 상기 플렉서블부(3)의 특정 부위에 굴곡 응력이 집중하는 현상을 방지할 수 있다. 이러한 점에서 상기 플렉서블부 도체층(15)은 그 두께가 각 부위 전반에 걸쳐서 균일하도록 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 리지드 도체층(11)은 상기 플렉서블 도체층(15)보다 두께가 두꺼우므로 상기 리지드 도체층(11)에 의한 도금부(20)와의 도통을 용이하게 확보할 수 있다.

단, 본 발명의 내용은 상기 실시형태에만 한정되지 않음은 물론이다. 예를 들면 실시형태에서는 베이스 필름(9)의 양측으로 커버 레이 필름(10, 10)을 각각 적층할 경우에 대하여 설명하였으나, 한쪽 편에만 형성될 수 있도록 하여도 상관없 고 커버 레이 필름(10)을 형성하지 않아도 좋다. 또, 실시형태와 같이 프리프레그를 사용하는 것이 강성(剛性) 등의 관점에서 바람직하지만 이것을 대신한 다른 재료로서 절연성 수지층을 형성하여도 좋다.

또, 상기 플렉서블부 도체층(15)을 형성함에 있어서 상기 설명한 바와 같이 하프 식각이 매우 바람직하지만 이에 한정하지 않고 다른 방법을 이용하여도 괜찮다.

본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

(실시예 1)

본 발명의 실시예 1의 리지드 플렉서블 프린트배선에 대하여 도3a 내지 도3f를 참조하여 설명한다. 도3a 내지 도3f는 본 발명의 실시예 1의 리지드 플렉서블 프린트 배선판의 제조공정을 나타내는 개략도이다.

우선, 도3a에 도시한 시판의 동 부착 폴리이미드 필름(동 두께 18㎛, 폴리이미드 두께 15㎛)을 베이스 필름(9)으로 하고 이것에 드라이 타입 포토레지스트를 래미네이트하고 플렉서블부(3)에 해당하는 부위의 포토레지스트를 공지의 포토리소그래픽 법으로 제거하여 개구부를 설치한 후, 개구부로부터 노출한 동박(21; 제1의 도체막)을 제2 염화 동 용액을 이용하여 식각하고 모든 동박이 식각 제거되기 전에 물 세척, 건조를 수행하여 도3b에 도시한 바와 같이 하프 식각 상태로 하였다.

도3c에 도시한 바와 같이 식각 시간을 제어하여 하프 식각 후의 플렉서블부 잔존 동박(15)의 평균 동 두께를 15㎛, 12㎛, 6㎛로 하였다. 그 다음에 커버 레이(10; 닛칸공업(주) 제품 니카 플렉스)를 첩합(貼合)하였다.

다음으로 도3d에 도시한 바와 같이 플렉서블부(3)에 해당하는 부위를 절단 제거한 프리프레그(4: 유리섬유가 포함된 접착층)와 18㎛의 동박(31; 제3의 도체막)을 적층하고 180, 2~3MPs에서 2시간 내지는 3시간의 프레스 처리를 수행하여 리지드부(2)를 형성하였다.

이어서, 도3e에 도시한 바와 같이 드라이 타입 포토레지스트를 래미네이트 하여 포토리소그래픽 법으로 리지드부(2)의 외층 배선(12)을 형성하고 공지의 방법으로 내층과의 접속에 필요한 스루홀(미도시)의 형성을 수행하였다.

마지막으로 도3f에 도시한 바와 같이 리지드부(2)에 솔더레지스트층(5)을 공지의 방법으로 형성함으로써 본 실시예의 리지드 플렉서블 프린트 배선판이 얻어진다.

본 실시예의 리지드 플렉서블 프린트 배선판에 대하여 반복 굴곡시험을 실시한 결과를 도4에 나타낸다. 도4는 양측 절곡의 반복 굴곡시험을 실시하여 플렉서블부(3)에 있어서의 배선(12) 파단이 검지될 때까지의 굴곡 회수를 나타낸 것이고 리지드부(2)의 베이스 필름(9)상의 동 두께 tR=18㎛에 대하여 플렉서블부(3)의 동 두께를 얇게 할수록 내구성이 향상되는 것을 알 수 있었다. 리지드부(2)의 베이스 필름(9)상의 동두께 tR=18㎛의 2/3에 해당하는 tf=12㎛정도 이하로 하면 내구성 향상이 나타나고 1/3인 tf=6㎛에서는 30배의 내구성이 나타난 것을 알 수 있다. tf=6㎛에서 60만회 굴곡 전후의 플렉서블부 배선의 광학 현미경 사진의 설명도를 도5에 나타낸다.

도5에 도시한 바와 같이 60만회의 굴곡을 수행하여도 크랙 등의 피로현상은 관찰되지 않고 양호한 특성을 나타내는 것을 알 수 있다.

(실시예 2)

본 발명의 실시예 2의 리지드 플렉서블 프린트배선에 대하여 도6을 참조하여 설명한다. 도6은 리지드층의 구성 재료를 실시예 1에 도시한 유리섬유가 포함된 접착층으로부터 유리섬유를 제거하여 접착층으로 변경시켰을 때의 내굴곡 성능을 나타낸 특성도이다. 시험 결과로, 유리섬유가 포함되지 않은 접착층의 경우에는 굴곡 탄성률이 낮아서 플렉서블부의 굴곡에 대하여 도체 두께가 감소하지 않은 리지드부의 배선에서는 응력이 발생하여 파단된 것을 알 수 있었다. 반면에 유리섬유가 포함된 접착층의 경우에는 유리섬유 층에 의하여 응력이 완화되었기 때문에 내굴곡성이 향상되었다.

(실시예 3)

본 발명의 실시예 3의 리지드 플렉서블 프린트배선에 대하여 도7을 참조하여 설명한다. 도7은 베이스 필름상의 도체막 두께 변화점을 리지드부와 플렉서블부의 경계에 위치시켰을 경우와 상기 경계로부터 1 mm 리지드부 측으로 배치했을 경우의 내굴곡 특성을 나타낸 것이다. 도체층 두께 변화점이 상기 경계 혹은 플렉서블부 측에 존재하면 상기 도체층 두께 변화점으로 응력이 집중하기 때문에 내굴곡성이 저하한다. 반면에 도체층 두께 변화점을 리지드부로 배치함으로써 내굴곡성을 향상시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.

(실시예 4)

본 발명의 실시예 4에 있어서의 리지드 플렉서블 프린트배선에 대하여 도8a 내지 도8g를 참조하여 설명한다. 도8a 내지 도8g는 본 발명의 실시예 4의 리지드 플렉서블 프린트 배선판의 제조공정을 나타내는 개략도이다. 우선 도8a에 도시한 바와 같이 베이스 필름(9)으로서 폴리이미드 필름을 준비하였다.

다음으로 도8b에 도시한 바와 같이 이것에 스팩터법으로 동막(32; 제1의 도체막)을 형성하였다. 상기 동막(32)의 두께를 0.1㎛로 하였다. 단, 스팩터법 대신에 무전계 도금으로 동막(32)을 형성하여도 좋다.

다음으로 도8c에 도시한 바와 같이 드라이 타입 포토레지스트를 적층하고 공지의 포토리소그래픽 법을 이용하여 플렉서블부(3)에 해당하는 위치에 상기 포토레지스트(33)가 잔존하도록 패터닝을 수행하였다. 계속하여 무전계 도금 법으로 상기 포토레지스트(33)의 개구부로부터 노출하는 동막(32)을 하지(下地)로 하여 리지드부(2)에 해당하는 부위의 동막(34; 제2의 도체막)을 형성하였다.

이어서, 도8d에 도시한 바와 같이 플렉서블부(3)에 잔존하는 상기 포토레지스트(33)를 제거하고 베이스 필름(9)상의 도체층(21)(32, 34)을 얻었다.

다음으로 도8e에 도시한 바와 같이 커버 레이(10; 닛칸공업(주) 제품 니카 플렉스)를 첩합하였다.

이후, 도8f 및 도8g에 도시한 바와 같이 실시예 1에 도시된 방법과 동일한 방법을 반복하여 본 실시예의 리지드 플렉서블 프린트 배선판을 얻었다. 이렇게 얻어진 리지드 플렉서블 프린트 배선판의 내굴곡 시험을 실시한 결과, 실시예 1과 동일한 결과를 얻을 수 있었다.

(실시예 5)

본 발명의 실시예 5에 있어서의 리지드 플렉서블 프린트배선에 대하여 도9a 내지 도9e를 참조하여 설명한다. 도9a 내지 도9e는 본 발명의 실시예 5에 있어서의 리지드 플렉서블 프린트 배선판의 제조공정을 나타내는 개략도이다.

우선, 도9a에 도시한 바와 같이 베이스 필름(9)으로서 폴리이미드를 준비하였다.

다음으로 도9b에 도시한 바와 같이 이것에 스팩터법으로 동막(32; 제1의 도체막)을 형성하였다. 이 동막(32)의 두께를 0.1㎛로 하였다. 단, 스팩터법 대신에 무전계 도금으로 동막을 형성하여도 좋다.

다음으로 도9c에 도시한 바와 같이 감광성 보호층(35)을 공지의 딥법으로 도포하고 N2 오븐 속에서 90, 30분간 건조 처리를 수행하여 플렉서블부(3)에 잔존하는 감광성 보호층(35)의 경화를 수행하였다. 이것에 이어서 무전계 도금 법으로 상기 포토레지스트의 개구부로부터 노출한 동막(32)을 하지로 하여 리지드부(2)에 해당하는 부위의 동막(34; 제2의 도체막)을 형성하였다.

이어서, 도9d에 도시한 바와 같이 플렉서블부(3)에 잔존하는 상기 포토레지스트를 제거하고 베이스 필름(9)상의 도체층(21; 32, 34)을 얻었다. 이후, 도9d 및 도9e에 도시한 바와 같이 실시예 1에 도시한 방법과 동일한 방법을 반복하여 본 실시예의 리지드 플렉서블 프린트 배선판을 얻었다. 이렇게 얻어진 리지드 플렉서블 프린트 배선판의 내굴곡 시험을 수행한 결과, 실시예 1과 동일한 결과를 얻을 수 있었다.

본 발명은 부품이 탑재 가능한 리지드부와 상기 리지드부에 연결되어 절곡 가능한 플렉서블부를 구비하는 리지드 플렉서블 프린트 배선판 및 그 제조방법으로서 이용할 수 있다.

Claims

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적어도 한쪽 면에 제1의 도체막이 첩합된 베이스 필름 상에 상기 도체막의 플렉서블 영역으로 이루어진 부위를 미리 식각하고 상기 부위의 제1의 도체막의 막두께를 다른 부위의 막두께에 비하여 얇게 하는 공정;

상기 베이스 필름에 보호층을 첩합하는 공정; 및

상기 플렉서블 영역으로 이루지는 부위에 개구를 마련한 프리프레그층과 제3의 도체막을 상기 베이스 필름에 순차적으로 적층하여 열압착하는 공정을 포함하되,

상기 플렉서블 영역은 상기 베이스 필름, 상기 제 1 도체막 및 상기 보호층으로 구성되며, 도체층 두께 변화점은 리지드 영역과 상기 플렉서블 영역의 경계로부터 1mm 리지드 영역측에 위치하는 것을 특징으로 하는 리지드 플렉서블 프린트 배선판의 제조방법.
베이스 필름 상에 제1의 도체막을 형성하는 공정;

상기 제 1의 도체막의 플렉서블 영역으로 이루어진 부위에 포토레지스트로 마스크를 형성하고 또한 상기 제 1의 도체막의 리지드부 배선 영역으로 이루어진 영역에 포토레지스트의 개구를 형성하는 공정;

상기 포토레지스트 개구부에 의하여 노출된 상기 제 1의 도체막을 하지로 하여 상기 포토레지스트 개구부의 제1의 도체 막 두께를 증가시킬 수 있도록 제2의 도체막을 형성하는 공정;

상기 포토레지스트를 제거하는 공정;

상기 포토레지스트를 제거한 베이스 필름에 보호층을 첩합하는 공정; 및

상기 플렉서블 영역으로 이루어진 부위에 개구를 형성한 프리프레그층과 제3의 도체막을 상기 베이스 필름에 순차적으로 적층하여 열압착하는 공정을 포함하되,

상기 플렉서블 영역은 상기 베이스 필름, 상기 제 1 도체막 및 상기 보호층으로 구성되며, 도체층 두께 변화점은 리지드 영역과 상기 플렉서블 영역의 경계로부터 1mm 리지드 영역측에 위치하는 것을 특징으로 하는 리지드 플렉서블 프린트 배선판의 제조방법.
베이스 필름 상에,

제1의 도체막을 형성하는 공정;

상기 제 1의 도체막의 플렉서블 영역으로 이루어진 부위에 감광성 보호층에 의하여 보호를 하고 또한 상기 제 1의 도체막의 리지드 영역으로 이루어진 영역에 감광성 보호층의 개구를 형성하는 공정;

상기 감광성 보호층을 경화하는 공정;

상기 감광성 보호층 개구부에 의하여 노출된 상기 제 1의 도체막을 하지로 하여 상기 감광성 보호층 개구부의 제1의 도체 막두께를 증가시킬 수 있도록 제2의 도체막을 형성하는 공정; 및

상기 플렉서블 영역으로 이루어진 부위에 개구를 마련한 프리프레그층과 제3의 도체막을 상기 제 2의 도체막을 형성한 베이스 필름에 순차적으로 적층하여 열압착하는 공정을 포함하되,

상기 플렉서블 영역은 상기 베이스 필름, 상기 제 1 도체막 및 상기 보호층으로 구성되며, 도체층 두께 변화점은 리지드 영역과 상기 플렉서블 영역의 경계로부터 1mm 리지드 영역측에 위치하는 것을 특징으로 하는 리지드 플렉서블 프린트 배선판의 제조방법.