KR101201948B1

KR101201948B1 - 인쇄회로기판 제조방법

Info

Publication number: KR101201948B1
Application number: KR1020120085597A
Authority: KR
Inventors: 이의수
Original assignee: 주식회사 에스아이 플렉스
Priority date: 2012-08-06
Filing date: 2012-08-06
Publication date: 2012-11-16
Also published as: CN103582306B; CN103582306A

Abstract

본 발명은 한장의 양면 플렉시블 동박적층판에 BVH이 되는 PTH(100)를 자외선 레이저 드릴 또는 CNC 드릴로 PTH을 가공하는 제1 공정(S10), 상기 한장의 양면 플렉시블 동박적층판에 형성된 PTH에 도전성을 부여하기 위해 무전해 화학동을 하는 제2 공정(S20), 상기 한장의 양면 플렉시블 동박적층판의 양면에 드라이필름 및 이형지를 코팅하는 제3공정(S30), 상기 제3공정에서 제조된 한장의 양면 플렉시블 동박적층판의 일면에 BVH가 되는 PTH를 제외한 부분을 노광하는 제4 공정(S40), 상기 제4공정에서 노광된 드라이필름 및 이형지를 제거하여 오픈된 PTH(100)에 현상액을 침투하여 이면에 코팅된 드라이필름을 제거하는 제5공정(S50), 상기 제5공정(S50)에서 형성된 한장의 양면 플렉시블 동박적층판에 전기동도금을 시행하는 제6 공정(S60), 제6공정(S60)에서 동도금된 양면 플렉시블 동박적층판의 양면에 위치한 드라이필름 및 이형지를 박리하는 제7공정(S70), 제7공정(S70)에서 제조된 한장의 양면 플렉시블 동박적층판에 회로를 형성하는 제8공정(S80)을 포함함으로서,
한번에 BUTTON을 형성하면서 다양한 BUTTON의 사이즈를 형성할 수 있도록 하며, BUTTON의 사이즈를 작게 형성될 경우에는 자유로운 설계게 가능한 인쇄회로기판의 제조방법을 제공하는 것이다.

Description

인쇄회로기판 제조방법{The printed circuit board manufacturing method}

본 발명은 인쇄회로기판 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 갈수록 경량이고 슬림화되는 핸드폰이나 LCD 제품들에 삽입되는 인쇄회로기판의 FINE PATTERN화 및 굴곡성을 높일 수 있도록 하는 인쇄회로기판 제조방법에 관한 것이다.

프린트 기판, 예를 들면, 플렉서블(flexible) 프린트 기판은 고정밀도화, 극박화(極薄化) 및 경량화의 진전이 현저하여, 형성되는 회로 패턴(circuit pattern)의 고밀도화 및 미세화가 현저하다.

그리고 프린트 기판은, 양면 회로 패턴의 도통용(導通用) 및 반도체부품의 부착용으로, 미세한 관통구멍(貫通孔)인 쓰루홀(through hole)이 매우 다수 형성되어 있다.

그런데, 프린트 기판의 제조공정 중, 이러한 쓰루홀의 제조 및 도통화(electrical conduction)에 관해서는, 종래부터 패널도금법(panel palting method) 및 버튼 도금법(button plating method)이 대표적으로 사용되고 있었다.

《패널 도금법에 대해서》

패널 도금법에서는, 절연재(insulating material)의 양면(표면과 이면)에 구리박(copper foil)이 각각 붙여진 기재에 대해서, 먼저, 쓰루홀용 관통구멍을 다수 드릴링한 후, 관통구멍 안을 도전화 처리(conductive process)(electricallyconduct)한 후, 기재를 전체적으로 전기 구리도금(copper electroplating)하였다. 그리고, 이러한 패널 도금법에 의해, 관통구멍 안이 구리도금으로 도통화된 기재는, 공지의 노광(exposure), 현상(development), 에칭(etching), 박리(stripping)의 패터닝 스텝(patterning step)을 순차적으로 거침으로써, 회로 패턴이 형성되어, 이로 인해 프린트 기판이 제조되었다.

그러나, 이러한 패널 도금법에서는 관통구멍 안 뿐만 아니라, 양면의 구리박도 전체적으로 구리도금되어 버리기 때문에, 제조된 프린트 기판도 양면의 회로 패턴이 구리도금되어 있고, 그 만큼 유연성 및 굴곡성이 저하되고, 추가로 중량도 증가해 버린다고 하는 난점(難点)이 지적되고 있었다. 그리고 이 점은, 플렉서블 프린트 기판에 대해서 현저한 문제로 여겨지고 있었다.

《신, 구버튼 도금법에 대해서》

따라서, 이러한 난점을 극복하는 공법으로서, 버튼 도금법이 개발되어 있어, 유연성 및 굴곡성, 더 나아가서는 경량성(輕量性)이 특히 중시되는 분야에서는 현재 주류가 되어가고 있다.

이 버튼 도금법에서는, 기재에 대해서 먼저 쓰루홀용 관통구멍을 다수 드릴링한 후, 관통구멍 안을 도전화 처리 한 다음, 기재를 감광성 드라이필름(photosensitive dry film)으로 피복하고, 그 바깥쪽에 네거티브 마스크(negative mask)인 포토 마스크(photo mask)를 대어, 이로 인해 감광성 드라이필름을 도금 레지스트(plating resist)로서 노광, 현상한 후, 개구(開口)된 관통구멍 안과 관통구멍의 개구 주위가 버튼부로서 대략 버튼(button)형상으로 전기 구리도금된다. 그리고, 이러한 버튼 도금법에 의해, 관통구멍 등이 구리도금된 기재는, 패터닝 스텝을 거쳐 회로 패턴이 형성되고, 이로 인해 프린트 기판이 제조되었다.

그러나, 이 종래의 버튼 도금법(이하 간단히 구버튼 도금법이라고 한다)에 대해서는, 기재의 각 관통구멍의 위치와, 포토마스크의 각 대응 개소(箇所)의 위치(그리고 구체적인 전기 도금의 위치)가 어긋나는 경우가 많이 있다는 지적이 있었다.

즉, 종래의 버튼 도금법에서는 기재나 포토 마스크의 신축(伸縮), 및 양자간의 육안으로 위치를 맞추는 작업의 곤란성 등이 원인이 되어 위치가 어긋나는 경우가 많이 있어, 이 위치 어긋남이 단선 불량(disconnection defect) 등의 원인으로도 되었다.

도1 내지 도 2는 종래의 인쇄회로기판의 제조방법에 대한 공정도이다.

도1을 참조하여 설명하면 먼저 쓰루홀용 관통구멍을 다수 드릴링 한 후, 상기 관통구멍에 도전성을 부여하기 위해 무전해 화학동처리를 한다. 그 다음 양면에 드라이필름 및 이형지를 코팅하고 노광시킨 후, 양면에 위치한 이형지를 제거한다. 그 다음 동도금을 실시한 튀 경화되지 않은 드라이필름을 제거하여 회로기판의 제작이 완료된다.

그러나 상기와 같은 종래의 제조방법은 FINE 패턴 형성이 유리하나 노광진행시 홀 치우침 방지를 위해 패드 사이즈를 홀 사이즈에 대비하여 크게 형성됨으로 설계 자유도가 떨어지는 단점이 있었다.

도2를 참조하여 설명하면 먼저 쓰루홀용 관통구멍을 다수 드릴링 한 후, 상기 관통구멍에 도전성을 부여하기 위해 무전해 화학동처리를 한다. 그 다음 일면에만 드라이필름을 코팅하여 현상한 다음 노광을 진행시킨 뒤, 이형지를 제거할 수 있도록 한다. 그 다음 이면에 일면과 마찬가지로 드라이필름을 코팅하여 현상한 다음 노광을 진행시킨 뒤, 이형지를 제거한다.

그 다음 동도금을 실시한 뒤 경화되지 않은 드라이필름을 제거하여 회로기판의 제작이 완료된다.

상기와 같은 제조방법은 홀의 치우침이 없으며, 패드가 작아져 설계가 자유로운 장점을 도모할 수 있으나, 공정순서가 증가되어 신축에 불리하며 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.

대한민국 특허청 등록특허공보 제10-0700272호

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 한번에 BUTTON을 형성하면서 다양한 BUTTON의 사이즈를 형성할 수 있도록 하며, BUTTON의 사이즈를 작게 형성될 경우에는 자유로운 설계게 가능한 인쇄회로기판의 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 이면의 이형지를 제거하지 않고, 편측만 노광 및 동도금을 처리함으로서 패드 사이즈가 작은 부위에 발생되는 동도금 편차를 해소할 수 있도록 하는 인쇄회로기판의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해 구현된다.

본 발명은 한장의 양면 플렉시블 동박적층판에 BVH이 되는 PTH를 자외선 레이저 드릴 또는 CNC 드릴로 홀(HOLE,1)을 가공하는 제1 공정(S10), 상기 한장의 양면 플렉시블 동박적층판에 형성된 홀(HOLE,1)에 도전성을 부여하기 위해 무전해 화학동을 하는 제2 공정(S20), 상기 한장의 양면 플렉시블 동박적층판의 양면에 드라이필름 및 이형지를 코팅하는 제3공정(S30), 상기 제3공정에서 제조된 한장의 양면 플렉시블 동박적층판의 일면에 BVH이 되는 PTH를 제외한 부분을 노광하는 제4 공정(S40), 상기 제4공정에서 노광된 드라이필름 및 이형지를 제거하여 오픈된 PTH에 현상액을 침투하여 이면에 코팅된 드라이필름을 제거하는 제5공정(S50), 상기 제5공정(S50)에서 형성된 한장의 양면 플렉시블 동박적층판에 전기동도금을 시행하는 제6 공정(S60), 제6공정(S60)에서 동도금된 양면 플렉시블 동박적층판의 양면에 위치한 드라이필름 및 이형지를 박리하는 제7공정(S70), 제7공정(S70)에서 제조된 한장의 양면 플렉시블 동박적층판에 회로를 형성하는 제8공정(S80)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 제4공정(S40)에서 일면에 위치시키는 워크필름은 PTH이 위치된 부분에 빛이 투과되어 노광될 수 있도록 정합함으로서 PTH이 오픈된 형태로 형성될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 제5공정(S50)은 PTH에 현상액을 침투하는 공정으로서, 상기 현상액은 기판(E)의 PTH에 침투되어 이면에 위치한 드라이필름(3)을 용해하여 제거될 수 있도록 함으로서, 한번에 BUTTON을 형성하면서 다양한 BUTTON 사이즈를 형성할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 제6 공정(S60)은 이면에 이형지를 위치시킨 상태에서 동도금은 시행하므로 패드 사이즈가 작은 부위에서 동도금 편차가 형성되는 것을 방지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 구성에 의해 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

본 발명에 따른 프린트기판의 제조방법에 있어서, 홀의 안정성과 버튼 형성 이후 패턴공정에서 FINE PATTERN을 형성할 수 있는 효과를 지니며, 동도금의 두께 편차가 적고 모델별 도금 두께의 유의차가 없어 초기 개발품의 조건 설정이 용이한 효과를 도모할 수 있다.

또한, 본 발명은 노광 진행시 홀의 치우침이 없으며 패드가 작아져 설계가 자유로운 효과를 지니며, 공정이 단축되므로 생산성을 증가될 수 있는 효과를 지닌다.

도 1 내지 도2는 종래의 프린트기판의 제조방법에 대한 공정도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프린트기판의 제조방법의 순서도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프린트기판의 제조방법의 공정도

이하에서는 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조방법의 순서도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조방법의 공정도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 인쇄회로기판 제조방법은 한장의 양면 플렉시블 동박적층판에 BVH이 되는 PTH를 자외선 레이저 드릴 또는 CNC 드릴로 홀(HOLE,1)을 가공하는 제1 공정(S10), 상기 한장의 양면 플렉시블 동박적층판에 형성된 홀(HOLE,1)에 도전성을 부여하기 위해 무전해 화학동을 하는 제2 공정(S20), 상기 한장의 양면 플렉시블 동박적층판의 양면에 드라이필름 및 이형지를 코팅하는 제3공정(S30), 상기 제3공정에서 제조된 한장의 양면 플렉시블 동박적층판의 일면에 BVH이 되는 PTH를 제외한 부분을 노광하는 제4 공정(S40), 상기 제4공정에서 노광된 드라이필름 및 이형지를 제거하여 오픈된 PTH에 현상액을 침투하여 이면에 코팅된 드라이필름을 제거하는 제5공정(S50), 상기 제5공정(S50)에서 형성된 한장의 양면 플렉시블 동박적층판에 전기동도금을 시행하는 제6 공정(S60), 제6공정(S60)에서 동도금된 양면 플렉시블 동박적층판의 양면에 위치한 드라이필름 및 이형지를 박리하는 제7공정(S70), 제7공정(S70)에서 제조된 한장의 양면 플렉시블 동박적층판에 회로를 형성하는 제8공정(S80)을 포함한다.

상기 제1공정(S10)은 인쇄회로기판에 홀(HOLE,1)을 가공하는 공정으로서, 일반적인 인쇄회로기판은 절연필름의 양면에 구리박을 적층하여 형성하는 것으로(이하, "기판"이라 통일되게 기재하며, 도4에 도시된 바와 같이 기판에 대한 도면부호를 (E)라 칭한다) 제1공정(S10)에서 가공되는 홀(HOLE,1)은 기판(E)의 양면(표면과 이면)(한쪽 면과 반대 면) 사이를 관통하는 미세구멍(minute pore)으로서, 1장의 인쇄회로기판에 다수 형성된다. 또한, 상기 홀(HOLE,1)은, 양면의 회로 패턴 사이의 도통 접속용, 또는(및) 회로 패턴에 실장(mounting)되는 반도체부품 등의 부착용으로서 사용된다. 홀(HOLE,1)의 공경(孔徑)은 0.2 ㎜ 이상~0.5 ㎜ 이하의 것이 많아지고 있고, 드릴공법에 의한 것으로 0.1 ㎜ 정도인 것, 레이저공법의 것으로는 0.05 ㎜ 정도인 것도 출현하고 있다.

상기 제2공정(S20)는 화학동처리를 하는 공정으로서, 홀(HOLE,1)이 가공된 기판(E)에 화학동 처리를 하여 도전성 피막(2)이 형성된다. 상기 화학동 처리는 무전해 동도금 공정을 말하며, 화학 또는 촉매도금이라고도 한다. 상기 홀(HOLE,1)의 내벽에 전도체인 동을 입혀 전도성을 부여하며, 도금되는 동의 두께는 0.3~1.0㎛이고, 사용되는 촉매는 Pd가 주로 사용된다. 또한, 본 발명의 제2공정(S20)에서는 화학동 처리 대신하여 직접전해도금(Direct plating) 처리를 하여도 무방하다.

상기 제3공정(S30)은 드라이필름(3) 및 이형지(4)를 코팅하는 공정으로서. 화학동처리를 한 기판(E)의 양면에 드라이필름(3) 및 이형지(4)를 정해진 열과 압력을 압착하여 도포함으로서 인쇄회로기판에 밀착될 수 있도록 한다.

상기 제4공정(S40)은 양면에 드라이필름(3) 및 이형지(4)가 코팅된 기판(E)의 일면만을 노광시키는 공정으로서, 상기 드라이필름(3) 및 이형지(4)의 위에 워크필름를 정합하여 노광 시간 동안 빛에너지를 공급하여 필요한 패턴 이미지를 재현해낼 수 있도록 한다. 상기와 같이 노광에서 빛을 받은 드라이필름(3) 및 이형지(4)는 경화될 수 있도록 하며, 이때 경화되지 않은 이형지(4)는 약품을 이용하여 제거될 수 있도록 한다.

상기 제5공정(S50)은 홀(HOLE,1)에 도전성을 부여하여 형성된 PTH에 현상액을 침투하는 공정으로서, 상기 제4공정에 기재된 바와 같이, 드라이필름(3) 및 이형지(4)의 상면에 워크필름을 위치시키되 PTH이 위치된 부분에 빛이 투과되어 노광될 수 있도록 함으로서 상기 PTH이 오픈된 형태로 형성될 수 있도록 한다. 경화되지 않은 이형지(4)를 제거하기 위하여 현상액을 이용하여 박리하는데, 이때, 현상액은 기판(E)의 PTH에 침투되므로 이면에 위치한 드라이필름(3)까지 용해되어 제거될 수 있도록 한다.

상기 제6공정(S60)은 PTH에 동도금을 하는 공정으로서, 상기 도전성 피막(2)의 상부에 동도금(5)이 형성될 수 있도록 한다. 전기 동도금은 패턴 및 홀의 내벽에 규정된 두께의 동을 전기석출법을 사용하여 2차 도금하는 공정으로 석출량은 전류밀도와 석출시간으로 결정된다. 이때, 상기 5공정(S50)에서 침투된 현상액에 의해 이면의 드라이필름(3)까지 용해되어 있으므로 동도금(5)을 처리하게 되면 이면의 구리층까지 도금화된다.

상기 제7공정(S70)는 플렉시블 동박적층판의 양면에 위치한 드라이필름 및 이형지를 박리하는 공정이다. 상기와 같이 드라이필름(3) 및 이형지(4)를 박리하여 제거를 함으로서 동적층판의 표면에 미세회로를 형성하는 것이 용이하도록 할 수 있도록 한다.

상기 제8공정(S80)은 최종으로 기판에 P/T 및 홀패드를 형성하여 하나의 회로를 형성하는 공정이다.

이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 홀 2 : 도전성 피막
3 : 드라이필름 4 : 이형지
5 : 동도금

Claims

한장의 양면 플렉시블 동박적층판에 BVH이 되는 PTH를 자외선 레이저 드릴 또는 CNC 드릴로 홀(HOLE,1)을 가공하는 제1 공정(S10), 상기 한장의 양면 플렉시블 동박적층판에 형성된 홀(HOLE,1)에 도전성을 부여하기 위해 무전해 화학동을 하는 제2 공정(S20), 상기 한장의 양면 플렉시블 동박적층판의 양면에 드라이필름 및 이형지를 코팅하는 제3공정(S30), 상기 제3공정에서 제조된 한장의 양면 플렉시블 동박적층판의 일면에 BVH이 되는 PTH를 제외한 부분을 노광하는 제4 공정(S40), 상기 제4공정에서 노광된 드라이필름 및 이형지를 제거하여 오픈된 PTH에 현상액을 침투하여 이면에 코팅된 드라이필름을 제거하는 제5공정(S50), 상기 제5공정(S50)에서 형성된 한장의 양면 플렉시블 동박적층판에 전기동도금을 시행하는 제6 공정(S60), 제6공정(S60)에서 동도금된 양면 플렉시블 동박적층판의 양면에 위치한 드라이필름 및 이형지를 박리하는 제7공정(S70), 제7공정(S70)에서 제조된 한장의 양면 플렉시블 동박적층판에 회로를 형성하는 제8공정(S80)을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법
제1항에 있어서,
상기 제4공정(S40)에서 일면에 위치시키는 워크필름은 PTH이 위치된 부분에 빛이 투과되어 노광될 수 있도록 정합함으로서 PTH이 오픈된 형태로 형성될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법
제1항에 있어서,
상기 제5공정(S50)은 PTH에 현상액을 침투하는 공정으로서, 상기 현상액은 기판(E)의 PTH에 침투되어 이면에 위치한 드라이필름(3)을 용해하여 제거될 수 있도록 함으로서, 한번에 BUTTON을 형성하면서 다양한 BUTTON 사이즈를 형성할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법
제1항에 있어서,
상기 제6 공정(S60)은 이면에 이형지를 위치시킨 상태에서 동도금은 시행하므로 패드 사이즈가 작은 부위에서 동도금 편차가 형성되는 것을 방지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법