KR101352519B1 - 연성인쇄회로 및 이의 제조 방법 - Google Patents

연성인쇄회로 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 절연필름과, 상기 절연필름 상에 배치되어 회로패턴을 형성하는 제1금속포일과, 상기 제1금속포일로부터 연장되고 상기 제1금속포일과의 연결 부분이 접혀 적어도 일부가 상기 제1금속포일 상에 중첩되게 배치되는 제2금속포일, 및 상기 제1금속포일과 상기 제2금속포일 사이에 배치되어, 상기 제2금속포일을 상기 제1금속포일에 부착시키되 상기 제1금속포일과 상기 제2금속포일 사이를 절연시키도록 형성되는 접착층을 포함하는 연성인쇄회로 및 이의 제조 방법을 제안한다.

Description

연성인쇄회로 및 이의 제조 방법{FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 회로패턴이 양면에 형성되어 배면 단자부 연결이 가능한 연성인쇄회로에 관한 것이다.
최근 전자산업 기술분야에서 반도체 집적회로의 집적도 발전, 소형 칩 부품을 직접 탑재하는 표면실장기술의 발전 및 전자장비들의 소형화 추세에 따라, 보다 복잡하고 협소한 공간에서도 배선이 용이한 연성인쇄회로에 대한 필요성이 증대되고 있다. 이러한 연성인쇄회로는 이동 단말기, 노트북, 게임기, TV, 카메라, 프린터 등 전자기기들의 발전으로 인하여 사용이 급격히 증가하면서 그 요구는 더욱 늘어가고 있는 추세이다.
위와 같은 연성인쇄회로는 회로패턴이 형성된 위치와 그 수에 따라 단면, 양면 및 다층으로 대별된다. 이들 중 단면 연성인쇄회로는 회로패턴이 한쪽 면에만 형성된 것으로서, 부품의 실장밀도가 낮고 제조 공정이 간단하다. 반면에, 양면 연성인쇄회로는 회로패턴이 상하 양면에 형성된 것으로서, 입체 배선에 의한 고밀도 부품실장과 배선거리의 단축이 가능하다는 장점을 갖는다.
다만, 양면 연성인쇄회로를 제조하기 위해서는 양면에 형성된 회로패턴을 관통하는 홀을 가공하고, 이들을 전기적으로 연결하기 위한 도금(또는 인쇄) 공정이 필요하다. 이러한 제조 방법은 그 공정이 복잡하고, 수율이 높지 않다는 문제가 있다.
본 발명은 배면 단자부 연결이 가능한 새로운 구조의 연성인쇄회로 및 이를 저렴한 제조 비용, 단순화된 공정으로 구현할 수 있는 제조 방법을 제안하기 위한 것이다.
이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 연성인쇄회로는, 절연필름과, 상기 절연필름 상에 배치되어 회로패턴을 형성하는 제1금속포일과, 상기 제1금속포일로부터 연장되고 상기 제1금속포일과의 연결 부분이 접혀 적어도 일부가 상기 제1금속포일 상에 중첩되게 배치되는 제2금속포일, 및 상기 제1금속포일과 상기 제2금속포일 사이에 배치되어, 상기 제2금속포일을 상기 제1금속포일에 부착시키되 상기 제1금속포일과 상기 제2금속포일 사이를 절연시키도록 형성되는 접착층을 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 연성인쇄회로는, 상기 제2금속포일을 덮도록 형성되고 상기 제2금속포일의 적어도 일부를 노출시키는 개구부를 구비하는 절연층을 더 포함한다.
또한, 이와 관련된 일 예에 따르면, 상기 절연필름에는 상기 제1금속포일의 적어도 일부를 노출시키는 관통홀이 형성될 수 있다. 이때, 상기 관통홀을 통하여 노출되는 제1금속포일과 상기 개구부를 통하여 노출되는 제2금속포일은 서로 반대 방향을 향하도록 형성될 수 있다. 아울러, 상기 연성인쇄회로는, 상기 제1 및/또는 제2금속포일과 외부회로 사이의 전기적 연결을 매개하도록, 상기 관통홀 및/또는 상기 개구부를 덮도록 충전되는 도금층을 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 다른 일 예에 따르면, 상기 절연층은, 상기 개구부에 대응되는 홀을 구비하는 절연필름층 또는 상기 개구부에 대응되는 부분을 제외하고 인쇄되는 절연잉크층이 될 수 있다.
본 발명과 관련된 또 다른 일 예에 따르면, 상기 접착층은, 감압성 접착제(PSA: Pressure Sensitive Adhesive) 또는 열경화성 본딩 시트가 될 수 있다.
또한, 상기한 과제를 실현하기 위하여 본 발명은, 캐리어 필름 위에 금속포일을 라미네이팅하는 단계와, 상기 금속포일을 하프 커팅 또는 에칭하여 회로패턴을 이루는 제1 및 제2금속포일을 형성하는 단계와, 상기 제2금속포일을 감싸도록 형성되는 폴딩부를 절개하는 단계, 및 상기 폴딩부를 접어 상기 제2금속포일의 적어도 일부가 상기 제1금속포일 상에 중첩되게 배치하는 단계를 포함하는 연성인쇄회로의 제조 방법을 제안한다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 제1금속포일과 상기 제2금속포일 사이에는, 상기 제2금속포일을 상기 제1금속포일에 부착시키되 상기 제1금속포일과 상기 제2금속포일 사이를 절연시키도록 형성되는 접착층이 구비된다.
본 발명과 관련된 다른 일 예에 따르면, 상기 연성인쇄회로의 제조 방법은, 상기 캐리어 필름을 제거한 후 절연필름 상에 상기 제1금속포일을 라미네이팅하는 단계를 더 포함하고, 상기 절연필름에는 상기 제1금속포일의 적어도 일부를 노출시키는 관통홀이 형성된다.
이와 관련된 일 예에 따르면, 상기 연성인쇄회로의 제조 방법은, 상기 제2금속포일을 덮되 개구부를 통하여 상기 제2금속포일의 적어도 일부를 노출시키는 절연층을 형성하는 단계를 더 포함한다.
이때, 상기 연성인쇄회로의 제조 방법은, 상기 제1 또는 제2금속포일과 외부회로 사이의 전기적 연결을 매개하도록 상기 관통홀 또는 상기 개구부에 도금층을 충전하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 제1금속포일과 제2금속포일의 연결 부분이 접혀 제2금속포일의 적어도 일부가 제1금속포일 상에 중첩되게 배치되고, 제1금속포일과 제2금속포일 사이에는 절연 접착층이 배치됨으로써, 회로패턴이 양면에 형성되어 배면 단자부 연결이 가능한 연성인쇄회로가 구현될 수 있다. 상기 구조에 의하면, 배선 구조가 단순화될 수 있으며, 고밀도의 부품 실장 구조가 구현될 수 있다.
또한, 제2금속포일을 감싸는 폴딩부를 절개한 후 접어, 제2금속포일의 적어도 일부가 제1금속포일을 덮도록 중첩되게 배치함으로써, 기존의 양면 연성인쇄회로에 비하여 저렴한 비용 및 단순화된 공정으로 양면에 회로패턴이 형성된 연성인쇄회로를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명과 관련된 연성인쇄회로의 일 예를 보인 개념도.
도 2는 도 1에 도시된 연성인쇄회로의 제조 방법을 보인 흐름도.
도 3은 도 2의 제조 방법에 따라 연성인쇄회로가 제조되는 공정을 보인 개념도.
도 4는 도 2의 제조 방법에서, 절개된 폴딩부가 접혀 제2금속포일의 적어도 일부가 제1금속포일 상에 중첩되게 배치되는 것을 보인 개념도.
이하, 본 발명에 관련된 연성인쇄회로 및 이의 제조 방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
도 1은 본 발명과 관련된 연성인쇄회로(100)의 일 예를 보인 개념도이다.
도 1을 참조하면, 연성인쇄회로(100)는 회로패턴이 양면에 형성되어 배면 단자부 연결이 가능하도록 구성된다. 이를 구현하는 연성인쇄회로(100)는 절연필름(110), 제1금속포일(121), 제2금속포일(122) 및 접착층(130)을 포함한다.
절연필름(110)은 얇은 시트 형태로 형성되어 제1 및 제2금속포일(121, 122)을 지지하도록 이루어지며, 휘어짐이 가능하도록 탄성 변형 가능한 재질로 형성된다. 예를 들어, 절연필름(110)은 폴리이미드(Polyimide), 폴리페닐렌 설파이드(PPS: PolyPhenylene Sulfide), 폴리에스테르 설폰(PES: PolyEsther Sulfone), 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET: PolyEthylene Terephthalate), 폴리카보네이트(PC: PolyCarbonate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN: PolyEthylene Naphthalate), 액정 결정성 폴리어(LCP: Liquid Crystal Polymer) 등으로 형성될 수 있다.
절연필름(110) 상에는 회로패턴을 형성하는 제1금속포일(121)이 라미네이팅(laminating)된다. 제1금속포일(121)은 도전성 물질(예를 들어, 구리, 알루미늄 등)로 형성되며, 소정의 탄성 변형이 가능하도록 이루어진다. 제1금속포일(121)은 절연필름(110)에 형성되는 관통홀(110a)을 통하여 적어도 일부가 외부로 노출되도록 구성될 수 있다.
제2금속포일(122)은 제1금속포일(121)로부터 연장되게 형성된다. 도 4에서는, 제2금속포일(122)이 제1금속포일(121)의 연장 방향과 교차하는 방향으로 연장되게 형성된 것을 보이고 있다. 제1 및 제2금속포일(121, 122)이 패터닝되는 공정에 대해서는 후술하기로 한다. 제1금속포일(121)과 제2금속포일(122)의 연결 부분은 접혀(folded), 제2금속포일(122)의 적어도 일부가 제1금속포일(121)을 덮도록 중첩되게 배치된다.
도 4에서는, 제2금속포일(122)이 접혀 제1금속포일(121)과 인접하게 배치된 것을 예시하고 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 배면의 단자부 설계에 따라 제2금속포일(122)의 형상, 접혔을 때의 형태 등은 다양하게 구성될 수 있다.
제1금속포일(121)과 제2금속포일(122) 사이에는 접착층(130)이 배치되어, 제2금속포일(122)을 제1금속포일(121)에 부착시키되, 제1금속포일(121)과 제1금속포일(121) 사이를 절연시키도록 형성된다. 따라서, 접착층(130)을 기준으로 양면에는 제1금속포일(121)과 제2금속포일(122)이 배치된다. 접착층(130)은, 예를 들어, 감압성 접착제(PSA: Pressure Sensitive Adhesive) 또는 열경화성 본딩 시트가 될 수 있다.
제2금속포일(122) 상에는 산화를 방지하기 위한 절연층(140)이 배치될 수 있다. 절연층(140)은 제2금속포일(122)의 접히는 부분(측면)까지 덮도록 이루어질 수 있다. 절연층(140)에는 제2금속포일(122)의 적어도 일부를 노출시키는 개구부(140a)가 형성될 수 있다. 절연층(140)은, 예를 들어, 개구부(140a)에 대응되는 홀을 구비하는 절연필름(110)층 또는 개구부(140a)를 제외하고 인쇄되는 절연잉크층으로 구현될 수 있다. 상기 절연필름(110)층은 앞서 설명한 절연필름(110)과 동일·유사한 재질로 형성될 수 있으며, 제2금속포일(122)을 보호하기 위한 그 기능상 커버레이 필름(Coverlay Film)으로도 불릴 수 있다.
상기 구조에 의하면, 관통홀(110a)을 통하여 노출되는 제1금속포일(121)과 개구부(140a)를 통하여 노출되는 제2금속포일(122)은 서로 반대 방향을 향하도록 이루어진다. 절연필름(110)에는 관통홀(110a)이 형성되지 않고, 외부회로가 제1금속포일(121)과 직접 연결되도록 구성될 수도 있다. 이에 의하면, 회로패턴이 양면에 형성되어 배면 단자부 연결이 가능한 연성인쇄회로(100)가 구현될 수 있다. 또한, 배선 구조가 단순화될 수 있으며, 고밀도의 부품 실장 구조가 구현될 수 있다.
관통홀(110a) 및/또는 개구부(140a)에는 도금층(151, 152)이 충전되어, 개구부(140a)를 통하여 노출되는 제2금속포일(122)의 산화를 방지하고 제1 및/또는 제2금속포일(121, 122)과 외부회로 사이의 전기적 연결을 매개하도록 구성될 수 있다. 즉, 도금층(151, 152)은 노출된 동박 부위에 선택적으로 금, 은, 주석 등을 이용한 도금 처리를 통하여 외부회로와의 연결시 솔더링성을 유지하도록 이루어진다. 상기 도금층(151, 152)의 형성대신 flux가 이루어질 수도 있다.
이하, 상기 연성인쇄회로(100)를 저렴한 제조 비용, 단순화된 공정으로 구현할 수 있는 제조 방법에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 연성인쇄회로(100)의 제조 방법을 보인 흐름도이고, 도 3은 도 2의 제조 방법에 따라 연성인쇄회로(100)가 제조되는 공정을 보인 개념도이며, 도 4는 도 2의 제조 방법에서, 절개된 폴딩부(120a)가 접혀 제2금속포일(122)의 적어도 일부가 제1금속포일(121) 상에 중첩되게 배치되는 것을 보인 개념도이다.
도 2 내지 4를 참조하면, 연성인쇄회로(100)를 제조하기 위하여, 먼저 캐리어 필름(Carrier Film, 160) 위에 금속포일(120)을 라미네이팅한다. 캐리어 필름(160)은, 예를 들어, PET 필름, PC 필름, OPP(Oriented PolyPropylene) 필름, CPP(Chlorinated PolyPropylene) 필름 상에 점참력이 낮은 점착제가 코팅된 형태로 형성될 수 있다. 캐리어 필름(160)과 금속포일(120)에는 공정 장비와의 정합을 위한 가이드홀(161)이 형성될 수 있다.
이후, 금속포일(120)을 가공하여 회로패턴을 이루는 제1 및 제2금속포일(121, 122)을 형성한다. 구체적으로, 하프 커팅(half cutting)을 통하여 금속포일(120)의 특정 부분(예를 들어, 회로를 구성하지 않는 부분)을 제거하거나, 약품 및 이에 견디는 레지스트를 이용하여 금속포일(120)을 에칭시켜 제1 및 제2금속포일(121, 122)을 형성할 수 있다. 제1 및 제2금속포일(121, 122)은 최종 결과물에서 서로 레이어를 이루도록 배치되기 때문에 개념적으로 서로 다른 구성으로 명명된 것일 뿐, 캐리어 필름(160) 상에는 일체로서 형성된다.
다음으로, 제2금속포일(122)을 감싸도록 형성되는 폴딩부(folding part, 120a)를 절개한다. 도 4를 참조하면, 폴딩부(120a)는 제1금속포일(121)과 제2금속포일(122)의 연결 부분을 제외한 제2금속포일(122)을 감싸는 'ㄷ'자 형태로 이루어진다.
이후, 폴딩부(120a)를 접어 제2금속포일(122)의 적어도 일부가 제1금속포일(121) 상에 중첩되게 배치한다. 제1금속포일(121)과 제2금속포일(122) 사이에 배치되는 접착층(130)은 제2금속포일(122)을 제1금속포일(121)에 부착시키되 제1금속포일(121)과 제2금속포일(122) 사이를 절연시키도록 이루어진다.
다음으로, 캐리어 필름(160)을 제거한 후, 절연필름(110) 상에 제1금속포일(121)을 라미네이팅 한다. 절연필름(110)에는 제1금속필름의 적어도 일부를 노출시키는 관통홀(110a)이 형성될 수 있다. 외부회로가 제1금속포일(121)과 직접 연결되도록 구성되는 경우에는 절연필름(110)에 관통홀(110a)이 형성되지 않는다.
또한, 제2금속포일(122)을 덮는 절연층(140)을 형성한다. 절연층(140)은 제2금속포일(122)을 덮되, 개구부(140a)를 통하여 제2금속포일(122)의 적어도 일부를 노출시키도록 형성된다. 절연층(140)은, 앞서 설명한 바와 같이, 개구부(140a)에 대응되는 홀을 구비하는 절연필름(110)층이 라미네이팅되거나, 절연잉크층이 개구부(140a)를 제외하고 인쇄되어 구현될 수 있다.
관통홀(110a) 및/또는 개구부(140a)에는 도금층(151, 152)이 충전되어, 개구부(140a)를 통하여 노출되는 제2금속포일(122)의 산화를 방지하고 제1 및/또는 제2금속포일(121, 122)과 외부회로 사이의 전기적 연결을 매개하도록 구성될 수 있다.
이후, 소정의 부품 형태를 구성하는 외형가공, 지지부재 부착, 부품 실장, 회로의 단선(open)과 합선(short)을 검사하는 전기검사, 확대경을 이용하여 제품의 외관을 검사하는 육안검사 등이 실행될 수 있다.
본 발명에 의하면, 제1금속포일(121)과 제2금속포일(122)의 연결 부분이 접혀 제2금속포일(122)의 적어도 일부가 제1금속포일(121) 상에 중첩되게 배치되고, 제1금속포일(121)과 제2금속포일(122) 사이에는 절연 접착층(130)이 배치됨으로써, 회로패턴이 양면에 형성되어 배면 단자부 연결이 가능한 연성인쇄회로(100)가 구현될 수 있다. 상기 구조에 의하면, 배선 구조가 단순화될 수 있으며, 고밀도의 부품 실장 구조가 구현될 수 있다.
또한, 제2금속포일(122)을 감싸는 폴딩부(120a)를 절개한 후 접어, 제2금속포일(122)의 적어도 일부가 제1금속포일(121)을 덮도록 중첩되게 배치함으로써, 기존의 양면 연성인쇄회로(100)에 비하여 저렴한 비용 및 단순화된 공정으로 양면에 회로패턴이 형성된 연성인쇄회로(100)를 제조할 수 있다.
이상에서 설명한 연성인쇄회로 및 이의 제조 방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
연성인쇄회로: 100 절연필름: 110
관통홀: 110a 폴딩부: 120a
제1금속포일: 121 제2금속포일: 122
접착층: 130 절연층: 140
개구부: 140a 도금층: 151, 152
캐리어 필름: 160 가이드 홀: 161

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 캐리어 필름 위에 금속포일을 라미네이팅하는 단계;
    상기 금속포일을 하프 커팅 또는 에칭하여 회로패턴을 이루는 제1 및 제2금속포일을 형성하는 단계;
    상기 제2금속포일을 감싸도록 형성되는 폴딩부를 절개하는 단계; 및
    상기 폴딩부를 접어 상기 제2금속포일의 적어도 일부가 상기 제1금속포일 상에 중첩되게 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 폴딩부를 절개하는 단계는, 상기 폴딩부가 접혔을 때 상기 제2금속포일을 상기 제1금속포일에 부착시키되 상기 제1금속포일과 상기 제2금속포일 사이를 절연시키는 접착층을 상기 폴딩부에 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 캐리어 필름을 제거한 후, 절연필름 상에 상기 제1금속포일을 라미네이팅하는 단계를 더 포함하고,
    상기 절연필름에는 상기 제1금속포일의 적어도 일부를 노출시키는 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2금속포일을 덮되, 개구부를 통하여 상기 제2금속포일의 적어도 일부를 노출시키는 절연층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2금속포일과 외부회로 사이의 전기적 연결을 매개하도록, 상기 관통홀 또는 상기 개구부에 도금층을 충전하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로의 제조 방법.
KR1020120111524A 2012-10-08 2012-10-08 연성인쇄회로 및 이의 제조 방법 KR101352519B1 (ko)

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