KR101431809B1 - 레이저를 이용한 연성회로기판 제조방법 및 이를 위한 제조시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 저비용으로 쉽게 플렉서블(flexible) 기판에 회로패턴을 형성할 수 있는 연성회로기판 제조방법 및 이를 위한 제조시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 종래기술에서와 같은 특수한 기판과 레이저 장비를 이용하지 않고, 일반적인 저가의 기판과 레이저 장비를 사용하여 저비용으로 쉽게 플렉서블 기판에 회로패턴을 형성시킬 수 있는 연성회로기판 제조방법 및 이를 위한 제조시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 레이저를 이용하여 저비용으로 쉽게 플렉서블(flexible) 기판에 회로패턴을 형성할 수 있는 연성회로기판 제조방법 및 이를 위한 제조시스템에 관한 것이다.
일반적으로 여러 전자기기에서 굴곡이 많은 부위에 전기적으로 두 구간을 연결하기 위하여 연성회로기판(FPCB, Flexible Printed Circuit Board)이 이용된다.
상기 연성회로기판은 기판이 갖는 굴곡성에 의해 반복적인 굽힘이 이루어지는 핸드폰이나 노트북에 적용되어 디스플레이측 회로기판(PCB)과 본체측 회로기판을 연결하는 연결수단으로 주로 사용되어져 왔으나, 최근에는 전자기기 전반에 그 이용이 증대되고 있다.
이러한 연성회로기판의 제조방법으로는 리소그래피(lithography)와 같이 노광과 화학용액을 이용한 에칭으로 패턴을 형성시키는 식각 방법과, 프린팅에 의해 패턴틀을 형성한 후 에칭 및 도금공정을 수행하는 프린팅 방법 등 다수의 제조방법이 공지되어 있다
그러나 위와 같은 종래의 방법은 다수의 작업공정으로 제조되기 때문에 생산비와 설비비가 증가되고 생산성이 저하되며, 제조공정시 폐수가 다량 발생하여 이를 정화하기 위한 처리비용이 증가하는 문제가 있다.
최근에는 이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로 한국공개특허공보 제10-2013-0054847호(공개일자: 2013.05.27.)에는 "레이저를 이용한 연성 회로 기판의 제조 시스템 및 그 제조 방법"(이하, '종래기술'이라 한다)이 개시된다.
그러나 상기 종래기술에 따른 연성회로기판 제조방법은 금속 화합물이 분산된 기판에 레이저를 조사하여 상기 금속 화합물을 분해함으로써 기판에 무전해도금을 위한 시드패턴을 형성하게 되는데, 이때 사용되는 금속 화합물이 분산된 기판의 가격은 고가이어서 제조비용이 많이 소요되는 문제가 있으며, 기판에 분산된 금속 화합물을 분해하기 위한 레이저장비 또한 매우 고가이어서 초기 설비비용이 많이 소요되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종래기술에서와 같은 특수한 기판과 레이저 장비를 이용하지 않고, 일반적인 저가의 기판과 레이저 장비를 사용하여 저비용으로 쉽게 플렉서블 기판에 회로패턴을 형성시킬 수 있는 연성회로기판 제조방법 및 이를 위한 제조시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 연성회로기판 제조방법은 플레서블(flexible) 기판을 준비하는 기판준비 단계; 상기 기판을 소수성(hydrophobic) 물질 수용액에 침지시켜 상기 기판의 전체표면에 소수성막을 형성하는 소수성막형성 단계; 상기 소수성막형성 단계 이후, 상기 기판의 회로패턴영역에 레이저를 조사하여 상기 회로패턴영역 표면의 소수성막을 제거함과 동시에 상기 회로패턴영역의 표면조도를 거칠게 하는 레이저조사 단계; 및 상기 레이저조사 단계 이후, 무전해도금(electroless plating)으로 상기 회로패턴영역에 회로형성도금층을 형성하는 회로형성 단계;를 포함한다.
바람직하게, 상기 레이저조사 단계는, 상기 기판 일면의 제1회로패턴영역에 레이저를 조사하여 상기 제1회로패턴영역 표면의 소수성막을 제거함과 동시에 상기 제1회로패턴영역의 표면조도를 거칠게 하는 1차 레이저조사 단계; 상기 1차 레이저조사 단계 이후, 상기 기판 반대면의 제2회로패턴영역에 레이저를 조사하여 상기 제2회로패턴영역 표면의 소수성막을 제거함과 동시에 상기 제2회로패턴영역의 표면조도를 거칠게 하는 2차 레이저조사 단계; 및 상기 기판의 스루홀(through-hole) 형성영역에 레이저를 조사하여 상기 제1회로패턴영역과 상기 제2회로패턴영역을 연결하는 스루홀을 형성하는 스루홀형성 단계;를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 스루홀형성 단계는 상기 1차 레이저조사 단계와 상기 2차 레이저조사 단계 사이에 이루어지고, 상기 2차 레이저조사 단계에서의 상기 제2회로패턴영역에 대한 레이저조사는 상기 스루홀을 기준으로 이루어지거나, 상기 스루홀형성 단계는 상기 1차 레이저조사 단계 이전에 이루어지고, 상기 1차 레이저조사 단계에서의 상기 제1회로패턴영역에 대한 레이저조사와 상기 2차 레이저조사 단계에서의 상기 제2회로패턴영역에 대한 레이저조사는 각각 상기 스루홀을 기준으로 이루어짐이 바람직하다.
또한, 상기 레이저조사 단계는, 상기 전체표면에 소수성막이 형성된 기판이 감긴 제1기판롤을 준비하는 단계; 상기 제1기판롤을 서로 반대방향으로 회전하는 제1공급롤과 제2공급롤을 가지는 제1롤투롤장치의 상기 제1공급롤에 설치하는 단계; 상기 기판 일면의 제1회로패턴영역 표면의 소수성막이 제거됨과 동시에 상기 제1회로패턴영역의 표면조도가 거칠어지도록, 상기 제1공급롤에서 공급되는 기판 표면에 레이저를 조사하는 1차 레이저조사 단계; 상기 1차 레이저조사 단계 이후, 상기 제1공급롤에서 공급되는 기판의 스루홀 형성영역에 레이저를 조사하여 스루홀을 형성하는 스루홀형성 단계; 상기 스루홀형성 단계 이후, 상기 제2공급롤에 의하여 형성되는 제2기판롤을 제2롤투롤장치의 공급롤에 설치하는 단계; 및 상기 기판 반대면의 제2회로패턴영역 표면의 소수성막이 제거됨과 동시에 상기 제2회로패턴영역의 표면조도가 거칠어지도록, 상기 공급롤에서 공급되는 기판 표면에 상기 스루홀을 기준으로 레이저를 조사하는 2차 레이저조사 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 레이저조사 단계는, 상기 전체표면에 소수성막이 형성된 기판이 감긴 제1기판롤을 준비하는 단계; 상기 제1기판롤을 서로 반대방향으로 회전하는 제1공급롤과 제2공급롤을 가지는 제1롤투롤장치의 상기 제1공급롤에 설치하는 단계; 상기 제1공급롤에서 공급되는 기판의 스루홀 형성영역에 레이저를 조사하여 스루홀을 형성하는 스루홀형성 단계; 상기 스루홀형성 단계 이후, 상기 기판 일면의 제1회로패턴영역 표면의 소수성막이 제거됨과 동시에 상기 제1회로패턴영역의 표면조도가 거칠어지도록, 상기 제1공급롤에서 공급되는 기판 표면에 상기 스루홀을 기준으로 레이저를 조사하는 1차 레이저조사 단계; 상기 1차 레이저조사 단계 이후, 상기 제2공급롤에 의하여 형성되는 제2기판롤을 제2롤투롤장치의 공급롤에 설치하는 단계; 및 상기 기판 반대면의 제2회로패턴영역 표면의 소수성막이 제거됨과 동시에 상기 제2회로패턴영역의 표면조도가 거칠어지도록, 상기 공급롤에서 공급되는 기판 표면에 상기 스루홀을 기준으로 레이저를 조사하는 2차 레이저조사 단계;를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 회로형성 단계는, 상기 기판을 파라듐 수용액에 침지시켜 상기 회로패턴영역에 파라듐시드를 형성하는 시드형성 단계; 상기 시드형성 단계 이후, 상기 회로패턴영역에 금속박막 도금층을 형성하는 금속박막형성 단계; 상기 금속박막형성 단계 이후, 상기 금속박막 도금층의 테두리를 미세하게 하는 소프트에칭 단계; 및 상기 소프트에칭 단계 이후, 상기 기판을 무전해동도금액에 침지시켜 상기 금속박막 도금층에 상기 회로형성 동도금층을 형성하는 동도금층형성 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 연성회로기판 제조방법은 상기 레이저조사 단계와 상기 회로형성 단계 사이에, 상기 레이저조사 단계에서 발생한 분진을 제거하는 초음파탈지 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 연성회로기판 제조시스템은 플렉서블 기판을 소수성물질 수용액에 침지시켜 상기 기판의 전체표면에 소수성막을 형성하는 소수성막형성 장치; 상기 전체표면에 소수성막이 형성된 기판의 회로패턴영역에 레이저를 조사하여 상기 회로패턴영역 표면의 소수성막을 제거함과 동시에 상기 회로패턴영역의 표면조도를 거칠게 하는 레이저조사 장치; 및 상기 회로패턴영역에 레이저가 조사된 기판을 무전해도금액에 침지시켜 상기 레이저가 조사된 회로패턴영역에 회로형성도금층을 형성하는 도금장치;를 포함한다.
바람직하게, 상기 레이저조사 장치는, 상기 기판 일면의 제1회로패턴영역에 레이저를 조사하여 상기 제1회로패턴영역 표면의 소수성막을 제거함과 동시에 상기 제1회로패턴영역의 표면조도를 거칠게 하는 제1레이저조사 장치; 상기 기판 반대면의 제2회로패턴영역에 레이저를 조사하여 상기 제2회로패턴영역 표면의 소수성막을 제거함과 동시에 상기 제2회로패턴영역의 표면조도를 거칠게 하는 제2레이저조사 장치; 및 상기 기판의 스루홀 형성영역에 레이저를 조사하여 상기 제1회로패턴영역과 상기 제2회로패턴영역을 연결하는 스루홀을 형성하는 제3레이저조사 장치;를 포함할 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 연성회로기판 제조시스템은 순차적으로 상기 제1레이저 장치, 상기 제3레이저 장치 및 상기 제2레이저 장치로 배열되고, 상기 제2레이저조사 장치는 상기 제3레이저조사 장치에서 형성된 스루홀을 기준으로 상기 제2회로패턴영역에 레이저를 조사하도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 연성회로기판 제조시스템은 순차적으로 상기 제3레이저 장치, 상기 제1레이저 장치 및 상기 제2레이저 장치로 배열되고, 상기 제1레이저조사 장치와 상기 제2레이저조사 장치 각각은 상기 제3레이저조사 장치에서 형성된 스루홀을 기준으로 상기 제1회로패턴영역과 상기 제2회로패턴영역 각각에 레이저를 조사하도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 레이저조사 장치는, 상기 제1레이저조사 장치와 상기 제3레이저조사 장치에 상기 전체표면에 소수성막이 형성된 기판을 공급하는 제1롤투롤장치와, 상기 제3레이저조사 장치에 상기 스루홀이 형성된 기판을 공급하는 제2롤투롤장치를 더 포함하고, 상기 제1롤투롤장치는 상기 전체표면에 소수성막이 형성된 기판이 감겨진 제1기판롤이 설치되는 제1공급롤과, 상기 제1공급롤과 반대방향으로 회전하여 상기 제1회로패턴영역과 상기 스루홀이 형성된 기판이 감겨진 제2기판롤을 형성하는 제2공급롤을 포함하고, 상기 제2롤투롤장치는 상기 제2기판롤이 설치되는 공급롤을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 연성회로기판 제조방법 및 제조시스템은 종래기술에서와 같은 특수한 기판과 레이저 장비를 이용하지 않고, 일반적인 저가의 기판과 레이저 장비를 사용하여 저비용으로 쉽게 플렉서블 기판에 회로패턴을 형성시킬 수 있어서, 제조비용 및 설비비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 연성회로기판 제조방법 및 제조시스템에 의하면, 양면에 회로패턴이 형성되고 상기 양면에 형성된 회로패턴이 통전되도록 하는 스루홀이 형성되는 양면형 연성회로기판을 저비용으로 쉽게 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 효과들은 이상에서 언급된 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위와 상세한 설명의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 연성회로기판 제조방법을 개략적으로 나타내는 도면이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연성회로기판 제조방법을 개략적으로 나타내는 도면이고,
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 연성회로기판 제조시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이고,
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 레이저조사 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연성회로기판 제조방법을 개략적으로 나타내는 도면이고,
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 연성회로기판 제조시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이고,
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 레이저조사 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 연성회로기판 제조방법 및 제조시스템의 실시 예들에 대하여 상세히 설명한다. 다만 그 실시 예들은 다양한 형태로 변경가능하며, 따라서 본 발명은 본 명세서에서 개시된 실시 예들에 의해 한정되지 않는다. 또한 첨부 도면에서, 두께 및 크기는 명세서의 명확성을 위해 과장되어진 것이며, 따라서 본 발명은 첨부도면에 도시된 상대적인 크기나 두께에 의해 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 연성회로기판 제조방법을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 연성회로기판 제조방법은 기판준비 단계(S10), 소수성막형성 단계(S20), 레이저조사 단계(S30), 회로형성 단계(S40)를 포함한다.
기판준비 단계(S10)는 회로패턴을 형성할 플렉서블(flexible) 기판을 준비하는 단계로서, 플렉서블 기판이 감겨진 기판롤의 형태로 준비될 수 있다. 플렉서블 기판의 소재로는 PC(Polycarbonate)수지, 폴리에스테르수지, ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene)수지 등의 열가소성 수지, PC/ABS 수지 혼합물, 폴리아미드 수지, 변성 폴리페닐렌에테르수지, 액정폴리머, 엔지니어링플라스틱, PC/GF(Poly-carbonate+Glassfiber) 등이 사용될 수 있다.
소수성막형성 단계(S20)는 플렉서블 기판을 소수성 물질 수용액에 침지시켜 플렉서블 기판의 전체표면에 소수성막을 형성하는 단계이고, 레이저조사 단계(S30)는 소수성막형성 단계(S20) 이후, 플렉서블 기판의 회로패턴영역에 레이저를 조사하여 상기 회로패턴영역 표면의 소수성막을 제거함과 동시에 상기 회로패턴영역의 표면조도를 거칠게 하는 단계이고, 회로형성 단계(S40)는 레이저조사 단계(S30) 이후, 무전해도금(electroless plating)으로 상기 회로패턴영역에 회로형성도금층을 형성하는 단계이다.
본 발명에 따른 연성회로기판 제조방법은 종래기술(한국공개특허공보 제10-2013-0054847호)에서와 같은 특수한 기판과 레이저 장비를 이용하지 않고, 일반적인 저가의 플렉서블 기판과 레이저 장비를 사용하여 상기 플렉서블 기판에 직접 회로패턴을 형성시키는 것이고(회로형성 단계(S40)), 이를 위해 FPCB 회로형성 단계(S40) 이전에 소수성막형성 단계(S20)와 레이저조사 단계(S30)를 행하는 것이다.
이와 같이, 소수성막형성 단계(S20)와 레이저조사 단계(S30) 이후에 회로형성 단계(S40)를 행하게 되면, 무전해도금만으로 미세한 연성회로기판의 회로를 플렉서블 기판 표면에 직접 형성시킬 수 있다.
이는 플렉서블 기판 전체 표면에 소수성막을 형성하고(소수성막 형성 단계(S20)), 상기 전체표면에 소수성막이 형성된 플렉서블 기판 표면 중 회로패턴영역에만 레이저를 조사한 후(레이저조사 단계(S30)) 무전해도금하게 되면(회로형성 단계(40)), 무전해도금 수용액이 상기 회로패턴영역에만 침투되어 그 표면에만 회로형성도금층이 형성되는 반면, 기판 표면 중 레이저가 조사되지 않아 소수성막으로 덮여진 표면에는 무전해도금 수용액이 침투되지 않아 도금층이 형성되지 않기 때문이다.
또한, 레이저조사 단계(S30)에서 상기 회로패턴영역 표면의 소수성막을 제거함과 동시에 표면조도(稠度)까지 거칠게 하면, 무전해도금이 어려운 플라스틱 소재로 이루어지는 플렉서블 기판에도 회로형성도금층을 형성시킬 수 있게 된다.
소수성(hydrophobic) 물질 수용액으로는 Thioacetal계 화합물 수용액, Polyfluorocarbon 수용액, Oxyethylated sorbitan monolaurate 수용액 등이 사용될 수 있다.
회로형성 단계(S40)는 시드형성 단계, 금속박막형성 단계, 소프트에칭 단계 및 동도금층형성 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 시드형성 단계는 회로패턴영역에만 레이저가 조사된 기판을 파라듐수용액에 침지시켜 상기 회로패턴영역에만 파라듐 시드를 형성하는 단계이고, 상기 금속박막형성 단계는 상기 시드형성 단계 이후, 상기 파라듐 시드가 형성된 회로패턴영역에 금속박막 도금층을 형성하는 단계이고, 상기 소프트에칭 단계는 상기 금속박막형성 단계 이후, 상기 금속박막 도금층의 테두리를 미세하게 하는 단계이고, 상기 동도금층형성 단계는 상기 소프트에칭 단계 이후, 상기 기판을 무전해동도금액에 침지시켜 상기 테두리가 미세해진 금속박막 도금층에 회로형성 동도금층을 형성하는 단계이다.
상기 시드형성 단계는 회로패턴영역에 금속박막 도금층의 형성을 용이하게 하기 위한 단계로서, 회로패턴영역에만 레이저가 조사된 플렉서블 기판을 파라듐수용액 예를들어, 황산파라듐 수용액 또는 염화파라듐 수용액에 침지시킴으로써 이루어질 수 있다. 이와 같이 회로패턴영역에만 레이저가 조사된 플렉서블 기판을 파라듐수용액에 침지시키면 상기 회로패턴영역에만 파라듐 시드가 형성될 수 있다.
상기 금속박막형성 단계와 상기 소프트에칭 단계는 미세한 회로형성이 가능하도록 하기 위한 단계로서, 상기 금속박막형성 단계는 상기 회로패턴영역에만 파라듐시드가 형성된 플렉서블 기판을 황산구리수용액 또는 무전해니켈도금액에 침지시킴으로써 이루어질 수 있으며, 상기 소프트에칭 단계는 상기 금속박막 도금층이 형성된 플렉서블 기판을 소프트에칭액에 침지시킴으로써 이루어질 수 있다.
이와 같이, 금속박막형성 이후에 소프트에칭을 행하게 되면, 회로패턴영역의 테두리 외곽에 매우 약하게 형성된 금속박막은 제거되어 상기 회로패턴영역의 테두리가 매우 미세해질 수 있으며, 이와 같이 테두리가 미세해진 상태에서 상기 동도금층형성 단계를 수행하게 되면, 회로패턴영역에만 회로형성 동도금층이 형성될 수 있게 된다.
따라서 상기 회로형성 단계는 상기 동도금층형성 단계 이전에, 상기 금속박막형성 단계 및 상기 소프트에칭 단계를 더 행함으로써, 미세한 연성회로기판 회로 형성이 가능해질 수 있다.
또한, 상기 회로형성 단계는 회로형성 동도금층의 전도성, 내식성 및 내구성을 향상시키기 위하여 상기 회로형성 동도금층에 무전해니켈도금층과 무전해금도금층 또는 무전해금도금층을 더 형성할 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 연성회로기판 제조방법은 레이저조사 단계(S30)와 회로형성 단계(40) 사이에, 레이저조사 단계(S30)에서 발생한 분진을 제거하는 초음파탈지 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 연성회로기판 제조방법은 플렉서블 기판의 어느 일면에만 회로패턴을 형성할 수도 있지만, 플렉서블 기판의 양면에 회로패턴이 형성되고 상기 양면에 형성된 회로패턴이 통전되도록 하는 스루홀(through hole)이 형성되는 양면형 연성회로기판이 제조가능하도록 이루어질 수도 있다.
이하 도면을 참조하여 양면형 연성회로기판 제조가 가능한 연성회로기판의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연성회로기판 제조방법을 개략적으로 나타내는 도면이다. 본 실시 예에 따른 제조방법은 양면형 연성회로기판을 제조하기 위한 것으로서, 상기 실시 예와 비교하여 레이저조사 단계만이 상이하므로, 다른 단계에 대한 상세한 설명과 도면부호는 상기 실시 예에서의 상세한 설명과 도면부호를 원용한다.
본 실시 예에 따른 레이저조사 단계(30)는 플렉서블 기판 일면의 제1회로패턴영역에 레이저를 조사하여 상기 제1회로패턴영역 표면의 소수성막을 제거함과 동시에 상기 제1회로패턴영역의 표면조도를 거칠게 하는 1차 레이저조사 단계(32), 상기 1차 레이저조사 단계(32) 이후, 플렉서블 기판 반대면의 제2회로패턴영역에 레이저를 조사하여 상기 제2회로패턴영역 표면의 소수성막을 제거함과 동시에 상기 제2회로패턴영역의 표면조도를 거칠게 하는 2차 레이저조사 단계(34), 플렉서블 기판의 스루홀 형성영역에 레이저를 조사하여 제1회로패턴영역과 제2회로패턴영역을 연결하는 스루홀을 형성하는 스루홀형성 단계(36)을 포함한다.
여기서 스루홀(through-hole)은 플랙서블 기판의 양면에 각각 형성되는 제1회로패턴영역과 제2회로패턴영역이 서로 통전되도록 하기 위한 구성으로서, 제1회로패턴영역과 제2회로패턴영역을 연결하기 위한 소정의 위치에 형성될 수 있다.
이와 같이 플렉서블 기판 양면의 제1회로패턴영역과 제2회로패턴영역에 각각 레이저를 조사하고(1차 및 2차 레이저조사 단계(32,34)), 제1회로패턴영역과 제2회로패턴영역을 연결하는 스루홀을 형성한 후(스루홀형성 단계(36)), 무전해도금하게 되면(FPCB 회로형성 단계(S40)), 제1회로패턴영역과 제2회로패턴영역 뿐만 아니라 스루홀의 내측면에도 회로형성도금층이 형성될 수 있으며, 따라서 제1회로패턴영역과 제2회로패턴영역이 스루홀에 의해 통전될 수 있다. 이는 레이저조사에 의해 스루홀이 형성되면(스루홀형성 단계(36)), 스루홀의 내측면의 표면조도가 거칠게 형성되기 때문이다.
스루홀형성 단계(S36)는 1차 레이저조사 단계(32)와 2차 레이저조사 단계(34) 사이에 이루어지고, 2차 레이저조사 단계(34)에서의 제2회로패턴영역에 대한 레이저조사는 스루홀을 기준으로 이루어질 수 있다.
플렉서블 기판의 양면 각각에 제1회로패턴과 제2회로패턴을 형성하기 위해서는 제1회로패턴영역과 제2회로패턴영역 각각에 레이저가 조사되어야 하지만, 플렉서블 기판의 양면에 동시에 레이저조사가 이루어지기는 매우 어렵다. 따라서 본 실시예에 따른 제조방법은 플렉서블 기판 어느 일면의 제1회로패턴영역에 먼저 레이저를 조사하고(1차 레이저조사 단계(S32)), 이후에 플렉서블 기판 반대면의 제2회로패턴영역에 레이저를 조사하는 것이다(2차 레이저조사 단계(S34)). 이 경우 반대면에 대한 레이저조사는(2차 레이저조사 단계(S34)) 제2회로패턴영역이 먼저 레이저조사가 이루어져 형성된 제1회로패턴영역에 대응하는 정확한 위치에 형성되도록 이루어져야 한다. 따라서 2차 레이저조사 단계(S34)에서의 레이저조사는 제2회로패턴영역이 정확한 위치에 형성될 수 있도록 이미 제1회로패턴영역이 형성된 기판에 별도의 표시가 되도록 할 필요가 있다. 이를 위해, 본 실시 예에 따른 제조방법은 스루홀형성 단계(S36)를 2차 레이저조사 단계(S34) 이전에 이루어지도록 하고, 2차 레이저조사 단계(S34)에서의 레이저조사는 스루홀을 기준으로 이루어지도록 함으로써, 별도의 표시없이도 정확한 위치에 2차회로패턴영역이 형성되도록 한 것이다.
한편, 스루홀형성 단계(S36)는 1차 레이저조사 단계(S32) 이전에 이루어지고, 1차 레이저조사 단계(S32)에서의 제1회로패턴영역에 대한 레이저조사와 2차 레이저조사 단계(S34)에서의 제2회로패턴영역에 대한 레이저조사는 각각 스루홀을 기준으로 이루어질 수도 있다. 그러면 플렉서블 기판에 별도의 표시를 하지 않고서도 제1회로패턴영역과 제2회로패턴영역 모두 서로 대응하는 정확한 위치에 형성될 수 있게 된다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 일실시 예에 따른 연성회로기판의 제조시스템에 대하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 연성회로기판 제조시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 레이저조사 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 연성회로기판 제조시스템(10)은 소수성막형성 장치(20), 레이저조사 장치(100), 도금장치(30)를 포함한다.
소수성막형성 장치(20)는 플렉서블 기판을 소수성물질 수용액에 침지시켜 기판의 전체표면에 소수성막을 형성하는 장치이고, 레이저조사 장치(100)는 전체표면에 소수성막이 형성된 기판(12)의 회로패턴영역(14,16)에 레이저를 조사하여 회로패턴영역(14,16) 표면의 소수성막을 제거함과 동시에 회로패턴영역(14,16)의 표면조도를 거칠게 하는 장치이고, 도금장치(30)는 회로패턴영역(14,16)에 레이저가 조사된 기판을 무전해도금액에 침지시켜 회로패턴영역(14,16)에 회로형성도금층을 형성하는 장치이다.
바람직하게, 레이저조사 장치(100)는 양면형 연성회로기판 제조가 가능하도록 제1레이저조사 장치(110), 제2레이저조사 장치(120), 제3레이저조사 장치(130)를 포함하여 이루어질 수 있다.
제1레이저조사 장치(110)는 전체표면에 소수성막이 형성된 기판(12) 일면(13)의 제1회로패턴영역(14)에 레이저를 조사하여 제1회로패턴영역(14) 표면의 소수성막을 제거함과 동시에 제1회로패턴영역(14)의 표면조도를 거칠게 하는 구성이고, 제2레이저조사 장치(120)는 기판(12) 반대면(15)의 제2회로패턴영역(16)에 레이저를 조사하여 제2회로패턴영역(16) 표면의 소수성막을 제거함과 동시에 제2회로패턴영역(16)의 표면조도를 거칠게 하는 구성이고, 제3레이저조사 장치(130)는 기판(12)의 스루홀(17,18) 형성영역에 레이저를 조사하여 스루홀(17,18)을 형성하는 구성이다.
양면형 연성회로기판 제조를 위해서는 플렉서블 기판의 양면에 회로패턴(14,16)을 형성하여야 하고, 양면에 형성된 회로패턴(14,16)이 서로 통전되도록 스루홀(17,18)을 형성하여야 한다. 이를 위해 본 발명에 따른 레이저조사 장치(100)는 제1,2,3레이저조사 장치(110,120,130)로 이루어지는 것이고, 제3레이저조사 장치(130)는 레이저조사에 의해 기판(12)에 스루홀(17,18)이 형성될 수 있도록 제1,2레이저조사 장치(110,120)보다 높은 frequency(Khz)와 power(Watt)로 레이저조사가 이루어지도록 설정될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이 2차 레이저조사 단계(S34) 이전에 스루홀형성 단계(S36)가 이루어질 수 있도록, 레이저조사 장치(100)의 배열은 순차적으로 제1레이저조사 장치(110), 제3레이저조사 장치(130), 제2레이저조사 장치(120)로 이루어질 수 있다. 이 경우, 제2레이저조사 장치(120)는 제3레이저조사 장치(130)에서 형성된 스루홀(17,18)을 기준으로 제2회로패턴영역(16)에 레이저를 조사하도록 이루어짐이 바람직하다.
도면에 도시되지는 않지만, 본 발명에 따른 제조시스템(10)은 1차 레이저조사 단계(S32) 이전에 스루홀형성 단계(S36)가 이루어질 수 있도록, 레이저조사 장치(100)의 배열은 순차적으로 제3레이저조사 장치(130), 제1레이저조사 장치(110), 제2레이저조사 장치(120)로 이루어질 수도 있다. 이 경우, 제1레이저조사 장치(110)와 제2레이저조사 장치(120)는 각각 제3레이저조사 장치(130)에서 형성된 스루홀(17,18)을 기준으로 제1회로패턴영역(14)과 제2회로패턴영역(16) 각각에 레이저를 조사하도록 이루어짐이 바람직하다.
한편, 레이저조사 장치(100)는 전체표면에 소수성막이 형성된 플렉서블 기판(12) 양면의 제1회로패턴영역(14)과 제2회로패턴영역(16) 각각에 대한 레이저조사가 효율적이고 원활하게 이루어지도록 함과 동시에 생산성 향상을 위하여 제1롤투롤장치(140)와 제2롤투롤장치(150)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
제1롤투롤장치(140)는 제1레이저조사 장치(110)와 제3레이저조사 장치(130)에 전체표면에 소수성막이 형성된 플렉서블 기판(12)을 롤투롤방식으로 공급하는 구성이고, 제2롤투롤장치(150)는 스루홀(17,18)이 형성된 플렉서블 기판(19)을 제3레이저조사 장치(120)에 롤투롤방식으로 공급하는 구성이다.
제1롤투롤장치(140)는 전체표면에 소수성막이 형성된 기판(12)이 감겨진 제1기판롤(40)이 설치되는 제1공급롤(142)과, 제1공급롤(142)로부터 공급되어 제1,3레이저조사 장치(110,130)를 지나 스루홀(17,18)이 형성된 기판이 감겨진 제2기판롤(42)을 형성하는 제2공급롤(143)을 포함할 수 있으며, 제2롤투롤장치(150)는 제2기판롤(42)이 설치되는 공급롤(152)를 포함할 수 있다.
바람직하게, 제2공급롤(143)은 제1공급롤(142)과 반대방향으로 회전하도록 구성될 수 있다. 예를들어, 도 4에서 보이는 바와 같이, 제1공급롤(142)이 반시계방향으로 회전하는 경우에 제2공급롤(143)은 시계방향으로 회전할 수 있으며, 반대로 제1공급롤(142)이 시계방향으로 회전하는 경우에 제2공급롤(143)은 반시계방향으로 회전할 수 있다.
그러면 제1공급롤(142)에 설치된 기판롤(40)은 제1공급롤(142)에서 제2공급롤(143)로 이송되면서 어느 하나의 연성회로기판을 이루는 셀(11) 표면에는 순차적으로 제1회로패턴영역(14)과 스루홀(17,18)이 형성될 수 있으며, 이와 같이 어느 하나의 셀(11) 표면에 제1회로패턴영역(14)과 스루홀(17,18)이 형성된 플렉서블 기판이 제2공급롤(143)에 의해 감겨진 제2기판롤(42)을 제2롤투롤장치(150)의 공급롤(152)에 반대로 설치하면(도면에서 제2기판롤(42)의 A면과 B면이 서로 반대가 되도록 제2기판롤(42)을 공급롤(152)에 설치하면), 제1회로패턴영역(14)과 스루홀(17,18)이 형성된 플렉서블 기판(19)은 이송되면서 제2레이저조사 장치(120)에 의해 상기 기판(19)의 표면 즉, 플렉서블 기판(12)의 반대면(15)에 제2회로패턴영역(16)이 형성될 수 있게 된다.
예를들어, 도 4에서 보이는 바와 같이, 제1공급롤(142)이 반시계방향으로 회전하고 제2공급롤(143)이 시계방향으로 회전하는 경우에, 제2기판롤(42)은 제1회로패턴영역(14)이 형성된 기판(12)의 일면(13)이 외측을 향한 채로 감겨진 형태가 되며, 이러한 제2기판롤(42)을 공급롤(152)에 반대로 설치하면, 제2롤투롤장치(150)에서 이송되는 기판(19)의 표면은 기판(12)의 반대면(15)이 된다.
따라서 본 발명에 따른 연성회로기판 제조시스템(10)은 플렉서블 기판 양면(13,15)의 제1회로패턴영역(14)과 제2회로패턴영역(16)에 대한 레이저조사와 스루홀(17,18) 형성이 효율적이고 원활하게 이루어질 수 있다.
이하 연성회로기판 제조시스템(10)을 이용하여 연성회로기판을 제조하는 제조방법에 대하여 상세히 설명한다. 다만, 본 실시 예에 따른 연성회로기판 제조방법은 전술한 제조방법과 비교하여 레이저조사 단계(30)만이 상이하므로, 기타 다른 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 실시 예에 따른 레이저조사 단계(30)는 전체표면에 소수성막이 형성된 기판(12)이 감긴 제1기판롤(40)을 준비하는 단계, 제1기판롤(40)을 제1롤투롤장치(140)의 제1공급롤(142)에 설치하는 단계, 기판 일면(13)의 제1회로패턴영역(14) 표면의 소수성막이 제거됨과 동시에 제1회로패턴영역(14)의 표면조도가 거칠어지도록 제1공급롤(142)에서 공급되는 기판(12) 표면에 레이저를 조사하는 1차 레이저조사 단계, 상기 1차 레이저조사 단계 이후, 제1공급롤(142)에서 공급되는 기판(12)에 레이저를 조사하여 스루홀(17,18)을 형성하는 스루홀형성 단계, 상기 스루홀형성 단계 이후, 제2공급롤(143)에 의하여 형성된 제2기판롤(42)을 제2롤투롤장치(150)의 공급롤(152)에 설치하는 단계, 기판 반대면(15)의 제2회로패턴영역(16) 표면의 소수성막이 제거됨과 동시에 제2회로패턴영역(16)의 표면조도가 거칠어지도록 공급롤(152)에서 공급되는 기판(19) 표면에 스루홀(17,18)을 기준으로 레이저를 조사하는 2차 레이저조사 단계를 포함한다. 상기 제2기판롤(42)을 제2롤투롤장치(150)의 공급롤(152)에 설치하는 단계는 제2기판롤(42)을 반대로 뒤집은 상태로 공급롤(152)에 설치될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 레이저조사 단계(30)는 상기 실시 예와 달리 상기 스루홀형성 단계가 상기 1차 레이저조사 단계 이전에 이루어질 수도 있으며, 이 경우 상기 2차 레이저조사 단계에서 뿐만 아니라 상기 1차 레이저조사 단계에서의 제1회로패턴영역(14)에 대한 레이저조사도 스루홀(17,18)을 기준으로 이루어질 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 연성회로기판 제조방법 및 제조시스템은 종래기술(한국공개특허공보 제10-2013-0054847호)에서와 같은 특수한 기판과 레이저 장비를 이용하지 않고, 일반적인 저가의 기판과 레이저 장비를 사용하여 저비용으로 쉽게 플렉서블 기판에 회로패턴을 형성시킬 수 있는 연성회로기판 제조방법 및 제조시스템에 관한 것으로서, 그 실시 형태는 다양한 형태로 변경가능하다 할 것이다. 따라서 본 발명은 본 명세서에서 개시된 실시 예에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 변경 가능한 모든 형태도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.
10 : 연성회로기판 제조시스템 20 : 소수성막형성 장치
30 : 도금장치 100 : 레이저조사 장치
110 : 제1레이저조사 장치 120 : 제2레이저조사 장치
130 : 제3레이저조사 장치 140 : 제1롤투롤 장치
150 : 제2롤투롤 장치
30 : 도금장치 100 : 레이저조사 장치
110 : 제1레이저조사 장치 120 : 제2레이저조사 장치
130 : 제3레이저조사 장치 140 : 제1롤투롤 장치
150 : 제2롤투롤 장치
Claims (13)
- 삭제
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- 플렉서블 기판을 소수성물질 수용액에 침지시켜 상기 기판의 전체표면에 소수성막을 형성하는 소수성막형성장치;
상기 전체표면에 소수성막이 형성된 기판의 회로패턴영역에 레이저를 조사하여 상기 회로패턴영역 표면의 소수성막을 제거함과 동시에 상기 회로패턴영역의 표면조도를 거칠게 하는 레이저조사장치; 및
상기 회로패턴영역에 레이저가 조사된 기판을 무전해도금액에 침지시켜 상기 레이저가 조사된 회로패턴영역에 회로형성도금층을 형성하는 도금장치;를 포함하고,
상기 레이저조사장치는,
상기 기판 일면의 제1회로패턴영역에 레이저를 조사하여 상기 제1회로패턴영역 표면의 소수성막을 제거함과 동시에 상기 제1회로패턴영역의 표면조도를 거칠게 하는 제1레이저조사장치;
상기 기판 반대면의 제2회로패턴영역에 레이저를 조사하여 상기 제2회로패턴영역 표면의 소수성막을 제거함과 동시에 상기 제2회로패턴영역의 표면조도를 거칠게 하는 제2레이저조사장치;
상기 기판의 스루홀 형성영역에 레이저를 조사하여 상기 제1회로패턴영역과 상기 제2회로패턴영역을 연결하는 스루홀을 형성하는 제3레이저조사장치;
상기 제1레이저조사장치와 상기 제3레이저조사장치에 상기 전체표면에 소수성막이 형성된 기판을 공급하는 제1롤투롤장치; 및
상기 제2레이저조사장치에 상기 스루홀이 형성된 기판을 공급하는 제2롤투롤장치;를 포함하고,
상기 제1롤투롤장치는 상기 전체표면에 소수성막이 형성된 기판이 감겨진 제1기판롤이 설치되는 제1공급롤과, 상기 제1공급롤과 반대방향으로 회전하여 상기 제1공급롤로부터 공급되어 상기 제1회로패턴영역과 상기 스루홀이 형성된 기판이 감겨지는 제2기판롤을 형성하는 제2공급롤을 포함하고,
상기 제2롤투롤장치는 상기 제2기판롤이 설치되는 공급롤을 포함하고,
상기 제2레이저조사장치는 상기 제3레이저조사장치에서 형성된 스루홀을 기준으로 상기 제2회로패턴영역에 레이저를 조사하는 것을 특징으로 하는 연성회로기판 제조시스템. - 삭제
- 제 9 항에 있어서,
상기 연성회로기판 제조시스템은 순차적으로 상기 제1레이저조사장치, 상기 제3레이저조사장치 및 상기 제2레이저조사장치로 배열되는 것을 특징으로 하는 연성회로기판 제조시스템. - 제 9 항에 있어서,
상기 연성회로기판 제조시스템은 순차적으로 상기 제3레이저조사장치, 상기 제1레이저조사장치 및 상기 제2레이저조사장치로 배열되고, 상기 제1레이저조사장치는 상기 제3레이저조사장치에서 형성된 스루홀을 기준으로 상기 제1회로패턴영역에 레이저를 조사하는 것을 특징으로 하는 연성회로기판 제조시스템. - 삭제
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