KR101488419B1

KR101488419B1 - 플렉시블 양면 회로 기판 제조 방법 및 이에 적합한 시스템

Info

Publication number: KR101488419B1
Application number: KR20130142935A
Authority: KR
Inventors: 신기현; 이동진
Original assignee: 건국대학교 산학협력단
Priority date: 2012-11-23
Filing date: 2013-11-22
Publication date: 2015-02-06
Also published as: KR20140066965A

Abstract

롤투롤 연속 인쇄 공정을 이용하여 대량의 연성 양면 회로 기판을 생산하는 방법 및 이에 적합한 시스템이 개시된다.
롤투롤 연속 인쇄 시스템을 이용하여 양면 연성회로기판을 생산하는 방법은
인쇄 공정을 이용하여 상기 플렉시블 기판의 일면에 상기 제1인쇄회로를 인쇄하고 건조 공정을 이용하여 건조시키는 제11인쇄 과정;
레이저 드릴링 공정을 이용하여 상기 플렉시블 기판의 후면으로부터 비아홀을 가공하는 제11레이저 드릴링 과정;
인쇄 공정을 이용하여 상기 플렉시블 기판 상의 후면에 제1레이저 드릴링 과정에서 뚤린 비아홀을 메우면서 상기 제2인쇄회로를 인쇄하고 건조 공정을 이용하여 건조시키는 제12인쇄과정;;및
레이저 드릴링 공정을 이용하여 상기 플렉시블 기판에 비아홀을 가공하는 제12레이저 드릴링 과정;
을 포함한다.

Description

플렉시블 양면 회로 기판 제조 방법 및 이에 적합한 시스템 {Method for mass-producing of double side flexible printed circuit board and system therof}

본 발명은 플렉시블 양면 회로 기판(FPCB)의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 롤투롤 연속 인쇄 공정을 이용함으로써 대량의 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판을 생산하는 데 적합한 플렉시블 양면 회로 기판 제조 방법 및 이에 적합한 시스템에 관한 것이다.

롤투롤 연속 인쇄 시스템이란 언와인더(unwinder), 리와인더(rewinder), 인피더(infeeder), 아웃피더(outfeeder), 각 공정간 장력 제어 및 사행 제어를 하기 위한 제어기를 포함하는 시스템을 말한다.

한편, 롤투롤 연속 인쇄 공정이란 롤투롤 연속 인쇄 시스템을 통하여 이송되는 플렉시블 기판 (flexible substrate 혹은 web) 상에 인쇄 등의 방법에 의해 전자회로를 형성하는 공정을 말한다. 롤투롤 연속 인쇄 공정은 인쇄 공정을 비롯하여 소결을 위한 가열 공정, 합지공정, 레이어 적층 공정 등의 다양한 목적을 수행하는 공정들을 집합적으로 표현하기 위해 사용된다.

이러한 롤투롤 연속 인쇄 공정 및 롤투롤 연속 인쇄 시스템은 다른 공정 및 시스템에 비해 생산속도가 빠르고, 대량생산이 가능하다는 이점을 가진다.

특허문헌; 대한민국 특허공개 2004-0005404(2004.01.16. 공개)

본 발명은 이러한 롤투롤 연속 인쇄 공정을 이용하여 양면 연성 회로 기판(FPCB, Flexible PCB)을 생산하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 롤투롤 연속 인쇄 시스템을 이용하여 플렉시블 양면 회로 기판(FPCB, Flexible PCB)을 생산하는 시스템을 제공하는 것에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 롤투롤 연속 인쇄 시스템을 이용한 롤투롤 연속 인쇄 공정을 이용한 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판 제조 방법의 제1실시예는

언와인더(unwinder), 리와인더(rewinder), 인피더(infeeder), 아웃피더(outfeeder), 장력 제어 및 사행 제어를 하기 위한 장력제어기를 포함하는 롤투롤 연속 인쇄 시스템을 이용하여, 플렉시블 기판의 전면(前面) 및 후면(後面)에 제1인쇄회로 및 제2인쇄회로가 각각 형성되고 상기 제1인쇄회로와 상기 제2인쇄회로와의 층간 결합을 위한 비아홀을 가지는 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판을 제조하는 방법에 있어서,

상기 제1인쇄회로를 형성하기 위하여 상기 플렉시블 기판의 전면에 도전성 잉크를 인쇄 및 건조하는 제11인쇄과정;

레이저 드릴링에 의해 상기 비아홀이 형성될 위치에 상기 플렉시블 기판을 관통하는 비아홀을 천공하는 제11레이저 드릴링 과정;

EHD 잉크젯 인쇄에 의해 상기 비아홀에 도전성 잉크를 충진하는 제12인쇄과정;

상기 제2인쇄회로를 형성하기 위하여 상기 플렉시블 기판의 후면에 도전성 잉크를 인쇄 및 건조하는 제13인쇄과정; 및

레이저 드릴링에 의해 상기 제1인쇄회로, 상기 비아홀 그리고 상기 제2인쇄회로를 관통하는 천공홀을 천공하는 제12레이저 드릴링 과정;

을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제11인쇄과정은 슬롯-다이 코팅(slot-die coating), 스크린 프린팅(screen printing), 다이렉트 그라비아 프린팅(direct gravure printing), 그라비아 오프셋 프린팅(gravure offset printing), 마이크로 그라비아 프린팅(micro gravure printing), 그리고 플렉소그래픽 프린팅(flexographic printing), 딥 코팅(dip coating), 닥터 블레이딩(doctor blading) 중의 어느 하나의 인쇄방식에 의해 수행되는 것이 바람직하다.

여기서, 비아홀 가공 및 천공을 위한 상기 제1 및 제2레이저 드릴링 과정에서 비아홀 간격(Xhole)은 상기 플렉시블 기판의 이송속도(Vop) 및 분사된 잉크가 상기 플렉시블 기판에 공급되는데 걸리는 시간 (Tink)를 고려하여 하기의 수학식에 의해 결정되는 것이 바람직하다.

Xhole = (Tink X K) X Vop

(여기서, K는 안전계수이다.)

여기서, 상기 EHD 잉크젯 인쇄 과정에서 잉크 분사 시간(Ts)은 상기 플렉시블 기판의 이송속도(Vop), 분사된 잉크가 상기 플렉시블 기판에 공급되는데 걸리는 시간(Tink) 및 센서와 비아 홀 사이의 간격 (Xs_v)을 고려하여 하기의 수학식에 의해 결정되는 것이 바람직하다.

Ts =(Xs_v/Vop) - Tink

여기서, 연속 방식을 적용하며,

상기 제2인쇄 과정에 필요한 전도성 지지대(conductive support)와 이송 및 회전대(translation and tilting stage)는 무한루프 컨베이어 벨트로 구현되는 것이 바람직하다.

여기서, 간헐방식을 적용하며,

간헐 방식 적용을 위한 어큐뮬레이터는 제11인쇄과정과 제11레이저 드릴링 과정 사이 및 제12인쇄과정과 제12레이저드릴링 과정 사이에 각각 배치되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제1인쇄과정과 상기 제1레이저 드릴링 과정 사이에서 상기 플렉시블 기판을 상하반전시키는 턴오버(turnover) 과정을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판 제조 시스템의 제1실시예는

언와인더(unwinder), 리와인더(rewinder), 인피더(infeeder), 아웃피더(outfeeder), 장력 제어 및 사행 제어를 하기 위한 장력제어기를 포함하는 롤투롤 연속 인쇄 시스템을 이용하여, 플렉시블 기판의 전면 및 후면에 제1인쇄회로 및 제2인쇄회로가 각각 형성되고 상기 제1인쇄회로와 상기 제2인쇄회로와의 층간 결합을 위한 비아홀을 가지는 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판을 제조하는 시스템에 있어서,

상기 제1인쇄회로를 형성하기 위하여 상기 플렉시블 기판의 전면에 도전성 잉크를 인쇄 및 건조하는 제11인쇄기;

상기 제1인쇄회로를 건조하는 제11건조기;

레이저 드릴링에 의해 상기 비아홀이 형성될 위치에 상기 플렉시블 기판의 두께만큼 비아홀을 천공하는 제11레이저 드릴링 머신;

EHD 잉크젯 인쇄에 의해 상기 비아홀에 도전성 잉크를 충진하는 제12인쇄기;

상기 제2인쇄회로를 형성하기 위하여 상기 플렉시블 기판의 후면에 도전성 잉크를 인쇄하는 제13인쇄기;

상기 제2인쇄회로를 건조하는 제12건조기; 및

상기 제1인쇄회로, 상기 비아홀 그리고 상기 제2인쇄회로를 관통하는 천공홀을 형성하는 제12레이저 드릴링 머신;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제11인쇄기는 슬롯-다이 코팅(slot-die coating), 스크린 프린팅(screen printing), 다이렉트 그라비아 프린팅(direct gravure printing), 그라비아 오프셋 프린팅(gravure offset printing), 마이크로 그라비아 프린팅(micro gravure printing), 그리고 플렉소그래픽 프린팅(flexographic printing), 딥 코팅(dip coating), 닥터 블레이딩(doctor blading) 중의 어느 하나의 인쇄방식에 의한 인쇄기인 것이 바람직하다.

여기서, 제12인쇄기에 의한 EHD 잉크젯 인쇄 시 중첩 정밀도 제어를 위한 모션제어기; 및

잉크젯을 이용한 잉크 분사 시 잉크 유량을 제어하는 잉크젯 제어기;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 잉크젯 제어기의 잉크 분사 시간(Ts)은 상기 플렉시블 기판의 이송속도(Vop), 분사된 잉크가 상기 플렉시블 기판에 공급되는데 걸리는 시간(Tink) 및 센서와 상기 비아홀 사이의 간격 (Xs_v)을 고려하여 하기의 수학식에 의해 결정되는 것이 바람직하다.

Ts =(Xs_v/Vop) - Tink

여기서, 상기 제11건조기와 상기 제11레이저 드릴링 머신 사이 및 상기 제12건조기와 상기 제12레이저 드릴링 머신 사이에 각각 배치되는 어큐뮬레이터(accumulator)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제11 및 제12 드릴링 머신 각각은

드릴링 두께를 제어하기 위한 레이저 제어기; 및

비아홀 위치 정밀도를 제어하기 위한 모션제어기;

를 더 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 비아홀 가공 및 천공을 위한 상기 제11 및 제12레이저 드릴링 머신에서 비아홀 간격(Xhole)은 상기 플렉시블 기판의 이송속도(Vop) 및 분사된 잉크가 상기 플렉시블 기판에 공급되는데 걸리는 시간 (Tink)를 고려하여 하기의 수학식에 의해 결정되는 것이 바람직하다.

Xhole = (Tink X K) X Vop

(여기서, K는 안전계수이다.)

여기서, 상기 모션제어기는

카메라를 포함한 중첩 정밀도 측정을 위한 센서(sensor)와 연동되며, 1대 이상의 센서를 배치하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제11건조기와 상기 제11레이저 드릴링 머신 사이에 상기 플렉시블 기판의 상하방향을 바꾸어주는 턴오버 장치를 더 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정을 이용한 플렉시블 양면 회로 기판(FPCB) 제조 방법의 제2실시예는

언와인더(unwinder), 리와인더(rewinder), 인피더(infeeder), 아웃피더(outfeeder), 장력 제어 및 사행 제어를 하기 위한 장력제어기를 포함하는 롤투롤 연속 인쇄 시스템을 이용하여, 플렉시블 기판의 전면 및 후면에 제1인쇄회로 및 제2인쇄회로가 각각 형성되고 상기 제1인쇄회로와 상기 제2인쇄회로와의 층간 결합을 위한 비아홀을 가지는 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판을 제조하는 방법에 있어서,

상기 제1인쇄회로를 형성하기 위하여 상기 플렉시블 기판의 전면에 도전성 잉크를 인쇄 및 건조하는 제21인쇄과정;

상기 제2인쇄회로를 형성하기 위하여 상기 플렉시블 기판의 후면에 도전성 잉크를 인쇄 및 건조하는 제22인쇄과정;

레이저 드릴링에 의해 상기 제1인쇄회로, 상기 플렉시블 기판 그리고 상기 제2인쇄회로를 관통하는 비아홀을 천공하는 제21레이저 드릴링 과정

EHD 잉크젯 인쇄에 의해 상기 비아홀에 도전성 잉크를 충진하는 제23인쇄과정;

레이저 드릴링에 의해 도전성 잉크가 충진된 상기 비아홀의 중심에 상기 비아홀을 관통하는 천공홀을 천공하는 제22레이저 드릴링 과정;

을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정을 이용한 플렉시블 양면 회로 기판(FPCB) 제조 방법의 제3실시예는

레이저 드릴링에 의해 상기 비아홀이 형성될 위치에 상기 플렉시블 기판을 관통하는 제1천공홀을 천공하는 제31레이저 드릴링 과정;

상기 제1인쇄회로를 형성하기 위하여 상기 플렉시블 기판의 전면에 도전성 잉크를 인쇄 및 건조하는 제31인쇄과정;

상기 제2인쇄회로를 형성하기 위하여 상기 플렉시블 기판의 후면에 도전성 잉크를 인쇄 및 건조하는 제33인쇄과정; 및

잉크젯 인쇄에 의해 상기 제1천공홀에 도전성 잉크를 충진하여 상기 비아홀을 형성하는 제32인쇄과정;

레이저 드릴링에 의해 상기 비아홀을 관통하는 제2천공홀을 천공하는 제32레이저 드릴링 과정;

을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정을 이용한 플렉시블 양면 회로 기판(FPCB) 제조 방법의 제4실시예는

레이저 드릴링에 의해 상기 플렉시블 기판에 비아홀 형성을 위한 제1천공홀을 천공하는 제41레이저 드릴링 과정;

상기 제1천공홀의 주변부를 채우는 상기 제1인쇄회로를 형성하기 위하여 상기 플렉시블 기판의 전면에 도전성 잉크를 인쇄 및 건조하는 제41인쇄과정;

상기 제2인쇄회로를 형성하기 상기 플렉시블 기판의 후면에 도전성 잉크를 인쇄 및 건조하는 제43인쇄과정; 및

레이저 드릴링에 의해 상기 비아홀의 중앙부분에서 상기 제2인쇄회로를 관통하는 제2천공홀을 천공하는 제42레이저 드릴링과정;

을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정을 이용한 플렉시블 양면 회로 기판(FPCB) 제조 시스템의 제2실시예는

언와인더(unwinder), 리와인더(rewinder), 인피더(infeeder), 아웃피더(outfeeder), 장력 제어 및 사행 제어를 하기 위한 장력제어기를 포함하는 롤투롤 연속 인쇄 시스템을 이용하여, 기판의 전면 및 후면에 제1인쇄회로 및 제2인쇄회로가 각각 형성되고 상기 제1인쇄회로와 상기 제2인쇄회로와의 층간 결합을 위한 비아홀을 가지는 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판을 제조하는 시스템에 있어서,

상기 제1인쇄회로를 형성하기 위하여 상기 플렉시블 기판의 전면에 도전성 잉크를 인쇄 및 건조하는 제21인쇄기;

상기 제1인쇄회로를 건조하는 제21건조기;

상기 제2인쇄회로를 형성하기 위하여 상기 플렉시블 기판의 후면에 도전성 잉크를 인쇄하는 제23인쇄기;

상기 제2인쇄회로를 건조하는 제22건조기; 및

레이저 드릴링에 의해 상기 제1인쇄회로, 상기 플렉시블 기판 그리고 상기 제2인쇄회로를 관통하는 비아홀을 천공하는 제21레이저 드릴링 머신;

EHD 잉크젯 인쇄에 의해 상기 비아홀에 도전성 잉크를 충진하는 제22인쇄기;

도전성 잉크가 충진된 상기 비아홀의 중심에 상기 비아홀을 관통하는 천공홀을 형성하는 제22레이저 드릴링 머신;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정을 이용한 플렉시블 양면 회로 기판(FPCB) 제조 시스템의 제3실시예는

레이저 드릴링에 의해 상기 플렉시블 기판을 관통하는 제1천공홀을 형성하는 제31레이저 드릴링 머신;

상기 제1인쇄회로를 형성하기 위하여 제1천공홀이 천공된 상기 플렉시블 기판의 전면에 도전성 잉크를 인쇄 및 건조하는 제31인쇄기;

상기 제1인쇄회로를 건조하는 제31건조기;

상기 제2인쇄회로를 형성하기 위하여 상기 플렉시블 기판의 후면에 도전성 잉크를 인쇄하는 제33인쇄기;

상기 제2인쇄회로를 건조하는 제32건조기;

잉크젯 인쇄에 의해 상기 제1천공홀에 도전성 잉크를 충진하여 비아홀을 형성하는 제32인쇄기;

상기 비아홀에 충진된 도전성 잉크를 건조하는 제33건조기; 및

레이저 드릴링에 의해 상기 비아홀을 관통하는 제2천공홀을 형성하는 제32레이저 드릴링 머신;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정을 이용한 플렉시블 양면 회로 기판(FPCB) 제조 시스템의 제4실시예는

레이저 드릴링에 의해 상기 비아홀이 형성될 위치에 상기 플렉시블 기판에 제1천공홀을 천공하는 제41레이저 드릴링 머신;

상기 제1인쇄회로를 형성하기 위하여 상기 플렉시블 기판의 전면에 도전성 잉크를 인쇄 및 건조하는 제41인쇄기;

상기 제1인쇄회로를 건조하는 제41건조기;

상기 제2인쇄회로를 형성하기 위하여 상기 플렉시블 기판의 후면에 도전성 잉크를 인쇄하는 제43인쇄기;

상기 제2인쇄회로를 건조하는 제42건조기; 및

상기 제1천공홀의 중앙 부분에서 상기 제2인쇄회로를 관통하는 제2천공홀을 형성하는 제42레이저 드릴링 머신;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 FPCB 대량 생산을 위한 롤투롤 인쇄 공정에 대한 것으로 기존의 도금, 에칭, 라미네이트 공정을 이용하는 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판의 롤투롤 제조 기술(출원번호 10-2002- 0039949)의 12단계의 공정을 5단계의 공정으로 줄임으로써 시간적 비용적인 한계점들을 해결할 수 있으며, 이를 통해 대량생산을 가능하게 함으로써 제품 경쟁력을 높일 수 있다.

도 1 본 발명의 제1실시예에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정을 이용한 플렉시블 양면 회로 기판(FPCB) 제조 방법을 도식적으로 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 FPCB 제조 방법을 위한 롤투롤 연속 인쇄 공정에 적용한 경우의 공정 순서도를 도시한다.
도 3은 도 2에 제시된 롤투롤 인쇄 공정의 예를 도시하는 것으로서, 연속방식에 적용된 예를 도시한다.
도 4는 3도 2에 제시된 롤투롤 인쇄 공정의 예를 도시하는 것으로서, 간헐방식에 적용된 예를 도시한다.
도 5는 via hole 간격 결정하는 과정을 도시한다.
도 6은 잉크분사 시간 결정 로직을 도시한다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정을 이용한 플렉시블 양면 회로 기판(FPCB) 제조 방법을 도식적으로 도시한다.
도 8은 도 7에 도시된 FPCB 제조 방법을 위한 롤투롤 연속 인쇄 공정에 적용한 경우의 공정 순서도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정을 이용한 플렉시블 양면 회로 기판(FPCB) 제조 방법을 도식적으로 도시한다.
도 10은 도 9에 도시된 FPCB 제조 방법을 위한 롤투롤 연속 인쇄 공정에 적용한 경우의 공정 순서도를 도시한다.
도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정을 이용한 플렉시블 양면 회로 기판(FPCB) 제조 방법을 도식적으로 도시한다.
도 12는 도 11에 도시된 FPCB 제조 방법을 위한 롤투롤 연속 인쇄 공정에 적용한 경우의 공정 순서도를 도시한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 롤투롤 연속 인쇄공정을 이용한 플렉시블 양면 회로 기판의 대량 생산을 가능하게 하는 롤투롤 연속 인쇄 공정을 제시한다. 본 발명에서는 양면 FPCB 대량 생산을 위한 롤투롤 연속 인쇄공정의 구조를 제시하며, 양면 FPCB 생산을 위해 기재가 되는 웹(web)을 롤투롤 연속 인쇄 공정에 걸어준다. 웹은 언와인더 측에서 공급되고 인피더를 거쳐 하기의 공정들을 거친 다음에 리와인더로 회수된다.

본 발명에 있어서, 비아홀, 제1천공홀 그리고 제2천공홀이라는 용어가 사용된다. 비아홀은 제1인쇄회로(또는 제1인쇄패턴)와 제2인쇄회로(또는 제2인쇄패턴)를 전기적으로 연결시키는 것으로서, 플렉시블 기판에 제1천공홀을 형성하고 제1천공홀의 내벽을 도전성 잉크로 채움에 의해 비아홀이 형성된다. 제2천공홀은 비아홀의 중앙을 관통하는 홀로서 그것의 직경은 비아홀의 직경보다 작다.

도 1 본 발명의 제1실시예에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정을 이용한 양면 연성 회로 기판(FPCB) 제조 방법을 도식적으로 도시한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정을 이용한 양면 FPCB 생산순서는 다음과 같다.

1단계: 클리닝(cleaning) 공정을 이용하여 플렉시블 기판 표면의 먼지를 제거한다.

2단계; 그라비어(gravure), 플렉소(flexo), 슬롯다이(slot-die) 등의 인쇄공정을 이용하여 플렉시블 기판의 전면에 제1인쇄회로를 인쇄하고, 건조시킨다. (발명의 요약의 제11인쇄과정에 상응)

3단계; 레이저 드릴링(laser drilling) 공정을 이용하여 인쇄된 플렉시블 기판 후면의 특정 위치에 플렉시블 기판 두께만큼의 제1천공홀을 가공한다. (발명의 요약의 제11레이저 드릴링 과정에 상응) 이 제1천공홀은 비아홀을 형성하기 위한 것이다. 이때, 특정 위치에 플렉시블 기판 두께만큼 제1천공홀을 가공하기 위한 레이저 제어와 레이저 헤드의 위치를 제어하는 모터의 모션 제어가 필요하다. 레이저 헤드의 위치를 제어하는 것은 플렉시블 기판의 두께만큼만 천공하기 위하여 필요하다. 단순히 천공하기 위한 것이라면 레이저 출력 제어만이 필요하지만 소정의 깊이만큼 천공하기 위해서는 레이저 출력을 플렉시블 기판을 깍아내기에 적절한 정도로 조절한 후 레이저 헤드의 높낮이를 조절하여야 한다.

4단계; 제1천공홀에 잉크젯(inkjet) 인쇄공정을 통해 도전성 잉크를 충진하여 비아홀을 형성한다. (발명의 요약의 제12인쇄과정에 상응) 이때, 비아 홀의 두께는 15 um 이상이므로 비아 홀을 채우면서 인쇄하기 위해 EHD 잉크젯 인쇄를 수행한다. 이때, 비아홀을 형성하기 위한 잉크젯 인쇄를 위해 레지스터 제어 기법이 필요하다. 레지스터 제어란 인쇄회로의 일부로서 레지스터 마크를 형성한 후 레지스터 마크를 기준으로 위치, 속도, 장력 등을 제어하는 것을 말한다.

5단계; 그라비어(gravure), 플렉소(flexo), 슬롯다이(slot-die) 등의 인쇄공정을 이용하여 플렉시블 기판 후면에 제2인쇄회로를 인쇄하고, 건조시킨다. (발명의 요약의 제13인쇄과정에 상응)

6단계; 레이저 드릴링 공정을 한번 더 실시하여 제1인쇄회로, 비아홀 그리고 제2인쇄회로를 관통하는 제2천공홀을 천공한다. 이때, 레이저의 위치를 제어하는 모터의 모션제어가 필요하다. (발명의 요약의 제12레이저 드릴링 과정에 상응)

여기서, 상기 일련의 공정은 연속방식(continuous) 또는 간헐방식(stop/repeat)으로 진행될 수 있다. 또는 연속방식 및 간헐방식을 혼용하여 진행될 수 있다. 간헐 방식이 적용되어 진행되거나 연속방식 및 간헐방식이 혼용되어 진행될 경우, 건조 시간 및 장력 유지를 위한 어큐뮬레이터(accumulator)가 포함될 수 있다.

한편, 레이저 드릴링 과정의 경우, 플렉시블 기판 후면의 비아 홀 가공 및 잉크젯 인쇄를 용이하게 하기 위해 바아홀 가공 공정 및 잉크젯 인쇄 공정 전에 턴오버 공정(turn over: 플렉시블 기판에 기 인쇄된 인쇄회로의 손상 없이 플렉시블 기판의 상하를 반전시키는 공정)이 포함될 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 FPCB 제조 방법을 위한 롤투롤 연속 인쇄 공정을 이용한 FPCB 제조 시스템의 예를 도시한다.

도 2를 참조하면, 본 발명에서 제시하는 롤투롤 연속 인쇄 공정을 이용한 FPCB 제조 시스템은 기본적으로 언와인더(unwinder, 202), 리와인더(rewinder, 226), 인피더(infeeder, 206), 아웃피더(outfeeder, 220)로 구성된 롤투롤 연속 인쇄 시스템이다.

언와인더(202)와 인피더(206) 사이에 댄서(dancer) 및 인피더의 피드백 제어(feedback control)를 통해 장력 제어를 수행하는 장력 제어기(204)를 거치고, 클리너(208)을 거치면서 인쇄 전에 플렉시블 기판상의 불순물을 제거한다.

클리너(208) 후에 그라비어(gravure), 플렉소(flexo), 슬롯다이(slot-die) 등의 대표적인 인쇄기(210a, 발명의 요약에 있어서의 제11인쇄기에 상응)을 이용하여 플렉시블 기판의 한 면에 제1인쇄회로를 단층 인쇄하고, 건조기(210b, 발명의 요약에 있어서의 제11건조기에 상응)로 건조시킨다.

건조기(210b)를 거친 후에 턴오버(turn over) 장치(212)을 이용하여 플렉시블 기판을 상하를 반전시킨 후, 레이저 드릴링(laser drilling) 장치(214, 발명의 요약에 있어서의 제1레이저 드릴링 머신에 상응)을 이용하여 인쇄된 플렉시블 기판 후면의 특정 위치에 플렉시블 기판을 관통하는 비아 홀을 가공한다. 여기서, 턴오버 장치(212)는 선택적으로 사용될 수 있다. 이때, 특정 위치에 플렉시블 기판 두께만큼의 제1천공홀을 가공하기 위한 레이저 제어기(230)와 레이저의 위치를 제어하는 모터의 모션 제어기(232)가 필요하다.

제1천공홀 가공 후 제1천공홀이 가공된 부분을 포함한 플렉시블 기판 후면의 특정 부분에 잉크젯(inkjet) 인쇄기(216a, 발명의 요약에 있어서의 제12인쇄기에 상응)을 통해 인쇄하여 비아홀을 형성한다. 이때, 비아 홀의 두께는 15 um 이상이므로 제1천공홀을 채우면서 인쇄하기 위해 EHD 잉크젯 인쇄를 수행한다. 이때, 제1천공홀이 가공된 부분을 포함한 플렉시블 기판 후면의 특정 부분의 인쇄를 위해 잉크젯 제어기(234)와 모션 제어기(236)가 필요하다. 이 후 건조기(216b)를 거친다.

그라비어(gravure), 플렉소(flexo), 슬롯다이(slot-die) 등의 대표적인 인쇄기(216c, 발명의 요약에 있어서의 제13인쇄기에 상응)을 이용하여 플렉시블 기판의 후면에 제2인쇄회로를 인쇄하고, 건조기(216d, 발명의 요약에 있어서의 제12건조기에 상응)로 건조시킨다.

이후 양면 인쇄된 부분의 특정 부분에 레이저 드릴링 머신(218, 발명의 요약에 있어서의 제12드릴링 머신에 상응)을 이용한 천공이 진행하여 제2천공홀을 형성한다. 이때, 인쇄된 부분의 특정 위치에 플렉시블 기판 두께만큼의 제2천공홀을 가공하기 위한 레이저 제어기(238)와 레이저의 위치를 제어하는 모터의 모션 제어기(240)가 필요하다.

이후 아웃피더(220)와 리와인더(226)을 거쳐 양면 FPCB를 생산한다.

도 3은 도 2에 제시된 FPCB 제조 시스템의 예를 도시하는 것으로서, 연속방식이 적용된 예를 도시한다.

연속방식을 적용시, EHD 잉크젯 인쇄 공정의 전도성 지지대(conductive support)와 이송 및 회전대(translation and tilting stage)는 무한루프 컨베이어 벨트 방식으로 제작되는 것이 바람직하다.

도 4는 도 2에 제시된 FPCB 제조 시스템의 예를 도시하는 것으로서, 간헐방식이 적용된 예를 도시한다.

간헐방식의 적용 시, 건조기와 천공을 위한 레이저 드릴링 머신 사이에 어큐뮬레이터가 배치되어야 한다.

한편, 비아 홀 가공을 위한 레이저 드릴링 시, 드릴링 두께를 제어하기 위한 레이저 제어기가 제공된다.

또한, EHD 잉크젯 인쇄 시 중첩 정밀도 제어를 위한 모션제어기와 잉크젯을 이용한 잉크 분사 시 잉크 유량을 제어하는 잉크젯 제어기가 제공된다.

비아 홀 가공 및 천공 위한 레이저 드릴링 공정 및 EHD 잉크젯 인쇄 공정에 적용되는 모션제어기는 카메라를 포함한 중첩 정밀도 측정을 위한 센서(sensor)와 연동되며, 1대 이상의 센서를 배치시키는 것이 바람직하다.

도 5는 비아 홀 간격 결정하는 과정을 도시한다.

EHD 잉크젯 인쇄 시, 플렉시블 기판의 이송속도(Vop) 및 분사된 잉크가 플렉시블 기판에 공급되는데 걸리는 시간 (Tink)를 고려하여 비아 홀 간격을 결정하는 것이 바람직하다.

먼저, 플렉시블 기판의 이송속도(Vop) 및 분사된 잉크가 플렉시블 기판에 공급되는데 걸리는 시간 (Tink)을 측정한다.(s502, s504)

하기의 수식에 의해 비아 홀의 간격(Xhole)을 결정한다.

Xhole = (Tink X K) X Vop

여기서, 안전계수이다.

도 6은 잉크분사 시간 결정 로직을 도시한다.

한편, 잉크젯 방식을 이용한 잉크 분사 시, 플렉시블 기판의 이송속도(Vop), 분사된 잉크가 플렉시블 기판에 공급되는데 걸리는 시간(Tink) 및 센서와 via hole사이의 간격 (Xs_v)을 고려하여 잉크 분사 시간(Ts)을 결정하는 하는 것이 바람직하다.

먼저, 플렉시블 기판의 이송속도(Vop), 분사된 잉크가 플렉시블 기판에 공급되는데 걸리는 시간 (Tink), 그리고 센서와 비아홀 사이의 간격(Xs_v)을 측정한다.(s602, s604) 여기서, 플렉시블 기판의 이송속도(Vop)는 도 5의 비아 홀 간격(Xhole) 결정시 측정된 것을 사용할 수 있다.

하기의 수식에 의해 센서가 비아홀을 인식 후 잉크 분사 시간(Ts)을 결정한다.(s606)

Ts =(Xs_v/Vop) - Tink

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정을 이용한 플렉시블 양면 회로 기판(FPCB) 제조 방법을 도식적으로 도시한다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정을 이용한 양면 FPCB 생산순서는 다음과 같다.

2단계; 그라비어(gravure), 플렉소(flexo), 슬롯다이(slot-die) 등의 인쇄공정을 이용하여 플렉시블 기판의 전면에 제1인쇄회로를 인쇄하고, 건조시킨다. (발명의 요약에 있어서의 제21인쇄과정에 상응)

3단계; 그라비어(gravure), 플렉소(flexo), 슬롯다이(slot-die) 등의 인쇄공정을 이용하여 플렉시블 기판 후면에 제2인쇄회로를 인쇄하고, 건조시킨다. (발명의 요약에 있어서의 제22인쇄과정에 상응)이 3단계는 플렉시블 기판의 상하를 반전시키는 턴오버 공정후에 적용될 수도 있다.(도 7의 2-1단계 참조)

4단계; 레이저 드릴링(laser drilling) 공정을 이용하여 특정 위치에 제1인쇄회로, 플렉시블 기판 , 그리고 제2인쇄회로 두께만큼의 비아 홀(via hole)을 가공한다. (발명의 요약에 있어서의 제21레이저 드릴링 과정에 상응) 이 비아 홀은 플렉시블 기판의 전면과 후면의 인쇄 회로의 상호 도통을 하기 위함이다. 이때, 특정 위치에 제1인쇄회로, 플렉시블 기판 , 그리고 제2인쇄회로 두께만큼 비아 홀을 가공하기 위한 레이저 출력 제어와 레이저 헤드의 위치를 제어하는 모터의 모션 제어가 필요하다. 레이저 헤드의 위치를 제어하는 것은 플렉시블 기판의 두께만큼만 천공하기 위하여 필요하다. 단순히 천공하기 위한 것이라면 레이저 출력 제어만이 필요하지만 소정의 깊이만큼 천공하기 위해서는 레이저 출력을 플렉시블 기판을 깍아내기에 적절한 정도로 조절한 후 레이저 헤드의 높낮이를 조절하여야 한다.

5단계; 비아 홀에 잉크젯(inkjet) 인쇄공정을 통해 도전성 잉크를 충진한다. (발명의 요약에 있어서의 제23인쇄 과정에 상응) 이때, 비아 홀의 두께는 15 um 이상이므로 비아 홀을 채우면서 인쇄하기 위해 EHD 잉크젯 인쇄를 수행한다. 이때, 비아 홀이 가공된 부분의 인쇄를 위해 레지스터 제어 기법이 필요하다. 레지스터 제어란 인쇄 회로의 일부로서 레지스터 마크를 형성한 후 레지스터 마크를 기준으로 위치, 속도, 장력 등을 제어하는 것을 말한다.

6단계; 레이저 드릴링 공정을 한번 더 실시하여 비아홀의 중앙에 제1인쇄회로, 플렉시블 기판 그리고 제2인쇄회로를 관통하는 천공홀을 천공한다. (발명의 요약에 있어서의 제22레이저 드릴링 과정에 상응) 이때, 레이저의 위치를 제어하는 모터의 모션제어가 필요하다.

도 8은 도 7에 도시된 FPCB 제조 방법을 위한 롤투롤 연속 인쇄 공정에 적용한 경우의 공정 순서도를 도시한다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에서 제시하는 롤투롤 연속 인쇄 공정을 이용한 FPCB 제조 시스템은 기본적으로 언와인더(unwinder, 202), 리와인더(rewinder, 226), 인피더(infeeder, 206), 아웃피더(outfeeder, 220)로 구성된 롤투롤 연속 인쇄 시스템이다.

클리너(208) 후에 그라비어(gravure), 플렉소(flexo), 슬롯다이(slot-die) 등의 대표적인 인쇄기(802a, 발명의 요약에 있어서의 제21인쇄기에 상응)을 이용하여 플렉시블 기판의 한 면에 제1인쇄회로를 단층 인쇄하고, 건조기(802b, 발명의 요약에 있어서의 제21건조기에 상응)로 건조시킨다.

건조기(802b)를 거친 후에 턴오버(turn over) 장치(804)을 이용하여 플렉시블 기판을 상하를 반전시킨 후, 그라비어(gravure), 플렉소(flexo), 슬롯다이(slot-die) 등의 대표적인 인쇄기(806a, 발명의 요약에 있어서의 제23인쇄기에 상응)을 이용하여 플렉시블 기판의 후면에 제2인쇄회로를 인쇄하고, 건조기(806b, 발명의 요약에 있어서의 제22건조기에 상응)로 건조시킨다

레이저 드릴링(laser drilling) 장치(808, 발명의 요약에 있어서의 제21레이저 드릴링 머신에 상응)을 이용하여 인쇄된 플렉시블 기판의 특정 위치에 제1인쇄회로, 플렉시블 기판 그리고 제2인쇄회로를 관통하는 비아 홀을 가공한다. 이때, 특정 위치에 플렉시블 기판 두께만큼의 비아 홀을 가공하기 위한 레이저 제어기(814)와 레이저의 위치를 제어하는 모터의 모션 제어기(818)가 필요하다.

비아 홀 가공 후 비아 홀이 가공된 부분을 포함한 플렉시블 기판의 특정 부분에 잉크젯(inkjet) 인쇄기(810a, 발명의 요약에 있어서의 제22인쇄기에 상응)을 통해 인쇄한다. 이때, 비아을 채우면서 인쇄하기 위해 EHD 잉크젯 인쇄를 수행한다. 이때, 비아 홀이 가공된 부분을 포함한 플렉시블 기판의 특정 부분의 인쇄를 위해 잉크젯 제어기(818)와 모션 제어기(820)가 필요하다. 이 후 건조기(810b)를 거친다.

.이후 양면 인쇄된 부분의 특정 부분에 레이저 드릴링 머신(812, 발명의 요약에 있어서의 제22레이저 드릴링 머신에 상응)을 이용한 천공이 진행된다. 이때, 인쇄된 부분의 특정 위치에 플렉시블 기판 두께만큼의 천공홀을 가공하기 위한 레이저 제어기(822)와 레이저의 위치를 제어하는 모터의 모션 제어기(824)가 필요하다.

도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정을 이용한 플렉시블 양면 회로 기판(FPCB) 제조 방법을 도식적으로 도시한다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정을 이용한 양면 FPCB 생산순서는 다음과 같다.

1단계: 레이저 드릴링 공정을 이용하여 플렉시블 기판에서 비아홀에 해당하는 위치를 천공하여 제1천공홀을 형성하고,(발명의 요약에 있어서의 제31레이저 드릴링 과정에 상응) 제1천공홀이 천공된 플렉시블 기판을 클리닝(cleaning) 공정을 이용하여 플렉시블 기판 표면의 먼지를 제거한다.

2단계; 그라비어(gravure), 플렉소(flexo), 슬롯다이(slot-die) 등의 인쇄공정을 이용하여 플렉시블 기판의 전면에 제1인쇄회로를 인쇄하고, 건조시킨다. (발명의 요약에 있어서의 제31인쇄과정에 상응) 이때, 제1인쇄회로는 상기 제1천공홀을 남기도록 형성된다.

3단계; 그라비어(gravure), 플렉소(flexo), 슬롯다이(slot-die) 등의 인쇄공정을 이용하여 플렉시블 기판 후면에 제2인쇄회로를 인쇄하고, 건조시킨다. (발명의 요약에 있어서의 제32인쇄과정에 상응) 이때, 제2인쇄회로는 상기 제1천공홀을 남기도록 형성된다. 이 3단계는 플렉시블 기판의 상하를 반전시키는 턴오버 공정후에 적용될 수도 있다.(도 9의 2-1단계 참조)

4단계; 제1천공홀에 잉크젯(inkjet) 인쇄공정을 통해 도전성 잉크를 충진하여 비아홀을 형성한다. (발명의 요약에 있어서의 제32인쇄과정에 상응) 이때, 제1천공홀을 채우면서 인쇄하기 위해 EHD 잉크젯 인쇄를 수행한다. 이때, 제1천공홀이 가공된 부분의 인쇄를 위해 레지스터 제어 기법이 필요하다. 비아홀은 제1인쇄회로, 플렉시블 기판, 제2인쇄회로만큼의 두께를 갖는다.

5단계; 레이저 드릴링 공정을 한번 더 실시하여 비아홀을 관통하는 천공홀을 천공한다. (발명의 요약에 있어서의 제32레이저 드릴링 과정에 상응) 이때, 레이저의 위치를 제어하는 모터의 모션제어가 필요하다.

도 10은 도 9에 도시된 FPCB 제조 방법을 위한 롤투롤 연속 인쇄 공정에 적용한 경우의 공정 순서도를 도시한다.

도 10을 참조하면, 본 발명에서 제시하는 롤투롤 연속 인쇄 공정을 이용한 FPCB 제조 시스템은 기본적으로 언와인더(unwinder, 202), 리와인더(rewinder, 226), 인피더(infeeder, 206), 아웃피더(outfeeder, 220)로 구성된 롤투롤 연속 인쇄 시스템이다.

언와인더(202)와 인피더(206) 사이에 댄서(dancer) 및 인피더의 피드백 제어(feedback control)를 통해 장력 제어를 수행하는 장력 제어기(204)를 거치고, 클리너(208)을 거치면서 인쇄 전에 플렉시블 기판상의 불순물을 제거한다. 플렉시블 기판에는 비아홀에 해당하는 위치가 미리 천공되어 있다.

클리너(208) 후에 레이저 드릴링(laser drilling) 장치(1002, 발명의 요약에 있어서의 제31레이저 드릴링 머신에 상응)을 이용하여 플렉시블 기판의 비아홀이 형성될 위치에 플렉시블 기판을 관통하는 제1천공홀을 가공한다. 이때, 특정 위치에 플렉시블 기판 두께만큼의 제1천공홀을 가공하기 위한 레이저 제어기(1014)와 레이저의 위치를 제어하는 모터의 모션 제어기(1016)가 필요하다.

그라비어(gravure), 플렉소(flexo), 슬롯다이(slot-die) 등의 대표적인 인쇄기(1014a, 발명의 요약에 있어서의 제31인쇄기에 상응)을 이용하여 플렉시블 기판의 한 면에 제1인쇄회로를 단층 인쇄하고, 건조기(1014b, 발명의 요약에 있어서의 제31건조기에 상응)로 건조시킨다.

건조기(1014b)를 거친 후에 턴오버(turn over) 장치(1006)을 이용하여 플렉시블 기판을 상하를 반전시킨 후, 그라비어(gravure), 플렉소(flexo), 슬롯다이(slot-die) 등의 대표적인 인쇄기(1008, 발명의 요약에 있어서의 제33인쇄기에 상응)을 이용하여 플렉시블 기판의 후면에 제2인쇄회로를 인쇄하고, 건조기(1008d, 발명의 요약에 있어서의 제32건조기에 상응)로 건조시킨다. 여기서, 턴오버 장치(1006)는 선택적으로 사용될 수 있다.

제1천공홀이 가공된 부분을 포함한 플렉시블 기판의 특정 부분에 잉크젯(inkjet) 인쇄기(1010a, 발명의 요약에 있어서의 제32인쇄기에 상응)을 통해 인쇄하여 비아홀을 형성한다. 이때, 제1천공홀을 채우면서 인쇄하기 위해 EHD 잉크젯 인쇄를 수행한다. 이때, 제1천공홀이 가공된 부분을 포함한 플렉시블 기판 후면의 특정 부분의 인쇄를 위해 잉크젯 제어기(1016)와 모션 제어기(1018)가 필요하다. 이 후 건조기(1010b, 발명의 요약에 있어서의 제33건조기에 상응)를 거친다.

이후 비아홀의 중앙부분에 레이저 드릴링 머신(1012, 발명의 요약에 있어서의 제32레이저 드릴링 머신에 상응)을 이용한 천공이 진행하여 제2천공홀을 형성한다. 이때, 인쇄된 부분의 특정 위치에 플렉시블 기판 두께만큼의 제2천공홀을 가공하기 위한 레이저 제어기(1020)와 레이저의 위치를 제어하는 모터의 모션 제어기(1022)가 필요하다.

도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정을 이용한 플렉시블 양면 회로 기판(FPCB) 제조 방법을 도식적으로 도시한다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 롤투롤 연속 인쇄 공정을 이용한 양면 FPCB 생산순서는 다음과 같다.

1단계: 레이저 드릴링 공정을 이용하여 플렉시블 기판에서 비아홀에 해당하는 위치에 제1천공홀을 천공하고, (발명의 요약에 있어서의 제41레이저 드릴링 과정에 상응) 천공된 플렉시블 기판을 클리닝(cleaning) 공정을 이용하여 플렉시블 기판 표면의 먼지를 제거한다.

2단계; 그라비어(gravure), 플렉소(flexo), 슬롯다이(slot-die) 등의 인쇄공정을 이용하여 플렉시블 기판의 전면에 제1인쇄회로를 인쇄하고, 건조시킨다. (발명의 요약에 있어서의 제41인쇄과정에 상응)

3단계; 그라비어(gravure), 플렉소(flexo), 슬롯다이(slot-die) 등의 인쇄공정을 이용하여 플렉시블 기판 후면에 제2인쇄회로를 인쇄하고, 건조시킨다. (발명의 요약에 있어서의 제43인쇄과정에 상응) 이 3단계는 플렉시블 기판의 상하를 반전시키는 턴오버 공정후에 적용될 수도 있다.(도 11의 2-1단계 참조)

4단계; 레이저 드릴링 공정에 의해 제2인쇄회로를 관통하는 제2천공홀을 천공한다. (발명의 요약에 있어서의 제42레이저 드릴링 과정에 상응) 이때, 레이저의 위치를 제어하는 모터의 모션제어가 필요하다.

도 12는 도 11에 도시된 FPCB 제조 방법을 위한 롤투롤 연속 인쇄 공정에 적용한 경우의 공정 순서도를 도시한다.

도 12를 참조하면, 본 발명에서 제4실시예에서 제시하는 롤투롤 연속 인쇄 공정을 이용한 FPCB 제조 시스템은 기본적으로 언와인더(unwinder, 202), 리와인더(rewinder, 226), 인피더(infeeder, 206), 아웃피더(outfeeder, 220)로 구성된 롤투롤 연속 인쇄 시스템이다.

클리너(208) 후에 레이저 드릴링(laser drilling) 장치(1202, 발명의 요약에 있어서의 제41레이저 드릴링 머신에 상응)을 이용하여 플렉시블 기판의 비아홀이 형성될 위치에 플렉시블 기판을 관통하는 제1천공홀을 가공한다. 이때, 특정 위치에 플렉시블 기판 두께만큼의 제1천공홀을 가공하기 위한 레이저 제어기(1212)와 레이저의 위치를 제어하는 모터의 모션 제어기(1214)가 필요하다.

그라비어(gravure), 플렉소(flexo), 슬롯다이(slot-die) 등의 대표적인 인쇄기(1204a, 발명의 요약에 있어서의 제41인쇄기에 상응)을 이용하여 플렉시블 기판의 한 면에 제1인쇄회로를 단층 인쇄하고, 건조기(1204b, 발명의 요약에 있어서의 제41건조기에 상응)로 건조시킨다.

건조기(1204b)를 거친 후에 턴오버(turn over) 장치(1206)을 이용하여 플렉시블 기판을 상하를 반전시킨 후, 그라비어(gravure), 플렉소(flexo), 슬롯다이(slot-die) 등의 대표적인 인쇄기(1208a, 발명의 요약에 있어서의 제43인쇄기에 상응)을 이용하여 플렉시블 기판의 후면에 제2인쇄회로를 인쇄하고, 건조기(1208b, 발명의 요약에 있어서의 제42건조기에 상응)로 건조시킨다.

이후 제1천공홀의 중앙부분에서 제2인쇄회로를 관통하는 제2천공홀을 형성하기 위해 레이저 드릴링 머신(1210, 발명의 요약에 있어서의 제42레이저 드릴링 머신에 상응)을 이용한 천공이 진행된다. 이때, 인쇄된 부분의 특정 위치에 제2인쇄회로 두께만큼의 제2천공홀을 가공하기 위한 레이저 제어기(1216)와 레이저의 위치를 제어하는 모터의 모션 제어기(1218)가 필요하다.

본 발명에 따르면 드릴링 공정 및 천공홀을 메꾸는 EHD 인쇄 공정에 의해 비아홀 처리를 가능하게 함으로써 롤투롤 인쇄 공정을 이용하여 대량의 플렉시블 양면 회로 기판을 효과적으로 생산할 수 있게 하는 효과를 갖는다.

202...언와인더 226...리와인더
206...인피더 220...아웃피더

Claims

언와인더(unwinder), 리와인더(rewinder), 인피더(infeeder), 아웃피더(outfeeder), 장력 제어 및 사행 제어를 하기 위한 장력제어기를 포함하는 롤투롤 연속 인쇄 시스템을 이용하여, 플렉시블 기판의 전면 및 후면에 제1인쇄회로 및 제2인쇄회로가 각각 형성되고 상기 제1인쇄회로 및 제2인쇄회로와의 층간 결합을 위한 비아홀을 가지는 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판을 제조하는 방법에 있어서,
상기 제1인쇄회로를 형성하기 위하여 상기 플렉시블 기판의 전면에 도전성 잉크를 인쇄 및 건조하는 제11인쇄과정;
레이저 드릴링에 의해 상기 비아홀이 형성될 위치에 상기 플렉시블 기판을 관통하는 비아홀을 천공하는 제11레이저 드릴링 과정;
EHD 잉크젯 인쇄에 의해 상기 비아홀에 도전성 잉크를 충진하는 제12인쇄과정;
상기 제2인쇄회로를 형성하기 위하여 상기 플렉시블 기판의 후면에 도전성 잉크를 인쇄 및 건조하는 제13인쇄과정; 및
레이저 드릴링에 의해 상기 제1인쇄회로, 상기 비아홀 그리고 상기 제2인쇄회로를 관통하는 천공홀을 천공하는 제12레이저 드릴링 과정;
을 포함하는 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 제11인쇄과정은 슬롯-다이 코팅(slot-die coating), 스크린 프린팅(screen printing), 다이렉트 그라비아 프린팅(direct gravure printing), 그라비아 오프셋 프린팅(gravure offset printing), 마이크로 그라비아 프린팅(micro gravure printing), 그리고 플렉소그래픽 프린팅(flexographic printing), 딥 코팅(dip coating), 닥터 블레이딩(doctor blading) 중의 어느 하나의 인쇄방식에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판 제조 방법.
제1항에 있어서, 비아홀 가공 및 천공을 위한 상기 제11 및 제12레이저 드릴링 과정에서 비아홀 간격(Xhole)은 상기 플렉시블 기판의 이송속도(Vop) 및 분사된 잉크가 상기 플렉시블 기판에 공급되는데 걸리는 시간 (Tink)를 고려하여 하기의 수학식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판 제조 방법.
Xhole = (Tink X K) X Vop
(여기서, K는 안전계수이다.)
제1항에 있어서, 상기 제12인쇄 과정에서 잉크 분사 시간(Ts)은 상기 플렉시블 기판의 이송속도(Vop), 분사된 잉크가 상기 플렉시블 기판에 공급되는데 걸리는 시간(Tink) 및 센서와 비아 홀 사이의 간격 (Xs_v)을 고려하여 하기의 수학식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판 제조 방법.
Ts =(Xs_v/Vop) - Tink
제1항에 있어서, 연속 방식을 적용하며,
상기 제12인쇄 과정에 필요한 전도성 지지대(conductive support)와 이송 및 회전대(translation and tilting stage)는 무한루프 컨베이어 벨트로 구현되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판 제조 방법.
제1항에 있어서, 간헐방식을 적용하며,
간헐 방식 적용을 위한 어큐뮬레이터는 제11인쇄과정과 제11레이저 드릴링 과정 사이 및 제12인쇄과정과 제12레이저드릴링 과정 사이에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 제11인쇄과정과 상기 제11레이저 드릴링 과정 사이에서 상기 플렉시블 기판을 상하반전시키는 턴오버(turnover) 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판 제조 방법.
플렉시블 기판의 전면 및 후면에 제1인쇄회로 및 제2인쇄회로가 각각 형성되고 상기 제1인쇄회로 및 제2인쇄회로아의 층간 결합을 위한 비아홀을 가지는 플렉시블 양면 인쇄회로 기판을 제조하는 시스템에 있어서,
플렉시블 기판을 풀어주는 언와인더;
상기 언와인더에서 제공되는 플렉시블 기판에 장력을 인가하는 인피더;
상기 언와인더와 상기 인피더 사이에서 장력 제어를 수행하는 제1장력 제어기;
상기 인피더 다음에 위치하며, 상기 제1인쇄회로를 형성하기 위하여 상기 플렉시블 기판의 전면에 도전성 잉크를 인쇄 및 건조하는 제11인쇄기;
상기 제11인쇄기에 의해 인쇄된 상기 제1인쇄회로를 건조하는 제11건조기;
상기 제11건조기 다음에 위치하며, 레이저 드릴링에 의해 상기 제11건조기에 의해 건조된 상기 제1인쇄회로에서 상기 바이홀이 형성될 위치에 상기 플렉시블 기판의 두께만큼 비아홀을 천공하는 제11레이저 드릴링 머신;
상기 제11레이저 드릴링 머신 다음에 위치하며, EHD 잉크젯 인쇄에 의해 상기 비아홀에 도전성 잉크를 충진하는 제12인쇄기;
상기 제12인쇄기 다음에 위치하며, 상기 제2인쇄회로를 형성하기 위하여 상기 플렉시블 기판의 후면에 도전성 잉크를 인쇄하는 제13인쇄기;
상기 제13인쇄기에 의해 인쇄된 상기 제2인쇄회로를 건조하는 제12건조기; 및
상기 제12건조기 다음에 위치하며, 상기 제1인쇄회로, 상기 비아홀 그리고 상기 제2인쇄회로를 관통하는 천공홀을 형성하는 제12레이저 드릴링 머신;
상기 제12레이저 드릴링 머신 다음에 위치하며, 상기 플렉시블 기판에 장력을 인가하는 아웃피더;
상기 아웃피더를 거친 상기 플렉시블 기판을 감아주는 리와인더; 및
상기 아웃피더와 상기 리와인더 사이에서 장력 제어를 수행하는 제2장력제어기;
를 포함하는 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판 제조 시스템.
제8항에 있어서,
상기 제11인쇄기는 슬롯-다이 코팅(slot-die coating), 스크린 프린팅(screen printing), 다이렉트 그라비아 프린팅(direct gravure printing), 그라비아 오프셋 프린팅(gravure offset printing), 마이크로 그라비아 프린팅(micro gravure printing), 그리고 플렉소그래픽 프린팅(flexographic printing), 딥 코팅(dip coating), 닥터 블레이딩(doctor blading) 중의 어느 하나의 인쇄방식에 의한 인쇄기인 것을 특징으로 하는 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판 제조 시스템.
제8항에 있어서,
EHD 잉크젯 인쇄 시 중첩 정밀도 제어를 위한 모션제어기; 및
잉크젯을 이용한 잉크 분사 시 잉크 유량을 제어하는 잉크젯 제어기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판 제조 시스템.
제10항에 있어서, 상기 잉크젯 제어기의 잉크 분사 시간(Ts)은 상기 플렉시블 기판의 이송속도(Vop), 분사된 잉크가 상기 플렉시블 기판에 공급되는데 걸리는 시간(Tink) 및 센서와 상기 비아홀 사이의 간격 (Xs_v)을 고려하여 하기의 수학식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 양면 회로 기판 제조 시스템.
Ts =(Xs_v/Vop) - Tink
제8항에 있어서,
상기 제11건조기와 상기 제11레이저 드릴링 머신 사이 및 상기 제12건조기와 상기 제12레이저 드릴링 머신 사이에 각각 배치되는 어큐뮬레이터(accumulator)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판 제조 시스템.
제8항에 있어서, 상기 제11 및 제12 드릴링 머신 각각은
드릴링 두께를 제어하기 위한 레이저 제어기; 및
비아홀 위치 정밀도를 제어하기 위한 모션제어기;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판 제조 시스템.
제13항에 있어서, 비아홀 가공 및 천공을 위한 상기 제11 및 제12레이저 드릴링 머신에서 비아홀 간격(Xhole)은 상기 플렉시블 기판의 이송속도(Vop) 및 분사된 잉크가 상기 플렉시블 기판에 공급되는데 걸리는 시간 (Tink)를 고려하여 하기의 수학식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판 제조 시스템.
Xhole = (Tink X K) X Vop
(여기서, K는 안전계수이다.)
제13항에 있어서, 상기 모션제어기는
카메라를 포함한 중첩 정밀도 측정을 위한 센서(sensor)와 연동되며, 1대 이상의 센서를 배치하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판 제조 시스템.
제8항에 있어서, 상기 제11건조기와 상기 제11레이저 드릴링 머신 사이에 상기 플렉시블 기판의 상하방향을 바꾸어주는 턴오버(turnover) 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판 제조 시스템.
언와인더(unwinder), 리와인더(rewinder), 인피더(infeeder), 아웃피더(outfeeder), 장력 제어 및 사행 제어를 하기 위한 장력제어기를 포함하는 롤투롤 연속 인쇄 시스템을 이용하여, 플렉시블 기판의 전면 및 후면에 제1인쇄회로 및 제2인쇄회로가 각각 형성되고 상기 제1인쇄회로 및 제2인쇄회로와의 층간 결합을 위한 비아홀을 가지는 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판을 제조하는 방법에 있어서,
상기 제1인쇄회로를 형성하기 위하여 상기 플렉시블 기판의 전면에 도전성 잉크를 인쇄 및 건조하는 제21인쇄과정;
상기 제2인쇄회로를 형성하기 위하여 상기 플렉시블 기판의 후면에 도전성 잉크를 인쇄 및 건조하는 제22인쇄과정;
레이저 드릴링에 의해 상기 제1인쇄회로, 상기 플렉시블 기판 그리고 상기 제2인쇄회로를 관통하는 비아홀을 천공하는 제21레이저 드릴링 과정
EHD 잉크젯 인쇄에 의해 상기 비아홀에 도전성 잉크를 충진하는 제23인쇄과정;
레이저 드릴링에 의해 도전성 잉크가 충진된 상기 비아홀의 중심에 상기 비아홀을 관통하는 천공홀을 천공하는 제22레이저 드릴링 과정;
을 포함하는 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판 제조 방법.
플렉시블 기판의 전면 및 후면에 제1인쇄회로 및 제2인쇄회로가 각각 형성되고 상기 제1인쇄회로 및 제2인쇄회로아의 층간 결합을 위한 비아홀을 가지는 플렉시블 양면 인쇄회로 기판을 제조하는 시스템에 있어서,
플렉시블 기판을 풀어주는 언와인더;
상기 언와인더에서 제공되는 플렉시블 기판에 장력을 인가하는 인피더;
상기 언와인더와 상기 인피더 사이에서 장력 제어를 수행하는 제1장력 제어기;
상기 인피더 다음에 위치하며, 상기 제1인쇄회로를 형성하기 위하여 상기 플렉시블 기판의 전면에 도전성 잉크를 인쇄 및 건조하는 제21인쇄기;
상기 제21인쇄기에 의해 인쇄된 상기 제1인쇄회로를 건조하는 제21건조기;
상기 제21인쇄기 다음에 위치하며, 상기 제2인쇄회로를 형성하기 위하여 상기 플렉시블 기판의 후면에 도전성 잉크를 인쇄하는 제23인쇄기;
상기 제23인쇄기에 의해 인쇄된 상기 제2인쇄회로를 건조하는 제22건조기; 및
상기 제23인쇄기 다음에 위치하며, 레이저 드릴링에 의해 상기 제1인쇄회로, 상기 플렉시블 기판 그리고 상기 제2인쇄회로를 관통하는 비아홀을 천공하는 제21레이저 드릴링 머신;
상기 제21레이저 드릴링 머신 다음에 위치하며, EHD 잉크젯 인쇄에 의해 상기 비아홀에 도전성 잉크를 충진하는 제22인쇄기;
상기 제22인쇄기 다음에 위치하며, 도전성 잉크가 충진된 상기 비아홀의 중심에 상기 비아홀을 관통하는 천공홀을 형성하는 제22레이저 드릴링 머신;
상기 제22레이저 드릴링 머신 다음에 위치하며, 상기 플렉시블 기판에 장력을 인가하는 아웃피더;
상기 아웃피더를 거친 상기 플렉시블 기판을 감아주는 리와인더; 및
상기 아웃피더와 상기 리와인더 사이에서 장력 제어를 수행하는 제2장력제어기;
를 포함하는 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판 제조 시스템.
언와인더(unwinder), 리와인더(rewinder), 인피더(infeeder), 아웃피더(outfeeder), 장력 제어 및 사행 제어를 하기 위한 장력제어기를 포함하는 롤투롤 연속 인쇄 시스템을 이용하여, 플렉시블 기판의 전면 및 후면에 제1인쇄회로 및 제2인쇄회로가 각각 형성되고 상기 제1인쇄회로 및 제2인쇄회로와의 층간 결합을 위한 비아홀을 가지는 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판을 제조하는 방법에 있어서,
레이저 드릴링에 의해 상기 비아홀이 형성될 위치에 상기 플렉시블 기판을 관통하는 제1천공홀을 천공하는 제31레이저 드릴링 과정;
상기 제1인쇄회로를 형성하기 위하여 상기 플렉시블 기판의 전면에 도전성 잉크를 인쇄 및 건조하는 제31인쇄과정;
상기 제2인쇄회로를 형성하기 위하여 상기 플렉시블 기판의 후면에 도전성 잉크를 인쇄 및 건조하는 제33인쇄과정; 및
잉크젯 인쇄에 의해 상기 제1천공홀에 도전성 잉크를 충진하여 상기 비아홀을 형성하는 제32인쇄과정;
레이저 드릴링에 의해 상기 비아홀을 관통하는 제2천공홀을 천공하는 제32레이저 드릴링 과정;
을 포함하는 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판 제조 방법.
플렉시블 기판의 전면 및 후면에 제1인쇄회로 및 제2인쇄회로가 각각 형성되고 상기 제1인쇄회로 및 제2인쇄회로아의 층간 결합을 위한 비아홀을 가지는 플렉시블 양면 인쇄회로 기판을 제조하는 시스템에 있어서,
플렉시블 기판을 풀어주는 언와인더;
상기 언와인더에서 제공되는 플렉시블 기판에 장력을 인가하는 인피더;
상기 언와인더와 상기 인피더 사이에서 장력 제어를 수행하는 제1장력 제어기;
상기 인피더 다음에 위치하며, 레이저 드릴링에 의해 상기 플렉시블 기판을 관통하는 제1천공홀을 형성하는 제31레이저 드릴링 머신;
상기 제31레이저 드릴링 머신 다음에 위치하며, 상기 제1인쇄회로를 형성하기 위하여 제1천공홀이 천공된 상기 플렉시블 기판의 전면에 도전성 잉크를 인쇄 및 건조하는 제31인쇄기;
상기 제31인쇄기에 의해 인쇄된 상기 제1인쇄회로를 건조하는 제31건조기;
상기 제31인쇄기 다음에 위치하며, 상기 제2인쇄회로를 형성하기 위하여 상기 플렉시블 기판의 후면에 도전성 잉크를 인쇄하는 제33인쇄기;
상기 제33인쇄기에 의해 인쇄된 상기 제2인쇄회로를 건조하는 제32건조기;
상기 제33인쇄기 다음에 위치하며, 잉크젯 인쇄에 의해 상기 제1천공홀에 도전성 잉크를 충진하여 비아홀을 형성하는 제32인쇄기;
상기 제32인쇄기에 의해 형성된 상기 비아홀에 충진된 도전성 잉크를 건조하는 제33건조기; 및
상기 제32인쇄기 다음에 위치하며, 레이저 드릴링에 의해 상기 비아홀을 관통하는 제2천공홀을 형성하는 제32레이저 드릴링 머신;
상기 제32레이저 드릴링 머신 다음에 위치하며, 상기 플렉시블 기판에 장력을 인가하는 아웃피더;
상기 아웃피더를 거친 상기 플렉시블 기판을 감아주는 리와인더; 및
상기 아웃피더와 상기 리와인더 사이에서 장력 제어를 수행하는 제2장력제어기;
를 포함하는 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판 제조 시스템.
언와인더(unwinder), 리와인더(rewinder), 인피더(infeeder), 아웃피더(outfeeder), 장력 제어 및 사행 제어를 하기 위한 장력제어기를 포함하는 롤투롤 연속 인쇄 시스템을 이용하여, 플렉시블 기판의 전면 및 후면에 제1인쇄회로 및 제2인쇄회로가 각각 형성되고 상기 제1인쇄회로 및 제2인쇄회로와의 층간 결합을 위한 비아홀을 가지는 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판을 제조하는 방법에 있어서,
레이저 드릴링에 의해 상기 플렉시블 기판에 비아홀 형성을 위한 제1천공홀을 천공하는 제41레이저 드릴링 과정;
상기 제1천공홀의 주변부를 채우는 상기 제1인쇄회로를 형성하기 위하여 상기 플렉시블 기판의 전면에 도전성 잉크를 인쇄 및 건조하는 제41인쇄과정;
상기 제2인쇄회로를 형성하기 상기 플렉시블 기판의 후면에 도전성 잉크를 인쇄 및 건조하는 제43인쇄과정; 및
레이저 드릴링에 의해 상기 비아홀의 중앙부분에서 상기 제2인쇄회로를 관통하는 제2천공홀을 천공하는 제42레이저 드릴링과정;
을 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판 제조 방법.
플렉시블 기판의 전면 및 후면에 제1인쇄회로 및 제2인쇄회로가 각각 형성되고 상기 제1인쇄회로 및 제2인쇄회로아의 층간 결합을 위한 비아홀을 가지는 플렉시블 양면 인쇄회로 기판을 제조하는 시스템에 있어서,
플렉시블 기판을 풀어주는 언와인더;
상기 언와인더에서 제공되는 플렉시블 기판에 장력을 인가하는 인피더;
상기 언와인더와 상기 인피더 사이에서 장력 제어를 수행하는 제1장력 제어기;
상기 인피더 다음에 위치하며, 레이저 드릴링에 의해 상기 비아홀이 형성될 위치에 상기 플렉시블 기판에 제1천공홀을 천공하는 제41레이저 드릴링 머신;
상기 제41레이저 드릴링 머신 다음에 위치하며, 상기 제1인쇄회로를 형성하기 위하여 상기 플렉시블 기판의 전면에 도전성 잉크를 인쇄 및 건조하는 제41인쇄기;
상기 제41인쇄기에 의해 인쇄된 상기 제1인쇄회로를 건조하는 제41건조기;
상기 제41인쇄기 다음에 위치하며, 상기 제2인쇄회로를 형성하기 위하여 상기 플렉시블 기판의 후면에 도전성 잉크를 인쇄하는 제43인쇄기;
상기 제43인쇄기에 의해 인쇄된 상기 제2인쇄회로를 건조하는 제42건조기; 및
상기 제43인쇄기 다음에 위치하며, 상기 제1천공홀의 중앙 부분에서 상기 제2인쇄회로를 관통하는 제2천공홀을 형성하는 제42레이저 드릴링 머신;
상기 제42레이저 드릴링 머신 다음에 위치하며, 상기 플렉시블 기판에 장력을 인가하는 아웃피더;
상기 아웃피더를 거친 상기 플렉시블 기판을 감아주는 리와인더; 및
상기 아웃피더와 상기 리와인더 사이에서 장력 제어를 수행하는 제2장력제어기;
를 포함하는 플렉시블 양면 인쇄 회로 기판 제조 시스템.