KR101535864B1 - 레이저를 이용한 연성회로기판 제조장치 및 제조방법 - Google Patents

레이저를 이용한 연성회로기판 제조장치 및 제조방법 Download PDF

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Abstract

연성회로기판의 제조장치 및 제조방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 연성회로기판의 제조장치는, 연성을 갖는 비도전성의 기재 상에 금속에 의한 시드층을 형성하는 시드층 형성부와, 마스크 및 레이저빔을 이용하여 시드층을 패터닝하여 기재의 일부를 노출시키고 시드 패턴을 형성하는 레이저 패터닝부와, 시드 패턴 상에 도금에 의해서 도금층을 적층하여 회로패턴을 형성하는 도금부를 포함하고, 마스크에는 시드 패턴과 동일한 형상 및 크기를 갖는 반사영역이 형성되어 있으며, 레이저빔은 라인빔 형상을 갖는다.

Description

레이저를 이용한 연성회로기판 제조장치 및 제조방법{MANUFACTURING DEVICE AND METHOD FOR FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD USING LASER}
본 발명은 레이저를 이용한 연성회로기판 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.
연성회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)는 휘는 성질을 갖는 플렉서블(flexible)한 기재 상에 회로 패턴이 형성되어 있는 것으로, 일반적으로 전자기기에서 굴곡이 많은 부분에서 두 구간을 전기적으로 연결하기 위해 사용된다.
도 1은 연성회로기판을 제작하기 위한 종래의 방법을 예시하는 순서도이다.
도 1을 참조하면, 연성회로기판을 제작하기 위해서 리소그래피(lithography) 공정의 일종인 세미 애디티브 공정(Semi Additive Process, SAP)이 일반적으로 사용된다. 세미 애디티브 공정은, 기재(基材)에 해당하는 베이스를 준비하는 단계, 베이스 상에 금속에 의한 시드층(seed layer)을 형성하는 단계, 시드층 상에 감광성 필름(Dry Film Photoresist, DFR)을 적층하는 단계, 회로패턴을 형성하고자 하는 부분에 대한 감광성 필름을 노광하는 단계, 노광된 감광성 필름을 현상에 의해서 제거하는 단계, 금속 도금을 실시하여 회로패턴을 형성하는 단계, 감광성 필름을 박리하는 단계 그리고 플래쉬 에칭(flash etching)을 실시하는 단계를 포함한다.
이와 같이, 연성회로기판을 제작하기 위한 세미 애디티브 공정은 8 단계를 거쳐야 하기 때문에, 공정이 복잡하여 시간이 많이 소요되고, 고가의 노광 및 현상 장비 등을 구비해야 하기 때문에 설치 비용이 높으며, 에칭액으로 인해서 환경 오염이 유발되는 등의 문제점을 갖는다.
미국 등록특허 US6,448,158
따라서 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 연성회로기판의 제작에 있어서 공정 수를 줄일 수 있는 연성회로기판의 제조장치 및 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 연성회로기판의 제조장치는, 연성을 갖는 기재 상에 금속에 의한 시드층을 형성하는 시드층 형성부와, 마스크 및 레이저빔을 이용하여 시드층을 패터닝하여 기재의 일부를 노출시키고 시드 패턴을 형성하는 레이저 패터닝부와, 시드 패턴 상에 도금에 의해서 도금층을 적층하여 회로패턴을 형성하는 도금부를 포함하고, 마스크에는 시드 패턴과 동일한 형상 및 크기를 갖는 반사영역이 형성되어 있으며, 레이저빔은 라인빔 형상을 갖는다.
본 발명에 따른 연성회로기판 제조장치는 다음과 같은 실시예들을 하나 또는 그 이상 구비할 수 있다. 예를 들면, 반사영역은 상이한 굴절률을 갖는 제1 반사층 및 제2 반사층이 교대로 적층되어 형성될 수 있다.
레이저 패터닝부는, 기재의 일측에 배치되어 기재의 일면과 접하는 차폐부를 포함하고, 마스크는 기재의 타측에 배치되어 기재의 타면과 접할 수 있다.
차폐부는 흡입장치와 연결되어 있고, 흡입장치는 가공 분진을 흡입하여 차폐부의 외부로 배출할 수 있다.
차폐부의 내부에는 레이저빔을 흡수 또는 산란시키는 액티브 영역이 형성될 수 있다.
차폐부는 블로잉 장치와 연결되어 있고, 블로잉 장치는 차폐부의 내부에서 마스크 방향으로 공기를 분사하여 기재가 마스크에 밀착되도록 할 수 있다.
연성을 갖는 기재 상에 금속에 의한 시드층을 형성하는 단계와, 마스크 및 레이저빔을 이용하여 시드층을 패터닝하여 기재의 일부를 노출시키고 시드 패턴을 형성하는 단계와, 시드 패턴 상에 도금에 의해서 도금층을 적층하여 회로패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있고, 마스크에는 상기 시드 패턴과 동일한 형상 및 크기를 갖는 반사영역이 형성되어 있으며, 상기 레이저빔은 라인빔 형상을 갖는다.
본 발명은 연성회로기판을 용이하게 제작할 수 있는 그 제조장치 및 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 연성회로기판을 제작하기 위한 종래의 방법을 예시하는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 연성회로기판 제조장치를 예시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연성회로기판 제조방법을 예시하는 순서도이다.
도 4는 도 2에 예시된 마스크에 대한 사시도이다.
도 5는 도 4에 예시된 마스크의 일부에 대한 단면도이다.
도 6은 기재 상에 시드층이 형성된 상태를 예시하는 사시도이다.
도 7은 레이저 패터닝에 의해 기재 상에 형성된 시드 패턴을 예시하는 사시도이다.
도 8은 도 7의 AA선에 따른 단면도이다.
도 9는 도 7에서 시드 패턴 상에 금속 도금에 의해서 도금층이 적층되어 회로패턴이 형성된 상태를 예시하는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 연성회로기판 제조장치를 예시하는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저를 이용한 연성회로기판 제조장치(100)를 예시하는 도면이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연성회로기판 제조방법을 예시하는 순서도이다. 그리고 도 4는 도 2에 예시된 마스크(160)의 사시도이고, 도 5는 도 4에 예시된 마스크(140)의 일부에 대한 단면도이다. 또한, 도 6은 기재(10) 상에 시드층(12)이 형성된 상태를 예시하는 사시도이고, 도 7은 기재(10) 상에 시드 패턴(14)이 형성된 상태를 예시하는 사시도이며, 도 8은 도 7의 AA선에 따른 단면도이고, 도 9는 도금에 의해서 회로패턴(18)이 형성된 상태를 예시하는 사시도이다.
도 2 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 연성회로기판 제조장치는, 연성을 갖는 기재(10) 상에 금속에 의한 시드층(12)을 형성하는 시드층 형성부(120)와, 마스크(160) 및 레이저빔을 이용하여 시드층(12)을 패터닝하여 시드 패턴(14)을 형성하는 레이저 패터닝부(140)와, 시드 패턴(14) 상에 금속 도금에 의해서 도금층(16)을 적층하여 회로패턴(18)을 형성하는 도금부(180)를 포함한다.
그리고 본 발명의 제1 실시예에 따른 연성회로기판 제조방법은, 연성을 갖는 기재(10) 상에 금속에 의한 시드층(12)을 형성하는 단계와, 마스크(160) 및 레이저빔을 이용하여 시드층(12)을 패터닝하여 시드 패턴(14)을 형성하는 단계와, 시드 패턴(14) 상에 금속 도금에 의해서 도금층(16)을 적층하여 회로패턴(18)을 형성하는 단계를 포함한다.
본 실시예에 따른 연성회로기판 제조장치(100) 및 제조방법은, 레이저빔(laser beam) 및 마스크(mask)를 이용하여 시드층(12)에 시드 패턴(14)을 형성한 후, 시드 패턴(14) 상에 도금층(16)을 추가로 적층함으로써 회로패턴(18)을 형성하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 연성회로기판 제조장치(100) 및 제조방법은 종래의 세미 애디티브 공정(SAP)에 비해서 공정 수를 획기적으로 줄일 수 있고 장치 설치 비용을 절감할 수 있으며, 에칭 용액을 사용하지 않기 때문에 환경 오염 등의 문제가 유발되지 않는다.
그리고 본 실시예에 다른 연성회로기판 제조장치(100) 및 제조방법은, 레이저 패터닝 과정에서 발생하는 가공분진(debris)이 차폐부재(142)의 내부로 모두 포집되기 때문에, 가공분진으로 인한 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예에 따른 연성회로기판 제조장치(100)는, 이송부(110), 시드층 형성부(120), 레이저 패터닝부(140) 및 도금부(180)를 포함한다.
이송부(110)는 기재(10)를 이동시켜서 시드층 형성부(120), 레이저 패터닝부(140) 및 도금부(180)에 연속적으로 공급될 수 있도록 한다. 이송부(110)는 다수 개의 이송롤러(112, 114, 116, 118)를 포함한다. 일부의 이송롤러(112, 114, 116)는 기재(10)가 시드층 형성부(120) 및 레이저 패터닝부(140)를 편평하게 펴진 상태로 통과할 수 있도록 기재(10)에 약간의 장력(tension)을 제공할 수 있다. 그리고 일부의 이송롤러(116, 118)는 플렉서블한 특성을 갖는 기재(10)를 굴곡시켜서 도금부(180)의 도금액(182)에 침지되도록 한다.
이송부(110)에 의해서 이송되는 기재(10)는 비도전성이고 플렉서블(flexible)한 특징을 갖는 것으로, 칩(chip)과 같은 전자 소자들이 실장될 수 있도록 열적 안정성이 우수한 물질에 의해 형성될 수 있다. 예를 들면, FR-4(Flame Retardant Composition 4)의 유리 에폭시(Glass Epoxy, GE), 비스말레이미드 트리아진(Bismaleimide Triazine, BT), 폴리에스테르이미드(Polyesterimide), 테플론(Teflon), 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리아미드(Polyamide, PA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(Polybutylene Terephthalate, PBT) 및 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC) 중에서 선택된 하나 또는 이들의 조합에 의해 기재(10)가 형성될 수 있다. 물론, 본 발명은 기재(10)의 재질 또는 특성에 의해서 제한되지 않는다.
시드층 형성부(120)는 기재(10) 상에 일정한 두께를 갖는 금속의 시드층(seed layer)(12)을 형성한다. 시드층(12)은 구리(Cu), 티탄(Ti), 철(Fe), 아연(Zn), 안티몬(Sb), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 스트론튬(Sr) 및 크롬(Cr)에 의해 형성될 수 있다. 특히, 시드층(12)은 니켈과 크롬의 합금이거나, 니켈과 구리의 합금인 모넬(Monel)일 수 있다. 그리고 기재(10) 상에 시드층(12)을 형성하는 방법으로는 스퍼터링(sputtering) 또는 증착 등의 방법을 이용할 수 있다. 시드층(12)의 두께는 0.5㎛ 이하 정도로 얇게 형성될 수 있다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 시드층(12)을 패터닝 하여 시드 패턴(14)이 형성되는 경우, 시드 패턴(14)에 해당하는 이외의 시드층(12)은 모두 제거된다. 이와 같이, 시드층(12)이 제거됨으로써 기재(10)의 일면이 노출되고, 시드층(12)이 제거된 부분에는 추후 도금에 의해서 도금층이 형성되지 않는다.
스퍼터링에 의해서 시드층(12)을 형성하는 경우, 시드층 형성부(120)는 챔버(122) 및 분사노즐(124)을 구비할 수 있다. 챔버(122)의 내부에는 낮은 진공이 형성되고, 분사노즐(124)에서는 소스 물질에 해당하는 구리 입자가 기재(10) 방향으로 분사되어 증착된다.
기재(10)와 시드층(12)의 접착력을 강화하기 위해서, 기재(10) 또는 시드층(12)은 타이 코팅(tie coating)을 포함할 수 있다. 타이 코트(tie coat)는 건조 속도가 매우 빠르고 거의 모든 종류의 표면에 부착될 수 있는 초박막의 분자 기반 접착 촉진제이다. 타이 코트는 기재(10)에 시드층(12)이 형성되기 이전에 기재(10)의 일면에 형성될 수 있다. 그리고 기재(10)에 대해 타이 코팅을 수행하지 않는 경우, 시드층(12)의 형성 이전에 기재(10)의 일면을 표면처리 할 수 있다.
물론, 본 발명에 따른 연성회로기판 제조장치(100)는 기재(10) 상에 형성되는 시드층(12)의 형성 방법에 의해 제한되지 않는다.
시드층(12)이 형성된 기재(10)는 이송부(110)에 의해서 레이저 패터닝부(140)로 이송된다. 레이저 패터닝부(140)는 시드층(12)을 레이저를 이용하여 패터닝 함으로써 시드 패턴(14)을 형성한다. 시드 패턴(14)은 추후 금속 도금에 의해서 그 상부에 도금층(16)이 형성될 수 있게 한다.
레이저 패터닝부(140)는 차폐부재(142), 흡입장치(152), 블로잉장치(154), 레이저 광원(156) 및 마스크(160)를 포함한다.
본 실시예에 따른 레이저 패터닝부(140)는 적외선 레이저(IR laser)를 이용하는 것으로 마스크(160)가 기재(10)에 밀착될 수 있다.
도 2를 참조하면, 차폐부재(142)와 마스크(160)는 기재(10)의 일면과 타면과 각각 접한다. 그리고 기재(10)의 일면에는 시드층(12)이 형성되어 있고, 기재(10)의 타면에는 마스크(160)가 하향 밀착되어 있다. 레이저 광원(156)에서 출사된 레이저빔은 마스크(160)의 투과영역(162)을 관통한 후 기재(10)에 형성된 시드층(12)의 일부를 제거하는데, 시드층(12)의 제거 과정에서 가공분진(debris)이 생성된다. 차폐부재(142) 및 마스크(160)가 기재(10)의 일면 및 타면과 각각 접하고 있기 때문에, 가공분진은 모두 차폐부재(142)의 내부공간(146)으로 유입된다. 차폐부재(142)의 내부공간(146)으로 유입된 가공분진은 흡입장치(152)에 의해서 차폐부재(142)의 외부로 배출된다.
차폐부재(142)는 일면이 개방된 직육면체 형상을 가지고, 그 내부공간(146)에는 액티브영역(148)이 형성되어 있다. 액티브영역(148)은, 마스크(160) 및 기재(10)를 통과한 레이저빔을 분산 또는 산란시키는 영역에 해당한다. 이로 인해, 기재(10)를 투과한 레이저빔은 차폐부재(142)의 외부로 나가지 않고 그 내부공간(146)에서 모두 소멸될 수 있다.
액티브영역(148)은, 레이저빔이 투과하는 석영(quartz)으로 이루어진 기판의 표면을 화학적 에칭 또는 샌드블라스트(sandblast) 방식 등에 의해서 표면에 미세한 요철을 형성함으로써 이루어질 수 있다.
차폐부재(142)는 흡입장치(152)와 연결되어 있다. 흡입장치(152)는 차폐부재(142)의 내부공간(146)으로 유입된 가공분진을 외부로 배출한다. 그리고 차폐부재(142)에는 공기 주입장치(도시하지 않음)가 결합될 수 있다. 공기 주입장치를 통해 유입된 고압 및 고속의 공기는 가공분진을 외부로 용이하게 배출할 수 있게 한다.
차폐부재(142)는 블로잉(blowing) 장치(154)와 연결되어 있다. 블로잉 장치(154)는 기재(10)의 하부에서 상부 방향 즉, 마스크(160) 방향으로 공기를 분사하여, 가공 과정에서 기재(10)가 마스크(160)에 밀착될 수 있게 한다. 또한, 블로잉 장치(154)의 블로잉에 의한 재오염을 방지하기 위해서 공기의 유량과 방향을 조정할 수 있다.
블로잉 장치(154)에 의한 블로잉 과정에서, 이온빔이 공기와 함께 분사될 수 있다. 이온빔은 레이저 패터닝 과정에서 발생하는 정전기를 제거함으로써 정전기로 인해 가공 분진이 피가공물(10) 등에 부착되는 것을 방지한다.
블로잉 장치(154)에 의한 블로잉은, 도 2에서 화살표로 예시되어 있는 바와 같이, 내부공간(146)에 포함되어 있는 기재(10)의 영역 전체를 대상으로 할 수 있다. 또한, 블로잉 장치(154)에 의한 블로잉은, 내부공간(146)에 포함되어 있는 기재(10)의 영역을 여러 개로 구분하여 실시할 수도 있다. 예를 들면, 레이저 광원(156)의 이동에 의해서 레이저빔의 스캐닝이 도 2의 좌측에서 우측 방향으로 진행되는 경우, 블로잉 장치(154)에 의한 에어 블로잉도 레이저빔의 스캐닝과 동기화되어 좌측에서 우측 방향으로 진행될 수 있다.
레이저 광원(156)은 라인빔(line beam) 형상의 레이저빔을 마스크(160)를 향해서 출사한다. 라인빔은 그 폭에 비해서 길이가 매우 큰 형상을 갖는 직선 형상의 빔이다. 레이저 광원(156)에서 출사된 라인빔은 마스크(160) 상을 1회 또는 다수 회 스캐닝(scanning) 한다. 그리고 레이저 광원(156)에서 출력되는 라인빔의 폭을 마스크(160)의 폭과 일치시켜서, 1회의 스캐닝에 의해서 패터닝을 수행하도록 할 수 있다.
물론, 레이저 광원(156)에서 출력되는 레이저빔은 스폿(spot) 형상의 빔에 해당할 수 있으며, 본 발명은 레이저빔의 형상 및 종류 등에 의해서 제한되지 않는다.
마스크(160)는 레이저빔을 선택적으로 투과 및 반사시켜서, 형성하고자 하는 회로패턴(18)과 동일한 크기 및 형상을 갖는 시드패턴(14)을 시드층(12)에 형성할 수 있게 한다. 그리고 마스크(160)는 기재(10)의 일면과 접하면서 기재(10)를 차폐부재(142) 방향으로 하향 가압하여서, 차폐부재(142)가 기재(10)에 의해서 밀폐되도록 한다.
마스크(160)는 레이저빔이 투과하는 투과영역(162)과 레이저빔이 반사되는 반사영역(164)을 포함한다. 반사영역(164)은 기재(10)에 형성하고자 하는 회로패턴(18)과 동일한 크기 및 형상을 갖도록 형성된다. 따라서 마스크(160)에서 반사영역(164)을 제외한 나머지 영역에 해당하는 투과영역(162)을 통과한 레이저빔은 시드층(12)을 일부 제거하여 시드패턴(14)이 잔존하도록 한다. 시드패턴(14)은 마스크(160)의 반사영역(164) 및 회로패턴(18)과 동일한 형상 및 크기를 갖는다.
반사영역(164)은 베이스기판(166)에 형성된 매립홈(168)에 제1 반사막(172) 및 제2 반사막(174)을 교대로 수 내지 수십 층 적층함으로써 형성된다.
베이스기판(166)은 레이저빔을 투과시키는 재질에 의해 형성된다. 베이스기판(166)으로는 유리기판, 용융 실리카(fused silica) 기판, 석영(Quartz) 기판, 합성 석영(Synthetic Quartz) 기판 또는 CaF2 기판 등이 사용될 수 있다. 또한, 베이스기판(166)의 저면, 즉 레이저빔이 입사되는 면에는 반사방지막(Anti-Refection Coating; ARC)(도시하지 않음)이 추가로 형성될 수 있으며, 이를 통해 베이스기판(166)의 투과영역(162)에서 레이저빔의 투과율을 향상시킴으로써 패터닝 효율을 높일 수 있다.
베이스기판(166)에 형성되는 매립홈(144)에는 레이저빔을 반사시키는 반사영역(164)이 형성된다. 매립홈(168)은 일정한 깊이를 가진 홈으로서, 포토레지스트 패터닝 공정이나 레이저를 이용한 패터닝 공정을 통해서 형성될 수 있다.
매립홈(168)에 형성되는 반사영역(164)은, 상이한 반사율을 갖는 제1반사막(172) 및 제2반사막(174)을 교대로 수 내지 수십층 적층함으로써 형성된다. 제1반사막(172) 및 제2반사막(174)의 적층에 의해서 매립홈(168)이 완전히 매립된다.
제1반사막(172)은 굴절율이 상대적으로 낮은 SiO2막 또는 MgF2막이 사용될 수 있으며, 제2반사막(174)은 제1반사막(172)에 비해 굴절율이 높은 TiO2막, Al2O3막, Ta2O5막, Cerium fluoride막, Zinc sulfide막, AlF3막, Halfnium oxide막 또는 Zirconium oxide막 등이 사용될 수 있다. 예를 들어, 반사영역(164)은 MgF2막/SiO2막, Ta2O5막/SiO2막 등의 적층 구조를 반복적으로 수 내지 수십층 적층함으로써 형성될 수 있으며, MgF2막/SiO2막의 경우에는 5J/cm2~8J/cm2, Ta2O5막/SiO2막의 경우에는 10 J/cm2 정도의 에너지를 갖는 레이저빔에 견딜 수 있도록 형성될 수 있다.
제1반사막(172) 및 제2반사막(174)은 각각 기상증착(evaporative deposition), 이온보조증착(ion beam assisted deposition), 화학기상증착(chemical vapor deposition, CVD), 이온증착(ion beam deposition), 분자선 결정성장법(Molecular Beam Epitaxy, MBE), 스퍼터 증착(sputter deposition) 등의 방법에 의해 형성될 수 있다.
마스크는 도 5에 예시된 유전체 마스크뿐만 아니라, 고반사 메탈 박막 마스크(high refractive metal thin film mask), 디퓨징 마스크(diffusing mask), 포토 마스크(photo mask), 세라믹 마스크(ceramic mask) 또는 메탈 마스크(metal mask) 중 어느 하나일 수 있다.
레이저 패터닝부(140)에 의해서 시드패턴(14)이 형성된 후 기재(10)는 이송부(110)에 의해서 도금부(180) 방향으로 이송되어 도금액(182)에 침지된다. 도금부(180)에서는 시드패턴(14) 상에 일정한 두께를 갖는 도금층(16)이 형성된다. 이와 같이 금속 도금에 의해 형성된 도금층(16)은 시드패턴(14)과 함께 회로패턴(18)을 형성한다.
도금부(180)는 전해 도금 또는 비전해 도금에 의해서 시드패턴(14)에 도금층(16)이 형성되도록 한다. 그리고 회로패턴(18)의 두께를 크게 하기 위해서, 무전해 도금을 실시한 후 전해 도금을 추가로 실시할 수도 있다. 무전해 도금의 재료로는 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au) 및 은(Ag) 등을 사용할 수 있다.
도금부(180)에서 사용되는 도금액(182)은 형성하고자 하는 도금층(16)의 두께에 따라서 그 종류가 달라질 수 있다.
이하에서는 도 10을 참조하면서 본 발명의 제2 실시예에 따른 연성회로기판 제조장치에 대해서 설명하기로 한다.
제2 실시예에 따른 연성회로기판 제조장치는, 레이저 패터닝부(240)를 제외한 나머지는 제1 실시예에 따른 연성회로기판 제조장치와 동일하기 때문에, 이하에서는 레이저 패터닝부(240)에 대해서만 설명하기로 한다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 연성회로기판 제조장치의 레이저 패터닝부(240)를 예시하는 도면이다.
도 10을 참조하면, 레이저 패터닝부(240)는 엑시머 레이저(excimer laser)를 사용하고 마스크(248)가 기재(10)에서 일정 간격 이격되어 있는 것을 특징으로 한다.
레이저 패터닝부(240)는, 레이저 소스(240), 에터뉴에이터(attenuator)(244), 빔호모지나이저 및 쉐이핑유닛(246), 마스크(248) 및 프로젝션렌즈(250)를 포함한다.
레이저 소스(240)는, 파장이 355nm, 532nm 또는 1064nm와 같은 레이저를 이용하거나 또는 파장이157nm, 193nm, 248nm, 308nm 등과 같이 355nm 이하의 엑시머(excimer) 레이저를 사용할 수 있다.
어테뉴에이터(attenuator)(244)는 레이저 소스(240)에서 출력된 레이저빔의 에너지를 원하는 값으로 조절한다. 어테뉴에이터(244)에 의해 레이저빔의 에너지는 레이저 출력의 10~90% 사이에서 조절될 수 있다.
빔호모지나이저 및 쉐이핑 유닛(246)은 빔의 균일도를 향상하고 라인빔 형상을 갖도록 한다. 빔호모지나이저는 에너지 분포를 가우시안(Gaussian) 형태에서 플랫탑(flat top) 형태로 변환한다. 그리고 쉐이핑 유닛은 스폿 형상의 레이저빔을 라인빔(line beam) 형상으로 변경한다.
라인빔은 그 폭에 비해 길이가 긴 형태의 레이저빔에 해당한다. 라인빔의 형태는 예를 들어, 길이가 60mm이고 폭이 1mm에 해당할 수 있다. 라인빔은 마스크(248)의 상부에서 스캐닝(scanning)에 의해 이동한다.
마스크(248)는 제1 실시예에 따른 레이저 패터닝부(140)의 마스크(160)와 동일한 구성을 갖기 때문에 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
레이저 패터닝부(240)는 레이저 패터닝 과정에서 생성되는 가공분진(debris)을 제거하기 위한 클리닝 유닛(cleaning unit)(도시하지 않음)과, 플렉서블한 특성을 갖는 기재(10)를 롤 투 롤(roll to roll) 방식에 의해 이송시키는 이송장치(도시하지 않음)를 구비할 수 있다.
본 실시예에 따른 레이저 패터닝부(240)는 라인빔을 이용하는 것으로 예시하였지만, 스폿빔(spot beam)을 이용할 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 일 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 연성회로기판 제조장치
110: 이송부 120: 시드층 형성부
140: 레이저 패터닝부 142: 차폐부재
160: 마스크 180: 도금부

Claims (18)

  1. 연성을 갖고 레이저빔이 투과하는 비도전성 기재의 일면에 금속에 의한 시드층을 형성하는 시드층 형성부;
    마스크 및 레이저빔을 이용하여 상기 시드층을 패터닝함으로써, 상기 기재의 일면 중 일부를 노출시키고 시드 패턴을 형성하는 레이저 패터닝부; 및
    상기 시드 패턴 상에 도금에 의해서 도금층을 적층하여 회로패턴을 형성하는 도금부를 포함하고,
    상기 마스크에는 상기 시드 패턴과 동일한 형상 및 크기를 갖는 반사영역이 형성되어 있으며,
    상기 레이저 패터닝부는 상기 기재의 일측에 배치되어 상기 기재의 일면과 접하는 차폐부를 포함하고, 상기 마스크는 상기 기재의 타측에 배치되어 상기 기재의 타면과 접하며,
    상기 차폐부는 블로잉 장치와 연결되어 있고, 상기 블로잉 장치는 상기 차폐부의 내부에서 상기 마스크 방향으로 공기를 분사하여 상기 기재가 상기 마스크에 밀착되도록 하는 레이저 가공장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기재는, FR-4(Flame Retardant Composition 4)의 유리 에폭시(Glass Epoxy, GE), 비스말레이미드 트리아진(Bismaleimide Triazine, BT), 폴리에스테르이미드(Polyesterimide), 테플론(Teflon), 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리아미드(Polyamide, PA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(Polybutylene Terephthalate, PBT) 및 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC) 중 어느 하나에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반사영역은 상이한 굴절률을 갖는 제1 반사층 및 제2 반사층이 교대로 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 패터닝부는 라인빔을 이용하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 패터닝부는 적외선 레이저를 이용하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 차폐부는 흡입장치와 연결되어 있고,
    상기 흡입장치는 가공 분진을 흡입하여 상기 차폐부의 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 차폐부의 내부에는 레이저빔을 흡수 또는 산란시키는 액티브 영역이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 시드층의 두께는 0.5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
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