KR101552082B1 - 타발공법을 이용한 fpcb제조방법 - Google Patents

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조호경
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    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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Abstract

본 발명은 에프피씨비(FPCB : FLEXIBLE PRINT CIRCUIT BOARD, 연성회로기판)의 제조시에 타발공법을 이용하여 회로를 형성하도록 하여 제조공정이 간단하고 수처리 등의 환경오염문제가 없는 타발공법을 이용한 FPCB제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예는 (a) 동박의 상부면에 캐리어 필름을 합지하고, 동박의 하부면에 접착제층을 형성하며, 접착제층의 하부에 이형지를 가접하는 단계; (b) 타발 공법을 이용하여 동박 하부면의 불필요한 부분을 제거하여 회로를 형성하는 단계; (c) 회로 하부의 이형지를 제거한 후 회로의 하부에 폴리이미드 필름를 가접하여 기준층면 회로를 형성하는 단계; (d) 기준층면 회로의 캐리어 필름을 제거하고 커버레이를 가접하여 적층하는 단계; (e) 적층체를 프레스하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

Description

타발공법을 이용한 FPCB제조방법{Manufacturing method of flexible print circuit board}
본 발명은 타발공법을 이용한 FPCB제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 에프피씨비(FPCB : FLEXIBLE PRINT CIRCUIT BOARD, 연성회로기판)의 제조시에 타발공법을 이용하여 회로를 형성하도록 하여 제조공정이 간단하고 수처리 등의 환경오염문제가 없는 타발공법을 이용한 FPCB제조방법에 관한 것이다.
인쇄회로기판은 기판 재질 상에 회로가 인쇄된 것으로 인쇄회로기판은 기판 재질의 성질에 따라 강성의 인쇄회로기판(Rigid PCB)과 연성의 인쇄회로기판(FPCB:Flexible Printed Circuit Board) 등으로 구분된다.
일반적으로 FPCB제조는 플렉시블 원판인 동박적층판(CCL; COPPER CLAD LAMINATE)을 UV레이저를 이용하여 회로를 형성하고 물과 화학약품을 사용하여 클리닝과 부식 등을 처리하는 wet line 공정으로 제조하도록 하여, 공정이 복잡하고 환경오염 등의 문제가 있었다.
또한, 박판의 제품을 공정간 이동시키기 위하여 컨베이어 등의 설비 구축이 필요하였으며, 박판의 제품을 이동시키고 가공 하는 과정에서 찍어지거나 구부러지는 등의 불량이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 제1431809호 "레이저를 이용한 연성회로기판 제조방법 및 이를 위한 제조시스템"(특허문헌 1)이 있다. 상기 배경기술에서는 '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.'을 제안한다.
그러나 상기 배경기술 역시 공정이 복잡하고 박판의 제품을 공정간 이동시키기 위하여 컨베이어 등의 설비 구축이 필요한 문제점이 있었다.
특허등록 제1431809호 "레이저를 이용한 연성회로기판 제조방법 및 이를 위한 제조시스템"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 타발공법을 이용하여 회로를 형성하기 때문에 물(水)과 화학약품을 사용하지 않아 제조비용 및 공정을 축소시킬 수 있는 매우 유용한 효과가 있으며, 적층 후 외형공정 진행으로 불순물을 통한 불량률 대폭 감소시킬 수 있고, 회로 형성 시 이형지를 통하여 회로면을 보호하기 때문에 다층 제품 제조 시 Oxide 공정 생략이 가능하며, 가이드 핀을 이용하여 초 고다층 제작 가능한 타발공법을 이용한 FPCB제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 (a) 동박의 상부면에 캐리어 필름을 합지하고, 동박의 하부면에 접착제층을 형성하며, 접착제층의 하부에 이형지를 가접하는 단계; (b) 타발 공법을 이용하여 동박 하부면의 불필요한 부분을 제거하여 회로를 형성하는 단계; (c) 회로 하부의 이형지를 제거한 후 회로의 하부에 폴리이미드 필름를 가접하여 기준층면 회로를 형성하는 단계; (d) 기준층면 회로의 캐리어 필름을 제거하고 커버레이를 가접하여 적층하는 단계; (e) 적층체를 프레스하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 타발공법을 이용한 FPCB제조방법을 제공하고자 한다.
또한, (c) 단계 이후에, (a) 내지 (b) 단계를 반복하여, 하층면 회로를 추가로 형성한 후, 하층면 회로의 캐리어 필름을 제거하고 커버레이를 가접하며, (d) 단계와 (e) 단계 사이에서, 하층면 회로의 이형지를 제거한 후 기준층면 회로의 폴리이미드 필름의 하부면에 하층면 회로의 접착제층을 가접하여 적층하고, (e) 단계에서, 기준층면 회로 및 하층면 회로를 동시에 프레스 하여 적층하도록 하며, (e) 단계 이후에, (f) (e) 단계에서 프레스된 적층체의 일측을 드릴링하여 쓰루홀을 형성하는 단계; (g) 쓰루홀을 동도금하는 단계;가 추가 구성되는 것을 특징으로 하는 타발공법을 이용한 FPCB제조방법을 제공하고자 한다.
또한, (c) 단계 이후에, 상부에서 차례로 접착제층, 회로, 접착제층, 폴리이미드 필름으로 이루어지는 1개 이상의 중간층면 회로를 미리 제작하고, (d) 단계와 (e) 단계 사이에서, 기준층면 회로와 하층면 회로의 사이에 차례로 1개 이상의 중간층면 회로를 적층하고, (e) 단계에서, 기준층면 회로, 하층면 회로 및 1개 이상의 중간층면 회로를 동시에 프레스 하여 적층하도록 하는 것을 특징으로 하는 타발공법을 이용한 FPCB제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 타발공법을 이용한 FPCB제조방법은 타발공법을 이용하여 회로를 형성하기 때문에 물(水)과 화학약품을 사용하지 않아 제조비용 및 공정을 축소시킬 수 있는 매우 유용한 효과가 있으며, 적층 후 외형공정 진행으로 불순물을 통한 불량률 대폭 감소시킬 수 있고, 회로 형성 시 이형지를 통하여 회로면을 보호하기 때문에 다층 제품 제조 시 Oxide 공정 생략이 가능하며, 가이드 핀을 이용하여 초 고다층 제작 가능한 매우 유용한 효과가 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 타발공법을 이용한 FPCB제조방법을 이용한 단면 FBCB의 제조방법을 도시한 도이다.
도 2는 본 발명의 타발공법을 이용한 FPCB제조방법을 이용한 양면 FBCB의 제조방법을 도시한 도이다.
도 3은 본 발명의 타발공법을 이용한 FPCB제조방법을 이용한 다층면 FBCB의 제조방법을 도시한 도이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이하 바람직한 실시예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 에프피씨비(FPCB : FLEXIBLE PRINT CIRCUIT BOARD)의 제조시에 타발공법을 이용하여 회로를 형성하도록 하여 제조공정이 간단하고 수처리 등의 환경오염문제가 없는 타발공법을 이용한 FPCB제조방법에 관한 것으로, 단면, 양면 및 다층면의 FPCB제조에 모두 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 타발공법을 이용한 FPCB제조방법을 이용한 단면 FBCB의 제조방법을 도시한 도이다.
본 발명의 타발공법을 이용한 한쪽면에만 회로가 형성되어 있는 단면 FPCB제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 회로를 형성하기 위하여, 일정 크기의 동박(111)을 준비하고, 동박(111)의 상부면에는 캐리어 필름(121)을 합지하고, 동박(111)의 하부면에는 접착제층(13)을 형성하도록 한다(a).
접착제층(13)의 하부면에는 이형지(131)를 구성하도록 하여, 가공 및 적층시에 용이하도록 한다.
접착제층(13)는 열을 가함으로서 화학반응을 일으켜 단단해지며, 냉각 후 다시 한번 가열하여도 연화용융을 하지 않는 열경화성수지를 총칭하며 폴리우레탄, 페놀수지, 멜라민 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지 등 기성의 다양한 제품의 열경화성 접착제를 사용할 수 있다.
캐리어 필름(121)은 제품의 지지대 역할 또는 보호역할로 사용되며, 접착성을 함유하고 있다. 일반적으로 캐리어 필름은 캐리어 필름의 상부와 하부면에 각각 이형 필름과 실리콘 접착제가 형성되어 있다.
이후, 타발 공법을 이용하여 동박(111)의 불필요한 부분을 제거하여 회로(11)를 형성한다(b).
종래에는 UV레이저를 이용하여 회로를 형성하고 물과 화학약품을 사용하여 클리닝과 부식 등을 처리하는 wet line 공정으로 제조하도록 하여, 공정이 복잡하고 환경오염 등의 문제가 있었지만, 본 발명은 타발공법을 이용하여 물(水)과 화학약품을 사용하지 않아 비용 및 공정을 축소시킬 수 있다.
타발(Blanking)은 불필요한 형상의 제품을 따내는 작업으로, (a)단계에서와 같이, 동박(111)의 상부와 하부에 적츨을 한 후에 진행하기 때문에 불량룰을 대폭 감소시킬 수 있다.
이후, 회로(11) 하부의 이형지(131)를 제거한 후 회로(11)의 하부에 폴리이미드 필름(14)를 가접하여 기준층면 회로(10)를 형성하도록 한다(c).
폴리이미드 필름(Polyimide Film)는 연성회로기판(FPCB)의 기본 소재이다. 폴리이미드 필름는 두께가 얇고 유연하며, 내열성, 내곡성, 내약품성이 우수하며 치수변경이 적고 열에 강하다.
이후, 기준층면 회로(10)의 캐리어 필름(121)을 제거하고 커버레이(12)를 가접하여 적층한다(d).
커버레이(coverlay)는 회로를 보호하고 휨이 가능하게 하도록 상부면과 하부면에 를 접착한다.
이후, 적층체를 프레스하여 연성회로기판(FPCB)를 완성한다(e).
(e) 단계 이후에 추가로, 연성회로기판(FPCB)의 표면처리, 회로 결손 여부 테스트 및 외형가공 후 검사하는 단계를 거쳐 납품할 수 있다.
부가적으로 회로 결손 여부 테스트(B.B.T;Bare Board Test)는 제품의 solder mask open 회로에 동일한 위치로 배열된 도전금속 핀들을 접점 시킨 상태에서 각각의 핀에 전류를 통하여 각 제품의 회로결손 여부를 테스트하여 기판의 전기적 신뢰성을 확인하는 공정이다.
도 2는 본 발명의 타발공법을 이용한 FPCB제조방법을 이용한 양면 FBCB의 제조방법을 도시한 도이다.
양면 FPCB는 양면으로 회로를 형성하고 쓰루홀로 양쪽면의 회로를 연결하도록 한다.
양면 FPCB는 단면 FPCB의, 기준층면 회로(10)의 하부에 하층면 회로(10a)를 추가로 형성하고, 동시에 프레스하여 적층하고, 쓰루홀(17)을 형성하여 양면의 회로(11)(11a)가 전기적으로 연결되도록 한다.
즉, (c) 단계 이후에, (a) 내지 (b) 단계를 반복하여, 하층면 회로(10a)를 추가로 형성한 후, 하층면 회로(10a)의 캐리어 필름을 제거하고 커버레이(12a)를 가접한다.
하층면 회로(10a)를 기준층면 회로(10)의 하부에 접합시에, 기준층면 회로(10) 및 하층면 회로(10a)의 회로(11)(11a)를 보호하고 휨이 가능하게 하도록 상부면과 하부면에 커버레이(coverlay)를 접착한다.
이와 같이 미리 제작된 하층면 회로(10a)는 (d) 단계와 (e) 단계 사이에서, 하층면 회로(10a)의 이형지를 제거한 후 기준층면 회로(10)의 폴리이미드 필름(14)의 하부면에 하층면 회로(10a)의 접착제층(13a)을 가접하여 적층하도록 한다.
하층면 회로(10a)는 기준층면 회로(10)의 하부의 폴리이미드 필름(14)에 가접되기 때문에 별도로 폴리이미드 필름을 접합하지 않는다.
이후, (e) 단계에서, 기준층면 회로(10) 및 하층면 회로(10a)를 동시에 프레스 하여 적층하도록 한다.
폴리이미드 필름(14)은 절연체로 상하로 각각 기준층면 회로(10) 및 하층면 회로(10a)가 형성되기 때문에, 상하의 기준층면 회로(10) 및 하층면 회로(10a)를 관통하도록 프레스된 적층체의 일측을 드릴링하여 쓰루홀(through hole)(17)을 형성하고(f), 쓰루홀(17)을 동도금하여 상하의 기준층면 회로(10) 및 하층면 회로(10a)가 전기적으로 통하게 하는 것이다(g).
도 3은 본 발명의 타발공법을 이용한 FPCB제조방법을 이용한 다층면 FBCB의 제조방법을 도시한 도이다.
도 3에서와 같이, 다층면 FBCB는 양면 FPCB에서 기준층면 회로(10)와 하층면 회로(10a)의 사이에 다층으로 회로를 추가로 적층하고 쓰루홀로 회로들을 전기적으로 연결하도록 한다.
즉, 다층면 FBCB는 (c) 단계 이후에, 상부에서 차례로 접착제층(13b), 회로(11b), 접착제층(13b), 폴리이미드 필름(14b)으로 이루어지는 1개 이상의 중간층면 회로(101)(102)(103)...(10n)를 미리 제작하도록 한다.
중간층면 회로(101)(102)(103)...(10n)는 상부에서 차례로 접착제층(13b), 회로(11b), 접착제층(13b), 폴리이미드 필름(14b)으로 이루어지며, 동박의 상부면에 캐리어 필름을 합지하고, 동박의 상부면과 하부면에 각각 접착제층(13b)을 형성하며, 접착제층(13b)의 하부에 이형지를 가접하고, 타발 공법을 이용하여 동박의 불필요한 부분을 제거하여 회로(11b)를 형성하고, 회로(11b) 하부의 이형지를 제거한 후 회로(11b)의 하부에 폴리이미드 필름(14b)를 가접하여 형성한다.
이와 같이 형성되는 중간층면 회로(101)(102)(103)...(10n)는 (d) 단계와 (e) 단계 사이에서, 기준층면 회로(10)와 하층면 회로(10a)의 사이에 차례로 1개 이상의 중간층면 회로(101)(102)(103)...(10n)를 적층하고, (e) 단계에서, 기준층면 회로(10), 하층면 회로(10a) 및 1개 이상의 중간층면 회로(101)(102)(103)...(10n)를 동시에 프레스 하여 적층하도록 한다.
(f) 단계에서는 적층된 기준층면 회로(10), 하층면 회로(10a) 및 1개 이상의 중간층면 회로(101)(102)(103)...(10n)를 동시에 관통하도록 프레스된 적층체의 일측을 드릴링하여 쓰루홀(through hole)(17)을 형성하고, 쓰루홀(17)을 동도금하여 기준층면 회로(10), 하층면 회로(10a) 및 1개 이상의 중간층면 회로(101)(102)(103)...(10n)가 전기적으로 통하게 한다.
상기와 같은 본 발명의 타발공법을 이용한 FPCB제조방법은 타발공법을 이용하여 회로를 형성하기 때문에 물(水)과 화학약품을 사용하지 않아 제조비용 및 공정을 축소시킬 수 있는 매우 유용한 효과가 있으며, 적층 후 외형공정 진행으로 불순물을 통한 불량률 대폭 감소시킬 수 있고, 다층 제품 제조 시 Oxide 공정 생략이 가능하며, 가이드 핀을 이용하여 초 고다층 제작 가능한 매우 유용한 효과가 있다.
지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
10 : 기준층면 회로
10a : 하층면 회로
101, 102, 103, 10n : 중간층면 회로
11, 11a, 11b : 회로
111 : 동박
12, 12a : 커버레이
121 : 캐리어 필름
13, 13a, 13b : 접착제층
14, 14b : 폴리이미드 필름
17 : 쓰루홀

Claims (3)

  1. (a) 동박(111)의 상부면에 캐리어 필름(121)을 합지하고, 동박(111)의 하부면에 접착제층(13)을 형성하며, 접착제층(13)의 하부에 이형지(131)를 가접하는 단계;
    (b) 타발 공법을 이용하여 동박(111) 하부면의 불필요한 부분을 제거하여 회로(11)를 형성하는 단계;
    (c) 회로(11) 하부의 이형지(131)를 제거한 후 회로(11)의 하부에 폴리이미드 필름(14)를 가접하여 기준층면 회로(10)를 형성하고, (a) 내지 (b) 단계를 반복하여, 하층면 회로(10a)를 추가로 형성한 후, 하층면 회로(10a)의 캐리어 필름을 제거하고 커버레이(12a)를 가접하는 단계;
    (d) 기준층면 회로(10)의 캐리어 필름(121)을 제거하고 커버레이(12)를 가접하여 적층하고, 하층면 회로(10a)의 이형지를 제거한 후 기준층면 회로(10)의 폴리이미드 필름(14)의 하부면에 하층면 회로(10a)의 접착제층(13a)을 가접하여 적층하는 단계;
    (e) 적층체를 프레스하되 기준층면 회로(10) 및 하층면 회로(10a)를 동시에 프레스 하여 적층하는 단계;
    (f) (e) 단계에서 프레스된 적층체의 일측을 드릴링하여 쓰루홀(17)을 형성하는 단계;
    (g) 쓰루홀(17)을 동도금하는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 타발공법을 이용한 FPCB제조방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    (c) 단계 이후에,
    상부에서 차례로 접착제층(13b), 회로(11b), 접착제층(13b), 폴리이미드 필름(14b)로 이루어지는 1개 이상의 중간층면 회로(101)(102)(103)...(10n)를 미리 제작하고,
    (d) 단계와 (e) 단계 사이에서,
    기준층면 회로(10)와 하층면 회로(10a)의 사이에 차례로 1개 이상의 중간층면 회로(101)(102)(103)...(10n)를 적층하고,
    (e) 단계에서,
    기준층면 회로(10), 하층면 회로(10a) 및 1개 이상의 중간층면 회로(101)(102)(103)...(10n)를 동시에 프레스 하여 적층하도록 하는 것을 특징으로 하는 타발공법을 이용한 FPCB제조방법.
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KR101690062B1 (ko) * 2016-08-25 2016-12-27 주식회사 온매칭 피나클 금형 가공을 이용한 양면형 연성인쇄회로기판의 제조 방법
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