KR101576486B1 - 인쇄회로기판 제조의 Solder Mask Screen 인쇄 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)제조 공법에 관한 것으로서,특히,최종층 표면에 Solder Mask를 균일하게 도포하여 부품 실장(SMT:Surface Mount Technology) 진행시 전기 접속 불량(SHORT) 발생을 예방하는 공법 개발에 관한 것이다.
본 발명의 PCB 제조의 Solder Mask Screem 인쇄 최적화 방법은. 스크린별 인쇄용 스크린을 틀에 넣어 제작하는 스크린판 제작단계; 상기 스크린판을 세정한후, 스크린판을 인쇄기에 세팅하는 스크린판 세팅단계; 상기 스크린판 세팅단계 후,제품(PCB)을 넣고,정면공정을 시행하는 정면공정단계; 상기 정면공정단계 후,제품에 인쇄도포하는 인쇄도포단계; 상기 인쇄도포단계 후,제품을 예비건조하는 예비건조단계; 상기 예비건조단계 후,제품을 노광하는 노광단계; 상기 노광단계 후,제품을 현상하는 현상단계; 상기 현상단계 후,제품을 경화하는 최종경화단계;및 상기 최종경화단계 후,각 부위별 잉크도막 두께측정 및 도포상태 외관검증을 하는 도포상태 검증단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이상과 같은 본 발명은 1회 Solder Mask 도포로 균일한 잉크를 도포함으로서 외관의 안정성이 개선되어 인쇄 품질을 향상시킨다. 또한, 부품 실장시 납 (Solder)의 도포시 회로 혹은 Via Hole에 불필요한 접속을 방지함으로서 부품 실장후 제품의 안정적 작동 및 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Description

인쇄회로기판 제조의 Solder Mask Screen 인쇄 방법{Optimal printing method for solder mask screen}

본 발명은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)제조 공법에 관한 것으로서 특히, 최종층 표면에 Solder Mask를 균일하게 도포하여 부품 실장(SMT:Surface Mount Technology) 진행시 전기 접속 불량(SHORT) 발생을 예방하는 공법 개발에 관한 것이다.

일반적으로 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)은 페놀수지 절연판 또는 에폭시 수지 절연판 등의 한쪽면에 구리 등의 박판을 부착시킨 후에, 부품들을 부착 탑재시키기 위한 홀(hall)을 뚫고, 도금을 진행한다. 그리고나서, 회로의 배선패턴에 따라 식각(선상의 회로만 남기고 부식시켜 제거함)하여 필요한 회로를 구성하여 만든다.

홀은 일반적으로 비아 홀(MicroVia Hole)이라고 하는데, 비아 홀은 기판을 관통하는 홀을 뜻하는 것으로서, 부품을 삽입하여 도체와 도체간의 연결접속을 위한 홀과 부품을 삽입하지 않고 다른 층간의 연결접속을 위한 홀이 있다.

최종층 회로 구성후 노출된 회로 및 비아 홀의 표면을 보호하기 위하여 Solder Mask 잉크를 인쇄하게 된다.

여기서,Solder Mask 인쇄 공정이란 부품 실장(SMT:Surface Mount Technology)진행시 납(Solder)의 브리지 발생을 방지하고 노출된 회로의 산화를 방지하기 위하여 Epoxy 성분의 Solder Mask 절연 잉크를 인쇄하는 공정이다.

도포 방식에는 저밀도 PCB의 경우 Silk Screen 인쇄방식에 의해 열경화성 잉크(IR Ink)를 직접 도포하며, 고밀도 PCB의 경우 감광성 잉크(Photo-Image able Solder Resist)를 Screen 인쇄기(도 11a) 혹은 Spray-Coating(도 11b) 방식으로 전체 도포후 예비경화를 통해 잉크의 점착성 물질을 제거한후 노광 공정 진행시 잉크의 부착을 지하게 되고 예비 건조 후 PCB 에 Art-work 필름 Setting 후 UV 빛(자외선)으로 Solder Mask 부위를 조사하여 불필요 부분을 현상 공정을 통하여 제거한 다음 최종 경화하여 잉크를 고착화시키는 순서로 진행되고 있다.

그러나, 이와 같이 인쇄회로기판에 Solder Mask 도포시 도 3에 도시된 것과 같이 미세 회로 표면이나 비아 홀 도포시 인쇄 표면 평탄도의 영향으로 인쇄 두께가 불균형하게 되거나 Via 내부 잉크 충진성 차이로 인해 표면에 동노출이 발생되어 도 4에 도시된 것과 같이 부품실장시 불량을 일으키게 되므로, 이를 대응하는 수단이 요구된다.

종래의 기술은, 인쇄회로기판에 불균일한 도포를 개선하기 위하여 1차

인쇄 공정 진행후 추가적인 인쇄 공정을 진행하거나 다른 인쇄 방식인 Spray 잉크

Coating 설비를 이용하여 달성하였으나,동노출이 발생하였고, 공정 시간 증가 및 고비용의 설비 필요성의 문제가 발생되었다. 따라서 본 발명은 저비용의 Screen 인쇄기로 1회 인쇄로 목적을 달성하도록 하는 것이 바람직하다.또한, 동노출을 방지하기 위하여 인쇄 표면 평탄도의 영향을 적게 받는 Screen 판 개발 및 인쇄 방법 개발을 하는데 그 목적이 있다.

종래의 기술의 문제점을 해결하기 위한, 본 발명의 PCB 제조의 Solder Mask Screem 인쇄 최적화 방법은, 스크린별 인쇄용 스크린을 틀에 넣어 제작하는 스크린판 제작단계; 상기 스크린판을 세정한후, 스크린판을 인쇄기에 세팅하는 스크린판 세팅단계; 상기 스크린판 세팅단계 후,제품(PCB)을 넣고,정면공정을 시행하는 정면공정단계; 상기 정면공정단계 후,제품에 인쇄도포하는 인쇄도포단계; 상기 인쇄도포단계 후,제품을 예비건조하는 예비건조단계; 상기 예비건조단계 후,제품을 노광하는 노광단계; 상기 노광단계 후,제품을 현상하는 현상단계; 상기 현상단계 후,제품을 경화하는 최종경화단계;및 상기 최종경화단계 후,각 부위별 잉크도막 두께측정 및 도포상태 외관검증을 하는 도포상태 검증단계;를 포함하는 것이다.

상기 스크린판 제작단계에서,상기 스크린은, VECRY 섬유를 사용하여 복합 섬유 구조를 갖는 V-Screen을 직조할 수 있도록 구성하는 것이다. 또한,상기 VECRY 섬유에서 심부는 용융 액정성 폴리머와 표피부는 굴곡성 폴리머로 구성되는 것이다. 또한, 상기 심부는 용융 액정성 폴리머와 상기 표피부는 굴곡성 폴리머로 구성되는 상기 VECRY 섬유의 이중 고분자 구조는 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)등으로 구성되는 것이다. 또한, 상기 VECRY 섬유 구조에서 고 내열성,내 약품성 및 기계적 특성 향상을 위하여 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 자재를 포리 페닐렌 설파이드(PPS)으로 변경하여 사용할 수 있는 것이다. 또한, 상기 정면공정단계에서,상기 정면공정은,Chemical 정면을 한 후,Pumice 정면을 하는 혼합방식으로 하는 것이다.

또한, 상기 Pumice 정면에는 Alumina Powder를 기반으로 하는 연마제를 사용하는 것이다. 또한,상기 Alumina Powder를 기반으로 하는 연마제는, Al₂O₃ :97.88중량%, TiO₂ : 1.6중량%, SiO₂ : 0.3중량%, Fe₂O₃ : 0.08중량%, CaO : 0.04중량%, MgO : 0.1중량%의 물성을 갖는 것이다. 또한, 상기 Alumina Powerder를 기반으로 하는 연마제의 입자의 크기는 #400(30 ~ 50 ㎛)인 것이다.

본 발명의 PCB 제조의 Solder Mask 스크린판 제작방법은, 스크린판의 틀을 준비하는 스크린판틀 준비단계; 상기 스크린판 틀에 섬유를 붙이는 스크린판 사메기단계; 상기 스크린판 사메기단계 후,스크린판을 경화하는 스크린판 경화단계; 상기 스크린판 경화단계 후,유제를 도포하는 유제도포단계; 상기 유제도포단계 후,스크린판을 노광하는 스크린판 노광단계; 상기 스크린판 노광단계 후,스크린판을 현상하는 스크린판 현상단계; 및 상기 스크린판 현상단계 후,스크린판 텐숀을 측정하는 스크린판 텐숀측정단계;를 포함하며, 상기 스크린판 사메기단계에서,상기 섬유는 VECRY 섬유인 것을 특징으로 하는 것이다. 상기 유제도포단계에서,판넬이 닿는 면은 Cappilex 필름을 붙이고,반대면은 유제를 도포한 후,건조하는 것이다.

이상과 같은 본 발명은 1회 Solder Mask 도포로 균일한 잉크를 도포함으로서 외관의 안정성이 개선되어 인쇄 품질을 향상시킨다. 또한, 부품 실장시 납 (Solder)의 도포시 회로 혹은 Via Hole에 불필요한 접속을 방지함으로서 부품 실장후 제품의 안정적 작동 및 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 인쇄방법도이다.
도 2은 스크린 인쇄 공정 진행에 따른 제품(PCB)의 변화도이다.
도 3는 인쇄 불량의 형태도이다.
도 4는 SMT 불량의 형태도이다.
도 5는 정면 방식별 표면 변화도이다.
도 6는 Alumina Powder를 기반으로 하는 연마제의 Size별 형태도이다.
도 7는 Alumina Powder를 기반으로 하는 연마제의 Size별 정면 조도 관련도이다.
도 8은 Vecry 섬유의 특성도이다.
도 9는 스크린판 Type별 인쇄형태 분석도이다.
도 10는 본 발명에 따른 SR 인쇄 도포에 따른 SMT 불량 개선도이다.
도 11은 인쇄 방식도이다.

본 발명의 인쇄회로기판의 인쇄방법은, 인쇄회로기판에 잉크를 도포하는 Screen 자재에 있어서 잉크 도포량을 증가하기 위한 인쇄회로기판 도포에 최적화된 방법을 개발하는 것을 목표로 한다.

본 발명의 실시예를 첨부 도면 및 표를 참조하여 상세히 설명한다. 상기와 같이 구성된 인쇄회로기판 제조 장치는 기판제조 공정중에서 상기 인쇄회로기판에 페놀수지 절연판 또는 에폭시 수지 절연판 등의 한쪽면에 구리 등의 박판을 부착시킨 후에, 홀(Hole)을 가공하고 층간 접속을 하기 위한 via Hole을 가공한 뒤 동도금 공정을 진행하고 회로의 배선패턴에 따라 선상의 회로만 남기고 부식시켜 제거하여 필요한 회로를 구성하고, 회로를 보호하기 위하여 인쇄공정을 진행하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 인쇄방법도이다. 도 1에서와 같이,

본 발명의 PCB 제조의 Solder Mask Screem 인쇄 최적화 방법은, 스크린별 인쇄용 스크린을 틀에 넣어 제작하는 스크린판 제작단계; 상기 스크린판을 세정한후, 스크린판을 인쇄기에 세팅하는 스크린판 세팅단계; 상기 스크린판 세팅단계 후,제품(PCB)을 넣고,정면공정을 시행하는 정면공정단계; 상기 정면공정단계 후,제품에 인쇄도포하는 인쇄도포단계; 상기 인쇄도포단계 후,제품을 예비건조하는 예비건조단계; 상기 예비건조단계 후,제품을 노광하는 노광단계; 상기 노광단계 후,제품을 현상하는 현상단계; 상기 현상단계 후,제품을 경화하는 최종경화단계;및 상기 최종경화단계 후,각 부위별 잉크도막 두께측정 및 도포상태 외관검증을 하는 도포상태 검증단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 스크린판 제작단계에서,상기 스크린은, VECRY 섬유를 사용하여 복합 섬유 구조를 갖는 V-Screen을 직조할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 것이다. 또한, 상기 VECRY 섬유에서 심부는 용융 액정성 폴리머와 표피부는 굴곡성 폴리머로 구성되는 것이다. 또한, 상기 심부는 용융 액정성 폴리머와 상기 표피부는 굴곡성 폴리머로 구성되는 상기 VECRY 섬유의 이중 고분자 구조는 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)등으로 구성되는 것이다.

상기 VECRY 섬유 구조에서 고 내열성,내 약품성 및 기계적 특성 향상을 위하여 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 자재를 포리 페닐렌 설파이드(PPS)으로 변경하여 사용할 수 있다.

정면공정단계에서,상기 정면공정은,Chemical 정면을 한 후,Pumice 정면을 하는 혼합방식으로 하는 것이다. Pumice 정면에는 Alumina Powder를 기반으로 하는 연마제를 사용하는 것이다. Alumina Powder를 기반으로 하는 연마제, Al₂O₃ :97.88중량%, TiO₂ : 1.6중량%, SiO₂ : 0.3중량%, Fe₂O₃ : 0.08중량%, CaO : 0.04중량%, MgO : 0.1중량%의 물성을 갖는 것이다. Alumina Powder를 기반으로 하는 연마제의 입자의 크기는 #400(30 ~ 50 ㎛)인 것이다.

인쇄 공정의 순서는 스크린판을 제작한 후, 세정하고 세정한 후, 인쇄기에 스크린판을 세팅하고,스크린판을 세팅한 다음, 인쇄되는 제품의 도포성을 향상시키기 위하여 표면의 조도를 형성시키는 정면 공정을 진행하게 된다. 표면 조도를 형성하기 위한 처리 방식은 다음과 같다. 도 5는 정면 방식별 표면 변화도이다. 도 5에 도시된 것과 같이, 브러쉬를 사용함으로서 물리적인 접촉을 가하는 브러쉬 정면과 산과 알칼리 자재를 사용하여 화학적인 반응을 가하는 Chemical 정면이 있으며, 알루미나 파우더와 물과의 혼합물을 분사하는 Pumice 정면이 있다. 정면 조건별 실험 결과 브러쉬 정면의 경우 얇은 제품을 작업하기 어려우며 표면의 직접적 물리 접촉으로 인한 스크러치 발생으로 인해 회로가 파손되거나 동표면에 외관적 문제를 발생할 소지가 있어 배재되었으며, Chemical 정면의 경우 동표면의 산화막 및 유기 이물에 대한 제거 효과는 강하였으나 회로 형태에 따라 국부적인 과에칭 발생이 있어 일정 조건 이상 사용이 제한되게 된다.마지막으로 Pumice 정면은 파우더 혼합액의 분사 방식을 통해 직접적 물리 접촉없이 일정한 조도 형성이 가능하였으나 일부 산화막 등의 화학적 이물질의 제거가 어려운 부분이 확인되었다. 그 결과 Chemical 정면을 시행한 후, Pumice 정면을 시행하는 혼합방식이 가장 효과적인 정면 방식임을 보이게 된다.

Pumice 정면에는 Alumina Powder를 사용한다. Alumina Powder는 표 1의 물성 구조를 갖고있다. 여기서 Si 성분은 도전성을 갖게 됨으로서 표 2와 같이 회로 사이에 부착시 누전(SHORT)을 발생하게 되므로 Alumina Powder Size의 결정이 중요하다.

<표 1>

Alumina Powder를 기반으로 하는 연마제의 물성

Al₂O₃ :97.88중량%, TiO₂ : 1.6중량%,

SiO₂ : 0.3중량% (Short 발생 주인자 Si 성분→전도체)

Fe₂O₃ : 0.08중량%, CaO : 0.04중량%, MgO : 0.1중량%

<표 2>

Alumina Powder를 기반으로 하는 연마제로 인한 불량

Alumina Powder를 기반으로 하는 연마제의 Size별 형태 확인 결과는 다음과 같다. 도 6은 Alumina Powder를 기반으로 하는 연마제의 Size별 형태도이다. 도 6에서와 같이, #220 입자와 비교 하였을때 #400의 크기(입자의 크기가 30 ~ 50 ㎛)는 1/2 이하였으며 입자 형태가 일정하였으며, #220에 비해 #360/#400 size에서 이물질(부유 작은 입자)이 적었음을 확인하였다.

각 Alumina Powder를 기반으로 하는 연마제의 Size별 정면 조건 실험 결과는 다음과 같다. 실험 조건은 Pumice 라인에 #220~#400 Al-powder 투입후 200 PNL 정면 실시후 표면 및 조도 검사를 진행하였다. 도 7은 Alumina Powder를 기반으로 하는 연마제의 Size별 정면 조도 관련도(조도곡선 및 외관)이다. 도 7에 도시된 것과 같이, 정면후 곡선 형태가 규칙적으로 반복되는 것으로 볼 때 #360과 #400 정면 조건은 큰 차이를 보이지 않았으나, #220의 경우 외관에서와 같이 잔여 스크러치가 확인되었다. 위의 Alumina Powder를 기반으로 하는 연마제의 Size 형태와 정면 실험 결과를 토대로 볼 때 #400의 Alumina Powder를 기반으로 하는 연마제가 최적의 조건임을 확인할 수 있었다.

정면 처리후 인쇄 도포 공정을 진행하게 되는데 여기서 Screen 인쇄기를 사용하여 인쇄 공정을 진행하게 될 때 필수적으로 사용되게 되는 것이 스크린(Screen)판으로서 스크린판의 재질 및 스크린판을 구성하는 섬유間 Mesh(개구開口의 크기)에 의해 Solder Mask 잉크의 투과량 및 도포 상태가 결정되게 된다.

본 밟명의 PCB 제조의 Solder Mask 스크린판 제작방법은, 스크린판의 틀을 준비하는 스크린판틀 준비단계; 상기 스크린판 틀에 섬유를 붙이는 스크린판 사메기단계; 상기 스크린판 사메기단계 후,스크린판을 경화하는 스크린판 경화단계; 상기 스크린판 경화단계 후,유제를 도포하는 유제도포단계; 상기 유제도포단계 후,스크린판을 노광하는 스크린판 노광단계; 상기 스크린판 노광단계 후,스크린판을 현상하는 스크린판 현상단계; 및 상기 스크린판 현상단계 후,스크린판 텐숀을 측정하는 스크린판 텐숀측정단계;를 포함하며, 상기 스크린판 사메기단계에서,상기 섬유는 VECRY 섬유인 것을 특징으로 하는 것이다. 상기 유제도포단계에서,판넬이 닿는 면은 Cappilex 필름을 붙이고,반대면은 유제를 도포한 후,건조하는 것이다.

상기 순서를 아래의 표 3으로 정리하였다. 그 내용은 다음과 같다. 먼저 SUS로 된 스크린판틀 1100 x 1100을 준비한다.그리고 TCE(금속 표백제)로 금속 표면의이물을 박리하고 표면상태를 세정하게 한다.

※ 표면상태의 오염도가 높을 때는 스크린판실의 박리통에 담가 본드를 제거한다(12 ~ 24 시간).

그 후 SUS 스크린판틀에 본드를 고착화 시킨다. 본드는 1일 1회씩 3회 고착화 시킨다. 그 후 SUS 스크린판틀을 사매기 장치에 세팅하고 스크린판의 재질에 따라 사매기(섬유를 스크린판에 붙이는 작업)를 실시한다. 신나로 본드를 녹여 섬유를 부착한다. 사메기 조건은 종축 : 100, 횡축 : 60에 설정하고 요구 스크린판 섬유재질에 따라 Setting후 사매기를 진행하는데 이 때, 스크린판 세팅시 최대한 각(25~45˚)을 유지하여 세팅한다. 그 후 접착제와 스크린판의 부착성을 안정화시키기 위하여 12시간을 유지한 후 유제를 도포하여 스크린판 표면을 보호하는 공정을 진행하게 된다. 그 과정은 다음과 같다. 판넬(Pnl)이 닿는 면 Cappilex 필름을 붙여 건조하고 반대면에 유제 도포 후 건조를 진행하게 된다. 그 다음 스크린판을 노광 및 현상하여 필요한 인쇄 부위 영역을 노출하도록 진행한다. 그 후에 스크린판 표면에 Tension gauge를 이용하여 스크린판 인장력(1.0~1.2kgf/㎠ 범위)을 측정하여 스크린판의 섬유 부착 안정성을 점검한다, 그후 인쇄 설비에 부착하여 인쇄 공정을 진행하게 된다.

<표3> 스크린판 제조방법

이때, 상기와 같이 구성된 본 발명의 구성은 사용되는 스크린판(Screen)에 사용되는 신규 섬유 자재를 변경함으로서 제품 표면에 도포되는 잉크의 인쇄 상태를 변경하게 되는데, 본 발명에서는 Vecry 소재를 사용한 인쇄용 스크린판을 만들어 PCB 인쇄 공정에 사용하여 도포 능력을 향상하게 된다. VECRY 섬유를 사용하여 복합 섬유 구조를 갖는 V-Screen을 직조할 수 있도록 구성하는 것이다.

도 8은 Vercy 섬유의 특성도이다. 본 발명의 Vecry 소재의 특성을 보면, 도 8에 도시된 것 같이, VECRY 섬유를 사용하여 복합 섬유 구조를 갖는 V-Screen을 직조할 수 있도록 구성하는 것이 가능하다. VECRY 섬유는 자재 구성상 심부에 용융 액정성 폴리머와 표피부에 굴곡성 폴리머로 구성된다. 이 유연한 자재의 이중 고분자 구조는 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)등이 VECRY 섬유를 구성되어 있습니다. 이런 특징으로 인해 높은 강도, 낮은 신장 과 높은 회복 탄력성 의 물리적 특성 을 가진 혁신적인 특징을 갖게 된다.

VECRY 구조에서 스크린 인쇄 에 더 적합하기 위하여 PEN 자재를 PPS로 변경하여 물성을 강화가게 되는데, 폴리 페닐렌 설파이드를 사용하여 제조하게되면 뛰어난 내열성, 내 약품성 및 그것을 좋은 치수 안정성 을 부여 기계적 특성을 갖는다. 그러므로, VECRY 섬유 구조에서 고 내열성,내 약품성 및 기계적 특성 향상을 위하여 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 자재를 포리 페닐렌 설파이드(PPS)으로 변경하여 사용할 수 있는 것이다.

그러나, 이경우에는, 낮은 내마모성의 단점이 있다 .이 단점은 스크린 인쇄에 대한 받아 들일 수 없는 것으로 간주 되었기 때문에 외장 재료의 경우는 PPS 에서 폴리에틸렌나프탈레이트 (PEN)로 변경되었습니다. 이렇게 할 경우 내마모성이 훨씬 더 적합하게 되어 스크린 인쇄에 적합하고 개선 자외선 흡수의 이점등이 개선되게 되었다.

Vecry 소재로 만들어진 스크린(Screen)판을 V-screen판이라 하며 이의 특성은 다음과 같다. 실의 굴곡이 억제될수 있으므로 일반 스크린판에 비해 평탄한 인쇄 표면을 보이게 되어 인쇄시 번짐을 억제하게 되고, 섬유의 독특한 이중 구조는 기존 자재의 치수변형, 인쇄후 신장성, 내구성등이 안정되게 된다.

또한, 종사, 횡사의 교점이 평탄하여 타스크린판에 비해 망사의 두께가 얇음으로서 잉크의 토출성이 좋아지는 특성을 같게 된다.

Screen 인쇄기에서 잉크 토출시 다음의 과정을 거치게 된다. 도 2는 스크린 인쇄공정에 따른 제품(PCB)의 변화도이다. 도 2에 도시된 것과 같이, 스크린판(Screen)위에 잉크를 도포한 상태에서 스퀴즈로 누르게 되면 일정량의 잉크가 스크린판(Screen)을 투과하여 제품 표면에 도포되게 된다. 스크린판별 잉크토출 및 물성 변화 검증 결과 자료는 표 4와 같다.

<표4> Screen 재질별 특징 자료

도 9는 스크린판 Typer별 인쇄형태 분석도이다. 도 9a는 Polyester Screen Coat 도포의 경우 도포상태는 Edge Cover가 저하되는 상태로 되고, 도9b는 SUS Screen Coat 도포의 경우 도포상태는 잉크과다도포 상태로 되며, 도 9c는 V-Screen Coat 도포의 경우 도포상태는 Edge Cover의 잉크 도포성이 향상된 것을 보이고 있다.

도 9에 도시된 것과 같이,기존 폴리에스테르 섬유 자재의 경우 섬유 표면이 거친 관계로 잉크의 통과성이 V-Screen 보다 부족하다. 그리고 개구(開口)성이 적고 잉크의 토출성이 부족하여 PSR 인쇄 도포시 불균일하게 되어 잉크 도포 불량(이하 잉크 SKIP) 우려가 있다. SMT 공정에 주로 사용되는 SUS 스크린판의 경우는 개구(開口)가 크고 스크린판 탄력이 없기때문에 제품 표면의 평탄도에 의한 변형이 없어서 과다 도포 가능성이 높다.

반면, V-Screen의 경우 개구(開口)가 크면서도 스크린판 탄력이 좋기 때문에 제품 표면의 평탄도 높낮이에 따른 인쇄 높이 변화가 있어서 충분한 Solder Mask 잉크의

인쇄가 가능해진다.

상기 스크린판(Screen)별 실 제품에 대한 잉크 도포 상태 검증 진행은 다음과 같다. 검증 진행 단계는 1단계로 스크린판 준비 작업으로서 각 스크린판(Screen)별 인쇄용 스크린판을 제작 진행하였으며, 그 후 Capillex film을 부착하여 인쇄 영역을 설정하였다. 그 후 세정된 스크린판을 인쇄기에 Setting 하였으며 그 후 표 5에 표시된 동일한 작업조건으로 인쇄를 진행하였다. 그 후 각 부위별 잉크 도막 두께 측정 및 도포 상태 외관 검증을 진행하였다.

<표5> 인쇄 작업 조건

상기의 조건으로 인쇄 도포 상태 검증 결과는 표 6에 정리하였다.

<표6> Screen 스크린판별 인쇄 도포 비교 검증

상기와 같은 실험결과를 보면 본 발명의 V-Screen 스크린판 적용시 가장 안정적 잉크 도포 상태를 보이고 있으며 기존 폴리에스테르 스크린판 작업시보다 약 20% 도포 두께 향상 및 Via Hole에 대한 충진율도 향상되어 있는 결과를 얻었다.

따라서, 상기와 같은 본 발명의 V-Screen 스크린판 적용 및 전용 인쇄 도포 조건

최적화 적용시 잉크 외관 품질을 개선할 수 있다.

도 10은 본 발명에 따른 SR 인쇄 도포에 따른 SMT 불량 개선도이다. 도 10에 도시된 것과 같이, 개선전과 달리 잉크 도포 불량에 의한 동노출을 방지하게 되어 SMT 진행시 납 부착에 의한 문제점도 함께 개선할 수 있다고 기대할 수 있다.

이상과 같은 본 발명은 1회 Solder Mask 도포로 균일한 잉크를 도포함으로서 외관의 안정성이 개선되어 인쇄 품질을 향상시킨다. 또한, 부품 실장시 납 (Solder)의 도포시 회로 혹은 Via Hole에 불필요한 접속을 방지함으로서 부품 실장후 제품의 안정적 작동 및 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

이상의 설명은 본 특허의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 특허가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 특허의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 특허에 개시된 실시예들은 본 특허의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 특허의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 본 특허의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 특허의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

1. 인쇄회로기판에 솔더 마스크를 형성하는 인쇄회로기판 제조의 솔더 마스크 스크린 인쇄 방법에 있어서,
   스크린 인쇄용 스크린을 틀에 넣어 제작하는 스크린판 제작단계
   상기 스크린판을 세정한 후, 스크린판을 인쇄기에 세팅하는 스크린판 세팅단계;
   상기 스크린판 세팅단계후, 상기 인쇄회로기판을 인쇄기에 넣고, 상기 인쇄회로기판의 표면을 정면하는 정면공정단계;
   상기 정면공정단계 후, 상기 인쇄회로기판의 표면에 포토 레지스터 잉크를 인쇄도포하는 인쇄도포단계;
   상기 인쇄도포단계 후, 상기 인쇄회로기판의 표면에 도포된 상기 포토 레지스터 잉크를 예비건조하는 예비건조단계;
   상기 예비건조단계 후, 상기 인쇄회로기판의 표면에 도포된 상기 포토 레지스터 잉크에 포토 마스크 패턴을 노광하는 노광단계;
   상기 노광단계 후, 상기 인쇄회로기판 상의 상기 포토 마스크 패턴을 현상하는 현상단계;
   상기 현상단계 후, 상기 인쇄회로기판 상의 상기 포토 마스크 패턴을 경화하는 최종경화단계; 및
   상기 최종경화단계 후, 상기 인쇄회로기판 상의 각 부위별 포토 레지스터 잉크 도막 두께 측정 및 도포 상태 외관검증을 하는 도포상태 검증단계;를
   포함하며, 여기서, 상기 스크린판 제작 단계는
   스크린판의 틀을 준비하는 스크린판틀 준비단계;
   상기 스크린판 틀에 섬유를 붙이는 스크린판 사메기단계;
   상기 스크린판 사메기단계 후,스크린판을 경화하는 스크린판 경화단계;
   상기 스크린판 경화단계 후,유제를 도포하는 유제도포단계;
   상기 유제도포단계 후,스크린판을 노광하는 스크린판 노광단계; 및
   상기 스크린판 노광단계 후,스크린판을 현상하는 스크린판 현상단계; 를 포함하며,
   상기 섬유는 베크리(Vecry) 섬유로써 섬유의 심부는 용융 액정성 폴리머이고 섬유의 표피부는 굴곡성 폴리머로 구성되는 것으로,
   상기 유제도포단계에서,판넬이 닿는 면은 카필렉스(Cappilex) 필름을 붙이고,반대면은 유제를 도포한 후,건조하며,
   상기 정면공정단계에서 화학적(chemical) 정면을 한 후, 알루미늄 분말(Alumina powder)를 기반으로 하는 연마제를 사용하여 퍼미스(Purmice) 정면을 수행하며,
   상기 연마제는 AI₂O₃; 97.88중량%, TiO₂; 1.6중량%, SiO₂; 0.3중량%, Fe₂O₃; 0.08중량%, CaO; 0.04중량%, MgO; 0.1중량%의 조성을 가지며,
   상기 연마제의 입자 크기는 #400(30 ~50㎛)인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조의 솔더 마스크 스크린 인쇄 방법.
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4. 제1항에 있어서,
   심부는 용융 액정성 폴리머, 표피부는 굴곡성 폴리머로 구성되는 상기 베크리 섬유의 이중 고분자 구조는 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조의 솔더 마스크 스크린 인쇄 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 베크리 섬유 구조에서 고내열성, 내약품성 및 기계적 특성 향상을 위하여 상기 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)를 폴리페닐렌설파이드(PPS)으로 변경하여 사용하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조의 솔더 마스크 스크린 인쇄 방법.
   
   
   
   
   
   
   
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