KR101739999B1 - 열경화성 소재를 이용한 연성회로기판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열경화성 소재를 이용한 연성회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예는, 기판에 동 도금과 라미네이팅을 실시하여 베이스부재를 준비하고, 베이스부재의 라미네이팅 후 드라이필름을 제거하고; 상기 베이스부재에 커버층을 가접하며; 상기 베이스부재에 보강용 재료를 덧붙이고; 상기 보강된 베이스부재에 알루미늄패턴을 부착하며; 베이스부재에 고열을 가하면서 가압 접착하여 이루어진다.
본 발명에 따르면 핫프레스 공정을 최소화하여 고열로 인한 손상을 방지하고, 제조공수를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

열경화성 소재를 이용한 연성회로기판 및 그 제조방법{The flexible circuit board and a manufacturing method using a thermosetting material}

본 발명은 열경화성 소재를 이용한 연성회로기판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엘이디가 식재되거나 안테나가 형성되는 기판에 연성을 갖도록 하여 형상 가공이 용이하도록 한 열경화성 소재를 이용한 연성회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 연성회로기판은 전자제품이 소형화 및 경량화되면서 개발된 전자부품으로서, 내열성 및 내약품성이 강하고, 열에 강한 특성이 있어 모든 전자제품의 핵심부품으로서 카메라, 컴퓨터 및 주변기기, 핸드폰, 비디오 또는 오디오기기, 캠코더, 프린터, DVD, TFT LCD, 위성장비, 군사장비, 의료장비 등에서 널리 사용되고 있다.

최근에 다층 인쇄회로기판의 고밀도화에 대한 연구가 더욱 활발히 진행되고 있는 가운데, 빌드업(build-up)방식에 의해 다층 인쇄회로기판을 제조하는 방법이 널리 사용되고 있다.

절연층과 회로도체층을 순차적으로 적층해서 다층회로를 형성하는 이 방법은 그 방법 자체가 간단할 뿐만 아니라, 기판의 층간회로의 연결을 이루는 비아홀의 형성이 용이하며, 극소경 비아홀의 형성이 가능하고 회로도체의 두께가 얇아 미세회로의 형성이 용이한 잇점을 가진다.

상기 빌드업 방식의 인쇄회로기판에 형성된 비아홀은 상기 회로도체층을 노광현상부식하여 형성한 것으로 종래에 일반적으로 사용되던 비아홀 형성방법이다.

국내특허 출원 10-2013-0007001호 및 국내특허출원 10-2007-0102025호에는 연성회로기판의 제조에 관해 개시되어 있다.

그러나 종래 기술은 커버를 가접한 후 1차 핫프레스(H1)에 의해 가열 압착시키고, 회로부재를 부착한 후 2차 핫프레스(H2)에 의해 가열 접착하게 되는데, 1차 및 2차의 핫프레스 과정에서 고열로 인해 회로가 손상되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 전장용 연성회로기판(알루미늄 플레이트 방열 타입)의 불량률을 감소화하기 위해 열경화성 테이프를 적용하되 알루미늄 박판(0.5T) 자재를 사용함으로써 감압성 테이프의 불량을 줄이고 공정 간소화를 통한 원가 절감을 도모할 수 있도록 한 연성회로기판 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적은, 도전성 동으로 도금하여 일면에 회로가 형성된 기판에 드라이필름을 라미네이팅시키는 노광 공정 후 적정 크기의 베이스부재로 재단하는 1공정; 노광된 베이스부재의 일부분을 현상하고, 동을 제거하도록 부식시킨 후 잔재된 드라이필름을 제거하는 박리 공정으로 구성되는 2공정; 상기 베이스부재에 커버층을 가접하는 3공정; 상기 베이스부재에 보강용 재료를 덧붙이는 4공정; 상기 보강된 베이스부재에 알루미늄패턴을 부착하는 5공정; 상기 5공정 후 베이스부재에 고열을 가하면서 가압 접착하는 6공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연성회로기판의 제조방법에 의해 달성될 수 있다.

상기 6공정에서 수득된 베이스부재를 후가공하고, 실크 인쇄시킨 후 외형을 가공하고 검사하여 출하하는 7공정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 1공정은 기판은 열경화성 테이프이고, 기판의 일면에 동박의 회로가 밀착되는 공정인 것을 특징으로 한다.

상기 1공정에서 노광 공정은 회로를 형성하기 위해 베이스부재에 드라이필름을 밀착시키는 1단계; 드라이필름에 회로가 그려진 마스터필름을 셋팅하는 2단계; 회로가 형성될 부분의 드라이필름에 자외선을 조사하여 드라이필름을 경화시키는 3단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 2공정의 현상 공정은 노광이 완료된 베이스부재를 화학약품으로 처리하여 빛을 받아 굳어진 부분만 남기고 빛을 받지 않아 굳지 않은 부분의 드라이필름을 벗겨내는 것을 특징으로 한다.

상기 2공정의 부식 공정은 현상 공정에서 드라이필름이 노출된 부분의 동을 산화시켜 제거하여 회로를 형성하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 고열에 의한 핫프레스 공정을 최소화하여 고열로 인한 손상을 방지하고, 제조공수를 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면, 알루미늄 박판과 커버층을 동시에 핫프레스하여 일반적인 경화성 테이프 진행시 공정 추가로 인한 단가 상승의 단점을 완화하였고, 알루미늄 박판을 셀(CELL) 타입이 아닌 D/T 형상과 동일하게 작업하여 부착 공정의 공수를 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술을 나타낸 공정 흐름도,
도 2는 본 발명에 따른 연성회로기판의 제조 공정을 나타낸 흐름도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

하기에서 설명될 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있으며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 함을 밝혀둔다.

첨부된 도 2는 본 발명에 따른 연성회로기판의 제조 공정을 나타낸 흐름도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 연성회로기판의 제조방법은, 기판에 동 도금과 라미네이팅을 실시하여 베이스부재를 준비하여 노광하는 1공정(S1); 상기 베이스부재의 라미네이팅 후 드라이필름을 제거하는 2공정(S2); 상기 베이스부재에 커버층을 가접하는 3공정(S3); 상기 베이스부재에 보강용 재료를 덧붙이는 4공정(S4); 상기 보강된 베이스부재에 알루미늄패턴을 부착하는 5공정(S5); 상기 5공정(S5) 후 베이스부재에 고열을 가하면서 가압 접착하는 6공정(S6);을 포함하여 구성된다.

상기 1공정(S1)에서는 먼저 기판의 일면에 동 도금하여 회로를 형성하고 라미네이팅을 실시한다.

드라이필름을 라미네이팅시킨 후 적정 크기의 베이스부재로 재단하고 노광한다.

상기 기판은 열경화성 테이프이고, 기판의 상하 중 어느 한면에만 동박의 회로가 형성된다.

상기 1공정(S1)에서 노광(Laminating) 공정은, 회로를 형성하기 위해 베이스부재에 드라이필름을 밀착시키는 1단계; 드라이필름 위에 회로가 그려진 마스터필름을 셋팅하는 2단계; 마스터필름 위에 자외선을 조사하여 회로가 형성될 부분의 드라이필름을 경화시키는 3단계;를 포함한다.

드라이필름(Dry Film)은 자외선(UV) 빛에 의해 경화되는 감광성 필름이다.

드라이필름 밀착공정은 회로를 형성하기 위하여 베이스부재에 드라이필름을 밀착시키는 공정으로써, 드라이필름 밀착시 베이스부재와 드라이필름 사이에 기포가 생길 경우 회로가 형성되는 에칭 공정에서 에칭액이 침투될 경우 패턴의 오픈(Open)이나 마이크로(Micro Open) 불량이 발생될수 있다.

회로 형성에 기본이 되는 공정으로 이 공정에서 이물 및 미세 먼지에 의한 빛의 산란등에 의해서 회로 품질이 좌우되므로 드라이필름을 밀착하는 공정은 클린룸(Clean Room)에서 작업이 진행되며, 주기적으로 등급(Class)관리 (1㎥ 공간에 포함된 5㎛이상의 먼지 개수, 사내기준 5000 Class)를 주기적으로 측정, 관리한다.

노광 공정 중 2단계는 베이스부재에 밀착된 드라이필름에 회로가 드로잉(Drawing)된 마스터필름을 셋팅하고, 3단계는 그 위에 UV 빛을 쪼여 주는 공정이다.

마스터필름을 통해 회로가 형성될 부분의 드라이필름 부분에 UV 빛이 조사되어, UV 빛이 조사된 부분의 드라이필름을 경화시킨다.

상기 2공정(S2)은 노광된 상기 라미네이팅된 베이스부재의 일부분을 현상하고, 동을 제거하도록 부식시킨 후 잔재된 드라이필름을 제거하는 박리 공정으로 구성된다.

상기 2공정(S2)의 현상 공정은 UV 노광이 완료된 라미네이팅된 베이스부재를 화학약품으로 처리하여 UV 빛을 받아 마스터필름의 회로에 대응된 경화된 드라이필름 부분은 남기고 UV 빛을 받지 않아 굳지 않은 부분의 드라이필름을 벗겨낸다.

상기 2공정(S2)의 부식 공정은 현상 공정에서 드라이필름이 벗겨져 노출된 부분의 동을 산화시켜 제거하여 회로를 형성하도록 한다.

부식 공정은 현상공정에서 드라이필름이 벗겨져 노출된 부분의 동을 산화시켜 제거하는 공정이다.

컨베이어를 통해 제품이 투입되면 에칭액이 노즐을 통해 분사된다.

이때 노출된 동박이 산화되면서 회로를 형성하게 되는데, 에칭액 분사 압력 및 컨베이어 속도에 따라서 회로 품질이 좌우된다.

에칭공정에서 발생될 수 있는 불량은 오버 에칭(Over Etching), 미 에칭 등이 있다.

상기 2공정(S2)의 박리 공정은 회로를 형성하고 남아 있는 드라이필름을 제거한다.

현상 공정부터 박리 공정은 한 개의 라인으로 구성되어 있어, 현상투입이 되면 회로 형성 및 박리가 완료되어 제품이 생산된다.

상기 3공정(S3)은 상기 2공정을 거친 베이스부재에 형성된 패턴에 절연층을 형성하기 위해 패턴이 형성된 베이스부재 위에 커버층의 가접착 또는 부착 위치를 잡아주는 가접공정이다.

가접 공정에서는 보강판을 커버층과 반대쪽의 베이스부재에 가접착하거나 다층 (Multi-Layer) 제품을 층별로 본딩시트(Boding Sheet)로 부착을 한다.

커버층(Coverlay)을 가접하는 공정으로 커버층 내에 이물이 삽입될 수 있는 공정이므로 이 공정도 준 클린룸 시설이 되어 있다.

상기 4공정(S4)은 베이스부재에 보강용 재료를 덧붙인다.

연성회로기판(FPCB)은 얇은 열경화성 테이프에 굽힘성이 우수하기 때문에 셋트 조립시 커넥터(Connector)에 삽입되거나 칩(Chip)을 장착할 경우 작업성이 매우 떨어진다. 따라서 커버층과 반대쪽의 베이스부재 저면에 금속의 보강용 재료를 덧붙이는 경우가 대부분이다

상기 5공정(S5)은 보강된 베이스부재의 금속의 보강용 재료에 알루미늄 플레이트(AL PLATE)를 부착하여 알루미늄패턴을 부착한다.

상기 6공정(S6)은 가접된 커버층을 핫프레스(HOT-PRESS)를 이용하여 열과 압력을 이용하여 완전 접착시킨다.

상기 핫프레스 공정은 베이스부재와 가접된 커버층을 핫 프레스를 이용하여 열과 압력을 이용하여 완전 접착시키는 공정이다.

핫프레스 공정에서는 커버층이 베이스부재에 완전히 밀착되지 않고 공기층이 형성되는 불량이 발생되고 열과 압력을 받을 때 커버층의 접착제 층이 흘러 내려 불량이 발생될 수 있으므로 바람직하게는 핫 프레스 작업 조건은 고온에서 70Bar (30Ton), 45Min의 조건이다.

상기 6공정(S6)에서 수득된 베이스부재를 후가공하고, 상표, 제품번호 등을 베이스부재 또는 커버층에 실크 인쇄시킨 후 외형을 가공하고 검사하여 출하하는 7공정(S7)을 더 포함한다.

후가공은 베이스부재의 외면을 클리닝시킨다.

B.B.T는 고객의 회로 디자인의 성능에 충족되도록 네트 리스테에 따라 도전 금속핀들을 접점시킨 상태에서 각각의 핀에 전류를 통하여 각 제품의 회로의 오픈/쇼트 여부를 테스트하여 기판의 전기적 신뢰성을 확인하는 공정이다.

오픈은 설정된 옵션 보다 높게 검출될 경우 오픈 테스테에 대하여 NG로 판정한다.

쇼트는 설정된 옵션 보다 낮게 검출이 될 경우 쇼트 테스트에 대하여 NG로 판정한다.

한편 연성회로기판 자체의 역할은 아니지만 부품의 배치도 등을 연성회로기판에 표시해야 할 필요가 있다. 이때 사용되는 방법이 실크 인쇄이다.

실크 인쇄는 실크(Silk)망에 잉크가 삽입될 부분만 제외하고 막은 상태이다. 이것을 제판이라고 하는데, 인쇄 제판을 베이스 패널(Base Pannel) 위에 놓고 잉크를 위에 입히는 방법이다.

또한, 인쇄는 위와 같은 식별을 위한 인쇄뿐만 아니라, 연성회로기판(FPC)이 세트 조립된 상태에서 발생하게 되는 전자파 발생을 억제하기 위해서 은 도막(Silver Paste) 처리를 하는 경우도 있고, 보호층(Coverlay) 대용으로 사용하는 솔더 레지스터(Solder Resister), 복합도금의 경우 도금 전에 불필요한 랜드(Land)를 막을 경우도 사용된다.

회로 상으로는 문제가 없지만 외관상 틀어지거나 찍히거나 회로의 손상이 있는지를 검사해야 한다. 최종검사에서는 육안으로 전 모델 전수검사를 실시하여 양품과 불량으로 선별한다.

확대경(×5)으로 검사하기는 하지만 육안검사를 실시하기 때문에 판단하기 난해한 부분이 있기 때문에 모델별로 중점 관리 항목을 지정하는 한편, 불량 항목별 한도 견본을 제작하여 육안 검사 수준을 평준화 한다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

S1 : 1공정 S2 : 2공정
S3 : 3공정 S4 : 4공정
S5 : 5공정 S6 : 6공정

Claims (10)

1. 도전성 동으로 도금하여 일면에 회로가 형성된 기판에 드라이필름을 라미네이팅시킨 후 적정 크기의 베이스부재로 재단하고 노광하는 1공정, 노광된 상기 라미네이팅된 베이스부재의 일부분을 현상하고, 동을 제거하도록 부식시킨 후 잔재된 드라이필름을 제거하는 박리 공정으로 구성되는 2공정, 상기 2공정을 거친 베이스부재에 커버층을 가접하는 3공정, 상기 베이스부재에는 커버층과 반대쪽의 베이스부재 저면에 금속의 보강용 재료를 덧붙이는 4공정, 상기 4공정에서 보강된 베이스부재에 알루미늄패턴을 부착하는 5공정, 상기 5공정 후 베이스부재와 커버층에 고열을 가하면서 가압 접착하는 6공정을 구비한 연성회로기판의 제조방법에 있어서,
   상기 기판은 열경화성 테이프이고, 기판의 일면에 동박의 회로가 밀착되어 이루어지며,
   상기 1공정의 노광 공정은 회로를 형성하기 위해 베이스부재에 드라이필름을 밀착시키는 1단계; 드라이필름 위에 회로가 그려진 마스터필름을 셋팅하는 2단계; 마스터필름 위에 자외선을 조사하여 회로가 형성될 부분의 드라이필름을 경화시키는 3단계를 포함하고,
   상기 3공정은 2공정을 거친 베이스부재에 형성된 패턴에 절연층을 형성하기 위해 패턴이 형성된 베이스부재 위에 커버층의 가접착 위치를 잡아주는 가접공정인 것을 특징으로 하는 연성회로기판의 제조방법.
   
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10. 제1항에 기재된 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 연성회로기판.
    

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