KR102296549B1 - Lvh 형성 방법 - Google Patents

Abstract

PSR 도포시 홀 개방(hole open)문제를 해결하고 서지(surge) 전이를 최소화시키기 위하여, LVH 형상을 개선하는 LVH 형성 방법이 개시된다.
LVH 형성 방법은
설계된 LVH(Laser Via Hole)의 사이즈보다 큰 사이즈를 가지는 레이저 포인트 윈도우를 오픈시키는 과정; 및
상기 레이저 포인트 윈도우에 설계된 LVH의 사이즈와 동일한 사이즈를 가지는 레이저 빔을 조사하여 LVH를 형성하는 과정을 포함한다.

Description

LVH 형성 방법 {Method for producing Laser Via Hole}

본 발명은 인쇄회로기판 제조 공정에서 PSR(Photo Solder Resist)을 도포하는 공정에 관한 것으로서, PSR 도포시 홀 개방(hole open)문제를 해결하고 서지(surge) 전이를 최소화시키기 위하여, LVH(Laser Via Hole)의 형상을 개선하는 LVH 형성 방법에 관한 것이다.

일반적으로 인쇄회로기판을 제작하는 공정에서, 제품표면의 회로 및 절연체를 형성하여 제품을 보호하고, 추후 공정에서 부품 실장시 실시하는 솔더링(soldering)공정에서 회로와 회로 사이의 땜납 걸침(solder bridge) 현상이 발생하는 것을 방지하기 위하여, PSR 잉크를 도포하는 공정을 거치게 된다.

도 1은 종래의 PSR 도포 공정을 보인다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 PSR 도포 방법은 Jet 정면 공정, PSR 인쇄 공정, 예비 건조 공정, 노광 공정 그리고 현상 공정을 포함한다.

PSR 인쇄 공정에서는 PSR잉크를 자재의 표면에 도포하는 것이며, 노광 공정에서는 PSR로 코팅된 자재를 자외선에 노광 처리하여 필요 부분을 경화시키는 것이고, 현상 공정은 노광 공정에서 자외선에 노광되지 않아 경화되지 않은 PSR 잉크를 제거하는 것이다.

상기와 같은 공정으로 제작된 인쇄회로기판은 PSR 도포시 홀과 같이 굴곡이 있거나 파여진 부분에서 PSR이 제대로 도포되지 않는 이른바 스킵(skip) 현상이 발생되어 동박이 노출될 수 있어서, 여러 부품이 단락될 수 있는 문제점이 있었다.

특히, LVH(Laser Via Hole)은 인쇄회로기판에 대하여 수직 방향으로 깊이 파이게 형성되는 것이라 스킵(skip) 현상에 매우 취약하다.

도 2는 LVH 형상과 이로 인하여 인쇄회로기판에서 스킵(skip) 현상이 발생한 상태를 보인다.

도 2의 왼쪽 그림은 LVH의 단면 형상을 보이고 가운데 그림은 인쇄회로기판에 PSR을 도포한 상태를 보이고 오른쪽 그림은 PSR 공정이 끝난 후의 인쇄회로기판의 외관을 보인다.

가운데 그림을 참조하면, LVH의 가운데 바닥 부분에는 PSR이 미도포되어 있고, 이로 인하여 PSR 공정이 끝난 후의 인쇄회로기판에서 하얀 점으로 보이는 스킵(skip) 현상이 발생한 것을 알 수 있다.

도 2를 참조하면, LVH의 형상이 수직으로 깊게 파여 들어간 형상인 것이 보이고 있다. 이와 같은 형태의 LVH는 PSR 도포시 LVH 내부에 차여진 공기에 의한 내부 반발력에 의해 LVH 내부에 PSR이 도포되지 못하는 스킵(skip) 현상이 발생한다.

대한민국특허청 공개특허 제10-2014-0142403호(2014.12.12.) 대한민국특허청 등록특허 제10-059206호(2008.09.11.)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서 LVH의 형상을 변경함으로써 PSR 도포시 skip 현상이 발생되지 않게 하는 개선된 LVH 형성 방법을 제공하는 것에 있다.

상기의 목적을 달성하는 본 발명에 따른 LVH 형성 방법은

LVH 형성 방법에 있어서,

설계된 LVH(Laser Via Hole) 사이즈보다 큰 사이즈를 가지는 레이저 포인트 윈도우를 오픈시키는 과정; 및

상기 레이저 포인트 윈도우에 설계된 LVH의 사이즈와 동일한 사이즈를 가지는 레이저 빔을 조사하여 LVH를 형성하는 과정;을 포함한다.

여기서, 오픈시키는 레이저 포인트 윈도우의 사이즈는 설계된 LVH의 사이즈보다 130% 내지 145%인 것이 바람직하다.

상기와 같이 본 발명에 따른 LVH 형성 방법은 LVH의 형상을 역사다리꼴로 형성함으로써 PSR 도포 공정에서 LVH 내부에도 PSR이 균일하게 도포되게 하여 skip 현상을 방지하는 효과를 갖는다.

도 1은 종래의 PSR 공정을 보인다.
도 2는 LVH 형상과 이로 인하여 인쇄회로기판에서 스킵(skip) 현상이 발생한 상태를 보인다.
도 3은 본 발명에 따른 LVH 형성 방법과 종래 기술에 따른 LVH 형성 방법을 비교하여 보이는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 LVH 형성 방법을 도식적으로 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 LVH 형성 방법에 의해 형성된 LVH와 종래 기술에 따른 LVH 형성 방법에 의해 형성된 LVH를 비교하여 보이는 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 LVH 형성 방법에 의해 형성된 LVH의 단면 형상 및 PSR 도포 결과를 보인다.

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

도 3은 본 발명에 따른 LVH 형성 방법과 종래 기술에 따른 LVH 형성 방법을 비교하여 보이는 단면도이다.

도 3의 왼쪽 그림은 종래 기술에 따른 LVH 형성 방법을 보이는 것이고, 오른쪽 그림은 본 발명에 따른 LVH 형성 방법을 보이는 것이다. 여기서, 종래 기술에 의한 LVH 형성 방법을 등각 마스크(Conformal Mask) 방식이라 하고 본 발명에 따른 LVH 형성 방법을 라지 윈도우(Large Window) 방식이라 하기로 한다.

도 3의 오른쪽 그림을 참조하면, 본 발명에 따른 LVH 형성 방법은

설계된 LVH(Laser Via Hole)의 사이즈보다 큰 사이즈를 가지는 레이저 포인트 윈도우를 오픈시키는 과정(S302); 및

설계된 LVH의 사이즈와 동일한 사이즈를 가지는 레이저 빔을 조사하여 LVH를 형성하는 과정(S304);을 포함한다.

여기서, 설계된 LVH가 직경 107㎛의 사이즈를 갖는 것이라고 가정한다.

기존 LVH Size 90um에서는 SR Skip 현상이 발생되지만 120um이상으로 약 30% Size 확대 시 Skip현상이 발생되지 않는다. 제품 표면의 좁은 공간에 LVH가 많이 형성 되어 있기 때문에 140um이상 약 45% 확대 범위가 넓어지면 LVH끼리 겹침 현상이 발생하여 불량을 초래 할 수 있다.

먼저, 설계된 LVH의 사이즈보다 큰 사이즈 예를 들어 직경 140㎛의 사이즈를 갖는 레이저 포인트 윈도우를 개방시킨다(S302). 여기서, 레이저 포인트 윈도우는 레이저 빔을 유입하기 위한 창 역할을 하는 것으로서 인쇄회로기판의 표면에 형성된 동박 패턴을 도려냄에 의해 형성된다.

다음으로, 설계된 LVH의 사이즈와 동일한 사이즈 즉, 직경 107㎛의 사이즈를 갖는 레이저 빔을 레이저 포인트 윈도우를 통하여 조사하여 LVH를 형성한다. 레이저 빔에 의해 동박 패턴 밑의 절연물(예를 들어, 에폭시)이 제거되어 LVH를 형성하게 된다.

레이저 조사 후 내벽에 도금 처리가 수행될 수 있다.

여기서, LVH의 단면 형상이 역사다리꼴 형상이 되는 것을 알 수 있다.

즉, LVH의 내벽이 소정의 경사각을 가지고 비스듬한 형태로 형성된다. 이러한 경사진 형태의 내벽은 PSR 도포 공정에서 PSR이 원활하게 LVH의 내벽에 도포되게 하는 데 도움을 준다는 것은 명확하다. PSR 공정 진행시 PSR이 LVH 내벽의 왼쪽부터 도포되는 경우, LVH 내부의 공기가 자연스럽게 역사다리꼴 내벽을 타고 오른쪽으로 배출되기 때문에 PSR이 LVH의 바닥까지 충분히 도포되고, 이로 인하여 SKIP의 발생이 억제된다.

이에 비해, 종래의 LVH 형성 방법은 설계된 LVH의 사이즈와 동일한 사이즈의 레이저 빔 포인트를 오픈시키고(S402), 그보다 큰 사이즈의 레이저 빔을 사용하여 LVH를 가공한다(S404).

이와 같은 종래의 종래의 LVH 형성 방법에 의하면, 날카롭게 솟은 수직 단면을 가지는 LVH이 얻어지기 때문에 PSR 도포 공정에서 스킵이 발생하는 것을 유발하게 된다. PSR 공정 진행시 PSR이 LVH 내벽의 왼쪽부터 도포되는 경우, LVH 내부의 공기가 외부로 빠져나가지 못하고 머물러 있기 때문에 공기의 완충 작용에 의해 PSR이 LVH의 바닥에 도포되지 못하고, 이로 인하여 SKIP의 발생이 초래된다.

도 4는 본 발명에 따른 LVH 형성 방법을 도식적으로 도시한다.

도 4를 참조하면, 먼저 패턴 형성시 Laser Drill을 가공할 Point의 동박을 부식(제거)시킨다(좌측도면 참조). 그 이후 동일 Point에 Laser Drill 공정을 거쳐 절연층을 가공하고(중앙도면 참조) 그 이후 가공된 홀 안에 도금을 진행한다(우측도면 참조).

도 5는 본 발명에 따른 LVH 형성 방법에 의해 형성된 LVH와 종래 기술에 따른 LVH 형성 방법에 의해 형성된 LVH를 비교하여 보이는 단면도이다.

도 5의 왼쪽 그림은 종래 기술에 따른 LVH 형성 방법에 의해 형성된 LVH의 형상을 보이는 것이고, 오른쪽 그림은 본 발명에 따른 LVH 형성 방법에 의해 형성된 LVH의 형상을 보이는 것이다.

도 5를 참조하면, 종래의 LVH 형성 방법은 큰 사이즈의 레이저 빔으로 가공하기 때문에 레이저 포인트 위치 편차, 레이저 드릴 장비의 위치 편차 등에 대해 강인한 특성을 갖는 반면에 미세한 사이즈의 LVH에 대해서는 레이저 포인트를 누락할 가능성이 있고, 높은 파워(레이저 파워) 및 짧은 샷(shot, 레이저 빔을 투사하는 것을 말함) 사용시 언더컷(undercut)을 유발하여 LVH 내벽 도금 시 신뢰성을 떨어뜨리게 하는 요인이 되는 것을 알 수 있다. 또한, LVH의 내벽이 수직 형상이기 때문에 PSR 도포시 불리함을 알 수 있다.

이에 비해, 본 발명에 따른 LVH 형성 방법에 의해 형성된 LVH는 비스듬하게 경사진 내벽을 가지기 때문에 도금액 흐름이 원활하여 도금성이 우수하고, Via Fill공법이 적용 가능한 것을 알 수 있다. 다만, 레이저 드릴 설비에 대해 높은 정확성이 요구된다.

도 6은 본 발명에 따른 LVH 형성 방법에 의해 형성된 LVH의 단면 형상 및 PSR 도포 결과를 보인다.

도 6의 왼쪽 그림은 본 발명에 따른 LVH 제조 방법에 의해 형성된 LVH의 단면 형상으로 보이고 오른쪽 그림은 PSR 도포 결과를 보인다.

도 2와 비교할 때 스킵(skip) 현상이 전혀 발생되지 않고 있음을 알 수 있다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

S302, S402..레이저 포인트 윈도우 개방 과정
S304, S404...레이저 빔 조사 과정

Claims (2)

1. 삭제
2. LVH(Laser Via Hole) 형성 방법에 있어서,
   설계된 상기 LVH의 사이즈보다 큰 사이즈를 가지는 레이저 포인트 윈도우를 오픈시키는 과정; 및
   상기 레이저 포인트 윈도우에 설계된 상기 LVH의 사이즈와 동일한 사이즈를 가지는 레이저 빔을 조사하여 상기 LVH를 형성하는 과정을 갖되,
   오픈시키는 상기 레이저 포인트 윈도우의 사이즈는 설계된 상기 LVH의 사이즈보다 130% 내지 145%인 것으로,
   상기 LVH 의 단면 형상이 역사다리꼴로 형성되는 것이며,
   PSR 공정 진행시 상기 PSR이 상기 LVH 내벽에 도포되는 경우, 상기 LVH 내부의 공기가 자연스럽게 상기 역사다리꼴 내벽을 타고 배출되기 때문에 상기 PSR이 상기 LVH의 바닥까지 충분히 도포되어 SKIP의 발생이 억제되는 것을 특징으로 하는 LVH 형성 방법.

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