KR102563422B1 - 인쇄회로기판 제조 방법 및 이에 의해 제조된 인쇄회로기판 - Google Patents

인쇄회로기판 제조 방법 및 이에 의해 제조된 인쇄회로기판 Download PDF

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Abstract

저유전율을 갖는 경성 필름상에 접합층 및 증착층을 형성한 복수의 베이스 시트를 적층하여 고주파 신호에 의한 유전 손실을 최소화하고, 고주파 신호의 손실을 방지하도록 한 인쇄회로기판 제조 방법 및 이에 의해 제조된 인쇄회로기판을 제시한다. 제시된 인쇄회로기판 제조 방법은 베이스 시트를 준비하는 단계, 복수의 베이스 시트들을 적층하는 단계 및 복수의 베이스 시트들이 적층된 적층체를 가열 가압하여 접착하는 단계를 포함하고, 베이스 시트를 준비하는 단계는 경성 폴리프로필렌 필름의 일면에 접합층을 형성하는 단계, 경성 폴리프로필렌 필름의 타면에 증착층을 형성하는 단계 및 박막 증착층의 일면에 전극부를 형성하는 단계를 포함한다.

Description

인쇄회로기판 제조 방법 및 이에 의해 제조된 인쇄회로기판{METHOD FOR MANUFACTURING CIRCUIT BOARD AND CIRCUIT BOARD MANUFACTURED BY THE METHOD}
본 발명은 인쇄회로기판 제조 방법 및 이에 의해 제조된 인쇄회로기판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고주파수를 사용하는 회로로 사용되는 인쇄회로기판 제조 방법 및 이에 의해 제조된 인쇄회로기판에 관한 것이다.
일반적으로, 인쇄회로기판은 얇은 절연 필름에 회로패턴을 형성하여 유연하게 구부러질 수 있는 기판으로, 휴대용 전자기기 및 장착 사용 시 굴곡 및 유연성을 요구하는 자동화 기기 또는 디스플레이 제품 등에 많이 사용되고 있다.
일반적으로 인쇄회로기판은 폴리이미드(PI; Polyimide) 필름에 동박을 접착 또는 다이캐스팅하여 제조된다. 이때, 폴리이미드 필름은 높은 기계적 강도, 내열성, 절연성, 내용제성 등의 특성을 갖기 때문에, 인쇄회로기판의 베이스 기재로 많이 사용된다.
한편, 영상 통화, 영화 감상, 실시간 중계 등과 같이 대용량 정보를 실시간으로 전송하는 서비스의 이용이 증가함에 따라, 휴대 단말은 고주파수 대역(예를 들면, ㎓)을 이용하여 대용량 정보를 전송하기 위한 회로들이 실장되고 있다.
하지만, 폴리이미드 필름으로 제작된 인쇄회로기판을 이용하여 고주파 신호를 전송하는 경우 소재 고유의 유전 손실로 인해 고주파 신호의 신호 손실이 발생하는 문제점이 있다.
즉, 폴리이미드 필름은 고유전율을 갖기 때문에 고주파 신호의 송수신시 유전 손실이 발생하게 되고, 그에 따른 고주파 신호의 손실이 발생하여 영상 통화, 영화 감상, 실시간 중계 등의 서비스 이용시 끊김이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 저유전율을 갖는 필름으로 제작된 인쇄회로기판은 고주파수 신호의 손실을 최소화할 수 있지만 용융 온도가 낮아 내열성이 저하되기 때문에, 고주파수용 소자의 실장을 위한 SMT(Surface Mounter Technology) 공정시 발생하는 대략 250℃ 정도의 고온에 의해 표면이 녹아 불량이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 저유전율과 내열성이 높은 필름은 가격이 고가로 형성되기 때문에 인쇄회로기판의 제조 비용이 증가하여 시장에서의 경쟁력을 상실하게 되는 문제점이 있다.
한국공개특허 제10-2016-0097948호(명칭: 연성 인쇄회로기판 및 그 제조 방법)
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 제안된 것으로, 저유전율을 갖는 경성 필름상에 접합층 및 증착층을 형성한 복수의 베이스 시트를 적층하여 고주파 신호에 의한 유전 손실을 최소화하고, 고주파 신호의 손실을 방지하도록 한 인쇄회로기판 제조 방법 및 이에 의해 제조된 인쇄회로기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
즉, 본 발명은 저유전율의 경성 폴리프로필렌(PP; polypropylene) 필름 상에 접합층 및 증착층을 형성하여 베이스 시트를 구성하고, 복수의 베이스 시트들을 적층하여 고주파 신호에 의한 유전 손실을 최소화하고, 고주파 신호의 손실을 방지하도록 한 인쇄회로기판 제조 방법 및 이에 의해 제조된 인쇄회로기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조 방법은 베이스 시트를 준비하는 단계, 복수의 베이스 시트들을 적층하는 단계 및 복수의 베이스 시트들이 적층된 적층체를 가열 가압하여 접착하는 단계를 포함하고, 베이스 시트를 준비하는 단계는 경성 폴리프로필렌 필름의 일면에 접합층을 형성하는 단계, 경성 폴리프로필렌 필름의 타면에 증착층을 형성하는 단계 및 박막 증착층의 일면에 전극부를 형성하는 단계를 포함한다. 이때, 경성 폴리프로필렌 필름은 OPP(Oriented polypropylene) 필름일 수 있다.
베이스 시트를 준비하는 단계는 증착층을 형성하는 단계 이전에 경성 폴리프로필렌 필름의 타면에 코로나층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전극부를 형성하는 단계는 증착층의 일면에 박막 시드층을 형성하는 단계, 박막 시드층의 일면에 도금층을 형성하는 단계 및 박막 시드층 및 도금층의 적어도 일부를 에칭하여 전극부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 박막 시드층은 니켈구리 및 구리를 혼합한 혼합 재질일 수 있다.
복수의 베이스 시트들을 적층하는 단계에서는 베이스 시트의 접합층과 다른 베이스 시트의 접합층이 마주보도록 베이스 시트들을 적층할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조 방법은 접착하는 단계에서 접착된 복수의 베이스 시트들로 형성된 적층체를 관통하는 하나 이상의 쓰루 홀을 형성하는 단계, 쓰루 홀의 표면 및 적층체의 상면 및 하면에 연결 도금층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
연결 도금층을 형성하는 단계는 무전해도금을 통해 쓰루 홀의 표면 및 적층체의 상면 및 하면에 제1 연결 도금층을 형성하는 단계 및 전해도금을 통해 제1 연결 도금층의 표면에 제2 연결 도금층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조 방법은 연결 도금층의 일부를 에칭하여 적층체의 적어도 일면에 회로 패턴을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
접착하는 단계에서는 접합층의 유리전이온도 이상으로 가열할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조 방법에 의해 제조된 인쇄회로기판은 상술한 인쇄회로기판 제조 방법에 의해 제조된 인쇄회로기판으로서, 경성을 갖는 복수의 베이스 시트가 적층된 적층체 및 적층체의 상면에 형성된 회로 패턴을 포함하고, 베이스 시트는 경성 폴리프로필렌 필름, 경성 폴리프로필렌 필름의 하면에 형성된 접합층, 경성 폴리프로필렌 필름의 상면에 형성된 증착층 및 증착층의 상면에 형성된 전극부를 포함할 수 있다. 이때, 경성 폴리프로필렌 필름은 OPP(Oriented polypropylene) 필름일 수 있다.
베이스 시트는 경성 폴리프로필렌 필름 및 전극부 사이에 개재되는 코로나층, 적층체를 관통하여 적층체의 상부 및 하부에 형성된 전극부를 연결하는 쓰루 홀을 더 포함할 수 있다.
전극부는 증착층의 상부에 형성된 박막 시드층, 박막 시드층의 상면에 형성된 도금층 및 도금층 상에 형성된 연결 도금층을 포함할 수 있다.
연결 도금층은 도금층의 상면, 박막 시드층의 일측면 및 적층체를 관통하는 쓰루 홀의 내벽에 형성될 수 있으며, 연결 도금층은 도금층의 상면, 박막 시드층의 일측면 및 쓰루 홀의 내벽에 형성되는 제1 연결 도금층 및 제1 연결 도금층의 표면에 형성되는 제2 연결 도금층을 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 인쇄회로기판 제조 방법 및 이에 의해 제조된 인쇄회로기판은 저유전율을 갖는 복수의 베이스 시트를 적층함으로써, 고주파 신호에 의한 유전 손실을 최소화하고, 고주파 신호의 손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 인쇄회로기판 제조 방법 및 이에 의해 제조된 인쇄회로기판은 경성 폴리프로필렌 필름을 이용하여 베이스 시트를 구성함으로써, 폴리이미드로 베이스 시트를 구성하는 종래의 인쇄회로기판에 비해 낮은 유전율을 형성하여 유전 손실을 최소화하면서 기계적 강도를 갖는 하드(Hard) 타입의 인쇄회로기판을 제조할 수 있는 효과가 있다.
또한, 인쇄회로기판 제조 방법 및 이에 의해 제조된 인쇄회로기판은 경성 폴리프로필렌 필름에 증착층을 형성함으로써, 경성 폴리프로필렌 필름 상에 박막 시드층 및 도금층을 용이하게 형성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 인쇄회로기판 제조 방법 및 이에 의해 제조된 인쇄회로기판은 경성 폴리프로필렌 필름에 접합층을 형성함으로써, 베이스 시트들을 용이하게 결합(접착)할 수 있는 효과가 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4 및 도 5는 도 1의 베이스 시트를 준비하는 단계를 설명하기 위한 도면.
도 6은 도 1의 연결 도금층을 도금하는 단계를 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판을 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 인쇄회로기판 제조 방법은 베이스 시트(100)를 준비하는 단계(S100), 복수의 베이스 시트(100)를 적층하는 단계(S200), 핫 프레스 단계(S300), 쓰루 홀(200)을 형성하는 단계(S400), 연결 도금층(300)을 도금하는 단계(S500), 회로 패턴을 형성하는 단계(S600)를 포함한다.
베이스 시트(100)를 준비하는 단계(S100)는 경성(硬性) 폴리프로필렌 필름(110; 이하, 경성 PP 필름(110))의 상면에 증착층(140)을 형성하고, 경성 PP 필름(110)의 하면에 접합층(120)을 형성한다. 베이스 시트(100)를 준비하는 단계(S100)는 증착층(140) 상에 전극부를 형성한다.
이를 위해, 도 4 및 도 5를 참조하면, 베이스 시트(100)를 준비하는 단계(S100)는 경성 PP 필름(110)을 준비하는 단계(S110), 경성 PP 필름(110)의 하면에 접합층(120)을 형성하는 단계(S120), 경성 PP 필름(110)의 상면에 증착층(140)을 형성하는 단계(S130), 증착층(140)의 상면에 박막 시드층(150)을 형성하는 단계(S140), 박막 시드층(150)의 상면에 도금층(160)을 형성하는 단계(S150), 박막 시드층(150) 및 도금층(160)의 일부를 식각(etching)하여 전극부를 형성하는 단계(S160)를 포함한다.
경성 PP 필름(110)을 준비하는 단계(S110)는 유전 손실인 낮은 저유전율의 경성 PP 필름(110)을 준비한다. 이때, 경성 PP 필름(110)은 소정의 기계적 강도를 갖는 OPP(Oriented polypropylene) 필름으로 구성될 수 있으며, 대략 30㎛ 정도의 두께로 형성된다.
접합층(120)을 형성하는 단계(S120)는 경성 PP 필름(110)의 하면에 비정질 고분자인 폴리머(Poymer)로 구성된 접합층(120)을 형성한다. 이때, 접합층(120)은 다른 베이스 시트(100)와의 결합시 두 베이스 시트(100) 간의 결합을 위해 형성된다. 접합층(120)은 후술할 핫 프레스 단계(S300)에서 유리전이온도 이상의 온도로 가열됨에 따라 고체 상태에서 점성이 있는 상태로 변화한다. 접합층(120)은 점성 상태에서 다른 베이스 시트(100)의 접합층(120)과 접합되어 두 베이스 시트(100)를 결합(접착)한다.
증착층(140)을 형성하는 단계(S130)는 경성 PP 필름(110)의 상면에 전극부를 형성하기 위한 금속을 증착하기 위한 증착층(140)을 형성한다. 일례로, 증착층(140)을 형성하는 단계(S130)는 경성 PP 필름(110)의 상면에 코로나 처리를 수행하여 코로나층(130)을 형성하고, 코로나층(130)의 상면에 폴리머 재질을 코팅하여 증착층(140)을 형성할 수 있다.
박막 시드층(150)을 형성하는 단계(S140)는 증착 공정을 통해 증착층(140)의 상면에 박막 시드층(150)을 형성한다. 즉, 박막 시드층(150)을 형성하는 단계(S140)는 증착 공정 또는 스퍼터링(Sputtering) 공정을 통해 증착층(140)의 상면에 니켈구리(NiCu) 및 구리(Cu)의 혼합 재질 또는 니켈구리(NiCu) 재질인 박막 시드층(150)을 형성한다.
도금층(160)을 형성하는 단계(S150)는 박막 시드층(150)상에 도금층(160)을 형성한다. 이때, 도금층(160)을 형성하는 단계(S150)는 구리(Cu)를 전해도금하여 박막 시드층(150) 상에 도금층(160)을 형성한다. 이때, 박막 시드층(150) 및 도금층(160)은 전극부를 구성하는 요소이며, 대략 5㎛ 정도의 두께로 형성된다.
전극부를 형성하는 단계(S160)는 에칭(식각) 공정을 통해 박막 시드층(150) 및 도금층(160)의 일부를 제거하여 증착층(140) 상에 전극부를 형성한다.
복수의 베이스 시트(100)를 적층하는 단계(S200)는 S100 단계에서 준비된 베이스 시트(100)들을 적층한다. 즉, 복수의 베이스 시트(100)를 적층하는 단계(S200)는 후술할 핫 프레스 공정에서 베이스 시트(100)들이 접합되어야 하므로 베이스 시트(100)의 하면(즉, 접합층(120))과 다른 베이스 시트(100)의 하면이 마주보도록 두 베이스 시트(100)들을 적층한다.
핫 프레스 단계(S300)는 베이스 시트(100)들이 적층된 상태에서 열과 압력을 가하여 적층된 베이스 시트(100)들을 접착(압착)한다. 이때, 핫 프레스 단계(S300)는 베이스 시트(100)의 하면에 해당하는 접착층의 유리전이온도 이상의 열을 가열함과 동시에 가압하여 복수의 베이스 시트(100)들을 접착(압착)한다.
그에 따라, 베이스 시트(100)들의 접합층(120)이 고체 상태에서 점성이 있는 상태로 변화된 점성 상태에서 다른 베이스 시트(100)의 접합층(120)과 접합되어 두 베이스 시트(100)를 결합(접착)한다.
쓰루 홀(200)을 형성하는 단계(S400)는 복수의 베이스 시트(100)들이 적층된 적층체를 관통하는 하나 이상의 쓰루 홀(200)을 형성한다. 즉, 쓰루 홀(200)을 형성하는 단계(S400)는 적층체에 펀칭(Punching)을 통해, 적층체의 상면 및 하면에 형성된 전극부들을 전기적으로 연결(즉, 통전)하기 위한 하나 이상의 쓰루 홀(200)을 형성한다.
연결 도금층(300)을 도금하는 단계(S500)는 쓰루 홀(200)과 최상부에 적층된 베이스 시트(100)의 상면(즉, 전극부 및 증착층(140))에 연결 도금층(300)을 도금한다. 즉, 연결 도금층(300)을 도금하는 단계(S500)는 쓰루 홀(200)을 통해 적층체의 상면 및 하면에 형성된 전극부를 전기적으로 연결(즉, 통전)하기 위한 연결 도금층(300)을 도금한다.
도 6을 참조하면, 연결 도금층(300)을 도금하는 단계(S500)는 제1 연결 도금층(320)을 도금하는 단계(S520) 및 제2 연결 도금층(340)을 도금하는 단계(S540)를 포함할 수 있다.
제1 연결 도금층(320)을 도금하는 단계(S520)는 무전해 화학 동도금을 통해 적층체의 상면 및 하면에 형성된 전극부를 전기적으로 연결(즉, 통전성을 형성)하기 위해 쓰루 홀(200)의 내벽과 적층체의 상면 및 하면(즉, 상부에 적층된 베이스 시트(100) 및 하부에 적층된 베이스 시트(100)의 증착층(140))에 동을 도금하여 제1 연결 도금층(320)을 형성한다.
제2 연결 도금층(340)을 도금하는 단계(S540)는 전해 동도금을 통해 제1 연결 도금층(320)의 표면에 제2 연결 도금층(340)을 형성한다. 이를 통해 제2 연결 도금층(340)은 제1 연결 도금층(320)의 전기적 연결(즉, 통전성)을 보강한다.
회로 패턴을 형성하는 단계(S600)는 연결 도금층(300)의 일부를 에칭하여 인쇄회로기판의 상면 및 하면에 회로 패턴을 형성한다. 즉, 회로 패턴을 형성하는 단계(S600)는 마스킹 공정 및 에칭 공정을 통해 연결 도금층(300)의 일부를 제거하여 회로 패턴을 형성한다.
한편, 인쇄회로기판 제조 방법은 회로 패턴이 형성된 인쇄회로기판에 보호층을 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
보호층을 형성하는 단계에서는 회로 패턴 및 베이스 시트(100)의 증착층(140) 표면에 코팅액을 도포한 후 경화시켜, 회로 패턴 및 증착층(140) 표면을 커버하여 보호하는 보호층을 형성한다.
이때, 보호층은 베이스 시트(100)의 증착층(140)과 동일한 계열의 코팅액으로 구성됨으로써, 증착층(140) 및 회로 패턴과의 부착력이 우수하여 증착층(140) 및 회로패턴과와 더 견고하게 일체화되는 것이 바람직하다.
또한, 인쇄회로기판 제조 방법은 전극부를 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 이때, 전극부를 형성하는 단계는 보호층의 일부를 제거한 후 해당 영역에 구리 등의 도전성 재질을 도금하여 전극부를 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 인쇄회로기판 제조 방법 및 이에 의해 제조된 인쇄회로기판은 저유전율을 갖는 복수의 베이스 시트를 적층함으로써, 고주파 신호에 의한 유전 손실을 최소화하고, 고주파 신호의 손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 인쇄회로기판 제조 방법 및 이에 의해 제조된 인쇄회로기판은 경성 폴리프로필렌 필름을 이용하여 베이스 시트를 구성함으로써, 폴리이미드로 베이스 시트를 구성하는 종래의 인쇄회로기판에 비해 낮은 유전율을 형성하여 유전 손실을 최소화하면서 기계적 강도를 갖는 하드(Hard) 타입의 인쇄회로기판을 제조할 수 있는 효과가 있다.
또한, 인쇄회로기판 제조 방법 및 이에 의해 제조된 인쇄회로기판은 경성 폴리프로필렌 필름에 증착층을 형성함으로써, 경성 폴리프로필렌 필름 상에 박막 시드층 및 도금층을 용이하게 형성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 인쇄회로기판 제조 방법 및 이에 의해 제조된 인쇄회로기판은 경성 폴리프로필렌 필름에 접합층을 형성함으로써, 베이스 시트들을 용이하게 결합(접착)할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
100: 베이스 시트 110: 경성 PP 필름
120: 접합층 130: 코로나층
140: 증착층 150: 박막 시드층
160: 도금층 200: 쓰루 홀
300: 연결 도금층 320: 제1 연결 도금층
340: 제2 연결 도금층

Claims (18)

  1. 베이스 시트를 준비하는 단계;
    복수의 베이스 시트들을 적층하는 단계; 및
    복수의 베이스 시트들이 적층된 적층체를 가열 가압하여 접착하는 단계를 포함하고,
    상기 베이스 시트를 준비하는 단계는,
    경성 폴리프로필렌 필름의 일면에 접합층을 형성하는 단계;
    상기 경성 폴리프로필렌 필름의 타면에 증착층을 형성하는 단계; 및
    상기 증착층의 일면에 전극부를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 복수의 베이스 시트들을 적층하는 단계에서는 베이스 시트의 접합층과 다른 베이스 시트의 접합층이 마주보도록 베이스 시트들을 적층하는 인쇄회로기판 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극부를 형성하는 단계는,
    상기 증착층의 일면에 박막 시드층을 형성하는 단계;
    상기 박막 시드층의 일면에 도금층을 형성하는 단계; 및
    상기 박막 시드층 및 도금층의 적어도 일부를 에칭하여 전극부를 형성하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판 제조 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 접착하는 단계에서 접착된 복수의 베이스 시트들로 형성된 적층체를 관통하는 하나 이상의 쓰루 홀을 형성하는 단계; 및
    상기 쓰루 홀의 표면 및 상기 적층체의 상면 및 하면에 연결 도금층을 형성하는 단계를 더 포함하는 인쇄회로기판 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 연결 도금층을 형성하는 단계는,
    무전해도금을 통해 상기 쓰루 홀의 표면 및 상기 적층체의 상면 및 하면에 제1 연결 도금층을 형성하는 단계; 및
    전해도금을 통해 상기 제1 연결 도금층의 표면에 제2 연결 도금층을 형성하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판 제조 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
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