KR19990045154A - 인쇄 회로 기판 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄 회로 기판(PCB)을 제조하는 방법으로서 전착 코팅 장치를 사용에 의한 전착 코팅 방법에 따라 인쇄 회로에 사용하기 위해 부분적으로 동 패턴을 갖는 동피복 절연 적층 기판 상에 액체 감광성 레지스트를 코팅하는 방법을 포함하고, 이 액체 감광성 레지스트는 0.01Pa·sec 내지 1Pa·sec의 범위인 겉보기 점도와, 1.2 내지 8의 범위인 구조 점도율을 가지며, 좋게는 1.3MΩ·cm 내지 150MΩ·cm의 범위인 체적 고유 저항을 갖는다.

Description

인쇄 회로 기판 제조 방법

본 발명은 적어도 부분적으로 동(銅:copper) 패턴을 갖는 동피복 절연 적층기판상에 액체 감광성 레지스트를 코팅하는 방법을 포함하는 인쇄 회로 기판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

종래에는 에칭 레지스트, 적층 레지스트, 땜납 레지스트와 같은 여러 가지 레지스트를 사용하여 인쇄 회로 기판을 제조하였고, 레지스트 필름은 스크린 인쇄 방법에 따라 이러한 레지스트를 이용하여 제조되었다.

하지만, 상기 방법은 첫 번째로 코팅 필름을 제어하는 기술과 경험이 요구되는 결점과, 두 번째로 코팅 라인을 자동화하는 것이 난해하다는 결점과, 세 번째로 코팅 속도가 느린 결점 및 네 번째로 양면을 동시에 코팅하는 것이 난해하다는 결점을 가지고 있었다.

상기 이러한 결점을 해소하기 위하여 일본 특허 공개 제78459/92호는 회전 분사 정전 분사 코팅 방법을 개시하고 있다.

하지만, 상기 방법은 코팅이 수행되는 동안 흘림(sagging)이 발생되고 인쇄 회로 기판의 종류에 따라 정전 반발 등에 의해 코팅시 얼룩이 발생되기 때문에 양질의 표면을 갖는 코팅 필름을 제조하는 것이 불가능하였다.

따라서 본 발명의 목적은 코팅이 수행되는 동안 흘림이 발생되고 정전 반발에 의해 코팅시 얼룩이 발생되는 것을 제거하여 양질의 코팅 특성을 갖는 감광성 레지스트를 형성하는 인쇄 회로 기판 제조 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 동 패턴이 단락되는 것을 방지할 수 있는 인쇄 회로 기판 제조 방법을 제공하는 데 있다.

즉, 본 발명은 전착 코팅 장치를 이용하여 전착 코팅법에 따라 인쇄 회로에 사용하기 위해 적어도 부분적으로 동 패턴을 갖는 동피복 절연 적층 기판상에 액체 감광성 레지스트를 코팅하는 방법을 포함하는 인쇄 회로 기판을 제조하는 방법을 제공하고, 다음 수학식 1로 정의되는 것처럼 상기 액체 감광성 레지스트가 60rpm의 회전과 20℃ 온도의 조건하에서 부룩필드(Brookfield) 점도계 수단으로 측정할 때 0.01Pa·sec 내지 1Pa·sec의 범위인 겉보기 점도를 가지며, 1.2 내지 8의 범위인 구조 점도율 R을 갖는다.

R=Va/Vb

여기서, Va는 6rpm의 회전과 20℃의 조건하에서 부룩필드 점도계 수단에 의해 측정되는 겉보기 점도(Pa·sec)이고, Vb는 60rpm의 회전과 20℃의 조건하에 부룩필드 점도계 수단에 의해 측정되는 겉보기 점도(Pa·sec)이며, 체적 고유 저항은 1.3MΩ·cm 내지 150MΩ·cm의 범위인 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 액체 감광성 레지스트는 비뉴턴성 성질의 액체, 즉 압력을 이용하여 응력을 부여하여 유동화하면 겉보기 점도가 낮아지고, 응력이 적어지면 겉보기 점도가 높아지는 성질을 나타낸다. 즉 이러한 성질을 갖는 액체 감광성 레지스트는 낮은 점도율을 가지며 코팅 컵 밖으로 흘러나올 때 미립으로 균일한 액체 방울이 되며, 이 액체 방울이 인쇄 회로 기판에 사용되어 동피복 절연 적층 기판상에 코팅되면 유동성이 적어져서 결과적으로 인쇄 회로에 사용하기 위한 동피복 절연 적층 기판의 볼록한 영역상에 충분한 필름 두께를 형성하는 것이 가능하게 된다.

비뉴턴성 액체에 대한 구조 점도율 R은 상기와 같이 정의되고, 1.2 내지 8의 범위 내에 있으며, 1.5 내지 6인 것이 바람직하다. 구조 점도율 R이 1.2 이하인 경우에는 코팅된 액체 레지스트는 코팅이후에도 여전히 유동성을 나타내기 때문에, 동 패턴의 볼록한 영역상에 코팅된 액체 레지스트가 흐르고, 결과적으로 동피복 절연 적층 기판에서 동의 노출과 필름 두께가 부족해지는 결점이 발생된다. 반면에 구조 점도율 R이 8 이상이 되는 경우는 동피복 절연 적층 기판상에서의 수평 성질이 고르지 않아 광택이 나지 않으며 평탄하지 않은 표면을 갖는 코팅 필름이 된다. 구조 점도율 R이 1.2 이하인 경우에 동피복 절연 적층 기판상의 코팅 필름의 볼록 표면이 증가하게 되면 필름 두께의 결핍과 동피복이 노출되는 현상이 발생된다. 결과적으로 인쇄 회로 기판 제조시 사용되는 여러 가지 화학제, 예를 들어 에칭제, 도금 용제, 땜납 용제, 산, 알칼리, 디클로로에탄, 트리클로로에탄 등은 레지스트 필름에 용이하게 투과될 수 있기 때문에 박리가 불필요할 때 박리하거나, 스크래치 마크가 발생될 수 있으며 결과적으로 불량률이 증가되는 문제가 발생된다.

본 발명에 사용되는 액체 감광성 레지스트는 회전수 60rpm, 온도 20℃인 조건하에서 측정할 때 겉보기 점도 Vb가 0.01Pa·sec 내지 1Pa·sec의 범위가 되고 좋게는 0.05Pa·sec 내지 07Pa·sec가 된다. 겉보기 점도 Vb가 1Pa·sec 이상이 되면 만족스럽지 못한 분무가 발생되고, 레지스트 필름의 표면이 평탄하지 않게 되는 것이 증가된다.

본 발명에 사용되는 액체 감광성 레지스트는 체적 고유 저항이 1.3MΩ·cm 내지 150MΩ·cm인 범위가 되고, 좋게는 4 내지 20MΩ·cm이 된다. 체적 고유 저항이 1.3MΩ·cm 이하가 되면 코팅 효율이 감소되고, 체적 고유 저항이 150MΩ·cm 이상이 되면 정전 반발이 발생되어 균일한 두께를 갖는 완성된 레지스트 필름을 획득하는 것이 불가능하게 된다. 체적 고유 저항이 단량체의 종류, 수지, 용제 등에 의해 조정될 수 있다.

본 발명에 사용되는 액체 감광성 레지스트로서는 상기 특성이 충족되기만 하면 종래의 공지된 레지스트도 사용할 수 있다. 예를 들어, 액체 감광성 레지스트는 중합성 불포화기를 갖는 단량체, 필요에 따라서는 광중합 개시제, 열 경화성 수지, 그 경화제, 착색제, 틱소트로피성 부여를 위한 유기 충전제 및 상기 성분을 용해 또는 분산하는 휘발성 용제로 이루어지는 것을 사용할 수 있다.

본 발명의 인쇄 회로 기판은 상기 액체 감광성 레지스트가 감광성 레지스트 필름을 형성하기 위해 전착 코팅하는 것을 제외하고, 예를 들어 에칭 레지스트 방법, 도금 레지스트 방법, 땜납 레지스트 방법 등의 공지된 방법에 따라 제조할 수 있다.

본 발명에 사용되는 전착 코팅 장치는 종래에 공지된 것을 사용할 수 있다. 전착 코팅은 코로나 방전에 의해 충전 전극상에 발생되는 이온이 분사장치로부터 분사된 레지스트 입자상에 부착 대전시키고, 충전된 레지스트 입자는 충전 전극과 인쇄 회로 기판 사이에 형성된 직류 전계의 힘에 의해 인쇄 회로 기판상에 흡입되고 흡착된다. 정전 코팅 장치는 예를 들어 공기 분무식, 무공기 분무식, 전기 분무식 등과 같은 종래의 공지된 장치를 사용할 수 있다. 이것들 가운데 전기 분무식 디스크 방식은 높은 코팅 효율을 갖기 때문에 바람직하다.

본 발명의 방법에 따르면 열거된 액체 감광성 레지스트를 사용하는 것은 흘림과 얼룩 코팅 등의 결점을 제거한 레지스트 필름을 형성하는 것을 가능하게 하고, 인쇄 회로 기판상에 코팅 효율을 증가시키는 것을 나타낸다.

실시예

본 발명은 하기 실시예와 비교 실시예를 통해 좀더 상세하게 설명되어 진다.

실시예 1과 비교 실시예 1-2

표 1에 기재된 특성을 갖는 각 액체 감광성 레지스트는 하기 조건하에 동 패턴을 부분적으로 갖는 동피복 절연 적층 기판상에 코팅된다.

동피복 절연 적층 기판: NEMA 규격 FR-4 상당의 높이가 60㎛이고 폭이 100㎛인 동 패턴을 갖는 동피복 유리 섬유 강화 에폭시 수지 적층 기판(3400mm X 405mm X 1.0mm).

전착 코팅 장치: 정량 펌프, 고전압 발생 장치, 코팅물 탱크 및 전기 분사 디스크 방식 정전 코팅 장치를 사용한다. 즉, 액체 감광성 레지스트는 펌프에 의해 코팅 장치에 공급된다. 코팅 장치는 700㎛의 폭으로 상반되게 상하로 움직이고, 코팅 장치의 첨단에서 코팅물상에 고전압이 인가된다.

전착 코팅 방법: 동피복 절연 적층 기판을 금속제의 행거에 세로 방향으로 장착하여 콘베이어로써 반송한다. 이 코팅 장치는 상기 운발될 동피복 절연 적층 기판에 대해 기판 측면에 설비되고, 분사 패턴이 운반될 동피복 절연 적층 기판 방향에 대해 측으로 형성되어 셰이프 에어(shaping air)는 사용하지 않는다.

코팅 절차는 140㎖/min의 공급 속도, 1.5m/min인 컨베이어 속도, 15m/min인 분사 코팅기(coater)의 이동 속도, -30kv인 인가 전압, 20분 동안 80℃로 건조, 일회 200mj/㎠로 자외선 광에 노출, 1분 동안 30℃로 1무게% 탄산나트륨 수용액으로 현상 및 60분 동안 150℃로 열 경화의 조건하에서 수행된다.

결과를 표 1에 나타낸다.

	실시예 1	비교 실시예 1	비교 실시예 2
액체 감광성 레지스트	Va(Pa·sec)	0.7	0.09	0.7
	Vb(Pa·sec)	0.2	0.08	0.2
	R	3.5	1.13	3.5
	체적 고유 저항(MΩ·㎝)	8	9	200
동 패턴을 제외한 평면상의 레지스트 필름 두께(㎛)	50	50	5∼50
동 패턴상의 레지스트 필름 두께	1-1(㎛)	13	7	5
	1-2(㎛)	10	5	4
레지스트 필름 표면 상태	양호	흘림 발생	코팅상의 얼룩

표 1에 있어서, 상기처럼 액체 레지스트로 코팅된 인쇄 회로 기판은 인쇄 회로 기판 내의 임의의 5개 영역에서 동 패턴에 대해 수직으로 절단되고, 그 절단 영역은 500배로 확대하여 다음과 같이 레지스트 필름 두께를 측정한다. 동 패턴의 절단 영역을 사각형으로 간주하여 그 윗면의 중점의 위치에 있어서의 레지스트 필름 두께는 1-1로 정의하고, 그 위면의 상부에서의 저항 필름 두께는 1-2로 정의한다. 상기 5개 영역에서 측정된 레지스트 필름 두께에 대한 평균 값은 표 1에 도시된다.

본 발명의 방법에 따르면, 상기한 방법에 의해 감광성 레지스트 필름이 형성되기 때문에 필름에 흘림, 도장 얼룩 등의 결함이 없고, 인쇄 회로 기판에 대하여 코팅성능이 우수하다고 하는 효과를 발휘하는 것이다.

Claims (3)

1. 인쇄 회로 기판을 제조하는 방법에 있어서,

   전착 코팅 장치를 이용하여 전착 코팅법에 따라 인쇄 회로에 사용하기 위해 부분적으로 동 패턴을 갖는 동피복 절연 적층 기판상에 액체 감광성 레지스트를 코팅하는 방법을 포함하고,

   상기 액체 감광성 레지스트는 수학식 1로 정의되는 것처럼 60rpm의 회전수와 20℃의 조건하에서 부룩필드(Brookfield) 점도계 수단으로 측정할 때 겉보기 점도가 0.01Pa·sec 내지 1Pa·sec의 범위이고 구조 점도율 R이 1.2 내지 8의 범위인 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판 제조 방법.

   수학식 1

   R=Va/Vb

   (단, Va는 6rpm의 회전과 20℃의 조건하에서 부룩필드 점도계 수단에 의해 측정되고 Pa·sec의 단위로 표현되는 겉보기 점도이고, Vb는 60rpm의 회전과 20℃의 조건하에 부룩필드 점도계 수단에 의해 측정되고 Pa·sec의 단위로 표현되는 겉보기 점도임)
2. 제1항에 있어서, 상기 액체 감광성 레지스트는 체적 고유 저항이 1.3MΩ·cm 내지 150MΩ·cm 범위인 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판 제조 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 전착 코팅 장치는 전기 분사 디스크 형식인 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판 제조 방법.