KR20020060659A - 단면 연성 인쇄 회로기판 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단면 연성 인쇄회로기판 제작에 있어서 캐리어(CARRIER)나 백업보드(BACK UP BOARD)를 사용하지 않고 발포성 점착제를 이용하여 제작하는 방법에 관한 것으로 특히 박막회로 및 구김 방지가 필요한 제품에 효과가 크며, 이를 이용한 생산성 향상 또한 크게 기여할수 있는 방법이다.

상기 제조 방법은 상온 ~ 170 ℃ 이하의 온도조건하에서 30kgf/㎠ 이하의 압력조건으로 연성 인쇄 회로기판과 발포성 점착제를 상호간에 결합시켜 이후 취급상 및 도금, 프레스(press) 등의 이후공정에서 발생할 수 있는 구김을 방지할 수 있고, 단면 동 적층판(single layer flexible printed circuit board : 단면 FPCB) 즉, 단면 연성인쇄회로기판 사이에 발포성 점착제를 가교시켜 일반적인 방법보다 최대 2배 이상의 기판생산이 가능하다.

Description

단면 연성 인쇄 회로기판 제조 방법{MANUFACTURING METHOD OF SINGLE SIDE TYPED FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD}

본 발명은 단면 노출형 연성 인쇄 회로기판 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 캐리어(CARRIER)나 백업보드(BACK UP BOARD)를 사용하지 않고 발포성 점착제를 이용하여 연성 인쇄 회로기판를 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 모든 부품이나 전기,전자기기의 발전은 단순하고 간단하며, 부피가 큰 형태의 것에서 점점 소형화, 박막화, 경량화, 고(高) 집적화를 위해 진행되어져 왔다.

이의 선두에 선 것이 하드웨어적인 방법의 전기, 전자 기기 및 아이씨(IC) 등의 부품들이라 할 수있는데, 이러한 부품들 및 기기들이 단계적으로 성장하기 위해서는 우선 작은 크기의 대용량 보유 하드웨어를 포함해서, 전기적인 배선들의 밀도가 커져야 하는 과제를 안고 있었다.

이와같은 상황에서, 종래에는 에폭시(EPOXY) 또는 패놀(PHENOL)위에 동박(COPPER)을 접착시킨 RIGID PCB 기판으로 시작하여 연성을 가진 폴리미미드(polyimide) 재질의 베이스필름(base film)위에 동박을 밀착시키거나 또는 접착시킨 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)으로 발전되어져 왔다. 이는 경질인 애폭시(EPOXY) 또는 패놀(PHENOL)류의 기판에 비해 가볍고 얇으며 고밀도의 패키징(packaging)이 가능하다.

이와같은 연성 인쇄 회로 기판은 초기에 rigid board의 굴곡이 요구되는 부위에 단순 접속용으로 사용되거나, 최초 미국의 rigid flex의 rigid 기판과 기판을 연결하며, rigid 기판의 base material로서만 사용 되었지만 다양한 응용이 가능하며, 최근의 추세에 적합한 연성 인쇄 회로기판의 용도가 다양해지면서 대대적인 수요를 야기시키게 되었다.

그렇지만 이는 자신이 가진 장점이 단점으로서도 작용함을 알수 있게 되었는데, 이는 연성 인쇄 회로 기판의 제조 방법의 발전이 장비 및 설비의 발전과 동시에 이루어지지 않는다는 것이다. 따라서 경량화 박막화를 이루기 위해서 상기 기판이 설계되었어도 이를 처리, 응용할 수 있는 회로부식 등의 wet 라인이 이를 소화해 내지 못하는 것이다.

즉, 현재까지도 제품 제조에 있어서의 장비 및 설비는 불안정하다고 할수 있는데, 이는 단순히 장비적인 문제 뿐만 아니라, 연성 인쇄 회로 기판의 특성도 같은 맥락으로 작용을 하기 때문이다.

그래서 현재도 캐리어 필름(carrier film)이나 리지드 보드(rigid board)라불리우는 애폭시나 패놀 판 위에 제품을 얹은채 일정한 두께를 유지시켜 통과 시키는 방법이 있는데, 캐리어 필름은 그 자체의 점착성으로 인하여 문제를 더욱 야기시킬수 있다.

첫째, 캐리어 필름의 점착성이 강한경우에는 회로기판의 동박이 복원력이 떨어지기 때문에 휘거나 늘어나는 성향을 발생시킬수 있다.

둘째, 캐리어 필름의 접착력이 약한경우 wet 라인에서 액이 침투하여 회로의 이상을 야기시킬수 있기 때문에 확실한 대안이라고 할수 없는 실정이다.

물론, 다른 방법으로는 rigid backup board위에 단면 접착 테이프를 이용하는 것인데, 이는 rigid board와 인쇄 회로기판 사이에 액이 침투하는 것을 막아 주기 위하여 완전 밀폐시켜 진행 시키는 방법을 사용하게 되는데, 완전하지는 않지만 테이프를 이용하여 외각 부분을 밀착시키는 방법이다.

그러나, 이러한 방법은 rigid board에 완벽 밀착을 시켜야 한다는 점과 손이 많이 간다는 것, 그리고 후공정에 있어서도 테이프 제거 또는 도금공정에서의 구김 발생 가능성 및 도금편차 등의 문제를 야기시킬수 있어 적용하기 어렵지만, 별다른 대안이 없어 현재까지도 그대로 진행되고 있는 실정이다.

또한, 기존 연성 인쇄 회로 기판의 제작 방법으로는 기판 자체의 연성으로 인하여 박막 및 원하는 피치(pitch)의 패턴(pattern)회로의 양질화를 이루기 어려운 점들을 많이 가지고 있다.

그 이유들을 살펴보면, 롤러(roller) 사이를 통과시키는데 있어서의 문제점 및 구김, 롤러(roller) 사이에서 분사되는 액에 의한 푸들링(puddling)현상, 장시간 푸들(puddle)되어 신액침투가 힘든점, 액절되지 못하여 변색 및 부분 산화를 일으키는 스머트(smut)현상 등 다양한 문제점들을 막을 수 없는 단점이 있으며, 또 이를 보완하기 위한 일련의 방법들이 생산성을 저하시키며, 그다지 완벽성을 가지지 못하기 때문인 것이다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 연성 인쇄 회로기판의 제조에서 캐리어(CARRIER)나 백업보드(BACK UP BOARD)를 사용하지 않고 발포성 점착제를 이용하여 제작하는 방법에 관한 것으로 특히 박막회로 및 구김 방지가 필요한 제품에 효과가 크며, 이를 이용한 생산성 향상 또한 크게 기여할수 있는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 박막의 기판을 최대한 보정하여 좌우 상하의 패턴(pattern) 사이의 편차를 최소화시키고 작업성을 향상시켜 궁극적으로 생산성을 향상시키는 제조 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 제조 공정을 단순화하고, 제조 공정 시간을 단축시키는 제조 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 단면 노출 모델의 원자재에 발포성 점착제(SHEET TYPE)를 결합한 상태를 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 스퀴징(SQUEEZING) 방법의 가교법을 도시한 도면이다.

도 3은 스퍼터링(SPUTTERING) 방법의 가교법을 도시한 도면이다.

도 4는 종래의 단면 노출 모델의 제조 공정 흐름도이다.

도 5a는 본 발명에 따른 발포성 점착제를 이용한 제조 공정 흐름도이다.

도 5b는 도 5a의 회로 형성 과정을 도시한 도면이다.

도 5c는 도 5a의 후처리 공정을 도시한 도면이다.

도 5d는 도 5a의 보호 처리 공정을 도시한 도면이다.

도 5e는 도 5a의 실장 및 검사 출하 공정을 도시한 도면이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

10 : 동박 12 : 커버레이

14 : 폴리이미드16 : 접착제

18 : 발포성 점착제 20 : 스퀴즈

100 : 회로 형성 과정

200 : 후처리 공정

300 : 보호 처리 공정

400 : 실장 및 검사 출하단계

본 발명은 단면 연성 인쇄 회로기판 제조 방법에 관한 것으로서,

원자재가 투입면 회로를 형성하는 회로 형성 공정 및 보호 처리 공정에 있어서, 투입된 원자재에 발포성 점착제를 결합하는 단계와; 점착제를 결합한 원자재에 드라이 필름 또는 액상 잉크를 밀착시키는 단계와; 드라이 필름 또는 액상 잉크를 밀착시킨 원자재를 재단/노광/현상하는 단계와; 재단/노광/현상한 원자재를 부식/박리/건조하는 단계;로 이루어진 회로 형성 공정과,

상기 회로 형성 공정을 거친 원자재를 도금하는 단계와; 그 도금한 기판을 1차로 발포하는 단계와; 보강판을 접착한 후 절단 및 압착하는 단계;로 이루어진 보호 처리 공정으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 점착제는 SHEET 타입, 스퀴징(SQUEEZING), 스퍼터링(SPUTTERING) 중에 어느 한가지로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 단면 연성 인쇄 회로기판 제조 방법을 첨부한 도면을 참고로 하여 이하에 상세히 기술되는 실시예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 단면 노출 모델의 원자재에 발포성 점착제(SHEET TYPE)를 결합한 상태를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 스퀴징(SQUEEZING) 방법의 가교법을 도시한 도면이고, 도 3은 스퍼터링(SPUTTERING) 방법의 가교법을 도시한 도면이고, 도 4는 종래의 단면 노출 모델의 제조 공정 흐름도이고, 도 5a는 본 발명에 따른 발포성 점착제를 이용한 제조 공정 흐름도이고, 도 5b는 도 5a의 회로 형성 과정을 도시한 도면이고, 도 5c는 도 5a의 후처리 공정을 도시한 도면이고, 도 5d는 도 5a의 보호 처리 공정을 도시한 도면이며, 도 5e는 도 5a의 실장 및 검사 출하 공정을 도시한 도면이다.

도3에 따르면, 종래의 단면 노출형 연성 인쇄 회로기판 제조 방법은 회로 형성 과정(100)과 후처리 공정(200)과 보호 처리 공정(300) 그리고 실장 및 검사 출하단계(400)로 크게 나눌 수 있다.

이하, 차례로 그 처리과정을 살펴본다.

첫째, 회로 형성 과정(100)은 ;

(101) 원자재를 투입하는 단계;

(103) 원자재에 드라이필름이나 액상 잉크를 밀착하는 단계;

(107) 드라이 필름 또는 액상 잉크를 밀착시킨 후 적당한 크기로 재단하고, 패턴을 형성하고, 그 기판을 현상하는 재단/노광/현상하는 단계;

(108) 캐리어 또는 백업보드를 기판에 결합하는 단계;

(110) 캐리어 또는 백업보드를 결합한 기판을 부식/박리/건조하는 단계;로 이루어진다.

둘째, 후처리 공정(200)은 회로 형성 단계(100)를 거친 후 보호 처리 공정(300) 전의 공정으로써;

(202) 금형을 제작하는 단계;

(204) 펀치(PUNCH)하는 단계;

(206) 이형지를 제거하는 단계;

(208) 가접착하는 단계; 및

(209) 열압착(HOT PRESS)하는 단계;로 이루어진다.

셋째, 보호 처리 공정(300)은 회로 형성 단계(100) 및 후처리 공정(200)을 거친 후의 공정으로써;

(302) 보드 또는 캐리어를 기판에 결합하는 단계;

(304) 상기 기판을 도금하는 단계;

(306) 도금한 기판에 보강판을 접착하는 단계;

(308) 보강판을 접착한 후 압착하는 단계; 및

(310) 단계(306)로 부터 가접착하는 단계;

(312) 상기 가접착한 후 열압착하는 단계;로 이루어진다.

넷째, 실장 및 검사 출하단계(400)는 보호 처리 공정(300)을 거친 후의 공정으로써;

(402) 아이씨(IC) 등의 소자를 표면에 실장하는 단계;

(404) 표면실장 후의 외형을 가공하는 단계; 및

(406) 최종적으로 검사하고 출하하는 단계;로 이루어진다.

도4에 따라 본 발명의 단면 연성 인쇄 회로기판 제조 방법을 살펴보면 회로형성 과정(100)과 후처리 공정(200)과 보호 처리 공정(300) 그리고 실장 및 검사 출하단계(400)로 크게 나누어짐은 기존 방법과 동일하면, 좀 더 세부적으로는 회로 형성 과정(100)과 보호 처리 공정(300)에서 차이가 있으므로, 이하에서는 회로 형성 과정(100)과 보호 처리 공정(300)을 살펴본다.

첫째, 회로 형성 과정(100)은 ;

(101) 원자재를 투입하는 단계;

(102) 원자재에 발포성 점착제를 결합하는 단계;

(103) 드라이 필름 또는 액상 잉크를 밀착시키는 단계;

(107) 드라이 필름 또는 액상 잉크를 밀착시킨 기판을 재단/노광/현상하는 단계; 및

(109) 재단/노광/현상한 기판을 부식/박리/건조하는 단계;로 이루어진다.

둘째, 보호 처리 공정(300)은 회로 형성 단계(100) 및 후처리 공정(200)을 거친 후의 공정으로써;

(304) 기판을 도금하는 단계;

(306) 도금한 기판을 1차로 발포하는 단계;

(307) 보강판을 접착한 후 절단하는 단계;

(308) 절단한 기판을 압착하는 단계;

(310) 단계(307)로 부터 가접착하는 단계; 및

(312) 상기 가접착한 기판을 열압착하는 단계;로 이루어진다.

도 1은 단면 원자재에 발포성 점착제를 적용하고, 이를 생산 라인에 적용하는 방법을 표현하고자 도시한 것으로서, 폴리이미드(polyimide)를 포함한 동박(copper)의 두께가 100 ㎛ 이하인 경우(그 이하의 박막회로 포함)에 최초 공정에서 원자재인 박막과 발포성 점착제를 결합시키는 방법이 도1 내지 도3 에 도시되어 있다.

즉, 도1은 본 발명에 이용되는 원자재(CCL:COPPER CLAD LAMINATE)에 발포성 점착제를 결합시켰을때의 구성도로서, 동박(10)의 일면(10a)에는 커버레이(12)를 결합하고, 동박(10)의 다른 일면(10b)과 폴리이미드(14)의 일면(14a)는 접착제(16)를 이용하여 부착하고, 그 폴리이미드(14)의 다른 일면(14b)에는 발포성 점착제(18)를 일체로 부착 형성한다.

도 2에 따르면, 인쇄 방식으로 스퀴즈(SQUEEZE)(20)를 이용하여 잉크를 망사 아래로 내리듯이 필요한 부분만 마스크(MASK)에서 열어주어 도포시키는 방법을 도시하고 있으며, 도 3에 따르면, 스프레이(SPRAY)(22)나 스퍼터링(SPUTTERING)방식을 이용하여 분사시키거나 뿌려주는 방식으로 발포성 점착제의 점성을 이용한 방법을 도시하고 있다.

상기한 발포성 점착제는 상온 ~ 170 ℃ 사이에서 점착성을 가지다가 100 ℃ 이상 250 ℃ 이하의 온도에서 3분 이상 열전달시 점착제 속의 단위 셀(cell)이 발포되어 회로기판과 점착층 사이가 분리가 되는 것을 사용함이 바람직하다.

이렇게 결합시켜 놓은 상태는 원자재의 두께를 증가시키고, 지지력을 보완하기 위해 최소 100 ㎛ 이상의 두께를 유지시켜 패턴(pattern) 형성 공정에서도 유리하여 이후 분리시키는 작업도 사람이 일일이 수작업으로 분리시키지 않아도 IR(INFRA RADIATION DRY)이나 고온의 열풍을 이용한 건조방식의 오븐(OVEN)에서 100 ℃ ~ 250 ℃ 사이의 온도에서 1분 ~ 60분의 발포 조건으로 깨끗하게 분리 시킬수 있다.

상기한 방법은 추가 공정이 많이 필요치 않으며, 자동화가 가능하고, 굳이 분리에 힘을 들이지 않아도 되고, 제품에 구김을 야기시키지 않을수 있으며, 수축보정이 어느정도 가능하며, 패턴(PATTERN)의 양질화가 가능하고 다루기가 용이한 점이 있다. 또한 이를 통하여 생산성의 향상도 이루어진다.

이상과 같이 본발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 일실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미친다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따르면, 발포성 점착제를 사용하여 종래 캐리어나 백업보드로 사용되는 에폭시(EPOXY)나 폐놀(PHENOL)류를 사용하여 박막회로를 제작시에 발생되는 분리시 난해함이나 손이 많이가고 구김이 발생할 수 있는 우려 및 품질 문제들을 보완이 가능하다.

또한, 상온 ~ 170 ℃ 이하의 온도조건하에서 30kgf/㎠ 이하의 압력조건으로연성 인쇄 회로기판과 발포성 점착제를 상호간에 결합시켜 이후 취급상, 도금, 프레스(press) 등의 이후 공정에서 발생할 수 있는 구김을 방지할 수 있고, 단면 동 적층판(single layer flexible printed circuit board : 단면 FPCB) 즉, 단면 연성 인쇄 회로 기판사이에 발포성 점착제를 가교시켜 일반적인 방법보다 최대 2배 이상의 기판 생산이 가능하다.

그리고, 이러한 제조방법은 제조공정의 변경을 유도 시켜 좀더 단순화되고 작업시간의 단축과 제품의 터치(touch) 방지를 통해 좀 더 안전하고, 수치적으로도 안정적으로 제조 할수 있으며, 이와같은 방법을 제조라인에 적용함으로서 제조라인의 자동화도 이루어 낼 수 있다.

Claims (2)

1. 원자재가 투입면 회로를 형성하는 회로 형성 공정 및 보호 처리 공정에 있어서,

   투입된 원자재에 발포성 점착제를 결합하는 단계와; 그 점착제를 결합한 원자재에 드라이 필름 또는 액상 잉크를 밀착시키는 단계와; 드라이 필름 또는 액상 잉크를 밀착시킨 원자재를 재단/노광/현상하는 단계와; 재단/노광/현상한 원자재를 부식/박리/건조하는 단계;로 이루어진 회로 형성 공정과,

   상기 회로 형성 공정을 거친 원자재를 도금하는 단계와; 그 도금한 기판을 발포하는 단계와; 보강판을 접착한 후 절단 및 압착하는 단계;로 이루어진 보호 처리 공정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 단면 연성 인쇄 회로기판 제조 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 발포성 점착제는 SHEET 타입, 스퀴징(SQUEEZING), 스퍼터링(SPUTTERING) 중에 어느 한가지 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 단면 연성 인쇄 회로기판 제조 방법.