KR20040005404A

KR20040005404A - 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 롤투롤 제조 방법

Info

Publication number: KR20040005404A
Application number: KR1020020039949A
Authority: KR
Inventors: 원우연
Original assignee: 원우연
Priority date: 2002-07-10
Filing date: 2002-07-10
Publication date: 2004-01-16
Also published as: KR100481955B1

Abstract

본 발명은 양면구조의 연성 인쇄회로기판을 제조하는 방법에 있어서: 양면에 동박이 적층된 연성 동적층판을 롤 상태로 투입하는 단계; 상기 투입된 동적층판을 UV 레이저드릴을 사용하여 롤투롤 방식으로 다수의 관통홀을 연속적으로 동적층판에 천공하는 단계; 상기의 관통홀이 형성된 롤 상태의 동적층판을 롤투롤 방식으로 세척하여 홀 주변의 잔유물을 제거 및 표면을 세척하는 단계; 상기 세척된 동적층판을 수평식 무전해 도금 또는 다이렉트 플레이팅 장치를 통해 롤투롤 방식으로 관통홀에 도전성을 부여하여 상하 동박을 연결하는 단계; 상기 동적층판을 수평식 전해도금 장치를 통해 롤투롤 방식으로 필요한 두께의 도금을 실행하여 도금층을 형성하는 단계; 상기 도금층을 형성한 후 동적층판의 상하면에 롤투롤 방식으로 드라이필름을 접착시키는 단계; 및 상기 레지스트용 드라이필름을 적층한 동적층판을 롤투롤 방식으로 노광, 현상 및 에칭하여 회로를 필요한 회로 패턴을 형성하는 단계;를 포함하여, 최초의 관통홀 형성 과정에서부터 양면의 회로 형성 과정까지의 전공정을 롤투롤화하여 자동화함으로써, 자동화를 극대화시켜 생산성을 비약적으로 향상시키고, 수율을 극대화함은 물론, 전 공정의 설비를 기존의 설비보다 저가의 장비로 제조 가능하도록 하여 제조 단가를 낮추고 제품 경쟁력을 높일 수 있는 양면 연성 인쇄회로기판의 제조 방법을 제공한다.

Description

양면구조의 연성 인쇄회로기판의 롤투롤 제조 방법{Roll to Roll Manufacturing Method for Double side Flexible Printed Circuit Board}

본 발명은 연성 인쇄회로기판의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 양면구조의 연성 인쇄회로기판(Double side Flexible PCB)의 제조 방식에 있어서, 전공정을 롤투롤(Roll to Roll) 방식으로 제조하도록 함으로써, 수율과 생산성을 향상시킴과 아울러 제조 코스트를 낮추어 제품의 경쟁력을 향상시킬 수 있는 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 전자 부품과 부품내장 기술의 발달 및 전자제품의 경박단소화로 인하여, 연성 인쇄회로기판의 수요는 지속적으로 성장하고 있고, 또한 반도체 집적회로의 집적도의 급속한 발전으로 소형 칩과 그 부품을 탑재하는 표면실장 기술의 발전에 따라 보다 복잡하고 협소한 공간에서도 내장이 용이하도록 하는 필요성이 증대하고 있다.

특히, 적층이 용이하고 사용도가 높은 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 경우, 카메라, 휴대폰, 프린터, 액정표시장치, PDP 등의 기술 발전과 더불어 그 사용량이 급격히 증가하면서 그 제조기술에 대한 기술 개발의 요구는 더욱 늘어가고 있는 실정이다.

일반적으로 양면 연성 인쇄회로기판의 제조방식은 지금까지 일반적인 경질 양면 인쇄회로기판(에폭시 기재의 양면 인쇄회로기판)의 제조 방식과 동일한 수준을 벗어나지 못하고 있다. 다시 말하면, 먼저 양면에 동박이 적층되어 있는 폴리이미드 기재의 동적층판을 일정한 작업 사이즈로 재단하고, 이를 서너 장 겹친 후, 이를 고가의 NC 드릴을 사용하여 기계적 드릴 작업을 통하여 관통홀(Through Hole)을 만들고, 이후 기존의 로봇 방식으로 무전해 도금 및 전해 도금 공정을 거쳐 관통홀에 도전성을 부여함으로써, 상하면을 전기적으로 연결시킨 후 드라이필름 라미네이팅, 노광, 현상 및 에칭 공정을 통하여 회로 패턴을 형성하는 방식이었다.

도 1은 종래의 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조 방법을 설명하기 위하여 도시한 플로우차트로, 도 2b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 폴리이미드 베이스 필름(11)의 양면에 3∼70㎛의 동박(12)을 적층한 양면구조의 연성 동적층판(10a)을 구매하여, 이를 필요한 크기로 재단한다(S1, S2).

상기 재단한 동적층판(10a)을 NC드릴 작업으로 관통홀(19)을 가공하며(S3), 상기 관통홀 주변 및 홀(19) 내부의 바리를 제거(S4)한 다음 이를 전기를 통할 수 있도록 고안된 도금랙에 고정하여, 기존의 로봇 방식 또는 수동 방식으로 가공된 홀의 내부에 도전성(15)을 부여하는 무전해 동도금 공정을 거친다(S5).

이를 다시 전해동도금을 실시하여 동박(12)의 상단에 도금층(14)을 형성하고연마한다(S6, S7).

다시, 도금층(14)의 상면에 감광성이 있는 에칭 레지스트인 드라이필름을 도포하고(S8), 상기 드라이필름이 라미네이팅된 동적층판(10a)을, 낱장 방식의 노광기를 이용하여 한 장씩 노광하고, 이 노광 처리된 동적층판(10a)을 현상액으로 현상하고, 에칭기를 사용하여 에칭하여 필요한 패턴을 형성하게 된다(S9).

이어, 커버레이필름(17)을 핫프레스로 접착하고, 표면 처리(솔더링 도금 또는 금도금 등)를 시행한 후 외곽 가공을 통해 양면 연성 회로기판의 제조를 완료한다(S10, S11, S12).

상술한 공정 설명에서와 같이, 종래의 양면 연성 회로기판의 제조방식은, 최초의 관통홀 형성을 위한 드릴가공 공정부터 낱장화할 수밖에 없었고, 상기 최초의 관통홀 형성 단계에서 이미 NC기계 가공의 기술적 제약으로 인하여 동적층판을 일정한 사이즈로 재단할 수밖에 없음으로 그 후의 전공정을 낱장으로 진행할 수밖에 없었으나, 연성 인쇄회로기판은 동적층판이 매우 얇기 때문에 기존의 양면 인쇄회로기판 생산 설비로는 대응이 불가능하여, 고가의 각종 전용설비가 필요하고, 각 공정을 전량 낱장 방식으로 진행함으로서, 생산성이 떨어지고 불량률이 올라가며, 결국 제조 원가가 상승하여 제품 경쟁력이 떨어지는 등의 어려움이 존재하였다.

또한, 동적층판이 그 특성상 극히 얇아 기존의 양면 인쇄회로기판의 제조장비로는 생산이 어려워서 양면 연성 기판용의 특수 장비들을 따로 준비해야 하는 등의 어려움이 있어, 투자비가 상승하고 생산성 및 수율이 떨어져서 결과적으로 제품 가격이 상승하는 등의 문제점이 발생하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조공정에 있어서, 최초의 관통홀 형성 과정에서부터 양면의 회로 형성 과정까지의 전공정을 롤투롤화하여 자동화함으로써, 자동화를 극대화시켜 생산성을 비약적으로 향상시키고, 수율을 극대화함은 물론, 전 공정의 설비를 기존의 설비보다 저가의 장비로 제조 가능하도록 하여 제조 단가를 낮추고 제품 경쟁력을 높일 수 있는 양면 연성 인쇄회로기판의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 종래의 양면구조의 연성 인쇄회로기판 제조 방법을 설명하는 플로우차트이고,

도 2a는 일반적인 동적층판의 구조를 도시한 것이며, 도 2b는 일반적인 양면 연성 인쇄회로기판의 구조를 도시한 단면도이고,

도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 적용된 레이저 드릴 머신을 도시한 개략도 및 상세도이고,

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조방식을 설명하는 플로우차트이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10: 양면 연성 인쇄회로기판(Double side Flexible PCB)

10a: 동적층판(자재) 11: 베이스필름(폴리이미드필름)

11a: 접착제 12: 동박

14: 동박 도금층 15: 관통홀 도금층

17: 커버레이필름 17a: 접착제

19: 관통홀 100: 레이저 드릴링 머신

110: 릴 로더 유닛 111: 에어 척

113: 레이저 120: 릴 언로더 유닛

121: 에어 척 130: 피딩 유닛

140: 자재 그리퍼 유닛 150: Y축 유닛

160: 스캐너 유닛 161: 스캐너

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 방법은, 양면구조의 연성 인쇄회로기판을 제조하는 방법에 있어서: 양면에 동박이 적층된 연성 동적층판을 롤 상태로 투입하는 단계; 상기 투입된 동적층판을 UV 레이저드릴을 사용하여 롤투롤 방식으로 다수의 관통홀을 연속적으로 동적층판에 천공하는 단계; 상기의 관통홀이 형성된 롤 상태의 동적층판을 롤투롤 방식으로 세척하여 홀 주변의 잔유물을 제거 및 표면을 세척하는 단계; 상기 세척된 동적층판을 수평식 무전해 도금 또는 다이렉트 플레이팅 장치를 통해 롤투롤 방식으로 관통홀에 도전성을 1차로 부여하는 단계; 상기 동적층판을 수평식 전해도금 장치를 통해 롤투롤 방식으로 필요한 두께의 도금을 실행하여 도금층을 형성하는 단계; 상기 도금층을 형성한 후 동적층판의 상하면에 롤투롤 방식으로 드라이필름을 접착시키는 단계; 및 상기 레지스트용 드라이필름을 적층한 후 동적층판을 롤투롤 방식으로 노광, 현상 및 에칭하여 회로를 필요한 회로 패턴으로 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 살펴보고자 한다.

도 2a는 일반적인 연성 인쇄회로기판의 동적층판의 구조를 도시한 단면도이고, 도 2b는 일반적인 동적층판을 이용하여 완성한 양면 연성 인쇄회로기판을 도시한 단면도이고, 도 3a 내지 도 3e는 레이저 드릴링 머신을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조 과정을 도시한 플로우챠트이다.

도 2a에 도시된 바와 같이 동적층판(10a)은, 회로기판의 중앙면에 형성된 베이스필름(11)과, 상기 베이스필름(11)의 양면에 형성된 열경화성 접착제(11a)와, 상기 접착제(11a)의 상단에 형성된 동박(12)으로 이루어져 있다. 이러한 동적층판(10a)을 이용하여 소정의 공정을 통해 양면 인쇄회로기판을 제조한다.

도 2b는 본 발명의 제조 방식에 의해 완성된 인쇄회로기판의 단면 구조로서, 회로패턴은 무시하고 개념적으로 도시하였다.

도 2b에 도시된 바와 같이 양면 연성 회로기판은, 베이스필름(11)과 동박(12)이 적층된 동적층판(10a)에 관통홀(19)을 가공하고, 이 관통홀(19)을 통하여 상기 동적층판(10a) 상/하 동박(12)이 연결되도록 전기 동도금층(15)을 실시한다. 이때, 본래의 동박(12) 위에도 일정한 두께의 도금층(14)이 올라가며, 이 위에 드라이필름 접착, 노광, 현상 및 에칭 공정을 통하여 소정의 인쇄회로를 형성하고, 상기 과정을 통해 형성된 인쇄회로 위에 열경화성 접착제(17a)가 도포되어 있는 커버레이 필름(폴리이미드 필름)을 접착하거나 솔더 레지스터를 인쇄공법 또는 PSR공법으로 도포하여 완성하게 되며, 이때 인쇄회로기판의 일정 부분에는 상/하가 도금층(15)으로 연결된 복수의 관통홀(19)이 형성되어 있어, 상/하 회로를 연결하게 된다.

도 3a는 본 발명에 적용된 양면 연성 동적층판의 천공을 위한 레이저 드릴링 머신의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3b는 도 3a에서의 릴 로더유닛의 구성 확대도이고, 도 3c는 도 3a에서의 릴 언로더유닛의 구성 확대도이고, 도 3d는 동적층판 피딩유닛의 구성 확대도이고, 도 3e는 Y축 유닛 및 스캐너유닛의 구성 확대도이다.

이와 같은, 레이저 드릴링 머신에 대해 본 출원인은 2002년 2월 8일자로 이미 특허출원(특허출원 제2002-7253호)을 하였다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용된 양면 연성 동적층판(10a)의 천공(19)을 위한 레이저 드릴링 머신(100)은, 일정한 텐션을 유지시키며 정위치로 동적층판(10a)을 공급해 주는 릴로더유닛(Reel Loader Unit; 110)과, 각종 관통홀(19)들이 가공된 동적층판(10a)을 정확한 위치에서 일정한 텐션을 유지하며 되감아 주는 릴 언로더유닛(Reel Unloader Unit; 120)과, 주어진 데이터만큼 일정하게 동적층판(10a)을 이송시켜 주는 피딩유닛(Feeding Unit; 130)과, 드릴링 작업이 이루어지기 전에 동적층판의 흔들림을 방지해 주는 그리퍼유닛(Gripper Unit; 135)과, 레이저 제너레이터(Laser Generator; 164)로부터 빔을 받아 지정된 위치에 레이저 빔을 유도해 주는 스캐너유닛(Scanner Unit; 160)과, 이 스캐너유닛(160)을 탑재하여 유닛의 위치를 일정 변위만큼 이송 가능하게 하는 Y축 유닛(150)과, 이러한 유닛들에 작동을 부여하는 스위치패널(170)과, 수치의 입력과 제어 및 출력을나타내는 PC & 모니터(180)와, 각종 전기장치를 내장하고 장비의 작동을 제어하는 콘트롤 박스(내장되어 있음)로 구성되어 있다.

도 3b에 도시된 바와 같이 릴 로더유닛(110)은 동적층판(10a)을 공급하는 역할을 담당하는 것으로서, 동적층판(10a)을 공급하는 에어척(111)과, 모터(116), 상기 동적층판(10a)의 텐션을 유지시켜 주는 텐션 롤러(112), 동적층판(10a)을 지지 안내하는 가이드 롤러(117)와, 동적층판(10a)의 상/하 위치 제한 센서(113-1, 113-2)와, 동적층판의 유무를 감지하는 유무센서(113-3)와, 동적층판(10a)의 엣지 부위를 감지하여 동적층판의 위치를 제어부에 전달해주는 입력 감지 센서(114)와, 이와 같이 감지된 동적층판(10a)의 위치를 일정하게 유지시켜 주기 위해 릴로더유닛(110) 전체를 동적층판 이송 직각 방향으로 움직이게 하는 스텝핑 & 볼 스크류(115)와, 홀 드릴링 공정이 수행되는 동안 동적층판(10a)을 X방향으로 제어된 양만큼 계속적으로 움직여 주는 피딩 유닛(130)과, 이때 피딩 유닛 위의 가공자재가 움직이지 않도록 잡아주는 그리퍼(135)로 구성되어 있으며(이 그리퍼는 테이블 상에 형성된 에어 벤트 홀을 통한 진공 흡착 방식으로 대신할 수 있다.), 또 한 단위의 드릴 가공이 끝난 후 이송 테이블이 자재를 놓고 원위치로 복귀할 때까지 동적층판(10a)의 이동 및 흔들림을 방지해주는 그리퍼(141)로 구성되어 있다.

도 3c에 도시된 바와 같이 릴 언로더유닛(120)은 홀 가공 공정이 이루어지면서 풀려 나오는 동적층판(10a)을 되감는 것으로서, 홀 가공 공정이 끝난 동적층판(10a)을 되감는 에어척(121)과, 이 에어척(121)에 동력을 제공하는 모터(126)와, 되감는 동적층판(10a)의 텐션을 일정하게 유지시켜주는 텐션롤러(122)와, 이 텐션 롤러(122)의 상/하 위치를 제어하며 모터(126)에 동작을 부여하는 상/하 제한 센서(123-1, 123-2)와, 동적층판(10a)을 지지 안내하는 가이드 롤러(127)와, 동적층판(10a)의 엣지 부위를 감지하여 동적층판의 위치를 제어부에 전달해주는 출력감지센서(124)와, 이와 같이 감지된 동적층판(10a)의 위치를 일정하게 유지시켜주기 위해 릴언로더유닛(120) 전체를 동적층판 이송 직각 방향으로 움직이게 하는 스텝핑 & 볼 스크류(125)와, 한 단위의 드릴 가공이 끝난 후 이송 테이블이 자재 클램프를 풀고, 원위치로 복귀할 때까지 자재의 이동 및 흔들림을 방지해주는 동적층판 그리퍼(142)를 포함하여 이루어져 있다.

또한, 도 3d에 도시된 바와 같이 피딩유닛(130)은 동적층판(10a)의 정확한 이송 역할을 담당하는 것으로서, 동적층판(10a)의 이송방향을 안내하는 레일(131)과, 이 레일(131) 위를 움직이는 LM(Linear Motion; 132)과, 이 LM(132)을 움직이게 하는 동력원 및 동력을 전달시키는 서보 모터(137) 및 볼 스크류(133)와, 움직임의 원점과 그 이송량을 제한하는 센서(134)와, LM(132)위에 장착되어 동적층판(10a)을 잡아 주어진 일정량의 움직임이 가능하도록 하는 이송 동적층판 그리퍼(135)와 동적층판 흡착판(136)을 포함하여 이루어져 있다.

그리고, 도 3e는 Y축 유닛 및 스캐너유닛의 구성 확대도인데, 상기 Y축유닛(150)은 다수의 관통홀(19) 가공이 이루어지는 부분으로서, 스캐너(161)의 Y축 방향 운동을 가능하게 하며 Y축 이송방향의 레일(151)과, 이 레일(151)위를 움직이는 LM(152)과, 이 LM(152)을 움직이게 하는 동력원 및 동력을 전달시키는 서보 모터(156) 및 볼 스크류(153)와, Y축 움직임의 원점과 그 제한을 두는 센서(154)로되어 있으며, 스캐너(161)가 부착 가능하도록 되어 있는 Y축 이송판(155)을 포함하여 이루어져 있다.

상기 스캐너(161)는 레이저 제너레이터(164)로부터 발생하여 반사경(162-1, 162-2)을 경유한 레이저(113)로 부여된 이송 데이터만큼 이송하며 관통홀(19)을 가공하는 작업을 수행하게 된다.

이와 같은 구성으로 이루어진 양면 연성 인쇄회로기판 제조용 레이저 드릴링 머신(100)의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 릴 로더유닛(110)에 양면 연성 프린트 배선판 제조용 동적층판(10a)을 에어 척(111)의 기준방향에 밀착시키면서 동적층판(10a)을 공급한다.

이와 같이 공급된 동적층판(10a)을 텐션 롤러(112)와 가이드 롤러(117)를 경유하여 동적층판(10a)의 엣지를 감지하는 감지 센서(114)를 통과하여 동적층판의 그리퍼유닛(141)에 공급한 후, 작업대기 상태로 준비한다.

이때, 동적층판(10a)이 일정량만큼 이송되면 텐션 롤러(112)의 상부 제한 센서(113-1)에 의해 감지되며, 이 상부 제한 센서(113-1)가 동작하면 릴용 모터(116)가 회전하여 하부 제한 센서(113-2)까지 일정한 텐션을 유지하며 동적층판(10a)을 공급하게 된다.

이 경우, 엣지 센서(114)에 의해 동적층판(10a)은 항상 고정 위치로 공급된다.

이와 같이 공급된 동적층판(10a)은 이송테이블의 상부 진공흡착판(136)에 의한 흡착과, 동적층판 그리퍼(135)의 클램프로 고정되면서 레이저(163)에 의한 홀드릴링 작업이 이루어진다.

다음에, 동적층판(10a)은 일정량씩 우측으로 이송되며, 동시에 스캐너(161)는 Y축으로 움직이고, 또 반사경(162-1, 162-2)에 의해 유도된 레이저 빔은 스캐너(161)의 변위에 의하여 지정된 위치에 연속적으로 홀 가공을 수행한다.

따라서, 한 면의 홀 전체가 가공되는 중에는 그리퍼(135)가 모두 닫혀서 동적층판을 고정시키고 가공이 끝난 다음에는 그리퍼(141, 142)가 닫혀서 동박 적층판을 고정시키고, 그 후 이송테이블 상부 흡착판(136)의 진공이 풀리고 이송테이블에 설치된 그리퍼(135)가 열리면서 테이블은 다시 원상태로 복귀하게 되며, 이와 같은 상기한 공정을 반복 수행하도록 함으로써, 롤 상태의 동적층판(10a)에 롤투롤(Roll to Roll) 상태로 관통홀(19)의 가공을 수행하게 된다.

이와 같은 공정에 의해 가공된 동적층판(10a)은 권취부의 동적층판 엣지 감지 센서(124)를 통과하고 가이드 롤러(127)와 텐션 롤러(122)를 경유하여 릴 언로더유닛(120)의 에어 척(121)에 가지런히 되감긴다.

동적층판(10a)이 일정량만큼 이송되면 텐션 롤러(122)의 하부에 설치된 하부 제한 센서(123-2)에 의해 감지되고, 이 하부 제한 센서(123-2)가 동작이 되면 릴용 모터(126)가 회전하여 상부 제한센서(123-1)까지 일정한 텐션을 유지하며 동적층판(10a)을 되감는다.

이때, 엣지 센서(124)에 의해 동적층판(10a)은 항상 고정 위치에서 되감기게 된다.

즉, 양면구조의 연성 인쇄회로기판(Double side Flexible PCB)의 제조공정에 있어, 최초의 드릴 공정부터 동적층판(10a)을 재단하지 않고 롤 상태에서 롤투롤(Roll to Roll)로 가공이 가능하도록 한 레이저 드릴(100)을 사용하여 연속적으로 관통홀(19)을 형성하도록 하고, 그 후 이를 기존의 경질 인쇄회로기판에서 사용하던 수평식 무전해 동도금 또는 다이렉트 플레이팅 장비에, 권급기 및 권취기를 부가하여 롤투롤 방식으로 관통홀에 도전성을 부여하여 도금층(15)을 형성하고, 다시 이를 권급기 및 권취기를 부가시킨 수평식 전해동도금 장비를 사용하여 롤투롤 방식으로 전해동도금하여 동박(12)의 상단에 도금층(14)을 형성하고, 다음 이를 롤투롤 방식의 양면 드라이필름 라미네이터를 사용하여 감광성 에칭 레지스터를 부착하고, 이를 롤투롤 방식의 노광기를 사용하여 이미 가공된 관통홀(19)들과 상/하 면에 위치한 회로패턴 필름의 위치를 비젼 시스템에 의해 자동으로 맞추어 주면서 연속적으로 노광을 실시한 다음, 이를 롤투롤 방식으로 현상하고, 다시 이를 롤투롤 방식으로 에칭 함으로써, 필요한 회로 패턴이 양면에 형성된 롤 형태의 양면 연성 인쇄회로기판(10)이 얻어질 수 있도록 한다.

이후의 공정은, 상기 인쇄회로기판을 필요에 따라 재단하여, 기존의 방식과 동일한 방법으로 커버레이 접착 및 표면처리, 외형 가공 등의 공정을 통하여 양면 연성 인쇄회로기판을 완성하게 된다.

아울러, 도 4를 참조하여 도 2b와 같은 회로기판을 제조하는 공정을 살펴보고자 하며, 도 4는 롤투롤 방식으로 인쇄회로기판을 형성하는 것으로, 모든 공정이 롤투롤 방식으로 자동 진행된다.

먼저, 베이스필름(11)의 양면에 동박(12)이 형성된 롤 상태의 동적층판(10a)을 준비한다(S31).

상기에서 롤 방식으로 투입된 동적층판(10a)에 UV 레이저드릴을 이용하여 주어진 위치에 연속적으로 다수의 관통홀(19)을 형성하게 된다(S32). 여기에서, 레이저드릴로 관통홀(19)을 형성하는 장비 및 그 방법은 도 3a 내지 도 3e에서 상세히 밝히고 있다.

상기 동적층판(10a)의 양면의 표면과 관통홀(19)을 소정의 스크러버 또는 소프트 에칭장비 등을 사용하여 동박의 표면과 관통홀의 잔유물을 제거하고(S33), 상기 동적층판(10a)의 양면의 표면과 관통홀(19)을 롤투롤 방식으로 무전해 동도금 공정 또는 다이렉트 플레이팅(새도우, 블랙홀, DMSE 등) 공정을 통해 관통홀(19)에 도금층(15)을 형성하여 도전성을 1차로 부여하게 된다(S34). 즉, 권급기 및 권취기가 부착된 수평 콘베어 형식의 무전해 동도금 또는 다이렉트 플레이팅 장비를 사용하여 관통홀(19)에 롤투롤 방식으로 도전성을 부여하게 된다.

이어, 상기 기존의 동박 표면 위에 롤투롤 전기동도금 장치를 이용하여 전기 동도금을 실행하여 필요한 두께만큼의 도금을 실행하여 도금층(14)을 완성한다(S35). 상기 전해 동도금층(14)을 형성하는 과정에서 권급기 및 권취기가 부착되어 있는 수평 콘베어 형식의 전해동도금 장치를 사용하여 롤투롤 방식으로 전해 동도금층(14)을 형성하게 된다.

상기와 같이 동적층판(10a)의 양면 상단에 도금층(14)을 형성하여 도전성을 부여한 후 다시 롤투롤 방식으로 연속적으로 도금층(14)의 표면을 연마하여 소프트에칭하거나 세척하게 된다(S36).

이어, 롤투롤 방식으로 상기 도금층(14)의 상단에 포토레지스트용 드라이필름을 각각 라미네이팅하여 적층시키고(S37), 그 상단과 하단에 필요한 회로 패턴을 자동으로 정렬하여 노광시킨 후 현상과 에칭 공정을 통해 도금층(14)에 회로 패턴을 형성하게 된다(S38∼S40). 여기에서, 드라이필름이 양면에 접착된 동적층판 상에, 이미 가공된 동적층판 상의 관통홀의 위치와 회로패턴 필름 상의 패턴의 위치를 맞추어가면서 자동으로 양면 노광을 시행하는 롤투롤 방식의 노광 작업을 진행하게 되며, 또 현상은 권급기와 권취기가 부착된 양면 동시 현상기를 사용하여 상하면의 노광이 완료된 드라이 필름을 롤투롤 방식으로 현상하게 되며, 에칭은 권급기와 권취기가 부착된 양면 에칭기를 사용하며 상하면의 드라이 필름이 현상된 후의 양면 연성 인쇄회로기판 동적층판을 롤투롤 방식으로 에칭하고, 드라이필름을 박리하여 필요한 회로패턴을 형성하게 된다.

상기 회로를 형성한 후 인쇄회로기판을 필요한 크기로 재단하고(S41), 이어 커버레이필름(17)을 열접착하여 표면처리하고, 외곽 가공을 통해 양면 연성 인쇄회로기판을 완성하게 된다(S42∼S44).

즉, 베이스필름(11)의 양면에 동박(12)이 적층된 동적층판(10a)을 롤투롤 상태로 준비한다. 이를 롤투롤 방식으로 이동시켜 UV 레이저드릴을 이용하여 연속적으로 지정된 장소에 다수의 관통홀(19)을 가공한다.

다음, 상기 동적층판(11)을 롤투롤 방식으로 이송시키며 무전해 동도금 또는 다이렉트 플레이팅(새도우, 블랙홀, DMSE 등) 공정을 통과하여 관통홀(19)에 도금층(15)을 형성하여 상/하 동박(12)을 전기적으로 연결한다.

이를 다시 롤투롤 방식으로 이송하여 전기 동도금을 하면 도금층(14)이 얻어진다.

상기 도금된 동적층판을 롤투롤 방식으로 이송하며 드라이필름을 라미네이트하고, 양면 롤투롤 노광기를 이용하여 회로패턴을 노광하고, 이를 롤투롤 방식으로 현상, 에칭하면 양면구조의 연성 인쇄회로기판이 롤 상태로 얻어진다.

이와 같은 방식에서는 기존의 공법에서 낱장으로 할 수 밖에 없던 일들이 전량 롤투롤로 작업이 가능하게 되어 생산성이 비약적으로 향상되며, 품질도 향상시킬 수 있다.

따라서, 본 발명에 의한 방식은 종래의 양면 동박을 사용할 경우에 관통홀(19)을 가공하기 위한 드릴 작업이 롤투롤화가 불가능함으로 인해, 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조 방식이 전공정의 롤투롤화가 불가능하였으나, 동적층판(10a)을 UV 레이저를 사용하여 용이하게 롤투롤로 관통홀(19)을 가공할 수 있게 된다. 이렇게 관통홀(19)이 형성된 동적층판을, 롤투롤 방식으로 무전해 동도금 또는 다이렉트 플레이팅 공정을 통하여 관통홀(19)에 도전성(15)을 부여하고, 이를 롤투롤로 전기 동도금하면 도금층(14)이 형성된 롤투롤 상태의 자재가 완성된다.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

따라서, 본 발명에서는 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조공정에 있어서 최초의 관통홀 형성 과정에서부터 양면의 회로 형성 과정까지의 전공정을 롤투롤화 하여 자동화함으로써, 생산성을 높임과 아울러 제조단가를 낮춰 제품경쟁력을 높일 수 있다.

또한, 종래의 NC 기계에 의한 관통홀 가공을 롤투롤 방식의 레이저를 이용한 관통홀 가공방식으로 대체함으로써, 관통홀의 크기를 종래의 최소 직경 150㎛를 25㎛정도로 작게 뚫을 수 있어 회로 설계의 자유도를 높이고 회로 집적도를 높여 제품의 부가가치를 혁신적으로 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims

양면구조의 연성 인쇄회로기판을 제조하는 방법에 있어서:

양면에 동박이 적층된 연성 동적층판을 롤 상태로 투입하는 단계;

상기 투입된 동적층판을 UV 레이저드릴을 사용하여 롤투롤 방식으로 다수의 관통홀을 연속적으로 동적층판에 천공하는 단계;

상기의 관통홀이 형성된 롤 상태의 동적층판을 롤투롤 방식으로 소프트 에칭을 하거나, 브러시 연마를 하거나, Z-스크러버로 연마하거나 하여 홀 내부와 주변의 잔유물을 제거 및 표면을 세척하는 단계;

상기 세척된 동적층판을 수평식 무전해 도금 또는 다이렉트 플레이팅 장치를 통해 롤투롤 방식으로 관통홀에 도전성을 부여하여 상/하 동박을 연결하는 단계;

상기 동적층판의 동박 상단에 수평식 전해도금 장치를 이용하여 롤투롤 방식으로 필요한 두께의 도금을 실행하여 도금층을 형성하는 단계;

상기 도금층을 형성한 후 동적층판의 상하면에 롤투롤 방식으로 드라이필름을 접착시키는 단계; 및

상기 레지스트용 드라이필름을 적층한 후 동적층판을 롤투롤 방식으로 노광, 현상 및 에칭하여 필요한 회로 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 동적층판 투입단계에서, 양면구조의 연성 동적층판을 롤 형태로 준비하되, 이를 재단하지 않으며, 롤투롤 가공이 가능한 레이저 드릴장비를 이용하여 롤투롤 방식으로 관통홀을 연속적으로 천공하는 것을 특징으로 하는 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 무전해 동도금하는 단계에서, 권취기 및 권급기가 부착된 수평 콘베어 형식의 무전해 동도금 또는 다이렉트 플레이팅 장비를 사용하여 관통홀에 롤투롤 방식으로 도전성을 부여하는 것을 특징으로 하는 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 전해 동도금하는 단계에서, 권취기 및 권급기가 부착되어 있는 수평 콘베어 형식의 전해동도금 장치를 사용하여 롤투롤 방식으로 전해 동도금층을 형성하는 것을 특징으로 하는 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 드라이필름이 양면에 접착된 동적층판 상에, 이미 가공된 동적층판상의 관통홀의 위치와 드라이 필름 상의 패턴의 위치를 맞추어가면서 자동으로 양면 노광을 시행하는 롤투롤 방식의 노광 작업을 실행하는 것을 특징으로 하는 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 현상하는 단계에서, 권급기와 권취기가 부착된 양면 동시 현상기를 사용하여 상/하면의 드라이 필름이 노광된 후의 양면 동적층판을 롤투롤 방식으로 현상하는 것을 특징으로 하는 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 에칭하는 단계에서, 권급기와 권취기가 부착된 양면 에칭기를 사용하여 상하면의 드라이 필름이 현상된 후의 양면 연성 동적층판을 롤투롤 방식으로 에칭하고 드라이필름을 박리하여 필요한 회로패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조 방법.