KR20040083152A - 다층 연성 인쇄회로기판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다층 연성 인쇄회로기판을 제조하는 방법에 있어서: 회로패턴이 형성된 각 회로기판을 적절하게 적재하여 고온, 고압에서 프레스하여 적층하는 단계; 상기 적층된 회로기판의 소정 부위에 드릴가공용 기준홀을 가공한 후 이 기준홀을 이용하여 다수의 관통홀을 형성하는 단계; 상기 관통홀의 오염물을 세척한 후 관통홀 및 외층 회로기판에 무전해 동도금을 시행하는 단계; 상기 무전해 도금된 외층 회로기판에 드라이필름을 라미네이트하는 단계; 상기 외층 회로기판의 관통홀 및 그 주변만을 선택적으로 차폐하고, 그 이외의 부분은 양면 노광기를 이용하여 전부 노광시키는 단계; 상기 차폐된 관통홀 및 그 주변의 패턴의 일부분만을 선택적으로 현상, 노출시키는 단계; 상기 관통홀 및 그 주변만 일부 현상된 다층 회로기판을 전해도금 공정에 투입하여 관통홀 주변 및 관통홀 내벽만을 선택적으로 동도금시키는 단계; 상기 동도금을 끝낸 후 외층 회로기판의 관통홀 및 그 주변을 제외한 기판 전면에 코팅된 드라이필름을 제거하는 단계; 및 상기 외층 회로기판을 소프트 에칭하여 외층의 회로패턴 사이에 잔여된 무전해 동도금층을 제거하는 단계;를 수행함으로써, 다층 회로기판의 각 층들이 전기적으로 완전히 연결되면서도 관통홀 및 관통홀의 주변 일정 부분을 제외하고는 상/하의 외층 회로 상에는 전기동도금이 전혀 시행되지 않은 다층 연성 인쇄회로기판의 제조 방법을 제공한다.

Description

다층 연성 인쇄회로기판의 제조방법{Manufacturing method for Multi-layer Flexible Printed Circuit Board}

본 발명은 다층 연성 인쇄회로기판에 관한 것으로, 다층 인쇄회로기판의 각각의 층들이 전기적으로 완전히 연결되면서도 관통홀 및 관통홀의 주변 일정 부분을 제외하고는 상/하의 외층 회로기판 상에는 전기 동도금이 전혀 시행되지 않은 다층 연성 인쇄회로기판의 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 전자 부품과 부품내장 기술의 발달 및 전자제품의 경박단소화로 인하여, 다층 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 해주는 다층 연성 인쇄회로기판의 수요는 계속 증대하고 있다.

특히, 회로의 밀집도를 크게 하기에 용이하고 사용도가 높은 다층구조의 연성인쇄회로기판의 경우, 카메라, 휴대폰, 액정표시장치 등의 기술 발전과 더불어 그 사용량이 급격히 증가하면서 그 제조기술에 대한 기술 개발의 요구는 더욱 늘어가고 있다.

그러나, 이제까지의 일반적인 굴곡형 다층 연성인쇄회로 기판의 생산 방식은, 크게 보아서 일반적인 경질 다층 인쇄회로기판(에폭시수지 다층 인쇄회로기판)의 제조방식과 거의 동일한 수준을 벗어나지 못하고 있다.

일반적인 다층 연성 인쇄회로기판의 제조 방법을 도 1의 플로우챠트, 및 도 2a 내지 도 2j의 각 제조공정 단면도를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 아울러 여기서는 개념적으로 4층 구조를 중심으로 설명하기로 한다.

먼저, 도 2a와 같이 폴리이미드 또는 아피칼 등과 같은 재질로 이루어진 베이스필름(11)의 한면에 12∼70㎛의 동박(12)을 적층한 단면구조의 연성 동박적층판(10)을 구매한다.

상기 자재에 NC 드릴공정이나 프레스 공정을 통하여 작업용 기준홀을 가공하는 등으로, 2층 회로 및 3층 회로용의 2매의 연성 동박적층판(10)을 준비한다(S1).

다음, 별도의 공정에서 작업 기준홀 및 장차 회로상에서 굴곡부(㉯)를 형성할 부분을 부분적으로 제거한 접착시트(30; Adhesive Bonding Sheet)를 준비한 후, 이를 이용하여 고온, 고압하에서 각 인쇄회로기판을 복층으로 적층한다(S2). 그러면, 상/하층이 접착제로 견고하게 결합된 양면 자재가 형성된다. 이때, 장차 굴곡부(㉯)가 될 부분은 접착시트(30)가 부분적으로 결락(㉮)되어 있는 바, 이때의 상태가 도 2b이다.

이 자재를 다음 공정에 투입하여, 드라이필름을 라미네이팅하고(S3), 양면 노광, 현상, 에칭하여, 장차 내층 인쇄회로기판이 될 2층 및 3층 기판의 회로를 형성한다(S4). 다음, 상기 자재의 상/하면에 커버레이필름(20)을 접착한다(S5). 내층의 회로가 형성되고, 커버레이필름(20)이 접착된 상태의 개념도가 도 2c이다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 접착제가 결락된 부분은 에어갭(??)을 형성하게 되고, 장차 회로가 완성된 후 굴곡부(㉯)로 기능하게 된다.

다음, 다시 별도의 공정을 통하여 외층을 형성할 1층 및 4층용 동박적층판(10)을 2매를 준비하고, 또다른 별도의 준비공정을 통하여 작업기준홀 및 굴곡부(㉯)를 형성할 위치를 부분적으로 제거한 2매의 접착시트(30)를 준비한다. 상기 2매의 접착시트(30)들은 4층 구조의 인쇄회로기판에서 2층과 3층이 미리 적층된 상태이므로, 1층과 2층간 그리고 3층과 4층간의 결합체로서 작용하게 된다.

이상의 자재들을, 작업 기준홀을 사용하여 1층 기판과, 미리 형성된 2층, 3층 회로기판, 4층용 기판 및 2매의 접착시트(30)간의 상호간 위치를 맞추어 결합하고, 이를 핫프레스를 사용하여 고온, 고압 상태에서 적층한다(S6). 이 작업이 완료된 상태의 도면이 도 2d로서, 아직 외층(1층 및 4층)에는 회로가 형성되어 있지 않으나, 4층의 형태를 갖고 있음을 알 수 있다.

다음, 내층 회로에 형성된 패턴을 기준하여, X-ray 드릴을 사용하여 NC 가공용 기준홀을 가공한다(S7). 물론 이때는 X-ray 드릴을 사용하지 않고 앞 공정에서 미리 가공된 작업 기준홀을 사용하거나, 일반적인 센서 드릴을 사용하거나 하는 등의 여러 방법이 있을 수 있으나, 여기서는 일반적이고 대표적인 수단을 중심으로 서술하였다.

다음, 이 기준홀을 기준으로 하여, NC 드릴 머신을 사용하여, 회로상의 필요한 부분에 필요한 만큼 관통홀(17)을 형성한다(S8). 4층인 상태에서 관통홀(17)이 형성된 기판의 단면 개념도를 도 2e에 도시하였다. 이 상태에서는, 내부 회로의 동박(12) 패턴과 외부 동박(12)간에 아직 전기적으로 연결되어 있지 않다. 도면의 간략화를 위하여, 이 도면에서는 기판 내부의 각종 절연층들은 표시하지 않았으며, 또한 굴곡부(㉯)도 생략하였다.

다음, 관통홀(17) 내부의 도금 신뢰성을 확보하기 위하여 디스미어처리(S9)를 하고, 관통홀(17) 내부에 통전성을 부여하기 위하여 무전해 도금 또는 다이렉트 플레이팅 공법을 사용하여 도전층(15)을 형성하여 도전성을 부여한다(S10). 이 상태의 단면도가 도 2f이다.

이를 다시 전해 동도금을 실시(S11)하여 4층 기판 상/하면의 동박(12) 및 관통홀(17) 내부에 전기 동도금층(16)을 형성하게 되는 바, 비로소 상/하의 외층 동박(12)과 내층 회로간이 전기, 기계적으로 완전히 연결된 상태의 자재가 도 2g와같이 얻어지게 된다. 도 2g를 통해 확연히 알 수 있는 바와 같이, 1층 및 4층을 형성하는 동박층(12) 위에는, 관통홀(17) 내부를 도금하는 과정에서 동시에 도금층(16)이 올라가게 됨으로, 원래의 동박층(12) 위에 동도금층(16)이 올라간 동박층(12, 16)은 본래의 동박보다 두꺼워서, 차후 공정에서 미세패턴의 형성이 어려워지며, 또한 장차 굴곡부(㉯)를 형성하는 회로 부위에 있어서도, 도금을 통해 형성된 동박층(16)은 연신력이 현저히 떨어짐으로 회로 전체의 내굴곡성을 저하시키는 요인으로 작용하게 된다.

다음, 상기 자재를 다시 연마 또는 세척한다(S12). 다시, 기판의 상/하층(1층, 4층)의 동도금층(16) 위에 감광성이 있는 에칭 레지스트인 드라이필름을 도포하고(S13), 상기 드라이필름이 라미네이팅된 외층 기판을 노광기를 이용하여 상하의 외층상에 노광하고, 이 노광 처리된 외층 기판을 현상액으로 현상하고, 에칭기를 사용하여 에칭한 다음(S14), 드라이필름 박피 공정을 통해 드라이필름을 제거하면(S15), 상/하(1층, 4층) 층에도 회로가 형성되게 되며, 2층, 3층에도 회로가 형성되어 있고, 또 관통홀(17)을 통하여 외부 회로와 내층 회로들이 전기, 기계적으로 완전히 연결되어 있는 다층 연성 인쇄회로기판이 얻어지게 된다.

다음, 이 자재에 커버레이필름(20)을 접착하면, 기본적인 4층 구조의 인쇄회로기판이 얻어지게 되는 바, 그 대표도를 도 2h에 표시하였다. 이때 외부 표면은 설계 사양에 따라 솔다 레지스터를 인쇄하거나 감광성 솔더레지스터로 처리하거나 하는 등의 여러가지 변형이 가능하다(S16).

그 후는, 각종 사양에 맞추어 표면 처리(솔더링 도금 또는 금도금 등)를 시행하거나 외곽가공을 시행하거나 하는 등의 후처리 공정을 통해 인쇄회로기판을 완성하게 된다(S17).

그러나, 상술한 공정 설명 및 구조 설명에서와 같이, 이 방식에서 외부 회로 형성 전의 회로기판의 외층과 내부 회로를 연결시키기 위하여 회로기판 상에 가공된 다수의 관통홀(17)의 내부에 도금을 시행해야 하는 바, 이 과정에서 도 2g에서 보는 바와 같이 관통홀(17)의 내벽에 동도금(16)이 시행되는 것과 동시에, 본래의 상/하 외층의 동박층(12) 위에도 동도금층(16)이 형성되는 바, 결국은 도금된 후의 상/하면의 동박층(12, 16)이 두꺼워짐으로 고밀집회로의 형성이 어려워지고, 또한 동도금(16)을 통해 본래의 동박층(12)에 도금된 도금층(16)은 그 연신력이 크게 떨어짐으로 인해, 결국은 본래의 동박(12)이 갖는 내굴곡성을 저해시키게 되고, 따라서 굴곡부(㉯)를 갖는 다층 연성 인쇄회로기판의 굴곡부(㉯)의 내굴곡성을 크게 저하시켰다.

또한, 도 2i에서 알 수 있는 바와 같이, 내굴곡성을 갖게 하기 위하여, 내부의 접착제를 제거해야 하는 굴곡부(㉯)의 두께 B는, 각각의 층에서 제거된 접착제층의 두께의 합만큼 다른 부분보다 얇아지게 됨으로, 적층 후에 그 두께가 기판의 다른 부분(A)과 차이가 날 수밖에 없고, 이 두께 차이로 인해 드라이필름의 라미네이팅이 어려워지고, 또한 노광 공정에서도 패턴필름과 동도금층(16)의 밀착을 어렵게 하여, 노광시 빛이 새어들어 회로의 단락(Short) 불량을 다발시킴으로, 제품 수율을 떨어뜨리는 원인이 되며, 외층 회로에 밀집 패턴을 배치할 수 없게 하는 원인으로 작용하였다. 이러한 현상은, 층수가 올라가면 갈수록 더 심해지고, 이로 인하여 6층 이상의 굴곡성 다층 연성 인쇄회로기판은 거의 생산이 불가능한 상태가 된다.

또한 도 2j에서 보는 바와 같이 내층의 일부분 또는 외층의 일부분을 완전히 제거한 형태의 연성 다층 기판의 경우는, 본래의 두께(A)와, 부분적으로 내부층을 완전히 제거한 부분의 두께(C) 또는 외부층과 내층 2개 층을 제거한 형태에서의 기판의 두께 D(3층 및 4층의 기판을 완전히 제거한 형태에서의 기판의 두께)의 차이가 너무 커짐으로, 드라이필름의 라미네이팅은 물론, 노광 작업도 불가능하여 생산이 아주 어려운 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 다층 연성 인쇄회로기판의 제조공정에 있어, 외부층을 포함한 필요한 모든 층의 회로를, 단면 자재를 사용하여 단면 공정을 통해 먼저 형성하고, 내층 회로는 커버레이필름 접착 공정을 거친 후, 이들 내층 회로와 외층 회로를 별도의 공정을 통해 준비한 층간 접착 시트와 한꺼번에 결합하여 한번에 적층하고, 그 다음 관통홀을 가공하고, 그 후에 무전해 동도금을 실시하고, 다음 드라이필름 라미네이트 공정, 노광 공정, 도금 공정, 소프트 에칭 공정 등을 이용하여, 관통홀 및 관통홀 주변의 극히 일부분에만 선택적으로 전기 도금을 실시함으로써, 층수에 관계없이 단 한번의 적층만으로 다층 회로가 제조될 수 있도록 하여, 층수가 올라갈수록 사용횟수가 계속 비례적으로 증가하는 적층 공정, 양면 노광공정 및 현상, 에칭 공정 등을 단 한번만으로 줄임으로서 제조공정을 혁신적으로 간략화하여 제조 코스트를 낮추고, 제품 경쟁력을 높일 수 있는 다층 연성 인쇄회로기판의 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 외층 회로 형성시, 기존 공법과 달리 도금이 전혀 되지 않은 단면의 얇은 동박을 사용함으로써, 외층도 단면 인쇄회로기판과 동등한 수준의 미세회로를 구현할 수 있는 다층 연성 인쇄회로기판의 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또다른 목적은, 굴곡형 다층 연성인쇄회로이거나 일부 층 완전 제거형의 연성 다층 인쇄회로기판도 그 구조가 어떠하든 전혀 관계치 않고, 적층 전에 회로를 형성함으로써, 기존의 공정에 있어 적층 후의 회로기판 두께가 부분적으로 다름으로 인해 발생하던 드라이필름 라미네이트 공정 및 기타 여러 공정의 제조상의 어려움을 원천적으로 제거함으로써, 이제까지 제조 불가능하였던 특수한 형태의 고부가 가치의 다층 연성 인쇄회로기판의 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또다른 목적은, 다층이면서 회로의 일부분이 내굴곡성을 필요로 하는 형태의 인쇄회로기판에 있어서는, 굴곡부의 회로패턴 상에 도금이 시행되지 않도록 함으로써, 굴곡부의 내굴곡성을 단면 연성인쇄회로기판과 동등한 수준까지 확보할 수 있는 경제적이면서도 극히 수율이 높은 새로운 다층 연성 인쇄회로기판의 제조방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 종래기술에 의한 다층 연성 인쇄회로기판의 제조 공정을 설명하기 위한 플로우챠트이고,

도 2a 내지 도 2j는 종래 기술에 의한 다층 연성 인쇄회로기판의 제조 공정을 나타낸 단면도로서,

도 2a는 일반적인 단면 연성 동박적층판의 구조이며,

도 2b는 단면 회로기판을 적층한 구조를 나타낸 것이며,

도 2c는 도 2b의 양면에 회로를 형성하고, 커버레이필름을 적층한 것이고,

도 2d는 도 2b의 자재에 접착시트와 상/하 외층 회로기판을 적층한 것이고,

도 2e는 도 2d의 적층이 완료된 상태의 다수의 관통홀을 형성한 것이고,

도 2f는 도 2e의 적층 회로기판에 무전해 도금을 실시한 것이고,

도 2g는 도 2f의 적층 회로기판 상에 전해 동도금을 완료한 상태이며,

도 2h는 기존 공법에 의해 완성된 굴곡형 다층 연성 인쇄회로기판의 일예를 나타낸 것이고,

도 2i는 적층으로 인하여 굴곡부가 내부로 변형된 상태로 기판 두께가 변형된 것을 나타내는 것이고,

도 2j는 층간이 완전히 제거된 경우에 있어서, 적층이 끝난 상태에서 기판의 각 부분의 두께가 현저히 달라져 있음을 나타내는 것이며,

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 다층 연성 인쇄회로기판의 제조공정을 설명하기 위해 도시한 플로우챠트이고,

도 4a 내지 도 4g는 본 발명에 의한 다층 연성 인쇄회로기판의 제조공정을 나타낸 각 단면도로서,

도 4a는 단면공정에서 생산된 에칭 후의 외층 및 내층의 회로기판을 개념적으로 나타낸 것이고,

도 4b는 내층용 회로기판에 커버레이필름을 접착한 것이고,

도 4c는 단면 회로기판을 적층하고, 이 적층 기판에 관통홀을 형성한 것이고,

도 4d는 관통홀 내부 및 외층 기판에 무전해 동도금을 시행한 것이고,

도 4e는 관통홀 및 관통홀 주변 국소 부분을 제외하고, 드라이필름으로 차폐된 상태에서 동도금이 시행된 상태를 나타낸 것이고,

도 4f는 도 4e의 상태에서 드라이필름을 박피한 상태를 나타낸 것이고,

도 4g는 도 4f의 자재에 소프트 에칭으로 기판 표면에 남아있던 무전해 도금층을 제거한 것이며,

도 5a는 본 발명의 일실시예에 의한 내굴곡성 연성 인쇄회로기판을 도시한 단면도이고,

도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 의한 내부층 또는 외부층 일부가 완전히제거된 내굴곡성 연성 인쇄회로기판을 도시한 단면도이다.

* 도면의 주요 부호에 대한 부호의 설명

10: 단면 연성 동박적층판 11: 베이스필름

12: 동박판 15: 무전해 도금층

16: 전해 동도금층 17: 관통홀

20: 커버레이필름 30: 접착시트

㉮: 에어갭 ㉯: 굴곡부

㉰: 굴곡부 중 내층을 완전히 제거한 곳

㉱: 굴곡부 중 외층 일부와 내층 일부를 완전히 제거한 곳

A: 기판의 일반적인 부분의 두께

B: 기판의 굴곡부의 적층 후의 두께

C: 내층이 완전히 제거된 상태에서의 적층 후 기판의 두께

D: 외층과 내층 일부분이 완전히 제거된 상태에서의 적층 후 기판의 두께

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 방법은, 다층 연성 인쇄회로기판을 제조하는 방법에 있어서: 외층 기판을 포함한 필요한 모든 층의 회로패턴을 단면가공 공정을 통하여 제조하는 단계; 상기 회로패턴이 형성된 외층 회로기판을포함하여 적어도 3매 이상의 회로기판을 적절하게 적재하여 고온, 고압에서 프레스하여 적층하는 단계; 상기 적층된 인쇄회로기판의 소정 부위에 드릴가공용 기준홀을 가공한 후 이 기준홀을 이용하여 다수의 관통홀을 형성하는 단계; 상기 관통홀의 오염물을 세척한 후 관통홀 및 외층 인쇄회로기판에 무전해 동도금을 시행하는 단계; 상기 무전해 도금된 외층 인쇄회로기판에 드라이필름을 라미네이트하는 단계; 상기 외층 인쇄회로기판의 관통홀 및 그 주변만을 선택적으로 차폐하고, 그 이외의 부분은 양면 노광기를 이용하여 전부 노광시키는 단계; 상기 차폐된 관통홀 및 그 주변의 패턴의 일부분만을 선택적으로 현상, 노출시키는 단계; 상기 관통홀 및 그 주변만 일부 현상된 다층 인쇄회로기판을 전해도금 공정에 투입하여 관통홀 내벽 및 관통홀 주변만을 선택적으로 동도금시키는 단계; 상기 동도금을 끝낸 후 외층 인쇄회로기판의 관통홀 및 그 주변을 제외하고 회로기판 전면에 코팅된 드라이필름을 제거하는 단계; 및 상기 외층 인쇄회로기판을 소프트 에칭하여 외층의 회로패턴 사이에 잔여된 무전해 동도금층을 제거하는 단계;를 수행하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 살펴보고자 하며, 본 공정은 인쇄회로기판의 적층 수에 관계없이 적용할 수 있으나, 여기에서는 편의상 4층을 기준으로 설명하고자 한다.

도 3은 본 발명에 의한 새로운 방식의 다층 연성 인쇄회로기판의 제조공정을 설명하기 위한 플로우챠트이고, 도 4a 내지 도 4g는 도 3의 각 제조공정을 도시한 기판의 단면도이다.

도 2a에 도시된 바와 같이 동박적층판(10)은, 일반적으로 폴리이미드필름 또는 아피칼 등과 같은 베이스필름(11)과, 상기 베이스필름(11)의 한면에 형성된 동박(12)으로 이루어져 있다.

이와 같이 형성된 단면 상태의 동박적층판(10)을 투입하여 일반적인 단면 연성인쇄회로기판의 제조 공정인 드라이필름 라미네이트, 노광 현상, 에칭, 레지스트 박리 등의 과정을 통하여 도 4a와 같이 1층부터 4층까지 각 회로 패턴을 형성한다(S21, S22).

다음, 내층 회로기판(2층 및 3층)에 커버레이필름(20)을 접착한다(S23). 내층 회로기판 상에 커버레이필름(20)이 접착된 상태의 단면도가 도 4b이다. 본래 커버레이필름(20)은, 일반적으로 폴리이미드필름과 접착제 층으로 이루어져 있으나, 여기에서는 도면의 간략화를 위하여 일체형인 단층으로 표현하였다.

이와 같이 준비된 상태에서, 1층 및 4층을 이루는 외층 회로기판은 도 4a와 같은 형태가 되며, 당연히 상/하 2매가 되고, 2층 및 3층을 이루는 내층 회로기판은 도 4b와 같은 바, 역시 2매가 된다.

다음, 연성인쇄회로기판은, 에칭 후 그 신축이 일반 에폭시 기판보다 상당히 큼으로서 무작위로 결합하였을 경우는 각 층의 패턴의 위치가 상당히 틀어지고, 차후 관통홀(17) 형성시 층간 틀어짐 및 홀 터짐 불량이 다발함으로서 1층, 2층, 3층, 4층에 형성된 각각의 회로패턴의 위치를 서로 맞추어주기 위해서는, 신축된 상태에 따라 이를 군별로 나누어, 큰 것은 큰 것끼리, 작은 것은 작은 것끼리 결합시켜주는 방식이 대단히 유용함으로, 형성된 각 층의 인쇄회로기판의 치수를 전수 측정하여 이를 크기별로 분류한다(S24).

다음, 별도의 공정에서 타발공정 등을 통하여 작업 기준홀 및 굴곡부(㉯) 형성을 위하여 필요한 부분을 선별적으로 제거한 층간 접착시트(30)를 3매 투입하고, 이를 윗 공정(S24)에서 크기별로 분류, 조합한 1층, 2층, 3층, 4층의 회로기판과 결합하여 가접한다(S25).

물론 이때의 접착시트(30)는, 작업의 편의에 따라 라미네이트 및 기타 여러 수단 등을 이용하여 필요한 층의 회로기판에 먼저 접착된 후 다른 층의 회로와 결합하는 등 많은 변화가 있을 수 있으나, 이러한 공정의 사소한 변화는 모두 본 발명의 범위 내에 들어간다 할 수 있을 것이다.

다음, 상기에서 적재된 다층 연성 인쇄회로기판의 상/하면에 완충재를 덮어 보호한 후 핫프레스를 이용하여 고온, 고압의 상태에서 적층한다(S26).

그러면, 1층, 2층, 3층, 4층의 회로기판에는 회로패턴이 모두 형성되어 있으나, 각층의 회로가 아직 전기, 기계적으로 결합되지 않은 상태의 4층 회로기판이 형성된다.

다음, 상기 자재의 내층 및 외층에 형성된 인식패턴 상에, X-ray 드릴을 이용하여, NC 드릴 가공용 기준홀을 가공한다(S27).

상기 기준홀을 기준으로 하여, NC 드릴 머신을 이용하여 회로기판상에 설계된 위치에 다수의 관통홀(17)을 가공한다(S28). 도 4c는 적층이 완성되고 관통홀(17)이 형성된 상태를 도시한 단면도이다.

다음, 관통홀(17) 내부의 도금 신뢰성을 확보하기 위하여 디스미어 처리를수행한다(S29).

이어, 상기 관통홀(17)의 내부 및 외층 기판 전면에 통전성을 부여하기 위하여 무전해 도금을 실시하여 도금층(15)을 형성한다(S30). 도 4d는, 무전해 도금(15)이 실시된 상태에서의 자재의 상태를 표현한 단면도로서, 외층 기판의 다수의 회로와 회로 사이 및 관통홀(17) 내부에 아주 얇은 층(대략 1㎛∼2㎛)의 무전해 동도금층(15)이 형성되어 있는 상태이며, 이때 상/하의 외층 회로는 무전해동 도금층을 통하여 내층 기판의 회로와 전기적으로 연결되어 있으며, 모든 외층의 회로들도 표면에 형성된 무전해 도금층을 통하여 전기적으로 연결되어 있는 상태가 된다.

다음, 다층 회로기판의 상/하면에 드라이필름을 라미네이트하고(S31), 이를 다시 노광 공정에 투입하여, 관통홀(17)이 형성된 상부 및 관통홀(17) 주변의 극히 일부분만을 제외하고 표면 전부를 노광(S32)한 다음, 이를 다시 양면 현상기를 이용하여 현상한다(S33).

그러면, 현상이 끝난 상태에서는, 관통홀(17) 및 관통홀(17) 주변 패턴의 국소부분이 노출되어 있으며(관통홀이 0.25mm의 경우 랜드는 0.4mm 정도가 적합함, 상기 랜드 크기는 관통홀의 크기 및 공정 능력에 따라 임의로 변경될 수 있음은 당연함), 회로기판의 다른 부분은 모두 드라이필름(25)에 의하여 차폐되어 있는 상태가 된다.

다음, 상기 자재를 전해동도금 공정에 투입하면, 드라이필름(25)으로 차폐되지 않은 관통홀(17) 주변과, 관통홀(17) 내부에만 동도금층(16)이 형성된다. 이때주의할 점은, 도금 면적이 극히 작아짐으로, 공급하는 전류의 양을 도금 면적에 맞추어 적절히 조절해야함은 당연하다. 도 4e는 이 상태에서의 단면을 개념적으로 표시하였다.

다음, 이를 드라이필름 박피공정에 투입하여 드라이필름(25)을 제거한다(S35). 그러면, 개념적으로 도 4f와 같이 되며, 이 상태에서는 아직 외층의 회로 패턴과 회로 패턴 사이에 얇은 두께의 무전해 동도금층(15)이 남아있어, 전 회로가 무전해 도금층을 통해 단락(Short)된 상태가 된다.

다음, 이 단락상태를 해소하기 위하여 소프트 에칭 공정을 통하여 표면의 무전해 동도금층(15)을 제거함으로서, 회로와 회로 사이의 단락상태를 해소한다. 이 무전해 도금층(15)은 극히 얇음(1㎛∼2㎛)으로서, 소프트 에칭을 통해 극히 용이하게 제거할 수 있다(S36).

이 과정에서, 당연히 관통홀(17) 내부의 도금층(16)과, 관통홀(17) 주변의 랜드 상의 도금층(16)도 일정부분 에칭되어 얇아지나, 이를 감안하여 전기 도금층(16)을 본래 필요한 양보다 무전해 동도금 두께(1㎛∼2㎛)만큼 더 도금하면, 소프트 에칭 후에 회로상에는 아무런 문제가 없어지게 된다.

도 4f는 소프트 에칭이 끝나 무전해 도금층을 제거한 상태를 개념적으로 보여주는 단면도이다. 동도면에서 알 수 있는 바와 같이 외부 회로와 내부 회로는 관통홀(17) 내벽에 도금된 동도금층(16)을 통하여 완전히 연결되어 있으나, 기타의 외층 회로는 관통홀(17) 주변의 일부분을 제외하고는 아무런 도금층도 형성되어 있지 않다.

본 발명에 의한 회로기판의 특징은, 관통홀(17) 부분만을 선택적으로 도금한 결과, 관통홀(17) 주변의 극히 작은 랜드부가 도금두께 만큼 상면으로 돌출하게 되고, 이미 단면 공정을 통하여 형성된 외층 기판의 다른 회로 부분은 아무런 도금도 시행되지 않아, 본래의 동박(12) 두께를 그대로 유지한 채로 회로를 형성하고 있음을 도면을 통하여 명확하게 알 수 있다.

이후, 일반적인 다층 연성 인쇄회로기판 제조공정에 소요되는 외층 커버레이필름(20) 접착 또는 솔더 레지스터 형성, 마킹 인쇄, 접착제 부착, 외곽 타발 등의 여러 공정을 통하여 제품을 완성하게 된다(S37).

도 5a는 본 발명의 제조방법으로 완성한 다층 연성 인쇄회로기판의 단면도를 예시하였다.

본 실시예에서는, 좌우의 회로는 다층 구조로서 관통홀(17)이 형성되어 있으나, 그 중앙부에는 다층이면서 내굴곡성이 요구되는 회로를 배치한 경우이다, 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 관통홀(17) 내부 및 관통홀(17) 주변의 일부분에만 동도금(16)이 형성되어 있어, 1층 내지 4층의 회로패턴들을 모두 연결시켜 주고 있으나, 굴곡부(㉯)의 외층 패턴에는 도금층이 형성되어 있지 않음을 명확하게 알 수 있다.

도 5b는 본 발명에 의한 또다른 실시예로서, 회로층이 부분적으로 완전히 제거된 형태의 다층 연성 인쇄회로기판의 단면도이다.

도면 중 ㉰부분은, 1층, 4층은 내굴곡성을 요구하며, 내층부(2층, 3층)는 전부 제거함으로서, 적층 기판의 두께가 부분적으로 매우 달라 기존의 기술로는 외층회로 형성이 불가능하여 제조할 수 없었던 형태의 다층 회로기판이고, ㉱부분은 1층만을 남기고 2층, 3층, 4층을 전부 제거한 형태의 회로로서, 층간의 두께 차이가 매우 커서 기존의 기술로는 제조 불가능하였던 형태의 다층 연성인쇄회로 기판의 예를 도시하였다.

이 도면에서도 역시 관통홀(17) 내부에 동도금이 시행되어 있음을 알 수 있으며, 관통홀(17) 주변의 극히 적은 랜드상에 도금이 시행되어, 도금 랜드가 일반 회로패턴보다 도금층 만큼 돌출되어 있음을 알 수 있다.

㉰부분 및 ㉱부분 모두, 기판의 다른 부분들과 두께 차이가 매우 커서, 기존의 기술로는 제조 불가능하였던 형태의 다층 연성인쇄회로 기판의 예를 도시하였다.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 회로기판을 4층이 아니라 4층 이하나 4층 이상으로 제조하는 등의 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

따라서, 본 발명에서는 다층 구조의 연성인쇄회로 기판을 생산함에 있어서, 외층 회로기판도 기존 방법과는 달리, 단면 동박적층판을 사용하여 도금이 시행되지 않은 상태에서 단면제조 방법으로 제조할 수 있도록 함으로써, 외층 회로기판에도 단면 수준의 고밀집 회로를 형성할 수가 있다.

또한, 층수가 올라갈수록 시행 횟수가 많아지는 적층 및 양면제조 공정(양면 드라이필름 노광, 양면 현상, 양면 에칭 공정 등)을 단 한차례로 줄일 수 있게 함으로써, 층수가 올라갈수록 더욱 더 많이 소요되는 각종 고가의 설비(적층 머신, 양면 노광기, 양면 현상기, 양면 에칭기 등)의 소요량을 대폭적으로 감소시켜 제조 비용을 대폭 저감시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 다층이면서 내굴곡성이 필요한 형태의 연성인쇄회로 기판은, 회로 굴곡부에는 도금을 시행하지 않고, 관통홀 및 그 주변의 일부분에만 선택적으로 도금층을 형성함으로써, 다층이면서도 단면 수준의 내굴곡성을 갖는 인쇄회로기판을 제조할 수 있도록 하여 적용과 설계가 용이해지는 이점이 있다.또한, 다층으로 갈수록 두께 차이가 커져, 생산에 어려움을 겪는 굴곡형 연성인쇄회로기판의 생산을 쉽게 해 줄 뿐만 아니라 기타, 일부 층간을 대폭 제거 가능하게 하여 기판의 두께가 현저히 불균일한 형태의 회로기판도 생산 가능토록 해 줌으로써, 이제까지 생산이 불가능하였던 제품을 제조 가능케 하여 새로운 개념의 고부가가치 제품을 양산할 수 있는 커다란 이점이 있다.

Claims (7)

1. 다층 연성 인쇄회로기판을 제조하는 방법에 있어서:

   외층을 포함하여 필요한 모든 층의 회로를 단면제조 방식으로 형성하는 단계;

   상기 외층 회로기판을 포함하여 회로패턴이 형성된 적어도 3매 이상의 회로기판을 적절하게 적재하여 고온, 고압에서 프레스하여 적층하는 단계;

   상기 적층된 인쇄회로기판의 소정 부위에 드릴가공용 기준홀을 가공한 후 이 기준홀을 이용하여 다수의 관통홀을 형성하는 단계;

   상기 관통홀의 오염물을 세척한 후 관통홀 및 외층 회로기판에 무전해 동도금을 시행하는 단계;

   상기 무전해 도금된 외층 회로기판에 드라이필름을 라미네이트하는 단계;

   상기 외층 회로기판의 관통홀 및 그 주변만을 선택적으로 차폐하고, 그 이외의 부분은 양면 노광기를 이용하여 전부 노광시키는 단계;

   상기 차폐된 관통홀 및 그 주변의 패턴의 일부분만을 선택적으로 현상, 노출시키는 단계;

   상기 관통홀 및 그 주변만 일부 현상된 다층 회로기판을 전해동도금 공정에 투입하여 관통홀 주변 및 관통홀 내벽만을 선택적으로 동도금시키는 단계;

   상기 동도금을 끝낸 후 외층 회로기판의 관통홀 및 그 주변을 제외하고 회로기판의 전면에 코팅된 드라이필름을 제거하는 단계; 및

   상기 외층 회로기판을 소프트 에칭하여 외층의 회로패턴 사이에 잔여된 무전해 도금층을 제거하는 단계;를 수행하는 것을 특징으로 하는 다층 연성 인쇄회로기판의 제조 방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 각 회로기판을 적층할 경우, 단면 공정을 통해 제조된 외층 또는 내층 회로들의 신축율을 측정하고, 이를 신축의 정도에 따라 군별로 선택하여 조합하는 것을 특징으로 하는 다층 연성 인쇄회로기판의 제조방법.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 각 회로기판을 적층할 경우, 최초에 필요한 모든 내층, 외층의 회로기판을 단면상태로 제조하고, 이를 신축 정도에 따라 군별로 조합한 후 이를 접착시트와 함께 한꺼번에 적층하는 것을 특징으로 하는 다층 연성 인쇄회로기판의 제조방법.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 관통홀 및 그 주변패턴 일부만을 선택적으로 현상하여 노출시킨 자재를 전해도금 공정에 투입할 경우, 관통홀의 내벽 및 노출되어 있는 관통홀 주변의 일부 패턴 상에만 선택적으로 도금하여, 내부 회로와 외부 회로를 전기, 기계적으로 연결시키되, 나머지 회로 부분은 드라이필름을 도금 차폐막으로 이용하여 도금되지않도록 수행하는 것을 특징으로 하는 다층 연성 인쇄회로기판의 제조방법.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 다층 회로기판은 관통홀 및 주변의 패턴 일부분만 선택적으로 도금하되, 내굴곡성이 요구되는 외층의 회로패턴은 전해 동도금을 시행하지 않은 상태로 형성하여 내굴곡성을 단면 수준으로 확보하는 것을 특징으로 하는 다층 연성 인쇄회로기판의 제조 방법.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 다층 회로기판은 관통홀 및 주변의 패턴 일부분만 선택적으로 도금하되, 회로의 일부분은 내층 기판의 일부분이 완전히 제거되어 있는 형태로 제조하는 것을 특징으로 하는 다층 연성 인쇄회로기판의 제조 방법.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 다층 회로기판은 관통홀 및 주변의 패턴 일부분만 선택적으로 도금하되, 기판의 일부분은 외층 회로기판과 내층 회로기판의 일부분이 완전히 제거되어 있는 형태로 제조하는 것을 특징으로 하는 다층 연성 인쇄회로기판의 제조 방법.