KR20050029904A

KR20050029904A - 경-연성 회로기판의 제조방법

Info

Publication number: KR20050029904A
Application number: KR1020030066174A
Authority: KR
Inventors: 이종정
Original assignee: (주)엑큐리스
Priority date: 2003-09-24
Filing date: 2003-09-24
Publication date: 2005-03-29

Abstract

본 발명은 경-연성 회로기판의 제조방법에 대한 것으로, 본 발명에 따른 경-연성 회로기판의 제조방법은, 절연판(21)의 가이드 라인 형성면과 연성판(10)이 접하도록 절연판(21)과 연성판(10)이 적층된 상태에서 후공정이 진행되며, 후공정은, 2차 도금 단계(a14) 후에, 외층동박(22)과 절연판(21) 및 PSR 잉크층(23) 등을 절단하여 윈도우 부위를 형성하는 윈도우 형성단계(a14-1)를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하여 이루어진다.

그리고, 주회로판 제조공정은 윈도우 형성단계(a14-1)에서 절단공구(T)와 연성판(10) 표면 사이에 여유공간을 확보하기 위해, 드릴링 단계(e4)에서 형성된 포인트 홀을 기준으로 절연판(21)에 소정 깊이로 윈도우 형태와 동일한 가이드 라인(21a)을 형성하는 가이드 라인 형성단계(e5-1)를 더욱 포함하며, 상기 후공정의 윈도우 형성단계(a14-1)에서는 가이드 라인(21a)을 따라 외층동박(22)과 절연판(21) 및 PSR 잉크층(23) 등을 절단하여 윈도우 부위를 형성하는 것을 특징으로 하여 이루어진다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 경-연성 회로기판의 제조방법에 의하면 초기에 윈도우부위가 노출됨으로써 DRY FILM 밀착과정과 PSR 인쇄과정 그리고, 도금과정에서 발생할 수 있는 여러 문제점을 방지할 수 있으며, 이 같은 문제점 방지를 위해 거쳐야 했던 추가공정을 생략할 수 있는 등, 제품의 품질 및 생산성 향상에 도움이 된다는 이점이 있다.

Description

경-연성 회로기판의 제조방법{manufacturing method of rigid-flex pcb}

본 발명은 경-연성 회로기판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 윈도우 부위를 보호함으로써 제품의 생산성 및 상품성을 높일 수 있는 경-연성 회로기판의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board 또는 PWB: Printed Wire Board)은, 여러종류의 부품을 전기적으로 연결하기 위한 것으로서, 배선회로면의 수에 따라 단면회로기판, 양면회로기판, 다층회로기판 등으로 분류되며, 기판의 굴곡특성에 따라 경성(ridig)회로기판, 연성(flexible)회로기판, 경-연성(rigid flexible) 회로기판으로 분류된다.

이중에서, 경-연성 회로기판(multi-layer rigid-flexible PCB)은 최근 전자산업기술분야에서 급속한 발전이 이루어지고 있는 소형전자제품 등에 널리 적용되는 것으로, 주회로도체가 형성된 경부(rigid section)와, 다른 경부를 연결하는 회로케이블이 형성된 연부(flexible section)로 이루어짐으로써, 고밀도의 회로도체 형성이 가능하고, 연부의 특성상 부분적으로 굴절 가능하기 때문에 노트북 컴퓨터, 캠코더 등과 같이 소형이면서 작동부위가 있는 제품에 유용하게 사용된다.

이러한 경-연성 회로기판은 여러 소재가 중첩된 적층구조로 이루어지는데, 그 단면구성은 도 1에 나타난 것과 같이 폴리이미드(polyimide)계의 베이스 필름(11)과 상기 베이스 필름(11)의 상하 양면에 부착된 내층동박(12), 내층동박(12)에 부착된 커버레이 필름(coverlay film)(13)으로 구성된 연성 동박적층판(10)(FCCL: Flexible Copper Clad Laminated, 이하 연성판이라 칭함)과, 상기 연성판(10)의 상하면에 형성되는 주회로판(20)으로 이루어진다.

상기 주회로판(20)은 절연판(21) 및 절연판(21)에 부착된 외층동박(22), 외측동박(22) 외면의 PSR 잉크층(23)으로 구성되며, 절연판(21)을 구성하는 소재에 따라 프리플래그(preprag) 타입, 에폭시(epoxy) 타입으로 나뉘어 지며, 에폭시 타입의 경우에는 도 2에 나타난 것과 같이 절연판(21)과 외층동박(22) 및 연성판(10)과의 접합을 위한 본딩시트(24)를 더욱 포함하여 이루어진다.

상술한 바와 같은 경-연성 회로기판을 제조하는 방법은 주회로판 제조공정과, 연성판 제조공정 및 상기 각 제조공정을 거쳐 제작된 구성요소들이 조합된 상태에서 진행되는 후공정으로 나뉘어지며, 주회로판 제조공정은 절연판(21)을 구성하는 상기 각 소재에 달리 진행된다.

그 중에서 에폭시 타입 주회로판의 제조공정은 도 3에 나타난 것과 같이 원재료의 외형을 재단하는 재단단계(e1), 베이킹단계(e2), 절연판의 아래위로 본딩시트를 부착하는 본딩시트 부착단계(e3), 드릴 가공을 통해 포인트홀을 가공하는 드릴링단계(e4), 라우터나 금형을 이용하여 윈도우 부위와 겹쳐지는 부위를 절단 제거하는 window open size 절단단계(e5)로 이루어진다.

상기 주회로판(20)을 구성하는 외층동박(22)은 별도로 재단, 드릴 가공되며, 가공된 외층동박(22)은 후술될 후공정에서 절연판(21)에 접합된다.

연성판 제조공정은 도 4에 나타난 것과 같이 베이스필름(11) 및 베이스필름(11)의 양면에 부착된 내층동박(12)으로 구성된 원판의 외면에 드라이필름을 밀착시키는 드라이필름 밀착단계(s1), 원판표면의 내층동박(12)을 부식시켜 회로를 형성하는 에칭단계(s2), 내층동박(12)에 커버레이 필름(13)을 부착하는 가접단계(s3), 고온에서 상기 커버레이 필름(13)을 압착하는 커버레이 필름 부착단계(s4), 연성판(10)과 주회로판(20)의 접착력 강화처리를 위한 oxidation 단계(s5), 중간검사 단계(s6)로 이루어진다.

후공정은, 도 5에 나타난 것과 같이 개별 공정을 통해 구성된 연성판(10)과 주회로판(20)을 적층하는 적층단계(a1), 적층된 연성판(10)과 주회로판(20)을 압착하는

핫프레스 단계(a2), 주회로판(20)에 홀을 가공하는 드릴링 단계(a3), 형성된 홀의 내면의 스미어(smear)를 세척제나 PLASMA 처리를 통해 제거하는 디스미어(desmear) 단계(a4), 홀 내면에 전도성을 부여하기 위해 홀 내면을 도금하는 1차 도금단계(a5), 정면기를 이용하여 주회로판(20) 표면의 산화막 등을 제거함으로써 드라이필름의 압착작업이 용이하게 이루어지도록 하는 정면단계(a6), 회로패턴의 영상을 재현할 소재인 드라이필름을 패널에 가열 압착하는 외층 드라이필름 밀착단계(a7), 드라이필름의 회로부분을 경화시켜 회로패턴을 형성하는 노광단계(a8), 노광단계(s7)에서 변화되지 않은 미경화 부분을 소포재를 이용하여 벗겨내는 현상단계(a9), 회로패턴이외의 동박을 부식액을 이용해 제거하는 에칭단계(a10), PSR 잉크 도포시 밀착력을 강하게 하기 위해 산화막 및 이물질을 제거하는 정면단계(a11), 주회로판(20) 표면의 회로패턴을 PSR 잉크를 사용하여 코팅하는 PSR 인쇄단계(a12), 실장되는 부품의 위치를 숫자 또는 도형으로 표시하여 실장작업이 원활히 될 수 있도록 기판표면에 기호를 삽입하는 마킹(marking) 단계(a13), 홀의 내면과 단자, PAD 부위의 표면처리를 위한 2차 도금단계(a14), 외형가공까지 거쳐 완성단계에 이른 제품의 전기적 기능 이상(회로의 OPEN, SHORT)을 체크하는 B.B.T(BARE BOARD TEST)단계(a15), 제품의 외형을 가공하여 정해진 크기와 모양으로 만드는 라우팅 단계(a16), 제품에 발생할 수 있는 각종 결함을 검사하는 최종검사단계(a17)로 이루어진다.

한편, 경-연성 회로기판은 주회로판이 다수개 적층된 다층구조로도 이루어지는데, 이러한 이른바 다층 경-연성 회로기판은 주회로판 제조공정에서 window open size로 절단된 다수개의 주회로판 및 본딩시트를 중첩하여 구성하게 된다.(미도시)

한편, 이와 같은 종래의 경-연성 회로기판의 제조방법에 의하면 연성판(10)에 주회로판(20)을 적층하고 드릴링 한 다음, 도금하는 과정에서 연성판(10)의 노출부위(윈도우 부위)에 단자나 도금을 해야할 표면이 있는 경우에는 도금변색과 화학 약품에 의한 피해를 막기 위해 필러블 잉크(peelable ink)를 도포하는 별도의 공정이 필요하며, 필러블 잉크에 의해 도포되었더라도 각종 알칼리성 화학약품에 취약하므로 약품과의 접촉으로 인한 변색 등을 방지하기 위해 취급시의 어려움이 발생한다.

또한, 연성판의 절연 역할을 하는 커버레이 필름(coverlay film)과 동도금과의 밀착력 저하로 동들뜸이 발생하고, 이로 인해 드라이 필름 밀착시 덴트(dent)가 발생할 가능성이 매우 높아진다.

뿐만 아니라, PSR 잉크 도포과정에서 연성판(10)과 주회로판(20)의 경계부위에 잉크가 편중되는 현상 또한 발생되는데, 이는 연성판(10)과 주회로판(20)의 표면이 동일 평면이 아닌 단차를 형성하고 있기 때문에 표면을 ??고 지나가는 방식으로 이루어지는 PSR 잉크 도포작업의 특성상 유발되는 현상으로서, 이에 따르면 PSR잉크층(23)의 두께가 달라지게 된다.

따라서, 이와 같은 종래의 경-연성 회로기판의 제조방법에 의하면 제품의 생산성 및 품질이 저하된다는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 주회로판과 연성판을 접합시키고, PSR 잉크가 도포된 상태에서 윈도우 부위를 형성함으로써 제품의 생산성 및 품질을 향상시킬 수 있는 경-연성 회로기판의 제조방법 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 제공되는 경-연성 회로기판의 제조방법은, 드릴링 단계에서 형성된 포인트 홀을 기준으로 절연판에 소정 깊이로 윈도우 형태와 동일한 가이드 라인을 형성하는 가이드 라인 형성단계를 더욱 포함하는 주회로판 제조공정과; 절연판의 가이드 라인 형성면과 연성판이 접하도록 절연판과 연성판이 적층된 상태에서 진행되며, 2차 도금 단계 후에, 절연판에 형성된 가이드 라인을 따라 외층동박과 절연판 및 PSR 잉크층 등을 절단하여 윈도우 부위를 형성하는 윈도우 형성단계를 더욱 포함하는 후공정으로 구성된다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도 6부터 도 12까지 참조로 하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 경연성 회로기판의 제조방법은, 도 6에 나타난 것과 같이 주회로판 제조공정에 있어서 절연판(21)에 소정 깊이로 윈도우 형태와 동일한 가이드 라인(21a)을 형성하는 가이드 라인 형성단계(e5-1)를 더욱 포함하며, 후공정에 있어서 도 7에 나타난 것과 같이 절연판(21)에 형성된 가이드 라인(21a)을 따라 외층동박(22)과 절연판(21) 및 PSR 잉크층(23) 등을 절단하여 윈도우 부위를 형성하는 윈도우 형성단계(a14-1)를 더욱 포함하여 이루어진다.

가이드 라인 형성단계(e5-1)는 드릴링 단계(e4) 후에 진행되는데, 가이드 라인(21a)은 도 8에 나타난 것과 같이 절연판(21)을 관통하지 않을 뿐만 아니라, 절연판(21)의 강도가 저하되지 않을 정도의 적절한 깊이로 형성된다.

상기 가이드 라인(21)을 형성하는 것은, 윈도우를 형성하는 과정에서 절단공구(T)와 연성판(10) 표면과의 사이에 여유공간을 확보하기 위한 것으로, 사용되는 절단공구(T)의 크기 및 절연판(21)의 두께 등의 여러요인에 따라 달라질 수 있다.

본 실시예에서 절연판(21)과 외층동박(22) 및 연성판(10)의 적층구조는 도 9에 나타난 것과 같이 절연판(21)의 가이드 라인 형성면이 연성판(10)과 접하도록 이루어지고, 이 같은 적층상태에서 각 구성요소를 압착하는 핫프레스 단계(a2)가 진행된다.

상기 핫프레스 단계(a2)에서는 절연판(21)에 형성된 가이드 라인(21a) 주변에 크랙이 발생하지 않도록 프레스 압력과 온도가 적절하게 유지되어야 하며, 구체적으로는 온도조건 150℃, 압력조건 35kg/cm², 시간조건 60 min 로 유지하는 것이 바람직하다.

후공정의 윈도우 형성단계(a14-1) 후에는 종래와 마찬가지로 B.B.T 단계(a15), 라우팅 단계(a16), 최종검사단계(a17)가 진행된다.

본 실시예에서 절연판(21)의 소재가 에폭시나 FR-4로서, 절연판(21)과 외층동박(22) 및 연성판(10)과의 접합을 위해 별도의 본딩시트(24)가 필요한 경우에는 주회로판 제조공정에 있어서, 내측 본딩시트(24)를 주회로기판(20)의 형태와 동일하게 가공하여 가이드 라인 형성단계(e5-1) 후에 절연판(21)에 부착하는 본딩시트 부착단계(e6)를 더욱 포함하게 된다.

그리고, 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 전체적으로 6층 내지는 8층의 다층으로 구성된 경-연성 회로판의 경우에는, 앞서 말한 제조방법과 달리, 주회로판 제조공정에 있어서, 가이드 라인을 형성하지 않고, 내층 주회로판을 window open size로 절단하는 내층 주회로판 절단단계(e1-2)와, 상기 절단된 내층 주회로판과, 외형만이 재단된 최외층 주회로판을 중첩하는 중첩단계(e3-2)를 포함하여 이루어지며(도 11 참조), 후공정은 2차 도금단계(a14) 후에, 내층 주회로판을 window open size에 맞추어 최외층 주회로판 및 PSR 잉크층을 절단함으로써 윈도우 부위를 형성하는 윈도우 형성단계(a14-2)를 포함하게 된다.(도 12 참조)

이는 다층 회로기판의 구조상, 최외층 주회로판과 연성판 사이에 내층 주회로판에 의해 공간이 확보됨으로써 별도의 가이드 라인을 형성할 필요가 없기 때문이다.

이와 같은 본 발명의 각 실시예에 의하면 윈도우 부위가 드러나지 않도록, 주회로판(20)을 연성판(10)에 접합한 다음, 도금 및 PSR 잉크 도포 작업 등을 마치고, 절연판(21)과 외층동박(22) 등을 절단하여 윈도우를 형성함으로써 초기에 윈도우 부위가 노출됨으로써 발생하는 여러 문제점들을 방지할 수 있게 된다.

즉, PSR 잉크 도포 시에 도포면이 평면을 유지하게 되므로 도포된 PSR 잉크층 역시 고르게 형성되며, 윈도우 부위가 차단된 상태에서 핫프레스 및 도금 작업이 행해지므로 윈도우와 주회로판의 경계부위가 분리되거나, 동들뜸으로 인한 덴트가 발생 내지는, 화학약품으로 인해 윈도우 부위가 변색되는 현상이 발생하지 않는다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 경-연성 회로기판의 제조방법에 의하면 주회로판과 연성판을 접합시키고, PSR 잉크가 도포된 상태에서 윈도우 부위를 형성하게 때문에, 핫프레스 및 도금 과정에서 발생할 수 있는 여러 문제점(dent, 단자 변색, 얼룩)을 방지할 수 있으며, 결과적으로 종래에 이같은 문제점 방지를 위해 거쳐야 했던 추가공정을 생략할 수 있는 등, 제품의 품질 및 생산성 향상에 도움이 된다는 이점이 있다.

도 1은 프리프래그 타입 주회로판이 적용된 경-연성 회로기판의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 2는 에폭시 타입 주회로판이 적용된 경-연성 회로기판의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 3은 종래기술에 따른 에폭시 타입 주회로판의 제조공정을 나타낸 플로우 챠트이다.

도 4는 일반적인 연성판 제조공정을 나타낸 플로우 챠트이다.

도 5는 종래기술에 따른 후공정을 나타낸 플로우 챠트이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 경-연성 회로기판 제조방법에 있어서, 주회로판 제조공정을 나타낸 플로우 챠트이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 경-연성 회로기판 제조방법에 있어서, 후공정을 나타낸 플로우챠트이다.

도 8은 본 발명의 실시예에서 가이드 라인 형성 과정을 나타낸 예시도이다.

도 9는 본 발명의 실시예에서 가이드 라인이 형성된 상태의 주회로판과 연성판의 적층구조를 나타낸 예시도이다.

도 10은 본 발명의 실시예에서 윈도우 형성과정을 나타낸 예시도이다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 경-연성 회로기판 제조방법에 있어서, 주회로판 제조공정을 나타낸 플로우 챠트이다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 경-연성 회로기판 제조방법에 있어서, 후공정을 나타낸 플로우 챠트이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 연성판 11: 베이스 필름

12: 내층동박 13: 커버레이 필름

20: 주회로판 21: 절연판

21a: 가이드 라인 22: 외층동박

23: PSR 잉크층

Claims

주회로판 제조공정과, 연성판 제조공정 및, 상기 각 공정을 통해 만들어진 주회로판과 연성판 및 외층동박을 적층하여 진행되는 후공정으로 구성된 경-연성 회로기판 제조방법에 있어서;

1) 상기 주회로판 제조공정은

드릴링 단계에서 형성된 포인트 홀을 기준으로 절연판에 소정 깊이로 윈도우 형태와 동일한 가이드 라인을 형성하는 가이드 라인 형성단계를 더욱 포함하며,

2) 상기 후공정은

절연판의 가이드 라인 형성면과 연성판이 접하도록 절연판과 연성판이 적층된 상태에서 진행되며, 2차 도금 단계 후에, 절연판에 형성된 가이드 라인을 따라 외층동박과 절연판 및 PSR 잉크층 등을 절단하여 윈도우 부위를 형성하는 윈도우 형성단계를 더욱 포함하는 것

을 특징으로 하는 경-연성 회로기판의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 후공정 중, 주회로판과 연성판 및 외층동박을 적층하여 압착하는 핫프레스 단계에서는 절연판에 형성된 가이드 라인 주변에 크랙이 발생하지 않도록 프레스의 압력조건을 35kg/cm² , 온도조건을 150℃, 시간조건을 60 min 로 유지하는 것을 특징으로 하는 경-연성 회로기판의 제조방법.
제1항에 있어서,

1) 상기 주회로판 제조공정은

내층 주회로판을 window open size로 절단하는 내층 주회로판 절단단계 및,

절단된 내층 주회로판과 외형만이 재단된 최외층 주회로판을 중첩하는 중첩단계를 더욱 포함하여 이루어지며,

2) 상기 후공정은

2차 도금단계 후에, 내층 주회로판의 window open size에 맞추어 최외층 주회로판 및 PSR 잉크층을 절단하여 윈도우 부위를 형성하는 윈도우 형성단계를 포함하는 것

을 특징으로 하는 경-연성 회로기판의 제조방법.