KR20070076590A - 리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리지드부와 플렉시블부가 구조적으로 결합되는 리지드 플렉시블 인쇄회로기판(rigid-flexible printed circuit board)의 제조방법에 관한 것으로서, 플렉시블기판을 구성하기 위한 내층기판에 통상의 방식에 의해 패턴화된 내층회로를 형성하는 공정과; 상기 내층회로를 포함하는 내층기판 상의 전체면으로 폴리이미드필름 또는 액상폴리머필름에 구리를 입힌 동박적층판을 적층하는 공정과; 상기 내층기판 상으로 적층된 동박적층판을 에칭 처리하여 외부로 노출되는 부분인 윈도우부를 제외한 비(非)윈도우부를 제거토록 하는 공정과; 상기 비윈도우부가 제거된 동박적층판을 포함하는 내층기판 상으로 플렉시블기판의 윈도우부가 노출되도록 윈도우부분을 타발한 리지드기판 구성의 외층기판을 적층하여 멀티기판을 형성하는 통상의 공정과; 상기 윈도우부분을 타발하여 적층시킨 외층기판에 통상의 방식에 의해 비어홀을 가공하고, 상기 외층기판이 적층된 멀티기판의 전체면에 통상의 방식에 의한 동도금을 행하여 동도금층을 형성하는 공정과; 상기 동도금층을 형성한 후 외층기판의 전체면에 노광 및 에칭 처리를 하여 패턴화된 외층회로를 형성하고 이와 동시에 상기 윈도우부측 동박적층판의 구리부분을 제거하여 절연체인 폴리이미드필름 또는 액상폴리머필름만을 남게 하는 공정을 포함하는 구성에 의해 제조되는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 표면 절연체 역할을 하는 기존의 커버레이(C/L)를 대체하여 폴리이미드 또는 액상폴리머에 구리를 입힌 동박적층판(CCL)을 이용함으로써 내 층을 형성하는 플렉시블기판측 외부 노출되는 윈도우부 표면으로 동도금 밀착력을 높일 수 있을 뿐만 아니라 윈도우부 구김이나 찢김/터짐 등의 불량 또는 전기적인 개방(open)이나 단락(short) 등의 불량 발생을 최소화할 수 있게 한다.

Description

리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 제조방법{RIGID FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

도 1은 종래기술에 따른 리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 제조공정을 나타낸 개략적인 블록도.

도 2는 종래기술에 따른 전체 제조공정 중 요부의 제조공정순서를 보인 단면도.

도 3은 종래기술에 따른 리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 요부 제조공정별 실제품 도면.

도 4는 리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 윈도우부를 설명하기 위해 나타낸 도면.

도 5는 본 발명에 따른 리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 제조공정을 나타낸 블록 흐름도.

도 6은 본 발명에 따른 전체 제조공정 중 요부의 제조공정순서를 보인 단면도.

도 7은 본 발명에 적용되는 동박적층판(CCL)을 설명하기 위해 나타낸 도면.

도 8a 내지 도 8e는 본 발명에 따른 리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 이해를 돕기 위하여 나타낸 요부 제조공정별 실제품의 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명 *

11: 내층기판 12: 내층회로

13: 동박적층판 13a: 폴리이미드필름 또는 액상폴리머필름

13b: 구리(Cu) 14: 외층기판

15: 동도금층 16: 외층회로

본 발명은 경성인 리지드(rigid)부와 연성인 플렉시블(flexible)부가 구조적으로 결합된 리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 외부로 플렉시블부가 노출되는 부분인 윈도우(Window)부측 동도금 진행시 동도금 밀착력이 떨어짐에 의해 이후 공정에서 발생되는 각종 불량을 최소화시킬 수 있도록 하며 품질개선과 더불어 후속공정의 안정된 수행을 가능하도록 한 리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 리지드 플렉시블 인쇄회로기판(rigid-flexible printed circuit board; RF-PCB)은 재질이 딱딱한 경성의 리지드기판과 쉽게 휨이 가능한 필름형태인 연성의 플렉시블기판을 구조적으로 결합시킨 기판으로, 별도의 커넥터 없이 외층을 형성하는 부분인 리지드부와 내층을 형성하는 부분인 플렉시블부가 연결되어있는 기판이다.

리지드 플렉시블 인쇄회로기판은 3차원 입체 배선이 가능한 차세대 PCB기판으로 작동부위가 접히는 부분이 있어도 전자적 기능을 할 수 있도록 회로기판이 휘어지는 것으로 작고 가벼운 특성을 지니고 있으며 소형 경량화가 필수인 휴대폰과 디지털카메라, PDA 및 노트북 등에 널리 적용되고 있다.

이러한 리지드 플렉시블 인쇄회로기판은 통상 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 플렉시블기판(FPCB)을 구성하기 위한 내층기판(1)을 재단하고 이에 CNC 드릴로 비어홀을 가공한 후 내층기판(1)의 전체면에 동도금을 행하는 전(前)공정(S1)과, 상기 동도금을 행한 내층기판(1)의 전체면에 노광(exposure) 및 에칭(etching) 처리를 하여 패턴화된 내층회로(2)를 형성하는 공정(S2)과, 상기 내층회로(2)를 포함하는 내층기판(1) 상의 전체면으로 절연성의 커버레이(Cover Lay; C/L)(3)를 라미네이팅 적층하여 내층을 형성하는 플렉시블기판(FPCB)을 완성하는 공정(S3)과, 상기 커버레이(C/L)(3)가 적층된 내층기판(1) 위로 플렉시블기판의 윈도우부(W1)가 노출되도록 윈도우부분을 타발한 리지드기판(LPCB) 구성의 외층기판(4)을 적층하여 멀티기판을 형성하는 공정(S4)과, 상기 외층기판(4)에 CNC 드릴로 비어홀을 가공하는 공정(S5)과, 상기 외층기판(4)이 적층된 멀티기판의 전체면에 동도금을 행하여 동도금층(5)을 형성하는 공정(S6)과, 상기 동도금층(5)을 형성한 후 외층기판(4)의 전체면에 노광 및 에칭 처리를 하여 패턴화된 외층회로(6)를 형성함으로써 외층을 형성하는 리지드기판(LPCB)을 완성하는 공정(S7)과, 상기 공정들에 의해 내층 및 외층을 형성한 멀티기판에 표면처리나 SMD 및 외형가공 등을 행하는 후(後)공정(S8)으로 이루어지는 제조방법에 의해 제조되어진다.

이때, 상기 내층기판(1)은 통상 폴리이미드층 양면에 동박층을 갖는 구성으로 가공된 것이 사용된다.

상기 커버레이(C/L)(3)는 연성의 플렉시블부를 형성하는 내층형성부분의 표면 절연체 역할을 하도록 적층되는 것으로서, 통상 폴리이미드(poly imide; PI)필름이 사용된다.

그런데, 상술한 바와 같은 종래기술에 따른 리지드 플렉시블 인쇄회로기판을 제조함에 있어서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 제품 중 외부로 연성의 플렉시블부가 노출되는 부분인 윈도우(Window)부[빨간색 점으로 표시한 원 부분]에 있어 폴리이미드(PI)필름의 구성인 커버레이(C/L)가 플렉시블기판(FPCB)의 표면으로 노출되는 구조로 인하여 후속공정인 동도금을 진행시 커버레이(C/L) 면에 동도금의 밀착력이 떨어지는 문제점이 있었다. 즉, 매끈한 필름의 표면 및 그 표면장력으로 인하여 또는 커버레이의 적층시 라미네이팅 로울러의 가압에 의한 표면손상으로 인하여 동도금의 안착 및 밀착 형성이 어려운 문제점이 있었다.

더불어, 동도금 이후 공정에서 동도금의 불량으로 인하여 제품상에 전기적인 개방(open)이나 단락(short) 등이 형성되는 문제점이 있었고, 특히 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 내층을 형성하게 되는 플렉시블기판(FPCB)의 윈도우부(W1)측에 구김이나 찢김 또는 터짐 등의 불량이 발생되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점은 곧바로 이어지는 후속공정의 안정성까지 저해하므로 전체적인 품질저하와 더불어 제품의 신뢰성마저 저하시키는 요인으로 작용되고 있어 개선이 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적으로 하는 바는 표면 절연체 역할을 하는 기존의 커버레이(C/L)를 대체하여 동박적층판(CCL; Cooper Clad Laminated)을 이용함으로써 윈도우부에 동도금 밀착력을 높일 수 있도록 할 뿐만 아니라 윈도우부 구김이나 찢김/터짐 등의 불량 또는 전기적인 개방(open)이나 단락(short) 등의 불량 발생을 최소화할 수 있도록 하며, 이를 통해 후속공정을 안정되게 수행할 수 있도록 하고 제품의 품질 향상 및 신뢰성 제고를 구현할 수 있도록 한 리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 제조방법을 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 플렉시블기판을 구성하기 위한 내층기판에 통상의 방식에 의해 패턴화된 내층회로를 형성하는 공정과; 상기 내층회로를 포함하는 내층기판 상의 전체면으로 폴리이미드필름 또는 액상폴리머필름에 구리를 입힌 동박적층판을 적층하는 공정과; 상기 내층기판 상으로 적층된 동박적층판을 에칭 처리하여 외부로 노출되는 부분인 윈도우부를 제외한 비(非)윈도우부를 제거토록 하는 공정과; 상기 비윈도우부가 제거된 동박적층판을 포함하는 내층기판 상으로 플렉시블기판의 윈도우부가 노출되도록 윈도우부분을 타발한 리지드기판 구성의 외층기판을 적층하여 멀티기판을 형성하는 통상의 공정과; 상기 윈도우부분을 타발하여 적층시킨 외층기판에 통상의 방식에 의해 비어홀을 가공하고, 상기 외층기판이 적층된 멀티기판의 전체면에 통상의 방식에 의한 동도금을 행하여 동도금층을 형성하는 공정과; 상기 동도금층을 형성한 후 외층기판의 전체면에 노광 및 에칭 처리를 하여 패턴화된 외층회로를 형성하고 이와 동시에 상기 윈도우부측 동박적층판의 구리부분을 제거하여 절연체인 폴리이미드필름 또는 액상폴리머필름만을 남게 하는 공정을 포함하는 구성에 의해 제조되는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 제조공정을 나타낸 블록 흐름도이고, 도 6은 본 발명에 따른 전체 제조공정 중 요부의 제조공정순서를 보인 단면도이고, 도 7은 본 발명에 적용되는 동박적층판(CCL)을 설명하기 위해 나타낸 도면이고, 도 8a 내지 도 8e는 본 발명에 따른 리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 이해를 돕기 위하여 나타낸 요부 제조공정별 실제품의 도면이다.

도 5 내지 도 8e에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 리지드 플렉시블 인쇄회로기판은 플렉시블기판(FPCB)을 구성하기 위한 내층기판(11)을 재단하고 이에 CNC 드릴로 비어홀을 가공한 후 내층기판(11)의 전체면에 동도금을 행하는 전(前)공정(S11)과, 상기 동도금을 행한 내층기판(11)에 노광(exposure) 및 에칭(etching) 처리를 하여 패턴화된 내층회로(12)를 형성하는 공정(S12)과, 상기 내층회로(12)를 포함하는 내층기판(11) 상의 전체면으로 재단된 동박적층판(CCL; Cooper Clad Laminated)(13)을 적층하는 공정(S13)과, 상기 내층기판(11) 상으로 적층된 동박적층판(CCL)(13)을 에칭 처리하여 외부로 노출되는 부분인 윈도우부(W2)를 제외한 비(非)윈도우부를 제거토록 하는 공정(S14)과, 상기 비윈도우부가 제거된 동박적층판(13)을 포함하는 내층기판(11) 상으로 플렉시블기판(FPCB)의 윈도우부(W2)가 노출되도록 윈도우부분을 타발한 리지드기판(LPCB) 구성의 외층기판(14)을 적층하여 멀티기판을 형성하는 공정(S15)과, 상기 윈도우부분을 타발하여 적층시킨 외층기판(14)에 CNC 드릴로 비어홀을 가공하는 공정(S16)과, 상기 외층기판이 적층된 멀티기판의 전체면에 동도금을 행하여 동도금층(15)을 형성하는 공정(S17)과, 상기 동도금층(15)을 형성한 후 외층기판(14)의 전체면에 노광 및 에칭 처리를 하여 패턴화된 외층회로(16)를 형성하는 공정(S18)과, 상기 공정(S11~S18)들에 의해 내층과 외층이 형성된 멀티기판에 표면처리나 SMD 및 외형가공 등을 행하는 후(後)공정(S19)으로 이루어지는 제조방법에 의해 제조되어진다.

상기 내층기판(11)은 폴리이미드층의 일면 또는 양면에 동박층을 갖는 구성으로 가공된 통상의 것이 사용된다.

상기 동박적층판(CCL; Cooper Clad Laminated)(13)은 도 7에 나타낸 바와 같이, 폴리이미드(PI)필름(13a)에 구리(Cu)(13b)를 입힌 구성으로 이루어지며, 외층기판을 포함하는 멀티기판의 전체면에 동도금을 수행하는 S17단계의 공정 작업시 플렉시블기판(FPCB)측 윈도우부(W2)를 형성하게 되는 표면층이 동질성의 구리(Cu)로 형성되기 때문에 윈도우부(W2)측에 동도금을 쉽게 안착/형성되게 함은 물론 동도금의 밀착력을 크게 향상시킬 수 있는 유용함을 제공하게 되는 것이다.

여기서, 상기 동박적층판(13)은 폴리이미드필름을 대체하여 액상폴리머(LCP; Liquid Crystal Polymer)필름에 구리(Cu)를 입힌 구성으로 이루어지게 한 것을 적용시킬 수도 있는데, 이러한 액상폴리머의 적용은 폴리이미드(PI)보다 가공이 쉽고 물성이 뛰어나며 전기절연성이 우수하고 흡습성과 치수변화율이 낮을 뿐만 아니라 높은 기계적 강도를 보이면서도 선팽창률이 낮으며 아주 낮은 성형수축률과 더불어 저온에서 고온에까지 높은 충격강도를 보이는 특성을 지니고 있어 플렉시블기판(FPCB)의 전반적인 품질향상을 도모할 수 있게 한다. 특히 액상폴리머(LCP)는 얇은 두께의 성형이 가능하므로 제품의 슬림화 및 소형화를 구현 가능하게 유용함을 제공하게 되는 것이다.

상기 내층회로(12)를 포함하는 내층기판(11) 상의 전체면으로 동박적층판(CCL)(13)을 적층하는 공정(S13)시에는 도시하지는 않았으나, 동박적층판(13)의 결합성을 위해 열경화성접착제가 함께 적층되며 통상의 핫프레싱(hot pressing) 작업에 의해 적층이 이루어진다.

상기 폴리이미드필름 또는 액상폴리머필름(13a)에 구리(13b)를 입힌 동박적층판(13)은 상기 S17공정에 따른 멀티기판에 동도금층(15)을 형성되게 하는 공정단계시까지 플렉시블기판(FPCB)측 윈도우부(W2)에 대한 동도금의 밀착성을 부여하기 위해 상기 구리(13b)의 적층구조를 유지하게 되며, 상기 외층기판(14) 상에 외층회로(16)를 형성시키는 공정(S18)단계시 노광 및 에칭 처리에 의해 동박적층판(13)의 외측표면을 이루는 구리(13b)가 제거되고 절연체인 폴리이미드필름 또는 액상폴리머필름(13a)만이 남겨지게 되어 내층을 형성하는 플렉시블기판(FPCB)의 외부 노출 되는 부분인 윈도우부(W2)측 절연기능을 담당할 수 있도록 구성되게 한 것이다.

따라서, 이러한 제조공정으로 이루어지는 본 발명에 의한 리지드 플렉시블 인쇄회로기판은 기존의 표면 절연체로 사용하던 통상의 폴리이미드필름인 커버레이(C/L)를 대체하여 표면에 구리가 입혀진 동박적층판(CCL)을 사용하고 그에 따른 제조방식을 개선함에 의해 제조되도록 한 것으로서, 기존과는 달리 동질인 구리(Cu) 위에 동도금(S17공정)을 수행하게 하므로 플렉시블기판(FPCB)이 외부로 노출되는 윈도우부(W2)에 동도금의 밀착력을 크게 높일 수 있게 할 뿐만 아니라 제조기판의 전기적인 개방이나 단락 등의 불량을 없애거나 최소화시킬 수 있고 동도금 공정 후부터 표면상에 노출되던 윈도우부 구김이나 찢김/터짐 등의 불량을 효과적으로 제거할 수 있게 하며 동도금 이후의 후속공정에 대한 안정된 수행과 더불어 제품의 전반적인 품질 향상 및 신뢰성을 제고할 수 있게 한다.

상술한 바와 같은 이러한 본 발명에 의하면, 도 3에서 나타낸 종래기술에 따른 제조공정에 의한 동도금(S6 공정) 후의 실제품과 도 8c에서 나타낸 본 발명에 따른 제조공정에 의한 동도금(S17 공정) 후의 실제품과의 비교에서 보듯이, 종래의 플렉시블기판(FPCB) 윈도우부(W1)측과 본 발명의 플렉시블기판(FPCB) 윈도우부(W2)측 동도금에 대한 밀착성 및 그에 따른 불량의 유무 차이가 극명하게 나타남을 보여주고 있다.

즉, 본 발명의 개선된 제조공정에 의해 형성되는 플렉시블기판측 윈도우부(W2)는 도 3에 나타낸 종래의 윈도우부(W1)에서 보여주는 동도금 불량에 의한 윈도우부 구김이나 찢김 및 터짐 등의 현상이 동도금의 밀착 형성에 의해 전혀 발생되 지 않고 있으며 이는 표면에 구리(Cu)를 입힌 동박적층판(CCL)의 적층에 기인하게 되는 것이고, 후속공정인 외층 노광후에도 기존과는 달리 깨끗한 면이 연속적으로 형성됨을 보여주고 있어 본 발명이 아주 우수한 품질개선효과를 나타내고 있음은 물론 동도금 이후의 후속공정에도 안정감을 주고 있음을 알 수 있다.

나아가, 본 발명은 폴리이미드(PI)계보다 아주 뛰어난 특성을 지닌 액상폴리머(LCP)계를 적용한 동박적층판(CCL)(13)을 사용토록 함으로써 기판의 전반적인 품질 향상을 구현할 수 있게 할 뿐만 아니라 제품 신뢰성을 제고할 수 있게 하며, 기판의 슬림화 및 소형화를 도모할 수 있게 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 제조방법에 의하면, 표면 절연체 역할을 하는 기존의 커버레이(C/L)를 대체하여 폴리이미드 또는 액상폴리머에 구리를 입힌 동박적층판(CCL)을 이용함으로써 연성의 플렉시블기판측 윈도우부에 동도금 밀착력을 높일 수 있을 뿐만 아니라 기존에 발생하던 윈도우부 구김이나 찢김/터짐 등의 불량 또는 전기적인 개방(open)이나 단락(short) 등의 불량 발생을 완전 제거 또는 최소화시킬 수 있으며, 동도금 이후의 후속공정에 대한 안정된 수행과 더불어 제품의 전반적인 품질 향상 및 신뢰성 제고를 가능하게 하는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 플렉시블기판을 구성하기 위한 내층기판에 통상의 방식에 의해 패턴화된 내층회로를 형성하는 공정과;

   상기 내층회로를 포함하는 내층기판 상의 전체면으로 폴리이미드필름 또는 액상폴리머필름에 구리를 입힌 동박적층판을 적층하는 공정과;

   상기 내층기판 상으로 적층된 동박적층판을 에칭 처리하여 외부로 노출되는 부분인 윈도우부를 제외한 비(非)윈도우부를 제거토록 하는 공정과;

   상기 비윈도우부가 제거된 동박적층판을 포함하는 내층기판 상으로 플렉시블기판의 윈도우부가 노출되도록 윈도우부분을 타발한 리지드기판 구성의 외층기판을 적층하여 멀티기판을 형성하는 통상의 공정과;

   상기 윈도우부분을 타발하여 적층시킨 외층기판에 통상의 방식에 의해 비어홀을 가공하고, 상기 외층기판이 적층된 멀티기판의 전체면에 통상의 방식에 의한 동도금을 행하여 동도금층을 형성하는 공정과;

   상기 동도금층을 형성한 후 외층기판의 전체면에 노광 및 에칭 처리를 하여 패턴화된 외층회로를 형성하고 이와 동시에 상기 윈도우부측 동박적층판의 구리부분을 제거하여 절연체인 폴리이미드필름 또는 액상폴리머필름만을 남게 하는 공정을 포함하는 구성에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 제조방법.

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