KR20090025546A - 연성인쇄회로기판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 폴리이미드 기판에 관통홀을 형성하는 관통홀형성단계와 관통홀이 형성된 폴리이미드 기판의 표면에 전기동이 도금될 수 있도록 증착공법을 사용하여 씨드(Seed)층 형성하는 증착단계와 폴리이미드 기판에 증착된 씨드층의 표면에 전기동을 도금하는 전기동도금단계와 이 전기동이 도금된 폴리이미드 기판을 식각하여 회로를 형성하는 회로형성단계 및 형성된 회로를 보호하기 위하여 회로의 표면에 커버레이 필름을 접합하는 후처리 단계를 포함하는 연성인쇄회로기판의 제조방법이 제공된다.

개시된 연성인쇄회로기판의 제조방법에 의하면, 미세회로의 형성이 용이하다는 장점이 있다. 또한, 연성인쇄회로기판의 제조비용을 감소시킬 수 있으며, RTR(Roll To Roll) 공법을 사용하여 생산량을 증대시키고, 불량률을 감소시킬 수 있다.

연성인쇄회로기판, 증착, 전기동, 식각. 니켈

Description

연성인쇄회로기판의 제조방법{Manufacturing method of a flexible printed circuit board}

본 발명은 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 굴곡성과 유연성을 가진 연성인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것이다.

최근 전자산업 기술분야에서 반도체 직접회로의 집적도 발전, 소형 칩 부품을 직접 탑재하는 표면실장기술의 발전 및 전자 장비들의 소형화 추세에 따라, 보다 복잡하고 협소한 공간에서도 내장이 용이한 인쇄회로기판의 필요성이 증대되었으며, 이러한 요구에 부응하여 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board)이 개발되었다.

이러한 연성인쇄회로기판은 휴대단말기, LCD, PDP, 카메라, 프린터 헤드 등 전자장비들의 발전으로 인하여 사용이 급격히 증가하면서 그 요구는 더욱 늘어가고 있는 추세이다.

이와 같은 연성인쇄회로기판의 종류로는 회로패턴이 형성된 위치와 그 수에 따라 단면, 양면 및 다층 연성인쇄회로기판이 있다. 이들 중 단면 연성인쇄호로기판은 회로패턴이 한쪽 면에만 형성된 것으로서, 부품의 실장밀도가 낮고 제조방법 이 간단하다. 그리고, 양면 연성인쇄회로기판은 회로패턴이 상하 양면에 형성된 것으로서, 상면에 형성된 회로와 하면에 형성된 회로는 관통홀을 통하여 연결된다. 또한, 다층 연성인쇄회로기판은 내층회로와 외층회로를 갖는 입체구조의 회로기판으로서, 입체배선에 의한 고밀도 부품실장과 배선거리의 단축이 가능하다는 장점을 갖는다.

상기와 같은 연성인쇄회로기판은 FCCL(Flexible Copper Clad Laminate)을 기판소재로 사용하여 제조한다. FCCL은 폴리이미드 필름의 표면에 동박층을 접착한 연성의 기판으로 예전에는 폴리이미드 필름과 동박을 접착제로 붙인 3층 구조(폴리이미드필름-접착제-동박)의 제품이 많이 사용되었는데, 최근에는 폴리이미드필름과 동박층을 직접 접착한 2층 구조의 FCCL이 많이 사용되고 있다.

도 1에는 상기 FCCL을 나타낸 단면도가 도시되어 있다. 상기 도 1을 참조하면, FCCL(10)은 폴리이미드 필름(11)의 상면 및 하면에 동박층(12)이 위치하며, 관통홀(13)이 형성되어 있다. 그리고, 도 2에는 상기 FCCL(10)의 표면에 동도금층(14)이 형성된 모습이 도시되어 있다.

그런데, 상기와 같은 FCCL(10)은 동박층(12)의 두께가 두꺼워 미세한 회로를 형성하는 것이 용이하지 않다는 문제점이 있다.

더욱이, 관통홀(13)을 형성한 후 상면과 하면의 전기적 도통을 위하여 동박층(12)의 표면에 동도금층(14)을 형성하게 되므로 동박층(12)이 더욱 두꺼워지게 된다는 단점이 있다.

또한, FCCL의 가격이 비싸므로 FCCL을 이용한 연성인쇄회로기판의 제조에는 비용이 많이 소모된다는 단점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 미세회로 형성이 용이하고, 제조 비용을 절감할 수 있는 연성인쇄회로기판의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연성인쇄회로기판의 제조방법은, 폴리이미드 기판에 관통홀을 형성하는 관통홀형성단계; 상기 관통홀이 형성된 폴리이미드 기판의 표면에 전기동이 도금될 수 있도록 증착공법을 사용하여 씨드(Seed)층 형성하는 증착단계; 상기 폴리이미드 기판에 증착된 씨드층의 표면에 전기동을 도금하는 전기동도금단계; 상기 전기동이 도금된 기판을 식각하여 회로를 형성하는 회로형성단계; 및 상기 폴리이미드 기판에 형성된 회로를 보호하기 위하여 상기 회로의 표면에 커버레이 필름을 접합하는 후가공단계를 포함한다.

또한, 상기 관통홀형성단계, 증착단계, 전기동도금단계, 회로형성단계 중 어느 하나 이상은 RTR(Roll To Roll) 가공으로 진행되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 씨드층은, 니켈 또는 니켈크롬 중 선택된 어느 하나의 재질로 형성될 수 있다.

본 발명의 연성인쇄회로기판의 제조방법에 따르면, 미세회로의 형성이 용이하다는 장점이 있다.

또한, 연성인쇄회로기판의 제조비용을 감소시킬 수 있다.

아울러, RTR 공법을 사용하여 생산량을 증대시키고, 불량률을 감소시킬 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연성인쇄회로기판의 제조방법을 나타낸 순서도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 연성인쇄회로기판의 제조방법은 관통홀형성단계(S100), 증착단계(S110), 전기동도금단계(S120), 회로형성단계(S130) 및 후처리단계(S140)를 포함한다.

상기 관통홀형성단계(S100)를 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면, 먼저 도 4에 나타난 바와 같이 폴리이미드 기판(110)을 준비하고, 도 5에 나타난 바와 같이 준비된 폴리이미드 기판(110)에 상면과 하면을 관통하는 관통홀(120)을 형성한다.

CNC(computer numerical control) 드릴을 이용하여 관통홀을 형성하는 경우 상기 폴리이미드 기판(110)은 두께가 매우 얇으므로 여러 장을 겹쳐놓고 CNC 드릴로 한 번에 가공하게 된다. 아울러, CNC 드릴로 가공되는 폴리이미드 기판(110)의 상면에는 엔트리보드(Entry Board)를 위치시키고, 하면에는 백업보드(Backup Board)를 위치시켜, 관통홀(120) 주변에 버(Burr)가 발생하거나 관통홀(120)의 내벽에 스미어가 발생하는 것을 방지하고, CNC 드릴 비트의 수명을 연장시킨다.

또한, 상기 관통홀(120)은 UV(Ultraviolet) 레이저 드릴을 이용하여 형성할 수 있다. UV 레이저 드릴은 레이저 발생원으로 바나듐(vanadium) 등을 사용하여 355㎚의 자외선 파장대를 발생함으로써 75㎛이하의 가공이 가능하다.

이와 같이 UV 레이저 드릴은 CNC드릴과 비교하여 미세하고 정교한 관통홀(120)을 형성시킬 수 있다는 장점이 있다. 아울러, UV 레이저 드릴을 이용하면 관통홀(120)을 형성하는 시간을 단축할 수 있으므로 비용면에서도 매우 효율적이다.

다음으로, 증착단계(S110)는 상기 관통홀(120)이 형성된 폴리이미드 기판(110)의 표면에 증착공법을 이용하여 전기동이 도금될 수 있는 씨드(Seed)층(130)을 형성하는 단계이다. 도 6을 참조하면 상기 폴리이미드 기판(110)의 표면에 씨드층(130)이 형성된 모습을 볼 수 있다. 즉, 상기 씨드층(130)이 FCCL 기판의 동박층을 대신하는 것이다.

증착공법은 진공챔버 내에서 불활성 기체의 글로 방전(Glow discharge)을 형 성하여 양이온들이 타겟(Target)에 충돌하도록 함으로써 운동량 전달에 의해 타겟의 원자가 방출되도록 하는 방법이다. 방출된 원자들은 진공챔버 안에서 자유롭게 운동하게 되며 증착하고자 하는 대상의 표면에 증착층을 형성한다. 상기 방출된 원자들은 운동량 전달에 의해 비교적 높은 운동에너지를 가지므로 대상의 표면에서 증착층을 형성할 때 열역학적으로 안정된 위치로 표면확산이 일어나게 되며, 치밀한 조직의 매우 얇은 피막을 형성한다. 이와 같은 증착공법에 의하여 형성된 씨드층(130)은 1000Å 이하의 매우 얇은 두께로 형성된다.

다음으로, 도 7을 참조하면, 전기동도금단계(S120)는 상기 폴리이미드 기판(110)에 증착된 씨드층(130)의 표면에 전기동(140)을 도금하는 단계이다. 이 전기동도금단계(S120)에 의하여 관통홀(120)로 연결된 상층과 하층이 전기적으로 도통되게 된다.

그리고, 상기 회로형성단계(S130)는 상기 전기동(140)이 도금된 폴리이미드 기판(110)을 식각하여 회로를 형성하는 단계이다. 상기 회로형성단계(S130)는 자외선을 이용하여 전기동(140)의 표면에 회로패턴을 노광하고 약품처리하여 부식시킴으로써 회로를 형성하게 된다.

다음으로, 후가공단계(S140)는 형성된 회로를 보호하기 위하여 상기 회로의 표면에 커버레이 필름을 접합하는 단계이다. 상기 커버레이 필름은 회로 패턴에 맞게 가공되며 열이 가해질때 접착성을 띄므로 열 압착 방식으로 회로의 표면에 접착하게 된다.

상기 커버레이 필름이 접합된 연성인쇄회로기판(100)에 마킹, 외형 가공 등 의 작업시에 위치 정렬을 위한 기준점인 가이드홀 가공을 하고, 커버레이 필름 사이로 노출된 부분을 보호하고 솔더링 작업시에 납의 퍼짐성을 높이기 위하여 Ni/Au 도금을 수행한다. 그리고, 제조주기, 업체, 심벌 등을 표면에 인쇄하고, 전기적인 연결불량 등을 검사한 후 외형가공을 하여 최종적으로 본 발명의 연성인쇄회로기판(100)을 완성하게 된다.

이와 같이, 본 발명에 의한 연성인쇄회로기판의 제조방법은 폴리이미드 기판의 표면에 증착공법을 사용하여 1000Å이하의 동박층을 형성하므로, 종래의 FCCL 기판보다 동박층이 얇아서 미세한 회로를 용이하게 형성할 수 있다는 장점이 있다. 아울러, 종래의 FCCL 기판을 대체할 수 있어 연성인쇄회로기판의 제조 비용을 절감할 수 있게 된다.

한편, 상기 관통홀형성단계(S100), 증착단계(S110), 전기동도금단계(S120), 회로형성단계(S130), 후가공단계(S140) 중 어느 하나 이상은 RTR(Roll To Roll) 가공으로 진행되는 것이 바람직하다. RTR 공법은 원자재를 재단하지 않고 그대로 가공하는 공법으로 생산성이 높고 자동화가 용이하다는 장점이 있다.

그리고, 상기 씨드층(130)은, 니켈 또는 니켈크롬 중 선택된 어느 하나의 재질로 형성될 수 있다. 니켈 또는 니켈크롬은 균일성이 매우 우수하여 정밀한 표면을 형성할 수 있으며, 전기동의 도금성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1 및 도 2는 종래의 연성인쇄회로기판의 제조단계에 따른 연성인쇄회로기판을 나타낸 단면도,

도 3은 본 발명의 연성인쇄회로기판의 제조방법을 나타낸 순서도,

도 4 내지 도 7은 도 3에 도시된 연성인쇄회로기판의 각 제조단계에 따른 연성인쇄회로기판을 나타낸 단면도이다.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100...연성인쇄회로기판 110...폴리이미드 기판

120...관통홀 130...씨드층

140...전기동

Claims (3)

1. 폴리이미드 기판에 관통홀을 형성하는 관통홀형성단계;

   상기 관통홀이 형성된 폴리이미드 기판의 표면에 전기동이 도금될 수 있도록 증착공법을 사용하여 씨드(Seed)층 형성하는 증착단계;

   상기 폴리이미드 기판에 증착된 씨드층의 표면에 전기동을 도금하는 전기동도금단계;

   상기 전기동이 도금된 폴리이미드 기판을 식각하여 회로를 형성하는 회로형성단계; 및

   상기 폴리이미드 기판에 형성된 회로를 보호하기 위하여 상기 회로의 표면에 커버레이 필름을 접합하는 후가공단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 관통홀형성단계, 증착단계, 전기동도금단계, 회로형성단계 중 어느 하나 이상은 RTR(Roll To Roll) 가공으로 진행되는 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판의 제조방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 씨드층은,

   니켈 또는 니켈크롬 중 선택된 어느 하나의 재질로 형성된 것을 특징으로 하 는 연성인쇄회로기판의 제조방법.

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