KR20090056173A - 양면 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양면 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 제 1 회로 패턴이 형성된 베이스 자재인 절연 필름의 배면에 도전성 페이스트를 인쇄하거나 또는 도전성 필름을 열압착하여 제 2 회로 패턴을 형성함과 동시에, 제 1과 2 회로 패턴을 통전시켜 양면 인쇄회로기판을 제작함에 있어서, 단면 동적층판을 원재료로 이용하기 때문에 재료비가 절감되고, 원재료 이용율이 크게 높아지는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 종래 기술과 같이, 제 1 회로 패턴과 제 2 회로 패턴을 통전시키기 위한 동도금이 본 발명에서는 필요가 없으므로, 제조 비용을 더욱 절감할 수 있게 된다.

인쇄회로기판, 양면, 회로패턴, 도전성, 페이스트, 필름

Description

양면 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법 { Double-sided Printed circuit board and method for manufacturing the same }

본 발명은 원재료 이용율을 크게 높일 수 있는 양면 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)이란 전자부품 상호 간의 전기배선을 회로 설계에 기초하여, 절연기재 상부에 도체를 형성하는 프린트 배선판으로 PCB 기판이라 지칭한다.

그리고, 인쇄회로기판은 반도체, 디스플레이 및 2차 전지와 함께 4대 전자부품 가운데 하나로 알려진 핵심 부품이며, TV는 물론 컴퓨터, 휴대폰, 디스플레이, 통신네트워크, 반도체 모듈 등 다양한 전자 제품에 널리 사용되고 있다.

한편, 인쇄회로기판의 일종으로서, 특히 연성 인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)이 최근 광범위하게 사용되고 있다.

연성 인쇄회로기판의 외측면에는 일반적으로 내부 회로를 보호하고 회로간 절연저항을 유지하기 위하여, 폴리이미드계 소재의 필름이 보호막인 커버레이어(Cover Layer)가 보호막으로 적층된다.

상기 커버레이어를 연성 인쇄회로기판 위에 형성시키는 라미네이션 공정은 연성 동박 회로 상부에 커버레이어를 올려놓고, 이를 핫프레스(Hot Press)로 열과 압력을 가하여 압착시킴으로써, 상기 커버레이어 하부에 부착된 접착제 레진이 녹으면서 패터닝된 스페이스 사이로 스며들어 절연저항이 형성되어지게 되는 것이다.

이러한, 연성 인쇄회로기판은 얇고 가볍고 굴곡성이 우수하기 때문에, 전자제품의 경박단소를 위해 필수적으로 사용되고 있다.

특히, 굴곡부나 힌지(Hinge)부가 있으며, 두께가 얇은 전자제품인 휴대전화, 노트북 컴퓨터, 디지털 카메라, 엘시디 디스플레이, 피디피(PDP) 디스플레이 등에 많은 연성 회로기판이 사용되고 있다.

도 1a 내지 1c는 종래 기술에 따른 양면 연성 인쇄회로기판의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 절연 필름(10) 상부 및 하부에 동박(11,12)을 형성한 양면 동적층판(Copper Clad Laminate, CCL)을 원재료로 사용한다.

이 양면 연성 인쇄회로기판을 구성하는 각층은 대략 10~35 마이크론(Micron) 정도의 두께를 갖으며, 전체 두께 또한 매우 얇으면서 연성이 좋은 특성을 갖고 있다.

이러한 양면 동적층판을 도 1a와 같이, 관통하는 관통홀들(15,16)을 형성한다.

여기서, 상기 관통홀들(15,16)은 상부 동박(11)과 하부 동박(12)을 전기적으로 통전시키기 위해 형성한다.

그 후, 상기 양면 동적층판의 관통홀들(15,16)의 내측벽에 동도금하여 동 도금층(20)을 형성한다.(도 1b)

이렇게, 상기 관통홀들(15,16)의 내측벽에 동도금하면, 상부 동박(11)과 하부 동박(12)은 전기적으로 통전된다.

그 다음, 상기 상부 동박(11)과 하부 동박(12) 각각을, 선택적으로 식각(Etching)하여 상기 절연필름(10)이 노출되어 보이도록, 복수개의 스페이스들(21a,21b,21c,21d,22a,22b,22c,22d)을 형성하는 방법으로 상하부 동박에 회로 패턴을 한다.(도 1c)

여기서, 상기 절연 필름(10) 상부 및 하부에는 복수개의 스페이스들(21a,21b,21c,21d,22a,22b,22c,22d)에 의해 상부 동박(11) 및 하부 동박(12)이 패터닝되어 회로 패턴이 형성되는 것이다.

마지막으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 회로 패턴에 커버레이어(30,31)를 형성한다.

이러한, 종래 기술에 따른 양면 연성 인쇄회로기판의 제조 방법에서는 절연 필름의 상부 및 하부에 있는 상부 동박 및 하부 동박을 식각하여 회로 패턴을 형성하기 때문에, 소모되는 동박이 많은 것이 현실이다.

즉, 종래 기술은 회로 패턴 형성을 위하여 필요없는 동박을 제거시킴으로써, 원재료의 이용률이 낮고 제조 비용이 높아지는 문제점이 있는 것이다.

특히, 발광 다이오드 백라이트(Back light)용으로 이용되는 양면 연성 인쇄회로기판, 13,56 MHz 무선주파수 인식(RFID) 테그의 안테나용으로 이용되는 양면 연성 인쇄회로기판과 휴대폰의 표시창으로 이용되는 소형 엘시디 모듈용 양면 연성 인쇄회로기판의 경우 동박의 한쪽면은 메인 회로의 역할을 하기 때문에 동박 이용율이 최대 50%정도 되지만, 나머지 반대면 동박은 3차원 배선에 필요한 접속 단자용으로 주로 이용되기 때문에 대부분의 동박은 식각에 의해 제거되어 없어지고, 오직 단자 부근의 동박만 회로의 일부로 이용되도록 남기 때문에 동박의 이용률이 불과 수% 정도로 낮아지는 문제점이 있다.

본 발명은 종래 기술과 같이 관통홀을 형성하고, 그 관통홀의 내측벽에 동도금하여 전면 제 1 회로와 배면 제 2 회로를 전기적으로 통전시키지 않고, 도전성 페이스트를 인쇄하거나 또는 도전성 필름을 열압착하여 제 2 회로 패턴을 형성함과 동시에 제 1과 2 회로 패턴을 전기적으로 통전시킬 수 있는 것이다.

본 발명의 바람직한 제 1 양태(樣態)는,

절연 필름과;

상기 절연 필름 하부에 형성된 제 1 회로 패턴과;

상기 절연 필름 상부에 인쇄된 도전성 페이스트에 의해 형성된 제 2 회로 패턴으로 구성되며,

상기 절연 필름에는 블라인드 홀(Blind hole)이 형성되어 있고, 상기 도전성 페이스트가 상기 블라인드 홀에 충진되어 상기 제 1과 2 회로 패턴이 전기적으로 통전되는 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판이 제공된다.

본 발명의 바람직한 제 2 양태(樣態)는,

절연 필름과;

상기 절연 필름 하부에 형성된 제 1 회로 패턴과;

상기 절연 필름 상부에 접착된 도전성 필름에 의해 형성된 제 2 회로 패턴으로 구성되며,

상기 절연 필름에는 상기 제 1 회로 패턴을 노출시키는 블라인드 홀이 형성되어 있고, 상기 도전성 필름이 상기 블라인드 홀에 노출된 제 1 회로 패턴과 전기적으로 통전되어 있는 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판이 제공된다.

본 발명의 바람직한 제 3 양태(樣態)는,

절연 필름 하부에 동박을 형성하는 단계와;

상기 동박을 패터닝하여, 제 1 회로 패턴을 형성하는 단계와;

상기 절연 필름을 선택적으로 제거하여, 상기 절연 필름이 관통되고, 상기 제 1 회로 패턴을 노출시키는 브라인드 홀을 형성하는 단계와;

상기 절연 필름 상부에 도전성 페이스트를 인쇄하여, 상기 블라인드 홀에 도전성 페이스트를 충진시키며 상기 인쇄된 도전성 페이스트로 상기 절연 필름 상부에 제 2 회로 패턴을 형성하는 단계로 구성된 양면 인쇄회로기판의 제조 방법이 제공된다.

본 발명의 바람직한 제 4 양태(樣態)는,

절연 필름 하부에 동박을 형성하는 단계와;

상기 동박을 패터닝하여, 제 1 회로 패턴을 형성하는 단계와;

상기 절연 필름을 선택적으로 제거하여, 상기 절연 필름이 관통되고, 상기 제 1 회로 패턴을 노출시키는 브라인드 홀을 형성하는 단계와;

상기 블라인드 홀에 노출된 제 1 회로 패턴과 전기적으로 통전되며, 상기 절연 필름 상부에 접착된 도전성 필름으로 제 2 회로 패턴을 형성하는 단계로 구성된 양면 인쇄회로기판의 제조 방법이 제공된다.

본 발명은 제 1 회로 패턴이 형성된 베이스 자재인 절연 필름의 배면에 도전성 페이스트를 인쇄하거나 또는 도전성 필름을 열압착하여 제 2 회로 패턴을 형성함과 동시에, 제 1과 2 회로 패턴을 통전시켜 양면 인쇄회로기판을 제작함으로써, 단면 동적층판을 원재료로 이용하기 때문에 재료비가 절감되고, 원재료 이용율을 크게 높일 수 있는 효과가 있다.

더불어, 본 발명은 종래 기술과 같이, 전면 회로 패턴과 후면 회로 패턴을 통전시키기 위한 동도금이 필요가 없으므로, 제조 비용을 더욱 절감할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 양면 인쇄회로기판의 개략적인 단면도로서, 절연 필름(100)과; 상기 절연 필름(100) 하부에 형성된 제 1 회로 패턴(120)과; 상기 절연 필름(100) 상부에 인쇄된 도전성 페이스트에 의해 형성된 제 2 회로 패턴(140)으로 구성되며, 상기 절연 필름(100)에는 블라인드 홀(Blind hole)(131,132)이 형성되어 있고, 상기 도전성 페이스트가 상기 블라인드 홀(131.132)에 충진되어 상기 제 1과 2 회로 패턴(120,140)이 전기적으로 통전되는 것을 특징으로 한다.

상기 절연 필름(100)은 폴리이미드 필름 또는 폴리에스테르 필름인 것이 바람직하다.

도 4a 내지 4d는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 양면 인쇄회로기판의 개략적인 단면도로서, 먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 절연 필름(100) 하부에 동 박(110)을 형성한다.

연이어, 상기 동박(110)을 패터닝하여, 제 1 회로 패턴(120)을 형성한다.(도 4b)

그 후, 상기 절연 필름(100)을 선택적으로 제거하여, 상기 제 1 회로 패턴(120)이 노출되도록 브라인드 홀(131,132)을 형성한다.(도 4c)

계속하여, 상기 절연 필름(100) 상부에 도전성 페이스트(140)를 인쇄하여, 상기 블라인드 홀(131,132)에 도전성 페이스트를 충진시키며 상기 인쇄된 도전성 페이스트로 상기 절연 필름(100) 상부에 제 2 회로 패턴(140)을 형성한다.(도 4d)

여기서, 상기 도전성 페이스트는 은 분말 페이스트와 같은 것으로, 상기 절연 필름(100) 상부에 인쇄되어 제 2 회로 패턴(140)을 형성한다.

이때, 상기 도전성 페이스트는 상기 블라인드 홀(131,132)에 충진되면서, 제 1 회로 패턴(120)에 접속된다.

그러므로, 상기 도전성 페이스트는 상기 블라인드 홀(131,132) 내부에 노출된 제 1 회로 패턴(120)까지 충분히 충진되도록 페이스트의 점도와 스퀴즈 압을 조정하면, 전기적인 통전 신뢰성을 높일 수 있게 된다.

그리고, 도 5와 같이, 상기 제 1 회로 패턴(120) 하부에 커버레이어(150)를 형성하고, 상기 제 2 회로 패턴(140) 상부에 보호 코팅막(160)을 형성한다.

이때, 상기 커버레이어(150)는 상기 제 1 회로 패턴(120) 하부에 열압착하여 형성하고, 상기 보호 코팅막(160)은 상기 제 2 회로 패턴(140) 상부에 커버 코팅용 잉크로 코팅하여 형성한다.

여기서, 상기 보호 코팅막(160)이 상기 도전성 페이스트로 이루어진 제 2 회로 패턴(140)에 형성되어 있음으로써, 외부로부터 제 2 회로 패턴(140)으로 침투되는 이물질의 오염으로부터 보호할 수 있고, 기구적인 마찰로 제 2 회로 패턴(140)의 손상을 막을 수 있게 된다.

그리고, 상기 커버레이어(150)가 상기 제 1 회로 패턴(120) 하부에 형성되어 있으므로써, 동박으로 이루어진 제 1 회로 패턴(120)이 대기중의 수분에 의해 산화가 일어나는 것을 방지할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 제 1 실시예에서는 제 1 회로 패턴이 형성된 베이스 자재인 절연 필름에 도전성 페이스트를 인쇄하여 제 2 회로 패턴을 형성함과 동시에, 제 1과 2 회로 패턴을 통전시켜 양면 인쇄회로기판을 제작함으로써, 단면 동적층판을 원재료로 이용하기 때문에 재료비가 절감되고, 원재료 이용율이 크게 높아지는 장점이 있다.

또한, 종래 기술과 같이, 전면 회로 패턴과 후면 회로 패턴을 통전시키기 위한 동도금이 본 발명에서는 필요가 없으므로, 제조 비용을 더욱 절감할 수 있는 ㄱ것이다.

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 양면 인쇄회로기판의 개략적인 단면도로서, 절연 필름(200)과; 상기 절연 필름(200) 하부에 형성된 제 1 회로 패턴(220) 과; 상기 절연 필름(200) 상부에 접착된 도전성 필름(230)에 의해 형성된 제 2 회로 패턴으로 구성되며, 상기 절연 필름(200)에는 상기 제 1 회로 패턴(220)을 노출시키는 블라인드 홀(201,202)이 형성되어 있고, 상기 도전성 필름이 상기 블라인드 홀(201,202)에 노출된 제 1 회로 패턴(220)과 전기적으로 통전되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 도전성 필름(230)은 은 필름과 도전성 접착제층, 예를 들어, 은 입자가 분산되어 있는 도전성 접착제층으로 구성된다.

도 7a 내지 7d는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 양면 인쇄회로기판의 개략적인 단면도로서, 절연 필름(200) 하부에 동박(210)을 형성한다.(도 7a)

그 다음, 상기 동박(210)을 패터닝하여, 제 1 회로 패턴(220)을 형성한다.(도 7b)

연이어, 상기 절연 필름(200)을 선택적으로 제거하여, 상기 제 1 회로 패턴(220)이 노출되도록 브라인드 홀(201,202)을 형성한다.(도 7c)

계속하여, 상기 블라인드 홀(201,202)에 노출된 제 1 회로 패턴(220)과 전기적으로 통전되며, 상기 절연 필름(200) 상부에 접착된 도전성 필름(230)으로 제 2 회로 패턴을 형성한다.(도 7d)

여기서, 상기 도전성 필름(230)을 회로 형상으로 가공하여, 상기 절연 필름(200) 상부에 접착시키면, 제 2 회로 패턴이 된다.

따라서, 본 발명의 제 2 실시예에서는 제 1 회로 패턴이 형성된 베이스 자재 인 절연 필름에 도전성 필름을 열압착하여 제 2 회로 패턴을 형성함과 동시에, 제 1과 2 회로 패턴을 통전시켜 양면 인쇄회로기판을 제작하는 것이다.

그러므로, 제 1 실시예와 마찬가지로, 단면 동적층판을 원재료로 이용하기 때문에 재료비가 절감되고, 원재료 이용율이 크게 높아지는 장점이 있다.

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 양면 인쇄회로기판에 커버레이어가 형성된 상태를 도시한 단면도로서, 절연 필름(200) 상부에는 도전성 필름(230)이 접착되어 있고, 상기 도전성 필름(230) 하부에는 제 1 회로 패턴(220)이 형성되어 있다.

여기서, 전술된 바와 같이, 상기 제 1 회로 패턴(220) 하부에 커버레이어(250)를 형성한다.

참고로, 전술된 도 5 및 도 8에서, 커버레이어는 접착제로 제 1 회로 패턴 하부에 접착되는데, 이 접착제는 미도시되어 있다.

도 9는 본 발명에 따라 양면 인쇄회로기판의 블라인드 홀에 노출된 회로 패턴에 금 도금된 상태를 도시한 단면도로서, 블라인드 홀에 노출된 회로 패턴은 동박이 노출되어 있는 상태이므로, 접속 저항을 줄이기 위해 금 도금을 하여 통전 신뢰성을 높인다.

즉, 도 9와 같이, 블라인드 홀(201)에 노출된 회로 패턴(220)에는 금 도금층(270)이 형성되어 있다.

따라서, 본 발명은 단면 회로의 베이스 자재의 후면에 도전성 페이스트를 인쇄하거나 도전성 필름을 열압착하여 양자간 통전된 전면 회로 및 후면 회로를 형성할 수 있어, 제조 비용을 줄일 수 있는 것이다.

특히, 엘이디 백라이트용으로 이용되는 연성 양면 인쇄회로기판이나, 13.56MHz 무선주파수 인식 테그의 안테나용으로 이용되는 연성 인쇄회로기판에 본 발명의 양면 인쇄회로기판을 적용하는 것이 바람직하다.

본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1a 내지 1c는 종래 기술에 따른 양면 연성 인쇄회로기판의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도

도 2는 도 1c의 회로 패턴에 커버레이어가 형성된 상태를 도시한 단면도

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 양면 인쇄회로기판의 개략적인 단면도

도 4a 내지 4d는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 양면 인쇄회로기판의 개략적인 단면도

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 양면 인쇄회로기판에 보호 코팅막 및 커버레이어가 형성된 상태를 도시한 단면도

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 양면 인쇄회로기판의 개략적인 단면도

도 7a 내지 7d는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 양면 인쇄회로기판의 개략적인 단면도

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 양면 인쇄회로기판에 커버레이어가 형성된 상태를 도시한 단면도

도 9는 본 발명에 따라 양면 인쇄회로기판의 블라인드 홀에 노출된 회로 패턴에 금 도금된 상태를 도시한 단면도

Claims (9)

1. 절연 필름과;

   상기 절연 필름 하부에 형성된 제 1 회로 패턴과;

   상기 절연 필름 상부에 인쇄된 도전성 페이스트에 의해 형성된 제 2 회로 패턴으로 구성되며,

   상기 절연 필름에는 블라인드 홀(Blind hole)이 형성되어 있고, 상기 도전성 페이스트가 상기 블라인드 홀에 충진되어 상기 제 1과 2 회로 패턴이 전기적으로 통전되는 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 1 회로 패턴 하부에 형성된 커버레이어와;

   상기 제 2 회로 패턴 상부에 형성된 보호 코팅막이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판.
3. 절연 필름과;

   상기 절연 필름 하부에 형성된 제 1 회로 패턴과;

   상기 절연 필름 상부에 접착된 도전성 필름에 의해 형성된 제 2 회로 패턴으 로 구성되며,

   상기 절연 필름에는 상기 제 1 회로 패턴을 노출시키는 블라인드 홀이 형성되어 있고, 상기 도전성 필름이 상기 블라인드 홀에 노출된 제 1 회로 패턴과 전기적으로 통전되어 있는 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 도전성 필름은,

   은 필름과;

   상기 은 필름 하부에 형성되며, 은 입자가 분산되어 있는 도전성 접착제로 구성된 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판.
5. 청구항 3에 있어서,

   상기 제 1 회로 패턴 하부에 형성된 커버레이어가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판.
6. 청구항 1 내지 5 중 한 항에 있어서,

   상기 블라인드 홀에 노출된 회로 패턴에는 금 도금층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판.
7. 청구항 1 내지 5 중 한 항에 있어서,

   상기 절연 필름은,

   폴리이미드 필름 또는 폴리에스테르 필름인 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판.
8. 절연 필름 하부에 동박을 형성하는 단계와;

   상기 동박을 패터닝하여, 제 1 회로 패턴을 형성하는 단계와;

   상기 절연 필름을 선택적으로 제거하여, 상기 절연 필름이 관통되고, 상기 제 1 회로 패턴을 노출시키는 브라인드 홀을 형성하는 단계와;

   상기 절연 필름 상부에 도전성 페이스트를 인쇄하여, 상기 블라인드 홀에 도전성 페이스트를 충진시키며 상기 인쇄된 도전성 페이스트로 상기 절연 필름 상부에 제 2 회로 패턴을 형성하는 단계로 구성된 양면 인쇄회로기판의 제조 방법.
9. 절연 필름 하부에 동박을 형성하는 단계와;

   상기 동박을 패터닝하여, 제 1 회로 패턴을 형성하는 단계와;

   상기 절연 필름을 선택적으로 제거하여, 상기 절연 필름이 관통되고, 상기 제 1 회로 패턴을 노출시키는 브라인드 홀을 형성하는 단계와;

   상기 블라인드 홀에 노출된 제 1 회로 패턴과 전기적으로 통전되며, 상기 절연 필름 상부에 접착된 도전성 필름으로 제 2 회로 패턴을 형성하는 단계로 구성된 양면 인쇄회로기판의 제조 방법.

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