KR20110029737A - Method for manufacturing metal core pcb - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회로패턴의 구현 시에 소요되는 공정을 대폭 감소시킴으로써 전체 공정을 단순화함과 더불어 그 제조비용을 획기적으로 절감할 수 있는 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing a metal core printed circuit board, and more particularly, a metal that can simplify the overall process and significantly reduce the manufacturing cost by greatly reducing the process required for implementing the circuit pattern. The present invention relates to a method for manufacturing a core printed circuit board.
널리 주지된 바와 같이, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)은 기판의 표면에 배선이 집적되어 다양한 소자들이 실장되거나 소자 사이에 전기적 접속이 구성된 전자부품의 일종으로, 기술의 발전에 따라 다양한 형태와 다양한 기능을 갖게 되는 인쇄 회로기판이 제조되고 있다. As is well known, a printed circuit board is a type of electronic component in which wires are integrated on a surface of a board and various elements are mounted or electrical connections are formed between the elements. Printed circuit boards having a function have been manufactured.
최근에는 전자 제품들이 소형화, 고밀도화, 박판화, 패키지화 됨에 따라 인쇄회로기판 자체의 박판화 및 미세패턴화가 진행되고 있으며, 이러한 추세를 반영하기 위한 금속재질의 기판을 이용한 메탈코어 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 대한 연구개발이 진행되고 있다. Recently, as electronic products have been miniaturized, increased in density, thinned, and packaged, thinning and fine patterning of printed circuit boards have been progressed, and metal core printed circuit boards using metal substrates and manufacturing methods thereof are used to reflect this trend. Research and development is underway.
메탈코어 인쇄회로기판은 금속재질의 기판을 적용함에 따라 LED용 회로기판 또는 반도체용 회로기판 등에 용이하게 적용될 수 있으며, 또한 공정단축 및 원가절감을 용이하게 구현할 수 있는 장점이 있다. The metal core printed circuit board may be easily applied to an LED circuit board or a semiconductor circuit board by applying a metal substrate, and also has an advantage of easily implementing process reduction and cost reduction.
한편, 종래기술에 따른 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 금속기판의 표면에 아노다이징에 의해 산화피막층(절연층)을 형성하고(T1), 이 산화피막층 위에 도금 또는 라미네이팅 등을 통해 동박층을 전체적으로 형성하며(T2), 이 동박층 위에 드라이필름을 부착시킨다(T3). 그 후에 노광(T4), 현상(T5), 동박층의 에칭(T6)을 거쳐 소정의 회로패턴을 형성한 후에 드라이필름을 박리한다(T7). 이어서, 회로기판의 상면에 PSR 잉크(Photo Imageable Solder Resist Mask ink)를 회로기판의 상면에 전체 도포한(T8) 후에 불필요한 부분을 PSR 노광(T9) 및 PSR 현상(T10)을 거쳐 제거한다. 그리고, 최종적으로 라우팅(T11)을 통해 회로기판의 외형을 마무리한다. On the other hand, the method of manufacturing a metal core printed circuit board according to the prior art, as shown in Figure 1, to form an oxide layer (insulation layer) by anodizing on the surface of the metal substrate (T1), plating or plating on the oxide layer The copper foil layer is formed as a whole through lamination or the like (T2), and a dry film is attached onto the copper foil layer (T3). Thereafter, after forming a predetermined circuit pattern through exposure (T4), development (T5), and etching (T6) of the copper foil layer, the dry film is peeled off (T7). Subsequently, after the PSR ink (Photo Imageable Solder Resist Mask Ink) is applied to the upper surface of the circuit board (T8) in its entirety (T8), unnecessary portions are removed via the PSR exposure (T9) and PSR development (T10). Finally, the external appearance of the circuit board is finished through the routing T11.
이와 같이, 종래기술은 그 회로패턴의 구현 시에 동박층을 형성한 후에 드라이필름 부착(T3), 노광(T4), 현상(T5), 에칭(T6), 드라이필름 박리(T7) 등과 같이 여러공정을 거쳐야 함에 따라 그 공정이 복잡할 뿐만 아니라 인력, 재료, 설비 등이 많이 소요되어 제조비용이 높은 단점이 있다. As described above, the conventional technology is to form a copper foil layer at the time of implementing the circuit pattern, and then various methods such as dry film adhesion (T3), exposure (T4), development (T5), etching (T6), dry film peeling (T7), and the like. Due to the process, the process is not only complicated, but also requires a lot of manpower, materials, and facilities, and thus has a high manufacturing cost.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 회로기판의 전체 제조공정을 단순화시킴과 더불어 그 제조비용의 절감을 획기적으로 도모할 수 있는 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention has been made in view of the above, and provides a method for manufacturing a metal core printed circuit board which can simplify the overall manufacturing process of the circuit board and can significantly reduce the manufacturing cost thereof. There is a purpose.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법은, Metal core printed circuit board manufacturing method of the present invention for achieving the above object,
금속기판의 표면에 아노다이징처리를 통해 산화피막층을 형성하는 산화피막층 형성단계;Forming an oxide layer by anodizing the surface of the metal substrate;
상기 산화피막층 위에 에어로졸 데포지션공법을 통해 회로패턴용 시드층을 형성하는 회로패턴용 시드층 형성단계; 및 A circuit pattern seed layer forming step of forming a seed pattern for a circuit pattern on the oxide film layer through an aerosol deposition method; And
상기 회로패턴용 시드층 위에 회로패턴용 도금층을 형성하는 도금층 형성단계;를 포함한다. And a plating layer forming step of forming a circuit pattern plating layer on the seed pattern layer for the circuit pattern.
상기 회로패턴용 시드층 형성단계는, 상기 산화피막층 위에 회로패턴에 대응하는 패턴을 가진 마스크를 부착한 후에 상기 마스크의 패턴에 대응하여 전도성 분말을 에어로졸 데포지션공법을 통해 상기 산화피막층의 표면에 회로패턴용 시드층을 형성하는 것을 특징으로 한다. In the seed layer forming step of the circuit pattern, after attaching a mask having a pattern corresponding to the circuit pattern on the oxide film layer, a conductive powder is applied to the surface of the oxide film layer through an aerosol deposition method corresponding to the pattern of the mask. It is characterized by forming a seed layer for a pattern.
상기 전도성 분말은, 전도성이 양호한 금속분말, 전도성이 양호한 세라믹분 말 중에서 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 한다. The conductive powder is characterized by being any one or a mixture of two or more of metal powder having good conductivity and ceramic powder having good conductivity.
상기 회로패턴용 시드층 형성단계 및 회로패턴용 도금층 형성단계 사이에는, 상기 하지도금층을 열처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. Between the circuit pattern seed layer forming step and the circuit pattern plating layer forming step, further comprising the step of heat-treating the base plating layer.
상기 회로패턴용 도금층 형성단계 후에는, 상기 회로패턴용 도금층 및 산화피막층 위에 PSR 잉크를 인쇄하는 것을 특징으로 한다. After the plating pattern forming step for the circuit pattern, it is characterized in that to print the PSR ink on the circuit pattern plating layer and the oxide film layer.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 회로패턴을 형성함에 있어서 에어로졸 데포지션공법을 통해 회로패턴용 시드층을 형성시키고, 이 시드층 위에 회로패턴용 도금층을 형성함에 따라 회로기판의 전체 제조공정을 단순화시킴과 더불어 그 제조비용의 절감을 획기적으로 도모할 수 있는 장점이 있다. According to the present invention as described above, in forming the circuit pattern, the seed layer for the circuit pattern is formed through the aerosol deposition method, and the plating layer for the circuit pattern is formed on the seed layer to simplify the entire manufacturing process of the circuit board. In addition, there is an advantage that can significantly reduce the manufacturing cost.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법을 도시한다. 2 to 11 illustrate a method of manufacturing a metal core printed circuit board according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2에는 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 제조방법이 도시되어 있다. 2 shows a method of manufacturing a printed circuit board according to the present invention.
먼저, 알루미늄, 마그네슘, 티타늄 등과 같은 금속 재질로 이루어진 금속기판(11)의 표면을 세척하는 세척공정을 진행할 수 있다. 이러한 세척공정은 산화피 막층(11a)을 보다 용이하게 하도록 진행되는 전처리공정의 일종으로, 일반적으로 기판(11)의 표면에 부착되어 있는 유지성분을 제거하기 위한 탈지(Degrease)처리를 수행한 후에, 탈지처리된 기판(11)의 표면을 세척하는 산세(Desmut)처리를 진행한다. First, a washing process of washing the surface of the
그런 다음, 도 3에 도시된 바와 같이, 세척된 기판(11)의 표면에 아노다이징처리를 수행함으로써 기판(11)의 표면에 절연층의 역할을 하는 산화피막층(11a)을 형성한다(S1). 이러한 아노다이징은 건축자재, 전기통신기기, 광학기기, 장식품, 자동차부품 등에 광범위하게 활용되는 표면처리방법으로, 금속의 표면에 얇은 산화막을 형성하여 금속의 내부를 보호할 수 있다. 또한, 아노다이징은 주로 알루미늄, 마그네슘, 티타늄 등과 같이 산소와 반응정도가 양호하여 스스로 표면에 산화막을 형성할 수 있는 금속에 대해 사용된다. Next, as shown in FIG. 3, anodizing is performed on the surface of the cleaned
이러한 아노다이징처리는 금속이 양극으로 작용하도록 함으로써 금속 표면의 산화작용을 촉진시켜 균일한 두께의 산화피막층을 형성하기 위한 방법으로, 황산, 크롬산, 옥살산 등의 용액 내에서 기판(11)을 양극으로 한 상태에서 통전시켜 양극에서 발생하는 산소에 의해 기판(11) 표면이 산화되어 일정한 두께의 산화피막층(11a, 절연층)을 생성한다. 그리고, 아노다이징처리에는 옥살산법, 크롬산법, 황산법 등과 같이 다양한 처리방법이 있으며, 각각의 방법에 따라 그 처리온도, 시간, 피막 두께 등이 다르게 형성될 수 있다. The anodizing treatment is a method for promoting oxidation of the metal surface by forming metal as an anode to form an oxide layer having a uniform thickness. The anodizing treatment is performed by using the
이어서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 산화피막층(11a)의 상면에 에어로졸 데포지션공법에 의한 회로패턴용 시드층(12, seed layer)을 형성한다(S2). 4 and 5, a
이러한 회로패턴용 시드층(12)의 형성공정을 보다 구체적으로 살펴보면, 도 4에 도시된 바와 같이, 산화피막층(11a)의 상면에 회로패턴용 마스크(21)를 부착시킨다. 회로패턴용 마스크(21)는 소정의 회로패턴에 대응하는 패턴(21a)를 가지고, 이 패턴(21a)에 대응하여 전도성분말(12a)을 산화피막층(11a) 위에 에어로졸 데포지션공정을 통해 증착시킴으로써 회로패턴용 시드층(12)을 형성한 후에 회로패턴용 마스크(21)를 분리한다. Looking at the formation process of the
전도성 분말(12a)에는 구리(Cu), 철(Fe), 니켈(Ni), 은(Ag), 주석(Sn) 등과 같이 전도성이 양호한 금속분말 또는 LNO Composite 등과 같은 세라믹 분말 등이 이용될 수 있다.The
에어로졸 데포지션 공정은 도 10(a)에 도시된 바와 같이 분사노즐에 의해 분사되는 전도성 분말(12a)의 입자가 산화피막층(11a)의 표면과 충돌하고, 그 후에 도 10(b)와 같이 충돌한 전도성 분말(12a)의 입자가 파괴되면서 산화피막층(11a)의 표면에 박히거나 강력한 결합을 함과 동시에 다른 입자가 그 위에 충돌한다. 그리고, 도 7(c)와 같이 충돌된 입자가 분쇄되어 강한 결합을 이루는 층을 형성하고, 그 위에 다시 다른 입자가 충돌한다. 이와 같이, 에어로졸 데포지션 공정을 통해 전도성 분말(12a)의 입자들이 충돌 및 미세한 분쇄 등이 연속적으로 이루어짐으로써 입자들 사이에 미세기공이 없는 치밀한 조직의 회로패턴용 시드층(12)을 형성한다. 한편, 이러한 에어로졸 데포지션 공정은 상온 조건에서 진행된다. In the aerosol deposition process, as shown in FIG. 10 (a), particles of the
도 11은 에어로졸 데포지션 장치의 원리를 도시한 예시적인 개념도로서, 도시된 바와 같이, 가스용기(1)에는 운반가스가 충전되어 있고, 이 운반가스는 일정 유량으로 제어되면서 에어로졸 챔버(2) 내로 투입된다. 에어로졸 챔버(2) 내에는 수 마이크로미터 이내의 전도성 분말(12a)이 담겨져 있다. 에어로졸 챔버(2)의 기계적 운동에 의해 전도성 분말(12a)은 에어로졸 챔버(2) 내에서 분산 상태가 되고, 에어로졸 챔버(2)로 투입된 운반가스에 의해 분산된 전도성 분말(14a)은 진공튜브(7)를 통과하여 이동한 후에, 진공상태의 데포지션 챔버(5, deposition chamber) 내에서 분사노즐(4)을 통해 기판(11)의 산화피막층(12) 위로 분사된다. 그리고, 진공펌프(8)는 데포지션 챔버(5) 내의 진공도를 조절하고, 이송장치(9)는 기판(11)의 위치를 제어하도록 구성된다. FIG. 11 is an exemplary conceptual diagram illustrating the principle of an aerosol deposition apparatus. As shown, a
또한, 본 발명은 회로패턴용 시드층(12)의 형성한 후에는 200~900℃의 온도조건에서 열처리를 추가적으로 수행할 수 있다. 이러한 열처리에 의해 회로패턴용 시드층(12)의 입자가 보다 성장할 뿐만 아니라 입자들 사이의 미세기공이 거의 제거될 수 있고, 이에 회로패턴용 시드층(12)의 조직이 더욱 치밀하게 산화피막층(11a)의 표면에 견고하게 부착되는 장점이 있다. In addition, in the present invention, after the
이렇게 회로패턴용 시드층(12)이 형성되면, 도 6과 같이 회로패턴용 시드층(12) 위에 전해도금 또는 무전해도금처리를 수행함으로써 회로패턴용 도금층(13)을 형성한다(S3). When the
그 후에, 도 7과 같이 회로패턴용 도금층(13) 및 산화피막층(11a)의 전체 표면에 PSR(Photo Imageable Solder Resist Mask) 잉크층(14)을 도포한다(S4). 이러한 PSR 잉크는 부품실장 시에 솔더링 땝남의 브리지 발생(Solder Bridge)을 방지함과 더불어 노출된 회로패턴의 산화를 방지하기 위하여 물리, 화학적 환경 하에서 내구성을 갖는 불변성 화합물인 불변성 잉크(Permanent lnk)로 구성된다. Thereafter, as shown in FIG. 7, the PSR (Photo Imageable Solder Resist Mask)
이어서, 도 8과 같이 도포된 PSR 잉크층(14) 위에 소정의 패턴(22a)을 가진 마스크(22)를 부착시킨 후에 PSR 노광(S5) 및 PSR 현상(S6)을 거쳐 부품이 실장되는 솔더링부 등과 같이 PSR 잉크층(14)이 필요없는 부분을 제거한 후에 마스크(22)를 분리하고, 이 PSR 잉크층(14)을 경화시킴으로써 PSR 인쇄를 마무리한다. Subsequently, after the
최종적으로, 라우팅 등을 통해 회로기판의 외형을 마무리짓는다(S7).Finally, the appearance of the circuit board is finished through routing (S7).
이상과 같은 본 발명에 의하면, 회로패턴의 형성을 위해 에어로졸 데포지션을 통해 회로패턴용 시드층(12)을 미리 형성한 후에, 이 시드층(12) 위에 회로패턴용 도금층(13)을 도금처리 공정을 통해 형성함으로써 종래방식에 비해 그 제조공정이 대폭 감소될 뿐만 아니라 그 제조비용이 획기적으로 절감되는 장점이 있다. According to the present invention as described above, after forming the
도 1은 종래기술에 따른 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법을 도시한 공정도이다. 1 is a process diagram illustrating a method of manufacturing a metal core printed circuit board according to the prior art.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법을 도시한 공정도이다. 2 is a process diagram illustrating a method of manufacturing a metal core printed circuit board according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제조방법에서 산화피막층 형성단계를 도시한 도면이다. 3 is a view showing an oxide film forming step in the manufacturing method of the present invention.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제조방법에서 에어로졸 데포지션에 의한 회로패턴용 시드층 형성단계를 도시한 도면이다. 4 and 5 illustrate a seed layer forming step for a circuit pattern by aerosol deposition in the manufacturing method of the present invention.
도 6은 본 발명의 제조방법에서 회로패턴용 도금층 형성단계를 도시한 도면이다. 6 is a view showing a plating layer forming step for a circuit pattern in the manufacturing method of the present invention.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 제조방법에서 PSR 인쇄공정을 도시한 도면이다. 7 to 9 are views showing a PSR printing process in the manufacturing method of the present invention.
도 10은 본 발명의 제조방법에 이용되는 에어로졸 데포지션공법을 도시한 원리도이다. 10 is a principle diagram showing an aerosol deposition method used in the production method of the present invention.
도 11은 일반적인 에어로졸 데포지션장치를 도시한 예시도이다. 11 is an exemplary view showing a general aerosol deposition apparatus.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 *Brief description of symbols for the main parts of the drawings
11: 금속기판 11a: 산화피막층11:
12: 회로패턴용 시드층 13: 회로패턴용 도금층12: seed layer for circuit pattern 13: plating layer for circuit pattern
14: PSR 잉크층14: PSR ink layer
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Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |