KR20110037642A

KR20110037642A - 솔더 인쇄를 위한 마스크 및 이를 이용한 인쇄회로기판 제조방법

Info

Publication number: KR20110037642A
Application number: KR1020090095169A
Authority: KR
Inventors: 김준곤; 이명구
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2009-10-07
Filing date: 2009-10-07
Publication date: 2011-04-13
Also published as: CN102036503A; JP2012212946A; CN102036503B; JP2011082498A

Abstract

솔더 인쇄를 위한 마스크 및 이를 이용한 인쇄회로기판 제조방법이 개시된다. 상기 마스크는, 인쇄회로기판에 솔더를 인쇄하기 위한 마스크로서, 관통홀이 천공된 플레이트; 상기 관통홀에 상응하여 상기 플레이트로부터 하향 돌출되도록 마련되는 노즐부; 상기 플레이트를 지지하도록 상기 플레이트의 하면에 하향 돌출되도록 마련되는 지지부재를 포함한다.

표면실장, 수삽, 마스크, 솔더

Description

솔더 인쇄를 위한 마스크 및 이를 이용한 인쇄회로기판 제조방법{Mask for solder printing and manufacturing method for printed circuit board using the same}

본 발명은 솔더 인쇄를 위한 마스크 및 이를 이용한 인쇄회로기판 제조방법에 관한 것이다.

최근, 전기/전자산업 분야에서 각종 제품 및 부품의 소형화, 간략화, 고성능화 경향이 두드러지게 나타나고 있는데, 이러한 요구를 만족하기 위해서는 각종 전기, 전자 부품의 물성치를 변화시키지 않으면서 회로 기판상에 정밀하게 장착시키는 방법이 절대적으로 요구되고 있다.

일반적으로 인쇄회로기판의 기판재질로는 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리에테르이미드 필름 등이 주로 사용되는 바, 이는 이들 필름의 열적, 전기적, 기계적 특성이 매우 우수하기 때문이다. 이러한 기재에 접착제를 도포하고, 구리나 알루미늄 등의 금속박을 접착시킨 다음, 스크린(screen) 인쇄 또는 드라이필름 포토레지스트(Dry film Photoresist)를 사용하여 회로를 형성하게 되고, 도전성 금속박을 에칭한 후, 절연 및 회로 보호를 위하여 커버레이 필름을 입힘으로서 인쇄회로기판을 제작하게 된다.

이러한 인쇄회로기판 상에는, 콘덴서, 저항 등을 경박 단소화시킨 적층세라믹 칩 콘덴서(MLCC)와, 칩 저항기(Chip Resistor), 및 칩 탄탈 콘덴서 등과 같이 자동화 설비에 의해 표면실장이 가능한 표면실장 부품(Surface Mounted Devices)과 소정의 수삽 부품이 혼재되어 실장되게 된다.

이러한 부품들은 인쇄회로기판 상에 솔더를 인쇄한 후, 솔더에 이들 부품을 접속시킴으로써 인쇄회로기판에 실장된다. 그런데, 하나의 마스크를 이용하여 표면실장 부품용 솔더와 수삽 부품용 솔더를 동시에 인쇄하는 경우, 공급되는 솔더의 양을 조절하기 어려운 문제가 있다. 표면실장 부품을 실장하기 위해 필요한 솔더량이 수삽 부품을 실장하기 위해 필요한 솔더량보다 상대적으로 적기 때문이다. 이에, 종래기술에 따르면, 표면실장 부품의 실장을 위해 도포된 솔더량은 상대적으로 과다하여 쇼트, 과납, 위치 틀어짐 등의 불량이 발생하게 되고, 수삽 부품의 실장을 위해 도포된 솔더량은 상대적으로 부족하여 소납 등의 불량이 발생하게 되는 문제가 존재하였다.

본 발명은 표면실장 부품과 수삽 부품 모두에 대해 적정량의 솔더를 인쇄할 수 있는 마스크 및 이를 이용한 인쇄회로기판 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 인쇄회로기판에 솔더를 인쇄하기 위한 마스크로서, 관통홀이 천공된 플레이트; 상기 관통홀에 상응하여 상기 플레이트로부터 하향 돌출되도록 마련되는 노즐부; 상기 플레이트를 지지하도록 상기 플레이트의 하면에 하향 돌출되도록 마련되는 지지부재를 포함하는 마스크가 제공된다.

상기 플레이트의 하면으로부터 상기 지지부재의 하단에 이르는 거리는, 상기 플레이트의 하면으로부터 상기 노즐부의 하단에 이르는 거리보다 길 수 있으며, 상기 플레이트는 금속 재질로 이루어질 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 표면실장 부품 및 수삽 부품이 실장되는 인쇄회로기판을 제조하는 방법으로서, 기판의 표면에 표면실장 부품용 제1 솔더를 인쇄하는 단계; 상기 제1 솔더에 상기 표면실장 부품을 실장하는 단계; 상술한 마스크를 이용하여, 상기 기판에 마련된 홀에 수삽 부품용 제2 솔더를 인쇄하는 단계; 및 상기 수삽 부품을 상기 홀에 삽입하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판 제조방법이 제공된다.

상기 표면실장 부품을 실장하는 단계와 상기 제2 솔더를 인쇄하는 단계 사이에, 1차 리플로우를 수행하고, 상기 수삽 부품을 상기 홀에 삽입하는 단계 이후에, 2차 리플로우를 수행할 수도 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 표면실장 부품과 수삽 부품 모두에 대해 적정량의 솔더를 인쇄할 수 있어, 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

이하, 본 발명에 따른 솔더 인쇄를 위한 마스크 및 이를 이용한 인쇄회로기판 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

먼저 본 발명의 일 측면에 따른 마스크에 대해 도 1을 참조하여 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 마스크를 나타내는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 마스크(10), 플레이트(12), 관통홀(14), 노즐부(16), 지지부재(18)가 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 마스크는, 인쇄회로기판에 솔더를 인쇄하기 위한 것으로서, 관통홀(14)이 천공된 플레이트(12)와, 상기 관통홀(14)에 상응하여 상기 플레이트(12)로부터 하향 돌출되도록 마련되는 노즐부(16), 및 상기 플레이트(12)를 지지하도록 상기 플레이트(12)의 하면에 하향 돌출되도록 마련되는 지지부재(18)를 포함한다.

플레이트(12)는 금속 재질로 이루어질 수 있다. 금속 재질의 플레이트(12)는 열, 압력, 변형 등에 강해, 솔더 인쇄 시 마스크 자체의 변형에 의한 정렬 오차가 발생할 염려가 적으며, 솔더의 빠짐성이 우수한 장점이 있다. 그러나 상기와 같은 특성을 갖는다면, 플레이트(12)가 금속 이외의 재질로 이루어질 수도 있음은 물론이다.

마스크의 이 밖의 특징들에 대해서는 후술하는 인쇄회로기판 제조방법을 설명하는 과정에서 추가적으로 설명하도록 한다.

이하에서는 상술한 마스크를 이용하여 인쇄회로기판을 제조하는 방법에 대해 도 2 내지 도 8을 참조하여 설명하도록 한다. 도 2 내지 도 8은 본 발명의 다른 측면에 따른 인쇄회로기판 제조방법의 각 공정을 나타내는 도면이다. 도 2 내지 도 8을 참조하면, 마스크(10), 플레이트(12), 관통홀(14), 노즐부(16), 지지부재(16), 절연기판(20), 솔더(22, 22'), 홀(24), 비아부(26), 표면실장 부품(30), 스퀴지(40), 솔더(42, 44, 44'), 수삽 부품(50)이 도시되어 있다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(20)의 표면에 표면실장 부품(30)용 제1 솔더(22)를 인쇄한다. 제1 솔더(22)는 표면실장 부품(30)이 실장될 위치에 인쇄되며, 별도의 마스크(미도시)를 이용한 스크린 인쇄를 통해 인쇄될 수도 있고, 잉크젯 방식을 통해 기판(20)의 표면에 인쇄될 수도 있다. 한편, 기판(20)의 소정의 위치에는 추후에 수삽 부품(50)이 삽입될 홀(24)이 형성되고, 홀(24)의 내벽에는 기판(20)의 상하를 전기적으로 연결하는 비아부(26)가 마련된다.

그리고 나서, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 솔더(22)에 표면실장 부품(30)을 실장한다. 이러한 표면실장 부품(30)은 칩마운터(미도시) 등에 의해 기판(20)의 표면에 실장될 수 있다. 이렇게 표면실장 부품(30)을 실장한 후, 1차 리플로우 공정을 진행하여, 표면실장 부품(30)이 기판(20)의 상면에 견고하게 고정되어 실장되도록 할 수도 있다. 도 3의 참조번호 22'는 1차 리플로우 공정을 거친 제1 솔더를 나타낸다.

다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 도 1에 도시된 마스크(10)를 이용하여 기판(20)에 마련된 홀(24)에 수삽 부품(50)용 제2 솔더(도 6의 44)를 인쇄한다. 이 때, 마스크(10)의 하부에 마련된 지지부재(18)에 의해 상부의 플레이트(12)는 기판(20)으로부터 이격되어 지지된다. 지지부재(18)의 높이가 표면실장 부품(30) 및 솔더(22')의 높이보다 높기 때문에, 표면실장 부품(30)이 이미 실장되어 있음에도 불구하고, 수삽 부품(50)의 실장을 위한 솔더를 인쇄하는 데에 있어, 구조적인 간 섭을 받지 않을 수 있게 된다. 도 4에는 이러한 지지부재(18)가 플레이트(12)의 일측 단부에 형성되어 있는 모습이 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 솔더 인쇄에 영향을 주지 않는 범위 내에서 플레이트(12) 하면 곳곳에 마련될 수도 있음은 물론이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 지지부재에 의해 지지된 상태에서, 스퀴지(40)를 이용하여 솔더(42)를 인쇄하게 되면, 플레이트(12)의 상면을 따라 이동하던 솔더(42)는 플레이트(12)에 형성된 관통홀(14)을 통해 기판(20), 보다 구체적으로 기판(20)에 마련된 홀(24)에 인쇄될 수 있게 된다. 이 홀(24)은 수삽 부품(50)이 삽입되기 위해 마련된 것으로서, 그 내벽에는 기판(20)의 상하 접속을 위한 비아부(26)가 마련된다.

한편, 플레이트(12)에는 하향 돌출되는 노즐부(16)가 마련된다. 이 노즐부(16)는 관통홀(14)의 위치에 상응하는 위치에 마련되고, 노즐부(16)의 하측 단부는 기판(20)으로부터 소정 거리 이격된다. 즉, 플레이트(12)의 하면으로부터 지지부(18)의 하단에 이르는 거리가, 노즐부(16)의 하단에 이르는 거리보다 긴 구조를 갖는 마스크(10)의 특성에 의해 노즐부(16)가 기판(20)으로부터 이격될 수 있게 되는 것이다.

이렇게 노즐부(16)가 기판(20)으로부터 이격된 상태에서 솔더(42)를 인쇄하게 되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 솔더(42)는 노즐부(16)에 의해 가이드 되어 기판(20), 보다 구체적으로 기판(20)에 마련된 홀(24) 상에 인쇄된다. 인쇄 후 마스크(10)를 제거하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 인쇄된 제2 솔더(44)의 일부는 홀(24) 내부에 위치하게 되고, 또 다른 일부는 홀(24)의 상부에 위치하여 볼록한 형상을 갖게 된다.

그리고 나서, 수삽 부품(50)을 홀(24)에 삽입한 뒤(도 7 참조), 2차 리플로우를 수행하면, 도 8에 도시된 바와 같이 수삽 부품(50)과 표면실장 부품(30)에 대한 실장을 완료할 수 있게 된다. 도 8의 참조번호 44'는 2차 리플로우 공정을 거친 제2 솔더를 나타낸다.

한편, 이상의 실시예에서는 표면실장 부품(30)에 대한 1차 리플로우와 수삽 부품(50)에 대한 2차 리플로우를 각각 나누어 수행하는 경우를 제시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 수삽 부품(50) 삽입 후 일괄적으로 리플로우를 수행할 수도 있을 것이다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.

도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 마스크를 나타내는 단면도.

도 2 내지 도 8은 본 발명의 다른 측면에 따른 인쇄회로기판 제조방법의 각 공정을 나타내는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 마스크

12: 플레이트

14: 관통홀

16: 노즐부

18: 지지부재

20: 절연기판

22, 22': 솔더

24: 홀

26: 비아부

30: 표면실장 부품

40: 스퀴지

42, 44, 44': 솔더

50: 수삽 부품

Claims

인쇄회로기판에 솔더를 인쇄하기 위한 마스크로서,

관통홀이 천공된 플레이트;

상기 관통홀에 상응하여 상기 플레이트로부터 하향 돌출되도록 마련되는 노즐부;

상기 플레이트를 지지하도록 상기 플레이트의 하면에 하향 돌출되도록 마련되는 지지부재를 포함하는 마스크.
제1항에 있어서,

상기 플레이트의 하면으로부터 상기 지지부재의 하단에 이르는 거리는,

상기 플레이트의 하면으로부터 상기 노즐부의 하단에 이르는 거리보다 긴 것을 특징으로 하는 마스크.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 플레이트는 금속 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마스크.
표면실장 부품 및 수삽 부품이 실장되는 인쇄회로기판을 제조하는 방법으로서,

기판의 표면에 표면실장 부품용 제1 솔더를 인쇄하는 단계;

상기 제1 솔더에 상기 표면실장 부품을 실장하는 단계;

제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 마스크를 이용하여, 상기 기판에 마련된 홀에 수삽 부품용 제2 솔더를 인쇄하는 단계; 및

상기 수삽 부품을 상기 홀에 삽입하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판 제조방법.
제4항에 있어서,

상기 표면실장 부품을 실장하는 단계와 상기 제2 솔더를 인쇄하는 단계 사이에, 1차 리플로우를 수행하고,

상기 수삽 부품을 상기 홀에 삽입하는 단계 이후에, 2차 리플로우를 수행하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법.