KR20110052326A - 리지드-플렉시블 기판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리지드-플렉시블 기판의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 리지드-플렉시블 기판의 제조방법은 (A) 리지드 영역과 플렉시블 영역으로 구획된 베이스 기판에 패드를 포함하는 내층 회로패턴을 형성하는 단계, (B) 상기 플렉시블 영역에 상기 패드가 노출되도록 커버레이를 형성하고, 상기 리지드 영역에 절연층을 적층하는 단계, (C) 상기 플렉시블 영역에 필러블 잉크를 도포한 후 상기 리지드 영역에 디스미어 공정를 수행하는 단계, (D) 상기 필러블 잉크를 제거하는 단계 및 (E) 상기 리지드 영역에 외층 회로패턴을 형성하는 단계를 포함하여 구성되며, 필러블 잉크를 플렉시블 영역에 도포하여 패드를 보호함으로써 디스미어 어택을 막을 수 있는 장점이 있다.

리지드-플렉시블 기판, 필러블 잉크, 드라이 필름, 패드, 디스미어

Description

리지드-플렉시블 기판의 제조방법{Fabricating Method of Rigid-Flexible substrate}

본 발명은 리지드-플렉시블 기판의 제조방법에 관한 것이다.

최근, 반도체 소자의 집적도가 점점 높아지고 있고, 그에 따라 반도체 소자와 외부회로를 접속하기 위한 반도체 소자 상에 배설되는 접속단자(pad)의 수는 증대하고 또 배설밀도도 높아지고 있는 추세이다. 예컨대, 실리콘 등으로 이루어진 반도체 소자의 최소 가공 치수가 약 0.2㎛정도 일 때, 10mm 정도의 반도체 소자에 약 1000개의 접속단자가 필요하다.

또한, 이와 같이 반도체 소자가 탑재되는 반도체 패키지 등의 반도체 장치에 있어서는, 실장 밀도의 향상 등을 위해 소형화, 박형화가 요구되고 있으며, 특히, 노트북 PC(personal computer), PDA, 휴대전화 등의 휴대용 정보기기 등에 대응하기 위해서는 반도체 패키지의 소형화, 박형화가 큰 과제이다.

반도체 소자를 패키지화하기 위해서는 반도체소자를 배선기판 상에 탑재함과 더불어 반도체소자의 접속단자와 배선기판 상의 접속단자를 접속할 필요가 있다. 그렇지만, 약 10mm 정도의 반도체 소자의 주위에 약 1000개의 접속단자를 배설하는 경우, 그 배설 피치(pitch)는 약 40㎛ 정도로 매우 미세한 것으로 된다. 이와 같은 미세한 피치로 배설된 접속단자를 배선기판에 배설된 접속단자와 접속하기 위해서는, 배선기판 상의 배선형성이나 접속할 때의 위치 정합에 매우 높은 정밀도가 요구되어, 종래의 와이어 본딩(wire bonding) 기술이나 TAB(Tape Automated Bonding) 기술로 대응하는 것은 매우 곤란한 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 리지드 기판과 플렉시블 기판이 구조적으로 결합되어 별도의 커넥터의 사용 없이 리지드 영역과 플렉시블 영역이 상호 연결된 구조를 갖는 리지드-플렉시블 기판(Rigidflexible Printed Circuit Board)의 사용이 점점 더 증가하고 있으며, 특히 리지드-플렉시블 기판은 모바일 기기의 고기능화에 따른 실장부품의 고집적화와 파인 피치의 요구에 대응하여 커넥터 사용에 의한 불필요한 공간을 제거하여 고집적화를 요구하는 휴대전화 등의 소형 단말기에 주로 사용되고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 리지드-플렉시블 기판의 단면도이며, 이를 참조하여 종래기술의 문제점을 살펴보도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 리지드-플렉시블 기판(20)은 리지드 영역(R)과 플렉시블 영역(F)으로 구획된다. 제조공정을 상세히 살펴보면, 폴리이미드층(3)에 패드(4)를 포함한 내층 회로패턴(5)을 형성하고 패드(4)가 노출되도록 커버레이(6; coverlay)를 부착한다. 그 후, 리지드 영역(R)에 절연층(7)을 적층하고 비아(8) 또는 스루홀(9)을 포함한 외층 회로패턴(10)을 형성한다. 여기서, 리지드 영역(R)의 비아홀 등을 가공할 때 절연층(7)이 녹아 스미어(smear)가 존재하게 되고, 이를 제거하기 위해서 디스미어(de-smear) 공정을 수행해야한다. 그런데, 종래기술은 패드(4)가 플렉시블 영역(F)에 노출된 상태에서 디스미어 공정을 수행해야 하므로, 디스미어 공정 시 사용하는 과망간산, 크롬산 또는 황산이 플렉시블 영역(F)에 침투하여 폴리이미드층(3)와 패드(4) 사이의 계면을 들뜨게 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 필러블 잉크(peelabe ink)를 채용하여 디스미어 어택을 최소화할 수 있는 리지드-플렉시블 기판의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리지드-플렉시블 기판의 제조방법은 (A) 리지드 영역과 플렉시블 영역으로 구획된 베이스 기판에 패드를 포함하는 내층 회로패턴을 형성하는 단계, (B) 상기 플렉시블 영역에 상기 패드가 노출되도록 커버레이를 형성하고, 상기 리지드 영역에 절연층을 적층하는 단계, (C) 상기 플렉시블 영역에 필러블 잉크를 도포한 후 상기 리지드 영역에 디스미어 공정를 수행하는 단계, (D) 상기 필러블 잉크를 제거하는 단계 및 (E) 상기 리지드 영역에 외층 회로패턴을 형성하는 단계를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 (C) 단계에서, 상기 필러블 잉크를 상기 리지드 영역까지 연장하여 상기 절연층에 접착하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (B) 단계에서, 상기 절연층에 연성동박적층판을 적층하고, 상기 (C) 단계에서, 상기 연성동박적층판을 소정패턴으로 제거하여 상기 절연층을 노출한 후 상기 필러블 잉크를 상기 리지드 영역까지 연장하여 노출된 상기 절연층에 접착하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 소정패턴은 직사각형인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (E) 단계 이전에, 상기 플렉시블 영역에 드라이 필름을 도포하고, 상기 (E) 단계 이후에, 상기 드라이 필름을 제거하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (A) 단계에서, 상기 베이스 기판은 폴리이미드인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (B) 단계에서, 상기 절연층은 프리프레그인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따르면, 필러블 잉크를 플렉시블 영역에 도포하여 패드를 보호함으로써 디스미어 어택을 막을 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 절연층에 필러블 잉크를 접착함으로써 필러블 잉크를 안정적으로 고정할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2 내지 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리지드-플렉시블 기판의 제조공정을 공정순서대로 도시한 공정단면도이다.

도 2 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 리지드-플렉시블 기판의 제조방법은 (A) 리지드 영역(R)과 플렉시블 영역(F)으로 구획된 베이스 기판(100)에 패드(110)를 포함하는 내층 회로패턴(120)을 형성하는 단계, (B) 플렉시블 영역(F)에 패드(110)가 노출되도록 커버레이(130)를 형성하고, 리지드 영역(R)에 절연층(140)을 적층하는 단계, (C) 플렉시블 영역(F)에 필러블 잉크(150; peelabe ink)를 도포한 후 리지드 영역(R)에 디스미어 공정를 수행하는 단계, (D) 필러블 잉크(150)를 제거하는 단계 및 (E) 리지드 영역(R)에 외층 회로패턴(160)을 형성하는 단계를 포함하는 구성이다. 또한, 외층 회로패턴(160)을 형성하기 전 플렉시블 영역(F)에 드라이 필름(180)을 도포하고, 외층 회로패턴(160)을 형성한 후 드라이 필름(180)을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.

도면상 본 실시예는 플렉시블 영역(F)의 일면에 패드(110), 필러블 잉크(150) 또는 드라이 필름(180) 등을 형성하는 공정을 도시하고 있지만, 이에 한정하는 것은 아니고 플렉시블 영역(F)의 양면에 패드(110), 필러블 잉크(150) 또는 드라이 필름(180) 등을 형성하는 공정도 본 실시예의 범주에 포함된다.

우선, 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스 기판(100)에 패드(110)를 포함한 내층 회로패턴(120)을 형성하는 단계이다. 여기서, 베이스 기판(100)은 리지드 영역(R)과 플렉시블 영역(F)으로 구획되며, 베이스 기판(100)은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 고분자 소재로 내마모성, 내열성, 자기윤활성, 내크리이프성, 전기절연성 등이 뛰어날 뿐만 아니라, 진공 상태에서의 플라즈마 특성이 우수하여 고온고압 작업에 적합한 폴리이미드를 이용하는 것이 바람직하다.

한편, 패드(110)를 포함한 내층 회로패턴(120)은 연성동박적층판에 에칭 레지스트 패턴을 이용한 사진 식각 공정을 수행하여 형성할 수 있고, 내층 회로패턴(120) 중 패드(110)는 플렉시블 영역(F)에 형성된다.

다음, 도 3에 도시된 바와 같이, 커버레이(130)를 형성하고, 리지드 영역(R)에 절연층(140)을 적층하는 단계이다. 여기서, 커버레이(130)는 플렉시블 영역(F)에 패드(110)가 노출되도록 형성되며, 플렉시블 영역(F)을 외부 환경으로부터 보호하기 위한 것이다. 예를 들어, 커버레이(130)는 접착제를 이용하여 베이스 기판(100)에 예비 부착된 상태에서 수작업에 의해 인두로 가접합시킨 후, 프레스로 가압함으로써 베이스 기판(100)에 부착할 수 있다. 또한, 커버레이(130)의 재료로는 폴리이미드 필름을 사용할 수 있다.

한편, 절연층(140)은 플렉시블 영역(F)과 리지드 영역(R) 중 리지드 영역(R)에만 선택적으로 형성한다. 또한, 절연층(140)은 후술할 단계에서 도포할 필러블 잉크(150)를 접착시켜 고정하는 역할을 할 수 있다. 따라서, 절연층(140)으로 접착력이 뛰어난 프리프레그(prepreg)를 활용하는 것이 바람직하다. 그리고, 다층구조의 리지드-플렉시블 기판을 제작하기 위해서 절연층(140)에는 연성동박적층판(170)을 더 적층할 수 있다. 또한, 절연층(140)과 연성동박적층판(170)에 비아홀(175) 또는 스루홀(177)을 CO₂ 레이저 또는 CNC(Computer Numerical Control) 드릴 등을 이용하여 가공하는데, 이때 발생하는 높은 열로 인하여 절연층(140)과 연성동박적층판(170)이 녹아 스미어(S; smear)가 생성된다.

다음, 도 4a 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 플렉시블 영역(F)에 필러블 잉크(150)를 도포한 후, 디스미어(de-smear) 공정을 수행하는 단계이다. 여기서, 필 러블 잉크(150)는 디스미어 공정를 수행할 때 사용하는 과망간산, 크롬산 또는 황산이 플렉시블 영역(F)에 노출된 패드(110)에 침투하는 것을 방지하는 역할을 하므로, 필러블 잉크(150)는 디스미어 공정가 완료될 때까지 박리 되어서는 않된다. 따라서, 필러블 잉크(150)는 리지드 영역(R)까지 연장하여 절연층(140)에 접착하는 것이 바람직하다(도 4b 참조). 여기서, 리지드 영역(R)이란 반드시 외층 회로패턴(160)을 형성할 영역에 한정되는 것은 아니고 외층 회로패턴(160)이 형성되지 않는 더미 영역까지 포함하는 개념이다. 또한, 전술한 단계에서 절연층(140)에 연성동박적층판(170)을 적층한 경우 본 단계에서 연성동박적층판(170)을 소정패턴(173)으로 제거하여 절연층(140)을 노출시킨 후 필러블 잉크(150)를 노출시킨 절연층(140)에 접착시킬 수 있다. 이때, 연성동박적층판(170)은 타발 공정을 통해 소정패턴(173)으로 제거할 수 있고, 소정패턴(173)은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 필러블 잉크(150)와 절연층(140)의 밀착력을 확보하고 타발 공정의 용이성을 위해서 소정패턴(173)은 직사각형인 것이 바람직하다. 또한, 필러블 잉크(150)의 도포방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 스크린 프린팅을 이용하여 도포할 수 있다.

필러블 잉크(150)를 도포한 후, 비아홀(175) 또는 스루홀(177)에 생성된 스미어를 제거하는 디스미어 공정을 수행한다. 이때, 디스미어 공정 중 사용하는 과망간산 크롬산 또는 황산이 패드(110)에 침투하는 것을 필러블 잉크(150)가 완벽히 차단해 주므로 디스미어 어택을 방지할 수 있다.

다음, 도 5에 도시된 바와 같이, 필러블 잉크(150)를 제거하는 단계이다. 필러블 잉크(150)는 전술한 디스미어 공정 중 패드(110)를 보호하기 위한 것으로, 디스미어 공정이 종료하였으므로 제거하는 것이다. 본래 필러블 잉크(150)는 박리가 쉬운 특성을 가지므로 본 단계에서 용이하게 제거할 수 있다.

다음, 도 6에 도시된 바와 같이, 플렉시블 영역(F)에 드라이 필름(180)을 도포하는 단계이다. 여기서, 드라이 필름(180)은 후술할 단계에서 리지드 영역(R)에 외층 회로패턴(160)을 형성할 때 플렉시블 영역(F)을 보호하기 위한 것이다.

다음, 도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 리지드 영역(R)에 외층 회로패턴(160)을 형성하는 단계이다. 외층 회로패턴(160)은 도시된 바와 같이, 도금층(165)을 형성후 선택적 식각을 통해 회로패턴을 형성하는 서브트랙티브법(Subtractive)뿐만 아니라 SAP(Semi-Additive Process), MSAP(Modified Semi-Additive Process)를 이용할 수 있다. 전술한 방법들에서 도금 공정을 수행할 때, 플렉시블 영역(F)에 도포한 드라이 필름(180)은 도금 공정으로부터 플렉시블 영역(F)을 보호한다.

다음, 도 9에 도시된 바와 같이, 플렉시블 영역(F)에 도포한 드라이 필름(180)을 제거하는 단계이다. 본 단계에서 드라이 필름(180)을 제거함으로써 리지드-플렉시블 기판의 제작을 완료할 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 리지드-플렉시블 기판의 제조방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 리지드-플렉시블 기판의 단면도; 및

도 2 내지 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리지드-플렉시블 기판의 제조공정을 공정순서대로 도시한 공정단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 베이스 기판 110: 패드

120: 내층 회로패턴 130: 커버레이

140: 절연층 150: 필러블 잉크

160: 외층 회로패턴 165: 도금층

170: 연성동박적층판 173: 소정패턴

175: 비아홀 177: 스루홀

180: 드라이 필름 R: 리지드 영역

F: 플렉시블 영역 S: 스미어

Claims (7)

1. (A) 리지드 영역과 플렉시블 영역으로 구획된 베이스 기판에 패드를 포함하는 내층 회로패턴을 형성하는 단계;

   (B) 상기 플렉시블 영역에 상기 패드가 노출되도록 커버레이를 형성하고, 상기 리지드 영역에 절연층을 적층하는 단계;

   (C) 상기 플렉시블 영역에 필러블 잉크를 도포한 후 상기 리지드 영역에 디스미어 공정를 수행하는 단계;

   (D) 상기 필러블 잉크를 제거하는 단계; 및

   (E) 상기 리지드 영역에 외층 회로패턴을 형성하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 리지드-플렉시블 기판의 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 (C) 단계에서,

   상기 필러블 잉크를 상기 리지드 영역까지 연장하여 상기 절연층에 접착하는 것을 특징으로 하는 리지드-플렉시블 기판의 제조방법.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 (B) 단계에서,

   상기 절연층에 연성동박적층판을 적층하고,

   상기 (C) 단계에서,

   상기 연성동박적층판을 소정패턴으로 제거하여 상기 절연층을 노출한 후 상기 필러블 잉크를 상기 리지드 영역까지 연장하여 노출된 상기 절연층에 접착하는 것을 특징으로 하는 리지드-플렉시블 기판의 제조방법.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 소정패턴은 직사각형인 것을 특징으로 하는 리지드-플렉시블 기판의 제조방법.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 (E) 단계 이전에,

   상기 플렉시블 영역에 드라이 필름을 도포하고,

   상기 (E) 단계 이후에,

   상기 드라이 필름을 제거하는 것을 특징으로 하는 리지드-플렉시블 기판의 제조방법.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 (A) 단계에서,

   상기 베이스 기판은 폴리이미드인 것을 특징으로 하는 리지드-플렉시블 기판의 제조방법.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 (B) 단계에서,

   상기 절연층은 프리프레그인 것을 특징으로 하는 리지드-플렉시블 기판의 제조방법.

Images