KR20110062523A - 리지드-플렉시블 기판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리지드-플렉시블 기판의 제조방법에 관련된 것으로서, (A) 리지드 영역과 플렉시블 영역으로 구분되며, 상기 플렉시블 영역에 노출된 패드부를 포함하는 플렉시블 기판을 제공하는 단계, (B) 상기 패드부 상에 보호 잉크를 형성하는 단계, (C) 상기 리지드 영역에 리지드 절연층을 적층하고, 상기 보호 잉크를 포함하여 상기 리지드 절연층에 금속층을 적층하는 단계, (D) 상기 금속층을 패터닝하여 상기 보호 잉크 상에 형성된 보호 금속층을 포함하는 외층 회로층을 형성하는 단계, 및 (E) 상기 보호 금속층과 상기 보호 잉크를 제거하는 단계를 포함한다.

리지드 영역, 플렉시블 영역, 보호 잉크, 보호 금속층, 폴리이미드

Description

리지드-플렉시블 기판의 제조방법{Method for Manufacturing Rigid-flexible Printed Circuit Board}

본 발명은 리지드-플렉시블 기판의 제조방법에 관한 것이다.

IC(Integrated Circuit)와 같은 여러 가지 전자부품들을 적절히 배치하여 서로를 전기적으로 연결하고, 전원 등을 공급해주어야 비로소 설계된 의도대로 동작하는 전자제품이 된다. 이와 같이 전자부품을 설치하는 바탕이 되고, 부품들을 전기적으로 연결해주는 것이 바로 인쇄회로기판(PCB)이다.

현재 인쇄회로기판 분야는 차세대 반도체 패키지 기판, 우주항공/정밀용 입체 기판, 리지드-플렉시블 기판, 고다층 초박 임피던스 보드 등 특수 고부가가치 인쇄회로기판의 개발에 주력하고 있다.

그 중에서 리지드-플렉시블 기판은 기존의 다층 인쇄회로기판(MLB) 기술과 플렉시블(FPCB) 기술이 함께 접목된 기술로서, 현재 카메라 모듈, 핸드폰 모듈 등에 광범위하게 적용되고 있는데, 다층 인쇄회로기판이나 플렉시블 인쇄회로기판은 별도의 커넥터 사용으로 인하여 공간 문제, 접속신뢰성 문제 및 부품 실장성 문제를 안고 있었으나, 리지드-플렉시블 기판은 이러한 문제점을 개선할 수 있고, 부품실장기판의 기능과 인터페이스의 기능을 동시에 수행할 수 있다.

한편, 리지드-플렉시블 기판의 경우 플렉시블 영역에 노출된 패드(Pad)가 존재하는 경우가 많다. 리지드-플렉시블 기판의 제조에 있어서, 플렉시블 영역에 존재하는 노출된 패드를 보호하기 위해 보호 잉크(에칭액 레지스트 잉크)를 사용한다.

그러나, 도 1에 도시된 것과 같이 완성된 리지드- 플렉시블 기판의 패드(5)에 불량이 발생하는 경우가 빈번하다. 그 이유는 보호 잉크가 커버층과 밀착력이 약하여 공정 진행중 외층 금속층 위로 잉크가 붙은 채 떨어지거나, 제조공정의 진행중에 외력에 의해 보호 잉크에 균열(crack)이 발생하여 에칭 공정에서 사용되는 에칭액이 패드(5)까지 에칭시키기 때문이다.

자재 업체의 경우 보호 잉크의 플렉시블리티(flexibility)를 향상시키는 방법으로 잉크의 균열을 방지하고자 노력하고 있으나, 플렉시블리티를 높이는 경우 잉크의 박리성을 저해하는 또 다른 문제점이 발생하여 자재 개발에 난해를 겪고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 보호 잉크 등 자재의 변경 없이 노출된 패드의 불량을 방지하여 공정 수율을 향상시킬 수 있는 리지드-플렉시블 기판의 제조방법을 제안하는데 목적이 있다.

본 발명은 리지드-플렉시블 기판의 제조방법에 관련된 것으로, (A) 리지드 영역과 플렉시블 영역으로 구분되며, 상기 플렉시블 영역에 노출된 패드부를 포함하는 플렉시블 기판을 제공하는 단계, (B) 상기 패드부 상에 보호 잉크를 형성하는 단계, (C) 상기 리지드 영역에 리지드 절연층을 적층하고, 상기 보호 잉크를 포함하여 상기 리지드 절연층에 금속층을 적층하는 단계, (D) 상기 금속층을 패터닝하여 상기 보호 잉크 상에 형성된 보호 금속층을 포함하는 외층 회로층을 형성하는 단계, 및 (F) 상기 보호 금속층과 상기 보호 잉크를 제거하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명에서 상기 (B) 단계는, (B-1) 상기 패드부 상에 상기 보호 잉크를 적층하는 단계, 및 (B-2) 상기 보호 잉크가 편평하게 경화되도록 반경화상태에서 외압을 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 (C) 단계에서, 상기 리지드 절연층과 상기 금속층은 상기 플렉시블 기판의 양면에 적층하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 (C) 단계는, (C-1) 상기 리지드 영역에 리지드 절연층을 적층하는 단계, (C-2) 상기 리지드 영역과 상기 플렉시블 영역에 대응하는 금 속층을 상기 리지드 절연층 상에 적층하는 단계 및 (C-3) 상기 플렉시블 영역의 상기 금속층이 상기 보호 잉크를 커버하도록 외압을 가하여 접착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 (D) 단계에서, 상기 보호 금속층은 상기 패드부보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 (F) 단계에서, 상기 보호 금속층은 상기 보호 금속층과 상기 보호 잉크의 접착력보다 접착력이 강한 테이프를 이용하여 제거하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 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 발명은 리지드-플렉시블 기판의 플렉시블 영역에 존재하는 노출된 패드의 불량을 방지하여 공정 수율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 보호 잉크 등의 자재의 변경 없이 기판의 제조공정이 진행되므로 설비, 재료비가 절감된다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 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 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리지드-플렉시블 기판의 제조공정도이다. 이하, 이를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리지드-플렉시블 기판의 제조방법에 대해 설명하기로 한다.

먼저, 도 2에 도시된 것과 같이 리지드 영역(이하 R 영역)과 플렉시블 영역(이하 F 영역)으로 구분되며, 상기 플렉시블 영역에 노출된 패드부를 포함하는 플렉시블 기판을 제공한다.

여기서, 플렉시블 기판(10)은 플렉시블 수지층(12), 플렉시블 수지층(12) 상에 형성된 내층 회로층(14), 커버레이(16), F 영역에 노출된 패드부(18)를 포함한 다.

플렉시블 수지층(12)은 플렉시블 기판(10)의 코어층에 해당하며, 플렉시블한 특징이 있고, 예를 들면, 폴리이미드 수지, 폴리에테르 이미드 수지, 폴리아미드 이미드 수지 같은 폴리이미드 수지계, 또는 폴리아미드 수지계, 폴리에스테르 수지계가 채용될 수 있다. 특히 폴리이미드 수지계가 바람직하다.

내층 회로층(14)은 플렉시블 수지층(12) 상에 형성된 동박층을 패턴화하여 형성되며, 커버레이(16)는 내층 회로층(14)을 보호하며 플렉시블하고, 내열성, 절연성을 갖는 예를 들면, 폴리이미드 수지가 바람직하다. 또한, 커버레이(16)는 일면에 접착제가 도포된 필름타입이 적용될 수 있다.

F 영역에 노출된 패드부(18)는 내층 회로층(14)을 이루는 하나의 회로패턴으로 F 영역에 위치하고 커버레이(16)가 제거되어 노출된다.

이러한, 플렉시블 기판(10)의 제조방법 및 제조단계는 공지된 기술인바 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 도 2에 도시된 플렉시블 기판은 R 영역과 F 영역이 외관상 구분은 되지 않으나, 기판의 제조에 있어서 기판의 설계단계에서 예정되는 임의의 영역이다. 이러한 두 영역의 구분은 후술하는 바와 같이(도 4 참조) 리지드 절연층이 적층됨으로써 외관상 구분된다. 또한, 도 2에 도시된 것과 같이 노출된 패드부가 위치한 영역이 F 영역으로 볼 수 있다.

다음, 도 3에 도시된 것과 같이 상기 패드부(18) 상에 보호 잉크(20)를 형성한다.

보호 잉크(20)는 F 영역에 노출된 패드부(18)를 외부환경으로부터 보호하기 위한 보호층이다. 특히, 기판 제조에 있어서 에칭단계를 거치는데, 이러한 보호 잉크(20)는 패드부(18)를 에칭액으로부터 보호하기 위한 에칭액 레지스트 잉크인 것이 바람직하다.

보호 잉크(20)는 패드부(18)에 도포한 후 자외선 또는 열로 경화하는 과정을 거침으로써 형성된다.

특히, 보호 잉크(20)는 패드부(18) 상에 상기 보호 잉크(20)를 도포한 후, 보호 잉크(20)가 편평하게 경화되도록 반경화상태에서 외압을 주어 경화되는 것을 특징으로 한다.

패드부(18) 전체를 덮도록 보호 잉크(20)를 도포하고, 자외선 또는 열을 이용하여 경화시키는 도중에 반경화 상태가 되면, 편평한 도구 등을 이용하여 보호 잉크(20)에 외압을 가함으로써 보호 잉크(20)의 상면이 평면에 가까워지도록 한다. 보호 잉크(20)의 상면이 편평하면 도 4를 참조하여 후술하는 것과 같이 보호 잉크(20)에 금속층(40)을 접착시키기에 용이하다.

그리고, 도 4에 도시된 것과 같이 R 영역에 리지드 절연층(30)을 적층하고, 보호 잉크(20)를 포함하여 리지드 절연층(30)에 금속층(40)을 적층한다.

리지드 절연층(30)이 적층되는 영역은 R 영역을 이루고, 그 이외의 영역은 F 영역을 이룬다. 리지드 절연층(30)은 일정한 강도를 지닌 절연층으로 열을 가하면 용융되는 프리프레그 또는 본딩시트를 채용하는 것이 바람직하다.

금속층(40)은 리지드 절연층(30)에 적층되어 이후에 외부 회로층을 구성하게 되며, 일부는 보호 잉크(20) 상에 접착하여 보호 잉크(20)를 보호하는 보호 금속층이 된다.

이러한 리지드 절연층(30)과 금속층(40)의 적층은 플렉시블 기판(10)의 크기와 모양에 대응하는 금속층(40)과 금속층(40)의 R 영역에 대응하는 부분에 절연층이 형성된 프리프레그를 플렉시블 기판(10)에 적층함으로써 수행될 수 있다.

또한, R 영역에 리지드 절연층(30)을 적층하고, 플렉시블 기판의 크기와 형상에 대응하는 금속층(40)을 리지드 절연층(30) 상에 적층한 후, F 영역의 금속층이 보호 잉크(20)를 커버하도록 외압을 가하여 접착시키는 방법으로 수행될 수 있다.

외부 회로층 형성의 신뢰성을 높이기 위해 다소 두꺼운 금속층(40)을 리지드 절연층(30) 상에 적층하는 경우, 보호 잉크(20) 상에 금속층(40)을 접착시키기 위해 외압을 사용하여 금속층(40)을 보호 잉크에 접착시키는 단계가 요구된다.

그리고, 도 4에 도시된 것과 같이 리지드 절연층(30)과 금속층(40)은 플렉시 블 기판(10)의 양면에 적층될 수 있다. 그에 따라 리지드-플렉시블 기판은 대칭 구조를 가질 수 있고, 패드부(18)가 F 영역의 양면에 노출된 경우라도 보호 잉크(20)의 형성과 더불어 본 발명에 따른 기판의 제조방법이 적용될 수 있다.

그 후, 도 5에 도시된 것과 같이 금속층(40)을 패터닝하여 상기 보호 잉크(20) 상에 형성된 보호 금속층(44)을 포함하는 외층 회로층(42)을 형성한다.

금속층(40) 상에 드라이 필름을 위치시키고, 아트워크 필름과 자외선을 이용한 노광과정, 현상액을 이용한 현상과정, 및 에칭과정을 통해 외층 회로층(42)을 형성한다.

이때, 보호 잉크(20) 상에 보호 금속층(44)이 형성되도록 패터닝한다. 이러한 보호 금속층(44)은 보호 잉크(20)와 더불어 보호 잉크(20) 하의 패드부(18)를 에칭액으로부터 보호하고, 보호 잉크(20)에 균열이 생긴 경우라고 보호 금속층(44)을 형성하여 보호 잉크(20)의 균열 사이로 에칭액이 침투하지 못하도록 보호한다.

따라서, 보호 금속층(44)은 패드부(18)보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 패드부(18)를 1차 보호하는 것은 보호 잉크(20)인데 보호 잉크(20)에 균열이 발생한 경우 패드부(18)에 대응하는 부위의 균열에 에칭액이 침투하지 않게 하기 위해 보호 금속층(44)은 패드부(20)의 크기보다 큰 면적을 갖고 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 보호 금속층(44)이 보호 잉크(20) 전면을 덮도록 형성될 수도 있다. 이는 도 3을 참조하여 상술한 것과 같이 보호 잉크(20)의 상면이 편평하게 형성된 경우에 더욱 용이하게 실시될 수 있다.

한편, 플렉시블 수지층(12)에 형성된 내층 회로층(14)과 금속층(40)을 연결하는 비아를 형성한 후 외층 회로층(42)을 형성할 수 있다. 이러한 비아의 형성과정은 공지된 기술인바 상세한 설명은 생략하기로 한다.

마지막으로, 보호 금속층(44)과 보호 잉크(20)를 제거한다. 이러한 과정은 에칭단계가 모두 종료된 후 패드부(18)의 손상이 예정되지 않는 단계에서 이루어진다.

우선, 도 6에 도시된 것과 같이 보호 금속층(44)을 제거한다. 연마제거 등 물리적인 방법에 의해서 제거될 수 있다.

보호 금속층(44)은 보호 잉크(20)와 접착되어 있으나, 수지 접착제를 사용한 접착과 달리 접착력이 강하지는 아니하다. 따라서, 보호 금속층(44)과 보호 잉크(20) 사이의 접착력보다 접착력이 센 테이프를 사용하여 보호 금속층(44)을 제거하는 것이 바람직하다. 테이프를 이용하면, 보호 금속층(44)을 신속히 제거할 수 있다.

그리고, 도 7에 도시된 것과 같이 보호 잉크(20)를 제거한다. 보호 잉크(20)는 박리액을 이용하여 제거될 수 있다. 보호 잉크(20)가 제거되면 도 7에 도시된 것과 같이 완성된 리지드-플렉시블 기판이 완성된다.

한편 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

도 1은 플렉시블 영역의 노출된 패드부에 불량이 발생한 리지드-플렉시블 기판의 단면도이다.

도 2 내지 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리지드-플렉시블 기판의 제조공정을 나타내는 순서도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

F 영역 : 플렉시블 영역 R 영역 : 리지드 영역

10 : 플렉시블 기판 12 : 플렉시블 수지층

14 : 내층 회로층 16 : 커버레이

18 : 패드부 20 : 보호 잉크

30 : 리지드 절연층 40 : 금속층

42 : 외층 회로층 44 : 보호 회로층

Claims (6)

1. (A) 리지드 영역과 플렉시블 영역으로 구분되며, 상기 플렉시블 영역에 노출된 패드부를 포함하는 플렉시블 기판을 제공하는 단계;

   (B) 상기 패드부 상에 보호 잉크를 형성하는 단계;

   (C) 상기 리지드 영역에 리지드 절연층을 적층하고, 상기 보호 잉크를 포함하여 상기 리지드 절연층에 금속층을 적층하는 단계;

   (D) 상기 금속층을 패터닝하여 상기 보호 잉크 상에 형성된 보호 금속층을 포함하는 외층 회로층을 형성하는 단계; 및

   (E) 상기 보호 금속층과 상기 보호 잉크를 제거하는 단계;

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

   상기 (B) 단계는,

   (B-1) 상기 패드부 상에 상기 보호 잉크를 적층하는 단계; 및

   (B-2) 상기 보호 잉크가 편평하게 경화되도록 반경화상태에서 외압을 가하는 단계;

   를 포함하는 리지드-플렉시블 기판의 제조방법.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 (C) 단계에서,

   상기 리지드 절연층과 상기 금속층은 상기 플렉시블 기판의 양면에 적층하는 것을 특징으로 하는 리지드-플렉시블 기판의 제조방법.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 (C) 단계는,

   (C-1) 상기 리지드 영역에 리지드 절연층을 적층하는 단계;

   (C-2) 상기 리지드 영역과 상기 플렉시블 영역에 대응하는 금속층을 상기 리지드 절연층 상에 적층하는 단계; 및

   (C-3) 상기 플렉시블 영역의 상기 금속층이 상기 보호 잉크를 커버하도록 외압을 가하여 접착하는 단계;

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

   상기 (D) 단계에서,

   상기 보호 금속층은 상기 패드부보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 리 지드-플렉시블 기판의 제조방법.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 (E) 단계에서,

   상기 보호 금속층은 상기 보호 금속층과 상기 보호 잉크 사이의 접착력보다 접착력이 강한 테이프를 이용하여 제거하는 것을 특징으로 하는 리지드-플렉시블 기판의 제조방법.

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