KR20110139460A - 광 연성인쇄회로기판 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광 연성인쇄회로기판 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 기재층; 상기 기재층의 일부 영역상에 배치된 광도파로 패턴; 상기 광도파로 패턴을 포함한 상기 기재층상에 배치되며, 상기 광도파로 패턴에 의해 굴곡된 표면 프로파일을 갖는 절연층; 및 상기 기재층의 일면에 배치된 회로 배선;을 포함하는 광 연성인쇄회로기판 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

광 연성인쇄회로기판 및 이의 제조 방법{Optical fexible printed circuit board having optical waveguides and method manufacturing the same}

본 발명은 광 연성인쇄회로기판에 관한 것으로, 일부영역에 배치된 광도파로 패턴과 광도파로 패턴에 의해 표면 프로파일을 갖는 절연층을 갖는 광 연성인쇄회로기판 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

전자부품에서 데이터의 고속화 및 고용량화에 의해 종래 구리기반 전기배선을 이용한 인쇄회로기판 기술이 한계에 있어, 최근 광 인쇄회로기판에 대한 연구가 급속하게 이루어지고 있다.

광 인쇄회로기판은 광 신호를 전송하는 광도파로와 전기신호를 전송하는 금속배선을 구비함으로써, 데이터 전송의 대역폭을 증대시킬 수 있으며, 장거리 전송시 소비 전력을 낮출 수 있고, 배선밀도를 증가시킬 수 있다.

이와 같은, 광 인쇄회로기판의 제조는 고분자 중합체와 광섬유를 이용하여 빛으로 신호를 송수신할 수 있는 광도파로층과 금속배선층을 적층하여 형성하였다.

그러나, 광도파로층과 금속배선층을 적층하여 광 연성인쇄회로기판을 제조할 경우, 기판의 두께 증가로 인해 기판 자체의 굴곡 강성이 증가될 수 있다. 이에 따라, 기판이 휠 경우, 기판의 중심보다 기판의 에지면, 즉 기판의 상면 또는 하면에서 받는 굴곡 응력이 증가하게 된다. 이때, 광도파로층과 금속 배선층의 적층으로 인해, 금속 배선층 또는 광도파로층은 기판의 중심보다 에지면, 즉 기판의 상면 또는 하면에 가깝게 배치될 수 있으므로, 금속 배선층 또는 광도파로층은 굴곡 응력에 의해 쉽게 파손될 수 있다.

따라서, 굴곡 신뢰성을 가질 수 있는 광 연성인쇄회로기판에 대한 개발이 필요하다.

따라서, 본 발명은 광 연성인쇄회로기판에서 발생될 수 있는 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 구체적으로 일부영역에 배치된 광도파로 패턴과 광도파로 패턴에 의해 표면 프로파일을 갖는 절연층을 구비하여 굴곡 응력을 낮추어 굴곡 신뢰성을 가질 수 있는 연성인쇄회로기판 및 이의 제조 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 광 연성인쇄회로기판을 제공하는 것이다. 상기 광 연성인쇄회로기판은 기재층; 상기 기재층의 일부 영역상에 배치된 광도파로 패턴; 상기 광도파로 패턴을 포함한 상기 기재층상에 배치되며, 상기 광도파로 패턴에 의해 굴곡된 표면 프로파일을 갖는 절연층; 및 상기 기재층의 일면에 배치된 회로 배선;을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 회로 배선은 상기 표면 프로파일에서 다른 영역에 비해 낮은 영역과 대응된 상기 기재층의 하면에 배치되고, 상기 회로 배선을 포함한 상기 기재층의 하면에 배치된 커버레이를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 회로 배선은 상기 표면 프로파일에서 다른 영역에 비해 낮은 영역과 대응된 상기 기재층의 상면에 배치되고, 상기 절연층은 상기 회로 배선을 커버할 수 있다.

또한, 상기 기재층은 상기 광도파로 패턴에 의해 하부로 굴곡된 부가 표면 프로파일을 가질 수 있다.

또한, 상기 표면 프로파일과 상기 부가 표면 프로파일은 서로 상하로 대칭된 구조를 가질 수 있다.

본 발명의 다른 목적은 광 연성인쇄회로기판의 제조 방법을 제공하는 것이다. 상기 제조 방법은 기재층을 제공하는 단계; 상기 기재층의 일부 영역상에 광도파로 패턴을 형성하는 단계; 상기 광도파로 패턴을 포함한 상기 기재층상에 상기 광도파로 패턴에 의해 굴곡된 표면 프로파일을 갖는 절연층을 형성하는 단계; 및 상기 기재층의 적어도 일면에 회로 배선을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 광도파로 패턴을 형성하는 단계는,

상기 기재층 상에 하부 클래드 패턴을 형성하는 단계; 상기 하부 클래드 패턴상에 코아 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 코아 패턴을 포함한 상기 하부 클래드 패턴상에 상부 클래드 패턴을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 기재층을 제공하는 단계에서,

상기 기재층의 하면에 금속층을 더 구비하며,

상기 회로 배선은 상기 금속층을 패터닝하여 상기 표면 프로파일에서 다른 영역에 비해 낮은 영역과 대응되도록 형성할 수 있다.

또한, 상기 회로 배선을 포함한 상기 기재층의 하면에 커버레이를 더 형성할 수 있다.

또한, 상기 절연층은 절연필름을 이용한 열압착 공정으로 형성할 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 광 연성인쇄회로기판의 제조 방법을 제공하는 것이다. 상기 제조 방법은 상기 기재층의 일부 영역상에 광도파로 패턴을 형성하는 단계; 상기 광도파로 패턴을 포함한 상기 기재층상에 베이스 필름을 구비한 절연필름을 열압착하여, 상기 광도파로 패턴에 의해 굴곡된 표면 프로파일을 갖는 절연층과 상기 기재층에 상기 광도파로 패턴에 의해 하부로 굴곡된 부가 표면 프로파일을 형성하는 단계; 상기 베이스 필름을 제거하는 단계; 및 상기 기재층의 적어도 일면에 회로 배선을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 표면 프로파일과 상기 부가 표면 프로파일은 서로 상하로 대칭된 구조를 가질 수 있다.

또한, 상기 베이스 필름은 폴리에틸렌-테레프탈레이트(PET)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 광도파로 패턴을 형성하는 단계는,

상기 기재층 상에 하부 클래드 패턴을 형성하는 단계; 상기 하부 클래드 패턴상에 코아 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 코아 패턴을 포함한 상기 하부 클래드 패턴상에 상부 클래드 패턴을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 기재층을 제공하는 단계에서,

상기 기재층의 하면에 금속층을 더 구비하며, 상기 회로 배선은 상기 금속층을 패터닝하여 상기 표면 프로파일에서 다른 영역에 비해 낮은 영역과 대응되도록 형성할 수 있다.

또한, 상기 회로 배선을 포함한 상기 기재층의 하면에 커버레이를 더 형성할 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 광 연성인쇄회로기판의 제조 방법을 제공하는 것이다. 상기 제조 방법은 기재층의 상부에 회로 배선을 형성하는 단계; 상기 회로배선이 형성된 기재층 상부에 광도파로 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 광도파로 패턴 및 상기 회로 배선을 포함한 상기 기재층상에 배치되고, 상기 광도파로 패턴의 형성영역보다 상기 회로 배선의 형성영역이 낮은 높이를 가지도록 표면 프로파일을 갖는 절연층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 광도파로 패턴을 형성하는 단계는

상기 기재층 상에 하부 클래드 패턴을 형성하는 단계; 상기 하부 클래드 패턴상에 코아 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 코아 패턴을 포함한 상기 하부 클래드 패턴상에 상부 클래드 패턴을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 절연층은 절연필름을 이용한 열압착 공정으로 형성할 수 있다.

또한, 상기 절연층을 형성하는 과정에서 상기 광도파로 패턴에 의해 굴곡된 표면 프로파일을 갖는 절연층과 상기 기재층에 상기 광도파로 패턴에 의해 하부로 굴곡된 부가 표면 프로파일이 형성될 수 있다.

또한, 상기 표면 프로파일과 상기 부가 표면 프로파일은 서로 상하로 대칭된 구조를 가질 수 있다.

본 발명의 광 연성인쇄회로기판은 부분적으로 광도파로 패턴을 형성함으로써, 굴곡 강성을 낮출 수 있어, 굴곡 응력을 낮출 수 있다.

또한, 본 발명의 광 연성인쇄회로기판은 광도파로 패턴에 의해 표면 프로파일을 갖는 절연층을 형성함으로써, 회로배선은 다른 영역에 비해 얇은 두께를 갖는 영역에 형성하여, 회로배선에 인가되는 굴곡 응력을 낮출 수 있다.

또한, 본 발명의 광 연성인쇄회로기판은 광도파로 패턴과 대응되어 하부로 굴곡된 부가 프로파일을 가짐으로써, 광도파로 패턴의 위치가 기판의 중심으로 배치될 수 있으므로, 광도파로 패턴에 인가되는 굴곡 응력을 낮출 수 있다.

또한, 본 발명의 광 연성인쇄회로기판은 필요한 부분에 선택적으로 광도파로를 형성함으로써, 고가의 광도파로 재료를 절감할 수 있으므로, 제조 비용을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광 연성인쇄회로기판의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광 연성인쇄회로기판의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 광 연성인쇄회로기판의 단면도이다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 광 연성인쇄회로기판의 제조 공정을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.
도 10 내지 도 14는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 광 연성인쇄회로기판의 제조 공정을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.
도 15 내지 도 17은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 광 연성인쇄회로기판의 제조 공정을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.

이하, 본 발명의 실시예들은 광 연성인쇄회로기판의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다.

따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광 연성인쇄회로기판의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광 연성인쇄회로기판(100)은 기재층(110), 광도파로 패턴(120), 절연층(130) 및 회로 배선(140)을 포함할 수 있다.

구체적으로, 기재층(110)은 폴리이미드를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 기재층(110)의 재질에 대해서 한정하는 것은 아니며, 예컨대 기재층(110)은 유연성을 가지며 다른 수지로 형성될 수 있다. 여기서, 수지의 예로서는 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 및 우레탄계 수지등일 수 있다.

광도파로 패턴(120)은 기재층(110)의 일부영역상에 배치되어 있다. 즉, 광도파로 패턴(120)은 필요한 영역에만 선택적으로 배치되어 있을 수 있다.

광도파로 패턴(120)은 하부 클래드 패턴(121), 하부 클래드 패턴(121)상에 배치된 코아 패턴(122) 및 코아 패턴(122)을 포함한 하부 클래드 패턴(121)상에 배치된 상부 클래드 패턴(123)을 포함할 수 있다. 즉, 코아 패턴(122)은 상하부 클래드패턴(121, 123)에 의해 감싸져 있을 수 있다. 이때, 코아 패턴(122)은 상하부 클래드 패턴(121, 122)에 비해 높은 굴절율을 가짐으로써, 코아 패턴(122) 내로 입사된 광은 상하부 클래드 패턴(121, 123)에 의해 전반사되어 코아 패턴(122)을 통해 전송될 수 있다. 즉, 코아 패턴(122)은 광신호의 이동을 위한 채널의 역할을 할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 광도파로 패턴(120)은 사각형의 단면 형상을 가지는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태를 가질 수 있다.

이에 따라, 광 연성인쇄회로기판(100)내에서 광도파로 패턴(120)의 폭을 작게 형성함으로써, 광 연성인쇄회로기판(100)의 전체적인 굴곡 강성을 낮출 수 있어, 외부력에 의해 쉽게 굴곡 시킬 수 있다. 또한, 광 연성인쇄회로기판(100)의 전체적인 굴곡 강성을 낮춤으로써, 광 연성인쇄회로기판(100)이 휠 경우, 광 연성인쇄회로기판(100)의 상면 또는 하면에 인가된 굴곡 응력을 줄일 수 있다. 이에 따라, 광 연성인쇄회로기판(100)에 구비된 광도파로 패턴(120)이나 회로 배선(140)에 인가될 수 있는 굴곡 응력이 낮아지게 되어, 광도파로 패턴(120)이나 회로 배선(140)의 파손을 줄일 수 있다. 즉, 광 연성인쇄회로기판(100)의 굴곡 신뢰성을 높일 수 있다.

절연층(130)은 광도파로 패턴(120)을 포함한 기재층(110)상에 배치될 수 있다. 이때, 절연층(130)은 광도파로 패턴(120)을 덮도록 형성하여, 외력으로부터 광도파로 패턴(120)을 보호하는 역할을 수행할 수 있다. 이는, 광도파로 패턴(120)의 에지, 즉 각 모서리부는 약한 굴곡성을 가지므로 외력에 의해 쉽게 파손될 수 있기 때문이다.

절연층(130)은 광도파로 패턴(120)을 보호할 수 있는 내구성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 절연층(130)은 폴리 이미드계 수지, 에폭시계 수지 및 아크릴레이트계 수지등으로 형성될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서 이를 한정하는 것은 아니다.

절연층(130)은 광도파로 패턴(120)에 의해 상부로 굴곡된 표면 프로파일(131)을 가진다. 여기서, 기재층(110)의 상면을 기준으로, 광도파로 패턴(120)의 형성영역과 대응된 절연층(130)의 높이가 다른 영역에 해당하는 절연층(130)의 높이보다 클 수 있다. 즉, 광 연성인쇄회로기판(100)은 광도파로 패턴(120)의 형성영역을 제외한 다른 영역의 두께를 줄일 수 있다.

회로 배선(140)은 기재층(110)의 하면에 배치될 수 있다. 여기서, 회로 배선(140)은 절연층의 표면 프로파일(131)에서 다른 영역에 비해 낮은 영역과 대응되도록 배치될 수 있다. 즉, 회로 배선(140)은 광 연성인쇄회로기판(100)에서 작은 두께를 갖는 영역에 배치될 수 있다. 이에 따라, 회로 배선(140)은 광 연성인쇄회로기판(100)에서 가장 작은 굴곡 강성을 갖는 영역에 배치될 수 있어, 광 연성인쇄회로기판(100)이 휠 경우 회로 배선(140)에 인가된 굴곡 응력도 낮아질 수 있으므로, 회로 배선(140)이 굴곡 응력에 의해 파손되는 것을 줄일 수 있다.

이에 더하여, 회로 배선(140)을 포함한 기재층(110)의 하면에 커버레이(150)가 더 배치될 수 있다. 커버레이(150)는 회로 배선(140)을 보호하는 역할을 할 수 있다. 여기서, 커버레이(150)는 유전층(150a)과 접착층(150b)을 포함할 수 있다. 유전층(150a)을 형성하는 재질의 예로서는 폴리이미드일 수 있다. 이때, 접착층(150b)에 의해 커버레이(150)는 기재층(110)상에 부착될 수 있다.

그러나, 본 발명의 실시예에서 커버레이(150)의 형태를 한정하는 것은 아니며, 커버레이(150)는 유전체 물질을 도포하여 형성되는 것으로 유전층으로만 이루어질 수도 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서와 같이, 일부 영역에 광도파로 패턴을 형성하고, 광도파로 패턴에 의해 표면 프로파일을 갖는 절연층을 구비함으로써, 광 연성 인쇄회로기판의 굴곡 강성을 낮출 수 있다.

또한, 광 연성인쇄회로기판이 휠 경우, 광도파로 패턴 또는 회로 배선에 인가될 수 있는 굴곡 응력을 줄일 수 있어, 굴곡 신뢰성을 확보할 수 있다.

도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광 연성인쇄회로기판의 단면도이다.

여기서, 기재층에 부가 표면 프로파일을 갖는 것을 제외하고 앞서 설명한 제 1 실시예에 따른 광 연성인쇄회로기판과 동일한 기술적 구성을 구비한다. 따라서, 제 1 실시예와 반복된 설명은 생략하기로 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광 연성인쇄회로기판(200)은 기재층(210)과, 기재층(210)의 일부 영역상에 배치된 광도파로 패턴(220)과, 광도파로 패턴(220)을 포함한 기재층(210)상에 배치되며 광도파로 패턴(220)에 의해 굴곡된 표면 프로파일(231)을 갖는 절연층(230) 및 기재층(210)의 하면에 배치된 회로 배선(240)을 포함할 수 있다.

여기서, 광도파로 패턴(220)은 코아 패턴(222)과 코아 패턴(222)을 감싸도록 코아 패턴(222)의 상하부에 각각 배치된 하부 클래드 패턴(221)과 상부 클래드 패턴(223)을 포함할 수 있다.

여기서, 광 연성인쇄회로기판(200)이 휠 경우, 광도파로 패턴(220)이 광 연성인쇄회로기판(200)의 하면에 가깝게 배치될수록 굴곡 응력의 영향을 크게 받게 되어, 광도파로 패턴(220)이 쉽게 파손될 수 있다.

이를 해결하기 위해, 기재층(210)은 광도파로 패턴(220)에 의해 하부로 굴곡된 부가 표면 프로파일(211)을 가진다. 이에 따라, 광도파로 패턴(220)은 종래에 비해 광 연성인쇄회로기판(200)의 하면에서 중심으로 이동할 수 있으므로, 광도파로 패턴(220)은 굴곡 응력에 의한 영향을 줄일 수 있다.

이에 더하여, 절연층(230)의 표면 프로파일(231)과 기재층(210)의 부가 표면 프로파일(211)은 서로 상하로 대칭된 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 광도파로 패턴(220)은 광 연성인쇄회로기판(200)내에서 중심에 더욱 가깝게 이동할 수 있다.

또한, 회로 배선(240)은 표면 프로파일(231)에서 다른 영역에 비해 낮은 영역과 대응된 기재층(210)의 하면에 배치될 수 있다. 이에 따라, 회로 배선(240)은 광 연성인쇄회로기판(200)에서 작은 두께를 갖는 영역에 배치될 수 있으므로, 광 연성인쇄회로기판이 휠 경우, 회로 배선(240)은 굴곡 응력에 의한 파손을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 회로 배선(240)을 덮는 커버레이(250)는 유전층으로 형성된 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 커버레이(250)는 유전층과 접착층으로 이루어질 수도 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서와 같이, 절연층뿐만 아니라, 광도파로 패턴을 지지하는 기재층에 하부로 굴곡된 표면 프로파일을 형성함으로써, 광도파로 패턴 또는 회로 배선에 인가될 수 있는 굴곡 응력을 더욱 효과적으로 줄일 수 있어, 굴곡 신뢰성을 더욱 확보할 수 있다.

도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 광 연성인쇄회로기판의 단면도이다.

여기서, 회로배선의 위치를 제외하고 앞서 설명한 제 2 실시예에 따른 광 연성인쇄회로기판과 동일한 기술적 구성을 구비한다. 따라서, 제 2 실시예와 반복된 설명은 생략하기로 한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 광 연성인쇄회로기판(300)은 기재층(310)과, 기재층(310)의 일부 영역상에 배치된 광도파로 패턴(320)과, 광도파로 패턴(320)을 포함한 기재층(310)에 배치되며 광도파로 패턴(320)에 의해 굴곡된 표면 프로파일(331)을 갖는 절연층(330)과 기재층(310)의 일면에 배치된 회로 배선(340)을 포함할 수 있다.

여기서, 광도파로 패턴(320)은 기재층(310)상에 순차적으로 형성된 하부 클래드 패턴(321), 코아 패턴(322) 및 상부 클래드 패턴(323)을 포함할 수 있다.

여기서, 회로 배선(340)은 광도파로 패턴(320)과 같은 층상에 배치될 수 있다. 즉, 회로 배선(340)은 절연층(330)으로 커버되어 있을 수 있다. 이에 따라, 회로 배선(340)은 절연층(330)에 의해 보호되므로, 별도로 기재층(310)의 하면에 커버레이를 별도로 구비하지 않아도 된다.

본 발명의 실시예에서, 기재층(310)은 부가 표면 프로파일(311)을 갖는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 기재층(310)은 평탄하게 형성할 수도 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서와 같이, 광도파로 패턴과 회로 배선을 같은 층에 배치함으로써, 커버레이를 별도로 구비하지 않아도 되므로, 재료 비용을 줄일 수 있다.

또한, 커버레이를 더 구비하지 않아도 되므로, 광 연성인쇄회로기판의 두께를 줄일 수 있으므로, 광 연성인쇄회로기판의 굴곡 강성을 낮출 수 있게 되어, 결국 회로 배선 또는 광도파로 패턴에 인가되는 굴곡 응력을 줄일 수 있다.

도 4 내지 도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 광 연성인쇄회로기판의 제조 공정을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 광 연성인쇄회로기판을 제조하기 위해, 먼저 기재층(110)을 제공한다.

여기서, 기재층(110)은 폴리이미드를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 기재층(110)의 재질에 대해서 한정하는 것은 아니며, 예컨대 기재층(110)은 갖는 수지로 이루어질 수 있다. 여기서, 수지의 예로서는 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 및 우레탄계 수지등일 수 있다.

이에 더하여, 기재층(110)의 하면에 금속층(140a)이 더 구비될 수 있다. 여기서, 금속층(140a)은 후속 공정에서 회로 배선(140)을 형성하는데 이용될 수 있다. 또한, 금속층(140a)은 후속 공정에서 기재층(110)을 지지하는 역할을 할 수도 있다.

이후, 기재층(110)의 일부 영역상에 하부 클래드 패턴(121)을 형성한다.

여기서, 하부 클래드 패턴(121)은 액상 또는 필름상의 형태로 이루어진 클래드 물질을 이용하여 형성할 수 있다. 예를 들면, 하부 클래드 패턴(121)이 액상의 클래드 물질을 이용하여 형성될 경우, 기재층(110)상에 액상의 클래드 물질을 도포 및 경화하여 형성할 수 있다. 여기서, 도포 방법의 예로서는 디스펜싱법, 잉크젯 프린팅법, 스프레이 코팅법, 딥 코팅법 및 롤코팅법등일 수 있다. 이때, 기재층(110)의 전면에 액상의 클래드 물질을 도포할 경우, 마스크를 이용하여 선택적인 UV 조사를 통해 일부만을 경화시킨 후, 현상 공정을 수행함으로써, 기재층(110)의 일부 영역상에만 배치된 하부 클래드 패턴(121)을 형성할 수 있다.

또한, 하부 클래드 패턴(121)이 필름의 형태로 이루어진 클래드 물질을 이용하여 형성될 경우, 라미네이터를 이용하여 하부 클래드 패턴(121)을 형성할 수 있다.

도 5를 참조하면, 하부 클래드 패턴(121)을 형성한 후, 하부 클래드 패턴(121)상에 코아 패턴(122)을 형성한다. 여기서, 코아 패턴(122)은 코아 물질을 도포한 후, 마스크를 이용한 선택적인 UV 조사를 통한 경화 공정을 통해 형성될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에서 이에 한정되는 것은 아니며, 코아 패턴(122)의 다른 형성방법의 예로서는 라미네이팅법, 몰딩법 및 레이저 라이팅(laser writing)법등일 수 있다.

도 6을 참조하면, 코아 패턴(122)을 형성한 후, 코아 패턴(122)을 포함한 하부 클래드 패턴(121)상에 상부 클래드 패턴(123)을 형성함으로써, 기재층(110)의 일부 영역상에 하부 클래드 패턴(121), 코아 패턴(122) 및 하부 클래드 패턴(121)을 포함하는 광도파로 패턴(120)을 형성할 수 있다.

여기서, 상부 클래드 패턴(123)은 하부 클래드 패턴(121)을 형성하는 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 이에 따라, 상부 클래드 패턴(123)의 구체적인 형성방법에 대해서 생략하기로 한다.

코아 패턴(122)은 하부 클래드 패턴(121)과 상부 클래드 패턴(123)에 의해 둘러싸이게 된다. 이때, 코아 패턴(122)은 하부 클래드 패턴(121)과 상부 클래드 패턴(123)에 비해 큰 굴절율을 가짐에 따라, 코아 패턴(122)에 입사된 광은 하부 클래드 패턴(121)과 상부 클래드 패턴(123)에 의한 전반사를 통해 코아 패턴(122) 내부에서 이동할 수 있다.

도 7을 참조하면, 광도파로 패턴(120)을 형성한 후, 기재층(110)상에 광도파로 패턴(120)에 의해 굴곡된 표면 프로파일(131)을 갖는 절연층(130)을 형성한다.

여기서, 절연층(130)은 열압착 공정을 통해 형성할 수 있다. 열압착 공정의 예로서는 진공 라미네이션 공정 및 진공 고온 프레스 공정등일 수 있다. 열압착 공정은 절연층(130)을 형성하기 위한 필름을 연화시켜 광도파로 패턴(120)을 포함한 기재층(110)상에 밀착시킨다. 이때, 기재층(110)으로부터 돌출된 광도파로 패턴(120)에 의해 굴곡된 표면 프로파일(131), 즉 표면으로부터 돌출된 표면 프로파일(131)이 절연층(130)에 형성될 수 있다. 이에 따라, 광도파로 패턴(120) 및 절연층(130)을 포함한 기재층(110)은 영역별로 다른 두께를 가지도록 형성될 수 있다. 즉, 다른 영역은 광도파로 패턴(120)의 형성 영역에 비해 얇게 형성될 수 있다.

절연층(130)을 형성하는 수지의 예로서는 폴리 이미드계 수지, 에폭시계 수지 및 아크릴레이트계 수지등일 수 있으며, 본 발명의 실시예에서 이를 한정하는 것은 아니다.

도 8을 참조하면, 절연층(130)을 형성한 후, 기재층(110)의 하면에 배치된 금속층(140a)을 패터닝하여 회로 배선(140)을 형성할 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에서 이를 한정하는 것은 아니며, 예컨대 회로 배선(140)의 다른 형성방법은 금속층을 도금 시드층으로 이용한 도금공정 및 포토공정을 통해 형성될 수 있다. 예컨대, 회로 배선(140)의 형성방법은 세미 에디티브법 또는 에디티브법일 수 있다.

여기서, 회로 배선(140)은 절연층(130)의 표면 프로파일(131)에서 다른 영역에 비해 낮은 영역과 대응된 기재층(110) 하면에 형성한다. 이에 따라, 회로 배선(140)은 다른 영역에 비해 얇은 두께를 갖는 영역에 배치될 수 있어, 회로 배선(140)에 인가될 수 있는 굴곡 응력을 줄일 수 있다.

도 9를 참조하면, 회로 배선(140)을 형성한 후, 회로 배선(140)을 외부로부터 보호하기 위한 커버레이(150)를 형성한다. 여기서, 커버레이(150)는 유전층(150b) 및 접착층(150b)을 포함할 수 있다. 이때, 커버레이(150)는 접착층(150b)을 이용하여 회로 배선(140)을 포함한 기재층(110) 하부에 부착하여 형성할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 커버레이(150)의 형성방법에 한정하는 것은 아니며, 예컨대 커버레이(150)는 유전물질을 도포하여 형성할 수도 있다. 이때, 커버레이(150)는 유전층으로 이루어진 단일층으로 형성될 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서와 같이, 일부 영역에 광도파로 패턴을 형성하고, 광도파로 패턴에 의해 표면 프로파일을 갖는 절연층을 형성함으로써, 광도파로 패턴의 형성영역 이외의 영역은 얇은 두께로 형성될 수 있어 전체적인 광 연성인쇄회로기판의 굴곡 강성을 낮출 수 있다. 이에 따라, 광도파로 패턴 또는 회로 배선에 인가될 수 있는 굴곡 응력이 감소될 수 있어, 굴곡 신뢰성을 확보할 수 있다.

도 10 내지 도 14는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 광 연성인쇄회로기판의 제조 공정을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.

여기서, 기재층에 부가 표면 프로파일을 형성하는 것을 제외하고 앞서 설명한 제 4 실시예에 따른 광 연성인쇄회로기판과 동일한 제조 공정을 포함한다. 따라서, 제 4 실시예와 반복된 설명은 생략하기로 한다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 광 연성인쇄회로기판의 제조하기 위해, 먼저, 하부면에 금속층(240a)을 구비한 기재층(210)의 일부 영역상에 광도파로 패턴(220)을 형성한다. 여기서, 광도파로 패턴(220)은 기재층(210)상에 순차적으로 형성된 하부 클래드 패턴(221), 코아 패턴(222) 및 상부 클래드 패턴(223)을 포함할 수 있다.

도 11을 참조하면, 광도파로 패턴(220)을 형성한 후, 광도파로 패턴(220)을 포함한 기재층(210)상에 베이스 필름(250)을 구비한 절연필름(230a)을 열압착하여, 도 12에서와 같이, 광도파로 패턴(220)에 의해 굴곡된 표면 프로파일(231)을 갖는 절연층(230)을 형성할 수 있다. 여기서, 베이스 필름(250)의 특성에 따라 기재층(210)에 광도파로 패턴(220)과 대응되도록 하부로 굴곡된 부가 표면 프로파일(211)이 형성될 수 있다. 이때, 베이스 필름(250)은 폴리에틸렌-테레프탈레이트(PET)일 수 있다. 또한, 절연필름(230a)은 반경화 상태 즉, B-스테이지의 절연물질로 이루어질 수 있다. 여기서, 절연필름(230a)을 이루는 재질의 예로서는 폴리이미드계 수지, 폴리우레탄계 수지 및 아크릴레이트계수지등일 수 있다. 또한, 열압착은 진공 라미네이터를 이용할 수 있다. 또한, 진공 압력은 0.5 내지 0.8Mpa일 수 있으며, 온도는 50 내지 80℃의 범위 내에서 진행될 수 있다.

기재층(210)에 부가 표면 프로파일(211)을 더 형성함으로써, 광도파로 패턴(220)은 기재층(210)을 포함한 절연층(230) 내부에서 중심에 더 가깝게 배치될 수 있다. 이에 따라, 광도파로 패턴(220)은 굴곡 응력으로부터의 영향을 줄일 수 있어, 굴곡 응력에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다. 이때, 광도파로 패턴(220)을 기재층(210)을 포함한 절연층(230) 내부에서 중심에 더욱 가깝게 배치시키기 위해, 표면 프로파일(231)과 부가 표면 프로파일(211)은 서로 상하로 대칭된 구조를 가질 수 있다.

도 13을 참조하면, 절연층(230)을 형성한 후, 베이스 필름(250)을 포함한 기재층(210) 상에 UV조사를 수행하여 경화공정을 진행한다. 이후, 기재층(210)으로부터 베이스 필름(250)을 제거한다.

도 14를 참조하면, 베이스 필름(250)을 제거한 후, 금속층(240a)을 패터닝하여 회로 배선(240)을 형성한다. 여기서, 굴곡 응력에 의한 파손 영향을 덜 받기 위해 회로 배선(240)은 절연층(230)의 표면 프로파일에서 다른 영역에 비해 낮은 영역과 대응된 기재층(210) 하면에 형성될 수 있다. 즉, 회로 배선(240)은 다른 영역에 비해 얇은 두께를 갖는 영역에 배치될 수 있다.

이후, 회로 배선(240)을 형성한 후, 회로 배선(240)을 포함한 기재층(210) 상에 커버레이(250)를 형성한다. 여기서, 커버레이(250)는 유전물질을 도포하여 형성할 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에서 이를 한정하는 것은 아니며, 접착층을 이용하여 커버레이를 부착하여 형성할 수도 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서와 같이, 베이스 필름을 이용하여 기재층에 부가 표면 프로파일을 형성하여, 광도파로 패턴을 광 연성인쇄회로기판의 중심으로 이동시킬 수 있어, 광도파로 패턴의 굴곡 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 15 내지 도 17은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 광 연성인쇄회로기판의 제조 공정을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.

여기서, 회로배선의 형성 방법을 제외하고, 앞서 설명한 제 5 실시예에 따른 광 연성인쇄회로기판과 동일한 제조 공정을 포함한다. 따라서, 제 5 실시예와 반복된 설명은 생략하기로 한다.

도 15를 참조하면, 본 발명의 제 6 실시예에 따른 광 연성인쇄회로기판을 제조하기 위해, 먼저 기재층(310)의 상부에 회로 배선(340)을 형성한다. 여기서, 회로 배선(340)은 기재층(310) 상에 구비된 금속층을 패터닝하여 형성할 수 있다.

도 16을 참조하면, 회로 배선(340)을 형성한 후, 기재층(310)의 상부에 광도파로 패턴(320)을 형성한다. 여기서, 회로 배선(340)과 광도파로 패턴(320)은 같은 층상에 형성될 수 있다. 또한, 광도파로 패턴(320)은 기재층(310)의 일정 영역상에 순차적으로 형성된 하부 클래드 패턴(321), 코아 패턴(322) 및 상부 클래드 패턴(323)을 포함할 수 있다.

도 17을 참조하면, 광도파로 패턴(320)을 형성한 후, 광도파로 패턴(320) 및 회로 배선(340)을 포함하는 기재층(310)상에 광도파로 패턴(320)에 의해 표면 프로파일(331)을 갖는 절연층(330)을 형성한다. 이때, 표면 프로 파일(331)은 광도파로 패턴(320)의 형성영역보다 회로 배선(340)의 형성영역이 낮은 높이를 가질 수 있다. 여기서, 절연층(330)은 절연필름을 이용한 열압착 공정을 통해 형성될 수 있다.

이에 더하여, 절연층(330)을 형성하는 과정에서, 기재층(310)에 광도파로 패턴(320)에 의해 하부로 굴곡된 부가 표면 프로파일(311)이 더 형성될 수 있다. 이때, 표면 프로파일(331)과 부가 표면 프로파일(311)은 서로 상하로 대칭된 구조를 가질 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서와 같이, 절연층에 커버되도록 광도파로 패턴과 회로 배선을 동일한 층에 형성함으로써, 별도로 회로 배선을 보호하기 위한 커버레이를 형성하지 않아도 되므로, 공정을 단순화시키며, 재료 비용을 절감할 수 있다.

100, 200 ,300 : 광 연성인쇄회로기판 110, 210 310 : 기재층
120, 220, 320 : 광도파로 패턴 130, 230, 330 : 절연층
140, 240. 340 : 회로 배선 150, 250 : 커버레이

Claims (21)

1. 기재층;
   상기 기재층의 일부 영역상에 배치된 광도파로 패턴;
   상기 광도파로 패턴을 포함한 상기 기재층상에 배치되며, 상기 광도파로 패턴에 의해 굴곡된 표면 프로파일을 갖는 절연층; 및
   상기 기재층의 일면에 배치된 회로 배선;
   을 포함하는 광 연성인쇄회로기판.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 회로 배선은 상기 표면 프로파일에서 다른 영역에 비해 낮은 영역과 대응된 상기 기재층의 하면에 배치되고,
   상기 회로 배선을 포함한 상기 기재층의 하면에 배치된 커버레이를 더 포함하는 광 연성인쇄회로기판.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 회로 배선은 상기 표면 프로파일에서 다른 영역에 비해 낮은 영역과 대응된 상기 기재층의 상면에 배치되고, 상기 절연층은 상기 회로 배선을 커버하는 광 연성인쇄회로기판.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 기재층은 상기 광도파로 패턴에 의해 하부로 굴곡된 부가 표면 프로파일을 갖는 광 연성인쇄회로기판.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 표면 프로파일과 상기 부가 표면 프로파일은 서로 상하로 대칭된 구조를 갖는 광 연성인쇄회로기판.
   
6. 기재층을 제공하는 단계;
   상기 기재층의 일부 영역상에 광도파로 패턴을 형성하는 단계;
   상기 광도파로 패턴을 포함한 상기 기재층상에 상기 광도파로 패턴에 의해 굴곡된 표면 프로파일을 갖는 절연층을 형성하는 단계; 및
   상기 기재층의 적어도 일면에 회로 배선을 형성하는 단계;
   를 포함하는 광 연성인쇄회로기판의 제조 방법.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 광도파로 패턴을 형성하는 단계는
   상기 기재층 상에 하부 클래드 패턴을 형성하는 단계;
   상기 하부 클래드 패턴상에 코아 패턴을 형성하는 단계; 및
   상기 코아 패턴을 포함한 상기 하부 클래드 패턴상에 상부 클래드 패턴을 형성하는 단계;
   를 포함하는 광 연성인쇄회로기판의 제조 방법.
   
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 기재층을 제공하는 단계에서,
   상기 기재층의 하면에 금속층을 더 구비하며,
   상기 회로 배선은 상기 금속층을 패터닝하여 상기 표면 프로파일에서 다른 영역에 비해 낮은 영역과 대응되도록 형성하는 광 연성인쇄회로기판의 제조 방법.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 회로 배선을 포함한 상기 기재층의 하면에 커버레이를 더 형성하는 광 연성인쇄회로기판의 제조 방법.
   
10. 제 6 항에 있어서,
    상기 절연층은 절연필름을 이용한 열압착 공정으로 형성하는 광 연성인쇄회로기판의 제조 방법.
    
11. 기재층을 제공하는 단계;
    상기 기재층의 일부 영역상에 광도파로 패턴을 형성하는 단계;
    상기 광도파로 패턴을 포함한 상기 기재층상에 베이스 필름을 구비한 절연필름을 열압착하여, 상기 광도파로 패턴에 의해 굴곡된 표면 프로파일을 갖는 절연층과 상기 기재층에 상기 광도파로 패턴에 의해 하부로 굴곡된 부가 표면 프로파일을 형성하는 단계;
    상기 베이스 필름을 제거하는 단계; 및
    상기 기재층의 적어도 일면에 회로 배선을 형성하는 단계;
    를 포함하는 광 연성인쇄회로기판의 제조 방법.
    
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 표면 프로파일과 상기 부가 표면 프로파일은 서로 상하로 대칭된 구조를 갖는 광 연성인쇄회로기판의 제조 방법.
    
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 베이스 필름은 폴리에틸렌-테레프탈레이트(PET)를 포함하는 광 연성인쇄회로기판의 제조 방법.
    
14. 제 11 항에 있어서,
    상기 광도파로 패턴을 형성하는 단계는
    상기 기재층 상에 하부 클래드 패턴을 형성하는 단계;
    상기 하부 클래드 패턴상에 코아 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 코아 패턴을 포함한 상기 하부 클래드 패턴상에 상부 클래드 패턴을 형성하는 단계;
    를 포함하는 광 연성인쇄회로기판의 제조 방법.
    
15. 제 11 항에 있어서,
    상기 기재층을 제공하는 단계에서,
    상기 기재층의 하면에 금속층을 더 구비하며,
    상기 회로 배선은 상기 금속층을 패터닝하여 상기 표면 프로파일에서 다른 영역에 비해 낮은 영역과 대응되도록 형성하는 광 연성인쇄회로기판의 제조 방법.
    
16. 제 11 항에 있어서,
    상기 회로 배선을 포함한 상기 기재층의 하면에 커버레이를 더 형성하는 광 연성인쇄회로기판의 제조 방법.
    
17. 기재층의 상부에 회로 배선을 형성하는 단계;
    상기 회로배선이 형성된 기재층 상부에 광도파로 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 광도파로 패턴 및 상기 회로 배선을 포함한 상기 기재층상에 배치되고, 상기 광도파로 패턴의 형성영역보다 상기 회로 배선의 형성영역이 낮은 높이를 가지도록 표면 프로파일을 갖는 절연층을 형성하는 단계;
    를 포함하는 광 연성인쇄회로기판의 제조 방법.
    
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 광도파로 패턴을 형성하는 단계는
    상기 기재층 상에 하부 클래드 패턴을 형성하는 단계;
    상기 하부 클래드 패턴상에 코아 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 코아 패턴을 포함한 상기 하부 클래드 패턴상에 상부 클래드 패턴을 형성하는 단계;
    를 포함하는 광 연성인쇄회로기판의 제조 방법.
    
19. 제 11 항에 있어서,
    상기 절연층은 절연필름을 이용한 열압착 공정으로 형성하는 광 연성인쇄회로기판의 제조 방법.
    
20. 제 11 항에 있어서,
    상기 절연층을 형성하는 과정에서 상기 광도파로 패턴에 의해 굴곡된 표면 프로파일을 갖는 절연층과 상기 기재층에 상기 광도파로 패턴에 의해 하부로 굴곡된 부가 표면 프로파일이 형성되는 광 연성인쇄회로기판의 제조 방법.
    
21. 제 20 항에 있어서,
    상기 표면 프로파일과 상기 부가 표면 프로파일은 서로 상하로 대칭된 구조를 갖는 광 연성인쇄회로기판의 제조 방법.

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