KR20120057935A

KR20120057935A - 인쇄회로기판 패널 및 제조 방법

Info

Publication number: KR20120057935A
Application number: KR1020100119503A
Authority: KR
Inventors: 오춘환; 정창보; 차상석; 박정권; 이종태
Original assignee: 주식회사 심텍
Priority date: 2010-11-29
Filing date: 2010-11-29
Publication date: 2012-06-07
Also published as: KR101167533B1

Abstract

내측의 인쇄회로기판 영역 및 외곽의 가장자리 영역을 포함하는 절연층, 절연층을 관통하고 인쇄회로기판 영역에 위치하는 회로 범프(bump)들 및 가장자리 부분 상에 위치하는 더미(dummy) 범프들; 및 회로 범프들에 연결되게 절연층의 상면 및 하면에 각각 형성된 회로 배선 패턴들을 포함하는 인쇄회로기판 패널 및 제조 방법을 제시한다.

Description

인쇄회로기판 패널 및 제조 방법{PCB panel and method for manufacturing the same}

본 발명은 인쇄회로기판(PCB) 기술에 관한 것으로, 특히, 얇은 두께로 박판화된 인쇄회로기판(PCB) 패널 및 제조 방법에 관한 것이다.

디지털(digital) 네트워크 정보 사회의 급속한 진전에 따라, 휴대폰이나 휴대 컴퓨터 등과 같은 휴대 정보 단말 기기가 고성능 및 고기능화되고, 다양한 기능이 하나의 기기에 융합되어 복합화되고 있다. 정보량의 급속한 증대에 따라 휴대 단말 기기의 정보 처리 속도 또한 급속히 향상되는 것이 요구되고 있다. 이와 같이, 전자 기기가 소형화되고 고기능화됨에 따라, 인쇄회로기판의 경박단소화가 요구되고 있으며, 이에 따라 기판의 두께가 더욱 얇아지는 박판화가 요구되고 있다.

인쇄회로기판(PCB)의 기판 두께가 극심하게 얇아지고 있어, 인쇄회로기판의 패널을 이용하여 인쇄회로기판의 제조 공정을 수행할 때, 패널의 회손 또는 파손 우려가 높아지고 있다. PCB의 대량 생산을 위해 다수의 PCB들을 포함하는 패널 형태로 PCB 제조 과정이 수행될 수 있다. 하나의 패널에 대해 PCB 제조 공정을 수행하고, 패널을 개개의 PCB들로 절단함으로써 다수의 PCB들을 양산할 수 있다.

이러한 패널을 이용한 PCB 제조 과정에서, PCB 두께가 얇아짐에 따라 패널의 두께가 극심하게 얇아져, 패널의 외곽 가장자리부분에 파손이나 손상이 유발될 확률이 높아지고 있다. 패널의 가장자리부분은 구리(Cu) 회로 패턴이 패널 가장자리부분에 위치하지 않고 단지 절연층인 에폭시(epoxy)층만으로 이루어지게 된다. 따라서, 실제 PCB의 회로 패턴들이 형성된 패널 내측 가운데 부분 보다, 이러한 패널 외곽 가장자리 부분의 강도가 상대적으로 약해, 제조 과정에서 손상이나 파손이 쉽게 유발될 수 있다. 이러한 가장자리부분에서의 손상이나 파손은 내측의 PCB가 형성될 부분으로 전파되어 전체 패널을 폐기시킬 수 있다.

본 발명은 인쇄회로기판의 박판화에 의해 얇은 두께에도 불구하고, 패널 가장자리부분에서의 강도를 보다 크게 확보할 수 있는 인쇄회로기판 패널 및 제조방법을 제시하고자 한다.

본 발명의 일 관점은, 내측의 인쇄회로기판 영역 및 외곽의 가장자리 영역을 포함하는 절연층; 상기 절연층을 관통하고 상기 인쇄회로기판 영역에 위치하는 회로 범프(bump)들 및 상기 가장자리 부분 상에 위치하는 더미(dummy) 범프들; 및 상기 회로 범프들에 연결되게 상기 절연층의 상면 및 하면에 각각 형성된 회로 배선 패턴들을 포함하는 인쇄회로기판 패널을 제시한다.

상기 절연층의 상기 가장자리 영역 상의 상면 및 하면 상에 각각 형성된 더미 배선 패턴들을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 관점은, 내측의 인쇄회로기판 영역 및 외곽의 가장자리 영역을 포함하는 제1도전층을 도입하는 단계; 상기 제1도전층의 인쇄회로기판 영역 상에 전기적 연결을 위한 회로 범프(bump)들 및 상기 제1도전층의 가장자리 부분 상에 더미(dummy) 범프들을 형성하는 단계; 상기 회로 범프들 및 더미 범프 상에 절연층을 도입하는 단계; 상기 절연층을 상기 제1도전층에 압착하여 상기 회로 범프들 및 더미 범프들이 상기 절연층을 관통하게 하는 단계; 상기 절연층 상에 상기 회로 범프들 및 더미 범프들에 연결되는 제2도전층을 부착하는 단계; 및 상기 제1 및 제2도전층을 패터닝하여 상기 회로 범프들에 연결되는 회로 배선 패턴들을 형성하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판 패널 제조 방법을 제시한다.

상기 제1 및 제2도전층은 동박으로 도입될 수 있다.

상기 회로 범프(bump)들 및 상기 더미(dummy) 범프들은 도전성 페이스트(paste)를 끝단이 뾰족한 원추 형상으로 상기 제1도전층 상에 인쇄하여 형성될 수 있다.

상기 절연층은 프리프레그(prepreg) 기판으로 도입될 수 있다.

상기 회로 배선 패턴들을 형성하는 단계는 상기 인쇄회로기판 영역 상에 위치하게 상기 회로 배선 패턴들이 위치하게 수행되고, 상기 회로 배선 패턴들과 함께 상기 가장자리 영역 상에 상기 더미 범프에 연결되는 더미 배선 패턴들이 더 형성되게 수행될 수 있다.

본 발명에 따르면, 인쇄회로기판 패턴의 외곽 가장자리 부분에 더미 범프(dummy bump)를 삽입하여, 패널 외곽 부분을 강화할 수 있다. 이에 따라, 얇은 패널 두께에 의해 패널 가장자리 부분의 강도 취약에 의해, 공정 진행 중에 발생되는 제품 파손 및 폐기를 방지 할 수 있다. 또한, 패널 외곽 가장자리 부분에서의 더미 범프의 삽입은 적층을 위한 가압 프레스(press) 공정 진행 중에 절연층을 이루는 절연 레진의 흐름을 막아줄 수 있어, 더미 범프가 삽입되지 않은 패널 보다 수팽창율이 현저히 적게 할 수 있다. 인쇄회로기판 패널 외곽 가장자리 부분에 더미 범프를 삽입함으로써, 제조 공정 과정 중 발생될 수 있는 제품의 파손 및 폐기를 유효하게 방지할 수 있어, 제품 수율을 높여 생산 단가를 낮출 수 있으며, 패널 수팽창의 안정화에 따른 생산성 향상으로 생산성 증대 효과를 구현할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판 패널을 보여주는 평면도들이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판 패널을 보여주는 단면도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판 패널 제조 방법을 보여주는 단면도들이다.

본 발명의 실시예는 박판 인쇄회로기판(PCB) 제품을 제조할 때, 다수의 인쇄회로기판 제품들을 하나의 패널(panel) 형태로 제조하고, 이후에 개개의 인쇄회로기판 제품들로 분리하는 대량 생산 과정을 제시한다. 박판 PCB 제품은 매우 얇은 두께가 요구되므로, 인쇄회로기판 패널 또한 매우 얇은 두께로 제조된다. 인쇄회로기판 패널의 두께가 매우 얇아 공정 제어가 어려우며, 공정 중에 얇은 두께에 의해 제품 파손 및 폐기 가능성이 상대적으로 증대된다.

외층 회로 배선 패턴들을 형성할 때, 패널 외곽 가장자리 영역에는 배선 패턴들이 형성되지 않고 에폭시(epoxy)와 같은 절연층만이 존재하게 된다. 이에 따라, 패널의 외곽 가장자리 영역은 내측에 비해 상대적으로 약한 강도를 가지게 되어, 이러한 패널 가장자리 영역에서 파손이나 손상이 유발되기가 상대적으로 쉽다. 또한 박판 패널의 얇은 두께에 기인하여, 적층을 위한 가압 프레스(press) 과정에서 패널의 수팽창율이 커 원하지 않게 패널 크기가 변화되어 비균일한 패널이 야기될 수 있다. 이에 따라, 패널의 생산성이 저하되고 불량률이 증가될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 이러한 인쇄회로기판 패널 제조 시의 얇은 두께에 기인하는 문제들을 극복하기 위해서, 인쇄회로기판 패널의 외곽 가장자리 영역에 더미 범프(dummy bump)나 더미 배선 패턴을 도입하여 강도를 보강한다. 더미 범프나 더미 배선 패턴에 의해 강도가 보강되므로, 얇은 두께에도 불구하고 인쇄회로기판 패널의 제조 시 파손이나 불량 발생이 유효하게 억제될 수 있다. 도한, 더미 범프가 인쇄회로기판 패널의 절연층을 관통하게 도입될 수 있어, 더미 범프가 절연층의 유동 흐름을 막는 댐(dam)으로 작용할 수 있다. 따라서, 프레스 과정에서 패널의 절연층이 압력에 의해 양측으로 흘러나가는 것을 방지할 수 있으며, 또한, 절연층의 압력에 의한 유동을 방지하여 수팽창이 크게 발생되는 것을 억제할 수 있다. 이에 따라, 프레스 과정에서 인쇄회로기판 패널의 크기 변동을 유효하게 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판 패널(100)을 보여주고, 도 2는 도 1의 패널(100) 모서리 부분(A)을 확대하여 보여주며, 도 3은 도 2의 B-B' 절단선을 따르는 단면 형상을 보여준다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판 패널(100)은 인쇄회로기판 제품으로 이용될 인쇄회로기판 영역(110)들이 배치되는 내측 영역(111)과, 내측 영역(111) 외측의 외곽 영역(120)을 포함하여 이루어질 수 있다. 다수 개의 인쇄회로기판 제품들을 일련된 제조 과정으로 동시에 형성하기 위해서, 패널(110) 형상으로 제조되고, 패널(110) 제조 후, 라우터로 외곽 영역(120) 및 인쇄회로기판 영역(110)을 개개의 인쇄회로기판 제품들로 분할할 수 있다. 또한, 다수의 인쇄회로기판 영역(110)들을 포함하는 세부 패널 영역(113)들 사이 영역을 라우터 과정을 수행하여, 다수의 인쇄회로기판 영역(110)들을 포함하는 세부 패널 영역(113)의 제품으로 분할할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 패널(100)의 박판화에 의해 얇은 두께를 가짐에 수반하여 발생될 수 있는 문제들을 극복하기 위해서, 패널(100)의 외곽 영역(120)의 가장자리 영역(도 2의 130)을 더미 영역(dummy region: 130)으로 설정한다. 도 3에 제시된 바와 같이, 인쇄회로기판 영역(110)에 회로 형성을 위해 형성되는 회로 범프(circuit bump: 301)와 실질적으로 동일한 형상의 더미 범프(dummy bump: 303)를 기판 절연층(400)을 관통하게 더미 영역(130)에 도입한다. 또한, 인쇄회로기판 영역(110)에 회로 형성을 위해 절연층(400)의 상면 및 하면 상에 각각 형성되는 회로 배선 패턴들(211, 231)과 실질적으로 동일한 형상의 더미 배선 패턴(213, 233)들을 더미 영역(130)에 도입한다.

더미 범프(303) 및 더미 배선 패턴(213, 233)들이 더미 영역(130)인 가장자리 영역에 도입됨에 따라, 가장자리 영역은 더미 범프(303)와 더미 배선 패턴(213, 233)에 의해 이들이 없는 경우에 비해 강도가 상대적으로 보강될 수 있다. 따라서, 패널(100)의 두께가 얇아짐에도 불구하고, 파손에 취약한 패널(100)의 가장자리 부분이 보강되어 가장자리에서의 파손 불량을 유효하게 억제할 수 있다. 또한, 더미 범프(303)는 더미 영역(130)에서 절연층(400)을 관통하고 있으므로, 절연층(400)을 이루는 프리프레그(prepreg) 절연 물질, 예컨대, 에폭시 레진(epoxy resin)이 프레스 과정에서 가압 압력에 의해 측 방향으로 유동될 때, 유동되는 에폭시 레진의 흐름을 차단하여 억제하는 댐(dam)의 역할을 할 수 있다. 더미 범프(303)의 도입에 의해 에폭시 레진의 유동이 억제될 수 있으므로, 패널(100)의 크기 변형이 유효하게 억제될 수 있다.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판 패널 제조 과정을 보여준다.

도 4를 참조하면, 인쇄회로기판 패널(100)의 인쇄회로기판 영역(110) 및 더미 영역(130)에 해당되는 영역들을 포함하는 제1도전층(210)을 도입한다. 제1도전층(210)은 도 3에 제시된 바와 같은 절연층(400)의 하면 상에 형성되는 제1회로 배선 패턴들(211) 및 제1더미 배선 패턴(213)을 위한 도전층으로 도입된다. 제1도전층(210)은 필름(film) 또는 시트(sheet) 형상의 동박(Cu film)으로 도입될 수 있다. 경우에 따라, 도시되지는 않았으나 동박의 하면에 구리 캐리어(carrier)층이 부착된 채로 도입될 수 있다.

제1도전층(210) 상에 절연층(도 3의 400)을 관통하여 회로를 구성하기 위한 전기적 연결을 위한 회로 범프(301)들을 인쇄회로기판 영역(110) 상에 형성하고, 가장자리 영역인 더미 영역(130)에 더미 범프(303)를 형성한다. 이러한 범프(300: 301, 303)들을 제1도전층(210) 상에 형성하는 과정은 도전성 페이스트(paste)를 스크린(screen) 인쇄와 같은 인쇄 기법으로 인쇄하는 과정으로 수행될 수 있다. 이때, 범프(300)들은 절연층(400)을 관통하는 피어싱(piercing) 과정에서 절연층(400)을 관통하기 위해서 상단 끝단이 뾰족한 원추 또는 원뿔 형상으로 형성될 수 있다.

도 5를 참조하면, 회로 범프(301)들 및 더미 범프(303) 상에 대향되게 절연층(400)을 도입하고, 가압 압착하여 절연층(400)과 제1도전층(210)을 부착한다. 이때, 절연층(400)은 에폭시 레진 등과 같은 절연 물질의 프리프레그(prepreg) 기판으로 도입될 수 있다. 회로 범프(301) 및 더미 범프(303)가 절연층(400)을 관통하게 가압하여 라미네이션(lamination)함으로써, 절연층(400)과 제1도전층(210)이 상호 부착되게 한다. 이때, 회로 범프(301)와 더미 범프(303)의 상단 끝단은 절연층(400) 상으로 돌출되게 한다.

도 6을 참조하면, 절연층(400) 상에 회로 범프(301)들 및 더미 범프(303)들에 연결되는 제2도전층(230)을 부착한다. 제2도전층(230)은 제1도전층(210)과 마찬가지로 동박으로 도입되며, 제2도전층(230)과 절연층(400)을 대향하게 한 후 가압하는 프레스(press) 과정을 수행하여, 제2도전층(230)과 절연층(400)을 부착한다. 이러한 절연층(400)을 압착하는 프레스 과정 또는 범프(300)들의 피어싱(piercing) 및 라미네이션 과정에서, 절연층(400)을 이루는 프리프레그 절연 물질, 예컨대, 에폭시 레진은 가압 압력에 의해 유동될 수 있다.

그럼에도 불구하고, 패널(100)의 가장자리 부분인 더미 영역(130)에 절연층(400)을 관통하는 더미 범프(303)가 위치하고 있어, 절연층(400)을 이루는 절연 물질이 패널(100) 외측으로 번져나가게 유동되는 것이 억제될 수 있다. 이에 따라, 패널(100) 전체 크기가 프레스 과정에서 수팽창에 의해 변동되는 것을 유효하게 억제할 수 있어, 패널(100)의 수팽창의 안정화에 따른 불량 억제 및 생산성 향상을 구현할 수 있다.

제2도전층(230)을 부착한 후, 제2도전층(230) 및 제1도전층(210) 상에 드라이 필름(dry film)을 부착하고, 이미지 전사(image transfer)를 위한 노광 과정을 포함하는 이미지 공정을 수행하고 현상하여 드라이 필름 패턴(500)을 형성한다. 이때, 드라이 필름 패턴(500)은 인쇄회로기판에 요구되는 외층 회로 배선 패턴(도 3의 211, 231)에 요구되는 형상으로 패터닝될 수 있다. 이때, 더미 영역(500) 상에 더미 배선 패턴(도 3의 213, 233)이 잔존하도록 드라이 필름 패턴(500)이 패터닝된다.

드라이 필름 패턴(500)을 식각 마스크(etch mask)로 이용하여 제1 및 제2도전층들(210, 230)을 선택적 식각으로 패터닝하여, 도 3에 제시된 바와 같이, 제1회로 배선 패턴(211) 및 제2회로 배선 패턴(231)을 형성한다. 이때, 더미 영역(130)에 제1더미 배선 패턴(213) 및 제2더미 배선 패턴(233)이 함께 형성된다. 제1 및 제2더미 배선 패턴(213, 233)은 도 2에 제시된 더미 영역(130)을 덮는 패턴으로 패터닝되어, 패널(100)의 가장자리 부분을 덮는 테두리 라인(line) 형상으로 형성될 수 있다.

이러한 더미 배선 패턴들(213, 233)은 더미 범프(303)에 의한 패널(100) 가장자리에서의 강도 보강 효과를 보다 강화시키는 역할을 한다. 더미 영역(130)은 인쇄회로기판 영역(110)과 마찬가지로, 더미 배선 패턴들(213, 233) 및 더미 범프(303), 절연층(400)의 적층 구조를 가지므로, 절연층(400) 만이 존재할 때에 비해 강도가 보다 더 강화되게 된다. 따라서, 패널(100)의 두께가 인쇄회로기판의 박판화에 요구되는 매우 얇은 두께를 가질 경우에도, 패널(100) 가장자리 부분에서의 강도 취약에 의한 파손 또는 불량 발생을 유효하게 억제할 수 있다.

100: 인쇄회로기판 패널, 110: 인쇄회로기판 영역,
130: 패널 가장자리 더미 영역, 211, 231: 회로 배선 패턴,
213, 233: 더미 배선 패턴, 301: 회로 범프,
303: 더미 범프, 400: 절연층.

Claims

내측의 인쇄회로기판 영역 및 외곽의 가장자리 영역을 포함하는 절연층;
상기 절연층을 관통하고 상기 인쇄회로기판 영역에 위치하는 회로 범프(bump)들 및 상기 가장자리 부분 상에 위치하는 더미(dummy) 범프들; 및
상기 회로 범프들에 연결되게 상기 절연층의 상면 및 하면에 각각 형성된 회로 배선 패턴들을 포함하는 인쇄회로기판 패널.
제1항에 있어서,
상기 절연층의 상기 가장자리 영역 상의 상면 및 하면 상에 각각 형성된 더미 배선 패턴들을 더 포함하는 인쇄회로기판 패널.
내측의 인쇄회로기판 영역 및 외곽의 가장자리 영역을 포함하는 제1도전층을 도입하는 단계;
상기 제1도전층의 인쇄회로기판 영역 상에 전기적 연결을 위한 회로 범프(bump)들 및 상기 제1도전층의 가장자리 부분 상에 더미(dummy) 범프들을 형성하는 단계;
상기 회로 범프들 및 더미 범프 상에 절연층을 도입하는 단계;
상기 절연층을 상기 제1도전층에 압착하여 상기 회로 범프들 및 더미 범프들이 상기 절연층을 관통하게 하는 단계;
상기 절연층 상에 상기 회로 범프들 및 더미 범프들에 연결되는 제2도전층을 부착하는 단계; 및
상기 제1 및 제2도전층을 패터닝하여 상기 회로 범프들에 연결되는 회로 배선 패턴들을 형성하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판 패널 제조 방법.
제3항에 있어서,
상기 제1 및 제2도전층은
동박으로 도입되는 인쇄회로기판 패널 제조 방법.
제3항에 있어서,
상기 회로 범프(bump)들 및 상기 더미(dummy) 범프들은
도전성 페이스트(paste)를 끝단이 뾰족한 원추 형상으로 상기 제1도전층 상에 인쇄하여 형성되는 인쇄회로기판 패널 제조 방법.
제3항에 있어서,
상기 절연층은 프리프레그(prepreg) 기판으로 도입되는 인쇄회로기판 패널 제조 방법.
제3항에 있어서,
상기 회로 배선 패턴들을 형성하는 단계는
상기 인쇄회로기판 영역 상에 위치하게 상기 회로 배선 패턴들이 위치하게 수행되고,
상기 회로 배선 패턴들과 함께 상기 가장자리 영역 상에 상기 더미 범프에 연결되는 더미 배선 패턴들이 더 형성되게 수행되는 인쇄회로기판 패널 제조 방법.