KR20140031640A - 기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판의 제조방법과 그 방법에 의하여 제조된 극미세 회로기판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 기둥부와 전도성 회로부는 비전도체 지지기판의 한쪽 표면에 일체로 구성이 되며, 상기 전도성 회로부의 회로와 회로 사이에 기둥부가 형성되며, 상기 기둥부와 전도성 회로부는 비도전체 지지기판과 접착물질을 통하여 접합된 것을 특징으로 하는 기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판에 대한 것이다.
본 발며의 기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판의 제조방법은,
도전체 기판에 감광재를 도포하는 감광재 도포공정과; 상기 감광재에 패턴이 형성된 필름을 통하여 빛을 조사하여, 기둥부와 비기둥부를 형성하는 노광공정과; 상기 비기둥부를 제거하여 공간부를 형성하는 공간부 형성공정과; 도금작업을 통하여 상기 공간부에 전도성 회로부를 형성하는 회로부 형성공정과; 상기 기둥부와 상기 전도성 회로부를 비도전체 지지기판에 접합시키는 비도전체 지지기판 접합공정과; 상기 도전체 기판을 제거하는 도전체 기판 제거공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판의 제조방법과 그 방법에 의하여 제조된 극미세 회로기판 {Extremely microstructure circuit board}

본 발명은 기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판의 제조방법과 그에 의하여 제작이 되는 극미세 회로기판에 대한 것이다. 본 발명의 극미세 회로기판은 피치가 6미크론에서 60미크론의 극히 미세한 회로부로 구성이 되는 기판에 사용이 되어진다. 극히 미세한 회로를 가지는 chip on film 이나 FPCB 등에 많이 응용이 되어 질수가 있다.

일반적으로 노광장치는 빛에 반응하는 물질(Photo-resist :PR, 감광재)이 도포된 기판 위에 원하는 패턴이 형성된 필름을 올려놓고 자외선을 쬐어주어 감광재에 원하는 패턴을 전사시키는 장치를 말한다.

종래에 회로를 구성하는 방법으로는, 상기의 노광장치를 사용하여 투명기판, 불투명 기판, 플렉시블 기판, 웨이퍼, 유리 등의 기판에 감광재를 도포하여 노광 및 현상 작업 후, 에칭작업을 통하여 일반적인 회로를 구성한다.

본 발명은 종래의 에칭공법에 의하여 회로부를 구성할 때, 에칭작업의 한계성으로 인하여 극미세한 회로를 구성하는 데는 작업의 곤란이 많았다. 피치가 20미크론 이하의 극미세한 회로를 구성할 경우에는 에칭에 의한 종래의 공법으로는 작업의 에러율이 높을 수 밖에 없었다. 뿐만 아니라 회로가 너무나 미세하여 에칭에 의하여 형성된 회로부가 외부의 충격에 의하여 쉽게 무너지는 경향이 많았다.

본 발명은 도전체 기판에 감광재를 도포하고, 상기 감광재에 패턴이 형성된 필름을 통하여 빛을 조사하며, 빛을 받은 부분을 기둥부와 빛을 받지 아니한 부분을 비기둥부라 칭한다.

상기 비기둥부를 화학적으로 제거하여 공간부를 형성하고, 도금작업을 통하여 상기 공간부에 전도성 회로부를 형성한다. 상기 기둥부와 상기 전도성 회로부를 접합공정을 통하여 비도전체 지지기판의 한쪽 면에 접합시키고, 상기 도전체 기판은 제거하는 방법으로 본 발명은 구성이 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판의 제조방법과 그 방법에 의하여 제조된 극미세 회로기판은 종래의 문제점을 모두 해결한 것이다.

종래에 에칭공법으로 양산공정으로는 구현이 불가능하였던 극미세 회로의 구현이 가능할 뿐만 아니라, 종래의 회로부의 회로와 회로 사이의 비어 있던 공간부에는 경화된 기둥부를 존속시키므로써 회로가 무너지는 문제점을 해결하게 된다.

종래의 대부분의 극미세 회로 구성방법이 에칭에 의하여 실현이 되었던 것에 비하여 본 발명은 도금방법에 의하여 회로를 구성하여 에칭에 의한 문제점을 모두 해결하게 되는 효과를 갖게 된다.

도 1은 도전체 기판의 설명도이다.
도 2는 도전체 기판에 감광재를 도포한 설명도이다.
도 3은 패턴이 형성된 필름을 통하여 빛을 감광재에 조사하여, 기둥부와 비기둥부를 형성하는 노광공정에 대한 설명도이다.
도 4는 비기둥부를 화학적으로 제거하여 공간부를 구성하는 설명도이다.
도 5는 도금조에서 도전체 기판에 전기를 가하여 공간부에 도금에 의하여 전도성 회로부를 형성하는 공정을 설명하는 설명도이다.
도 6은 기둥부와 상기 전도성 회로부를 비도전체 지지기판의 한 면에 접합시키는 접합공정을 설명하는 설명도이다.
도 7은 도전체 기판을 제거하는 제거공정을 설명하는 설명도이다.
도 8은 액상의 수지를 통하여 전도성 회로부의 높이편차가 보정되는 것을 설명하는 설명도이다.

이하, 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 이탈하지 않는 한 이하의 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명은 기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판의 제조방법과 그 방법에 의하여 제조된 극미세 회로기판에 대한 것이다.

본 발명은 기둥부와 전도성 회로부는 비전도체 지지기판의 한쪽 표면에 일체로 구성이 되며, 상기 전도성 회로부의 회로와 회로 사이에 기둥부가 형성되며, 상기 기둥부와 전도성 회로부는 비도전체 지지기판과 접착물질을 통하여 접합된 것을 특징으로 한다.

상기의 접착물질이 다양한 형태를 사용할 수가 있다. 비도전체 지지기판이 폴리이미드 필름일 경우에는 접착물질을 액상의 폴리이미드를 사용하는 것이 가장 바람직하다.

비도전체 지지기판과 기둥부와 전도성 회로부를 접착물질을 통하여 접합하는 방법으로, 기둥부와 전도성 회로부의 상부에 유동성 유브이 수지 또는 유동성 폴리이미드를 도포한 후, 상기 수지를 경화시키는 방법에 의한 것도 본 발명에 포함이 된다.

도 1은 도전체 기판의 설명도이다.

도전체 기판이란, 롤 형상 또는 평판 형상의 기판이 통전이 가능한 것을 의미한다. 본 발명에서의 도전체 기판(1)의 가장 대표적인 예로는 얇고 표면이 매끄러운 스텐인레스 판을 들 수가 있다. 얇은 스테인레스 판은 반복하여 재활용을 할 수가 있는 장점이 있다. 본 발명에서의 도전체 기판은 롤 상태로 감겨진 것을 사용하여 양산공정으로 응용을 할 수가 있음은 물론이다.

도전체 기판의 또 다른 실시 예는 PET 필름이나 폴리이미드 필름이나 다른 소재의 필름의 한쪽 평면에 구리 등의 도전 금속을 스파터링 한 것을 들 수가 있으며, 상기 스파터링 한 도전층 위에 다시 동도금을 행하여 두께를 보강하는 것이 일반적이다.

도 2는 도전체 기판에 감광재를 도포한 설명도이다.

도전체 기판(1)에 수 미크론에서 수십 미크론의 두께를 가지는 감광재(2)를 균일하게 도포한다.

도 3은 패턴이 형성된 필름을 통하여 빛을 감광재에 조사하여, 기둥부와 비기둥부를 형성하는 노광공정에 대한 설명도이다.

감광재에 투명 불투명부로 구성이 되는 패턴이 형성된 필름을 통하여 빛을 조사하면, 빛을 받은 부분은 기둥부(3)로 만들어 지며, 빛을 받지 못한 부분은 비기둥부(2)로 남아 있게 된다.

도 4는 비기둥부를 화학적으로 제거하여 공간부를 구성하는 설명도이다.

감광재의 비기둥부를 화학적 방법으로 제거를 하게 되면, 기둥부(3)만 남게 된다. 제거되어진 비기둥부는 공간부(4)로 구성이 된다.

도 5는 도금조에서 도전체 기판에 전기를 가하여 공간부에 도금에 의하여 전도성 회로부를 형성하는 공정을 설명하는 설명도이다.

도금조에서 도전체 기판에 전기를 가하여 도금을 실시하게 되면, 상기 공간에는 도금이 시작되어 일정시간이 경과되면 전도성 회로부(5)가 형성이 된다.

상기 도금공법에 의하여 형성된 전도성 회로부는 기둥부의 사이 사이에서 성장하게 되므로 조금의 빈틈도 없이 모든 공간부를 채우게 된다. 이와 같이 공간부를 채운 전도성 회로부는 기둥부와 일체로 구성이 된다. 이 같이 일체로 구성된 기둥부와 전도성 회로부는 상호간에 견고히 붙들어 지는 지지역할을 수행하게 된다. 이 같은 관계에서 기둥부는 전도성 회로부를 견고하게 지지하게 된다.

본 발명에서 상기 기둥부는 감광재의 노광된 성분으로 구성이 되어져 있다. 그러나 기둥부의 강도를 더욱 증가시키며, 결합력과 내구성을 증가시키고자 할 때는 상기 감광재가 노광되어서 구성이 되어진 기둥부를 화학적으로 녹여서 제거하고 그 대신 다른 액상의 수지를 충진하여 경화시킴으로써 기둥부의 소재를 변화를 줄 수가 있음은 물론이다. 따라서 본 발명에서의 기둥부의 소재는 다양한 소재가 선택이 될 수가 있으며, 가장 대표적인 소재로는 폴리이미드 수지를 들 수가 있다.

도 6은 기둥부와 상기 전도성 회로부를 비도전체 지지기판의 한 면에 접합시키는 접합공정을 설명하는 설명도이다.

기둥부(3)와 전도성 회로부(5)의 상부에 유동성 접착제(7)를 도포하고, 상기 유동성 접체제를 통하여 비도전체 지지기판(6)을 접합한다. 두께를 균일하게 하기 위하여 비도전체 지지기판의 상,하부에 롤러(8)에 의하여 가압을 하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 접합의 방법은 다양하게 변형이 가능함은 물론이다.

대표적 실시예로서 비도전체 지지기판은 폴리이미드 필름을 들 수가 있다.

폴리이미드 필름을 비도전체 지지기판으로 사용할 경우에는 유동성 접찹제 역시 액상의 폴리이미드를 사용한 후 경화시켜서 일체화 시키는 것이 바람직하다.

비도전체 지지기판의 표면을 녹여서 기둥부와 전도성 회로부를 접합시킬 수도 있다. 또한 액상의 수지를 기둥부와 전도성 회로부의 상부에 도포시킨 후, 상기 액상의 수지를 경화시켜서 비도전체 지지기판을 구성할 수가 있음도 물론이다. 비도전체 지지기판의 접합공정에서, 기둥부와 전도성 회로부의 상부에 유브이 수지를 얇게 도포시킨 후, 자외선을 조사시켜 유브이 수지를 경화시켜 비도전체 지지기판을 형성 할 수도 있다.

본 발명의 큰 특징은 비도전체 지지기판의 상, 하부에 설치되는 롤러(8)에 의하여 제품을 일정두께로 유지할 수가 있다는 것이다.

액상의 수지를 기둥부와 전도성 회로부의 상부에 도포시킨 후, 상기 액상의 수지를 경화시켜서 비도전체 지지기판을 구성하게 되면, 도금에 의하여 만들어 지는 전도성 회로부의 높이의 편차를 보정을 할 수가 있는 특징이 있게 된다. 기둥부의 높이는 감광재의 두께에 해당되므로 항상 일정하다.

그러나 도금에 의하여 형성되는 전도성 회로부는 도금이 진행되어 짐에 따라서 조금씩 높이의 편차가 발생을 할 수가 있다. 이러한 도금의 높이 편차를 없애기 위하여서는, 도금을 함에 있어서 기둥부의 높이 보다 약간 낮은 높이까지 도금을 진행하는 것이 필요하다. 조금 부족한 높이는 액상의 수지를 충진 한 후, 액상의 수지를 경화시키게 되면 도전성 회로부의 높이 차이는 보정이 되게 되는 것이다.

경우에 따라서, 전도성 회로부의 도금부위가 주변의 기둥부의 높이보다 조금 올라가는 경우가 생긴다 하더라도, 이 경우 역시 비도전체 지지기판과 기둥부 및 전도성 회로부 사이에 존재하는 액상의 수지를 통하여 높이의 보정이 어느 정도는 가능하게 된다. 접합의 방법은 다양하게 변형이 가능함은 물론이다. 이러한 다양한 실시예는 모두 본 발명의 영역에 속한다 할 것이다.

도 7은 도전체 기판을 제거하는 제거공정을 설명하는 설명도이다.

본 발명에서는 기둥부(3)와 전도성 회로부(5)를 비도전체 지지기판(6)의 한 면에 접합시킨 후, 도전체 기판은 제거시키는 것이 필요하다.

도전체 기판을 제거시키고 나면, 남는 것은 기둥부와 전도성 회로부가 비도전체 지지기판에 결합이 된 회로기판이 된다.

도전체 기판을 용이하게 제거시키기 위하여서, 도 2의 도전체 기판에 감광재를 도포하기 이전에 도전체 기판에 이형재를 얇게 도포하여 도전체 기판을 이탈시키는 것이 바람직하다.

만약, 도전체 기판을 얇은 필름위에 도전성 금속을 스파터링하여 도전층을 형성하여 만든 경우에 도전체 기판을 제거시키기 위하여서는, 먼저 상기 필름을 물리적 방법 또는 화학적 방법으로 제거한 후, 그 후 상기 스타터링 도전층은 에칭에 의하여 제거하면 된다.

도 8은 액상의 수지를 통하여 전도성 회로부의 높이편차가 보정되는 것을 설명하는 설명도이다.

본 발명의 큰 장점은 제품의 높이를 전체적으로 일정하게 유지를 할 수가 있다는 것이다. 제품의 종류에 따라서는 전도성 회로부의 높이가 반드시 일정한 높이로 유지가 되어야만 하는 경우가 있다. 원래 도금에 의하여 성장되는 전도성 회로부는 각각의 높이를 모두 획일적으로 같이 한다는 것은 거의 불가능한 일이다.

그러나 본 발명은 약간의 높이 편차를 가지는 전도성 회로부를 액상의 수지를 통하여 보정을 할 수가 있다는 큰 장점을 제공하게 된다.

비전도성 지지기판이 폴리이미드 시트일 경우에는 접착재로 사용이 되는 액상의 수지는 액상의 폴리이미드 수지가 가장 대표적으로 사용이 되어진다. 물론 폴리이미드 필름의 표면을 약간 녹여서 액상의 폴리이미드 수지로 사용을 할 수가 있음은 물론이다.

본 발명에서는 도전체 기판을 제거할 때, 상기 도전체 기판에 접하고 있던 기둥부와 전도성 회로부의 표면은 도전체 기판으로 인하여 매우 표면이 균일하다고 할 수가 있다. 도전체 기판을 제거하고 나면, 본 발명에서는 상기 도전체 기판과 접하고 있었던 기둥부와 전도성 회로부는 제품으로 만들어진 미세회로 기판의 표면의 노출부가 된다.

따라서 본 발명에 의하여 제작이 되는 미세회로 기판 제품은 외부적으로 볼 때에 전체에 걸쳐서 높이가 획일적으로 균일하게 제작이 된다는 것을 의미하게 된다. 본 발명은, 본 발명에 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환 변형이 가능하므로, 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에만 한정되는 것은 아니다.

1 : 도전체 기판
2 : 감광재
3 : 비기둥부
4 : 공간부
5 : 전도성 회로부
6 : 비도전체 지지기판
7 : 접착제
8 : 롤러

Claims (19)

1. 기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판의 제조방법에 있어서,
   도전체 기판에 감광재를 도포하는 감광재 도포공정과;
   상기 감광재에 패턴이 형성된 필름을 통하여 빛을 조사하여, 기둥부와 비기둥부를 형성하는 노광공정과;
   상기 비기둥부를 제거하여 공간부를 형성하는 공간부 형성공정과;
   도금작업을 통하여 상기 공간부에 전도성 회로부를 형성하는 회로부 형성공정과;
   상기 기둥부와 상기 전도성 회로부를 비도전체 지지기판에 접합시키는 비도전체 지지기판 접합공정과;
   상기 도전체 기판을 제거하는 도전체 기판 제거공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,
   도전체 기판은 필름의 한쪽 평면에 구리 등의 도전 금속을 스파터링 한 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판의 제조방법.
3. 제 1항의 지지기판의 접합공정에 있어서,
   기둥부와 전도성 회로부의 상부에 액상의 접착제를 얇게 도포한 후, 비도전체 지지기판을 접합시키는 것을 특징으로 하는 기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판의 제조방법.
4. 제 1항에서 제 3항의 어느 한 항에 있어서,
   상기 비도전체 지지기판은 유연성 기판인 것을 특징으로 하는 기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판의 제조방법.
5. 제 1항에서 제 3항의 어느 한 항에 있어서,
   상기 비도전체 지지기판은 폴리이미드인 것을 특징으로 하는 기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판의 제조방법.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 도전체 기판은 롤 형상으로 감겨진 얇은 금속판인 것을 특징으로 하는 기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판의 제조방법.
7. 제 1항에서 제 3항의 어느 한 항에 있어서,
   상기 도전체 기판에, 도전체 기판으로부터의 이형을 용이하도록 하기 위한 이형층을 형성하는 공정을 더 포함시키는 것을 특징으로 하는 기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판의 제조방법.
8. 제 1항의 비도전체 지지기판의 접합공정에 있어서,
   기둥부와 전도성 회로부의 상부에 유브이 수지를 얇게 도포시킨 후, 자외선을 조사시켜 유브이 수지를 경화시켜 비도전체 지지기판을 형성하는 것을 특징으로 하는 기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판의 제조방법.
9. 제 1항의 비도전체 지지기판의 접합공정에 있어서,
   기둥부와 전도성 회로부의 상부에 액상의 폴리이미드 수지를 얇게 도포시킨 후, 상기 폴리이미드 수지를 경화시켜서 비도전체 지지기판을 형성하는 것을 특징으로 하는 기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판의 제조방법.
10. 기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판에 있어서,
    도전체 기판에 감광재를 도포하는 감광재 도포공정과;
    상기 감광재에 패턴이 형성된 필름을 통하여 빛을 조사하여, 기둥부와 비기둥부를 형성하는 노광공정과;
    상기 비기둥부를 제거하여 공간부를 형성하는 공간부 형성공정과;
    도금작업을 통하여 상기 공간부에 전도성 회로부를 형성하는 회로부 형성공정과;
    상기 기둥부와 상기 전도성 회로부를 비도전체 지지기판에 접합시키는 비도전체 지지기판 접합공정과;
    상기 도전체 기판을 제거하는 도전체 기판 제거공정을 통하여 제작되는 것을 특징으로 하는 기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판.
11. 제 10항의 지지기판의 접합공정에 있어서,
    기둥부와 전도성 회로부의 상부에 액상의 접착제를 얇게 도포한 후, 비도전체 지지기판을 접합시키는 것을 특징으로 하는 기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판.
12. 제 10항에서 제 11항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 비도전체 지지기판은 유연성 기판인 것을 특징으로 하는 기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판.
13. 제 10항에서 제 11항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 비도전체 지지기판은 폴리이미드인 것을 특징으로 하는 기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판.
14. 제 10항에서 제 11항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전체 기판은 롤 형상으로 감겨진 얇은 금속판인 것을 특징으로 하는 기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판.
15. 제 10항에서 제 11항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전체 기판에, 도전체 기판으로부터의 이형을 용이하도록 하기 위한 이형층을 형성하는 공정을 더 포함시키는 것을 특징으로 하는 기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판.
16. 제 10항의 비도전체 지지기판의 접합공정에 있어서,
    기둥부와 전도성 회로부의 상부에 유브이 수지를 얇게 도포시킨 후, 자외선을 조사시켜 비도전체 지지기판을 형성하는 것을 특징으로 하는 기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판.
17. 제 10항의 비도전체 지지기판의 접합공정에 있어서,
    기둥부와 전도성 회로부의 상부에 액상의 폴리이미드 수지를 얇게 도포시킨 후, 상기 폴리이미드 수지를 경화시켜서 비도전체 지지기판을 형성하는 것을 특징으로 하는 기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판.
18. 기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판에 있어서,
    기둥부와 전도성 회로부는 비전도체 지지기판의 한쪽 표면에 일체로 구성이 되며,
    상기 전도성 회로부의 회로와 회로 사이에 기둥부가 형성되며,
    상기 기둥부와 전도성 회로부는 비도전체 지지기판과 접착물질을 통하여 접합된 것을 특징으로 하는 기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판.
19. 제 18항에 있어서, 접착물질이 액상의 폴리이미드 인 것을 특징으로 하는 기둥부와 전도성 회로부가 일체로 결합된 극미세 회로기판.

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