KR20150026258A - 리지드 플렉서블 기판 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리지드 기판의 플래트니스를 개선하기 위한 것으로, 절연재에 회로층이 구성된 연성동박적층판에 커버레이가 적층된 플렉서블부; 그리고 상기 플렉서블부의 양측으로 절연층 및 카파층이 빌드 업되며, 상기 절연층의 외면을 평탄화시킬 수 있도록 평탄재가 구비된 리지드부; 를 포함할 수 있다.

Description

리지드 플렉서블 기판 및 그 제조방법{Rigid Flexible PCB and manufacture Method of It}
본 발명은 리지드 플렉서블 기판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리지드 기판의 플래트니스를 개선한 리지드 플렉서블 기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 전자기기의 휴대화와 더불어 고기능화와 인터넷, 동영상 및 고용량의 데이터 송수신 등으로 인해, 인쇄회로기판의 설계가 더욱 복잡해지고 고밀도 및 소형화 회로에 대한 요구가 점점 증가 되고 있다.
이에 따라, 전자기기에 수용되는 인쇄회로기판은 박형화 및 소형화되고 있어, 인쇄회로기판의 기능 구현을 위해 인쇄회로기판의 배선의 선폭은 작아지고 있으며, 인쇄회로기판의 구성도 단층에서 다층 구조로 제조되고 있다.
현재 리지드 플렉시블 인쇄회로기판을 제조하는 과정에서는 플렉시블 기판에 커버레이(Coverlay)와 이엠아이(EMI: Electro Magnetic Interference) 등을 각각의 프로세스를 따라 제조한 다음 절연재에 적층한 후 경화시키게 된다.
또한 리지드 플레서블 기판을 제조하는 과정에서는 커버레이를 FCCL의 표면에 부착시킨 다음 기판 성형용 부자재를 대략 170℃의 고열로 압축하여 커버레이를 FCC과 일체로 성형하게 된다.
그런데, 기판 성형용 부자재를 통해 커버레이와 FCCL을 일체로 성형하게 되면, 커버레이의 표면이 회로층의 형상대로 완만한 요철부를 형성하게 되고, 이러한 요철면에 프리프레그 및 구리층과 같은 레이어가 그대로 적층됨에 따라, 리지드 기판 표면이 평평하지 못한 상태로 제조되어 제품성이 저하되는 문제점이 있다.
인용문헌: 대한민국특허공개 제 2012-0007444호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 리지드 기판의 제조 시 경질의 평탄재를 기판 내부에 추가적으로 적층 구성하여 리지드 기판 전체의 두께 편차를 개선할 수 있도록 한 리지드 플렉서블 기판 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 리지드 기판 내부에 적층된 경질의 평탄재를 통해 워피지 발생을 방지할 수 있도록 한 리지드 플렉서블 기판을 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 효과적으로 달성하기 위해 본 발명은, 절연재에 회로층이 구성된 연성동박적층판에 커버레이가 적층된 플렉서블부; 그리고 상기 플렉서블부의 양측으로 절연층 및 카파층이 빌드 업되며, 상기 절연층의 외면을 평탄화시킬 수 있도록 평탄재가 구비된 리지드부; 를 포함할 수 있다.
상기 평탄재는 절연층 및 카파층 사이에 적층될 수 있으며, 상기 평탄재는 동박적층판으로 구성될 수 있다.
상기 회로층과 카파층은 평탄재와 절연층을 관통하는 관통비아를 통해 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 평탄재는 경질의 절연재로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 리지드 플렉서블 기판 및 그 제조방법은 리지드 기판의 제조 시 경질의 평탄재를 기판 내부에 추가적으로 적층 구성함으로써, 리지드 기판 전체의 두께 편차를 개선할 수 있음은 물론, 경질의 평탄재를 통해 워피지 발생을 방지할 수 있어 제품성의 향상을 기대할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리지드 플렉서블 기판이 제조된 상태의 단면 예시도.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 실시예에 따른 리지드 플렉서블 기판이 제조되는 과정을 보인 순서도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리지드 플렉서블 기판이 제조된 상태의 단면 예시도이고, 도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 실시예에 따른 리지드 플렉서블 기판이 제조되는 과정을 보인 순서도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 리지드 플레서블 기판(100)은 플렉서블부(10)와 플렉서블부(10)의 양측에 구성된 리지드부(30)를 포함한다.
플렉서블부(10)는 폴리아미드(Polymide) 또는 프리프레그(Prepreg)를 소재로 하는 절연재(13)와 절연재(13)의 양 측면에 도포된 회로층(14)이 구성된 연성동박적층판(12)과 연성동박적층판(12)에 적층된 커버레이(15)를 포함한다.
절연재(13)는 회로층(14)보다 얇거나 동일한 두께로 구성되는 것이 바람직한다. 이는 외부로부터 가해지는 충격에 대해 충분한 텐션을 확보하여 회로층(14)이 절연재(13)로부터 쉽게 분리될 수 있는 것을 방지하기 위함이다.
회로층(14)은 절연재(13)의 양 측면에 동박이 구성된 상태에서 에칭이나 식각에 의해 형성된 것으로, 구리와 같은 전도성이 우수한 소재가 사용될 수 있다.
또한 회로층(14)에는 커버레이(15)가 기판 성형부재(20)를 통해 고온으로 열 압축 성형된다.
기판 성형부재(20)로 커버레이(15)를 압축 열 성형시에는 약 170℃ 이상의 고온과 25㎏/㎠ 이상의 압력으로 압축시킨 다음 기판 성형부재(20)를 커버레이(15)에서 분리하고 경화시킨다.
이때, 기판 성형부재(20)를 커버레이(15)에서 분리하게 되면, 커버레이(15)의 외면에는 요철이 발생하게 되는데, 이러한 이유는 기판 성형부재(20)를 커버레이(15)에 밀착시켜 가압 시 회로층(14)의 형상 및 위치에 따라 회로층(14)이 형성되지 않은 부위에 비해 커버레이(15) 상면이 상대적으로 돌출되기 때문이다.
이렇게 커버레이(15)가 압축 열성형 된 후에는 플렉서블부(10)의 양측으로 리지드부(30)가 구성된다.
리지드부(30)는 절연층(32) 및 카파층(34) 그리고 카파층(34)과 절연층(32) 사이에 설치된 평탄재(36)를 포함한다.
또한 리지드부(30)는 카파층(34) 상부에 도포된 포토 솔더 레지스트층(PSR)(38)을 더 포함할 수 있다.
절연층(32)은 커버레이(15)의 양 측면에 도포될 수 있으며, 프리프레그를 소재로서 사용할 수 있다. 절연층(32)은 워피지 감소를 위해 충분한 경도를 유지할 수 있는 두께를 유지하도록 설계된다.
이처럼 절연층(32)이 커버레이(15)에 적층되면, 평탄재(36)가 절연층(32) 상부에 적층 된다.
평탄재(36)는 절연소재에 동박이 적층 구성된 동박적층판으로 구성될 수 있으며, 필요에 따라 절연층(32)보다 용융점이 높은 경질의 절연재로도 구성될 수 있다.
즉, 절연층(32)과 평탄재(36)를 커버레이(15)에 순차적으로 적층시킨 후 기판 성형부재(20)를 평탄재(36)에 밀착시킨 상태에서 고열 압축 성형하게 되면, 절연층(32)의 일부가 용융되면서 커버레이(15)의 돌출되지 않은 공간부위를 채우게 된다.
이때, 절연층(32)의 상면은 압축 성형과정에서 회로층(14)과 같이 완만한 요철 형상으로 구성될 수 있으나, 절연층(32)의 상면이 평탄재(36)와 밀착된 상태로 압축 성형 되기 때문에 절연층(32) 상면이 완만한 요철 형상을 가지더라도 평탄재(36)를 통해 적층되는 카파층(34)에 영향을 주지 않게 된다.
카파층(34)은 평탄재(36) 상부에 구성된 것으로, 동박이 형성된 후 에칭이나 식각과 같은 공정을 통해 형성된다. 카파층(34)이 구성된 후에는 포토 솔더 레지스트층(38)이 구성된다.
여기서, 각 층간의 전기적 연결은 관통비아(40)를 통해 이루어질 수 있다. 즉, 회로층(14)과 카파층(34)은 평탄재(36)와 절연층(32)을 관통하는 관통비아(40)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 관통비아(40)는 레이저에 의해 홀 형태로 관통된 후 도금처리됨으로써 구성될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 리지드 플렉서블 기판은 다음과 같은 순서로 제조될 수 있다.
도 2a 내지 도 2b에 도시된 바와 같이, 절연재(13)의 양 측면에 동박이 형성된 후, 동박에 에칭 및 식각 공정이 진행되어 회로층(14)을 형성하게 된다.
회로층(14)의 형성으로 연성동박적층판(12)이 제조되면, 회로층(14)의 양측면에 커버레이(15)가 부착된다. 커버레이(15)는 기판 성형부재(20)를 통해 약 170℃ 이상의 고온과 25㎏/㎠ 이상의 압력으로 고온 열 압축된다.
기판 성형부재(20)가 커버레이(15)를 소정시간 동안 열 압착한 후에는 기판 성형부재(20)를 커버레이(15)에서 분리한 다음 커버레이(15)를 공냉하여 경화시켜 플렉서블 기판(10)을 제조한다.
이렇게 플렉서블 기판(10)이 제조되면, 플렉서블 기판(10)의 양측에 절연층(32)과 평탄재(36)를 순차적으로 적층한다. 이때, 절연층(32)은 프리프레그와 같은 절연소재가 사용될 수 있으며, 평탄재(36)는 동박적층판과 같이 경질의 재료가 사용될 수 있다.
절연층(32)과 평탄재(36)가 적층되면, 기판 성형부재(20)를 고온으로 열 압착시킨다. 일정시간 압착이 진행되면, 기판 성형부재(20)를 평탄재(36)에서 분리하고 공냉시킨다.
공냉이 완료되면, 평탄재(36)에 카파층(34)을 구성하고, 카파층(34) 상부에 포토 솔더 레지스트층(38)을 형성한다. 이때, 각 층간의 전기적 연결은 관통비아(40)의 형성공정을 통해 가능하다. 관통비아(40)의 경우 각 층간 전기적 연결을 위해 통상적으로 진행하는 과정임으로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 리지드 플렉서블 기판(100)은 회로층(14)의 모양에 따라 커버레이(15)와 절연층(32)에 형성되던 요철모양이 경질의 평탄재(36)를 통해 편평하게 구성할 수 있어 기판 전체의 워피지 감소는 물론 제품성의 향상도 기대할 수 있게 된다.
이상에서 본 발명의 실시예에 따른 리지드 플렉서블 기판 및 그 제조방법에 대해 설명하였으나 본 발명은 이에 한정하지 아니하며 당업자라면 그 응용과 변형이 가능함은 물론이다.
10: 플렉서블부
12: 연성동박적층판
13: 절연재
14: 회로층
15: 커버레이
20: 기판 성형부재
30: 리지드부
32: 절연층
34: 카파층
36: 평탄재
38: 포토 솔더 레지스트층
40: 관통비아
100: 리지드 플렉서블 기판

Claims (7)

  1. 절연재에 회로층이 구성된 연성동박적층판에 커버레이가 적층된 플렉서블부; 그리고
    상기 플렉서블부의 양측으로 절연층 및 카파층이 빌드 업되며, 상기 절연층의 외면을 평탄화시킬 수 있도록 평탄재가 구비된 리지드부; 를 포함하는 리지드 플렉서블 기판.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 평탄재는 절연층에 적층된 리지드 플렉서블 기판.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 평탄재는 동박적층판으로 구성된 리지드 플렉서블 기판.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 회로층과 카파층은 평탄재와 절연층을 관통하는 관통비아를 통해 전기적으로 연결된 리지드 플렉서블 기판.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 평탄재는 경질의 절연재로 구성된 리지드 플렉서블 기판.
  6. 연성동박적층판에 커버레이를 부착하는 단계;
    상기 커버레이를 기판 성형부재를 이용하여 고온 열 압착하는 단계;
    상기 고온 열 압착된 커버레이의 양측으로 절연층과 평탄재를 순차적으로 적층하는 단계;
    상기 평탄재를 기판 성형부재를 이용하여 고온으로 열 압착하는 단계;
    상기 평탄재에 카파층을 구성하고, 상기 카파층 상부에 포토 솔더 레지스트층을 형성하는 단계; 를 포함하는 리지드 플렉서블 기판의 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 커버레이는 기판 성형부재를 통해 약 170℃ 이상의 고온과 25㎏/㎠ 이상의 압력으로 고온 압축 열성형 되는 리지드 플렉서블 기판의 제조방법.

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