KR20160104532A - 다층 리지드 플렉시블 기판 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

저탄성 프리프레그와 플렉시블 기판의 조합에 의해, 고신뢰성의 다층 리지드 플렉시블 기판 및 그 제조방법을 제공한다.
실시형태의 다층 리지드 플렉시블 기판은 복수의 플렉시블 기판이 접합된 다층 플렉시블 기판을 복수 적층하고, 양쪽에 리지드부를 가지며, 상기 리지드부의 사이에 굴곡부를 갖는 다층 리지드 플렉시블 기판으로서, 상기 굴곡부에 내층되는 상기 플렉시블 기판이 저탄성 프리프레그에 의해 접합되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

다층 리지드 플렉시블 기판 및 그 제조방법{MULTILAYER RIGID FLEXIBLE BOARD AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 다층 리지드 플렉시블 기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
휘어지는 재료(예를 들어, 폴리이미드)를 사용한 플렉시블 기판을, 양측으로부터 유리 에폭시 등의 단단한 재질로 이루어진 리지드 기판으로 끼운 구성의 리지드 플렉시블 기판이 있다. 이 리지드 플렉시블 기판은, 리지드 기판에서는 일반 기판과 동일한 강성을 갖는 점에서 부품실장이 우수하고, 플렉시블 기판에서는 굴곡성을 갖는 점에서, 전자기기의 내부접속을 자유롭게 실시할 수 있는 효과를 갖고 있다.
종래의 다층 리지드 플렉시블 기판의 제조방법에서는 굴곡부에 폴리이미드재를 사용한 것이므로, 전 층을 절곡(折曲) 가능한 층구성(리지드부와 굴곡부의 층수가 동일)한 경우, 이하의 과제가 있다.
(1) 폴리이미드재의 밀착에 의한 굴곡성의 저하
(2) 층간 박리 리스크의 증가
(3) 접착제(폴리이미드제 커버레이)에 의한 스루홀 품질의 저하
(4) 제조공정수의 증가
또한, 다층 리지드 플렉시블 기판의 선행기술로서 국제공개공보, WO 2009/ 119027, 일본 특허공개공보 특개 2006-324406호 공보, 및 특허 제5486020호 공보가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기한 종래의 문제점을 해결하고 또한 저탄성 프리프레그와 플렉시블 기판의 조합에 의해, 고신뢰성의 다층 리지드 플렉시블 기판 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
실시형태의 다층 리지드 플렉시블 기판은 이하에 도시한 특징을 갖고 있다.
다층 리지드 플렉시블 기판은 복수의 플렉시블 기판이 접합된 다층 플렉시블 기판을 복수 적층하고, 양측에 리지드부를 가지며, 상기 리지드부 사이에 굴곡부를 갖는 다층 리지드 플렉시블 기판으로서, 상기 굴곡부에 내층되는 상기 플렉시블 기판이 저탄성 프리프레그에 의해 접합되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 실시형태의 다층 리지드 플렉시블 기판의 제조방법은 모든 플렉시블 기판의 내층 패턴을 형성하는 공정과, 복수의 상기 플렉시블 기판 사이에 저탄성 프리프레그를 끼고 적층하여, 다층 플렉시블 기판을 형성하는 공정과, 복수의 상기 다층 플렉시블 기판의 리지드부에 고탄성 프리프레그를 끼우고 접합하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 실시형태의 다층 리지드 플렉시블 기판 및 그 제조방법에 따르면, 굴곡부의 플렉시블 기판이 저탄성 프리프레그에 의해 보호되어 있으므로, 굴곡부의 강성이 높고, 전기 특성도 우수한 것을 제공할 수 있다.
도 1은 제1 실시형태에 관한 다층 리지드 플렉시블 기판의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 제1 실시형태에 관한 다층 리지드 플렉시블 기판의 변형예를 도시한 도면이다.
도 3은 제2 실시형태에 관한 다층 리지드 플렉시블 기판의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 제1 실시형태 및 제2 실시형태의 내층의 플렉시블 기판의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 제1 실시형태 및 제2 실시형태의 내층의 다층 플렉시블 기판의 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 제1 실시형태 및 제2 실시형태에 관한 다층 리지드 플렉시블 기판의 제조공정을 도시한 플로우차트이다.
도 7은 본 발명에 관한 18층 사양 리지드 플렉시블 기판의 구성을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 관한 16층 사양 리지드 플렉시블 기판의 구성을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명에 관한 12층 사양 리지드 플렉시블 기판의 구성을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명에 관한 8층 사양 리지드 플렉시블 기판의 구성을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명에 관한 6층 사양 리지드 플렉시블 기판의 구성을 도시한 도면이다.
도 12는 실시형태에 관한 다층 리지드 플렉시블 기판의 장치 접속예를 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 관한 다층 리지드 플렉시블 기판을 설명한다.
(제1 실시형태)
도 1은 제1 실시형태에 관한 다층 리지드 플렉시블 기판의 구성을 도시한 도면이다.
도 1에서 다층 리지드 플렉시블 기판(100)은 리지드부(10, 20)와, 상기 리지드부(10, 20) 사이에 설치되는 굴곡부(30)를 갖고 구성되어 있다. 다층 리지드 플렉시블 기판(100)은 복수의 다층 플렉시블 기판층이 적층된 것을 프레스에 의해 접합한 것이다. 각 다층 플렉시블 기판층은 복수의 플렉시블 기판의 양면을 저탄성 프리프레그에 의해 접합하고, 보호하는 구성으로 이루어져 있다. 여기에서는 각 플렉시블 기판은 양면 2층의 기판으로 하고 있지만, 편면 단층이어도 좋다. 도 1에서 굵은 테두리의 블럭은, 2층의 플렉시블 기판(40)을 도시하고 있다. 또한, 세로의 빗금친 부분은 저탄성 프리프레그(45)를 나타내고 잇다.
또한, 도 1에서는 3개의 다층 플렉시블 기판층(50, 60, 70)이 적층된 도면을 도시하고 있다. 3개의 다층 플렉시블 기판층(50, 60, 70)은 리지드부(10, 20)에서 고탄성 프리프레그(80a, 80b, 80c, 80d)에 의해 접합되어 있다. 또한, 리지드부(10, 20)에서는 도시하지 않은 스루홀이 설치되고, 각 층의 플렉시블 기판 사이가 전기 접속되어 있다.
도 2는 제1 실시형태의 변형예를 도시하고 있다. 도 2의 다층 리지드 플렉시블 기판에서는 리지드부(10, 20)의 표층(표면과 이면)에 배치되는 저탄성 프리프레그(45)의 위에 동박(85a, 85b, 85c, 85d)가 접합되어 있다. 이에 의해, 저탄성 프리프레그(45)상의 동박(85a, 85b, 85c, 85d)에 의해 도전층이 형성된다.
(제2 실시형태)
도 3은 제2 실시형태에 관한 다층 리지드 플렉시블 기판의 구성을 도시한 도면이다.
도 3에서 다층 리지드 플렉시블 기판(200)은 제1 실시형태와 동일하게, 리지드부(10, 20)와, 이 리지드부(10, 20) 사이에 설치되는 굴곡부(30)를 갖고 구성되어 있다. 다층 리지드 플렉시블 기판(200)은 복수의 다층 플렉시블 기판층이 적층된 것을 프레스에 의해 접합한 것이다. 각 다층 플렉시블 기판층은 복수의 플렉시블 기판의 양면을 저탄성 프리프레그에 의해 접합하고, 보호하는 구성으로 되어 있다. 예를 들어, 3개의 다층 플렉시블 기판층(50, 60, 70)에 의한 적층구조, 및 3개의 다층 플렉시블 기판층(50, 60, 70)이 리지드부(10, 20)에서 고탄성 프리프레그(80a, 80b, 80c, 80d)에 의해 접합되어 있는 점에 대해서도 제1 실시형태와 동일하다.
제1 실시형태와 다른 점은 표층(표면과 이면)의 노출면이 제1 실시형태와 같이 저탄성 프리프레그가 아니라, 플렉시블 기판(90a, 90b)의 도체가 되어 있는 점이다. 또한, 표층의 플렉시블 기판(90a, 90b)의 굴곡부(30)의 도체는 제거되어 있다. 또한, 리지드부(10, 20)의 도체(95a, 95b, 95c, 95d)는 솔더 레지스트(SR)(110a, 110b, 110c, 110d)에 의해 보호되어 있다.
도 4는 제1 실시형태 및 제2 실시형태의 내층(표층의 노출된 플렉시블 기판을 제외함)의 플렉시블 기판의 구성을 도시한 도면이다. 내층의 플렉시블 기판(200)의 양면은 저탄성 프리프레그(210, 220)와 접합되어 보호되어 있다.
저탄성 프리프레그(210, 220)는 글래스 클로스가 들어 있고, 절곡 가능한 저탄성률의 다층 재료이다. 그 탄성률은 10Gpa 이하인 것이 바람직하다. 또한, 열팽창 계수는 10ppm/℃인 것이 바람직하다.
도 5는 제1 실시형태에서 나타낸 다층 플렉시블 기판층(50, 60, 70)의 적층 상태를 확대한 도면이다. 다층 플렉시블 기판층(50, 60, 70)은 저탄성 프리프레그-2층 플렉시블 기판-저탄성 프리프레그-2층 플렉시블 기판-저탄성 프리프레그-2층 플렉시블 기판-저탄성 프리프레그의 순으로 적층된 6층 플렉시블 기판을 구성한다. 그리고, 도 1에 도시한 바와 같이, 다층 플렉시블 기판층(50, 60, 70)의 층간을 굴곡부(30)만을 창구멍 가공을 실시한 고탄성 프리프레그(80a~80d)에 의해 접합한다.
고탄성 프리프레그(80a~80d)는 탄성률이 18 내지 25Gpa인 것이 바람직하다. 또한, 열팽창 계수는 13~16ppm/℃인 것이 바람직하다.
도 6은 제1 실시형태 및 제2 실시형태의 다층 리지드 플렉시블 기판의 제조공정을 나타내는 플로우차트이다.
우선, 모든 2층 플렉시블 기판(도 1에서는 18층)의 내층 패턴을 형성한다(단계(S100)).
다음에, 다층 플렉시블 기판층(50, 60, 70)의 각 플렉시블 기판의 양면(도체)을 저탄성 프리프레그(도 4의 부호 210, 220)에 의해 보호한다. 그리고, 리지드부(10, 20)의 저탄성 프리프레그상에 동박을 배치하는 경우에는, 도 2에 도시한 동박(85a~85d)을 접합한다. 다층 플렉시블 기판층(50, 70)의 표층(도 3의 부호 90a, 90b)을 플렉시블 기판으로 하는 경우에는 굴곡부의 도체를 제거하고, 리지드부의 도체(도 2의 부호 95a~95d)는 솔더 레지스트(도 2의 부호 110a~110b)로 보호한다. 그리고, 1차 적층에 의해 다층 플렉시블 기판층(50, 60, 70)을 각각 형성한다(단계(S110)).
마지막으로, 2차 적층에 의해 굴곡부(30)에만 창구멍 가공을 실시한 고탄성 프리프레그(80a~80d)를 사용하여, 3개의 다층 플렉시블 기판층(50, 60, 70)의 층간의 리지드부(10, 20)를 접합한다(단계(S120)). 따라서, 리지드부(10, 20)는 단단한 기판으로서 형성된다.
이에 의해, 완성된 다층 리지드 플렉시블 기판은 굴곡부(30)의 플렉시블 기판이 저탄성 프리프레그에 의해 끼인 형상이 되고, 플렉시블 기판을 보호한 제품이 된다. 따라서, 전자장치 사이를 이 다층 리지드 플렉시블 기판으로 접속한 경우, 굴곡부의 강성이 높고, 고주파 등의 전기 특성도 우수한 것이 된다.
또한, 리지드부(10, 20)의 스루홀 작업과 기판간의 땜납 접속 등은 본 발명과 직접 관계되지 않으므로 생략한다.
다음에, 제1 또는 제2 실시형태에 의해 제조된 다층 리지드 플렉시블 기판의 각종 예를 설명한다.
도 7은 18층 사양의 다층 리지드 플렉시블 기판의 구성을 도시한 도면이다.
18층 사양에서는 2층 플렉시블 기판-저탄성 프리프레그-2층 플렉시블 기판-저탄성 프리프레그-2층 플렉시블 기판-저탄성 프리프레그로 6층의 제1 다층 플렉시블 기판(50)을 형성한다.
또한, 저탄성 프리프레그-2층 플렉시블 기판-저탄성 프리프레그-2층 플렉시블 기판-저탄성 프리프레그-2층 플렉시블 기판-저탄성 프리프레그로 중간부의 6층의 제2 다층 플렉시블 기판(60)을 형성한다.
또한, 저탄성 프리프레그-2층 플렉시블 기판-저탄성 프리프레그-2층 플렉시블 기판-저탄성 프리프레그-2층 플렉시블 기판으로 6층의 제3 다층 플렉시블 기판(70)을 형성한다.
또한, 제1 다층 플렉시블 기판(50) 및 제3 다층 플렉시블 기판(70)의 표층(노출층)에서 굴곡부(30)의 2층 플렉시블 기판의 노출측의 도체는 제거되고, 리지드부(10, 20)의 노출도체(95a~95d)는 솔더 레지스트(110a~110d)로 보호되어 있다.
그리고, 제1 다층 플렉시블 기판(50), 제2 다층 플렉시블 기판(60), 및 제3 다층 플렉시블 기판(70)이 적층될 때, 리지드부(10, 20)는 고탄성 프리프레그(80a~80d)로 접합되어 있다. 이에 의해, 2층 플렉시블 기판의 내층 도체를 저탄성 프리프레그로 보호하여, 굴곡부의 강성이 높은 18층 리지드 플렉시블 기판을 얻을 수 있다.
도 8은 16층 사양의 다층 리지드 플렉시블 기판의 구성을 도시한 도면이다.
16층 사양에서는 저탄성 프리프레그-2층 플렉시블 기판-저탄성 프리프레그-2층 플렉시블 기판-저탄성 프리프레그로 5층의 제1 다층 플렉시블 기판(50)을 형성한다.
또한, 저탄성 프리프레그-2층 플렉시블 기판-저탄성 프리프레그-2층 플렉시블 기판-저탄성 프리프레그-2층 플렉시블 기판-저탄성 프리프레그로 중간부의 6층의 제2 다층 플렉시블 기판(60)을 형성한다.
또한, 저탄성 프리프레그-2층 플렉시블 기판-저탄성 프리프레그-2층 플렉시블 기판-저탄성 프리프레그로 5층의 제3 다층 플렉시블 기판(70)을 형성한다.
또한, 제1 다층 플렉시블 기판 및 제3 다층 플렉시블 기판의 표층(노출층)에서 리지드부(10, 20)의 노출되는 면의 저탄성 프리프레그에는 동박(85a~85d)이 접합되어 도체를 형성하고 있다.
그리고, 제1 다층 플렉시블 기판(50), 제2 다층 플렉시블 기판(60), 및 제3 다층 플렉시블 기판(70)이 적층될 때, 리지드부(10, 20)는 고탄성 프리프레그(80a~80d)로 접합되어 있다. 이에 의해, 2층 플렉시블 기판의 내층 도체를 저탄성 프리프레그로 보호하고, 굴곡부의 강성이 높은 16층 리지드 플렉시블 기판을 얻을 수 있다.
도 9는 12층 사양의 다층 리지드 플렉시블 기판의 구성을 도시한 도면이다.
12층 사양에서는 2층 플렉시블 기판-저탄성 프리프레그-2층 플렉시블 기판-저탄성 프리프레그로 4층의 제1 다층 플렉시블 기판(50)을 형성한다.
또한, 저탄성 프리프레그-2층 플렉시블 기판-저탄성 프리프레그-2층 플렉시블 기판-저탄성 프리프레그로 중간부의 4층의 제2 다층 플렉시블 기판(60)을 형성한다.
또한, 저탄성 프리프레그-2층 플렉시블 기판-저탄성 프리프레그-2층 플렉시블 기판으로 4층의 제3 다층 플렉시블 기판(70)을 형성한다.
또한, 제1 다층 플렉시블 기판(50) 및 제3 다층 플렉시블 기판(70)의 표층(노출층)에서 굴곡부(30)의 2층 플렉시블 기판의 노출측의 도체는 제거되고, 리지드부(10, 20)의 노출도체(95a~95d)는 솔더-레지스트(110a~110d)로 보호되어 있다.
그리고, 제1 다층 플렉시블 기판(50), 제2 다층 플렉시블 기판(60), 및 제3 다층 플렉시블 기판(70)이 적층될 때, 리지드부(10, 20)는 고탄성 프리프레그(80a~80d)로 접합되어 있다. 이에 의해, 2층 플렉시블 기판의 내층 도체를 저탄성 프리프레그로 보호하고, 굴곡부의 강성이 높은 12층 리지드 플렉시블 기판을 얻을 수 있다.
도 10은 8층 사양의 다층 리지드 플렉시블 기판의 구성을 도시한 도면이다.
8층 사양에서는 2층 플렉시블 기판 저탄성 프리프레그-2층 플렉시블 기판-저탄성 프리프레그로 4층의 제1 다층 플렉시블 기판(50)을 형성한다.
또한, 저탄성 프리프레그-2층 플렉시블 기판-저탄성 프리프레그-2층 플렉시블 기판으로 4층의 제2 다층 플렉시블 기판(60)을 형성한다.
또한, 제1 다층 플렉시블 기판(50) 및 제2 다층 플렉시블 기판(60)의 표층(노출층)에서 굴곡부(30)의 2층의 플렉시블 케이블의 노출측의 도체는 제거되고, 리지드부(10, 20)의 노출도체(95a~95d)는 솔더 레지스트(110a~110d)로 보호되어 있다.
그리고, 제1 다층 플렉시블 기판(50) 및 제2 다층 플렉시블 기판(60)이 적층될 때, 리지드부(10, 20)는 고탄성 프리프레그(80a, 80b)로 접합되어 있다. 이에 의해, 2층 플렉시블 기판의 내층 도체를 저탄성 프리프레그로 보호하고, 굴곡부의 강성이 높은 8층 리지드 플렉시블 기판을 얻을 수 있다.
도 11은 6층 사양의 다층 리지드 플렉시블 기판의 구성을 도시한 도면이다.
6층 사양에서는 저탄성 프리프레그-2층 플렉시블 기판-저탄성 프리프레그로 3층의 제1 다층 플렉시블 기판(50)을 형성한다.
또한, 저탄성 프리프레그-2층 플렉시블 기판-저탄성 프리프레그로 3층의 제2 다층 플렉시블 기판(60)을 형성한다.
또한, 제1 다층 플렉시블 기판 및 제3 다층 플렉시블 기판의 표층(노출층)에서 리지드부(10, 20)의 노출되는 면의 저탄성 프리프레그에는 동박(85a~85d)이 접합되어 도체를 형성하고 있다.
그리고, 제1 다층 플렉시블 기판(50) 및 제2 다층 플렉시블 기판(60)이 적층될 때, 리지드부(10, 20)는 고탄성 프리프레그(80a, 8b0)로 접합되어 있다. 이에 의해, 2층 플렉시블 기판의 내층 도체를 저탄성 프리프레그로 보호하고, 굴곡부의 강성이 높은 6층 리지드 플렉시블 기판을 얻을 수 있다.
도 12는 도 7 내지 도 11에 도시한 18층~6층 리지드 플렉시블 기판을 사용한 장치간 접속의 일례를 도시한 도면이다. 이와 같이, 실시형태의 다층 리지드 플렉시블 기판을 사용함으로써, 리지드부의 한쪽을 제1 전자기기(500)에 접속하고, 리지드부의 다른쪽을 예를 들어 90도 절곡하여 제2 전자기기(600)에 접속할 수 있다.
실시형태의 다층 리지드 플렉시블 기판에 따르면 굴곡부의 강성이 높고, 또한 전기특성이 우수하다. 또한, 리지드부와 굴곡부의 경계부분의 밀착 강도가 높고, 층간 박리(디라미네이션, Delamination 등)의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 리지드 기판과 동등한 스루홀 신뢰성을 얻을 수 있다. 또한, 리지드 기판과 동등한 제조공정으로 제조하는 것이 가능하여, 제조 공정의 간략화를 도모할 수 있다.
이상, 본 발명의 몇가지 실시형태를 설명했지만, 이들 실시형태는 예로서 제시한 것이고, 발명의 범위를 한정하려는 의도는 없다. 이들 신규의 실시형태는 그 밖의 여러가지 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 여러가지 생략, 치환, 변경을 실시할 수 있다. 이들 실시형태나 그 변형은 발명의 범위나 요지에 포함되고, 또한 특허청구범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.
100, 200: 다층 리지드 플렉시블 기판 10, 20: 리지드부
30: 굴곡부 40: 플렉시블 기판
45: 저탄성 프리프레그 50: 제1 다층 플렉시블 기판
60: 제2 다층 플렉시블 기판 70: 제3 다층 플렉시블 기판
80a~80d: 고탄성 프리프레그 85a~85d: 동박
95a~95d: 도체 110a~110d: 솔더 레지스트

Claims (7)

  1. 복수의 플렉시블 기판이 접합된 다층 플렉시블 기판을 복수 적층하고, 양측에 리지드부를 가지며, 상기 리지드부 사이에 굴곡부를 갖는 다층 리지드 플렉시블 기판으로서,
    상기 굴곡부에 내층되는 상기 플렉시블 기판이 저탄성 프리프레그에 의해 접합되어 있는, 다층 리지드 플렉시블 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 리지드부의 상기 다층 플렉시블 기판 사이는 고탄성 프리프레그에 의해 접합되어 있는, 다층 리지드 플렉시블 기판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    표층이 상기 플렉시블 기판인 경우, 노출되는 측의 상기 굴곡부의 도체는 제거되고, 상기 리지드부의 도체는 보호부재로 보호되어 있는, 다층 리지드 플렉시블 기판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    표층이 상기 저탄성 프리프레그인 경우, 상기 리지드부의 상기 저탄성 프리프레그상에 동박이 접합되어 있는, 다층 리지드 플렉시블 기판.
  5. 모든 플렉시블 기판의 내층 패턴을 형성하는 공정,
    복수의 상기 플렉시블 기판 사이에 저탄성 프리프레그를 끼우고 적층하여, 다층 플렉시블 기판을 형성하는 공정,
    복수의 상기 다층 플렉시블 기판의 리지드부에 고탄성 프리프레그를 끼우고 접합하는 공정을 갖는, 다층 리지드 플렉시블 기판의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    표층이 상기 플렉시블 기판인 경우, 노출되는 측의 굴곡부의 도체를 제거하는 공정,
    상기 리지드부의 도체를 보호부재로 보호하는 공정을 추가로 갖는, 다층 리지드 플렉시블 기판의 제조방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    표층이 상기 저탄성 프리프레그인 경우, 상기 리지드부의 상기 저탄성 프리프레그의 위에 동박을 접합하는 공정을 추가로 갖는, 다층 리지드 플렉시블 기판의 제조방법.
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