KR20160144189A - 구부릴 수 있는 연성금속동박적층 인쇄회로기판 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

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Abstract

연성금속동박적층 인쇄회로기판은 제1 두께를 가지는 복수의 강성 영역들 및 상기 복수의 강성 영역들의 사이에 위치하고 상기 제1 두께보다 얇은 제2 두께를 가지는 연성 영역을 포함하는 금속 시트, 상기 금속 시트의 상부에 적층되어 상기 금속 시트에 열을 전달하는 절연층, 상기 절연층의 상부에 적층되어 회로 패턴이 형성되는 동박층 및 상기 동박층의 상부에 적층되어 상기 형성된 회로 패턴을 보호하는 보호층을 포함한다. 따라서, 연성금속동박적층 인쇄회로기판은 부분 에칭 또는 단차 라우팅을 통하여 복수의 강성 영역들 사이에 배치되는 연성 영역을 형성할 수 있다.

Description

구부릴 수 있는 연성금속동박적층 인쇄회로기판 및 이를 제조하는 방법 {BENDABLE FLEXIBLE METAL COPPER CLAD LAMINATE PRINTED CIRCUIT BOARD AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 연성금속동박적층 인쇄회로기판의 제조 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속 시트의 일부 영역을 부분 에칭 또는 단차 라우팅을 통해 얇게 형성하여, 해당 부분을 구부릴 수 있도록 연성금속동박적층 인쇄회로기판을 제조하는 방법에 관한 것이다.
연성금속동박적층 인쇄회로기판은 얇은 절연 필름에 회로패턴을 형성하여 유연하게 구부러질 수 있는 기판이며, 휴대용 전자기기, 장착 사용 시 굴곡 및 유연성을 요구하는 자동화 기기 또는 디스플레이 제품 등에 많이 사용되고 있다. 특히, 연성금속동박적층 인쇄회로기판은 근래에 들어 수요가 폭발적으로 증가하는 스마트폰 등과 같은 휴대 단말에 많이 사용되고 있다. 예를 들어, 연성금속동박적층 인쇄회로기판은 휴대 단말의 근거리 무선통신(NFC;Near Field Communication)안테나 또는 휴대폰, PDA, 노트북 등과 같은 전자기기의 디스플레이 패널에 사용된다. 또한, 연성금속동박적층 인쇄회로기판은 차량의 전조등, 안개등 또는 방향지시등과 같이 장착 시 굴곡 및 유연성을 요구하는 제품에 사용된다.
연성금속동박적층 인쇄회로기판은 연성을 가지는 기재에 합지된 동박을 에칭하여 제조되거나, 연성을 가지는 절연 필름에 도전성 페이스트 또는 도전성 잉크로 회로 패턴을 인쇄한 후 회로 패턴을 도금하여 제조된다.
종래 기술에 의한 연성금속동박적층판은 플렉시블 구간을 전부 에칭하여 제작되는데, 이러한 제조 과정에 의한 연성금속동박적층판 은 플렉시블 구간이 구부러지는 경우 방열판의 모서리에 의하여 손상되는 문제점을 가지고 있다.
한국공개특허 제10-2015-0034460호는 연성인쇄회로기판에 대한 것으로, 굴곡부에서의 접착층의 구간을 층마다 달리함으로써 이동 단말기 등의 접힘 부분에 사용시에도 크랙이 발생되는 것을 방지하고, 슬림화되는 모든 기구에 적용가능하며, 특히 절곡되는 부분이 있는 모든 기구에 사용 가능하고, 공수 및 비용추가 없이 제작할 수 있는 연성인쇄회로기판에 대하여 개시한다.
한국공개특허 제10-2005-0077856호는 연성인쇄회로기판의 제조방법에 대한 것으로, 지지플레이트를 사용하여 연마, 도금, 노광, 현상 및 에칭과 같은 과정을 수행하고, 연성인쇄회로기판이 완성되면 지지플레이트를 제거하여, 제조 과정에서 불량이 발생하지 않게 하는 연성인쇄회로기판의 제조 방법에 대하여 개시한다.
한국공개특허 제10-2015-0034460호 (2015. 04. 03 공개) 한국공개특허 제10-2005-0077856호 (2005. 08. 04 공개)
본 발명의 일 실시예는 금속 시트의 일부 영역을 부분 에칭하여 복수의 강성 영역들 사이에 배치되는 연성 영역을 형성하는 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 금속 시트의 일부 영역을 단차 라우팅하여 복수의 강성 영역들 사이에 배치되는 연성 영역을 형성하는 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 복수의 강성 영역들 및 연성 영역을 통해 금속동박적층판을 보호하고 방열을 수행하는 방법을 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 연성금속동박적층 인쇄회로기판은 제1 두께를 가지는 복수의 강성 영역들 및 상기 복수의 강성 영역들의 사이에 위치하고 상기 제1 두께보다 얇은 제2 두께를 가지는 연성 영역을 포함하는 금속 시트, 상기 금속 시트의 상부에 적층되어 상기 금속 시트에 대하여 절연체 역할을 하는 절연층, 상기 절연층의 상부에 적층되어 회로 패턴이 형성되는 동박층 및 상기 동박층의 상부에 적층되어 상기 형성된 회로 패턴을 보호하는 보호층을 포함한다.
상기 연성 영역은 상기 복수의 강성 영역들을 연결하고, 상기 절연층이 휘어지면 이에 종속하여 유연하게 구부러질 수 있다.
상기 연성 영역은 상기 절연층을 외부 손상으로부터 보호하고, 상기 절연층으로부터 전달된 열을 방출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 두께는 0.1mm ~ 0.7mm 에 해당할 수 있다.
상기 금속 시트는 상기 복수의 강성 영역들 및 상기 연성 영역의 사이에 배치되어, 상기 복수의 강성 영역들 및 상기 연성 영역을 안정적으로 연결하는 연결 영역을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 연결 영역은 상기 연성 영역의 평면을 기준으로 일정 각도를 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 연성 영역은 그 내측이 그 외측보다 깊게 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 연성 영역은 상기 제2 두께는 상기 절연층, 동박층 및 보호층의 총 두께의 0.5배 내지 2배에 해당할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 금속 시트는 상기 금속 시트의 일부 영역을 부분 에칭(Partial Etching)하여 상기 복수의 강성 영역들 및 상기 연성 영역을 형성할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 상기 금속 시트는 상기 금속 시트의 일부 영역을 단차 라우팅(Depth Routing)하여 상기 복수의 강성 영역들 및 상기 연성 영역을 형성할 수 있다.
상기 보호층은 커버레이 또는 잉크로 구현될 수 있다.
실시예들 중에서, 연성금속동박적층 인쇄회로기판을 제조하는 방법은 금속 시트 상에 절연층과 동박층이 순차적으로 적층된 금속동박적층판을 준비하는 단계, 상기 금속동박적층판에 회로 패턴을 형성하는 단계, 상기 형성된 회로 패턴 상에 보호층을 접착하는 단계 및 제1 두께를 가지는 복수의 강성 영역들 및 상기 복수의 강성 영역들의 사이에 위치하고 상기 제1 두께보다 얇은 제2 두께를 가지는 연성 영역을 형성하기 위하여 상기 금속 시트의 일부를 제거하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 금속동박적층판의 일부를 제거하는 단계는 상기 금속 시트의 일부 영역을 부분 에칭(Partial Etching)하여 상기 제2 두께를 가지는 연성 영역을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 금속동박적층판의 일부를 제거하는 단계는 상기 복수의 강성 영역들에 해당하는 영역을 보호하고, 상기 연성 영역에 해당하는 영역을 부분 에칭하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 금속동박적층판의 일부를 제거하는 단계는 상기 연성 영역이 0.1mm ~ 0.7mm의 두께를 가지도록 상기 금속 시트의 일부 영역을 부분 에칭하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 상기 금속동박적층판의 일부를 제거하는 단계는 상기 금속 시트의 일부 영역을 단차 라우팅(Depth Routing)하여 상기 제2 두께를 가지는 연성 영역을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 금속동박적층판의 일부를 제거하는 단계는 상기 연성 영역에 해당하는 영역이 동일한 깊이를 가지도록 상기 금속동박적층판의 일부 영역을 단차 라우팅하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 금속동박적층판의 일부를 제거하는 단계는 상기 연성 영역의 내측이 상기 연성 영역의 외측보다 깊게 형성되도록 상기 금속동박적층판의 일부 영역을 단차 라우팅하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 금속동박적층판의 일부를 제거하는 단계는 상기 연성 영역이 0.1mm ~ 0.7mm의 두께를 가지도록 상기 금속 시트의 일부 영역을 단차 라우팅하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 금속동박적층판의 일부를 제거하는 단계는 상기 복수의 강성 영역들 및 상기 연성 영역을 안정적으로 연결하는 연결 영역을 형성하도록 상기 금속동박적층판의 일부 영역을 단차 라우팅하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 금속동박적층판의 일부를 제거하는 단계는 상기 연결 영역이 상기 연성 영역의 평면을 기준으로 일정 각도를 형성하도록 상기 금속동박적층판의 일부 영역을 단차 라우팅하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연성금속동박적층 인쇄회로기판은 부분 에칭을 통하여 복수의 강성 영역들 사이에 배치되는 연성 영역을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연성금속동박적층 인쇄회로기판은 단차 라우팅을 통하여 복수의 강성 영역들 사이에 배치되는 연성 영역을 형성하는 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연성금속동박적층 인쇄회로기판은 복수의 강성 영역들 및 연성 영역을 통해 금속동박적층판을 보호하고 방열을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성금속동박적층 인쇄회로기판을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 연성금속동박적층 인쇄회로기판을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 연성금속동박적층 인쇄회로기판을 설명하는 도면이다.
도 4는 도 1에 있는 연성금속동박적층 인쇄회로기판을 제조하는 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 5는 도 1에 있는 연성금속동박적층 인쇄회로기판을 제조하는 다른 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 6은 도 1에 있는 연성금속동박적층 인쇄회로기판을 제조하는 또 다른 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 7은 도 1에 있는 연성금속동박적층 인쇄회로기판을 제조하는 또 다른 일 실시예를 설명하는 도면이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성금속동박적층 인쇄회로기판을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 연성금속동박적층 인쇄회로기판(100)은 금속 시트(110), 절연층(120), 동박층(130) 및 보호층(140)을 포함한다.
금속 시트(110)는 복수의 강성 영역들(112) 및 연성 영역(114)을 포함할 수 있다. 복수의 강성 영역들(112)은 제1 두께를 가지고, 연성 영역(114)은 복수의 강성 영역들(112)의 사이에 위치하고, 제1 두께보다 얇은 제2 두께를 가질 수 있다. 여기에서, 복수의 강성 영역들(112)의 제1 두께는 부분 에칭(Partial Etching) 또는 단차 라우팅(Depth Routing)이 수행되기 전의 금속 시트(110)의 두께에 해당할 수 있다. 일 실시예에서, 금속 시트(110)는 알루미늄 시트, 마그네슘 시트, 동 시트 또는 기타 방열 물질로 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 금속 시트(110)는 그 일부 영역이 부분 에칭(Partial Etching)되어 복수의 강성 영역들(112) 및 연성 영역(114)으로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 금속 시트(110)는 부분 에칭을 위하여 복수의 강성 영역들(112)에 해당하는 부분이 보호될 수 있으며, 연성 영역(114)에 해당하는 부분이 화학 용액이나 가스에 의하여 부분 에칭될 수 있다. 여기에서, 부분 에칭은 연성 영역(114)이 제2 두께를 형성할 수 있도록 일부 두께만 식각되는 것을 의미한다. 즉, 금속 시트(110)는 연성 영역(114)에 해당하는 부분을 부분 에칭하여, 제1 두께를 가지는 복수의 강성 영역들(112) 및 제2 두께를 가지는 연성 영역(114)으로 형성될 수 있다.
다른 일 실시예에서, 금속 시트(110)는 그 일부 영역이 단차 라우팅(Depth Routing)되어 복수의 강성 영역들(112) 및 연성 영역(114)으로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 금속 시트(110)는 연성 영역(114)에 해당하는 부분이 단차 라우팅될 수 있다. 여기에서, 단차 라우팅은 연성 영역(114)이 제2 두께를 형성할 수 있도록 일부 두께만 기계적 밀링하는 것을 의미한다. 즉, 금속 시트(110)는 연성 영역(114)에 해당하는 부분을 단차 라우팅하여, 제1 두께를 가지는 복수의 강성 영역들(112) 및 제2 두께를 가지는 연성 영역(114)으로 형성될 수 있다.
한편, 연성 영역(114)은 단차 라우팅을 수행할 수 있는 라우터 가공 설비(Router Machine)에 의하여 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 라우터 가공 설비(Router Machine)는 기계적 밀링을 통해 연성 영역(114)을 형성할 수 있고, 기 설정된 라우팅 깊이에 따라 단차 라우팅을 수행할 수 있다. 즉, 라우팅 깊이는 연성 영역(114)이 제2 두께로 형성될 수 있도록 설계자에 의하여 기 설정될 수 있다. 따라서, 연성 영역(114)은 라우팅 깊이의 설정에 따라 그 형상이 결정될 수 있다. 라우터 가공 설비는 라우팅 깊이를 설정하여 금속 시트(110)의 표면 형상에 관계 없이 정밀한 단차 라우팅을 수행할 수 있다.
금속 시트(110)는 절연층(120), 동박층(130) 및 보호층(140)을 외부의 충격으로부터 보호하며, 방열을 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, 연성 영역(114)은 복수의 강성 영역들(112)을 연결하고, 절연층(120), 동박층(130) 및 보호층(140)이 휘어지면 이에 종속하여 유연하게 구부러질 수 있다. 즉, 연성 영역(114)은 절연층(120), 동박층(130) 및 보호층(140)을 외부 손상으로부터 보호하고, 절연층(120)으로부터 전달된 열을 방출할 수 있다. 따라서, 연성금속동박적층 인쇄회로기판(100)은 금속 시트(110)의 일부 영역을 부분 에칭 또는 단차 라우팅하여 제조됨으로써, 내구성 및 방열 효과가 향상될 수 있다.
일 실시예에서, 연성 영역(114)의 제2 두께는 반드시 이에 한정하는 것은 아니나, 0.1mm ~ 0.7mm에 해당할 수 있다. 예를 들어, 연성 영역(114)의 제2 두께는 0.4mm에 해당할 수 있다.
연성 영역(114)의 제2 두께는 특정 수치로 고정된 것은 아니며, 연성금속동박적층 인쇄회로기판(100)의 구조, 설계 요구 조건 등에 따라 각각 다르게 형성될 수 있다. 예를 들어, 연성 영역(114)의 제2 두께는 실험을 통해 선택된 수치에 해당할 수도 있고, 하기 수학식 1과 같은 수학식을 통해 계산될 수도 있다.
Figure pat00001
여기에서, d는 연성 영역의 제2 두께, D는 절연층, 동박층 및 보호층의 총 두께, X는 금속 시트의 금속 종류에 따른 설정 값, α는 조정 계수를 나타낸다.
다른 실시예에서, 연성 영역(114)의 제2 두께는 상기 절연층(120), 동박층(130) 및 보호층(140)의 총 두께의 0.5배 내지 2배가 되도록 형성될 수 있다. 여기에서, 연성 영역(114)의 제2 두께는 금속 시트(110)가 유연하게 구부러질 수 있으며, 연성금속동박적층 인쇄회로기판(100)을 안정적으로 보호하고 방열을 효과적으로 수행할 수 있는 두께에 해당할 수 있다.
절연층(120)은 금속 시트(110)의 상부에 적층되어 금속 시트(110)에 열을 전달할 수 있다. 절연층(120)은 열 전도열이 높은 자재를 통해 구현될 수 있다. 즉, 절연층(120)은 동박층(130)으로부터 전달받은 열을 금속 시트(110)에 제공할 수 있고, 금속 시트(110)는 열을 방출할 수 있다. 일 실시예에서, 절연층(120)의 두께는 반드시 이에 한정되는 것은 아니나, 0.1mm 내지 1mm로 구현될 수 있다.
동박층(130)은 절연층(120)의 상부에 적층되어, 그 일면에 회로 패턴을 형성할 수 있다. 연성금속동박적층 인쇄회로기판(100)은 동박층(130)에 형성된 회로 패턴에 따라 구동될 수 있고, 동박층(130)은 적어도 하나의 동박층으로 구현될 수 있다. 동박층(130)이 복수의 동박층들로 구현되는 경우, 동박층(130)은 복수의 회로 패턴들을 포함할 수 있다.
보호층(140)은 동박층(130)의 상부에 적층되어 동박층(130)의 회로 패턴을 보호할 수 있다. 일 실시예에서, 보호층(140)은 커버레이로 구현될 수 있다. 커버레이는 동박층(130)의 상단에 가접되어, 열 프레스(Heat Press)를 통해 적층될 수 있다. 일 실시예에서, 커버레이는 동박층(130)의 회로 패턴을 보호하는 절연 필름에 해당할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 보호층(140)은 PSR 잉크(Photo Imageable Solder Resist Mask Ink)로 구현될 수 있다. PSR 잉크(Photo Imageable Solder Resist Mask Ink)는 동박층(130)의 상부에 도포되고, 노광 및 현상 과정을 거쳐 경화(이하, PSR 공정)될 수 있다. 연성금속동박적층 인쇄회로기판(100)은 PSR 공정을 통해 회로 패턴이 보호되고, 납 브릿지(Solder Bridge) 현상을 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 연성금속동박적층 인쇄회로기판을 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 금속 시트(110)는 복수의 강성 영역들(112) 및 연성 영역(114) 사이에 배치되어, 복수의 강성 영역들(112) 및 연성 영역(114)을 안정적으로 연결하는 연결 영역(210)을 더 포함할 수 있다. 여기에서, 연결 영역(210)의 두께는 연성 영역(114)의 제2 두께보다 크고, 복수의 강성 영역들(112)의 제1 두께보다 작을 수 있다.
연결 영역(210)은 연성 영역(114)의 평면을 기준으로 일정 각도(θ)를 형성할 수 있다. 일 실시예에서, 일정 각도(θ)는 30도 내지 60도에 해당할 수 있다. 예를 들어, 일정 각도(θ)는 45도에 해당할 수 있다. 여기에서, 일정 각도(θ)는 연성 영역(114)이 유연하게 구부러질 수 있으며, 복수의 강성 영역들(112)과 연성 영역(114)이 안정적으로 연결될 수 있는 각도에 해당할 수 있다.
일 실시예에서, 연결 영역(210)은 단차 라우팅(Depth Routing)을 통하여 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 연성 영역(114)은 라우팅 깊이를 설정할 수 있는 라우터 가공 설비에 의하여 형성될 수 있고, 연결 영역(210)은 연성 영역(114)의 형성 과정에서 단차 라우팅되어 형성될 수 있다. 즉, 금속 시트(110)는 그 일부 영역이 단차 라우팅되어 복수의 강성 영역들(112), 연성 영역(114) 및 연결 영역(210)으로 형성될 수 있다. 연결 영역(210)은 설정된 라우팅 깊이를 기초로 연성 영역(114)의 평면을 기준으로 일정 각도(θ)를 형성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 연성금속동박적층 인쇄회로기판을 설명하는 도면이다.
다른 실시예에서, 연성 영역(114)은 두께가 일정하지 않도록 형성될 수도 있다. 예를 들어, 도 3을 참조하면, 연성 영역(114)은 그 내측이 그 외측보다 깊게 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 연성 영역(114)의 내측은 부분 에칭 또는 단차 라우팅되어 연성 영역(114)의 외측보다 더 깊게 식각될 수 있고, 연성 영역(114)은 그 내측의 두께가 그 외측의 두께보다 작도록 형성될 수 있다. 여기에서, 연성 영역(114)의 내측 및 외측의 두께는 금속 시트(110)가 유연하게 구부러질 수 있으며, 연성금속동박적층 인쇄회로기판(100)을 안정적으로 보호하고 방열을 효과적으로 수행할 수 있도록 설계자에 의하여 기 설정될 수 있다.
예를 들어, 연성 영역(114)의 두께는 실험을 통해 선택된 수치에 해당할 수도 있고, 하기 수학식 2와 같은 수학식을 통해 계산될 수도 있다.
Figure pat00002
여기에서, d는 연성 영역의 각 지점에서의 두께, D는 절연층, 동박층 및 보호층의 총 두께, X는 금속 시트의 금속 종류에 따른 설정 값, β는 조정 계수, L은 영역 경계(연성 영역과 강성 영역 경계)로부터 영성 영역의 특정 지점까지의 거리를 나타낸다.
도 4는 도 1에 있는 연성금속동박적층 인쇄회로기판을 제조하는 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 연성금속동박적층 인쇄회로기판(100)을 제조하기 위하여 금속동박적층판(Metal Copper Clad Laminate)이 준비될 수 있고, 금속동박적층판은 절연층(120)과 동박층(130)이 금속 시트(110) 상에 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다(단계 S410).
금속동박적층판에는 노광, 현상 및 에칭을 거쳐 회로 패턴이 형성될 수 있다(단계 S420). 보다 구체적으로, 금속동박적층판에 감광액(Photo Resist)을 도포하고, 그 상단에 감광액 막을 형성할 수 있다. 감광액 막으로 덮여지지 않은 부분은 노광 장치에 의하여 노광될 수 있고, 감광액 막에 의하여 노광되지 않은 감광액은 현상을 통해 제거될 수 있다. 마지막으로, 금속동박적층판은 에칭을 통해 회로 패턴을 완성할 수 있다.
보호층(140)은 회로 패턴이 형성된 금속동박적층판에 접착될 수 있다(단계 S430). 일 실시예에서, 보호층(140)은 커버레이로 구현될 수 있다. 커버레이는 금속동박적층판의 상단에 가접되어, 열 프레스(Heat Press)를 통해 적층될 수 있다.
금속동박적층판은 그 표면에 표기되어야 할 기호나 문자가 인쇄될 수 있다(단계 S440). 여기에서, 인쇄되는 기호 또는 문자는 고객명, 제품 코드, 부품 번호, 부품 위치, 부품 종류, 정격 용량과 같은 제품 정보에 해당할 수 있다.
금속 시트(110)는 제1 두께를 가지는 복수의 강성 영역들(112) 및 복수의 강성 영역들 사이에 위치하고 제1 두께보다 얇은 제2 두께를 가지는 연성 영역(114)을 형성하기 위하여 그 일부 영역이 제거될 수 있다. 보다 구체적으로, 금속 시트(110)는 그 일부 영역이 부분 에칭(Partial Etching)되어 복수의 강성 영역들(112) 및 연성 영역(114)을 형성할 수 있다(단계 S450). 금속 시트(110)는 부분 에칭을 위하여 복수의 강성 영역들(112)에 해당하는 부분이 보호될 수 있으며, 연성 영역(114)에 해당하는 부분이 화학 용액이나 가스에 의하여 부분 에칭될 수 있다. 일 실시예에서, 금속 시트(110)는 연성 영역(114)이 0.1mm ~ 0.7mm의 두께를 가지도록 그 일부 영역이 부분 에칭될 수 있다. 예를 들어, 금속 시트(110)는 연성 영역(114)이 0.4mm의 두께를 가지도록 그 일부 영역이 부분 에칭될 수 있다.
금속동박적층판은 회로 패턴의 외곽을 따라 절단될 수 있다(단계 S460). 연성금속동박적층 인쇄회로기판(100)은 상기 설명한 과정에 따라 완성될 수 있고, 연성금속동박적층 인쇄회로기판(100)은 열 전도성이 우수하고, 방열성이 향상되어 고성능 전자기기에 사용될 수 있다.
완성된 연성금속동박적층 인쇄회로기판(100)은 전기적 성능이 검사되고, 산화를 방지할 수 있는 표면 처리 공정이 수행될 수 있다(단계 S470). 일 실시예에서, 표면 처리 공정은 OSP(Organic Solderability Preservative), TIN 도금과 같은 공정에 해당할 수 있다. 예를 들어, 연성금속동박적층 인쇄회로기판(100)은 BBT(Bare Board Test)를 통해 전기적 성능이 시험될 수 있고, OSP(Organic Solderability Preservative) 방식을 통해 표면 처리될 수 있다. 여기에서, OSP 방식은 연성금속동박적층 인쇄회로기판(100)의 표면에 유기물을 도포하여 회로 패턴이 공기와 접촉하는 것을 차단하고, 회로 패턴의 산화를 방지할 수 있다.
도 5는 도 1에 있는 연성금속동박적층 인쇄회로기판을 제조하는 다른 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 연성금속동박적층 인쇄회로기판(100)을 제조하기 위하여 금속동박적층판(Metal Copper Clad Laminate)이 준비될 수 있고, 금속동박적층판은 절연층(120)과 동박층(130)이 금속 시트(110) 상에 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다(단계 S510).
금속동박적층판에는 노광, 현상 및 에칭을 거쳐 회로 패턴이 형성될 수 있다(단계 S520).
보호층(140)은 회로 패턴이 형성된 금속동박적층판에 접착될 수 있다(단계 S530). 일 실시예에서, 보호층(140)은 커버레이로 구현될 수 있다.
금속동박적층판은 그 표면에 표기되어야 할 기호나 문자가 인쇄될 수 있다(단계 S540).
금속 시트(110)는 제1 두께를 가지는 복수의 강성 영역들(112) 및 복수의 강성 영역들 사이에 위치하고 제1 두께보다 얇은 제2 두께를 가지는 연성 영역(114)을 형성하기 위하여 그 일부 영역이 제거될 수 있다. 보다 구체적으로, 금속 시트(110)는 그 일부 영역이 단차 라우팅(Depth Routing)되어 복수의 강성 영역들(112) 및 연성 영역(114)을 형성할 수 있다(단계 S550).
일 실시예에서, 금속 시트(110)는 복수의 강성 영역들(112) 및 연성 영역(114) 사이에 배치되어, 복수의 강성 영역들(112) 및 연성 영역(114)을 안정적으로 연결하는 연결 영역(210)을 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 연성 영역(114)은 단차 라우팅을 수행할 수 있는 라우터 가공 설비에 의하여 형성될 수 있고, 연결 영역(210)은 연성 영역(114)의 형성 과정에서 단차 라우팅에 의하여 형성될 수 있다. 즉, 금속 시트(110)는 그 일부 영역이 단차 라우팅되어 복수의 강성 영역들(112), 연성 영역(114) 및 연결 영역(210)을 형성할 수 있다. 연결 영역(210)은 연성 영역(114)의 평면을 기준으로 일정 각도(θ)를 형성할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 연성 영역(114)은 라우팅 깊이가 설정된 라우터 가공 설비에 의하여 그 내측이 그 외측보다 깊게 형성될 수 있다. 즉, 연성 영역(114) 내측의 라우팅 깊이는 연성 영역(114) 외측의 라우팅 깊이보다 깊도록 기 설정될 수 있고, 연성 영역(114)은 그 외측과 내측의 두께가 다르게 형성될 수 있다. 한편, 금속 시트(110)는 연성 영역(114)이 0.1mm ~ 0.7mm의 두께를 가지도록 단차 라우팅될 수 있다. 예를 들어, 금속 시트(110)는 연성 영역(114)이 0.4 mm의 두께를 가지도록 단차 라우팅될 수 있다.
금속동박적층판은 회로 패턴의 외곽을 따라 절단될 수 있다(단계 S560).
완성된 연성금속동박적층 인쇄회로기판(100)은 전기적 성능이 검사되고, 산화를 방지할 수 있는 표면 처리 공정이 수행될 수 있다(단계 S570).
도 6은 도 1에 있는 연성금속동박적층 인쇄회로기판을 제조하는 또 다른 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 절연층(120)과 동박층(130)이 금속 시트(110) 상에 순차적으로 적층된 금속동박적층판이 준비될 수 있다(단계 S610). 금속동박적층판에는 노광, 현상 및 에칭을 거쳐 회로 패턴이 형성될 수 있다(단계 S620).
금속동박적층판은 그 상부에 보호층이 형성될 수 있다. 예를 들어, 금속동박적층판은 그 상부에 PSR 잉크가 도포되고, 노광 및 현상 과정을 거쳐 경화될 수 있다(단계 S630). 즉, 연성금속동박적층 인쇄회로기판(100)은 PSR 공정을 통해 회로 패턴이 보호되고, 납 브릿지 현상을 방지할 수 있다.
금속동박적층판은 그 표면에 표기되어야 할 기호나 문자가 인쇄될 수 있다(단계 S640). 금속 시트(110)는 그 일부 영역이 부분 에칭(Partial Etching)되어 복수의 강성 영역들(112) 및 연성 영역(114)을 형성할 수 있다(단계 S650). 금속동박적층판은 회로 패턴의 외곽을 따라 절단될 수 있다(단계 S660). 완성된 연성금속동박적층 인쇄회로기판(100)은 전기적 성능이 검사되고, 산화를 방지할 수 있는 표면 처리 공정이 수행될 수 있다(단계 S670).
도 7은 도 1에 있는 연성금속동박적층 인쇄회로기판을 제조하는 또 다른 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 절연층(120)과 동박층(130)이 금속 시트(110) 상에 순차적으로 적층된 금속동박적층판이 준비될 수 있다(단계 S710). 금속동박적층판에는 노광, 현상 및 에칭을 거쳐 회로 패턴이 형성될 수 있다(단계 S720). 금속동박적층판은 그 상부에 보호층이 형성될 수 있다. 예를 들어, 금속동박적층판은 그 상부에 PSR 잉크가 도포되고, 노광 및 현상 과정을 거쳐 경화될 수 있다(단계 S730). 금속동박적층판은 그 표면에 표기되어야 할 기호나 문자가 인쇄될 수 있다(단계 S740).
금속 시트(110)는 그 일부 영역이 단차 라우팅(Depth Routing)되어 복수의 강성 영역들(112) 및 연성 영역(114)을 형성할 수 있다(단계 S750). 금속동박적층판은 회로 패턴의 외곽을 따라 절단될 수 있다(단계 S760). 완성된 연성금속동박적층 인쇄회로기판(100)은 전기적 성능이 검사되고, 산화를 방지할 수 있는 표면 처리 공정이 수행될 수 있다(단계 S770).
연성금속동박적층 인쇄회로기판(100)은 부분 에칭 또는 단차 라우팅을 통하여 복수의 강성 영역들 사이에 배치되는 연성 영역을 형성할 수 있고, 복수의 강성 영역들 및 연성 영역을 통해 금속동박적층판을 보호하고 방열을 효과적으로 수행할 수 있다.
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 통상의 기술자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 연성금속동박적층 인쇄회로기판
110: 금속 시트
112: 복수의 강성 영역들
114: 연성 영역
210: 연결 영역

Claims (21)

  1. 제1 두께를 가지는 복수의 강성 영역들 및 상기 복수의 강성 영역들의 사이에 위치하고 상기 제1 두께보다 얇은 제2 두께를 가지는 연성 영역을 포함하는 금속 시트;
    상기 금속 시트의 상부에 적층되어 상기 금속 시트에 대하여 절연체 역할을 하는 절연층;
    상기 절연층의 상부에 적층되어 회로 패턴이 형성되는 동박층; 및
    상기 동박층의 상부에 적층되어 상기 형성된 회로 패턴을 보호하는 보호층을 포함하는 연성금속동박적층 인쇄회로기판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연성 영역은
    상기 복수의 강성 영역들을 연결하고, 상기 절연층이 휘어지면 이에 종속하여 유연하게 구부러지는 것을 특징으로 하는 연성금속동박적층 인쇄회로기판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 연성 영역은
    상기 절연층을 외부 손상으로부터 보호하고, 상기 절연층으로부터 전달된 열을 방출하는 것을 특징으로 하는 연성금속동박적층 인쇄회로기판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 두께는
    0.1mm ~ 0.7mm 에 해당하는 것을 특징으로 하는 연성금속동박적층 인쇄회로기판.
  5. 제1항에 있어서, 상기 금속 시트는
    상기 복수의 강성 영역들 및 상기 연성 영역의 사이에 배치되어, 상기 복수의 강성 영역들 및 상기 연성 영역을 안정적으로 연결하는 연결 영역을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연성금속동박적층 인쇄회로기판.
  6. 제5항에 있어서, 상기 연결 영역은
    상기 연성 영역의 평면을 기준으로 일정 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는 연성금속동박적층 인쇄회로기판.
  7. 제1항에 있어서, 상기 연성 영역은
    그 내측이 그 외측보다 깊게 형성되는 것을 특징으로 하는 연성금속동박적층 인쇄회로기판.
  8. 제1항에 있어서, 상기 연성 영역은
    상기 제2 두께는 상기 절연층, 동박층 및 보호층의 총 두께의 0.5배 내지 2배에 해당하는 것을 특징으로 하는 연성금속동박적층 인쇄회로기판.
  9. 제1항에 있어서, 상기 금속 시트는
    상기 금속 시트의 일부 영역을 부분 에칭(Partial Etching)하여 상기 복수의 강성 영역들 및 상기 연성 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 연성금속동박적층 인쇄회로기판.
  10. 제1항에 있어서, 상기 금속 시트는
    상기 금속 시트의 일부 영역을 단차 라우팅(Depth Routing)하여 상기 복수의 강성 영역들 및 상기 연성 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 연성금속동박적층 인쇄회로기판.
  11. 제1항에 있어서, 상기 보호층은
    커버레이 또는 잉크로 구현되는 것을 특징으로 하는 연성금속동박적층 인쇄회로기판.
  12. 금속 시트 상에 절연층과 동박층이 순차적으로 적층된 금속동박적층판을 준비하는 단계;
    상기 금속동박적층판에 회로 패턴을 형성하는 단계;
    상기 형성된 회로 패턴 상에 보호층을 접착하는 단계; 및
    제1 두께를 가지는 복수의 강성 영역들 및 상기 복수의 강성 영역들의 사이에 위치하고 상기 제1 두께보다 얇은 제2 두께를 가지는 연성 영역을 형성하기 위하여 상기 금속 시트의 일부를 제거하는 단계를 포함하는 연성금속동박적층 인쇄회로기판을 제조하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 금속동박적층판의 일부를 제거하는 단계는
    상기 금속 시트의 일부 영역을 부분 에칭(Partial Etching)하여 상기 제2 두께를 가지는 연성 영역을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연성금속동박적층 인쇄회로기판을 제조하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 금속동박적층판의 일부를 제거하는 단계는
    상기 복수의 강성 영역들에 해당하는 영역을 보호하고, 상기 연성 영역에 해당하는 영역을 부분 에칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연성금속동박적층 인쇄회로기판을 제조하는 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 금속동박적층판의 일부를 제거하는 단계는
    상기 연성 영역이 0.1mm ~ 0.7mm의 두께를 가지도록 상기 금속 시트의 일부 영역을 부분 에칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연성금속동박적층 인쇄회로기판을 제조하는 방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 금속동박적층판의 일부를 제거하는 단계는
    상기 금속 시트의 일부 영역을 단차 라우팅(Depth Routing)하여 상기 제2 두께를 가지는 연성 영역을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연성금속동박적층 인쇄회로기판을 제조하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 금속동박적층판의 일부를 제거하는 단계는
    상기 연성 영역에 해당하는 영역이 동일한 깊이를 가지도록 상기 금속동박적층판의 일부 영역을 단차 라우팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연성금속동박적층 인쇄회로기판을 제조하는 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 금속동박적층판의 일부를 제거하는 단계는
    상기 연성 영역의 내측이 상기 연성 영역의 외측보다 깊게 형성되도록 상기 금속동박적층판의 일부 영역을 단차 라우팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연성금속동박적층 인쇄회로기판을 제조하는 방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 금속동박적층판의 일부를 제거하는 단계는
    상기 연성 영역이 0.1mm ~ 0.7mm의 두께를 가지도록 상기 금속 시트의 일부 영역을 단차 라우팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연성금속동박적층 인쇄회로기판을 제조하는 방법.
  20. 제16항에 있어서, 상기 금속동박적층판의 일부를 제거하는 단계는
    상기 복수의 강성 영역들 및 상기 연성 영역을 안정적으로 연결하는 연결 영역을 형성하도록 상기 금속동박적층판의 일부를 단차 라우팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연성금속동박적층 인쇄회로기판을 제조하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 금속동박적층판의 일부를 제거하는 단계는
    상기 연결 영역이 상기 연성 영역의 평면을 기준으로 일정 각도를 형성하도록 상기 금속동박적층판의 일부를 단차 라우팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연성금속동박적층 인쇄회로기판을 제조하는 방법.
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