KR20180134581A - 기판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 샌딩 장치, 기판 및 그의 제조방법이 개시된다. 기판의 제조방법은, 예열과 압착을 이용하여 기판에 드라이 필름을 압착하는 단계; 상기 필름에 마스킹을 하고 노광을 하는 단계; 상기 노광된 필름을 현상하여 기판에 경화된 필름층만을 남기는 단계; 상기 기판을 목표 깊이까지 샌딩하여 다수의 캐비티를 형성하는 단계를 포함한다. 이러한 본 발명에서는 샌딩 작업으로 PCB 기판에 케비티를 동시에 다수개 형성하여 기판 한장에 필요한 케비티를 가공하는데 걸리는 시간을 줄일 수 있다.

Description

샌딩 장치, 기판 및 그의 제조방법{Sanding device, substrate and method of manufacturing the same}

본 발명은 샌딩 장치, 기판 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 PCB 제조시에 샌딩장치를 이용하여 기판을 제조하는 샌딩 장치, 기판 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 PCB(Printed Circuit Board, 인쇄회로기판)산업은 IT 시장에서 스마트폰과 태블릿PC를 중심으로 이른바 '스마트기기 대전'이 벌어지면서 급성장하고 있다.

더욱이 스마트기기 고성능화와 고집적화에 따라 더 작고, 더 얇은 경박단소의 중요성이 커지고 있는 실정이다.

도 1에 종래의 PCB를 도시하였다.

도 1의 일반적인 PCB는 절연기판의 표면에 회로 설계를 근거로 도체회로를 형성하는 것으로, 이를 위해 상기 절연기판은 롤러와 같은 이송수단에 의하여 이송되며, 그 표면에 도금, 라미네이팅, 노광처리, 현상처리, 에칭(Etching)의 연속적인 작업이 수행된다.

보다 구체적으로는, 먼저 상기 절연기판의 상하면에 구리와 같은 도체의 동박을 형성하고, 그 외측으로 드라이 필름과 같은 필름형태의 감광성 소재를 라미네이팅(Laminating) 한다.

뒤이어, 상기 감광성 소재에 직사광선을 비추는 노광작업을 수행하고, 이를 현상하여, 상기 동박의 표면에 감광성 소재로 이루어진 인쇄회로패턴을 형성한다.

그리고 인쇄회로패턴이 형성된 기판을 에칭하여 상기 인쇄회로패턴에 대응하도록 부식시켜 PCB기판을 완성한다.

그런데, 종래에는 필요에 따라 기판에 여러 가지 용도로 케비티(cavity)를 형성하여 도 1의 캐비티 PCB를 제조하는데, 케비티 가공에 많은 시간이 소요된다.

예를 들어 레이져 가공으로 케비티 한개를 가공할 때 1초가 걸린다고 하면, 기판 한장에 만개의 케비티 가공시 소요되는 시간이 대략 3시간 정도 걸리게 된다.

또한, 종래에는 가공된 PCB에 다른 회로를 접합시키기 위하여 별도의 표면 요철을 주는 작업이 필요하다. 이래야만 접합이 용이하기 때문이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 불편한 점을 개선하고자 하는 것으로, 샌딩 작업으로 PCB 기판에 케비티를 동시에 다수개 형성하여 기판 한장에 필요한 케비티를 가공하는데 걸리는 시간을 줄이는 샌딩 장치, 기판 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 불편한 점을 개선하고자 하는 것으로, 알루미나질 연마재로 깎아 내기 때문에 깎아낸 면에 자동적으로 요철이 발생되어 PCB 기판 가공 후 별도의 표면 요철을 형성하는 작업이 생략 가능한 샌딩 장치, 기판 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 샌딩 장치는,

기판에 캐비티를 형성하기 위해 샌딩을 하는 샌딩 장치로서,

연마재를 공급하는 연마재 공급배관;

에어를 공급하는 에어 공급배관;

상기 기판에 대해 소정의 비스듬한 각도로 상기 에어와 연마재를 분사하기 위한 노즐을 포함한다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 기판의 제조방법은,

예열과 압착을 이용하여 기판에 드라이 필름을 압착하는 단계;

상기 필름에 마스킹을 하고 노광을 하는 단계;

상기 노광된 필름을 현상하여 기판에 경화된 필름층만을 남기는 단계;

상기 기판을 목표 깊이까지 샌딩하여 다수의 캐비티를 형성하는 단계를 포함한다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 기판은,

경화된 필름층이 형성된 기판으로서,

샌딩에 의해 소정의 목표 깊이까지 다수의 캐비티가 형성되며,

상기 캐비티의 표면에는 연마재에 의하여 요철이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 목표 깊이에 스토퍼(Stopper) 역할을 하는 씨유패드(CU pad)를 먼저 삽입후 상대적으로 굵은 연마재로 가공을 한뒤, 2차~3차 가공법을 이용하여 풋(Foot)제거 및 접합면의 Ra값을 올려 주는 공법도 가능하다.

본 발명의 실시예에서는, 샌딩 작업으로 PCB 기판에 케비티를 동시에 다수개 형성하여 기판 한장에 필요한 케비티를 가공하는데 걸리는 시간을 줄이는 샌딩 장치, 기판 및 그의 제조방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는, 알루미나질 연마재로 깍아내기 때문에 깎어낸 면에 자동적으로 요철이 발생되어 PCB 기판 가공 후 별도의 표면 요철을 형성하는 작업이 생략 가능한 샌딩 장치, 기판 및 그의 제조방법을 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 PCB 기판을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 샌딩 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판의 제조방법을 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 기판의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 샌딩 장치를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 샌딩 장치는,

기판에 캐비티를 형성하기 위해 샌딩을 하는 샌딩 장치로서,

콤프레샤에서 만들어진 에어가 분사를 위해 대기하는 장소이고, 싸이클론(Cyclone)과 결합되며, 고레벨에서도 싸이클론으로 역류를 방지하는 에어탱크(110);

상기 에어를 각 노즐로 공급하기 위한 에어공급배관(111);

상기 에어 압력을 조절하는 에어공급 조절기(106);

연마재를 이송해주기 위한 구동벨트(112);

콘베어 모터인 구동 모터(109);

연마재를 보관하는 연마재 보관탱크(104);

연마재 공급량을 조절하는 분사량 조절기(105);

기판에 묻은 연마재를 털기 위한 링 블로워(108);

집진기 배출배관인 분진 처리관(102);

분사된 연마재를 회수하여 다시 회전시키며, 이때 작아진 분진을 상단의 상기 집진기 배관으로 배출되도록 하는 사이클론(103);

노증 뭉치를 좌우로 요동하도록 하는 오실레이션(101);

노즐의 거치대인 노즐뭉치(117);

실리콘(Silicon이 함유된 특수제작 Tube로, 연마재 이송에 유리하며 내 마모성이 탁월함연마재를 공급하는 연마재 공급배관(116);

배관을 통해 이송된 연마재를 에어로 분사시키는 분사건(115);

테이블(113)에 놓인 상기 기판(200)에 대해 소정의 수직 아래로 또는 비스듬한 각도로 상기 에어와 연마재를 분사하기 위한 분사 노즐(114)을 포함한다.

여기서, 분사 노즐(114)은 분사 건이 16개로 구성되어 있으며, 분사 피 가공물에 분사 음영이 없도록 설계하며, 특히 Food 감소를 위한 특수 각도 조절 장치로 0~45도 각도조절이 가능하다.

사이클론(103)은 분진과 사용 가능한 연마재의 분리 / 챔버내 음압유지를 통한 연마재의 비산 방지 / 연마재의 자동이송의 역할을 한다.

또한 연마재의 뭉침 현상을 방지 예방한다.

그리고 싸이클론(103)은 챔버/연마재탱크/이송압력 등을 고려하여 설계 되었으며 이로 인하여 분진의 선별 효과가 매우 탁월하며, 인버터 제어 방식을 통하여 사용자가 쉽게 조절 할수 있도록 제작되었다

이러한 구성을 가진 샌딩 장치를 이용하여 기판을 제조하는 방법에 관하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판의 제조방법을 나타낸 도면이고, 도 4 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 기판의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 기판(200)을 준비한다. 이때, 도 4와 같은 PCB 기판(200)이 입고되면, 표면을 클리닝하여 이물질을 제거하고, 표면 밀착력을 향상시킨다(S310).

그리고 나서, 핫롤러(310)를 이용하여 예열과 압착을 이용하여 기판(200)에 드라이 필름(210)을 압착한다(S320). 이때 압력은 0.2~0.4Mpa이고, 온도는 섭씨 80~120도로 한다. 이때 라이네이션 회수는 기판(200)의 두께에 따라 1~3회 진행한다.

다음, 필름에 마스킹(220)을 하고 UV광으로 노광을 한다(S330). 노광을 하게 되면, 마스킹되지 않은 필름층(210)이 경화가 되어 경화층(230)이 형성된다.

그리고 나서, 상기 노광된 기판(200)을 현상하여 기판(200)에 경화층(230)만을 남기고, 필름층(210)을 제거한다. 즉, 미노광된 드라이 필름을 박리한다(S340)

그리고 나서, 상기 기판(200)을 목표 깊이까지 샌딩장치의 분사노즐(114)로 샌딩하여 다수의 캐비티를 형성한다(S350). 이때, 노즐뭉치(117)가 좌우로 움직이며, 기판(200)에 캐비티를 다수개 형성하게 된다.

이때 샌딩 작업은 수직 하강하는 방향으로 이루어지고, 이러한 작업에 의해 형성된 캐비티(240)는 도 9와 같으며, 이때 사용되는 연마재의 대표 형상은 도 10과 같다.

그리고 연마재 입자의 크기는 40~50마이크로미터이다.

한편, 이 경우, 캐비티의 모양이 바닥과 옆면이 이루는 각도가 직각이 되지 못하고, 241과 같이 완만하게 형성이 되는데, 캐비티의 특성상 바닥과 옆면이 직각에 가깝게 모양이 형성되어야 특성이 좋다.

따라서, 이를 위해 샌딩시 연마재의 분사방향을 수직 하강 방향이 아닌 비스듬한 방향으로 분사한 예를 도 11에 도시하였다.

도 11을 참조하면, 샌딩장치의 분사노즐이 비스듬한 각도로 연마재를 분사하며, 이러한 연마재는 기판(200)의 캐비티를 형성하게 되는데, 캐비티의 형상이 도 12와 같이 직각에 가깝게 깊이 파이게 된다.

즉, 251과 같은 형태로 바닥과 옆면이 직각을 이루게 된다.

이때 사용되는 연마재의 대표 형상은 도 13과 같고 연마재 입자의 크기는 10~15마이크로미터이다.

상기 과정에서 연마재 분사는 여러차례로 분사하는 것이 가능하며, 1차, 2차, N차 가공법의 연마재는 상황에 따라 선택적 사용이 가능하다( #320/#400 / #1500)

그리고, 기타 공법으로 타겟 깊이에 Stopper 역할을 하는 CU pad 를 먼저 삽입후 상대적으로 굵은 연마재로 가공을 한뒤, 2차~3차 가공법을 이용하여 Foot제거 및 접합면의 Ra갑을 올려 주는 공법도 가능하다.

예를 들어 종래의 레이져 가공으로 케비티 한개를 가공할 때 1초가 걸린다고 하면 기판(200) 한장에 만개의 케비티 가공시 소요되는 시간이 대략 3시간 정도 걸리게 된다,

이에 비해 본 발명의 실시예에서는 기판(200)의 두께별 차이는 있으나 3분~6분 사이에 기판(200) 한장씩 가공되어 나오게 된다.

최종 형성된 케비티는 임의로 조절이 가능하며, 바람직하기로는 가로 및 세로는 각각 내지 0.01 내지 100 mm, 깊이 0.01 내지 2 mm일 수 있다.

그리고 본 발명의 실시예에서는 알루미나질 연마재로 깎아내기 때문에 깎아낸 면에 자동적으로 요철이 발생되어 가공 후 PCB에 다른 회로를 올리는 공정시 접착력이 현저히 향상되며, 별도의 표면 요철을 주는 작업이 생략 될 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (7)

1. 기판에 캐비티를 형성하기 위해 샌딩을 하는 샌딩 장치로서,
   연마재를 공급하는 연마재 공급배관;
   에어를 공급하는 에어 공급배관;
   상기 기판에 대해 소정의 비스듬한 각도로 상기 에어와 연마재를 분사하기 위한 노즐을 포함하는 샌딩 장치.
2. 기판에 캐비티를 형성하기 위해 샌딩을 하는 샌딩 장치로서,
   연마재를 공급하는 연마재 공급배관;
   에어를 공급하는 에어 공급배관;
   상기 기판에 대해 수직 아래 방행으로 상기 에어와 연마재를 분사하기 위한 노즐을 포함하는 샌딩 장치.
3. 예열과 압착을 이용하여 기판에 드라이 필름을 압착하는 단계;
   상기 필름에 마스킹을 하고 노광을 하는 단계;
   상기 노광된 필름을 현상하여 기판에 경화된 필름층만을 남기는 단계;
   상기 기판을 목표 깊이까지 샌딩하여 다수의 캐비티를 형성하는 단계를 포함하는 기판의 제조방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 연마재 입자의 크기는 40~50마이크로미터인 기판의 제조방법.
5. 제3항에 있어서,
   상기 연마재 입자의 크기는 10~15마이크로미터인 기판의 제조방법.
6. 상기 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 기판.
7. 경화된 필름층이 형성된 기판으로서,
   샌딩에 의해 소정의 목표 깊이까지 다수의 캐비티가 형성되며,
   상기 캐비티의 표면에는 연마재에 의하여 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 기판.

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