KR20190011004A - 열경화성 솔더 레지스트 잉크 인쇄회로기판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 베이스 구리와 수지의 접착력을 강화하기위해 외층회로의 베이스 구리를 옥사이드(Oxide) 처리하여 베이스 구리 표면에 조도를 형성하는 외층회로 형성단계와, 상기 외층회로의 양쪽면에 열경화성 솔더 레지스트 잉크를 도포하는 단계와, 상기 솔더 레지스트 잉크의 바깥쪽 양면에 RCC를 열압착하는 단계와, 상기 외층회로의 양면에 열압착된 솔더 레지스트 잉크의 RCC 표면에 감광성 필름을 부착시키고 SR(Solder Resist) 패턴을 노광시키는 단계와, 상기 노광된 기판을 탄산나트륨 용액에 통과시켜 빛에 노출되지 않는 부분을 제거(현상공정)하고 다시 염화동용액에 통과시켜 드라이필름이 제거되어 노출된 RCC의 Cu를 제거함으로써 Cu mask를 형성하는 단계와, 상기 RCC의 Cu가 제거되어 노출된 외층회로의 반경화된 잉크를 강알카리 용액에 넣어 에칭하여 제거하고 이를 오븐에 넣어 가열함으로써 RCC의 Cu가 덮여있는 부분의 잉크는 완전 경화시키는 단계와, 상기 기판을 전착수지용액에 넣고 전류를 가하여 노출된 외층회로의 베이스 구리 표면을 전착수지로 코팅하는 단계와, 상기 전착수지가 코팅된 기판을 염화동 에칭액에 넣어서 솔더 레지스트 잉크 위의 RCC의 Cu mask를 제거하는 단계와, 상기 외층회로의 베이스 구리에 전착된 수지를 박리하여 제거하는 단계로 이루어진 열경화성 솔더 레지스트 잉크 인쇄회로기판의 제조방법를 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 효과로는 인쇄회로를 형성하기 위한 잉크로 열경화성 수지를 이용함으로써 감광성잉크를 사용하는 종래 기판과는 5배 나은 모듈러스(Modulus) 값을 갖는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

열경화성 솔더 레지스트 잉크 인쇄회로기판의 제조방법{method of fabricating PCB substrate having solder resist layer}

본 발명은 열경화성 솔더 레지스트 잉크 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열경화성 수지를 이용하여 인쇄회로기판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

최근 전자제품은 다기능화 및 고속화의 추세가 빠른 속도로 진행되고 있고, 이런 추세에 대응하기 위해서 반도체 칩과 기판을 연결시켜 주는 인쇄회로기판도 매우 빠른 속도로 발전하고 있다.

이처럼 전자부품의 소형화에 따라 고밀도 배선, 리드 간격의 세밀화 경향에 대응하여 납땜시에 솔더 브리지의 형성을 막고 부식으로부터 도전부를 보호하며 사용하는 동안 도전부의 전기 절연성을 유지할 목적으로 솔더 레지스트를 사용하고 있는데, 기판 상에 형성된 배선(회로) 패턴을 외부 환경으로부터 보호하거나, 또는 전자 부품을 프린트 배선판에 표면 실장하거나, 또 실장할 때에 행해지는 납땜 공정시, 또 불필요한 부분에 땜납이 부착되지 않도록 보호하기 위해서 솔더 마스크로 불리는 보호층을 프린트 배선판 상에 솔더 레지스트를 피복하고 있다.

종래의 솔더 레지스트 잉크를 사용한 인쇄회로기판의 제조방법은 도 1에 도시한 바와 같이 기판에 솔더 레지스트 잉크를 도포하고, 그 후에 노광(빛노출)하고 현상하여 회로기판을 구현하게 된다.

그러나 상기와 같은 종래 인쇄회로기판에 사용되는 솔더 레지스트 잉크는 감광성을 부여하기 위해 아크릴레이트(Acrylate)계의 수지를 사용하는데, 상기 아크릴레이트계 성분의 잉크는 물성에 한계가 있어서 기판의 뒤틀림(warpage)나 핸들링에 많은 문제가 발생하고, EMC(Epoxy Mold Compound)와 접합성이 양호하지 못하며, High CTE(COEFFICIENT OF THERMAL EXPANSION)로 열변형이 발생하는 등의 단점을 갖는다.

[선행기술문헌]

1. 대한민국공개 제10-2015-0052625호

2. 일본특허공보 제3281473호

3. 대한민국공개 제10-2013-0004110호

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해서는 기판의 모듈러스(Modulus)를 증가시키는 방법이 가장 적합하고, 따라서 Low CTE를 가지며, 하이 모듈러스(High Modulus)의 솔더 레지스트를 변경하는 것이 효과적인데, 이를 위해 본 발명은 열경화성 솔더 레지스트 잉크를 활용하되 베이스 구리(Base Cu)를 제거할때 인쇄회로를 보호할 수 있도록 하기 위한 열경화성 솔더 레지스트 잉크 인쇄회로기판의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 성취하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 해결수단을 살펴보면, 베이스 구리와 수지의 접착력을 강화하기위해 외층회로의 베이스 구리를 옥사이드(Oxide) 처리하여 베이스 구리 표면에 조도를 형성하는 외층회로 형성단계와, 상기 외층회로의 양면에 RCC(Resin Coated Copper)타입의 솔더 레지스트 잉크를 열압착하는 단계와, 상기 외층회로의 양면에 열압착된 솔더 레지스트 잉크의 RCC 표면에 감광성 필름(Dry film)을 부착시키고 SR(Solder Resist) 패턴을 노광시키는 단계와, 상기 노광된 기판을 탄산나트륨 용액에 통과시켜 빛에 노출되지 않는 부분을 제거(현상공정)하고 다시 염화동용액에 통과시켜 드라이필름이 제거되어 노출된 RCC의 Cu를 제거함으로써 Cu mask를 형성하는 단계와, 상기 RCC의 Cu가 제거되어 노출된 외층회로의 반경화된 잉크를 강알카리 용액에 넣어 에칭하여 제거하고 오븐에 넣어 가열함으로써 RCC의 Cu가 덮여있는 부분의 잉크는 완전 경화시키는 단계와, 상기 기판을 전착수지용액에 넣고 전류를 가하여 노출된 외층회로의 베이스 구리 표면을 전착수지로 코팅하는 단계와, 상기 전착수지가 코팅된 기판을 염화동 에칭액에 넣어서 솔더 레지스트 잉크 위의 RCC의 Cu mask를 제거하는 단계와, 상기 외층회로의 베이스 구리에 전착된 수지를 박리하여 제거하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 효과로는 인쇄회로를 형성하기 위한 잉크로 열경화성 수지를 이용함으로써 감광성잉크를 사용하는 종래 기판과는 5배 나은 모듈러스(Modulus) 값을 갖는다.

또한 본 발명은 잉크 표면에 부착된 베이스 구리(Base Cu)를 제거할때 회로를 보호할 수 있도록 하고, 뒤틀림 개선과 EMC(Epoxy Mold Compound)와의 우수한 접합성, Low CTE로 최소 열변형을 가능하게 함으로써 패키징 공정 안정성 개선 및 고 신뢰성을 확보할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 종래의 감광성 잉크를 사용하는 인쇄회로기판의 제조방법의 공정을 순서별로 보이기 위한 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열경화성 솔더 레지스트 잉크 인쇄회로기판의 제조방법의 공정을 순서별로 보이기 위한 구성도.

이하, 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. 여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 또 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다. 다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

사시도를 참조하여 설명된 본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형, 예를 들면 제조 방법 및/또는 사양의 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다. 예를 들면, 편평하다고 도시되거나 설명된 영역은 일반적으로 거칠거나/거칠고 비선형인 특성을 가질 수 있다. 또한, 날카로운 각도를 가지는 것으로 도시된 부분은 라운드질 수 있다. 따라서 도면에 도시된 영역은 원래 대략적인 것에 불과하며, 이들의 형태는 영역의 정확한 형태를 도시하도록 의도된 것이 아니고, 본 발명의 범위를 좁히려고 의도된 것이 아니다.

이하, 본 발명에 따른 열경화성 솔더 레지스트 잉크 인쇄회로기판의 제조방법에 대한 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면들을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열경화성 솔더 레지스트 잉크 인쇄회로기판의 제조방법의 개략적인 구성도이다.

우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 열경화성 솔더 레지스트 잉크 인쇄회로기판의 제조방법은 다음과 같다.

즉 베이스 구리(110)와 수지의 접착력을 강화하기위해 외층회로의 베이스 구리(110)를 옥사이드(Oxide) 처리하여 베이스 구리 표면에 조도를 형성하는 외층회로 형성단계와, 상기 외층회로의 양면에 RCC(Resin Coated Copper)타입의 솔더 레지스트 잉크를 열압착하는 단계와, 상기 외층회로의 양면에 열압착된 솔더 레지스트 잉크의 RCC 표면에 감광성 필름(Dry film)을 부착시키고 SR(Solder Resist) 패턴을 노광시키는 단계와, 상기 노광된 기판을 탄산나트륨 용액에 통과시켜 빛에 노출되지 않는 부분을 제거(현상공정)하고 다시 염화동용액에 통과시켜 드라이필름이 제거되어 노출된 RCC의 Cu를 제거함으로써 Cu mask를 형성하는 단계와, 상기 RCC의 Cu가 제거되어 노출된 외층회로의 반경화된 잉크를 강알카리 용액에 넣어 에칭하여 제거하고 이를 오븐에 넣어 가열함으로써 RCC의 Cu가 덮여있는 부분의 잉크는 완전 경화시키는 단계와, 상기 기판을 전착수지용액에 넣고 전류를 가하여 노출된 외층회로의 베이스 구리 표면을 전착수지로 코팅하는 단계와, 상기 전착수지가 코팅된 기판을 염화동 에칭액에 넣어서 솔더 레지스트 잉크 위의 RCC의 Cu mask를 제거하는 단계와, 상기 외층회로의 베이스 구리에 전착된 수지를 박리하여 제거하는 단계로 이루어진다.

이때 외층회로(100)는 프리프랙(120) 위에 구리를 코팅해 회로를 형성한 것을 의미하고, 상기 외층회로(100)의 양면에 RCC(140)타입의 솔더 레지스트 잉크(130)를 열압착하게 된다. 즉 RCC(140)가 바깥쪽을 향하고 솔더 레지스트 잉크(130)는 외층회로(100)를 향하게 되어 열에 의해 접착되는 구조이다.

상기 RCC(140)는 수지에 코팅된 구리를 의미하는데, 상기 수지는 열경화성 수지를 사용함이 바람직하고, 특히 에폭시 수지를 사용함이 더욱 바람직하다.

상기 RCC(140)타입의 솔더 레지스트 잉크(130)를 구성하는 에폭시 수지의 경화율은 40~80%이고, 열압착은 열압착기(Hot Press)를 이용해 이루어지되 20~35kgf의 압력과 100~160℃의 온도를 가하여 이루어짐이 바람직하다.

다음 RCC(140)타입의 솔더 레지스트 잉크(130)가 양면에 열압착된 외층회로(100)의 RCC(140) 표면에는 감광성 필름(180)을 부착시키고 SR(Solder Resist) 패턴을 노광시키게 된다.

이처럼 노광된 기판(이때 외층회로가 아니라 기판이라 칭함은 외층회로에 RCC타입의 솔더 레지스트 잉크가 이미 열접착된 상태이기 때문이다)을 탄산나트륨 용액에 통과시켜 빛에 노출되지 않는 부분을 제거(현상공정)하고 다시 염화동용액에 통과시켜 빛에 노출된 RCC(140)의 Cu를 제거하여 Cu mask를 형성하는 단계를 거치게 된다.

다음 수산화칼륨(KOH) 용액에 아민(Amine) 등이 첨가된 강알카리용액으로 RCC(140)의 Cu가 덮여지지 않는 반경화된 잉크를 에칭하여 제거한다. 이때 RCC(140)의 Cu로 덮힌 부분은 에칭되지 않는다.

상기 기판을 오븐(Oven)에 넣고 200~220℃의 온도에서 1~2hr 처리하면 반경화 상태의 잉크는 완전경화된다.

그리고 불필요한 부분의 잉크가 제거된 기판을 전착수지용액에 넣고 전류를 가하여 노출된 외층회로(100)의 표면을 전착수지로 코팅하게 되는데, 이때 불필요한 솔더 레지스트 잉크(130) 위에 남은 RCC(140)의 Cu를 제거하는 공정이 필요하게 된다.

즉 RCC(140)의 Cu를 아무런 조치없이 제거하게 되면 외층회로(100)의 베이스 구리(110) 회로가 손상을 받기때문에 이와 같은 손상을 방지하기 위해 전착수지용액에 넣고 전류를 가하여 노출된 상태의 외층회로(100)의 베이스 구리(110)를 전착수지로 코팅하여야 한다.

이때 코팅된 수지의 안정성을 확보하기 위해 80~180℃의의 오븐(Oven)에 놓고 열처리를 함이 바람직하다.

최종적으로 염화동 에칭액에 넣어서 솔더 레지스트 잉크(130) 위의 RCC(140)를 제거하고, 가성소다 용액 또는 아민계 용액에 넣어 전착된 수지를 박리함으로써 본 발명이 완성된다.

이처럼 제조된 잉크 인쇄회로기판에는 후공정을 실시할 수도 있는데, 상기 후공정으로는 고객사의 요청에 따라 소프트 골드 도금, 무전해 Au도금 또는 OSP(유기방청) 처리를 하며, 또한 스트립(Strip) 크기로 라우터(Router) 가공 등을 할 수도 있다.

상술 한 바와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예들에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.

100: 외층회로
110: 베이스 구리(Base Cu)
120: 프리프랙(Prepreg)
130: 솔더 레지스트 잉크
140: RCC(Resin Coated Copper)
150: 구리용해부
160: 수지에칭부
170: 수지코팅부
180: 드라이 필름(Dry film)

Claims (1)

1. 베이스 구리와 수지의 접착력을 강화하기 위해 외층회로의 베이스 구리를 옥사이드(Oxide) 처리하여 베이스 구리 표면에 조도를 형성하는 외층회로 형성단계와,
   상기 외층회로의 양면에 RCC(Resin Coated Copper)타입의 솔더 레지스트 잉크를 열압착하는 단계와,
   상기 외층회로의 양면에 열압착된 솔더 레지스트 잉크의 RCC 표면에 감광성 필름(Dry film)을 부착시키고 SR(Solder Resist) 패턴을 노광시키는 단계와,
   상기 노광된 기판을 탄산나트륨 용액에 통과시켜 빛에 노출되지 않는 부분을 제거(현상공정)하고 다시 염화동용액에 통과시켜 드라이필름이 제거되어 노출된 RCC의 Cu를 제거함으로써 Cu mask를 형성하는 단계와,
   상기 RCC의 Cu가 제거되어 노출된 외층회로의 반경화된 잉크를 강알카리 용액에 넣어 에칭하여 제거하고 다시 오븐에 넣어 가열함으로써 RCC의 Cu가 덮여있는 부분의 잉크는 완전 경화시키는 단계와,
   상기 기판을 전착수지용액에 넣고 전류를 가하여 노출된 외층회로의 베이스 구리 표면을 전착수지로 코팅하는 단계와,
   상기 전착수지가 코팅된 기판을 염화동 에칭액에 넣어서 솔더 레지스트 잉크 위의 RCC의 Cu mask를 제거하는 단계와,
   상기 외층회로의 베이스 구리에 전착된 수지를 박리하여 제거하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 열경화성 솔더 레지스트 잉크 인쇄회로기판의 제조방법.
   
   
   

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