KR20190120547A - 인쇄회로기판의 분류 관리 방법 - Google Patents

Abstract

인쇄회로기판의 외곽을 제거함과 더불어 신축 편차의 크기에 따른 작업군 분류 번호를 나타내는 요철을 인쇄회로기판의 외곽에 형성함으로써 추후의 공정에서 인쇄회로기판을 작업군에 따라 다르게 처리할 수 있도록 하는 인쇄회로기판의 트리밍 방법이 개시된다.
트리밍 방법은
1 Lot(Lot는 인쇄회로기판의 처리 단위) 단위로 해당 Lot에 속하는 인쇄회로기판들을 신축편차의 크기에 따라 작업군(作業君)을 분류하는 과정;
인쇄회로기판에 작업군 분류 번호를 지정하는 과정;
작업군 분류 번호를 표시하는 요철을 인쇄회로기판의 외곽에 형성하는 트리밍 과정;
을 포함한다.

Description

인쇄회로기판의 트리밍 방법 {Trimming method of printed circuit board}

본 발명은 인쇄회로기판(printed circuit board)의 트리밍 방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는, 인쇄회로기판의 외곽을 제거함과 더불어 신축 편차의 크기에 따른 작업군 분류 번호를 나타내는 요철을 인쇄회로기판의 외곽에 형성함으로써 추후의 공정에서 인쇄회로기판을 작업군에 따라 다르게 처리할 수 있도록 하는 인쇄회로기판의 트리밍 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 인쇄 회로 기판은 페이퍼-페놀 수지 또는 유리-에폭시 수지 등과 같은 재질의 기판 상에 동판을 적층시키고, 패턴 인쇄 및 식각 등의 기술에 의해 배선을 위한 동박을 도형으로 완성시킨 것이다.

최근에 인쇄 회로 기판은 전자 기술의 발달로 고집적도를 부품에 실장시키기 위하여 경박 단소화되고 있으며, 인쇄 회로 기판은 집적도를 높이는 기본 요소로서 그 중요성이 높아지고 있다.

도 1은 인쇄회로기판의 생산을 위한 멀티 레이업 빌드(MLB; Multi Lay up Build) 공정을 설명하기 위해 제시된 것이다.

먼저, 옥사이드(Oxide) 공정은 구리(Copper) 표면을 유기막 처리하는 것으로서 표면 조도를 향상시키기 위한 것이다. 향상된 표면 조도는 다층 기판 형성 시 제품과 원자재의 접착력을 강화시킨다.

레이업(Lay up) 공정은 프리프레그 레이업(PPG Lay-up) 완료 제품에 구리막(Copper Foil), RCC(Resin Coated Copper) 등의 원자재를 핫 프레스(Hot Press) 할 수 있게 구성한다.

핫 프레스(Hot Press) 공정은 레이업(Lay-up) 제품을 원자재 종류 및 두께에 적합한 온도, 압력, 진공을 가해 일정 시간에 의하여 접착, 성형시키기 위한 것이다.

엑스레이 드릴(X-ray Drill) 공정은 제품의 스택 가이드(Stack guide) 및 레이저 포인트(Laser point) 노광을 위한 기준과 방향 홀(Hole)들을 가공하기 위한 것이다.

트리밍(Trimming) 공정은 핫 프레스(Hot Press) 이후 외곽으로 흘러나온 수지(Resin)와 구리(Copper)로 형성된 스크랩(Scrap)을 제거하기 위한 것이다.

도 2a는 핫 프레스 공정의 결과 인쇄회로기판의 신축 변화가 발생하는 것과 신축 변화에 대한 정보를 얻는 과정을 도시한다.

인쇄회로기판(PCB) 제품이 내층부터 최종층(Inner Layer~Final Layer)까지 진행되는 과정에 사용되는 자재(CCL, PPG, Copper Foil), 내부 패턴(Pattern) 및 캐비티(Cavity) 개수 등 각각의 자재와 사양 정보가 상이하기 때문에 핫 프레스 공정의 결과 기판마다 신축 발생 정도가 다르게 나타난다.

엑스레이 드릴(X-ray Drill) 공정에서는 인쇄회로기판에 가이드 홀(Guide Hole)을 형성한다. 이 가이드 홀은 다음 공정의 스케일(Scale) 환산을 위한 기준으로 사용되고, 트리밍 (Trimming) 및 CNC 드릴(Drill) 공정을 하기 위해 핀(Pin)을 고정하는 홀(Hole)로도 사용이 된다. CNC 드릴 공정에서는 인쇄회로기판 외곽부에 있는 4개의 홀(hole)을 카메라로 인식한 후 가공한다.

인쇄회로기판의 신축 편차에 대한 정보는 가이드 홀 간의 거리에 의해 파악된다. 즉, 엑스레이 드릴 공정에서는 가이드 홀을 형성하고 가이드 홀 간 거리를 측정하여 저장한다.

도 2b는 엑스레이 드릴 공정에서 얻어지는 신축 편차에 대한 정보의 예를 보인다.

도 3은 엑스레이 드릴 공정 및 트리밍 공정을 상세하게 도시한다.

도 3의 왼쪽 그림은 인쇄회로기판에 형성된 타겟 마크(target mark)를 보인다.

도 3의 오른쪽 그림을 참조하면, 엑스레이 드릴 공정에서는 X선 투과로 타겟 마크를 인식한 후 타겟 마크의 위치를 기준으로 가이드 홀을 가공한다. 이후 가이드 홀 간 거리를 측정하여 저장한다.

가이드 홀의 위치 정보를 바탕으로 레이저 홀, 회로, 패드 등의 형성 위치가 정해진다.

트리밍 공정에서는 두 가이드 홀을 고정시킨 상태에서 인쇄회로기판의 외곽을 트리밍(면취)한다.

도 4는 인쇄회로기판의 신축 변형 형태를 도시한다.

도 4의 왼쪽 그림을 통하여 보이는 바와 같이 인쇄회로기판은 X축 및 Y축으로 변형될 수 있다.

도 4의 오른쪽에 도시된 그래프에서 횡축은 1Lot 에서의 기판 번호를 나타내고 종축은 Y축 거리 즉, Y축 가이드 홀 간의 거리를 나타낸다. 1Lot는 통상 90개의 기판을 포함한다. 그래프에 보이는 바와 같이 인쇄회로기판마다 신축 편차가 존재하며 심한 경우 약 150μm까지 되는 것을 알 수 있다.

인쇄회로기판의 신축 편차가 과다할 경우, 레이저 드릴이나 회로 형성 공정에서 가이드 홀 인식 문제로 인해 레이저 드릴 홀, 회로, 패드 등의 위치가 오적용되어 층간 정합 문제가 발생한다.

도 4의 하부측 그림은 정상적인 기판과 큰 신축 편차를 가지는 불량 인쇄회로기판의 X축 거리 및 Y축 거리의 차이를 보임과 더불어 이 두 인쇄회로기판을 적층할 때 층간 정합의 문제가 발생하는 것을 보이고 있다.

레이저 드릴 공정 및 회로 공정은 인쇄회로기판의 원본 CAM Data에 인쇄회로기판의 X,Y축 거리를 적용하여 기준을 정하는 데, 신축 편차가 클 경우 기준의 편차가 생기게 되므로 불량이 발생하게 된다.

대한민국특허청 등록특허번호 10-1570023 (2015.11.17.) 대한민국특허청 등록특허번호10-1763768 (2017.08.02.)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 트리밍 공정에서 인쇄회로기판을 신축 편차의 크기에 나누어 작업군을 분류하고, 작업군 분류 번호를 나타내는 표식을 인쇄회로기판의 외곽에 형성함으로써 추후의 처리 공정에서 인쇄회로기판을 작업군에 따라 다르게 처리할 수 있도록 하는 인쇄회로기판의 트리밍 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하는 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 트리밍 방법은

인쇄회로기판의 외곽을 제거하는 인쇄회로기판의 트리밍 방법에 있어서,

1 Lot(Lot는 인쇄회로기판의 처리 단위) 단위로 해당 Lot에 속하는 인쇄회로기판들을 신축편차의 크기에 따라 작업군(作業君)을 분류하는 과정;

인쇄회로기판에 작업군 분류 번호를 지정하는 과정;

작업군 분류 번호를 표시하는 요철을 인쇄회로기판의 외곽에 형성하는 트리밍 과정;

을 포함한다.

여기서, 상기 작업군 분류 번호는 처리된 Lot의 순서에 관련된 1차 분류 번호와 해당 Lot에서의 작업군을 나타내는 2차 분류 번호로 구성되고,

1차 분류 번호를 나타내는 요철을 상기 인쇄회로기판의 왼쪽 측면에 형성하고, 2차 분류 번호를 나타내는 요철을 상기 인쇄회로기판의 오른쪽 측면에 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 인쇄회로기판이 가지는 신축 편차의 정도에 따라 작업군을 분류하고 작업군 분류 번호를 요철이라는 형태로 인쇄회로기판에 기록함으로써 다음 공정에서 인쇄회로기판을 작업군에 따라 다르게 처리할 수 있게 하는 효과를 갖는다.

도 1은 인쇄회로기판의 생산을 위한 멀티 레이업 빌드(MLB; Multi Lay up Build) 공정을 설명하기 위해 제시된 것이다.
도 2a는 핫 프레스 공정의 결과 인쇄회로기판의 신축 변화가 발생하는 것과 신축 변화에 대한 정보를 얻는 과정을 도시한다.
도 2b는 엑스레이 드릴 공정에서 얻어지는 정보의 예를 보인다.
도 3은 엑스레이 드릴 공정 및 트리밍 공정을 상세하게 도시한다.
도 4는 인쇄회로기판의 신축 변형 형태를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 트리밍 방법에 따라 처리된 인쇄회로기판을 보이는 것이다.
도 6은 작업군 분류 번호 표시 방법의 예를 보인다.
도 7은 작업군 분류 번호 표시 방법의 다른 예를 보인다.
도 8은 본 발명에 따른 트리밍 방법을 적용한 인쇄회로기판의 제조 방법을 도시한다.
도 9는 도 8에 도시된 엑스레이 드릴 공정 및 트리밍 공정을 상세히 설명하기 위해 도시된 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 상세히 설명하기로 한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 5는 본 발명에 따른 트리밍 방법에 따라 처리된 인쇄회로기판을 보이는 것이다.

도 5를 참조하면, 인쇄회로기판(52)의 좌우측면에 복수 개의 요철(54, 56)이 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 이 요철(54, 56)은 인쇄회로기판에 할당된 작업군 분류 번호를 나타낸다. 작업군 분류 번호는 처리된 Lot(Lot는 인쇄회로기판의 처리 단위)를 나타내는 1차 분류 번호 및 신축 편차에 따라 분류된 작업군(作業君)을 나타내는 2차 분류 번호를 포함한다. 주지하는 바와 같이 1 Lot는 통상 90개의 인쇄회로기판을 포함한다.

도 5에 도시된 인쇄회로기판(52)에는 6개의 요철(54-1 ~ 54-6)이 형성되어 있고 오른쪽에도 역시 6개의 요철(56-1~56-6)이 형성되어 있다.

왼쪽의 요철(54-1 ~ 54-6)은 작업군 분류 번호 중의 1차 분류 번호를 나타내기 위한 것이고 오른쪽의 요철(56-1~56-6)은 작업군 분류 번호 중의 2차 분류 번호를 나타낸다.

예를 들어, 54-1 요철과 56-1요철이 형성되어 있으면, 첫 번째 처리된 Lot(1차 분류 번호) 내에서 첫 번째 작업군(作業君, 2차 분류 번호)의 인쇄회로기판임을 나타낸다.

도 6은 작업군 분류 번호 표시 방법의 예를 보인다.

도 6의 위쪽에 도시된 데이터를 참조하면, 첫 번째 처리된 Lot 내에서 약 150㎛의 편차가 발생했음을 알 수 있다. 해당 Lot의 기판들을 다음 공정에서 처리함에 있어서 50㎛의 편차로 작업군을 구분하여 작업해야 불량이 발생되지 않을 것으로 판단될 경우, 해당 Lot의 인쇄회로기판들을 총 3개의 작업군으로 나누게 된다.

도 6의 하부쪽은 각각의 작업군에 해당하는 표시 형태를 도시한다.

1Lot가 3개의 작업군으로 나누어지고 각기 다른 요철의 위치로 작업군을 구분한다. 왼쪽 요철(54)들 중에서 첫 번째 요철이 사용되고 오른쪽 요철(56)들 중에서 첫 번째 내지 세 번째 요철(56-1~56-3)이 사용된다.

도 7은 작업군 분류 번호 표시 방법의 다른 예를 보인다.

두 번째 처리된 1 Lot의 제품 신축 편차가 200㎛이고 70㎛의 기준으로 3개의 작업군으로 분류한 예가 도 7의 상부측 도면에 보여진다. 왼쪽 요철(54)들 중에서 첫 번째 요철(54-1)이 사용되고 오른쪽 요철(56)들 중에서 네 번째 내지 여섯 번째 요철(56-4~56-6)이 사용된다.

세 번째 처리된 1 Lot 의 제품 신축 편차가 100㎛이고 40㎛의 기준으로 3개의 작업군을 구분하는 예가 도 7의 하측에 보인다. 왼쪽 요철(54)들 중에서 두 번째 요철(54-2)이 사용되고 오른쪽 요철(56)들 중에서 첫 번째 내지 세 번째 요철(56-1~56-3)이 사용된다.

도 6 내지 도 7을 통하여 보여지는 바와 같이, 왼쪽의 요철(54)은 처리되는 Lot에 대하여 순환적으로 할당되며, 오른쪽의 요철(56)은 보충적으로 할당된다.

도 6 내지 도 7의 예에서, 첫 번째 Lot가 3개의 작업군으로 분류되고, 두 번째 Lot도 3개의 작업군으로 분류되므로, 첫 번째 Lot에 위쪽의 요철들(56-1~56-3)을 할당하고, 두 번째 Lot에 아래쪽 요철들(56-3~56-6)을 할당하고, 첫 번째 Lot와 두 번째 Lot 모두에게 왼쪽의 첫 번째 요철(54-1)이 할당된다.

왼쪽의 요철(56-1~56-6)이 모두 할당되었기 때문에, 세 번째 Lot에는 왼쪽의 두 번째 요철(54-2)이 할당된다.

도 6 내지 도 7에 보이는 바와 같이 1Lot 내에서 나누어지는 작업군을 트리밍 공정에서 요철 형성을 통해 표시한다. 왼쪽에 6개의 요철이 형성되고 오른쪽에 또한 6개의 요철이 생성될 수 있으므로 총 36가지의 작업군 표기 방법이 사용될 수 있다.

동일한 모델, 동일한 PANEL 제품의 경우 기판의 혼입이 발생할 수 있기 때문에, 혼입이 되었을 경우 표식의 형태로 혼입된 제품을 찾는다.

요철(54-1 ~ 54-6, 56-1 ~ 56-6)의 깊이는 1mm이고 폭은 3mm이다. 깊이를 1mm로 하는 이유는 다음 층 적층 후 트리밍 진행시 기존 표식을 없애기 위한 것이다.

도 8은 본 발명에 따른 트리밍 방법을 적용한 인쇄회로기판의 제조 방법을 도시한다.

도 8에 도시된 인쇄회로기판의 제조 방법에 있어서 옥사이드 공정(S502), 레이업 공정(S504), 핫 프레스 공정(S506), 그리고 엑스레이 드릴 공정(S508)은 도 1에 도시된 것과 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은 트리밍 공정(S510)에서 인쇄회로 기판의 측면에 군 분할 번호를 나타내는 요철을 형성하는 것을 특징으로 한다. 엑스레이 드릴 공정(S508) 및 트리밍 공정(S510)의 동작을 도 9를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 9는 도 8에 도시된 엑스레이 드릴 공정 및 트리밍 공정을 상세히 설명하기 위해 도시된 것으로서, 특히 트리밍 공정에서 작업군 분류 번호를 인쇄회로기판의 측면에 기록하는 방법을 보인다.

도 9의 위쪽 그래프를 참조하면, 1Lot 내의 인쇄회로기판들에서 약 150μm의 신축 편차를 보이고 있음을 알 수 있다. 인쇄회로기판의 신축 편차는 엑스레이 드릴 공정(S508)에서 측정된다. 엑스레이 드릴 공정(S508)에서는 가이드 홀을 형성하고 가이드 홀간의 거리에 의해 신축 편차의 정도를 측정한다.

50μm 간격으로 작업군을 구분한다.

구체적으로 Y축 거리에 따라 순서대로 인쇄회로기판들을 정렬한 후 50μm 간격으로 작업군을 구분한다.

본 발명의 실시예에서 Y축 거리를 기준으로 신축 편차의 등급을 결정하는 것이 설명되고 있지만 이는 설명을 간단하게 하기 위해 제시된 것일 뿐 X축 거리와 Y축 거리 모두를 감안하여 등급을 결정하는 것도 가능하다.

트리밍 공정에서는 인쇄회로기판의 외곽을 트리밍하고 작업군을 나타내는 요철을 인쇄회로기판의 측면에 형성한다.

신축 편차의 크기에 따라 작업군을 분류하고, 분류된 작업군을 외형적으로 구분해 주는 공정이 Trimming 공정이며, 인쇄회로기판의 측면에 요철을 형성함으로써 해당 인쇄회로기판이 어떤 작업군에 속한 것인지를 표시하게 된다.

이후, 다음 공정들 즉, 레이저 비아 홀 공정, 회로 공정, 패드 공정 등에서는 인쇄회로기판의 측면에 형성된 요철의 패턴을 판독하고, 요철 패턴으로부터 작업군을 파악하고, 파악된 작업군을 참조하여 가공하게 된다.

요철을 가지는 인쇄회로기판이 다음의 적층 및 핫 프레스 과정의 대상이 되는 경우 적층 및 핫 프레스 공정이 마친 후 다시 X축 거리 및 Y축 거리를 측정하고 이에 기반하여 작업군을 결정하고, 트리밍 공정에서 다시 요철을 형성한다. 이때, 이전의 요철을 트리밍해 낸 후 새로운 등급에 맞추어 다시 요철을 형성하게 된다.

이를 위하여, 도 5를 참조하여 설명된 바와 같이, 요철(54, 56)의 깊이는 1mm로 한다.

52...인쇄회로기판 54-1 ~ 54-6, 56-1 ~ 56-6....요철

Claims (2)

1. 인쇄회로기판의 외곽을 제거하는 인쇄회로기판의 트리밍 방법에 있어서,
   1 Lot(Lot는 인쇄회로기판의 처리 단위) 단위로 해당 Lot에 속하는 인쇄회로기판들을 신축편차의 크기에 따라 작업군(作業君)을 분류하는 과정;
   인쇄회로기판에 작업군 분류 번호를 지정하는 과정;
   작업군 분류 번호를 표시하는 요철을 인쇄회로기판의 외곽에 형성하는 트리밍 과정;
   을 포함하는 인쇄회로기판 트리밍 방법.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 작업군 분류 번호는
   처리된 Lot의 순서에 관련된 1차 분류 번호와 해당 Lot에서의 작업군을 나타내는 2차 분류 번호로 구성되고,
   1차 분류 번호를 나타내는 요철을 상기 인쇄회로기판의 왼쪽 측면에 형성하고, 2차 분류 번호를 나타내는 요철을 상기 인쇄회로기판의 오른쪽 측면에 형성하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 트리밍 방법.
   
   

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