KR20210028433A

KR20210028433A - 인쇄회로기판을 상하로 통전시키기 위한 방법

Info

Publication number: KR20210028433A
Application number: KR1020190109513A
Authority: KR
Inventors: 박낭제
Original assignee: (주)동남메가텍
Priority date: 2019-09-04
Filing date: 2019-09-04
Publication date: 2021-03-12

Abstract

본 발명은 스루홀을 통해 기판의 상층과 하층에 각각 분리 배열된 도전층을 도금방법이 아닌 인쇄방법으로 서로 통전시키기 위한 방법에 관한 것이다. 그의 구성은; 상층에 상부도전층이 마련되어 있고, 하층에 하부도전층이 마련되어 있는 인쇄회로기판에서 상기 상부도전층과 하부도전층을 통전시키기 위한 방법에 있어서, 상기 인쇄회로기판의 상면에 필름을 부착시키는 제1단계; 상기 통전시키고자 하는 각 통전지점에 구멍을 천공하여 스루홀을 형성하는 제2단계; 도전성 잉크를 이용하여 상기 스루홀에 잉크가 스며들도록 상기 인쇄회로기판 상면에 인쇄를 가하는 제3단계; 상기 잉크를 경화시키는 제4단계; 상기 필름을 제거하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

인쇄회로기판을 상하로 통전시키기 위한 방법{Method For Electric Connecting Through Hole Of PCB}

본 발명은 인쇄회로기판 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 스루홀을 통해 기판의 상층과 하층에 각각 분리 배열된 도전층을 도금방법이 아닌 인쇄방법으로 서로 통전시키기 위한 방법에 관한 것이다.

인쇄회로기판의 소형화 및 박형화 추세에 따라서 인쇄회로기판의 회로가 평면적인 2차원 수준을 넘어서 입체적인 3차원 수준으로 형성되고 있다. 이를 위해 꼭 필요한 구조가 기판의 상층에 형성된 도전층과 하층에 형성된 도전층을 전기적으로 서로 연결하는 통전구조이다.

종래에는 도 1에 도시된 바와 같은 방법으로 상층과 하층의 도전층(110,111)을 전기적으로 연결하였다. 즉 인쇄회로기판(100)은 지지층인 수지(120)의 상면에 상부 도전층(110)이 형성되어 있고, 저면에 하부도전층(111)이 형성되어 있는 구성을 가진다. 우선은 연결하고자 하는 지점에 드릴을 이용하여 스루홀(130, through hole)을 형성한다(도 1(a) 참조). 그리고 도금이 되지 말아야 할 영역에 마스킹(140) 작업을 한다(도 1(b) 참조). 이후 도금을 실시하여 마스킹되지 않은 부분에 도금(150)이 이루어지도록 한다(도 1(c) 참조). 도금이 끝난 다음 마스킹을 제거하면(도 1(d) 참조), 스루홀(130)에 도금이 이루어져 상부도전층(110)과 하부도전층(111)이 도금(150)에 의해 전기적으로 연결되게 된다.

그러나 이 방식에 의하면 마스킹(140) 작업을 수행하여야 하는 불편함이 있으며, 미세한 스루홀(130)에 도금(150)이 제대로 이루어지지 않을 가능성이 있다. 즉 작업공정이 복잡하고 불량품이 종종 발생하여 왔다.

대한민국 특허출원 제10-2017-0162020호 대한민국 특허출원 제10-2016-0056090호

위와 같은 문제에 대하여 본 발명의 목적은 인쇄회로기판을 제작하는 과정에서 상부 도전층과 하부도전층을 전기적으로 연결하되, 종래의 도금방식이 가진 문제점을 해결하는 것으로서 작업공정이 단순하고 불량 발생가능성을 크게 낮출 수 있는 인쇄회로기판 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 목적은, 상층에 상부도전층이 마련되어 있고, 하층에 하부도전층이 마련되어 있는 인쇄회로기판에서 상기 상부도전층과 하부도전층을 통전시키기 위한 방법에 있어서,

상기 인쇄회로기판의 상면에 필름을 부착시키는 제1단계;

상기 통전시키고자 하는 각 통전지점에 구멍을 천공하여 스루홀을 형성하는 제2단계;

도전성 잉크를 이용하여 상기 스루홀에 잉크가 스며들도록 상기 인쇄회로기판 상면에 인쇄를 가하는 제3단계;

상기 잉크를 경화시키는 제4단계;

상기 필름을 제거하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판을 상하로 통전시키는 방법에 의해 달성된다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 잉크는 은(Ag)성분을 포함하고 있는 도전성 잉크이며, 인쇄는 스크린프린터를 이용할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면,

상기 제3단계에 있어서, 인쇄 과정에서 잉크가 상기 스루홀로 용이하게 스며들 수 있도록 상기 스루홀 내부의 공기가 빠지도록 하는 배압단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 스루홀에 대하여 마스킹 작업을 수행하지 않아도 된다. 도금을 위한 큰 장비를 필요로 하지 않게 된다. 또한 스크린 인쇄방식을 이용하므로 스루홀 내부에 잉크를 면밀하게 충전시킴으로써 통전 효율을 상승시킬 수 있게 된다. 본 발명의 제조방법은 대량생산 제품에도 적용 가능하지만 소량 다품종 생산에 더욱 적합한 인쇄회로기판 제조방법이 될 수 있다.

도 1은 종래기술에 의한 인쇄회로기판을 상하로 통전시키는 방법을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 인쇄회로기판을 상하로 통전시키는 방법을 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 인쇄회로기판을 상하로 통전시키는 방법에서 인쇄시 사용하는 받침판의 사용상태 단면도이다.

이하, 첨부된 도 2 내지 도 3을 동시에 참조하여 본 발명의 구체적인 내용을 상세하게 설명한다.

본 발명은 상층에 상부도전층(3)이 마련되어 있고 하층에 하부도전층(5)이 마련되어 있는 인쇄회로기판(1)에서 상기 상부도전층(3)과 하부도전층(5)을 통전시키기 위한 방법에 관한 것이다. 지지층(7)는 절연체인 수지로 되어 있으며 그의 두께는 다양하게 제공될 수 있다.

제1단계로서, 인쇄회로기판(1)의 상면에 필름(9)을 부착한다(도 2(a)참조). 필름(9)은 통상 캐리어 필름을 이용하면 된다. 캐리어필름은 일면에 가접착층이 마련되어 있다. 사용시에는 이 가접착층에 접착되어 있는 이형지를 제거하고 사용하면 된다.

제2단계로서, 통전시키고자 하는 각 통전지점에 구멍을 천공하여 스루홀(11)을 형성한다(도 2(b) 참조). 스루홀(11)은 드릴을 이용하여 천공하며 예를 들어 0.1mm의 직경까지도 무난하게 형성할 수 있다.

제3단계로서, 도전성 잉크(13)를 이용하여 스루홀(11)에 잉크(13)가 스며들도록 인쇄회로기판(1) 상면에 인쇄를 실시한다(도 2(c) 참조). 인쇄과정에서 사용되는 도전성 잉크(13)는 은(Ag)성분을 포함하고 있는 것이다. 인쇄는 실크스크린 인쇄방식을 이용하는 스크린프린터를 이용할 수 있다. 잉크는 그래핀 성분을 포함하는 것일 수도 있으며 앞으로 개발될 더 좋은 소재가 사용될 수도 있다.

그리고 제4단계로서 잉크를 경화시키는 단계가 이어진다. 잉크는 열 또는 자외선 등을 이용하여 강제적으로 경화시킬 수 있다. 이는 작업속도를 높이기 위한 것이며 자연경화가 안 되는 것은 아니다.

마지막으로 제5단계로서 상기 제1단계에서 가접착하였던 필름(9)을 제거한다(도 2(d) 참조). 그러면 도 2(d)에 도시된 바와 같은 완성된 형태의 인쇄회로기판이 완성된다. 이 상태에서 상부도전층(3)과 하부도전층(5)은 도전성 잉크(13)에 의해 연결되어 통전이 가능하게 된다.

필름(9)의 제거시 깨끗하게 분리되지 않은 부분은 간단한 마무지 작업을 통해 깨끗하게 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실제 적용과정에서 인쇄회로기판은 도 3에 도시된 바와 같이 받침판(15)에 올려놓고 작업에 임하게 된다. 인쇄회로기판(1)의 상면에서만 가공을 가하면 되기 때문이다. 그리고 제3단계, 즉 인쇄단계에서 잉크가 상기 스루홀(11)로 용이하게 스며들 수 있도록 상기 스루홀(11) 내부의 공기를 빼내는 배압단계를 더 포함할 수 있다.

배압단계는 받침판(15)에 스루홀(11)에 대응되는 위치에 배기홀(17)을 마련함으로써 가능하게 된다. 배기홀(17)은 받침판(15)을 메쉬판과 같이 통기성을 가진 판체로 선택함으로써 자연스럽에 마련될 수 있다.

또한 배기홀(17)은 스루홀(11)에 대응되는 지점에 더 작은 직경으로 별도의 공정을 통해 미리 천공함으로써 마련할 수도 있다.

다른 방식으로는, 스루홀(11)을 형성할 때 받침판과 인쇄회로기판(1)을 적층한 다음 한꺼번에 스루홀(11)을 형성함으로써 배기홀(17)을 하나의 공정에서 형성할 수도 있다.

스크린프린터에서 잉크의 투입량을 적절하게 조절하거나 스퀴징(squeezing) 횟수를 조정함으로써 스루홀(11)에 대한 잉크의 충전깊이를 조정할 수 있을 것이다. 배기홀(17)의 직경, 또는 배기압력을 조정함으로써 잉크의 충전시 밀도를 조정할 수도 있을 것이다. 스루홀(11)에 적정한 밀도로 잉크(13)가 충전되어야 전도율의 저하가 없게 될 것이다.

위에 도시 및 설명된 구성은 본 발명의 기술적 사상에 근거한 바람직한 실시예에 지나지 아니한다. 당업자는 통상의 기술적 상식을 바탕으로 다양한 변경실시를 할 수 있을 것이지만 이는 본 발명의 보호범위에 포함될 수 있음을 주지해야 할 것이다. 위에 개시된 실시예는 다양한 조합이 가능할 것이며, 가능한 모든 조합은 본 발명의 권리범위 내에 있는 것이 된다.

1: 인쇄회로기판 3 : 상부도전층
5 : 하부도전층 7 : 지지층
9 : 필름 11 : 스루홀(through hole)
13 : (도전성)잉크 15 : 받침판
17 : 배기홀

Claims

상층에 상부도전층이 마련되어 있고, 하층에 하부도전층이 마련되어 있는 인쇄회로기판에서 상기 상부도전층과 하부도전층을 통전시키기 위한 방법에 있어서,
상기 인쇄회로기판의 상면에 필름을 부착시키는 제1단계;
상기 통전시키고자 하는 각 통전지점에 구멍을 천공하여 스루홀을 형성하는 제2단계;
도전성 잉크를 이용하여 상기 스루홀에 잉크가 스며들도록 상기 인쇄회로기판 상면에 인쇄를 가하는 제3단계;
상기 잉크를 경화시키는 제4단계;
상기 필름을 제거하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판을 상하로 통전시키는 방법.
제1항에 있어서, 상기 잉크는 은(Ag)성분을 포함하고 있는 도전성 잉크이며, 인쇄는 스크린프린터를 이용하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판을 상하로 통전시키는 방법.
제1항에 있어서,
상기 제3단계는 상기 잉크가 상기 스루홀로 용이하게 스며들 수 있도록 상기 스루홀 내부의 공기가 빠지도록 하는 배압단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판을 상하로 통전시키는 방법.
제3항에 있어서, 상기 배압단계는;
배기홀이 마련되어 있는 받침판 위에 상기 인쇄회로기판을 올려놓고 인쇄하도록 하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판을 상하로 통전시키는 방법.