KR20210131005A - 양면형 연성인쇄회로기판 제조 방법 및 양면형 연성인쇄회로기판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양면형 연성인쇄회로기판 제조 방법 및 양면형 연성인쇄회로기판에 관한 것으로, 회로패턴의 도금을 위한 패턴이 형성 되어있는 마스터 몰드에 전도성 물질을 도금하여 회로패턴을 형성하는 단계, 상기 형성된 회로패턴에 개구가 형성된 제1 절연성 필름을 부착하는 단계, 상기 마스터 몰드에서, 상기 절연성 필름과 상기 회로패턴이 적층된 연성인쇄회로기판을 분리하는 단계 및 상기 연성인쇄회로기판의 상기 회로패턴측 면에 개구가 형성된 제2 절연성 필름을 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

양면형 연성인쇄회로기판 제조 방법 및 양면형 연성인쇄회로기판{MANUFACTURING METHOD OF DOUBLE SIDE TYPE FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD, AND DOUBLE SIDE TYPE FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD}

본 발명은 양면형 연성인쇄회로기판 제조 방법 및 양면형 연성인쇄회로기판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 양면 패터닝이 가능한 양면형 연성인쇄회로기판을 제조하는 방법 및 이에 따른 양면형 연성인쇄회로기판에 관한 것이다.

연성인쇄회로기판(FPCB; Flexible Printed Circuit Board)은 얇은 절연 필름에 회로패턴을 형성하여 유연하게 구부러질 수 있는 기판으로, 부품의 장착시 굴곡 및 유연성이 요구되는 경우, 예를 들어 스마트폰과 같은 모바일기기나 디스플레이 장치 등에 많이 사용되고 있다.

이러한 연성인쇄회로기판은 일반적으로 폴리이미드 필름층 위에 동박층이 적층된 동박적층필름(FCCL; Flexible Copper Clad Laminate)을 기재(원자재)로 이용하여 제작되며, 동박적층필름에 라미네이팅, 노광, 현상, 에칭 등의 작업을 수행하여 회로패턴을 형성하는 방식을 주로 사용하고 있다.

한편 연성인쇄회로기판의 양면에 회로연결을 수행하기 위해 양면 연성인쇄회로기판을 제조하는 경우, 일반적으로 양면 FCCL 기재를 사용하는데, 양면 FCCL 기재는 폴리이미드 필름층의 양면에 동박층이 적층된 형태이다.

이러한 양면 FCCL에 관통홀을 형성하고, 도금 등의 방식으로 양면의 동박층을 전기적으로 연결시켜 연성인쇄회로기판의 양면에 회로연결이 가능하게 한다.

양면 연성인쇄회로기판을 제조하기 위해 양면 FCCL을 이용하는 경우, 양면 FCCL의 가격이 단면 FCCL에 비해 비싸고, 관통홀을 형성하는 공정, 동박층을 전기적으로 연결시키는 도금 공정 등에 시간과 비용이 많이 소요된다는 문제점이 있다.

이에 단면 FCCL을 기재로 양면 연성인쇄회로기판을 제작하는 방안에 대한 연구 개발이 지속되고 있으나, 동박층이 적층된 폴리이미드 필름층을 가공하는 경우 동박층에 손상이 발생하게 된다는 문제점이 있다.

한편 본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2018-0016323호(2018.02.14)에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 양면 연성인쇄회로기판 제조 방법의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래 방법 대비 저렴하고 간단한 방법으로 양면 패터닝이 가능한 양면형 연성인쇄회로기판을 제조할 수 있도록 하는 방법 및 이에 따른 양면형 연성인쇄회로기판을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 양면형 연성인쇄회로기판 제조 방법은 회로패턴의 도금을 위한 패턴이 형성 되어있는 마스터 몰드에 전도성 물질을 도금하여 회로패턴을 형성하는 단계; 상기 형성된 회로패턴에 개구가 형성된 제1 절연성 필름을 부착하는 단계; 상기 마스터 몰드에서, 상기 절연성 필름과 상기 회로패턴이 적층된 연성인쇄회로기판을 분리하는 단계; 및 상기 연성인쇄회로기판의 상기 회로패턴측 면에 개구가 형성된 제2 절연성 필름을 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 제2 절연성 필름을 부착하는 단계 이후, 개구를 통해 노출된 회로패턴의 적어도 일부에 산화 방지 처리를 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 제2 절연성 필름을 부착하는 단계 이후, 개구를 통해 노출된 회로패턴의 적어도 일부를 접점으로 하여 부품을 실장하는 단계를 더 포함하고, 상기 부품과 상기 회로패턴 사이는 전도성 연결부재로 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 전도성 물질은 구리이고, 상기 제1 절연성 필름 및 상기 제2 절연성 필름은 폴리이미드 필름인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 양면형 연성인쇄회로기판은 개구가 형성되어 있는 제1 절연성 필름층; 상기 제1 절연성 필름층에 적층된 전도성 회로패턴층; 및 상기 전도성 회로패턴층에 적층되고, 개구가 형성되어 있는 제2 절연성 필름층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 제1 절연성 필름층과 상기 전도성 회로패턴층 사이에 제1 접착층과, 상기 전도성 회로패턴층과 상기 제2 절연성 필름층 사이에 제2 접착층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 개구를 통해 노출된 전도성 회로패턴층의 적어도 일부에 적층된 산화 방지층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 개구를 통해 노출된 전도성 회로패턴층의 적어도 일부에 적층된 전도성 연결부재층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 전도성 회로패턴층은 구리로 구성되고, 상기 제1 절연성 필름층 및 상기 제2 절연성 필름층은 폴리이미드 필름으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 양면형 연성인쇄회로기판 제조 방법 및 양면형 연성인쇄회로기판은 도금을 통해 회로패턴을 형성하고, 형성된 회로패턴의 양면에 개구가 형성된 전도성 필름을 각각 부착함으로써, 종래 방법 대비 저렴하고 간단한 방법으로 양면 패터닝이 가능한 양면형 연성인쇄회로기판을 제조할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양면형 연성인쇄회로기판 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 양면형 연성인쇄회로기판 및 양면형 연성인쇄회로기판 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 양면형 연성인쇄회로기판 제조 방법 및 양면형 연성인쇄회로기판의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양면형 연성인쇄회로기판 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 양면형 연성인쇄회로기판 및 양면형 연성인쇄회로기판 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.

도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 양면형 연성인쇄회로기판 제조 방법은 먼저 회로패턴의 도금을 위한 패턴이 양면에 형성되어 있는 마스터 몰드(1)에 전도성 물질을 도금하여 회로패턴(2)을 형성한다(S10).

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 연성인쇄회로기판 제조 방법은 준비된 마스터 몰드(1)에 도금을 수행하여 회로패턴(2)을 형성하는 방식을 사용하므로, 도금을 수행하여 회로패턴(2)을 형성하기 전에 회로패턴(2)의 형상에 대응하는 패턴을 마스터 몰드(1)에 형성하게 된다.

예를 들어, 회로패턴(2)의 형상에 대응하는 패턴을 음각하거나, 이에 대응하게 양각 가공하고, 표면의 도장 처리, 메탈 처리 등을 수행하여 회로패턴(2)을 도금하기 위한 형상을 마스터 몰드(1)에 형성할 수 있다.

또는 우레탄 등의 재료를 접착하되, 프레스 방식이나 레이저 방식 등으로 회로패턴(2)에 대응하는 패턴을 음각처리 할 수도 있다.

또는, D/F 라미네이팅을 수행한 뒤, 회로패턴(2)의 형상에 따라 노광 및 현상 처리를 수행하여, 마스터 몰드(1)에서 회로패턴(2)이 도금될 영역만이 노출되도록 구성할 수 있다.

이렇게 라미네이팅을 이용하는 경우 도금이 완료되면, 회로패턴(2)이 형성된 마스터 몰드(1)에서 라미네이팅된 감광성 필름에 대한 제거를 수행할 수 있다. 즉, 회로패턴(2) 이외의 영역에 라미네이팅된 감광성 필름을 박리하여 제거할 수 있다.

한편 이러한 마스터 몰드(1)의 경우 서스 등으로 구성될 수 있으나, 이외에도 다양한 물질로 구성될 수 있다.

또한 이외에도 도금을 위한 다양한 형태의 전처리 과정이 추가되거나, 이미 널리 알려진 전처리 과정이 활용될 수 있으며, 전술한 라미네이팅, 노광, 현상 등의 공정을 수행하는 것이나, 이를 수행할 수 있도록 하는 장치의 구성은 본 발명의 기술분야에서 이미 널리 알려진 기술에 해당하며, 다양한 실시예가 사용 가능하므로, 더 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이렇게 전처리된 마스터 몰드(1)에 전도성 물질을 도금시켜 회로패턴(2)을 형성할 수 있다. 이때 전도성 물질은 구리(Cu)일 수 있으나, 이외에도 니켈 등의 다른 물질이 사용될 수도 있다.

이와 같은 도금은, 예를 들어, 전처리된 마스터 몰드(1)를 도금을 위한 용액에 채워진 탱크 등에 마스터 몰드(1)를 넣고, 전기도금의 방식으로 도금을 수행하는 방식이나, 진공 속에 물체를 넣고 도금할 물질을 기화시켜 물체의 표면에 붙게 하는 증착도금 등의 방식이 사용될 수 있으며, 이외에도 다양한 방식이 사용될 수 있다.

또한 도금 과정에서 스트라이크 도금 등이 먼저 수행되도록 구성될 수도 있다.

본 실시예에서 도금 공정을 수행할 수 있도록 하는 장치의 구성은 본 발명의 기술분야에서 이미 널리 알려진 기술에 해당하며, 다양한 실시예가 사용 가능하므로, 더 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이후 마스터 몰드(1)에 형성된 회로패턴(2)에 개구(4)가 형성된 절연성 필름(3)을 부착한다(S20). 절연성 필름(3)은 예를 들어, 폴리이미드 필름(polyimide film)일 수 있으나, 다른 절연 재질의 필름일 수도 있다.

여기서 절연성 필름(3)에는 개구(opening)(4)가 형성되어 있는데, 제작하고자 하는 인쇄회로기판에 따라 이러한 개구는 홀의 형태, 직사각형의 형태 등 다양한 형태를 가질 수 있으며, 복수개가 형성될 수 있다.

본 발명에 따를 때, 동박층이 적층되지 않은 절연성 필름(3)을 가공하여 이러한 개구를 미리 형성할 수 있으므로, 추후에 적층되는 동박층의 손상 문제가 발생하지 않게 된다.

한편 상기 단계(S130) 이전에 절연성 필름(3)에 개구를 형성하는 단계가 수행될 수 있으며, 이러한 개구 형성 공정은 예를 들어, 프레스 가공, 레이저 가공 등의 방식으로 수행될 수 있다.

이러한 절연성 필름(3)은 접착 방식으로 회로패턴(2)에 부착될 수 있는데, 예를 들어, 회로패턴(2)에 접착층을 적층하거나 접착제를 바르고 절연성 필름(3)을 부착하는 방식, 접착층 또는 접착제가 구비된 절연성 필름(3)을 회로패턴(2)에 부착하는 방식 등이 사용될 수 있다.

이렇게 개구(4)가 형성된 절연성 필름(3)이 부착되면, 도 3에 도시된 것과 같은 단면을 나타낼 수 있다.

이어서 마스터 몰드(1)로부터 연성인쇄회로기판을 분리한다(S30). 전술한 단계(S20)에 따라 회로패턴(2)이 개구(4)가 형성된 절연성 필름(3)에 적층되었으므로, 도 4에 도시된 것과 같이, 마스터 몰드(1)로부터 이를 분리하여 연성인쇄회로기판을 획득할 수 있다.

이러한 분리 공정은 제품을 마스터 몰드(1)에서 박리하는 방식 등으로 수행될 수 있다.

이후 분리된 연성인쇄회로기판의 양면 중 회로패턴(2)쪽 면에 개구(6)가 형성된 절연성 필름(5)을 부착한다(S40).

이에 따라 도 5에 도시된 것과 같이, 회로패턴(2)은 양면에 각각 절연성 필름(3,5)이 적층된 형태가 되며, 절연성 필름(3,5)에 개구(4,6)가 형성되어 있기 때문에 양면에서 모두 회로 연결이 가능하다.

즉, 절연성 필름(3,5)에 형성된 개구(4,6)는 회로패턴(2)이 노출될 수 있도록 함으로써, 회로나 소자의 연결이 가능하도록 한다.

절연성 필름(5)에 형성된 개구(6)는 제작하고자 하는 인쇄회로기판에 따라 홀의 형태, 직사각형의 형태 등 다양한 형태를 가질 수 있으며, 복수개가 형성될 수 있다.

또한 회로패턴(2)의 타면에 적층된 절연성 필름(3)과는 다른 패턴으로 개구(6)가 형성될 수 있다.

한편 상기 단계(S40) 이전에 절연성 필름(5)에 개구(6)를 형성하는 단계가 수행될 수 있으며, 이러한 개구 형성 공정은 예를 들어, 프레스 가공, 레이저 가공 등의 방식으로 수행될 수 있다.

여기서 절연성 필름(5)은 예를 들어, 폴리이미드 필름(polyimide film)일 수 있으나, 다른 절연 재질의 필름일 수도 있다. 또한 회로패턴(2)의 양면에 각각 적층된 절연성 필름(3,5)은 서로 다른 재질일 수도 있다.

이후 개구를 통해 노출된 회로패턴(2)의 적어도 일부에 산화 방지 처리를 한다(S50). 즉, 회로패턴(2)의 일부가 노출되므로 이에 산화 방지 처리를 수행하여 산화가 진행되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 산화 방지 처리는 산화 방지 도금 등의 방식으로 수행될 수 있으며, 이외에도 공지된 다양한 산화 방지 처리 방식이 사용될 수 있으므로, 더 자세한 설명은 생략하기로 한다.

또한 개구를 통해 노출된 회로패턴(2)의 적어도 일부를 접점으로 하여 부품(9)을 실장 한다(S60). 즉, 절연성 필름(3,5)에 형성된 개구(4,6)는 회로패턴(2)이 노출될 수 있도록 함으로써, 회로나 소자의 연결이 가능하도록 하므로, 이에 부품(9)을 실장 할 수 있다.

이러한 부품(9)과 노출된 회로패턴(2) 사이는 전도성 연결부재(8)로 연결될 수 있으며, 예를 들어, 전도성 접착체, 전도성 크림, 납땜 등이 활용될 수 있다.

이렇게 제작된 양면형 연성인쇄회로기판은 제단 등의 외형 가공 과정을 거쳐 제품으로 완성될 수 있다.

전술한 공정 사이에 제품 생산을 위한 추가적인 공정(예: 세척 공정, 건조 공정 등)이 필요에 따라 부가될 수도 있다.

이와 같은 방식으로 제작된 양면형 연성인쇄회로기판은 도 5에 도시된 것과 같이, 개구(4)가 형성되어 있는 제1 절연성 필름층(3), 제1 절연성 필름층(3)에 적층된 전도성 회로패턴층(2) 및 전도성 회로패턴층(2)에 적층되고, 개구(6)가 형성되어 있는 제2 절연성 필름층(5)으로 구성된다.

이때 제1 절연성 필름층(3)과 전도성 회로패턴층(2) 사이에 제1 접착층이 형성되고, 전도성 회로패턴층(2)과 제2 절연성 필름층(5) 사이에 제2 접착층이 형성될 수 있다.

또한 도 6에 도시된 것과 같이, 개구를 통해 노출된 전도성 회로패턴층의 적어도 일부에 적층된 산화 방지층(7)을 더 포함할 수 있고, 도 7에 도시된 것과 같이 개구를 통해 노출된 전도성 회로패턴층의 적어도 일부에 적층된 전도성 연결부재층(8)을 더 포함할 수 있다.

이러한 연결부재층(8)을 연결단자, 접점으로 하여 부품(9)이 실장될 수 있으며, 양면에 모두 노출된 회로패턴(2)이 존재하므로, 양면형으로 사용이 가능하다.

이러한 양면형 연성인쇄회로기판은 전술한 것과 같이, 양면에서 모두 회로 연결이 가능하므로, 종래의 양면 FCCL을 이용하여 제작된 양면 연성인쇄회로기판과 동일한 기능을 수행할 수 있으며, 본 발명에 따라 종래 방법 대비 저렴하고 간단한 방법으로 양면 패터닝이 가능한 양면형 연성인쇄회로기판을 제조할 수 있다.

한편 본 발명은 라미네이팅, 노광, 현상, 도금, 부착, 박리, 관통 등의 각 공정을 수행할 수 있도록 구성된 연성인쇄회로기판 제조설비에서 수행될 수 있으며, 이러한 제조설비의 제어장치가 각 공정의 동작을 제어할 수 있다. 이러한 제조설비는 각 공정 사이에 제품을 이송하기 위한 로봇팔, 이송벨트 등을 부가적으로 구비할 수 있으며, 이외에도 다양한 장비가 부가될 수 있다. 또한 제어장치는 각 공정을 수행하도록 제조설비를 제어하기 위한 명령어들을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 저장매체를 포함할 수 있으며, 이러한 저장매체는 프로세서와 결합되어 프로세서로 하여금 본 발명의 각 단계를 수행하게끔 구성될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

1: 마스터 몰드
2: 회로패턴
3, 5: 절연성 필름
4, 6: 개구
7: 산화방지층
8: 전도성 연결부재
9: 부품

Claims (9)

1. 회로패턴의 도금을 위한 패턴이 형성 되어있는 마스터 몰드에 전도성 물질을 도금하여 회로패턴을 형성하는 단계;
   상기 형성된 회로패턴에 개구가 형성된 제1 절연성 필름을 부착하는 단계;
   상기 마스터 몰드에서, 상기 절연성 필름과 상기 회로패턴이 적층된 연성인쇄회로기판을 분리하는 단계; 및
   상기 연성인쇄회로기판의 상기 회로패턴측 면에 개구가 형성된 제2 절연성 필름을 부착하는 단계를 포함하는 양면형 연성인쇄회로기판 제조 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 절연성 필름을 부착하는 단계 이후,
   개구를 통해 노출된 회로패턴의 적어도 일부에 산화 방지 처리를 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양면형 연성인쇄회로기판 제조 방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제2 절연성 필름을 부착하는 단계 이후,
   개구를 통해 노출된 회로패턴의 적어도 일부를 접점으로 하여 부품을 실장하는 단계를 더 포함하고,
   상기 부품과 상기 회로패턴 사이는 전도성 연결부재로 연결되는 것을 특징으로 하는 양면형 연성인쇄회로기판 제조 방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 전도성 물질은 구리이고, 상기 제1 절연성 필름 및 상기 제2 절연성 필름은 폴리이미드 필름인 것을 특징으로 하는 양면형 연성인쇄회로기판 제조 방법.
   
5. 개구가 형성되어 있는 제1 절연성 필름층;
   상기 제1 절연성 필름층에 적층된 전도성 회로패턴층; 및
   상기 전도성 회로패턴층에 적층되고, 개구가 형성되어 있는 제2 절연성 필름층을 포함하는 양면형 연성인쇄회로기판.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 절연성 필름층과 상기 전도성 회로패턴층 사이에 제1 접착층과, 상기 전도성 회로패턴층과 상기 제2 절연성 필름층 사이에 제2 접착층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양면형 연성인쇄회로기판.
   
7. 제5항에 있어서,
   개구를 통해 노출된 전도성 회로패턴층의 적어도 일부에 적층된 산화 방지층을 더 포함하는 양면형 연성인쇄회로기판.
   
8. 개구를 통해 노출된 전도성 회로패턴층의 적어도 일부에 적층된 전도성 연결부재층을 더 포함하는 양면형 연성인쇄회로기판.
   
9. 제5항에 있어서,
   상기 전도성 회로패턴층은 구리로 구성되고, 상기 제1 절연성 필름층 및 상기 제2 절연성 필름층은 폴리이미드 필름으로 구성되는 것을 특징으로 하는 양면형 연성인쇄회로기판.

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