KR910001745B1 - 인쇄회로기판 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

인쇄회로기판 제조방법

제1도는 열전사(轉詞)잉크리본의 확대단면도.

제2도는 잉크전사동작을 나타내는 정면도.

제3도는 회로패턴의 일예를 나타내는 사시도, 및

제4도는 수정된 열전사 잉크리본의 확대단면도.

본 발명은 절연기판위에 도전물질을 사용하여 회로패턴을 형성하는 인쇄회로기판 제조방법에 관한것이다.

종래의 인쇄회로기판 제조방법은 다음의 서브트랙티브법(에칭)과 에디티브법(도금)으로 대별된다.

[서브트랙티브법]

절연기판에 동박을 입혀 형성된 적층판의 표면은 회로패턴에 대응하는 부분에만 내산성 재료로 피복된다(에칭레지스트). 다음에는 동을 용해하는 약품(에칭 액)이 동박표면에 분사되어 회로패턴부이외의 동박을 용해, 제거한다. 그후 에칭레지스트는 약품을 사용하여 제거되므로 회로패턴(동박면)을 노출시킨다.

[에디티브법]

도금 레지스트는 회로패턴에 대응하는 부분을 제외한 절연기판(동박이 없는 적층판)의 표면에 입혀진다. 그후 무전해 동도금이 실행된다. 결과적으로, 이전 공정에서 도포된 레지스트가 도금되지 않기 때문에 회로패턴은 동도금으로 형성된다. 다음에는, 도금레지스터는 약품을 사용하여 제거되어 패턴을 노출시킨다.

서브트랙티브법에서, 인쇄회로기판은 레지스트 도포, 레지스트 에칭 및 제거를 포함하는 복잡한 공정을 거쳐 제조된다. 에디티브법도 또한 레지스트 도포, 무전해 동도금 및 레지스트 제거와 같은 복잡한 공정을 포함한다. 그래서, 고도의 기술과 고가의 제조설비가 상기 방법을 실행하는데 필요하다. 게다가, 제조공정에서 발생된 배출액에 대하여 중화 또는 COD처리가 수행되어야 한다. 이것은 인쇄회로기판의 제조단가를 상승시킨다

상기 문제를 해결하기 위하여 최근에 도전성 도포방법이 개발되어 관심을 끌고있다. 이 방법은 스크린 프린팅으로 절연기판위에 직접 회로패턴을 프린트하는 방법이다. 그러나 스크린 프린팅으로 도체 폭이 0.1mm를 넘지않는 좋은 패턴을 형성하기가 힘들다. 이런 점에서 개량의 여지가 있다.

본 발명은 상기에 지적된 공지된 제조방법의 단점을 제거하고, 장비와 단가면에서 유리하고 도체폭이 0.1mm를 넘지않는 좋은 회로패턴을 형성할수 있는 인쇄회로기판 제조방법을 제공하는 것이 목적이다.

본 발명에 따라, 이목적은 상온에서 고체인 열가소성 비이클(V)에 혼합분산된 도전성 카본블랙, 그라파이트, 실버 및 알루미늄과 같은 도전성 필러(Filler)를 포함하고, 도전성회로를 헝성하는데 필요한 선택된 두께와 전기저항을 구비한 열가소성 잉크층을 필름에 도포하여 열전사 잉크리본을 준비하고, 미세한 도트를 갖는 가열헤드가 기판베이스 상에서 열전사 잉크리본을 압착하고 미세도트를 선택적으로 가열하여. 기판베이스에 전사되는 잉크리본의 잉크층을 용해 및 연화시켜 기판베이스상에 열가소성 잉크로 회로패턴을 형성하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판 제조방법으로 상기 목적이 달성된다.

상기에서, 잉크리본은 기판베이스상에 가열헤드의 미세도트로 압착된다. 이 상태에서, 미세도트들은 선택적으로 가열되어 열가소성 잉크층이 기판베이스에 전사되도록 미세도트에 의해 압착된 위치에서 용해 및 연화된다. 잉크가 번짐이 없이 전사되기때문에, 미세회로패턴은 사실상 미세도트의 직경에 대응하는 매우 작은 폭으로 형성된다.

상업상 유용한 각종 가열도트는 100㎛를 넘지않는 도트직경을 갖는다. 그러므로 회로패턴은 0.1mm를 초과하지 않는 매우 작은 폭으로 형성될 수 있다.

상기에서 처럼, 본 발명에 따른 방법은 기판베이스와 가열헤드간에 도전성 및 열가소성 잉크층을 갖는 열전사 잉크리본을 구비하고, 하나의 도전성 회로형성 위치에서 기판베이스의 또다른 위치로 연속적으로 미세도트를 압착하는동안 미세도트를 선택적으로 가열시킨다. 결과적으로, 소정 패턴을 갖는 도전성 회로는 기판상에 형성된다. 이 방법은 종래의 서브트랙티브 및 에디티브법보다 더 간단한 제조공정이며, 비싼 제조장치 또는 배출액 처리장치를 필요로 하지 않는다. 결과적으로, 회로패턴은 장치 및 단가면에서 이점을 가지고 형성될 수 있다.

게다가, 예를들어 도체폭이 0.1mm를 초과하지 않는 회로패턴은 도트 직경이 100㎛를 초과하지 않는 가열도트를 사용하여 형성될 수 있다. 이러한 특징은 이전의 도전성 도포 방법으로는 불가능했던 미세패턴 형성을 가능하게 한다.

본 발명의 다른 기능 및 이점은 다음설명으로 명백해 질 것이다.

도면은 본 발명에 따른 인쇄회로기판을 제조하는 방법을 설명한다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판 제조방법은 이후에 설명될 것이다.

제1도를 참고하면, 이 방법은 소정의 두께(t)로 필름(2)에 도포된 열가소성 잉크(1) 층을 포함하는 열전사 잉크리본(R)을 사용한다. 잉크층(1)은 상온에서 고체인 열가소성 비이클(thermoplastic vehicle)(V)에 분포된 도전성 카본 블랙(conductive curbon black), 그라파이트(graphit) 또는 실버(silver)와 같은 도전성 필러(F)를 포함한다. 그래서 잉크층(1)은 도전성 회로를 형성하는데 필요한 전기저항을 갖는다. 제2도에서 도시된것처럼, 이러한 열전사 잉크리본(R)은 미세도트(3)를 가진 가열헤드(H)와 절연 기판베이스(B)사이에 위치한다.

이런 상태에서, 가열헤드(H)는 기판베이스(B)로 이동하여 기판베이스(B)의 회로형성위치에서 잉크리본(R)을 압착시킨다. 그다음에 가열헤드(H)는 미세도트(3)를 선택적으로 가열시켜 가열된 미세도트(3)가 기판베이스(B)로 전사되도록 압착하는 위치에서 잉크층(1)이 용해 또는 연화된다. 전사동작동안 잉크의 어떠한 부주의한 분사도 발생하지 않기 때문에, 잉크층(1)은 미세도트(3)의 직경에 대응하는 매우 작은 폭으로 전사된다.

이런 전사동작은 기판베이스(B)의 회로형성위치에 따라 가열헤드(H)의 미세도트(3)를 이동시킴으로서 연속적으로 수행된다. 결과적으로, 소정회로패턴(C)은 제3도에서 처럼 기판베이스(B)에 형성된다.

비이클(V)은 50℃에서 약 200℃까지 용해 또는 연화점을 갖는 여러가지 왁스, 올리고머(oligomer) 및 열가소성 레진, 또는 그들의 혼합물에서 선택된 물질을 포함하고, 필요하면 연화성 약품 또는 필러 분산제(filler dispersant)로서 적당한 오일을 사용한다. 잉크층(1)은 특히 염기성 폴리에틸렌 또는 파라핀 클로라이드와 같은 합성물질이 혼합된 훌륭한 접착력을 갖는다.

그라파이트, 도전성 카본, 실버, 동 또는 알루미늄 같은 필러는 상기 화합물의 비이클(V)에 혼합, 분산되어 적당한 전도도를 갖는 회로형성물질을 구성한다.

도전성 필러(F)는 바람직하게도 전체 잉크층(1)의 5 내지 70vol.% 범위에서 비이클(V)에 포함될수 있다는것이 여러가지 실험으로 발견되었다. 도전성 필러(F)가 전체 잉크층(1)의 70vol.%이상 포함되는 경우, 회로패턴의 저항마멸이 감소된다. 도전성 필러(F)가 5vol.%이하로 포함되는 경우, 회로패턴은 전도도가 충분하지 않다. 전도도는 필러의 형태, 필러 소자의 어스펙트비(aspect ratio), 회로를 형성하는 도체 폭등에 의존하는 필러(F)의 고유저항에 따라 변화된다. 이러한 모든 요소들이 순조롭게 작용하면, 도전성 필러(F)가 전체 잉크층의 약 5vol.%인 경우에도 원하는 전도도를 얻을 수 있다는 것이 밝혀졌다. 그러나, 정상상태에서는, 아주 높은 전도도를 실현하기 위해서는 필러양이 대략 30vol.%인것이 바람직하다. 필러의 최적량은 고 전도도와 훌륭한 마멸저항을 고려하여 50vol.%가 적당하다.

다음에는 여러가지 실험의 대표적인 예가 설명될 것이다.

(실험 1)

6㎛ 두께의 두꺼운 폴리에스터 필름(2)위에 68℃의 융점을 가지며 주성분으로서 열가소성 에틸렌-비닐아세테이트 코폴리머와 폴리에틸렌 왁스 및 도전성 필러(F)로서 50vol.％가 혼합된 그라파이트를 포함하는 10㎛ 두께의 열가소성 잉크층(1)을 도포하여 제조되었다.

기판베이스(B)는 수용체(receptor)의 일예로서 10㎛ 두께의 플리에스터 필름을 카드보드에 가볍게 접착시켜 형성되는 시트(sheet)를 포함한다. 회로패턴(C)은 16도트/mm의 밀도로 배열된 저항소자를 갖는 더멀헤드(H)를 사용하는 상업상 유용한 열전사 프린터를 작동시켜 베이스(B)의 폴리에스터 필름상에 프린트되었다.

결과적으로, 회로패턴(C)은 베이스(B)의 10㎛두께의 폴리에스터 필름상에 도체간 중심거리가 0.20mm이고 폭이 0.08mm로 형성되었다.

그렇게 형성된 인쇄회로기판에 적당한 전류가 공급되어도 절연체 파괴가 발생하지 않는다.

회로패턴(C)을 보호하기 위하여, 도전성 필러(F)를 포함하지 않는 잉크층을 가진 잉크리본을 사용하여 패턴과 주변 영역에 솔리드프린팅(solid printing)이 되었다. 절연성 잉크로서 회로를 커버하여 절연성이 우수한 기판을 제조하는것이 가능하였다.

(실험 2)

6㎛ 두께의 폴리에스더 필름(2)에 주성분으로서 파라핀 클로라이드를 포함하고 전도성 필러(F)는 포함하지 않는 5㎛두께의 잉크층(4)을 도포하고, 그후 열가소성 폴리아미드레진을 주성분으로 하고 거기에 알루미늄 파우더를 도전성 필러(F)로 50vol.% 혼합한 8㎛두께의 연가소성 잉크층(1)을 도포하여 열전사 잉크리본(R)이 제조되었다. 회로패턴은 실험 1처럼 프린트되어 선의 굵기는 최소화되었고 마멸저항이 우수하여 오버코팅이 불필요하게 되었다.

미세 저항 가열소자를 가진 더멀헤드는 실험 1에서 사용되었다. 그러나, 본 발명에 따른 방법은 저항층을 가진 열가소성 잉크리본(R)과 협력하여, 저항층을 열전사에 충분하도록 가열시키는 전류를 공급하기 위하여 다수의 미세전극배열을 포함하는 통전헤드(H)를 사용하여 방법이 실행될 수 있다.

게다가, 가열헤드(H)는 열가소성 잉크층(1)을 전사하는데 필요한 에너지로서 레이저 비임을 공급하는 레이저 헤드를 포함할 수도 있다.

Claims (8)

1. 상온에서 고체인 열가소성 비이클(V)에 혼합 분산된 도전성 필러(F)를 포함하고, 도전성회로를 형성하기위해 필요한 선택된 두께(t)와 전기저항을 갖는 열가소성 잉크층(1)을 필름(2)에 도포하여 열전사 잉크리본(R)을 준비하고, 미세한 도트(3)를 갖는 가열헤드(H)가 기판베이스(B)상에서 상기 열전사 잉크리본(R)을 압착하고 상기 미세 도트(R)를 선택적으로 가열하여, 상기 기판베이스(B)에 전사되는 상기 잉크리본(R)의 상기 잉크층(1)을 용해 및 연화시켜 상기 기판베이스(B)상에 열가소성 잉크(1)로 회로패턴(C)을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 잉크리본이, 상기 기판베이스(B)상에 상기 회로패턴(C)을 형성하는 제어하에서 동작되는 열전사 프린트와 함께 상기 열전사 잉크리본(R)으로 사용되는 도전성 열가소성 잉크층(1)을 구비하는것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 도전성 필러(F)가 도전성 카본블랙, 그라파이트, 실버 및 알루미늄으로 선택되고, 상기 비이클(V)내에 전체잉크층의 5 내지 70vol.%범위가 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법.
4. 제3항에 있어서, 미세저항 발열소자를 가진 더멀헤드가 상기 가열헤드(H)로 사용되는 것을 특징으로하는 인쇄회로기판 제조방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 더멀헤드가 다수의 저항소자를 포함하는것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 열전사 잉크리본(R)이 저항층을 가지며, 열전사에 충분한 열을 발생시키기 위하여 상기 가열헤드(H)가 상기 저항층에 전류를 공급하는 미세전극을 가진 통전헤드를 포함하는것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 통전헤드가 다수의 미세전극을 포함하는것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 가열헤드(H)가 레이저 비임을 상기 열가소성 잉크층(1)을 전사하는데 필요한 에너지로 제공하는 레이저 헤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조방법.

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