WO2011122723A1 - 양면 인쇄회로기판의 제조방법 - Google Patents

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WO2011122723A1
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copper
layer
printing
printed circuit
circuit board
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정광춘
한영구
유명봉
조남부
한영호
이경민
윤광백
안희용
김수한
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주식회사 잉크테크
(주)해은켐텍
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    • Y10T29/49155—Manufacturing circuit on or in base

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a double-sided printed circuit board, and to a method for manufacturing a double-sided flexible circuit board capable of forming a circuit pattern of high precision and high conductivity and at the same time reducing raw materials and shortening processes.
  • a printed circuit board is a board-type electronic component that is electrically mounted by mounting various electronic components.
  • Printed circuit boards are largely divided into rigid printed circuit boards and flexible printed circuit boards according to flexible materials of substrates, and recently, flexible composite printed circuit boards have also appeared.
  • printed circuit boards there are several types of printed circuit boards, such as single layer, double sided, and multilayer type, depending on the circuit pattern layer of the wiring structure.
  • the printed circuit board is designed and manufactured according to the structure and function of the electronic device and applied to the product.
  • flexible printed circuit boards enable the miniaturization and light weight of electronic products, and have excellent flexibility and flexibility, which allows the flexible printed circuit board to freely connect two non-adjacent circuits or components while serving as a printed circuit board. It is widely used in general industrial machinery including medical equipment, military equipment, as well as electronic devices such as mobile phones, MP3s, camcorders, printers and displays. In particular, as the number of products requiring bending characteristics of circuit boards such as mobile phones, camcorders, notebooks, displays, etc. increases, the demand for flexible circuit boards is increasing.
  • a typical method for manufacturing a double-sided printed circuit board of such a printed circuit board will be described using a double-sided flexible printed circuit board as an example.
  • a double-sided copper clad laminate (CCL) film fabric in which thin Cu is laminated on both sides of an insulating film such as a polyimide film or a polyester film
  • the circuit of the Cu layer In order to electrically connect the portion where the pattern is to be formed, via holes are formed at a predetermined position of the CCL film using a drill or the like, and then the via holes are plated so that the Cu layers are electrically connected to each other.
  • a double-sided flexible circuit board is fabricated by using a photosensitive film on both sides of the CCL film or by applying a liquid to process each Cu layer into a predetermined circuit pattern through exposure, development, etching, and peeling process. do.
  • the conventional manufacturing method has the advantage that the fine pattern can be formed, but the manufacturing process is complicated, the raw material loss is severe, the problem of environmental pollution has emerged. Recently, due to the development of printed electronic technology, a method of manufacturing a printed circuit board using a printing method has been developed, but there is a limit in the printed wiring width at present.
  • a through hole is formed in a portion to be electrically connected between the front and back surfaces of the film substrate, a metal foil is deposited on the entire surface of one surface of the film substrate, and the metal foil is removed by an etching process in a predetermined pattern.
  • a body portion is formed, and an obstruction plate portion that blocks a portion of the through hole is formed.
  • Conductive paste is deposited on the opposite side of the film substrate by the printing method to form the printed wiring conductor portion, and the conductive paste is filled in the through-holes, and the wiring conductor portion formed by the etching process and the printed wiring conductor portion formed by the printing method are electrically
  • the present invention relates to a method for manufacturing a double-sided flexible printed circuit board by connecting.
  • the conductive paste must be filled with conductive paste at the same time as the conductive paste is printed to form the printed wiring, but the conductive paste filled with the through hole to form the bump is a printing method for forming the printed wiring conductor part.
  • Conductive paste which is extremely limited and, on the contrary, is easy to form printed wirings, is difficult to form bumps by filling through holes.
  • the flexible printed circuit board manufactured by the above method has a disadvantage in that a connection part formed in the through hole is likely to be disconnected due to shrinkage or cracking even under thermal or physical impact, and in the process, the conductive paste filled in the through hole leaks.
  • the present invention has been made to solve the various problems of the conventional method of manufacturing a double-sided printed circuit board described above, it is possible to form a circuit pattern of precise and high conductivity and at the same time formed by raw material reduction, process shortening and printing of paste
  • the present invention provides a method for manufacturing a double-sided printed circuit board with improved adhesion of the circuit portion and the connecting conductor portion.
  • the double-sided printed circuit board according to the present invention can provide a reliable double-sided flexible printed circuit board without fear of breaking even in bending, bending or thermal or physical impact.
  • It relates to a double-sided printed circuit board manufactured to include.
  • It relates to a double-sided printed circuit board manufactured to include.
  • this invention is another aspect also to carry out by modifying as follows.
  • It relates to a double-sided printed circuit board manufactured to include.
  • FIG. 1 is a flowchart illustrating a manufacturing process of a double-sided flexible printed circuit board according to the present invention. As shown in FIG. 1, a method of manufacturing a double-sided flexible circuit board according to the present invention
  • Step 1 preparing a cross-section copper-clad laminate, or forming a copper layer on one surface of the base substrate to produce a cross-sectional copper-clad laminate;
  • Step 2 forming a via hole in the cross-section copper-clad laminate
  • Step 3 Forming a circuit pattern by printing a conductive paste on the other surface of the cross-section copper-clad laminate and at the same time forming a plating bottom layer in the via hole;
  • Step 4 plating a circuit pattern formed by printing the copper foil laminated surface of the cross-section copper foil laminated plate, the via hole in which the plating bottom layer is formed, and the conductive paste;
  • Step 5 forming a coverlay layer on the conductive paste printing surface
  • Step 6 forming a circuit pattern on the copper foil laminated surface of the copper foil laminated plate by a conventional etching method
  • step 3 forming a circuit pattern by printing the conductive paste and simultaneously forming a plating bottom layer in the via hole, further comprising forming a primer layer to increase adhesion between the conductive paste and the film substrate. It is done.
  • the coverlay layer is first formed on the conductive paste printing surface of step 5, and the via hole on which the copper-clad laminate surface and the plating bottom layer of the cross-section copper-clad laminate of step 4 are formed is plated.
  • Step 1 preparing a single-sided copper-clad laminate or forming a copper layer on one surface of the base substrate to produce a single-sided copper-clad laminate
  • This step is to form a copper foil laminated plate by forming a copper foil layer on one surface of the base substrate.
  • the cross-section copper-clad laminate of this step is manufactured by a conventional general method. That is, the surface of the polyimide film and the like may be prepared by bonding with copper foil using an Epoxy-NBR-based adhesive or the like and curing the same.
  • the cross-section copper-clad laminate is readily available on the market, a ready-made cross-section copper-clad laminate can be used.
  • FIG. 2A A cross-section flexible copper clad laminate prepared or prepared from this step is shown in FIG. 2A.
  • Step 2 forming via holes in the cross-section copper-clad laminate
  • This step is a step of forming a via hole in the cross-section copper-clad laminate prepared or prepared in step 1.
  • Via holes are formed by drilling holes in accordance with PCB design using CNC drills, UV lasers, YAG lasers or CO 2 lasers, and punching. This is shown in Figure 2b.
  • Step 3 forming a circuit pattern by printing a conductive paste on the other surface of the cross-section copper-clad laminate and simultaneously forming a plating bottom layer in the via hole
  • step 2 the copper foil laminated plate on which the via hole is formed is printed on the other surface of the copper foil formed surface using a conductive paste to form a circuit pattern, and at the same time, the via hole is filled (printed) to form a plating bottom layer. This is shown in Figure 2c.
  • the conductive paste used in this step may be a conductive paste containing a conductive material or organometallic compound such as Ag, Pb, Pt, Ni, Cu, Ag / Pb.
  • the present invention has another feature of using a conductive paste including an organic silver complex compound among organometallic compounds.
  • the reason why it is preferable to use an organic silver complex compound is that the metal pattern can be easily formed due to its excellent stability and solubility in a solvent, and also has the advantage of being easily decomposed at a relatively low temperature to form a metal pattern.
  • the conductive paste containing the organic silver complex compound may further include a conductive material such as a conductor or a metal precursor.
  • a conductive paste containing an organosilver complex compound having a special structure filed by the applicant of the patent application No. 2006-0011083 has the uniform thickness and excellent conductivity of the circuit pattern and the plating bottom layer of the via hole, and also has a low firing temperature. It is preferred because it has a residue and there is no residue except the conductive material after the suit.
  • the conductive paste filed by the applicant of the present application includes a silver complex compound obtained by reacting at least one silver compound of Formula 1 with at least one ammonium carbamate or ammonium carbonate compound of Formula 2, Formula 3, or Formula 4. It is a conductive paste.
  • N is an integer of 1 to 4
  • X is oxygen, sulfur, halogen, cyano, cyanate, carbonate, nitrate, nitrite, sulfate, phosphate, thiocyanate, chlorate, perchlorate, tetrafluoro Substituents selected from borate, acetylacetonate, carboxylate and derivatives thereof)
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 may be the same or different from each other, and each hydrogen, an aliphatic or alicyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group or an aralkyl (ARALKYL) group,
  • a functional group is a substituent selected from an alkyl group and an aryl group, a heterocyclic compound group, a polymer compound group and derivatives thereof.
  • the conductive paste including the organic silver complex compound may include a conductor, a metal precursor, or one or more of these mixtures in the silver complex compound, which is filed in Korean Patent Application No. 2005-0023013 filed by the present applicant. It has been.
  • the conductor is not particularly limited. That is, any known one may be used as long as it is suitable for the purpose of the present invention. For example, it does not need to specifically limit the kind, size, shape, etc. of a conductor and a metal precursor. That is, as the type of conductor, for example, Ag, Au, Cu, Ni, Co, Pd, Pt, Ti, V, Mn, Fe, Cr, Zr, Nb, Mo, W, Ru, Cd, Ta, Re, Selected from a group of transition metals such as Os, Ir, or a group of metals such as Al, Ga, Ge, In, Sn, Sb, Pb, Bi, or actinides such as lanthanides such as Sm, Eu or Ac, Th at least one metal selected from the (actinides) -based metal group, or an alloy or alloy oxide thereof.
  • conductive carbon black, graphite, carbon nanotubes, and conductive polymers such as polyacetylene, polypyrrole, polyaniline, polythi
  • the metal precursor is not particularly limited. That is, it can be used when the purpose of the present invention is met, and in particular, it is more preferable to exhibit conductivity through heat treatment, oxidation or reduction treatment, infrared ray, ultraviolet ray, electron beam, laser treatment, and the like.
  • metal precursors include organometallic compounds, metal salts, and the like, and are generally represented by the general formula MnX, where M is selected from the group of metals in the conductor, n is an integer of 10 or less, and X is oxygen , Sulfur, halogen, cyano, cyanate, carbonate, nitrate, nitrite, sulfate, phosphate, thiocyanate, chlorate, perchlorate, tetrafluoroborate, acetylacetonate,bitto, amide, alkoxide, carboxylate And the like.
  • MnX is oxygen , Sulfur, halogen, cyano, cyanate, carbonate, nitrate, nitrite, sulfate, phosphate, thiocyanate, chlorate, perchlorate, tetrafluoroborate, acetylacetonate,bitto, amide, alkoxide, carboxylate And the like.
  • Carboxylic acid metals such as zinc citrate, silver nitrate, copper cyanide, cobalt carbonate, platinum chloride, gold chloride, tetrabutoxy titanium, dimethoxyzirconium dichloride, aluminum isopropoxide, tin tetrafluoroborate,
  • metal compounds such as vanadium oxide, indium-tin oxide, ruthenium oxide, tantalum methoxide, bismuth acetate, dodecyl mercoxide, and indium acetylacetonate can be selected and used together.
  • the shape of the conductor and the metal precursor may be spherical, linear, plate-shaped, or a mixture thereof, and may be in the form of particles containing nanoparticles, powders, flakes, and colloids. ), A hybrid, a paste, a sol, a solution, or a mixed form in which one or more of them are selected.
  • the size or the amount of such conductor or metal precursor need not be particularly limited as long as it meets the characteristics of the conductive paste. That is, the size is preferably 50 microns or less, more preferably 1 nanometer (nm) or more and 25 microns or less, considering the thickness of the coating film after firing, and the amount of use does not exceed a certain limit so that the firing temperature becomes too high or the coating or pattern What is necessary is just a case where a problem does not arise in a formation process. Usually the amount used is preferably in the range of 1 to 90 percent, more preferably 10 to 70 percent by weight, based on the total paste composition.
  • the conductive paste composition used in the present invention is composed of the silver complex compound or the silver complex compound and the conductor or the metal precursor or at least one of these mixtures, and if necessary, solvents and stabilizers already known.
  • Additives such as dispersants, binder resins, reducing agents, surfactants, wetting agents, thixotropic agents or leveling agents, etc., as members of the conductive paste composition of the present invention. Can be included.
  • conductive pastes comprising organosilver compositions filed by the applicant of patent application 2003-0019724.
  • the organic silver composition is prepared by reacting and dissolving silver oxide in a mixture of an amine compound, an organic compound which reacts with silver oxide such as a lactone compound, a lactam compound, a carbonate compound, and a cyclic anhydride compound to form organic silver.
  • a conductive face including the same has advantages such as providing substrate adhesion, printability, and high conductivity when forming a pattern.
  • the printing method is gravure printing, inkjet printing, offset printing, silk screen printing, or rotary screen.
  • Printing may be done by any method such as printing, flexo printing, or imprinting method, which is optional depending on the shape and material of the substrate, but silkscreen printing, considering the production efficiency and workability, printing resolution, via hole filling efficiency, etc.
  • Rotary screens or flexographic printing methods are preferred.
  • the circuit pattern and the via hole thus obtained can also be used to form a metal or metal oxide pattern through an aftertreatment process such as oxidation or reduction treatment, heat treatment, infrared ray, ultraviolet ray, electron beam, or laser treatment.
  • the post-treatment step may be heat treated under a normal inert atmosphere, but may be processed in air, nitrogen, carbon monoxide, or even a mixed gas of hydrogen and air or another inert gas, if necessary.
  • the heat treatment is usually carried out at 80 to 400 °C, preferably 90 to 300 °C, more preferably 100 to 250 °C heat treatment for the physical properties of the thin film.
  • heat treatment of two or more steps at low and high temperatures within the above range is also good for the uniformity of the thin film. For example, it is good to process for 1 to 30 minutes at 80-150 degreeC, and to process for 1 to 30 minutes at 150-300 degreeC.
  • Step 4 plating via holes and / or circuit patterns on which the copper foil laminated surface and the plating bottom layer of the cross-section flexible copper clad laminate are formed
  • electrolytic plating or electroless plating may be used to minimize uniform electrodeposition, good film distribution (minimum thickness variation), voids, and dents. It is preferable to select and use, and as the material, copper, gold, silver, platinum, nickel and the like can be used.
  • Step 5 forming a coverlay layer on the conductive paste printed surface
  • a coverlay layer is formed on the printed surface on which the circuit pattern is formed by printing using the conductive paste from step 3, and the coverlay layer is provided for the purpose of protecting the circuit pattern formed by the printing method from the external environment from the etching process described later. Forming a step. This is shown in Figure 2e.
  • a coverlay punching, lamination, and hot pressing are performed using a polyimide film of several to several tens of microns, which is generally used, and a photo solder resist sheet (PSR).
  • the coverlay layer can be formed by printing and curing using an ink, an epoxy resin or a baking paint containing a polyamic acid. At this time, a silk screen printing, spray coater printing, roll coater printing, curtain coater printing, or the like may be used.
  • coverlay layer through a curing or curing process after printing or coating using a heat curable ink using infrared or ultraviolet rays.
  • production efficiency, workability, and good printing can be considered.
  • silkscreen printing and rotary screen printing are preferred.
  • Step 6 forming a circuit pattern by a conventional etching method
  • a circuit pattern is formed on a surface where copper foil is formed on a copper foil laminated plate in which plating is formed in step 5 by a conventional etching method.
  • the circuit is actually used in a substrate through a process of dry film adhesion, exposure, development, and corrosion. Form.
  • the thickness of the Cu layer may be adjusted by soft etching.
  • step 3) forming a circuit pattern by printing the conductive paste and simultaneously forming a plating bottom layer in the via hole may further include forming a primer layer to increase adhesion between the conductive paste and the film substrate.
  • solid and liquid types may be used, and in the case of a solid paint, it is mainly composed of a thermosetting resin and a curing agent.
  • the liquid paint is a curing type including a solvent in a solid paint and a drying type for evaporating the solvent to form a resin film, and a monomer.
  • a photocuring type containing a photoinitiator are included as at least one member of the subcontracting paint. If necessary, a leveling agent, a wetting agent, an adhesion promoter, an ultraviolet stabilizer, or the like can be used.
  • the primer composition thus obtained is coated on a substrate by spraying, dip, roll coating, etc., to give a primer treatment having excellent adhesion.
  • the coverlay layer may be first formed on the conductive paste printing surface of the fifth step, and the via-holes having the copper-laminated surface and the plating bottom layer of the cross-section copper-clad laminate of the fourth step may be plated.
  • the present invention is a method of manufacturing a conventional double-sided printed circuit board as described above is capable of forming a circuit pattern of high precision and high conductivity, while reducing the raw materials, process shortening, etc., and can be disconnected from bending, bending or thermal or physical impact. It is possible to provide a reliable double-sided flexible printed circuit board without concern.
  • This effect is that the circuit of one side of the double-sided multilayer printed circuit board in the present invention has a circuit pattern manufactured by the printing method using a conductive paste, which is formed by simultaneously forming a plating layer or a coverlay layer and a plating and coverlay layer. This is because the circuit pattern is protected at the time, and the reliability of the product may be increased by improving the problem of detachment or crack formation of the adhesive surface due to adhesion or thermal and physical impact.
  • FIG. 1 is a flowchart of a method of manufacturing a double-sided flexible circuit board according to the present invention.
  • FIG. 2 is an embodiment of a step-by-step manufacturing process diagram of a method for manufacturing a double-sided flexible circuit board according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is another embodiment of a step-by-step manufacturing process diagram of a method for manufacturing a double-sided flexible circuit board according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is another embodiment of a step-by-step manufacturing process diagram of a method for manufacturing a double-sided flexible circuit board according to an embodiment of the present invention.
  • a metal foil having a thickness of 18 microns on the polyimide film substrate is adhered to the copper foil using an Epoxy-NBR adhesive, and then deposited by a lamination method.
  • a via hole was formed by punching with a punching machine (manufactured by Hyundai Co., Ltd.) at the place where the via hole of the copper-clad laminated plate on which the Cu layer was formed was formed.
  • the conductive silver paste thus prepared is formed on the back surface of the surface on which the copper foil layer of the substrate is formed to form a desired pattern by rotary screen printing. At the time of printing, the conductive silver paste was simultaneously filled in the through-holes to form a connection conductor in which both sides of the substrate were interconnected.
  • the substrate was printed as an anode while passing through a bath containing a solution having a concentration of 125 g / L copper sulfate at 35 ° C.
  • a current of 2.5 A / m 2 was applied using the circuit board as a cathode to form a copper plating layer having a thickness of 18 microns on the inner wall of the through hole in which the conductive layer was formed by the conductive silver paste.
  • a coverlay layer was formed by depositing a film coated with a hot melt curable resin on a 12.5 micron polyimide film by a hot melt laminate method.
  • the dry film was adhered at a temperature of 100 ° C., a pressure of 3.5 kg / cm 2 , and a speed of 1.5 m / min, and irradiated with UV (ultraviolet) light source of 18mj / cm 2 .
  • UV (ultraviolet) light source 18mj / cm 2 .
  • NaClO 3 was corroded at 48 ° C., nozzle pressure 1.5 kg / cm 2 , and speed 2.5 m / min, and peeled off using NaOH to form a desired pattern.
  • a double-sided printed circuit board was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the conductive paste was prepared and used in the step of forming a circuit pattern with conductive paste and filling a via hole in Example 1 as follows.
  • a double-sided printed circuit board was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the conductive paste was prepared and used in the step of forming a circuit pattern with conductive paste and filling a via hole in Example 1 as follows.
  • a double-sided printed circuit board was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the conductive paste was prepared and used in the step of forming a circuit pattern with conductive paste and filling a via hole in Example 1 as follows.
  • a double-sided printed circuit board was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the conductive paste was prepared and used in the step of forming a circuit pattern with conductive paste and filling a via hole in Example 1 as follows.
  • a double-sided printed circuit board was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the conductive paste was prepared and used in the step of forming a circuit pattern with conductive paste and filling a via hole in Example 1 as follows.
  • a double-sided printed circuit board was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the printing method was printed by a gravure printing machine in the step of forming a circuit pattern with conductive paste and filling a via hole in Example 1 to form a plating bottom layer.
  • Example 1 a double-sided printed circuit board was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the printing method was printed by flexographic printing in the step of forming a circuit pattern with conductive paste and filling a via hole to form a plating bottom layer. .
  • Example 1 After the coverlay layer was first formed in Example 1, a double-sided printed circuit board was manufactured in the same manner as in Example 1 except for plating.
  • Example 1 a bisphenol-A type liquid resin (manufactured by Kukdo Chemical Co., Ltd.) was rolled to 170 ° C. by a roll-to-roll printing method before forming a circuit pattern and filling a via hole in a via hole.
  • a double-sided printed circuit board was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the primer layer was formed to a thickness of 350 nanometers.
  • the present invention is a method of manufacturing a conventional double-sided printed circuit board as described above is capable of forming a circuit pattern of high precision and high conductivity, while reducing the raw materials, process shortening, etc., and can be disconnected from bending, bending or thermal or physical impact. It is possible to provide a reliable double-sided flexible printed circuit board without concern.

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  • Printing Elements For Providing Electric Connections Between Printed Circuits (AREA)

Abstract

본 발명은 전도성 페이스트의 프린팅에 의한 회로패턴을 가지는 양면 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것으로, 정밀하고 높은 전도도의 회로패턴 형성이 가능함과 동시에 원재료 절감, 공정단축 등이 가능하며, 전도성페이스트의 프린팅에 의한 도전층이 굽힘이나 열 및 물리적 충격에도 접속이 단락되지 않는 양면 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것이다.

Description

양면 인쇄회로기판의 제조방법
본 발명은 양면 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것으로, 정밀하고 높은 전도도의 회로패턴 형성이 가능함과 동시에 원재료 절감, 공정단축 등이 가능한 양면 연성회로기판의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 인쇄회로기판(Printed Circut Board)은 각종 전자부품들을 탑재하여 전기적으로 연결시켜주는 기판형태의 전자부품이다.
인쇄회로기판은 기재의 경연성의 재질에 따라 경성 인쇄회로기판(Rigid Printed Circut Board)와 연성 인쇄회로기판(Flexible Printed Circut Board)으로 크게 나뉘어지며, 최근에는 경연성 복합 인쇄회로기판도 등장하고 있다.
인쇄회로기판의 적용초기에는 단면에 인쇄배선이 형성된 것과 같은 비교적 구조가 간단한 제품이 주를 이루었으나 점차적으로 전자제품의 경량화, 소형화 및 다기능화, 복합기능화에 따라 연성회로기판 역시 배선밀도가 높아지고 구조가 복잡해지고 있으며, 다층제품으로 진화하는 추세이다.
인쇄회로기판은 배선구조의 회로패턴 층에 따라서 단층, 양면, 다층형 등과 같이 여러종류가 있으며, 전자기기의 구조와 기능에 따라서 그에 적합한 인쇄회로기판을 설계 및 제작하여 제품에 적용하게 된다.
특히, 연성 인쇄회로기판은 전자제품의 소형화 및 경량화를 가능하게 하며, 우수한 굴곡성 및 유연성을 지니고 있어, 인쇄회로기판이 갖는 역할을 수행하면서 인접하지 않은 두 개의 회로나 부품을 자유롭게 연결할 수 있는 장점으로, 휴대폰, MP3, 캠코더, 프린터, 디스플레이 등의 전자기기뿐만 아니라 의료장비, 군사장비를 비롯한 일반 산업기계 등에도 폭넓게 사용되고 있다. 특히, 휴대폰, 캠코더, 노트북, 디스플레이등과 같이 회로기판의 굴곡특성이 필요한 제품이 늘어남에 따라 연성회로기판의 수요도 증가하고 있다.
이와 같은 인쇄회로기판 중에서 양면 인쇄회로기판의 통상적인 제조방법을 양면 연성 인쇄회로기판을 예를 들어 설명하면 다음과 같다. 폴리이미드 필름(Polyimide Film) 혹은 폴리에스테르(Polyester)필름과 같은 절연성 필름의 양쪽면에 박막의 Cu가 각각 적층된 양면 동박적층(CCL; Copper Clad Laminate)필름원단을 준비한 후, 상기 Cu층의 회로패턴이 형성될 부분을 전기적으로 연결하기 위하여 CCL필름의 소정의 위치에 드릴 등을 이용하여 비아홀을 형성한 다음, 이 비아홀에 도금을 행하여 Cu층이 서로 전기적으로 연결되도록 한다. 그 다음, CCL필름의 양측 Cu층에 감광성 필름을 이용하거나 액을 도포하여 각각의 Cu층을 노광, 현상, 에칭, 박리공정을 통하여 소정의 회로패턴으로 가공하는 방법으로 양면 연성회로기판을 제작하게 된다.
상기 종래의 제조방법은 미세한 패턴형성이 가능하다는 장점이 있으나, 제조공정이 복잡하고 원재료 손실이 심하며, 환경오염의 문제점이 대두되고 있다. 최근에는 인쇄전자기술의 발전에 힘입어 인쇄방식을 이용한 인쇄회로기판 제조방법이 개발되고 있으나, 현재 인쇄기슬로서는 인쇄배선 폭에 한계가 있다.
한편, 상기의 에칭방법과 인쇄방법을 동시에 사용하여 양면 연성 인쇄회로기판을 제조하는 방법이 일본특허공개공보 특개평 6-224528에 공개되어 있다.
상기 제조방법은 필름기판의 표리면간에 전기적으로 접속해야 할 부분에 관통홀을 형성함과 동시에, 필름 기판의 한면의 전면에 금속박을 피착하고, 이 금속박을 소정의 패턴으로 에칭공정으로 제거하여 배선도체부를 형성하고, 관통홀의 부분을 막는 폐색판부분을 형성한다. 필름기판의 반대측 면에는 전도성페이스트를 인쇄방법으로 피착하여 인쇄배선 도체부를 형성하면서 관통홀에 전도성 페이스트를 충전하고, 이 전도성 페이스트에 의하여 에칭공정으로 형성된 배선도체부와 인쇄방법으로 형성된 인쇄배선 도체부를 전기적으로 접속시켜 양면 연성회로기판을 제조하는 방법에 관한 것이다.
그러나, 상기 방법은 전도성페이스트를 인쇄방법으로 인쇄배선을 형성함과 동시에 관통홀에 전도성 페이스트를 충전하여야 하나, 관통홀에 충전되어 범프를 형성하는 전도성페이스트로서는 인쇄배선 도체부를 형성하기 위하여 인쇄방법이 극히 제한적이며, 반대로 인쇄배선을 형성하기 용이한 전도성 페이스트는 관통홀에 충전되어 범프를 형성하기 어렵다. 또한 상기 방식으로 제조된 연성 인쇄회로기판은 관통홀에 형성된 접속부가 열적 또는 물리적 충격에도 수축 또는 크랙이 발생되어 단선될 가능성이 높다는 단점이 있으며, 공정상으로도 관통홀에 충전되는 전도성 페이스트가 새는것을 방지하기 위한 별도의 폐색판부분이 형성되로록 하는 공정이 추가되어야 하는 단점이 있기 때문에 산업적으로 이용되지 못하고 있는 실정이다. 또한 전도성페이스트층이 기재와의 접착력이 충분하지 않아 전도성페이스트에 의해 형성된 인쇄회로와 비아홀의 범프를 형성하는 접속도체부의 계면이 분리되거나 또는 탈리되는 현상이 많아 실질적으로 실용화되고 있지 못하고 있다.
본 발명은 상술한 종래의 양면 인쇄회로기판의 제조방법의 여러 가지 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 정밀하고 높은 전도도의 회로패턴 형성이 가능함과 동시에 원재료 절감, 공정단축 및 페이스트의 인쇄에 의해 형성된 회로부 및 접속도체부 등의 접착력이 향상되는 양면 인쇄회로기판의 제조방법을 제공하는데 있다.
따라서 본 발명에 따른 양면 인쇄회로기판은 굴곡, 꺽임이나 열적 또는 물리적 충격에도 단선될 우려가 없는 신뢰도 높은 양면 연성 인쇄회로기판을 제공할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 양면 연성회로기판의 제조방법은 다음과 같다.
(가) 단면 동박적층판을 준비하는 단계, 또는 베이스기재의 일면에 구리층을 형성하여 단면 동박적층판을 제조하는 단계;
(나) 상기 단면 동박적층판에 비아홀을 형성하는 단계;
(다) 상기 단면 동박적층판의 동박의 다른 일면에 전도성 페이스트를 인쇄하여 회로패턴을 형성함과 동시에 비아홀에 도금바닥층을 형성하는 단계;
(라) 상기 단면 동박적층판의 동박적층면, 도금바닥층이 형성된 비아홀 및 상기 전도성 페이스트를 인쇄하여 형성된 회로패턴을 도금하는 단계;
(마) 상기 전도성 페이스트 인쇄면에 커버레이층을 형성하는 단계;
(바) 상기 동박적층판의 동박적층면을 에칭하여 회로를 형성하는 단계;
를 포함하여 제조하는 양면 인쇄회로기판에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는
(가) 단면 동박적층판을 준비하는 단계, 또는 베이스기재의 일면에 구리층을 형성하여 단면 동박적층판을 제조하는 단계;
(나) 상기 동박적층판의 반대면에 접착력을 향상하기 위한 프라이머층을 형성하는 단계;
(다) 상기 단면 동박적층판에 비아홀을 형성하는 단계;
(라) 상기 프라이머층이 형성된 면에 전도성 페이스트를 인쇄하여 회로패턴을 형성함과 동시에 비아홀에 도금바닥층을 형성하는 단계;
(마) 상기 단면 동박적층판의 동박적층면, 도금바닥층이 형성된 비아홀 및 상기 전도성 페이스트를 인쇄하여 형성된 회로패턴을 도금하는 단계;
(바) 상기 전도성 페이스트 인쇄면에 커버레이층을 형성하는 단계;
(사) 상기 동박적층판의 동박적층면을 에칭하여 회로를 형성하는 단계;
를 포함하여 제조하는 양면 인쇄회로기판에 관한 것이다.
한편 여기에서, 상기 (나)단계와 (다)단계의 공정순서의 변경도 가능하다.
또한 본 발명은 하기와 같이 변형하여 실시하는 것도 또 다른 양태이다.
(가) 단면 동박적층판을 준비하는 단계, 또는 베이스기재의 일면에 구리층을 형성하여 단면 동박적층판을 제조하는 단계;
(나) 상기 단면 동박적층판에 비아홀을 형성하는 단계;
(다) 상기 단면 동박적층판의 동박의 다른 일면에 전도성 페이스트를 인쇄하여 회로패턴을 형성함과 동시에 비아홀에 도금바닥층을 형성하는 단계;
(라) 상기 인쇄한 회로패턴면에 커버레이층을 형성하는 단계;
(마) 상기 동박적층면 및 도금바닥층이 형성된 비아홀에 도금하는 단계;
(바) 상기 동박적층판의 동박적층면을에칭하여 회로를 형성하는 단계;
를 포함하여 제조하는 양면인쇄회로기판에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 양면 연성회로기판의 제조방법을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 양면 연성회로기판의 제조공정을 설명하기 위한 플로우챠트이다. 도 1에서 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 양면 연성회로기판의 제조방법은
(1단계) 단면 동박적층판을 준비하는 단계, 또는 베이스기재의 일면에 구리층을 형성하여 단면 동박적층판을 제조하는 단계;
(2단계) 상기 단면 동박적층판에 비아홀을 형성하는 단계;
(3단계) 상기 단면 동박적층판의 다른 일면에 전도성 페이스트를 인쇄하여 회로패턴을 형성함과 동시에 비아홀에 도금바닥층을 형성하는 단계;
(4단계) 상기 단면 동박적층판의 동박적층면, 도금바닥층이 형성된 비아홀 및 상기 전도성 페이스트를 인쇄하여 형성된 회로패턴을 도금하는 단계;
(5단계) 상기 전도성 페이스트 인쇄면에 커버레이층을 형성하는 단계;
(6단계) 상기 동박적층판의 동박적층면을 종래의 에칭방법으로 회로패턴을 형성하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, (3단계) 전도성 페이스트를 인쇄하여 회로패턴을 형성함과 동시에 비아홀에 도금바닥층을 형성하는 단계 전단계로 전도성 페이스트와 필름기재의 부착력을 높이기 위하 프라이머층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 5단계의 전도성페이스트 인쇄면에 커버레이층을 먼저 형성하고, 상기 4단계의 단면 동박적층판의 동박적층면과 도금바닥층이 형성된 비아홀을 도금하는 것을 특징으로 한다.
이하, 각 단계별로 도 2를 참조하여 상술한다.
1단계 : 단면 동박적층판을 준비하는 단계 또는 베이스기재의 일면에 구리층을 형성하여 단면 동박적층판을 제조하는 단계
본 단계는 베이스기재의 일면에 동박층을 형성하여 단면 동박적층판을 제조하는 단계이다. 본 단계의 단면 동박적층판은 종래의 일반적인 방법으로 제조된다. 즉, 폴리이미드 필름 등의 단면에 Epoxy-NBR계 접착제 등을 이용하여 동박과 접착시킨 후, 경화시켜 제조될 수 있다. 또한, 단면 동박적층판은 시중에서 쉽게 입수 할 수 있으므로 기성품의 단면 동박적층판을 사용할 수 있다.
본 단계로부터 제조된 또는 준비된 단면 연성동박적층판을 도 2a에 도시하였다.
2단계 : 상기 단면 동박적층판에 비아홀을 형성하는 단계
본 단계는 1단계에서 제조 또는 준비된 단면 동박적층판에 비아홀을 형성하는 단계이다.
비아홀은 CNC드릴이나 UV레이저, YAG 레이저 또는 CO2 레이저, 펀칭등을 이용하여 PCB설계에 맞추어 홀가공을 하여 형성한다. 이를 도 2b에 도시하였다.
3단계 : 상기 단면 동박적층판의 다른 일면에 전도성 페이스트를 인쇄하여 회로패턴을 형성함과 동시에 비아홀에 도금바닥층을 형성하는 단계
2단계로부터 비아홀이 형성된 동박적층판에서 동박이 형성된 면의 다른 면에 전도성 페이스트를 이용하여 인쇄하여 회로패턴을 형성함과 동시에, 비아홀에 전도성 페이스트를 충진(인쇄)하여 도금바닥층을 형성하는 단계이다. 이를 도 2c에 도시하였다.
본 단계에서 사용되는 전도성페이스트는 Ag, Pb, Pt, Ni, Cu, Ag/Pb등의 전도성물질이나 유기금속화합물을 포함하는 전도성페이스트가 사용될 수 있다.
본 발명은 유기금속 화합물 중에서 유기은 착체(Organic Silver Complex) 화합물을 포함하는 전도성페이스트를 사용하는 것에 또 다른 특징이 있다. 유기은 착체화합물을 사용하는 것이 바람직한 이유는 안정성 및 용매에 대한 용해성이 우수하여 쉽게 금속페턴 형성이 가능하고, 또한 비교적 낮은 온도에서 분해되어 금속패턴 형성이 용이하다는 장점이 있기 때문이다. 또한, 상기 유기은 착체화합물을 포함하는 전도성 페이스트는 도전체나 금속전구체 등의 전도성 물질을 더 포함할 수 있다.
특히, 본원 출원인에 의해 특허출원 제 2006-0011083호로 출원된 특수한 구조를 가지는 유기은 착체화합물을 포함하는 전도성 페이스트를 사용하는 것이 회로패턴 및 비아홀의 도금바닥층의 균일한 두께 및 우수한 전도성, 또한 낮은 소성온도를 가지며, 소송 후에 전도성 물질을 제외한 잔류물이 없기 때문에 바람직하다.
상기의 본원 출원인에 의해 출원된 전도성 페이스트는 하기 화학식 1의 하나 이상의 은 화합물과 하기 화학식 2, 화학식 3 또는 화학식 4의 하나 이상의 암모늄 카바메이트계 또는 암모늄 카보네이트계 화합물을 반응시켜 얻어지는 은 착체 화합물을 포함하는 전도성 페이스트이다.
(화학식 1)
AgnX
(상기의 n은 1∼4의 정수이고, X는 산소, 황, 할로겐, 시아노, 시아네이트, 카보네이트, 니트레이트, 나이트라이트, 설페이트, 포스페이트, 티오시아네이트, 클로레이트, 퍼클로레이트, 테트라플로로 보레이트, 아세틸아세토네이트, 카복실레이트 및 그들의 유도체에서 선택되는 치환기이다)
(화학식 2)
Figure PCTKR2010002028-appb-I000001
(화학식 3)
Figure PCTKR2010002028-appb-I000002
(화학식 4)
Figure PCTKR2010002028-appb-I000003
(상기 R1, R2, R3, R4, R5 및 R6는 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 수소, 탄소수 1 내지 30개의 지방족이나 지환족 알킬기 또는 아릴기나 아랄킬(ARALKYL)기, 관능기가 치환된 알킬기 및 아릴기와 헤테로고리 화합물기와 고분자화합물기 및 그들의 유도체에서 선택되는 치환기이다.)
또한, 상기 유기은 착체화합물을 포함하는 전도성페이스트는 상기의 은 착체화합물에 도전체, 금속 전구체 또는 1종 이상의 이들 혼합물을 포함할 수 있는데, 이는 본원 출원인이 기출원한 특허출원 제 2005-0023013호로 출원된 바 있다.
상기의 도전체는 특별히 제한할 필요는 없다. 즉, 본 발명의 목적에 부합한다면 공지의 어떠한 것을 사용하여도 무방하다. 예를 들어 도전체나 금속 전구체의 종류나 그 크기 또는 형태 등에 특별히 한정 할 필요가 없다. 즉, 도전체의 종류로서 예를 들면 Ag, Au, Cu, Ni, Co, Pd, Pt, Ti, V, Mn, Fe, Cr, Zr, Nb, Mo, W, Ru, Cd, Ta, Re, Os, Ir과 같은 전이금속 군에서 선택되거나 Al, Ga, Ge, In, Sn, Sb, Pb, Bi와 같은 금속군, 또는 Sm, Eu와 같은 란타나이드(lanthanides)나 Ac, Th와 같은 액티나이드(actinides)계 금속군에서 선택된 적어도 1종의 금속, 또는 이들의 합금 또는 합금 산화물을 나타낸다. 이 이외에도 전도성 카본블랙, 그라파이트, 탄소나노튜브 그리고 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리티오펜 및 그 유도체와 같은 전도성고분자 등이 포함된다.
또한, 상기의 금속 전구체도 특별히 제한되지 않는다. 즉 본 발명의 목적에 부합되는 경우에 사용할 수 있으며 특히 열처리, 산화 또는 환원처리, 적외선, 자외선, 전자 선(electron beam), 레이저(laser) 처리 등을 통하여 전도성을 나타내면 더욱 선호된다. 예를 들어, 금속 전구체는 유기금속화합물이나 금속염 등을 포함하며 일반적으로 일반식 MnX로 나타낼 수 있는데 여기서 M은 상기의 도전체 중에 금속 군에서 선택되고, n은 10 이하의 정수, 그리고 X는 산소, 황, 할로겐, 시아노, 시아네이트, 카보네이트, 니트레이트, 나이트라이트, 설페이트, 포스페이트, 티오시아네이트, 클로레이트, 퍼클로레이트, 테트라플로로 보레이트, 아세틸아세토네이트, 머켑토, 아미드, 알콕사이드, 카복실레이트 등을 나타낸다. 구체적으로 예를들면, 초산 금, 옥살산 팔라듐, 2-에틸 헥산산 은(silver 2-ethylhexanoate), 2-에틸 헥산산 구리(copper 2-ethylhexanoate), 스테아린산 철(iron stearate), 포름산 니켈, 아연 시트레이트(zinc citrate)와 같은 카르복실산 금속, 질산 은, 시안화 구리, 탄산 코발트, 염화 백금, 염화금산, 테트라부톡시 티타늄, 디메톡시지르코늄 디클로라이드, 알루미늄 이소프로폭사이드, 주석 테트라플로로 보레이트, 바나듐 옥사이드, 인듐-주석 옥사이드, 루테늄 옥사이드, 탄탈륨 메톡사이드, 비스무스 아세테이트, 도데실 머켑토화 금, 인듐 아세틸아세토네이트와 같은 금속화합물 등을 한 종류 이상 선택하여 함께 사용 가능하다. 또한 상기에서 도전체 및 금속 전구체의 형태는 구형, 선형, 판상형 또는 이들의 혼합 형태로도 무방하고 나노 입자를 포함하는 입자(particle) 상태나, 분말(powder), 플레이크(flake), 콜로이드(colloid), 하이브리드(hybrid), 페이스트(paste), 졸(sol), 용액(solution) 상태 또는 이들을 한 종류 이상 선택한 혼합 형태 등 다양한 상태로 사용할 수 있다.
이러한 도전체 또는 금속 전구체의 크기나 사용량은 전도성 페이스트의 특성에 부합되는 한 특별히 제한할 필요는 없다. 즉, 그 크기는 소성 후 도막의 두께를 고려할 때 50미크론 이하, 보다 좋게는 1나노미터(nm) 이상 25미크론 이하가 바람직하며, 사용량은 일정 한도를 넘지 않아 소성온도가 너무 높아지거나 도포 또는 패턴 형성 공정에 문제점이 생기지 않는 경우면 좋다. 보통 그 사용량은 전체 페이스트 조성물에 대하여 무게비로 1 ~ 90퍼센트, 보다 좋게는 10 ~ 70퍼센트 범위가 바람직하다.
상기와 같이 본 발명에 사용되는 전도성 페이스트 조성물은 상기의 은 착체 화합물이나 또는 은 착체화합물과 도전체나 금속 전구체 또는 최소한 1개 이상의 이들 혼합물로 구성되며 여기에 필요에 따라서 이미 공지의 사실인 용매, 안정제, 분산제, 바인더 수지(binder resin), 환원제, 계면활성제(surfactant), 습윤제(wetting agent), 칙소제(thixotropic agent) 또는 레벨링(levelling)제와 같은 첨가제 등을 본 발명의 전도성 페이스트 조성물의 구성원으로 포함시킬 수 있다.
또한, 본원 출원인에 의해 특허출원 제 2003-0019724호로 출원된 유기은 조성물을 포함하는 전도성 페이스트를 사용하는 것이 가능하다. 상기유기은 조성물은 아민계열 화합물과, 락톤계열 화합물, 락탐계열 화합물, 카보네이트계열 화합물, 환상 산 무수물계열 화합물과 같이 산화은과 반응하여 유기은을 형성하는 유기 화합물과의 혼합물에 산화은을 반응시켜 용해하여 제조되는 것을 특징으로 하는 유기은 조성물으로서, 이를 포함하는 전도성 페이스는 패턴 형성시에 기재부착성, 인쇄성 및 높은 전도성을 부여하는 등의 장점이 있다.
상기와 같은 전도성 페이스트를 이용하여, 회로패턴을 형성함과 동시에 비아홀에 전도성 페이스트를 충진하여 도금바닥층을 형성하는 방법으로서 프린팅하는 방법으로는 그라비아 프린팅, 잉크젯 프린팅, 옵셋 프린팅, 실크스크린 프린팅, 로터리스크린 프린팅, 플렉소 프린팅, 임프린팅 방법을 이용하는 등 어떠한 방법에 의해 프린팅해도 무방하며 이는 기재의 형태 및 재질에 따라 선택적이지만 생산효율 및 작업성, 인쇄 해상도, 비아홀 충진 효율 등을 고려할 때 실크스크린 프린팅, 로터리스크린, 또는 플렉소프린팅 방법이 바람직하다.
이와 같이 하여 얻어진 회로패턴과 비아홀을 산화 또는 환원 처리나 열처리, 적외선, 자외선, 전자 선, 레이저 처리와 같은 후처리 공정을 통하여 금속 또는 금속산화물 패턴을 형성시키는데도 이용할 수 있다. 상기의 후처리 공정은 통상의 불활성 분위기 하에서 열처리할 수도 있지만 필요에 의해 공기, 질소, 일산화탄소 중에서 또는 수소와 공기 또는 다른 불활성 가스와의 혼합 가스에서도 처리가 가능하다. 열처리는 보통 80 ~ 400℃ 사이, 바람직하게는 90 ~ 300℃, 보다 바람직하게는 100 ~ 250℃에서 열처리하는 것이 박막의 물성을 위하여 좋다. 부가적으로, 상기 범위 내에서 저온과 고온에서 2단계 이상 가열 처리하는 것도 박막의 균일성을 위해서 좋다. 예를 들면 80 ~ 150℃에서 1 ~ 30분간 처리하고, 150 ~ 300℃에서 1 ~ 30분간 처리하는 것이 좋다.
4단계 : 상기 단면 연성동박적층판의 동박적층면과 도금바닥층이 형성된 비아홀 및/또는 회로패턴을 도금하는 단계
4단계로부터 커버레이층이 형성된 연성동박적층판의 동박적층면, 도금바닥층이 형성된 비아홀 및/또는 회로패턴을 전기도금 하는 단계로서, 이를 도 2d에 도시하였다.
도금 방법으로는 종래의 도금 방식을 사용할 수 있으나, 균일한 전착, 양호한 피막분포(두께 편차 최소), 빈 공간(Void)이나 움푹 푄 곳(Dent)을 최소화 하기 위하여 전해도금이나 무전해도금 방법을 선택하여 사용하는 것이 바람직하며, 그 재질로는 구리, 금, 은, 백금, 니켈 등이 사용될 수 있다.
5단계 : 상기 전도성 페이스트 인쇄면에 커버레이층을 형성하는 단계
3단계로부터 전도성 페이스트를 이용하여 인쇄하여 회로패턴이 형성된 인쇄면에 커버레이층을 형성하는 단계로서, 후술되는 에칭공정으로부터 인쇄방법에 의해 형성된 회로패턴을 외부환경으로부터 보호하기위한 목적으로 커버레이층을 형성하는 단계이다. 이를 도 2e에 도시하였다
커버레이층을 형성하는 방법으로는 일반적으로 사용되고 있는 수 내지 수십미크론의 커버레이용 폴리이미드필름을 이용하여 커버레이펀칭, 적층, 핫 프레스의 공정을 거쳐 형성하는 방법과 포토솔더레지시트(PSR)잉크나 에폭시수지나 폴리아믹산을 포함하는 소부도료를 이용하여 인쇄, 경화의 공정을 거쳐 커버레이층을 형성할 수 있다. 이때의 인쇄 방법으로는 실크스크린 프린팅, 스프레이 코터 프린팅, 롤 코터 프린팅, 커튼 코터 프린팅등의 방법을 이용할 수 있다.
또한 적외선 또는 자외선을 이용하여, 열 경화형 잉크를 이용하여 인쇄 또는 코팅 후 경화의 공정을 거쳐 커버레이층을 형성할 수 있으며 이때의 인쇄 방법으로는 생산효율 및 작업성, 인쇄의 양호성 등을 고려 할 때 실크스크린 프린팅 및 로터리스크린 프린팅의 방법이 바람직하다.
6단계 : 종래의 에칭방법으로 회로패턴을 형성하는 단계
5단계로부터 도금이 형성되어진 동박적층판에서 동박이 형성되어진 일면에 종래의 에칭방법에 의해 회로패턴을 형성하는 단계로, Dry film밀착, 노광, 현상, 부식의 공정을 거쳐 기판에서 실제 사용하게 되는 회로를 형성 한다. 이때, 도금두께의 조절이 필요한 경우에는 소프트에칭을 하여 Cu층의 두께를 조절할 수 있다.
또한, (3단계) 전도성 페이스트를 인쇄하여 회로패턴을 형성함과 동시에 비아홀에 도금바닥층을 형성하는 단계 전단계로 전도성 페이스트와 필름기재의 부착력을 높이기 위하 프라이머층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
프라이머 조성물은 고상과 액상의 타입이 사용될 수 있으며 고상 도료의 경우 크게 열경화성 수지 및 경화제로 구성되고 액상의 도료는 고상 도료에 용매를 포함하는 경화형과 용매를 증발시켜 수지막을 형성하는 건조형과, 모노머와 광개시제를 포함하는 광경화형을 들 수 있다. 이들 수지는 최소 1종이상 하도 도료의 구성원으로 포함된다. 여기에 필요에 따라서 레벨링제(leveling agent), 습윤제(wetting agent), 부착증진제(adhesion promotor), 광안정제(ultraviolet stabilizer)등을 사용할 수 있다.
이와 같이 얻어진 프라이머 조성물은 스프레이(Spray), 딥(Dip), 롤(Roll)코팅 등에 의해 기재에 코팅하여 부착력이 우수한 프라이머 처리를 한다.
한편, 상기 5단계의 전도성페이스트 인쇄면에 커버레이층을 먼저 형성하고, 상기 4단계의 단면 동박적층판의 동박적층면과 도금바닥층이 형성된 비아홀을 도금할 수 있다.
이는 전술한 4단계와 5단계의 순서가 변경된 공정으로, PCB사양에 따라 전도성 페이스트의 인쇄패턴만으로도 목적한 바의 전도도 등 신뢰성을 충분히 얻을 수 있을 경우, 불필요한 부분에까지 도금되는 것을 방지하는 것에 목적이 있다.
본 발명은 상술한 종래의 양면 인쇄회로기판의 제조방법은 정밀하고 높은 전도도의 회로패턴 형성이 가능함과 동시에, 원재료 절감, 공정단축 등의 효과가 있으며, 굴곡, 꺽임이나 열적 또는 물리적 충격에도 단선될 우려가 없는 신뢰도 높은 양면 연성 인쇄회로기판을 제공할 수 있다. 이러한 효과는 본 발명에서 양면적층 인쇄회로기판의 일면의 회로는 전도성페이스트를 이용하여 프린팅법에 의해 제조되는 회로패턴을 가지는데, 이를 도금층이나 커버레이층 및 도금과 커버레이층을 동시에 형성시킴으로써 에칭시에 회로패턴이 보호되며, 접착이나 열적 및 물리적 충격에 의해 접착면이 탈리되거나 또는 크렉등이 형성되는 문제를 개선함으로써 제품의 신뢰도를 증가시킬 수 있기 때문으로 보인다.
도 1은 본 발명에 따른 양면 연성회로기판의 제조방법의 플로우챠트이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 양면 연성회로기판의 제조방법의 단계별 제조공정도의 일실시예이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 양면 연성회로기판의 제조방법의 단계별 제조공정도의 다른 일실시예이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 양면 연성회로기판의 제조방법의 단계별 제조공정도의 또다른 일실시예이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
[실시예1]
단면 동박적층판의 제조
폴리이미드 필름 기판위에 18미크론(micron)두께를 갖는 금속박을 Epoxy-NBR계 접착제을 이용하여 동박과 접착시킨 후, 라미네이트 제법에 의해 피착한다.
비아홀 형성
Cu층이 형성된 동박적층판의 비아홀을 형성할 자리에 펀칭머신(야마하사 제조)으로 펀칭하여 비아홀을 형성하였다.
전도성 페이스트로 회로패턴 형성 및 비아홀에 충전하여 도금바닥층 형성
교반기가 부착된 반응기에 2-에틸헥실암모늄 2-에틸헥실카바메이트 73.61그램(243.34 밀리몰)과 산화 은 18.8그램(81.1 밀리몰)을 넣고 3시간 교반한 후, 이 반응액을 1250메쉬필터를 사용하여 필터링하여 미반응 산화은을 제거한 후, 은 고형분이 18.9%인 전도성 은 페이스트를 제조하였다
이와 같이 제조된 전도성 은 페이스트를 기판의 동박층이 형성된 면의 이면에 로터리 스크린 프린팅에 의해 원하는 페턴을 형성한다. 인쇄시에 관통홀에 전도성 은 페이스트가 동시에 충진되어 기판의 양면이 상호 연결되는 접속도체를 형성하였다.
도금
동박적층판의 동박면, 전도성 페이스트가 인쇄된 회로패턴 및 도금바닥층이 형성된 비아 홀을 전기도금하기 위해, 기판을 35℃ 황산구리가 125g/L농도인 용액이 담긴 수조를 통과시키면서 동을 양극으로, 인쇄회로기판을 음극으로 하여 2.5A/m2의 전류를 인가하여 전도성 은 페이스트에 의해 도전층이 형성되어진 관통홀의 내벽을 18미크론(micron)의 두께로 동 도금층을 형성하였다.
커버레이층 형성
12.5미크론(micron) 폴리이미드필름에 핫멜트 경화수지가 코팅된 필름을 핫멜트 라미네이트 제법에 따라 피착하여 커버레이층을 형성하였다.
에칭
연질타입의 30미크론 드라이필름을 사용하여 온도 100℃, 압력3.5kg/cm2 , 속도 1.5m/min으로 드라이필름을 밀착하고, 광량 18mj/cm2 의UV(자외선)광원을 조사한 후, HCl과 NaClO3 를 48℃, 노즐압력 1.5kg/cm2 , 속도 2.5m/min으로 부식하고 NaOH를 이용하여 박리하여 원하는 패턴을 형성하였다.
[실시예2]
실시예 1에서 전도성 페이스트로 회로패턴 형성 및 비아홀에 충전하여 도금바닥층 형성하는 단계에서 전도성 페이스트를 아래와 같이 제조하여 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 양면 인쇄회로기판을 제조하였다.
교반기가 부착된 반응기에 이소-프로필암모늄 이소-프로필카바메이트 15.34그램(81.1 밀리몰)와 2-에틸헥실암모늄 2-에틸헥실카바메이트 49.07그램(162.2 밀리몰)에 산화 은 18.8그램(81.1 밀리몰)을 넣고 3시간 교반한 후, 이 반응액을 메쉬필터를 사용하여 필터링하여 미반응 산화은을 제거한 후, 은 고형분이 21%인 전도성 은 페이스트를 제조하였다.
[실시예3]
실시예 1에서 전도성 페이스트로 회로패턴 형성 및 비아홀에 충전하여 도금바닥층 형성하는 단계에서 전도성 페이스트를 아래와 같이 제조하여 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 양면 인쇄회로기판을 제조하였다.
교반기가 부착된 반응기에 2-에틸헥실암모늄 2-에틸헥실카바메이트 812.1(2.68 몰) 그램과 산화은 187.9 그램(0.89몰)을 넣고 3시간 교반하여 은 착 화합물을 제조 한다. 교반기가 부착된 반응기에 제조된 은 착 화합물 20.44 그램과 은 나노 입자(Ferro 사) 36.42 그램, 2-에틸헥실암모늄 2-에틸헥실카바메이트 43.14 그램을 넣고 1차 교반 한다. 1차 교반된 혼합물을 3본 롤 밀을 통해 2차 분산하여 은 고형분이 40%인 전도성 은 페이스트를 제조하였다.
[실시예4]
실시예 1에서 전도성 페이스트로 회로패턴 형성 및 비아홀에 충전하여 도금바닥층 형성하는 단계에서 전도성 페이스트를 아래와 같이 제조하여 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 양면 인쇄회로기판을 제조하였다.
교반기가 부착된 반응기에 2-에틸헥실암모늄 2-에틸헥실카바메이트 812.1(2.68 몰) 그램과 산화은 187.9 그램(0.89몰)을 넣고 3시간 교반하여 은 착 화합물을 제조 한다. 교반기가 부착된 반응기에 제조된 은 착 화합물25.52 그램과 은 나노 입자(Ferro 사) 45.53 그램, 2-에틸헥실암모늄 2-에틸헥실카바메이트 28.95 그램을 넣고 1차 교반 한다. 1차 교반된 혼합물을 3본 롤 밀을 통해 2차 분산하여 은 고형분이 50%인 전도성 은 페이스트를 제조하였다.
[실시예5]
실시예 1에서 전도성 페이스트로 회로패턴 형성 및 비아홀에 충전하여 도금바닥층 형성하는 단계에서 전도성 페이스트를 아래와 같이 제조하여 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 양면 인쇄회로기판을 제조하였다.
콘덴서가 설치된 둥근바닥 플라스크에 40g의 산화은을 60중량% 에틸아민(수용액)100g에 넣고 초음파를 이용하여 분산시키면서 10℃를 유지하고, 30분간 교반을 하여 주었다. 이 용액에 연속적으로 30g의 감마-부티로락톤과 30g의 메틸에틸케톤 혼합액을 5ml/분의 속도로 적하한 후 연속적으로 용기를 95~100℃를 유지하면서 환류를 40분간 시키며, 산화은을 용해 시켰다. 반응 혼합물을 10℃에서 감압 증류하여 과량의 에틸아민을 제거하여 은 고형분이 36.5%인 전도성 은 페이스트를 제조하였다.
[실시예6]
실시예 1에서 전도성 페이스트로 회로패턴 형성 및 비아홀에 충전하여 도금바닥층 형성하는 단계에서 전도성 페이스트를 아래와 같이 제조하여 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 양면 인쇄회로기판을 제조하였다.
콘덴서가 설치된 둥근바닥 플라스크에 40g의 산화(I)은을 100g의 60중량% 벤질아민(수용액)에 넣고 초음파를 이용하여 분산시키면서 10℃를 유지하고, 30분간 교반을 하여 주었다. 이 용액에 연속적으로 30g의 에틸렌카보네이트와 40g의 아세토니트릴 혼합액을 5ml/분의 속도로 적하한 후 연속적으로 용기를 95~100℃를 유지 하면서 환류를 40분간 시키며, 산화은을 용해 시켰다. 반응 혼합물을 35℃에서 감압 증류하여 과량의 벤질아민을 제거하여 은 고형분이 32.0%인 전도성 은 페이스트를 제조하였다.
[실시예7]
실시예 1에서 전도성 페이스트로 회로패턴 형성 및 비아홀에 충전하여 도금바닥층 형성하는 단계에서 인쇄방법을 그라비아 인쇄기로 인쇄한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 양면 인쇄회로기판을 제조하였다.
[실시예8]
실시예 1에서, 전도성 페이스트로 회로패턴 형성 및 비아홀에 충전하여 도금바닥층 형성하는 단계에서 인쇄방법을 플렉소 프린팅 방식으로 인쇄하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 양면 인쇄회로기판을 제조하였다.
[실시예9]
실시예 1에서 커버레이층을 먼저 형성한 후에, 도금을 하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 양면 인쇄회로기판을 제조하였다.
[실시예10]
실시예 1에서 전도성 페이스트로 회로패턴 형성 및 비아홀에 충전하여 도금바닥층 형성 전에 비스페놀-A형 액상수지(국도화학사 제조)를 170℃건조로에서 Roll-to-Roll 인쇄법에 의해 필름 이동속도 10m/min하여 350나노(nano)의 두께로 프라이머 층을 형성 하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 양면 인쇄회로기판을 제조하였다.
본 발명은 상술한 종래의 양면 인쇄회로기판의 제조방법은 정밀하고 높은 전도도의 회로패턴 형성이 가능함과 동시에, 원재료 절감, 공정단축 등의 효과가 있으며, 굴곡, 꺽임이나 열적 또는 물리적 충격에도 단선될 우려가 없는 신뢰도 높은 양면 연성 인쇄회로기판을 제공할 수 있다.

Claims (20)

  1. 양면 인쇄회로기판의 제조방법에 있어서,
    (가) 단면 동박적층판을 준비하는 단계; 또는 베이스기재의 일면에 구리층을 형성하여 단면 동박적층판을 제조하는 단계;
    (나) 상기 단면 동박적층판에 비아홀을 형성하는 단계;
    (다) 상기 단면 동박적층판의 동박의 다른 일면에 전도성 페이스트를 인쇄하여 회로패턴을 형성함과 동시에 비아홀에 도금바닥층을 형성하는 단계;
    (라) 상기 단면 동박적층판의 동박적층면, 도금바닥층이 형성된 비아홀 및 상기 전도성 페이스트를 인쇄하여 형성된 회로패턴을 도금하는 도금단계;
    (마) 상기 전도성 페이스트 인쇄면에 커버레이층을 형성하는 단계;
    (바) 상기 동박적층판의 동박적층면을 에칭하여 회로를 형성하는 단계;
    를 포함하여 제조되는 양면 인쇄회로기판의 제조방법.
  2. 양면 인쇄회로기판의 제조방법에 있어서,
    (가) 단면 동박적층판을 준비하는 단계; 또는 베이스기재의 일면에 구리층을 형성하여 단면 동박적층판을 제조하는 단계;
    (나) 상기 동박적층판의 반대면에 접착력을 향상하기 위한 프라이머층을 형성하는 단계;
    (다) 상기 단면 동박적층판에 비아홀을 형성하는 단계;
    (라) 상기 프라이머층 상에 전도성 페이스트를 인쇄하여 회로패턴을 형성함과 동시에 비아홀에 도금바닥층을 형성하는 단계;
    (마) 상기 단면 동박적층판의 동박적층면, 도금바닥층이 형성된 비아홀 및 상기 전도성 페이스트를 인쇄하여 형성된 회로패턴을 도금하는 단계;
    (바) 상기 전도성 페이스트 인쇄면에 커버레이층을 형성하는 단계;
    (사) 상기 동박적층판의 동박적층면을 에칭하여 회로를 형성하는 단계;
    를 포함하여 제조하는 양면 인쇄회로기판의 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 (나)단계와 상기 (다)단계의 공정순서가 변경되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.
  4. 양면 인쇄회로기판의 제조방법에 있어서,
    (가) 단면 동박적층판을 준비하는 단계, 또는 베이스기재의 일면에 구리층을 형성하여 단면 동박적층판을 제조하는 단계;
    (나) 상기 단면 동박적층판에 비아홀을 형성하는 단계;
    (다) 상기 단면 동박적층판의 동박의 다른 일면에 전도성 페이스트를 인쇄하여 회로패턴을 형성함과 동시에 비아홀에 도금바닥층을 형성하는 단계;
    (라) 상기 상기 인쇄한 회로패턴면에 커버레이층을 형성하는 단계;
    (마) 상기 동박적층면 및 도금바닥층이 형성된 비아홀에 도금하는 단계;
    (바) 상기 동박적층판의 동박적층면을 에칭하여 회로를 형성하는 단계;
    를 포함하여 제조하는 양면 인쇄회로기판의 제조방법.
  5. 제 1항 내지 제4항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성페이스트는 유기은 착체화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 유기은착체화합물은 하기 화학식 1의 하나 이상의 은 화합물과 하기 화학식 2, 화학식 3 또는 화학식 4의 하나 이상의 암모늄 카바메이트계 또는 암모늄 카보네이트계 화합물을 반응시켜 얻어지는 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판의 제조방법.
    (화학식 1)
    AgnX
    (상기의 n은 1∼4의 정수이고, X는 산소, 황, 할로겐, 시아노, 시아네이트, 카보네이트, 니트레이트, 나이트라이트, 설페이트, 포스페이트, 티오시아네이트, 클로레이트, 퍼클로레이트, 테트라플로로 보레이트, 아세틸아세토네이트, 카복실레이트 및 그들의 유도체에서 선택되는 치환기이다)
    (화학식 2)
    Figure PCTKR2010002028-appb-I000004
    (화학식 3)
    Figure PCTKR2010002028-appb-I000005
    (화학식 4)
    Figure PCTKR2010002028-appb-I000006
    (상기 R1, R2, R3, R4, R5 및 R6는 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 수소, 탄소수 1 내지 30개의 지방족이나 지환족 알킬기 또는 아릴기나 아랄킬(ARALKYL)기, 관능기가 치환된 알킬기 및 아릴기와 헤테로고리 화합물기와 고분자화합물기 및 그들의 유도체에서 선택되는 치환기이다.)
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 전도성 페이스트는 도전체, 금속 전구체 또는 1종 이상의 이들 혼합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판의 제조방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 도전체는 Ag, Au, Cu, Ni, Co, Pd, Pt, Ti, V, Mn, Fe, Cr, Zr, Nb, Mo, W, Ru, Cd, Ta, Re, Os, Ir, Al, Ga, Ge, In, Sn, Sb, Pb, Bi, Sm, Eu, Ac, Th 및 적어도 1종 이상의 금속 또는 이들의 합금 또는 합금 산화물, 전도성 카본블랙, 그라파이트, 탄소나노튜브 및 전도성 고분자 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판의 제조방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 금속 전구체는 하기 화학식 5의 하나 이상의 금속화합물 군에서 선택하는 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판의 제조방법.
    (화학식 5)
    MnX
    (상기의 M은 제8항의 도전체 중에서 금속 군을, n은 10 이하의 정수, 그리고 X는 산소, 황, 할로겐, 시아노, 시아네이트, 카보네이트, 니트레이트, 나이트라이트, 설페이트, 포스페이트, 티오시아네이트, 클로레이트, 퍼클로레이트, 테트라플로로 보레이트, 아세틸아세토네이트, 머켑토, 아미드, 알콕사이드, 카복실레이트 및 그들의 유도체에서 선택되는 치환기이다.)
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 금속 전구체가 초산 금, 옥살산 팔라듐, 2-에틸 헥산산 은, 2-에틸 헥산산 구리, 스테아린산 철, 포름산 니켈, 아연 시트레이트, 비스무스 아세테이트, 질산 은, 시안화 구리, 탄산 코발트, 염화 백금, 염화금산, 테트라부톡시 티타늄, 디메톡시지르코늄 디클로라이드, 알루미늄 이소프로폭사이드, 주석 테트라플로로 보레이트, 바나듐 옥사이드, 인듐-주석 옥사이드, 루테늄 옥사이드, 탄탈륨 메톡사이드, 도데실 머켑토화 금, 인듐 아세틸아세토네이트 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판의 제조방법.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 도전체 또는 금속전구체 또는 이들 혼합물의 사용량이 페이스트 조성물에 대하여 1 ~ 90 중량% 사용되는 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판의 제조방법.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 도전체 또는 금속전구체가 입자, 분말, 플레이크, 콜로이드, 하이브리드, 페이스트, 졸, 용액 및 이들의 혼합 상태 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판의 제조방법.
  13. 제 7항에 있어서,
    상기 도전체 및 금속 전구체의 형태가 구형, 선형, 판상형 또는 이들의 혼합형태 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판의 제조방법.
  14. 제 1 항 내지 제 4 항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    제 1 항 또는 제 4 항에서의 (다)단계와 제 2 항 또는 제 3 항에서 (라)단계는 전도성페이스트를 이용하여 그라비아 프린팅, 잉크젯 프린팅, 옵셋 프린팅, 실크스크린 프린팅, 로터리스크린 프린팅, 플렉소 프린팅, 임프린팅에서 선택되는 방법을 이용하는 양면 인쇄회로기판의 제조방법.
  15. 제 1항 내지 제4항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 회로패턴과 도금바닥층을 전도성페이스트를 인쇄하여 형성한 후, 산화처리, 환원 처리, 열처리, 적외선처리, 자외선처리, 전자선처리 또는 레이저처리에서 선택되는 후처리 공정을 하는 것을 특징으로 하는 양면 인쇄회로기판의 제조방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 열처리는 80 ~ 400℃ 열처리 하여 형성하는 양면 인쇄회로기판의 제조방법.
  17. 제 1항 내지 제4항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 커버레이층은 커버레이용 폴리이미드필름을 펀칭, 적층 또는 핫 프레스로 형성하는 방법, 포토솔더레지스트(PSR)잉크를 인쇄, 경화의 공정을 거쳐 형성하는 방법 또는 경화형 잉크를 경화하여 형성하는 방법에서 선택되는 어느 하나의 방법을 이용하여 제조하는 양면 인쇄회로기판의 제조방법.
  18. 폴리이미드 기재층의 일면에 동박층, 구리도금층이 순차적으로 형성되고, 그 반대 면에 전도성페이스트의 프린팅에 의해 형성된 회로패턴층, 커버레이어층이 순차적으로 형성되고, 동박층과 회로패턴층은 전도성페이스트 프린팅에 의해 형성된 도금바닥층에 의해 연결되는 비어홀을 구비하는 양면 인쇄회로기판.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 회로패턴층 및 도금바닥층과 기재층 사이에 프라이머코팅층을 더 구비하는 양면인쇄회로기판.
  20. 제 18항 또는 제 19항에 있어서,
    상기 회로패턴층과 커버레이어층 사이에 구리도금층이 더 구비되는 양면인쇄회로기판.
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