WO2014178639A1 - 연성인쇄회로기판 및 그 제조 방법 - Google Patents

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WO2014178639A1
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protective coating
forming
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김종수
유정상
권오정
김재식
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주식회사 아모그린텍
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    • H05K2203/0759Forming a polymer layer by liquid coating, e.g. a non-metallic protective coating or an organic bonding layer

Definitions

  • the present invention relates to a flexible printed circuit board and a method of manufacturing the same, and more particularly to a flexible printed circuit board having a protective coating layer for protecting a circuit pattern and a method of manufacturing the same.
  • Flexible printed circuit boards are flexible substrates that can be flexibly formed by forming circuit patterns on thin insulating films, and are widely used in portable electronic devices and display devices that require flexibility and flexibility in mounting and mounting.
  • the flexible printed circuit board has been widely used in portable terminals such as smart phones and the like, where demand is exploding in recent years.
  • flexible printed circuit boards are frequently used in near field communication (NFC) antennas and digitizers of portable terminals.
  • NFC near field communication
  • the digitizer is applied to a display panel of an electronic device such as a mobile phone, a PDA, a notebook, and the like to recognize and display coordinates of a point where a touch is generated, thereby enabling natural handwriting recognition on the display panel.
  • an electronic device such as a mobile phone, a PDA, a notebook, and the like to recognize and display coordinates of a point where a touch is generated, thereby enabling natural handwriting recognition on the display panel.
  • the digitizer has recently increased in size in accordance with the size of the display panel because the size of the display panel of a smartphone is gradually increased, and is applied to the development of a tablet PC, a display for outdoor advertising, and the like.
  • the electronic blackboard 1 is used in lectures, seminars, conferences, presentations, etc., installed in a large indoor or outdoor area, and uses a large display panel so that many people can see the screen accurately.
  • a flexible printed circuit board is manufactured by etching copper foil laminated on a flexible substrate, or by printing a circuit pattern on a flexible insulating film with a conductive paste or a conductive ink and then plating the circuit pattern.
  • a coverlay is attached to protect the circuit pattern, but the manufacturing cost is high, and its thickness is difficult to manufacture below a predetermined thickness.
  • the adhesion force between the circuit pattern and the insulating film is lowered, thereby causing a defect that the circuit pattern is easily separated from the insulating film.
  • the flexible printed circuit board is manufactured to have a multi-layer structure in order to effectively arrange circuits for device operation.
  • the flexible printed circuit board is manufactured by attaching insulating films having different circuit patterns formed thereon by bonding sheets.
  • the flexible printed circuit board of the multilayer structure has a complicated manufacturing process for forming a via hole for electrically connecting circuit patterns of each layer, and requires a high manufacturing cost since the insulating film of each layer is bonded and bonded together. There was a problem.
  • the flexible printed circuit board of the multi-layer structure has a problem that the reliability of the operation is not maintained stably when the adhesive strength of the bonding sheet is lowered, there is a limit to reduce the thickness has a problem of increasing the thickness of the applied product.
  • the present invention has been made in view of the above, and provides a flexible printed circuit board which can be flexibly bent and bent while maintaining a circuit pattern firmly attached to a substrate, and a method of manufacturing the same.
  • Another object of the present invention is to provide a flexible printed circuit board and a method of manufacturing the same, which have a thin thickness, a low manufacturing cost, and a stable operation reliability of the circuit.
  • the protective coating layer may be formed to have a thickness of at least 9 ⁇ m on the circuit pattern.
  • the flexible printed circuit board according to the exemplary embodiment of the present invention may further include another circuit pattern formed on the protective coating layer, and the protective coating layer may include a via hole for electrically connecting the circuit pattern and the other circuit pattern. Is formed and a conductor electrically connecting the circuit pattern with the other circuit pattern may be filled in the via hole.
  • the sieve can be filled.
  • At least one different circuit pattern layer is formed on each of the first protective coating layer and the second protective coating layer, and on the first protective coating layer and the second protective coating layer.
  • At least one other protective coating layer may be formed on one surface and the other surface of the substrate to form the same number of protective coating layers and circuit pattern layers, respectively.
  • the first circuit pattern is any one of the X-axis coordinate recognition pattern portion having a plurality of X-axis electrodes spaced laterally and the Y-axis coordinate recognition pattern portion having a plurality of Y-axis electrodes spaced longitudinally
  • the second circuit pattern is one of an X-axis coordinate recognition pattern portion having a plurality of X-axis electrodes spaced apart in the lateral direction and a Y-axis coordinate recognition pattern portion having a plurality of Y-axis electrodes spaced in the longitudinal direction. It can be one.
  • the forming of the circuit pattern may include printing the conductive paste and firing the circuit pattern.
  • the conductive paste is a silver paste containing silver powder, polymer resin and solvent
  • the silver paste is 73wt% ⁇ 88wt% silver powder, 5.9wt% ⁇ 9.5wt% polymer resin, 5.7wt% ⁇ 18.0 It may include wt%
  • the step of firing may include the process of firing at 200 °C ⁇ 450 °C.
  • the forming of the protective coating layer may include applying the coating solution except for a portion where the via hole is formed.
  • the substrate is a PI film or PET film
  • the coating solution may be a PAI solution or a PI solution.
  • the coating liquid may further include an anti-curling agent.
  • the coating solution may be a PI solution containing 2 to 5wt% silica or a PAI solution containing 2 to 5wt% silica.
  • the forming of the protective coating layer in the present invention may include applying the coating solution to the substrate by screen printing using a waterproof coated screen mesh.
  • the method of manufacturing a flexible printed circuit board according to an exemplary embodiment of the present invention may further include polishing the circuit pattern fired before forming the protective coating layer.
  • a method of manufacturing a flexible printed circuit board includes: forming a via hole in the substrate before forming the circuit pattern; And a via hole filling step of filling a conductor in the via hole, and the forming of the circuit pattern may include forming a first circuit pattern on one surface of the substrate; And forming a second circuit pattern on the other surface of the substrate.
  • the forming of the protective layer may include coating and coating a coating solution on one surface of the substrate and the other surface of the substrate, and drying and curing the substrate.
  • the method may include forming a first protective coating layer and a second protective coating layer covering and protecting the first circuit pattern and the second circuit pattern on one surface and the other surface of the substrate, respectively.
  • the method of manufacturing a flexible printed circuit board according to an embodiment of the present invention may further include a baking step of removing moisture in the substrate by heating the substrate before forming the circuit pattern.
  • the present invention protects the circuit pattern formed on the substrate with a coating layer to firmly attach the circuit pattern to the substrate, and prevents deformation and damage of the circuit pattern due to repeated bending or bending deformation of the substrate, thereby improving operation reliability. .
  • the present invention does not need to attach a separate coverlay, there is an effect that the chemical resistance is stronger by protecting the circuit pattern with a coating layer.
  • the present invention is to reduce the thickness in the flexible printed circuit board having a multi-layer structure to be able to manufacture a product using the compact, there is an effect to increase the marketability.
  • the present invention can secure the dimensional stability when firing the circuit pattern printed with the conductive paste through the preheating treatment of the substrate, prevents the lowering of the adhesion force between the circuit pattern and the substrate due to the deformation of the film during firing and the adhesion of the circuit pattern It is effective to maintain a stable even after firing.
  • the present invention has the effect of stably filling the conductive paste in the via hole to improve the operation reliability of the circuit pattern formed on both sides of the substrate.
  • the present invention has the effect of greatly increasing the commerciality by reducing the manufacturing cost.
  • 1 is a diagram showing an example of using an electronic blackboard.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of a flexible printed circuit board according to the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of a flexible printed circuit board according to the present invention.
  • FIG 4 and 5 are cross-sectional views showing yet another embodiment of the flexible printed circuit board according to the present invention.
  • FIG. 6 is a process diagram showing an embodiment of a method of manufacturing a flexible printed circuit board according to the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic view showing an embodiment of a method of manufacturing a flexible printed circuit board according to the present invention.
  • FIG. 8 is a process diagram showing another embodiment of a method of manufacturing a flexible printed circuit board according to the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic view showing another embodiment of a method of manufacturing a flexible printed circuit board according to the present invention.
  • FIG. 10 is a process diagram showing another embodiment of a method of manufacturing a flexible printed circuit board according to the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic view showing another embodiment of a method of manufacturing a flexible printed circuit board according to the present invention.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating still another embodiment of a method of manufacturing a flexible printed circuit board according to the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic view showing another embodiment of a method of manufacturing a flexible printed circuit board according to the present invention.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing a via hole in the method of manufacturing a flexible printed circuit board according to the present invention.
  • 15 is a flowchart illustrating still another embodiment of a method of manufacturing a flexible printed circuit board according to the present invention.
  • FIG. 16 illustrates a digitizer according to an embodiment of a flexible printed circuit board according to the present invention.
  • circuit pattern 20a other circuit pattern
  • protective coating layer 30a other protective coating layer
  • the flexible printed circuit board according to an exemplary embodiment of the present invention may include a substrate 10 and the substrate 10. It includes a circuit pattern 20 formed in.
  • a protective coating layer 30 is formed on the substrate 10 to cover and protect the circuit pattern 20.
  • the protective coating layer 30 is formed by applying a coating solution and curing.
  • the base 10 may be a PI film, PET film, polyester film and the like, preferably a PI film.
  • PI film is thin, flexible, excellent in heat resistance and bending resistance, small in dimension change, resistant to heat, sinterable at temperatures of 200 °C to 450 °C, and thin and excellent in flexibility.
  • the circuit pattern 20 may be formed of metal foil such as copper foil, silver foil, aluminum foil, or may be formed by firing a conductive paste.
  • the circuit pattern 20 is preferably formed of a conductive paste and baked so as to reduce manufacturing costs and simplify the manufacturing process.
  • the flexible printed circuit board according to the exemplary embodiment of the present invention may further include another circuit pattern 20a formed on the protective coating layer 30.
  • the other circuit pattern 20a may be formed of metal foil such as copper foil, silver foil, aluminum foil, or may be formed by firing a conductive paste.
  • the other circuit pattern 20a is preferably baked with a conductive paste so as to reduce manufacturing costs and simplify the manufacturing process.
  • a via hole 10a is formed to electrically connect the circuit pattern 20 and the other circuit pattern 20a, and the circuit pattern 20 is different from the circuit pattern 20 in the via hole 10a.
  • the conductor that electrically connects the circuit pattern 20a is filled.
  • the circuit pattern 20 formed on the substrate 10 has an X-axis coordinate recognition pattern portion having a plurality of X-axis electrodes spaced laterally and a Y-axis coordinate having a plurality of Y-axis electrodes spaced longitudinally. Any of the recognition pattern portions, and the other circuit pattern 20a formed on the protective coating layer 30 is longitudinally spaced apart from the X-axis coordinate recognition pattern portion having a plurality of X-axis electrodes spaced in the lateral direction. An example of another one of the Y-axis coordinate recognition pattern unit having a plurality of Y-axis electrodes.
  • any one of the X-axis coordinate recognition pattern portion and the Y-axis coordinate recognition pattern portion is formed on the substrate 10, and the X on the surface of the protective coating layer 30.
  • the other one of the axis coordinate recognition pattern unit and the Y axis coordinate recognition pattern unit is formed so that the coordinate of the point where the touch is generated can be found.
  • the X-axis coordinate recognition pattern portion and the Y-axis coordinate recognition pattern portion are energized with each other through the via hole 10a.
  • the circuit pattern 20 may be formed in a lattice form having a plurality of X-Y coordinates on the surfaces of the substrate 10 and the protective coating layer 30.
  • Another protective coating layer 30a is formed on the protective coating layer 30 to cover and protect the other circuit pattern 20a, thereby protecting the other circuit pattern 20a, and another protective coating layer 30a on the other protective coating layer 30a.
  • Circuit patterns (not shown) may be formed.
  • the flexible printed circuit board according to the embodiment of the present invention may be manufactured as a flexible printed circuit board having a multilayer structure by including a plurality of protective coating layers and a plurality of circuit pattern layers respectively formed on the protective coating layer.
  • the protective coating layer 30 is formed to cover the circuit pattern 20 by applying a coating solution to the surface on which the circuit pattern 20 is formed and curing the substrate 10, and covering the circuit pattern 20. Protect.
  • the protective coating layer 30 is formed of a synthetic resin coating layer using a cotan liquid of the same series as the base material 10, and excellent adhesion to the base material 10, it is preferable to be more firmly integrated with the base material 10. Do.
  • the substrate 10 is a PI film, and the protective coating layer 30 is an example of a PI coating layer or a PAI coating layer.
  • the protective coating layer 30 is preferably formed of a coating liquid containing a curling agent, the curling agent is an example that is silica.
  • a curling phenomenon may occur at an end side of the substrate 10 by contraction of the protective coating layer 30 when curing the coated coating solution.
  • the anti-curling agent prevents curling occurring at the end side of the substrate 10 due to shrinkage of the protective coating layer 30 so that the substrate 10 on which the protective coating layer 30 is formed is as flat as possible.
  • the protective coating layer 30 is preferably formed to cover the circuit pattern 20 with a thickness of at least 9 ⁇ m, more preferably has a thickness of 10 ⁇ m or more. This is the minimum thickness that can serve as an insulating layer to insulate the circuit pattern 20. For example, when the thickness of the circuit pattern 20 is 10 ⁇ m, the protective coating layer 30 is formed to have a thickness of 19 ⁇ m or more on the substrate 10, the thickness of the circuit pattern 20 is 15 ⁇ m When the protective coating layer 30 is preferably formed to have a thickness of 24 ⁇ m or more.
  • the circuit pattern 20 may include a first circuit pattern 21 formed on one surface of the substrate 10; And a second circuit pattern 22 formed on the other surface of the substrate 10, wherein the protective coating layer covers the first circuit pattern 21 to protect the first protective coating layer 31; And a second protective coating layer 32 covering and protecting the second circuit pattern 22.
  • the substrate 10 has a via hole 10a electrically connecting the first circuit pattern 21 and the second circuit pattern 22 to each other.
  • the via hole 10a is filled with a conductor to electrically connect the first circuit pattern 21 and the second circuit pattern 22, and the conductor may be formed by filling a conductive paste or plating. It may be.
  • the first circuit pattern 21 may be any one of an X-axis coordinate recognition pattern portion having a plurality of X-axis electrodes spaced apart in the lateral direction and a Y-axis coordinate recognition pattern portion having a plurality of Y-axis electrodes spaced in the longitudinal direction.
  • the second circuit pattern 22 is an X-axis coordinate recognition pattern portion having a plurality of X-axis electrodes spaced laterally and a Y-axis coordinate recognition pattern having a plurality of Y-axis electrodes spaced longitudinally.
  • the other one of the parts is taken as an example.
  • any one of the X-axis coordinate recognition pattern portion and the Y-axis coordinate recognition pattern portion is formed on one surface of the substrate 10, and on the other surface of the substrate 10.
  • the other one of the X-axis coordinate recognition pattern unit and the Y-axis coordinate recognition pattern unit is formed to find the coordinates of the point where the touch is generated.
  • the X-axis coordinate recognition pattern portion and the Y-axis coordinate recognition pattern portion are energized with each other through the via hole 10a.
  • the first circuit pattern 21 and the second circuit pattern 22 may be formed in a grid shape having a plurality of X-Y coordinates on one surface of the substrate 10 and the other surface of the substrate 10.
  • the first protective coating layer 31 and the second protective coating layer 32 are formed on both sides of the substrate 10, respectively, to prevent curling of the substrate 10 and to keep the substrate 31 in a flat state. To help.
  • another circuit pattern 21 ′ is formed on the first protective coating layer 31, and on the first protective coating layer 31.
  • Another protective coating layer 31 ′ may be formed on the surface of the substrate 10 to include a plurality of protective coating layers and a plurality of circuit pattern layers respectively formed on the protective coating layer.
  • another circuit pattern 22 ′ is formed on the second protective coating layer 32, and another protective coating layer 32 ′ is formed on the second protective coating layer 32 to form the substrate 10. It may include a plurality of protective coating layers and a plurality of circuit pattern layers formed on the protective coating layer on the other surface of the.
  • the first protective coating layer 31 and the second protective coating layer 32 may be formed by applying the coating liquid except for a portion where the via hole 10a is formed when applying the coating liquid.
  • the circuit pattern layer stacked on the first protective coating layer 31 and the circuit pattern layer stacked on the second protective coating layer 32 may be electrically connected to each other through the via hole 10a.
  • a method of manufacturing a flexible printed circuit board includes forming a circuit pattern 20 on a substrate 10 (S300); And forming a protective coating layer 30 to cover and protect the circuit pattern 20 by applying a coating solution to the substrate 10 (S600).
  • a metal foil such as copper foil, silver foil, aluminum foil, or the like may be attached to the substrate 10, and the metal foil may be formed by etching the copper foil, silver foil, aluminum foil. It can also be formed by transferring metal foils such as these and then transferring them.
  • the circuit pattern 20 may be printed on the base material 10 using a conductive paste, and the circuit pattern 20 may be fired.
  • the coating liquid is applied to the substrate 10, dried, and cured to cover the circuit pattern 20 on the substrate 10 to protect the protective coating layer 30. ).
  • the coating liquid is cured by heating the coating liquid at 200 ° C. to 450 ° C. for 20 minutes to 50 minutes.
  • circuit pattern 20 in the forming of the circuit pattern 20 (S300), it is preferable to print the circuit pattern 20 on the substrate 10 with conductive paste.
  • the flexible printed circuit board manufacturing method according to an embodiment of the present invention, it is preferable to further include the step of firing the circuit pattern (20) (S400).
  • Forming the circuit pattern 20 (S300) may further include forming another circuit pattern 20a on the protective coating layer 30 (S610).
  • a metal foil such as copper foil, silver foil, aluminum foil, or the like may be attached onto the protective coating layer 30, and the metal foil may be formed by etching. After punching out a metal foil such as aluminum foil, the protective coating layer 30 may be formed by transferring.
  • step (S610) of forming the other circuit pattern 20a it is preferable to include the step of printing the other circuit pattern 20a on the protective coating layer 30 with a conductive paste.
  • the firing step (S400) preferably includes a step (S410) of firing the circuit pattern 20 and a step (S620) of firing the other circuit pattern 20a.
  • the manufacturing cost can be reduced, the manufacturing process can be simplified, and the dried protective coating layer 30 can be cured without a separate curing process. have.
  • the coating liquid is applied to the substrate 10 to form the protective coating layer 30, and then dried, to form the other circuit pattern 20a.
  • the process (S610) is formed by printing another circuit pattern 20a with a conductive paste on the dried protective coating layer 30, and firing the other circuit pattern 20a to separately cure the protective coating layer 30. Curing without a process.
  • the forming of the protective coating layer 30 may further include forming another protective coating layer 30a on the protective coating layer 30 to cover and protect the other circuit pattern 20a (S630).
  • the process of forming the other circuit pattern 20a and the process of forming the other protective coating layer 30a may be repeated, and the plurality of protective coating layers 30 and the plurality of protective coating layers 30 respectively formed may be repeated.
  • a multilayer flexible printed circuit board having a circuit pattern layer of can be easily manufactured.
  • a step of forming a via hole 10a electrically connecting the circuit pattern 20 and the other circuit pattern 20a to the protective coating layer 30 may be performed.
  • the forming of the via hole 10a may include forming a via hole 10a penetrating through the protective coating layer 30, plating and filling the inside of the via hole 10a, or filling the inside of the via hole 10a with a conductive paste. .
  • the forming of the protective coating layer 30 includes applying the coating liquid except for a portion where the via hole 10a is formed when the coating liquid is applied to form the protective coating layer 30. It is preferable. This is to form the via hole 10a without a separate step as in the step of forming the via hole 10a to electrically connect the circuit pattern 20 and the other circuit pattern 20a.
  • the via hole 10a formed in the protective coating layer 30 is formed by printing the other circuit pattern 20a with a conductive paste, the conductive paste is filled into the circuit pattern 20 and the other circuit pattern 20a. Is electrically connected.
  • the via hole 10a may be filled with a conductive paste, and then the other circuit pattern 20a may be printed by using a conductive paste.
  • the coating solution is applied to the substrate 10 and dried, followed by masking. If the removed portion is removed, a portion connecting the circuit pattern 20 and the other circuit pattern 20a, that is, the via hole 10a is exposed.
  • the via hole 10a is formed by applying a coating liquid to the substrate 10 by screen printing using a screen mesh that masks a portion of the screen mesh in which the via hole 10a is formed. You may.
  • the forming of the circuit pattern 20 may include drying the printed conductive paste before the firing step (S400), and drying of the conductive paste may be performed at a temperature of 80 ° C. or less. have.
  • the printing of the circuit pattern 20 or the printing of the other circuit pattern 20a is preferably screen printing, and the screen printing is suitable for forming a fine pattern because of the fast curing speed and excellent adhesiveness and flexibility. Predesigned circuit patterns can be formed at low cost.
  • circuit pattern 20 and the other circuit pattern 20a are formed by screen printing and then baking the conductive paste, the manufacturing cost of the digitizer used for the copyboard of a large screen can be greatly reduced. Can be.
  • the conductive paste includes a conductive metal powder and a binder.
  • the conductive metal powder may be one selected from silver, copper, aluminum and nickel, or a mixture of two or more selected.
  • the said conductive paste is silver paste containing silver powder, a polymer resin, and a solvent.
  • the silver paste includes 73 wt% to 88 wt% of silver powder, 5.9 wt% to 9.5 wt% of polymer resin, and 5.7 wt% to 18.0 wt% of solvent.
  • the silver paste may further include 0.35 wt% to 2.90 wt dispersant.
  • the polymer resin includes a polyester-based resin and has an molecular weight of 25,000 as an example.
  • the silver powder is an example that the particle size is 50nm ⁇ 5 ⁇ m, preferably 0.5 ⁇ 1.2 ⁇ m.
  • the silver powder has a problem that it is difficult to achieve resistance of 30 ⁇ or less, preferably 23 ⁇ or less, in the silver powder of more than 5 ⁇ m because the silver powder has a small particle size to move well in printing and the silver powder adheres to each other during firing.
  • the firing step (S400) is to fire the circuit pattern 20 formed of the silver paste on the substrate 10 or the protective coating layer 30 at 200 °C ⁇ 450 °C, preferably 290 °C ⁇ 420 °C Fired.
  • the firing temperature of 290 ° C to 420 ° C is a temperature range in which the circuit pattern 20 can be stably fired without deformation or damage to the synthetic resin film, ie, the PI film, which is the substrate 10 of the flexible printed circuit board.
  • the printed circuit pattern 20 is fired so as to have a specific resistance value within a predetermined range, and the adhesion force of the circuit pattern 20 is equal to or higher than a reference value.
  • Firing is intended to improve electrical conductivity due to grain growth between silver powders and to improve adhesion between the conductive material and the substrate 10 filled in the via hole 10a to be described later.
  • the conductive powder (silver powder) printed and dried on the substrate 10 may generate an interface separation with the substrate 10 or may cause cracks.
  • the substrate 10 may be carbonized.
  • firing is carried out in a temperature range of 300 ⁇ 450 °C.
  • the circuit pattern 20 is formed to have a specific resistance value of 4.0 ⁇ ⁇ cm or more and 6.5 ⁇ ⁇ cm or less.
  • the method of manufacturing a flexible printed circuit board according to an exemplary embodiment of the present disclosure may further include heating the substrate 10 and performing linear deformation (S100) before forming the circuit pattern 20 (S300). Can be.
  • the linear thermal deformation step (S100) improves the dimensional stability of the substrate 10 by thermal treatment to prevent deformation of the substrate 10 during the firing process.
  • the step of thermal deformation includes the step of heating the substrate 10, that is, the PI film at a temperature equal to or higher than the firing temperature of the firing step (S400), the step of firing by linear thermal deformation In S400, the deformation of the PI film is prevented.
  • the firing temperature is preset by the type of the flexible printed circuit board to be manufactured in the firing step (S400), the composition of the conductive paste, the specific resistance value required by the circuit pattern 20, and the linear thermal deformation ( S100 is to thermally deform the substrate 10 by heating the substrate 10 to a temperature equal to or higher than the firing temperature set in the firing step (S400).
  • Tables 1 to 3 below show that the PI film is preheated at 400 ° C. for 7 hours by thickness and size, and the shrinkage change rate is displayed after heating the preheated PI film at 350 ° C., which is a firing temperature.
  • Table 1 below is an example of a PI film of 1/2 mill thickness.
  • Table 2 below is an example of a mill film of PI film.
  • Table 3 below is an example of a PI film of 2 mill thickness.
  • the step (S100) of heating the substrate 10 by thermal deformation of the substrate 10 prevents shrinkage deformation of the PI film upon firing of the circuit pattern 20 by performing linear thermal deformation of the PI film before firing.
  • the dimensional stability of the substrate 10 is secured so that the pattern 20 can be precisely positioned at a predesigned position, and the circuit pattern 20 is formed by the deformation of the substrate 10 generated during firing. This prevents the deterioration of adhesion force attached to
  • the PI film wound and stored in a roll shape is heated in a box-type heating furnace to thermally process a large amount of PI film at once, and wound in a roll form It is preferable to form the circuit pattern 20 through the roll-to-roll method of the processed PI film (S300), and to perform the firing step (S400) in this order.
  • the substrate 10 may be heated by heating the linearly deformed substrate 10. It is preferable to further include a baking step (S200) to remove moisture in).
  • the baking step (S200) since the moisture is absorbed into the substrate 10 during long-term storage after the substrate 10 is thermally deformed, the substrate 10 is heated in a temperature range of 80 °C ⁇ 150 °C to the substrate Moisture contained in (10) is removed.
  • the baking step (S200) is performed before the step (S300) of forming the circuit pattern 20, the baking in the step (S400) by heating to remove the moisture contained in the substrate 10 during storage Shrinkage deformation by moisture included in the substrate 10 is prevented.
  • the PI film has a property of absorbing moisture during storage, it is preferable to perform the step S300 of forming the circuit pattern 20 after the baking step S200.
  • a coating liquid is applied to the substrate 10 to form a protective coating layer 30 and dried.
  • the protective coating layer 30, the coating liquid can be cured by heating 20 ⁇ 50 minutes at 200 °C ⁇ 450 °C.
  • the other circuit pattern 20a may be cured in a process of firing (S620).
  • the coating solution is a PI (polyimide) solution, a solution containing PI 15 ⁇ 35wt%, the PI is dissolved in a solvent, the solvent is an example of dilution of NMP.
  • PI polyimide
  • the coating solution may be a PAI solution, and the protective coating layer 30 may be formed by applying the PAI solution.
  • the PAI solution is a solution containing 15 ⁇ 35wt% PAI, dissolved in PAI with a solvent, the solvent is an example of dilution of NMP.
  • the coating solution further includes an anti-curling agent, and the anti-curling agent is one example of silica.
  • the coating solution it is preferable to use a PI solution containing 2 to 5 wt% of silica or a PAI solution containing 2 to 5 wt% of silica, and more preferably a PI solution or a PAI solution containing 2.5 wt% of silica.
  • the PI solution is PI 15 ⁇ 35wt%, silica 2 ⁇ 5wt%, the rest of the remainder to form a solvent containing, the PAI solution PAI 15 ⁇ 35wt%, silica 2 ⁇ 5wt%, As an example, the remaining residue is formed to include a solvent.
  • the anti-curling agent is to prevent the phenomenon that the end of the substrate 10 is dried after curing the protective coating layer 30.
  • the end side of the substrate 10 is dried while the protective coating layer 30 is contracted.
  • An anti-curling agent is included in the coating solution to prevent a phenomenon in which the end side of the substrate 10 is curled by shrinkage of the protective coating layer 30 when the protective coating layer 30 is cured.
  • Forming the protective coating layer 30 (S600) includes a process of drying the coating liquid applied to one surface of the substrate 10 by heating for 5 to 25 minutes at 90 ⁇ 150 °C.
  • the protective coating layer 30 is preferably formed to cover the circuit pattern 20 with a thickness of at least 9 ⁇ m, more preferably has a thickness of 10 ⁇ m or more. This is the minimum thickness that can serve as an insulating layer to insulate the circuit pattern 20.
  • the coating liquid may be applied to one surface of the substrate 10 by screen printing, and the coating thickness of the coating liquid may be adjusted by the mesh size of the screen during screen printing.
  • the protective coating layer 30 is preferably formed by one screen printing in order to simplify the process and reduce manufacturing costs, and the screen printing uses a screen mesh having 40 to 100 mesh per unit area (inch 2 ). It is desirable to. This means having 40 to 100 meshes per unit area (inch 2 ).
  • the protective coating layer 30 having a thickness of at least 9 ⁇ m or more in the circuit pattern 20. ) Can be formed.
  • the waterproof coated screen mesh can be applied to the substrate 10 using a coating solution having high viscosity, that is, a PI solution or a PAI solution, by improving the coating property of the coating solution, thereby forming the protective coating layer 30 thicker with a single coating.
  • a coating solution having high viscosity that is, a PI solution or a PAI solution
  • the protective coating layer 30 protects the circuit pattern 20 formed on one surface of the substrate 10, and allows the circuit pattern 20 to be more firmly attached to the substrate 10, The circuit pattern 20 is prevented from being separated from the substrate 10 even in the bending deformation of the substrate 10.
  • the step of polishing the circuit pattern 20 baked before the step of forming the protective coating layer (S600) (S500) further.
  • the surface of the circuit pattern 20 is partially polished to remove the hydrophobic portion of the circuit pattern 20, and the protective coating layer 30 is formed in step S600.
  • the coating solution may be smoothly applied to the circuit pattern 20.
  • the polishing step (S500) is an example of polishing the surface of the circuit pattern 20 by 1 ⁇ 3 ⁇ m, while polishing by contacting the surface of the circuit pattern 20 while rotating a polishing roll such as a brush roll. It is an example.
  • the via hole 10a is formed in the substrate before the forming of the circuit pattern 20 (S200).
  • the forming of the circuit pattern 20 (S200) may include forming a first circuit pattern 21 on one surface of the substrate 10 (S210); And forming a second circuit pattern 22 on the other surface of the substrate 10 (S220).
  • the via hole 10a may be formed at a required portion of the base 10, that is, according to a predetermined circuit design, using a drill or a laser.
  • the via hole 10a is formed to electrically connect the first circuit pattern 21 formed on one surface of the substrate 10 and the second circuit pattern 22 formed on the other surface of the substrate 10.
  • a conductive paste is filled in the via hole 10a to electrically connect the first circuit pattern 21 and the second circuit pattern 22 formed on the other surface of the substrate 10. do.
  • the via hole filling step (S140) may be performed by filling a conductive metal such as silver, copper, aluminum, gold, or the like by printing, or by printing a conductive paste.
  • the first circuit pattern may be filled in the via hole 10a. 21 and the second circuit pattern 22 may be modified by another method of filling a conductor that electrically connects the second circuit pattern 22.
  • a metal foil such as copper foil, silver foil, aluminum foil, or the like is attached to the base material 10.
  • the metal foil may be etched and formed, or may be formed by transferring metal foils such as copper foil, silver foil, aluminum foil, and the like.
  • the process of forming the first circuit pattern 21 (S210) and the process of forming the second circuit pattern 22 (S220) may be performed by printing and baking the substrate 10 with a conductive paste. have.
  • the coating solution is applied to one surface of the substrate 10 and the other surface of the substrate 10, dried, and cured to form the protective coating layer on the one surface and the other surface of the substrate 10, respectively.
  • a first protective coating layer 31 and a second protective coating layer 32 are formed to cover and protect the first circuit pattern 21 and the second circuit pattern 22.
  • first circuit pattern 21 (S210) and forming the second circuit pattern 22 (S220), preferably comprising the step of printing with a conductive paste, the firing step In operation S400, the first circuit pattern 21 and the second circuit pattern 22 are fired.
  • the forming of the first circuit pattern 21 (S210) and the forming of the second circuit pattern 22 (S220) include screen printing with a conductive paste. Is fast and has excellent adhesiveness and flexibility, so it is suitable for forming a fine pattern, and a predesigned circuit pattern can be formed at low cost.
  • the first circuit pattern 21 is an X-axis coordinate recognition pattern unit having a plurality of X-axis electrodes spaced apart in the lateral direction
  • the second circuit pattern 22 includes a plurality of Y-axis electrodes spaced in the longitudinal direction.
  • the X-axis coordinate recognition pattern portion is formed on one surface of the substrate 10 and the Y-axis coordinate recognition pattern portion is formed on the other surface of the substrate 10 to find the coordinates of the point where the touch is generated.
  • An example is a digitizer that allows one to do so.
  • the X-axis coordinate recognition pattern portion and the Y-axis coordinate recognition pattern portion are energized with each other through the via hole 10a.
  • the first circuit pattern 21 and the second circuit pattern 22 may be formed in a grid shape having a plurality of X-Y coordinates on one surface and the other surface of the substrate 10.
  • the first circuit pattern 21 and the second circuit pattern 22 are screen printed with a conductive paste and then fired, the first circuit pattern 21 and the second circuit pattern 22 are formed, and in particular, in manufacturing a digitizer used for an electronic blackboard of a large screen, the manufacturing cost is reduced. You can save a lot.
  • the firing step (S400) is to fire the first circuit pattern 21 and the second circuit pattern 22 formed of the silver paste on the substrate 10 at 200 °C ⁇ 450 °C.
  • the conductive paste filled in the via hole 10a is baked.
  • the surfaces of the first circuit pattern 21 and the second circuit pattern 22 are partially polished to remove the first circuit pattern 21 and the second circuit pattern 22.
  • the coating solution may be smoothly applied to the first circuit pattern 21 and the second circuit pattern 22 in the step S600 of removing the portion in which hydrophobicity is generated and forming the protective coating layer.
  • the polishing step (S500) is an example of grinding the surface of the first circuit pattern 21 and the second circuit pattern 22 by 1 ⁇ 3 ⁇ m, while rotating the polishing roll such as a brush roll For example, the surface of the first circuit pattern 21 and the second circuit pattern 22 is polished in contact with each other.
  • the carrier 40 is formed on the other surface of the substrate 10 between the step of forming the via hole 10a and the filling of the via hole 10a. It is preferable to further include the step of laminating (S130).
  • the via hole 10a is formed in the substrate 10, the carrier 40 is laminated on the other surface of the substrate 10, and the via hole 10a portion is formed on the other surface of the substrate 10 using a conductive paste.
  • a conductive paste is filled in the via hole 10a.
  • the carrier 40 allows the conductive paste to be stably filled in the via hole 10a.
  • the carrier 40 may block and absorb the conductive paste flowing through the via hole 10a to the other surface side of the substrate 10 so that the conductive paste remains only up to the via hole 10a. This prevents the conductive paste from being contaminated and the short caused by the conductive paste flowing out to the other surface side of the substrate 10.
  • the carrier 40 blocks and absorbs the conductive paste flowing down to the other surface side of the substrate 10 when printing with the conductive paste in the process of forming the first circuit pattern 21 (S210). Only to the via hole 10a may remain. This prevents the conductive paste from being contaminated and the short caused by the conductive paste flowing out to the other surface side of the substrate 10.
  • the carrier 40 may use an absorbent paper, preferably wet paper.
  • the wet paper has a low density so that the conductive paste is well absorbed between the pores.
  • An adhesive is attached to the carrier 40, so that the carrier 40 may be easily laminated with the substrate 10.
  • the carrier 40 may be laminated or removed from the other surface or one surface of the substrate 10 in a roll to roll manner.
  • the roll-to-roll method is a continuous process of forming a pattern by laminating the carrier 40 while unwinding the substrate 10 wound on the roll and printing a conductive paste on the opposite side of the carrier 40 on which the carrier 40 is laminated. .
  • the roll-to-roll method is a method capable of mass production and reduce the production cost.
  • the via hole 10a is pre-filled with a conductive paste on one surface of the substrate 10 before the forming of the first circuit pattern 21 (S210).
  • the conductive paste can be completely filled in 10a).
  • the via hole 10a may be filled with a conductive paste on one side of the base 10 in the via hole filling step S140, and at this time, the conductive paste may not be partially filled on the other side of the base 10. have.
  • the portion of the via hole 10a that is not filled with the conductive paste on the other surface side of the substrate 10 is filled in the process of forming the second circuit pattern 22 (S220), and the via hole 10a
  • the inside is filled with a conductive paste to electrically and stably connect the first circuit pattern 21 and the second circuit pattern 22 to improve operation reliability.
  • Method of manufacturing a flexible printed circuit board according to the present invention, the step of removing the carrier 40 from the other surface of the substrate 10 after forming the first circuit pattern on one surface of the substrate (10);
  • the method may further include removing the carrier 40 from one surface of the substrate 10 (S221).
  • the carrier 40 blocks the via hole 10a on one surface of the substrate 10 so that the conductive paste is stably filled in the via hole 10a.
  • the conductive paste filled in the via hole 10a is prevented from flowing out to one side of the substrate 10.
  • the carrier 40 allows the conductive paste to be stably filled in the via hole 10a.
  • the carrier 40 may block and absorb the conductive paste flowing through the via hole 10a to one side of the substrate 10 so that the conductive paste remains only up to the via hole 10a. This prevents the conductive paste from being contaminated and the short caused by the conductive paste flowing out to one side of the substrate 10.
  • the method may include firing the second circuit pattern 22.
  • the second circuit pattern with the conductive paste on the other surface of the substrate 10. (22) is printed followed by the steps of Secondary Drying-Secondary Sintering.
  • an amount of conductive paste filled in the via hole 10a is secured, and operation reliability of the first circuit pattern 21 and the second circuit pattern 22 electrically connected through the via hole 10a is secured.
  • the process of firing the first circuit pattern 21 is for fixing the shape of the conductive paste in the insulating film dried and the carrier 40 removed.
  • the dried conductive paste is sintered, the shape in which the conductive paste is filled in the via hole 10a is maintained and no further shrinkage occurs.
  • the conductive paste is stably filled in the via hole 10a, and interfacial separation with the substrate 10 and crack generation are prevented.
  • the upper and lower portions of the conductive paste filled in the via hole 10a are slightly recessed and concave than the primary drying. However, since the sintered conductive paste does not generate any further shrinkage, it is easy to secure the conductive paste filling amount of the via hole 10a.
  • the conductive paste is filled once in the via hole 10a so that the conductive paste is filled in the via hole 10a when printing the first circuit pattern 21 on one surface of the substrate 10, and the substrate 10 is filled with the conductive paste.
  • the conductive paste is filled twice so that the conductive paste 19 is filled in the via hole 10a.
  • the conductive paste is stably filled in the via hole 10a and electrically connects the first circuit pattern 21 and the second circuit pattern 22 of the substrate 10 through the via hole 10a. In addition, operation reliability of the first circuit pattern 21 and the second circuit pattern 22 is ensured.
  • the drying of the conductive paste filled in the via hole 10a may be performed at a temperature of 80 ° C. or less.
  • the conductive paste filled in the via hole 10a becomes concave in the upper and lower portions by gravity during the drying process.
  • One filling of the via hole 10a may result in insufficient filling amount of the via hole 10a, thereby causing an operation reliability problem when the first circuit pattern 21 and the second circuit pattern 22 are connected.
  • the conductive paste is dried, the shape filled in the via hole 10a by gravity changes to a concave shape. Therefore, in order to secure the reliability of the via hole 10a, a process of filling the via hole 10a twice is required.
  • the conductive paste is filled once in the via hole 10a by filling a portion of the via hole 10a before printing the first circuit pattern 21 on one surface of the substrate 10, and the other surface of the substrate 10.
  • the conductive circuit is filled twice into the via hole 10a by filling the via hole 10a before printing the two-circuit pattern 22.
  • the conductive paste is stably filled in the via hole 10a and the connection reliability of the one surface pattern and the other surface pattern of the insulating film through the via hole 10a is secured.
  • the method may further include a corona treatment step S131 for modifying the surface of the substrate 10 before the process of forming the first circuit pattern 21 (S210).
  • the corona processing step (S131) may include: corona-processing one surface of the substrate 10 before the process of forming the first circuit pattern 21 (S210); And
  • corona treating the other surface of the substrate 10 may be included (S213).
  • the corona treatment step (S131) is for surface modification of the entire surface of the substrate 10 or a portion where the pattern is to be formed.
  • the surface modification may be formed by any one of plasma treatment, corona treatment, laser treatment, etching treatment, and physical treatment. Of these, corona treatment having a short treatment time and excellent workability is most preferred.
  • Corona treatment increases the adhesion between the substrate 10 and the conductive paste by performing modification of the surface of the substrate 10 without damaging the shrinkage, deformation, or the like of the substrate 10.
  • Corona treatment of one surface of the substrate 10 is preferably performed after laminating the carrier 40 to the substrate 10 and filling the via hole (S140).
  • a drying step for drying the conductive paste 15 filled in the via hole 10a may be performed. If the drying is performed after the corona treatment, the effect of the corona treatment may be reduced. It is antagonized. Therefore, the primary corona treatment is performed after filling the conductive hole in the via hole 10a, and subsequently printing the conductive paste 15 on the substrate 10 to form a pattern to improve the effect of the corona treatment. Most preferred.
  • the via hole filling step (S140) is not performed separately and the via hole 10a is filled together when the second circuit pattern 22 is printed. It is preferable to form the second circuit pattern 22 by laminating the carrier 40 on the other side of the c) and then corona treatment and printing the conductive paste.
  • Corona treatment is most preferred in the case of the present invention, but instead of the corona treatment, plasma treatment may be performed on the entire surface or the pattern forming portion of the substrate 10 to form fine irregularities, thereby improving adhesion between the conductive paste and the substrate 10.
  • FIG. 16 illustrates a digitizer manufactured according to an embodiment of the present invention, wherein the circuit pattern 20 is an X-axis coordinate recognition pattern part having a plurality of X-axis electrodes spaced apart in a lateral direction, and the other circuit pattern ( 20a) is an example of the Y-axis coordinate recognition pattern unit having a plurality of Y-axis electrodes spaced in the longitudinal direction.
  • the circuit pattern 20 is an X-axis coordinate recognition pattern part having a plurality of X-axis electrodes spaced apart in a lateral direction
  • the other circuit pattern ( 20a) is an example of the Y-axis coordinate recognition pattern unit having a plurality of Y-axis electrodes spaced in the longitudinal direction.
  • the present invention simplifies the manufacturing process in manufacturing the digitizer shown in FIG. 16, greatly reduces the manufacturing cost, and the effect increases as the size of the digitizer increases, thus manufacturing the digitizer applied to the electronic blackboard having a large screen. It is suitable invention.
  • the present invention protects the circuit pattern 20 formed on the substrate 10 with a coating to keep the circuit pattern 20 firmly attached to the substrate 10, the repeated bending or bending deformation of the substrate 10 By preventing deformation and damage of the circuit pattern 20 by the operation reliability is improved.
  • the present invention does not need to attach a separate coverlay, and the circuit pattern 20 is protected by a coating layer, thereby increasing chemical resistance.
  • the present invention is to reduce the thickness in a flexible printed circuit board having a multi-layer structure to be able to manufacture a product using the compact, and to increase the marketability.
  • the present invention greatly reduces the manufacturing cost and greatly increases the commerciality.

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Abstract

본 발명은 연성인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 기재에 회로패턴을 형성하고, 기재에 코팅액을 도포하여 상기 회로패턴을 덮어 보호하는 보호코팅층을 형성함으로써 회로패턴을 기재에 견고하게 부착시키며, 기재의 반복된 굽힘이나 휨 변형에 의한 회로패턴의 변형 및 손상을 방지하여 동작 신뢰성을 향상시킨다.

Description

연성인쇄회로기판 및 그 제조 방법
본 발명은 연성인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 회로패턴을 보호하는 보호코팅층이 형성된 연성인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 2013년 4월 30일 출원된 한국특허출원 제10-2013-0048596호 및 2013년 8월 29일 출원된 한국특허 제10-2013-0103102호의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
연성인쇄회로기판은 얇은 절연 필름에 회로패턴을 형성하여 유연하게 구부러질 수 있는 기판이며, 휴대용 전자기기 및 장착 사용 시 굴곡 및 유연성을 요구하는 자동화 기기 또는 디스플레이 제품 등에 많이 사용되고 있다.
특히, 상기 연성인쇄회로기판은 근래에 들어 수요가 폭발적으로 증가하는 스마트폰 등과 같은 휴대 단말에 많이 사용되고 있다. 예를 들어 휴대 단말의 근거리 무선통신(NFC;Near Field Communication)안테나나, 디지타이저 등에 연성인쇄회로기판이 많이 사용되고 있다.
상기 디지타이저는 휴대폰, PDA, 노트북 등과 같은 전자기기의 디스플레이 패널에 적용되어 터치가 발생된 지점의 좌표를 인식하여 표시하는 장치로서, 디스플레이 패널에 자연스러운 필기 인식을 가능하게 한다.
이러한, 디지타이저는 최근에 스마트폰의 디스플레이 패널의 크기가 점차 커지고, 테블릿 PC 등의 개발, 실외 광고용 디스플레이 등에 적용되므로 디스플레이 패널의 크기에 맞게 점차 크기가 증가하고 있다.
또한, 도 1을 참고하면, 근래에 들어 학교, 학원 등의 교육기관이나, 회사에서 화면 출력이 가능하고, 화면에 판서가 가능한 전자 칠판(1)의 수요가 증가하고 있으며, 전자 칠판(1) 내에 디지타이저가 적용되어 부드럽고 정확한 판서가 가능하도록 하고 있다.
상기 전자 칠판(1)은 넓은 실내 또는 실외에 설치되어 강의, 세미나, 회의, 프리젠테이션 등에 사용되며, 다수의 사람들이 화면을 정확하게 볼 수 있도록 대형 디스플레이 패널을 사용하고 있다.
일반적으로, 연성인쇄회로기판은 연성을 가지는 기재에 합지된 동박을 에칭하여 제조되거나, 연성을 가지는 절연 필름에 도전성 페이스트 또는 도전성 잉크로 회로패턴을 인쇄한 후 회로패턴을 도금하여 제조된다.
그러나, 상기와 같은 일반적인 연성인쇄회로기판은 에칭과정 또는 도금과정을 거쳐야 하므로, 제조공정이 복잡하고, 제조 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 상기 회로패턴을 보호하기 위해 커버레이를 부착하고 있으나, 제조 비용이 많이 들고, 그 두께가 기설정된 두께 이하로 제조하기가 어려운 문제점이 있었던 것이다.
또한, 상기 회로패턴의 단자부를 도금하는 과정에서 회로패턴과 절연 필름 사이의 부착력이 저하되어 상기 회로패턴이 절연 필름과 쉽게 분리되는 불량이 발생되고 있다.
또한, 플렉시블 디스플레이 등에 적용되는 경우 굽힘과 휨의 지속적인 반복 시 회로패턴이 손상되고 변형되어 작동 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.
특히, 대형 화면을 가지는 전자 칠판에 적용되는 디지타이저의 경우 기판의 크기가 대형 화면에 대응되게 큰 관계로 회로패턴을 형성하는 과정에서의 제조 비용의 문제, 회로패턴이 절연 필름과 쉽게 분리되는 문제, 굽힘과 휨 변형에 의해 회로패턴이 손상되고 변형되는 문제가 크게 발생되고 있다.
그리고, 상기 연성인쇄회로기판은 기기 작동을 위한 회로를 효과적으로 배치하기 위해 다층 구조를 가지도록 제조되고 있고, 이 경우 서로 다른 회로패턴이 형성된 절연 필름을 본딩시트로 부착하여 제조되고 있다.
상기 다층 구조의 연성인쇄회로기판은 각 층의 회로패턴을 전기적으로 연결하기 위한 비아홀을 형성하는 데 제조 과정이 복잡하고, 각 층의 절연 필름을 본딩시트로 접착하여 일체화하므로 제조 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 상기 다층 구조의 연성인쇄회로기판은 본딩 시트의 접착력 저하 시 동작의 신뢰성이 안정적으로 유지되지 못하는 문제점이 있고, 두께를 줄이는 데 한계가 있어 적용되는 제품의 두께를 증대시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 회로패턴이 기재에 견고하게 부착된 상태로 유지되며, 자유롭게 휘어지고, 굽혀질 수 있는 연성인쇄회로기판 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 복층의 회로층을 형성하는데 있어 두께를 얇게 하고, 제조 비용을 절감하며 회로의 작동 신뢰성을 안정적으로 확보한 연성인쇄회로기판 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 연성인쇄회로기판은, 기재;
상기 기재에 형성된 회로패턴; 및
상기 기재에 형성되며 상기 회로패턴을 덮어 보호하며, 코팅액을 도포하여 경화한 보호코팅층을 포함한 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 보호코팅층은 상기 회로패턴 상에서 적어도 9㎛ 이상의 두께를 가지도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 연성인쇄회로기판은, 상기 보호코팅층 상에 형성되는 다른 회로패턴을 더 포함할 수 있고, 상기 보호코팅층에는 상기 회로패턴과 상기 다른 회로패턴을 전기적으로 연결하기 위한 비아홀이 형성되고, 상기 회로패턴과 상기 다른 회로패턴을 전기적으로 연결하는 도전체가 상기 비아홀 내에 충진될 수 있다.
본 발명에서, 상기 회로패턴은, 상기 기재의 일면에 형성되는 제1회로패턴; 및 상기 기재의 타면에 형성되는 제2회로패턴을 포함할 수 있고, 상기 보호코팅층은, 상기 제1회로패턴을 덮어 보호하는 제1보호코팅층; 및 상기 제2회로패턴을 덮어 보호하는 제2보호코팅층을 포함할 수 있고, 상기 기재에는 상기 제1회로패턴과 상기 제2회로패턴을 전기적으로 연결하는 비아홀이 형성될 수 있고, 상기 비아홀에는 도전체가 충전될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 연성인쇄회로기판은, 상기 제1보호코팅층과 상기 제2보호코팅층 상에 각각 다른 회로패턴층을 적어도 한층 형성하고, 상기 제1보호코팅층과 상기 제2보호코팅층 상에 다른 보호코팅층을 적어도 한층 형성하여 기재의 일면과 타면에 각각 동일한 층수의 보호코팅층과 회로패턴층을 형성할 수 있다.
본 발명에서 상기 제1회로패턴은 횡방향으로 이격된 복수의 X축 전극을 구비한 X축 좌표인식패턴부와 종방향으로 이격된 복수의 Y축 전극을 구비한 Y축 좌표인식패턴부 중 어느 하나이고, 상기 제2회로패턴은 횡방향으로 이격된 복수의 X축 전극을 구비한 X축 좌표인식패턴부와 종방향으로 이격된 복수의 Y축 전극을 구비한 Y축 좌표인식패턴부 중 다른 하나일 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 연성인쇄회로기판 제조 방법은, 기재에 회로패턴을 형성하는 단계; 및
상기 기재에 코팅액을 도포하여 상기 회로패턴을 덮어 보호하는 보호코팅층을 형성하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 회로패턴을 형성하는 단계는, 도전성 페이스트로 인쇄하는 과정 및 상기 회로패턴을 소성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 도전성 페이스트는 은분말과, 폴리머레진, 솔벤트를 포함하는 은페이스트이며, 상기 은페이스트는 은분말 73wt% ~ 88wt%, 폴리머레진 5.9wt% ~ 9.5wt%, 솔벤트 5.7wt% ~ 18.0wt%를 포함할 수 있고, 상기 소성하는 단계는 200℃ ~ 450℃에서 소성하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 보호코팅층을 형성하는 단계는, 비아홀이 형성되는 부분만 제외하고 상기 코팅액을 도포하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 기재는 PI필름 또는 PET필름이며, 상기 코팅액은 PAI용액 또는 PI용액일 수 있다.
본 발명에서 상기 코팅액은 말림방지제를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 코팅액은 실리카 2 ~ 5wt%를 포함하는 PI용액 또는 실리카 2 ~ 5wt%를 포함하는 PAI용액일 수 있다.
본 발명에서 상기 보호코팅층을 형성하는 단계는 방수코팅된 스크린 메쉬를 이용하여 스크린 인쇄로 상기 코팅액을 상기 기재에 도포하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 연성인쇄회로기판 제조 방법은, 상기 보호코팅층을 형성하는 단계 이전에 소성된 상기 회로패턴을 연마하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 연성인쇄회로기판 제조 방법은, 상기 회로패턴을 형성하는 단계 이전에 상기 기재에 비아홀을 형성하는 단계; 및 상기 비아홀에 도전체를 충진하는 비아홀 충진단계를 더 포함할 수 있고, 본 발명에서 상기 회로패턴을 형성하는 단계는 상기 기재의 일면에 제1회로패턴을 형성하는 과정; 및 상기 기재의 타면에 제2회로패턴을 형성하는 과정;을 포함할 수 있으며, 상기 보호층을 형성하는 단계는, 상기 기재의 일면과 상기 기재의 타면에 코팅액을 도포하여 건조하고, 경화시켜 상기 기재의 일면과 타면에 각각 상기 제1회로패턴과 상기 제2회로패턴을 덮어 보호하는 제1보호코팅층과 제2보호코팅층을 형성하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 연성인쇄회로기판 제조 방법은, 상기 회로패턴을 형성하는 단계 이전에 상기 기재를 가열하여 기재 내 수분을 제거하는 베이킹 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 기재에 형성된 회로패턴을 코팅층으로 보호하여 회로패턴을 기재에 견고하게 부착시키며, 기재의 반복된 굽힘이나 휨 변형에 의한 회로패턴의 변형 및 손상을 방지하여 동작 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명은 별도의 커버레이를 부착하지 않아도 되고, 코팅층으로 회로패턴을 보호하여 내약품성이 강해지는 효과가 있다.
본 발명은 다층 구조를 가지는 연성인쇄회로기판에서 두께를 줄여 이를 사용하는 제품을 콤팩트하게 제조할 수 있도록 하고, 상품성을 증대시키는 효과가 있다.
본 발명은 기재의 선열처리를 통해 도전성 페이스트로 인쇄된 회로패턴을 소성할 때 치수 안정성을 확보할 수 있으며, 소성 시 필름의 변형에 의한 회로패턴과 기재와의 부착력 저하를 방지하며 회로패턴의 부착력을 소성 후에도 안정적으로 유지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 비아홀의 내부에 도전성 페이스트를 안정적으로 충진시켜 기재의 양면에 형성된 회로패턴의 동작 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명은 제조 원가를 감소시켜 상품성을 크게 증대시키는 효과가 있다.
도 1은 전자 칠판을 사용 중인 예를 도시한 도면
도 2는 본 발명에 따른 연성인쇄회로기판의 일 실시 예를 도시한 단면도
도 3은 본 발명에 따른 연성인쇄회로기판의 다른 실시 예를 도시한 단면도
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 연성인쇄회로기판의 또 다른 실시 예를 도시한 단면도
도 6은 본 발명에 따른 연성인쇄회로기판 제조 방법의 일 실시 예를 도시한 공정도
도 7은 본 발명에 따른 연성인쇄회로기판 제조 방법의 일 실시 예를 도시한 개략도
도 8은 본 발명에 따른 연성인쇄회로기판 제조 방법의 다른 실시 예를 도시한 공정도
도 9는 본 발명에 따른 연성인쇄회로기판 제조 방법의 다른 실시 예를 도시한 개략도
도 10은 본 발명에 따른 연성인쇄회로기판 제조 방법의 또 다른 실시 예를 도시한 공정도
도 11은 본 발명에 따른 연성인쇄회로기판 제조 방법의 또 다른 실시 예를 도시한 개략도
도 12는 본 발명에 따른 연성인쇄회로기판 제조 방법의 또 다른 실시 예를 도시한 공정도
도 13은 본 발명에 따른 연성인쇄회로기판 제조 방법의 또 다른 실시 예를 도시한 개략도
도 14는 본 발명에 따른 연성인쇄회로기판 제조방법에서, 비아홀 부분을 보인 단면도
도 15는 본 발명에 따른 연성인쇄회로기판 제조 방법의 또 다른 실시 예를 도시한 공정도
도 16은 본 발명에 따른 연성인쇄회로기판의 일 실시 예인 디지타이저를 도시한 도면
*도면 중 주요 부호에 대한 설명*
10 : 기재 10a : 비아홀
20 : 회로패턴 20a : 다른 회로패턴
21 : 제1회로패턴 22 : 제2회로패턴
30 : 보호코팅층 30a : 다른 보호코팅층
31 : 제1보호코팅층 32 : 제2보호코팅층
40 : 캐리어
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 연성인쇄회로기판을 도시한 단면도이며, 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 연성인쇄회로기판은 기재(10) 및 상기 기재(10)에 형성된 회로패턴(20)을 포함한다. 상기 기재(10)에는 상기 회로패턴(20)을 덮어 보호하는 보호코팅층(30)이 형성된다. 상기 보호코팅층(30)은 코팅액을 도포하여 경화시켜 형성된다.
상기 기재(10)는 PI필름, PET필름, 폴리에스테르필름 등이 사용될 수 있으며, PI필름인 것이 바람직하다. PI필름은 두께가 얇고 유연하며 내열성, 내곡성이 우수하며 치수변경이 적고 열에 강하고, 200℃ ~ 450℃의 온도에서 소성 가능하게 하며, 얇고 굴곡성이 뛰어나다.
상기 회로패턴(20)은 동박, 은박, 알루미늄박 등의 금속박으로 형성된 것일 수도 있고, 도전성 페이스트를 소성하여 형성된 것일 수도 있다.
상기 회로패턴(20)은 제조 비용을 절감하고, 제조 공정을 단순화할 수 있도록 도전성 페이스트로 형성되어 소성된 것이 바람직하다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 연성인쇄회로기판은, 상기 보호코팅층(30) 상에 형성되는 다른 회로패턴(20a)을 더 포함할 수 있다.
상기 다른 회로패턴(20a)은 동박, 은박, 알루미늄박 등의 금속박으로 형성된 것일 수도 있고, 도전성 페이스트를 소성하여 형성된 것일 수도 있다.
상기 다른 회로패턴(20a)은 제조 비용을 절감하고, 제조 공정을 단순화할 수 있도록 도전성 페이스트로 소성된 것이 바람직하다.
상기 보호코팅층(30)에는 상기 회로패턴(20)과 상기 다른 회로패턴(20a)을 전기적으로 연결하기 위한 비아홀(10a)이 형성되고, 상기 비아홀(10a) 내에 상기 회로패턴(20)과 상기 다른 회로패턴(20a)을 전기적으로 연결하는 도전체가 충진된다.
상기 기재(10)에 형성되는 회로패턴(20)은 횡방향으로 이격된 복수의 X축 전극을 구비한 X축 좌표인식패턴부와 종방향으로 이격된 복수의 Y축 전극을 구비한 Y축 좌표인식패턴부 중 어느 하나이고, 상기 보호코팅층(30) 상에 형성되는 다른 회로패턴(20a)은 횡방향으로 이격된 복수의 X축 전극을 구비한 X축 좌표인식패턴부와 종방향으로 이격된 복수의 Y축 전극을 구비한 Y축 좌표인식패턴부 중 다른 하나인 것을 일 예로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 연성인쇄회로기판은 기재(10)에 상기 X축 좌표인식패턴부와 Y축 좌표인식패턴부 중 어느 하나가 형성되고, 상기 보호코팅층(30)의 표면에 상기 X축 좌표인식패턴부와 Y축 좌표인식패턴부 중 다른 하나가 형성되어 터치가 발생된 지점의 좌표를 찾을 수 있도록 한 디지타이저인 것을 일 예로 한다. 상기 X축 좌표인식패턴부와 상기 Y축 좌표인식패턴부는 상기 비아홀(10a)을 통해 서로 통전된다.
즉, 상기 회로패턴(20)은 상기 기재(10)와 상기 보호코팅층(30)의 표면에 복수의 X-Y 좌표를 갖는 격자형태로 형성될 수 있다.
상기 보호코팅층(30) 상에는 상기 다른 회로패턴(20a)을 덮어 보호하는 다른 보호코팅층(30a)이 형성되어 상기 다른 회로패턴(20a)을 보호할 수 있고, 상기 다른 보호코팅층(30a) 상에는 또 다른 회로패턴(미도시)이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 연성인쇄회로기판은, 복수의 보호코팅층과 상기 보호코팅층 상에 각각 형성된 복수의 회로패턴층을 포함하여 다층구조의 연성인쇄회로기판으로 제조될 수 있음을 밝혀둔다.
상기 보호코팅층(30)은, 상기 기재(10)에서 상기 회로패턴(20)이 형성된 면에 코팅액을 도포하고, 경화시켜 상기 회로패턴(20)을 덮도록 형성되며, 상기 회로패턴(20)을 보호한다.
상기 보호코팅층(30)은 상기 기재(10)와 동일한 계열의 코탱액을 이용하여 합성수지 코팅층으로 형성되어 상기 기재(10)와의 부착력이 우수하고, 상기 기재(10)와 더 견고하게 일체화되는 것이 바람직하다. 상기 기재(10)는 PI필름이고, 상기 보호코팅층(30)은 PI 코팅층 또는 PAI 코팅층인 것을 일 예로 한다.
상기 보호코팅층(30)은 말림 방지제가 포함된 코팅액으로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 말림방지제는 실리카인 것을 일 예로 한다.
상기 기재(10)의 한면에만 상기 보호코팅층(30)이 형성되는 경우 도포된 코팅액을 경화 시 상기 보호코팅층(30)의 수축에 의해 상기 기재(10)의 단부 측에서 말림 현상이 발생될 수 있다.
상기 말림방지제는 상기 보호코팅층(30)의 수축에 의한 상기 기재(10)의 단부 측에서 발생되는 말림현상을 방지하여 상기 보호코팅층(30)이 형성된 기재(10)가 최대한 평평한 상태가 되도록 한다.
상기 보호코팅층(30)은 상기 회로패턴(20) 상을 적어도 9㎛ 이상의 두께로 덮도록 형성되는 것이 바람직하며, 10㎛이상의 두께를 가지는 것이 더 바람직하다. 이는 상기 회로패턴(20)을 절연시키는 절연층의 역할을 할 수 있도록 하는 최소두께이다. 일 예로, 상기 회로패턴(20)의 두께가 10㎛일 때 상기 보호코팅층(30)은 상기 기재(10)에 19㎛ 이상의 두께를 가지도록 형성되고, 상기 회로패턴(20)의 두께가 15㎛일 때 상기 보호코팅층(30)은 24㎛이상의 두께를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.
도 4를 참고하면, 상기 회로패턴(20)은, 상기 기재(10)의 일면에 형성되는 제1회로패턴(21); 및 상기 기재(10)의 타면에 형성되는 제2회로패턴(22)을 포함하며, 상기 보호코팅층은 상기 제1회로패턴(21)을 덮어 보호하는 제1보호코팅층(31); 및 상기 제2회로패턴(22)을 덮어 보호하는 제2보호코팅층(32)을 포함한다.
상기 기재(10)에는 상기 제1회로패턴(21)과 상기 제2회로패턴(22)을 전기적으로 연결하는 비아홀(10a)이 형성된다.
상기 비아홀(10a)에는 도전체가 충전되어 상기 제1회로패턴(21)과 상기 제2회로패턴(22)을 전기적으로 연결하며 상기 도전체는 도전성 페이스트를 충전하여 형성할 수도 있고, 도금으로 형성된 것일 수도 있다.
상기 제1회로패턴(21)은 횡방향으로 이격된 복수의 X축 전극을 구비한 X축 좌표인식패턴부와 종방향으로 이격된 복수의 Y축 전극을 구비한 Y축 좌표인식패턴부 중 어느 하나이고, 상기 제2회로패턴(22)은 횡방향으로 이격된 복수의 X축 전극을 구비한 X축 좌표인식패턴부와 종방향으로 이격된 복수의 Y축 전극을 구비한 Y축 좌표인식패턴부 중 다른 하나인 것을 일 예로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 연성인쇄회로기판은 기재(10)의 일면에 상기 X축 좌표인식패턴부와 Y축 좌표인식패턴부 중 어느 하나가 형성되고, 상기 기재(10)의 타면에 상기 X축 좌표인식패턴부와 Y축 좌표인식패턴부 중 다른 하나가 형성되어 터치가 발생된 지점의 좌표를 찾을 수 있도록 한 디지타이저인 것을 일 예로 한다. 상기 X축 좌표인식패턴부와 상기 Y축 좌표인식패턴부는 상기 비아홀(10a)을 통해 서로 통전된다.
즉, 상기 제1회로패턴(21)과 상기 제2회로패턴(22)은 상기 기재(10)의 일면과 상기 기재(10)의 타면에 복수의 X-Y 좌표를 갖는 격자형태로 형성될 수 있다.
상기 제1보호코팅층(31)과 상기 제2보호코팅층(32)은 상기 기재(10)의 양면에 각각 형성되어 기재(10)의 말림 현상을 방지하고, 상기 기재(31)를 평평한 상태로 유지할 수 있도록 한다.
도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 연성인쇄회로기판은, 상기 제1보호코팅층(31) 상에 다른 회로패턴(21')을 형성하고, 상기 제1보호코팅층(31) 상에 다른 보호코팅층(31')을 형성하여 상기 기재(10)의 일면에 복수의 보호코팅층과 상기 보호코팅층에 각각 형성된 복수의 회로패턴층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2보호코팅층(32) 상에 또 다른 회로패턴(22')을 형성하고, 상기 제2보호코팅층(32) 상에 또 다른 보호코팅층(32')을 형성하여 상기 기재(10)의 타면에 복수의 보호코팅층과 상기 보호코팅층에 각각 형성된 복수의 회로패턴층을 포함할 수 있다.
상기 기재(10)의 일면과 타면에 적층되는 보호코팅층과 회로패턴층의 층수를 동일하게 형성함으로써 기재(10)의 말림현상을 방지한다.
즉, 일 예로 상기 제1보호코팅층(31)에 두층의 회로패턴과 보호코팅층을 더 적층하면 상기 제2보호코팅층(32)에 두층의 회로패턴과 보호코팅층을 더 적층하여 상기 기재(10)의 양면에 적층되는 보호코팅층과 회로패턴의 층수를 동일하게 형성함으로써 기재(10)의 말림현상을 방지하는 것이다.
상기 제1보호코팅층(31)과 상기 제2보호코팅층(32)은, 상기 코팅액을 도포할 때 비아홀(10a)이 형성되는 부분만 제외하고 상기 코팅액을 도포하여 형성될 수 있다. 상기 제1보호코팅층(31) 상에 적층되는 회로패턴층과, 상기 제2보호코팅층(32) 상에 적층되는 회로패턴층은 상기 비아홀(10a)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
도 6 및 도 7을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 연성인쇄회로기판 제조 방법은, 기재(10)에 회로패턴(20)을 형성하는 단계(S300); 및 상기 기재(10)에 코팅액을 도포하여 상기 회로패턴(20)을 덮어 보호하는 보호코팅층(30)을 형성하는 단계(S600)를 포함한다.
상기 회로패턴(20)을 형성하는 단계(S300)는, 상기 기재(10)에 동박, 은박, 알루미늄박 등의 금속박을 부착하고, 상기 금속박을 에칭하여 형성할 수도 있고, 동박, 은박, 알루미늄박 등의 금속박을 타발한 후 전사하여 형성할 수도 있다.
또한, 상기 회로패턴(20)을 형성하는 단계(S300)는, 도전성 페이스트로 상기 기재(10)에 회로패턴(20)을 인쇄하고, 상기 회로패턴(20)을 소성할 수도 있다.
상기 보호코팅층(30)을 형성하는 단계(S600)는, 코팅액을 상기 기재(10)에 도포하여 건조하고, 경화시켜 상기 기재(10)에 상기 회로패턴(20)을 덮어 보호하는 보호코팅층(30)을 형성한다.
상기 보호코팅층(30)을 형성하는 단계(S600)는, 도포된 코팅액을 200℃ ~ 450℃에서 20분 ~ 50분으로 가열하여 경화시키는 것을 일 예로 한다.
도 8 및 도 9를 참고하면, 상기 회로패턴(20)을 형성하는 단계(S300)는, 도전성 페이스트로 상기 기재(10)에 회로패턴(20)을 인쇄하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 연성인쇄회로기판 제조 방법은, 상기 회로패턴(20)을 소성하는 단계(S400)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 회로패턴(20)을 형성하는 단계(S300)는, 상기 보호코팅층(30) 상에 다른 회로패턴(20a)을 형성하는 과정(S610)을 더 포함할 수 있다.
상기 다른 회로패턴(20a)을 형성하는 과정(S610)은, 상기 보호코팅층(30) 상에 동박, 은박, 알루미늄박 등의 금속박을 부착하고, 상기 금속박을 에칭하여 형성할 수도 있고, 동박, 은박, 알루미늄박 등의 금속박을 타발한 후 상기 보호코팅층(30)에 전사하여 형성할 수도 있다.
또한, 상기 다른 회로패턴(20a)을 형성하는 과정(S610)은, 도전성 페이스트로 상기 보호코팅층(30) 상에 다른 회로패턴(20a)을 인쇄하는 과정을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 소성하는 단계(S400)는 상기 회로패턴(20)을 소성하는 과정(S410)과, 상기 다른 회로패턴(20a)을 소성하는 과정(S620)을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 다른 회로패턴(20a)을 도전성 페이스트로 스크린 인쇄하고 소성하여 형성하면 제조 비용을 절감하고, 제조 공정을 단순화할 수 있을 뿐 아니라 건조된 상기 보호코팅층(30)을 별도의 경화 과정없이 경화시킬 수 있다.
즉, 상기 보호코팅층(30)을 형성하는 단계(S600)는, 상기 코팅액을 상기 기재(10)에 도포하여 상기 보호코팅층(30)을 형성한 후 건조하고, 상기 다른 회로패턴(20a)을 형성하는 과정(S610)은 건조된 상기 보호코팅층(30)에 도전성 페이스트로 다른 회로패턴(20a)을 인쇄하여 형성하고, 상기 다른 회로패턴(20a)을 소성하여 상기 보호코팅층(30)을 별도의 경화과정없이 경화시킨다.
상기 보호코팅층(30)을 형성하는 단계(S600)는 상기 보호코팅층(30) 상에 상기 다른 회로패턴(20a)을 덮어 보호하는 다른 보호코팅층(30a)을 형성하는 과정(S630)을 더 포함할 수 있고, 상기 다른 회로패턴(20a)을 형성하는 과정(S610)과 상기 다른 보호코팅층(30a)을 형성하는 과정은 반복되어 복수의 보호코팅층(30)과 상기 보호코팅층(30)에 각각 형성된 복수의 회로패턴층을 가지는 다층 연성인쇄회로기판을 용이하게 제조할 수 있다.
상기 다른 회로패턴(20a)을 형성하기 전에 상기 보호코팅층(30)에 상기 회로패턴(20)과 상기 다른 회로패턴(20a)을 전기적으로 연결하는 비아홀(10a)을 형성하는 단계가 이루어질 수 있다.
상기 비아홀(10a)을 형성하는 단계는 상기 보호코팅층(30)을 관통하는 비아홀(10a)을 형성하고, 상기 비아홀(10a) 내부를 도금하여 채우거나, 상기 비아홀(10a) 내부를 도전성 페이스트로 채운다.
상기 보호코팅층(30)을 형성하는 단계(S600)는, 상기 코팅액을 도포하여 상기 보호코팅층(30)을 형성할 때 비아홀(10a)이 형성되는 부분만 제외하고 상기 코팅액을 도포하는 과정을 포함하는 것이 바람직하다. 이는 상기 비아홀(10a)을 형성하는 단계와 같이 별도의 단계 없이 비아홀(10a)을 형성하여 상기 회로패턴(20)과 상기 다른 회로패턴(20a)을 전기적으로 연결한다.
상기 보호코팅층(30)에서 형성된 비아홀(10a)은 상기 다른 회로패턴(20a)을 도전성 페이스트로 인쇄하여 형성할 때 상기 도전성 페이스트가 내부로 채워져 상기 회로패턴(20)과 상기 다른 회로패턴(20a)을 전기적으로 연결한다.
상기 다른 회로패턴(20a)을 형성하는 과정(S610) 전 상기 비아홀(10a)을 도전성 페이스트로 충전한 후 상기 다른 회로패턴(20a)을 도전성 페이스트로 인쇄하여 형성할 수도 있다.
상기 보호코팅층(30)을 형성하는 단계(S600)는, 상기 회로패턴(20)에서 비아홀(10a)로 연결되는 부분을 마스킹하여 커버한 후 코팅액을 상기 기재(10)에 도포하여 건조한 후 상기 마스킹된 부분을 제거하면 상기 회로패턴(20)과 상기 다른 회로패턴(20a)을 연결하는 부분 즉 비아홀(10a)이 노출되는 것이다.
또한, 상기 보호층을 형성하는 단계는 스크린 메쉬에 상기 비아홀(10a)이 형성되는 부분을 마스킹한 스크린 메쉬를 이용하여 코팅액을 스크린 인쇄로 상기 기재(10)에 도포함으로써 상기 비아홀(10a)을 형성할 수도 있다.
상기 회로패턴(20)을 형성하는 단계(S300)는, 상기 소성하는 단계(S400) 전 인쇄된 도전성 페이스트를 건조하는 과정을 포함하며, 상기 도전성 페이스트의 건조는 80℃ 이하의 온도에서 수행할 수 있다.
상기 회로패턴(20)을 인쇄하거나, 상기 다른 회로패턴(20a)을 인쇄하는 것은 스크린 인쇄인 것이 바람직하며, 상기 스크린 인쇄는 경화속도가 빠르고 접착성 및 굴곡성이 우수하므로 미세 패턴 형성에 적합하며, 기설계된 회로패턴을 저렴한 비용으로 형성할 수 있다.
상기 회로패턴(20)과 상기 다른 회로패턴(20a)을 도전성 페이스트로 스크린 인쇄한 후 소성하여 형성하면, 특히, 대형화면의 전자 칠판에 사용되는 디지타이저를 제조하는 데 있어 그 제조비용을 크게 절감할 수 있다.
상기 도전성 페이스트는 도전성 금속분말과 바인더를 포함한다. 도전성 금속분말은 은, 구리, 알루미늄, 니켈 중 선택된 1종 또는 선택된 2종 이상의 혼합물일 수 있다.
상기 도전성 페이스트는 은분말과, 폴리머레진, 솔벤트를 포함한 은페이스트인 것이 바람직하다. 상기 은페이스트는 은분말 73wt% ~ 88wt%, 폴리머레진 5.9wt% ~ 9.5wt%, 솔벤트 5.7wt% ~ 18.0wt%를 포함한다.
상기 은페이스트는 0.35wt% ~ 2.90wt의 분산제를 더 포함할 수도 있다.
상기 폴리머레진은 폴리에스테르계를 포함하며, 분자량이 25,000인 것을 일 예로 한다.
상기 은분말은 입자크기가 50nm ~ 5㎛인 것을 일 예로 하고, 바람직하게 0.5 ~ 1.2㎛이다. 상기 은 분말은 입자크기가 작아야 인쇄시 이동이 잘되고 소성시 은 분말끼리 붙어 저항이 낮아지므로 5㎛초과의 은분말에서는 저항을 30Ω 이하, 바람직하게는 23Ω 이하로 구현하기 어려운 문제점이 있다.
상기 소성하는 단계(S400)는 200℃ ~ 450℃에서 상기 기재(10) 또는 상기 보호코팅층(30)에 상기 은페이스트로 형성된 상기 회로패턴(20)을 소성하며, 바람직하게는 290℃ ~ 420℃로 소성시킨다. 상기 290℃ ~ 420℃의 소성온도는 연성인쇄회로기판의 기재(10)인 합성수지필름 즉, 상기 PI필름의 변형이나 손상없이 안정적으로 회로패턴(20)을 소성할 수 있는 온도범위이며, 도전성 페이스트로 인쇄되어 소성된 회로패턴(20)이 기설정된 범위의 비저항값을 가지도록 하고, 상기 회로패턴(20)의 부착력이 기준이상이 되도록 하는 온도범위이다.
소성은 은분말간 입자 성장에 의한 전기 전도도를 향상시키고, 후술될 비아홀(10a)에 충진된 도전성 물질과 기재(10)의 부착력을 향상시키기 위한 것이다.
상기 기재(10)에 인쇄되어 건조된 도전성 분말(은 분말)은 기재(10)와의 계면 분리가 발생하거나 크랙이 발생할 수 있다.
소성을 수행하지 않고 도전성 페이스트의 인쇄 후 건조만 한 경우에는 은 분말 간의 접촉에 의해 전기 전도가 수행되고, 소성을 수행한 후에는 은 분말 간의 입자 성장에 의해 전기 전도가 수행된다. 따라서, 건조 후 소성을 수행하면 은 분말 간의 입자 성장에 의해 전기 전도도가 더 향상되어 저항이 더 낮아지며, 계면 분리 및 크랙 발생이 방지된다.
소성온도는 200℃ 미만이면 계면 분리 방지 및 크랙 발생 방지 효과가 없고, 450℃를 초과하면 기재(10)가 탄화될 수 있다. 바람직하게는, 소성은 300~450℃ 온도범위에서 수행한다.
상기 회로패턴(20)은 4.0μΩ·cm 이상 6.5μΩ·cm이하의 비저항값을 가지도록 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 연성인쇄회로기판 제조 방법은, 상기 회로패턴(20)을 형성하는 단계(S300) 이전에 상기 기재(10)를 가열하여 선열변형시키는 단계(S100)를 더 포함할 수 있다.
상기 선열변형시키는 단계(S100)는 소성처리 시 상기 기재(10)의 변형을 방지하기 위한 선열처리로 기재(10)의 치수 안정성을 향상시킨다.
상기 선열변형시키는 단계(S100)는 상기 소성하는 단계(S400)의 소성온도와 동일하거나 높은 온도로 상기 기재(10) 즉, 상기 PI필름을 가열하는 과정을 포함하여, 선열변형시킴으로써 상기 소성하는 단계(S400)에서 상기 PI필름의 변형을 방지한다.
상기 소성하는 단계(S400)에서 제조하려는 연성인쇄회로기판의 종류, 해당 도전성 페이스트의 조성, 상기 회로패턴(20)에서 요구되는 비저항값 등에 의해 상기 소성온도가 기설정되고, 상기 선열변형시키는 단계(S100)는 상기 소성하는 단계(S400)에서 설정된 소성온도와 동일하거나 높은 온도로 상기 기재(10)를 가열하여 선열변형시키는 것이다.
하기의 표1 내지 표3은 PI필름을 두께 및 크기별로 400℃에서 7시간동안 선열처리하고, 선열처리된 PI필름을 소성온도인 350℃로 가열한 후 수축 변화율을 표시한 것이다.
하기 표1은 1/2밀(mill) 두께의 PI필름의 예이다.
표 1
필름의 두께 필름크기(mm) 선열처리후 필름 수축 변화량(400℃ 7시간) 소성온도(350℃ 30분) 수축량 누적 수축 변화량
1/2밀(mill) 287 -1.8(0.63%) 0 -1.8(0.63%)
309 -1.5(0.49%) 0 -1.5(0.49%)
250 -0.5(0.2%) 0 -0.5(0.2%)
229 -1.0(0.44%) 0 -1.0(0.44%)
하기 표2는 1밀(mill) 두께의 PI필름의 예이다.
표 2
필름의 두께 필름크기(mm) 선열처리후 필름 수축 변화량(400℃ 7시간) 소성온도(350℃ 30분) 수축량 누적 수축 변화량
1밀(mill) 291 -2.0(0.69%) 0 -2.0(0.69%)
310 -2.5(0.81%) 0 -2.5(0.81%)
250 -1.5(0.60%) 0 -1.5(0.60%)
233 -1.3(0.56%) 0 -1.3(0.56%)
하기 표3은 2밀(mill) 두께의 PI필름의 예이다.
표 3
필름의 두께 필름크기(mm) 선열처리후 필름 수축 변화량(400℃ 7시간) 소성온도(350℃ 30분) 수축량 누적 수축 변화량
2밀(mill) 286 -2.5(0.87%) 0 -2.5(0.87%)
306 -3.7(1.21%) 0 -3.7(1.21%)
250 -2.0(0.80%) 0 -2.0(0.80%)
227 -2.0(0.88%) 0 -2.0(0.88%)
상기 표1 내지 표3에서와 같이 상기 소성온도보다 높은 온도로 선열처리한 경우 선열처리 후 소성온도에서 재가열 시 상기 PI필름에서 두께 및 크기에 관계없이 수축 변화가 없음을 확인하였다.
즉, 상기 기재(10)를 가열하여 선열변형시키는 단계(S100)는, 상기 PI필름을 소성 전 선열변형시킴으로써 상기 회로패턴(20)의 소성 시 상기 PI필름의 수축 변형을 방지하고, 이에 따라 회로패턴(20)을 기설계된 위치로 정확하게 위치시켜 형성할 수 있도록 기재(10)의 치수 안정성을 확보하며, 소성 시 발생되는 기재(10)의 변형에 의해 상기 회로패턴(20)이 상기 기재(10)에 부착되는 부착력의 저하를 방지한다.
상기 기재(10)를 가열하여 선열변형시키는 단계(S100)는, 롤 형태로 감겨 보관 중인 PI필름을 박스 형태의 가열로 내에서 가열하여 한번에 대량의 PI필름을 선열처리하며, 롤 형태로 감겨져 선열처리된 PI필름을 롤투롤 방식을 통해 상기 회로패턴(20)을 형성하는 단계(S300), 상기 소성하는 단계(S400)가 차례로 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 의한 연성인쇄회로기판의 제조방법은, 상기 회로패턴(20)을 형성하는 단계(S300) 이전에 바람직하게는, 상기 선열변형된 기재(10)를 가열하여 기재(10) 내 수분을 제거하는 베이킹 단계(S200)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 베이킹 단계(S200)는, 상기 기재(10)가 선열변형된 후 장기간 보관 시 상기 기재(10) 내에 수분이 흡수되므로 상기 기재(10)를 80℃ ~ 150℃의 온도 범위에서 가열하여 상기 기재(10) 내에 포함된 수분을 제거한다.
상기 베이킹 단계(S200)는 상기 회로패턴(20)을 형성하는 단계(S300) 이전에 행해지며, 보관 중 상기 기재(10) 내에 포함된 수분을 가열하여 제거함으로써 상기 소성하는 단계(S400)에서 상기 기재(10) 내에 포함된 수분에 의한 수축 변형을 방지한다. 특히, 상기 PI필름은 보관 중 수분을 흡수하는 성질이 있어 상기 베이킹 단계(S200)를 거친 후 상기 회로패턴(20)을 형성하는 단계(S300)를 행하는 것이 바람직하다.
상기 보호코팅층(30)을 형성하는 단계는, 코팅액을 상기 기재(10)에 도포하여 보호코팅층(30)을 형성하고 건조한다.
상기 보호코팅층(30)은, 도포된 코팅액을 200℃ ~ 450℃에서 20분 ~ 50분으로 가열하여 경화시킬 수 있다. 또는, 상기 다른 회로패턴(20a)을 소성하는 과정(S620)에서 경화될 수 있다.
상기 코팅액은 PI(폴리이미드)용액으로, PI 15~35wt%를 포함한 용액으로, PI를 용매로 용해시킨 것이고, 상기 용매는 NMP의 희석액인 것을 일 예로 한다.
상기 코팅액은 PAI용액일 수 있으며, 상기 PAI용액을 도포하여 상기 보호코팅층(30)을 형성할 수도 있다. 상기 PAI용액은 PAI 15~35wt%를 포함한 용액으로, PAI를 용매로 용해시킨 것이고, 상기 용매는 NMP의 희석액인 것을 일 예로 한다.
상기 코팅액은 말림방지제를 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 말림방지제는 실리카인 것을 일 예로 한다. 상기 코팅액으로 실리카 2 ~ 5wt%를 포함한 PI용액 또는 실리카 2 ~ 5wt%를 포함한 PAI용액을 사용하는 것이 바람직하며, 더 바람직하게 실리카 2.5wt%를 포함한 PI용액 또는 PAI용액을 사용한다.
즉, 상기 PI용액은 PI 15~35wt%, 실리카 2 ~ 5wt%, 그 나머지인 잔부로 용매를 포함하여 형성하는 것을 일 예로 하며, 상기 PAI용액은 PAI 15~35wt%, 실리카 2 ~ 5wt%, 그 나머지인 잔부로 용매를 포함하여 형성하는 것을 일 예로 한다.
상기 말림방지제는 상기 보호코팅층(30)을 경화한 후 상기 기재(10)의 끝단부가 말리는 현상을 방지하기 위함이다.
상기 기재(10)에 코팅액을 도포하여 상기 보호코팅층(30)을 형성한 후 건조하고, 경화시키면 상기 보호코팅층(30)이 수축하면서 상기 기재(10)의 단부 측이 말리는 현상이 발생하며, 상기 말림방지제는 상기 보호코팅층(30)을 경화할 때 상기 보호코팅층(30)의 수축에 의해 상기 기재(10)의 단부 측이 말리는 현상을 방지하기 위해 상기 코팅액에 포함된다.
상기 PI용액 또는 상기 PAI용액에 실리카 2 ~ 5wt%가 포함될 때 말림현상이 최소화되는 것을 시험을 통해 확인하였다.
상기 보호코팅층(30)을 형성하는 단계(S600)는 상기 기재(10)의 일면에 도포된 코팅액을 90 ~ 150℃에서 5 ~ 25분 가열하여 건조시키는 과정을 포함한다.
상기 보호코팅층(30)은 상기 회로패턴(20) 상을 적어도 9㎛ 이상의 두께로 덮도록 형성되는 것이 바람직하며, 10㎛이상의 두께를 가지는 것이 더 바람직하다. 이는 상기 회로패턴(20)을 절연시키는 절연층의 역할을 할 수 있도록 하는 최소두께이다.
상기 보호코팅층(30)을 형성하는 단계(S600)는 상기 기재(10)의 일면에 코팅액을 스크린 인쇄로 도포하며, 스크린 인쇄 시 스크린의 메쉬크기로 상기 코팅액의 도포 두께를 조절할 수 있다.
상기 보호코팅층(30)은 공정을 단순화하고, 제조 비용을 절감하기 위해 한번의 스크린 인쇄로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 스크린 인쇄는 단위 면적(inch2) 당 40 ~ 100메쉬를 가지는 스크린 메쉬를 사용하는 것이 바람직하다. 이는 단위 면적(inch2) 당 40 ~ 100개의 메쉬를 가지는 것을 의미한다. 단위 면적(inch2) 당 40 ~ 100메쉬를 가지는 스크린 메쉬를 이용하여 PI용액 또는 PAI용액을 상기 기재(10)에 도포하면 상기 회로패턴(20)에서 적어도 9㎛ 이상의 두께를 가지는 보호코팅층(30)을 형성할 수 있다.
상기 보호코팅층(30)을 형성하는 단계(S600)는, 방수코팅된 스크린 메쉬를 이용하여 스크린 인쇄로 상기 코팅액을 상기 기재(10)에 도포하는 과정을 포함하는 것이 바람직하다.
방수코팅된 스크린 메쉬는 코팅액의 빠짐성이 개선되어 점도가 높은 코팅액 즉, PI용액 또는 PAI용액을 사용하여 상기 기재(10)에 도포할 수 있어 1회 코팅으로 보호코팅층(30)을 더 두껍게 형성하며, 1회 코팅으로 상기 회로패턴(20)에서 적어도 9㎛ 이상의 두께를 가지는 보호코팅층(30)을 용이하게 형성할 수 있도록 한다.
즉, 상기 보호코팅층(30)은 상기 기재(10)의 일면에 형성된 상기 회로패턴(20)을 보호하고, 상기 회로패턴(20)이 상기 기재(10)에 더 견고하게 부착될 수 있도록 하고, 상기 기재(10)의 휨변형에도 상기 회로패턴(20)이 상기 기재(10)에서 분리되는 것을 방지한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 연성인쇄회로기판 제조 방법은, 상기 보호코팅층(30)을 형성하는 단계(S600) 이전에 소성된 상기 회로패턴(20)을 연마하는 단계(S500)를 더 포함한다.
상기 회로패턴(20)은 도전성 페이스트로 인쇄 후 소성되면 표면에서 국부적으로 소수성이 발생되어 상기 코팅액이 원활하게 도포되지 못하는 경우가 발생할 수 있다.
상기 연마하는 단계(S500)는 상기 회로패턴(20)의 표면을 일부분 연마하여 상기 회로패턴(20)에서 소수성이 발생된 부분을 제거하고, 상기 보호코팅층(30)을 형성하는 단계(S600)에서 코팅액이 상기 회로패턴(20)에 원활하게 도포될 수 있도록 한다.
상기 연마하는 단계(S500)는 상기 회로패턴(20)의 표면을 1 ~ 3㎛ 연마하는 것을 일 예로 하며, 브러쉬 롤 등의 연마용 롤을 회전시키면서 상기 회로패턴(20)의 표면에 접촉시켜 연마하는 것을 일 예로 한다.
도 10 및 도 11을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 연성인쇄회로기판 제조 방법은, 상기 회로패턴(20)을 형성하는 단계(S200) 이전에 상기 기재에 비아홀(10a)을 형성하는 단계(S120); 및 상기 비아홀(10a)에 도전체를 충진하는 비아홀 충진단계(S140)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 회로패턴(20)을 형성하는 단계(S200)는 상기 기재(10)의 일면에 제1회로패턴(21)을 형성하는 과정(S210); 및 상기 기재(10)의 타면에 제2회로패턴(22)을 형성하는 과정(S220);을 포함할 수 있다.
상기 비아홀(10a)은 드릴 또는 레이저를 이용하여 상기 기재(10)의 필요한 부분 즉, 기설정된 회로설계에 따른 위치에 형성될 수 있다. 상기 비아홀(10a)은 상기 기재(10)의 일면에 형성되는 제1회로패턴(21)과 상기 기재(10)의 타면에 형성되는 제2회로패턴(22)을 전기적으로 연결하기 위해 형성된다. 상기 비아홀 충진단계(S140)는 상기 비아홀(10a) 내에 도전성 페이스트를 채워 상기 제1회로패턴(21)과 상기 기재(10)의 타면에 형성되는 제2회로패턴(22)을 전기적으로 연결할 수 있도록 한다.
상기 비아홀 충진단계(S140)는, 도금을 통해 은, 구리, 알루미늄, 금 등의 도전성 금속을 충진하거나, 도전성 페이스트를 인쇄하여 충진할 수 있고, 이외에도 상기 비아홀(10a) 내에 상기 제1회로패턴(21)과 상기 제2회로패턴(22)을 전기적으로 연결하는 도전체를 충진하는 다른 방법으로도 변형 실시될 수 있음을 밝혀둔다.
상기 제1회로패턴(21)을 형성하는 과정(S210)과 상기 제2회로패턴(22)을 형성하는 과정(S220)은, 상기 기재(10)에 동박, 은박, 알루미늄박 등의 금속박을 부착하고, 상기 금속박을 에칭하여 형성할 수도 있고, 동박, 은박, 알루미늄박 등의 금속박을 타발한 후 전사하여 형성할 수도 있다.
또한, 상기 제1회로패턴(21)을 형성하는 과정(S210)과 상기 제2회로패턴(22)을 형성하는 과정(S220)은, 도전성 페이스트로 상기 기재(10)에 인쇄하고, 소성할 수도 있다.
상기 보호코팅층을 형성하는 단계(S600)는, 상기 기재(10)의 일면과 상기 기재(10)의 타면에 코팅액을 도포하여 건조하고, 경화시켜 상기 기재(10)의 일면과 타면에 각각 상기 제1회로패턴(21)과 상기 제2회로패턴(22)을 덮어 보호하는 제1보호코팅층(31)과 제2보호코팅층(32)을 형성한다.
도 12 및 도 13을 참고하여 본 발명에 따른 연성인쇄회로기판 제조 방법의 다른 실시 예를 설명하면 하기와 같다.
상기 제1회로패턴(21)을 형성하는 과정(S210)과 상기 제2회로패턴(22)을 형성하는 과정(S220)은, 도전성 페이스트로 인쇄하는 과정을 포함하는 것이 바람직하며, 상기 소성하는 단계(S400)는 상기 제1회로패턴(21)과 상기 제2회로패턴(22)을 소성한다.
상기 제1회로패턴(21)을 형성하는 과정(S210)과 상기 제2회로패턴(22)을 형성하는 과정(S220)은, 상기 소성하는 단계(S400) 전 인쇄된 도전성 페이스트를 건조하는 과정을 포함하며, 상기 도전성 페이스트의 건조는 80℃ 이하의 온도에서 수행할 수 있다.
상기 제1회로패턴(21)을 형성하는 과정(S210)과 상기 제2회로패턴(22)을 형성하는 과정(S220)은, 도전성 페이스트로 스크린 인쇄하는 과정을 포함하는 것이 바람직하며, 상기 스크린 인쇄는 속도가 빠르고 접착성 및 굴곡성이 우수하므로 미세 패턴 형성에 적합하며, 기설계된 회로패턴을 저렴한 비용으로 형성할 수 있다.
상기 제1회로패턴(21)은 횡방향으로 이격된 복수의 X축 전극을 구비한 X축 좌표인식패턴부이고, 상기 제2회로패턴(22)은 종방향으로 이격된 복수의 Y축 전극을 구비한 Y축 좌표인식패턴부인 것을 일 예로 한다.
본 발명에 따른 연성인쇄회로기판은 기재(10)의 일면에 X축 좌표인식패턴부가 형성되고, 기재(10)의 타면에 상기 Y축 좌표인식패턴부가 형성되어 터치가 발생된 지점의 좌표를 찾을 수 있도록 한 디지타이저인 것을 일 예로 한다. 상기 X축 좌표인식패턴부와 상기 Y축 좌표인식패턴부는 상기 비아홀(10a)을 통해 서로 통전된다.
즉, 상기 제1회로패턴(21)과 상기 제2회로패턴(22)은 상기 기재(10)의 일면과 타면에 복수의 X-Y 좌표를 갖는 격자형태로 형성될 수 있다.
상기 제1회로패턴(21)과 상기 제2회로패턴(22)을 도전성 페이스트로 스크린 인쇄한 후 소성하여 형성하면, 특히, 대형화면의 전자 칠판에 사용되는 디지타이저를 제조하는 데 있어 그 제조비용을 크게 절감할 수 있다.
상기 소성하는 단계(S400)는 200℃ ~ 450℃에서 상기 기재(10)에 상기 은페이스트로 형성된 상기 제1회로패턴(21)과 상기 제2회로패턴(22)을 소성한다.
상기 소성하는 단계(S400)는, 상기 비아홀(10a) 내에 충진된 도전성 페이스트를 소성시킨다.
상기 연마하는 단계(S500)는, 상기 제1회로패턴(21)과 상기 제2회로패턴(22)의 표면을 일부분 연마하여 상기 제1회로패턴(21)과 상기 제2회로패턴(22)에서 소수성이 발생된 부분을 제거하고, 상기 보호코팅층을 형성하는 단계(S600)에서 코팅액이 상기 제1회로패턴(21)과 상기 제2회로패턴(22)에 원활하게 도포될 수 있도록 한다.
상기 연마하는 단계(S500)는 상기 제1회로패턴(21)과 상기 제2회로패턴(22)의 표면을 1 ~ 3㎛ 연마하는 것을 일 예로 하며, 브러쉬 롤 등의 연마용 롤을 회전시키면서 상기 제1회로패턴(21)과 상기 제2회로패턴(22)의 표면에 접촉시켜 연마하는 것을 일 예로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 연성인쇄회로기판 제조 방법은 상기 비아홀(10a)을 형성하는 단계(S120)와 상기 비아홀(10a) 충진 단계 사이에 상기 기재(10)의 타면에 캐리어(40)를 합지하는 단계(S130)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 기재(10)에 비아홀(10a)을 형성하고, 상기 기재(10)의 타면에 캐리어(40)를 합지한 후 상기 기재(10)의 일면에서 도전성 페이스트로 상기 비아홀(10a) 부분을 인쇄함으로써 상기 비아홀(10a) 내에 도전성 페이스트를 충진한다.
상기 캐리어(40)는 상기 도전성 페이스트가 상기 비아홀(10a)에 안정적으로 채워지게 한다. 또한, 상기 캐리어(40)는 상기 비아홀(10a)을 관통해 상기 기재(10)의 타면 측으로 흘러내리는 상기 도전성 페이스트를 막고 흡수하여 상기 도전성 페이스트가 상기 비아홀(10a)까지만 남게 할 수 있다. 이는 상기 도전성 페이스트가 상기 기재(10)의 타면 측으로 흘러 유출됨으로써 상기 기재(10)의 오염 및 이로 인한 쇼트를 방지한다.
또한, 상기 캐리어(40)는 상기 제1회로패턴(21)을 형성하는 과정(S210)에서 도전성 페이스트로 인쇄할 때 상기 기재(10)의 타면측으로 흘러내리는 상기 도전성 페이스트를 막고 흡수하여 상기 도전성 페이스트가 상기 비아홀(10a)까지만 남게 할 수 있다. 이는 상기 도전성 페이스트가 상기 기재(10)의 타면 측으로 흘러 유출됨으로써 상기 기재(10)의 오염 및 이로 인한 쇼트를 방지한다.
상기 캐리어(40)는 흡수지, 바람직하게는 습자지를 사용할 수 있다. 습자지는 밀도가 낮아 기공 사이로 상기 도전성 페이스트가 잘 흡수된다. 상기 캐리어(40)에는 점착제가 부착되어 있어 기재(10)와 합지가 용이할 수 있다.
상기 캐리어(40)는 상기 기재(10)의 타면 또는 일면에 롤 투 롤(roll to roll) 방식으로 합지되거나 제거될 수 있다. 상기 롤 투 롤 방식은 롤에 감겨져 있는 상기 기재(10)를 풀면서 상기 캐리어(40)를 합지하고 상기 캐리어(40)가 합지된 반대면에 도전성 페이스트를 인쇄하여 패턴을 형성하는 연속적인 과정이다. 상기 롤 투 롤 방식은 대량생산이 가능하고 생산단가를 절감할 수 있는 방법이다.
상기 비아홀 충진단계(S140)는 상기 제1회로패턴(21)을 형성하는 과정(S210)의 이전에 상기 기재(10)의 일면 측에서 도전성 페이스트로 상기 비아홀(10a) 부분을 미리 채워 상기 비아홀(10a) 내에 도전성 페이스트가 완전히 충진될 수 있도록 한다.
즉, 상기 비아홀(10a)은 상기 비아홀 충진단계(S140)에서 상기 기재(10)의 일면 측에 도전성 페이스트가 채워지며 이 때 상기 기재(10)의 타면 측에 일부분 상기 도전성 페이스트가 채워지지 못할 수도 있다.
상기 비아홀(10a) 내에서 상기 기재(10)의 타면 측에서 상기 도전성 페이스트로 채워지지 못한 부분은 상기 제2회로패턴(22)을 형성하는 과정(S220)에서 채워지며, 상기 비아홀(10a)의 내부는 도전성 페이스트로 충전되어 상기 제1회로패턴(21)과 상기 제2회로패턴(22)을 전기적으로 안정적으로 연결하여 동작 신뢰성을 향상시킨다.
본 발명에 따른 연성인쇄회로기판의 제조방법은, 상기 기재(10)의 일면에 상기 제1회로 패턴을 형성한 후 상기 기재(10)의 타면에서 캐리어(40)를 제거하는 단계(S211);
상기 제2회로 패턴을 형성하기 전 상기 기재(10)의 일면에 캐리어(40)를 합지하는 단계(S212);
상기 제2회로패턴(22)을 형성한 후 상기 기재(10)의 일면에서 캐리어(40)를 제거하는 단계(S221)를 더 포함한다.
상기 캐리어(40)는 상기 기재(10)의 일면에서 상기 비아홀(10a)을 막아 상기 도전성 페이스트가 상기 비아홀(10a)에 안정적으로 채워지게 한다. 또한, 상기 제2회로패턴(22)을 형성하는 과정(S220)에서 상기 비아홀(10a) 내에 충진된 도전성 페이스트가 상기 기재(10)의 일면 측으로 흘러 유출되는 것을 방지한다.
상기 캐리어(40)는 상기 도전성 페이스트가 상기 비아홀(10a)에 안정적으로 채워지게 한다. 또한, 상기 캐리어(40)는 상기 비아홀(10a)을 관통해 상기 기재(10)의 일면 측으로 흘러내리는 상기 도전성 페이스트를 막고 흡수하여 상기 도전성 페이스트가 상기 비아홀(10a)까지만 남게 할 수 있다. 이는 상기 도전성 페이스트가 상기 기재(10)의 일면 측으로 흘러 유출됨으로써 상기 기재(10)의 오염 및 이로 인한 쇼트를 방지한다.
상기 소성하는 단계(S400)는, 상기 제2회로패턴(22)을 형성하는 과정(S220) 전에 상기 제1회로패턴(21)을 소성하는 과정 및 상기 제2회로패턴(22)을 형성하는 과정(S220) 후 상기 제2회로패턴(22)을 소성하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 기재(10)의 일면에 도전성 페이스트로 상기 제1회로패턴(21)을 인쇄하고 1차 건조 - 1차 소결을 수행한 후, 상기 기재(10)의 타면에 도전성 페이스트로 상기 제2회로패턴(22)을 인쇄한 다음 2차 건조 - 2차 소결의 단계를 수행한다. 그러면, 도전성 페이스트가 상기 비아홀(10a)에 충진되는 양이 확보되고 비아홀(10a)을 통해 전기적으로 연결된 상기 제1회로패턴(21)과 상기 제2회로패턴(22)의 동작 신뢰성이 확보된다.
상기 제1회로패턴(21)을 소성하는 과정은 건조되고 캐리어(40)가 제거된 절연필름에서 도전성 페이스트의 형상 고정을 위한 것이다. 건조된 도전성 페이스트를 소결하면 도전성 페이스트가 비아홀(10a)에 충진된 형상이 유지되고 더 이상의 수축이 발생하지 않는다.
즉, 상기 비아홀(10a)에는 상기 도전성 페이스트가 안정적으로 충진되고, 기재(10)와의 계면 분리 및 크랙 발생이 방지된다.
상기 제1회로패턴(21)을 소성하는 과정 후에는 상기 비아홀(10a)에 충진된 도전성 페이스트의 상부와 하부가 1차 건조 후에 비하여 약간 더 요입되고 오목한 상태가 된다. 그러나, 소결된 도전성 페이스트는 더 이상의 수축이 발생하지 않아 비아홀(10a)의 도전성 페이스트 충진량을 확보하는데 용이하다.
즉, 상기 기재(10)의 일면에 상기 제1회로패턴(21) 인쇄시 비아홀(10a) 부분에 도전성 페이스트가 채워지도록 상기 비아홀(10a)에 도전성 페이스트를 1회 충진하고, 상기 기재(10)의 타면에 상기 제2회로패턴(22) 인쇄시 비아홀(10a) 부분에 도전성 페이스트(19)가 채워지도록 상기 비아홀(10a)에 도전성 페이스트를 2회 충진한다.
그러면, 도전성 페이스트가 상기 비아홀(10a)에 안정적으로 충진되고, 상기 비아홀(10a)을 통한 상기 기재(10)의 제1회로패턴(21)과 제2회로패턴(22)를 전기적으로 안정되게 연결하고, 상기 제1회로패턴(21)과 상기 제2회로패턴(22)의 동작 신뢰도가 확보된다.
도 14를 참고하면, 상기 비아홀(10a)에 충진된 도전성 페이스트의 건조는 80℃ 이하의 온도에서 수행할 수 있다. 상기 비아홀(10a)에 채워진 도전성 페이스트는 건조 과정에서 중력에 의해 상부와 하부가 오목한 상태가 된다.
상기 비아홀(10a)의 1회 채움으로는 상기 비아홀(10a)의 충진량이 부족하여 상기 제1회로패턴(21)과 상기 제2회로패턴(22)의 연결 시 동작 신뢰성 문제가 발생할 수 있다. 상기 도전성 페이스트는 건조되면 중력에 의해 비아홀(10a)에 채워진 모양이 오목한 형태로 변한다. 따라서, 비아홀(10a)의 신뢰성 확보를 위해 비아홀(10a)을 2회 채우는 과정이 필요하다.
즉, 상기 기재(10)의 일면에 상기 제1회로패턴(21) 인쇄 전 비아홀(10a) 부분을 채워 비아홀(10a)에 도전성 페이스트를 1회 충진하고, 상기 기재(10)의 타면에 상기 제2회로패턴(22) 인쇄전 비아홀(10a) 부분을 채워 상기 비아홀(10a)에 도전성 페이스트를 2회 충진한다.
그러면, 도전성 페이스트가 비아홀(10a)에 안정적으로 충진되고, 비아홀(10a)을 통한 절연필름의 일면 패턴과 타면 패턴의 연결 신뢰도가 확보된다.
도 15를 참고하면, 상기 제1회로패턴(21)을 형성하는 과정(S210) 이전에 상기 기재(10)의 표면을 개질하기 위한 코로나 처리 단계(S131)를 더 포함한다.
상기 코로나 처리 단계(S131)는, 상기 제1회로패턴(21)을 형성하는 과정(S210) 이전에 상기 기재(10)의 일면을 코로나 처리하는 과정(S132); 및
상기 제2회로패턴(22)을 형성하는 과정(S220) 이전에 상기 기재(10)의 타면을 코로나 처리하는 과정(S213)을 포함한다.
상기 코로나 처리 단계(S131)는, 기재(10)의 전체면 또는 패턴이 형성될 일부분의 표면 개질을 위한 것이다.
상기 표면 개질은 플라즈마처리, 코로나처리, 레이저처리, 에칭처리, 물리적처리 중 어느 하나의 방법으로 형성할 수 있으나, 이 중 처리시간이 짧고 작업성이 우수한 코로나처리가 가장 바람직하다.
코로나처리는 기재(10)의 수축, 변형 등의 손상없이 기재(10)의 표면의 개질을 수행하여 기재(10)와 도전성 페이스트의 접착력을 증대시킨다.
기재(10)의 전체면 또는 패턴 형성 부분에 수행한 표면 개질은 도전성 페이스트와 기재(10)의 부착력을 향상시키므로 소결된 도전성 페이스트의 박리문제를 해결한다.
상기 기재(10)의 일면을 코로나 처리하는 과정(S132)은 상기 기재(10)에 캐리어(40)를 합지하고, 상기 비아홀 충진단계(S140) 후 수행하는 것이 바람직하다. 상기 비아홀(10a)에 도전성 페이스트를 충진한 후, 상기 비아홀(10a)에 충진된 도전성 페이스트(15)를 건조하기 위한 건조 단계가 수행될 수 있는데, 코로나처리 후 건조를 수행하면 코로나처리의 효과가 반감된다. 따라서, 1차 코로나처리는 상기 비아홀(10a)에 도전성 페이트를 충진한 후 수행하고 연속하여 상기 기재(10)에 도전성 페이스트(15)를 인쇄하여 패턴을 형성하는 것이 코로나처리의 효과를 향상시키기에 가장 바람직하다.
상기 기재(10)의 타면을 코로나 처리하는 과정(S213)은 상기 비아홀 충진단계(S140)가 별도로 수행되지 않고 상기 제2회로패턴(22) 인쇄 시 비아홀(10a)이 함께 충진되므로 상기 기재(10)의 타면에 캐리어(40)를 합지한 후 코로나처리하고, 상기 도전성 페이스트로 인쇄하여 상기 제2회로패턴(22)을 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 경우 코로나처리가 가장 바람직하나, 코로나처리 대신 기재(10)의 전체면 또는 패턴 형성 부분에 플라즈마처리하여 미세요철을 형성함으로써 도전성 페이스트와 기재(10)의 부착력을 향상시킬 수도 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시 예로 제조된 디지타이저를 도시하고 있으며, 상기 회로패턴(20)은 횡방향으로 이격된 복수의 X축 전극을 구비한 X축 좌표인식패턴부이고, 상기 다른 회로패턴(20a)은 종방향으로 이격된 복수의 Y축 전극을 구비한 Y축 좌표인식패턴부인 것을 일 예로 한다.
본 발명은 도 16에서 도시된 디지타이저를 제조함에 있어 제조 공정을 단순화하고, 제조 비용을 크게 절감하며, 상기 디지타이저의 크기가 커질수록 그 효과가 증대하므로 대형화면을 가지는 전자칠판에 적용되는 디지타이저의 제조에 적합한 발명이다.
본 발명은 기재(10)에 형성된 회로패턴(20)을 코팅으로 보호하여 회로패턴(20)이 기재(10)에 견고하게 부착된 상태로 유지시키며, 기재(10)의 반복된 굽힘이나 휨 변형에 의한 회로패턴(20)의 변형 및 손상을 방지하여 동작 신뢰성을 향상시킨다.
본 발명은 별도의 커버레이를 부착하지 않아도 되고, 코팅층으로 회로패턴(20)을 보호하여 내약품성이 강해진다.
본 발명은 다층 구조를 가지는 연성인쇄회로기판에서 두께를 줄여 이를 사용하는 제품을 콤팩트하게 제조할 수 있도록 하고, 상품성을 증대시킨다.
본 발명은 제조 원가를 감소시켜 상품성을 크게 증대시킨다.
이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구 범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 기재;
    상기 기재에 형성된 회로패턴; 및
    상기 기재에 형성되며 상기 회로패턴을 덮어 보호하며, 코팅액을 도포하여 경화한 보호코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기재는 PI필름 또는 PET필름이며,
    상기 보호코팅층은 PI용액을 도포하여 경화한 PI 코팅층 또는 PAI용액을 도포하여 경화한 PAI 코팅층인 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보호코팅층은 말림 방지제가 포함된 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 말림 방지제는 실리카인 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보호코팅층은 상기 회로패턴 상에서 적어도 9㎛ 이상의 두께를 가지도록 형성된 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보호코팅층 상에 형성되는 다른 회로패턴을 더 포함하며,
    상기 보호코팅층에는 상기 회로패턴과 상기 다른 회로패턴을 전기적으로 연결하기 위한 비아홀이 형성되고, 상기 회로패턴과 상기 다른 회로패턴을 전기적으로 연결하는 도전체가 상기 비아홀 내에 충진된 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 회로패턴은,
    상기 기재의 일면에 형성되는 제1회로패턴; 및
    상기 기재의 타면에 형성되는 제2회로패턴을 포함하며,
    상기 보호코팅층은,
    상기 제1회로패턴을 덮어 보호하는 제1보호코팅층; 및
    상기 제2회로패턴을 덮어 보호하는 제2보호코팅층을 포함하고,
    상기 기재에는 상기 제1회로패턴과 상기 제2회로패턴을 전기적으로 연결하는 비아홀이 형성되며,
    상기 비아홀에는 도전체가 충전된 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1보호코팅층과 상기 제2보호코팅층 상에 각각 다른 회로패턴층을 적어도 한층 형성하고, 상기 제1보호코팅층과 상기 제2보호코팅층 상에 다른 보호코팅층을 적어도 한층 형성하여 기재의 일면과 타면에 각각 동일한 층수의 보호코팅층과 회로패턴층을 형성한 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1회로패턴은 횡방향으로 이격된 복수의 X축 전극을 구비한 X축 좌표인식패턴부와 종방향으로 이격된 복수의 Y축 전극을 구비한 Y축 좌표인식패턴부 중 어느 하나이고,
    상기 제2회로패턴은 횡방향으로 이격된 복수의 X축 전극을 구비한 X축 좌표인식패턴부와 종방향으로 이격된 복수의 Y축 전극을 구비한 Y축 좌표인식패턴부 중 다른 하나인 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판.
  10. 기재에 회로패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 기재에 코팅액을 도포하여 상기 회로패턴을 덮어 보호하는 보호코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 회로패턴을 형성하는 단계는, 도전성 페이스트로 인쇄하는 과정; 및
    상기 회로패턴을 소성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 도전성 페이스트는 은분말과, 폴리머레진, 솔벤트를 포함하는 은페이스트이며, 상기 은페이스트는 은분말 73wt% ~ 88wt%, 폴리머레진 5.9wt% ~ 9.5wt%, 솔벤트 5.7wt% ~ 18.0wt%를 포함하며,
    상기 소성하는 단계는 200℃ ~ 450℃에서 소성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판 제조 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 보호코팅층을 형성하는 단계는, 비아홀이 형성되는 부분만 제외하고 상기 코팅액을 도포하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판 제조 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 코팅액은 PAI용액 또는 PI용액인 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판 제조 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 코팅액은 말림방지제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판 제조 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 코팅액은 실리카 2 ~ 5wt%를 포함하는 PI용액 또는 실리카 2 ~ 5wt%를 포함하는 PAI용액인 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판 제조 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 보호코팅층을 형성하는 단계는 방수코팅된 스크린 메쉬를 이용하여 스크린 인쇄로 상기 코팅액을 상기 기재에 도포하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판 제조 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 보호코팅층을 형성하는 단계 이전에 소성된 상기 회로패턴을 연마하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판 제조 방법.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 회로패턴을 형성하는 단계 이전에 상기 기재에 비아홀을 형성하는 단계; 및 상기 비아홀에 도전체를 충진하는 비아홀 충진단계를 더 포함하며,
    상기 회로패턴을 형성하는 단계는 상기 기재의 일면에 제1회로패턴을 형성하는 과정; 및
    상기 기재의 타면에 제2회로패턴을 형성하는 과정;을 포함하며,
    상기 보호층을 형성하는 단계는,
    상기 기재의 일면과 상기 기재의 타면에 코팅액을 도포하여 건조하고, 경화시켜 상기 기재의 일면과 타면에 각각 상기 제1회로패턴과 상기 제2회로패턴을 덮어 보호하는 제1보호코팅층과 제2보호코팅층을 형성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판 제조 방법.
  20. 제10항에 있어서,
    상기 회로패턴을 형성하는 단계 이전에 상기 기재를 가열하여 기재 내 수분을 제거하는 베이킹 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판 제조 방법.
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