WO2022045666A1 - 연성 인쇄회로기판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 연성 인쇄회로기판 - Google Patents

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circuit board
printed circuit
flexible printed
coverlay film
laminate
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김성문
김진우
박수병
채동호
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주식회사 두산
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a flexible printed circuit board and to a flexible printed circuit board manufactured by the method, and specifically, to mass mass production by a roll-to-roll (R2R) process of the entire process. It relates to a method for manufacturing a double-sided exposed flexible printed circuit board having excellent performance and cost reduction effect, and to a double-sided exposed flexible printed circuit board manufactured by the method.
  • R2R roll-to-roll
  • a double-sided exposed (DOUBLE ACCESS) type flexible printed circuit board has a circuit pattern formed on the copper foil itself. After attaching a coverlay having a plurality of openings to one surface of one copper foil, the circuit pattern is formed, and then A coverlay having a plurality of openings is attached to the other surface of the copper foil so that the circuit pattern can be accessed from both sides through the openings of the coverlay.
  • This double-sided exposure type flexible printed circuit board may be generally manufactured by the following method.
  • a first coverlay film that is punched and has a plurality of punched parts is laminated on the lower portion of the copper foil by a hot press machine, and then guide holes for interlayer registration are formed in the copper foil during exposure. Thereafter, a dry film is placed on the outer surface of the copper foil, while a carrier film is placed on the outer surface of the first coverlay film, followed by exposure, development, etching, and peeling and removing the dry film, then the carrier film is removed do. Then, the second coverlay film punched out on the outer surface of the copper foil may be laminated by a hot press machine to manufacture a flexible printed circuit board.
  • a conventional flexible printed circuit board is manufactured in the form of a panel.
  • a pressing process using surface pressure is involved during lamination.
  • fine voids are generated at the interface where the metal panel and the coverlay film are laminated due to the lamination of the surface and the surface.
  • there is a limit to removing voids through long-term surface pressure press Even if the voids are removed by performing the surface pressure press for a long time, the dimensional change rate between the film and the metal circuit is different, so that stretch defects may occur.
  • a guide hole punching process for forming a separate guide hole in the metal foil was required.
  • the punching part which is a guide hole of the first coverlay film Drill a guide hole at the position of the metal foil corresponding to the position.
  • R2R roll-to-roll
  • the present invention provides a method of manufacturing a flexible printed circuit board by a roll-to-roll continuous manufacturing method. forming one or a plurality of first holes and a plurality of first recognition marks in the first coverlay film continuously supplied from the coverlay supply roller; (S200) laminating the metal foil continuously supplied from the metal foil supply roller on which the metal foil is wound on the first surface of the first coverlay film of the step (S100) to form a first laminate to do; and (S300) laminating the first dry film and the second dry film continuously supplied from the first and second dry film supply rollers on the first and second surfaces of the first laminate, respectively, to form a second laminate and forming a , wherein the width of the first coverlay film is wider than the width of the metal foil, and the plurality of first recognition marks of step S100 are the second non-overlapping metal foils. 1 is formed in the area of the coverlay film.
  • the above-described method does not include the step of forming a recognition mark for registration during exposure on the metal foil of the first laminate after the step (S200) and before the step (S300).
  • the first coverlay film may be pre-laminated on the metal foil using a pair of first heating rollers respectively opposed to both surfaces of the first laminate.
  • the method may include, after the step (S300), (S400) forming a cured area and an uncured area by partially exposing the first dry film using an exposure mask; (S500) removing a predetermined area of the first dry film by developing the second laminate of step (S400); (S600) etching the second laminate of step S500 to form a circuit pattern and a plurality of second recognition marks on the metal foil, and forming the plurality of second recognition marks on both ends of the metal foil; and (S700) simultaneously removing the first and second dry films from the second laminate of step S600 to form a third laminate.
  • the method includes one or a plurality of second holes and a plurality of third holes in the second coverlay film continuously supplied from the second coverlay supply roller on which the second coverlay film is wound after the step (S700). forming a recognition mark; and laminating the second coverlay film on the first surface of the third laminate.
  • the line lamination may be performed using a pair of second heating rollers respectively opposed to both surfaces of the third laminate.
  • the present invention provides a flexible printed circuit board manufactured by the above method.
  • the present invention can exhibit the effects of reducing handling defects, reducing manpower, shortening the manufacturing process time, improving quality, and improving yield by automatically and continuously manufacturing flexible printed circuit boards through roll-to-rolling of the entire process. Performance and cost savings can be improved.
  • 1 to 8 are cross-sectional views illustrating each process of manufacturing a flexible printed circuit board according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing an apparatus used for manufacturing a flexible printed circuit board according to the present invention.
  • FIG. 10 is a plan view schematically illustrating a second coverlay film for measuring MD and TD dimensional change rates.
  • 13b first recognition mark, 20: metal foil;
  • 20a the first side of the metal foil
  • 20b the second side of the metal foil
  • 51 a second substrate
  • 52 a second adhesive layer
  • 53a second hole
  • 53b third recognition mark
  • first laminate 200A, 200B, 200C, 200D: second laminate
  • the present invention provides a coverlay film disposed on one side of a metal foil in manufacturing a double access type flexible printed circuit board (FPCB) in which a coverlay film is laminated on both sides of a metal foil on which a circuit pattern is formed, It has a wider width than the width of the metal foil (metal foil) to use a coverlay film drawn out on both sides of the metal foil. That is, the coverlay film has a non-overlapping area with the metal foil, that is, a dummy area.
  • a recognition mark eg, an alignment hole
  • the exposed recognition mark may be used as a reference for aligning the alignment between the coverlay punching part and the metal circuit in the exposure process. Therefore, the present invention, unlike the prior art, prior to circuit pattern formation, using a punching machine (eg, laser drill) to expose the metal foil in the laminate of the coverlay film and the metal foil to the recognition mark (eg, recognition hole) for matching The process of forming can be omitted. For this reason, in the present invention, production efficiency can be improved by simplifying the manufacturing process.
  • a punching machine eg, laser drill
  • the above-described recognition mark is punched together.
  • a hole hereinafter, 'first hole'
  • the metal foil and the coverlay film are laminated by linear pressure pressing with a pair of heating rollers.
  • linear pressure lamination is performed instead of surface pressure lamination.
  • the present invention can significantly lower the occurrence of voids between the interface between the metal foil and the coverlay film, and thus not only the defective rate of the product, but also the laminating time can be shortened to lower the dimensional change rate of the product.
  • the present invention by laminating the metal foil and the coverlay film using a pair of heating rollers, while bonding the continuously supplied metal foil and the coverlay film, the bonded metal foil and the coverlay
  • the laminate can be transferred automatically and continuously to subsequent processes.
  • the present invention unlike the prior art, since the flexible circuit board can be manufactured automatically and continuously through roll-to-roll (R2R)ization of the entire process, manual and intermediate processes can be omitted. Accordingly, the present invention not only facilitates quality control by preventing the occurrence of defects or mismatches such as wrinkling and contamination of products due to manual labor, but also enables large-area flexible printed circuit boards.
  • the present invention not only attaches the dry film to the metal foil side surface of the coverlay film-metal foil laminate, but also attaches the dry film to the coverlay film side surface. That is, in the present invention, unlike the prior art, since the dry film is attached to the coverlay film side of the laminate instead of the carrier film, there is no need to separately perform the process of attaching and detaching the carrier film. In addition, since the dry film is manufactured for the purpose of circuit implementation, the adhesive layer of the dry film itself has excellent chemical resistance, unlike the adhesive layer of the carrier film. For this reason, the coverlay film side dry film (ie, the lower dry film of the laminate) can prevent the etchant from penetrating into the holes of the coverlay film during etching.
  • the present invention can improve the quality and productivity of the flexible printed circuit board because the circuit defect rate due to the penetration of the etchant is low.
  • the present invention unlike the prior art, since the lower dry film can also be removed without a residue during the upper strip process for removing the upper dry film, the manufacturing process is simplified and production efficiency can be further improved.
  • the present invention can exhibit the effects of reducing handling defects, reducing manpower, shortening the manufacturing process time, improving quality control and yield, and further mass-producing flexible printed circuit boards by automatically and continuously manufacturing flexible printed circuit boards through roll-to-rolling of the entire process. Performance and cost savings can be improved.
  • the manufacturing method of the flexible printed circuit board is a manufacturing method of the flexible printed circuit board by the roll-to-roll continuous manufacturing method, and (S100) is continuously supplied from the first coverlay supply roller on which the first coverlay film is wound. forming one or a plurality of first holes and a plurality of first recognition marks in the first coverlay film to be used; (S200) laminating the metal foil continuously supplied from the metal foil supply roller on which the metal foil is wound on the first surface of the first coverlay film of the step (S100) to form a first laminate to do; and (S300) laminating the first dry film and the second dry film continuously supplied from the first and second dry film supply rollers on the first and second surfaces of the first laminate, respectively, to form a second laminate and forming a , wherein the width of the first coverlay film is wider than the width of the metal foil, and the plurality of first recognition marks of step S100 are the second non-overlapping metal foils. 1 is formed in the area of the coverlay film.
  • the method for manufacturing a flexible printed circuit board according to the present invention does not have to be manufactured by sequentially performing each of the following steps, but may be performed by modifying or selectively mixing the steps of each process according to design specifications.
  • holes (hereinafter, 'first holes') 13a for circuit patterns such as via holes (BVH) are formed as designed.
  • the first recognition mark 13b which is a criterion for aligning the alignment between the coverlay punching part and the metal circuit in the exposure process, is punched together in the non-overlapping area with the metal foil.
  • the first recognition mark 13b is a through hole, and may be formed in a region of the first coverlay film that is non-overlapping with the metal foil.
  • the shape of the through hole is not particularly limited, for example, a circular shape; polygons such as squares and triangles; It may be a cross, etc.
  • the first coverlay film 10 used in the present invention includes a first substrate 11; and a first adhesive layer 12 disposed on one surface of the substrate.
  • An example of the substrate 11 is not particularly limited as long as it is known in the art, and for example, polyimide (PI), polyethylene terephalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), or the like may be used.
  • PI polyimide
  • PET polyethylene terephalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • the first coverlay film 10 has a predetermined width in a direction (Transverse Direction, TD) intersecting the traveling direction while having a long strip shape (eg, a tape shape) in a machine direction (MD). .
  • TD Transverse Direction
  • MD machine direction
  • the width (W 1 ) of the first coverlay film 10 according to the present invention is wider than the width (W 2 ) of the metal foil.
  • the width (W 1 ) of the first coverlay film may be about 5 to 30 mm wider than the width of the metal foil (W 2 ). That is, the width (W 1 ) of the first coverlay film may be wider than the width of the metal foil (W 2 ) by about 2.5 to 15 mm on both sides of the metal foil, respectively.
  • the dummy area ?W is a non-overlapping area with the metal foil, in which a plurality of first recognition marks 13b are formed. In this case, the plurality of first recognition marks 13b may be formed symmetrically to each other. The first recognition mark 13b is exposed even when the metal foil is disposed on the first coverlay film as described above.
  • the first recognition mark 13b is a circuit pattern forming area using a dry film during exposure, even if a separate recognition mark is not formed on the metal foil, and a first hole ( 13a) is used as a criterion (ie, an alignment hole) for matching between them. Accordingly, the present invention can omit the process of forming a separate recognition mark (eg, a guide hole) on the metal foil, unlike the prior art, and thus can improve production efficiency due to the simplification of the manufacturing process.
  • a separate recognition mark eg, a guide hole
  • the device for punching the coverlay film is not particularly limited as long as it is generally known in the art, and for example, there is a laser device, a punching machine (mold punching, rotary punching), and the like.
  • step (S100) the first hole 13a and the first recognition mark 13b are formed on one surface of the first coverlay film 10, the metal foil continuously supplied from the metal foil supply roller (metal foil) By laminating 20, the first laminate 100 is continuously formed (refer to FIG. 2).
  • the first laminate 100 continuously formed in the step (S200) is continuously and automatically transferred to the subsequent process side by the transfer rollers.
  • the metal foil 20 is laminated on the first surface (eg, the upper surface) 10a of the first coverlay film 10 by a laminating device, and the metal foil is applied to the first coverlay film 10 .
  • (20) is a step of forming the laminated first laminate 100.
  • the metal foil 20 usable in the present invention is not particularly limited as long as it is a metal foil made of a conductive material commonly used in the art.
  • the conductive material include chromium (Cr), nickel (Ni), zinc (Zn), molybdenum (Mo), tungsten (W), cobalt (Co), lead (Pb), silver (Ag), tantalum (Ta), copper (Cu), aluminum (Al), manganese (Mn), iron (Fe), titanium (Ti), tin (Sn), steel (Steel), zinc (Zn) and vanadium (V), palladium (Pd) and the like, and these may be used alone or in the form of a mixture or alloy of two or more thereof.
  • the metal foil 20 may be a copper foil.
  • the metal foil 20 has a long band shape (eg, a tape shape) in the traveling direction MD, and its size can be adjusted according to the size of the final flexible printed circuit board.
  • a long band shape eg, a tape shape
  • the width W 2 of the metal foil 20 according to the present invention is smaller than the width W 1 of the first coverlay film 10 described above. Accordingly, a partial region (ie, a dummy region) of the first coverlay film 10 that is non-overlapping with the metal foil 20 is exposed in the first laminate 100 , and thus a plurality of regions formed in the dummy region of the first recognition mart 13b is also exposed.
  • the thickness of the metal foil 20 is not particularly limited, and may be, for example, about 5 to 50 ⁇ m, specifically, about 5 to 35 ⁇ m.
  • Examples of the laminating apparatus usable in the present invention are not particularly limited as long as they are known in the art, and for example, a heating roller, a hot press machine, and the like.
  • the present invention can prevent dimensional change of the product due to the shortening of the heat-pressing time, unlike the conventional method using a hot press, which is a cotton press method.
  • the pair of heating rollers continuously press the interface between the first coverlay film and the metal foil, voids at the interface can be removed, and thus the occurrence of voids is suppressed, and thus manufactured according to the present invention The defective rate of the flexible printed circuit board can be reduced.
  • the step (S200) is performed using a pair of first heating rollers facing each other on both surfaces of the first laminate 100 to form the first coverlay film 10 of the first coverlay film 10 .
  • the metal foil 20 is laminated on the surface 10a.
  • the first heating roller has an induction coil installed therein, and when an alternating current is applied to the induction coil, magnetic lines of force are generated, and the eddy currents induced by the magnetic lines of force flow on the surface of the roller, causing the roller to generate heat.
  • the first heating roller has excellent thermal efficiency, has a semi-permanent lifespan, and has a uniform temperature distribution, so that the metal foil 20 and the first coverlay film 10 can be uniformly bonded.
  • the step (S200) may be performed for about 1 second to 3 minutes, specifically 5 seconds to 3 minutes.
  • the defect rate of the product can be reduced as well as the dimensional change rate of the product can be reduced.
  • the first dry film 30 and the second dry film 40 continuously supplied from the first and second dry film supply rollers, respectively, are applied to the first layer of the first laminate 100 .
  • a second laminate 200A is formed by laminating each of the surface (eg, the upper surface) and the second surface (eg, the lower surface).
  • the first surface of the first laminate 100 is the surface 20a of the metal foil 20 in contact with the first dry film 30
  • the second surface of the first laminate 100 is the second surface The surface 10b of the first coverlay film 10 in contact with the dry film 40 .
  • the first dry film 30 is disposed on the first surface (eg, the upper surface) of the first laminate 100 on which the circuit pattern is to be implemented, but also the second surface of the first laminate 100 (
  • the second dry film 40 is also disposed on the lower surface).
  • the first and second dry films 30 and 40 may be the same as or different from each other. However, they are preferably identical to each other in order to simultaneously remove them.
  • the first dry film 30 may include a photosensitive resist layer to implement a circuit pattern on the metal foil 20 .
  • the second dry film 40 prevents the etching solution from penetrating into the first hole 13a and the first recognition mark 13b of the first coverlay film 10 in the etching process.
  • the second dry film 40 by arranging the dry films 30 and 40 on both sides of the second laminate 200A, unlike the prior art using a carrier film, there is no need to perform a separate removal process of the carrier film.
  • the second dry film 40 may be peeled off and removed together, thereby simplifying the manufacturing process and thus improving production efficiency.
  • the present invention can be removed without the residue of the adhesive layer when the first and second dry films 30 and 40 are peeled off.
  • the first and second dry films 30 and 40 usable in the present invention are not particularly limited as long as they are generally known in the art.
  • the first and second dry films 30 and 40 may have a structure in which a photoresist layer and a protective layer (eg, a polyester film) are sequentially stacked on a substrate (eg, a polyester film).
  • the widths of the first and second dry films 30 and 40 are preferably smaller than the width of the first coverlay film 10 , and specifically may be the same as the width of the metal foil 20 . Accordingly, in the second laminate 200A, like the first laminate 100 , the dummy regions of the first and second dry films 30 and 40 and the non-overlapping first coverlay film 10 are exposed. Therefore, the plurality of first recognition marks 13b formed in the dummy area are also exposed.
  • the first and second dry films 30 and 40 are sequentially supplied from the first and second dry film supply rollers, respectively wound, on the first and second surfaces of the first laminate 100 . are laminated to each other. At this time, a pair of pressing rollers disposed opposite to each other on both surfaces of the first laminate 100 are used. That is, the first and second dry films 30 and 40 respectively supplied to the upper and lower sides of the first laminate are passed through the pair of pressing rollers together with the first laminate 100 at the same time, The first and second dry films 30 and 40 may be collectively compressed on both surfaces of the first laminate 100 , respectively.
  • the first dry film 30 is exposed to form a cured area and an uncured area (see FIG. 4 ).
  • the step (S400) may include (S410) laminating an exposure mask on the first dry film 30 of the second laminate 200A; and exposing the first dry film (S420).
  • the second stacked body 200A protrudes from both sides using a registration recognition camera, that is, the second stacked body 200A, that is, the second layer present in the dummy area ⁇ W on both sides of the first coverlay film 10, respectively.
  • An exposure mask (not shown) and the second laminate 200A are matched based on the recognition mark 13b.
  • a cured area 30A and an uncured area 30B are formed on the first dry film 30 through the exposure in step (S420). However, in the present invention, some of the uncured regions 30B1 and 30B2 30B2 are formed at both ends of the first dry film.
  • This uncured area 30B2 is removed by development, so that the exposed area of the metal foil 20 is removed by etching and a second recognition mark for alignment with the second coverlay film 50 ( 22) is formed.
  • the second recognition mark 22 may be a through hole.
  • the shape of the through hole is not particularly limited, for example, a circular shape; polygons such as squares and triangles; It may be a cross, etc.
  • the photo mask (not shown) contains a pattern corresponding to the circuit pattern designed on the metal foil, and the incident light is blocked by the pattern and cured for each unit area in the first dry film 30 . Regions 30A and uncured regions 30B1 and 30B2 are formed. At this time, depending on whether the exposure mask is a positive type or a negative type, the non-exposed part or the exposed part is removed by a developer later.
  • the exposure method is not particularly limited as long as it is known in the art, such as a contact type, proximity type, projection type, and the like.
  • Such exposure may include excimer laser, deep ultraviolet, ultraviolet, visible light, electron beam, X-ray or g-ray (wavelength about 436 nm), i-ray (wavelength about 365 nm), h-ray (wavelength about 405 nm) or It can be irradiated using these mixed rays.
  • the uncured regions 30B1 and 30B2 are removed by developing the second laminate 200B to which the first dry film 30 is partially exposed with an alkali developer. do. Accordingly, a second laminate 200C in which a portion of the metal foil 20 is exposed through the regions 31 and 32 removed from the first dry film is obtained. The exposed region of the metal foil 20 is removed through a subsequent etching process, so that the circuit pattern 21 and the plurality of second recognition marks 22 are formed on the metal foil 20 .
  • alkaline developer usable in the present invention examples include an aqueous solution of quaternary ammonium hydroxide such as tetramethyl ammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide; There are amine-based aqueous solutions such as ammonia, ethylamine, diethylamine, and triethylamine, but is not limited thereto.
  • quaternary ammonium hydroxide such as tetramethyl ammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide
  • amine-based aqueous solutions such as ammonia, ethylamine, diethylamine, and triethylamine, but is not limited thereto.
  • a second laminate 200D can be obtained.
  • step S600 the metal foil region exposed through the removal regions 31 and 32 of the first dry film in the second laminate 200C is selectively removed using an etching solution. That is, in the metal foil 20 in the second laminate 200D, portions corresponding to the removal regions 31 and 32 of the first dry film 30 are removed, and the remaining portions of the first dry film 30 are removed. ), a circuit pattern region 21 and a plurality of second recognition marks 22 are formed on the metal foil 20 .
  • the plurality of second recognition marks 22 are formed on both ends of the metal foil, and are used as a reference for registration with the second coverlay film 50 .
  • the second recognition mark 22 is a through hole, and may be formed symmetrically at both ends of the metal foil 20 .
  • the etching solution usable in the present invention is not particularly limited as long as it is generally used in the art, for example, hydrogen peroxide / hydrochloric acid (H 2 O 2 /HCl) etching solution; copper etchant such as cupric chloride (CuCl 2 ), ferric chloride (FeCl 3 ); Alternatively, an etching solution such as CN - /O 2 , NBSA (3-nitrobenzene sulfonic acid)/PEI (polyethylenimine), etc. may be used alone or in an appropriate combination.
  • H 2 O 2 /HCl hydrogen peroxide / hydrochloric acid
  • CuCl 2 cupric chloride
  • FeCl 3 ferric chloride
  • an etching solution such as CN - /O 2 , NBSA (3-nitrobenzene sulfonic acid)/PEI (polyethylenimine), etc. may be used alone or in an appropriate combination.
  • the first and second dry films 30 and 40 are simultaneously removed from the etched second laminate 200D to form a third laminate 300 (see FIG. 7 ).
  • the second dry film 40 attached to the first coverlay film 10 as well as the first dry film 30 photopolymerized by irradiation of energy rays (eg, UV beam) in the exposure process It is a process of simultaneously removing using a stripper. At this time, since the residue of the second dry film 40 does not remain on the surface of the first coverlay film 10 , it is possible to lower the defect rate of the flexible printed circuit board.
  • energy rays eg, UV beam
  • the stripper that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it is generally used for removing dry films in the art, and for example, there is a strong base such as NaOH and KOH.
  • a second coverlay film 50 continuously supplied from a second coverlay supply roller is laminated on the first surface (upper surface) of the third laminate 300 .
  • the first surface of the third laminate 300 is the surface of the metal foil 20 , and is the surface opposite to the surface on which the first coverlay film 10 is laminated.
  • one or a plurality of second holes 53a and a plurality of the second coverlay films 50 are continuously supplied from the second coverlay supply roller on which the second coverlay film is wound (S810). forming a third recognition mark 53b of and (S820) the second coverlay film 50 having the second hole 53a and the third recognition mark 53b formed thereon, on the first surface (eg, the upper surface) of the third laminate 300 . laminating.
  • step (S810) The description of the second coverlay film and the punching device used in the step (S810) is the same as that described in the step (S100), which is the punching process of the first coverlay film, and thus will be omitted.
  • the second hole 53a is a hole for a circuit pattern, such as a via hole BVH, like the first hole 13a of the first coverlay film 10 .
  • the third recognition mark 53b is formed on both ends of the second coverlay film 50 , and when the second coverlay film 50 is laminated on the third laminate 300 , the third laminate It is used as a reference for registration with the second recognition mark 22 of the metal foil 20 in the sieve 300 . That is, the registration between the second coverlay film 50 and the third laminate 300 is determined by the position of the third recognition mark 53b of the second coverlay film and the plurality of second positions formed at both ends of the metal foil 20 . This is achieved by aligning the positions of the 2 recognition marks 22 .
  • the third recognition mark 53b is a through hole, and is formed at both ends of the second coverlay film 50 at a position corresponding to the position of the second recognition mark 22 . In this case, when the second recognition marks 22 are formed symmetrically on both ends of the metal foil 20 , the third recognition marks 53b are also formed symmetrically with each other.
  • the width of the second coverlay film 50 may be smaller than the width of the first coverlay film 10 , and specifically may be the same as the width of the metal foil 20 .
  • a pair of second heating rollers respectively opposed to both surfaces of the third laminate 300 are used. Specifically, the metal foil 20 by passing the second coverlay film 50 disposed on the second surface of the third laminate 300 and the third laminate 300 between the pair of second heating rollers. It is possible to obtain a flexible circuit board in which the first and second coverlay films 10 and 50 are respectively bonded to both sides.
  • the second heating roller like the first heating roller, by pre-laminating the third laminate 300 and the second coverlay film 50, it is possible to reduce the defect rate of the product as well as the dimensional change rate of the product. Since the description of the second heating roller is the same as that described in the step (S200), which is the forming process of the first laminate, it will be omitted.
  • the step (S820) may be performed for 1 second to 3 minutes (specifically, 5 seconds to 3 minutes) using a pair of second heating rollers.
  • the flexible circuit board 400 manufactured in step S820 may have an MD dimensional change rate and a TD dimensional change rate according to Equations 1 and 2 below -0.3 to 0.3%, respectively.
  • (AB) F is the distance between AB of the second coverlay film in the final flexible printed circuit board
  • (AB) I is the distance between the third laminate and the AB of the second coverlay film before laminating
  • CD F is the distance between CDs of the second coverlay film in the final flexible printed circuit board
  • (CD) I is the distance between the third laminate and the CD of the second coverlay film before laminating
  • (AC) F is the distance between AC of the second coverlay film in the final flexible printed circuit board
  • (AC) I is the distance between the third laminate and the AC of the second coverlay film before laminating
  • (BD) F is the distance between BDs of the second coverlay film in the final flexible printed circuit board
  • (BD) I is the distance between the third laminate and the BD of the second coverlay film before lamination.
  • the defect rate of the product is reduced as well as the dimensional change rate of the product.
  • both side protrusions of the flexible printed circuit board manufactured in step (S800), that is, both dummy areas of the first coverlay film 10 may be removed by cutting or the like.
  • the present invention not only can the flexible printed circuit board be manufactured automatically and continuously through roll-to-roll of the entire process, but also handling defects are reduced, manpower is reduced, the manufacturing process time is shortened, quality control and yield are improved.
  • the improvement effect can be exhibited, and the mass mass productivity and cost reduction effect can be improved.
  • the present invention can reduce the dimensional change rate of the final flexible printed circuit board.
  • a flexible printed circuit board was continuously manufactured with the roll-to-roll apparatus shown in FIG. 9 as follows.
  • the coverlay film 10 (Doosan Co., Ltd. DC-200, width: 520 mm) continuously supplied from the first coverlay supply roller 1 is punched with an excimer laser machine (A), A plurality of contact holes 13a (diameter: 1.7 mm) and a plurality of first recognition marks 13b (diameter: 2 mm) were formed in the coverlay film 10 .
  • the first recognition marks 13b were formed symmetrically on both ends of the first coverlay film 10 .
  • a pair of copper foil 20 (width: 500 mm) continuously supplied from the copper foil supply roller 2 on the first coverlay film 10 in which the first hole and the first recognition mark are continuously formed.
  • the first laminate 100 was prepared by line laminating with heating rollers R1 and R2 of (roller temperature: about 110 °C, linear pressure: 5 kg/m2, speed: 1 m/min). Thereafter, the first and second dry films 30, which are continuously supplied from the first and second dry film supply rollers 3 and 4, respectively, on the upper and lower surfaces of the first laminate 100 that are continuously manufactured and supplied. 40) (Asai Chemical's AQ-3088, width: 520mm) with a pair of compression rollers (R3, R4) (roller temperature: 110 °C, linear pressure: 1.5 kg/m2, speed: 1 m/min) 2 A laminate 200 was prepared.
  • the exposure mask is positioned on the second laminate 200 by matching the first recognition mark 13b of the first coverlay film 10 as a reference, and then the first dry
  • the first and second dry films 30 and 40 are simultaneously removed with a stripper (NaOH) to form a circuit pattern on the metal foil 20 .
  • the formed 3rd laminated body 300 was obtained.
  • a plurality of second recognition marks 22 are formed together on both ends of the metal foil 20 in the third laminate 300 .
  • the second coverlay film 50 Doosan Co., Ltd.
  • a flexible printed circuit board was manufactured in the same manner as in Example 1, except that guide holes were formed in the metal foil portion of the first laminate to be formed with an excimer laser machine.
  • a flexible printed circuit board was manufactured in the same manner as in Example 1, except that a carrier film (INJ, KC-128A50) was used instead of the second dry film used in Example 1 to form a second laminate.
  • the dry film was laminated on the copper foil of the first laminate, and the carrier film was laminated on the first coverlay film, respectively.
  • a first coverlay film width: 500 mm
  • a first coverlay film width: 500 mm
  • corresponding to the recognition mark of the first coverlay film forming a third recognition mark on the metal foil by punching the metal foil part of the first laminate to Example except for forming, cutting the second laminate into a sheet of a certain unit before exposure, and laminating the second coverlay film on the third laminate using a hot press machine instead of roll lamination
  • a hot press machine instead of roll lamination
  • Example 1 For the flexible printed circuit boards prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3, respectively, the dimensional change rate, productivity, and defect rate of MD and TD were measured as follows, and the results are shown in Table 1 below.
  • recognition marks are perforated at the four corners on the second coverlay film used, respectively, and then the recognition marks The distance between the livers (AB, CD, Ac, BD) was measured, respectively. Thereafter, the second coverlay film was laminated with the third laminate to produce a flexible printed circuit board, and then the distance between the recognition marks of the second coverlay film in the produced flexible printed circuit board was measured, respectively, before and after each process. The distances between recognition marks were compared. At this time, according to the following Equations 1 and 2, MD dimensional change rate and TD dimensional change rate were calculated, respectively.
  • (AB) F is the distance between AB of the second coverlay film in the final flexible printed circuit board
  • (AB) I is the distance between the third laminate and the AB of the second coverlay film before laminating
  • CD F is the distance between CDs of the second coverlay film in the final flexible printed circuit board
  • (CD) I is the distance between the third laminate and the CD of the second coverlay film before laminating
  • (AC) F is the distance between AC of the second coverlay film in the final flexible printed circuit board
  • (AC) I is the distance between the third laminate and the AC of the second coverlay film before laminating
  • (BD) F is the distance between BDs of the second coverlay film in the final flexible printed circuit board
  • (BD) I is the distance between the third laminate and the BD of the second coverlay film before laminating).
  • the circuit pattern portion of the final flexible printed circuit board was photographed with an optical inspection device, and then the photographed image was visually observed. At this time, if there was no defect in the circuit pattern, it was indicated by " ⁇ ", and if there was a defect in the circuit pattern, it was indicated by " ⁇ ".

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Abstract

본 발명은 전(全) 공정의 롤-투-롤(roll-to-roll, R2R) 공정에 의한 대량 양산성 및 원가 절감 효과가 우수한 양면 노출형 연성 인쇄회로기판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 양면 노출형 연성 인쇄회로기판에 대한 것이다.

Description

연성 인쇄회로기판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 연성 인쇄회로기판
본 발명은 연성 인쇄회로기판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 연성 인쇄회로기판에 관한 것으로, 구체적으로 전(全) 공정의 롤-투-롤(roll-to-roll, R2R) 공정에 의한 대량 양산성 및 원가 절감 효과가 우수한 양면 노출형 연성 인쇄회로기판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 양면 노출형 연성 인쇄회로기판에 관한 것이다.
양면 노출(DOUBLE ACCESS) 타입의 연성 인쇄회로기판(FPCB)은 동박 자체에 회로 패턴이 형성된 것으로, 1개의 동박 일면에 복수의 개구부를 갖는 커버레이를 부착한 후, 회로패턴을 형성한 다음, 상기 동박의 타면에 복수의 개구부를 갖는 커버레이를 부착하여 양면에서 커버레이의 개구부를 통해 회로 패턴에 액세스(acess)할 수 있도록 구성된 것이다.
이러한 양면 노출 타입의 연성 인쇄회로기판은 일반적으로 하기 방법에 의해 제조될 수 있다.
예컨대, 타발되어 복수의 타발부를 갖는 제1 커버레이 필름이 핫프레스기에 의해 구리 포일의 하부에 라미네이팅한 다음, 노광시 층간 정합을 위한 가이드 홀을 구리 포일에 형성한다. 이후, 구리 포일의 외측 표면에 드라이 필름을 배치하는 한편, 제1 커버레이 필름의 외측 표면에 캐리어 필름을 배치한 후, 노광, 현상, 에칭하고, 드라이 필름을 박리하여 제거한 다음, 캐리어 필름을 제거한다. 이어서, 구리 포일의 외측 표면에 타발된 제2 커버레이 필름을 핫프레스기에 의해 라미네이팅하여 연성 인쇄회로기판을 제조할 수 있다.
종래의 연성 인쇄회로기판은 판넬 형태로 제작된다. 판넬 형태의 연성 인쇄회로기판을 제작함에 있어, 라미네이션시, 면압을 이용하는 프레스 공정을 수반한다. 이때, 면과 면의 합지로 인해서 금속 판넬과 커버레이 필름이 합지된 계면에는 미세 보이드(void)가 발생한다. 다만, 장시간 동안의 면압 프레스를 통해 보이드를 제거하는 데는 한계가 있다. 설령, 장시간 동안 면압 프레스를 수행하여 보이드를 제거하더라도, 필름과 금속 회로 간의 치수변화율이 상이하여 신축 불량이 발생할 수 있다.
또한, 종래 연성 인쇄회로기판의 제조함에 있어서, 공정 중에 금속 포일과 커버레이 필름의 합지시 정합 문제가 발생하기도 한다. 이에, 정합도를 높이기 위해서, 종래에는 수작업으로 공정을 진행하였다. 그러나, 수작업 공정을 통해 제품의 이동·취급시, 제품에 구김, 오염 등과 같은 불량이 불가피하게 발생하였다. 최근 제품 생산성을 높이기 위한 대면적화(500mm×500mm → 500mm×1000mm 이상) 추세에 따라 제품의 구김, 오염 등은 불량률을 높여 생산성 및 수율의 저하, 인력 증가 등의 큰 허들(hurdle)로 작용하였다.
또, 종래 연성 인쇄회로기판의 제조 공정은 노광 공정에서 제1 커버레이 필름의 타발부와 금속 회로 간의 정합을 맞추기 위해서, 금속 포일에 별도의 가이드홀을 형성하기 위한 가이드홀 펀칭 공정이 필요하였다. 예컨데, 가이드홀 펀칭 공정은 복수의 타발부(이때, 타발부는 가이드홀을 포함함)를 갖는 제1 커버레이 필름을 금속 포일과 합지한 후, 상기 제1 커버레이 필름의 가이드홀인 타발부의 위치에 대응되는 금속 포일의 위치에 가이드홀을 뚫는다. 이와 같이, 제1 커버레이 필름의 가이드홀에 맞춰 금속 포일에 가이드홀을 뚫는 공정이 추가될 경우, 공정 추가에 따른 비용이 발생함은 물론, 제조 시간이 증가하며, 금속 포일에 가이드홀을 뚫는 과정에서 버(Burr)가 발생하여 이물 불량을 야기하기도 한다.
또한, 종래에는 금속 포일에 회로를 구현할 때, 금속 포일 상에 드라이 필름(dry film)을 부착하는 한편, 제1 커버레이 필름 상에 캐리어 필름을 부착하였다. 캐리어 필름은 제1 커버레이 필름의 타발부에 에칭액이 침투하는 것을 방지하기 위해 사용하였다. 그러나, 제1 커버레이 필름의 타발부와 캐리어 필름 사이에 에칭액이 침투하여 회로 불량이 발생할 수 있다. 또, 제품 제작 후, 캐리어 필름의 제거시 접착제(ADH) 잔사가 남아 잔사 제거를 위한 추가 공정을 요구되기도 한다. 게다가, 종래에는 에칭액의 침투를 방치하기 위해서 캐리어 필름의 부착 전, 제1 커버레이 필름의 타발부에 에칭액의 침투를 방지하기 위한 별도의 약품을 처리하기도 하였고, 이로 인해 공정 비용이 추가로 발생하였고, 제조 시간도 더 증가하여 생산량이 저하되었다.
본 발명의 목적은 전(全) 공정의 롤-투-롤(roll-to-roll, R2R)화를 통해 품질, 대량 생산성 및 원가 절감 효과가 우수하면서, 대면적의 연성 인쇄회로기판을 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 연성 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 롤투롤 연속 제조 방식에 의한 연성 인쇄회로기판의 제조방법을 제공하는데, 일례에 따르면, 상기 방법은 (S100) 제1 커버레이 필름이 권취되어 있는 제1 커버레이 공급 롤러로부터 연속적으로 공급되는 제1 커버레이 필름에 하나 또는 복수의 제1 홀 및 복수의 제1 인식 마크를 형성하는 단계; (S200) 상기 (S100) 단계의 제1 커버레이 필름의 제1 면 상에 금속 포일(metal foil)이 권취되어 있는 금속 포일 공급 롤러로부터 연속적으로 공급되는 금속 포일을 라미네이팅하여 제1 적층체를 형성하는 단계; 및 (S300) 상기 제1 적층체의 제1 면 및 제2 면 상에 각각, 제1 및 제2 드라이 필름 공급 롤러로부터 연속 공급되는 제1 드라이 필름 및 제2 드라이 필름을 합지하여 제2 적층체를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 커버레이 필름의 폭은 상기 금속 포일의 폭보다 더 넓고, 상기 S100 단계의 복수의 제1 인식 마크는 상기 금속 포일과 비(非)-중첩된 상기 제1 커버레이 필름의 영역에 형성된다.
전술한 방법은 상기 (S200) 단계 후 및 상기 (S300) 단계 전에, 상기 제1 적층체의 금속 포일에 노광시 정합을 위한 인식마크를 형성하는 단계를 포함하지 않는다.
또, 상기 (S200) 단계는 상기 제1 적층체의 양면에 각각 대향하는 한 쌍의 제1 히팅 롤러(heating roller)를 이용하여 상기 금속 포일에 상기 제1 커버레이 필름을 선 라미네이팅할 수 있다.
또, 상기 방법은 상기 (S300) 단계 후, (S400) 노광 마스크를 이용하여 상기 제1 드라이 필름을 부분 노광하여 경화 영역과 미경화 영역을 형성하는 단계; (S500) 상기 (S400) 단계의 제2 적층체를 현상하여 상기 제1 드라이 필름의 일정 영역을 제거하는 단계; (S600) 상기 S500 단계의 제2 적층체를 에칭하여 상기 금속 포일에 회로 패턴 및 복수의 제2 인식 마크를 형성하되, 상기 복수의 제2 인식 마크를 상기 금속 포일의 양 단부에 형성하는 단계; 및 (S700) 상기 S600 단계의 제2 적층체로부터 상기 제1 및 제2 드라이 필름을 동시에 제거하여 제3 적층체를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또, 상기 방법은 상기 (S700) 단계 후, 제2 커버레이 필름이 권취되어 있는 제2 커버레이 공급 롤러로부터 연속적으로 공급되는 제2 커버레이 필름에 하나 또는 복수의 제2 홀 및 복수의 제3 인식 마크를 형성하는 단계; 및 상기 제3 적층체 제1면 상에 상기 제2 커버레이 필름을 라미네이팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또, 상기 (S900) 단계는 상기 제3 적층체의 양면에 각각 대향하는 한 쌍의 제2 히팅 롤러(heating roller)를 이용하여 선 라미네이팅할 수 있다.
또, 본 발명은 전술한 방법에 의해 제조된 연성인쇄회로기판을 제공한다.
본 발명은 전(全) 공정의 롤투롤화를 통해 자동 연속적으로 연성 인쇄회로기판을 제조함으로써, 취급 불량 감소, 인력 절감, 제조공정의 시간 단축, 품질 관리 및 수율 향상 효과를 발휘할 수 있어, 대량 양산성 및 원가 절감 효과가 향상될 수 있다.
도 1 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 연성 인쇄회로기판을 제조하는 각 공정을 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따라 연성 인쇄회로기판의 제조에 사용되는 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 10은 MD 및 TD 치수변화율을 측정하기 위한 제2 커버레이 필름을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
** 부호의 설명 **
10: 제1 커버레이 필름, 11: 제1 기재,
12: 제1 접착층, 13a: 제1 홀,
13b: 제1 인식 마크, 20: 금속 포일,
20a: 금속 포일의 제1 면, 20b: 금속 포일의 제2 면,
21: 회로 패턴, 22: 제2 인식 마크,
30: 제1 드라이 필름, 30A: 경화 영역,
30B1, 30B2: 미경화 영역, 31, 32: 제거 영역,
40: 제2 드라이 필름, 50: 제2 커버레이 필름,
51: 제2 기재, 52: 제2 접착층,
53a: 제2 홀, 53b: 제3 인식 마크,
100: 제1 적층체, 200A, 200B, 200C, 200D: 제2 적층체,
300: 제3 적층체, 400: 연성 인쇄회로기판
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.
본 발명은 회로 패턴이 형성된 금속 포일의 양면에 커버레이 필름이 합지된 양면 노출(double access) 타입의 연성 인쇄회로기판(FPCB)을 제조함에 있어, 금속 포일의 일면에 배치되는 커버레이 필름으로서, 금속 포일(metal foil)의 폭보다 더 넓은 폭을 가져 금속 포일의 양측으로 도출되는 커버레이 필름을 사용한다. 즉, 상기 커버레이 필름은 상기 금속 포일과 비(非)-중첩되는 영역, 즉 더미 영역(dummy area)을 갖는다. 이러한 커버레이 필름의 더미 영역에는 인식 마크(예, 얼라인 홀)가 형성되어 있고, 상기 인식 마크는 커버레이 필름에 금속 포일을 적층하더라도 노출된다. 이렇게 노출된 인식 마크는 금속 포일에 별도의 인식 마크를 형성하지 않더라도, 노광 공정에서 커버레이 타발부와 금속 회로 간의 정합(alignment)을 맞추기 위한 기준으로 그대로 이용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 종래와 달리, 회로 패턴 형성 전에, 펀칭기(예, 레이져 드릴)를 이용하여 커버레이 필름과 금속 포일의 적층체 내 금속 포일에 노광시 정합을 위한 인식마크(예, 인식 홀)를 형성하는 공정을 생략할 수 있다. 이 때문에, 본 발명은 제조공정의 단순화로 생산 효율성이 향상될 수 있다.
또, 본 발명은 커버레이 필름에 회로 패턴을 형성하기 위한 홀(이하, '제1 홀')을 형성할 때, 전술한 인식 마크를 함께 타발한다. 이와 같이, 본 발명은 인식 마크를 타발하기 위한 공정을 별도로 수행할 필요가 없기 때문에, 생산 효율성이 향상될 수 있다.
또, 본 발명은 금속 포일과 커버레이 필름을 한 쌍의 히팅 롤러로 선압 프레스하여 라미네이팅한다. 이와 같이, 본 발명은 핫프레스를 이용하는 종래와 달리, 면압 라미네이팅이 아닌 선압 라미네이팅이 수행된다. 이 때문에, 본 발명은 금속 포일과 커버레이 필름의 계면 간 보이드(void)의 발생을 현저하게 낮출 수 있고, 따라서 제품의 불량율이 낮아질 뿐만 아니라, 라미네이팅 시간을 단축할 수 있어 제품의 치수 변화율을 낮출 수 있다.
또한, 본 발명은 전술한 바와 같이, 한 쌍의 히팅 롤러를 이용하여 금속 포일과 커버레이 필름을 라미네팅함으로써, 연속 공급되는 금속 포일과 커버레이 필름을 접합하면서, 접합된 금속 포일과 커버레이의 적층체를 후속 공정으로 자동 연속적으로 이송시킬 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 종래와 달리, 전(全) 공정의 롤-투-롤(roll-to-roll, R2R)화를 통해 자동 연속적으로 연성 회로기판을 제조할 수 있기 때문에, 수작업 및 중간 공정을 생략할 수 있다. 따라서, 본 발명은 수작업으로 인한 제품의 구김, 오염 등의 불량이나 부정합 발생을 방지하여 품질 관리가 용이할 뿐만 아니라, 연성 인쇄회로기판의 대면적화에도 가능하다.
게다가, 본 발명은 커버레이 필름-금속 포일 적층체의 금속 포일 측 표면에 드라이 필름을 부착할 뿐만 아니라, 커버레이 필름 측 표면에도 드라이 필름을 부착한다. 즉, 본 발명은 종래와 달리, 상기 적층체의 커버레이 필름 측에도 캐리어 필름 대신 드라이 필름을 부착하기 때문에, 캐리어 필름을 부착 및 탈착하는 공정을 별도로 수행할 필요가 없다. 또, 드라이 필름은 회로 구현을 목적으로 제조되는 것이기 때문에, 캐리어 필름의 접착층과 달리 드라이 필름의 접착층 자체의 내화학성이 우수하다. 이 때문에, 커버레이 필름 측 드라이 필름(즉, 적층체의 하부 드라이 필름)은 에칭시 커버레이 필름의 홀 내로 에칭액이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명은 에칭액 침투로 인한 회로 불량률이 낮기 때문에, 연성 인쇄회로기판의 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 종래와 달리, 상부 드라이 필름을 제거하는 상부 스트립(strip) 공정 중에 하부 드라이 필름도 잔사 없이 함께 제거될 수 있기 때문에, 제조공정이 단순화되어 생산 효율성이 더 향상될 수 있다.
아울러, 본 발명은 전 공정의 롤투롤화를 통해 자동 연속적으로 연성 인쇄회로기판을 제조함으로써, 취급 불량 감소, 인력 절감, 제조공정의 시간 단축, 품질 관리 및 수율 향상 효과를 발휘할 수 있고, 나아가 대량 양산성 및 원가 절감 효과가 향상될 수 있다.
일례에 따르면, 연성 인쇄회로기판의 제조방법은 롤투롤 연속 제조 방식에 의한 연성 인쇄회로기판의 제조방법으로서, (S100) 제1 커버레이 필름이 권취되어 있는 제1 커버레이 공급 롤러로부터 연속적으로 공급되는 제1 커버레이 필름에 하나 또는 복수의 제1 홀 및 복수의 제1 인식 마크를 형성하는 단계; (S200) 상기 (S100) 단계의 제1 커버레이 필름의 제1 면 상에 금속 포일(metal foil)이 권취되어 있는 금속 포일 공급 롤러로부터 연속적으로 공급되는 금속 포일을 라미네이팅하여 제1 적층체를 형성하는 단계; 및 (S300) 상기 제1 적층체의 제1 면 및 제2 면 상에 각각, 제1 및 제2 드라이 필름 공급 롤러로부터 연속 공급되는 제1 드라이 필름 및 제2 드라이 필름을 합지하여 제2 적층체를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 커버레이 필름의 폭은 상기 금속 포일의 폭보다 더 넓고, 상기 S100 단계의 복수의 제1 인식 마크는 상기 금속 포일과 비(非)-중첩된 상기 제1 커버레이 필름의 영역에 형성된다.
이하, 첨부된 도 1 내지 8을 참조하여 본 발명에 따라 연성 인쇄회로기판을 제조하는 각 단계에 대해 설명하도록 하겠다. 다만, 본 발명에 따른 연성 인쇄회로기판의 제조방법은 하기 각 단계를 순차적으로 수행하여 제조되어야 하는 것이 아니라, 설계 사양에 따라 각 공정의 단계가 변형되거나 선택적으로 혼용되어 수행될 수 있다.
(a) (S100) 단계: 제1 커버레이 필름의 타발
제1 커버레이 필름(first coverlay film)(10)이 권취되어 있는 제1 커버레이 공급 롤러로부터 연속적으로 공급되는 제1 커버레이 필름(10)에 하나 또는 복수의 제1 홀 및 복수의 제1 인식 마크를 형성한다(도 1 참조). 이때, 제1홀 및 제1 인식 마크가 연속적으로 형성되는 제1 커버레이 필름(10)은 이송 롤러들에 의해 후속 공정 측으로 연속적으로 자동 이송된다.
(S100) 단계는 상기 제1 커버레이 공급 롤러로부터 연속 공급되는 커버레이 필름(10)에, 추후 비아홀(BVH) 등과 같은 회로 패턴용 홀(이하, '제1 홀')(13a)을 설계대로 연속 타발하면서, 노광 공정에서 커버레이 타발부와 금속 회로 간의 정합(alignment)을 맞추기 위한 기준인 제1 인식 마크(13b)를 금속 포일과 비-중첩되는 영역에 함께 타발한다.
일례에 따르면, 상기 제1 인식 마크(13b)는 관통홀로, 상기 금속 포일과 비(非)-중첩된 상기 제1 커버레이 필름의 영역에 형성되어 있을 수 있다. 이때, 관통홀의 형상은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 원형; 사각형, 삼각형 등의 다각형; 십자형 등일 수도 있다.
본 발명에서 사용되는 제1 커버레이 필름(10)은 제1 기재(11); 및 상기 기재의 일면에 배치된 제1 접착층(12)을 포함한다.
상기 기재(11)의 예로는 당 업계에 알려진 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephalate, PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN) 등이 있다.
이러한 제1 커버레이 필름(10)은 진행 방향(Machine Direction, MD)으로 긴 띠 형상(예, 테이프 형상)을 가지면서, 진행 방향과 교차하는 방향(Transverse Direction, TD)으로 소정의 폭을 갖는다.
다만, 본 발명에 따른 제1 커버레이 필름(10)의 폭(W1)은 금속 포일의 폭(W2)보다 더 넓다. 일례로, 상기 제1 커버레이 필름의 폭(W1)은 상기 금속 포일(W2)의 폭보다 약 5 내지 30 ㎜ 더 넓을 수 있다. 즉, 상기 제1 커버레이 필름의 폭(W1)은 상기 금속 포일(W2)의 폭보다 금속 포일의 양측으로 각각 약 2.5~15 ㎜ 더 넓을 수 있다. 따라서, 본 발명의 제1 커버레이 필름(10)은 금속 포일(20)에 비해 금속 포일의 양측으로 각각 더미 영역(dummy area)을 더 가질 수 있고, 이때 각 더미 영역의 폭[△W=(W1-W2)/2]은 약 2.5~15 ㎜ 범위일 수 있다. 이러한 더미 영역(△W)은 금속 포일과 비-중첩되는 영역으로, 복수의 제1 인식 마크(13b)가 형성되어 있다. 이때, 상기 복수의 제1 인식 마크(13b)는 상호 대칭적으로 형성될 수 있다. 이러한 제1 인식 마크(13b)는 전술한 바와 같이 제1 커버레이 필름 상에 금속 포일을 배치하더라도 노출된다. 이 때문에, 상기 제1 인식 마크(13b)는 금속 포일에 별도의 인식 마크를 형성하지 않더라도, 노광시 드라이 필름을 이용한 회로 패턴 형성 영역과 제1 커버레이 필름의 회로 패턴 형성용 홀인 제1 홀(13a) 간의 정합을 맞추기 위한 기준(즉, 얼라인 홀)으로 이용된다. 따라서, 본 발명은 종래와 달리, 금속 포일에 별도의 인식마크(예, 가이드홀)를 형성하는 공정을 생략할 수 있고, 이로 인한 제조공정의 단순화 때문에 생산 효율성을 향상시킬 수 있다.
상기 커버레이 필름을 타발하는 장치는 당 업계에 일반적으로 알려진 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 레이저(Laser) 장치, 펀칭기(금형 펀칭, 로터리 펀칭) 등이 있다.
(b) (S200) 단계: 제1 적층체의 형성
이후, (S100) 단계에서 제1홀(13a) 및 제1 인식 마크(13b)가 형성되는 제1 커버레이 필름(10)의 일면 상에 금속 포일 공급 롤러로부터 연속 공급되는 금속 포일(metal foil)(20)을 라미네이팅하여, 제1 적층체(100)를 연속적으로 형성한다(도 2 참조). 이러한 (S200) 단계에서 연속적으로 형성된 제1 적층체(100)는 이송 롤러들에 의해 후속 공정 측으로 연속적으로 자동 이송된다.
(S200) 단계는 제1 커버레이 필름(10)의 제1 면(예, 상면)(10a) 상에 금속 포일(20)을 라미네이팅 장치로 합지하여, 제1 커버레이 필름(10)에 금속 포일(20)이 적층된 제1 적층체(100)를 형성하는 공정이다.
본 발명에서 사용 가능한 금속 포일(20)의 예로는 당 업계에서 일반적으로 사용되는 도전성 물질로 구성된 금속 포일이라면 특별히 한정되지 않는다. 상기 도전성 물질의 비제한적인 예로는 크롬(Cr), 니켈(Ni), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 코발트(Co), 납(Pb), 은(Ag), 탄탈륨(Ta), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 철(Fe), 티타늄(Ti), 주석(Sn), 스틸(Steel), 아연(Zn) 및 바나듐(V), 팔라듐(Pd) 등이 있고, 이들은 단독 또는 2종 이상이 혼합 또는 합금 형태로 사용될 수 있다. 일례에 따르면, 금속 포일(20)은 구리 포일(copper foil)일 수 있다.
이러한 금속 포일(20)은 진행 방향(MD)으로 길이가 긴 띠 형상(예, 테이프 형상)으로, 최종 연성 인쇄회로기판의 사이즈에 따라 사이즈를 조절할 수 있다.
다만, 본 발명에 따른 금속 포일(20)의 폭(W2)은 전술한 제1 커버레이 필름(10)의 폭(W1)보다 작다. 따라서, 제1 적층체(100)에는 금속 포일(20)과 비-중첩된 제1 커버레이 필름(10)의 일부 영역(즉, 더미 영역)이 노출되어 있고, 이로써, 상기 더미 영역에 형성된 복수의 제1 인식 마트(13b)도 노출된다.
또, 금속 포일(20)의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 약 5 내지 50 ㎛, 구체적으로 약 5 내지 35 ㎛일 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 라미네이팅 장치의 예로는 당 업계에 알려진 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 히팅 롤러, 핫 프레스기 등이 있다.
다만, 히팅 롤러를 이용할 경우, 핫 프레스기를 이용하는 경우와 달리, 금속 포일(20)과 제1 커버레이 필름(10)의 합지 전에 별도로 제1 커버레이 필름(10)을 일정한 단위 영역으로 절단할 필요가 없다. 따라서, 히팅 롤러를 이용하여 라미네이팅할 경우, 상기 (S100) 단계에서 제1 홀(13a) 및 제1 인식마크(13b)가 형성되어 연속적으로 공급되는 제1 커버레이 필름(10)을, 일정한 단위 영역으로 절단하지 않고, 금속 포일(20)의 제1 면(20a) 상에 적층시켜 후속 공정 측으로 자동 연속적으로 이송시킬 수 있다. 또한, 히팅 롤러를 이용하면, 제1 커버레이 필름-금속 포일의 적층체가 선압(line contact pressure)으로 프레스되어 라미네이팅되기 때문에, 가열 압착 시간이 약 1~5초 정도로 짧다. 따라서, 본 발명은 면 프레스 방식인 핫 프레스를 이용하는 종래와 달리, 가열 압착 시간의 단축으로 인해 제품의 치수 변화를 방지할 수 있다. 또한, 한 쌍의 히팅 롤러가 제1 커버레이 필름과 금속 포일의 계면 사이를 계속적으로 압착하기 때문에, 계면의 보이드(void)를 제거할 수 있고, 따라서 보이드의 발생이 억제되어 본 발명에 따라 제조된 연성 인쇄회로기판의 불량율이 감소될 수 있다.
일례에 따르면, 상기 (S200) 단계는 상기 제1 적층체(100)의 양면에 각각 대향하는 한 쌍의 제1 히팅 롤러(heating roller)를 이용하여 상기 제1 커버레이 필름(10)의 제1 면(10a) 상에 상기 금속 포일(20)을 적층시킨다. 상기 제1 히팅 롤러는 내부에 유도 코일이 설치되어 있어, 유도 코일에 교류 전류를 흘리면 자력선이 발생하고, 이러한 자력선에 의해 유도된 와전류가 롤러 표면에 흐르면서 롤러 자체가 발열하게 된다. 이러한 제1 히팅 롤러는 열효율이 우수하며, 수명이 반영구적이고 온도 분포가 균일하여 금속 포일(20)과 제1 커버레이 필름(10)을 균일하게 접합시킬 수 있다.
상기 (S200) 단계는 약 1초 내지 3분, 구체적으로 5초 내지 3분 동안 수행될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 제1 커버레이 필름(10)과 금속 포일(20)을 한 쌍의 제1 히팅 롤러를 이용하여 선 라미네이팅함으로써, 제품의 불량율 감소는 물론, 제품의 치수 변화율을 낮출 수 있다.
(c) (S300) 단계: 제2 적층체의 형성
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 드라이 필름 공급 롤러로부터 각각 연속 공급되는 제1 드라이 필름(30) 및 제2 드라이 필름(40)을, 상기 제1 적층체(100)의 제1 면(예, 상면) 및 제2 면(예, 하면) 상에 각각 라미네이팅하여 제2 적층체(200A)를 형성한다. 여기서, 제1 적층체(100)의 제1 면은 제1 드라이 필름(30)과 접촉하는 금속 포일(20)의 표면(20a)이고, 제1 적층체(100)의 제2 면은 제2 드라이 필름(40)과 접촉하는 제1 커버레이 필름(10)의 표면(10b)이다.
본 발명에서는 회로 패턴이 구현될 제1 적층체(100)의 제1 면(예, 상면)에 제1 드라이 필름(30)이 배치될 뿐만 아니라, 제1 적층체(100)의 제2 면(예, 하면)에도 제2 드라이 필름(40)이 배치된다. 이때, 상기 제1 및 제2 드라이 필름(30, 40)은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 다만, 이들을 동시에 제거하기 위해서는 서로 동일한 것이 바람직하다. 이러한 드라이 필름들(30, 40) 중 제1 드라이 필름(30)은 감광성 레지스터층을 포함하여 금속 포일(20)에 회로 패턴을 구현시킬 수 있다. 또, 제2 드라이 필름(40)은 캐리어 필름과 같이, 에칭 공정에서 제1 커버레이 필름(10)의 제1 홀(13a) 및 제1 인식 마크(13b) 내로 에칭 용액이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 게다가, 본 발명은 제2 적층체(200A)의 양면에 모두 드라이 필름들(30, 40)을 배치함으로써, 캐리어 필름을 이용하는 종래와 달리, 별도의 캐리어 필름의 제거 공정을 수행할 필요 없이, 제1 드라이 필름(30)의 제거 공정시 제2 드라이 필름(40)을 함께 박리, 제거할 수 있어 제조 공정을 단순화시킬 수 있고, 따라서 생산 효율성이 향상될 수 있다. 아울러, 캐리어 필름의 박리시 접착층의 잔사가 남는 반면, 본 발명은 제1 및 제2 드라이 필름(30, 40)의 박리시 접착층의 잔사 없이 제거될 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 제1 및 제2 드라이 필름(30, 40)은 당 업계에서 일반적으로 알려진 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 제1 및 제2 드라이 필름(30, 40)은 기재(예, 폴리에스테르 필름) 상에 포토 레지스트층 및 보호층(예, 폴리에스테르 필름)이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다.
상기 제1 및 제2 드라이 필름(30, 40)의 폭은 상기 제1 커버레이 필름(10)의 폭보다 작은 것이 바람직하고, 구체적으로 상기 금속 포일(20)의 폭과 동일할 수 있다. 따라서, 제2 적층체(200A)에는 제1 적층체(100)와 마찬가지로, 제1 및 제2 드라이 필름(30, 40)과 비-중첩된 제1 커버레이 필름(10)의 더미 영역이 노출되기 때문에, 상기 더미 영역에 형성된 복수의 제1 인식 마크(13b)도 노출된다.
이러한 제1 및 제2 드라이 필름(30, 40)은 각각 권취되어 있는 제1 및 제2 드라이 필름 공급 롤러로부터 연속적으로 공급되어, 상기 제1 적층체(100)의 제1 면 및 제2 면 상에 각각 라미네이팅된다. 이때, 제1 적층체(100)의 양면에 각각 대향 배치된 한 쌍의 압착 롤러부를 이용한다. 즉, 상기 제1 적층체의 상부, 하부 측으로 각각 공급되는 제1 및 제2 드라이 필름(30, 40)을 제1 적층체(100)와 함께 상기 한 쌍의 압착 롤러부 사이로 동시에 통과시켜, 상기 제1 및 제2 드라이 필름(30, 40)을 각각 제1 적층체(100)의 양 표면에 일괄적으로 압착시킬 수 있다.
(d) (S400) 단계: 노광(exposure)
이후, 상기 제1 드라이 필름(30)을 노광하여 경화 영역과 미경화 영역을 형성한다(도 4 참조).
상기 (S400) 단계는 (S410) 상기 제2 적층체(200A)의 제1 드라이 필름(30) 상에 노광 마스크를 적층하는 단계; 및 상기 (S420) 상기 제1 드라이 필름을 노광하는 단계를 포함한다.
상기 (S410) 단계에서는 정합 인식 카메라 등을 이용하여 상기 제2 적층체(200A)에서 양측으로 돌출된 부위, 즉 제1 커버레이 필름(10)의 양측 더미 영역(△W)에 각각 존재하는 제1 인식 마크(13b)를 기준으로 노광 마스크(미도시됨)와 제2 적층체(200A)를 정합시킨다.
상기 (S420) 단계의 노광을 통해 제1 드라이 필름(30)에는 경화 영역(30A)과 미경화 영역(30B)이 형성된다. 다만, 본 발명에서는 미경화 영역(30B1, 30B2) 중 일부(30B2)가 제1 드라이 필름의 양 단부에 형성된다. 이러한 미경화 영역(30B2)이 현상에 의해 제거됨으로써, 노출되는 금속 포일(20)의 영역은 에칭에 의해 제거되어 제2 커버레이 필름(50)과의 정합(alignment)를 위한 제2 인식 마크(22)가 형성된다. 일례에 따르면, 상기 제2 인식 마크(22)는 관통홀일 수 있다. 이때, 관통홀의 형상은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 원형; 사각형, 삼각형 등의 다각형; 십자형 등일 수도 있다.
상기 노광 마스크(photo mask)(미도시됨)는 금속 포일에 설계된 회로 패턴에 상응하는 패턴을 함유하는 것으로, 입사되는 광이 상기 패턴에 의해 차광되어 제1 드라이 필름(30)에 단위 영역마다 경화 영역(30A) 및 미경화 영역(30B1, 30B2)을 형성한다. 이때, 노광 마스크가 포지티브(positive)형인지, 네거티브(negative)형인지에 따라, 추후 현상액에 의해 비노광 부위 또는 노광 부위가 제거된다.
상기 노광 방법은 접촉식, 근접식, 투영식 등과 같이 당 업계에서 알려진 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 이러한 노광은 액시머 레이저, 원자외선, 자외선, 가시광선, 전자선, X선 또는 g-선(파장 약 436 ㎚), i-선(파장 약 365 ㎚), h-선(파장 약 405㎚) 또는 이들의 혼합 광선을 이용하여 조사할 수 있다.
(e) (S500) 단계: 현상(development)
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1 드라이 필름(30)이 부분 노광된 제2 적층체(200B)를 알칼리 현상액으로 현상하여 미경화 영역(30B1, 30B2)(예, 비노광 부위)을 제거한다. 이로써, 제1 드라이 필름에서 제거된 영역(31, 32)을 통해 금속 포일(20)의 일부가 노출된 제2 적층체(200C)를 얻는다. 상기 금속 포일(20)의 노출 영역은 후속적으로 진행되는 에칭 공정을 통해 제거됨으로써, 금속 포일(20)에 회로 패턴(21) 및 복수의 제2 인식 마크(22)가 형성된다.
본 발명에서 사용 가능한 알칼리 현상액으로는 테트라메틸 암모늄 하이드록사이드, 테트라에틸암모늄 하이드록사이드 등의 수산화 4급 암모늄의 수용액; 암모니아, 에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민 등의 아민계 수용액 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
(f) (S600) 단계: 에칭(etching)
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 드라이 필름(30)의 일정 영역(31, 32)이 제거된 제2 적층체(200C)를 에칭하여, 금속 포일(20)의 일부 영역이 선택적으로 제거된 제2 적층체(200D)를 얻을 수 있다.
(S600) 단계에서는 상기 제2 적층체(200C)에서 제1 드라이 필름의 제거 영역(31, 32)을 통해 노출된 금속 포일 영역을 에칭액을 이용하여 선택적으로 제거한다. 즉, 제2 적층체(200D) 내 금속 포일(20)은 상기 제1 드라이 필름(30)의 제거 영역(31, 32)에 대응되는 부분이 제거되고, 나머지 부분은 상기 제1 드라이 필름(30)에 의해 보호됨으로써, 회로 패턴 영역(21) 및 복수의 제2 인식 마크(22)가 금속 포일(20)에 형성된다. 이때, 복수의 제2 인식 마크(22)는 금속 포일의 양 단부에 형성되어, 제2 커버레이 필름(50)과의 정합을 위한 기준으로 이용된다. 일례에 따르면, 상기 제2 인식 마크(22)은 관통홀로, 상기 금속 포일(20)의 양 단부에 상호 대칭적으로 형성될 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 에칭액은 당 업계에서 일반적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 과산화수소/염산(H2O2/HCl) 에칭액; 염화제이구리(CuCl2), 염화제이철(FeCl3)과 같은 구리 에칭액; 또는 CN-/O2, NBSA(3-nitrobenzene sulfonic acid)/PEI (polyethylenimine) 등의 에칭액을 단독으로 또는 적절히 배합하여 사용할 수 있다.
(g) (S700) 단계: 제1 및 제2 드라이 필름의 박리(exfoliation)
상기 에칭된 제2 적층체(200D)로부터 상기 제1 및 제2 드라이 필름(30, 40)을 동시에 제거하여 제3 적층체(300)를 형성한다(도 7 참조).
(S700) 단계는 노광 공정에서 에너지 선(예, UV beam)의 조사에 의해 광중합된 제1 드라이 필름(30) 뿐만 아니라, 제1 커버레이 필름(10)에 부착된 제2 드라이 필름(40)을 박리액을 이용하여 동시에 제거하는 공정이다. 이때, 제1 커버레이 필름(10)의 표면에 제2 드라이 필름(40)의 잔사가 남지 않기 때문에, 연성 인쇄회로기판의 불량율을 낮출 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 박리액은 당 업계에서 일반적으로 드라이 필름의 제거시 사용되는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 NaOH, KOH 등과 같은 강염기가 있다.
(h) (S800) 단계: 제2 커버레이 필름의 라미네이팅
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제3 적층체(300)의 제1 면(상면) 상에, 제2 커버레이 공급 롤러로부터 연속적으로 공급되는 제2 커버레이 필름(50)을 라미네이팅한다. 여기서, 상기 제3 적층체(300)의 제1 면은 금속 포일(20)의 표면으로, 제1 커버레이 필름(10)이 라미네이팅된 표면의 반대측 표면이다.
상기 (S800) 단계는 (S810) 제2 커버레이 필름이 권취되어 있는 제2 커버레이 공급 롤러로부터 연속적으로 공급되는 제2 커버레이 필름(50)에 하나 또는 복수의 제2 홀(53a) 및 복수의 제3 인식 마크(53b)를 형성하는 단계; 및 (S820) 상기 제2 홀(53a) 및 제3 인식 마크(53b)가 형성된 제2 커버레이 필름(50)을, 상기 제3 적층체(300)의 제1 면(예, 상면) 상에 라미네이팅하는 단계를 포함한다.
상기 (S810) 단계에서 사용되는 제2 커버레이 필름 및 타발 장치에 대한 설명은 제1 커버레이 필름의 타발 공정인 (S100) 단계에서 설명한 바와 동일하기 때문에, 생략한다.
상기 제2 커버레이 필름(50)에서, 제2 홀(53a)은 제1 커버레이 필름(10)의 제1 홀(13a)과 마찬가지로, 비아홀(BVH) 등과 같은 회로 패턴용 홀이다.
또, 상기 제3 인식 마크(53b)는 제2 커버레이 필름(50)의 양 단부에 형성된 것으로, 제2 커버레이 필름(50)을 제3 적층체(300) 상에 라미네이팅할 때 제3 적층체(300) 내 금속 포일(20)의 제2 인식 마크(22)와 정합하기 위한 기준으로 이용된다. 즉, 제2 커버레이 필름(50)과 제3 적층체(300) 간의 정합은 제2 커버레이 필름의 제3 인식 마크(53b)의 위치와 금속 포일(20)의 양 단부에 형성된 복수의 제2 인식 마크(22)의 위치를 정렬시켜 이루어진다. 일례에 따르면, 상기 제3 인식 마크(53b)는 관통홀로, 제2 커버레이 필름(50)의 양 단부에 제2 인식 마크(22)의 위치에 대응되는 위치에 형성되어 있다. 이때, 제2 인식 마크(22)가 금속 포일(20)의 양 단부에 상호 대칭적으로 형성되어 있을 경우, 제3 인식 마크(53b)도 상호 대칭적으로 형성되어 있다.
이러한 제2 커버레이 필름(50)의 폭은 제1 커버레이 필름(10)의 폭보다 작고, 구체적으로 상기 금속 포일(20)의 폭과 동일할 수 있다.
상기 (S820) 단계는 상기 제3 적층체(300)의 양면에 각각 대향하는 한 쌍의 제2 히팅 롤러(heating roller)를 이용한다. 구체적으로, 제3 적층체(300)의 제2 면에 배치된 제2 커버레이 필름(50)과 상기 제3 적층체(300)를 한 쌍의 제2 히팅 롤러 사이로 통과시켜 금속 포일(20)의 양측에 제1 및 제2 커버레이 필름(10, 50)이 각각 접합된 연성 회로기판을 얻을 수 있다.
상기 제2 히팅 롤러는 제1 히팅 롤러와 마찬가지로, 제3 적층체(300)와 제2 커버레이 필름(50)을 선 라미네이팅함으로써, 제품의 불량율 감소는 물론, 제품의 치수 변화율을 낮출 수 있다. 이러한 제2 히팅 롤러에 대한 설명은 제1 적층체의 형성 공정인 (S200) 단계에서 설명한 바와 동일하기 때문에, 생략한다.
상기 (S820) 단계는 한 쌍의 제2 히팅 롤러를 이용하여 1초 내지 3 분(구체적으로, 5초~3분) 동안 수행될 수 있다. 이러한 (S820) 단계에서 제조된 연성 회로기판(400)은 하기 수학식 1 및 2에 따른 MD 치수 변화율 및 TD 치수 변화율이 각각 - 0.3 내지 0.3 %일 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2021010948-appb-img-000001
[수학식 2]
Figure PCTKR2021010948-appb-img-000002
상기 수학식 1 및 2에서,
(A-B)F는 최종 연성 인쇄회로기판 내 제2 커버레이 필름의 A-B 간 거리이고,
(A-B)I는 제3 적층체와 라미네이팅 전, 제2 커버레이 필름의 A-B 간 거리이며,
(C-D)F는 최종 연성 인쇄회로기판 내 제2 커버레이 필름의 C-D 간 거리이고,
(C-D)I는 제3 적층체와 라미네이팅 전, 제2 커버레이 필름의 C-D 간 거리이며,
(A-C)F는 최종 연성 인쇄회로기판 내 제2 커버레이 필름의 A-C 간 거리이고,
(A-C)I는 제3 적층체와 라미네이팅 전, 제2 커버레이 필름의 A-C 간 거리이며,
(B-D)F는 최종 연성 인쇄회로기판 내 제2 커버레이 필름의 B-D 간 거리이고,
(B-D)I는 제3 적층체와 라미네이팅 전, 제2 커버레이 필름의 B-D 간 거리이다.
이와 같이, 본 발명에서는 제2 커버레이 필름(50)과 연성 인쇄회로기판(400)을 한 쌍의 제2 히팅 롤러를 이용하여 선 라미네이팅함으로써, 제품의 불량율 감소는 물론, 제품의 치수 변화율을 낮출 수 있다.
(i) 선택적으로, 상기 (S800) 단계에서 제조된 연성 인쇄회로기판의 양측 돌출부, 즉 제1 커버레이 필름(10)의 양 더미 영역을 절단 등의 방식으로 제거할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 전(全) 공정의 롤투롤화를 통해 자동 연속적으로 연성 인쇄회로기판을 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 취급 불량 감소, 인력 절감, 제조공정의 시간 단축, 품질 관리 및 수율 향상 효과를 발휘할 수 있어, 대량 양산성 및 원가 절감 효과가 향상될 수 있다. 또한, 본 발명은 최종 연성 인쇄회로기판의 치수 변화율을 낮출 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 보다 자세히 설명할 것이다. 그러나, 본 발명이 이로써 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> - 연성 인쇄회로기판의 제조
도 9에 도시된 롤투롤(Roll-to-roll) 장치로 하기와 같이, 연성 인쇄회로기판을 연속적으로 제조하였다.
구체적으로, 제1 커버레이 공급롤러(1)로부터 연속적으로 공급되는 커버레이 필름(10)(㈜ 두산의 DC-200, 폭: 520 ㎜)을 엑시머(excimer) 레이저기(A)로 타발하여, 상기 커버레이 필름(10)에 복수의 컨택홀(13a)(직경: 1.7 ㎜) 및 복수의 제1 인식 마크(13b)(직경: 2 ㎜)를 형성하였다. 이때, 제1 인식 마크(13b)는 제1 커버레이 필름(10)의 양 단부에 상호 대칭적으로 형성되었다. 이후, 연속적으로 제1 홀 및 제1 인식 마크가 형성되는 제1 커버레이 필름(10) 상에, 동박 공급 롤러(2)로부터 연속적으로 공급되는 동박(20)(폭: 500 ㎜)을 한 쌍의 히팅 롤러(R1, R2)(롤러 온도: 약 110 ℃, 선압: 5kg/㎡, 속도: 1m/min)로 선 라미네이팅(line laminating)하여 제1 적층체(100)를 제조하였다. 이후, 연속 제조되어 공급되는 제1 적층체(100)의 상면 및 하면 상에, 제1 및 제2 드라이 필름 공급 롤러(3, 4)로부터 각각 연속 공급되는 제1 및 제2 드라이 필름(30, 40)(아사이화학의 AQ-3088, 폭: 520mm)을 한 쌍의 압착 롤러(R3, R4)(롤러 온도: 110 ℃, 선압: 1.5 kg/㎡, 속도: 1m/min)로 선 라미네이팅하여 제2 적층체(200)를 제조하였다. 이어서, 회로패턴 형성 영역(B)에서, 노광 마스크를 제2 적층체(200)에 상기 제1 커버레이 필름(10)의 제1 인식 마크(13b)를 기준으로 정합하여 위치시킨 후 제1 드라이 필름(30)을 부분 노광한 다음, 알칼리 현상액으로 현상하고, 에칭한 후, 박리액(NaOH)으로 제1 및 제2 드라이 필름(30, 40)을 동시에 제거하여 금속 포일(20)에 회로패턴이 형성된 제3 적층체(300)를 얻었다. 상기 회로패턴 형성시, 제3 적층체(300) 내 금속 포일(20)의 양 단부에는 복수의 제2 인식 마크(22)가 함께 형성되었다. 이후, 제2 커버레이 공급 롤러(5)로부터 연속 공급되는 제2 커버레이 필름(50)((주)두산의 DC-200, 폭: 520 ㎜)을 자동 공급되는 제3 적층체(300) 상에 상기 제2 인식 마크(22)를 기준으로 정합하여 위치시킨 후, 한 쌍의 히팅 롤러(R5, R6)(롤러 온도: 110 ℃, 선압: 5 kg/㎡, 속도: 1m/min)로 선 라미네이팅한 후, 양측의 더미 영역을 절단하여 제거함으로써, 연성 인쇄회로기판(400)을 제조하였다.
<비교예 1>
실시예 1에서 사용된 폭이 520 ㎜인 제1 커버레이 필름 대신 금속 포일과 폭이 동일한 제1 커버레이 필름(폭: 500 ㎜)을 사용하는 것과, 상기 제1 커버레이 필름의 관통홀에 대응하는 제1 적층체의 금속 포일 부위에 엑시머(excimer) 레이저기로 가이드홀을 형성하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 연성 인쇄회로기판을 제조하였다.
<비교예 2>
실시예 1에서 사용된 제2 드라이 필름 대신 캐리어 필름(INJ, KC-128A50을 사용하여 제2 적층체를 형성하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 연성 인쇄회로기판을 제조하였다. 이때, 상기 드라이 필름은 제1 적층체의 동박 상에, 캐리어 필름은 제1 커버레이 필름 상에 각각 합지시켰다.
<비교예 3>
실시예 1에서 사용된 폭이 520㎜인 제1 커버레이 필름 대신 금속 포일과 폭이 동일한 제1 커버레이 필름(폭: 500㎜)을 사용하는 것, 상기 제1 커버레이 필름의 인식 마크에 대응하는 제1 적층체의 금속 포일 부위를 로터리 펀쳐로 타발하여 금속 포일에 제3 인식 마크를 형성하는 것, 상기 제2 드라이 필름 대신 캐리어 필름(INJ, KC-128A50)을 사용하여 제2 적층체를 형성하는 것, 상기 노광 전 제2 적층체를 일정 단위의 시트로 절단하는 것, 상기 제3 적층체 상에 제2 커버레이 필름을 롤 라미네이션 대신 핫프레스기를 이용하여 합지하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 연성 인쇄회로기판을 제조하였다.
<실험예 1>
실시예 1 및 비교예 1~3에서 각각 제조된 연성 인쇄회로기판에 대해 MD 및 TD의 치수변화율, 생산성, 불량률을 다음과 같이 각각 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
1-1. 치수변화율
실시예 1 및 비교예 1~3에 따라 연성 인쇄회로기판을 제조시, 각각 사용되는 제2 커버레이 필름에 도 10에 도시된 바와 같이, 네 모서리에 인식 마크를 타공한 다음, 상기 인식 마크들 간의 거리(A-B, C-D, A-c, B-D)를 각각 측정하였다. 이후, 제2 커버레이 필름을 제3 적층체와 합지시켜 연성 인쇄회로기판을 제작한 다음, 제작된 연성 인쇄회로기판 내 제2 커버레이 필름의 인식마크들 간의 거리를 각각 측정하여 각 공정 전후의 인식 마크들 간의 거리를 비교하였다. 이때, 하기 수학식 1 및 2에 따라, MD 치수변화율 및 TD 치수변화율을 각각 산출하였다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2021010948-appb-img-000003
[수학식 2]
Figure PCTKR2021010948-appb-img-000004
(상기 수학식 1 및 2에서,
(A-B)F는 최종 연성 인쇄회로기판 내 제2 커버레이 필름의 A-B 간 거리이고,
(A-B)I는 제3 적층체와 라미네이팅 전, 제2 커버레이 필름의 A-B 간 거리이며,
(C-D)F는 최종 연성 인쇄회로기판 내 제2 커버레이 필름의 C-D 간 거리이고,
(C-D)I는 제3 적층체와 라미네이팅 전, 제2 커버레이 필름의 C-D 간 거리이며,
(A-C)F는 최종 연성 인쇄회로기판 내 제2 커버레이 필름의 A-C 간 거리이고,
(A-C)I는 제3 적층체와 라미네이팅 전, 제2 커버레이 필름의 A-C 간 거리이며,
(B-D)F는 최종 연성 인쇄회로기판 내 제2 커버레이 필름의 B-D 간 거리이고,
(B-D)I는 제3 적층체와 라미네이팅 전, 제2 커버레이 필름의 B-D 간 거리임).
1-2. 생산성
실시예 1 및 비교예 1~3에 따라 연성 인쇄회로기판을 제조함에 있어, 금속 포일 내 인식 마크의 타공 유무(有無), 제2 드라이 필름의 부착 유무(有無), 캐리어 필름의 탈착 유무(有無) 및 전체 제조 시간을 고려하여, 연성 인쇄회로기판의 생산성을 평가하였다. 이때, 생산성이 우수하면, "◎"로 표시하고, 생산성이 양호하면 "○"로 표시하며, 생산성이 나쁘면, "△"로 표시하고, 생산성이 아주 나쁘면, "X"로 표시하였다.
1-3. 회로 패턴의 불량 유무
최종 연성 인쇄회로기판의 회로 패턴 부위를 광학검사장치로 촬영한 다음, 촬영한 이미지를 육안으로 관찰하였다. 이때, 회로 패턴에 불량이 없으면, "Χ"로 표시하였고, 회로 패턴에 불량이 있으면, "○"로 표시하였다.
공정 실시예1 비교예1 비교예2 비교예3
치수변화율(%) M.D. 0.018 0.030 0.054 0.310
T.D. 0.005 0.025 0.030 0.171
생산성 ◎ ○ △ ×
가이드홀 타공 유무 × ○ × ○
제1　드라이 필름 부착 유무 × ○ ○ ○
캐리어 필름 부착 유무 × × ○ ○
회로 패턴의 불량 유무 × × ○ ○

Claims (14)

  1. 롤투롤 연속 제조 방식에 의한 연성 인쇄회로기판의 제조방법으로서,
    (S100) 제1 커버레이 필름이 권취되어 있는 제1 커버레이 공급 롤러로부터 연속적으로 공급되는 제1 커버레이 필름에 하나 또는 복수의 제1 홀 및 복수의 제1 인식 마크를 형성하는 단계;
    (S200) 상기 (S100) 단계의 제1 커버레이 필름의 제1 면 상에 금속 포일(metal foil)이 권취되어 있는 금속 포일 공급 롤러로부터 연속적으로 공급되는 금속 포일을 라미네이팅하여 제1 적층체를 형성하는 단계; 및
    (S300) 상기 제1 적층체의 제1 면 및 제2 면 상에 각각, 제1 및 제2 드라이 필름 공급 롤러로부터 연속 공급되는 제1 드라이 필름 및 제2 드라이 필름을 합지하여 제2 적층체를 형성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제1 커버레이 필름의 폭은 상기 금속 포일의 폭보다 더 넓고,
    상기 S100 단계의 복수의 제1 인식 마크는 상기 금속 포일과 비(非)-중첩된 상기 제1 커버레이 필름의 영역에 형성되는 것인, 연성 인쇄회로기판의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (S200) 단계 후 및 상기 (S300) 단계 전에,
    상기 제1 적층체의 금속 포일에 노광시 정합을 위한 인식 마크를 형성하는 단계를 비(非)-포함하는, 연성 인쇄회로기판의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 커버레이 필름의 폭은 상기 금속 포일의 폭보다 5 내지 30 ㎜ 더 긴 것인, 연성 인쇄회로기판의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (S200) 단계는 상기 제1 적층체의 양면에 각각 대향하는 한 쌍의 제1 히팅 롤러(heating roller)를 이용하여 상기 금속 포일에 상기 제1 커버레이 필름을 선 라미네이팅하는 것인, 연성 인쇄회로기판의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 (S200) 단계는 5초 내지 3분 동안 수행되는 것이 특징인, 연성 인쇄회로기판의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 드라이 필름 및 제2 드라이 필름의 폭은 상기 제1 커버레이 필름의 폭보다 작은 것인, 연성 인쇄회로기판의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (S300) 단계 후,
    (S400) 노광 마스크를 이용하여 상기 제1 드라이 필름을 부분 노광하여 경화 영역과 미경화 영역을 형성하는 단계;
    (S500) 상기 (S400) 단계의 제2 적층체를 현상하여 상기 제1 드라이 필름의 일정 영역을 제거하는 단계;
    (S600) 상기 S500 단계의 제2 적층체를 에칭하여 상기 금속 포일에 회로 패턴 및 복수의 제2 인식 마크를 형성하되, 상기 복수의 제2 인식 마크는 상기 금속 포일의 양 단부에 형성되는 단계; 및
    (S700) 상기 S600 단계의 제2 적층체로부터 상기 제1 및 제2 드라이 필름을 동시에 제거하여 제3 적층체를 형성하는 단계
    를 더 포함하는, 연성 인쇄회로기판의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 (S700) 단계 후,
    상기 제3 적층체의 제1 면 상에 제2 커버레이 필름을 라미네이팅하는 단계
    를 더 포함하는, 연성 인쇄회로기판의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 커버레이 필름은 하나 또는 복수의 제2 홀 및 복수의 제3 인식 마크를 함유하는 것인, 연성 인쇄회로기판의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제2 커버레이 필름의 폭은 상기 제1 커버레이 필름의 폭보다 작은 것인, 연성 인쇄회로기판의 제조방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제2 커버레이 필름과 제3 적층체 간의 라미네이팅 단계는 상기 제3 적층체의 양면에 각각 대향하는 한 쌍의 제2 히팅 롤러(heating roller)를 이용하여 선 라미네이팅하는 것인, 연성 인쇄회로기판의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 커버레이 필름의 라미네이팅 단계는 5초 내지 3분 동안 수행되는 것이 특징인, 연성 인쇄회로기판의 제조방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 연성 인쇄회로기판은 하기 수학식 1 및 2에 따른 MD의 치수 변화율 및 TD의 치수 변화율은 각각 - 0.3 내지 0.3 % 범위인, 연성 인쇄회로기판의 제조방법:
    [수학식 1]
    Figure PCTKR2021010948-appb-img-000005
    [수학식 2]
    Figure PCTKR2021010948-appb-img-000006
    (상기 수학식 1 및 2에서,
    (A-B)F는 최종 연성 인쇄회로기판 내 제2 커버레이 필름의 A-B 간 거리이고,
    (A-B)I는 제3 적층체와 라미네이팅 전, 제2 커버레이 필름의 A-B 간 거리이며,
    (C-D)F는 최종 연성 인쇄회로기판 내 제2 커버레이 필름의 C-D 간 거리이고,
    (C-D)I는 제3 적층체와 라미네이팅 전, 제2 커버레이 필름의 C-D 간 거리이며,
    (A-C)F는 최종 연성 인쇄회로기판 내 제2 커버레이 필름의 A-C 간 거리이고,
    (A-C)I는 제3 적층체와 라미네이팅 전, 제2 커버레이 필름의 A-C 간 거리이며,
    (B-D)F는 최종 연성 인쇄회로기판 내 제2 커버레이 필름의 B-D 간 거리이고,
    (B-D)I는 제3 적층체와 라미네이팅 전, 제2 커버레이 필름의 B-D 간 거리임).
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 제조된 연성 인쇄회로기판.
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