KR100440605B1 - 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양면구조의 연성 인쇄회로기판을 제조하는 방법에 있어서: 양면에 열경화성 접착제가 도포된 베이스필름을 투입하는 단계; 상기 투입된 베이스필름에 드릴을 이용하여 관통홀을 형성하는 단계; 상기 베이스필름의 양면 표면과 관통홀에 무전해 도금 또는 다이렉트 플레이팅으로 제 1 도금층을 형성하는 단계; 상기 도전층의 상단에 전기 동도금을 실행하여 필요한 도금두께의 제 2 도금층을 형성하는 단계; 상기 베이스필름의 양면에 도금으로 동박을 형성한 후 열프레스로 압착하여 베이스필름과 도금으로 형성된 동박과의 접착력을 높이는 단계; 상기 제 2 도금층의 상단에 포토레지스트용 드라이필름을 각각 라미네이팅하는 단계; 상기 드라이필름이 적층된 상태에서 노광을 시키고, 현상, 에칭 공정을 통해 회로를 형성하는 단계; 및 상기 회로를 형성한 후 커버레이필름을 열접착 및 외곽 가공을 통해 회로기판을 완성하는 단계;를 통해 베이스필름의 양면에 동박이 없는 상태에서 바로 동도금을 직접 실행하여 제조함으로써, 동적층판의 두께를 줄여 기판의 전체 두께를 얇게 할 수 있고, 또한 공정의 단순화와 자동화로 제조공정이 줄어들어 생산성을 높일 수 있음과 아울러 제조단가와 제품경쟁력을 높일 수 있는 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조 방법을 제공한다.

Description

양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING A FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD WITH DOUBLE SIDE}

본 발명은 인쇄회로기판의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 양면구조의 연성 인쇄회로기판(Double side Flexible PCB)의 제조 공정에서 베이스필름의 양면에 동박이 없는 상태에서 바로 동도금을 직접 실행하여 제조함으로써, 동박의 두께를 얇게 할 뿐만 아니라 생산성과 제품의 경쟁력을 향상시킬 수 있는 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 전자부품과 부품내장 기술의 발달과 더불어 회로도체를 중첩하는 다층 인쇄회로기판이 지속적으로 개발되고 있으며, 전자산업기술분야에서 반도체 집적회로의 집적도의 급속한 발전으로 소형 칩과 그 부품을 직접 탑재하는 표면실장기술의 발전에 따라 전자제품들이 경박단소화 됨에 따라 보다 복잡하고 협소한 공간에서도 내장이 용이하도록 하는 것을 필요로 하고 있으며, 이러한 요구에 부응하여 경연성 다층 인쇄회로기판이 개발되고 있다.

특히, 적층이 용이하고 사용도가 높은 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 경우, 카메라, 휴대폰 배터리, 프린터, 디스크 드라이브, 소형계측기, LCD, PDP, 의료기기 등의 기술적 발전으로 인하여 그 사용량이 급격히 증가하면서 그에 대한 기술 개발과 요구는 더욱 늘어가고 있는 실정이다.

일반적으로, 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조 방식은 지금까지 양면에 동박이 있는 상태의 동적층판을 재단하여 일정한 사이즈로 만들고, 이를 고가의 NC장비를 사용하여 드릴 작업을 통해 관통홀(Guide Hole) 가공을 하고, 무전해 도금 및 전해도금 공정을 거침으로써, 전 공정을 낱장으로 진행할 수밖에 없었으나, 연성 인쇄회로기판은 자재가 얇음으로써, 기존의 양면 인쇄회로기판 제조 설비로서는 대응이 불가능하여 각종 고가의 전용 설비가 필요하고, 생산성이 떨어지고 불량률이 올라가며, 또 양면에 동박이 붙어있는 상태의 원자재를 구매해야 함으로써, 가격이 상승하는 등의 어려움이 존재하였다.

도 1은 종래의 양면구조의 연성 인쇄회로기판 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 플로우챠트로, 도 2b를 참조하여 설명하면, 먼저 폴리이미드라는 베이스필름(11)의 양면에 8㎛∼70㎛의 동박(12)을 적층한 양면구조의 연성 동적층판(10a)을 구매하여 필요한 크기로 재단한다(S1, S2).

상기 재단한 동적층판(10a)을 NC 드릴 작업으로 관통홀(19; Guide Hole)을 가공하며(S3), 상기 관통홀(19) 주변 및 홀(19) 내부의 바리를 제거(S4)한 후, 무전해 동도금으로 가공된 홀의 내부에 도전성을 부여한 다음 전해 동도금을 실시하여 동박(12)의 상단에 도금층(14)을 형성하고 연마한다(S5, S6, S7).

다시, 도금층(14)의 상단에 포토레지스트용 드라이필름을 도포하고(S8), 상기 드라이필름이 라미네이팅된 동박(12)을 노광기를 이용하여 필요 패턴을 노광하고, 이 노광 처리된 동박(12)을 현상액으로 현상하고, 에칭 공정에 의해 에칭하여 필요한 회로 패턴을 형성하게 된다(S9).

이어, 커버레이필름(17)의 접착과 핫 프레스로 열접착을 수행한 후 외곽가공을 통해 양면 연성 회로기판의 제조를 완료한다(S10, S11, S12).

따라서, 상술한 바와 같이 종래의 연성 인쇄회로기판의 제조 방법은 베이스필름의 양면에 동박만을 적층한 동적층판을 원자재로 함으로써 원가가 올라가고, 또한 상기 동박의 상단에 다시 동도금을 하여 도금층을 이중으로 형성함으로써, 동박층의 전체 두께가 두꺼워져 고밀도의 패턴을 형성하기가 어렵고, 이중 도금으로 인한 제조단가의 상승 및 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 양면구조의 연성 인쇄회로기판(Double side Flexible PCB)의 제조 공정에서 베이스필름의 양면에 동박이 없는 상태에서 바로 동도금을 직접 실행하여 제조함으로써, 도금의 두께를 줄여 기판의 전체 두께를 얇게 할 수 있는 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조 공정에서 베이스필름의 양면에 동박이 없는 상태에서 바로 동도금을 직접 실행하여 제조함으로써, 제조공정이 줄어들어 생산성을 높일 수 있음과 아울러 제조단가를 낮추고 제품경쟁력을 높일 수 있는 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 종래의 양면구조의 연성 인쇄회로기판 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 플로우챠트이고,

도 2a 및 도 2b는 본 발명과 종래기술에 의한 인쇄회로기판의 구조를 각각 도시한 단면도이고,

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조 과정을 도시한 플로우챠트이고,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조 과정을 도시한 플로우챠트이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10: 양면 연성 인쇄회로기판 10a: 동적층판

11: 베이스필름(폴리이미드필름) 11a: 열경화성 접착제

12: 동박 13: 제 1 도금층

14: 도금층 15: 제 2 도금층

17: 커버레이필름 17a: 접착제

19: 관통홀

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 방법은, 양면구조의 연성 인쇄회로기판을 제조하는 방법에 있어서: 양면에 열경화성 접착제가 도포된 베이스필름을 투입하는 단계; 상기 투입된 베이스필름에 드릴을 이용하여 관통홀을 형성하는 단계; 상기 베이스필름의 양면 표면과 관통홀에 무전해 동도금 또는 다이렉트 플레이팅 공법으로 제 1 도금층을 형성하는 단계; 상기 도전층의 상단에 전기 동도금을 실행하여 필요한 도금두께의 제 2 도금층을 형성하는 단계; 상기 베이스필름의 양면에 동박이 형성된 후 열프레스로 압착하여 베이스필름과 도금층과의 접착력을 높이는 단계; 상기 제 2 도금층의 상단에 포토레지스트용 드라이필름을 각각 라미네이팅하는 단계; 상기 드라이필름이 적층된 상태에서 노광을 시키고, 현상, 에칭 공정을 통해 회로를 형성하는 단계; 및 상기 회로를 형성한 후 커버레이필름을 열접착 및 외곽 가공을 통해 회로기판을 완성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 살펴보고자 한다.

도 2a와 도 2b는 본 발명과 종래기술에 의한 인쇄회로기판의 구조를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조 과정을 도시한 플로우챠트이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조 과정을 도시한 플로우챠트이다.

도 2a는 본 발명에 의해 완성된 인쇄회로기판의 단면 구조로, 회로패턴은 무시하고 개념적으로 도시하였다.

도 2a에 도시된 바와 같이 양면 연성 회로기판은, 회로기판의 중앙면에 형성된 베이스필름(11)과, 상기 베이스필름(11)의 양면에 형성된 열경화성 접착제(11a)와, 상기 접착제(11a)의 상단에 형성된 제 1 도금층(13)과, 상기 제 1 도금층(13)의 상단에 각각 형성된 제 2 도금층(15)과, 상기 제 2 도금층(15)의 상단에 각각 형성된 커버레이필름(17) 및 그 접착제(17a)와, 기판에 뚫린 관통홀(19)로 이루어져 있다.

이에 반해 도 1의 공정으로 인해 완성된 종래기술은 도 2b와 같이 회로기판의 중앙면에 형성된 베이스필름(11)과, 상기 베이스필름(11)의 양면에 형성된 열경화성 접착제(11a)와, 상기 접착제(11a)의 상단에 형성된 동박(12)과, 상기 동박(12)의 상단에 형성된 전기 도금층(14)과, 상기 전기 도금층(14)의 상단에 각각 형성된 커버레이필름(17) 및 그 접착제(17a)와, 기판에 뚫린 관통홀(19)들로 이루어져 있다. 즉, 본 발명은 베이스필름(11)의 상단에 동박(12)이 적층되어 있지 않다.

아울러, 도 3 및 도 4를 참조하여 도 2a와 같은 회로기판을 제조하는 공정을 살펴보고자 한다.

도 3은 낱장으로 인쇄회로기판을 제조하는 방식이다.

먼저, 양면에 열경화성 접착제가 도포된 베이스필름(11)을 필요한 크기의 낱장으로 재단한 후 회로기판의 제조 공정에 투입한다(S21, S22). 여기에서, 베이스필름(11)의 양면에는 종래와 다르게 동박(12)이 형성되어 있지 않다.

상기에서 투입된 베이스필름(11)에 NC 드릴이나 UV 레이저드릴을 이용하여 주어진 위치에 다수의 관통홀(19)을 형성하게 된다(S23).

상기 베이스필름(11)의 양면의 표면과 관통홀(19)을 무전해 동도금 공정 또는 다이렉트 플레이팅(새도우, 블랙홀, DMSE 등) 공정을 통해 동으로 도금하여 베이스필름(11)의 표면과 홀(19)에 각각 도전성을 부여하는 방식으로 제 1 도금층(13)을 형성한다(S24).

이어, 상기 제 1 도금층(13)의 상단에 전기 동도금을 실행하여 필요한 두께의 제 2 도금층(15)을 형성한다(S25).

상기와 같이 베이스필름(11)의 양면 상단에 도금층(13, 15)을 형성하여 도전성을 부여한 후 열프레스로 압착하여 베이스필름(11)의 열경화성 접착제를 경화시켜 도금층(13)과 베이스필름(11)과의 접착력을 높인다(S26). 상기 도금층(13, 15)과 베이스필름(11)과의 압착 압력은 대략 24kg/cm²를 기준으로 하되, 제조하고자 하는 기판의 크기에 따라 각각 다르게 설정되며, 핫 프레스의 열온도는 130℃ 내지 160℃의 온도로 설정하는 것이 바람직하다.

상기 제 2 도금층(15)의 상단에 포토레지스트용 드라이필름을 각각 라미네이팅하여 적층시키고(S27), 그 상단에 필요한 회로 패턴을 정렬하여 노광시킨 후 현상과 에칭 공정을 통해 도금층(15)에 회로 패턴을 형성하게 된다(S28).

상기 회로를 형성한 후 커버레이필름(17)을 열접착 및 외곽 가공을 통해 회로기판을 완성하면 된다(S29, S30).

즉, 본 발명에서는 베이스필름(11)의 양면에 동박(12)이 입혀진 양면 동적층판(10a) 대신에 베이스필름(11)의 양면에 열경화성 접착제(11a)가 도포된 반경화된 상태의 베이스필름(11)을 준비하고, 이를 소정 크기의 낱장으로 재단한다.

다음, 낱장으로 재단된 베이스필름(11)을 NC 드릴 또는 UV 레이저드릴을 사용하여 다수의 관통홀(19)을 주어진 장소에 연속적으로 형성하고, 그 후 관통홀(19)이 형성되어 있는 상태의 베이스필름(11)을 무전해 도금 또는 다이렉트플레이팅(새도우, 블랙홀 또는 DMSE 등) 공정을 통과함으로써, 관통홀(19) 속 및 베이스필름(11)의 표면에 제 1 도금층(13)을 형성함과 아울러 도전성을 부여한다.

다음, 도전성이 부여된 베이스필름(11)의 상단에 전기도금을 실시하여 제 2 도금층(15)을 형성한다.

이후 일정한 온도에서 열처리하거나 핫 프레스(일정한 열과 압력으로 눌러줌)를 실시하면, 베이스필름(11)의 열경화성 접착제가 경화되어 도금층(13)과 베이스필름(11) 간에 필요한 정도의 접착력이 생기게 된다.

상기 베이스필름(11)의 양면에 포토레지스트용 드라이필름을 라미네이트한다. 이를 다시 양면 노광기를 이용하여 필요한 패턴을 노광한 후 이를 현상, 에칭하면 관통홀(19)이 형성된 양면구조의 연성 인쇄회로기판이 얻어진다.

그리고, 본 발명의 다른 실시예인 도 4는 롤투롤 방식으로 인쇄회로기판을 형성하는 것으로, 모든 공정이 롤투롤 방식으로 자동 진행된다.

먼저, 양면에 열경화성 접착제가 도포된 롤 상태의 베이스필름(11)을 준비한다(S31). 여기에서, 베이스필름(11)의 양면에는 종래와 다르게 동박(12)이 형성되어 있지 않다.

상기에서 롤 방식으로 투입된 베이스필름(11)에 NC 드릴이나 UV 레이저드릴을 이용하여 주어진 위치에 연속적으로 다수의 관통홀(19)을 형성하게 된다(S32).

상기 베이스필름(11)의 양면의 표면과 관통홀(19)을 무전해 동도금 공정 또는 다이렉트 플레이팅(새도우, 블랙홀, DMSE 등) 공정을 통해 동으로 도금하여 베이스필름(11)의 표면과 관통홀(19)에 각각 도전성을 부여하는 방식으로 제 1 도금층(13)을 형성한다(S33).

이어, 상기 제 1 도금층(13)의 상단에 전기 동도금을 실행하여 필요한 두께의 제 2 도금층(15)을 형성한다(S34).

상기와 같이 베이스필름(11)의 양면 상단에 도금층(13, 15)을 형성하여 도전성을 부여한 후 열프레스로 압착하여 베이스필름(11)의 열경화성 접착제를 경화시켜 도금층(13)과 베이스필름(11)과의 접착력을 높인다(S35). 상기 도금층(13)과 베이스필름(11)과의 압착 압력은 대략 24kg/cm²를 기준으로 하되, 제조하고자 하는 기판의 크기에 따라 각각 다르게 설정되며, 핫 프레스의 열온도는 130℃ 내지 160℃의 온도로 설정하는 것이 바람직하다.

상기 제 2 도금층(15)의 상단에 포토레지스트용 드라이필름을 각각 라미네이팅하여 적층시키고(S36), 그 상단에 필요한 회로 패턴을 정렬하여 노광시킨 후 현상과 에칭 공정을 통해 도금층(15)에 회로 패턴을 형성하게 된다(S37).

상기 회로를 형성한 후 회로기판을 필요한 크기로 재단하고(S38), 이어 커버레이필름(17)을 열접착 및 외곽 가공을 통해 회로기판을 완성하면 된다(S39, S40).

즉, 도 3은 양면에 반경화된 상태의 열경화성 접착제가 도포된 베이스필름(11)을 롤투롤 상태로 준비한다. 이를 롤투롤 방식으로 이동시켜 UV 레이저드릴을 이용하여 연속적으로 지정된 장소에 다수의 관통홀(19)을 가공한다.

다음, 상기 베이스필름(11)을 롤투롤 방식으로 이동해 무전해 동도금 또는 다이렉트 플레이팅(새도우, 블랙홀, DMSE 등) 공정을 통과하여 관통홀(19) 및 베이스필름(11)의 표면에 제 1 도금층(13)을 형성하여 도전성을 부여한다.

이를 다시 롤투롤 방식으로 이동하여 전기 동도금을 하면 제 2 도금층(15)과 통전 관통홀(19)이 형성된 롤 상태의 자재가 얻어진다.

상기 자재에 롤투롤 방식으로 다음 공정으로 이동하여 드라이필름을 라미네이트하고, 양면 롤투롤 노광기를 이용하여 회로패턴을 노광하고, 이를 롤투롤 방식으로 이동 후 현상, 에칭하면 양면구조의 연성 인쇄회로기판이 롤 상태로 얻어진다.

이와 같은 방식에서는 기존의 공법에서 낱장으로 할 수 밖에 없던 일들이 전량 롤투롤로 작업이 가능하게 되어 생산성이 비약적으로 향상되며, 품질도 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도 1 및 도 2b와 같이 이루어진 종래의 구조 및 방식을 변경하여, 먼저 열경화성 접착제가 양면에 도포된 베이스필름(11)을 롤 상태로 준비하고, 이를 NC 드릴 또는 UV 레이저드릴 머신을 사용하여 관통홀(19)을 가공하고, 관통홀(19)이 가공된 자재를 무전해 도금을 하거나 또는 다이렉트 플레이팅(새도우공법, 블랙홀 공법 또는 DMSE 공법 등) 처리하여 관통홀(19)에 도전성을 부여하고, 이를 다시 전기 도금하여 필요한 도금층의 동박 두께를 형성한 후, 이를 열처리하거나 핫 프레스 처리하여 베이스필름(11) 양면에 도포되어 있는 열경화성 접착제를 경화시키면, 도금층(13)과 베이스필름(11) 간에 충분한 접착력을 얻을 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의한 방식은, 종래의 양면 동박을 사용할 경우에관통홀(19)을 가공하기 위한 드릴 작업이 롤투롤화가 불가능함으로 인해, 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조 방식이 전공정의 롤투롤화가 불가능하였으나, 열경화형 접착제를 코팅한 베이스필름(11)은 UV 레이저를 사용하여 용이하게 롤투롤로 관통홀(19)을 가공할 수 있게 된다. 이렇게 관통홀(19)이 형성된 자재를, 롤투롤 방식으로 무전해 동도금 또는 다이렉트 플레이팅 공정을 통하여 관통홀(19) 및 표면에 도전성을 부여하고, 이를 롤투롤로 전기 동도금하면, 도금층이 형성된 롤투롤 상태의 자재가 완성된다.

다음, 이 자재를 가지고 롤투롤 방식으로 드라이필름 라미네이팅, 롤투롤 노광, 롤투롤 현상 및 에칭 공정을 통과하면, 롤 상태의 양면구조의 연성 인쇄회로기판을 용이하게 대량 생산할 수 있게 된다.

이 방식은, 양면에 동박이 적층된 자재로서는 불가능하였던 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 전공정(全工程)을 롤투롤화 하여 생산성을 비약적으로 향상시키고, 품질을 향상시킬 뿐만 아니라 도금 두께를 얇게 하여 즉, 표면의 도금층을 얇게 하여 양면 극세 회로패턴의 연성 인쇄회로기판을 쉽게 제조할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 양면구조의 연성 인쇄회로기판(Double side Flexible PCB)의 제조 공정에서 베이스필름의 양면에 동박을 형성하지 않고 바로 동도금을 직접 실행하여 제조함으로써, 도금의 두께를 줄여 기판의 전체 두께를 얇게 할 수 있고, 또한 공정의 단순화와 자동화로 제조공정이 줄어들어 생산성을 높일 수 있음과 아울러 제조단가와 제품경쟁력을 높일 수 있는 이점이 있다.

Claims (5)

1. 양면구조의 연성 인쇄회로기판을 제조하는 방법에 있어서:

   양면에 열경화성 접착제가 도포된 베이스필름을 투입하는 단계;

   상기 투입된 베이스필름에 드릴을 이용하여 관통홀을 형성하는 단계;

   상기 베이스필름의 양면 표면과 관통홀에 무전해 도금 또는 다이렉트 플레이팅 공법으로 제 1 도금층을 형성하는 단계;

   상기 제 1 도금층의 상단에 전기 동도금을 실행하여 필요한 도금두께의 제 2 도금층을 형성하는 단계;

   상기 베이스필름의 양면에 도금으로 동박을 형성한 후 열프레스로 압착하여 베이스필름과 도금층과의 접착력을 높이는 단계;

   상기 제 2 도금층의 상단에 포토레지스트용 드라이필름을 각각 라미네이팅하는 단계;

   상기 드라이필름이 적층된 상태에서 노광을 시키고, 현상, 에칭 공정을 통해 회로를 형성하는 단계; 및

   상기 회로를 형성한 후 커버레이필름을 열접착 및 외곽 가공을 통해 회로기판을 완성하는 단계;를 포함한 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조 방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 양면 구조의 연성 인쇄회로기판은, 롤투롤 방식으로 제조하는 것을 특징으로 하는 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조 방법.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 1 도금층은, 무전해 동도금 또는 다이렉트 플레이팅 공법 중 새도우 공법, 블랙홀 공법 또는 DMSE 공법 중 어느 하나를 이용하여 형성한 것을 특징으로 하는 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조 방법.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 2 도금층을 형성하는 과정에서, 필요한 도금층의 두께로 조절하여 도금하는 것을 특징으로 하는 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조 방법.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 현상 및 에칭 공정 후, 회로기판 자재를 일정 크기로 재단하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 제조 방법.