KR101020848B1 - Method for manufacturing flexible printed circuits board - Google Patents

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Abstract

연성인쇄회로기판 제조방법이 개시된다. 제1 회로패턴이 형성된 연성필름에 감광성 폴리이미드를 적층하는 단계, 감광성 폴리이미드를 선택적으로 노광 및 현상하여 비아홀을 형성하는 단계, 제1 회로패턴과 전기적으로 연결되도록, 비아홀 내벽에 도전층을 형성하는 단계를 포함하는 연성회로기판 제조방법은, 커버레이와 본딩시트를 사용하지 않는 슬림한 다층의 연성인쇄회로기판을 형성할 수 있으며, 한번에 다수의 비아홀을 형성하여 홀의 가공비용 및 가공시간을 절감할 수 있다.A method of manufacturing a flexible printed circuit board is disclosed. Stacking a photosensitive polyimide on the flexible film having the first circuit pattern, selectively exposing and developing the photosensitive polyimide to form a via hole, and forming a conductive layer on the inner wall of the via hole to be electrically connected to the first circuit pattern. The flexible printed circuit board manufacturing method including the step of forming a thin multilayer flexible printed circuit board without a coverlay and a bonding sheet can be formed, and a plurality of via holes are formed at one time, thereby reducing the processing cost and processing time of the holes. can do.

연성인쇄회로기판, 비아홀, 감광성 폴리이미드 Flexible Printed Circuit Board, Via Hole, Photosensitive Polyimide

Description

연성인쇄회로기판 제조방법{Method for manufacturing flexible printed circuits board}Method for manufacturing flexible printed circuits board

본 발명은 연성인쇄회로기판 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a flexible printed circuit board.

연성인쇄회로기판(Flexible printed circuit board)은 연성재료인 폴리이미드를 주요 소재로 사용하여 만든 굴곡성을 가진 인쇄회로기판을 말한다. 연성인쇄회로기판의 주요 소재인 폴리이미드는 유연하므로, 연성인쇄회로기판은 복잡한 구조물 내에서 굴곡되는 부분이나 반복적인 동작이 요구되는 부분에 사용될 수 있다. Flexible printed circuit board refers to a flexible printed circuit board made by using a flexible material, polyimide, as a main material. Because polyimide, the main material of flexible printed circuit boards, is flexible, flexible printed circuit boards can be used for flexing parts in complex structures or parts requiring repeated operation.

그러므로, 연성인쇄회로기판은, 소형화된 인쇄회로기판이 필요한 디지털카메라나 캠코더, 굴곡성이 요구되는 프린터 헤드나 하드디스크, 고밀도 배선이 필요한 의료기기나 정밀기기 등에 다양하게 사용되고 있다. 이 중 핸드폰이나 소형 디지털 기기에 채용되는 다층의 연성인쇄회로기판은 다양한 기능 추가와 소형화, 슬림화에 따라 지속적으로 회로의 미세화가 요구되고 얇은 두께와 경량화 또한 요구되고 있는 실정이다.Therefore, flexible printed circuit boards are widely used in digital cameras and camcorders that require miniaturized printed circuit boards, printer heads or hard disks that require flexibility, and medical and precision devices that require high density wiring. Among these, multilayered flexible printed circuit boards employed in mobile phones and small digital devices require continuous circuit miniaturization as well as various functions, miniaturization and slimming, and also require thin thickness and light weight.

종래 기술에 따른 다층의 연성인쇄회로기판의 제조방법은, 폴리이미드 수지에 동박층을 적층하여 형성된 동박적층판에 내층회로를 형성한 후 커버레이 필름을 가접하고 적층하여 내층회로를 형성한다. 그리고, 내층회로와 새로운 동박적층판 사이에 본딩시트를 넣고 적층하여 외층회로를 형성한다. 이에 따라, 커버레이와 본딩시트가 필수적으로 필요하게 되어 슬림화하는데 한계가 있었다.In the method of manufacturing a multilayer flexible printed circuit board according to the related art, an inner layer circuit is formed on a copper foil laminated plate formed by laminating a copper foil layer on a polyimide resin, and then a coverlay film is welded and laminated to form an inner layer circuit. Then, a bonding sheet is placed between the inner layer circuit and the new copper-clad laminate to form an outer layer circuit. Accordingly, coverlays and bonding sheets are indispensable and there is a limit to slimming.

또한, 종래 기술에서는 내층회로과 외층회로의 층간 도통을 위해서 CNC나 레이져 드릴로 각각의 홀을 가공한다. 그런데, 제품의 고기능화, 특히 반도체소자의 접속단자의 증가와 고밀도화로 인해 연성인쇄회로기판에서의 홀 수 증가하고 있다. 따라서, 홀 가공비와 가공시간이 갈수록 증가되는 문제가 발생한다.Further, in the prior art, each hole is machined by a CNC or a laser drill for interlayer conduction between the inner layer circuit and the outer layer circuit. However, the number of holes in a flexible printed circuit board is increasing due to the high functionality of the product, in particular, the increase and density of connection terminals of semiconductor devices. Therefore, a problem arises that the hole machining ratio and the machining time increase gradually.

본 발명은 슬림한 연성인쇄회로기판의 형성을 가능하게 하며, 홀의 가공비용 및 가공시간을 절감하는 연성회로기판 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention enables the formation of a slim flexible printed circuit board, and provides a method for manufacturing a flexible printed circuit board to reduce the processing cost and processing time of the hole.

본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 회로패턴이 형성된 연성필름에 감광성 폴리이미드를 적층하는 단계, 감광성 폴리이미드를 선택적으로 노광 및 현상하여 비아홀을 형성하는 단계, 제1 회로패턴과 전기적으로 연결되도록, 비아홀 내벽에 도전층을 형성하는 단계를 포함하는 연성인쇄회로기판 제조방법이 제공된다.According to an aspect of the invention, the step of laminating the photosensitive polyimide on the flexible film having the first circuit pattern, selectively exposing and developing the photosensitive polyimide to form a via hole, to be electrically connected to the first circuit pattern The present invention provides a method of manufacturing a flexible printed circuit board, the method including forming a conductive layer on an inner wall of a via hole.

이 때, 도전층을 형성하는 단계는 감광성 폴리이미드에 도전성 물질을 증착하는 단계를 포함할 수 있다.In this case, the forming of the conductive layer may include depositing a conductive material on the photosensitive polyimide.

이 때, 도전성 물질을 증착하는 단계는 감광성 폴리이미드에 시드층을 형성하는 단계를 포함하고, 시드층을 이용하여 제2 회로패턴을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.In this case, depositing a conductive material may include forming a seed layer on the photosensitive polyimide, and may further include forming a second circuit pattern using the seed layer.

한편, 도전층을 형성하는 단계 이전에 감광성 폴리이미드에 밀착력을 높이는 표면처리를 하는 단계를 더 포함할 수 있다.On the other hand, before forming the conductive layer may further comprise the step of performing a surface treatment to increase the adhesion to the photosensitive polyimide.

연성인쇄회로기판에 커버레이와 본딩시트가 사용되지 않아서 슬림한 다층의 연성인쇄회로기판을 형성할 수 있다. Since the coverlay and the bonding sheet are not used in the flexible printed circuit board, a slim multilayer flexible printed circuit board may be formed.

한번에 다수의 비아홀을 형성하여 홀의 가공비용 및 가공시간을 절감할 수 있다.By forming a plurality of via holes at one time, it is possible to reduce the processing cost and processing time of the holes.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체 적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

이하, 본 발명에 따른 연성인쇄회로기판 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the method of manufacturing a flexible printed circuit board according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals. Duplicate description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성인쇄회로기판 제조방법을 나타낸 순서도이고, 도 2 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성인쇄회로기판 제조방법의 각 단계를 나타낸 단면도이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a flexible printed circuit board according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 7 are cross-sectional views illustrating respective steps of the method of manufacturing a flexible printed circuit board according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 연성필름(10), 제1 회로패턴(20), 감광성 폴리이미드(30), 비아홀(35), 비아(40), 시드층(50), 제2 회로패턴(55)이 도시되어 있다.2 to 3, the flexible film 10, the first circuit pattern 20, the photosensitive polyimide 30, the via hole 35, the via 40, the seed layer 50, and the second circuit pattern 55 is shown.

본 발명의 일 실시예에 따른 연성인쇄회로기판 제조방법은, 제1 회로패턴(20)이 형성된 연성필름(10)에 감광성 폴리이미드(30)를 적층하는 단계, 감광성 폴리이미드(30)를 선택적으로 노광 및 현상하여 비아홀(35)을 형성하는 단계, 제1 회로패턴(20)과 전기적으로 연결되도록 비아홀(35) 내벽에 도전층을 형성하는 단계를 포함하여, 커버레이와 본딩시트를 사용하지 않는 슬림한 다층의 연성인쇄회로기판을 형성할 수 있으며, 한번에 다수의 비아홀(35)을 형성하여 홀의 가공비용 및 가공시간을 절감할 수 있다.In the flexible printed circuit board manufacturing method according to an embodiment of the present invention, the photosensitive polyimide 30 is laminated on the flexible film 10 having the first circuit pattern 20 formed thereon, and the photosensitive polyimide 30 is selectively selected. Exposing and developing the via holes 35, and forming a conductive layer on the inner wall of the via holes 35 so as to be electrically connected to the first circuit pattern 20. It is possible to form a slim multilayer flexible printed circuit board, and can form a plurality of via holes 35 at a time, thereby reducing the processing cost and processing time of the holes.

먼저, 도 2 내지 도 3을 참조하면, 제1 회로패턴(20)이 형성된 연성필름(10)에 감광성 폴리이미드(30)를 적층한다(S110). 다층의 연성인쇄회로기판을 형성하기 위해서, 연성필름(10)에 제1 회로패턴(20)을 형성하여 내층회로를 형성하고, 감광성 폴리이미드(30)를 적층하여 절연층을 형성한다. 이 때, 연성필름(10)은 유연하여 굴곡될 수 있는 소재로 이루어진 필름을 의미한다. First, referring to FIGS. 2 to 3, the photosensitive polyimide 30 is laminated on the flexible film 10 on which the first circuit pattern 20 is formed (S110). In order to form a multilayer flexible printed circuit board, the first circuit pattern 20 is formed on the flexible film 10 to form an inner layer circuit, and the photosensitive polyimide 30 is laminated to form an insulating layer. In this case, the flexible film 10 refers to a film made of a material that can be flexible and bent.

본 실시예에서는 폴리이미드를 주요 소재로 하여 연성필름(10)을 형성한다. 또한, 연성필름(10)으로 이용된 폴리이미드에 동박층을 적층하고 이를 식각하여 내층회로가 될 제1 회로패턴(20)을 형성한다. 그리고, 감광성 폴리이미드(30)의 적층은, 연성필름(10)에 필름형태의 감광성 폴리이미드(30)가 라미네이션되거나 액상의 감광성 폴리이미드(30)가 도포됨으로써 이루어진다.In this embodiment, the flexible film 10 is formed using polyimide as the main material. In addition, the copper foil layer is laminated on the polyimide used as the flexible film 10 and etched to form a first circuit pattern 20 to be an inner layer circuit. The photosensitive polyimide 30 is laminated by laminating the photosensitive polyimide 30 in the form of a film or applying the liquid photosensitive polyimide 30 to the flexible film 10.

여기서, 감광성 폴리이미드(30)는 감광성이 없는 열가소성 폴리이미드(TPI) 전구체를 주성분으로 하여 이곳에 감광성 아크릴 레이트 수지가 배합된 것으로서, 열가소성 폴리이미드 전구체는 자외선 노광이나 열처리에 의하여 불용성 폴리이미드로 변화하는 특성을 갖는다. 또한, 감광성 폴리이미드(30)는 유연하고 연신율이 뛰어난 박막 형상의 절연막을 형성할 수 있으며, 접착력이 우수하여 별도의 접착제층이 불필요할 뿐만 아니라 밀착성, 전기절연성, 내열성, 내용제성, 내약품성을 가지므로 우수한 절연체가 될 수 있다.Here, the photosensitive polyimide 30 is a photosensitive acrylate resin blended with a photosensitive acrylate (TPI) precursor as a main component, and the thermoplastic polyimide precursor is changed into an insoluble polyimide by ultraviolet exposure or heat treatment. It has the characteristic to In addition, the photosensitive polyimide 30 can form a thin film-shaped insulating film having a flexible and excellent elongation, and has excellent adhesive strength, so that a separate adhesive layer is not necessary, and adhesiveness, electrical insulation, heat resistance, solvent resistance, and chemical resistance are not required. It can be an excellent insulator.

이에 따라, 연성인쇄회로기판에서, 회로패턴을 절연시키는 커버레이 및 외층회로를 접착하는 본딩시트를, 감광성 폴리이미드(30)로 이루어진 하나의 층으로 대체할 수 있다. 따라서, 연성인쇄회로기판이 얇은 두께로 형성될 수 있다.Accordingly, in the flexible printed circuit board, the bonding sheet for bonding the cover layer and the outer layer circuit that insulate the circuit pattern may be replaced with one layer made of the photosensitive polyimide 30. Therefore, the flexible printed circuit board can be formed with a thin thickness.

다음으로, 도 4를 참조하면, 감광성 폴리이미드(30)를 선택적으로 노광 및 현상하여 비아홀(35)을 형성한다(S120). 감광성 폴리이미드(30)의 광경화를 이용한 광학적 식각 공정으로 다수의 홀을 한번에 형성할 수 있다. Next, referring to FIG. 4, the via holes 35 are formed by selectively exposing and developing the photosensitive polyimide 30 (S120). A plurality of holes may be formed at once by an optical etching process using photocuring of the photosensitive polyimide 30.

구체적으로, 제1 회로패턴(20)과 연결될 비아영역에 자외선이 차단되도록 형성된 아트워크 필림을, 감광성 폴리이미드(30)에 밀착시킨 후 자외선 노광을 수행하여 감광성 폴리이미드(30)에 대한 경화 처리를 수행한다. 이후, 현상액을 이용하여 감광성 폴리이미드(30) 중에서 경화되지 않은 영역 즉, 비아영역의 감광성 폴리이미드(30)를 제거하여, 비아홀(35)을 형성한다.Specifically, the artwork film formed so that ultraviolet rays are blocked in the via region to be connected to the first circuit pattern 20 is in close contact with the photosensitive polyimide 30 and then subjected to ultraviolet exposure to cure the photosensitive polyimide 30. Perform Thereafter, the photoresist polyimide 30 of the uncured region, that is, the via region, is removed from the photosensitive polyimide 30 using the developer to form the via hole 35.

따라서, 다수의 비아홀(35)을 한번의 광학적 식각 공정으로 형성할 수 있어서, 홀의 가공비용 및 가공시간을 절감할 수 있다.Therefore, the plurality of via holes 35 may be formed by one optical etching process, thereby reducing the processing cost and processing time of the holes.

다음으로, 도 5를 참조하면, 제1 회로패턴(20)과 전기적으로 연결되도록, 비아홀(35) 내벽에 도전층을 형성한다. 다층의 연성인쇄회로기판에서 내층회로와 외층회로를 전기적으로 연결하기 위해서, 비아홀(35) 내벽에 도전층을 형성하여 노출된 제1 회로패턴(20)과 전기적으로 연결되는 비아(40)를 형성한다. 이 때, 도전층의 형성은 도금공정이나 증착공정에 의해 수행될 수 있다.Next, referring to FIG. 5, a conductive layer is formed on the inner wall of the via hole 35 to be electrically connected to the first circuit pattern 20. In order to electrically connect the inner layer circuit and the outer layer circuit in the multilayer flexible printed circuit board, a conductive layer is formed on the inner wall of the via hole 35 to form a via 40 electrically connected to the exposed first circuit pattern 20. do. At this time, the conductive layer may be formed by a plating process or a deposition process.

특히, 절연체인 감광성 폴리이미드(30)에 도전층을 용이하게 형성되기 위하여, 스퍼터(sputter), 열증착(thermal evaporation) 또는 이-빔(e-beam)법 등을 이용한 증착공정을 수행될 수 있다.In particular, in order to easily form a conductive layer on the photosensitive polyimide 30 that is an insulator, a deposition process using a sputter, thermal evaporation, or e-beam method may be performed. have.

또한, 도 6 내지 도 7를 참조하면, 도전체를 증착하는 공정에서 감광성 폴리이미드(30)에 시드층(50)을 함께 형성할 수 있다. 이에 따라, 시드층(50)을 이용하여, 서브트랙티브 공정(Subtractive Process)이나 세미-에디티브 공정(Semi Additive Process) 등을 수행하여 제2 회로패턴(55)을 형성할 수 있다. 특히, 얇은 시드층(50)을 이용한 세미-에디티브 공정을 수행함으로써, 기존에 연성인쇄회로기판에서 구현이 어려운 미세회로패턴을 형성할 수 있다.6 to 7, the seed layer 50 may be formed together on the photosensitive polyimide 30 in the process of depositing a conductor. Accordingly, the second circuit pattern 55 may be formed by performing a subtractive process, a semi-additive process, or the like using the seed layer 50. In particular, by performing a semi-additive process using the thin seed layer 50, it is possible to form a fine circuit pattern that is difficult to implement in a conventional flexible printed circuit board.

이 때, 감광성 폴리이미드(30)에 밀착력을 높이는 표면처리를 추가로 수행하여 도전층의 형성을 용이하게 할 수 있다. 감광성 폴리이미드(30) 표면에 조도를 형성하는 플라즈마 처리 또는 감광성 폴리이미드(30) 표면에 친수성 작용기를 형성하여 계면 밀착력을 높이는 이온빔 처리 등을 통하여 도전층이 용이하게 적층되도록 할 수 있다.At this time, the surface treatment for increasing the adhesion to the photosensitive polyimide 30 may be further performed to facilitate the formation of the conductive layer. The conductive layer may be easily laminated through a plasma treatment for forming roughness on the surface of the photosensitive polyimide 30, or an ion beam treatment for enhancing interfacial adhesion by forming a hydrophilic functional group on the surface of the photosensitive polyimide 30.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood that the invention may be varied and varied without departing from the scope of the invention.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.Many embodiments other than the above-described embodiments are within the scope of the claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성인쇄회로기판 제조방법을 나타낸 순서도.1 is a flow chart showing a method for manufacturing a flexible printed circuit board according to an embodiment of the present invention.

도 2 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성인쇄회로기판 제조방법의 각 단계를 나타낸 단면도.2 to 7 are cross-sectional views showing each step of the method of manufacturing a flexible printed circuit board according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10: 연성필름 20: 제1 회로패턴10: flexible film 20: first circuit pattern

30: 감광성 폴리이미드 35: 비아홀30: photosensitive polyimide 35: via hole

40: 비아 50: 시드층40: via 50: seed layer

55: 제2 회로패턴55: second circuit pattern

Claims (4)

제1 회로패턴이 형성된 연성필름에 감광성 폴리이미드를 적층하는 단계;Stacking the photosensitive polyimide on the flexible film having the first circuit pattern formed thereon; 상기 감광성 폴리이미드를 선택적으로 노광 및 현상하여 비아홀을 형성하는 단계; Selectively exposing and developing the photosensitive polyimide to form via holes; 상기 감광성 폴리이미드 표면에 친수성 작용기를 형성하여 계면 밀착력을 높이는 이온빔 처리를 수행하는 단계; 및Forming an hydrophilic functional group on the surface of the photosensitive polyimide to perform ion beam treatment to increase interfacial adhesion; And 상기 제1 회로패턴과 전기적으로 연결되도록, 상기 비아홀 내벽에 도전성 물질을 증착하는 단계를 포함하는 연성인쇄회로기판 제조방법.And depositing a conductive material on the inner wall of the via hole so as to be electrically connected to the first circuit pattern. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 도전성 물질을 증착하는 단계는, 상기 감광성 폴리이미드에 시드층을 형성하는 단계를 포함하고,Depositing the conductive material comprises forming a seed layer in the photosensitive polyimide, 상기 시드층을 이용하여 제2 회로패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 연성인쇄회로기판 제조방법.Forming a second circuit pattern using the seed layer further comprising the step of forming a printed circuit board. 삭제delete
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