KR101555673B1 - 연성인쇄회로기판의 제조방법 - Google Patents

연성인쇄회로기판의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연성인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동 도금 대신 캐리어필름을 부착하고 홀플러깅 인쇄를 실시하고, 일반 커버레이 필름 대신 액상형 커버레이 조성물을 사용함으로써, 연성인쇄회로기판의 제조공정을 단축하고 원가 비용 및 공정비용을 절감할 수 있으며, 연성인쇄회로기판을 박막화할 수 있는 연성인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것이다.

Description

연성인쇄회로기판의 제조방법{MANUFACTURING METHOD FOR FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD}
본 발명은 연성인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동 도금 대신 캐리어필름을 부착하고 홀플러깅 인쇄를 실시하고, 일반 커버레이 필름 대신 액상형 커버레이 조성물을 사용함으로써, 연성인쇄회로기판의 제조공정을 단축하고 원가 비용 및 공정비용을 절감할 수 있으며, 연성인쇄회로기판을 박막화할 수 있는 연성인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)은 전기적 절연체 위에 동박(Copper foil) 같은 전기전도성이 우수한 재질로 도체패턴을 형성하고, 상기 도체패턴상에는 전원 및 증폭기 같이 전력의 공급원을 포함하는 능동소자(Active Component)와 저항기, 콘덴서, 코일 등의 수동소자(Passive Component) 및 음향 또는 영상소자 등 이 각각 그 기능을 수행함과 동시에 다른 소자를 지원할 수 있도록 상호 연결된 상태로 실장되어 있는 기구소자를 일컫는다.
이와 같은 인쇄회로기판은 우리가 흔히 볼 수 있는 가전제품인 세탁기, TV, 냉장고 뿐만 아니라 시스템 보드인 라우터, 서버 및 인공위성, 자동차 등에도 적용되어 그 활용분야가 대단히 광범위해지고 있으며, 최근에는 각종 멀티미디어기기, 통신기기 등 정보 단말기기나 정보통신용의 네트워크장비 및 디스플레이장치 관련 산업 분야가 확대되고 발전되면서 그에 적합한 인쇄회로기판의 수요가 급증하고 있다.
이와 같이 각종 전자제품의 기능이 점점 복잡하고 다양해지는 반면, 그 크기는 점차 소형화 및 슬림(Slim)화 되어감에 따라, 인쇄회로기판의 회로 패턴도 소형화가 요구되고 있으며, 다양한 미세회로패턴공법이 고안되고 있다.
대한민국 공개특허 제2010-0021145호(특허문헌 1)은 양면 플렉시블 연성동박적층판에 하프에칭(동박두께 4μm~8μm)을 한 후 BVH(비아홀)가 되는 스루홀을 자외선 레이저 드릴 또는 CNC 드릴로 120-30μm의 크기의 비아홀을 가공하는 제1 공정(S50), 상기 연성동박적층판에 형성된 관통홀에 도전성을 부여하기 위해 무전해 화학동을 하는 제2 공정(S51), 상기 연성동박적층판에 전기동도금(5μm~20μm)을 시행하는 제3 공정(S52), 상기 자재에 감광성 레지스트를 코팅한 다음, 노광하는 제4공정(S53), 상기 노광되어진 제품을 현상, 에칭하고 시트(Sheet)화 하는 제5 공정(S54), 상기 제5 공정(S54)을 통해 제조된 2장 이상의 양면 적층판 사이에 PRE-PREG를 놓고 가접하고, 150℃~200℃열과 제품의 면적기준15Kg/㎠~60Kg/㎠ 압력으로 진공상태(-500mmhg~-760mmhg)에서 부착하는 제6 공정(S56), 상기 전체 스루홀을 드릴 장비를 이용하여 가공하는 제7 공정(S58), 전체 홀 가공 작업 중 발생한 오염(SMEAR)을 제거하고, 화학동, 전기 동도금(5μm~20μm)을 하는 제8 공정(S59), 상기 도금된 제품을 외층 패터닝하는 제9 공정(S60)을 포함하는 다층 연성인쇄회로 및 그 제조방법에 관하여 개시하고 있다.
종래기술은 고가의 장비를 이용하지 않고 비아홀을 용이하게 형성할 수 있는 장점이 있으나, 비아홀에 도전성을 부여하기 위하여 동도금을 함으로써 기판 두께가 두꺼워지고, 고가의 드라이필름을 사용하여 제조단가가 상승하며, 커버레이를필름 형태로 접착함으로써 공정이 복잡해지는 등의 문제가 발생하였다.
또한, 비아홀에 잉크를 사용하여 홀플러깅을 할 경우에는 잉크가 새어나와 동박적층체의 표면을 오염시키고, 비아홀 주변의 잉크가 경화되면서 부풀어 올라 이를 다시 밸트 연마 등을 통해 이물을 제거하는 공정이 추가된다. 이에, 제조 공정이 늘어나고, 매 공정마다 많은 시간이 소요되어 생산성이 감소하고 공정비용이 증가하는 문제가 발생하였다.
이에 따라, 인쇄회로기판 제조공정 중의 불필요한 공정을 없애고, 원자재의 단가를 낮추며, 인쇄회로기판을 박막화 할 수 있는 다양한 기술의 개발이 필요한 실정이다.
대한민국 공개특허 제2010-0021145호
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 제조단가를 낮추고, 불필요한 제조공정을 제거하여 생산비용을 감소시킨 연성인쇄회로기판의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 보다 구체적으로 동도금 대신 캐리어필름을 부착하고 홀플러깅 인쇄를 실시함으로써, 고가의 동도금 비용을 절감하고, 박막형으로 제조할 수 있으며, 종래의 홀플러깅 후 발생하는 후공정이 제거된 연성인쇄회로기판의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 종래의 필름타입의 커버레이 대신 액상형의 포토이미징 커버레이를 사용함에 따라 커버레이 형성 공정을 단순화할 수 있고, 낮은 스프링 백(spring back) 특성을 나타내는 연성인쇄회로기판의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 연성인쇄회로기판의 제조방법으로 제조된 연성인쇄회로기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 동박적층체의 일면에 제1캐리어 필름을 부착하는 단계(S1); 상기 제1캐리어필름을 부착한 면에 비아홀을 형성하는 단계(S2); 상기 동박적층체의 배면에 제2캐리어 필름을 부착하는 단계(S3); 상기 동박적층체의 일면에 전도성 페이스트로 홀플러깅하는 단계(S4); 상기 홀플러깅된 동박적층체의 일면 또는 양면에 액상감광성물질을 코팅하는 단계(S5); 및 상기 코팅된 동박적층체의 일면 또는 양면에 회로패턴을 형성하는 단계(S6);를 포함하는 연성인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것이다.
상기 S4 단계에서 전도성 페이스트는 도전성 파우더 50 내지 80중량%, 무기충전재 1 내지 15중량%, 고분자 바인더 1 내지 30중량% 및 첨가제 0.1 내지 5중량% 포함할 수 있다.
상기 도전성 파우더는 탄소나노튜브, 그래핀, 구리, 니켈, 금, 은, 백금, 주석, 팔라듐, 알루미늄 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상이며, 상기 첨가제는 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 디프로필렌글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트 및 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트 중에서 1종 또는 2종 이상이 선택될 수 있다.
상기 S4 단계에서 홀플러깅시 하기 식 1을 만족하는 비아홀이 형성된 지그를 사용하여 홀플러깅을 실시할 수 있다.
1.0Dv < Dz ≤5.0Dv [식 1]
(상기 식 1에서, Dv는 동박적층체에 형성된 비아홀의 평균직경(㎛)이고, Dz는 지그에 형성된 비아홀의 평균직경(㎛)이다.)
상기 동박적층체의 비아홀은 평균직경이 1 내지 30㎛일 수 있으며, 상기 S5 단계는 제1캐리어필름 또는 제1캐리어필름과 제2캐리어필름을 제거하고 실시할 수 있다.
상기 연성인쇄회로기판 제조방법은 상기 회로패턴이 형성된 동박적층체 표면에 액상 포토이미징 커버레이(Photo imazing coverlay;PIC) 조성물을 도포하여 인쇄하는 PIC 인쇄단계(S7);를 더 포함할 수 있다.
상기 액상 포토이미징 커버레이 조성물은 주제 및 경화제로 이루어지는 2액형이며, 상기 주제는 고분자 바인더 30~50중량%, 광개시제 1~5중량%, 무기충전제 10~20중량%, 유기용매 30~50중량% 및 첨가제 1~5중량% 포함하며, 상기 경화제는 고분자 바인더 60~85중량%, 유개용매 10~30중량% 및 촉매 1~10중량% 포함할 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상술한 연성인쇄회로기판의 제조방법으로 제조된 연성인쇄회로기판에 관한 것이다.
상기 연성인쇄회로기판은 MIT 절곡시험장비를 사용하여 시험속도 175rpm, 시험각도 135도 및 0.5kg 하중으로 측정한 굴곡성 테스트가 50 내지 99회이며, 스프링 백 평가 값이 2.0 내지 4.5g인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 연성인쇄회로기판의 제조방법은 캐리어필름을 부착하고 홀플러깅 인쇄를 실시함으로써, 동박적층체 표면에 이물의 발생을 방지할 수 있고, 지그를 사용하여 전도성 페이스트를 도포함으로써, 비아홀 주변에 잉크의 흐름을 최소화하여 홀플러깅 후 밸트 연마 등의 후가공 처리가 필요 없는 장점이 있다. 이에 따라 동박적층체의 표면의 이물이 감소하여 회로불량을 감소시킬 수 있고, 후가공처리에 의한 동박적층체의 팽창 및 수축을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 동도금을 하지 않아 제조원가를 절감하고, 동박적층체를 박막으로 형성할 수 있는 장점이 있다.
또한, 필름타입이 아닌 액상의 포토이미징 커버레이를 사용함으로써, 필름의 커버레이를 부착하기 위한 공정들이 생략될 수 있으며, 낮은 스프링 백(spring back) 특성을 나타내는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연성인쇄회로기판의 제조방법이 도시된 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 연성인쇄회로기판의 스프링 백(Spring back) 시험방법을 나타낸 개략도이다.
이하, 본 발명의 연성인쇄회로기판의 제조방법에 대하여 바람직한 실시형태 및 물성측정 방법을 상세히 설명한다. 본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이고, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연성인쇄회로기판의 제조방법이 도시된 순서도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 연성인쇄회로기판의 제조방법은 동박적층체의 일면에 제1캐리어 필름을 부착하는 단계(S1);
상기 제1캐리어필름을 부착한 면에 비아홀을 형성하는 단계(S2);
상기 동박적층체의 배면에 제2캐리어 필름을 부착하는 단계(S3);
상기 동박적층체의 일면에 전도성 페이스트로 홀플러깅하는 단계(S4);
상기 홀플러깅된 동박적층체의 일면 또는 양면에 액상감광성물질을 코팅하는 단계(S5); 및
상기 코팅된 동박적층체의 일면 또는 양면에 회로패턴을 형성하는 단계(S6); 를 포함한다.
이하, 본 발명의 연성인쇄회로기판의 제조방법에 관하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 제1캐리어필름 부착단계(S1)은 동박적층체의 일면에 제1캐리어 필름을 부착하는 단계로써, 비아홀이 형성될 동박적층체의 표면을 보호하기 위하여 수행된다. 상기 동박적층체는 절연필름과 상기 절연필름의 양면에 각각 열융착되는 한 쌍의 동박으로 이루어지는 연성동박적층체(FCCL; Flexible Copper Clad Laminate)가 사용될 수 있다. 상기 절연필름은 당해 기술분야에 자명하게 공지된 내열성 고분자 필름이면 제한되지 않으며, 특히 폴리이미드 필름인 것이 바람직하다.
동박적층체를 구성하는 절연필름 및 동박의 두께는 제한되지 않으나, 10 내지 100㎛일 수 있다.
제1캐리어필름은 동박과의 접착이 우수한 고분자필름이면 제한되지 않고 사용할 수 있다. 특히, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리이미드 또는 이들의 공중합체 필름을 사용할 수 있다. 보다 실질적인 일 예로 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름인 것이 바람직하다.
본 발명의 제1캐리어 필름 두께는 제한되지 않으나, 10 내지 80㎛인 것이 작업성이 우수하여 바람직하다. 또한, 필요에 따라 동박과의 접착성을 향상시키기 위하여 표면처리 또는 접착층 형성을 할 수 있다.
상기 표면처리는 글로우 방전처리, 자외선 처리, 코로나처리, 화염처리, 비누화처리 등에서 선택될 수 있으며, 상기 접착층 형성은 아크릴계 접착층을 도포하여 형성할 수 있으나 이로 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 제1캐리어필름은 시인성 확보를 위하여 안료가 첨가될 수 있다. 첨가되는 안료는 제1캐리어필름 및 동박적층체의 물성에 영향을 미치지 않는 범위에서 제한없이 사용할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 비아홀 형성단계(S2)는 제1캐리어필름을 부착한 면에 비아홀을 형성하는 단계이다.
비아홀은 동박적층체의 양면을 관통하는 형태로 형성되는 것으로, 다수 개 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 비아홀은 제1캐리어필름을 부착한 면에 자외선 레이저 드릴 또는 C.N.C 드릴로 가공하여 형성할 수 있다.
상기 비아홀의 평균직경은 1 내지 30㎛로 가공하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고, 다양한 치수와 형태로 형성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 제2캐리어필름 부착단계(S3)는 제1캐리어필름이 부착된 동박적층체의 배면에 제2캐리어 필름을 부착하는 단계이다.
홀플러깅시 잉크의 흐름 등으로 인한 동박적층체의 표면 오염을 방지하고, 작업성을 향상시키기 위하여 제2캐리어필름을 부착할 수 있다.
본 발명의 제2캐리어필름 역시 동박과의 접착이 우수한 고분자필름이면 제한되지 않고 사용할 수 있다. 특히, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리이미드 또는 이들의 공중합체 필름을 사용할 수 있다. 보다 실질적인 일 예로 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름인 것이 바람직하다.
본 발명의 제2캐리어 필름 두께는 제한되지 않으나, 10 내지 80㎛인 것이 작업성이 우수하여 바람직하다. 또한, 필요에 따라 동박과의 접착성을 향상시키기 위하여 표면처리 또는 접착층 형성을 할 수 있다.
상기 표면처리는 글로우 방전처리, 자외선 처리, 코로나처리, 화염처리, 비누화처리 등에서 선택될 수 있으며, 상기 접착층 형성은 아크릴계 접착층을 도포하여 형성할 수 있으나 이로 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 제2캐리어필름은 시인성 확보를 위하여 안료가 첨가될 수 있다. 첨가되는 안료는 제2캐리어필름 및 동박적층체의 물성에 영향을 미치지 않는 범위에서 제한없이 사용할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 홀플러깅 단계(S4)는 비아홀이 형성된 동박적층체의 일면에 전도성 페이스트로 홀플러깅하는 단계이다.
본 발명의 전도성 페이스트는 도전성 파우더 50 내지 80중량%, 무기충전재 1 내지 15중량%, 고분자 바인더 1 내지 30중량% 및 첨가제 0.1 내지 5중량% 포함하는 것이 바람직하다.
상기 도전성 파우더는 탄소나노튜브, 그래핀, 구리, 니켈, 금, 은, 백금, 주석, 팔라듐, 알루미늄 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 은인 것이 효과적이다.
상기 도전성 파우더의 평균 입경은 1 내지 500nm인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20 내지 500nm인 것이 효과적이다. 도전성 파우더의 평균입경이 1nm 미만일 경우에는 전도성 페이스트 내에서 응집이 일어나 비아홀에 균일하게 코팅되지 못하여 통전성을 감소시켜 회로의 단락이 발생하는 문제가 발생할 수 있다.
상기 무기충전제는 실리카 등 당해 기술분야에 자명하게 사용되는 무기충전제를 사용할 수 있다.
상기 고분자 바인더는 에폭시계, 셀룰로오스계, 아크릴계, 염화비닐계, 아세트산비닐계, 폴리비닐알콜계, 폴리우레탄계 및 폴리에스테르계로 이루어진 군으로부터 1종 이상이 선택될 수 있으며, 당해 기술 분야에서 널리 공지된 것을 사용해도 무방하다.
상기 첨가제는 용제, 커플링제, 레벨링제 등 고분자 바인더와 도전성 파우더를 균일하게 혼합될 수 있게 함으로써, 전도성 페이스트의 안정성을 향상시키기 위하여 첨가하는 것이다. 본 발명의 첨가제는 당해 기술분야에서 자명하게 공지된 전도성 페이스트용 첨가제면 제한되지 않으며, 특히, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 디프로필렌글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트 및 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 효과적이다.
상기 홀플러깅 단계(S4)에서 홀플러깅시 하기 식 1을 만족하는 비아홀이 형성된 지그를 사용하여 홀플러깅을 실시하는 것이 바람직하다.
1.0Dv < Dz ≤5.0Dv [식 1]
(상기 식 1에서, Dv는 동박적층체에 형성된 비아홀의 평균직경(㎛)이고, Dz는 지그에 형성된 비아홀의 평균직경(㎛)이다.)
상기 범위의 비아홀이 형성된 지그를 사용함으로써, 전도성 페이스트가 동박적층체의 표면을 오염시키는 것을 방지하고, 최소량을 사용하여 비아홀을 균일하게 코팅할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 인쇄회로기판을 제조했을 때 회로의 불량을 감소시킬 수 있다.
상기 지그에 형성된 비아홀의 평균직경이 1.0Dv 미만일 경우에는 비아홀 코팅 시간이 길어질 수 있고, 동박적층체와 지그의 비아홀이 어긋났을 때 비아홀의 코팅이 균일하게 이루어지지 않아 추후 인쇄회로기판의 단락 등의 문제가 발생할 수 있다. 또한, 5.0Dv 초과일 경우에는 지그의 사용에 따른 효과를 미미하게 하여 동박적층체의 표면이 오염될 수 있고, 전도성 페이스트의 소요량이 늘어나 재료비 상승의 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 액상감광성물질 코팅단계(S5)는 홀플러깅된 동박적층체의 일면 또는 양면에 액상감광성물질(LPR : Liquid Photo solder Resist)을 코팅하는 단계이다.
이때 액상감광성 물질(LPR)은 당해 기술분야에 자명하게 공지된 액상감광성 물질이면 제한되지 않고 사용할 수 있다. 상기 액상 감광성 물질은 내화학성을 향상시키기 위하여 실리콘 수지 또는 에폭시 수지를 포함할 수 있으며, 노광 공정시 감도 조절 및 동박적층체와의 접착강도 향상을 위하여 감광성 (메타)아크릴레이트 화합물을 포함할 수 있다.
상기 액상감광성물질 코팅단계(S5)는 제1캐리어필름 또는 제1캐리어필름과 제2캐리어필름을 제거하고 실시할 수 있다. 제1캐리어필름 또는 제2캐리어필름이 동박적층체의 보호 필름 역할을 하는 것이다. 이는 비아홀의 홀플러깅 후에도 동박적층체의 일면 또는 양면에 발생한 얼룩, 오염 등을 방지할 수 있다. 따라서, 동박 적층체의 얼룩 또는 오염을 제거하는 공정이 생략됨에 따라 공정비용이 절감되고, 연성인쇄회로기판을 제조했을 때 회로의 불량 등을 현저히 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 회로패턴 형성단계(S6)는 액상감광성 물질이 코팅된 동박적층체에 회로패턴을 형성하는 단계이다.
상기 회로패턴 형성은 노광, 현상, 에칭(부식) 및 박리의 공정을 수행하여 원하는 패턴의 회로를 형성할 수 있다.
상기 노광은 상기 액상감광성 물질을 회로패턴으로 형성하기 위하여 자외선이나 발광다이오드(LED : Light Emitting Diode)를 이용하여 회로패턴의 형태로 일정영역을 경화시키는 것이다.
상기 현상은 화학약품을 이용하여 액상감광성 물질 중에서 미경화된 부분을 제거하는 것을 의미한다. 현상을 통해 동박적층체의 일면 또는 양면에는 회로패턴 부분만 남게 된다.
상기 에칭은 화학약품을 이용하여 회로의 패턴에 따라 현상된 영역과 대응되는 동박적층체의 일정 영역을 부식시키는 것을 의미하는 것으로, 동박에 회로패턴이 형성되는 것이다.
마지막으로 화학약품을 이용하여 동박적층체의 일면 또는 양면에 남아있는 액상감광성 물질 회로패턴을 제거하는 박리를 수행할 수 있다.
상기 현상, 에칭, 박리시의 화학약품은 당해 기술분야에 자명하게 공지된 화학약품이면 제한되지 않고 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 연성회로기판의 제조방법은 PIC 인쇄단계(S7)를 더 포함할 수 있다. 상기 PIC 인쇄단계는 상기 회로패턴이 형성된 동박적층체 표면에 액상 포토이미징 커버레이(Photo imazing coverlay;PIC) 조성물을 도포하여 인쇄하는 단계이다.
종래에는 필름타입의 커버레이를 열융착 또는 접착제를 도포하여 동박적층체에 가접하는 방법을 이용하였으나, 상기 방법은 공정이 복잡하고 시간이 오래 걸리는 단점이 있었다.
그러나, 본 발명은 액상포토이미징 커버레이 조성물을 도포하고 광경화시킴으로써 간단한 공정으로 커버레이를 형성시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 종래의 필름타입 커버레이 보다 낮은 스프링 백(Spring back) 특성을 나타낼 수 있다.
스프링 백(Spring back) 특성이란, 도 2에 나타난 방법으로 측정하는 일종의 반발력과 같은 특성이다. 일정 규격의 판상의 시편을 둥글게 말아 일정 규격의 지름을 가지도록 원통 형태를 만들고, 여기에 지름이 소정의 규격에 도달하도록 일정한 하중을 가한다. 이때 측정된 무게를 반발력으로 판단할 수 있다. 측정되는 무게가 작을수록 반발력은 약하고, 측정되는 무게가 클수록 반발력은 커지는 것을 알 수 있다.
상기 액상 포토이미징 커버레이(Photo imazing coverlay;PIC) 조성물은 주제 및 경화제로 이루어지는 2액형이며, 상기 주제는 고분자 바인더 30~50중량%, 광개시제 1~5중량%, 무기충전제 10~20중량%, 유기용매 30~50중량% 및 첨가제 1~5중량% 포함하며, 상기 경화제는 고분자 바인더 60~85중량%, 유개용매 10~30중량% 및 촉매 1~10중량% 포함할 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.
주제의 고분자 바인더는 주로 아크릴계 고분자를 포함하고, 무기충전제는 실리카, 바륨설페이트 등을 포함할 수 있다.
또한, 경화제의 고분자 바인더는 주로 에폭시수지 및 우레탄 아크릴레이트계 수지가 포함되고, 아민계 화합물인 촉매를 포함할 수 있다.
또한, 주제 및 경화제에는 물성을 저해하지 않는 범위 내에서 안료, 염료, 소포제, 커플링제, 유기용매 등을 더 포함할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
이외에도, PIC 인쇄단계 이후에 연성인쇄회로기판에 제품의 모델명, 버전, 부품의 배치도 등을 표시하는 인쇄단계, 연성인쇄회로기판의 표면처리단계, 회로가 단선 또는 단락되었는지 검사하는 BBT(Bare Board Test) 검사단계가 더 수행될 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 연성인쇄회로기판의 제조방법으로 제조된 연성회로기판에 관한 것이다.
상기 연성인쇄회로기판은 MIT 절곡시험장비를 사용하여 시험속도 175rpm, 시험각도 135도 및 0.5kg 하중으로 측정한 굴곡성 테스트가 50 내지 99회인 것이 바람직하고, 상술한 스프링 백 특성이 2.0 내지 4.5g인 것이 효과적이다.
이하, 본 발명의 연성인쇄회로기판의 제조방법에 관하여 실시예 및 비교예를 통하여 자세히 설명하고자 한다.
물성측정
1. 굴곡성 평가
180mm × 7.9mm 규격의 시편을 준비하여 MIT절곡 시험장비를 사용하여, 시험속도 175rpm, 시험각도 135도, R=0.38mm 및 0.5kg 하중으로 몇 회에 파단 또는 크랙이 발생하는지 10회 측정하여 평균값을 나타내었다.
2. 스프링 백(spring back)평가
하기 도 2에 도시된 바와 같이, 60mm × 20mm 규격의 시편을 지름이 17mm의 원통 형태가 되도록 준비하여 지름이 17mm에서 10mm까지 감소할 때까지의 무게(g)를 측정하여 평균값을 나타내었다.
[실시예 1]
두께가 20㎛인 폴리이미드 필름 양면에 두께가 12㎛인 전해동박(ED박)이 적층된 양면동박적층체의 한쪽 면에 제1캐리어필름(JCF-050C, JINSUNG ChemicalT,a.)를 부착한다. 제1캐리어필름을 부착한 면을 UV 레이저 드릴을 이용하여 평균직경 20㎛이 되도록 관통시켜 비아홀을 가공한다. 아무것도 부착하지 않은 동박적층체의 일면에 제2캐리어필름(JCF-050C, JINSUNG ChemicalT,a. )을 부착시킨다. 제2캐리어필름이 부착된 면을 바닥으로 위치하게 한 다음, 평균직경이 23㎛인 비아홀이 형성된 지그를 동박적층체의 비아홀과 대응되도록 위치시킨다. 지그가 위치한 상태에서 전도성 페이스트(SFR-200PIY, 서울화학사)를 코팅한 다음, 150℃에서 30분 동안 경화시킨다. 경화가 끝난 후 지그, 제1캐리어필름 및 제2캐리어필름을 제거하고, 동박적층체의 양면에 액상감광성물질(ArF photoresist, 동진세미켐)을 코팅한다. 그 후에 노광, 현상, 에칭(부식), 박리의 순서대로 포토 리소그래피 공정을 이용하여 동박에 회로패턴을 형성하였다. 회로패턴이 형성된 동박 표면에 액상 포토이미징 커버레이 조성물(PIC INK, 니폰 폴리텍)을 도포하고, 광경화시켜 커버레이를 형성시켰다. 이러한 방법으로 제조된 연성인쇄회로기판의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[실시예 2]
두께가 20㎛인 폴리이미드 필름 양면에 두께가 12㎛인 압연동박(RA박)이 적층된 양면동박적층체를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 연성인쇄회로기판을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[실시예 3]
두께가 12㎛인 폴리이미드 필름 양면에 두께가 12㎛인 전해동박(ED박)이 적층된 양면동박적층체를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 연성인쇄회로기판을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[실시예 4]
두께가 12㎛인 폴리이미드 필름 양면에 두께가 12㎛인 압연동박(RA박)이 적층된 양면동박적층체를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 연성인쇄회로기판을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[비교예 1]
제1캐리어필름을 사용하지 않고, 홀플러깅을 실시한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 연성인쇄회로기판을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[비교예 2]
제1캐리어필름 및 제2캐리어필름을 사용하지 않고, 홀플러깅을 실시한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 연성인쇄회로기판을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[비교예 3]
제1캐리어필름 및 제2캐리어필름을 사용하지 않고, 홀플러깅을 실시하였으며, 커버레이 필름을 열융착으로 가접한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 연성인쇄회로기판을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure 112013105641746-pat00001
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 4는 제1캐리어필름 및 제2캐리어필름을 사용하여 홀플러깅을 하고, 액상 포토이미징 커버레이 조성물을 이용하여 커버레이를 형성함으로써, 기존의 복잡하던 공정을 생략하여 간단한 방법으로 연성인쇄회로기판을 제조할 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 캐리어필름을 사용함에 따라 동박 표면에 이물 및 얼룩을 현저히 감소시킬 수 있으며, 이에 회로의 단선 및 단락이 거의 발생하지 않음을 알 수 있었다. 또한, 비교예에 비하여 굴곡성 및 스프링백 특성이 향상되는 것을 알 수 있었다.
반면, 비교예 1은 제2캐리어필름만 사용함으로써, 동박적층체 밑으로 전도성 페이스트가 흐르지는 않았으나, 지그가 놓여진 표면에 얼룩이 발생하여 일부 밸트연마가 필요한 상태였으며, 비교예 2는 제1캐리어필름 및 제2캐리어필름을 모두 사용하지 않아, 동박적층체의 양면 모두 밸트연마를 수행하였다. 밸트 연마시 공정비용이 현저히 증가하였으며, 후 공정에서의 동박적층체의 수축률 조절이 어려워 굴곡성이 감소하는 것을 알 수 있었다.
또한, 비교예 3은 액상포토이미징 커버레이 조성물이 아닌 필름을 사용함으로써, 하나하나 수작업으로 열융착시켜 작업성이 감소되며, 커버레이 오픈 포인트를 정확히 맞추기가 어려움을 알 수 있었다.
따라서, 본 발명에 따른 연성인쇄회로기판의 제조방법은 복잡한 제조공정을 단순화하여 공정시간 및 비용을 감소시킬 수 있으며, 굴곡성 및 스프링백 특성이 우수하고, 후 가공 공정에 따른 팽창 및 수축을 제어할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

Claims (11)

  1. 절연필름과 상기 절연필름의 양면에 각각 열융착되는 한 쌍의 동박으로 이루어지는 동박적층체의 일면에 제1캐리어 필름을 부착하는 단계(S1);
    상기 제1캐리어필름을 부착한 면에 상기 동박적층체의 양면을 관통하는 형태의 비아홀을 형성하는 단계(S2);
    상기 동박적층체의 배면에 제2캐리어 필름을 부착하는 단계(S3);
    상기 동박적층체의 일면에 전도성 페이스트로 홀플러깅하는 단계(S4);
    상기 홀플러깅된 동박적층체의 어느 일면 또는 양면에 액상감광성물질을 코팅하는 단계(S5);
    상기 코팅된 동박적층체의 어느 일면 또는 양면에 노광, 현상, 에칭 및 박리의 공정을 수행하여 회로패턴을 형성하는 단계(S6); 및
    상기 회로패턴이 형성된 동박적층체 표면에 액상 포토이미징 커버레이(Photo imazing coverlay;PIC) 조성물을 도포하여 인쇄하는 PIC 인쇄단계(S7);를 포함하며,
    상기 액상 포토이미징 커버레이 조성물은 주제 및 경화제로 이루어지는 2액형이며, 상기 주제는 고분자 바인더 30~50중량%, 광개시제 1~5중량%, 무기충전제 10~20중량%, 유기용매 30~50중량% 및 첨가제 1~5중량% 포함하며, 상기 경화제는 고분자 바인더 60~85중량%, 유기용매 10~30중량% 및 촉매 1~10중량% 포함하는 연성인쇄회로기판의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 S4 단계에서 전도성 페이스트는 도전성 파우더 50 내지 80중량%, 무기충전재 1 내지 15중량%, 고분자 바인더 1 내지 30중량% 및 첨가제 0.1 내지 5중량% 포함하는 연성인쇄회로기판의 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 도전성 파우더는 탄소나노튜브, 그래핀, 구리, 니켈, 금, 은, 백금, 주석, 팔라듐, 알루미늄 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상이며,
    상기 첨가제는 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 디프로필렌글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트 및 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 연성인쇄회로기판의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 S4 단계에서 홀플러깅시 하기 식 1을 만족하는 비아홀이 형성된 지그를 사용하여 홀플러깅을 실시하는 연성인쇄회로기판의 제조방법.
    1.0Dv < Dz ≤5.0Dv [식 1]
    (상기 식 1에서, Dv는 동박적층체에 형성된 비아홀의 평균직경(㎛)이고, Dz는 지그에 형성된 비아홀의 평균직경(㎛)이다.)
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 동박적층체의 비아홀은 평균직경이 1 내지 30㎛인 연성인쇄회로기판의 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 S5 단계는 제1캐리어필름 또는 제1캐리어필름과 제2캐리어필름을 제거하고 실시하는 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1항 내지 제 6항 중에서 선택되는 어느 한 항의 연성인쇄회로기판의 제조방법으로 제조된 연성인쇄회로기판.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 연성인쇄회로기판은 MIT 절곡시험장비를 사용하여 시험속도 175rpm, 시험각도 135도 및 0.5kg 하중으로 측정한 굴곡성 테스트가 50 내지 99회인 연성인쇄회로기판.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 연성인쇄회로기판은 스프링 백 평가값이 2.0 내지 4.5g인 연성인쇄회로기판.
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