KR101848783B1 - Preparing Method of Printed Circuit Board - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing a printed circuit board without a copper circuit used for a wireless charger. The method comprises: a primary copper circuit pattern forming step of forming a circuit pattern of a guide line part on a substrate to which a copper foil is attached; a nickel layer forming step of fully vacuum depositing nickel on the substrate; a secondary nickel circuit pattern forming step of forming a circuit pattern corresponding to a circuit part of a printed circuit board on a nickel layer; and a nickel-gold plating step of forming a nickel-gold plating layer.

Description

인쇄회로기판의 제조방법{Preparing Method of Printed Circuit Board}[0001] The present invention relates to a method of manufacturing a printed circuit board,

본 발명은 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것으로, 특히 무선충전기용 진동 소자에 사용되는 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a method for manufacturing a printed circuit board, and more particularly, to a method for manufacturing a printed circuit board used in a vibrating element for a wireless charger.

일반적으로 인쇄회로기판(PCB:Printed Circuit Board)이란 전기절연성 기판에 동박과 같은 전도성 재료로 회로를 형성시킨 것으로서, 전자부품을 탑재하기 직전의 기판을 말한다. 근래에는 전자장비들의 소형화 추세에 따라 휴대폰, 카메라 등에서 사용될 수 있는 소형 인쇄회로기판이 개발되어 사용되고 있고, 복잡하고 협소한 공간에서도 전자부품 내장이 용이한 장점을 가져 그 수요가 계속 증대되고 있는 실정이다. Generally, a printed circuit board (PCB) is a substrate formed by forming a circuit with a conductive material such as a copper foil on an electrically insulating substrate and immediately before mounting the electronic component. 2. Description of the Related Art In recent years, small-sized printed circuit boards that can be used in mobile phones and cameras have been developed and used in accordance with the trend of miniaturization of electronic equipment, and the demand for the use of electronic components has been continuously increased even in a complicated and narrow space .

인쇄회로기판을 제조하는 방법은 다음과 같다. 에폭시 수지와 같은 절연성 필름에 동박이 적층된 원단을 재단하고 드릴을 사용해 홀 가공을 한 다음 구리 도금을 하고, 감광성 드라이 필름을 라미네이팅한 후, 에칭 공정을 거쳐 회로패턴을 형성하고 PSR 인쇄를 한 다음 표면처리를 실시한다. 그 후, 동적층판의 외측에 불필요한 부분이 제거된 커버레이 필름을 가접하고 열 프레스를 이용하여 이를 적층한다. 여기서, 커버레이 필름은 회로패턴의 노출면을 보호하고 절연하기 위한 것이다. 그 후, 표면처리 과정을 거쳐 기판을 완성하고 회로 검사 과정을 거친다.A method of manufacturing a printed circuit board is as follows. A copper foil laminated on a dielectric film such as an epoxy resin is cut, a hole is formed by drilling, copper plating is performed, a photosensitive dry film is laminated, a circuit pattern is formed through an etching process, and PSR printing is performed Surface treatment is carried out. Thereafter, a coverlay film from which an unnecessary portion is removed is brought into contact with the outside of the copper-clad laminate, and laminated with a thermal press. Here, the coverlay film is for protecting and insulating the exposed surface of the circuit pattern. Thereafter, the substrate is subjected to a surface treatment process and a circuit inspection process is performed.

기판 내의 회로를 구성하는 성분은 동(Cu)이며, 동은 공기 중에 노출되면 산화막이 형성되어 실장이 제대로 되지 않는 특성을 갖는다. 따라서 실장성을 보장하기 위해서 완성된 기판에 산화 방지를 위한 표면처리 공정을 수행해야 한다. 표면처리 공정은 연성인쇄회로기판의 제조공정 중 마지막 제조공정이다. 표면처리 공정은 일정한 평면을 유지할 수 있도록 하고, 장기간 보관하고 있어도 실장성에 문제가 없도록 하고, 접촉저항이 작고 솔더링이 우수하도록 해야 한다.Components constituting a circuit in the substrate are copper (Cu), and copper has characteristics such that an oxide film is formed when the copper is exposed to the air, thereby failing to be mounted. Therefore, a surface treatment process for preventing oxidation should be performed on the completed substrate in order to ensure the mounting property. The surface treatment process is the last manufacturing process of the flexible printed circuit board manufacturing process. The surface treatment process should be able to maintain a constant plane, ensure that there is no problem in mounting even when stored for a long time, and that the contact resistance is low and the soldering is excellent.

인쇄회로기판의 표면처리에는 솔더링 방식과 니켈 금 도금 방식이 보편적으로 이용된다. 이 중에서 가장 일반화되어 있는 솔더링 방식은 용융된 Pb/Sn 합금을 콘베이터 밸트를 통해 이동하는 기판에 묻혀 합금의 두께를 평탄화시키는 방법이다. 이는 매우 쉬운 방법이면서 가장 많이 알려져 있는 방식이나 대부분 납을 함유하므로 환경적인 측면에서 문제점이 지적되어 있으며, 미세 패턴에서는 적용하기 힘든 단점이 있다. 따라서 니켈 금도금 방식을 사용하는 것이 바람직하다.Soldering and nickel plating are commonly used for surface treatment of printed circuit boards. The most popular soldering method is to melt the Pb / Sn alloy on the substrate moving through the conveyor belt to flatten the thickness of the alloy. This is the easiest and most widely known method, but most of them contain lead, so it is pointed out environmental problems and it is not applicable to fine patterns. Therefore, it is preferable to use a nickel-gold plating method.

그러나 이러한 표면처리를 하더라도 구리 회로를 사용하는 경우 염소 분무 시험에서 금속 결정 사이로 침투한 염소 가스에 의해 부식된 구리가 표면으로 스며 올라와 반점이 생기는 현상이 나타난다. However, even with such a surface treatment, when a copper circuit is used, the chlorine gas that has penetrated into the metal crystals in the chlorine spray test causes the copper corroded to the surface to form spots.

한국 특허등록 10-1070470호Korean Patent Registration No. 10-1070470 한국 특허등록 10-1004063호Korean Patent Registration No. 10-1004063

따라서, 본 발명의 목적은 구리 회로를 포함하지 않는 신규의 인쇄회로기판의 제조방법을 제공하는 것이다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a novel printed circuit board which does not include a copper circuit.

상기 본 발명의 목적은 SUMMARY OF THE INVENTION

동박이 부착된 기판에 가이드 라인 부분의 회로패턴을 형성하는 1차 구리 회로패턴 형성 단계와;A primary copper circuit pattern forming step of forming a circuit pattern of a guideline portion on a substrate to which a copper foil is attached;

상기 기판 위에 전면적으로 니켈을 진공 증착시키는 니켈 층 형성 단계와;Forming a nickel layer on the entire surface of the substrate by vacuum deposition of nickel;

상기 니켈 층에 인쇄회로 기판의 회로 부분에 해당하는 회로패턴을 형성하는 2차 니켈 회로패턴 형성 단계와;A secondary nickel circuit pattern forming step of forming a circuit pattern corresponding to a circuit portion of the printed circuit board on the nickel layer;

니켈-금 도금층을 형성하는 니켈-금도금 단계를 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법에 의해 달성된다. And a nickel-gold plating step of forming a nickel-gold plating layer on the printed circuit board.

본 발명의 제조방법에 의해 화학동 도금이 필요없고 구리 회로를 전혀 포함하지 않는 인쇄회로 기판의 제조가 가능하다. 따라서, 염소 가스에 의해 구리의 부식으로 인한 문제가 발생할 우려가 없다. By the manufacturing method of the present invention, it is possible to manufacture a printed circuit board which does not require copper plating and contains no copper circuit. Therefore, there is no risk of causing corrosion due to copper by chlorine gas.

도 1은 본 발명의 제조 공정을 단계별로 개략적으로 도시한 도면
도 2는 본 발명에 형성되는 회로의 평면도를 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 실시 예에 의해 제조된 인쇄회로 기판의 사진
도 4는 비교 예 1에 의해 제조된 인쇄회로 기판의 사진
도 5는 비교 예 2에 의해 제조된 인쇄회로 기판의 사진BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view schematically showing the manufacturing process of the present invention in steps; FIG.
2 is a plan view of a circuit formed in the present invention;
3 is a photograph of a printed circuit board manufactured according to an embodiment of the present invention
4 is a photograph of the printed circuit board manufactured in Comparative Example 1
5 is a photograph of a printed circuit board manufactured by Comparative Example 2

이하 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. 도 1은 본 발명의 일례의 제조 공정을 단계별로 개략적으로 도시한 것으로, 제조된 인쇄회로 기판은 스마트폰의 무선충전기용 진동 소자에 사용되는 것이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. FIG. 1 schematically shows a manufacturing process of an example of the present invention in a stepwise manner, and the printed circuit board manufactured is used in a vibrating element for a wireless charger of a smartphone.

도 1a는 본 발명의 인쇄회로 기판의 원재료가 되는 원단을 재단한 단면을 도시한 것이다. 에폭시 수지(100)에 양쪽으로 동박(110)이 적층되어 있다. 동박(110)은 에폭시 수지(110)의 한 면 또는 양 면 모두에 적층 될 수 있다. 1A is a cross-sectional view of a fabric cut as a raw material of a printed circuit board according to the present invention. A copper foil 110 is laminated on the epoxy resin 100 on both sides. The copper foil 110 may be laminated on one or both sides of the epoxy resin 110.

도 1b에 도시한 바와 같이 드릴을 사용하여 홀 가공한 다음, 도 1c에 도시한 바와 같이 가이드 선 부분(111)만 남겨두고 구리 부분을 모두 에칭으로 제거하여 1차 구리 회로(111)를 형성한다. 가이드 라인을 남겨서 1차 구리 회로를 형성하는 이유는 전류차이에 의한 도금 격차를 해소하기 위함이다. 이 가이드 라인을 남겨두지 않고 니켈 회로(131)(도 2 참조)를 형성하는 경우 도금에 시간이 매우 오래 걸리고 전류 차이에 의해 도금이 불균일하게 형성된다. 또, 가이드 라인이 없는 경우에는 도금 품질에 불량이 발생하게 된다. 가이드 라인의 폭은 0.1 내지 1mm 내외가 바람직하며, 특히 0.5mm가 바람직하다. As shown in FIG. 1B, a hole is formed by using a drill, and then the copper portion is removed by etching, leaving only the guide wire portion 111, as shown in FIG. 1C, to form the primary copper circuit 111 . The reason why the primary copper circuit is formed by leaving the guideline is to solve the plating gap due to the current difference. When forming the nickel circuit 131 (see FIG. 2) without leaving this guideline, the plating takes a very long time and the plating is irregularly formed due to the current difference. In the absence of the guideline, the plating quality is poor. The width of the guideline is preferably about 0.1 to 1 mm, more preferably 0.5 mm.

회로 형성 시에는 드라이 필름을 압착한 후 에칭하여 형성한다. 가이드 선에 구리 회로(111)가 형성된 상태에서, 도 1d에 도시된 바와 같이 니켈을 진공 증착하여 니켈 진공 증착층(130)을 형성한다. 가이드 라인에 해당하는 양쪽 말단은 그대로 두고 무선충전기용 진동 소자에 적용될 인쇄회로 기판 부분 중, 인쇄될 부분을 도 1e와 같이 에칭하여 2차 니켈 회로(131)를 형성한다. 즉 사용될 인쇄회로 기판 부분에는 구리 회로가 전혀 존재하지 않는다. At the time of circuit formation, the dry film is formed by pressing and etching. In the state where the copper circuit 111 is formed on the guide line, the nickel vacuum deposition layer 130 is formed by vacuum deposition of nickel as shown in FIG. 1D. The portion to be printed out of the printed circuit board portions to be applied to the vibration element for the wireless charger is etched as shown in FIG. 1E with both ends corresponding to the guideline being left, thereby forming the secondary nickel circuit 131. There is no copper circuit at all in the printed circuit board part to be used.

다음으로, 니켈 도금을 위해 표면을 활성화시키기 위한 전처리를 실시하는데, 예를 들어 염산으로 산세한다. 염산의 농도는 5~10%(wt/wt)가 바람직하며, 침지 시간은 20초 이하가 바람직하다. 전처리 후, 니켈 도금층(140)층을 도 1f와 같이 형성하고, 다시 금도금 층(150)을 도 1g와 같이 형성한 다음, 도 1h에 도시한 바와 같이 PSR 인쇄를 실시한다. Next, a pretreatment for activating the surface for nickel plating is performed, for example, pickling with hydrochloric acid. The concentration of hydrochloric acid is preferably 5 to 10% (wt / wt), and the immersion time is preferably 20 seconds or less. After the pretreatment, the nickel plating layer 140 is formed as shown in FIG. 1F, and the gold plating layer 150 is formed as shown in FIG. 1G, followed by PSR printing as shown in FIG. 1H.

마지막으로 라우터(Router) 외형 가공을 실시하여 최종 제품을 얻는다. Finally, Router's outer shape is processed to obtain final product.

이하 실시 예 및 비교 예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하나, 본 발명이 이 실시 예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in further detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these examples.

실시 예 1Example 1

에폭시 수지에 동박이 적층된 원단을 재단하고, 드릴을 사용하여 홀 가공한 다음, 드라이 필름을 압착한 후 가이드 선 부분을 폭 0.5mm로 남겨두고 구리 부분을 모두 에칭으로 제거하여 1차 구리 회로를 형성하였다. 니켈을 0.1~0.3㎛ 두께로 진공 증착하여 니켈 진공 증착층을 형성하였다. 드라이 필름을 압착하고 인쇄될 부분을 에칭하여 2차 니켈 회로를 형성하였다. 도 3a에 사진을 게시하였다. 5~10%(wt/wt) 염산에 10 내지 20초간 침적시키고, 전해 니켈 도금을 15~20㎛ 두께로 실시하고, 다시 전해 금 도금을 0.1~0.3㎛ 두께로 실시하였다. 도 3b 및 도 3c에 양면의 사진을 각각 게시하였다. 모든 제품이 균일하게 도금되었으며, 도금 품질 또한 우수하였다. After cutting the fabric with copper foil laminated to the epoxy resin and using a drill, the dry film was squeezed, and the copper portion was removed by etching to leave the guide wire portion at a width of 0.5 mm. . Nickel was vacuum-deposited to a thickness of 0.1 to 0.3 mu m to form a nickel vacuum vapor deposition layer. The dry film was squeezed and the portion to be printed was etched to form a secondary nickel circuit. A photograph is shown in Fig. The electrolyte was immersed in 5 to 10% (wt / wt) hydrochloric acid for 10 to 20 seconds, electrolytic nickel plating was carried out to a thickness of 15 to 20 탆, and electrolytic gold plating was conducted to a thickness of 0.1 to 0.3 탆. Figs. 3B and 3C respectively show photographs of both sides. All products were uniformly plated and the plating quality was also excellent.

PSR 인쇄를 실시하고 라우터 외형가공을 실시하여 최종 제품을 얻었다. 제품 사진을 도 3d에 게시하였다. The PSR printing was performed and the external shape of the router was processed to obtain the final product. The product picture was posted in Figure 3d.

비교 예 1 Comparative Example 1

에폭시 수지에 동박이 적층된 원단을 재단하고, 드릴을 사용하여 홀 가공한 다음, 구리 부분을 모두 에칭으로 제거하고 니켈을 0.1~0.3㎛ 두께로 진공 증착하여 니켈 진공 증착층을 형성한다. 드라이 필름을 압착하고 가이드 라인과 인쇄될 부분을 에칭하여 니켈 회로를 형성하였다. 5~10%(wt/wt) 염산에 10 내지 20초간 침적시키고, 전해 니켈 도금을 15~20㎛ 두께로 실시하고, 다시 전해 금 도금을 0.1~0.3㎛ 두께로 실시하였다. 도금 후 양면의 사진을 도 4a 및 도 4b에 각각 게시하였다. A fabric having a copper foil laminated on an epoxy resin is cut and then subjected to hole processing using a drill. Then, the copper portion is removed by etching and a nickel is vacuum-deposited to a thickness of 0.1 to 0.3 mu m to form a nickel vacuum vapor deposition layer. The dry film was squeezed and the guide line and the portion to be printed were etched to form a nickel circuit. The electrolyte was immersed in 5 to 10% (wt / wt) hydrochloric acid for 10 to 20 seconds, electrolytic nickel plating was carried out to a thickness of 15 to 20 탆, and electrolytic gold plating was conducted to a thickness of 0.1 to 0.3 탆. A photograph of both sides after plating is shown in Figs. 4A and 4B, respectively.

도금에 시간이 걸리고 도금 불균형이 발생하였으며, 도 4에서 알 수 있는 바와 같이 도금이 쉽게 박리되는 현상이 발생하였다. The plating took time and the plating imbalance occurred. As shown in FIG. 4, the plating easily peeled off.

비교 예 2Comparative Example 2

에폭시 수지에 동박이 적층된 원단을 재단하고, 드릴을 사용하여 홀 가공한 다음, 구리 부분을 모두 에칭으로 제거하고 니켈을 0.1~0.3㎛ 두께로 진공 증착하여 니켈 진공 증착층을 형성한다. 드라이 필름을 압착하고 인쇄될 부분을 에칭하여 니켈 회로를 형성하였다. 5~10%(wt/wt) 염산에 10 내지 20초간 침적시키고, 전해 니켈 도금을 15~20㎛ 두께로 실시하고, 다시 전해 금 도금을 0.1~0.3㎛ 두께로 실시하였다. 도금 후 양면의 사진을 도 5a 및 도 5b에 각각 게시하였다. A fabric having a copper foil laminated on an epoxy resin is cut and then subjected to hole processing using a drill. Then, the copper portion is removed by etching and a nickel is vacuum-deposited to a thickness of 0.1 to 0.3 mu m to form a nickel vacuum vapor deposition layer. The dry film was squeezed and the portion to be printed was etched to form a nickel circuit. The electrolyte was immersed in 5 to 10% (wt / wt) hydrochloric acid for 10 to 20 seconds, electrolytic nickel plating was carried out to a thickness of 15 to 20 탆, and electrolytic gold plating was conducted to a thickness of 0.1 to 0.3 탆. A photograph of both sides after plating is shown in Figs. 5A and 5B, respectively.

도 5a 및 도 5b에서 알 수 있는 바와 같이, 도금 부분에 쉽게 크랙이 발생하였고 도금 자체의 품질 불량이 발생하였다. As can be seen from FIGS. 5A and 5B, cracks easily occurred in the plating portion and quality of the plating itself was poor.

100: 에폭시 수지
110: 동박
111:1차 구리 회로
130: 니켈 진공 증착층
131: 2차 니켈 회로
140: 니켈 도금층
150: 금도금 층
160: PSR 인쇄층
100: Epoxy resin
110: Copper foil
111: primary copper circuit
130: nickel vapor deposition layer
131: Secondary nickel circuit
140: Nickel plated layer
150: Gold plated layer
160: PSR printing layer

Claims (4)

동박이 부착된 기판에 가이드 라인 부분의 회로패턴을 형성하는 1차 구리 회로패턴 형성 단계와;
상기 기판 위에 전면적으로 니켈을 진공 증착시키는 니켈 층 형성 단계와;
상기 니켈 층에 인쇄회로 기판의 회로 부분에 해당하는 회로패턴을 형성하는 2차 니켈 회로패턴 형성 단계;
상기 2차 니켈 회로 패턴 상에 니켈 도금 층을 형성하는 니켈 도금 단계; 및
상기 니켈 도금 단계에서 형성된 니켈 도금 층에 금을 도금하는 금 도금 단계를 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법.A primary copper circuit pattern forming step of forming a circuit pattern of a guideline portion on a substrate to which a copper foil is attached;
Forming a nickel layer on the entire surface of the substrate by vacuum deposition of nickel;
A second nickel circuit pattern forming step of forming a circuit pattern corresponding to a circuit portion of the printed circuit board on the nickel layer;
A nickel plating step of forming a nickel plating layer on the secondary nickel circuit pattern; And
And a gold plating step of plating gold on the nickel plated layer formed in the nickel plating step. 제 1항에 있어서, 상기 가이드 라인의 폭은 0.1~1mm로 형성하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.The method as claimed in claim 1, wherein the width of the guide line is 0.1 to 1 mm. 제 1항에 있어서, 도금 전 염산에 침지시키는 표면처리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.The method of manufacturing a printed circuit board according to claim 1, further comprising a surface treatment step of immersing in hydrochloric acid before plating. 제 3항에 있어서, 염산의 농도는 5~10중량%, 침지 시간은 20초 이하로 하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.
4. The method of claim 3, wherein the concentration of hydrochloric acid is 5 to 10 wt% and the immersion time is 20 seconds or less.
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