KR20080034711A - The apparatus and method for manufacturing printed circuit board - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조장치의 개략적인 개념도.1 is a schematic conceptual view of a printed circuit board manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조방법을 나타내는 순서도.2 is a flow chart showing a printed circuit board manufacturing method according to another embodiment of the present invention.
도 3는 도 2를 통하여 나타나는 인쇄회로기판 제조방법에 의하여 다층인쇄회로기판이 형성되는 과정을 나타내는 사시도.3 is a perspective view illustrating a process of forming a multilayer printed circuit board by the method of manufacturing a printed circuit board shown in FIG. 2.
도 4은 도 2를 통하여 나타나는 인쇄회로기판 제조방법에 의하여 다층인쇄회로기판이 형성되는 과정을 나타내는 단면도.4 is a cross-sectional view illustrating a process of forming a multilayer printed circuit board by the method of manufacturing a printed circuit board shown in FIG. 2.
도 5은 도 2를 통하여 나타나는 인쇄회로기판 제조방법에 의하여 형성된 다층인쇄회로기판 및 인쇄회로기판 제조장치를 나타내는 사시도.FIG. 5 is a perspective view illustrating a multilayer printed circuit board and a printed circuit board manufacturing apparatus formed by the printed circuit board manufacturing method shown in FIG. 2; FIG.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
11 : 제1 헤드 12 : 제2 헤드11: first head 12: second head
13 : 제3 헤드 54 : 헤드13: third head 54: head
15, 55 : 경화부 20 : 레이어 15, 55: hardened portion 20: layer
31, 41 : 인쇄회로기판 제1 레이어 31, 41: printed circuit board first layer
32, 42 : 인쇄회로기판 제2 레이어 32, 42: second layer of the printed circuit board
33, 43 : 인쇄회로기판 제3 레이어 33, 43: printed circuit board third layer
50 : 다층인쇄회로기판50: multilayer printed circuit board
20(a), 31(a), 33(a), 41(a), 43(a), 50(a) : 회로패턴 20 (a), 31 (a), 33 (a), 41 (a), 43 (a), 50 (a): circuit pattern
20(b), 31(b), 32(b), 33(b), 41(b), 42(b), 43(b), 50(b) : 절연층 20 (b), 31 (b), 32 (b), 33 (b), 41 (b), 42 (b), 43 (b), 50 (b): insulating layer
20(c), 31(c), 32(c), 33(c), 41(c), 42(c), 43(c), 50(c) : 비아 20 (c), 31 (c), 32 (c), 33 (c), 41 (c), 42 (c), 43 (c), 50 (c): Via
20(d), 50(d) : 제거영역20 (d), 50 (d): removal area
35, 45 : 형성판35, 45: forming plate
본 발명은 인쇄회로기판 제조장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for manufacturing a printed circuit board.
인쇄회로기판(Printed Circuit Board-PCB)이란 전자소자가 도통될 수 있도록 회로패턴을 형성한 기판을 말한다. PCB의 제조는 주로 에칭을 이용한 리소그래피(Lithography)법이 이용되고 있다. 이는 기재에 도전막을 구비하고, 도전막중에 불필요한 부분을 사진 식각법을 이용하여 회로 이외의 도전막 부분은 부식액으로 용해 제거하여 필요한 도전배선만을 남김으로써 도전성 도전 배선을 형성하는 방법 이다. 이 방법은 일반적으로 PCB를 제작하는 방법 중 가장 오래된 것으로 복잡한 공정 그리고 현상 및 에칭, 도금 등의 공정을 수반하기 때문에 공정 중에 발생되는 폐수 등의 처리시설을 필요로 하며, 공정비용 또한 막대하다.A printed circuit board (PCB) refers to a substrate on which circuit patterns are formed so that electronic devices can conduct. Lithography method using etching is mainly used for the manufacture of PCB. This is a method of forming a conductive conductive wiring by providing a conductive film on a substrate and dissolving and removing unnecessary portions of the conductive film with a corrosive solution by using a photolithography method to leave only necessary conductive wiring. This method is generally the oldest of PCB manufacturing methods and involves complicated processes and processes such as development, etching and plating, which requires treatment facilities such as wastewater generated during the process, and the process cost is enormous.
한편, 전자기기는 점점 소형화 되어가면서 회로는 집적화, 다기능화가 요구되고 있다. 최근에는 기판 내부에 전자소자를 실장하는 임베디드 인쇄회로기판에 대한 연구도 활발하게 연구되고 있다. 이러한 현실에서 인쇄공정의 미세화와 간편화가 크게 요구되고 있다.On the other hand, as electronic devices become smaller and smaller, circuits are required to be integrated and multifunctional. Recently, research on embedded printed circuit boards in which electronic devices are mounted inside a substrate has been actively studied. In this reality, the miniaturization and simplicity of the printing process is required.
이를 해결하기 위한 한 방법으로 회로패턴 형성을 위한 잉크젯 기술이 크게 대두되고 있으며, 이는 컴퓨터의 발달과 함께 자동화 용이성, 정밀 제어 가능성, 다양한 여러 패턴의 단기간 제작 가능성, 공정 중에 수시로 설계적 오류 및 하드웨어적인 수정의 용이성 그리고 원하는 패턴만 잉크의 분사에 의하여 형성되므로 원료손실을 극소화 할 수 있다. 최근에 잉크젯 헤드 기술의 발전으로 잉크방울이 미량화 되면서 다양한 분야에 응용되고 있다.As a way to solve this problem, inkjet technology for circuit pattern formation has emerged, which has been developed with the development of computers, and it is easy to automate, precise controllability, short-term manufacturing possibility of various patterns, design errors and hardware during the process Ease of correction and only the desired patterns are formed by spraying ink, which minimizes raw material loss. Recently, ink droplets have been miniaturized due to the development of inkjet head technology, and are being applied to various fields.
이와 같이 잉크젯 기술을 이용한 도전배선 방법은 컴퓨터를 통해 정밀하게 설계된 도면대로 잉크젯 헤드를 통해 기재 위의 정확한 위치에 잉크방울을 안착시켜 도전배선을 형성하는 방법이다. 이러한 잉크젯을 이용한 도전배선 방법은 컴퓨터 및 잉크젯 프린터의 발전과 함께 병행할 수 있는 점, 다양한 소비자의 요구대로 소량 다품종화가 가능하다는 점, 최소량만이 원하는 패턴을 이용하는데 사용할 수 있으므로 비용절감이 가능하다는 점, 폐수 발생량이 거의 없으므로 친환경적인 점등을 고려했을 때, 위와 같은 많은 장점을 가지고 있어 실제 전자제품 공정에 적용 시, 저비용으로 수요자에게 공급이 가능하게 되고, 그로 인하여 기존의 고가인 전자제품의 가격을 낮출 수 있는 방법을 제공할 수 있는 것이다. As described above, the conductive wiring method using the inkjet technology is a method of forming conductive wiring by depositing ink droplets at an accurate position on a substrate through an inkjet head as precisely designed through a computer. The conductive wiring method using the inkjet can be paralleled with the development of computers and inkjet printers, and can be diversified in small quantities according to the needs of various consumers, and the cost can be reduced because only a minimum quantity can be used to use a desired pattern. Since there is almost no point and waste water generation, considering the eco-friendly lighting, it has many advantages as described above. When applied to the actual electronics process, it can be supplied to the consumer at low cost, and thus the price of the existing expensive electronic product It can provide a way to lower the.
한편, 다층 PCB를 제작하기 위하여는 회로패턴 형성을 위하여 다층 기판간의 도통을 위하여 관통홀 및 비아홀 형성을 위한 드릴공정과 기판과 기판을 적층하는 공정, 이후 부품 실장을 위하여 솔더링을 하기 때문에 이러한 솔더에 대한 저항성을 갖게 하기 위한 S/R 공정이 수행된다. 각각의 공정은 유기적으로 구성되어 있어서 하나의 공정에서의 불량은 다른 공정에도 영향을 미칠 수 있다. Meanwhile, in order to fabricate a multilayer PCB, a drill process for forming through-holes and via holes for the conduction between the multilayer substrates for the formation of a circuit pattern, a process for laminating the substrate and the substrate, and then soldering for component mounting are performed. An S / R process is performed to give resistance to. Each process is organic, so failures in one process can affect other processes.
따라서 공정의 단순화는 불량률의 저하 및 수율 향상, 제조 비용 감소 등으로 이어지게 되므로 중요성이 있는 것이다.Therefore, the simplification of the process is important because it leads to a decrease in the defective rate, improved yield, and reduced manufacturing cost.
본 발명은 친 환경 프로세스임과 동시에 공정을 단순화시키기고 층간 절연기재 위에 회로패턴을 형성한 후 이를 적층하는 기존의 방식을 탈피하기 위해서, 최종단계에서 제거 가능한 형성 판에서부터 소정의 회로패턴을 포함하는 기판을 형성하는 방법으로서 제1 잉크와 제2 잉크를 높이가 같도록 얇은 박막의 형태로 동시에 도포하고 건조 혹은 경화하는 것을 반복함으로써 인쇄회로기판을 형성하는 인쇄회로기판 제조방법 및 그 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention includes a predetermined circuit pattern from a forming plate that can be removed in the final step in order to simplify the process and to deviate from the conventional method of forming a circuit pattern on an interlayer insulating substrate and then laminating it. As a method of forming a substrate, a method of manufacturing a printed circuit board and a manufacturing apparatus for forming a printed circuit board by repeating simultaneously applying the first ink and the second ink in the form of a thin film so as to have the same height and drying or curing the same. It aims to do it.
본 발명의 일 측면에 따르면 절연층과 회로패턴을 포함하는 인쇄회로기판을 잉크를 이용하여 제조하는 장치로서, 절연층에 상응하도록 절연성을 갖는 제1 잉크를 선택적으로 도포하는 제1 헤드; 및 회로패턴에 상응하도록 금속을 포함하는 제2 잉크를 선택적으로 도포하는 제2 헤드를 포함하는 인쇄회로기판 제조장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, an apparatus for manufacturing a printed circuit board including an insulating layer and a circuit pattern using ink, comprising: a first head for selectively applying a first ink having an insulating property to correspond to the insulating layer; And a second head for selectively applying a second ink containing metal so as to correspond to the circuit pattern.
이때, 인쇄회로기판이 비어 있는 영역을 포함하는 경우, 비어 있는 영역에 상응하도록 제3 잉크를 선택적으로 도포하는 제3 헤드를 더 포함할 수 있고, 제3 잉크는 소정의 용매에 의하여 용해될 수 있는 재질일 수 있다. 또한, 제3 잉크를 용해하는 용매를 공급하는 용매의 공급부를 더 포함하는 것도 가능하다In this case, when the printed circuit board includes an empty area, the printed circuit board may further include a third head selectively applying the third ink to correspond to the empty area, and the third ink may be dissolved by a predetermined solvent. It may be a material. It is also possible to further include a supply portion of the solvent for supplying the solvent for dissolving the third ink.
도포된 잉크를 빨리 경화시켜 인쇄패턴의 형태가 변화되는 것을 방지하기 위하여 도포된 잉크를 경화시키는 경화부를 더 포함할 수 있다. 이러한 경화부는 자외선, 적외선, 레이저 빛, 열 가운데 적어도 하나를 공급할 수 있다.It may further include a curing unit for curing the applied ink in order to quickly cure the applied ink to prevent the shape of the printing pattern is changed. The curing unit may supply at least one of ultraviolet rays, infrared rays, laser light, and heat.
잉크를 도포하는 상기 헤드의 위치를 정확히 지정할 수 있도록 임의의 형상을 판독할 수 있도록 하는 감지부를 더 추가할 수 있으며, 예로써 감지부는 카메라 혹은 엑스레이 카메라 장비와 같이 영상을 통하여 위치를 감지함으로써 헤드의 위치를 지정하는 방식이 가능하다.A detection unit may be further added to read an arbitrary shape so as to accurately specify the position of the head to which ink is applied. For example, the detection unit may detect a position through the image, such as a camera or an X-ray camera device. It is possible to specify a location.
또 인쇄한 두께만큼 이동가능 하도록 이동부를 더 포함할 수 있는데, 이동부는 레이어가 Z축 방향으로 내려가도록 하거나, 제1 헤드 또는 제2 헤드 중 적어도 어느 하나가 Z축으로 올라가도록 하는 방식으로 작동 되는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include a moving unit to move by the printed thickness, the moving unit being operated in such a manner that the layer is lowered in the Z-axis direction or at least one of the first head or the second head is raised in the Z-axis. It is characterized by.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 절연층과 회로패턴을 포함하는 레이어 를 적층한 인쇄회로기판을 잉크를 이용하여 제조하는 방법으로서, 절연층에 상응하도록 절연성을 갖는 제1 잉크를 도포하는 단계; 회로패턴에 상응하도록 금속을 포함하는 제2 잉크를 도포하는 단계; 를 포함하는 인쇄회로기판 제조방법이 제공된다.On the other hand, according to another aspect of the present invention, a method for manufacturing a printed circuit board laminated with a layer comprising an insulating layer and a circuit pattern using ink, the step of applying a first ink having an insulating property corresponding to the insulating layer ; Applying a second ink including a metal to correspond to the circuit pattern; Provided is a printed circuit board manufacturing method comprising a.
이때 상기 제1 잉크 및 상기 제2 잉크의 도포된 높이는 같게 하는 것도 가능하며, 다층구조를 형성하도록 상기 단계 (a) 및 상기 단계 (b)를 반복하여 상기 레이어를 여러 층 적층하는 것도 가능하다. 특히, 잉크의 도포된 높이가 균일한 경우에는 적층이 보다 더 용이하다는 이점이 있다.In this case, the applied heights of the first ink and the second ink may be the same, and the steps (a) and (b) may be repeated to stack the layers several times to form a multilayer structure. In particular, there is an advantage that lamination is easier when the applied height of the ink is uniform.
단계 (a) 및 단계 (b) 중 적어도 하나는 잉크젯 방식을 통하여 수행 가능하며, 필요 시 적어도 하나는 잉크가 아닌 분말 혹은 이온화된 원자 및 분자를 직접 분사하여 절연층과 회로패턴을 형성하는 것도 가능하다. At least one of steps (a) and (b) may be performed by an inkjet method, and if necessary, at least one may directly inject powder or ionized atoms and molecules instead of ink to form an insulating layer and a circuit pattern. Do.
필요에 따라서 인쇄회로기판에 홀을 형성해야 하거나 빈 공간을 형성하는 경우에는 그에 상응하도록 제3 잉크를 선택적으로 토출하는 단계를 더 포함하되, 이때 제3 잉크는 소정의 용매에 의하여 용해되는 것을 이용할 수 있다.Optionally, when holes or holes are formed in the printed circuit board, the method may further include selectively discharging the third ink corresponding thereto, wherein the third ink may be dissolved by a predetermined solvent. Can be.
또한 제3 잉크가 용해하기 위하여 제3 잉크를 용해시키는 용매를 제공하는 단계를 더 포함하는 것이 가능하다.It is also possible to further include providing a solvent that dissolves the third ink in order for the third ink to dissolve.
도포된 잉크를 경화시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하며, 경화시키는 방법으로서, 그 예로서 자외선, 적외선, 레이저 빛, 열 가운데 적어도 하나를 도포된 잉크상에 공급하는 방법이 있고, 경화는 잉크도포와 동시에 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.It is preferable to further include a step of curing the applied ink, as a method of curing, for example, there is a method of supplying at least one of ultraviolet, infrared, laser light, heat on the applied ink, the curing is applied to the ink It is more preferable to be made simultaneously with.
또한 제2 잉크는 인쇄 당시는 전도성이 없으나 빛 혹은 열에 의해 화학적 변화 혹은 건조를 거친 후 전기전도성을 나타내는 것을 이용할 수 있으며, 제1 잉크는 세라믹 파우더를 포함하는 물질을 사용하는 할 수 있다.In addition, the second ink may be non-conductive at the time of printing, but may exhibit electrical conductivity after chemical change or drying by light or heat, and the first ink may use a material including ceramic powder.
또한 도포된 잉크를 소정의 온도로 가열하여 잔류성분을 덩어리로 만드는 소결하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable to further include the step of heating the applied ink to a predetermined temperature to sinter the remaining components into agglomerates.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다. Other aspects, features, and advantages other than those described above will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.
이하, 본 발명에 따른 인쇄회로기판 제조장치 및 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, a preferred embodiment of a printed circuit board manufacturing apparatus and a manufacturing method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in the description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals. And duplicate description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조장치의 개략적인 개념도이다. 도 1을 참조하면, 제1 헤드(11), 제2 헤드(12) 제3 헤드(13), 경화부(15), 회로패턴(20(a))과 비아홀(21(c)) 절연층(21(b)) 및 제거영역(21(d))을 포함하는 인쇄회로기판(21)이 도시되어 있다.1 is a schematic conceptual diagram of an apparatus for manufacturing a printed circuit board according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the
도 1에 개략적으로 개시된 인쇄회로기판 제조장치는 절연성을 갖는 제1 잉크를 도포하는 제1 헤드(11) 및 금속을 포함하는 제2 잉크를 도포하는 제2 헤드(12)를 기본 구성으로 한다. 본 발명의 인쇄회로기판 제조장치는 제1 잉크와 제2 잉크 를 공급하여 임의의 평면에 각각의 잉크의 높이가 같도록 얇은 박막의 형태로 동시에 선택적으로 도포하고 건조 혹은 경화하는 것 만으로 인쇄회로기판을 형성할 수 있는 것을 특징으로 한다. The apparatus for manufacturing a printed circuit board as schematically illustrated in FIG. 1 has a basic configuration of a
절연성을 갖는 제1 잉크로는 주로 열경화성 폴리머로 된 절연물질을 사용하는 것이 권장되며, 대표적으로 에폭시 수지를 예로 들 수 있다. 경화되기 전 모노머 상태에서는 낮은 유동 점도를 갖고 있다가 열 혹은 자외선에 의해 경화가 되면서 점도가 올라가고 최종에는 고분자(Polymer)화 된다. 절연성을 갖는 제1 잉크는 세라믹 파우더를 포함하는 물질을 사용하는 할 수도 있다.It is recommended to use an insulating material mainly made of a thermosetting polymer as the insulating first ink, and representative examples thereof include epoxy resins. In the monomer state before curing, it has a low flow viscosity, and the viscosity increases as it is cured by heat or ultraviolet rays, and finally polymerizes. The insulating first ink may be made of a material containing ceramic powder.
금속을 포함하는 제2 잉크는 일반적으로는 전기 전도성을 나타내는 물질을 말하는 것으로, 예를 들면, 전도성 페이스트인 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 니켈(Ni) 등이 있다. The second ink containing a metal generally refers to a material that exhibits electrical conductivity. Examples of the second ink include metals such as copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), and nickel (Ni).
또한 금속을 포함한 제2 잉크로 인쇄 당시는 전도성이 없으나 빛 혹은 열에 의해 화학적 변화 혹은 건조를 거친 후 전기전도성을 나타내는 것을 이용할 수 있다. 도체물질에는 인쇄 당시는 전도성이 없으나, 빛 혹은 열에 의해 화학적 변화 혹은 건조를 거친 후 전기 전도성을 나타내는 물질을 말하는 것으로, 대표적인 것은 금속 미립자가 포함된 전도성 페이스트인 Cu, Ag, Au, Ni 등과 유기은 조성물 혹은 금속 이온이 용해되어 있는 물질을 예로 들 수 있다. 이들은 자외선 혹은 열에 의해 전기 전도성을 띄게 된다.In addition, the second ink containing the metal is not conductive at the time of printing, but may be used that exhibits electrical conductivity after chemical change or drying by light or heat. The conductive material is not conductive at the time of printing, but refers to a material that exhibits electrical conductivity after chemical change or drying by light or heat, and is representative of organic silver compositions such as Cu, Ag, Au, Ni, and the like, which are conductive pastes containing metal fine particles. Or a substance in which metal ions are dissolved. They become electrically conductive by ultraviolet rays or heat.
본 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조장치는 임의의 회로패턴(20(a))에 대하 여 회로패턴(20(a))에 상응하는 부분에 제2 잉크를 도포하고, 그 이외에 절연층(20(b))을 형성하는 부분은 제1 잉크를 도포함으로써 레이어(20)를 형성한다. In the printed circuit board manufacturing apparatus according to the present embodiment, the second ink is applied to a portion corresponding to the circuit pattern 20 (a) with respect to an arbitrary circuit pattern 20 (a), and the insulating layer 20 (b)) forms the
잉크의 빠른 건조를 위하여 경화부(15)를 추가적으로 포함할 수 있으며, 경화부(15)는 자외선, 적외선, 레이저 및, 열 등을 공급하여 도포된 잉크의 경화가 효과적으로 이루어지도록 작용을 한다. 경화부(15)는 잉크헤드(11, 12, 13)와 별도로 구성하는 것도 가능하나, 잉크가 도포되면 즉시 경화 가능하도록 헤드(11, 12, 13)와 같이 결합하는 구성도 가능하다. 또한 경화부(15)가 공급하는 모든 파장의 빛을 초점을 형성하여 선택적으로 조사할 수 있도록 하는 것도 가능하다.The curing
추가적으로 제3 잉크를 도포하기 위한 제3 헤드(13)를 추가할 수 있고, 제3 잉크는 특정 용매에 의하여 용해가 가능한 물질인 것을 특징으로 한다. 제3 헤드를 이용하여 잉크를 도포한 후에 특정 용매로 용해하여 제거함으로써, 인쇄회로기판에서 비어있는 영역을 만들거나 홀을 형성하는 것이 가능하다. 이처럼, 용매를 공급하여 제3 잉크를 용해시킬 수 있도록, 용매 공급부를 추가로 구비할 수 있다. In addition, a
특정 용매에 용이하게 제거되는 물질로는 수용성 고분자를 예로 들 수 있다. 대표적인 수용성 고분자로는 폴리비닐 알코올(Polyvinyl alcohol-PVA)을 들 수 있다.Examples of the material that is easily removed in a specific solvent include water-soluble polymers. Representative water-soluble polymers include polyvinyl alcohol (PVA).
(CH2CHOH)n 의 화학 구조를 갖는 폴리머는 수용성이지만, 75~85℃ 이상의 고온에서만 물에 녹는다. 용매가 물이 아니라 유기용제인 경우는 보다 다양한 고분자를 녹일 수 있으며, 이때 상기 절연물질보다는 빨리 용제에 의해 제거될 수 있는 물질을 사용하는 것이 바람직하다.The polymer having a chemical structure of (CH 2 CHOH) n is water soluble, but soluble in water only at a high temperature of 75 to 85 ° C or higher. When the solvent is not water but an organic solvent, more various polymers may be dissolved. In this case, it is preferable to use a material that can be removed by the solvent sooner than the insulating material.
잉크를 도포하는 상기 헤드(11,12,13)의 위치를 정확히 지정할 수 있도록 임의의 형상을 판독할 수 있도록 하는 감지부를 더 추가할 수 있으며, 예로써 감지부는 카메라 혹은 엑스레이 카메라 장비와 같이 영상을 통하여 위치를 감지함으로써 헤드의 위치를 지정하는 방식이 가능하다.A detector may be further added to read an arbitrary shape so as to accurately position the
또 인쇄한 두께만큼 이동가능 하도록 이동부를 더 포함할 수 있는데, 이동부는 레이어(20)가 Z축 방향으로 내려가도록 하거나, 제1 헤드 또는 제2 헤드 중 적어도 어느 하나가 Z축으로 올라가도록 하는 방식으로 작동 되는 것을 특징으로 한다. 레이어(20)를 이동은 일반적으로 형성판(35,45,53)에 이동부가 부착되어 형성판의 위치를 위 아래로 이동시킴으로써 가능하다.The apparatus may further include a moving unit to move by the printed thickness, such that the moving unit moves down the
이하에서는 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조방법에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a printed circuit board according to another exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조방법을 나타내는 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a printed circuit board according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 2의 S1 단계는 잉크를 도포하는 단계로서 단계 S1(a) 내지 단계 S1(c)를 선택적으로 회로패턴(20(a))형상에 따라 수행함으로써 인쇄회로기판을 형성하는 단계이다. 잉크의 도포는 잉크젯 방법에 의하는 것이 바람직하다. 잉크를 도포하는 방법으로서, 금속물질을 선택적으로 증착하거나, 용융상태로 분사하는 방식으로 회로패턴을 형성하는 방식도 가능하다.In step S1 of FIG. 2, the step of applying ink is a step of forming a printed circuit board by selectively performing steps S1 (a) to S1 (c) according to the circuit pattern 20 (a) shape. It is preferable to apply | coat an ink by the inkjet method. As a method of applying ink, a circuit pattern may be formed by selectively depositing a metal material or spraying in a molten state.
또한 도포된 잉크를 높은 온도로 가열하여 잔류성분을 덩어리로 만드는 소결하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to further include the step of heating the applied ink to a high temperature to sinter the remaining components into agglomerates.
S2 단계는 S1에서 도포된 잉크를 경화하는 단계로서, S1 단계와 S2 단계는 순차적으로 이루어질 수 있지만, 잉크를 도포함과 동시에 적외선, 자외선, 레이저 빛, 열등을 공급함으로써 잉크를 경화시킬 수도 있다.Step S2 is a step of curing the ink applied in S1, and step S1 and step S2 may be sequentially performed, but the ink may be cured by supplying infrared, ultraviolet, laser light, heat, etc. at the same time.
다층인쇄회로기판을 제조하는 경우에는 S1 및 S2단계를 반복적으로 수행함으로써 복수의 레이어를 형성한다. 다층인쇄회로기판의 형성과정에 관하여는 아래에서 보다 더 자세히 설명하도록 한다. In the case of manufacturing a multilayer printed circuit board, a plurality of layers are formed by repeatedly performing the steps S1 and S2. The formation process of the multilayer printed circuit board will be described in more detail below.
제2 잉크 및 제1 잉크 외에 특정 용매에 의하여 용해가 되는 제3 잉크를 추가로 도포할 수 있는데 다층인쇄회로기판을 제조하는데 있어서 비어있는 영역 위층에도 레이어(20)가 형성되어야 하는 경우에는 임시로 제3 잉크를 도포하여 제거영역(20(b))을 채워야 한다. 다만, 제3 잉크는 반드시 필요한 것은 아니며, 단층의 인쇄회로기판의 경우에는 잉크를 도포하지 않는 방법으로도 제3 잉크를 도포하고 용해하는 것을 대신 할 수 있다. S3 단계는 제3 잉크를 이용하는 경우 이를 제거하기 위해 용매를 공급하여 제거영역(20(b))을 기판에서 용해시키는 단계이다. 단계 S3는 최종 단계에서도 수행 가능하나 레이어(20) 형성 도중에도 가능하다. In addition to the second ink and the first ink, a third ink which is dissolved by a specific solvent may be additionally applied. In the case of manufacturing a multilayer printed circuit board, when the
도 3은 도 2를 통하여 나타난 인쇄회로기판 제조방법에 의하여 다층인쇄회로기판이 형성되는 과정을 나타내는 사시도이다. 임의의 회로패턴에 대하여 절연층(20(b))에 상응하는 부분에 제1 잉크와 회로패턴(20(a))이 형성된 부분에 제2 잉 크를 높이가 같도록 동시에 선택적으로 도포함으로써 인쇄회로기판을 제조하는 과정이 제시된다. 도 3를 참조하면 형성판(35), 회로패턴 (31(a), 32(a), 33(a)), 절연층(31(b), 32(b), 33(b)), 비아홀(31(c), 32(c), 33(c))을 포함하는 레이어(layer; 31, 32, 33)및 레이어가 적층되어 형성된 다층인쇄회로기판(34)이 도시되어 있다. 각각의 레이어(Layer; 31, 32, 33)은 한번 인쇄에서 박막을 형성하고 여러 번으로 반복 인쇄하여 형성하는 것이 바람직하다. 3 is a perspective view illustrating a process of forming a multilayer printed circuit board by the method of manufacturing a printed circuit board shown in FIG. 2. Printing by selectively and simultaneously applying the second ink on the portion corresponding to the insulating layer 20 (b) to the portion where the first ink and the circuit pattern 20 (a) are formed to have the same height for any circuit pattern A process for manufacturing a circuit board is presented. Referring to FIG. 3, the
도 4은 도 2를 통하여 나타난 인쇄회로기판 제조방법에 의하여 다층인쇄회로기판이 형성되는 과정을 나타내는 단면도이다. 도 4을 참조하면 형성판(45), 회로패턴 (41(a), 42(a), 43(a)), 절연층(41(b), 42(b), 43(b)), 비아홀(41(c), 42(c), 43(c))을 포함하는 레이어(layer; 41, 42, 43)및 레이어가 적층되어 형성된 다층인쇄회로기판(44)이 도시되어 있다. 각각의 레이어(Layer; 41, 42, 43)은 한번 인쇄에서 박막을 형성하고 여러 번으로 반복 인쇄하여 형성하는 것이 바람직하다. 4 is a cross-sectional view illustrating a process of forming a multilayer printed circuit board by the method of manufacturing a printed circuit board shown in FIG. 2. Referring to FIG. 4, the
도 3 및 도 4의 (a)는 제1 레이어(31,41)를 형성하는 단계를 도시한 사시도와단면도로서, 형성판(35, 45)에 절연층(31(b), 41(b))에 상응하는 부분은 제1 잉크를 도포하고, 회로패턴(31(a), 41(a))에 상응하는 부분은 제2 잉크를 도포한다. 이때 형성판(35, 45)은 인쇄회로기판의 구성은 아니며 잉크를 도포하기 위한 기저면으로서 역할을 한다. 인쇄회로기판을 완성한 후에는 형성판(35, 45)을 제거할 수 있으며, 이형 필름 또는 제거 가능한 금속판 혹은 플라스틱 등이 형성판(35, 45)으로 이용될 수 있다.3 and 4 (a) are a perspective view and a cross-sectional view illustrating the steps of forming the
제2 레이어(32, 42)는 비아가 형성되어 있는 레이어로서, 제1 레이어(31, 41)와 제3 레이어(33, 43)의 전기적 연결을 위한 비아(32(c), 42(c))에는 제2 잉크를 도포하고, 비아(32(c), 42(c)) 이외의 부분에는 제1 잉크를 도포하여 제1 레이어(31, 41)와 제3 레이어(33, 43)를 전기적으로 격리시킬 수 있게 된다. 제1 레이어(31, 41)에 형성되어 있는 비아(31(a), 31(b))와 연결이 되도록 제2 레이어에 비아(32(c), 42(c))영역을 전도성 잉크를 도포하여 형성하는 단계가 도 3 및 도 4의 (b)에 사시도 및 단면도로 표현되어 있다. The second layers 32 and 42 are layers in which vias are formed, and vias 32 (c) and 42 (c) for electrical connection between the
도 3 및 도 4의 (c)는 제3 레이어(33, 43)를 형성하는 단계로서 비아(33(c), 43(c))를 통해 제1 레이어(31, 41)와 전기적으로 연결되는 회로패턴(33(a), 43(a))이 제2 잉크로 도포되고 절연층(33(b), 43(b))에 상응하는 영역에 제1를 도포하는 단계이다. 3 and 4 (c) form the
상기 단계를 통하여 2가지 회로패턴을 가지는 다층인쇄회로기판이 형성되며, 이를 반복적으로 실시 함으로써 원하는 높이의 다층인쇄회로기판의 제조가 가능하다.Through the above steps, a multilayer printed circuit board having two circuit patterns is formed, and by repeatedly performing the same, a multilayer printed circuit board having a desired height can be manufactured.
도 5는 도 2를 통하여 나타난 인쇄회로기판 제조방법에 의하여 형성된 다층인쇄회로기판 및 인쇄회로기판 제조장치를 나타내는 사시도이다. 도 5를 참조하면, 형성판(53), 잉크헤드(54), 경화부(55), 다층 인쇄회로기판(50), 회로패턴(50(a)), 절연층(50(b)), 비아(50(c)), 제거영역(50(d))이 도시되어 있다. FIG. 5 is a perspective view illustrating a multilayer printed circuit board and a printed circuit board manufacturing apparatus formed by the printed circuit board manufacturing method shown in FIG. 2. Referring to FIG. 5, the forming
도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 장치에 대하여 살펴보도록 한다.Referring to Figure 5, it will be described with respect to the printed circuit board device according to an embodiment of the present invention.
잉크 도포장치인 잉크헤드(54)는 절연성 잉크인 제1 잉크 및 금속이 포함된 잉크인 제2 잉크를 공급하는 헤드를 포함하며 추가적으로 특정 용매에 의해 용해 가능한 잉크인 제3 잉크를 공급하는 헤드를 더 포함할 수 있다.The
경화부(55)는 잉크를 도포함으로써 형성한 인쇄회로기판에 적외선, 자외선 또는 열 등을 공급함으로써 도포된 잉크를 경화시키는 기능을 수행한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 잉크헤드와 일체를 형성할 수도 있으며, 별도로 분리되어 형성될 수도 있다. The curing
도 5를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조방법에 의하여 형성된 다층인쇄회로기판을 살펴보도록 한다. 제2 잉크를 도포하여 형성한 회로패턴(50(a))과 비아(50(c)) 및 제1 잉크를 도포하여 형성한 절연층(50(b))으로 구성된 레이어가 적층되어 다층 인쇄회로 기판 구조를 형성하고 있다.Referring to FIG. 5, a multilayer printed circuit board formed by a method of manufacturing a printed circuit board according to another exemplary embodiment will be described. A multilayer printed circuit formed by laminating a layer consisting of a circuit pattern 50 (a) formed by applying the second ink and a via 50 (c) and an insulating layer 50 (b) formed by applying the first ink. The board | substrate structure is formed.
다층인쇄회로기판에 있어서 상층의 레이어를 형성한 후에 제거영역(50(d))을 제거하는데 제거영역(50(d))에는 제3 잉크가 도포되므로 용매를 공급하여 제3 잉크를 용해하여 제거한다. 제거영역(50(d))을 제거함으로써 회로 또는 절연층을 노출 시킬 수 있는데, 회로를 빈 공간에 노출시키면 회로주변이 공기에 둘러 쌓이게 되므로, 유전상수를 낮출 수 있어 고주파수의 신호에서 신호전달 지연현상을 낮출 수 있다.In the multilayer printed circuit board, after removing the upper layer, the removal area 50 (d) is removed. Since the third ink is applied to the removal area 50 (d), a solvent is supplied to dissolve and remove the third ink. do. By removing the removal area 50 (d), the circuit or insulating layer can be exposed, but if the circuit is exposed to an empty space, the surrounding circuit is surrounded by air, so that the dielectric constant can be lowered and the signal propagation delay in the high frequency signal The phenomenon can be lowered.
전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한 다.Many embodiments other than the above-described embodiments are within the scope of the claims of the present invention.
상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 잉크를 도포하는 방법만으로 인쇄회로기판을 제조할 수 있어, 하나의 장비만으로 인쇄회로기판을 완성한다는 점에서 공정이 단순하고, 비용이 절감되며, 에칭이나 도금공정이 없어 부산 폐기물도 적어 친환경적 이다. According to the preferred embodiment of the present invention as described above, the printed circuit board can be manufactured only by applying the ink, and thus, the process is simple, cost is reduced, and the etching is completed. As there is no plating process, Busan waste is less and it is eco-friendly.
또한 한번에 회로패턴을 만드는 경우 회로패턴의 모서리가 둥글게 형성되지만, 본 실시예에 따르면, 박막으로 인쇄를 하고 여러 번 반복하여 하나의 회로층을 형성할 수 있어서, 형성된 회로패턴의 모서리를 원하는 형상대로 각을 잘 유지 할 수 있다In addition, when the circuit pattern is made at one time, the corners of the circuit pattern are rounded, but according to the present embodiment, a single circuit layer can be formed by printing a thin film and repeating it several times, thereby forming an edge of the formed circuit pattern in a desired shape. I can keep an angle well
또한 박막으로 인쇄함에 따라서 도포된 절연물질 및 전도물질의 건조 및 경화시간이 획기적으로 단축 될 수 있으며, 제1 잉크 및 제2 잉크가 동일한 높이로 형성됨으로써 그 위에 인쇄될 다른 층의 패턴도 평면상에서부터 층을 쌓아 나갈 수 있는 장점이 있다.In addition, the drying and curing time of the applied insulating material and conductive material can be significantly shortened by printing with a thin film, and the pattern of other layers to be printed thereon is also formed on the plane by forming the first ink and the second ink at the same height. There is an advantage that can be stacked up from.
또한 특정 회로 주변을 빈 공간으로 만들 수 있어서 해당 회로주변의 유전상수 값을 현저히 낮출 수 있고, 고주파수의 신호에서 신호전달 지연 현상을 낮출 수 있다.In addition, it is possible to make a space around a specific circuit significantly lower the value of the dielectric constant around the circuit, and to reduce the signal propagation delay phenomenon in a high frequency signal.
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