KR20110038520A - Flexible printed circuits board and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 연성회로기판의 제조방법 및 그 구조에 대한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a flexible circuit board and its structure.
연성회로기판(Flexible Printed Circuits Board; 이하 "FPCB"라 한다)은 전자제품이 소형화 및 경량화하면서 개발된 전자부품으로 작업성이 뛰어나고, 내열성 및 내곡성, 내약품성이 강하며, 열에 강하여 모든 전자제품의 핵심부품으로서 카메라, 컴퓨터R 및 주변기기, 휴대폰, 영상 오디오기기, 캠코더, 프린터, 디브이디(DVD), TFT 엘시디, 위성장비, 군사장비, 의료장비 등에서 널리 사용되고 있다. 상기 FPCB는 단독으로 3차원 배선이 가능하고 기기의 소형화 및 경량화가 가능하며 반복 굴곡에의 높은 내구성을 갖고 있으며, 고밀도 배선이 가능하고(0.1mm/pitch) 배선의 오류가 없고 조립이 양호하며 신뢰성이 높기 때문에 또한, 연속생산 방식이 가능하기 때문이다.Flexible Printed Circuits Board (hereinafter referred to as "FPCB") is an electronic component developed while miniaturizing and lightening electronic products. It is excellent in workability, heat resistance, bending resistance, chemical resistance, and heat resistance. It is widely used in cameras, computer R and peripherals, mobile phones, video and audio equipment, camcorders, printers, DVDs, TFT LCDs, satellite equipment, military equipment, and medical equipment. The FPCB is capable of three-dimensional wiring alone, it can be miniaturized and lightweight, has high durability against repeated bending, high density wiring (0.1mm / pitch), no wiring errors, good assembly, and reliability. This is because the high production rate also enables continuous production.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 이는 종래의 연성회로기판의 제조방법을 도시한 순서도 및 공정 개념도이다.1A and 1B, this is a flowchart and a process conceptual view illustrating a conventional method for manufacturing a flexible printed circuit board.
구체적으로는, 우선 절연기판(10) 상에 무전해 도금층인 시드층(20)이 형성 되며, 그 상부에 감광물질(DFR)을 도포하고, 이를 노광, 현상하여 도금레지스트패턴(30)을 형성한다(P 1단계). 이후, 상기 도금레지스트패턴(30) 상에 전해도금을 통해 패턴도금(40)을 형성한다(P 2단계). 그리고 이후에는 상기 도금레지스트패턴을 박리하고(P 3단계), 이후에는 상기 시드층(20)을 에칭한다(P 4단계). 이러한 시드층(20)을 에칭하는 공정을 통해 제조공정이 완료된다.Specifically, first, the
그러나 도 1c를 참조하여 보면, 상기 시드층(20)을 에칭하는 단계를 수행하게 된 후, 남게 되는 시드층(21)과, 상기 시드층(20)상에 형성되던 패턴도금으로 형성된 회로패턴(40)이 시드층 에칭 후 남게 되는 회로패턴(41)을 비교하여 보면, 전체적인 에칭으로 인해 회로패턴의 높이와 폭이 감소하며, 특히 시드층 상에는 언더컷이 발생하게 된다.즉, Cu로 형성되는 일반적인 시드층과 회로패턴의 경우, 시드층을 에칭하기 위해 에칭액을 사용하게 되는데, 이 경우 상기 에칭액에 회로패턴이 함께 식각영향을 받아 에칭되어 회로의 용적(dimension), 나아가 회로패턴의 하면에 형성된 시드층의 측면부는 에칭속도가 빨라져 언더컷이 더욱 크게 나타나게 되는 문제가 발생하게 된다.However, referring to FIG. 1C, after performing the step of etching the
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 플렉서블 인쇄회로기판을 형성함에 있어서, 회로패턴을 보호하는 보호패턴을 감광물질의 패터닝을 통해 형성한 후, 시드층을 에칭하는 공정을 수행할 수 있도록 하여, 회로의 용적(dimension)감소의 문제를 해소하며, 회로보호를 통한 설계 대비 최종 패턴의 보정 값을 감소시킬 수 있는 제조공정을 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above-described problems, an object of the present invention in forming a flexible printed circuit board, after forming a protective pattern for protecting the circuit pattern through the patterning of the photosensitive material, etching the seed layer The present invention provides a manufacturing process that can reduce the volume of circuits, and reduce the correction value of the final pattern compared to the design through circuit protection.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 구성은, 제1금속층이(시드층) 형성된 절연기판상에 회로패턴을 형성하는 1단계; 상기 회로패턴을 둘러싸는 보호패턴을 형성하는 2단계; 상기 제1금속층을 제거하는 3단계;를 포함하는 플렉서블 인쇄회로기판의 제조방법을 제공한다.The configuration of the present invention for solving the above-described problems, the first step of forming a circuit pattern on the insulating substrate on which the first metal layer (seed layer) is formed; Forming a protective pattern surrounding the circuit pattern; It provides a method of manufacturing a flexible printed circuit board comprising; three steps of removing the first metal layer.
특히, 상술한 제조공정에서 상기 1단계는, 상기 절연기판상에 제1금속층의 형성은, 폴리이미드 필름의 단면 또는 양면에 도금 또는 스퍼터링으로 제조된 압연동박 또는 전해동박을 형성시킨 구조물을 이용하는 것을 특징으로 한다.In particular, the first step in the above-described manufacturing process, the formation of the first metal layer on the insulating substrate, characterized in that using a structure formed by forming a rolled copper foil or an electrolytic copper foil manufactured by plating or sputtering on one or both sides of the polyimide film. It is done.
또한, 본 발명에서는, 상술한 제조공정에서 상기 제1단계의 공정에서의 상기 제1금속층은 Cu, Ni, Cr, Pd, Au, Sn, Ag, Co 중 어느 하나로 형성되는 금속층이거나, 이들 중 선택되는 물질로 이루어진 복층구조의 금속층으로 구현할 수 있도록 한다. In the present invention, the first metal layer in the first step in the above-described manufacturing process is a metal layer formed of any one of Cu, Ni, Cr, Pd, Au, Sn, Ag, Co, or selected from these It can be implemented as a metal layer of a multi-layer structure made of a material.
또한, 본 발명의 상기 1단계의 제조공정에서의 상기 제1금속층은 Cu 층이거 나, Cu층, Cr층, Ni층의 순차 적층구조로 형성할 수도 있다.In addition, the first metal layer in the first step of the manufacturing process of the present invention may be formed of a Cu layer, or a sequentially stacked structure of a Cu layer, a Cr layer, and a Ni layer.
상기 제1금속층 상에 형성되는 상기 1단계의 상기 회로패턴의 형성물질은 Cu, Ni, Pd, Au, Sn, Ag, Co 중 선택되는 어느 하나, 또는 이들의 합금으로 형성할 수 있다.The material for forming the circuit pattern of the first step formed on the first metal layer may be formed of any one selected from Cu, Ni, Pd, Au, Sn, Ag, Co, or an alloy thereof.
상술한 제조공정 단계에서의 회로패턴의 형성은, 구체적으로는 상기 절연기판의 일면 또는 양면에 제1금속층이 형성되며, 1a) 상기 제1금속층 상에 제1감광물질을 도포하는 단계; 1b) 상기 제1감광물질은 노광, 현상하여 도금패턴을 형성하는 단계; 1c) 상기 도금패턴에 전해 또는 무전해 도금을 통해 회로패턴을 형성하는 단계; 를 포함하여 이루어질 수 있다.Formation of the circuit pattern in the above-described manufacturing process step, specifically, the first metal layer is formed on one side or both sides of the insulating substrate, 1a) applying a first photosensitive material on the first metal layer; 1b) exposing and developing the first photosensitive material to form a plating pattern; 1c) forming a circuit pattern on the plating pattern by electrolytic or electroless plating; . ≪ / RTI >
또한, 본 발명의 상기 2단계는, 상기 회로패턴 상에 제2감광물질을 노광, 현상하여 보호패턴을 형성하는 단계로 형성할 수 있으며, 특히 상기 제2감광물질은 액상 또는 필름형 감광제를 이용함이 바람직하다.In addition, the second step of the present invention may be formed by forming a protective pattern by exposing and developing a second photosensitive material on the circuit pattern, in particular, the second photosensitive material uses a liquid or film type photosensitive agent. This is preferred.
본 발명에 따른 제조공정에서의 상기 3단계 이후에 보호패턴을 박리하는 4단계를 더 포함할 수 있다.After the three steps in the manufacturing process according to the present invention may further comprise a four step of peeling off the protective pattern.
상술한 제조공정에 의해 제조되는 본 발명에 따른 플렉서블 인쇄회로기판은 절연기판의 단면 또는 양면에 형성되는 특정 패턴의 제1금속층과, 상기 제1금속층 패턴의 상면에 형성되는 회로패턴; 을 포함하여 형성되되, 상기 제1금속층의 상부면의 폭(W1)이 상기 회로패턴의 하부면의 폭(W2) 이상으로 형성되는 구조를 구비하도록 형성될 수 있다.The flexible printed circuit board according to the present invention manufactured by the above-described manufacturing process includes a first metal layer having a specific pattern formed on one side or both sides of an insulating substrate, and a circuit pattern formed on an upper surface of the first metal layer pattern; And a width W1 of the upper surface of the first metal layer may be formed to have a structure that is greater than or equal to the width W2 of the lower surface of the circuit pattern.
또한, 상기 구조의 인쇄회로기판을 구성하는 상기 제1금속층은 Cu, Ni, Cr, Pd, Au, Sn, Ag, Co 중 어느 하나로 형성되는 금속층이거나, 이들 중 선택되는 물질로 이루어진 복층구조의 금속층으로 구현될 수 있으며, 특히 바람직하게는 상기 제1금속층은 Cu 층이거나, Cu층, Cr층, Ni층의 순차 적층구조로 형성될 수 있다.In addition, the first metal layer constituting the printed circuit board of the structure is a metal layer formed of any one of Cu, Ni, Cr, Pd, Au, Sn, Ag, Co, or a multi-layered metal layer made of a material selected from these The first metal layer may be a Cu layer, or a Cu layer, a Cr layer, or a Ni layer in a sequential stacked structure.
아울러 상기 구조의 인쇄회로기판의 회로패턴은, Cu, Ni, Pd, Au, Sn, Ag, Co 중 선택되는 어느 하나, 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다.In addition, the circuit pattern of the printed circuit board having the above structure may be formed of any one selected from Cu, Ni, Pd, Au, Sn, Ag, Co, or an alloy thereof.
본 발명에 따르면, 플렉서블 인쇄회로기판을 형성함에 있어서, 회로패턴을 보호하는 보호패턴을 감광물질의 패터닝을 통해 형성한 후, 시드층을 에칭하는 공정을 수행할 수 있도록 하여, 회로의 용적(dimension)감소의 문제를 해소하며, 회로보호를 통한 설계 대비 최종 패턴의 보정 값이 줄어드는 효과가 있다.According to the present invention, in forming a flexible printed circuit board, after forming a protective pattern for protecting the circuit pattern through the patterning of the photosensitive material, it is possible to perform a process of etching the seed layer, thereby the volume of the circuit (dimension) It solves the problem of reduction and reduces the correction value of the final pattern compared to the design through circuit protection.
또한, 제조공정에서 시드층을 에칭시 발생하는 언더컷 현상을 최소화함으로써, 절곡 및 굴곡 신뢰성을 향상시킬 수 있게 되며, 현재 공정에서 적용중인 소재를 활용할 수 있는바, 기존의 생산라인을 그대로 응용할 수 있게 되어 공적 적용성 면에서도 범용적인 적용이 가능한 장점이 있다.In addition, by minimizing the undercut phenomenon generated during etching of the seed layer in the manufacturing process, it is possible to improve the reliability of bending and bending, and to apply the material currently applied in the process, so that the existing production line can be applied as it is. Therefore, there is an advantage that can be applied universally in terms of public applicability.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요 소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and operation of the present invention. In the description with reference to the accompanying drawings, the same components are given the same reference numerals regardless of the reference numerals, and duplicate description thereof will be omitted. 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 element from another.
본 발명은 회로패턴을 보호하는 보호패턴을 감광물질의 패터닝을 통해 형성한 후, 시드층을 에칭하는 공정을 수행할 수 있도록 하여, 회로의 용적(dimension)감소의 문제를 해소하며, 회로보호를 구현하여 신뢰성 있는 제품을 제조할 수 있는 것을 그 요지로 한다.According to the present invention, after forming a protective pattern protecting a circuit pattern through patterning of a photosensitive material, the process of etching the seed layer can be performed, thereby eliminating the problem of reducing the circuit's dimension and improving circuit protection. The point is to be able to produce a reliable product by implementing.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 제조공정에 따른 순서도 및 개념도이며, 도 2c는 본 발명의 제조공정에 의해 제조된 인쇄회로기판의 요부단면도를 도시한 것이다.2A and 2C, FIGS. 2A and 2B are flowcharts and conceptual views of a manufacturing process according to the present invention, and FIG. 2C illustrates a cross-sectional view of main parts of a printed circuit board manufactured by the manufacturing process of the present invention. .
본 발명은 제1금속층이(시드층) 형성된 절연기판상에 회로패턴을 형성하는 1단계와 상기 회로패턴을 둘러싸는 보호패턴을 형성하는 2단계, 그리고 상기 제1금속층을 제거하는 3단계를 포함하여 이루어진다.The present invention includes a first step of forming a circuit pattern on an insulating substrate on which a first metal layer (seed layer) is formed, two steps of forming a protective pattern surrounding the circuit pattern, and three steps of removing the first metal layer. It is done by
구체적으로는 상기 제1단계는 절연기판(110)상에 시드층, 즉 제1금속층(120)을 형성하는 S 1단계와 상기 제1금속층 상에 감광물질(130)을 도포하여 패터닝 후 패턴도금을 통해 회로패턴(140)을 형성하는 S 2단계를 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우 상기 절연기판은 폴리이미드 필름을 이용할 수 있으며, 상기 제1금속층은 폴리이미드 필름의 단면 또는 양면에 도금 또는 스퍼터링으로 제조된 압연동박 또는 전해동박을 형성한 구조로 형성시킬 수 있다.Specifically, the first step is
특히 상기 제1금속층은 Cu, Ni, Cr, Pd, Au, Sn, Ag, Co 중 어느 하나로 형성되는 금속층이거나, 이들 중 선택되는 물질로 이루어진 복층구조의 금속층으로 구현할 수 있다. 회로패턴 도금 후에는 감광물질을 박리하는 공정이 이어질 수 있 다. 회로패턴의 형성물질은 Cu, Ni, Pd, Au, Sn, Ag, Co 중 선택되는 어느 하나, 또는 이들의 합금으로 형성시킬 수 있다. 도금 방식은 전해도금 또는 무전해 도금을 이용할 수 있다.In particular, the first metal layer may be a metal layer formed of any one of Cu, Ni, Cr, Pd, Au, Sn, Ag, and Co, or may be implemented as a metal layer having a multilayer structure made of a material selected from them. After plating the circuit pattern may be followed by a process of peeling the photosensitive material. The material for forming the circuit pattern may be formed of any one selected from Cu, Ni, Pd, Au, Sn, Ag, and Co, or an alloy thereof. The plating method may be electroplating or electroless plating.
상기 감광물질은 다양한 종류의 감광성 물질이 이용될 수 있으며, 특히 본 발명에서의 일 실시예로서는 액상 또는 필름형 감광제를 도포할 수 있다.As the photosensitive material, various kinds of photosensitive materials may be used, and in particular, an embodiment of the present invention may apply a liquid or film type photosensitive agent.
다음으로, 상기 제2단계는 상기 회로패턴(140) 상에 보호패턴을 형성시키는 단계가 이어지며, 이를 위한 구체적인 공정으로는 회로패턴 상에 보호패턴용 제2감광물질을 도포한다. 그리고 노광 현상을 통해 상기 회로패턴의 상부면과 측면을 둘러싸는 구조의 보호패턴을 형성한다(S 3단계). 상기 제2감광물질은 다양한 종류의 감광성 물질이 이용될 수 있으며, 특히 본 발명에서의 일 실시예로서는 액상 또는 필름형 감광제를 사용할 수 있다. 상기 회로패턴의 상부면과 측면 전체를 둘러싸는 보호패턴을 형성함으로써, 추후 제1금속층 에칭시 회로패턴을 보호할 수 있게 된다.Next, the second step is followed by the step of forming a protective pattern on the
이후, 제3단계로 상기 제1금속층을 에칭하고 이후에 상기 보호패턴을 제거한다(S 4단계). 이 경우 상기 제1금속층을 에칭시에 상기 보호패턴은 회로패턴을 보호하여 회로의 손실 없이 시드층인 제1금속층만을 제거하게 된다. 아울러 언더컷의 발생도 현저하게 감소시킬 수 있는 장점이 있다.Thereafter, the first metal layer is etched in a third step, and then the protection pattern is removed (S 4). In this case, when the first metal layer is etched, the protective pattern protects the circuit pattern to remove only the first metal layer, which is the seed layer, without losing the circuit. In addition, there is an advantage that can significantly reduce the occurrence of undercut.
도 2c를 참조하면, 상술한 본 발명에 따른 제조공정 후 기판상에 형성되는 제1금속층 및 제2금속층의 구조를 도시한 요부 단면도이다.2C is a cross-sectional view illustrating main parts of the first metal layer and the second metal layer formed on the substrate after the manufacturing process according to the present invention described above.
도 2c의 (a)는 종래기술의 문제에서 상술한 것처럼, 종래의 시드층 에칭으로 회로패턴의 용적(dimention)감소 및 손실과 시드층의 언더컷이 발생되는 문제가 발생함은 상술한 바와 같다. 반면, 본 발명에 따른 제조공정에 의하면 (b)에 도시된 것처럼, 기판(110) 상에 형성되는 제1금속층(120; 폭 W1)과 회로패턴(140; 폭 W2))이 형성된 구조에서 에칭 후에도 회로패턴(141)의 용적 변화를 거의 없으며, 제1금속층(121)의 에칭 후의 언더컷도 발생하지 않게 된다. 이는 본 발명에 따른 보호패턴의 존재로 인해 제2금속층의 상부면과 측면이 보호됨과 동시에, 제1금속층과 제2금속층이 인접하는 부분에 보호패턴이 존재하여 불필요한 에칭이 진행되는 것을 방지할 수 있게 되기 때문이다. 따라서 에칭 후의 회로패턴의 하부면의 폭(W2')과 에칭 전의 폭(W2)의 차이가 거의 없으며, 제1금속층의 에칭 후 제1금속층(121)의 상부면의 폭(W1')이 상기 회로패턴의 하부면의 폭(W2')보다 크거나 같게 형성할 수 있게 된다.As shown in FIG. 2C, as described above in the related art problem, the conventional seed layer etching has a problem in that the reduction and loss of the circuit pattern and the undercut of the seed layer occur. On the other hand, according to the manufacturing process according to the present invention, as shown in (b), the etching in the structure in which the first metal layer 120 (width W1) and the circuit pattern 140 (width W2) formed on the
상술한 제조공정에 따라 제조되는 본 발명에 따른 플렉서블 인쇄회로기판은 다음과 같은 구조를 구비할 수 있다.The flexible printed circuit board according to the present invention manufactured according to the above-described manufacturing process may have the following structure.
구체적으로는 절연기판의 단면 또는 양면에 형성되는 특정 패턴의 제1금속층이 구비되며, 특히 상기 제1금속층 패턴의 상면에 형성되는 회로패턴이 형성되며, 특히 상기 제1금속층의 상부면의 폭(W1')이 상기 회로패턴의 하부면의 폭(W2') 이상으로 형성되는 구조의 플렉서블 인쇄회로기판을 구현할 수 있다.Specifically, a first metal layer having a specific pattern formed on one side or both sides of the insulating substrate is provided. In particular, a circuit pattern formed on the upper surface of the first metal layer pattern is formed, and in particular, the width of the upper surface of the first metal layer ( A flexible printed circuit board having a structure in which W1 ') is formed to be greater than or equal to the width W2' of the lower surface of the circuit pattern can be implemented.
이 경우 상기 제1금속층은 Cu, Ni, Cr, Pd, Au, Sn, Ag, Co 중 어느 하나로 형성되는 금속층이거나, 이들 중 선택되는 물질로 이루어진 복층구조의 금속층으로 구현될 수 있으며, 일례로는 상기 제1금속층을 Cu 층 단층으로 형성하거나, Cu층, Cr층, Ni층의 순차 적층구조로 형성하는 것을 고려할 수 있다. 또한, 상기 제1금속층상에 형성되는 상기 회로패턴은, Cu, Ni, Pd, Au, Sn, Ag, Co 중 선택되는 어느 하나, 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있음은 상술한 바와 같다. 상기 제1금속층은 상대적으로 회로패턴에 대비하여 두께가 얇을수록 바람직하며, 전제적인 제조공정의 효율을 높일 수 있게 된다.In this case, the first metal layer may be a metal layer formed of any one of Cu, Ni, Cr, Pd, Au, Sn, Ag, and Co, or may be implemented as a metal layer having a multilayer structure made of a material selected from them. The first metal layer may be formed of a single Cu layer, or may be formed in a sequentially stacked structure of a Cu layer, a Cr layer, and a Ni layer. In addition, as described above, the circuit pattern formed on the first metal layer may be formed of any one selected from Cu, Ni, Pd, Au, Sn, Ag, Co, or an alloy thereof. The first metal layer is relatively thinner than the circuit pattern, and is preferable, and the efficiency of the entire manufacturing process can be improved.
아울러 상기 절연기판은 상기 절연기판은 폴리이미드필름으로 형성할 수 있다.In addition, the insulating substrate may be formed of a polyimide film.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the foregoing detailed description of the present invention, specific examples have been described. However, various modifications are possible within the scope of the present invention. The technical idea of the present invention should not be limited to the embodiments of the present invention but should be determined by the equivalents of the claims and the claims.
도 1a 내지 도 1c는 종래의 기술에 따른 인쇄회로기판의 제조공정을 도시한 순서도 및 개념도이다.1A to 1C are flowcharts and conceptual views illustrating a manufacturing process of a printed circuit board according to the related art.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 제조공정에 따른 순서도 및 개념도이며, 도 2c는 종래 기술 및 본 발명의 제조공정에 의해 제조된 인쇄회로기판의 요부단면도를 비교한 것이다.Figure 2a and Figure 2b is a flow chart and a conceptual diagram according to the manufacturing process according to the present invention, Figure 2c is a comparison of the main cross-sectional view of the printed circuit board manufactured by the prior art and the manufacturing process of the present invention.
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