KR101149026B1 - 양면 연성 인쇄회로기판 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회로패턴이 형성된 양면 연성 인쇄회로기판에 있어서, 절연기판, 상기 절연기판 양면에 스퍼터링(sputtering)된 전도층, 양면에 형성되는 회로를 연결시키기 위해 형성된 도통홀과 상기 양면의 전도층 상에 형성된 시드층 및 상기 도통홀 내벽과 시드층 상에 형성된 패턴도금층을 포함하는 양면 연성 인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 이에 의해 절연기판과 동박층 사이에 접착제가 아닌 스퍼터 타입의 소재를 사용함으로써 회로폭에 대한 손실을 최소화할 수 있게 되며, 롤 투 롤(Roll to Roll) 공정 적용이 가능하여 생산성을 높일 수 있게 된다. 또한, 세미 에디티브(Semi-Additive) 공법을 사용하기 때문에 회로 두께 조절이 가능하고, 미세회로 패턴을 형성이 가능해 진다.

Description

양면 연성 인쇄회로기판 및 그 제조 방법{DOUBLE SIDE FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 스퍼터 타입의 소재를 이용하여 미세회로 형성을 위한 양면 연성 인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 여러 전자기계에서 굴곡이 많은 부위에 전기적으로 두 구간을 연결시키기 위하여 연성 인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board : FPCB)이 이용된다. 이러한 연성 인쇄회로기판의 주요 특징은 굴곡성이 우수하고 경량이며, 소형화할 수 있다는 것이다. 따라서, 최근의 전자 부품과 부품내장 기술의 발달 및 전자제품의 경박단소화로 인하여, 연성 인쇄회로기판의 수요는 지속적으로 성장하고 있고, 또한 반도체 집적회로의 집적도의 급속한 발전으로 소형 칩과 그 부품을 탑재하는 표면실장 기술의 발전에 따라 복잡하고 협소한 공간에서도 내장이 용이하도록 해주는 연성 인쇄회로기판의 수요는 계속 증대하고 있다. 특히, 회로의 밀집도를 크게 하기에 용이하고 사용도가 높은 양면구조의 연성 인쇄회로기판의 경우, 휴대폰, LCD 패널, PDP 등의 기술 발전과 더불어 그 사용량이 급격히 증가하면서 그 제조기술에 대한 기술 개발의 요구는 더욱 늘어가고 있다.

도 1은 종래 연성 인쇄회로기판의 제조 공정의 순서도이다. 상기 도면을 참조하면, 먼저 상하면에 동박층을 이루고 있는 제단된 플렉서블 동박적층판에 관통드릴을 이용하여 전기적 연결을 위한 도통홀을 형성하고, 동박적층판의 전체면에 걸쳐 무전해 동도금을 실시하며, 상기 형성된 무전해 동도금층 위에 다시 전기 동도금을 실시하여 도통홀 부위를 포함하는 기판 전체면에 걸쳐 전기 동도금층이 형성되도록 한다. 이후, 정면(기판 세척)과정을 실시한 뒤 드라이 필름을 라미네이팅하고 자외선(UV광)을 이용한 노광과정과 현상액을 이용한 현상과정 및 에칭액을 이용한 에칭과정을 실시함으로서 기판의 양면에 회로가 형성되어지게 되고, 최종적으로 기판면에 남아있는 드라이 필름을 박리 처리하는 과정을 거침으로서 연성의 인쇄회로기판이 완성되게 된다. 하지만 종래의 양면 연성인쇄회로기판의 제조는 양산 양면 FCCL(Cu: 12㎛, 9㎛)을 에칭하여 회로를 형성하기 때문에 미세한 회로 구현이 어렵다. 즉, 에칭의 등방성 때문에 현재의 양산자재의 구리 두께로는 미세한 회로 구현에 한계가 있다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 스퍼터 타입의 소재를 사용하여 회로폭에 대한 손실을 최소화하여 회로의 두께를 조절하고, 그로 인해 미세회로 패턴 형성을 가능하게 하는 양면 연성 인쇄회로기판 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 제공되는 본 발명의 구성은 회로패턴이 형성된 양면 연성 인쇄회로기판에 있어서, 절연기판; 상기 절연기판 양면에 스퍼터링(sputtering)된 전도층; 양면에 형성되는 회로를 연결시키기 위해 형성된 도통홀; 상기 양면의 전도층 상에 형성된 시드층; 및 상기 도통홀 내벽과 시드층 상에 형성된 패턴도금층;을 포함하는 양면 연성 인쇄회로기판을 제공하여 회로폭에 대한 손실을 최소화하여 미세회로 패턴의 형성을 가능하게 할 수 있다.

특히, 상기 절연기판은 폴리이미드 필름으로 할 수 있다.

또한, 상기 전도층은, 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr)으로 이루어지는 제 1전도층; 및 구리(Cu)층으로 이루어지는 제 2전도층;으로 구성되어질 수 있다.

또한, 상기 제 1전도층은 1Å ~ 200Å 두께로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 제 2전도층은 1Å ~ 2000Å 두께로 형성되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 시드층은 구리(Cu) 시드층으로 할 수 있다.

특히, 상기 구리 시드층은 0.1㎛ ~ 3㎛ 의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 양면 연성 인쇄회로기판은 양면의 노출된 상기 패턴도금층 상에 회로보호를 위해 부착된 보호필름을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 양면 연성 인쇄회로기판의 제조 방법은, (A) 절연기판의 양면에 전도층을 형성하는 단계; (B) 양면에 형성되는 회로를 연결시키기 위해 도통홀을 형성하는 단계; (C) 상기 양면의 전도층 상에 시드층을 적층하는 단계; (D) 상기 도통홀 내벽과 시드층 상에 패턴도금 레지스트를 이용하여 패턴도금 후 박리 및 에칭을 통해 회로패턴을 형성하는 단계;를 포함하여 회로 두께 조절이 가능하고 미세회로 패턴 형성이 가능하게 된다.

특히, 상기 (A) 단계는, (A-1) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr)을 스퍼터링하여 제 1전도층을 형성하는 단계; (A-2) 구리(Cu)를 스퍼터링하여 제 2전도층을 형성하는 단계;로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 (A-1) 단계는 1Å ~ 200Å의 두께로 제 1전도층을 형성하는 단계이고, 상기 (A-2) 단계는 1Å ~ 2000Å의 두께로 제 2전도층을 형성하는 단계인 것이 바람직하다.

또한, 상기 (C) 단계는 0.1㎛ ~ 3㎛ 두께의 구리 시드층을 적층하는 단계인 것이 바람직하다.

또한, 상기 (D) 단계 이후에, (E) 상기 회로패턴을 보호하기 위한 보호필름을 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 절연기판과 동박층 사이에 접착제가 아닌 스퍼터 타입의 소재를 사용함으로써 회로폭에 대한 손실을 최소화할 수 있게 되며, 롤 투 롤(Roll to Roll) 공정 적용이 가능하여 생산성을 높일 수 있게 된다. 또한, 세미 에디티브(Semi-Additive) 공법을 사용하기 때문에 회로 두께 조절이 가능하고, 미세회로 패턴을 형성이 가능해 진다.

도 1은 종래 연성 인쇄회로기판의 제조 공정의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 양면 연성 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 양면 연성 인쇄회로기판 제조 공정의 단면도이다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다.

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 양면 연성 인쇄회로기판의 단면도를 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, 회로패턴이 형성된 본 발명인 양면 연성 인쇄회로기판의 구조는 절연기판(10) 양면에 전도층(20, 30)과 시드층(50)이 순차적으로 형성되어 있고, 양면에 형성되는 회로를 연결시키기 위해 형성된 도통홀(40)이 형성되어 있으며, 상기 시드층(50)과 도통홀(40) 내벽에 형성된 패턴도금층(70)이 순차적으로 형성되어 있다. 이때, 상기 베이스 기판으로서의 절연기판(10)은 폴리이미드 필름(polyimide film)인 것이 바람직하다. 또한, 상기 전도층(20, 30)은 절연기판(10)의 양면에 스퍼터링(sputtering)을 통해 형성된 것으로 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr)으로 이루어지는 제 1전도층(20)과 구리(Cu)층으로 이루어지는 제 2전도층(30)으로 구성되어지는 것이 바람직하다. 이때 상기 제 1전도층(20)은 1Å ~ 200Å 두께로 형성되고 상기 제 2전도층(30)은 1Å ~ 2000Å 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 이렇게 접착제가 Matt면이 Low Profile인 니켈 또는 크롬을 스퍼터링을 통해 제 1전도층(20)을 형성함으로써 회로폭에 대한 손실을 줄일 수 있게 되며, 이하의 구리 시드층(50)을 3㎛이하로 형성할 수 있게 되어 회로 두께 조절이 가능해 지고 미세회로 패턴 형성이 가능해 지게 된다. 또한, 상기 전도층(20, 30) 상에 형성된 시드층(50)은 구리(Cu) 시드층인 것이 바람직한데, 특히 0.1㎛ ~ 3㎛ 의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 스퍼터 타입 소재를 이용하여 상기와 같은 3㎛이하의 구리 시드층(50)을 형성할 수 있게 된다. 그리고, 상기 도통홀(40) 내벽과 시드층(50) 상에는 패턴도금용 레지스트를 이용하여 회로패턴이 형성된 패턴도금층(70)이 형성되어 있다. 이때 도면에는 도시되어 있지는 않지만, 회로패턴의 보호를 위해 패턴도금층 상에 보호필름을 부착하는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 양면 연성 인쇄회로기판 제조 공정의 단면도를 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, 우선적으로 원소재로서 절연기판(10)을 준비하는데(S₁), 상기 절연기판(10)은 폴리이미드 필름인 것이 바람직하다. 다음으로 절연기판(10) 양면에 스퍼터링(sputtering)을 통해 전도층(20, 30)을 형성하는데(S₂), 접착층으로서 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr)으로 이루어지는 제 1전도층(20)과 구리(Cu)층으로 이루어지는 제 2전도층(30)이 순차적으로 형성되며, 이때, 상기 제 1전도층(20)은 1Å ~ 200Å 두께로, 상기 제 2전도층(30)은 1Å ~ 2000Å 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 접착제가 아닌 Low Profile인 스퍼터 타입의 소재를 이용함으로써 이하의 구리 시드층의 두께를 3㎛이하로 형성할 수 있게 된다. 이후, 양면에 형성되는 회로를 연결시키기 위해 도통홀(40)을 형성하고(S₃), 상기 양면의 전도층(20, 30) 상에 시드층(50)을 적층하게 되는데(S₄) 상기 시드층(50)은 구리 시드층으로서 두께는 0.1㎛ ~ 3㎛인 것이 바람직하다. 다음으로, 상기 도통홀(40) 내벽 및 구리 시드층(50) 상에 패턴도금용 레지스트(60) 막을 형성하고, 회로형성을 위한 패턴도금(70)을 15㎛이하로 실시한다(S₅). 이후에는, 상기의 패턴도금(70) 후 박리 및 에칭을 통해 회로패턴을 형성함으로써 양면 연성 인쇄회로기판을 제조한다(S₆). 다만, 상기의 회로패턴 형성 후 회로보호를 위해 보호필름(80)을 부착하는 단계(S₇)를 더 포함할 수 있다. 이와 같이 스퍼터 타입 소재를 이용함으로써 회로폭에 대한 손실을 최소화할 수 있을 뿐 아니라 롤 투 롤(Roll to Roll) 공정 적용이 가능하여 생산성을 높일 수 있으며, 세미 에디티브(Semi-Additive)공법을 사용하기 때문에 회로의 두께 조절이 가능하고, 미세회로 패턴 형성이 가능해진다.

이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10: 절연기판 20:제 1전도층
30: 제 2전도층 40: 도통홀
50: 시드층 60: 패턴도금 레지스트
70: 패턴도금층 80: 보호필름
90: 보호필름

Claims (13)

1. 회로패턴이 형성된 양면 연성 인쇄회로기판에 있어서,
   폴리이미드 필름으로 이루어진 절연기판;
   상기 절연기판 양면에 스퍼터링(sputtering)된 전도층;
   양면에 형성되는 회로를 연결시키기 위해 형성된 도통홀;
   상기 양면의 전도층 상에 0.1㎛ ~ 3㎛ 의 두께로 형성되고, 구리로 이루어진 시드층; 및
   상기 도통홀 내벽과 시드층 상에 형성된 패턴도금층;
   양면의 노출된 상기 패턴도금층 상에 회로보호를 위해 부착된 보호필름;
   을 포함하되,
   상기 전도층은,
   니켈(Ni) 또는 크롬(Cr)으로 이루어지고, 1Å ~ 200Å 두께로 형성되는 제 1전도층; 및
   구리(Cu) 로 이루어지고, 1Å ~ 2000Å 두께로 형성되는 제 2전도층;
   으로 구성되는 양면 연성 인쇄회로기판.
   
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9. (A) 폴리이미드 필름으로 이루어진 절연기판의 양면에 전도층을 형성하는 단계;
   (B) 양면에 형성되는 회로를 연결시키기 위해 도통홀을 형성하는 단계;
   (C) 상기 양면의 전도층 상에 0.1㎛ ~ 3㎛ 두께의 구리 시드층을 적층하는 단계;
   (D) 상기 도통홀 내벽과 상기 구리 시드층 상에 패턴도금 레지스트를 이용하여 패턴도금 후 박리 및 에칭을 통해 회로패턴을 형성하는 단계;
   (E) 상기 회로패턴을 보호하기 위한 보호필름을 부착하는 단계;
   를 포함하되,
   상기 (A) 단계는,
   (A-1) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr)을 스퍼터링하여 1Å ~ 200Å의 두께로 제 1전도층을 형성하는 단계;
   (A-2) 구리(Cu)를 스퍼터링하여 1Å ~ 2000Å의 두께로 제 2전도층을 형성하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 양면 연성 인쇄회로기판의 제조 방법.
   
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