KR20180005300A - 다층 리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다층 리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 리지드-플렉시블-리지드와 같이 구간별 두께 및 층수 차이가 발생하는 다층 리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 제조 방법에 있어서, 플렉시블 구간의 단차영역을 HALF-CUT 공정의 칼금형의 적용으로 CAVITY를 제거함으로써 플렉시블 구간만 층수 및 두께를 다르게 하는 다층 리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 제조 방법에 기술적 특징이 있다.

Description

다층 리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 제조 방법{Manufacturing Method of Rigid-Flexible Multi-Layer Printed Circuit Board}

본 발명은 다층 리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 리지드-플렉시블-리지드와 같이 구간별 두께 및 층수 차이가 발생하는 다층 리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 제조 방법에 있어서, 플렉시블 구간의 단차영역을 HALF-CUT 공정의 칼금형의 적용으로 CAVITY를 제거함으로써 플렉시블 구간만 층수 및 두께를 다르게 하는 다층 리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 제조 방법에 관한 것이다.

최근 들어, 노트북 컴퓨터, PDA, 소형 비디오 카메라, 콤팩트 카메라 및 전자수첩등의 전자기기의 괄목한 성장에 따라 인쇄회로기판 산업은 제품의 고집적화, 패키지화의 중요 핵심부품으로 그 중요성이 증대되고 있다.

이러한 전자기기의 소형화, 경량화 및 경박 간소화를 위한 기술은 실장되는 부품의 소형 미세 가공기술뿐만 아니라, 실장 공간의 최적화 설계기술을 필요로 하는 것은 물론, 특히 고밀도의 고집적 부품 실장을 가능하게 하는 인쇄회로기판의 제공이 필수적으로 요구된다.

인쇄회로기판이란, 인쇄회로 원판에 전기배선의 회로설계에 따라 각종 부품을 연결하거나 지지해 주는 것으로 흔히 전자제품의 신경회로에 비유되고 있다. 현재 인쇄회로기판은 빌드업(Build-up)기판을 비롯하여 BGA(Ball Grid Array), CSP(Chip Size Package), MCM(Multi Chip Module)등 차세대 반도체 패키지 기판, 우주항공/정밀용 입체기판, Rigid Flexible 기판, 고다층 초박 임피던스보드, 메탈, 테프론, 세라믹 등 특수 고부가가치 인쇄회로기판에 주력하고 있다.

그 중에서 리지드 플렉시블 인쇄회로기판은 기존의 다층인쇄회로기판(MLB) 기술과 플렉시블(FPCB) 기술이 함께 접목된 기술로서, 전자기기에서 MLB와 FPCB의 접속부 신뢰성을 높이고, 리지드부의 표면실장 밀도를 향상시키는 장점이 있으며 3차원 공간을 이용한 입체배선이 가능한 특수 보드이다.

즉, 현재 주로 사용되고 있는 다층인쇄회로기판(MLB)이나 플렉시블 인쇄회로기판(FPCB)은 별도의 커넥터 사용으로 인하여 공간 문제, 접속신뢰성 문제, 및 부품실장성 문제를 안고 있으며, 이는 리지드 플렉시블 인쇄회로기판을 적용하여 개선할 수 있다. 이러한 리지드 플렉시블 인쇄회로기판은 부품실장기판의 기능과 인터페이스의 기능을 동시에 수행할 수 있다.

따라서 리지드 플렉시블 기판은 리지드 기판과 플렉시블 기판이 구조적으로 결합되어 별도의 커넥터 없이 리지드부와 플렉시블 부위가 연결되어 있는 기판으로, 커넥터를 사용하지 않기 때문에 인쇄회로기판상의 공간 문제를 해결할 수 있고, 종래의 커넥터 부분의 접속에서 발생되는 신뢰성을 확보할 수 있으며, 부품실장성을 개선시키는 장점을 갖는다.

이때 일반적으로 리지드 플렉시블 회로기판 제조방법에 있어서, 플렉시블 부를 형성할 시 단차(캐비티) 가공을 위하여 레이저의 조사 조건을 이용하는 LASER CUT 공정을 이용하여 리지드 플렉시블 회로기판 제조한다.

그러나 상기 LASER CUT 공정은 외층 CAVITY를 고가의 LASER 장비로 절단하여 FLEX 구간을 만듦으로서, 제조단가가 높아 공정비가 많이 들고, LASER특성상 발생하는 탄화물로 인하여 외관이 더러워지거나 탄화물이 PCB 회로간 SHORT를 발생시키고 단차부에 액침투와 같은 품질 문제 불량 문제가 발생할 수 있다.

또한, LASER-CUT의 공정 순서는 내층회로형성, 플랙시블 구간 마스킹, 층간접착제 및 외층 LAYUP, 드릴 및 동도금, 외층회로형성, LASER-CUT, CAVITY제거, 플랙시블 구간 마스킹제거, PSR인쇄로 구성되어지는데, 상기와 같이 L2/5 합지 전 플랙시블 구간 IR 마스킹 및 L2/5 회로 형성 후 LASER-CUT 공정 이후 플랙시블 구간 IR 마스킹 박리를 하는 공정이 추가되어지는 문제점이 있다.

종래에 제공된 기술을 살펴보면, 등록특허공보 제10-0730782호(2007.06.20.)에서의 ＵＶ-ＣＯ２ 레이저를 이용한 연성회로기판 제조방법이 공개되어 있다.

하지만 종래의 기술은 ＵＶ-ＣＯ２ 레이저를 이용한 연성회로기판 제조방법으로 폴리이미드층과 회로가 형성된 구리층으로 이루어진 제1내층동박적층판의 상부에 커버레이를 덮는 제1내층형성단계; 상기 내층형성단계를 거친 제1내층동박적층판의 상부에 폴리이미드층과 구리층으로 이루어진 제2내층동박적층판을 프리프레그를 이용하여 접합 및 적층하는 내층적층단계; 상기 내층적층단계에서 적층된 제1내층동박적층판과 제2내층동박적층판을 관통하도록 CNC드릴을 이용해 관통홀을 형성하고 동도금을 하는 관통홀형성단계; 상기 관통홀형성단계에서 동도금 된 제2내층동박적층판의 구리층에 회로를 형성하고 상기 제2내층동박적층판의 상부에 커버레이를 덮는 제2내층형성단계; 상기 제2내층형성단계를 거친 제2내층동박적층판의 상부에 폴리이미드층과 구리층으로 이루어진 외층동박적층판을 프리프레그를 이용하여 접합 및 적층하는 외층적층단계; 상기 외층적층단계에서 적층된 외층동박적층판의 구리층을 소정 위치 선택하여 UV레이저로 조사하는 UV레이저조사단계; 상기 UV레이저조사단계로 인해 노출된 폴리이미드층과 프리프레그 및 커버레이를 CO2레이저로 조사하여 비아홀을 형성하는 CO2레이저조사단계; 상기 CO2레이저조사단계에서 형성된 비아홀의 내부에 금속을 도금하는 동도금단계; 상기 외층동박적층판의 구리층을 노광현상부식시켜 회로를 형성하는 외층형성단계; 및 상기 외층동박적층판의 상부에 커버레이 또는 PSR이 씌워지는 후공정단계로 구성되어짐으로서, 상술되어진 품질 문제 불량 문제, 제조단가 문제, 공정 시간 추가 문제 등의 문제점이 있다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 내층회로가 형성된 상기 플렉시블 기판의 위아래로 LAY-UP 및 적층공정을 한 후에 플렉시블 기판 구간의 단차영역 CAVITY를 HALF-CUT 공정의 칼금형으로 제거함으로서 플렉시블 기판 구간만 층수 및 두께를 다르게 하는 다층 리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 제조 방법을 제공하는 목적이 있다.

또한, 본 발명은 내층회로형성, 층간접착제 및 외층 LAYUP, 드릴 및 동도금, 외층회로형성, PSR인쇄, HALF-CUT 및 CAVITY제거의 공정을 통하여 플랙시블 구간 IR 마스킹 및 L2/5 회로 형성 후 LASER-CUT 공정 이후 플랙시블 구간 IR 마스킹 박리 공정을 감소시키는 다른 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 다층 인쇄회로기판의 제조 방법에 있어서, 폴리이미드층 양면에 동박층을 갖는 플렉시블 기판 구성의 내층회로 기판을 재단하고 내층회로를 형성하는 제1단계, 상기 내층회로가 형성된 상기 플렉시블 기판의 위아래로 층간접착제에 Release film을 합지한 후 상기 플렉시블 기판 구간만 상기 Relase film을 남겨둔 상태에서 상기 외층회로 기판을 적층하는 제2단계, 상기 내층회로 기판과 적층된 외층회로 기판에 CNC 드릴로 비어홀을 가공하고 동도금을 진행하여 층간 도통이 되도록 하는 제3단계, 상기 외층회로가 형성된 기판의 배선과 슬롯부분을 포함한 기판을 피복하기 위하여 노출이 필요한 단자부만 제외하고 PSR(Photo solder resist)잉크를 도포하여 인쇄하는 제4단계 및 상기 플렉시블 기판 구간을 칼금형으로 HALF-CUT 공법으로 처리한 후 단차(CAVITY)를 제거하는 제5단계로 이루어지는 것을 특징으로 달성된다.

또한, 본 발명의 상기 Release film은 열을 가하지 않고 텐션만 조절하여 합지되며, 상기 층간접착제가 내층회로 기판과 부착되지 않도록 하는 마스킹 역할을 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 HALF-CUT 공법은 상기 Release film 부착부위에서 상기 층간접착제의 반만 금형 가공하는 것을 특징으로 할 수 있다.

따라서 본 발명의 다층 리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 제조 방법은 기존의 단가가 높은 Laser-CUT 공법에 비해 원자재 LAY-UP 및 적층공정을 한 후에 플랙시블 기판 구간의 단차영역 CAVITY를 HALF-CUT 공정의 칼금형으로 제거함으로서, LASER-CUT 공정에 비해 공정 프로세스 단축 및 lead time의 감소로 인한 원가비 절감, 단차부 액침투 현상츠로 인한 품질 불량 문제를 개선하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 다층 리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 제조 방법의 흐름도이고,
도 2는 본 발명에 따른 다층 리지드 플렉시블 인쇄회로기판에서 HALF-CUT 공정을 나타내는 예시도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 층간접착제의 HALF-CUT 타발 단면도를 나타내는 예시도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 다층 리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 제조 방법의 흐름도이다.

본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 다층 인쇄회로기판의 제조 방법에 있어서, 내층회로 기판을 형성하는 제1단계(S100), 외층회로 기판을 적층하는 제2단계(S200), 드릴 및 동도금을 하는 제3단계(S300), PSR(Photo solder resist) 인쇄하는 제4단계(S400), HALF-CUT 및 CAVITY를 제거하는 제5단계(S500)를 통하여 이루어진다.

이때 상기 제1단계(S100)는 폴리이미드층 양면에 동박층을 갖는 플렉시블 기판 구성의 내층회로 기판을 재단하고 내층회로 기판을 형성하는 단계이다.

상기 제2단계(S200)는 상기 내층회로가 형성된 상기 플렉시블 기판의 위아래로 층간접착제를 일정하게 도포하고 그 상부 방향으로 Release film을 합지한 후 상기 플렉시블 기판 구간만 상기 Relase film을 남겨둔 상태에서 상기 외층회로 기판을 적층하는 단계이다.

상기 Release film은 이형 필름으로서 열을 가하지 않고 인장력의 강도인 텐션만 조절하여 합지되며, 상기 층간접착제가 내층회로 기판과 부착되지 않도록 하는 마스킹 역할을 한다.

상기 제3단계(S300)는 상기 내층회로 기판과 적층된 외층회로 기판에 CNC 드릴로 비어홀을 가공하고 동도금을 진행하여 층간 도통이 되도록 하는 단계이다.

상기 제4단계(S400)는 상기 외층회로가 형성된 기판의 배선과 슬롯부분을 포함한 기판을 피복하기 위하여 노출이 필요한 단자부만 제외하고 PSR(Photo solder resist)잉크를 도포하여 인쇄하는 단계이다.

상기 제5단계(S500)는 상기 플렉시블 기판 구간을 칼금형으로 HALF-CUT 공법으로 처리한 후 단차(CAVITY)를 제거하는 단계이다.

상기 HALF-CUT 공법은 상기 Release film 부착부위에서 상기 층간접착제의 반만 금형 가공하는 것을 특징으로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 다층 리지드 플렉시블 인쇄회로기판에서 HALF-CUT 공정을 나타내는 예시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 층간접착제의 HALF-CUT 타발 단면도를 나타내는 예시도이다.

그러므로 본 발명에서 제시하는 HALF-CUT 공법의 필수 공정은 상기 제2단계(S200)에서 상기 층간접착제에 이형필름인 LS 필름 또는 Release film을 Roll 라미네이터로 합지하는 것이 우선 되어야 하며, 이후 재단 및 CNC 가공을 거치고 상기 이형필름 부착 부위만 HALF-CUT 금형 가공하는 것으로서 상기 층간접착제인 Prepreg의 반만 가공되어 상기 이형필름이 부착되는 부위만 제외하고 이형필름을 제거함으로서 이루어진다. 이는 최외층 HALF-CUT 금형 가공 후 CAVITY 제거가 용이하도록 상기 Prepreg에 HALF-CUT 금형 가공을 진행하는 것을 의미한다.

이러한 HALF-CUT 금형 가공의 장점으로 LASER-CUT 공정에 비해 IR 마스킹 및 IR 박리 공정 삭제와 L5 FCCL 타발 공정 삭제로 공정비 및 lead time 감소가 이루어진다. 또한, 액침투로 인한 품질문제 해결을 이룰 수 있다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (4)

1. 다층 인쇄회로기판의 제조 방법에 있어서,
   폴리이미드층 양면에 동박층을 갖는 플렉시블 기판 구성의 내층회로 기판을 재단하고 내층회로를 형성하는 제1단계,
   상기 내층회로가 형성된 상기 플렉시블 기판의 위아래로 층간접착제를 도포하고 Release film을 합지한 후 상기 플렉시블 기판 구간만 상기 Release film을 남겨둔 상태에서 외층회로 기판을 적층하는 제2단계,
   상기 내층회로 기판과 적층된 외층회로 기판에 CNC 드릴로 비어홀을 가공하고 동도금을 진행하여 층간 도통이 되도록 하는 제3단계,
   상기 외층회로가 형성된 기판의 배선과 슬롯부분을 포함한 기판을 피복하기 위하여 노출이 필요한 단자부만 제외하고 PSR(Photo solder resist)잉크를 도포하여 인쇄하는 제4단계 및
   상기 플렉시블 기판 구간을 HALF-CUT 공법으로 칼금형 처리한 후 단차(CAVITY)를 제거하는 제5단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다층 리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 제조 방법.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 Release film은 열을 가하지 않고 텐션만 조절하여 합지되는 것을 특징으로 하는 다층 리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 제조 방법.
   
3. 제2 항에 있어서,
   상기 Release film은 상기 층간접착제가 내층회로 기판과 부착되지 않도록 하는 마스킹 역할을 하는 것을 특징으로 하는 다층 리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 제조 방법.
   
4. 제1 항에 있어서,
   상기 HALF-CUT 공법은 상기 Release film 부착부위에서 상기 층간접착제의 반만 금형 가공하는 것을 특징으로 하는 다층 리지드 플렉시블 인쇄회로기판의 제조 방법.

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