KR100997803B1 - 인쇄회로기판 제조방법 - Google Patents

Abstract

인쇄회로기판 제조방법이 개시된다. 외층에 회로패턴 및 비아홀이 형성된 빌드업기판을 제공하는 단계; 솔더레지스트로 비아홀을 충전하는 단계; 및 빌드업기판의 표면에 솔더레지스트를 도포하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법은 솔더레지스트를 플러깅 재료로 사용함으로서 생산원가를 줄이고, 충전 후 바로 전면 도포를 실시함으로서 플러깅 잉크(plugging ink) 충친 방식에 적용되는 주요 공정인 건조 공정과 정면처리 공정을 삭제할 수 있어 생산성이 향상되며, 과충전 된 플러깅 잉크를 정면처리할 필요 없어 과연마로 인해 홀의 도금부분이 연마되어 신뢰성을 저하시키는 문제가 해결될 수 있다.

플러깅, 솔더페이스트, 스퀴즈

Description

인쇄회로기판 제조방법{Manufacturing method of PCB}

본 발명은 인쇄회로기판 제조방법에 관한 것이다.

인쇄회로기판은 페이퍼페놀 수지 또는 글래스에폭시 수지 등과 같은 재질의 기판 상에 동박적층하고 에칭하거나, 도금 방식 등을 통하여 회로패턴을 형성하는 것을 기본한다. 최근 전자기기는 더욱더 소형화, 박형화, 경량화 및 고밀화되어 가고 있으며, 이에 따라서 다층 프린트배선 기판을 보다 작고 고밀집화를 시키기 위해서 플레이팅 스루 홀(Plating Through Hole)과 비아홀의 수가 증가할 수 밖에 없는 실정이다. 또한, 다층 프린트배선기판에 실장되는 칩(chip)들도 동일한 추세로 대응되고 있다.

이러한 인쇄회로기판을 제조하기 위하여 종래에는 동박이 적층된 기판을 설계회로에 따라 에칭하고 높은 평활도를 얻기 위해 정면한 후에 실크스크린 또는 스프레이 방식 등으로 포토 솔더레지스트를 일면에 도포하고 1차 건조한 후에, 타면에 포토 솔더레지스트를 도포하여 2차 건조한 다음 노광 현상 후 건조시켜 인쇄회 로기판을 완성하였다. 스크린 도포 방식은 스프레이 방식에 비해 밀착력이 높고 표면의 균일성이 좋아 많이 이용되나, 홀의 에지부분에 커버링이 되지 아니하여 홀의 에지부분의 금속이 노출되는 문제가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 포토솔더레지스를 2회 도포하는 방법을 이용하였으나, 이러한 방법으로도 여전히 홀의 에지부분이 노출되는 것을 완전히 방지하지 못하기 때문에 최근에는 절연재료인 플러깅 잉크(plugging ink)를 사용하여 홀을 충전한 후 포토 솔더레지스트를 도포하는 방법을 적용한다. 다만 플러깅 잉크를 사용하여 홀을 충전하는 방법은 고가의 플러깅 잉크를 사용해야 하므로 기판의 제조단가가 높아지고, 과충전된 플러깅 잉크를 제거하는 정면처리 과정에서 홀의 도금이 같이 연마되어 제거되는 문제가 있다.

본 발명은 솔더레지스트를 이용하여 비아홀을 플러깅하는 인쇄회로기판 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 외층에 회로패턴 및 비아홀이 형성된 빌드업기판을 제공하는 단계; 솔더레지스트로 비아홀을 충전하는 단계; 및 빌드업기판의 표면에 솔더레지스트를 도포하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법이 제공된 다.

비아홀은 빌더업기판을 관통하는 관통비아홀을 포함하며, 비아홀을 충전하는단계는 관통비아홀을 일면 방향에서 솔더레지스트로 충전하는 단계; 및 관통비아홀을 타면 방향에서 솔더레지스트로 충전하는 단계를 포함할 수 있다. 또한 솔더레지스트는 감광성 물질을 포함하고, 빌드업기판에 솔더레지스트를 도포하는 단계 이후에 솔더레지스트 위에 마스크를 적층하는 단계; 솔더레지스트를 노광 현상하여 빌드업기판의 표면을 선택적으로 노출시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

비아홀을 충전하는 단계는 비아홀에 상응하는 개구부가 형성된 스크린 제판을 빌드업기판에 정렬하는 단계; 및 스크린 제판의 개구부를 통해 솔더레지스트를 밀어 넣어 비아홀에 솔더레지스트를 충전하는 단계를 통해 수행할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 솔더레지스트를 플러깅 재료로 사용함으로써, 생산원가를 줄이고, 충전 후 바로 전면 도포를 실시함으로서 플러깅 잉크(plugging ink) 충친 방식에 적용되는 주요 공정인 건조 공정과 정면처리 공정을 삭제할 수 있어 생산성이 향상된다. 또한, 과충전 된 플러깅 잉크를 정면처리할 필요 없어 과연마로 인해 홀의 도금부분이 연마되어 신뢰성을 저하시키는 문제가 해결될 수 있다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 제조 방법의 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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조방법을 나타낸 순서도 이고, 도 2 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조방법을 나 타낸 공정도이다. 도 2 내지 도 6을 참조하면, 빌드업기판(10), 회로패턴(11), 패드(12), 비아홀(13,14) 및 솔더레지스트(20)가 도시되어 있다.

먼저 외층에 회로패턴(11) 및 비아홀(13,14)이 형성된 빌드업기판(10)을 제공한다(S100). 빌드업기판(10)은 단층일 수도 있고, 다층일 수도 있다. 비아홀(13,14)은 일측이 막혀있는 블라인드 비아홀(13) 뿐만 아니라 빌드업기판(10) 전체를 관통하여 양측이 개방된 관통비아홀(14)도 포함한다. 비아홀(13,14)은 층간의 전기적 도통을 위해 내벽이 도금되어 있으나, 중앙이 비어 있는 형상으로, 이렇게 비어있는 홀에 의해 표면에 솔더레지스트(20)를 도포하는 경우 비아홀의 홀 입구인 에지부분이 노출되는 문제가 있다.

따라서, 표면에 솔더레지스트(20)를 도포하기 전에 이러한 홀을 막는 플러깅 작업을 해줄 필요가 있으므로 솔더레지스트(20)로 빌드업기판(10)에 형성된 비아홀(13,14)을 충전한다(S200). 솔더레지스트(20)는 빌드업기판(10)에 납땜할 때 필요한 곳 이외에 납땜되지 않도록 납땜부위를 제외하고 빌드업기판(10)의 표면에 형성하는 내열성이 우수한 수지재료를 의미한다.

특히, 감광성 물질을 포함하는 포토솔더레지스트(20)를 사용하는 경우, 빌드업기판(10)에 도포 후에 노광 및 현상공정을 통해 선택적으로 경화시켜 필요한 부분을 제거할 수 있다.

표면에 도포하는 솔더레지스트와 같은 소재로 비아홀(13,14)을 충전함으로써, 비싼 플러깅 잉크를 사용하지 아니하고도 표면에 솔더레지스트(20)를 도포 시에 에지부분이 노출되는 것을 방지할 수 있다.

또한 플러깅 잉크가 과충전된 경우 과충전된 플러깅 잉크를 제거하는 정면공정이 필요한데 본 실시예에서 표면에 도포하는 솔더레지스트(20)와 같은 물질로 비아홀(13,14)을 충전하므로 정면공정이 필요없다. 정면공정을 생략함으로써, 공정수가 줄어들 수 있고, 정면공정 시 비아홀(13,14)의 도금부분도 같이 연마되어 제거되는 문제점도 해결 할 수 있다. 또한, 플러깅 잉크로 충전하는 방법과 달리 별도 건조 공정은 필요하지 않는다.

솔더레지스트의 충전은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 일면에 형성된 비아홀(13,14)에 충전한 후에 타면에 형성된 비아홀(13,14)에 충전할 수 있다. 관통비아홀(14)의 경우 일면에서만 도포하면 빌드업기판(10)의 층이 높은 경우에는 다 채워지지 못하므로 양면에서 번갈아 가면서 충전하면, 홀의 길이가 긴 관통비아홀(14)의 경우에도 충분히 채울 수 있으며 양면에 형성된 비아홀(13)에 모두 충전할 수 있다.

스크린 제판(30)을 이용하여 스퀴즈 방법으로 솔더레지스트(20)를 충전할 수 있다. 도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조방법에 있어서, 스크린 제판을 이용하여 비아홀을 충전하는 방법을 나타낸 단면도로서, 빌드업기판(10), 회로패턴(11), 패드(12), 비아홀(13,14), 솔더레지스트(20) 및 스크린 제판(30)이 도시되어 있다.

먼저 도 7에 도시된 바와 같이 스크린 제판(30)을 빌드업기판(10)에 이격하여 배치한다. 스크린 제판(30)은 비아홀(13,14)의 위치에 상응하는 부분에 개구부(31)가 형성되며, 개구부(31)의 크기는 비아홀(13,14)의 사이즈 보다 크며 바람 직하게는 비아홀 사이즈 대비 350~400㎛정도 크게 형성할 수 있다.

도 8은 스퀴지(35)로 솔더페이스트를 비아홀에 충전하는 단계를 나타낸 도면으로, 스크린 제판(30)의 개구부(31)를 통해 스퀴지(35)로 솔더페이스트를 비아홀(13,14)에 밀어 넣어 충전할 수 있다. 이때 솔더레지스트(20)의 양이 중요하다. 이는 스퀴즈 속도, 각도 및 압력 등에 의해 결정되고, 이는 기판의 두께에 따라 다르므로 실험적으로 얻을 수 있다. 예를 들면 기판두께가 10mm인 경우 각도는 75℃, 속도는 150±10m/sec, 스퀴즈압력 80±5kgf/㎠에서 스퀴즈 하면 적정양의 솔더레지스트(20)가 충전된다.

다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이 빌드업기판(10)의 표면에 솔더레지스트(20)를 도포한다(S300). 홀에 형성하는 경우와 달리 표면에 형성하므로 솔더레지스트(20)가 흘러내리지 않도록 건조공정이 추가될 수 있다. 다만, 완전히 건조하는 경우 솔더링을 위한 개구부 형성이 어려우므로, 75°C내지 80°C정도의 온도에서 예비건조를 한다. 완전히 경화되지 아니하면서 솔더레지스트(20)가 흘러내리지 않도록 하고자 함이다. 따라서, 양면에 솔더레지스트(20)를 도포하기 위해서는 일면에 솔더레지스트(20)를 도포하고 예비건조한 후에 타면에 솔더레지스트(20)를 도포하고 예비 건조하는 방식으로 수행 가능하다.

다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이 솔더레지스트(20)를 선택적으로 제거하여 솔더링을 위한 패드(12)를 노출시킨다(S400). 감광성물질을 포함하는 포토솔더레지스트(20)를 사용하는 경우 건조된 솔더레지스트(20)에 마스크를 적층하며, 마스크는 경화시키기 아니할 부분, 즉 솔더링을 위한 패드(12) 부분에 형성된다. 노 광 현상공정을 통해 도 6에 도시된 바와 같이 패드(12)를 표면에 노출시킨 후에 고온에서 완전건조를 시킨다. 완전건조의 온도 및 시간은 약 150°C정도의 고온에서 약 30분간 건조를 시킴으로서 수행 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 솔더레지스트(20)를 플러깅 재료로 사용함으로서 생산원가를 줄이고, 충전 후 바로 전면 도포를 실시함으로서 플러깅 잉크(plugging ink) 충친 방식에 적용되는 주요 공정인 건조 공정과 정면처리 공정을 삭제할 수 있어 생산성이 향상된다. 과충전 된 플러깅 잉크를 정면처리할 필요 없어 과연마로 인해 홀의 도금부분이 연마되어 신뢰성을 저하시키는 문제가 해결될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조방법을 나타낸 순서도.

도 2 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조방법을 나타낸 공정도.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 제조방법에 있어서, 스크린 제판을 이용하여 비아홀을 충전하는 방법을 나타낸 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 인쇄회로기판

11: 회로패턴

12: 패드

13, 14: 비아홀

20: 솔더레지스트

30: 스크린 제판

35: 스퀴지

Claims (4)

1. 외층에 회로패턴 및 비아홀이 형성된 빌드업(build-up)기판을 제공하는 단계;

   솔더레지스트로 상기 비아홀을 충전하는 단계; 및

   상기 빌드업기판의 표면에 상기 비아홀에 충전된 솔더레지스트와 같은 재질의 솔더레지스트를 도포하는 단계; 및

   상기 비아홀 및 상기 빌드업기판의 표면의 솔더레지스트를 함께 경화하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 비아홀은 상기 빌드업기판을 관통하는 관통비아홀을 포함하며,

   상기 비아홀을 충전하는 단계는

   상기 관통비아홀을 일면 방향에서 솔더레지스트로 충전하는 단계 및

   상기 관통비아홀을 타면 방향에서 솔더레지스트로 충전하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판 제조방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 솔더레지스트는 감광성 물질을 포함하고,

   상기 빌드업기판에 솔더레지스트를 도포하는 단계 이후에

   상기 솔더레지스트 위에 마스크를 적층하는 단계;

   상기 솔더레지스트를 노광 현상하여 상기 빌드업기판의 표면을 선택적으로 노출시키는 단계를 더 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 비아홀을 충전하는 단계는

   상기 비아홀에 상응하는 개구부가 형성된 스크린 제판을 상기 빌드업기판에 정렬하는 단계; 및

   상기 스크린 제판의 개구부를 통해 솔더레지스트를 밀어 넣어 상기 비아홀에 솔더레지스트를 충전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 제조방법.

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