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KR100525228B1 - 광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법 - Google Patents

광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법 Download PDF

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Publication number
KR100525228B1
KR100525228B1 KR10-2003-0083322A KR20030083322A KR100525228B1 KR 100525228 B1 KR100525228 B1 KR 100525228B1 KR 20030083322 A KR20030083322 A KR 20030083322A KR 100525228 B1 KR100525228 B1 KR 100525228B1
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KR
South Korea
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optical waveguide
substrate
circuit board
printed circuit
prepreg
Prior art date
Application number
KR10-2003-0083322A
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KR20050049629A (ko
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신경업
이병호
양덕진
하상원
김종국
김동현
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삼성전기주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 다수의 광도파로가 삽입되는 인쇄회로기판을 제조하는 과정에서 고정부를 사용하여 인쇄회로기판의 각층들과 광도파로 또는 광도파로들간의 위치편차 발생을 방지하기 위한 광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법은 광도파로, 기판 및 프리프레그에 각각 기준홀을 가공하고, 상기 광도파로가 삽입되어 고정되기 위한 광도파로 삽입용 기판에 윈도우를 가공하는 제 1 단계; 상기 광도파로, 기판 및 프리프레그의 상기 기준홀에 고정부를 삽입하고 상기 광도파로 삽입용 기판에 상기 광도파로를 삽입하여, 상기 광도파로, 기판, 프리프레그 및 광도파로 삽입용 기판을 예비 레이업하는 제 2 단계; 상기 광도파로, 기판, 프리프레그 및 광도파로 삽입용 기판을 포함하는 층들을 프레스를 이용하여 압축 공정을 실시하는 제 3 단계; 및 상기 고정부를 제거하고, 상기 고정부 제거 부분에서 발생하는 각종 오염과 이물질을 제거하기 위하여 디버링(deburring) 및 디스미어(desmear)를 포함하는 트림(trim)공정을 수행하는 제 4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법{Fabricating method of printed circuit board equipping optical waveguide}
본 발명은 광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 광도파로가 삽입되는 인쇄회로기판을 제조하는 과정에서 고정부를 사용하여 인쇄회로기판의 각층들과 광도파로 또는 광도파로들간의 위치편차 발생을 방지하기 위한 광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)은 페놀수지 또는 에폭시수지로 된 평판 위에 여러 종류의 많은 부품을 밀집시켜 탑재하고, 각 부품간을 연결하는 회로를 수지 평판의 표면에 압착하여 고정시킨 회로기판을 말한다.
이러한 인쇄회로기판은 페놀수지 절연판 또는 에폭시수지 절연판 등의 한쪽 면에 구리 등의 박판을 부착시킨 후에, 회로의 배선패턴에 따라 식각하여 필요한 회로를 구성하고, 부품들을 부착 탑재시키기 위한 홀(hole)을 뚫어서 제조되며, 배선회로 면의 수에 따라 단면 기판, 양면 기판 및 다층 기판 등으로 분류되는데 층수가 많을수록 부품의 실장력이 우수하여 고정밀 제품에 사용된다.
종래에는 인쇄회로기판을 제조할 경우, 구리판에 회로 패턴을 형성하여 인쇄회로기판의 내층(inner layer) 및 외층(outer layer)을 형성하였으나, 최근에는 고분자 중합체(polymer)와 유리 섬유(glass fiber)를 이용하여 빛으로 신호를 송수신할 수 있는 광도파로를 구비한 인쇄회로기판을 제작하고 있다.
이러한 광도파로를 구비한 인쇄회로기판은 전기적인 신호와 광신호를 혼재하여 동일 기판 내에서의 초고속 데이터 통신은 광신호로 인터페이싱(interfacing)하고, 데이터의 저장 및 광신호와 전기신호간의 변환할 수 있도록 회로 패턴이 형성된 상태에서 광도파로를 삽입한 인쇄회로기판을 말하며, 대량의 데이터 통신이 필요함에 따라 다수의 광도파로를 구비한 인쇄회로기판을 요구되고 있다.
도 1은 종래의 광도파로를 구비한 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 종래의 광도파로를 구비한 인쇄회로기판은 광도파로(130) 삽입 시에 인쇄회로기판의 각층들(110, 120)과 광도파로(130) 또는 광도파로(130)와 광도파로(130)간에 기준(111, 121, 131)이 되는 지지대가 없기 때문에 제조 과정에서 각층들(110, 120)과 광도파로(130) 또는 광도파로(130)들간에 위치편차가 발생하는 문제점이 있었다.
이러한 인쇄회로기판의 각층들(110, 120)과 광도파로(130) 또는 광도파로(130)들간에 위치편차에 의하여, 이후 공정에서 실장되는 VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser), PD(Photo-Diode) 등의 광소자들을 정렬시키기 어려워 광소자들간에 위치편차에 따른 광 전송 손실(optical transmission loss)이 크게 발생하는 문제점도 있었다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기술적 과제는 인쇄회로기판의 각층들과 광도파로 또는 광도파로들간의 위치편차 발생을 방지하기 위한 광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법은 다수의 광섬유를 포함하는 광도파로, 기판 및 프리프레그(prepreg)에 각각 기준홀을 가공하고, 상기 광도파로가 삽입되어 고정되기 위한 광도파로 삽입용 기판에 윈도우(window)를 가공하는 제 1 단계; 상기 광도파로, 기판 및 프리프레그의 상기 기준홀에 고정부를 삽입하고 상기 광도파로 삽입용 기판에 상기 광도파로를 삽입하여, 상기 광도파로, 기판, 프리프레그 및 광도파로 삽입용 기판을 예비 레이업(lay-up)하는 제 2 단계; 상기 광도파로, 기판, 프리프레그 및 광도파로 삽입용 기판을 포함하는 층들을 프레스를 이용하여 압축 공정을 실시하는 제 3 단계; 및 상기 고정부를 제거하고, 상기 고정부 제거 부분에서 발생하는 각종 오염과 이물질을 제거하기 위하여 디버링(deburring) 및 디스미어(desmear)를 포함하는 트림(trim)공정을 수행하는 제 4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법의 상기 고정부는 핀(pin), 리벳(rivet), 스프링이 장착된 핀(pin mounted spring) 중 적어도 하나인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법의 상기 기판은 CCL(Copper Claded Lamination) 및 RCC(Resin Coated Copper)를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법의 상기 기판, 프리프레그, 광도파로, 상기 광도파로 삽입용 기판 중 적어도 하나는 정밀한 가공 및 정밀한 위치 정렬을 할 수 있도록 X-선을 감지할 수 있는 정렬용 타겟 이미지가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법의 상기 제 1 단계의 상기 기판, 프리프레그 및 광도파로의 상기 기준홀을 가공하는 과정은 드릴 비트(drill bit)를 이용하여 상기 기준홀을 가공하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법의 상기 제 1 단계의 상기 광도파로 삽입용 기판의 상기 윈도우를 가공하는 과정은 라우터 비트(router bit)를 이용하여 상기 윈도우를 가공하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법의 상기 제 4 단계의 상기 고정부를 제거하는 과정은 라우터 비트를 이용하여 상기 고정부를 제거하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법을 상세히 설명하기로 한다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 일실시예에 따른 핀(pin)을 이용한 광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법의 단면도이다.
본 발명에 따른 핀을 이용한 제조 방법은 기판(110), 프리프레그(prepreg; 120) 및 광도파로(130)에 드릴 비트(drill bit; 210)를 이용하여 각각 기준(111, 121, 131)에 기준홀을 가공한다(도 2a). 한편으로는, 광도파로(130)가 삽입되어 고정되기 위한 광도파로 삽입용 기판(140)에 라우터 비트(router bit; 220)를 이용하여 윈도우(window)를 가공한다(도 2b).
여기서 기판(110) 및 광도파로 삽입용 기판(140)은 CCL(Copper Claded Lamination), RCC(Resin Coated Copper) 등이 사용된다.
프리프레그(120)는 유리섬유 등의 바탕재료에 열경화성 수지를 침투시켜 반경화 상태까지 경화시킨 시트(sheet) 모양의 소재로서, 기판(110)과 광도파로(130) 또는 기판(110)들간에 접합을 위하여 사용된다.
광도파로(130)는 광신호로 인터페이싱(interfacing)을 하기 위한 다수의 광섬유가 삽입된 것을 사용한다.
이러한 기판(110), 프리프레그(120), 광도파로(130) 및 광도파로 삽입용 기판(140)은 기준홀과 윈도우를 정밀하게 가공하고, 이후 공정에서 적층되는 층들간에 정밀한 위치 정렬을 할 수 있도록 X-선을 감지할 수 있는 정렬용 타겟 이미지가 형성된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
기준홀 및 윈도우가 가공되면, 기판(110), 프리프레그(120) 및 광도파로(130)의 기준홀에 고정부로서 핀(310)을 삽입하고 광도파로 삽입용 기판(140)에 광도파로(130)를 삽입하여, 기판(110), 프리프레그(120), 광도파로(130) 및 광도파로 삽입용 기판(140)을 예비 레이업(lay-up)한다(도 2c).
예비 레이업을 하여 모든 기준홀에 핀(310)이 삽입되면, 프레스(400)를 이용하여 압축 공정을 실시하면 광섬유를 구비한 인쇄회로기판이 형성된다(도 2d).
형성된 광섬유를 구비한 인쇄회로기판의 핀(310)을 라우터 비트(220)를 이용하여 제거하고, 핀(310)을 제거하는 과정의 핀(310) 제거 부분에서 발생하는 각종 오염과 이물질을 제거하기 위하여 디버링(deburring) 및 디스미어(desmear) 등의 트림(trim) 공정을 수행하면(도 2e), 본 발명에 따른 광도파로를 구비한 인쇄회로기판이 제조된다(도 2f).
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리벳(rivet)을 이용한 광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법의 단면도이다.
본 발명에 따른 리벳을 이용한 제조 방법은 기판(110), 프리프레그(120) 및 광도파로(130)에 드릴 비트(210)를 이용하여 각각 기준(111, 121, 131)에 기준홀을 가공한다(도 3a). 한편으로는, 광도파로(130)가 삽입되어 고정되기 위한 광도파로 삽입용 기판(140)에 라우터 비트(220)를 이용하여 윈도우를 가공한다(도 3b).
여기서 기판(110) 및 광도파로 삽입용 기판(140)은 CCL(Copper Claded Lamination), RCC(Resin Coated Copper) 등이 사용된다.
프리프레그(120)는 유리섬유 등의 바탕재료에 열경화성 수지를 침투시켜 반경화 상태까지 경화시킨 시트(sheet) 모양의 소재로서, 기판(110)과 광도파로(130) 또는 기판(110)들간에 접합을 위하여 사용된다.
광도파로(130)는 광신호로 인터페이싱을 하기 위한 다수의 광섬유가 삽입된 것을 사용한다.
이러한 기판(110), 프리프레그(120), 광도파로(130) 및 광도파로 삽입용 기판(140)은 기준홀과 윈도우를 정밀하게 가공하고, 이후 공정에서 적층되는 층들간에 정밀한 위치 정렬을 할 수 있도록 X-선을 감지할 수 있는 정렬용 타겟 이미지가 형성된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
기준홀 및 윈도우가 가공되면, 기판(110), 프리프레그(120) 및 광도파로(130)의 기준홀에 고정부로서 리벳(321, 322)을 삽입하고 광도파로 삽입용 기판(140)에 광도파로(130)를 삽입하여, 기판(110), 프리프레그(120), 광도파로(130) 및 광도파로 삽입용 기판(140)을 예비 레이업한다(도 3c).
예비 레이업을 하여 모든 기준홀에 리벳(321, 322)이 삽입되면, 프레스(400)를 이용하여 압축 공정을 실시하면 광섬유를 구비한 인쇄회로기판(110)이 형성된다(도 3d).
형성된 광섬유를 구비한 인쇄회로기판(110)의 리벳(321, 322)을 라우터 비트(220)를 이용하여 제거하고, 리벳(321, 322)을 제거하는 과정의 리벳(321, 322) 제거 부분에서 발생하는 각종 오염과 이물질을 제거하기 위하여 디버링 및 디스미어 등의 트림 공정을 수행하면(도 3e), 본 발명에 따른 광도파로를 구비한 인쇄회로기판이 제조된다(도 3f).
이러한 리벳(321, 322)을 고정부로 사용한 제조 방법은 도 2의 핀(310)을 사용하는 경우보다 소형화된 고정장비 및 해체장비를 사용하므로, 제조 공정이 간소화되는 장점이 있다.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스프링이 장착된 핀(pin mounted spring)을 이용한 광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법의 단면도이다.
본 발명에 따른 스프링이 장착된 핀을 이용한 제조 방법은 기판(110), 프리프레그(120) 및 광도파로(130)에 드릴 비트(210)를 이용하여 각각 기준(111, 121, 131)에 기준홀을 가공한다(도 4a). 한편으로는, 도파로가 삽입되어 고정되기 위한 광도파로 삽입용 기판(140)에 라우터 비트(220)를 이용하여 윈도우를 가공한다(도 4b).
여기서 기판(110) 및 광도파로 삽입용 기판(140)은 CCL(Copper Claded Lamination), RCC(Resin Coated Copper) 등이 사용된다.
프리프레그(120)는 유리섬유 등의 바탕재료에 열경화성 수지를 침투시켜 반경화 상태까지 경화시킨 시트(sheet) 모양의 소재로서, 기판(110)과 광도파로(130) 또는 기판(110)들간에 접합을 위하여 사용된다.
광도파로(130)는 광신호로 인터페이싱을 하기 위한 다수의 광섬유가 삽입된 것을 사용한다.
이러한 기판(110), 프리프레그(120), 광도파로(130) 및 광도파로 삽입용 기판(140)은 기준홀과 윈도우를 정밀하게 가공하고, 이후 공정에서 적층되는 층들간에 정밀한 위치 정렬을 할 수 있도록 X-선을 감지할 수 있는 정렬용 타겟 이미지가 형성된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
기준홀 및 윈도우가 가공되면, 기판(110), 프리프레그(120) 및 광도파로(130)의 기준홀에 고정부로서 스프링이 장착된 핀(330)을 삽입하고 광도파로 삽입용 기판(140)에 광도파로(130)를 삽입하여, 기판(110), 프리프레그(120), 광도파로(130) 및 광도파로 삽입용 기판(140)을 예비 레이업한다(도 4c).
예비 레이업을 하여 모든 기준홀에 스프링이 장착된 핀(330)이 삽입되면, 프레스(400)를 이용하여 압축 공정을 실시하면 광섬유를 구비한 인쇄회로기판(110)이 형성된다(도 4d).
형성된 광섬유를 구비한 인쇄회로기판의 스프링이 장착된 핀(330)을 라우터 비트(220)를 이용하여 제거하고, 스프링이 장착된 핀(330)을 제거하는 과정의 스프링이 장착된 핀(330) 제거 부분에서 발생하는 각종 오염과 이물질을 제거하기 위하여 디버링 및 디스미어 등의 트림 공정을 실시하면(도 4e), 본 발명에 따른 광도파로를 구비한 인쇄회로기판이 제조된다(도 4f).
이러한 스프링이 장착된 핀(330)을 이용한 제조 방법은 압축 공정(도 4d)에서 스프링이 장착된 핀(330)의 높낮이를 자유롭게 조절할 수 있으므로, 다양한 크기의 기판(110)의 적층 높이를 조절할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 설명하였으나 이는 일실시예에 지나지 않는 바, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 얼마든지 다양한 변화 및 변형이 가능함은 당업자에게는 자명한 사실일 것이다. 하지만, 이들은 본 발명의 범위 내에 속한다는 것은 이하의 청구범위를 통해서 확연해 질 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법은 핀(pin), 리벳(rivet), 스프링이 장착된 핀(pin mounted spring) 등의 고정부을 사용하여 다수의 광도파로가 삽입되는 인쇄회로기판의 기준이 되는 지지대를 제공하므로, 인쇄회로기판의 각층들과 광도파로 또는 광도파로들간에 위치편차가 발생하지 않아 정밀한 정열을 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광도파로를 구비한 다층 인쇄회로기판 제조 방법은 광도파로들을 정밀하게 정렬할 수 있으므로, 이후 실장되는 VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser), PD(Photo-Diode) 등의 광소자들을 정밀하게 배치할 수 있어 광소자들간에 위치편차에 따른 광 전송 손실(optical transmission loss)을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 광도파로를 구비한 인쇄회로기판의 단면도.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 일실시예에 따른 핀(pin)을 이용한 광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법의 단면도.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리벳(rivet)을 이용한 광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법의 단면도.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스프링이 장착된 핀(pin mounted spring)을 이용한 광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법의 단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
110 : 기판 111 : 기판의 기준
120 : 프리프레그 121 : 프리프레그의 기준
130 : 광도파로 131 : 광도파로의 기준
132 : 광섬유 140 : 광도파로 삽입용 기판
210 : 드릴 비트(drill bit) 220 : 라우터 비트(router bit)
310 : 핀 321, 322 : 리벳
330 : 스프링이 장착된 핀 400 : 프레스

Claims (7)

  1. 다수의 광섬유를 포함하는 광도파로, 기판 및 프리프레그(prepreg)에 각각 기준홀을 가공하고, 상기 광도파로가 삽입되어 고정되기 위한 광도파로 삽입용 기판에 윈도우(window)를 가공하는 제 1 단계;
    상기 광도파로, 기판 및 프리프레그의 상기 기준홀에 고정부를 삽입하고 상기 광도파로 삽입용 기판에 상기 광도파로를 삽입하여, 상기 광도파로, 기판, 프리프레그 및 광도파로 삽입용 기판을 예비 레이업(lay-up)하는 제 2 단계;
    상기 광도파로, 기판, 프리프레그 및 광도파로 삽입용 기판을 포함하는 층들을 프레스를 이용하여 압축 공정을 실시하는 제 3 단계; 및
    상기 고정부를 제거하고, 상기 고정부 제거 부분에서 발생하는 각종 오염과 이물질을 제거하기 위하여 디버링(deburring) 및 디스미어(desmear)를 포함하는 트림(trim)공정을 수행하는 제 4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정부는 핀(pin), 리벳(rivet), 스프링이 장착된 핀(pin mounted spring) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 CCL(Copper Claded Lamination) 및 RCC(Resin Coated Copper)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판, 프리프레그, 광도파로, 상기 광도파로 삽입용 기판 중 적어도 하나는 정밀한 가공 및 정밀한 위치 정렬을 할 수 있도록 X-선을 감지할 수 있는 정렬용 타겟 이미지가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 단계의 상기 기판, 프리프레그 및 광도파로의 상기 기준홀을 가공하는 과정은 드릴 비트(drill bit)를 이용하여 상기 기준홀을 가공하는 것을 특징으로 하는 광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 단계의 상기 광도파로 삽입용 기판의 상기 윈도우를 가공하는 과정은 라우터 비트(router bit)를 이용하여 상기 윈도우를 가공하는 것을 특징으로 하는 광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 4 단계의 상기 고정부를 제거하는 과정은 라우터 비트를 이용하여 상기 고정부를 제거하는 것을 특징으로 하는 광도파로를 구비한 인쇄회로기판 제조 방법.
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