KR100525239B1 - 금속 핀 지지대를 갖는 지그 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판의 제조 공정 중 솔더 레지스트의 스크린 코팅시에 인쇄회로기판을 지지하기 위한 금속 핀 지그 및 그 제조 방법에 관한 발명이다.

본 발명에 따른 금속 핀 지그는 인쇄회로기판의 비아홀이 형성되지 않은 부분에 해당하는 소정의 위치에 복수의 핀홀이 형성된 지그 플레이트(plate)와, 상기 플레이트의 복수의 핀홀 들에 각각 삽입 고정되어 상기 인쇄회로기판의 솔더레지스트 인쇄공정 또는 비아홀에 절연물 충진시 상기 인쇄회로기판을 지지하는 금속 핀을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

금속 핀 지지대를 갖는 지그{Jig having metal pin support}

본 발명은 인쇄회로기판의 제조 공정 중 솔더 레지스트의 스크린 코팅시에 인쇄회로기판을 지지하기 위한 지그 및 그 제조 방법에 관한 발명이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 인쇄회로기판의 제조 공정 중 회로 패턴 보호를 위한 솔더 레지스트를 인쇄하는 스크린 코팅 공정에서, 솔더 레지스트를 스퀴지(squeeze)로 압착시에 인쇄회로기판을 지지하는 지그(jig)에 금속 핀을 삽입함으로써 비아홀 간의 간격이 좁은 최근의 인쇄회로기판에 대응할 수 있는 솔더 레지스트 인쇄용 지그 및 그 제조 방법에 관한 발명이다.

일반적으로 패키지 기판(Package Substrate)의 제조시, 기판의 상면과 하면의 전기적 접합을 위해 기판에 비아홀을 드릴링에 의해 가공한다. 이때 드릴링된 비아홀의 내벽에는 전기적 연결을 위해 동도금(Cu)이 행해진다. 전기적 연결이 완료된 상태에서 비아홀 내부는 절연물(통상 절연성 잉크)로 충진하여 에어 보이드(air void)가 잔존하는 것을 방지한다.

이때 비아홀 내부의 공간은 비아홀 내벽의 도금 직후에 충진용 절연성 페이스트로 충진하는 경우도 있고, 비아홀 내벽 도금 후 회로 패턴 형성후에 회로 패턴의 보호를 위한 솔더 페이스트를 인쇄하면서 절연성인 솔더 페이스트로 비아홀 내 공간을 충진하는 경우도 있다.

전술한 방식들 중, 솔더 페이스트를 인쇄하면서 비아홀 내부를 충진하는 방식은 통상적으로 스크린 코팅(Screen Coating)법을 통해서 진행된다. 스크린 코팅 시에는 인쇄기판을 지지하기 위한 지그, 및 인쇄되는 솔더 레지스트의 두께를 균일하게 하기 위한 스크린 메쉬(Screen Mesh)가 필요하다.

통상적으로 지그의 재질은 에폭시 또는 동판을 사용한다. 지그는 인쇄되는 솔더 레지스트가 웨팅(Wetting) 성을 갖기 때문에 필수적으로 지그의 간격이 충진 하고자 하는 비아홀의 직경 보다 커야 한다.

최근의 인쇄회로기판 제품의 제조 경향을 보면 제품이 소형화 되면서 비아홀 들의 간격이 점점 좁아지고 있고, 그에 따라 솔더 레지스트 인쇄 공정을 위한 지그제작시 밀집된 각 비아홀의 직경보다 큰 크기의 지그를 만드는 것이 불가능하여, 결과적으로 인쇄회로기판의 내부를 지지하는 지그 없이 하나의 패널에서 복수의 인쇄회로기판 들간의 경계 지점에서만 기판을 지지할 수 밖에 없다. 그에 따라, 인쇄회로기판의 솔더 레지스트 인쇄 공정시 가해지는 스퀴지의 압력을 지탱하지 못해 기판 제품 내부의 비아홀에 절연물 충진이 정상적으로 이루어 지지 않으며, 표면에 도포되는 솔더 레지스트의 양도 불균형 하게 된다.

지그는 인쇄회로기판의 제품 내부 즉, 회로 패턴이 존재하는 영역에서, 비아홀이 없는 부분 즉 비아홀들 사이의 영역을 물리적으로 지지하여야 하며, 이에 의해 지지대로써의 역할을 하면서 비아홀 내부에 충진되는 잉크가 번지거나 빠져나가지 않도록 하여야 한다. 그러나 종래의 에폭시 재질이나 동판을 가공하여 제조되는 지그에 따르면 최근의 좁아진 비아홀들 사이의 공간에 지지할 공간을 확보할 수 없다.

따라서 고밀도 인쇄회로기판 제품의 제조가 사실상 불가한 상태가 되어 솔더 레지스트 인쇄 방식으로 기존의 스크린 코팅 방식을 채택할 수 없는 상황이며 미세화된 제품의 제조를 위해서는 별도의 코팅 방식을 사용해야 한다.

도1a 및 도1b는 종래 방식의 에폭시 지그를 사용한 스크린 코팅법에 의한 솔더 레지스트 인쇄공정을 나타낸다.

도1a에서, 에폭시 지그(101)는 회로 패턴(103)이 형성된 인쇄회로기판(202)을 지지하고 있고, 스퀴지(104)가 도면의 좌측에서 우측 방향으로 이동함과 동시에, 솔더 레지스트(105)를 인쇄회로기판(102) 방향으로 압착하여 비아홀(110)으로 솔더 레지스트(105)가 충진되도록 한다. 스퀴지(104)의 압력을 인쇄회로기판 위로 균형있게 분배하기 위해 스크린 메쉬(106)가 사용된다.

이 때, 지그(108)가 스퀴지(104)에 의해 가해지는 압력에 대해 인쇄회로기판(102)을 물리적으로 지지하게 된다. 지그(108)가 인쇄회로기판(102)과 접촉하게 되는 면적은 대략 3mm ×3mm 정도이다.

지그(108)는 인쇄회로기판(102)에 형성된 비아홀(110) 이외의 부분을 지지해야 하며, 따라서 지그(108)가 인쇄회로기판(102)과 접촉하게 되는 면적이 비아홀(110) 들간의 간격보다 크게 되면 결과적으로 전술한 바와 같이, 인쇄회로기판(102)의 내부를 지지하기 위한 지그(108)를 사용할 수 없고, 결과적으로 인쇄회로기판의 내부를 지지하는 지그 없이 하나의 패널에서 복수의 인쇄회로기판 들간의 경계 지점에서만 기판을 지지할 수 밖에 없다. 그에 따라, 인쇄회로기판의 솔더 레지스트 인쇄 공정시 가해지는 스퀴즈 압력을 받아주지 못해 기판 제품 내부의 비아홀에 절연물 충진이 정상적으로 이루어 지지 않게 된다.

또한, 인쇄되는 솔더 레지스트(105)가 비아홀(110)을 통과하여 홀 하부의 공간(107)으로 흘러내려 지그(108)에 붙어 공정 완료후 지그와 인쇄회로기판을 분리할 때 떨어져 나가게 된다.

도1b에 도시된 바와 같이, 지그(108)가 인쇄회로기판(102)과 접촉하게 되는 면적이 비아홀(110) 들간의 간격보다 큰 경우에 지그(108)를 형성할 수 없는 경우에는, 인쇄회로기판(102)의 지그(108)가 없는 부분(109)이 스퀴지(104)의 압력에 의해 눌리게 되어 솔더 레지스트(105)가 균형있게 인쇄되지 못한다.

전술한 바와 같이, 종래에 사용되는 에폭시 지그의 경우에 인쇄회로기판을 지지하는 지그의 끝단의 면적이 3mm ×3mm 정도이다. 이 정도의 면적을 갖는 지그는 최근의 비아홀들 간격 미세화 경향에 따라 인쇄회로기판 제품의 회로 패턴이 형성된 내부에 지지대를 만들 수 있는 공간이 부족하여 지지대를 형성할 수 없다.

결과적으로 절연물 도포시 표면 도포량이 불균일 하며, 무엇보다도 특히 비아홀 내의 절연물 충진시에 충분한 압력을 가할 수 없으며, 특히 패키지의 크기가 소형화 박형화가 진행되면서 지그를 제작상의 문제가 대두된다.

또한, 종래의 에폭시 지그의 경우 인쇄되는 솔더 레지스트가 비아홀을 통과하여 흘러내려 지그에 붙어 떨어져 나가는 문제점도 존재한다.

본 발명은 패캐지 내부의 비아홀 간격이 미세화 되어도 기존의 스크린 코팅 방식을 활용하여 비아홀 내부의 잉크를 충진하며 제품을 제조할 수 있는 금속 핀 지그 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 인쇄회로기판 제품의 소형화가 진행되면서 비아홀의 밀집도가 높아짐에 따라 종래의 3mm×3mm의 면적을 갖는 에폭시 재질의 지그의 지지 공간을 확보할 수 없는 인쇄회로기판에도 지그를 사용하여 스크린 코팅법을 적용할 수 있는 금속 핀 지그 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 지그의 재질로서 에폭시보다 표면 장력이 낮은 금속 재질을 활용함으로서 솔더 레지스트가 지그에 붙어 떨어져 나가는 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 회로 패턴 형성 공정이 완료된 후 비아홀 내부를 충진시킨 인쇄회로기판의 솔더 레지스트 인쇄 공정에도 적용될 수 있는 지그 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 패키지 내부의 비아홀 간격이 미세화 되어도 기존의 스크린 코팅 방식에 의해 솔더 레지스트를 비아홀 내부를 충진하여 제품을 제조할 수 있는 금속 핀 및 그 제조 방법을 제시한다.

본 발명에 따른 금속 핀 지그는, 인쇄회로기판의 비아홀이 형성되지 않은 부분에 해당하는 소정의 위치에 복수의 핀홀이 형성된 지그 플레이트(plate)와,

상기 지그 플레이트의 복수의 핀홀에 각각 삽입 고정되어 상기 인쇄회로기판의 솔더 레지스트 인쇄 공정시 상기 인쇄회로기판을 지지하는 금속 핀을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 금속 핀 지그 제조 방법은, 인쇄회로기판의 비아홀이 형성되지 않은 부분과 대향하는 지그 플레이트의 소정의 위치에 복수의 핀홀을 형성하는 단계; 상기 복수의 핀홀에 삽입될 복수의 금속 핀들을 가공하는 단계; 및 상기 지그 플레이트의 복수의 핀홀 들에, 상기 인쇄회로기판을 지지하기 위한 복수의 금속 핀을 각각 삽입 고정하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 보다 상세히 설명한다.

도2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 핀 지그를 사용하는 스크린 코팅법에 의한 솔더 레지스트 인쇄공정을 나타낸다.

도2a에 도시된 바와 같이, 에폭시 재질의 플레이트(201)에 금속 핀(211)이 삽입 고정되어 있다. 삽입 고정된 금속 핀(211)은 인쇄회로기판(202)의 비아홀(210) 사이의 공간, 즉 비아홀(210)이 형성되지 않은 부분과 접촉되어 스퀴지(204)로부터 가해지는 압력에 대해 인쇄회로기판(204)을 지지한다.

스퀴지(204)가 도면의 좌측에서 우측 방향으로 이동함과 동시에, 솔더 레지스트(205)를 인쇄회로기판(102) 방향으로 압착하여 비아홀(110)으로 솔더 레지스트(105)가 충진되도록 한다. 스퀴지(104)의 압력을 인쇄회로기판 위로 균형있게 분배하기 위해 스크린 메쉬(106)가 사용된다.

본 발명의 도2a에 도시된 에폭시 플레이트(201)에 금속 핀(211)이 삽입된 지그는 다음과 같은 방법으로 형성될 수 있다. 즉, 우선 생산할 인쇄회로기판(202)의 비아홀(210)이 형성된 부분 이외의 부분 중 지그에 의해 지지될 수 있는 적절한 부분을 선택한다. 그리고 나서, 그 부분에 해당하는 에폭시 플레이트(201)의 위치를 선택한 뒤 그 부분에 삽입홀을 가공한 뒤 상기 삽입홀에 금속 핀(211)을 삽입 고정한다.

도2b에는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 핀(211)가 도시되어 있다. 금속 핀(211)은 에폭지 플레이트(201)에 삽입될 부분인 원통형의 결합부(212)와 인쇄회로기판(212)을 물리적으로 지지하는 지지부(213)로 구성된다.

지지부(213)의 인쇄회로기판(202)과 접촉되는 끝단(214)은 인쇄회로기판(202)의 손상을 방지하기 위해, 연마 가공에 의해 라운딩 처리되는 것이 바람직하다.

금속 핀(211)의 제조는 금형 가공, 절삭 가공 등 금속 가공에 사용되는 다양한 방법이 사용될 수 있다.

또한, 금속 핀(211)의 재질로서는 비아홀(210)을 통해 흘러내린 솔더 레지스트가 묻게 되더라도 표면장력이 낮아 실제 잉크가 잔존하지 않는 것을 사용하는 것이 바람직하다.

도3a에는 본 발명의 또다른 일 실시예에 따른 금속핀(301)이 도시되어 있다. 금속 핀(301)은 에폭시 플레이트(201)에 삽입될 부분인 원추형의 결합부(302) 및 그 위에 형성된 인쇄회로기판(202)을 지지하는 지지부(302)로 구성된다.

도3a에 도시된 형태의 금속 핀(301)을 에폭시 플레이트(201)에 삽입하기 이해서는 에폭시 플레이트(201)에 삽입홀 가공시에, 드릴링을 상부에서 하부로 하는 것이 바람직하다.

도3a에 도시된 형태의 금속 핀(301)을 사용하는 경우, 도2a에 도시된 본 발명에 따른 지그를 사용하는 스크린 코팅법에서 스퀴지(204)에 의해 가해지는 압력은 에폭시 플레이트(201)의 상부에서 하부로 가해지므로 금속 핀(301)이 삽입홀에서 빠지는 현상을 방지하는데 효과적이다.

지지부(303)의 인쇄회로기판(202)과 접촉되는 끝단(304)은 인쇄회로기판(202)의 손상을 방지하기 위해, 연마 가공에 의해 라운딩 처리되는 것이 바람직하다.

금속 핀(301)의 제조에는 금형 가공, 절삭 가공 등 금속 가공에 사용되는 다양한 방법이 사용될 수 있다.

또한, 금속 핀(301)의 재질로서는 비아홀(210)을 통해 흘러내린 솔더 레지스트가 묻게 되더라도 표면장력이 낮아 실제 잉크가 잔존하지 않는 것을 사용하는 것이 바람직하다.

도3b에는 본 발명의 또다른 일 실시예에 따른 금속핀(305)이 도시되어 있다. 금속 핀(305)은 두께가 일정한 막대 형태를 가지며, 다만 에폭시 플레이트(201)에 삽입되는 끝단(306)은 날카롭게 가공되어 있다.

도3b에 도시된 형태의 금속 핀(304)의 에폭시 플레이트(201)에 삽입되는 끝단(306)은 날카롭게 가공되어 있기 때문에, 삽입홀을 미리 가공하지 않고 에폭시 플레이트(201)에 직접 삽입할 수 있다.

금속 핀(305)의 인쇄회로기판(202)과 접촉되는 끝단(307)은 인쇄회로기판(202)의 손상을 방지하기 위해, 연마 가공에 의해 라운딩 처리되는 것이 바람직하다.

또한, 금속 핀(305)의 제조에는 금형 가공, 절삭 가공 등 금속 가공에 사용되는 다양한 방법이 사용될 수 있다.

또한, 금속 핀(305)의 재질로서는 비아홀(210)을 통해 흘러내린 솔더 레지스트가 묻게 되더라도 표면장력이 낮아 실제 잉크가 잔존하지 않는 것을 사용하는 것이 바람직하다.

도4는 본 발명에 따른 비아홀 가공 및 비아홀 내벽 도금 후 비아홀 내부를 절연성 페이스트로 충진한 후 스크린 코팅법에 의한 솔더 레지스트 인쇄 공정을 나타낸다.

도4에 도시된 바와 같이, 비아홀(410)은 드릴링에 의한 가공후 홀벽을 무전해 도금 및 전해 도금에 의해 도금층(403)을 형성한 후 절연성 페이스트(410)의 충진 공정까지 완료된 상태이다. 이와 같은 상태의 기판에 솔더 레지스트(405)를 인쇄하는 과정에서는 비아홀 내부에까지 솔더 레지스트(405)가 충진되도록 할 필요가 없으므로, 스퀴지(404)에 의해 가해지는 압력을 적게 하여도 된다.

도4에 도시된 스크린 코팅법에도, 금속 핀(411) 형태 뿐만 아니라, 도3a 및 도3b에 도시된 형태의 금속 핀(411)도 마찬가지로 사용될 수 있다.

이상의 설명에서, 본 발명의 금속 핀 지그 및 그 제조 방법을 도2a에 도시된 바와 같이 에폭시 재질의 지그 플레이트(201)에 금속 핀(211)이 삽입된 지그를 통해 설명하였으나, 종래에 사용되는 에폭시 재질의 지그 이외에 동판 지그, 즉 구리 재질의 지그에도 본 발명이 적용될 수 있으며, 이것은 본 발명의 범위에 속한다.

따라서, 동판 지그에도 마찬가지로 삽입홀을 형성한 다음, 도2b, 도3a 및 도3b에 도시된 형태의 금속 핀을 삽입함으로써 도2a에 도시된 본 발명에 따른 스크린 코팅법에 사용할 수 있다.

본 발명은 솔더 레지스트 인쇄공정 뿐만 아니라 절연물 충진 또는 이와 유사한 공정의 평판형 인쇄회로 기판의 처리 과정이라면 어디든지 확대 적용이 가능하다.

본 발명에 따르면 패캐지 내부의 비아홀 간격이 미세화 되어도 기존의 스크린 코팅 방식을 활용하여 비아홀 내부의 잉크를 충진하며 인쇄회로기판 제품을 제조할 수 있다.

본 발명에 따르면 인쇄회로기판 제품의 소형화가 진행되면서 비아홀의 밀집도가 높아짐에 따라 종래의 3mm×3mm의 면적을 갖는 에폭시 재질의 지그의 지지 공간을 확보할 수 없는 인쇄회로기판에도 지그를 사용하여 스크린 코팅법을 적용할 수 있다.

본 발명에 따르면 지그의 재질로서 에폭시보다 표면 장력이 낮은 금속 재질을 활용함으로서 솔더 레지스트가 지그에 붙어 떨어져 나가는 문제점을 해결할 수 있다.

본 발명에 따른 금속 핀이 삽입된 지그는 회로 패턴 형성 공정이 완료되어 비아홀 내부가 이미 충진된 기판의 솔더 레지스트 인쇄 공정에도 적용될 수 있다.

도1a 및 도1b도는 종래 방식의 에폭시 지그를 사용한 스크린 코팅법에 의한 솔더 레지스트 인쇄공정을 나타낸다.

도2a 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 핀 지그를 사용하는 스크린 코팅법에 의한 솔더 레지스트 인쇄공정을 나타내고, 도2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 핀을 구조를 나타낸다.

도3a 및 도3b는 각각 본 발명의 또다른 일 실시예에 따른 금속핀의 구조를 나타낸다.

도4는 본 발명에 따른 회로 패턴 형성 공정이 완료된 후 비아홀 내부를 충진시킨 인쇄회로기판의 스크린 코팅법에 의한 솔더 레지스트 인쇄 공정을 나타낸다.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

201 : 에폭시 플레이트 202 : 인쇄회로기판

203 : 회로 패턴 204 : 스퀴지

205 : 솔더 레지스트 206 : 스크린 메쉬

210 : 비아홀 211,301,304 : 금속 핀

212, 302 : 결합부 213, 303 : 지지부

Claims (10)

1. 인쇄회로기판의 비아홀이 형성되지 않은 부분에 해당하는 소정의 위치에 복수의 핀홀이 형성된 지그 플레이트(plate)와,

   상기 지그 플레이트의 복수의 핀홀에 각각 삽입 고정되어 상기 인쇄회로기판의 솔더 레지스트 인쇄 공정시 상기 인쇄회로기판을 지지하는 금속 핀을 포함하며,

   상기 금속 핀은 상기 지그 플레이트에 삽입 고정되는 결합부, 및 상기 인쇄회로기판을 지지하며 그 직경이 상기 인쇄회로기판의 비아홀의 직경 및 상기 인쇄회로기판의 비아홀 사이의 간격 보다 작은 지지부로 구성된 것을 특징으로 하는 금속 핀 지그.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 결합부 및 상기 지지부는 원통형인 것을 특징으로 하는 금속 핀 지그.
4. 제1항에 있어서,

   상기 결합부는 원추형이고 상기 지지부는 원통형인 것을 특징으로 하는 금속 핀 지그.
5. 제1항에 있어서,

   상기 결합부는 송곳형이고 상기 지지부는 두께가 일정한 봉형인 것을 특징으로 하는 금속 핀 지그.
6. 제3항 내지 제5항 중 한 항에 있어서,

   상기 금속 핀의 상기 인쇄회로기판을 지지하는 부분은 연마 가공에 의해 라운딩 처리된 것을 특징으로 하는 금속 핀 지그.
7. 제1항에 있어서,

   상기 지그 플레이트는 에폭시 플레이트인 것을 특징으로 하는 금속 핀 지그.
8. 제1항에 있어서,

   상기 지그 플레이트는 동판인 것을 특징으로 하는 금속 핀 지그.
9. 삭제
10. 삭제