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KR20010042464A - 인쇄 회로 상에서 전도 트랙을 제공하는 방법 및 이 방법실행을 위한 장치 - Google Patents

인쇄 회로 상에서 전도 트랙을 제공하는 방법 및 이 방법실행을 위한 장치 Download PDF

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KR20010042464A
KR20010042464A KR1020007011079A KR20007011079A KR20010042464A KR 20010042464 A KR20010042464 A KR 20010042464A KR 1020007011079 A KR1020007011079 A KR 1020007011079A KR 20007011079 A KR20007011079 A KR 20007011079A KR 20010042464 A KR20010042464 A KR 20010042464A
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존 마이클 로우
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Abstract

기판(12) 위에 인쇄함으로서 생성된 전도 트랙(14)을 일렉트로-플레이팅(electro-plating)함으로서 인쇄 회로(10) 상에 전도 트랙(14)을 제공하는 방법으로서, 일렉트로-플레이팅될 트랙(14)에 의해 제공되는 제 2 전극과, 일렉트로-플레이팅 회로의 제 1 전극을 제공하는 툴을 이용하여 일렉트로-플레이팅 용액(18)으로 인쇄 트랙(14) 처리 기판(16)을 코팅하는 단계를 포함하는 방법이 공개된다.

Description

인쇄 회로 상에서 전도 트랙을 제공하는 방법 및 이 방법 실행을 위한 장치{METHOD OF PROVIDING CONDUCTIVE TRACKS ON A PRINTED CIRCUIT AND APPARATUS FOR USE IN CARRYING OUT THE METHOD}
인쇄 회로를 생성하는 공지되고 편리한 방법은 스크린 인쇄 기술과 같이 기판에 전도성 트랙을 인쇄하는 과정을 포함한다. 트랙은 전도 잉크를 이용하여 인쇄되고, 상기 전도 잉크는 폴리머 조성에 분산된 구리, 은, 또는 다른 적절한 금속과 같은 전도 입자를 가지는 폴리머 물질로 이루어지는 것이 일반적이다. 폴리머 물질은 적외선이나 자외선 등을 방사시켜 고체 조건에서 치료된다.
사용되는 전도 잉크가 임의 환경에서 사용할 수 있도록 충분한 전기전도도를 가지지만, 구리나 다른 전기전도도가 큰 금속의 전기전도도처럼 크지 않다. 최적의 성능을 가지는 전도 잉크조차 구리의 전기전도도 1/10에 지나지 않는다. 전도 트랙의 전기전도도를 향상시키는 것이 제안되었다. 구리와 같은 적절한 금속층으로 트랙을 일렉트로-플레이팅(electro-plating)함으로서 연속 인쇄 회로를 제작하는 것이다. 그러나, 일렉트로-플레이팅을 위해, 연속 전기 회로를 가지는 것이 필요하다. 이것은 인쇄 회로의 인쇄 전도 트랙이 분리되고 서로 연결되지 않은 경우 일반적으로 불가능하다. 더욱이, 적절한 일렉트로-플레이팅 용액에서 인쇄 전도 트랙을 처리하는 기판의 주액(immersion)이 요구된다. 이 기술은 주액 일렉트로-플레이팅 기술에 종속될 수 있는 기판을 제한한다. 예를 들어, 종이를 기반으로 하는 기판은 일반적으로 부적절하다. 왜냐하면, 종이를 기반으로 하는 기판은 일렉트로-플레이팅 용액에 의해 손상되고 연화되기 때문이다. 일렉트롤리스-플레이팅(electroless plating)에 의해 인쇄 잉크의 전도 트랙에 전도 코팅을 추가제공하는 것 역시 제안되었다. 일렉트롤리스 플레이팅은 일렉트로-플레이팅에서 상업적으로 이용되는 것보다 덜 안정한 플레이팅 용액의 사용을 포함하고, 이 과정은 잘 제어되지 않는다. 더욱이, 일렉트롤리스 플레이팅은 기판을 플레이팅 용액에 주액(immersion)시켜야 하고, 결과적으로 기판이 손상될 가능성이 있으며, 증착 두께에 제한이 존재한다.
본 발명은 인쇄 회로에서 전도 트랙을 제공하는 방법 및 그 방법 실행을 위한 장치에 관한 것이다.
도 1은 발명을 따르는 툴을 도시하는 구분 전도 트랙을 가지는 인쇄 회로의 평면도.
도 2는 발명에 따르는 방법을 실행하기 위해 적절한 툴의 측면도.
본 발명의 한가지 목적은 일렉트로-플레이팅에 의해 인쇄 회로에 전도 트랙을 제공하는 개선된 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 한가지 목적은 개선된 인쇄 회로를 제공하는 것이다.
한 태양에서, 발명은 기판 위에 인쇄함으로서 생성된 전도 트랙을 일렉트로-플레이팅함으로서 인쇄 회로에 전도 트랙을 제공하는 방법을 제공하는 것으로 간주될 수 있다. 상기 방법은 일렉트로-플레이팅될 트랙에 의해 제공되는 제 2 전극과, 일렉트로-플레이팅 회로의 제 1 전극을 제공하는 툴을 이용한 일렉트로-플레이팅 용액으로 인쇄 트랙을 처리하는 기판의 코팅을 포함한다.
발명에 따르는 방법을 실행함에 있어, 전도 트랙을 형성하는 잉크는 전도 입자로 로딩되는 치료 폴리머 조성을 포함하는 것이 선호된다.
발명에 따르는 한가지 방법 실행에 편리성을 위해, 일렉트로-플레이팅 회로의 제 1 폴이 제 1 전극에 연결되고, 플레이팅 회로의 반대편 폴(제 2 폴)이 제 2 전극에 연결된다.
발명에 따르는 한가지 방법을 실행함에 있어서, 플레이팅 용액이 처리될 수 있는 흡수성 부재로 구성되는 툴을 포함하는 장치로 사용이 실시된다. 이때 제 1 전극은 흡수성 부재에 의해 처리되는 플레이팅 용액과 전기 연결되고, 플레이팅 용액의 코팅은 기판 위에 흡수성 부재를 비빔으로서 기판에 가해진다. 툴은 흡수성 부재로부터 이격되면서 제 1 전극으로부터 절연되는 제 2 전극을 또한 포함한다. 이때 흡수성 부재가 기판 표면 사이에서 비벼짐에 따라 제 2 전극이 기판 표면 사이에서 비벼지게 된다.
발명에 따르는 또하나의 방법에서, 트랙을 이온화하고 제 1 전극 극성의 반대 극성을 생성하기 위해 주사 전자 광선으로 전도 트랙이 처리될 수 있다.
발명에 따르는 한가지 방법을 실행함에 있어서, 플레이팅 용액은 황산구리(copper sulphate)로 이루어진다. 그러나, 흡수성 부재에 의해 처리가능한 어떤 적절한 일렉트로-플레이팅 용액도 사용될 수 있다. 발명에 따르는 한가지 방법을 실행함에 있어서, 전도 트랙은 전도 트랙은 일반적으로 2 미크론 두께인 트랙의 구리층을 증착하기에 충분한 플레이팅 용액으로 코팅된다.
또다른 태양에서, 흡수성 부재를 포함하는 기판의 전도 영역을 일렉트로-플레이팅하는 데 사용하기 적절한 툴을 제공하는 것으로 발명이 고려될 수 있다. 상기 툴은 흡수성 부재, 제 1 전극, 그리고 한 개 이상의 제 2 전극으로 이루어지고, 상기 흡수성 부재에서 플레이팅 용액이 처리될 수 있으며, 상기 제 1 전극은 흡수성 부재에 의해 처리되는 플레이팅 용액과 전기 접촉하는 구조를 가지고, 그리고 한 개 이상의 제 2 전극은 흡수성 부재로부터 이격되고 제 1 전극과 절연되며, 흡수성 부재가 기판 표면 사이에서 비벼짐에 따라 제 2 전극이 기판의 상기 표면 사이에서 비벼질 수 있도록 상기 제 2 전극이 위치한다.
발명에 따르는 방법을 실행함에 있어서, 발명에 따르는 툴을 제작하는 것이 선호되는 효과이다.
발명에 따르는 툴의 흡수성 부재는 플레이팅 용액이 흡수되는 적절한 수단에 의해 제공될 수 있다. 가령, 흡수성 부재는 상호연결 구멍을 가지는 브러시나 유연한 거품 물질을 포함할 수 있다.
발명에 따르는 툴은 흡수성 부재에 플레이팅 용액을 공급하기 위한 수단을 포함한다.
발명에 따르는 선호되는 툴은 두 개의 전기적으로 연결된 제 2 전극을 포함하고, 흡수성 부재가 기판 표면 사이에서 비벼짐에 따라 제 2 전극 중 하나가 흡수성 부재를 이끌고, 다른 하나의 제 2 전극이 흡수성 부재 말미에 위치한다. 일반적으로, 각각의 제 2 전극은 가령, 구리와 같은 유연한 금속 블레이드와 같이 유연한 전기 전도 블레이드에 의해 제공된다.
또다른 태양에서, 다수의 분리 전도 트랙을 포함하는 인쇄 회로를 제공하도록 발명이 고려될 수 있다. 이때 상기 트랙 각각은 일렉트로-플레이팅에 의해 치료된 잉크에 증착되는 전도 금속층과 전기 절연 기판 위의 치료된 전기전도 잉크층을 포함한다.
발명에 따르는 방법을 실행함에 있어서, 플레이팅 배스(plating bath)에서 전도 트랙을 처리하도록 기판을 주액(immersion)시킬 필요가 없다. 기판과 접촉하는 플레이팅 용액의 양은 매우 적고, 이 방법은 건식 일렉트로-플레이팅법으로 간주될 수 있다. 결과적으로, 주액 시스템에 의해 일렉트로-플레이팅될 수 없는 기판에서 트랙을 일렉트로-플레이팅할 수 있다. 더욱이, 발명에 따르는 선호되는 방법을 실행할 때, 전도 트랙이 연속적일 필요가 없고, 발명에 따르는 툴이나 주사 전자 광선 기술의 이용이 전기적으로 연결된 트랙을 일렉트로플레이팅시킨다. 발명에 따르는 방법은 정확한 플레이팅 두께를 제공하도록 제어될 수 있다. 일렉트로-플레이팅에 의해 가해지는 층의 두께는 일렉트로-플레이팅 용액이 플레이팅될 영역과 접촉하는 전류와 시간의 함수이다. 그러므로, 다른 두께의 일렉트로-플레이팅 영역을 제공하기 위해 인쇄 회로의 영역을 일렉트로-플레이팅하는 것이 가능하고, 그래서 회로의 저항을 제공하도록 인쇄 회로 영역의 저항을 조절할 수 있다. 이러한 시스템은 특정 전도 트랙에 정확하게 집중될 수 있으면서 바람직한 전도도를 얻기 위해 급속하게 움직일 수 있는 주사 전자 광선을 이용하여 특히 편리하게 처리될 수 있다.
발명에 따르는 방법을 실행함에 있어서 플레이팅 용액을 가하는 툴이 손으로 조작될 수 있지만, 전도 트랙을 처리하는 기판의 표면 사이에서 툴을 비빌 수 잇는 적절한 기계 툴을 장착하는 것이 선호된다.
인쇄 회로(10)가 도 1에 도시된다. 인쇄 회로는 다수의 전도 트랙(14)이 인쇄되는 기판(12)을 포함한다. 트랙(14)은 스크린 인쇄 기술을 이용하여 기판(12)의 표면에 인쇄되고, 전기 전도성 은 입자로 로딩되는 폴리머 조성에 의해 스크린 인쇄 링크가 제공되고, 구분 전도 트랙의 패턴을 제공하기 위해 자외선에 노출시킴으로서 스크린 인쇄 링크가 치료된다. 자외선 치료가능 잉크를 이용하여 초기에 인쇄된 트랙은 상대적으로 낮은 전기전도도를 가진다.
기판(12)에 인쇄함으로서 생성된 전도 트랙의 전기전도도를 향상시키는 앞서의 방법을 실행함에 있어서, 인쇄 트랙(14)을 처리하는 기판은 도 1에서 1점쇄선으로 나타나는 툴(16)을 이용하여 일렉트로-플레이팅 용액으로 코팅된다. 이는 도 2의 말미에 일부만 도시된다.
툴(16)은 상호연결 구멍을 가지는 유연한 거품 물질의 동체에 의해 제공되는 흡수성 부재(18)를 포함한다. 툴(16)은 흡수성 부재(18)로 돌출하는 제 1 전극을 추가로 포함한다. 툴은 흡수성 부재(18)의 측부에 장착되는 한쌍의 제 2 전극(20)을 추가로 포함한다. 이는 흡수성 부재(18)의 상부(22)에 인접하게 위치하지만, 상부(22)로부터 이격되고, 제 1 전극과 전기적으로 절연되며, 흡수성 부재로부터도 절연된다.
제 2 전극 각각은 구리 합금과 같은 적절한 금속 물질로 이루어지는 유연한 전도 블레이드 부재에 의해 제공된다.
공지된 브러시 플레이팅 방법의 혁신적이고 구체화된 응용으로 간주될 수 있는 도시되는 방법을 실행함에 있어서, 흡수성 부재(18)는 일렉트로-플레이팅 용액으로 포화되어, 제 1 전극이 용액과 전기접촉을 이룬다. 툴(16)은 기판(12)의 표면과 접촉하도록 이동하고, 흡수성 부재(18)의 상부(22)는 기판(12)의 표면을 가볍게 누른다. 또한 제 2 전극도 기판(12)의 표면과 가볍게 접촉한다.
툴(16)이 기판(12) 표면과 접촉을 이룬 후에, 도 1, 2의 화살표 A로 표시되는 방향으로 기판(12)을 따라 비벼진다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 툴(16)은 기판(16) 사이로 완전히 연장된다. 일렉트로-플레이팅 용액은 충분한 양으로 흡수성 부재(18)에 공급되어, 툴(16)이 기판 표면 사이에서 비벼짐에 따라 일렉트로-플레이팅 용액의 코팅이 기판 표면 사이에서 툴(16)에 의해 비벼질 수 있다. 제 1 전극은 일렉트로-플레이팅 회로의 양의 극성에 연결되어 양극(애노드)을 제공하고, 제 2 전극 모두(20)는 일렉트로-플레이팅 회로의 음의 극성에 연결되어 음극(캐소드)을 제공한다. 그러므로, 기판 표면 사이에서 툴(16)이 비벼짐에 따라, 전도 트랙(14)이 일렉트로-플레이팅된다. 기판 표면 사이에서 툴의 움직임 속도와 연관되어, 일렉트로-플레이팅 회로에 의해 공급되는 전류는 전도 트랙에 증착되는 일렉트로-플레이팅 금속의 양 제어를 제공하고, 전도 트랙에 금속 일렉트로-플레이팅되는 층을 제공하도록 적절하게 제어된다. 특히 바람직한 두께, 즉 10-15 미크론으로 조절된다. 어떤 적절한 일렉트로-플레이팅도 사용될 수 있지만, 공통적인 황산구리(copper sulphate) 일렉트로-플레이팅 용액이 적절하다.
기판(12) 표면이 툴(16)에 의해 처리되었을 때, 어떤 과량의 일렉트로-플레이팅 용액도 필요할 경우 기판(12) 표면으로부터 씻겨질 수 있다.
치료가능한 잉크에 의해 기판(12)에 인쇄되는 라인이 상대적으로 허약할 수 있음에 따라, 기판(12)에 툴(16)에 의해 가해지는 압력은 매우 작아야 하고, 제 2 전극(20)과 전도 트랙(14) 사이의 전기 접촉을 이루고 필요한 일렉트로-플레이팅 용액을 가하기 충분한 정도이면 된다.
앞서 설명한 방법은 인쇄 회로 기판 표면에서 처리되는 구분 전도 트랙을 일렉트로-플레이팅하는 제어 방법을 제공한다. 기판이 일렉트로-플레이팅 배스(bath)에 주액되지 않고 일렉트로 플레이팅 용액의 일부만이 기판과 접촉하는 건식 일렉트로-플레이팅이 이 방법이라면, 일렉트로-플레이팅 배스에 주액에 의해 악영향을 끼칠 수 있는 기판을 일렉트로-플레이팅하는 것이 가능하다. 더욱이, 방법은 어떤 편리한 방식으로 가능하지 않은 구분 전도 트랙의 일렉트로-플레이팅을 가능하게 한다.

Claims (16)

  1. 기판 위에 인쇄함으로서 생성된 전도 트랙을 일렉트로-플레이팅(electro-plating)함으로서 인쇄 회로 상에 전도 트랙을 제공하는 방법으로서, 상기 방법은 일렉트로-플레이팅될 트랙에 의해 제공되는 제 2 전극과, 일렉트로-플레이팅 회로의 제 1 전극을 제공하는 툴을 이용하여 일렉트로-플레이팅 용액으로 인쇄 트랙 처리 기판을 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 전도 트랙을 형성하는 잉크는 전기 전도 입자로 로딩되는 치료 폴리머 조성을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 일렉트로-플레이팅 회로의 제 1 폴이 제 1 전극에 연결되고, 플레이팅 회로의 반대편 제 2 폴은 제 2 전극에 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 툴은 플레이팅 용액이 처리될 수 있는 흡수성 부재를 포함하고, 제 1 전극은 흡수성 부재에 의해 처리되는 플레이팅 용액과 전기적으로 연결되며, 기판 위에 흡수성 부재를 비빔으로서 기판에 플레이팅 용액의 코팅이 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 툴은 제 2 전극을 추가로 포함하며, 상기 제 2 전극은 제 1 전극과 전기적으로 절연되고 흡수성 부재로부터 이격되며, 흡수성 부재가 기판 표면 사이에서 비벼짐에 따라 기판의 표면 사이에서 비벼지는 구조를 제 2 전극이 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 트랙을 이온화하고 제 1 전극 극성에 반대되는 극성을 생성하기 위해, 전도 트랙이 주사 전자 광선으로 처리되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 플레이팅 용액은 황산구리(copper sulphate)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 약 20 미크론 두께로 트랙 위에 구리층을 증착하기 위해 전도 트랙이 플레이팅 용액으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 5 항에 있어서, 제 10 항에서 15 항까지 중 어느 한 항에 따르는 툴을 이용하는 방법.
  10. 기판의 전기 전도 영역을 일렉트로-플레이팅하기 위해 적절한 툴로서,
    상기 툴은 흡수성 부재, 제 1 전극, 그리고 한 개 이상의 제 2 전극으로 이루어지고,
    상기 흡수성 부재에서 플레이팅 용액이 처리되며,
    상기 제 1 전극은 흡수성 부재에 의해 처리되는 플레이팅 용액과 전기적으로 연결되는 구조를 가지고, 그리고
    상기 한 개 이상의 제 2 전극은 흡수성 부재로부터 이격되고 제 1 전극과 절연되며,
    기판 표면 사이에서 흡수성 부재가 비벼짐에 따라 상기 기판 표면 사이에서 제 2 전극이 비벼질 수 있도록 상기 제 2 전극이 위치하는 것을 특징으로 하는 툴.
  11. 제 10 항에 있어서, 흡수성 부재는 브러시(brush)인 것을 특징으로 하는 툴.
  12. 제 10 항에 있어서, 흡수성 부재는 상호연결 구멍을 가지는 유연한 거품 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 툴.
  13. 제 10 항에서 12 항까지 중 어느 한 항에 있어서, 흡수성 부재에 플레이팅 용액을 공급하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 툴.
  14. 제 10 항에서 13 항까지 중 어느 한 항에 있어서, 상기 툴은 두 개의 전기적으로 연결되는 제 2 전극을 포함하고,
    흡수성 부재가 기판 표면 사이에서 비벼짐에 따라 제 2 전극 중 하나는 흡수성 부재를 이끌고 다른 하나는 흡수성 부재 말미에 위치하도록 상기 제 2 전극이 장착되는 것을 특징으로 하는 툴.
  15. 제 10 항에서 14 항까지 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 제 2 전극은 유연한 전기 전도 블레이드에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 툴.
  16. 다수의 구분 전도 트랙을 포함하는 인쇄 회로로서, 각각의 트랙은 전기 절연 기판 위에 치료 전기 전도 잉크층과, 일렉트로-플레이팅에 의해 치료 잉크 위에 증착되는 전도 금속층을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로.
KR1020007011079A 1998-04-06 1999-04-06 인쇄 회로의 전도성 트랙 제공 방법 및 이를 위한 장치 KR100634221B1 (ko)

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