KR20050040589A - 광도파로가 형성된 인쇄회로 기판 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광도파로가 형성된 인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 기판과; 상기 기판상에 소정 방식에 의하여 피복되어 형성되고, 외부로부터 인가되는 광 신호에 대한 전반사를 수행하기 위한 하부 클래드층과; 상기 하부 클래드층상에 소정 방식에 의하여 피복되어 형성되고, 광 도파로 패턴이 형성된 노광 필름에 대한 노광 공정에 의하여 소정 형상의 광 도파로가 형성되는 코어층; 및 상기 코어층에 소정 방식에 의하여 피복되어 형성되고, 외부로부터 인가되는 광 신호에 대한 전반사를 수행하기 위한 상부 클래드층을 포함하여 구성된다.

따라서, 본 발명은 회로패턴이 형성된 기판상에 자외선에 경화되는 코어층을 형성한 후 소정 형상의 광 도파로 패턴이 형성된 노광 필름을 이용하여 상기 코어층에 대한 노광 공정을 수행함으로써, 다양한 형상을 갖는 대면적용 광도파로를 갖는 인쇄회로기판을 형성할 수 있다는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명은 기판상에 형성된 얼라인용 타겟 이미지에 의거하여 상기 코어층에 형성되는 광도파로 위치와 상기 광도파로 패턴이 형성된 필름의 위치를 자동으로 정렬시키는 효과를 제공한다.

Description

광도파로가 형성된 인쇄회로 기판 및 그 제조 방법{Painted Circuit Board having the waveguide and manufacturing method thereof}

본 발명은 광도파로가 형성된 인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로이다.

보다 구체적으로는, 자외선에 경화되는 코어층과 클래드층을 인쇄회로기판에 도포한 후, 광 도파로 패턴이 형성된 노광 필름을 이용하여 코어층에 대한 노광 공정을 수행함으로써, 코어층에 다양한 형상을 갖는 대면적용 광 도파로가 형성된 인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 따른 광도파로가 임베디드된 인쇄회로기판을 프리프레그를 개재하여 레이업 하고, 상기 레이업된 기판의 층간 전기적 접속을 동도금된 비아홀을 통하여 수행하는 광도파로가 임배디드된 다층의 인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

PCB(Printed Circuit Board:인쇄 회로 기판)란 인쇄 회로용 원판에 전기 배선의 회로 설계에 따라 각종 전자 부품을 연결하거나 부품을 지지해주는 전기 전자 제품의 핵심부품으로 가전기기, 통신 기기 및 산업용 기기 등에 전반적으로 사용되는 수동부품이다.

이러한 PCB는 페놀수지 절연판 또는 에폭시 수지 절연판 등의 한 쪽면에 구리 등의 박판을 부착시킨 후에, 회로의 배선패턴에 따라 식각(선상의 회로만 남기고 부식시켜 제거함)하여 필요한 회로를 구성하고, 부품들을 부착 탑재시키기 위한 홀(hall)을 뚫어서 만든다.

또한, 이러한 PCB는 배선 회로면의 수에 따라 단면 기판, 양면 기판 및 다층 기판 등으로 분류되며 층수가 많을수록 부품의 실장력이 우수하여 고정밀 제품에 채용된다. 단면 PCB는 주로 페놀 원판을 기판으로 사용하며 라디오, 전화기, 또는 간단한 계측기 등의 회로구성이 비교적 복잡하지 않은 제품에 채용된다. 양면 PCB는 주로 에폭시 수지로 만든 원판을 사용하며, 컬러 TV, VTR 또는 팩시밀리 등 비교적 회로가 복잡한 제품에 사용된다. 이 밖에, 다층 PCB는 32비트 이상의 컴퓨터, 전자교환기 또는 고성능 통신기기 등 고정밀 기기에 채용되는데, 이러한 다층 PCB는 각 층간 절연 재질로 분리 접합되어진 표면 도체층을 포함하여 3층 이상에 도체패턴이 있는 프린트 배선판을 말한다.

또한, 자동화기기 또는 캠코더 등 회로 기판이 움직여야 하는 경우와 부품의 삽입 및 구성 시에 회로기판의 굴곡을 요하는 경우에는 유연성으로 대응할 수 있도록 만든 회로기판을 사용하며, 이를 유연성 기판(Flexible PCB)이라고 한다.

최근, 컴퓨터와 통신기술의 발전으로 전자기기에서 신호의 전달속도가 중요한 파라미터가 되었으며, 이에 의거하여 고주파용 PCB에 있어서의 부품과 배선 간의 임피던스의 정합이 중요하게 고려되고 있다.

상술한 바와 같은 PCB는 신호의 전달 매체로서 구리 등의 전도성 금속을 전기 배선으로 이용하기 때문에 초고속 및 대용량의 데이터를 전송하는 데에는 한계가 있었고, 이를 극복하기 위한 방법으로서 실리콘 기판상에 소정 크기의 광 도파로를 직접 형성한 후 이를 PCB 기판에 임베디드한 광 PCB 기술이 개발되었다.

즉, 종래에는 PCB를 제조할 경우, 구리판에 회로 패턴을 형성(Patterning)하여 PCB의 내층(Inner Layer)/외층(Out Layer)을 형성하였으나, 최근 고분자 중합체(Polymer)와 유리 섬유(Glass fiber)를 이용하여 빛으로 신호를 송수신할 수 있는 광도파로가 PCB 내에 삽입된 형상을 갖는 광PCB가 개발되고 있다.

이러한 광PCB는 전기적인 신호와 광신호를 혼재하여 동일 보드 내에서의 초고속 데이터 통신은 광신호로 인터페이싱(interfacing)하며, 소자 내에서는 데이터의 저장/신호 처리를 위해 전기적인 신호로 변환할 수 있도록 구리판 회로 패턴을 형성한 상태에서 광도파로 및 유리판을 삽입한 형태를 갖는다.

그러나, 이와 같이 실리콘 기판등에 광도파로를 형성하여 PCB 기판상에 삽입하여 광PCB를 형성하는 경우, 상기 실리콘 기판 사이즈의 크기, 보다 구체적으로는 8~12인치인 기판 사이즈의 크기로 인하여 대면적의 광도파로를 형성할 수 없었을 뿐만 아니라 전기회로 형성을 통한 어플리케이션이 난해하다는 문제점이 있었다.

또한, 이와 같이 실리콘 기판등에 광도파로를 형성하여 PCB 기판상에 삽입하여 광PCB를 형성하는 경우 다양한 형상의 광도파로를 PCB에 형성할 수 없었다는 문제점이 또한 있었다.

그리고, 광PCB는 통신망의 스위치와 송수신 장비, 데이터 통신의 스위치와 서버, 항공 우주산업(Aerospace)과 항공 전자공학(avionic)의 통신, UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)의 이동전화 기지국, 또는 대형 고속 컴퓨터(Mainframe)/슈퍼컴퓨터(supercomputer) 등에서 백플레인(Backplane) 및 도터 보드(Daughter Board)에 적용되고 있다.

또한, 인터넷 사용의 급증과 서비스 품질이 높아짐에 따라 데이터 취급량과 전송량이 급증하게 되었고, 이로 인한 대역폭(Bandwidth) 확대와 신호처리의 고속화가 요구됨에 따라 광 인터페이싱(Optical Interfacing)할 수 있는 매개체로서 이와 같은 광PCB가 필요하게 되었다. 즉, 종래의 PCB에서는 전기 신호가 기가헤르쯔 (㎓) 대역에서 고속 스위칭 시에 노이즈(EMS; Electro Magnetic Susceptibility) 특성에 의해 제한을 받기 때문에, EMS 특성의 제한을 받지 않는 광 인터페이싱이 요구되는 것이다.

그런데, 이러한 광PCB에 대한 개념이 등장한지 벌써 10년 이상이 되었지만, 초기 제1 및 제2세대 EOCB 기술에서 백플레인은 유리섬유에 대한 포인트-투-포인트(Point to Point) 방식으로 신호를 처리하였고, 3세대에 접어들면서 대용량 데이터를 동시 처리하기 위한 다중 채널(Multi Channel) 방식을 이용한 광신호 인터페이싱에 대한 연구가 진행되고 있는 실정이고, 또한, 소자 및 매개체인 광도파로 및 유리섬유를 PCB에 삽입하여 다층을 형성하는 구체적인 방법이 아직도 제시되고 있지 않다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여, 자외선에 경화되는 코어층과 클래드층을 인쇄회로기판상에 도포한 후 광 도파로 패턴이 형성된 노광 필름을 이용하여 코어층에 대한 노광을 수행함으로써, 다양한 형상을 갖는 대면적용 광 도파로가 형성된 인쇄회로기판 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 따른 광도파로가 임베디드된 인쇄회로기판을 프리프레그를 개재하여 레이업 하고, 상기 레이업된 기판의 층간 전기적 접속을 동도금된 비아홀을 통하여 수행하는 광도파로가 임배디드된 다층의 인쇄회로기판 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광 도파로가 형성된 인쇄회로 기판은, 기판과; 상기 기판상에 소정 방식에 의하여 피복되어 형성되고, 외부로부터 인가되는 광 신호를 전반사 시키기 위한 하부 클래드층과; 상기 하부 클래드층상에 소정 방식에 의하여 피복되어 형성되고, 광 도파로 패턴이 형성된 노광 필름을 이용한 노광 공정에 의하여 소정 형상의 광 도파로가 형성되는 코어층; 및 상기 코어층에 소정 방식에 의하여 피복되어 형성되고, 외부로부터 인가되는 광 신호를 전반사 시키기 위한 상부 클래드층을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 광도파로가 임베디드된 인쇄회로기판은, 상술한 바와 같이 구성된 광도파로가 임배디드된 기판을 프리프레그를 개재하여 레이업 하고, 상기 레이업된 기판의 레이어간을 도통시기기 위한 비아홀과, 상기 레이업된 기판의 레이어간의 전기적 접속을 수행하는 동도금층을 형성함으로써, 광도파로가 임배디드된 다층의 인쇄회로 기판을 형성할 수 도 있다.

또한, 본 발명에 따른 광 도파로가 형성된 인쇄회로기판의 제조 방법은, 기판상에 회로패턴 및 얼라인용 타겟 이미지를 형성하는 제 1 단계; 상기 회로패턴 및 얼라인용 타겟 이미지가 형성된 기판에 하부 클래드층을 형성하는 제 2 단계; 상기 하부 클래드층상에 소정 형상의 광 도파로가 형성될 코어층을 형성하는 제 3 단계; 소정 형상의 광 도파로 패턴이 형성된 노광 필름을 상기 기판에 형성된 타겟 이미지에 의거하여 상기 코어층에 얼라인 시키는 제 4 단계; 상기 광 도파로 패턴이 형성된 노광 필름을 통하여 상기 코어층에 대한 자외선 노광을 수행하여 대면적용 광도파로를 형성하는 제 5 단계; 및 상기 광 도파로가 형성된 상기 코어층상에 상부 클래드층을 형성하는 제 6 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 본 발명에 따른 광 도파로가 형성된 인쇄회로기판의 제조 방법은, 기판상에 회로패턴 및 얼라인용 타겟 이미지를 형성하는 제 1 단계; 상기 회로패턴 및 얼라인용 타겟 이미지가 형성된 기판에 하부 클래드층을 형성하는 제 2 단계; 상기 하부 클래드층상에 소정 형상의 광 도파로가 형성될 코어층을 형성하는 제 3 단계; 소정 형상의 광 도파로 패턴이 형성된 노광 필름을 상기 기판에 형성된 타겟 이미지에 의거하여 상기 코어층에 얼라인 시키는 제 4 단계; 상기 광 도파로 패턴이 형성된 노광 필름을 통하여 상기 코어층에 대한 자외선 노광을 수행하여 대면적용 광도파로를 형성하는 제 5 단계; 상기 광 도파로가 형성된 상기 코어층상에 상부 클래드층을 형성하는 제 6 단계: 광 도파로가 형성된 기판를 프리프레그를 개재하여 적층시키는 제 7 단계; 및 상기 적층된 기판의 레이어간의 전기적 접속을 위한 동도금이 형성된 스루홀을 형성하는 제 8 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 광 도파로가 형성된 인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 광 도파로가 형성된 인쇄회로기판의 구성에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 광 도파로가 형성된 인쇄회로기판은, 기판에 소정 형상의 대면적용 임베디드 광도파로가 형성된 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판 (100), 하부 클래드층(200), 광도파로(500) 및 상부 클래드층(400)을 포함하여 구성되어 있다.

여기서, 상기 광도파로(500)는 후술하는 코어층(300)을 광도파로 패턴이 형성된 노광필름(800)을 이용하여 자외선에 노광시킴으로써, 상기 노광 필림(800)에 형성된 광도파로 패턴에 대응하여 후술하는 코어층(300)에 형성된다.

또한, 기판(100)은 에폭시 등의 절연체로 구성된 절연층(110)과, 상기 절연층(110)을 개재하여 양면에 프레스 가공에 의하여 압축 성형되고 회로패턴(130) 및 얼라인용 타겟 이미지(140)가 패터닝되는 동박층(120)으로 구성된 동박적층원판 (CCL)이다.

또한, 상기 기판(100)은 에폭시 등의 절연체로 구성된 절연층(110)과, 상기 절연층(110)의 일면에 프레스 가공에 의하여 압축 성형되고 회로패턴(130) 및 얼라인용 타겟 이미지(140)가 패터닝되는 동박층(120)으로 구성된 레진코팅동박판(RCC)을 사용할 수 도 있다는 점에 유의하여야 한다.

여기서, 상기 타겟 이미지(140)는 후술하는 코어층(300)에 형성되는 광 도파로(500)의 형성 위치와, 상기 광도파로(500)를 형성하기 위한 광도파로 패턴이 형성된 노광 필름(800)의 위치를 자동으로 정렬시키는 역할을 수행한다.

하부 클래드층(200)은 소정의 방법, 보다 구체적으로는 라미네이션 방법, 롤링방법 및 스퀴즈 인쇄 방법을 사용하여 상기 회로패턴(130) 및 타겟 이미지(140)가 형성된 기판(100)상에 도포 및 건조되어 형성되고, 광 신호가 통과하는 코어층(300)의 굴절률보다 약간 작게하여 상기 코어층(300)에 입사된 빛이 밖으로 나가는 것을 차단한다.

여기서, 상기 하부 클래드층(200)은 폴리머 구조의 액체 상태인 클래드를 상술한 바와 같은 롤링방법, 라미네이션 방법, 스크린 방식 및 스프레이 방식 등을 사용하여 상기 기판(100)상에 도포 및 건조함으로서 형성된다.

여기서, 상기 롤링 방식은, 회로패턴 및 얼라이용 타겟 이미지가 형성된 기판을 소정의 이송수단을 통하여 이송되는 경우, 액상 광반응 폴리머가 닮긴 용기로부터 펌핑에 의하여 공급되는 클래드를 롤러에 의하여 상기 기판상에 형성하는 방식이다.

또한, 상기 라미네이션 방식은, 회로패턴 및 얼라이용 타겟 이미지가 형성된 기판이 소정의 이송수단을 통하여 이송되는 경우, 클래드 물질이 감겨져 있는 통 롤로부터 공급되는 클라드를 롤러에 의하여 상기 기판상에 코팅처리하여 클래드층을 형성하는 방식이다.

또한, 스크린 인쇄 방식은 스크린 인쇄판을 이용하여 상기 하부 클래드층을 형성하는 클래드를 회로패턴 및 얼라이용 타겟 이미지가 형성된 기판상에 도포시키는 방법으로서, 기판상에 배선패턴을 비롯한 각종 패턴, 예를 들면 부식 레지스트, 솔더 레지스트 및 심벌마크 등의 각종 패턴을 인쇄하기 위한 스크린 제판을 기판상에 실장한다.

이후, 상기 스크린 제판상에 상기 하부 클래드층, 후술하는 상부 클래드층 및 코어층을 형성하기 위한 클래드 및 코어 물질을 위치시킨 후 스퀴지를 이용하여 도포함으로써, 기판상에 클래드층 및 코어층을 형성하는 인쇄 방식이다.

또한, 스프레이 방식은 회로패턴 및 얼라이용 타겟 이미지가 형성된 기판을 스프레이를 클래드 및 코어 형성을 위한 물질을 분사하여 상기 기판상에 클래드층 및 코어층을 형성하는 방식이다.

코어층(300)은 소정의 방법, 보다 구체적으로는 라미네이션 방법, 롤링방법 및 스퀴즈 인쇄 방법을 사용하여 상기 하부 클래드층(200)상에 형성되고, 상기 하부 클래드층(200)에 비하여 굴절률을 크게 형성함으로써, 광도파로(500)의 일측 단부를 통하여 입사된 광신호가 코어층(300)과 상기 하부 클래드층(200) 및 후술하는 상부 클래드층(400)의 접속면에서 전반사(Total-Reflection)를 일으켜 상기 코어층 (300)을 통하여 상기 광도파로(500)의 다른 일측 단부로 전달된다.

또한, 상기 코어층(300)은 자외선(UV)에 반응하여 경화되고, 투명도가 97% 이상인 액상 구조의 폴리머를 라미네이션 방법, 롤링 방법 및 스퀴즈 인쇄 방법 등을 통하여 상기 하부 클레드층(200)상에 도포하여 형성시킨다.

또한, 상기 코어층(300)은 상기 기판(100)상에 형성된 타겟 이미지(140)에 대응하여 정렬되는 광도파로 패턴이 형성된 노광 필름(800)을 통하여 자외선에 노출되는 경우, 상기 노광 필림(800)에 형성된 광도파로 패턴에 대응하여 다양한 형상의 대면적용 광도파로(500)가 형성된다..

상부 클래드층(400)은 소정의 방법, 보다 구체적으로는 라미네이션 방법, 롤링방법 및 스퀴즈 인쇄 방법을 사용하여 소정 형상의 광도파로(500)가 형성된 코어층(300)상에 도포 및 건조되어 형성되고, 광 신호가 통과하는 상기 코어층(300)의 굴절률보다 약간 작게하여 상기 코어층(300)에 입사된 광신호가 밖으로 나가는 것을 차단한다.

여기서, 상기 상부 클래드층(400)은 폴리머 구조의 액체 상태인 클래드를 상기 광도파로(500)가 형성된 코어층(300)에 상술한 바와 같은 라미네이션 방법, 롤링방법 및 스퀴즈 인쇄 방법을 이용하여 도포함으로써 형성된다.

또한, 본 발명에 따른 광도파로가 임베디드된 인쇄회로기판은, 도 2에 도시된 바와 같이, 상술한 바와 같이 구성된 광도파로(500)가 임배디드된 기판을 프리프레그(900)를 개재하여 레이업 하고, 상기 레이업된 기판의 레이어간을 도통시기기 위한 비아홀(1000)을 형성 한 후, 상기 비아홀에 대한 동도금을 수행하여 각 기판의 레이어간의 전기적 접속을 위한 동도금층(1100)을 형성함으로써, 광도파로(500)가 임배디드된 다층의 인쇄회로 기판을 형성할 수 도 있다.

이하, 도 3 내지 및 도 5을 참조하여 본 발명에 따른 대면적 광도파로가 임베디드된 인쇄회로기판의 제조 방법을 상세하게 설명한다.

여기서, 도 3은 본 발명에 따른 광 도파로가 형성된 인쇄회로기판의 제조 방법을 도시한 순서도이고, 도 4는 본 발명에 따른 인쇄회로기판상에 회로패턴 및 얼라인용 타겟 이미지를 형성하는 방법을 도시한 순서도 이고, 도 5는 본 발명에 따른 광 도파로가 형성된 인쇄회로기판의 제조 공정도 이다.

먼저, 기판상에 회로패턴 및 얼라인용 타겟 이미지를 형성한다(S100).

도 5를 참조하여 상기 기판(100)의 동박층(120)에 소정의 회로패턴(130) 및 얼라인용 타겟 이미지(140)를 형성하는 과정을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 절연층(110)과, 상기 절연층(110)의 양면 또는 일면에 동박층(120)이 형성된 동박적층원판 또는 레진코팅동박판(미도시) 등의 기판(100)을 제공한다(S101).

상술한 바와 같은 구조를 갖는 기판(100)을 제공한 후, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 동박적층원판 또는 레진코팅동박판 등의 기판(100)에 형성된 동박층(120)에 도 5f에 도시된 바와 같은 회로패턴(130) 및 얼라인용 타겟 이미지 (140)를 전사하기 위한 드라이 필름(D/F)(600)을 라미네이팅 한다(S102).

상술한 바와 같이 동박층(120)상에 드라이 필름(D/F)(600)을 라미네이팅 한 후, 도 5c에 도시된 바와 같이, 회로패턴 및 얼라인용 타겟 이미지가 형성된 아트워크 필름(700)을 이용하여 상기 라미네이팅 된 드라이 필름(D/F)(600)에 대한 자외선 노광을 수행한다(S103).

이후, 도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 드라이 필름(D/F)(600)중에서 상기 자외선 노광에 의하여 노출되어 경화된 부분을 제외한 나머지 부분을 용해시켜 제거한다(S104)

상술한 바와 같이 상기 드라이 필름(D/F)(600)중에서 상기 자외선 노광에 의하여 노출되어 경화된 부분을 제외한 나머지 부분을 제거한 후, 도 5e에 도시된 바와 같이, 상기 자외선 노광에 의하여 제거되지 않은 상기 드라이 필름(D/F)(600)이 피복된 동박층(120)에 대한 에칭을 수행한다(S105).

이후, 상기 동박층(120)에 대한 에칭을 수행하여 상기 경화된 드라이 필름 (D/F)(600)에 의하여 피복되지 않은 상기 동박층(120) 부분을 제거한 후, 도 5f에 도시된 바와 같이, 상기 드라이 필름(D/F)(600)을 박리하여 소정 형상의 회로패턴 (130) 및 얼라인용 타겟 이미지(140)를 동박적층원판 또는 레진코팅동박판 등의 기판(100)에 형성된 동박층(120)상에 형성한다(S106).

상술한 바와같이 기판상에 회로패턴 및 얼라인용 타겟 이미지를 형성한 후, 상기 기판상에 하부 클래드층을 형성한다(S200).

즉, 도 5g에 도시된 바와 같이, 기판(100)의 동박층(120)상에 회로패턴 (130)및 얼라인용 타겟 이미지(140)를 형성한 후, 소정의 방식, 보다 구체적으로는 라미네이션 방식, 롤링 방식, 스크린 인쇄 방식, 및 스프레이 방식 방식 중 어느 하나를 사용하여 상기 동박층상에 클래드를 도포한다.

이후, 도 5h에 도시된 바와 같이, 회로패턴 (130)및 얼라인용 타겟 이미지(140)가 형성된 기판상에 도포된 클래드를 소정의 온도로 건조 및 경화처리하여 클래드층(200)을 형성한다.

즉, 상기 하부 클래드층(200)은 폴리머 구조의 액체 상태인 클래드를 상술한 바와 같은 라미네이션 방법, 롤링방법, 스크린 인쇄 방법 및 스프레이 방식 등을 사용하여 상기 기판상에 도포 및 건조함으로써 형성된다

여기서, 상기 하부 클래드층(200)은 광 신호가 통과하는 후술하는 코어층 (300)의 굴절률보다 약간 작게하여 상기 코어층(300)에 입사된 빛이 밖으로 나가는 것을 차단하는 역할을 수행한다.

상술한 바와 같이 회로패턴 및 타겟 이미지가 형성된 기판상에 클래드층을 도포한 후, 상기 클래드층상에 소정 형상의 광 도파로가 형성될 코어층을 형성한다 (S300)

도 5i를 참고하여 보다 구체적으로 설명하면, 상기 클래드층(200)상에 소정의 방식, 보다 구체적으로는 라미네이션 방식, 롤링 방식, 스크린 인쇄 방식 및 스프레이 방식 중 어느 하나를 사용하여 상기 클래드층(200)상에 소정의 코어 물질을 부착 및 도포하여 코어층(300)을 형성한다.

여기서, 상기 코어층(300)은 자외선(UV)에 반응하여 경화되고, 투명도가 97% 이상인 액상 구조의 폴리머를 라미네이션 방법, 롤링방법, 스크린 인쇄 방식 및 스프레이 방식 등을 통하여 상기 하부 클레드층(200)상에 도포함으로써 형성된다.

또한, 상기 코어층(300)은 상기 하부 클래드층(200)에 비하여 굴절룰을 크게 형성함으로써, 광도파로의 일측 단부를 통하여 입사된 광신호가 상기 코어층(300)과 상기 하부 클래드층(200)의 접속면에서 전반사(Total-Reflection)를 일으켜 상기 코어층(300)을 통하여 광도파로의 다른 일측 단부로 전달되도록 한다.

상술한 바와 같이 상기 클래드층에 상기 코어층을 도포한 후, 도 5j에 도시된 바와 같이, 소정 형상의 광도파로 패턴이 형성된 노광 필름(800)을 상기 기판(100)의 동박층(120)에 형성된 타겟 이미지(140)에 대응하여 상기 코어층(300)에 얼라인 시킨다(S400).

이후, 도 5k에 도시된 바와 같이 상기 광도파로 패턴이 형성된 노광 필름(800)을 통하여 상기 코어층(300)에 대한 자외선 노광을 수행한다(S500).

이때, 코어층(300)은, 도 5l에 도시된 바와 같이, 상기 광도파로 패턴이 형성된 노광 필름(800)에 의하여 자외선에 노출되어 경화된 부분을 제외한 나머지 부분이 제거되어 상기 노광 필름(800)에 형성된 소정 형상의 광도파로 패턴에 대응하는 광도파로(500)를 형성한다.

상술한 바와 같이 상기 코어층에 대한 자외선 노광을 수행하여 소정 형상의 광도파로를 형성한 후, 도 5m에 도시된 바와 같이, 상기 광도파로(500)가 형성된 상기 코어층상(300)에 상부 클래드층(400)을 형성한다(S600).

여기서, 상기 상부 클래드층(400)은 소정 형상의 광도파로(500)가 형성된 코어층(300)상에, 소정의 방식, 보다 구체적으로는 라미네이션 방식, 롤링 방식 및 스퀴즈 인쇄 방식 중 어느 하나를 사용하여 상기 코어층(300)에 클래드를 도포한 후 소정의 온도로 건조하여 소정의 굴절력을 하부 클래드층(400)을 형성함으로써, 광도파로(500)가 형성된 인쇄회로기판을 완성한다.

여기서, 상기 상부 클래드층(400)은 광 신호가 통과하는 상기 코어층(300)의 굴절률보다 약간 작게하여 상기 코어층(300)에 입사된 빛이 밖으로 나가는 것을 차단하는 역할을 수행한다.

또한, 본 발명에 따른 광 도파로가 형성된 인쇄회로기판의 제조방법은, 상술한 바와 같이 광도파로(500)가 형성된 인쇄회로기판을 프리프레기(900)를 개재하여 적층시키후, 상기 적층된 기판의 레이어간의 전기적 접속을 위한 동도금이 형성된 스루홀(100)을 형성하는 과정을 더 포함하여 구성할 수 도 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 대면적용 광도파로가 형성된 인쇄회로기판 및 그제조 방법에 따르면, 회로패턴이 형성된 인쇄회로기판상에 자외선에 경화되는 코어층 및 클래드층을 형성한 후 소정 형상의 광 도파로 패턴이 형성된 노광 필름을 이용하여 상기 코어층에 대한 노광 공정을 수행함으로써, 다양한 형상을 갖는 대면적용 광 도파로를 인쇄회로기판상에 형성할 수 있다는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명은 따른 광도파로가 임베디드된 인쇄회로기판을 프리프레그를 개재하여 레이업 하고, 상기 레이업된 기판의 레이어간을 도통시키기 위한 비아홀에 대한 동도금을 수행하여 레이업된 기판의 레이어간의 전기적 접속을 수행함으로써, 광도파로가 임배디드된 다층의 인쇄회로기판을 형성할 수 있다는 효과를 또한 제공한다.

또한, 본 발명은 기판상에 얼라인용 타겟 이미지에 의거하여 코어층에 형성되는 광 도파로 위치와 상기 광 도파로 패턴이 형성된 필름의 위치를 자동으로 정렬시키는 효과를 제공한다.

여기에서, 상술한 본 발명에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 광도파로가 형성된 인쇄회로기판의 구성 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 광도파로가 형성된 인쇄회로기판의 또 다른 구성 단면도

도 3은 본 발명에 따른 광도파로가 형성된 인쇄회로기판의 제조 방법을 도시한 순서도

도 4는 본 발명에 따른 인쇄회로기판상에 회로패턴 및 얼라인용 타겟 이미지를 형성하는 방법을 도시한 순서도.

도 5는 본 발명에 따른 광도파로가 형성된 인쇄회로기판의 제조 공정도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 기판

110 : 절연층

120 : 동박

130 : 회로패턴

140 : 얼라인용 타겟 이미지

200 : 하부 클래드층

300 : 코어층

400 : 상부 클래드층

500 : 광도파로

600 : 드라이 필름

700 : 아트워크 필름

800 : 노광 필름

900 : 프리프레그

1000 : 비아홀

1100 : 동도금층

Claims (18)

1. 소정 형상의 회로패턴 및 타겟 이미지가 패터닝된 기판과;

   상기 기판상에 소정의 방식에 의하여 피복되어 형성되고, 외부로부터 인가되는 광 신호에 대한 전반사를 수행하기 위한 하부 클래드층과;

   상기 클래드층상에 소정의 방식에 의하여 피복되어 형성되고, 광 도파로 패턴이 형성된 노광 필름을 이용한 노광 공정에 의하여 소정 형상의 대면적용 광도파로가 형성되는 코어층; 및

   상기 코어층에 소정 방식에 의하여 피복되어 형성되고, 외부로부터 인가되는 광 신호에 대한 전반사를 수행하기 위한 상부 클래드층

   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광 도파로가 형성된 인쇄회로기판.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 기판은 절연체와, 상기 절연판의 양면에 프레스 성형되고 소정 형상의 회로패턴 및 타겟 이미지가 패터닝되는 동박층으로 구성된 동박적층원판(CCL)인 것을 특징으로 하는 광 도파로가 형성된 인쇄회로기판.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 기판은 절연체와, 상기 절연판의 일면에 프레스 성형되고 소정 형상의 회로패턴 및 타겟 이미지가 패터닝되는 동박층으로 구성된 레진코팅동박판(RCC)인 것을 특징으로 하는 광 도파로가 형성된 인쇄회로기판.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 기판상에 형성된 타겟 이미지는 상기 코어층에 형성될 광도파로 위치와 상기 광 도파로 패턴이 형성된 노광 필름 위치를 자동으로 정렬시키는 것을 특징으로 하는 광 도파로가 형성된 인쇄회로기판.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 하부 클래드층은 라미네니션 방식, 롤링 방식, 스크린 인쇄 방식 및 스프레이 방식 중 어느 하나의 방식을 통하여 상기 기판상에 도포되는 것을 특징으로 하는 광 도파로가 형성된 인쇄회로기판.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 코어층은 라미네니션 방식, 롤링 방식, 스크린 인쇄 방식 및 스프레이 방식 중 어느 하나의 방식을 통하여 상기 하부 클래드층상에 도포되는 것을 특징으로 하는 광 도파로가 형성된 인쇄회로기판.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부 클래드층은 라미네니션 방식, 롤링 방식, 스크린 인쇄 방식 및 스프레이 방식 중 어느 하나의 방식을 통하여 상기 광 도파로가 형성된 상기 코어층상에 도포되는 것을 특징으로 하는 광 도파로가 형성된 인쇄회로기판.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 하부 클래드층 및 상부 클래드층은 폴리머 형태의 클래드를 도포 및 건조하여 형성된 것을 특징으로 하는 광 도파로가 형성된 인쇄회로기판.
9. 제 1항에 있어서,

   상기 코어층은 자외선(UV)에 경화되고, 투명도가 97 % 이상인 폴리머 형태의 코어 물질을 부착 및 도포하여 형성된 것을 특징으로 하는 광 도파로가 형성된 인쇄회로기판.
10. 기판상에 회로패턴 및 얼라인용 타겟 이미지를 형성하는 제 1 단계;

    상기 회로패턴 및 얼라인용 타겟 이미지가 형성된 기판에 하부 클래드층을 형성하는 제 2 단계;

    상기 하부 클래드층상에 소정 형상의 광 도파로가 형성될 코어층을 형성하는 제 3 단계;

    소정 형상의 광 도파로 패턴이 형성된 노광 필름을 상기 기판에 형성된 타겟 이미지에 의거하여 상기 코어층에 얼라인 시키는 제 4 단계;

    상기 광 도파로 패턴이 형성된 노광 필름을 통하여 상기 코어층에 대한 자외선 노광을 수행하여 대면적용 광도파로를 형성하는 제 5 단계; 및

    상기 광 도파로가 형성된 상기 코어층상에 상부 클래드층을 형성하는 제 6 단계

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광 도파로가 형성된 인쇄회로기판의 제조 방법.
11. 제 10항에 있어서,

    광 도파로가 형성된 기판를 프리프레그를 개재하여 적층시키는 제 7 단계; 및 상기 적층된 기판의 레이어간의 전기적 접속을 위한 동도금이 형성된 스루홀을 형성하는 제 8 단계를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광 도파로가 형성된 인쇄회로기판의 제조 방법.
12. 제 10항에 있어서, 상기 제 1 단계는,

    절연층과, 상기 절연층을 개재하여 동박층이 형성된 기판을 제공하는 제 1-1 단계;

    상기 기판의 동박층에 회로패턴 및 얼라인용 타겟 이미지를 전사하기 위한 드라이 필름(D/F)을 라미네이팅 하는 제 1-2 단계;

    소정의 회로패턴 및 얼라인용 타겟 이미지가 형성된 아트워크 필름을 이용하여 상기 라미네이팅 된 드라이 필름(D/F)에 대한 자외선 노광을 수행하는 제 1-3 단계;

    상기 드라이 필름(D/F)중에서 상기 자외선 노광에 의하여 노출되어 경화된 부분을 제외한 나머지 부분을 용해시켜 제거하는 제 1-4 단계;

    상기 드라이 필름(D/F)이 피복된 동박층에 대한 에칭을 수행하는 제 1-5 단계; 및

    상기 드라이 필름(D/F)을 박리하여 소정 형상의 회로패턴 및 얼라인용 타겟 이미지를 동박층상에 형성하는 제 1-6 단계

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광도파로가 형성된 인쇄회로기판의 제조 방법.
13. 제 10 항에 있어서, 상기 제 2 단계는,

    상기 하부 클래드층이 라미네니션 방식, 롤링 방식, 스크린 인쇄 방식 및 스프레이 방식 중 어느 하나의 방식을 통하여 상기 타겟 이미지가 형성된 기판상에 도포되는 것을 특징으로 하는 광 도파로가 형성된 인쇄회로기판의 제조 방법.
14. 제 10 항에 있어서, 상기 제 3 단계는,

    상기 코어층이 라미네니션 방식, 롤링 방식, 스크린 인쇄 방식 및 스프레이 방식 중 어느 하나의 방식을 통하여 상기 하부 클래드층상에 도포되는 것을 특징으로 하는 광 도파로가 형성된 인쇄회로기판의 제조 방법.
15. 제 10 항에 있어서, 상기 제 5 단계는,

    상기 상부 클래드층이 라미네니션 방식, 롤링 방식, 스크린 인쇄 방식 및 스프레이 방식 중 어느 하나의 방식을 통하여 소정의 광 도파로가 형성된 코어층상에 도포되는 것을 특징으로 하는 광 도파로가 형성된 인쇄회로기판의 제조 방법.
16. 제 10항에 있어서,

    상기 하부 클래드층 및 상부 클래드층은 폴리머 형태의 클래드를 도포 및 건조하여 형성되는 것을 특징으로 하는 광 도파로가 형성된 인쇄회로기판의 제조 방법.
17. 제 10 항에 있어서,

    상기 코어층은 자외선(UV)에 의하여 경화되고, 투명도가 97 % 이상인 폴리머 형태의 코어 물질을 부착 및 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 광도파로가 형성된 인쇄회로기판의 제조 방법.
18. 제 10항에 있어서,

    상기 기판상에 형성된 타겟 이미지는 상기 코어층에 형성될 광도파로 위치와 상기 광 도파로 패턴이 형성된 노광 필름 위치를 자동으로 정렬시키는 것을 특징으로 하는 광 도파로가 형성된 인쇄회로기판의 제조 방법.