在印刷电路板上形成电路图案的方法.pdf

本发明公开了一种在印刷电路板上形成电路图案的方法。更具体地说，本发明涉及这样一种在印刷电路板上形成电路图案的方法，该方法包括：用导电材料填充在其表面中具有对应于所需电路图案的沟槽的沟槽板；再使所述沟槽板的部分顺序地与在其上形成电路图案的底基板的表面相接触，由此将导电材料从沟槽传输至底基板的表面，从而形成电路图案。因此，根据本发明的方法，可以实现精细电路图案和轻、薄、短、小的产品、以及简单的工艺。

1.  一种在印刷电路板上形成电路图案的方法，包括：
(A)提供底基板；
(B)提供在其表面中具有对应于预定电路图案的沟槽的沟槽板；
(C)用导电材料填充所述沟槽板的所述沟槽；以及
(D)使所述沟槽板与所述底基板的表面相接触，由此从所述沟槽传输所述导电材料，从而形成所述电路图案。

2.  根据权利要求1所述的方法，其中，所述底基板在其上包括具有预定表面粗糙度的绝缘层，从而所述导电材料易于传输至所述底基板。

3.  根据权利要求1所述的方法，其中，所述底基板在其上包括籽层，从而所述导电材料易于传输至底基板。

4.  根据权利要求3所述的方法，其中，通过化学镀形成所述籽层。

5.  根据权利要求1所述的方法，其中，使用强度大于所述底基板的材料形成所述沟槽板。

6.  根据权利要求1所述的方法，其中，所述沟槽板为圆柱体形状。

7.  根据权利要求1所述的方法，其中，所述沟槽板为平板形状。

8.  根据权利要求1所述的方法，其中，所述导电材料为包含金属颗粒的液体。

9.  根据权利要求1所述的方法，进一步包括在步骤(D)之后的步骤(E)：干燥形成于所述底基板上的所述电路图案。

10.  根据权利要求1所述的方法，其中，通过蚀刻处理形成所述步骤(B)中的所述沟槽板的所述沟槽。

11.  根据权利要求1所述的方法，其中，通过物理处理形成所述步骤(B)中的所述沟槽板的所述沟槽。

12.  根据权利要求1所述的方法，其中，通过激光处理形成所述步骤(B)中的所述沟槽板的所述沟槽。

13.  根据权利要求1所述的方法，其中，通过向所述沟槽板施加预定的热量和/或压力来执行所述步骤(D)，从而容易地将所述导电材料从所述沟槽传输至所述底基板的至少一个表面。

在印刷电路板上形成电路图案的方法
相关申请交叉参考
本发明要求2005年12月8日提交的题为“用于印刷电路板上的电路的形成方法”的韩国专利申请No.10-2005-0119738的权益，其公开内容整体结合于本发明中作为参考。
技术领域
通常，本发明涉及一种在印刷电路板(PCB)上形成电路图案的方法，更具体地说，涉及这样一种在PCB上形成电路图案的方法，该方法能够使用沟槽板来形成电路图案，所述沟槽板在其表面上具有对应于所需电路图案的沟槽。
背景技术
通常，术语“PCB”表示用于在绝缘基板上形成导体的印刷线路板，该印刷线路板以用于电子元件之间的布线的电路设计为基础。而且，PCB是绝缘材料的平板，它是通过如下步骤制成的，即将铜箔附着于由酚醛树脂或环氧树脂制成的绝缘基板的表面上，然后根据布线电路图案进行蚀刻工艺，从而形成所需电路，以便于在其上密集地安装各种电元件和电子元件，例如IC、电容器、和电阻器。即，在绝缘基板的表面上以布线图案的方式形成用于互相连接电子元件的电路。根据布线电路板表面的数目，PCB被分成单面板、双面板、和多层板。随着层数目的增加，安装元件的能力增加，并且可以实现更高精度的产品。
主要由苯酚基基板构成的单面PCB适用于诸如包括电视机、收音机、音频设备、或电话在内的简单家用设备以及电路不太复杂的测量仪器之类的产品。相比较而言，主要由环氧树脂基板构成的双面PCB适用于电路较为复杂的诸如彩色电视机、VTR、或传真机之类的产品。此外，多层PCB适用于高精度设备，例如32位或大于32位的计算机、电子开关系统、以及高性能通信设备。
随着朝向电子设备的小型化和多功能化发展的趋势，为了用作用于多层PCB的器件，安装在板上的电阻器或电容器被制造成非常小的尺寸。因此，需要在PCB上形成更精细且更精确布线电路的各种各样的技术，以实现高度集成化。
图1A至图1D示出了在PCB上形成电路图案的传统过程。
如图1A所示，提供在其两个表面上形成有绝缘层11和铜箔12的覆铜箔层压板(CCL)10。
如图1B所示，穿过CCL10形成通孔13。
在这样的情况下，可以通过机械钻孔形成负责将CCL10的两个表面上所形成的电路图案进行电连接的通孔13。
如图1C所示，在铜箔以及通孔13的内壁上形成镀层14，以赋予其导电性。
如图1D所示，将具有镀层14的铜箔12形成为电路图案15。
这样的电路图案15可以通过光刻法形成，该光刻法包括如下步骤：在具有镀层14的铜箔12的上表面上应用感光材料(未示出)；附着具有预定图案的底膜(artwork film)(未示出)；进行曝光和显影，从而形成防蚀涂层图案(未示出)；以及执行蚀刻工艺。
在这种情况下，形成在绝缘层11的两个表面上的电路图案15可以通过具有镀层14的通孔13彼此电连接。
如上所述，根据在PCB上形成电路图案的传统方法，为了形成电路图案，应该顺序地执行以下步骤：将感光材料应用在其上形成有电路图案的金属层的上表面上；利用底膜进行曝光和显影，从而形成防蚀涂层图案；执行蚀刻工艺；去除防蚀涂层图案；以及执行用于蚀刻剂的清洗工艺。因此，为了形成电路图案所需要的步骤数目很多，这导致了增加的制造成本和降低的产品竞争力。
此外，当进行蚀刻工艺时，因为用于形成电路图案的金属层的过蚀刻或欠蚀刻(under-etching)，会增加缺陷率，这负面地影响了产品的可靠性。
发明内容
因此，本发明针对现有技术中出现的上述问题，并且本发明的目的在于提供一种在PCB上形成电路图案的方法，该方法能够在实现简单工艺的同时提高产品的可靠性。
为了实现上述目的，本发明提供了一种在PCB上形成电路图案的方法，该方法包括：(A)提供底基板(base substrate)；(B)提供在其表面中具有对应于预定电路图案的沟槽的沟槽板；(C)用导电材料填充沟槽板的沟槽；以及(D)使沟槽板与底基板的表面相接触，由此从沟槽传输导电材料，从而形成电路图案。
在本发明的方法中，底基板可以在其上包括具有预定表面粗糙度的绝缘层，从而导电材料易于传输至底基板。
此外，在本发明的方法中，底基板可以在其上包括籽层，从而导电材料易于传输至底基板。
此外，在本发明的方法中，籽层可以通过化学镀形成。
此外，在本发明的方法中，沟槽板可以使用强度大于底基板的材料来形成。
此外，在本发明的方法中，沟槽板可以为圆柱体形状。
此外，在本发明的方法中，沟槽板可以为平板形状。
此外，在本发明的方法中，导电材料可以为包含金属颗粒的液体。
此外，本发明的方法可以进一步包括在步骤(D)之后的步骤(E)：干燥形成于底基板上的电路图案。
此外，在本发明的方法中，在步骤(B)中的沟槽板的沟槽可以通过蚀刻处理而形成。
可替换地，在本发明的方法中，在步骤(B)中的沟槽板的沟槽可以通过物理处理而形成。
可替换地，在本发明的方法中，在步骤(B)中的沟槽板的沟槽可以通过激光处理而形成。
此外，在本发明的方法中，可以通过向沟槽板施加预定的热量和/或压力而执行步骤(D)，从而容易地将导电材料从沟槽传输到底基板的至少一个表面。
附图说明
图1A至图1D是顺序地示出了在PCB上形成电路图案的传统过程的横截面视图；
图2是示出了根据本发明第一实施例的在PCB上形成电路图案的过程的流程图；
图3A至图3E是顺序地示出了根据本发明第一实施例的在PCB上形成电路图案的过程的横截面视图；
图4A是示出了根据本发明第二实施例的沟槽板的横截面视图；以及
图4B是示出了根据本发明第三实施例的沟槽板的横截面视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图给出本发明优选实施例的详细描述。
图2以及图3A至3E示出了根据本发明第一实施例的在PCB上形成电路图案的过程。
这样，图2是示出了根据本发明第一实施例的在PCB上形成电路图案的过程的流程图，并且图3A至3E是顺序地示出了根据本发明第一实施例的在PCB上形成电路图案的过程的横截面视图。
参照图2，描述根据本发明第一实施例的在PCB上形成电路图案的方法。
首先，提供底基板(S100)。
这样，底基板优选地包括具有预定表面粗糙度的绝缘层或位于底基板上的籽层，从而增强了底基板与用于电路图案的导电材料之间的粘附，以确保导电材料的容易传输。
此外，通过在绝缘层上进行化学蚀刻处理或等离子体蚀刻处理，可以赋予绝缘层预定的表面粗糙度。
优选地，通过使用与用于电路图案的导电材料中所包含的金属颗粒不同的金属进行化学镀来形成籽层。
可替换地，底基板在其中可以具有至少一个电路图案。
之后，提供在其表面中具有对应于所需电路图案的沟槽的沟槽板(S200)。
沟槽板可以通过使强于底基板的材料(例如金属或合金)受到蚀刻处理、物理处理、或激光处理而形成，从而形成对应于所需电路图案的沟槽。
沟槽板可以是中空圆柱体、或实心圆柱体、或平板的形状。这样，圆柱体或平板可以照原样使用，或可以以这样的状态使用，即，将平板卷绕在圆柱轴上或者将中空圆柱体套设在圆柱轴上。
接着，用导电材料填充沟槽板的沟槽(S300)。
导电材料优选地包括粘性液体，该粘性液体包含金属颗粒和环氧树脂胶合剂。
在这样的情况下，为了用导电材料填充沟槽板的沟槽，可以顺序执行如下步骤：利用挤压机将导电材料填充到沟槽，再利用薄刮板刮擦沟槽板的表面。可替换地，将导电材料装载到相应沟槽内的过程可能是很有用的。
接着，使沟槽板与底基板的表面相接触，由此从沟槽传输导电材料，从而形成电路图案(S400)。
即，使沟槽板与底基板相接触，并向沟槽板施加预定的热量和/或压力，由此导电材料从沟槽传输至底基板的表面，从而形成所需的电路图案。
最后，干燥形成于底基板上的电路图案(S500)。
干燥过程包括，例如，室温干燥、热空气干燥、传热干燥、远红外线干燥、以及UV干燥。
图3A至图3E顺序地示出了根据本发明第一实施例的在PCB上形成电路图案的过程。
如图3A所示，提供在其上形成电路图案的底基板100。
底基板100具有形成于其上的绝缘层，该绝缘层具有预定的表面粗糙度，用于增加底基板100与用于电路图案的导电材料之间的粘附，从而可以容易地将导电材料传输到底基板100的表面。
例如，可以使用化学蚀刻处理或等离子体蚀刻处理使绝缘层的表面变粗糙。
化学蚀刻处理是这样一种技术，在该技术中，进行用于施加预定温度以增大绝缘层面积的膨胀过程，然后使用化学药品将具有增大面积的绝缘层的表面部分熔融掉。可以使用高锰酸、硫酸、铬等作为所述的化学药品。
等离子体蚀刻处理是这样一种技术，在该技术中，由电能聚积的气体颗粒与绝缘层的表面碰撞，进而不是通过化学反应而是通过物理反应来断开和去除该表面上的聚合物链，从而使绝缘层的表面变粗糙。
可替换地，可以在底基板上形成籽层，从而进一步增加底基板与用于电路图案的导电材料之间的粘附。优选地，通过使用与导电材料中所包含的金属颗粒不同的金属进行化学镀来形成籽层。
此外，底基板可以形成为在其中包括至少一个电路图案。
如图3B所示，提供沟槽板200，该沟槽板200在其表面中具有对应于所需电路图案的沟槽210。
利用比底基板100更硬的且不受预定热量或压力影响的材料(诸如金属或合金)，使沟槽板200形成为圆柱体形状。
可以使用蚀刻处理、物理处理、或激光处理，在沟槽板200的表面中，以对应于所需电路图案沟槽板的形状来形成沟槽210。使用诸如刀具或钻具的工具以及物理力(physical force)来进行此类物理处理。
根据本发明的第二实施例，如图4A所示，平板形状的且其中形成有沟槽210′的沟槽板200′照其原样使用，或者沟槽板200′可以以将其卷绕在圆柱轴(未示出)上的状态使用。
根据本发明的第三实施例，如图4B所示，中空圆柱体形状的沟槽板200″可以以将其套设在圆柱轴250″上的状态使用。这样，由于可以用一个新的沟槽板替换套设在这种圆柱轴250″上的沟槽板200″，因此可以实现低成本和便利的存储。
如图3C所示，用导电材料300填充沟槽板200的沟槽210。
导电材料300是含有金属颗粒和环氧树脂胶合剂的粘性液体，并且可以包含银、铜、镍、铂、锡、或金。这里，导电材料300的类型可以根据用于在其上形成电路图案的底基板100的材料而改变。
对于用导电材料300填充沟槽板200的沟槽210的过程，可以顺序地执行如下步骤：利用挤压机将导电材料300填充到沟槽板200的表面，再利用薄刮板刮擦沟槽板200的表面，使得导电材料300仅余留在沟槽210中。此外，可以采用无需抛光过程的将导电材料300装载到相应沟槽210内的过程。
如图3D所示，使沟槽板200与底基板100的表面相接触，从而形成电路图案120。
即，使沟槽板200的部分顺序地与底基板100的表面相接触，再施加预定的热量和/或压力，由此将导电材料从沟槽210传输至底基板100的表面，从而形成电路图案120。
如上所述，使用具有对应于电路图案的沟槽210的沟槽板200，可以在底基板100的表面上形成电路图案120，从而在实现电路图案的精细化和保持产品可靠性的同时，可以获得轻、薄、短、小的产品。
最后，如图3E所示，干燥形成于底基板100上的电路图案120，从而完成了电路图案120。
虽然可以自然地干燥由导电材料300(其为粘性液体)形成的电路图案120，也可以进行附加的干燥处理，以提高处理速度并防止电路图案120变宽。
干燥过程的实例包括室温干燥、热空气干燥、传热干燥、远红外线干燥、以及UV干燥。
在PCB上形成电路图案的传统方法包括：在铜箔的上表面上应用感光材料；附着具有预定图案的底膜；进行曝光和显影，从而形成防蚀涂层图案；以及进行蚀刻工艺。因此，需要用于形成电路图案的大量的步骤，并且由于在形成电路图案的过程中所用的铜箔的过蚀刻或欠蚀刻，还会导致缺陷率增加，从而会不希望地造成电路图案的变形，并导致不可靠的产品。
但是，根据本发明的在PCB上形成电路图案的方法中，用导电材料填充在其表面中具有对应于所需电路图案的沟槽的沟槽板，之后，使沟槽板的部分顺序地与底基板的表面相接触，由此将导电材料从沟槽传输到底基板的表面，从而形成电路图案。因此，由于该简单的电路图案形成过程，便得制造成本降低了，并且产品竞争力提高了。
而且，使用沟槽板的沟槽可以容易地形成所需的电路图案，从而确保了产品的可靠性，并实现了精细电路图案和轻、薄、短、小的产品。
如上文所述，本发明提供了一种在PCB上形成电路图案的方法。根据本发明的在PCB上形成电路图案的方法，可以使用在其表面中具有对应于所需电路图案的沟槽的沟槽板形成电路图案，从而实现了精细电路图案和轻、薄、短、小的产品，并确保了产品的可靠性。
虽然为了示例的目的已经公布了本发明的优选实施例，本领域技术人员可以认识到，在不背离所附权利要求中所公布的本发明范围和精神的前提下，本发明可以有各种更改、添加和替换。