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인쇄법에 의한 고밀도 다층 연성 전자회로의 종합가공 공정기술

전문가 제언: ○ 최근 휴대전화기, 디지털 카메라와 같은 휴대용 전자기기의 소형화, 고기능화의 개발이 눈부시다. 이에는 구부리기 쉽고 경제적인 플라스틱 필름을 기판으로 사용하는 연성인쇄회로(FPC: Flexible Printed Circuit) 기술의 공헌이 컸다. 이 FPC 기술은 통상 동박과 내열성의 폴리이미드(PI) 필름 기반으로 리소그래피에 의한 에칭 공정을 필요로 한다.

○ 본문에서는 동박 에칭이 필요 없도록 회로를 전도성 은나노 페이스트를 사용하여 스크린 인쇄로 형성하고, 동시에 여러 기능성 소자를 직접 회로에 조립하는 기술개발이 소개되었다. 이 기술은 양면인쇄뿐만 아니라 다층인쇄도 후막인쇄에 의한 절연층 형성으로 가능하며, 리소그래피가 필요 없어 큰 원가절감이 기대된다. 또한 회로용 나노 페이스트의 나노 입자가 서로 응집하지 않도록 유기화합물로 피복 후 소결 시 제거하는 기술개발에 의해 안정적인 최소 회로 폭 50㎛을 보였다.

○ FPC에서 멤브레인 스위치와 같은 용도에는 가장 경제적인 PET 필름을 기판으로 사용하는 멤브레인 회로기판이 개발되어 상용화되고 있다. PET 필름 사용이 가능하게 된 것은 나노미터 수준의 입자 크기로 융점이 낮아져 180℃ 정도에서 소결이 가능해진 회로용 금속합금 기술개발의 덕이었다. 최소 회로 폭이 0.5㎜에서 0.3㎜까지로 향상되었다.

○ 본문의 스크린 인쇄에 의한 FPC 기술은 미세 스크린 마스크 제조가 필요하지만, 정교한 잉크젯 인쇄에 의한 직접묘화식 회로기술이 혁신적 원가절감기술로 새로 나타나 리소그래피용 마스크가 필요 없게 되었다. 대형 LCD의 컬러필터를 일본과 한국이 이 기술로 상용화하고 있다.

○ 잉크젯 인쇄 시 여러 기능성 소자를 회로에 함께 넣어 조립하는 시스템인패키지(SiP) 기술이 개발되고 있다. 이 기술은 일본에서 ULVAC사 등을 비롯한 여러 회사가 SiP 프로그램실장 컨소시엄을 형성하여 국가전략사업으로 공동개발하고 있다. 이 기술에 의해 플라즈마 디스플레이(PDP)용 전극이 시제품으로 제작되었다. SiP 기술의 경우 이종 재료들 사이에 열팽창계수의 차이 극복 등 금후의 과제는 많으나, 바야흐로 산업용 인쇄회로기술에 혁신이 일어나고 있다.

저자: NUMAKURA KENSHI
자료유형: 학술정보