KR100263509B1 - 일방향 유리섬유직물 및 이를 이용하여 제조된 인쇄배선회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안정화 바인딩사의 역할을 하는 가느다란 유리섬유사와 섞어 짜여져 있으며, 낮은 꼬임수를 갖거나 또는 꼬임이 없는 서로 다른 선밀도의 연속섬유사로 제조된 일방향 유리섬유직물 및 이의 인쇄회로와 기타 다양한 공업적 응용으로의 사용 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

[발명의 명칭]

일방향 유리섬유직물 및 이를 이용하여 제조된 인쇄배선회로{Unidirectional glass fabric and printed circuits manufactured using the same}

[도면의 간단한 설명]

도1은 종래의 직물의 개략적인 사시도를 나타낸다.

도2는 도1에 도시된 직물의, 절단선 Ⅱ-Ⅱ에 따른 단면도를 나타낸다.

도3은 본 발명에 따른 직물의 개략적인 사시도를 나타낸다.

도4는 도3에 도시된 직물의, 절단선 Ⅳ-Ⅳ에 따른 단면도를 나타낸다.

도5는 도3에 도시된 직물의 절단선 Ⅴ-Ⅴ에 따른 단면도를 나타낸다.

도면에서 참조부호(1)은 경사(經絲)를, (2)는 위사(緯絲)를, (3)은 바인딩사를 나타낸다.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 안정화 바인사로 작용하는 가느다란 유리섬유사와 섞어 짜여져 있으며, 낮은 꼬임수를 갖거나 또는 꼬임이 없는 서로 다른 선밀도의 연속섬유사로 제조된 일방향 유리섬유직물 및 이를 이용하여 제조된 인쇄배선회로에 관련된 것이다.

[배경기술]

유리섬유직물(glass fabric)은 현재 다양한 응용분야에서 성공적으로 사용되고 있다. 그중 중요한 것으로 항공 및 조선산업에서의 고급구조복합재료와 전기 및 전자산업에서의 절연복합재료에 관련된 응용분야를 들 수 있다.

특히, 본 출원인은 전기 및 전자산업에 이용되는 유리섬유직물의 제조, 특히 인쇄회로의 라미네이트 제조, 및 다양한 산업용 보강재로서 사용되는 직물과 거즈(gauze)의 제조에 관심이 있다.

전기소자의 소형화는 여러 가지 조립상의 문제를 야기하고 있는데, 구증의 하나가 인쇄회로의 트랙의 밀도에 관한 것인데, 트랙을 가늘게 만들어야 할 필요성이 있다는 것이다.

이 혁신적인 프로세스가 라미네이트 제조를 위한 기준에 근본적인 영향을 미치고 있지는 않지만, 현재 사용되고 있는 것보다 훨씬 더 정련된 유리섬유직물의 사용을 요구하고 있다.

특히, 직조공업은 직물표면 및 치수안정성과 관련된 문제들에 대한 해결책을 찾아야만 하는데, 직물표면은 더 평평하고 평탄하며 또한 가능한 한 보풀과 일반적인 직물결함이 없어야 할 것이 요구되며, 치수안정성은 가능한 한 낮아야 한다.

의류직물을 기초로 하여 라미네이트의 구조적 지지체를 구성하는 종래의 유리섬유직물이 상기와 같은 파라미터들의 감소를 더 이상 견뎌내기가 어렵다.

따라서, 현재 사용되고 있는 유리섬유직물과 비교했을 때 성능이 보다 좋은 유리섬유직물을 제공해야 할 필요가 있다.

인쇄회로의 경우 기준이 점점 더 엄격해지고 있기 때문에, 당업자는 현재 표면웨이브, 치수안정성, 휨, 다공성(perforability), 두께, 및 유전상수 등과 같은 라미네이트의 중요한 특정성질을 중시해야만 한다. 따라서, 라미네이트의 특성은 사용되는 수지 뿐만 아니라 유리섬유직물의 구조와도 관계가 있다.

고급복합재료로서 순수 일방향 유리섬유직물이 알려져 있다. 이러한 종류의 제품은 서로 나란히 배열된 일련의 섬유사(yarn)로 이루어져 있다. 이러한 타입의 일방향 제품은, 서유사로 된 층을 취급하는 어려움과 특히 현재 사용되고 있는 유리섬유강화 수지쉬트(sheet)의 몰딩기술을 대폭적으로 변형시켜야 할 필요성때문에, 종래의 기술을 사용하여 모놀리식(monolithic) 유리섬유강화수지 라미네이트를 제조하는 데는 사용될 수 없다. 실제로, 에폭시수지에 의하여 결합되어 있는 섬유사층들은 표준몰딩압력을 견딜 수 없을 것이기 때문에, 섬유사들이 움직이게 되어 유리섬유와 수지사이에 틈 또는 불규칙한 분포를 야기시킬 수 있다.

이 문제에 대한 한가지 해결책은 모두 아크조(Akzo)사의 이름으로 출원된 EP 0478051 및 WO 9402306에 설명되어 있는데, 이 출원들은 일방향 유리섬유제품으로 강화된 인쇄회로용 기판(board)의 제조방법을 제공한다. 이들 방법은 대단히 복잡하고 고가인 기계의 사용을 수반한다.

따라서, 현재 가능한 한 일방향이고 이용가능한 기술에 의하여 제조될 수 ㅣ있으면서, 상기한 문제점들, 특히 구조안정성의 문제가 없고, 인쇄회로의 필요조건을 만족하는 모놀리식 라미네이트를 제조할 수 있는 유리섬유직물에 대한 필요성이 존재한다.

[발명의 개요]

바인딩사의 역할을 하는 가느다란 유리섬유사와 섞어 짜여져 있으며, 낮은 꼬임수를 갖거나 또는 꼬임이 없는 서로 다른 선밀도의 연속섬유사(continuous yarn)로 제조된 일방향 유리섬유직물이, 계속적인 소형화에 의하여 부과되는 필요조건을 만족하는 인쇄회로를 위한 라미네이트의 제조를 가능하게 하는 것이 발견되었다.

따라서, 본 발명은 낮은 꼬임수를 갖거나 또는 꼬임이 없는 서로 다른 선밀도의 연속사로 제조된 일방향 유리섬유사에 관한 것인데, 상기 일방향 유리섬유사는 "레노 인터워븐 바인딩(leno interwoven binding)"방식으로 20㎝까지의 간격으로 5.5∼34텍스(Tex)의 유리섬유사와 경사방향(經絲方向)으로 섞어짜여져 있는 것이 특징이다.

본 발명은 또한 상기 라미네이트를 포함하는 인쇄배선회로 뿐만 아니라 인쇄 배선회로용의 라미네이트 제조를 목적으로 상기 유리섬유직물을 사용하는 것에 관한 것이다.

본 발명은 직물을 제공하며, 이직물로 인해 종래의 기술과 설비를 사용하여 인쇄회로를 제조하는데 사용될 수 있는 우수한 특성을 보유한 모놀리식 유리섬유강화수지 라미네이트를 얻을 수 있다.

이러한 결과는 본 발명에 따른 일방향 직물의 안정성 때문에 가능한 것이다.

여러 실시예에 있어서의 본 발명의 주제 및 그로부터 발생하는 장점을 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 직물에 있어서, 경사방향으로 섞어짜여진 섬유사는 5.5∼22텍스의 유리섬유사이다.

상기 경사방향으로 섞여짜여진 섬유사는 두개의 섬유사로 이루어져 있는데 하부사와 나란히 쌍으로 놓여 있기 때문에 직물상에서는 보이지 않는다. 상기 직물에 있어서, 이들 경사방향으로 섞어짜여진 섬유사들은 위사들과 교차되어 있는데, 교대로 첫번째 위사에서는 그 첫번째 위사 상부의 오른쪽에 위치하고 두번째 위사에서는 그 두번째 위하 하부의 왼편에 위치하여 섬유전문가들에게 "레노 인터워븐 바인딩"이라는 이름으로 잘 알려진 바인딩이 된다. "경사방향으로 섞어짜여진 섬유사(interlacing)"라고 지칭한 바인당사의 도입으로, 하부사들이 안정화되어 후속 수지주입단계(impregnation phase)동안에 과도한 장력과 매우 심각한 변형을 야기할 수 있는 섬유사들의 미끄러짐이 없이 일방향직물을 취급할 수 있다. 따라서, 본 발명에서의 섬유사들은 시종 서로 완전히 배열되고 균일한 장력하에 있기 때문에 현재 사용되고 있는 표준기술프로세스에서 발생하는 몰딩압력하에서도 움직이거나 겹치거나 등치지 않아 결과적으로 라미네이트에서 균일한 수지/유리섬유비를 얻을 수 있게 한다.

본 발명의 제1실시예에서 상기 일방향 직물은 총중량의 90%이상의 비율로 경사방향으로 배열된 섬유사들을 포함한다. 본 발명에 따른 일방향 직물에 있어서 위사들은 단지 경사들의 바인딩사로 간주될 뿐이다.

상기 경사방향으로 섞어짜여진 섬유사들은 최대 20cm의 간격으로 배열될 수 있다. 바람직한 실시에 있어서 10∼15cm의 간격과 1cm당 8개까지의 위사수가 바람직하다.

상기 직물을 이루는 섬유사들은 통상적인 필리멘트사로 형성되는데, 직경 5∼13㎛의 필라멘트사가 바람직하다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 섬유사들은 22∼136텍스값을 갖는다.

특히 바람직한 실시예에 있어서, 22∼136텍스, 바람직하게는 74텍스의 경사와, 11∼68텍스, 바람직하게는 34텍스의 위사, 및 5∼34텍스, 바람직하게는 11텍스의 경사방향으로 섞어짜여진 섬유사로 이루어진 일방향직물이 바람직하다.

본 발명에 따른 상기 직물은 표준주입공정과 몰딩프로세스를 사용하여 완벽하게 제조될 수 있기 때문에, 경제적으로 분명히 유리하고 신기술에 대한 투자가 필요없다.

지지구조체(supporting structure)로서 본 발명에 따른 직물을 포함하는, 유리섬유강화수지, 예를 들면 유리섬유강화 에폭시수지로 만들어진 라미네이트는 2㎛이하의 매우 작은 표면조도(Wt)를 갖는다. 이에 비하여, 종래의 라미네이트의 표면조도는 4㎛이다.

상기 라미네이트의 표면조도가 작기 때문에 트랙의 크기를 추가적으로 감소시키는 것이 가능하다. 따라서, 얇은 구리트랙을 직접 응용할 수 있어 경제적 및 환경적으로 상당히 유리할 뿐만 아니라 패널의 전체적인 기능수행 측면에서도 상당히 유리하다. 상기 시스템을 사용하면 구리를 절약할 수 있고 유독성 산을 이용하는 식각공정을 생략할 수 있다.

본 발명에 의하면, 또한 200ppm에 해당하는 현재의 표준수치보다 최소한 60%는 작은 치수안정성값을 얻을 수 있다.

이는, 통상적인 제작방법으로 제조된 직물에서 일어나는 라미네이트 몰딩시의 신장 및 이로 인한 후속 프로세스 단계에서의 수축을 방지하는 상기 일방향직물의 고유의 선형성(linearity)때문에, 가능한 것이다. 또한 치수안정도가 작아서 드라이 필름의 이용과 일반적인 다층 제조는 더 용이하게 콘트롤될 수 있으며, 따라서 더 효율적이고 경제적으로 이루어질 수 있다.

상기한 라미네이트에 의하여 얻어질 수 있는 그밖의 장점들은 다음과 같다.

- 향상된 다공성특성을 구비한 라미네이트의 균일한 다공성

- 드릴링 팁의 마모감소로 인한 천공작업의 대폭적인 경비절감

- 구리를 엷게하는 봉입된 부분과 과도하게 두꺼운 부분이 없는 표면

- 특히, 텔레커뮤니케이션과 인공위성분야에서 사용되는 3∼30XHz와 같은 고주파와 관계된 응용분야에 있어서의 인쇄회로 전체에 걸쳐 보다 균일한 유전상수를 얻을 수 있도록 하는, 균일한 두께와 조성의 라미네이트

- 더 큰 치수안정성 D_stab-CTE a_x,y

- 현미경격 크기를 공극(void)의 감소

- 미슬링(measling) 저항시간 증가

- 직물제조공정상의 경제성 증대

상기 신규한 일방향직물은 또한 라미네이트 제조 프로세스와의 관계에서도 장점이 있다. 상기 신규한 직물은 종래의 표준직물에 비하여 50% 이하의 습윤시간을 갖기 때문에, 수지주입공정에서 사용되는 에폭시수지는 더 점도가 크고 따라서 후에 증발되어야 할 용매를 더 적게 함유하는 혼합물로 제조될 수 있다. 따라서, 용매 사용량의 절감과 더불어 더 빠른 작업속도를 달성할 수 있다.

더구나, 이렇게 하여 제조된 상기 일방향직물은 핫-멜트 형태의 수지시스템 및 용매를 함유하지 않는 수지가 주입되기에 특히 적합하므로, 거의 100%에 달하는 용매의 추가적인 절감과 더욱 더 빠른 주입속도를 달성할 수 있다.

본 발명은 또한 제작공정에서 사용된 후 제거되는 전분과 같은 유기화합물이 잔류하여 발생하는 오염문제에 대한 해결책을 제공한다. 라미네이트에 이들 잔류물들이 존재하면 라미네이트의 물리화학적 특성이 변화한다. 종래의 표준직물들은 매우 촘촘하기 때문에 열이 침투하기 어렵고, 따라서 연소된 풀(糊劑)의 증기가 외부로 탈출하는 것도 어렵기 때문에 세정공정이 매우 어렵다. 이와 반대로, 본 발명에 따른 상기 직물은 큰 투과성 때문에 직물의 구조를 변화시키지 않고 작업도중에 최적상태로 세정할 수 있다.

Claims (7)

1. 낮은 꼬임수를 갖거나 꼬임이 없는 서로 다른 선밀도의 연속섬유사로 제조된 일방향 유리섬유사직물에 있어서, 20cm까지의 간격으로 5.5∼34텍스의 유리섬유사기 레노 인터워븐 바인딩 방식으로 경사방향으로 섞여짜여진 것을 특징으로 하는 일방향 유리섬유직물.
2. 제1항에 있어서, 경사방향으로 배열된 섬유사의 중량비가 상기 직물의 총중량의 90%이상인 것을 특징으로 하는 일방향 유리섬유직물.
3. (정정) 제1항에 있어서, 상기 섬유사는 5∼13㎛의 직경을 가지는 필라멘트사로 이루어진 것을 특징으로 하는 일방향 유리섬유직물.
4. (정정) 제1항에 있어서, 상기 섬유사는 텍스값이 22∼136인 것을 특징으로 하는 일방향 유리섬유직물.
5. (정정) 제1항에 있어서, 상기 경사는 22∼136텍스의 값을 갖고, 상기 위사는 11∼68텍스의 값을 갖고, 상기 경사방향으로 섞어짜여진 섬유사는 5∼34텍스의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 일방향 유리섬유직물.
6. 인쇄회로의 라미네이트층 제조에 이용되는 용도를 가진, 제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 따른 상기 유리섬유직물.
7. 상기 라미네이트층이 제1항 내지 제5항중 어느 한항에 따른 상기 유리섬유 직물을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 인쇄배선회로.

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