KR100389113B1 - 양면노출구조의 연성인쇄회로기판 부품실장방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대폰 등에 사용되어지는 양면노출구조의 연성인쇄회로 기판에 부품을 실장시 일측을 비틀어 실장면을 동일하게 한 후에 동시 공정작업을 거쳐 전자부품을 실장토록 함으로서 공정시간의 단순화 및 비용절감을 이루도록 하는 것을 특징으로 하는 양면노출구조의 연성인쇄회로기판 부품실장방법에 관한 것으로,

양면노출구조의 연성인쇄회로기판을 비틀어 칩을 포함한 전자부품이 실장되는 실장판이 모두 상부에 위치하도록 하고, 비틀림 부분은 보강판의 음각 또는 천공부분에 삽입시키는 단계와;

메탈 마스크를 각각의 실장판에 밀착후 동시에 납을 도포하는 단계와;

전자부품을 각각의 실장판에 동시에 실장하는 단계와;

납을 경화시켜 양면실장을 완료하는 단계로 이루어짐이 특징이다.

Description

양면노출구조의 연성인쇄회로기판 부품실장방법{Device Adhering Method for FPCB}

본 발명은 양면노출구조의 연성인쇄회로기판에 부품을 실장하는 방법에 관한 것으로, 특히 휴대폰 등에 사용되어지는 양면조출구조의 연성인쇄회로기판(FPCB)에 부품실장시 일측을 비틀어 실장면을 동일하게 한 후에 동시 공정작업을 거쳐 전자부품을 실장토록 함으로서 공정시간의 단순화 및 비용절감을 이루도록 하는 것을 특징으로 하는 양면노출구조의 연성인쇄회로기판 부품실장방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전자부품 및 부품내장기술의 발달과 더불어 회로 도체를 중첩하는 다층 인쇄회로기판이 계속적으로 개발되어 지고 있다.

최근에는 전자산업기술분야에서 반도체 직접회로의 집적도의 급속한 발전 및 소형 칩부품을 직접 탑재하는 표면실장기술의 발전하고 전자장비들이 소형화됨에 따라 보다 복잡하고 협소한 공간에서도 내장이 용이하도록 하는 것을 필요로 하고 있으며, 이러한 요구에 부응하여 경연성 다층 인쇄회로기판이 개발되고 있다.

특히, 적층이 용이하고 사용도가 높은 양면노출구조의 연성인쇄회로기판의 경우에는 핸드폰 배터리, 프린터의 헤드, LCD, PDP등의 기술적 발전으로 인하여 사용이 급격하게 증가하면서 그 요구는 더욱 늘어가고 있는 실정이다.

이하에서 본 발명의 이해를 돕기 위해 FPCB가 사용되는 실시예를 폴더형 휴대폰 단말기를 통해 살펴보기로 한다.

폴더형 단말기는 첨부된 예시도면 도 1, 도 2에 도시된 바와 같이 먼저, 다수개의 버튼(10)을 구비한 하부케이스(12)의 상단 일측에는 일정길이로 이루어진 안테나(14)가 인출 가능한 상태로 내장 설치되어 있고, 이 하부케이스(12)의 상단 힌지부에는 일정 위치에 스피커(20)를 내장하고 액정 패널(16)이 설치되는 상부케이스(22)가 도시되지 않은 힌지핀을 매개로 하여 일정 각도만큼 상향 회동하도록 결합되어 있다.

또한, 상기 상부케이스(22)의 내부 중앙에는 첨부된 예시도면 도 2에 도시된 바와 같이 하부케이스(12)에 결합된 배터리(18)로 부터 공급되는 전원을 상부케이스(22)에 내장된 또 다른 PCB로 인가시키고자 상부케이스(22)의 바닦면상에 FPCB (24)가 접착재를 매개로하여 접착 고정되어 있고, 이 상부케이스(22)상에는 FPCB (24)를 매개로 하여 버튼부(10)와 인터페이스되는 액정패널(16)이 결합되어 상부케이스(22)의 전면부에 위치되는 것이다.

즉, FPCB(24)를 이용하여 하부케이스(12)에 위치하는 버튼부(10)와 상부케이스(22)에 위치하는 액정패널(16)의 드라이버와 상호 인터페이스가 가능토록 하고 있으며, 상기와 같이 FPCB(24)를 이용하는 이유는 다수개의 라인을 플렉시블한 필름형태에 실장하고 이를 이용하여 양자를 연결해야 하기 때문이다.

왜냐하면 종래에는 버튼부와 액정패널이 같은면의 케이스에 위치하기 때문에 굳이 FPCB와 같은 연성 인쇄회로기판을 이용하지 않고도 충분히 설계하는 것이 가능하였으나, 현재의 폴더형 핸드폰의 경우 거의 모두 버튼부와 액정패널의 위치면이 서로 다르기 때문이며, 이를 해결하기 위해서는 FPCB를 이용함이 거의 필수적이기 때문이다.

여기서 사용되는 FPCB의 제조공정을 살펴보면, 원자재인 롤(Roll) 상태의 동박적층판의 동박표면에 감광성의 드라이 필름(Dry film)을 라미네이팅처리하고, 이를 통상의 롤투롤 노광기를 사용하여 회로패턴을 연속식으로 노광한 후, 이 노광처리된 동박적층판을 현상액에 의한 현상처리 및 에칭액에 의한 에칭(etching) 처리를 통하여 회로패턴을 형성하고, 이회로 패턴과 함께 이후 공정에서 필요한 각종 작업기준 홀(Holl) 가공을 위한 표식(Mark)도 형성하게 된다.

이같은 종래의 공정에서는, 이 단계에서 FPCB를 낱장화하여, 낱장 상태의 FPCB상에 새겨진 마크를 기준으로하여, 수작업으로 홀펀칭 작업을 하거나, 센서 프레스(이미지 프로세스 또는 레이저 측광식의 고가 장비)를 사용하여 자재를 공급하면서, 한 홀씩 펀칭작업을 하게되며, 이후 솔더 레지스터 인쇄작업, 보강대 취부작업 및 최종 FPCB 외곽가공을 위한 프레스가공 등이 후가공 공정에서 처리되어 최종 완성품이 된다.

한편, 상술한 휴대폰과 같은 기기에 사용되어지는 FPCB(30)는 도 3에 나타낸 바와같이, 2개의 실장면(31, 32)을 가지고 있으며 전자부품 실장면(31, 32)이 서로 반대면에 형성되어지는바, 전자부품 실장공정에 있어서 1개면(31)에 전자부품(33)을 먼저 실장시킨다음 다시 다른 1개면(32)에 전자부품(34)을 실장시키는 작업으로 진행함으로서 보강판도 2개 필요하고 2번의 작업을 거치므로 시간 및 제작단가 상승의 문제점이 있었다.

도 4 및 도 5는 상기의 작업방법을 통해 제조되는 FPCB 전자부품 실장공정에 있어서 일개의 전자부품을 실장후 다른면에 전자부품을 실장하는 공정을 나타내는 것으로, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이 일면 전자부품의 실장이 완료된 후 기판(40)의 홀(41)에 고정하고 다른면을 기판상에 올려놓고 전자부품 실장작업 들어가기전 상황을 나타내고 있는 것이다.

즉, 전자부품을 실장하는 공정에 있어서, FPCB에 형성되는 2개의 실장면이 반대로 형성되어 있는 경우에는 보강판에 FPCB를 접착후 먼저 1개의 실장면에 전자부품을 실장하는 공정을 진행하고, 이 공정이 끝난후 전자부품이 실장된 면을 안착하는 홀이 있는 다른 보강판을 구비하여 두번째의 전자부품 실장공정에 들어가야 하므로 작업시간 및 비용손실이 많은 것이었다.

상기와 같이 2개의 보강판을 구비해야 하는 이유는, 1차 부품실장 공정시 사용되어지는 보강판과, 1차 공정에서 실장된 전자부품을 평탄면 이하로 배치시키는 보강판의 홀 배치가 달라지기 때문이다.

도 6은 종래의 공정을 통해 FPCB에 전자부품을 실장하는 공정단계를 나타낸 것으로,

제 1 실장면이 상부에 위치하도록 보강판에 FPCB를 고정하는 단계(T1)와;

메탈마스크를 제 1 실장면에 밀착후 납을 도포하는 단계(T2)와;

상기 제 1 실장면에 전자부품을 실장하는 단계(T3)와;

경화로에서 납을 경화하여 제 1 실장면의 전자부품 납땜을 완료하는 단계 (T4)와;

상기 FPCB를 보강판에서 탈착하는 단계(T5)와;

상기 FPCB의 제 1 실장면의 전자부품이 홀에 삽입되고 제 2 실장면이 상부 평면상에 위치하도록 보강판에 FPCB를 고정하는 단계(T6)와;

메탈마스크를 제 2 실장면에 밀착후 납을 도포하는 단계(T7)와;

제 2 실장면에 전자부품을 실장하는 단계(T8)와;

경화로에서 납을 경화하여 제 2 실장면의 전자부품 납땜을 완료하는 단계 (T9)로 이루어진다.

따라서, 종래의 양면노출구조의 연성인쇄회로기판 제작방법은 별도의 보강판을 구비하고 제작공정 역시 2번에 걸쳐서 이루어져야 하므로 작업시간 및 비용 손실이 늘어나는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결코자 하는 것으로, 1개의 보강판을 이용하고 한번의 작업공정을 통해 FPCB의 전자부품 실장공정이 마무리 될 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

본 발명은 양면노출구조의 연성인쇄회로기판을 비틀어 칩을 포함한 전자부품이 실장되는 실장판이 모두 상부에 위치하도록 하고, 비틀림 부분은 보강판의 음각 또는 천공부분에 삽입시키는 단계와;

메탈 마스크를 각각의 실장판에 밀착후 동시에 납을 도포하는 단계와;

전자부품을 각각의 실장판에 동시에 실장하는 단계와;

납을 경화시켜 양면실장을 완료하는 단계로 이루어짐이 특징이다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위해 예시된 일반적인 핸드폰 구성도.

도 2는 일반적인 핸드폰에 연성인쇄회로기판(FPCB)이 삽입된 상태도.

도 3은 일반적인 핸드폰에 적용되는 FPCB를 예시한 도면.

도 4는 일반적인 FPCB 2차 공정을 위한 기판 예시도.

도 5는 도 4의 요부 단면도.

도 6은 일반적인 FPCB 제조 공정도.

도 7은 본 발명을 설명하기 위한 FPCB 및 기판 상태도.

도 8은 도 7의 요부 단면도.

도 9는 본 발명의 FPCB 제조 공정도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10: 버튼 12: 하부케이스

14: 안테나 16: 액정패널

18: 배터리 20: 스피커

22: 상부케이스 24: FPCB

30: FPCB 40: 종래기판

50: 본 발명 기판

이하에서 도면을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 7 및 도 8은 본 발명에 적용되는 보강판을 나타내고 있다.

도시한 바와 같이 본 발명에서는 FPCB(30)에 형성되는 2개의 전자부품 실장면이 반대로 형성되어 있는 상태에서, 일측을 비틀어서 비틀린 부분을 보강판의 홀에 삽입하고 나머지 실장부분을 이중 접착테이프로 고정시켰다.

즉, 전자부품 실장시 FPCB(30)가 유동하면 안되므로 비틀림 부분을 보강판 (50)에 삽입하고 나머지 2개 전자부품 실장면의 뒷면과 보강판을 이중 접착태이프를 이용하여 단단하게 고정시킨다.

여기서 비틀린 부분을 보강판(50)의 홀(51)에 삽입하는 이유는 전자부품 실장 공정전에 납을 도포하면서 프레스로 누르게 되어 FPCB(30)에 변형을 주지 않기 위해서이다.

여기서 만약에 보강판에 홀을 형성하지 않게 되면 프레스 공정에서 FPCB(30)가 겹치게 되어 FPCB(30)자체가 변형이 일어나 실제 휴대폰등에 설치하기 곤란한 문제가 발생되며, 이에 따라 못쓰게 되는 FPCB(30)는 폐기처분해야 하기 때문이다.

따라서, 본 발명에서는 이러한 불량을 막기 위해서 보강판(50)에 홀(51)을 형성하여 FPCB(30)의 비틀린 부분이 삽입되도록 하였다.

그리고, FPCB(30)는 충분히 플렉시블 하기 때문에 전자부품을 실장하는 공정을 마친 후에는 비틀린 부분이 곧바로 원상복귀되어 필요한 장비에 설치시 전혀 영향을 끼치지 않게 된다.

즉, 본 발명의 핵심기술사상은 연질이라는 FPCB(30)의 특징을 이용하여 한면을 접어 이면과 납을 도포하는 부위의 방향을 같게 만든 것이다.

이를 위해 본 발명은 미리 양면 테이프를 FPCB(30)가 고정될 수 있도록 보강판에 붙이고 그 후 가장 적합한 위치를 선정하여 장치된 고정핀(도시하지 않음)을 FPCB(30)에 뚫려 있는 기구홀에 꼿는다.

이때 보강판은 FPCB의 접힌 부분이 자연스럽게 유지될 수 있도록 음각 또는 천공작압을 한 것을 사용한다.

그리고, 납을 도포하고(인쇄작업), 부품을 실장(mount)하며, 그후 REFLOW를 통과하여 납을 경화시키면 전공정이 완료시킴으로서 한번의 공정으로 양면의 작업을 완료할 수 있다.

즉, 종래에는 FPCB의 일면에 부품을 실장하기 위한 공정을 진행하고, 이어 다른면에 부품을 실장하기위한 공정을 별도로 하게 됨으로서 공정이 복잡해지고 비용상승의 원인으로 작용하였으나, 본 발명을 이용하게 되면 한번의 작업으로 FPCB의 부품실장 공정이 마무리되므로 공정의 단순화 및 비용절감을 이루게 되는 것이다.

본 발명을 정리하면 다음과 같다.

먼저, 원자재인 롤(Roll) 상태의 동박적층판의 동박표면에 감광성의 드라이필름(Dry film)을 라미네이팅처리하고, 이를 통상의 롤투롤 노광기를 사용하여 회로패턴을 연속식으로 노광한 후, 이 노광처리된 동박적층판을 현상액에 의한 현상처리 및 에칭액에 의한 에칭(etching) 처리를 통하여 회로패턴을 형성하여 낱장화된 FPCB를 제작한다.

이후, 도 9에 도시한 바와 같이, 칩을 포함한 전자부품을 실장하기 위한 전단계로서 양면노출구조의 연성인쇄회로기판을 비틀어 칩을 포함한 전자부품이 실장되는 실장판이 모두 상부에 위치하도록 하고, 비틀림 부분은 보강판의 음각 또는 천공부분에 삽입시킨다(S1).

이후, 메탈 마스크를 각각의 실장판에 밀착후 동시에 납을 도포한다(S2).

이후, 전자부품을 각각의 실장판에 동시에 실장한다(S3).

그리고, 납을 경화시켜 양면실장을 완료한다(S4).

상술한 바와 같이 본 발명을 이용하게 되면 한번의 작업으로 FPCB의 전자부품 실장공정을 마무리 할 수 있으므로, 공정의 간편함은 물론 제작단가를 낮출 수 있어 기업경쟁력을 높이는 효과를 제공하게 된다.

Claims (1)

1. 양면노출구조의 연성인쇄회로기판을 비틀어 칩을 포함한 전자부품이 실장되는 실장판이 모두 상부에 위치하도록 하고, 비틀림 부분은 보강판의 음각 또는 천공부분에 삽입시키는 단계와;

   메탈 마스크를 각각의 실장판에 밀착후 동시에 납을 도포하는 단계와;

   전자부품을 각각의 실장판에 동시에 실장하는 단계와;

   납을 경화시켜 양면실장을 완료하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 양면노출구조의 연성인쇄회로기판 부품실장방법.