KR100396867B1 - 절연성 고분자를 이용한 연성인쇄회로기판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절연성 고분자를 이용한 연성인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것으로, 회로설계 및 구성과정에서 원자재에 회로를 형성하는 회로형성과정과 보호처리과정 및 후처리과정을 통한 연성인쇄회로기판을 제조하는 연성인쇄회로기판의 제조방법에 있어서, 상기 회로구성과정은 초기 원자재 재단공정을 배열상태로부터 분리하는 방법과 복합적으로 배열하는 방법중 적어도 어느 하나를 선택적으로 사용하여 구성하고, 보호처리과정은 상기에서 구성된 회로 상부에 전기접속 부위가 개방된 절연성 고분자 커버층을 접착하여 제조함으로써, 간편하고도 신뢰성을 높이며, 자재 손실분을 줄여 원가절감과 생산성 향상 및 효율 증대를 유도하는 연성을 포함한 모든 인쇄회로기판에 적용되는 제조방법이다.

Description

절연성 고분자를 이용한 연성인쇄회로기판의 제조방법{manufacturing method of flexible printed circuit board used insulative polymer}

본 발명은 절연성 고분자를 이용한 연성인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것으로, 특히 회로기판의 제조방법, 절연방법에 따라 공정의 변형이 가능하며, 접합하는 방식을 변경할 수 있고, 하나나 그 이상의 모체에 해당하는 회로기판 본체에서 파생될 수 있는 다양한 서브모델을 디자인함으로써 본체의 취약점을 보완하고 개선시켜서 파생되는 원가절감 및 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 절연성 고분자를 이용한 연성인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 연성인쇄회로기판(flexible printed circuit board)은 그 용도가 사용하는 사용자나 목적에 많이 좌우되는바, 전반적으로 공통된 사항들은 소형화, 경량화, 고집적화 등 구성자체가 치밀해짐에 따라 그 안정성을 확인할 수 있는 길도 점점 더 어려워져 가고 있는 것이 현재의 실정이다.

이에 따라, 상기 회로기판은 연성을 가지고, 얇으며, 경량제로 제품에 응력이 가해질 수 있는 요인이 제조공정상 곳곳에 산재되어 있는 바, 기판의 회로설계 및 구성공정을 통해 제작된 회로기판은 대기중 노출된 면을 따라 산화가 급격히 진행되고, 부분적으로 외부에 의해 강한 응력 및 자극에 의해 쉽게 노후화 되는 경향을 쉽게 찾을 수 있는데 이러한 부위를 1차로 폴리이미드(polyimide)등 절연성 고분자를 접착시킴으로써 형상을 이루는 동이나 기타 금속 도체물질(도전성물질)을 보호시키고, 2차로 약한 결합부위를 분리시켜 별도 제작을 하는 방법이 사용되고 있다.

즉, 도 2와 같은 형성의 연성인쇄회로기판을 제조함에 있어 일체형 형상 회로기판 만을 생산하기 위해 실제로 사용되는 회로부분을 일정한 원판 내에서 위치 및 각도, 거리등을 조절하면서 생산 및 제조하여 필요치 않은 부분의 손실을 최소화시키는 노력이 경주되었으며, 이와 같은 일련의 과정이 곧 제조비 및 원가절감으로 이어지는 최상의 방법이라고 생각되었다.

그러나, 상기한 회로기판을 제조하는 방법들은 특정한 형상의 회로 및 이를 포함한 기판에는 효과가 있지만, 이도 또한 제조방법상 처리할 수 없는 많은 원가상승의 요인을 안고 갈 수밖에 없었다.

이러한 이유 때문에 대부분의 회로기판 제작사는 회로기판 제조시 제조원가가 상승되는 결과를 초래하며, 이에 따라 회로기판을 사용하는 업체 및 업계에서는 회로기판 제작사의 원가상승에 따른 제품에 반영되어 궁극적으로 동반상승이라는 악재를 가져오는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 분리된 형상의 회로기판들 중 일부가 불량일 경우라도 언제든지 대체가 가능할 뿐만 아니라 크기를 자유자재로 조절할 수 있도록 하여 생산성 향상 및 작업자의 능률향상에 기여할 수 있도록 할 뿐만 아니라 회로보호와 유연성 확보를 위해 전기접속 부위가 개방된 절연성 고분자 커버층을 접착하여 제조하는 절연성 고분자를 이용한 연성인쇄회로기판의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 절연성 고분자를 이용한 연성인쇄회로기판의 제조방법은 회로설계 및 구성과정에서 원자재에 회로를 형성하는 회로형성과정과 보호처리과정 및 후처리과정을 통한 연성인쇄회로기판을 제조하는 연성인쇄회로기판의 제조방법에 있어서, 상기 회로구성과정은 초기 원자재 재단공정을 배열상태로부터 분리하는 방법과 복합적으로 배열하는 방법중 적어도 어느 하나를 선택적으로 사용하여 구성하고, 보호처리과정은 상기에서 구성된 회로 상부에 전기접속 부위가 개방된 절연성 고분자 커버층을 접착하여 제조함을 특징으로 한다.

도1은 본 발명에 따른 절연성 고분자를 이용한 연성인쇄회로기판의 제조공정

을 도시한 공정도이다.도 2는 일반적인 연성인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.도 3은 본 발명에 따른 연성인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

1 : 회로형성과정 2 : 보호처리과정

3 : 후처리과정 4 : 보강공정

5 : 분리물 조립공정

이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 절연성 고분자를 이용한 연성인쇄회로기판의 제조공정을 도시한 공정도이다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 절연성 고분자를 이용한 연성인쇄회로기판의 제조방법은 회로설계 및 구성과정에서 원자재에 회로를 형성하는 회로형성과정(1)과 보호처리과정(2) 및 후처리과정(3)을 통한 연성인쇄회로기판을 제조하는 연성인쇄회로기판의 제조방법에 있어서, 상기 회로구성과정은 초기 원자재 재단공정을 배열상태로부터 분리하는 방법과 복합적으로 배열하는 방법중 적어도 어느 하나를 선택적으로 사용하여 도 3과 같이 구성하고, 보호처리과정은 상기에서 구성된 회로 상부에 전기접속 부위가 개방된 절연성 고분자 커버층을 접착하여 제조함을 특징으로 한다.

여기서, 상기 회로형성과정(1)은 회로기판을 원판상태로 투입하거나 필요한 크기로 자르는 재단공정 및 투입공정과 상기 재단공정 및 투입공정 후 회로기판상에 액상 또는 고상의 감광성 재료를 접착시키는 공정과 상기 접착공정 후 자외선 빛을 포함한 광노출이나 열을 이용한 열노출을 수행하는 노출공정과 상기 노출공정후 회로기판의 회로부분만을 남기고, 나머지 부분을 벗겨내는 현상, 부식, 박리를 수행하는 공정으로 이루어진다.

또한, 상기 보호처리과정(2)은 회로형성과정을 통하여 제조된 회로기판에 필요한 두께에 따라 커버층을 형성시키기 위하여 금형을 제작하는 공정과, 상기 금형제작후 커버층에 전기접속부위를 개방하기 위해 펀칭하는 펀칭공정과, 상기 펀칭공정 후 커버층에 씌워진 이형지를 제거하는 공정과, 상기 이형지 제거공정 후 커버층의 개방부위를 통해 회로기판의 랜드가 노출되는 부위와 절연되어야 하는 부위를 분리하여 회로기판에 커버층을 접착시키는 접착공정과, 상기 접착공정후 회로기판을 건조시켜 완전성형 및 점착력 향상시키는 건조공정으로 이루어진다.

여기서, 상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 절연성 고분자를 이용한 연성인쇄회로기판의 제조방법은 고체상태(solid state)의 절연성 물질을 금형 등으로 펀칭같은 방법으로 배치(layout)한 뒤 열과 압력을 이용하여 부착시켜 사용하는 방법이다.

즉, 상기한 바와 같이, 절연성 고분자를 이용한 접합방법은 절연성 고분자 자체의 융점(melting point)나 유리전이점(transition point of glass)을 응용한 방법과 절연성 고분자에 이 보다 낮은 융점과 유리전이점을 가지며 열이나 압력 또는 열과 압력에 의해 큐어링(curing)이나 가교(crosslinking)또는 벌카니제이션(vulcanization)되는 물질을 도포나 접착시켜 히팅 시켰을 때 열과 압력에 의해 용융시키는 방법이다.

상기 절연성 고분자를 이용한 접합방법을 상세히 설명하면, 접착면의 융점과 유리전이점 차이를 이용하여 열과 압력의 융착을 하는 방식이며, 통상 물질은 고체 상을 가지며, 접착면의 융점이 일반적으로 사용되는 재질에서는 140℃ ∼ 200℃ 라면 반대면은 200℃ 이상의 융점을 가져야 하며, 그래야만 한 면은 융해(melting)이나 유리(glass)형상으로 되어 열과 압력에 의해 접착된다.

상기한 과정을 통해 제조되는 연성회로기판을 공정별로 상세히 설명한다.

회로기판을 원판상태로 투입하거나 필요한 크기로 자르는 재단공정 및 투입공정과 액상 또는 고상의 감광성 재료를 접착시키는 공정, 이전 정면 등 구리에 표면 처리하는 모든 전처리 공정, 감광성 재료(dry film등)상에 도 3과 같이 분리시킨 회로 등을 형성시키는 공정, 자외선 빛을 포함한 광노출, 열을 이용한 열노출 등을 통해 회로부분만을 남기고, 나머지 부분을 벗겨내는 현상(development), 부식(etching), 박리(stripping)공정을 통하는 회로형성과정(1)으로 회로기판을 제조하고, 도1에 도시된 바와 같이 제조된 회로기판에 필요한 두께에 따라 1/4mil∼7mil 까지의 다양한 커버층을 사용하여 절연시키는 방법이다.

이처럼 커버층을 이용하여 절연층을 형성시키기 위해서는 도1에 도시된 바와 같이, 보호처리과정(2)을 거치고, 접착공정을 통하여 형상 랜드(land)가 노출되는 부위와 절연되어야 하는 부위를 분리시킬 수 있다.

대체적으로, 고온 프레스 또는 고온 택팅(hot tacting)이라는 공정을 거치는데 소요시간은 10분 ∼ 1시간 30분 정도, 압력은 0 ∼ 90kgf/㎠, 온도는 상온에서 시작하여 250℃의 조건으로 접착시킨다.

이 회로기판을 상온이상 200℃이하에서 건조시켜 완전성형 및 점착력 향상시키는 건조공정을 통해 연성 등 회로기판을 제조한 후, 후처리 과정과 같이 부품접속 및 결속, 장착을 위한 필요한 부위에 에폭시(epoxy)계, 아크릴(acryl)계, 페놀(phenol)계 등 수지류를 이용한 점착성을 가진 접착제 등을 포함한 주석-납(thin-lead), 금(Au), 니켈(Ni)류 등을 망라한 금속류 도금공정과 후처리 과정 완료 후 또는 이전에 가능한 외형 및 기타 필요한 부위를 절단해주는 절단공정, 전 공정에 걸쳐 회로이상 및 외형이상을 확인하는 검사공정, 보강대 또는 보강판을 접착시키는 보강공정(4) 등을 통해 연성을 포함한 회로기판이 완성된다.

이때, 분리형은 일체형에 비해서 신뢰성이 떨어질 수 있는 단점이 있을 수 있기 때문에 결합시키는 서로의 회로간 또는 접속물질간 동일한 위치에 밀착되는 정도가 중요하고, 회로기판 배면 혹은 기타 부위에 점착력을 가진 접착제류를 이용하여 위치를 고정시켜, 밀착력을 증가시키도록 한다.

이와 같은 공정을 통해 제조되는 본 발명은 연성을 포함한 회로기판의 제조방법을 회로 구성과정을 통해 완료시킬 수 있다.

상기한 바와 같은 공정으로 이루어지는 본 발명에 따른 절연성 고분자를 이용한 연성인쇄회로기판의 제조방법은 일체형에서 분리시킬 수 있는 부분을 분리하여 분리형으로 제작하여 각각을 인쇄 등 보호처리 과정을 통해 관리하며, 신뢰성을 유지하고, 작업성 및 생산성 향상을 위해 주석-납, 금, 니켈 등 후처리과정(3)을 거쳐서 회로기판을 제작할 수 있다.

여기서, 접착, 밀착 및 기타 용도로 사용되는 모든 접착제류는 에폭시계, 아크릴계, 페놀계 또는 기타 수지류 등을 망라하여 사용이 가능하며, 열경화성(thermoset), 열가소성(thermoplastic)류, 감압성 등을 포함한 다양한 종류가 사용될 수 있고, 접착 및 가열 경화온도는 30℃이상 ∼ 250℃이하의 회로기판의 열변형 및 연소, 구조파괴 등을 야기시킬 수 있는 온도 이하의 조건에서 쓰일 수 있다.

또한, 지지용 및 보강용, 기타 필요에 의해 첨가 및 추가될 수 있는 재료로서 폴리에스테르(polyester),에폭시(epoxy), 페놀(phenol)류 등을 포함한 재료들이 사용될 수 있고, 온도조건에 있어서도 상기한 바와 같이 회로기판의 손상을 막을 수 있는 재료들을 사용할 수 있다.

따라서, 일체형으로 제조가 가능한 제품을 분리형태로 제조하여 불필요한 부분의 자재손실을 최대한 줄여주며 분리 부분끼리의 배열 또는 복합배열을 이용하면각각 다른 종류의 보강대나 보강판이 접착될 수 있는 부분에 있어서 여러 번 접착공정을 거치지 않아도 되므로 생산 효율적인 측면에서 생산성이 극대화될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 절연성 고분자를 이용한 연성인쇄회로기판의 제조방법은 간편하고도 신뢰성을 높이며, 자재 손실분을 줄여 원가절감과 생산성 향상 및 효율 증대를 유도하는 연성을 포함한 모든 인쇄회로기판에 적용되는 제조방법이다.

또한, 이는 통상적으로 일체형으로 완제품 상태에 도달하는 종래의 제조방법과는 달리 필요한 부분은 분리 제작하여, 복잡한 부분의 난이도를 감소시키고, 불량이 발생할 수 있는 부위의 별도관리 등을 통해 신뢰성을 높이고, 커버층 같은 절연성 필름을 대체하여 두께의 감소 및 수지에 의한 후처리 피막의 손상 등을 미연에 방지시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 회로설계 및 구성과정에서 원자재에 회로를 형성하는 회로형성과정과 보호처리과정 및 후처리과정을 통한 연성인쇄회로기판을 제조하는 연성인쇄회로기판의 제조방법에 있어서,

   상기 회로구성과정은 초기 원자재 재단공정을 배열상태로부터 분리하는 방법과 복합적으로 배열하는 방법중 적어도 어느 하나를 선택적으로 사용하여 구성하고, 상기 보호처리과정은 상기에서 구성된 회로 상부에 전기접속 부위가 개방된 절연성 고분자 커버층을 접착하여 제조함을 특징으로 하는 절연성 고분자를 이용한 연성인쇄회로기판의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 회로형성과정은 회로기판을 원판상태로 투입하거나 필요한 크기로 자르는 재단공정 및 투입공정과 상기 회로기판상에 액상 또는 고상의 감광성 재료를 접착시키는 공정과 상기 회로기판상에 자외선 빛을 포함한 광노출이나 열을 이용한 열노출을 수행하는 노출공정과 상기 회로기판의 회로부분만을 남기고, 나머지 부분을 벗겨내는 현상, 부식, 박리를 수행하는 공정으로 구성됨을 특징으로 하는 절연성 고분자를 이용한 연성인쇄회로기판의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 보호처리과정은 회로형성과정을 통하여 제조된 회로기판에 필요한 두께에 따라 커버층을 형성시키기 위하여 금형을 제작하는 공정과, 상기 커버층에 전기접속 부위를 개방하기 위해 펀칭하는 펀칭공정과, 상기 펀칭공정 후 상기 커버층에 씌워진 이형지를 제거하는 공정과, 상기 이형지 제거공정 후 커버층의 개방부위를 통해 상기 회로기판의 랜드가 노출되는 부위와 절연되어야 하는 부위를 분리하여 회로기판에 커버층을 접착시키는 접착공정과, 상기 회로기판을 건조시켜 완전성형 및 점착력 향상시키는 건조공정으로 구성됨을 특징으로 하는 절연성 고분자를 이용한 연성인쇄회로기판의 제조방법.