KR100487891B1 - 연성인쇄회로기판의 보강재 부착방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연성인쇄회로기판의 가장자리에 보강재를 부착하는 방법에 있어서: 상기 연성인쇄회로기판의 보강재 부착 부위에 열경화성 본딩시트를 배열하는 단계; 상기 본딩시트의 상단에 보강재를 안착시킨 후 보강재와 연성인쇄회로기판의 단차를 없애기 위하여 연성인쇄회로기판의 주변에 가이드 지그를 배열하는 단계; 상기 연성인쇄회로기판과 보강재 및 지그의 상/하단에 복수의 완충재를 배열하여 적층하는 단계; 및 상기 완충재가 적층된 연성인쇄회로기판을 핫프레스로 눌러 본딩시트를 열경화시키면서 보강재를 연성인쇄회로기판에 부착시키는 단계;를 수행함으로써, 보강재나 연성인쇄회로기판의 손상없이 기대치 이상의 접착강도로 보강재를 부착시켜 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 또한 종래의 일반적인 핫프레스 공정 대비 훨씬 짧은 시간에 핫프레스 공정을 마무리함에 따라 프레스의 작업효율과 제품의 생산력을 높일 수 있는 연성인쇄회로기판의 보강재 부착방법을 제공한다.

Description

연성인쇄회로기판의 보강재 부착방법{METHOD FOR STICKING REINFORCEMENT PLATE OF MULTI-LAYER FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD}

본 발명은 연성인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 양면 또는 다층 연성인쇄회로기판에 회로패턴을 형성하여 커버레이 필름을 부착하여 제조한 후 필요에 따라 연성인쇄회로기판의 가장자리에 단차가 심한 보강재를 부착할 때 우수한 접착력을 확보할 수 있는 연성인쇄회로기판의 보강재 부착방법에 관한 것이다.

최근, 전자 부품과 부품내장 기술의 발달 및 전자제품의 경박단소화로 인하여, 다층 연성인쇄회로기판의 수요는 지속적으로 성장하고 있고, 또한 반도체집적회로의 집적도의 급속한 발전으로 소형 칩과 그 부품을 탑재하는 표면실장 기술의 발전에 따라 보다 복잡하고 협소한 공간에서도 내장이 용이하도록 해주는 다층 연성인쇄회로기판의 수요는 계속 증대하고 있다.

특히, 한정된 공간에 회로의 밀집도를 크게 하기에 용이하고 사용도가 높은 다층 또는 양면 구조의 연성인쇄회로기판의 경우, 카메라, 휴대폰, 프린터, 액정표시장치, PDP 등의 기술 발전과 더불어 그 사용량이 급격히 증가하면서 그 제조기술에 대한 기술 개발의 요구는 더욱 늘어가고 있다.

일반적인 다층 연성인쇄회로기판의 생산 방식은, 폴리이미드필름에 동박이 형성된 동박적층판에 드라이필름을 라미네이팅, 노광, 현상 및 에칭 공정을 통하여 소정의 회로패턴을 형성한 후 커버레이필름을 접착한다.

상기와 같이 커버레이필름이 접착된 각 동박적층판을 본딩시트를 이용하여 적층한 후 NC 드릴을 사용하여 관통홀(Through Hole) 또는 블라인드 비아홀(Via Hole)을 형성하고 무전해동도금과 전해동도금 공정을 거쳐 관통홀 및 동박층에 도금층을 형성하여 필요한 층끼리 전기적으로 연결한 후 커버레이필름을 최외측 동박상에 접착하는 과정으로 다층 연성인쇄회로기판을 제조하게 된다.

이와 같은 공정을 끝낸 후 연성인쇄회로기판의 가장자리 부위에 외부장치를 결속하기 위한 금속 또는 에폭시 재질의 보강재를 부착하게 되는데, 이 보강재는 두께가 대략 1mm 내지 3mm 정도로 연성인쇄회로기판과의 단차가 상당히 크다.

이와 같이 보강재가 연성인쇄회로기판의 두께보다 상당히 크기 때문에 롤 밀착이나 핫프레스로 접착하기가 쉽지 않았다.

종래에는 보강재를 주로 초기 점착력이 있는 양면테이프로 부착시켰으나, 이는 접착력이 약하고, 밀착시 두께가 두꺼운 소형 보강재는 롤 밀착이 불가능하므로 충분한 압력을 주어서 부착할 경우 다른 회로패턴에 손상을 입히게 되어 보강재의 부착이 쉽지 않았다.

물론, 핫프레스를 이용할 경우 통상의 160℃ 내지 170℃의 온도, 60bar 내지 120bar의 압력 조건에서 60분 이상 누를 경우 연성인쇄회로기판이 훼손되거나 인쇄회로기판의 완충재가 훼손되게 된다.

따라서, 종래에는 보강재를 연성인쇄회로기판에 부착시킬 경우 연성인쇄회로기판의 훼손없이 기대 이상의 접착 강도를 유지하기가 쉽지 않은 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 연성인쇄회로기판의 소정 부위에 보강재를 부착할 경우 본딩시트를 이용하여 특정 온도 및 압력 조건의 핫프레스로 보강재를 부착함으로써, 연성인쇄회로기판의 훼손없이 충분한 접착강도를 갖는 연성인쇄회로기판의 보강재 부착방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 보강재를 연성인쇄회로기판에 부착시킬 경우 보강재를 단시간에 접착 가능하도록 하여 핫프레스의 전용시간을 줄임으로써, 작업 능률을 향상시킬 수 있는 연성인쇄회로기판의 보강재 부착방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 연성인쇄회로기판의 가장자리에 보강재를 부착하는 방법에 있어서: 상기 연성인쇄회로기판의 보강재 부착 부위에 열경화성 본딩시트를 배열하는 단계; 상기 본딩시트의 상단에 보강재를 안착시킨 후 보강재와 연성인쇄회로기판의 단차를 없애기 위하여 연성인쇄회로기판의 주변에 가이드 지그를 배열하는 단계; 상기 연성인쇄회로기판과 보강재 및 지그의 상/하단에 복수의 완충재를 배열하여 적층하는 단계; 및 상기 완충재가 적층된 연성인쇄회로기판을 핫프레스로 눌러 본딩시트를 열경화시키면서 보강재를 연성인쇄회로기판에 부착시키는 단계;를 수행하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 핫프레스로 보강재를 부착시키는 단계에서, 핫프레스를 대략 140℃ 내지 160℃의 온도, 대략 9bar 내지 12bar의 압력 조건으로 하고, 이 조건에서 연성인쇄회로기판을 대략 5분 내지 15분 동안 유지하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 살펴보고자 한다.

도 1은 일반적인 다층 연성인쇄회로기판의 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 플로우챠트이고, 도 2는 폴리이미드필름의 양면(또는 단면)에 동박이 씌워진 연성인쇄회로기판의 원자재를 도시하였고, 도 3은 본 발명에 적용된 보강재 부착시 핫프레스의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 보강재 부착 공정을 설명하기 위해 도시한 플로우챠트이다.

도 2에 도시한 바와 같이 연성회로기판의 원자재(11)는, 폴리이미드와 같은 소재로 이루어진 베이스필름(12)과, 상기 폴리이미드필름의 양면 또는 단면에 접착제를 통해 점착된 동박층(13, 14)으로 이루어져 있고, 이하 이와 같은 원자재를 동박적층판(11)이라고 칭한다.

이와 같은 동박적층판(11)을 이용하여 도 1과 같은 과정을 통해 다층 연성인쇄회로기판으로 제조하게 되는 데, 먼저 폴리이미드필름(12)의 양면에 12㎛에서 35㎛의 동박(13, 14)을 적층한 양면구조의 연성 동박적층판(11)을 구매하여 공정상에 투입한다(S1).

상기 연성 동박적층판(11)에 NC 드릴이나 레이저드릴을 사용하여 관통홀이나 블라인드 비아홀을 가공하고(S2), 상기 관통홀과 비아홀 내부의 스크랩을 제거한 다음, 가공된 홀의 내부에 도전성을 부여하는 무전해 동도금과 전해동도금을 각각 실시하여 동박층(13, 14)의 관통홀과 상단에 도금층을 형성한다(S3, S4).

상기 동도금되어진 동박층(13, 14)의 상면에 감광성이 있는 에칭 레지스트인 드라이필름을 도포하고(S5), 상기 드라이필름이 라미네이팅된 동박적층판(11)을 노광기를 이용하여 노광하고, 이 노광 처리된 동박적층판(11)을 현상액으로 현상한 후 에칭액으로 부식하여 필요한 패턴을 형성하게 된다(S6).

이어, 상기 회로패턴이 형성된 동박층에 커버레이필름을 배열하여 접착(S7)한 후, 노출된 동박의 산화방지를 위한 표면처리 방법으로 일반적으로 도금을 하게 된다(S8).

이후, 상기 연성인쇄회로기판의 가장자리에 외부장치를 세팅하기 위한 금속재 또는 비금속재의 보강재(20)를 양면테이프 또는 롤 장비로 부착하고(S9), 정해진 외곽형성에 맞게 금형 및 가압 프레스를 사용하여 외형타발을 하여 연성인쇄회로기판(10)의 제조를 완료한다(S10).

즉, 일반적인 다층 연성인쇄회로기판의 생산 방식은, 폴리이미드필름(12)에 동박(13, 14)이 형성된 동박적층판(11)에 NC 드릴을 사용하여 관통홀(Through Hole) 또는 블라인드 비아홀(Via Hole)을 형성하고 무전해도금과 전해도금 공정을 거쳐 관통홀 및 동박층에 도금층을 형성하여 필요한 층끼리 전기적으로 연결한 후 드라이필름을 라미네이팅, 노광, 현상 및 에칭 공정을 통하여 소정의 회로패턴을 형성한 후 커버레이필름을 접착하는 과정으로 연성회로기판(10)을 제조하게 된다.

이와 같은 공정을 끝낸 후 연성인쇄회로기판(10)의 가장자리 부위에 금속 또는 에폭시 재질의 보강재(20)를 부착하게 되는 데, 이 보강재(20)는 두께가 대략 1mm 내지 3mm 정도로 연성인쇄회로기판(10)과의 단차가 상당히 크다.

이와 같이 보강재(20)가 연성인쇄회로기판(10)의 두께보다 상당히 두껍기 때문에 롤이나 핫프레스(50)의 장비를 이용하여 접착하기란 결코 쉽지 않았다.

따라서, 본 발명에서는 보강재(20)를 부착할 때 양면테이프를 사용하는 대신 본딩시트를 접착재질로 사용하고, 핫프레스(50)를 특수한 온도 및 압력 조건하에서 실행하여 보강재(20)의 접착 신뢰성과 공정시간을 단축하고자 하는 것이다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 보강재 부착 공정을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 다층 연성인쇄회로기판(10)을 제조한 후 필요에 따라 연성인쇄회로기판(10)의 특정 부위에 금속 또는 에폭시수지 재질의 보강재(20)를 부착하게 되는 데, 이때 본딩시트(미 도시함)를 깔고 그 위에 보강재(20)를 안착시키게 된다(S11, S12).

이어, 핫프레스(50)로 본딩시트를 열경화시켜 보강재(20)를 연성인쇄회로기판(10)에 접착시킬 경우, 보강재(20)와 연성인쇄회로기판(10)과의 단차로 인해 보강재(20) 또는 회로패턴이 훼손되는 것을 방지하기 위하여 연성인쇄회로기판(10)의 주변에 에폭시수지 재질의 지그(30)를 깔아 추후 핫프레스(50)로 누를 경우 보강재(20)에 집중될 압력을 지그(30)로 고루 분산시키도록 한다(S13).

이어, 연성인쇄회로기판(10)과 보강재(20) 및 지그(30)의 상/하단에 도 3과 같은 완충재(40)를 적층시키게 되는 데(S14), 압력을 분산하거나 완충시키는 완충재(40)를 순차적으로 나열하면, 연성인쇄회로기판(10)을 중심으로 그 하단에는 TPX 필름(41), 실리콘 고무(42), AL 플레이트(43), 크래프트 페이퍼(44; Kraft Paper)가 순차적으로 놓여지고, 연성인쇄회로기판(10)을 중심으로 그 상단에는 TPX 필름(45), 연질비닐(46; Conformer), 크래프트 페이퍼(47; Kraft Paper), AL 플레이트(48), 크래프트 페이퍼(49)가 순차적으로 올려지게 되며, 상기 크래프트 페이퍼(49, 44)의 상/하단에는 프레스(50)인 대략 2.0mm 두께의 스테인레스판이 각각 올려지게 된다.

상기와 같이 연성인쇄회로기판(10)상에 완충재(40)를 적층한 후 핫프레스(50)로 눌러 보강재(20)가 올려진 본딩시트를 열경화시키면서 보강재(20)를 부착하게 되는 데, 이때 핫프레스(50)를 예비 가열없이 대략 140℃ 내지 160℃의 온도와, 9bar 내지 11bar의 압력으로 하고, 이 조건에서 연성인쇄회로기판(10)을 대략 5분 내지 15분 동안 유지하여 본딩시트를 열경화시키게 된다(S15).

상기 핫프레스(50)의 온도를 140℃ 이하로 할 경우에는 본딩시트가 열경화되지 않거나 그 진행과정이 상당히 더디며, 160℃ 이상으로 가열할 경우에는 그 온도가 높아 연성인쇄회로기판(10)이나 보강재(20)가 훼손될 우려가 있고, 그리고 압력이 대략 9bar 이하일 경우에는 보강재(20)의 접착 강도가 약해지며, 11bar 이상에서는 보강재(20)가 훼손될 우려가 있다. 따라서, 핫프레스(50)를 대략 150℃의 온도와 10bar의 압력 조건에서 연성인쇄회로기판(10)을 10분동안 핫프레싱하는 것이 가장 바람직하다.

이어, 상기 핫프레스(50)로 작업한 후 연성인쇄회로기판(10)을 핫프레스(50)에서 꺼내어 대략 140℃ 내지 160℃의 온도를 갖는 드라이오븐에 넣어서 대략 2시간 정도로 반응시켜 보강재(20)를 완전 접착시키는 후공정을 수행하게 된다(S16).

이와 같은 방법으로 보강재(20)를 부착시킴으로써, 보강재(20)나 연성인쇄회로기판(10)의 손상없이 기대치 이상의 접착강도로 보강재(20)를 부착시킬 수 있고, 또한 종래의 일반적인 핫프레스(50) 공정 대비 훨씬 짧은 시간에 핫프레스(50) 공정을 마무리함에 따라 프레스의 사용효율과 제품의 생산력을 높일 수 있다.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 핫프레스의 온도와 압력 및 시간 조건을 실시예에 한정하지 않으며, 이를 다소 변경시킨다던지 하는 등의 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

따라서, 본 발명에서는 연성인쇄회로기판의 소정 부위에 보강재를 부착할 경우 본딩시트를 이용하여 특정 온도 및 압력 조건의 핫프레스로 보강재를 부착함으로써, 보강재나 연성인쇄회로기판의 손상없이 기대치 이상의 접착강도로 보강재를 부착시켜 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 또한 종래의 일반적인 핫프레스 공정 대비 훨씬 짧은 시간에 핫프레스 공정을 마무리함에 따라 프레스의 작업효율과 제품의 생산력을 높일 수 있는 이점이 있다.

도 1은 일반적인 연성인쇄회로기판의 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 플로우챠트이고,

도 2는 본 발명에 적용된 폴리이미드필름의 양면에 동박이 씌워진 연성인쇄회로기판의 원자재를 도시한 단면도이고,

도 3은 본 발명에 적용된 보강재 부착시 핫프레스 작업시의 적층구조를 개략적으로 도시한 단면도이고,

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 보강재 부착 공정을 설명하기 위해 도시한 플로우챠트이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10: 연성인쇄회로기판 11: 동박적층판

20: 보강재 30: 지그

40: 완충재 50: 핫프레스

Claims (3)

1. 연성인쇄회로기판의 가장자리에 보강재를 부착하는 방법에 있어서:

   상기 연성인쇄회로기판의 보강재 부착 부위에 열경화성 본딩시트를 배열하는 단계;

   상기 본딩시트의 상단에 보강재를 안착시킨 후 보강재와 연성인쇄회로기판의 단차를 없애기 위하여 연성인쇄회로기판의 주변에 가이드 지그를 배열하는 단계;

   상기 연성인쇄회로기판과 보강재 및 지그의 상/하단에 복수의 완충재를 배열하여 적층하는 단계; 및

   상기 완충재가 적층된 연성인쇄회로기판을 핫프레스로 눌러 본딩시트를 열경화시키면서 보강재를 연성인쇄회로기판에 부착시키는 단계;를 구비한 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판의 보강재 부착방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 핫프레스로 보강재를 부착시키는 단계에서, 핫프레스를 대략 140℃ 내지 160℃의 온도, 대략 9bar 내지 12bar의 압력 조건으로 하고, 이 조건에서 연성인쇄회로기판을 대략 5분 내지 15분 동안 유지하는 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판의 보강재 부착방법.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 핫프레스로 보강재를 부착시킨 후, 연성인쇄회로기판을 드라이 오븐에서 대략 140℃ 내지 160℃의 온도로 대략 2시간 정도로 반응시켜 보강재를 완전 접착시키는 후공정을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판의 보강재 부착방법.