KR100602595B1 - 인쇄회로기판 가압성형용 쿠션패드 및 그 쿠션패드의제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판의 제조시 프레스에서 인쇄회로기판을 가압성형할 때 상부프레스판 및 하부프레스판 사이에 적층하여 사용하는 쿠션지를 대체할 수 있는 쿠션패드에 관한 것이다. 보다 상세하게는 반복적으로 장시간 사용할 수 있으며, 지분에 의한 오염을 방지할 수 있도록, 금속섬유와 상기 금속섬유를 감싸는 금속판으로 이루어진 쿠션패드 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 인쇄회로기판 가압성형용 쿠션패드는 제1금속판과, 상기 제1금속판의 상부면에 결합된 금속섬유층과, 상기 금속섬유층의 상부면에 결합된 제2금속판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 인쇄회로기판 가압성형용 쿠션패드의 제조방법은 제1금속판과, 제1 프리프레그판과, 일정한 두께의 금속섬유층과, 제2 프리프레그판과, 제2금속판을 순차로 적층하는 패드적층단계와, 상기 적층된 패드를 일정한 온도와 일정한 압력까지 가열 및 가압하여 금속섬유와 각각의 제1 및 제2 금속판을 결합하는 패드결합단계와, 상기 결합된 패드를 일정한 압력을 유지하면서 냉각하여 패드의 형상을 유지시키는 패드성형단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

쿠션패드, 인쇄회로기판, 금속섬유

Description

인쇄회로기판 가압성형용 쿠션패드 및 그 쿠션패드의 제조방법{CUSHION PAD FOR PRESS FORMING OF PRINTED CIRCUIT BOARD AND METHOD FOR MANUFACTURING THE CUSHION PAD}

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 쿠션패드의 부분 절개 사시도

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 쿠션패드의 분해 단면도

도3은 본 발명의 일실시예에 따른 쿠션패드를 이용하여 복층인쇄회로기판을 제조하는 공정의 설명하기 위한 사용상태도

도4는 종래의 쿠션지를 이용하여 복층인쇄회로기판을 제조하는 공정의 설명도

<부호의 간단한 설명>

10 쿠션패드 11 제1금속판

12 금속섬유층 13 합성수지 밀봉제

20 상부 프레스 20' 하부 프레스

30 상부 캡 30' 하부 캡

40 스테인레스 판 50 동박판

60 프리프레그판 70 회로기판

본 발명은 인쇄회로기판의 제조시 프레스에서 인쇄회로기판을 가압성형할 때 상부프레스판 및 하부프레스판 사이에 적층하여 사용하는 쿠션부재를 대체할 수 있는 쿠션패드에 관한 것이다. 보다 상세하게는 반복적으로 장시간 사용할 수 있으며, 지분에 의한 오염을 방지할 수 있도록, 금속섬유와 상기 금속섬유를 감싸는 금속판으로 이루어진 쿠션패드 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 인쇄회로기판(PCB : Printed circuit board)의 제조공정은 회로가 구현된 회로기판과 프리프레그(Prepreg) 및 동박을 설계좌표에 의해 적층하는 레이업(Lay-up)공정과, 상기 레이업 공정후 프레스기를 이용하여 가열하면서 압력을 가하여 압착하는 압착공정을 포함한다. 프리프레그는 에폭시 수지 주입 워븐 유리 섬유(epoxy resin-impregnated woven glass fiber)의 유전체 층을 말한다.

종래의 복층인쇄회로기판의 압착공정은, 도 4에 도시된 것과 같이, 한쌍의 스테인레스판(40, 40') 사이에 압착하고자 하는 동박판(50,50')과 프리프레그판(60a,60b,60c) 및 회로기판(70,70')을 순차적으로 적층하고, 프레스기(미도시)로 가열 압착한다. 가열 압착하는 프레스의 상부프레스판(20) 및 하부프레스판(20')에는 상부캡(30) 및 하부캡(30')이 고정되어 있다. 또한, 상기 상부캡(30) 및 하부캡(30') 내부에는 유연성이 있으며 탄성을 갖는 쿠션부재(10, 10')가 복수개 적층 되어 있다. 상기 쿠션부재(10, 10')로는 고온 및 고압에 견딜 수 있는 크레프트지(kraft paper)와 같은 종이류 또는 실리콘 재질의 패드가 사용 된다. 상기 적층된 쿠션부재(10,10')는 가압성형시 인쇄회로기판에 균일한 압력이 작용하도록 하여 국부적으로 과도한 압력으로 인한 적층물의 손상을 방지하며, 상부 및 하부 프레스판(20,20')에서 공급되는 열을 상기 적층물에 균일하게 전달하는 역할을 수행한다.

그러나, 크래프트지와 같은 종이류로 된 종래의 쿠션부재는, 장시간 사용시 종이의 입자가 탈락하여 분진이 발생하고, 상기 분진이 동박의 표면에 구멍(pit)나 함몰부(dent)를 발생시킨다. 또한, 열전도율이 낮아서 에너지 소비가 높으며, 2~3회 사용하면 분진이 발생하고 탄성이 약해져서 새것으로 교환하여야 하므로 내구성이 낮은 단점이 있다. 또한, 종이류는 가압 성형시 온도가 180 ℃ 내지 185 ℃ 이상이 될 경우에는 열화가 발생하여 사용할 수 없는 결점이 있다. 따라서, 제조공정상 고온 압착이 필요한 인쇄회로기판의 제조에는 사용할 수 없다. 또한 쿠션부재가 종이로 되어 있어서 적층공정을 자동화 하기가 용이하지 않은 문제점이 있다.

또한, 실리콘 패드로 된 쿠션부재는, 상기 종이류로 된 쿠션부재에 비하여 열전도율과 내구성면에서는 우수하나, 가격이 비싸고 재활용할 수 없는 단점이 있다. 또한, 내열온도의 범위가 100 ℃ 내지 220 ℃ 범위에 있어서, 제조공정상 고온 압착이 필요한 인쇄회로기판의 제조에는 사용할 수 없다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 장시간 사용하여도 분진이 발생하지 않아서 인쇄회로 기판의 불량을 방지할 수 있으며, 열전도가 우수하여 에너지를 절약할 수 있으며, 내구성이 우수하여 장시간 사용할 수 있 는 새로운 인쇄회로기판 가압성형용 쿠션패드를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 내열온도가 높아서 고온압착이 필요한 인쇄회로기판의 제조에도 사용할 수 있으며, 자동화가 용이하고, 가격이 저렴한 인쇄회로기판 가압성형용 쿠션패드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 특성을 갖는 인쇄회로기판 가압성형용 쿠션패드를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인쇄회로기판 가압성형용 쿠션패드는, 제1금속판과, 상기 제1금속판의 상부면에 결합된 금속섬유층과, 상기 금속섬유층의 상부면에 결합된 제2금속판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 인쇄회로기판 가압성형용 쿠션패드에서 상기 각각의 금속판과 금속섬유층은 각각의 사이에 프리프레그판이 삽입되고, 가압 가열하여 결합된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 인쇄회로기판 가압성형용 쿠션패드에서 상기 금속섬유층의 가장자리 단부면에 부착된 합성수지를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 인쇄회로기판 가압성형용 쿠션패드에서 상기 금속판의 재질은 알루미늄이고, 상기 금속섬유층의 재질은 스테인레스스틸인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 인쇄회로기판 가압성형용 쿠션패드에서 상기 금속섬유층의 두께는 1 mm 내지 30 mm 범위 내에 있고, 상기 금속섬유의 단면의 장경은 10 μm 내지 24 μm 범위 내에 있는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 인쇄회로기판 가압성형용 쿠션패드의 제조방법은 제1금속판과, 제1 프리프레그판과, 일정한 두께의 금속섬유층과, 제2 프리프레그판과, 제2금속판을 순차로 적층하는 패드적층단계와, 상기 적층된 패드를 일정한 온도와 일정한 압력까지 가열 및 가압하여 금속섬유와 각각의 제1 및 제2 금속판을 결합하는 패드결합단계와, 상기 결합된 패드를 일정한 압력을 유지하면서 냉각하여 패드의 형상을 유지시키는 패드성형단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 인쇄회로기판 가압성형용 쿠션패드의 제조방법은 상기 패드성형단계 이후에 상기 금속섬유층의 가장자리 단부면에 합성수지를 부착하는 단부밀봉단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 인쇄회로기판 가압성형용 쿠션패드의 제조방법에서 상기 제1금속판의 재질은 알루미늄이고, 상기 금속섬유의 재질은 스테인레스스틸이고, 상기 패드결합단계의 일정한 온도는 80 ℃ 내지 300 ℃ 범위에 있고, 일정한 압력은 20 kgf/㎡ 내지 200 kgf/㎡인 것을 특징으로 한다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 쿠션패드의 부분 절개 사시도이고, 도2는 본 발명의 일실시예에 따른 쿠션패드의 분해 단면도이다.

본 실시예의 쿠션패드(10)는 제1금속판(11)과, 상기 제1금속판(11)의 상부면에 결합된 금속섬유층(12)과, 상기 금속섬유층(12)의 상부면에 결합된 제2금속판(11')을 포함한다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1금속판(11)과 제2금속판(11')은 열전도성이 우수한고 가격이 저렴한 알루미늄 포일(aluminum foil)을 사용하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 인쇄회로기판의 제조시 가열 온도와 압착 압력에 따라서 구리포일(copper foil), 동판, 알루미늄판, 스텐레스판, 강철판 등을 사용할 수도 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 금속섬유층(12)은 스테인레스스틸 재질의 금속섬유가 일정한 두께로 뭉쳐서 형성된 것이다. 상기 금속섬유층(12)의 두께는 1mm ~ 30mm 범위 내로 있도록 하고, 상기 금속섬유층(12)을 이루는 금속섬유(도면에 표시하지 않음)는 단면의 장경이 10μmm ~ 24μmm 범위 내에 있도록 하는 것이 바람직하다. 상기 금속섬유층(12)은 뭉쳐진 섬유의 탄성에 의해서, 인쇄회로기판을 가압시 쿠션패드의 금속판에 균일한 압력이 발생하도록 한다. 또한, 열전도성이 우수하여 인쇄회로기판을 가압하는 스테인레스판을 균일한 온도로 가열할 수 있다. 또한, 금속섬유의 탄성복원력이 우수하여 100 내지 300회 반복적으로 사용할 수 있으며, 재활용이 가능한 장점이 있다. 또한, 본 실시예의 쿠션패드(10)는 금속으로만 이루어져 있기 때문에 쿠션지나 실리콘재의 쿠션패드에 비하여 가열온도를 높게할 수 있다. 본실시예의 알루미늄판과 스테인레스 금속섬유로 된 쿠션패드(10)는 100 ℃ 내지 1600℃의 범위에서 인쇄회로기판을 가압성형시 사용할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 각각의 제1 및 제2 금속판(11,11')과 금속섬유층(12)의 결합은, 제1 및 제2 금속판(11,11')과 금속섬유층(12) 사이에 삽 입된 프리프레그판(14,14')을 프레스(미도시)로 가열하면서 가압하여, 프리프레그판 (14, 14')의 융착에 의하여 이루어 진다. 그러나 금속판(11, 11')과 금속섬유층(12)의 결합은 다른 종류의 열경화성 접착제를 사용하거나, 금속간의 직접결합이 필요시에는 용접에 의하여 달성할 수도 있으며, 이종 금속간의 결합을 위한 솔더링 등의 방법으로 달성할 수도 있다.

특히, 본 실시예의 쿠션패드(10)는 장시간 사용시 금속섬유가 분리되어 외부로 배출되는 것을 방지하기 위하여, 가장자리 단부면(도면에 표시하지 않음)에는 실리콘이나 테프론 같은 재질의 합성수지(13)가 도포되어 쿠션패드(10)의 내부가 밀봉되어 있다. 장시간 사용으로 분리된 금속섬유의 조각은 도포된 합성수지(13)에 부착되어 외부로 탈락되는 것이 방지된다.

이하에서는 상기와 같은 적층 구조를 갖는 쿠션패드(10)의 제조방법에 대하여 설명한다.

먼저, 제1금속판(11)과, 제1프리프레그판(14)과, 일정한 두께의 금속섬유층(12)과, 제2프리프레그판(14')과, 제2금속판(11')을 순차로 적층한다.

다음으로, 상기 적층된 패드(도면에 표시하지 않음)를 일정한 온도와 일정한 압력으로 가열 및 가압하여 금속섬유층(12)과 각각의 제1 및 제2 금속판(11,11')을 프리프레그판(14, 14')의 융착으로 결합시킨다. 상기 융착 결합시 가하는 압력은 20kgf/m² 내지 200kgf/m² 의 범위가 바람직하며, 가열온도는 80℃ 내지 300℃ 범위가 바람직하다. 상기와 같은 압력과 온도로 가압 가열하게 되면, 각각의 제1, 제2 프리프레그판(14,14')은 녹아서 각각의 제1, 제2 금속판(11,11')과 금속섬유뭉치(12)를 결합시킨다.

다음으로, 상기 결합된 패드의 형상을 유지하기 위하여 일정한 압력을 유지하면서 냉각하여 패드의 형상을 성형하다. 압력을 유지하면서, 가열을 중지하고 냉각을 시키는데, 이는 금속섬유층(12)의 탄성에 의한 복원력에 의하여 금속패드가 불균일하게 복원되는 것을 방지하기 위한 것이다.

다음으로, 상기 성형된 패드의 가장자리 단부면에 실리콘이나 테프론과 같은 합성수지(13)를 도포하여 단부를 밀봉한다. 이는, 장시간 사용에 의하여 금속섬유층(12)의 부스러기가 외부로 탈락되는 것을 방지하고, 상기 제1, 제2 금속판(11,11')과 금속섬유층(12)사이로 외부의 이물질의 침투를 방지하기 위한 것이다.

도 3은 상기와 같은 방법에 의해서 제조된 본 실시예의 쿠션패드(10)를 사용하여 복층인쇄회로기판의 제조에 적용한 상태를 도시한다.

하부캡(30')에 쿠션패드(10')와 스테인레스판(Sus plate;40')을 적층하고, 상기 스테인레스판(40')의 상부측으로 동박판(50')과 프리프레그(60c), 회로기판(70, 70')을 원하는 만큼 순차적으로 적층한다. 본 발명의 일실시예에서는 상기 회로기판(70, 70')이 2개가 적층되는 것을 일예로 하여 설명하고, 각각의 회로기판(70, 70')사이에는 접착을 위한 프리프레그(60a,60b,60c)이 삽입됨은 당연한 것이다.

이후 상기 적층물의 상부측에 다시 스테인레스판(40)과 쿠션패드(10)를 적층하고 최상부에는 상부캡(30)을 적치하여, 상부 및 하부 프레스판(20,20')으로 상기 상부캡(30)과 하부캡(30')을 가압가열하여 압착함으로써 복층인쇄회로기판이 제조되는 것이다.

본 발명에 따른면, 금속판과 금속섬유로 이루어진 인쇄회로기판 가압성형용 쿠편패드를 제공하여, 장시간 사용하여도 분진이 발생하지 않아서 인쇄회로 기판의 불량을 방지할 수 있으며, 열전도가 우수하여 에너지를 절약할 수 있으며, 내구성이 우수하여 장시간 사용할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 쿠션패드는 내열온도가 높아서 고온압착이 필요한 인쇄회로기판의 제조에도 사용할 수 있으며, 자동화가 용이하고, 가격이 저렴하며, 재활용도 가능한 장점이 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims (8)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1금속판과, 상기 제1금속판의 상부면에 결합된 금속섬유층과, 상기 금속섬유층의 상부면에 결합된 제2금속판을 포함하고,

   상기 각각의 금속판과 금속섬유층은 각각의 사이에 프리프레그판이 삽입되고, 가압 가열하여 결합되며,

   상기 금속섬유층의 가장자리 단부면에 부착된 합성수지를 더 포함하고,

   상기 금속판의 재질은 알루미늄이고, 상기 금속섬유층의 재질은 스테인레스 스틸이며,

   상기 금속섬유층의 두께는 1 mm 내지 30 mm 범위 내에 있고, 상기 금속섬유의 단면의 장경은 10 μm 내지 24 μm 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 가압성형용 쿠션패드.
6. 삭제
7. 삭제
8. 제1금속판과, 제1 프리프레그판과, 일정한 두께의 금속섬유층과, 제2 프리프레그판과, 제2금속판을 순차로 적층하는 패드적층단계와,

   상기 적층된 패드를 일정한 온도와 일정한 압력까지 가열 및 가압하여 금속섬유와 각각의 제1 및 제2 금속판을 결합하는 패드결합단계와,

   상기 결합된 패드를 일정한 압력을 유지하면서 냉각하여 패드의 형상을 유지시키는 패드성형단계와,

   상기 금속섬유층의 가장자리 단부면에 합성수지를 부착하는 단부밀봉단계를 포함하고,

   상기 제1금속판의 재질은 알루미늄이고, 상기 금속섬유의 재질은 스테인레스스틸이며, 상기 패드결합단계의 일정한 온도는 80 ℃ 내지 300 ℃ 범위에 있고, 일정한 압력은 20 kgf/㎡ 내지 200 kgf/㎡인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 가압성형 용 쿠션패드의 제조방법.,

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