KR100609871B1

KR100609871B1 - 다층형 연성인쇄기판의 커버레이 라미네이팅 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100609871B1
Application number: KR1020050003765A
Authority: KR
Inventors: 이경환; 안병욱
Original assignee: 주식회사 비에이치플렉스
Priority date: 2005-01-14
Filing date: 2005-01-14
Publication date: 2006-08-08
Also published as: KR20060083296A

Abstract

본 발명은 다층형 연성인쇄기판의 커버레이 라미네이팅 방법 및 장치에 관한 것으로서, 롤투롤 방식에 의하여 회로패턴이 형성되어진 동박회로판을 롤상태로 로딩시킨 상태에서 역시 롤상태로 감겨져 있는 커버레이와 라미네이팅 부착시킨 후 자동으로 절단이 이루어질 수 있도록 함으로서 커버레이 가접과정에서의 기판꺽임이나 이물질로 인한 불량발생을 방지하여 생산성을 크게 향상시킬 수 있게된다.

이를 실현하기 위한 본 발명은, 롤투롤 방식으로 노광, 현상, 에칭, 박리 공정을 거쳐 회로패턴이 형성되어진 동박회로판에 커버레이를 가접시킴에 있어, 높이를 달리하는 각각의 코일러에 롤상태의 동박회로판과 커버레이를 각각 로딩시키는 로딩단계; 상기 각 코일러로 부터 일정속도로 이송되는 동박회로판과 커버레이를 고온의 핫롤러를 통과시켜 밀착시키는 라미네이팅 단계; 상기 밀착상태로 이송되는 경로중에서 일정 텐션을 유지시키는 텐션유지 단계; 상기 이송되는 과정에서 동박회로판의 센싱마크를 카메라로 인식하여 일정 크기로 절단하는 커팅단계; 상기 커팅이 이루어진 커버레이 가접 회로기판을 진공흡착하여 순차적으로 적층 보관하는 언로딩 단계;를 포함하는 제작과정 및 그 장치를 갖는것을 특징으로 한다.

연성인쇄기판, FPCB, 커버레이, 가접, 롤투롤

Description

다층형 연성인쇄기판의 커버레이 라미네이팅 방법 및 장치{COVERLAY LAMINATING METHOD AND MACHINE FOR MULTI LAYER TYPE FPCB}

도 1은 본 발명의 기판 제조과정 순서도.

도 2는 본 발명의 커버레이 라미네이팅 장치의 측면 구성도.

도 3은 본 발명 장치의 완충부 동작 상태도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 동박회로판 2 : 커버레이

1a: 동박롤 2a: 커버레이롤

8 : 이형지 회수롤러 9 : 상부코일러

10 : 하부코일러 20 : 라미네이팅부

21 : 핫롤러 22 : 정렬로울러

23 : 압력실린더 25 : 피딩로울러

30 : 완충부 31 : 승강로울러

32 : 가이드로드 33 : 무게추

40 : 정렬조정기 41 : 감지센서

50 : 커팅부 51 : 카메라

52 : 커팅실린더 53 : 커팅날

60 : 흡착이송부 61 : 승강실린더

62 : 안내로드 63 : 스크류로드

70 : 로딩부

본 발명은 다층형 연성인쇄기판에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연성인쇄기판 제작과정에서 커버레이의 가접이 롤투롤방식으로 이루어질 수 있도록 함으로서 불량발생을 방지토록 하기위한 제조방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전자부품 및 부품내장기술의 발달과 더불어 회로 도체를 중첩하는 인쇄회로기판이 계속적으로 개발되어지고 있다.

최근에는 전자산업 기술분야에서 반도체 직접회로의 집적도의 급속한 발전 및 소형 칩부품을 직접 탑재하는 표면실장 기술이 발전하고 전자장비들이 소형화 됨에 따라 보다 복잡하고 협소한 공간에서도 내장이 용이하도록 하는 것을 필요로 하고 있으며, 이러한 요구에 부응하여 다층형의 연성인쇄회로기판이 개발되고 있다.

특히, 사용도가 높은 미세 회로 연성 인쇄 회로기판(FPCB; FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD)의 경우에는 핸드폰, DVD, 디지털 카메라, PDP 등이 기술적 발전으로 인하여 사용이 급격하게 증가하면서 그 요구는 더욱 늘어가고 있는 실정이다.

이러한 연성 인쇄회로기판(FPCB)의 제조과정은, 베이스필름에 동박이 형성된 동박적층판에 드라이필름을 라미네이팅한 후 노광, 현상 및 에칭공정을 통하여 소정의 회로패턴을 형성하고, 이후 기판면의 회로 보호를 위해 커버레이필름 (Cover lay film)을 임시로 접합시킨다.

상기와 같이 커버레이필름이 접착된 각 동박적층판을 본딩시트를 이용하여 적층한 후 NC드릴을 사용하여 관통홀 또는 비아홀(Via hole)을 형성하고, 무전해도금과 전해도금공정을 거쳐 관통홀 및 동박층에 도금층을 형성하여 필요한 층끼리 전기적으로 연결한 후 커버레이 필름을 최외층 동박상에 접착하는 과정으로 다층 연성 회로기판을 제조하게 된다.

그러나, 회로가 형성된 기판은 두께가 27~43㎛로 극히 얇기 때문에 상기 제조과정중에서 기판이 구겨지거나 회로의 꺽임불량, 그리고 취급에 의한 기판표면에 이물불량이 발생할 수 있는 문제가 있었다.

한편, 이러한 문제를 해결하기 위하여 기판의 베이스를 이루는 동박적층판의 준비단계로 부터 회로패턴 형성단계까지의 과정이 로딩과 언로딩을 반복하는 가운데 롤투롤 방식으로 인쇄기판의 제작이 이루어지는 기술이 선 출원된 바 있다.(공개특허2004-5404)

그러나, 종래 제안된 롤투롤 방식으로 회로패턴이 형성된 이후에는 기판형태로 절단하여 회로가 형성된 면에 커버레이를 라미네이팅하고 핫프레스를 통하여 완전히 접착시키게 되는데, 이때 커버레이 라미네이팅 과정에서는 작업자의 수작업을 통해 커버레이를 낱장단위로 라미네이팅(가접)해야 하기 때문에 생산성이 저하됨은 물론, 낱장형태로 작업이 이루어지기 때문에 기판의 구김이나 회로 꺽임 등의 문제 점이 발새하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 롤투롤 방식에 의하여 회로패턴이 형성되어진 FPCB와 커버레이를 상호 롤상태로 로딩시킨 후 커버레이의 라미네이팅 단계가 롤투롤 방식으로 이루어질수 있도록 함으로서 생산성 향상은 물론 가접단계에서의 기판 구김의 문제가 해결되어질 수 있도록 하는데 목적이 있다.

상기 목적은, 연성인쇄기판을 제작하는 과정에서 회로패턴이 형성되어진 동박적층판에 커버레이를 가접시킴에 있어, 높이를 달리하는 각각의 코일러에 롤상태의 동박회로판과 커버레이를 각각 로딩시키는 로딩단계; 상기 각 코일러로 부터 일정속도로 이송되는 동박회로판과 커버레이를 고온의 핫롤러를 통과시켜 밀착시키는 라미네이팅 단계; 상기 밀착상태로 이송되는 경로중에서 일정 텐션을 유지시키는 텐션유지 단계; 상기 이송되는 과정에서 동박회로판의 센싱마크를 카메라로 인식하여 일정 크기로 절단하는 커팅단계; 상기 커팅이 이루어진 커버레이 가접 회로기판을 진공흡착하여 순차적으로 적층 보관하는 언로딩 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층형 연성인쇄기판의 커버레이 라미네이팅 방법 및 그 장치를 통해 이룰 수 있게된다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.

도 1은 본 발명의 커버레이 가접과정을 나타낸 순서도이고, 도 2는 커버레이 라미네이팅 장치의 구성을 나타낸 측면도이며, 도 3은 본 발명 장치의 완충부 동작상태를 나타낸 도면이다.

먼저, 본 실시예에 따른 커버레이 라미네이팅 장치의 전체적인 구성을 도 2를 통해 살펴보면, 장치의 일측에는 동박회로판(1)이 롤상태로 감겨진 동박롤(1a)과 커버레이(2)가 롤상태로 감겨진 커버레이롤(2a)이 각각 로딩되도록 높이를 달리하는 위치에 상부코일러(9) 및 하부코일러(10)가 설치되어져 있으며, 중단에는 상기 각각의 롤(1a,2a)로 부터 공급되는 동박회로판(1)과 커버레이(2)의 공급경로상에서 상호간에 가압을 실시하여 밀착이 이루어지도록 하는 핫롤러(21)를 포함하는 라미네이팅부(20)가 구성되어져 있다.

상기 핫롤러(21)의 상부에는 롤러의 가압력 조절을 위한 압력실린더(23)가 설치되었으며, 미설명 부호 23은 상부에서 하강 이송되는 커버레이(2)와 하부에서 상승 이송되는 동박회로판(1)을 정렬시켜 핫롤러(21)측으로 안내하기 위한 정렬로울러를 나타낸다.

그리고, 상기 커버레이의 밀착이 이루어진 회로기판의 텐션조절을 위해 상하로 승강동작이 이루어지는 승강로울러(31) 및 상기 승강로울러(31)를 지지하는 가운데 가이드로드(32)를 따라 상하로 승하강이 가능하도록 복수의 무게추(33)가 완충부(30)를 이루고 있으며, 상기 공급이 이루어지는 회로기판의 이송상태에서의 수평 정렬상태를 감지하기 위한 감지센서(41)를 포함하는 정렬조정기(40)와 회로기판의 공급을 위해 일방향으로 이송시키기 위해 장치의 일측에 구비되어진 피딩로울러 (25)가 기판 공급경로를 따라 각각 설치되어져 있다.

또한, 상기 연속공급이 이루어지는 회로기판을 일정 크기로 재단하기 위한 커팅부(50)와, 상기 커팅이 이루어진 회로기판을 진공으로 흡착시켜 로딩부(70)측으로 개별 이송시키기 위한 흡착이송부(60)가 설치되어져 있다. 흡착이송부(60)는 흡착판(63)의 상하방향 승강 동작 구동을 위한 승강실린더(61)와, 좌우방향 이송 구동을 위한 스크류로드(63) 및 좌우이송을 가이드하기 위한 안내로드(62)로 이루어져 있다.

또한, 상기 상부코일러(9)의 일측에는 커버레이로 부터 분리되어진 이형지를 별도로 회수하기 위한 이형지 회수롤러(8)가 구비되어져 있으며, 상기 커팅부(50)는 동박회로판에 표시된 센싱마크를 인식하기 위한 카메라(51)와, 상기 카메라(51)에서 인식된 신호에 따라 동작되는 커팅실린더(52)와, 상기 커팅실린더(52)의 로드일단에 고정 설치되어 수직방향으로 왕복운동이 이루어지는 커팅날(53)로 구성되어져 있다.

이와같은 구성을 이루고 있는 본 발명 장치의 동작과정 및 이에따른 작용효과를 도 1의 순서도를 참조하여 살펴보기로 한다.

먼저, 동박회로판(1)이 롤상태로 감겨진 동박롤(1a)을 하부코일러(10)에 로딩시키고 커버레이(2)가 롤상태로 감겨진 커버레이롤(2a)을 상부코일러(9)에 로딩시킨다.

이때, 로딩되는 동박롤(1a)은 롤투롤 방식에 의해 에칭이 완료된 동박회로판이 롤형태로 권취되어진 것이고, 커버레이롤(2a)에 감겨져 있는 커버레이는 커버레 이필름과 이형지가 합착되어진 것으로서 그중 이형지는 커버레이롤(2a)로 부터 풀려짐과 동시에 이형지 회수롤러(8)측에 회수되어 권취되어지게 된다.

이후, 로딩된 각각의 동박회로판(1) 및 커버레이(2)는 피딩로울러(25)의 구동력에 의해 4~8m/분 의 속도로 이송이 되어지게 되며, 라미네이팅부(20)에서 정렬로울러(22)에 의해 합쳐진 후 핫롤러(21) 사이를 통과하면서 고온 압착력에 의해 상호간에 밀착이 이루어지게 된다.

이때, 핫롤러(21)의 온도는 40~60℃ 정도이고 롤러간의 가압력은 2~4kg/㎠ 범위를 이루도록 함이 바람직하게 된다.

이와같이 커버레이와의 밀착이 완료된 동박기판은 완충부(30)를 경유하는 과정에서 기판의 텐션이 일정하게 유지되어지게 된다.

즉, 상,하부 코일러(9,10)로 부터 공급되어지는 기판의 공급속도와 후공정에서 기판의 절단이 이루어지는 속도의 차이에 의해 기판에 가해지는 텐션이 변화하게 되는데, 이때 이러한 텐션 변화에 따라 승강로울러(31)를 경유하는 동박기판의 텐션이 약화되는 경우에는 도 3에서와 같이 무게추(33)의 무게에 의해 승강로울러(31)가 하강하고 텐션이 크게 작용하는 경우에는 승강로울러(31)의 상승동작이 이루어지면서 텐션조절이 이루어지게 된다.

이후, 정렬조정기(40)에서는 감지센서(41)에 의해 이송 롤투롤 기판의 수평상태가 유지되는지가 감지되어 수평정렬이 이루어지게 되고, 이와같이 수평정렬상태로 이송되어지는 동박기판상의 센싱마크를 카메라(51)가 인식하여 신호를 보내줌으로서 이러한 신호제어에 따라 커팅부(50)에서는 커팅실린더(52)가 동작되어 커팅 날(53)에 의한 기판의 절단이 일정 간격으로 이루어지게 된다.

그리고, 이와같이 절단이 이루어진 각각의 기판은 흡착이송부(60)에서 승강실린더(61) 동작에 의해 흡착판(63)이 하강 및 흡착되어진 후 상승하고, 스크류로드(63)가 일방향으로 회동되어짐에 따라 안내로드(62)를 따라 일측으로 수평이동되어진 후 진공 흡착상태가 해제되어지면서 로딩부(70)에 적층 보관되어지게 되는 것이다.

상기와 같은 롤투롤 동작에 의해 커버레이 가접이 이루어진 동박판은 기판의 공급 및 절단작업이 연속적으로 이루어지면서 기판의 꺽임불량 및 표면불량의 발생이 방지되어지는 가운데 생산량의 증가 및 불량율 저하를 이룰 수 있게되며, 각각의 절단된 기판을 다층으로 형성하여 핫프레스(hot press) 과정을 실시함으로 다층의 플렉시블 프린트 배선반을 이루게 되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와같은 본 발명은, 롤투롤 방식에 의하여 회로패턴이 형성되어진 동박회로판을 절단하지 않고 롤상태로 로딩시킨 상태에서 역시 롤상태로 감겨져 있는 커버레이 필름을 라미네이팅 부착시킨 후 자동으로 절단이 이루어질 수 있도록 함으로서 커버레이 라미네이팅 과정에서의 기판꺽임이나 이물질로 인한 불량발생을 방지하며, 자동화 공정을 통한 생산성 또한 크게 향상시키는 효과를 나타낼 수 있게된다.

Claims

연성인쇄기판을 제작하는 과정에서 동박판을 이용한 롤투롤 방식으로 노광, 현상, 에칭, 박리 공정을 거쳐 회로패턴이 형성되어진 동박회로판에 커버레이를 가접시킴에 있어,

높이를 달리하는 각각의 코일러에 롤상태의 동박회로판과 커버레이를 각각 로딩시키는 로딩단계;

상기 각 코일러로 부터 일정속도로 이송되는 동박회로판과 커버레이를 고온의 핫롤러를 통과시켜 밀착시키는 라미네이팅 단계;

상기 밀착상태로 이송되는 경로중에서 일정 텐션을 유지시키는 텐션유지 단계;

상기 이송 경로상에서 커버레이가 밀착된 동박기판의 수평상태를 유지토록 제어하는 수평정렬 유지단계;

상기 수평상태가 유지되는 가운데서 이송되는 동박회로판의 센싱마크를 카메라로 인식하여 기판을 일정 크기로 절단하는 커팅단계;

상기 커팅이 이루어진 커버레이 가접 회로기판을 진공흡착하여 순차적으로 적층 보관하는 언로딩 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층형 연성인쇄기판의 커버레이 라미네이팅 방법.
동박회로판(1)이 롤상태로 감겨진 동박롤(1a)과 커버레이(2)가 롤상태로 감 겨진 커버레이롤(2a)이 각각 로딩되도록 높이를 달리하는 위치에 구성되어진 상부코일러(9) 및 하부코일러(10)와;

상기 각각의 롤(1a,2a)로 부터 공급되는 동박회로판(1)과 커버레이(2)의 공급경로상에서 상호간에 가압을 실시하여 밀착이 이루어지도록 하는 핫롤러(21)를 포함하는 라미네이팅부(20)와;

상기 공급이 이루어지는 회로기판의 텐션조절을 위해 상하로 승강동작이 이루어지는 승강로울러(31) 및 상기 승강로울러(31)를 지지하는 가운데 가이드로드(32)를 따라 상하로 승하강이 가능하도록 복수의 무게추(33)가 구성된 완충부(30)와;

상기 공급이 이루어지는 회로기판의 이송상태에서의 수평 정렬상태를 감지하기 위한 감지센서(41)를 포함하는 정렬조정기(40)와;

상기 커버레이의 밀착이 이루어진 회로기판의 공급을 위해 일방향으로 이송시키기 위해 장치의 일측에 구비되어진 피딩로울러(25)와;

상기 연속공급이 이루어지는 회로기판을 일정 크기로 재단하기 위한 커팅부(50)와;

상기 커팅이 이루어진 회로기판을 진공으로 흡착시켜 로딩부(70)측으로 개별 이송시키기 위한 흡착이송부(60);를 포함하는 구성을 이룸을 특징으로 하는 다층형 연성인쇄기판의 커버레이 라미네이팅 장치.
청구항 2에 있어서,

상기 상부코일러(9)의 일측에는 커버레이로 부터 분리되어진 이형지를 별도로 회수하기 위한 이형지 회수롤러(8)가 구비된 것을 특징으로 하는 다층형 연성인쇄기판의 커버레이 라미네이팅 장치.
청구항 2에 있어서,

상기 커팅부(50)는 동박회로판에 표시된 센싱마크를 인식하기 위한 카메라(51)와, 상기 카메라(51)에서 인식된 신호에 따라 동작되는 커팅실린더(52)와, 상기 커팅실린더(52)의 로드일단에 고정 설치되어 수직방향으로 왕복운동이 이루어지는 커팅날(53)로 구성된 것을 특징으로 하는 다층형 연성인쇄기판의 커버레이 라미네이팅 장치.