KR100733250B1 - 2단계 전단금형을 이용한 경연성 인쇄회로기판의 제조방법 - Google Patents

2단계 전단금형을 이용한 경연성 인쇄회로기판의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 경연성 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 순차적으로 적용되는 제1금형 및 제2금형을 포함하는 2단계 전단금형을 이용하여 경연성 인쇄회로기판을 모기판으로부터 전단 가공하는 제조방법에 관한 것이며, 이를 위하여 경연성 인쇄회로기판(기판 유닛)을 전단하기 위하여 기판 유닛의 경계면으로부터 적어도 일부분에서 소정의 여백을 갖는 형상에 맞추어 제작된 제1금형과 기판 유닛의 경계면에 실질적으로 일치하는 형상의 제2금형의 2단계 전단금형을 이용함으로써, 기판 유닛에 대한 1차 가공 및 2차 가공을 순차적으로 실시하며, 이를 통하여 기판 유닛의 전단면(예컨대, 리지드부의 경계면 등)에서 발생하던 버어와 같은 불량을 방지할 수 있고, 나아가 종래 발생되던 버어로 인하여 요구되던 버어 제거 공정 등이 불필요하게 됨으로써 경연성 인쇄회로기판의 제조공정 전반에 걸쳐서 공정 시간의 단축과 공정 단축에 따른 이점을 가져올 수 있다.
전단, 금형, 경연성 인쇄회로기판, 펀치, 다이, 버어

Description

2단계 전단금형을 이용한 경연성 인쇄회로기판의 제조방법 { Manufacturing method of rigid-flexible PCB using 2 stepped shear mold }
도 1은 다수의 기판 유닛들이 형성된 모기판을 도시한 평면도;
도 2는 종래의 예에 따라 단일 금형을 이용한 전단 공정을 도시한 단면도;
도 3a 및 3b는 종래의 공정에 따른 불량의 예를 도시한 도;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 경연성 인쇄회로기판의 제조방법을 개략적으로 도시한 순서도; 및
도 5a 내지 5e는 도 4의 실시예에 따른 전단 공정을 순차적으로 도시한 공정도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10, 110 : 모기판 20, 120 : 기판 유닛
22, 26, 122, 126 : 리지드부 24, 124 : 플렉서블부
30 : 전단금형 32, 132a, 132b : 펀치
34, 134a, 134b : 다이 130a : 제1금형
130b : 제2금형 L1 : 1차 가공선
L2 : 2차 가공선 S : 여백
WB : 기판유닛의 폭 WD : 다이(개구)의 폭
WP : 펀치의 폭
본 발명은 경연성 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 순차적으로 적용되는 제1금형 및 제2금형을 포함하는 2단계 전단금형을 이용하여 경연성 인쇄회로기판을 모기판으로부터 전단 가공하는 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 경연성 인쇄회로기판(RF PCB; rigid-flexible printed circuit board)이라 함은 전자제품 내 굴곡성이 요구되는 부위에 사용되어 강체의 리지드부(rigid part)와 유연한 플렉서블부(flexible part)가 추가의 연결수단 없이 일체로 형성됨으로써 기존의 연결수단에서 발생하던 노이즈 등을 줄이고, 레이저 비아 홀(laser via hole)을 적용함으로써 실장 밀도를 극대화시킨 제품을 가리킨다.
특히 리지드부는 예컨대, 프리프레그(prepreg) 및 유연한 동박적층판(FCCL) 등의 조합으로 구성되어 경성화되는 부분이며, 플렉서블부는 유연한 동박적층판(FCCL) 및 그를 보호하는 보호 필름(예컨대, 커버레이 필름; coverlay film)으로 구성되어 연성화되는 부분으로, 이러한 플렉서블부에서 수회 또는 수만 회의 굴곡이 실시될 수 있다.
이러한 경연성 인쇄회로기판은 그 상하 적층구조에 따라 대칭형 및 비대칭형 으로 구분될 수 있으며, 비대칭형은 주로 단층 플렉서블부와 다층 리지드부로 구성된다.
예를 들면, 비대칭형 경연성 인쇄회로기판은 2-1, 3-1, 4-1 등과 같이 다층의 리지드부에 더하여 단층의 플렉서블부 구조로 나타내어질 수 있으며, 이와 달리 대칭형 경연성 인쇄회로기판은 4-4-4, 4-2-4, 6-6-6, 6-4-6 등과 같이 다층의 리지드부에 대하여 리지드부의 개수보다 적거나 같은 수의 다층의 플렉서블부 구조로 나타내어질 수 있다.
이와 같이, 대칭형 또는 비대칭형 경연성 인쇄회로기판의 구조는 리지드부와 플렉서블부의 조합으로 구성됨에 특징이 있으며, 이에 따라 인쇄회로기판의 표면이 리지드부와 플렉서블부의 경계에서 단차가 형성되는 것이 일반적이며, 이에 단차를 갖는 구조의 경연성 인쇄회로기판을 전단함에 있어 그 전단면에서 불량이 발생할 수 있다.
도 1은 다수의 기판 유닛이 형성된 모기판(母基版)을 도시한 평면도이고, 도 2는 종래의 일 예에 따라 경연성 인쇄회로기판을 전단하는 공정을 도시한 단면도이며, 도 3a 및 3b는 각각 도 2의 전단 가공 공정에서 나타날 수 있는 불량의 예를 도시한 도이다. 이를 참조하여, 종래의 전단가공 공정 및 그 결과로 나타나는 불량을 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 경연성 인쇄회로기판(RFPCB; rigid-flexible printed circuit board)은 패널과 같은 모기판(10) 위에 다수의 경연성 인쇄회로기판들(20; 이하, "기판 유닛"이라 한다)이 형성되어 제공된다. 각 기판 유닛들은 예컨대, 양측에 형성된 리지드부(22, 26) 및 그 사이에 연결되는 플렉서블부(24)로 구성될 수 있다. 도면과 달리, 필요에 따라서는 리지드부와 플렉서블부가 1:1로 대응되어 구성될 수도 있음은 당연하다.
이러한 기판 유닛들을 전단하는 종래의 공정은 도 2에 도시된 바와 같이, 모기판(10) 위에 다수개 형성된 기판 유닛(20)에 대하여 펀치(32)와 다이(34)로 구성되는 단일 금형(30)을 이용하여 한 번에 기판 유닛(20)의 경계면을 따라 전단(또는 "라우팅"이라 한다) 가공한다. 이때, 펀치의 폭(WP)과 다이(개구부)의 폭(WD)은 최소한의 유격을 두고 맞물리도록 형성되며, 그 사이에 전단하고자 하는 기판 유닛의 폭(WB; 예컨대, 리지드부 또는 플렉서블부의 폭)이 대응되도록 전단금형을 구성한다.
즉, 종래의 방법에 사용되는 전단금형은 가공하고자 하는 기판 유닛의 경계면에 실질적으로 일치하는 크기로 제공되며, 이러한 전단금형에 의해 다수의 기판 유닛이 형성된 모기판(예컨대, 패널 형태의 기판)으로부터 개개의 기판 유닛이 1회의 전단 공정에 의해 전단되는 것이다.
이러한 공정을 통하여 기판 유닛이 전단되는 경우에, 도 3a 및 3b에 도시된 바와 같은 불량이 발생하기 쉽다. 예를 들면, 도 3a에 도시된 바와 같이 기판 유닛을 적층하는 적층구조물 중 일부(예컨대, 유리 섬유)가 전단된 가공면으로부터 외부로 노출되어 형성되는 버어(burr)가 발생할 수 있으며(도 3a의 A 부분), 또는 도 3b에 도시된 바와 같이 전단 가공면이 밀려서 형성되는 버어가 발생할 수도 있 다(도 3b의 B 부분). 또한, 이러한 버어는 리지드부와 플렉서블부 중 리지드부의 경계면을 따라 형성되는 것이 일반적이다. 즉, 경연성 인쇄회로기판 중 상대적으로 두께가 큰 부분(리지드부)에서 버어가 쉽게 발생하게 된다.
이처럼, 기판 유닛의 전단 가공면에 형성되는 버어는 표면에 단차가 형성되는 경연성 인쇄회로기판을 한 번에 전단하는 과정에서 발생하기 쉬우며, 이러한 버어를 제거하기 위한 별도의 공정을 필요로 하거나 또는 미처 제거되지 못한 버어를 포함하는 경연성 인쇄회로기판이 전자제품 등에 적용될 때 그 전자제품의 불량을 유발할 수 있는 문제점이 나타날 수 있다.
본 발명은 경연성 인쇄회로기판의 전단 공정에서 버어와 같은 불량이 발생하는 것을 방지하기 위한 것이다.
본 발명은 경연성 인쇄회로기판의 전단면을 정밀하게 가공하는 방법을 제공하기 위한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 리지드부(rigid part) 및 플렉서블부(flexible part)를 포함하는 기판 유닛(board unit)이 다수 형성된 모기판을 제공하는 단계와; (b) 기판 유닛의 경계면 외측으로 적어도 일부 영역에서 소정의 여백을 포함하도록 제1금형을 이용하여 기판 유닛을 1차 전단하는 단계; 및 (c) 기판 유닛의 경계면에 실질적으로 일치하는 제2금형을 이용하여 1차 전단된 기판 유닛을 2차 전단하는 단계;를 포함하는 2단계 전단금형을 이용한 경연성 인쇄회로 기판의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 소정의 여백은 기판 유닛 또는 모기판의 두께의 대략 10% 이내의 범위 내에서, 바람직하게는 기판 유닛의 두께의 대략 5% 이내의 범위 내로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 있어서, 소정의 여백은 상기 리지드부에 대응하는 영역의 경계면을 따라 포함되는 것을 특징으로 한다. 즉, 플렉서블부에 대응하는 영역에서는 여백을 두지 않고 리지드부에 대응하는 영역에서만 소정의 여백이 형성되도록 제1금형을 구성함으로써 버어와 같은 불량이 주로 발생하는 부위(리지드부 영역)에서만 2단계의 전단 가공이 이루어질 수 있도록 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명한다.
참고로, 본 발명은 경연성 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것이나, 주된 특징은 모기판에 형성된 다수의 경연성 인쇄회로기판(또는 기판 유닛)을 개개로 분리하기 위하여 전단하는 공정에 있는 것이므로, 본 발명에 따른 실시예 역시 전단 공정을 위주로 하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 경연성 인쇄회로기판의 전단 공정을 나타내는 순서도이고, 도 5a 내지 5e는 각각 도 4에 따른 공정 단계를 순차적으로 도시한 공정도이다. 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 전단 공정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이 한 쌍의 리지드부(122, 126)와 그 사이에 연결되는 플렉서블부(124)로 구성되는 기판 유닛(120)이 패널과 같은 모기판(110) 에 다수개 형성되어 제공된다(S110 단계).
도 5a에 도시된 기판 유닛(120)은 예컨대, 카메라 모듈이 부착되어 휴대폰 등의 전자제품 등에 적용되는 것으로, 예를 들면, 카메라 모듈이 구비된 제 1 리지드부(122)와 휴대폰의 본체 측에 결합되는 제 2 리지드부(126) 및 그 사이에서 전기적 접속을 담당하는 플렉서블부(124)로 구분될 수 있으며, 각 부분에 대한 상세는 생략하기로 한다. 또한, 이러한 구성은 본 발명을 설명하기 위한 일 실시예로써 제공된 것이며, 이와 달리 다양한 형태의 경연성 인쇄회로기판이 유닛 형태로 제공될 수 있다는 점에 유의한다.
다음으로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 모기판(110)에서 기판 유닛(120)의 경계면으로부터 외측으로 소정의 여백(S)을 두고 1차 전단한다. 또한 도 5c에 도시된 바와 같이, 1차 전단을 위하여 제공되는 제1금형(130a)은 기판 유닛(120)의 경계면 외측으로 소정의 여백을 포함하는 1차 가공선(L1)에 대응하도록 형성된다(S120).
여기서, 소정의 여백은 기판 유닛이 두께 또는 모기판의 두께를 기준으로 설정할 수 있다. 예를 들면, 기판 유닛의 두께를 기준으로 대략 10% 이내의 폭으로 기판 유닛의 경계면으로부터 외측으로 형성될 수 있으며, 보다 바람직하게는, 기판 유닛의 두께를 기준으로 대략 5% 이내의 폭으로 형성될 수도 있다.
보다 구체적으로는, 제1금형(130a)은 펀치(132a)와 다이(134a)의 쌍으로 제공되며, 이때 펀치와 다이는 1차 가공선(L1)을 따라 맞물리도록 제공되며, 이를 통하여 개개의 기판 유닛에 대하여 소정의 여백을 포함하는 상태로 1차 전단할 수 있 다. 1차 전단 과정에서, 소정의 여백은 주로 리지드부에 대응하는 영역에 형성되도록 구성된다. 이는, 본 발명에서 구현하고자 하는 버어의 제거를 고려할 때, 버어가 주로 형성되는 영역이 리지드부의 경계면인 점에 기인한다.
만일, 버어의 발생이 리지드부 및 플렉서블부 양측에서 모두 발생하는 경우라면, 1차 전단 공정에서 요구되는 여백은 리지드부 및 플렉서블부 양측에 모두 형성되는 것이 바람직하다는 점에 유의한다. 다만, 본 실시예에서는 버어가 리지드부의 경계면을 따라 주로 형성된다는 점을 고려하여 그에 대응되는 리지드부를 기준으로 소정의 영역을 두고 1차 전단이 이루어지도록 구성한다. 다르게 표현하면, 플렉서블부는 1차 전단 과정에서 별도의 여백을 두지 않고 그 경계면에 실질적으로 일치하는 가공선을 따라 전단되도록 구성할 수 있다.
한편, 도 5c를 참조하여 본 발명에 따른 1차 전단 공정을 설명하면 다음과 같다. 예를 들면, 기판 유닛의 폭(WB)에 더하여 소정의 폭(여백의 폭; WS)을 포함하는 1차 가공선(L1)에 대응하여 펀치(132a) 및 다이(134a)가 형성되며, 이러한 제1금형(130a)에 의해 소정의 여백을 포함한 상태로 기판 유닛이 모기판(110)으로부터 1차 전단된다.
특히, 도 5c에 도시된 기판 유닛은 리지드부를 기준으로 도시한 것이며, 만일 플렉서블부에 대한 도면이 작성되는 경우에는 소정의 여백에 대응하는 폭(WS)이 존재하지 않게 되어 1차 가공선(L1)이 기판 유닛의 폭(WB)과 일치하게 도시될 것임에 유의한다.
다음으로, 도 5d에 도시된 바와 같이, 기판 유닛(120)의 경계면에 실질적으로 일치하는 2차 가공선(L2)을 따라 2차 전단한다. 또한 도 5e에 도시된 바와 같이, 2차 전단을 위하여 제공되는 제2금형(130b)은 기판 유닛(120)의 경계면에 실질적으로 일치하는 2차 가공선(L2)에 대응하도록 형성된다(S130).
보다 구체적으로는, 제2금형(130b)은 펀치(132b)와 다이(134b)의 쌍으로 제공되며, 이때 펀치와 다이는 2차 가공선(L2)을 따라 맞물리도록 제공되며, 이를 통하여 개개의 기판 유닛에 대하여 그 경계면과 실질적으로 일치한 상태에서 2차 전단이 실시될 수 있다. 2차 전단 과정에서, 1차 전단시에 남겨진 소정의 여백 부분이 제거되고, 이를 통하여 기판 유닛(120)이 정밀하게 전단된다. 이 경우, 앞선 1차 가공선(L1)과 달리, 2차 가공선(L2)은 기판 유닛(예컨대, 리지드부)의 경계면(폭 WB로 표현됨)에 일치하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 플렉서블부와 리지드부를 포함하는 경연성 인쇄회로기판("기판 유닛")을 모기판으로부터 전단하는 공정은 소정의 여백을 포함하여 전단하는 1차 전단 공정과 기판 유닛의 경계면에 실질적으로 대응하도록 전단하는 2차 전단 공정에 의해 수행될 수 있으며, 이는 기판 유닛에 더하여 소정의 여백을 포함하는 형상의 펀치와 다이의 제1금형과 기판 유닛의 형상에 실질적으로 일치하는 펀치와 다이의 제 2금형을 순차적으로 적용함으로써 실시될 수 있다.
특히, 소정의 여백은 주로 버어가 발생하는 부위인 리지드부를 중심으로 그 경계면에서만 형성되고, 플렉서블부의 경계면에는 별도의 여백을 두지 않도록 제1 금형을 형성함으로써 플렉서블부의 경계면은 제1금형을 이용한 1차 전단 공정에서 직접 전단되도록 구성하는 것이 바람직하다. 이후, 제2금형을 이용한 2차 전단 공정에서 리지드부를 포함하는 기판 유닛의 경계면 전체가 전단되도록 구성될 수 있다.
이처럼, 본 발명에 따른 경연성 인쇄회로기판의 제조방법은 리지드부와 플렉서블부를 포함하는 경연성 인쇄회로기판을 전단하는 공정에서 소정의 여백을 두고 1차 전단한 후 경계면을 따라 2차 전단함으로써 종래에 발생하던 버어와 같은 불량을 방지할 수 있으며, 효과적으로 전단 공정을 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 경연성 인쇄회로기판(기판 유닛)을 전단하기 위하여 기판 유닛의 경계면으로부터 적어도 일부분에서 소정의 여백을 갖는 형상에 맞추어 제작된 제1금형과 기판 유닛의 경계면에 실질적으로 일치하는 형상의 제2금형의 2단계 전단금형을 이용함으로써, 기판 유닛을 모기판으로부터 1차 가공 후 2차 가공을 실시하며, 이를 통하여 전단면(예컨대, 리지드부의 경계면 등)에서 발생하던 버어와 같은 불량을 방지할 수 있고, 나아가 종래 발생되던 버어로 인하여 요구되던 버어 제거 공정 등이 불필요하게 됨으로써 경연성 인쇄회로기판의 제조공정 전반에 걸쳐서 공정 시간의 단축과 공정 단축에 따른 이점을 가져올 수 있다.
또한, 기판 유닛의 경계면으로부터 외측으로 소정의 여백을 포함하는 형상에 맞추어 제공되는 제1금형 및 기판 유닛의 경계면에 일치하는 형상의 제2금형을 포함하는 2단계 전단금형을 제공함으로써 위와 같이 대략적인 형상에 맞추어 가공되 는 1차 가공과 경계면을 따라 정밀하게 가공되는 2차 가공의 순차적인 공정을 제공하고, 이를 통하여 경연성 인쇄회로기판에 대한 정밀한 전단공정을 제공할 수 있다.

Claims (6)

  1. (a) 리지드부 및 플렉서블부를 포함하는 기판 유닛이 다수 형성된 모기판을 제공하는 단계;
    (b) 상기 기판 유닛의 경계면 외측으로 적어도 일부 영역에서 여백을 포함하도록 제1금형을 이용하여 상기 기판 유닛을 1차 전단하는 단계; 및
    (c) 상기 기판 유닛의 경계면에 일치하는 제2금형을 이용하여 1차 전단된 기판 유닛을 2차 전단하는 단계;
    를 포함하는 2단계 전단금형을 이용한 경연성 인쇄회로기판의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 여백은 상기 기판 유닛의 두께의 10% 이내의 범위 내에서 형성되는 것을 특징으로 하는 2단계 전단금형을 이용한 경연성 인쇄회로기판의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 여백은 상기 기판 유닛의 두께의 5% 이내의 범위 내에서 형성되는 것을 특징으로 하는 2단계 전단금형을 이용한 경연성 인쇄회로기판의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 여백은 상기 리지드부에 대응하는 영역의 경계면을 따라 포함되는 것을 특징으로 하는 2단계 전단금형을 이용한 경연성 인쇄회로기판의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제1금형은 상기 리지드부의 경계면에 대응하여 여백을 포함하고 상기 플렉서블부의 경계면에 일치하는 것을 특징으로 하는 2단계 전단금형을 이용한 경연성 인쇄회로기판의 제조방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 제2금형은 상기 리지드부의 경계면에 일치하는 것을 특징으로 하는 2단계 전단금형을 이용한 경연성 인쇄회로기판의 제조방법.
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