KR100982791B1 - 금속 스테이플을 이용한 Ｎｏｎ-ＰＣＢ 복합재료 플레이트의 절연층의 상하면 통전 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속 스테이플을 이용한 Non-PCB 복합재료 플레이트(composite plate)의 절연층 상하면 통전 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래의 PCB 공정을 이용하지 않고 복합재료 플레이트를 사용하여, 복합재료 플레이트의 절연층의 상·하면에 위치하는 금속박판(metal foil)을 서로 전기적으로 통전시키는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 복합재료 플레이트의 절연층의 상·하면을 통전시키는 방법은 절연층에 금속 스테이플(staple)을 이용하여 스테이플링(stapling)하는 단계; 상기 금속 스테이플로 스테이플링된 절연층의 상·하면에 금속 박판을 각각 적층시키는 단계; 및 가온가압에 의해서 상기 금속박판을 상기 복합재료 플레이트에 결합시키는 단계;를 포함한다.

Description

금속 스테이플을 이용한 Ｎｏｎ-ＰＣＢ 복합재료 플레이트의 절연층의 상하면 통전 방법{Method for applying an electric connect from the upper side to the lower side of the insulator in non-PCB composite plate in use of metallic staple}
본 발명은 금속 스테이플을 이용한 Non-PCB 복합재료 플레이트(composite plate)의 절연층 상하면 통전 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래의 PCB 공정을 이용하지 않고 복합재료 플레이트를 사용하여, 복합재료 플레이트의 절연층의 상·하면에 위치하는 금속박판(metal foil)을 서로 전기적으로 통전시키는 방법에 관한 것이다.
현재, PCB 공정으로 모듈회로를 제작하고 있는데, PCB 공정은 기판 사이즈에 대한 제약이 있지만, Non-PCB 복합재료 플레이트를 이용한 기판의 제조방법은 모듈회로를 일체화 수 있어 PCB 공정 대비 기판의 크기에 대한 제약이 없다. 이에 따라, Non-PCB 복합재료 플레이트를 이용하여 대형 TV용(OLED TV 등) 플레이트를 제작할 수 있다.
본 발명은 대형 TV용(OLED TV 등) 플레이트 제작에 사용되는 복합 재료 플레이트(composite plate)의 상하면의 금속 박판을 전기적으로 통전시키는 방법, 즉 금속 스테이플을 이용한 Non-PCB 복합재료 플레이트의 제조방법에 관한 것이다.
복합판재를 이용하여 모듈회로 전원공급원을 제작할 때, 현재 복합판재 제조방법으로는 PCB(printed circuit board) 공정을 사용하고 있다. PCB 공정을 사용하는 이유는 도 1과 같이, Via Hole 구성, 판재 상하 단자 접속, 절연층 도포 등이 PCB 공정에서 수행하기 용이하기 때문이다.
하지만, PCB 공정은 일반회로 기판 제작을 위해 만들어져 있기 때문에 최대 기판 사이즈가 430mm X 530mm 로 규격화 되어 있어, PCB 공정을 이용하여 모듈회로 일체형 Encap 판재를 제작하면 26인치 이하의 제품만 제작이 가능하므로 대형 TV (26인치 이상, 예를 들면 40인치, 50인치, 55인치)에 적용이 불가능하였다.
이러한 PCB 공정의 문제점을 극복하기 위해서, Non-PCB 방법으로 탄소섬유 복합재료 기판을 모듈화하는 방법이 제시되었다.
도 2는 복합재료 플레이트의 기본 구조를 도시한다. 복합재료 플레이트(Composite plate)는 전도층(탄소섬유층)과 비전도층(절연층)으로 나누어지며, 도 2는 복합재료 플레이트 양쪽으로 금속박판(Metal Foil)이 더해진 구조이다. 금속박판(Metal Foil)은 Via Hole을 통하여 부분적으로 아래-위로 전기적으로 통전이 되어야 한다.
즉, 플레이트 윗면에 존재하는 ELVdd(Drain 전원부)와 아랫면에 존재하는 금속박판(Metal Foil) ELVdd(Drain)은 전기적으로 연결이 되어야 하고, 플레이트 윗면에 존재하는 ELVss(Source 전원부) 금속박판(Metal Foil)은 플레이트 아랫면의 ELVss(Source 전원부) 금속박판(Metal Foil)과 전기적으로 연결이 되어야 한다. 또한, ELVdd와 ELVss는 전기가 통하지 않아야 한다.
복합 재료 플레이트의 전도층은 상하면이 통전이 되나, 절연층(비전도층)은 상하면이 통전이 되지 아니함으로 via hole를 통해서 통전이 이루어져 한다. 도 2에서, 조그만 네모들이 via hole이 존재하는 부분이고, 이 부분을 통하여 플레이트 아래-위가 뚫려지고, 통전물질이 삽입되어 복합재료 플레이트(composite plate)의 절연층 위-아래의 통전을 가능하게 한다.
도 3은 종래의 방식에 따른, snap Fastener 또는 블록연결단자를 사용한 상하면 통전 방식을 도시한다.
도 3의 [a]는 Snap Fastener가 도시되어 있고, 도 3의 [b]는 Snap fastener를 사용하여 복합재료 플레이트 아래-위를 전기적으로 통전시키는 방법이 제시되고, 도 3의 [c]는 Metal block을 사용하여 복합재료 플레이트 아래-위를 전기적으로 통전시키는 방법이 제시되어 있다.
그러나, Non-PCB 복합재료 플레이트는 0.5mm ~ 1.0mm 의 두께로 제작되기 때문에, 도 3의 방식은, 높이가 1mm 혹은 0.5mm 인 Snap fastener를 특별 주문해서 아주 정밀하게 정렬 하거나, 또는 Metal block을 정밀하게 잘라서, 절연층을 같은 크기로 잘라 내고 여기에 metal block을 집어 넣어야 한다.
도시된 바와 같은 Snap Fastener 및 금속블럭을 사용하여 복합재료 플레이트 제작 할 때 정밀 정렬이 필요한 이유는 다음과 같다. Snap fastener는 암-수로 나뉘어져 있는데, 하나는 복합재료 플레이트 윗면에서 다른 하나는 복합재료 아랫면에서 설치를 해야 한다. 그런데 이러한 Snap Fastener의 크기는 복합재료 플레이트와 같은 높이로 제작되어야 하는데, 복합재료의 플레이트 두께가 0.5mm ~ 1.0mm이기 때문에 Snap Fastener의 높이도 0.5mm ~ 1.0mm의 크기로 제작이 되어야 하며, 암-수 결합 부위는 이 보다 더 작은 크기로 제작되어야 한다.
수백마이크로 미터 크기의 Snap Fastener를 주문 생산하는 것도 어렵고, 많은 비용이 소요되지만 정밀 제품인 복합재료 플레이트 아래-위 위치를 정확하게 맞춰서 Snap Fastener를 정확하게 정렬한 후 조립하는 것은 더욱 어렵다는 문제가 있었다. 암-수 아래위 정렬이 조금만 틀어져도 부품이 서로 맞지 않을 수 있게 되어, 제품 불량의 원인이 되기도 한다. 이러한 것을 종합해 보면 10차례 이상의 자동화 공정이 필요한 PCB 공정과 비교하여 Non-PCB 공정의 생산성이 향상되기 어려운 면이 있다. 또한 수작업이 많이 들어가야 해서 자동화가 어렵기 때문에 PCB 공정 대비 가격 경쟁력이 크게 없다고 볼 수 있다.
이러한 방식의 단점을 극복하기 위해서, 최근에는 금속 스테이플을 이용하여 복합재료의 상하면을 통전시키는 방식이 제시되고 있다.
도 4는 복합재료 플레이트의 상하면에 금속박판(metal foil)을 적층한 후 금속 스테이플(staple)로 스테이플링(stapling)하여 통전시키는 방식을 도시한다.
도 4를 참조하면, 도 4의 방식은 복합재료 플레이트의 아래-위 통전을 two piece 부품(Snap Fastener)을 쓰거나 통으로 블록을 끼워 넣는다는 발상에서 벗어나서, 성형이 되기 전의 복합재료 프리프레그가 유연성을 가지는 특성을 최대한 이용한 방법이다. 프리프레그(prepreg)란 강화섬유에 결합재(수지)를 미리 함침시킨 Sheet 형태의 제품으로, 성형이 되기 전의 복합재료 프리프레그(탄소섬유 프리프레그 등)는 섬유 원단과 동일한 형태로 성형 후 딱딱한 재질이 아닌 상온에서 유연성을 가진 제품이다. 프리프레그의 특성을 이용하여, 프리프레그 상태의 복합재료 플레이트(composite plate)에 금속박판(metal foil)을 적층을 한 후, 스테이플러(stapler)를 이용하여 금속 스테이플(staple)을 스테이플링(stapling)함으로써 복합재료 플레이트의 위-아래를 통전하는 방식이다.
그러나, 이와 같은 방식은 상하면의 금속박판의 표면에 금속 스테이플의 스테이플링에 의한 주름현상이 발생되는 문제가 있었으며, 프리프레그의 수지가 스테이플링(stapling) 작업시 발생하는 미세한 구멍 사이로 흘러나와, 금속 스테이플(staple)이 수지에 의해 오염되고 이에 따라 복합재료 플레이트의 위-아래의 통전기능이 저하된다는 치명적인 단점이 있었다.
다시 말해, 도 4와 같은 방식은 금속 스테이플의 스테이플링 작업시 복합재료 플레이트에 힘이 가해져 금속 스테이플의 스테이플링 작업에 의해 발생된 구멍 주위, 즉 복합재료 플레이트 상하면의 금속박판(metal foil)의 표면에 주름이 발생되어 표면의 평활도가 낮아지며, 작은 면적의 금속박판(Metal Foil)은 스테이플링 때문에 복합재료 플레이트와 금속박판(Metal Foil)의 박리현상이 발생된다는 문제가 있었으며, 스테이플링 작업에 의해 발생된 구멍 사이로 복합재료의 수지가 빠져나와 Non-PCB 기판에 박힌 금속 스테이플(staple)을 덮음으로써 통전성을 주기 위해서 사용된 금속 스템이플(staple)이 제기능을 발휘하지 못하여 플레이트 아래-위 간의 통전성이 나빠질 가능성이 높다는 치명적인 단점이 존재하였다.
또한, 도 4의 방식은 금속 스테이플의 표면이 대기 중에 노출되어 대기중에서 부식이 쉽게 생길 수 있으며, 금속 스테이플의 부식은 제품 수명을 단축시킬 수 있다. 이를 보완하기 위해서는 금속 스테이플에 따로 부식 방지 처리를 해야만 한다는 단점이 있었다.
아울러, 스테이플링에 의한 금속 박막의 손상 또는 지문이나 이물질의 오염이 많이 발생될 수 있으며, 취급에 주의해야 함으로 생산성이 떨어진다는 단점이 있었다.
본 발명의 상기의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 복합재료 플레이트의 절연층의 통전성을 높임과 동시에, 금속박판 표면의 주름과 수지에 의한 오염을 방지하고, 금속 박판의 평활도를 높여 우수한 품질의 복합재료 플레이트를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 대형 TV용 플레이트 제작을 가능하게 함과 동시에, 모듈화 비용을 절감하고, 제작 공정을 간소화 시켜 생산성을 향상시키고 생산효율을 증대시킬 수 있는 복합재료 플레이트의 절연층 통전 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위한 것으로서, 본 발명의 복합재료 플레이트의 절연층의 상·하면을 통전시키는 방법은 절연층에 금속 스테이플(staple)을 이용하여 스테이플링(stapling)하는 단계; 상기 금속 스테이플로 스테이플링된 절연층의 상·하면에 금속 박판을 각각 적층시키는 단계; 및 가온가압에 의해서 상기 금속박판을 상기 복합재료 플레이트에 결합시키는 단계;를 포함한다.
바람직하게는, 상기 복합재료 플레이트는 전도층과 전연층으로 구분되며, 상기 전도층은 탄소섬유와 수지가 결합된 탄소섬유 프리프레그이며, 상기 절연층은 유리섬유와 수지가 결합된 유리섬유 프리프레그이다.
바람직하게는, 상기 프리프레그에 사용되는 수지는 열경화성 수지 또는 열가소성 수지이며, 상기 열경화성 수지는 에폭시 수지, 불포화 폴리에스터 수지, 또는 시아네이트 에스테르 수지가 사용된다.
바람직하게는, 상기 금속 스테이플(staple)은 SUS(stainless steel), 구리, 철, 또는 알루미늄이다.
바람직하게는, 상기 금속 박판은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 금(Au), 은(Ag), 또는 SUS(스테인레스 스틸)이다.
바람직하게는, 상기 금속 박판 중 부식에 약한 금속박판은 도금처리가 되어 있으며, 상기 도금은 니켈도금, 주석도금, 주석-아연도금, 금도금, 은도금, 또는 삼원합금도금(구리-니켈-코발트도금)이 사용된다.
한편, 바람직하게는 상기 금속 박판은 구리 박판, 또는 알루미늄 박판이며, 부식방지를 위해 성형 후에 금속박판의 표면에 도금 처리가 이루어지되, 상기 도금은 니켈도금, 주석도금, 주석-아연도금, 금도금, 은도금, 또는 삼원합금도금(구리-니켈-코발트 도금)이 사용된다.
이상에서 상술한 바와 같은 본 발명의 복합재료 플레이트의 절연층 상하면을 통전시키는 방법은 기판을 Non-PCB 복합재료 플레이트를 이용해 제작함으로 PCB 공정에 따른 크기 제약이 없으므로 대형 TV(OLED TV 등)용 대형화 된 기판 제작이 가능하며, PCB 공정에 비하여 제작 공정의 단순화로 제작비용이 감소하고, 불필요한 절연층 배제가 가능하며, 플레이트의 휨현상이 감소하고, 판재의 CTE(열팽창계수) 증가가 최소화된다.
또한, 본 발명의 방법에 따라, 금속 스테이플을 원하는 위치에 일정한 간격으로 스테이플링한 후 Metal Foil을 적층을 하면, 성형 후 금속박판의 표면에 스테이플링 표시가 나지 않으며 이에 따라 표면의 평활도가 우수한 복합재료 플레이트의 생산이 가능하다. 복합재료 플레이트의 평활도는 차후 공정인 복합재료 플레이트와 유리면과의 접착도를 높일 수 있고 실란트 처리가 용이하게 된다.
아울러, 스테이플링에 의해 발생된 구멍사이로 나온 수지가 금속박판을 오염시키는 것을 방지할 수 있으며, 스테이플링에 의한 금속박판에 주름이 발생되는 것을 방지할 수 있고, 복합재료 플레이트와 금속박판 간의 박리현상을 줄일 수 있다. 금속 스테이플이 직접 대기중에 노출되지 않음으로 금속 스테이플에 부식방지처리를 하지 않아도 되어 금속 스테이플의 부식방지 처리비용 감소로 인한 제품 생산단가 절감 효과 및 기판 제작 공정 단계를 줄여 생산성을 높일 수 있다는 수많은 장점을 구현할 수 있다.
도 1은 종래의 복합판재와 Metal Foil을 이용한 전원 공급원의 구조를 나타내는 단면도.
도 2는 복합재료 플레이트의 기본 구조를 도시한다.
도 3은 종래의 방식에 따른, snap Fastener 또는 블록연결단자를 사용한 상하면 통전 방식을 도시한다.
도 4는 복합재료 플레이트의 상하면에 금속박판을 적층한 후에 금속스테이플을 이용하여 스테이플링한 경우의 개략 단면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 복합재료 플레이트의 단면 개략도.
이하에서는, 첨부된 도면 및 본 발명의 바람직한 실시예를 참조로 하여, 본 발명의 금속 스테이플을 이용한 Non-PCB 복합재료 플레이트의 절연층 상·하면 통전 방법을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 본원 발명의 바람직한 실시예에 따른, 복합재료 플레이트의 단면 개략도이다.
Non-PCB 복합재료 플레이트(composite plate)는 도 2와 같은 기본적인 구조를 가진다. 즉, 복합재료 플레이트는 PCB 공정을 사용하지 않으며, 전도층과 절연층으로 나뉜다. 전도층은 수지와 탄소섬유가 결합된 탄소섬유 프리프레그(prepreg)이며, 비전도성층(절연층)은 수지와 유리섬유가 결합된 유리섬유 프리프레그이다.
프리프레그는 앞서에서도 설명한 바와 같이, 강화섬유에 결합재를 미리 함침시킨 Sheet 형태의 제품으로, 섬유 원단과 동일한 형태로 성형 후 딱딱한 재질이 아닌 상온에서 유연성을 가진 제품이다. 프리프레그에 매트릭스로 사용되는 수지는 성형전에는 부드럽게 휘어지고 접혀지며 금속 스테이플의 스테이플링에 의해 쉽게 뚫리는 특성을 가지며, 추후의 가온가압공정(성형공정)에서 금속박판과의 결합이 가능한 결합재로서의 역할을 수행하여야 한다.
이에 따라, 프리프레그에 매트릭스로 사용되는 수지는 열경화성 수지, 열가소성 수지 모두 가능하며, 열경화성 수지 중에서 에폭시 수지, 불포화 폴리에스터 수지, 시아네이트 에스테르 수지 등이 사용될 수 있다. 바람직하게는 열경화성 수지 중 에폭시 수지가 바람직한데, 이는 성형이 되기 전에는 부드럽게 휘어지고 접혀지며 날카로운 물질로 뚫으면 아주 쉽게 뚫리는 특성이 있기 때문이다. 그러나, 반드시 상기 수지의 종류에 한정되는 것은 아니며, 상기의 특성을 가진 수지는 다양하게 사용될 수 있음은 물론이다.
탄소섬유 프리프레그로 된 전도성 부분은 상하면의 금속박판을 결합한 경우에 상하면이 서로 통전이 가능하기 때문에 상하면의 통전에 문제가 없으나, 유리섬유 프리프레그로 된 절연층은 상하면의 금속박판을 결합한 경우에 상하면을 via hole을 통해 서로 통전시켜 주어야 한다. 엄밀히 말해, 본 발명은 복합재료 플레이트(composite plate)의 절연층의 상하면 통전에 관한 발명이라 할 것이다.
본 발명의 통전 방법에 따르면, 먼저, 복합재료 플레이트의 절연층에 스테이플러(stapler)를 이용하여 금속 스테이플(staple)을 원하는 위치에 일정간격으로 스테이플링(stapling)한다. 금속 스테이플(staple)은 플레이트의 상하면을 통전시키는 역할을 함으로 전도성이 좋으면서도 강도가 좋고 일정한 정도 잘 휘어지는 재질이 바람직하다. 금속 스테이플의 재질로서, SUS(stainless steel), 구리, 철, 알루미늄 등이 바람직하게 사용되나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기의 금속 스테이플의 성질을 가지면 어떤 재질도 가능하다 할 것이다.
금속 스테이플(staple)의 수직 길이는 복합재료 플레이트의 두께보다 길어야 하는 데, 이는 도시된 바와 같이 금속 스테이플의 양쪽 끝단이 구부러져야 하부의 금속박판와의 전기적 전도성이 높기 때문이다.
스테이플링(stapling) 작업은 스테이플러(stapler)를 이용하여 이루어진다. 타카기와 같은 스테이플러도 사용가능할 수 있는데 이 경우에는 끝단을 구부리기 위한 별도의 장치나 작업이 진행되어야 한다.
복합재료 플레이트(composite plate)의 절연층에 금속 스테이플을 스테이플링한 후, 그 상부 및 하부에 각각 금속박판(metal foil)을 위치시킨다. 금속 박판은 전도성이 좋고, 복합재료와의 부착력이 좋아야 하며, 가격도 저렴한 것이 바람직하다. 금속 박판의 바람직한 재질로서, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 금(Au), 은(Ag), SUS(스테인레스 스틸) 등이 사용되나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기의 금속박판의 성질을 가진 재질은 사용가능하다 할 것이다. 금속 박판은 약 12 - 50㎛의 두께를 가진다.
금속 박판의 재질 중 부식에 약한 금속 박판(구리, 알루미늄)은 도금 처리(부식방지처리)가 된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이는 금속박판이 대기중에 노출되어 부식이 발생될 위험이 있기 때문이다. 도금으로는 니켈도금, 주석도금, 주석-아연도금, 금도금, 은도금, 또는 삼원합금도금(구리, 니켈, 코발트도금)이 사용될 수 있다.
아울러, 부식에 약한 금속박판이라도 도금 처리가 안된 박판을 사용하여 성형한 후, 성형 후에 금속박판의 표면에 도금처리를 할 수도 있다. 이는 가공중에 금속박판이 손상을 입은 경우에 보다 깨끗한 표면을 제공할 수 있기 때문이다.
금속 스테이플(staple)의 표면이 대기중에 노출된다면 대기중에서 부식이 발생되어 수명을 단축시킬 수 있다. 본 발명에서는 금속 스테이플을 금속박판(metal foil)으로 덮게 되어 금속 스테이플이 대기중에 노출되지 않음으로, 금속 스테이플에 별도의 부식방지처리가 필요 없다는 장점이 있다. 대신에 부식방지 도금이 되어 있는 금속박판을 사용하여 금속 스테이플에 별도의 도금작업을 하지 않더라도, 금속 스테이플의 상하면에 적층되어 있는 도금 금속 박판이 금속 스테이플이 산소와 접촉하는 것을 차단해 주게 된다. 이에 따라, 금속 스테이플에 별도의 부식방지처리를 하지 않아도 되며, 이는 금속스테이플의 부식방지 처리비용의 감소로 인한 제품의 생산단가 절감효과와 제품 제작공정단계를 줄여 생산성을 높일 수 있다는 장점으로 연결된다.
다음으로, 가온가압에 의해서 상기 금속박판을 상기 절연층의 상하면에 결합시킨다. 가온 가압은 오토클레이브(autoclave) 또는 핫프레스(Hot Press)를 이용하여 진행하게 된다. 가온 가압은 프리프레그 상태의 복합재료 플레이트를 경화시킴과 동시에, 금속박판을 플레이트에 결합시키는 과정이다. 프리프레그의 수지가 가온가압시에 결합재로서의 역할을 수행하여 금속박판을 플레이트에 결합시키게 된다.
이상과 같이, 본 발명의 Non-PCB 복합재료 플레이트의 절연층의 상하면을 통전시키는 방식은 요약컨대 복합재료 플레이트에 금속 스테이플을 사용해 스테이플링한 후, 금속박판(metal foil)을 적층하는 방법이다. 이와 같은 본 발명의 통전 방식은 플레이트의 성형(가온가압) 후 평활도가 좋아 차후 공정인 복합재료 플레이트와 유리면과의 밀착도가 높고, 스테이플링 작업 등의 가공시 취급하기 쉬워 생산 효율이 높으며, 금속 스테이플을 스테이플링할 때 발생하는 구멍을 통해 수지가 금속박판 상부로 빠져 나오지 않아 가온가압 성형시 복합재료 프리프레그에서 흘러나오는 수지에 의한 금속 스테이플의 오염을 막을 수 있어 복합재료에 금속박판(metal foil)을 적층을 한 후 금속 스테이플을 스테이플링 하는 방법에 비하여 효과적인 방법이다.
실시예
가운데에 전도층인 탄소섬유 프리프레그가 형성되고 가장자리를 따라 절연층인 유리섬유 프리프레그가 형성된 판상의 프리프레그 상태의 복합재료 플레이트를 준비하였다. 탄소섬유 프리프레그는 탄소섬유와 에폭시수지의 결합으로 이루어져 있으며, 유리섬유 프리프레그는 유리섬유와 에폭시수지로 결합되어 있었다.
철 소재의 스테이플을 준비하였다. 스테이플러(stapler)를 이용하여 철 스테이플을 절연층인 유리섬유 프리프레그 부분에 일정한 간격으로 스테이플링(stapling)하였다. 철 스테이플에 별도의 부식처리는 이루어지지 않았다. 그런 후, 부식방지 도금(니켈도금)이 된 구리 박판을 복합재료 플레이트의 상·하부에 일정부분 덮었다(구리박판은 12.5㎛, 17.5㎛, 35㎛ 의 두께를 가지는 구리 박판을 준비하여, 각각의 구리 박판에 대해서 개별적으로 실험을 실시함).
그런 후, 상하부에 이형필름을 덮고 다시 상하부에 판재금형(금속금형)을 덮었다. 이 상태에서 진공필름을 이용하여 진공포장을 실시하였다. 이형 필름은 복합재료의 수지가 성형할 때 점착성을 가지는데 이로 인하여 제품과 금형간의 부착력이 발생하면 제품을 사용할 수 없기 때문에 성형 후 판재 금형과 플레이트 간의 탈영을 위해 사용되는 부자재이며, 진공필름은 진공을 위해서 사용되는 필름으로 연성이 좋아야 작업성이 우수하여야 한다.
진공포장된 상태에서 오토클레이브(autoclave, 제조사:원기공)를 이용하여 가온가압공정을 실시하였다. 가온가압공정은 약 3기압의 압력하에서 상온에서 80도로 30분간 1차 승온을 한 후, 80도에 도달하면 30분간 온도를 유지해 1차 성형한 후 다시 80도에서 125도로 30분간 서서히 온도를 올렸다. 그런 후 125도에 도달하면 60분간 같은 온도로 유지하여 2차 성형을 하였다. 성형이 완료된 후 이를 꺼내어 자연 냉각 방식을 이용하여 냉각을 실시하였다.
실시예를 통해 생산된 복합재료 플레이트는 표면이 스테이플링 자국이 없어 평활도가 높고 표면이 깨끗하였으며, 수지에 의한 금속박판의 오염이 발생되지 않았다. 또한, 상부 금속박판과 하부 금속박판의 통전성이 우수함을 확인할 수 있었다.

Claims (7)

  1. 복합재료 플레이트의 절연층의 상·하면을 통전시키는 방법으로서,
    절연층에 금속 스테이플(staple)을 이용하여 스테이플링(stapling)하는 단계;
    상기 금속 스테이플로 스테이플링된 절연층의 상·하면에 금속 박판을 각각 적층시키는 단계; 및
    가온가압에 의해서 상기 금속박판을 상기 복합재료 플레이트에 결합시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연층의 통전방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복합재료 플레이트는 전도층과 절연층으로 구분되며,
    상기 전도층은 탄소섬유와 수지가 결합된 탄소섬유 프리프레그이며, 상기 절연층은 유리섬유와 수지가 결합된 유리섬유 프리프레그인 것을 특징으로 하는 통전 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 프리프레그에 사용되는 수지는 열경화성 수지 또는 열가소성 수지이며, 상기 열경화성 수지는 에폭시 수지, 불포화 폴리에스터 수지, 또는 시아네이트 에스테르 수지인 것을 특징으로 하는 통전 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 스테이플은 스테인레스스틸(SUS), 구리(Cu), 철(Fe), 또는 알루미늄(Al)인 것을 특징으로 하는 통전 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 박판은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 금(Au), 은(Ag), 또는 스테인레스스틸(SUS)인 것을 특징으로 하는 통전 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 금속 박판 중 부식에 약한 금속박판은 도금처리가 되어 있으며,
    상기 도금은 니켈도금, 주석도금, 주석-아연도금, 금도금, 은도금, 또는 삼원합금도금(구리-니켈-코발트 도금)이 사용되는 것을 특징으로 하는 통전 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 박판은 구리 박판, 또는 알루미늄 박판이며,
    부식방지를 위해 성형후에 금속박판의 표면에 도금 처리가 이루어지되,
    상기 도금은 니켈도금, 주석도금, 주석-아연도금, 금도금, 은도금, 또는 삼원합금도금(구리-니켈-코발트 도금)이 사용되는 것을 특징으로 하는 통전 방법.
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