KR101151473B1 - Flexible Printed Circuits Board and Manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히, 인쇄회로기판의 회로부를 스트레스를 최소화할 수 있는 중립축 영역에 배치시켜, 인쇄회로기판의 절연층 및 보호층의 인장력에 따른 크랙을 최소화하며, 절곡 신뢰성을 향상시킬 수 있는 플렉서블 인쇄회로기판에 대한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a printed circuit board and a method of manufacturing the same. In particular, the circuit part of the printed circuit board is disposed in a neutral axis region that can minimize stress, thereby minimizing cracks due to the tensile force of the insulating and protective layers of the printed circuit board. The present invention relates to a flexible printed circuit board capable of improving bending reliability.

플렉서블인쇄회로기판(Flexible Printed Circuits Board), 중립축 Flexible Printed Circuits Board, Neutral Shaft

Description

연성 인쇄회로기판 및 그 제조방법{Flexible Printed Circuits Board and Manufacturing method of the same}Flexible Printed Circuit Board and Manufacturing Method of the Same

본 발명은 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a printed circuit board and a method of manufacturing the same.

연성 인쇄회로기판(Flexible Printed Circuits Board; 이하 "FPCB"라 한다)은 전자제품이 소형화 및 경량화하면서 개발된 전자부품으로 작업성이 뛰어나고, 내열성 및 내곡성, 내약품성이 강하며, 열에 강하여 모든 전자제품의 핵심부품으로서 카메라, 컴퓨터R 및 주변기기, 휴대폰, 영상 오디오기기, 캠코더, 프린터, 디브이디(DVD), TFT 엘시디, 위성장비, 군사장비, 의료장비 등에서 널리 사용되고 있다. 상기 FPCB는 단독으로 3차원 배선이 가능하고 기기의 소형화 및 경량화가 가능하며 반복 굴곡에의 높은 내구성을 갖고 있으며, 고밀도 배선이 가능하고(0.1mm/pitch) 배선의 오류가 없고 조립이 양호하며 신뢰성이 높기 때문에 또한, 연속생산 방식이 가능하기 때문이다.Flexible Printed Circuits Board (FPCB) is an electronic component developed while miniaturizing and lightening electronic products. It has excellent workability, heat resistance, bending resistance, chemical resistance, and heat resistance. It is widely used in cameras, computer R and peripherals, mobile phones, video and audio equipment, camcorders, printers, DVDs, TFT LCDs, satellite equipment, military equipment, and medical equipment. The FPCB is capable of three-dimensional wiring alone, it can be miniaturized and lightweight, has high durability against repeated bending, high density wiring (0.1mm / pitch), no wiring errors, good assembly, and reliability. This is because the high production rate also enables continuous production.

도 1은 이러한 연성 인쇄회로기판의 제조방법을 도시한 것이다.1 illustrates a method of manufacturing such a flexible printed circuit board.

도시된 것처럼, (a) 절연성 수지필름(11)상에 동박적층(12)로 구성되는 편면 CCL(10)을 준비하고, (b) 이후에는 상기 동박(12)을 에칭하여 제1회로패턴(13)을 형성한다. (c) 그리고 상기 수지필름(11)의 하부에 접착층(14)를 형성하고, (d) 이후, 상기 접착층(14)과 수지필름(11)을 가공하여 비아홀(15)을 형성한다.As shown, (a) the single-sided CCL 10 composed of the copper foil layer 12 is prepared on the insulating resin film 11, and after (b) the copper foil 12 is etched to form a first circuit pattern ( 13). (c) Then, the adhesive layer 14 is formed on the lower portion of the resin film 11, and (d) thereafter, the adhesive layer 14 and the resin film 11 are processed to form a via hole 15.

그리고, (e) 상기 비아홀(15)의 내부를 금속물질(16)로 충진한 후, (f) 상기 제1회로패턴(13)의 상부에는 제1커버층(21), 상기 접착층(14)의 하부에는 제2배선패턴(24)가 형성되는 제2커버층(22)를 어라인하여, (g) 압착하여 완성하게 된다.After (e) filling the inside of the via hole 15 with a metal material 16, (f) the first cover layer 21 and the adhesive layer 14 are formed on the first circuit pattern 13. The second cover layer 22 on which the second wiring pattern 24 is formed is arranged at the bottom of the substrate, and (g) compression is completed.

그러나, 이러한 연성 인쇄회로기판의 제조공정에서 회로의 패턴이 파인(fine)화 되면서, 굴곡성이 요구되는 부위에 크랙이 쉽게 발생하는 문제가 발생하게 된다. 구체적으로는, 회로 형성 후 보호층(커버층)의 형성시 대칭성을 고려하지 않고 설계하여 제품에 굴곡에 의한 스트레스가 가해지면 수축 또는 신장에 의한 스트레스가 지속적으로 회로부에 가해져 회로 크랙이 발생하게 된다.However, as the pattern of the circuit becomes fine in the manufacturing process of the flexible printed circuit board, a problem occurs that a crack easily occurs in a portion where flexibility is required. Specifically, when the protective layer (cover layer) is formed after the circuit is formed without considering the symmetry, if the stress due to bending is applied to the product, the stress due to shrinkage or extension is continuously applied to the circuit part to generate a circuit crack. .

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 인쇄회로기판의 회로부를 스트레스를 최소화할 수 있는 중립지점에 배치시켜, 인쇄회로기판의 절연층 및 보호층의 인장력에 따른 크랙을 최소화하며, 절곡 신뢰성을 향상시킬 수 있는 인쇄회로기판의 구조 및 그 제조공정을 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above-described problems, an object of the present invention is to place the circuit portion of the printed circuit board at a neutral point to minimize the stress, according to the tensile force of the insulating layer and the protective layer of the printed circuit board To provide a structure and a manufacturing process of a printed circuit board that can minimize cracks and improve bending reliability.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 구성은 인쇄회로기판을 구성하는 구성요소 중 회로패턴의 배치를 하기의 식을 충족하는 곳에 배치하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판을 구성할 수 있도록 한다.The configuration according to the present invention for solving the above problems is to configure a printed circuit board, characterized in that the arrangement of the circuit pattern of the components constituting the printed circuit board is placed in a position that satisfies the following equation.

구체적으로, 본 발명에 따른 인쇄회로기판은, 베이스 절연층 상에 형성되는 적어도 1 이상의 회로패턴; 상기 회로패턴의 상부에 접착층을 매개로 적층되는 회로보호층;을 포함하되, 상기 회로패턴은 하기의 {식 1}에 따른 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판을 제공할 수 있도록 한다.Specifically, the printed circuit board according to the present invention, at least one circuit pattern formed on the base insulating layer; And a circuit protection layer stacked on an upper portion of the circuit pattern through an adhesive layer, wherein the circuit pattern is provided at a position according to {Formula 1}.

{식 1}{1}

Figure 112009073740105-pat00001
Figure 112009073740105-pat00001

(단, α,β,γ,δ 는 각각 베이스 절연층, 회로패턴, 접착층, 회로보호층의 두께이며, Eα, Eβ, Eγ, Eδ는 각층의 탄성계수이다.)(Where α, β, γ, and δ are the thicknesses of the base insulating layer, the circuit pattern, the adhesive layer, and the circuit protection layer, respectively, and E α , E β , E γ , and E δ are the elastic modulus of each layer.)

특히, 상기 회로패턴의 배치는 -1000≤{식 1}≤+1000의 범위를 충족하는 것을 특징으로 한다.In particular, the arrangement of the circuit pattern is characterized by satisfying the range of -1000≤ {equation 1} ≤ + 1000.

상술한 구조의 인쇄회로기판에 있어서, 상기 베이스 절연층은 연성을 가지는 폴리이미드 또는 FET 필름으로 형성할 수 있으며, 상기 회로패턴은 상기 베이스 절연층의 단면 또는 양면에 형성될 수 있다.In the above-described printed circuit board, the base insulating layer may be formed of a flexible polyimide or FET film, and the circuit pattern may be formed on one or both surfaces of the base insulating layer.

물론, 상술한 구조의 인쇄회로기판상에 적어도 1개 이상의 층이 형성되거나, 상술한 구조의 인쇄회로기판의 적층구조가 복합적으로 적층된 다층인쇄회로기판으로 형성할 수도 있다.Of course, at least one layer may be formed on the printed circuit board having the above-described structure, or may be formed of a multilayer printed circuit board in which the laminated structure of the printed circuit board having the above-described structure is stacked in a complex manner.

상술한 구조의 인쇄회로기판을 형성는 것은, 절연층 상에 형성되는 회로패턴이 상기 절연층과 접착층을 매개로 하는 보호층으로부터 받는 스트레스를 최소화하기 위해 상기 {식 1}을 충족하는 곳에 배치 형성하는 제조설계공정으로부터 도출될 수 있다.Forming the printed circuit board of the above-described structure, the circuit pattern formed on the insulating layer is disposed to meet the above formula (1) in order to minimize the stress received from the protective layer via the insulating layer and the adhesive layer Can be derived from the manufacturing design process.

본 발명에 따르면, 인쇄회로기판의 회로부를 스트레스를 최소화할 수 있는 중립지점에 배치시켜, 인쇄회로기판의 절연층 및 보호층의 인장력에 따른 크랙을 최소화하며, 절곡 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by placing the circuit portion of the printed circuit board at a neutral point that can minimize the stress, to minimize the cracks according to the tensile force of the insulating layer and the protective layer of the printed circuit board, it is effective to improve the bending reliability have.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한 다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and operation according to the present invention. In the description with reference to the accompanying drawings, the same components are given the same reference numerals regardless of the reference numerals, and duplicate description thereof will be omitted.

도 2a를 참조하면, 도 2a는 연성 인쇄회로기판의 문제를 설명하기위한 개념도로, 도시된 것처럼, 전체적인 연성 인쇄회로기판(100)에서 굴곡이 상부로 형성되는 경우, 연성 인쇄회로기판의 상부면에는 수축스트레스(Compression stress)를 받는 영역(C)과, 하부면에는 신장스트레스(Elongation stress)를 받은 영역(E)에 지속적으로 스트레스가 가해지게 된다. Referring to FIG. 2A, FIG. 2A is a conceptual diagram illustrating a problem of a flexible printed circuit board. As shown in FIG. 2A, when the curvature is formed in the entire flexible printed circuit board 100, the upper surface of the flexible printed circuit board is formed. The stress is continuously applied to the region (C) subjected to contraction stress and the region (E) subjected to elongation stress on the lower surface.

이러한 스트레스가 회로부에 가해지면 회로 크랙이 발생하게 된다. 그러나 이러한 수축되는 연성 인쇄회로기판의 수축되는 인쇄회로기판의 내측과 신장되는 외측의 중간 지점에는 힘이 작용하지 않는 중립축(Neutral Line; N)을 지나는 중립축 영역이 존재하게 되며, 본 발명은 이 중립축 영역에 회로를 위치시켜 스트레스를 제거하여 스트레스를 최소화하고 굴곡 신뢰성을 향상시킬 수 있는 제품을 제공하는 것을 그 요지로 한다.When such stress is applied to the circuit part, a circuit crack occurs. However, there is a neutral axis region passing through the neutral line (N) where no force is applied at an intermediate point between the contracted flexible printed circuit board and the stretched outer printed circuit board. The idea is to provide a product that minimizes stress and improves bending reliability by placing a circuit in the area to eliminate stress.

도 2b는, 본 발명에 따른 연성 인쇄회로기판을 구성하는 기본적인 구성요소의 배치관계를 도시한 개념도이다.2B is a conceptual diagram showing an arrangement relationship of basic components constituting the flexible printed circuit board according to the present invention.

구체적으로는, 본 발명에 따른 연성 인쇄회로기판은 베이스 절연층(110) 상에 형성되는 적어도 1 이상의 회로패턴(120), 상기 회로패턴의 상부에 접착층(130)을 매개로 적층되는 회로보호층(140)을 포함하여 형성될 수 있다.Specifically, the flexible printed circuit board according to the present invention includes at least one or more circuit patterns 120 formed on the base insulating layer 110, and a circuit protection layer stacked on the circuit patterns via an adhesive layer 130. It may be formed to include (140).

상기 베이스 절연층(110)은 플렉서블(flexible)한 유연성을 구비한 절연 필름이 사용될 수 있으며, 이를 테면 폴리이미드(PI)가 적용될 수 있다.As the base insulating layer 110, an insulating film having a flexible flexibility may be used. For example, polyimide (PI) may be applied.

상기 베이스 절연층(110)의 상부에는 회로패턴(120)이 형성되며, 그 상부에 형성되는 접착층(130)은 열경화성 에폭시 등의 수지를 포함하는 열가소성 폴리이미드 등을 주성분으로 하는 접착성을 가지는 수지 필름형태의 것을 사용할 수 있다. 물론 필름 형태가 아닌 접착성을 가진 물질을 도포하여 경화하는 방식으로 형성하는 것도 가능하다.The circuit pattern 120 is formed on the base insulating layer 110, and the adhesive layer 130 formed on the base insulating layer 110 has an adhesive resin including a thermoplastic polyimide containing a resin such as a thermosetting epoxy as a main component. The film form can be used. Of course, it is also possible to form by hardening by applying a material having an adhesive rather than a film form.

상기 회로보호층(140)은 다양한 절연물질 또는 필름 형상의 구조물을 이용할 수 있으며, 이를 테면 액정 폴리머(Polymer), 액정 폴리머를 주성분으로 하는 수지제, 폴리 에테르 이미드(poly ether imide;PEI), 폴리 에텔 에텔케톤(PEEK) 등의 물질을 이용할 수 있다.The circuit protection layer 140 may use a variety of insulating materials or film-like structures, for example, a liquid crystal polymer (Polymer), a resin made mainly of the liquid crystal polymer, poly ether imide (PEI), Materials such as polyether ether ketone (PEEK) can be used.

상술한 구조로 형성되는 연성 인쇄회로기판의 구조물은 본 발명의 요지에 따라 특히 상기 회로패턴의 배치를 수축되는 연성 인쇄회로기판의 수축되는 인쇄회로기판의 내측과 신장되는 외측의 중간 지점에는 힘이 작용하지 않는 중립축(Neutral Line) 영역에 배치할 수 있도록 함이 바람직하다.According to the gist of the present invention, in the structure of the flexible printed circuit board having the above-described structure, a force is applied at an intermediate point between the inside and the outside of the contracted printed circuit board of the flexible printed circuit board which contract the arrangement of the circuit pattern. It is desirable to be able to arrange in the neutral line area which does not work.

특히 상기 중심축 영역은 다음과 같이 정의할 수 있다.In particular, the central axis region may be defined as follows.

상기 각각의 연성회로기판을 구성하는 구성요소에 있어서, 상기 베이스 절연층(110), 상기 회로패턴(120), 상기 접착층(130), 상기 회로보호층(140)의 각각 두께를 α,β,γ,δ라 하고, 각각의 층의 탄성계수를 Eα, Eβ, Eγ, Eδ이라 할 때, 상기 연성회로기판 전체에 형성되는 합응력의 평형방정식에 의해 다음과 같은 수식을 형성할 수 있다.In the components constituting the flexible printed circuit board, each of the base insulating layer 110, the circuit pattern 120, the adhesive layer 130, and the circuit protection layer 140 may have a thickness of α, β, When the modulus of elasticity of each layer is γ, δ and E α , E β , E γ , E δ , the following equation can be formed by the equilibrium equation of the sum stress formed in the entire flexible circuit board. Can be.

{ 식 1}{Expression 1}

Figure 112009073740105-pat00002
Figure 112009073740105-pat00002

위 수식의 값이 "0"을 만족할 경우에 회로 높이 방향의 중양지점(β/2)에 중립축이 위치하게 되며, 이 영역에 최소의 스트레스가 작용하게 되며, 이 영역에 회로를 배치하는 경우, 크랙 발생을 줄여 절곡 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있게 된다. 특히, 상기 수식에 의해 형성된 값이 -1000~+1000의 범위 내에 포함되도록 회로배치를 할 수 있도록 함이 바람직하다.When the value of the above formula satisfies "0", the neutral axis is located at the neutral point (β / 2) in the circuit height direction, and the minimum stress acts on this area. By reducing cracks, bending reliability can be greatly improved. In particular, it is preferable to enable the circuit arrangement so that the value formed by the above formula is included in the range of -1000 to +1000.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the foregoing detailed description of the present invention, specific examples have been described. However, various modifications are possible within the scope of the present invention. The technical idea of the present invention should not be limited to the embodiments of the present invention but should be determined by the equivalents of the claims and the claims.

도 1은 종래 기술에 따른 인쇄회로기판의 제조공정도를 예시한 것이다.Figure 1 illustrates a manufacturing process of the printed circuit board according to the prior art.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 구조를 설명하기 위한 개념도이다.2A and 2B are conceptual views illustrating the structure of a printed circuit board according to the present invention.

Claims (6)

폴리이미드(PI) 또는 FET 필름으로 형성된 베이스 절연층 상에 형성되는 적어도 1 이상의 회로패턴;At least one circuit pattern formed on the base insulating layer formed of polyimide (PI) or FET film; 상기 회로패턴의 상부에 형성되는 접착층;An adhesive layer formed on the circuit pattern; 액정 폴리머, 액정 폴리머를 포함하는 수지제, 폴리 에테르 이미드, 폴리 에텔 에텔케톤 중 어느 하나의 물질로 형성되며, 상기 접착층의 상부에 적층되는 회로보호층;을 포함하되,It includes; a circuit protection layer formed of any one of a liquid crystal polymer, a resin containing a liquid crystal polymer, poly ether imide, poly ether ether ketone, and laminated on the adhesive layer; 상기 회로패턴은 하기의 식 1에 따른 중립축 영역에 배치되는데, The circuit pattern is disposed in the neutral axis region according to Equation 1 below. {식 1}{1}
Figure 112012010794367-pat00003
Figure 112012010794367-pat00003
 (단, α,β,γ,δ 는 각각 베이스 절연층, 회로패턴, 접착층, 회로보호층의 두께이며, Eα, Eβ, Eγ, Eδ는 각층의 탄성계수이다.)(Where α, β, γ, and δ are the thicknesses of the base insulating layer, the circuit pattern, the adhesive layer, and the circuit protection layer, respectively, and E α , E β , E γ , and E δ are the elastic modulus of each layer.) 상기 식 1에서
Figure 112012010794367-pat00008
은 상기 베이스절연층로부터 베이스 절연층에 접한 상기 회로패턴의 1/2부분까지 미치는 상기 베이스절연층의 탄성계수의 합을 나타내고,
Figure 112012010794367-pat00009
은 상기 회로패턴의 나머지 1/2부분에서부터 상기 접착층까지 미치는 접착층의 탄성계수의 합이며,
Figure 112012010794367-pat00010
은 상기 회로패턴의 나머지 1/2부분에서부터 상기 접착층 및 상기 회로보호층까지 미치는 상기 회로보호층의 탄성계수의 합을 나타내며, In Equation 1
Figure 112012010794367-pat00008
Denotes the sum of the modulus of elasticity of the base insulating layer that extends from the base insulating layer to one half of the circuit pattern in contact with the base insulating layer,
Figure 112012010794367-pat00009
Is the sum of the elastic modulus of the adhesive layer extending from the remaining half of the circuit pattern to the adhesive layer,
Figure 112012010794367-pat00010
Represents the sum of the modulus of elasticity of the circuit protection layer extending from the remaining half of the circuit pattern to the adhesive layer and the circuit protection layer, 상기 회로패턴의 배치는 상기 {식 1}이 아래의 범위를 충족하는 것을 특징으로 하는 연성(Flexible) 인쇄회로기판.The arrangement of the circuit pattern is a flexible printed circuit board, characterized in that {Equation 1} satisfies the following range. -1000≤{식 1}≤+1000-1000≤ {equation 1} ≤ + 1000 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 회로패턴은 상기 베이스 절연층의 단면 또는 양면에 형성되는 것을 특징으로 하는 연성(Flexible) 인쇄회로기판.The circuit pattern is a flexible printed circuit board, characterized in that formed on one side or both sides of the base insulating layer. 청구항 1 및 청구항 4 중 어느 하나의 인쇄회로기판을 적어도 1 이상 적층한 구조의 다층인쇄회로기판.A multilayer printed circuit board having a structure in which at least one printed circuit board of any one of claims 1 and 4 is laminated. 삭제delete
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