KR101180708B1 - 백업보드 제조방법 및 그에 의해 제조된 백업보드 - Google Patents

백업보드 제조방법 및 그에 의해 제조된 백업보드 Download PDF

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Abstract

본 발명은 백업보드 제조방법에 관한 것으로, 미리 설정된 크기로 된 심재(20)를 자동공급부(10)에서 일정 시간 간격을 두고 연속적으로 공급하는 단계(S1), 히팅롤러를 포함한 예열부(14)에서 상기 심재(20)를 예열하는 단계(S3), 경화제 스프레더(spreader:15)에서 예열된 심재의 상면과 저면에 롤러를 통하여 경화제를 각각 도포하는 단계(S4), 건조로(16)에서 180~200℃로 가열하여 상기 심재의 상면과 저면 양면에 각각 도포된 경화제의 표면부만 경화되게 반경화시키도록 건조하는 단계(S5), 접착제 스프레더(17)에서 상기 건조로에서 경화된 경화제 표면부 위에 접착제를 도포하는 단계(S6), 라미네이팅장치(18)에서 상기 접착제가 도포되어 연속적으로 공급되는 심재(20)들의 상면과 저면 각각에 종이 시트(24)를 연속적으로 부착하고, 히팅롤러로 압착하여 종이 시트를 심재에 일체화시키는 라미네이팅 단계(S7), 상기 종이 시트(24)가 심재(20)에 라미네이팅되어 형성된 백업보드의 심재 상하면에서 외측으로 돌출된 여분의 시트부분을 제거하는 트리밍단계(S8) 및 출하단계(S10)를 포함하여 구성됨으로써, 연속적으로 백업보드를 생산할 수 있게 되어 생산성이 크게 향상되고, 접착성이 향상되며, 백업보드의 품질을 향상 및 경량화 효과를 얻을 수 있으며, 친환경적이다.

Description

백업보드 제조방법 및 그에 의해 제조된 백업보드{A BACK-UP BOARD AND A METHOD MAKING IT}
본 발명은 인쇄회로기판의 비아홀 가공 공정에서 인쇄회로기판의 받침용으로 사용되는 적층판 구조의 백업보드 제조방법에 관한 것으로, 특히 종래 핫프레스 공정에 의한 제조방법 보다 제조시간 단축 및 생산성이 향상되도록 개선된 백업보드 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)을 제조할 때 인쇄회로기판의 상면과 하면 및 내부에 형성된 각 회로를 관통하는 비아홀(via hole)을 형성하고, 상기 비아홀의 내벽에 전도성 금속을 도금하여 각 회로들을 전기적으로 연결하는 공정을 수행하게 되는데, 상기 비아홀을 형성하는 공정을 드릴링 공정이라 하며, 도 1에 도시된 바와 같이 백업보드(1) 상측에 다수의 인쇄회로기판(2)을 적층하고 최상측 인쇄회로기판(2) 위에 엔트리보드(3)를 최종적으로 적층한 후 드릴(4)을 이용하여 비아홀(5)을 천공하게 된다.
이때, 백업보드(1)는 드릴링 머신의 작업테이블 및 드릴(4)을 보호하고, 비아홀(5)의 천공작업 완료 시 버어(burr) 발생 및 홀의 휨을 방지하여 인쇄회로기판의 품질을 일정하게 하는 역할을 하게 되며, 일반적으로 백업보드는 일반적으로 수지 제품과 우드 제품이 주종을 이루고 있다.
이러한 종래의 백업보드의 예로서 다수의 페놀을 함침시킨 그라프트지들을 적층하여 핫프레스로 열간 성형하여 제조하는 경우, 페놀의 독극성과 폐기물 처리시 재활용이 불가능하여 환경오염을 유발하는 문제가 있었다.
또한, 표면의 평활도를 위하여 심재의 표면에 PET 필름이나 Al 박막을 접착제를 사용하여 부착하여 경화시키는 것이 제안되기도 하였으나, 이 경우 사용후 재활용을 위하여 PET 필름이나 Al 박막을 제거하여야 하는 문제가 있었고, 제조공정이 복잡하여 생산성이 낮은 문제점이 있었다.
또한, 국내 특허등록 제10-0222002호(1999.10.01 공고)에는 (a)속경화성 멜라민계 수지를 제조하는 단계(a), (b)상기 (a)단계에서 얻은 속경화성 멜라민계 수지와 충전재를 함침 페이퍼에 함침시킨 후 건조하여 프리프레그를 제조하는 단계, (c)상기 (b)단계에서 얻은 프리프레그를 MDF, 칩보드, 메소나이트, 및 HDF로 이루어진 군에서 선택된 연질물질 양면에 적층하는 단계, (d) 상기 (c)단계에서 얻은 적층체에 대해 일정 시간동안 온도와 압력을 서로 달리하여 단계적으로 프레스 공법을 수행하므로써 이 적층체를 열병합시켜 백업보드를 생산하는 단계를 포함하는 백업보드 제조방법이 개시되어 있다.
이러한 종래의 백업보드는 멜라민수지를 함침시킨 종이재를 120~130℃로 약 30분간 고압 프레싱하여 성형하여 제조함에 따라 생산성이 낮은 문제가 있었으며, 따라서 생산성 향상을 위한 제조방법의 개선이 요망되었다.
국내 특허등록 제10-0222002호 (1999.10.01 공고)
본 발명의 목적은 상기한 종래의 백업보드 제조 방법의 비효율성에 따른 문
제점을 해결하기 위한 것으로, 라미네이팅장치의 복수쌍의 프레스롤들 사이로 고밀도섬유(HDF)나 중밀도섬유(MDF)의 보드나 플라스틱재 보드로 된 심재를 통과시키면서 상면과 저면에 동시에 열경화성 접착제로 종이를 부착하고, 가열압착하고, 절단 및 트리밍하여 연속적으로 백업보드를 생산하도록 개선된 백업보드 제조방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 백업보드 제조방법은 미리 설정된 크기로 된 심재를 자동공급부에서 일정 시간 간격을 두고 연속적으로 공급하는 단계(S1), 히팅롤러를 포함한 예열부에서 상기 심재를 예열하는 단계(S3), 경화제 스프레더(spreader)에서 예열된 심재의 상면과 저면에 롤러를 통하여 경화제를 각각 도포하는 단계(S4), 건조로에서 180~200℃로 가열하여 상기 심재의 상면과 저면 양면에 각각 도포된 경화제의 표면부만 경화되게 반경화시키도록 건조하는 단계(S5), 접착제 스프레더에서 상기 건조로에서 경화된 경화제 표면부 위에 접착제를 도포하는 단계(S6), 라미네이팅장치에서 상기 접착제가 도포되어 연속적으로 공급되는 심재들의 상면과 저면 각각에 종이 시트를 연속적으로 부착하고, 히팅롤러로 압착하여 종이 시트를 심재에 일체화시키는 라미네이팅 단계(S7), 상기 종이 시트가 심재에 라미네이팅되어 형성된 백업보드의 심재 상하면에서 외측으로 돌출된 여분의 시트부분을 제거하는 트리밍단계(S8) 및 출하단계(S10)를 포함하여 구성된다.
상기 라미네이팅단계(S7)에서 접착제가 도포되어 연속적으로 공급되는 심재들의 상면과 저면에 각각 종이 시트가 연속적으로 부착된 각각의 심재들 사이에서의 종이 시트를 절단하여 시트가 부착된 심재들을 분리하는 것이 바람직하다.
상기 단계(S1)와 단계(S3) 사이에는, 자동공급부로 부터 롤러 콘베이어를 통해 이송시되는 심재는 세정부에서 브러시로 표면을 청소하여 이물질을 제거하는 세정단계(S2)가 더 포함되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 트리밍 단계(S8)와 출하단계(S10) 사이에는 반전장치에 의해 백업보드를 180도 반전시켜서 육안으로 제품의 이상 유무를 검사하는 검사단계(S9)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 라미네이팅단계(S7)의 라미네이팅장치는 시트 부착부와 시트 고정부를 포함하고, 권취롤로 부터 심재의 상면과 저면 각각으로 공급되는 종이 시트를 상기 시트 부착부의 한쌍의 히팅 프레스롤러에 의해 심재의 상면과 저면에 각각 부착하고, 히팅 프레스롤러에 의해 압착시키는 것이 바람직하다.
상기 히팅 프레스롤러는 스틸재로 된 한편 히팅 프레스롤러는 탄성을 갖는 실리콘 러버재로 구성되고, 상기 히팅 프레스롤러는 180~240℃로 가열되는 한편, 히팅 프레스롤러는 100~110℃로 가열되는 것이 바람직하다.
상기 시트 고정부에서 연속 배치되고 180~240℃로 가열되는 히팅 프레스롤러들에 의해 상기 심재에 부착된 시트를 가열 및 가압하여 일체화시켜 백업보드를 형성하는 것이 바람직하다.
상기 심재의 상면과 저면에 각각 일체로 부착되는 종이 시트는 평량 30~80g의 화이트지인 것이 바람직하다.
본 발명에 따라, 회전구동되는 히팅 프레스롤러들에 의해 심재의 상하면 양면에 종이 시트를 동시에 부착하고 가열압착하여 일체화시켜 연속적으로 백업보드를 생산할 수 있게 되어 종래 히팅 프레싱 공정에서 약 30분간 프레싱에 의해 생산하는 것과 비교하여 생산성이 크게 향상되는 효과가 있다.
또한, 회전구동되는 히팅 프레스롤러들에 의해 종이 시트를 심재의 상하면에 동시에 부착하게 되므로 접촉시간이 짧아 고온으로 가열할 수 있게 되어 우수한 접착성을 갖게 되고, 종래 평량 70g 이상의 종이 시트를 사용하는 것과 비교하여 종래 평량 70g 보다 작은, 평량 30g까지의 화이트지도 사용할 수 있어 백업보드의 경량화 및 가격경쟁력 향상뿐만 아니라 품질을 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있고, 페놀과 같은 유해물질을 사용하지 않아 환경오염을 방지하고 친환경적이며, 기존의 열경화성 적층구조의 백업보드에 비하여 연질로서 프린트인쇄회로기판의 제조시 사용하는 드릴비트의 마모와 파손이 획기적으로 감소되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 백업보드 제조방법을 설명하기 위한 개략적인 공정도.
도 2는 도 1의 백업보드 제조방법에 사용되는 라미네이팅장치의 개략적인 구성도.
도 3은 라미네이팅장치에서 심재의 상면과 저면에 종이 시트가 연속적으로 부착되어 그 사이부분이 절단되는 것을 보여주는 개략적인 단면도.
이하에서는 본 발명의 실시예를 도시한 첨부 도면을 참고하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와같이, 본 발명에 의한 백업보드 제조방법은 미리 설정된 크기로 된 판상의 심재를 자동공급부(10)에서 일정 시간 간격을 두고 연속적으로 공급하는 단계(S1), 공급된 심재를 자동공급부(10)로 부터 롤러 콘베이어(11)를 통해 이송시켜 세정부(12)에서 브러시로 심재 표면을 청소하여 이물질을 제거하는 세정단계(S2), 이와 같이 세정된 심재는 후술하는 접착공정을 위한 전처리로서 히팅롤러를 포함한 예열부(14)에서 예열하는 단계(S3), 경화제 스프레더(spreader:15)에서 예열된 심재의 상면과 저면에 롤러를 통하여 경화제를 각각 도포하는 단계(S4), 건조로(16)에서 180~200℃로 가열하여 상기 심재의 상면과 저면 양면에 각각 도포된 경화제의 표면부만 경화되게 반경화시키도록 건조하는 단계(S5), 접착제 스프레더(17)에서 상기 건조로에서 경화된 경화제 표면부 위에 접착제를 도포하는 단계(S6), 라미네이팅장치(18)에서 상기 접착제가 도포되어 연속적으로 공급되는 심재들의 양면에 각각 종이 시트를 부착하고 각각의 심재들 사이에서의 종이 시트를 절단하며 히팅롤러로 압착하여 종이 시트를 심재에 일체화시키는 라미네이팅 단계(S7), 상기 종이가 심재에 라미네이팅되어 형성된 백업보드의 심재 상하면에서 외측으로 돌출된 여분의 시트부분을 제거하는 트리밍단계(S8), 육안으로 트리밍 여부를 확인하는 검사단계(S9) 및 출하단계(S10)를 포함한다.
본 명세서에서 심재에 부착되는 종이 시트는 종이, 종이에 수지가 코팅된 수지 코팅지 및 수지가 종이에 함침된 수지 함침지를 포함하는 것을 의미하며, 또한, 본 발명에서 사용하는 접착제는 요소수지계, EVA(에틸렌비닐아세테이트)계, 아크릴계중에서 선택하여 사용할 수 있으며, 요소수지계인 것이 바람직하다.
도 2에 개략적으로 도시된 라미네이팅장치(18)는 상기한 백업보드 제조방법의 라미네이팅 단계(S7)를 수행하기 것으로, 시트 부착부(19)와 시트 고정부(30)를 포함한다. 상기 시트 부착부(19)는 먼저 종이 시트를 심재에 부착하도록 경화제와 접착제가 도포된 심재(20)의 상면과 저면에 각각 종이 시트가 권취롤(21)로 부터 공급되어 한쌍의 히팅 프레스롤러(22)에 의해 심재의 양면에 부착되고, 히팅 프레스롤러(23)에 의해 압착된다. 본 발명에서 사용하는 심재는 고밀도섬유(HDF)나 중밀도섬유(MDF) 합판 또는 플라스틱판들중에서 선택될 수 있으며, 상기 심재의 상면과 저면에 각각 일체로 부착되는 종이 시트는 평량 30~80g, 가격면에서 평량 35~70g의 화이트지가 바람직하다.
상기 히팅 프레스롤러(22)는 스틸재로 된 한편 히팅 프레스롤러(23)는 탄성을 갖는 실리콘 러버재로 구성되며, 상기 히팅 프레스롤러(23)에 의해 심재 양면에 있을 수 있는 평활도의 미세한 차이의 존재에도 불구하고 압착시에 화이트지가 심재의 양면에서 균일한 접착력으로 접착되도록 한다. 상기 히팅 프레스롤러(22)는 180~240℃로 가열되는 한편, 히팅 프레스롤러(23)는 100~110℃로 가열되는 것이 바람직하다.
상기 라미네이팅장치(18)의 시트 부착부(19)의 배출측에는 도 3에 개략적으로 도시된 바와같이 연속적으로 공급되는 심재(20)들에 공통적으로 상하면 각각에 종이 시트(24)가 이어져 부착되어 배출되며, 상기 배출측에서 심재의 상측과 저면측에 각각 제공된 커팅기(26)에 의해 심재들(20) 사이의 종이 시트(24)가 절단된다. 이때 심재(20)들의 상하 모서리들 외측으로 각각 여분의 시트가 존재하게 되는데 이것은 후술하는 트리머에 의해 여분의 시트 부분을 제거하는 트리밍단계에서 설명하기로 한다.
양면에 시트가 부착된 심재는 롤러컨베이어(27)에 의해 시트 고정부(30)로 공급되며, 상기 시트 고정부는 연속된 히팅 프레스롤러(31,32)들을 포함하여 심재에 부착된 시트를 가열 및 가압하여 일체화시킴으로써 백업보드가 생산된다. 상기 히팅 프레스 롤러(31,32)들은 180~240℃로 가열되는 것이 바람직하다.
상기 히팅프레스롤러(22.23,31.32)들은 8~25m/min, 바람직하기로는 10~12m/min로 구동되며, 이 구동속도에서 히팅프레스롤러(22,31.32)들이 180℃ 보다 낮은 온도로 가열되는 경우 접착력이 저하되고, 240℃ 보다 높게 되면 종이 시트가 변색 또는 변형되거나 특히 코팅된 종이 시트인 경우 눌음 현상이 발생된다.
상기 히팅 프레스롤러(22.23,31.32)들 각각에는 유압실린더(35)들이 각각 제공되어 히팅 프레스롤러의 가압력을 조정할 수 있도록 하며, 도면에는 도시되어 있지 않지만 상기 히팅 프레스롤러들 사이의 간격은 심재의 두께에 따라 조정가능하도록 되는 것이 바람직하다.
상기 히팅프레스롤러들의 쌍들을 더 증가시킴으로써 상기 히팅프레스롤러의 구동속도를 증대시킬 수 있으며, 또한 상기 히팅 프레스롤러의 구동속도는 히팅 온도 및 가압력 등을 고려하여 조정될 수도 있다.
상기 트리밍단계(S8)에서는 라미네이팅장치(18)에서 심재에 종이 시트가 부착 및 일체화되어 생산된 백업보드의 심재 상하면 외측으로 종이 시트가 돌출된 여분을 심재 모서리와 일치되게 절단하며, 이를 위하여 제 1 트리머(trimmer:36)에서 백업보드의 대향된 양측부 모서리에 일치되게 여분의 종이 시트를 절단한 다음, 방향전환부(37)에서 90도 회전되어 제 2 트리머(38)에서 다른 대향된 상하면 양측부의 모서리에서 돌출된 여분의 종이 시트를 절단한다.
그런 다음, 검사단계(S9)에서 반전장치(39)에 의해 백업보드가 180도 반전되는 동안 육안으로 백업보드의 품질 이상 여부를 확인하고, 컨베이어장치를 통해 이송되어 출하된다. 상기 출하단계(S10)에서는 보드 스택커(stacker)가 제공되어 연속적으로 출하되는 백업보드를 일정 매수로 적층된 상태로 출하하며, 상기 보드 스태커는 배출되는 백업보드의 한장 두께 만큼 하강하여 백업보드가 적층되도록 구성된다.
본 발명은 프린트인쇄기판의 제조공정에서 수행되는 비아홀 가공공정에 사용되는 백업보드를 자동화된 연속 공정에 의해 심재의 상하면 각각에 종이 시트를 부착하여 일체화시켜 효율적이고, 친환경적으로 생산할 수 있다.
10 : 자동공급부 12 : 세정부
14 : 예열부 15, 17 : 스프레더(spreader)
16 : 건조로 18 : 라미네이팅장치
19 : 시트 부착부 20 : 심재
21 : 권취롤 22, 23, 31, 32 : 히팅 프레스롤러
24 : 종이 시트

Claims (8)

  1. 미리 설정된 크기로 된 심재(20)를 자동공급부(10)에서 일정 시간 간격을 두고 연속적으로 공급하는 단계(S1), 히팅롤러를 포함한 예열부(14)에서 상기 심재(20)를 예열하는 단계(S3), 경화제 스프레더(spreader:15)에서 예열된 심재의 상면과 저면에 롤러를 통하여 경화제를 각각 도포하는 단계(S4), 건조로(16)에서 180~200℃로 가열하여 상기 심재의 상면과 저면 양면에 각각 도포된 경화제의 표면부만 경화되게 반경화시키도록 건조하는 단계(S5), 접착제 스프레더(17)에서 상기 건조로에서 경화된 경화제 표면부 위에 접착제를 도포하는 단계(S6), 라미네이팅장치(18)에서 상기 접착제가 도포되어 연속적으로 공급되는 심재(20)들의 상면과 저면 각각에 종이 시트(24)를 연속적으로 부착하고, 히팅롤러로 압착하여 종이 시트를 심재에 일체화시키는 라미네이팅 단계(S7), 상기 종이 시트(24)가 심재(20)에 라미네이팅되어 형성된 백업보드의 심재 상하면에서 외측으로 돌출된 여분의 시트부분을 제거하는 트리밍단계(S8) 및 출하단계(S10)를 포함하여 구성된 백업보드 제조방법에 있어서,
    상기 라미네이팅단계(S7)의 라미네이팅장치(18)는 시트 부착부(19)와 시트 고정부(30)를 포함하고, 권취롤(21)로 부터 심재의 상면과 저면 각각으로 공급되는 종이 시트를 상기 시트 부착부(19)의 한쌍의 히팅 프레스롤러(22)에 의해 심재(20)의 상면과 저면에 각각 부착하고, 히팅 프레스롤러(23)에 의해 압착시키는 것을 특징으로 하는 백업보드 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 라미네이팅단계(S7)에서 접착제가 도포되어 연속적으로 공급되는 심재들의 상면과 저면에 각각 종이 시트가 연속적으로 부착된 각각의 심재들 사이에서의 종이 시트를 절단하여 시트가 부착된 심재들을 분리하는 것을 특징으로 하는 백업보드 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 단계(S1)와 단계(S3) 사이에는, 자동공급부(10)로 부터 롤러 콘베이어(11)를 통해 이송시되는 심재는 세정부(12)에서 브러시로 표면을 청소하여 이물질을 제거하는 세정단계(S2)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 백업보드 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 트리밍 단계(S8)와 출하단계(S10) 사이에는 반전장치(39)에 의해 백업보드가 180도 반전되는 동안 육안으로 백업보드 품질의 이상 여부를 확인하는 검사단계(S9)를 더 포함하는 백업보드 제조방법.
  5. 삭제
  6. 제 1항 내지 4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 히팅 프레스롤러(22)는 스틸재로 된 한편 히팅 프레스롤러(23)는 탄성을 갖는 실리콘 러버재로 구성되고, 상기 히팅 프레스롤러(22)는 180~240℃로 가열되는 한편, 히팅 프레스롤러(23)는 100~110℃로 가열되는 것을 특징으로 하는 백업보드 제조방법.
  7. 제 1항 내지 4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 시트 고정부에서 연속 배치되고 180~240℃로 가열되는 히팅 프레스롤러(31,32)들에 의해 상기 심재(20)에 부착된 시트(24)를 가열 및 가압하여 일체화되어 백업보드가 형성되는 것을 특징으로 하는 백업보드 제조방법.
  8. 제 1항 내지 4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 심재의 상면과 저면에 각각 일체로 부착되는 종이 시트는 평량 30~80g의 화이트지인 것을 특징으로 하는 백업보드 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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