KR101425438B1 - 연성 플랫 케이블 및 그 제조방법 - Google Patents

연성 플랫 케이블 및 그 제조방법 Download PDF

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KR101425438B1 KR1020130033301A KR20130033301A KR101425438B1 KR 101425438 B1 KR101425438 B1 KR 101425438B1 KR 1020130033301 A KR1020130033301 A KR 1020130033301A KR 20130033301 A KR20130033301 A KR 20130033301A KR 101425438 B1 KR101425438 B1 KR 101425438B1
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Abstract

본 발명은 연성 플랫 케이블 및 그 제조방법에 관한 것으로서 제 1 및 제 2 절연필름과, 상기 제 1 및 제 2 절연필름의 표면 각각에 형성되어 서로 접착된 열경화성을 갖는 제 1 및 제 2 접착층과, 상기 제 1 및 제 2 접착층 사이에 인접하는 것과 서로 접촉되지 않도록 일정 간격으로 평행하게 배열되게 도전성 금속의 금속선으로 형성된 다수 개의 도선을 포함한다.
따라서, 다수의 도선에 열이 발생되거나 제조 완료 후 전자 제품에 적용할 때 높은 열에 노출되어도 제 1 및 제 2 접착층의 연화로 인한 다수의 도선이 움직이는 것을 방지하여 합선을 방지할 수 있으며, 또한, 와인더에 권취된 제 1 및 제 2 절연필름 각각에 제 1 및 제 2 접착층을 형성한 후 연속해서 다수의 도선을 사이에 두고 합착하므로 권취 공정을 감소시킬 수 있다.

Description

연성 플랫 케이블 및 그 제조방법{Flexible flat cable and method thereof}
본 발명은 연성 플랫 케이블 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 다수의 도선을 가져 전자 기기 제품 등에서 부품들의 중계 케이블 또는 전원선으로 사용되는 연성 플랫 케이블 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 프린터, 스캐너, TV, PC, 노트북, 모니터 및 복합기 등과 같은 각종 전자 기기 제품에서는 각각의 부품 사이의 신호를 전달하는 중계 케이블로 연성 플랫 케이블(Flexible Flat Cable; 이하, FFC라고 함)이 사용되고 있다. FFC는 접착제를 사용하여 절연필름 사이에 다수의 도선을 배열하는 것으로 가요성(可撓性, flexibility)이 우수하므로 휨과 같이 가동(可動)되는 것에도 사용할 수 있으며 연성인쇄회로(Flexible Printed Circuit; FPC)에 비해 제조 비용이 저렴하므로 폭넓은 분야에 이용되고 있다.
또한, FFC는 다수의 도선의 굵기를 증가시켜 대전류를 전송하는 전원선으로 사용하고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 FFC의 단면도이다.
종래 기술에 따른 FFC는 제 1 및 제 2 절연필름(11)(13), 제 1 및 제 2 접착층(15)(17)과 다수의 도선(19)을 포함한다.
제 1 및 제 2 절연필름(11)(13)은 가요성(可撓性, flexibility)이 우수하여 잘 휘어지는 합성수지로 형성된다.
제 1 및 제 2 접착층(15)(17)은 제 1 및 제 2 절연필름(11)(13)의 표면에 서로 마주하여 부착되게 형성된다. 상기에서 제 1 및 제 2 접착층(15)(17)은 폴리에틸렌 수지, 폴리에칠렌 비닐아세테이트 수지, 나일론, 폴리아세탈 수지, 염화비닐 수지, 폴리스타이렌 수지, ABS 수지 또는 아크릴수지 등의 열을 가하여 성형한 뒤에 다시 열을 가하면 물렁물렁해져 형태를 변형시킬 수 있는 열가소성 수지(thermoplastic resin)로 형성된다. 상기에서 제 1 및 제 2 절연필름(11)(13)은 제 1 및 제 2 접착층(15)(17)이 서로 접착되는 것에 의해 합착된다.
다수의 도선(19)은 합착된 제 1 및 제 2 절연필름(11)(13) 사이에 제 1 및 제 2 접착층(15)(17)에 의해 접착 고정된다. 상기에서 다수의 도선(19)은 신호 또는 전류를 전달하는 것으로 알루미늄, 구리 또는 주석 등의 도전성 금속의 금속선으로 형성된다. 다수의 도선(19)은 인접하는 것과 서로 접촉되지 않도록 일정 간격으로 평행하게 배열되게 형성된다.
도 2는 도 1에 도시된 FFC의 제조하는 공정을 도시한 흐름도이다.
단계 1(S11)을 참조하면, 각각의 와인더(winder)에 권취된 제 1 및 제 2 절연필름(11)(13)을 풀어주면서 일측 표면에 제 1 및 제 2 접착층(15)(17)을 형성한다. 상기에서 제 1 및 제 2 접착층(15)(17)은 제 1 및 제 2 절연필름(11)(13)의 일측 표면에 열가소성 수지(thermoplastic resin)을 콤마 코팅, 그라비아 코팅, 마이크로 그라비아 코팅 또는 슬롯다이헤드코팅(slot die head coating)의 방법으로 코팅하여 형성한다. 열가소성 수지는 내열 온도가 낮아 열을 가하여 성형한 뒤에 다시 열을 가하면 연화되어 형태를 변형시킬 수 있는 것으로 폴리에틸렌 수지, 폴리에칠렌 비닐아세테이트 수지, 나일론, 폴리아세탈 수지, 염화비닐 수지, 폴리스타이렌 수지, ABS 수지 또는 아크릴수지 등이 사용된다.
단계 2(S12)를 참조하면, 제 1 및 제 2 절연필름(11)(13)에 형성된 제 1 및 제 2 접착층(15)(17)을 건조 챔버(도시되지 않음)를 통과시켜 건조한다. 그리고, 제 1 및 제 2 접착층(15)(17)이 각각 형성된 제 1 및 제 2 절연필름(11)(13)을 각각의 권취 롤(도시되지 않음)에 권취한다. 상기에서 제 1 및 제 2 접착층(15)(17)이 건조되어 있으므로 열을 가하지 않으면 이 제 1 및 제 2 접착층(15)(17)이 연화되지 않으므로 제 1 및 제 2 절연필름(11)(13)은 서로 접착되지 않는다.
단계 3(S13)을 참조하면, 제 1 및 제 2 접착층(15)(17)이 형성된 제 1 및 제 2 절연필름(11)(13)을 다수의 도선(19)을 사이에 두고 합착한다. 상기에서 제 1 및 제 2 접착층(15)(17)이 형성된 제 1 및 제 2 절연필름(11)(13)을 각각의 권취 롤(도시되지 않음)에서 권출되면서 다수의 도선(19)과 함께 합착 롤러(도시되지 않음)로 공급한다. 이때, 합착 롤러(도시되지 않음)에 열을 가하여 공급되는 제 1 및 제 2 절연필름(11)(13)의 표면에 형성된 제 1 및 제 2 접착층(15)(17)은 연화되어 접착성을 갖는다. 그러므로, 제 1 및 제 2 접착층(15)(17)은 다수의 도선(19)을 사이에 위치시킨 상태에서 합착 롤러(도시되지 않음)에 의해 합착된다.
그러나, FFC는 다수의 도선의 굵기를 증가시켜 대전류를 전송하는 전원선으로 사용되면 열이 발생될 뿐만 아니라 제조 완료 후 전자 제품에 적용할 때 높은 열에 노출되어 제 1 및 제 2 접착층이 쉽게 연화될 수 있는데, 이에 의해, 제 1 및 제 2 접착층에 의해 고정되게 배치된 다수의 도선이 움직여 인접하는 것과 접촉되어 합선되는 문제점이 있었다. 또한, 제 1 및 제 2 절연필름의 표면에 제 1 및 제 2 접착층을 형성하고 각각의 권취 롤에 다시 권취하여야 하므로 공정이 복잡한 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 다수의 도선에 열이 발생되어도 제 1 및 제 2 접착층이 연화되어 다수의 도선이 움직이는 것을 방지할 수 있는 연성 플랫 케이블을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 와인더에 권취된 제 1 및 제 2 절연필름 각각에 제 1 및 제 2 접착층을 형성한 후 연속해서 다수의 도선을 사이에 두고 합착하므로 공정을 감소시킬 수 있는 연성 플랫 케이블의 제조방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연성 플랫 케이블은 제 1 및 제 2 절연필름과, 상기 제 1 및 제 2 절연필름의 표면 각각에 형성되어 서로 접착된 열경화성을 갖는 제 1 및 제 2 접착층과, 상기 제 1 및 제 2 접착층 사이에 인접하는 것과 서로 접촉되지 않도록 일정 간격으로 평행하게 배열되게 도전성 금속의 금속선으로 형성된 다수 개의 도선을 포함한다.
상기에서 제 1 및 제 2 접착층이 열경화성 수지인 페놀수지, 요소수지, 멜라민수지, 에폭시수지, 폴리우레탄수지 또는 폴리에스터수지로 형성된다.
상기에서 다수 개의 도선은 알루미늄, 구리 또는 주석으로 형성된다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연성 플랫 케이블의 제조방법은 제 1 및 제 2 절연필름을 각각 제 1 및 제 2 와인더에서 풀어주면서 제 1 및 제 2 코팅부에서 일측 표면에 열경화성 수지를 코팅하여 제 1 및 제 2 접착층을 형성하는 제 1 단계와, 상기 제 1 및 제 2 접착층을 제 1 및 제 2 건조부에서 완전히 경화되지 않고 접착성을 갖도록 건조하는 제 2 단계와, 상기 제 1 및 제 2 접착층 사이에 다수의 도선을 위치시킨 상태에서 서로 접착되게 상기 제 1 및 제 2 절연필름을 합착하는 제 3 단계를 포함한다.
상기에서 제 1 및 제 2 접착층을 페놀수지, 요소수지, 멜라민수지, 에폭시수지, 폴리우레탄수지 또는 폴리에스터수지로 형성한다.
상기에서 제 1 및 제 2 접착층을 콤마 코팅, 그라비아 코팅, 마이크로 그라비아 코팅 또는 슬롯다이헤드코팅(slot die head coating)의 방법으로 10 ∼ 100㎛ 두께로 코팅하여 형성한다.
상기에서 제 1 및 제 2 접착층을 각각 60 ∼ 150℃의 온도를 갖는 상기 제 1 및 제 2 건조부에 1 ∼ 20초 통과시켜 건조한다.
상기에서 다수의 도선을 알루미늄, 구리 또는 주석의 도전성 금속의 금속선으로 10 ∼ 100㎛의 두께로 형성한다.
상기에서 제 1 및 제 2 절연필름을 상기 합착롤러가 60 ∼ 180℃의 온도로 갖도록 하여 합착한다.
상기에서 제 3 단계에서 상기 제 1 및 제 2 절연필름을 합착한 후 40 ∼ 60℃의 온도에서 24 ∼ 48시간 숙성(aging)하는 제 4 단계를 더 포함한다.
따라서, 본 발명은 다수의 도선에 열이 발생되거나 제조 완료 후 전자 제품에 적용할 때 높은 열에 노출되어도 제 1 및 제 2 접착층의 연화로 인한 다수의 도선이 움직이는 것을 방지하여 합선을 방지할 수 있으며, 또한, 와인더에 권취된 제 1 및 제 2 절연필름 각각에 제 1 및 제 2 접착층을 형성한 후 연속해서 다수의 도선을 사이에 두고 합착하므로 권취 공정을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 연성 플랫 케이블의 단면도.
도 2는 종래 기술에 따른 연성 플랫 케이블을 제조하는 방법을 도시한 흐름도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 연성 플랫 케이블의 평면도.
도 4는 도 3을 A-A 선으로 절단한 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 연성 플랫 케이블을 제조하는 방법을 도시한 흐름도.
도 6은 본 발명에 따른 FFC의 제조를 개략적으로 도시한 개략도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 연성 플랫 케이블의 평면도이고, 도 4는 도 3을 A-A 선으로 절단한 단면도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 FFC는 제 1 및 제 2 절연필름(21)(23), 제 1 및 제 2 접착층(25)(27)과 다수의 도선(29)을 포함한다.
제 1 및 제 2 절연필름(21)(23)은 가요성(可撓性, flexibility)이 우수하여 잘 휘어지는 합성수지로 형성된다. 제 1 및 제 2 접착층(25)(27)은 제 1 및 제 2 절연필름(21)(23)의 표면에 서로 마주하여 부착되게 형성된다. 상기에서 제 1 및 제 2 접착층(25)(27)은 반응성 수지에 경화성 촉매가 배합되어 결합 반응하여 열을 가하여 경화 성형하고 숙성(aging)하면 다시 열을 가해도 형태가 변하지 않는 열경화성 수지(thermosetting resin)로 형성된다. 제 1 및 제 2 접착층(25)(27)은 열경화성 수지인 페놀수지, 요소수지, 멜라민수지, 에폭시수지, 폴리우레탄 수지 또는 폴리에스터수지 등으로 형성될 수 있다.
제 1 및 제 2 접착층(25)(27)은 제 1 및 제 2 절연필름(21)(23) 상에 열경화성 수지를 콤마 코팅, 그라비아 코팅, 마이크로 그라비아 코팅 또는 슬롯다이헤드코팅(slot die head coating)의 방법에 의해 10 ∼ 100㎛ 정도의 두께로 코팅되어 형성된다. 상기에서 제 1 및 제 2 접착층(25)(27)은 코팅 상태에서 완전히 경화되지 않고 접착성을 갖도록 건조시킨 후 서로 접착되어 제 1 및 제 2 절연층(21)(23)을 합착시킨다. 그리고, 제 1 및 제 2 접착층(25)(27)은 합착 후 숙성(aging)하여 반응성 수지와 경화성 촉매가 완전히 화학 결합되게 하는데, 이에 의해, 제 1 및 제 2 접착층(25)(27)은 각각의 화학 결합뿐만 아니라 서로 접촉되는 계면에서도 화학 결합된다.
다수의 도선(29)은 합착된 제 1 및 제 2 절연필름(21)(23) 사이에 제 1 및 제 2 접착층(25)(27)에 의해 접착 고정된다. 상기에서 다수의 도선(29)은 신호 또는 전류를 전달하는 것으로 알루미늄, 구리 또는 주석 등의 도전성 금속의 금속선으로 10 ∼ 100㎛ 정도의 두께로 형성된다. 다수의 도선(29)은 인접하는 것과 서로 접촉되지 않도록 일정 간격으로 평행하게 배열되게 형성된다.
다수의 도선(29)의 양측 끝단은 다른 부품의 커넥터에 결합되는 것에 의해 전기적으로 연결된다. 그러므로, 다수의 도선(29)의 양측 끝단은 Ni/Au, Ni 또는 Sn 등으로 도금되어 도전성을 향상시키면서 산화되어 저항이 증가되는 것을 방지할 수 있다.
상술한 구성의 본 발명에 따른 FFC는 다수의 도선(29)이 굵은 두께로 형성되므로 신호를 전달하는 중계 케이블 뿐만 아니라 대전류를 전송하는 전원선으로 사용할 수 있다. 상기에서 다수의 도선(29)에 대전류가 전송되면 신호를 전달할 때 보다 많은 열이 발생된다. 또한, FFC의 제조 완료 후 전자 제품에 적용할 때 높은 열에 노출될 수도 있다. 그러나, 제 1 및 제 2 접착층(25)(27)이 열경화성 수지로 형성되므로 다수의 도선(29)에서 많은 열이 발생되어도 물러지지 않으며, 이에 의해, FFC 구동시 다수의 도선(29)이 인접하는 것끼리 접촉되지 않으므로 합선되는 것이 방지된다.
도 5는 본 발명에 따른 연성 플랫 케이블을 제조하는 방법을 도시한 흐름도이고, 도 6은 본 발명에 따른 FFC의 제조를 개략적으로 도시한 개략도이다.
도 5 및 도 6를 참조하여 본 발명에 따른 FFC의 제조하는 방법을 설명한다.
단계 1(S21)을 참조하면, 제 1 및 제 2 절연필름(21)(23)을 제 1 및 제 2 와인더(winder)(31)(33)에 권취된 상태에서 각각 풀어주면서 제 1 및 제 2 코팅부(35)(37)에서 일측 표면에 반응성 수지에 경화성 촉매가 배합되어 결합 반응하여 열을 가하여 경화 성형하면 다시 열을 가해도 형태가 변하지 않는 열경화성 수지를 코팅하여 제 1 및 제 2 접착층(25)(27)을 형성한다. 상기에서 제 1 및 제 2 접착층(25)(27)은 제 1 및 제 2 코팅부(35)(37)에서 제 1 및 제 2 절연필름(21)(23)의 일측 표면에 열경화성 수지인 페놀수지, 요소수지, 멜라민수지, 폴리우레탄, 에폭시수지 또는 폴리에스터수지 등의 열경화성 수지(thermosetting resin)를 콤마 코팅, 그라비아 코팅, 마이크로 그라비아 코팅 또는 슬롯다이헤드코팅(slot die head coating)의 방법으로 10 ∼ 100㎛ 정도의 두께로 코팅하여 형성한다.
단계 2(S22)를 참조하면, 제 1 및 제 2 절연필름(21)(23)에 형성된 제 1 및 제 2 접착층(25)(27)을 건조한다. 상기에서 제 1 및 제 2 접착층(25)(27)이 형성된 제 1 및 제 2 절연필름(21)(23)을 각각 60 ∼ 150℃ 정도의 온도를 갖는 제 1 및 제 2 건조부(39)(41)에 1 ∼ 20초 정도를 통과시켜 건조시킨다. 이때, 제 1 및 제 2 접착층(25)(27)은 건조 시간이 짧으므로 완전히 경화되지 않고 접착성을 갖는다.
단계 3(S23)을 참조하면, 제 1 및 제 2 접착층(25)(27)이 형성된 제 1 및 제 2 절연필름(21)(23)을 다수의 도선(29)을 사이에 두고 합착한다. 상기에서 제 1 및 제 2 접착층(25)(27)이 형성된 제 1 및 제 2 절연필름(21)(23)을 다수의 도선(29)도 60 ∼ 180℃ 정도의 온도를 갖는 합착 롤러(43)로 함께 공급하여 합착한다. 이때, 제 1 및 제 2 절연필름(21)(23) 사이에 다수의 도선(29)을 위치시킨 상태에서 합착 롤러에 의해 합착하는데, 제 1 및 제 2 접착층(25)(27)이 완전히 경화되지 않고 접착성을 가지므로 이 제 1 및 제 2 접착층(25)(27)은 경화되면서 서로 접착될 뿐만 아니라 다수의 도선(29)을 접착시켜 FFC를 완성한다. 상기에서 다수의 도선(29)은 알루미늄, 구리 또는 주석 등의 도전성 금속의 금속선으로 10 ∼ 100㎛ 정도의 두께로 형성되며 인접하는 것과 서로 접촉되지 않도록 일정 간격으로 평행하게 배열되게 한다.
상기에서 제 1 및 제 2 와인더(31)(33)에 각각 감긴 제 1 및 제 2 절연필름(21)(23)을 풀어 제 1 및 제 2 접착층(25)(27)을 형성한 후 별도로 권취하지 않고 연속해서 다수의 도선(29)을 사이에 두고 합착하므로 공정을 감소시킬 수 있다.
단계 4(S24)를 참조하면, 완성된 FFC를 40 ∼ 60℃ 정도의 온도에서 24 ∼ 48시간 정도 숙성(aging)한다. 상기에서 완성된 FFC를 숙성하면 제 1 및 제 2 접착층(25)(27)의 반응성 수지와 경화성 촉매가 완전히 화학 결합되어 각각의 화학 결합뿐만 아니라 서로 접촉되는 계면에서도 화학 결합된다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 실시 예에 불과한 것으로, 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
21, 23 : 제 1 및 제 2 절연필름 25, 27 : 제 1 및 제 2 접착층
29 : 도선 31, 33 : 제 1 및 제 2 와인더
35, 37 : 제 1 및 제 2 코팅부 39, 41 : 제 1 및 제 2 건조부
43 : 합착롤러

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 및 제 2 절연필름을 각각 제 1 및 제 2 와인더에서 풀어주면서 제 1 및 제 2 코팅부에서 일측 표면에 열경화성 수지를 코팅하여 제 1 및 제 2 접착층을 형성하는 제 1 단계와,
    상기 제 1 및 제 2 접착층을 제 1 및 제 2 건조부에서 완전히 경화되지 않고 접착성을 갖도록 건조하는 제 2 단계와,
    상기에서 완전히 경화되지 않고 접착성을 갖도록 건조된 제 1 및 제 2 접착층이 형성된 상기 제 1 및 제 2 절연필름을 별도로 귄취하지 않고 연속해서 상기 제 1 및 제 2 접착층 사이에 다수의 도선을 위치시킨 상태에서 서로 접착되게 상기 제 1 및 제 2 절연필름을 합착하는 제 3 단계를 포함하는 연성 플랫 케이블의 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서 상기 제 1 및 제 2 접착층을 페놀수지, 요소수지, 멜라민수지, 에폭시수지, 폴리우레탄 또는 폴리에스터수지로 형성하는 연성 플랫 케이블의 제조방법.
  6. 청구항 4에 있어서 상기 제 1 및 제 2 접착층을 콤마 코팅, 그라비아 코팅, 마이크로 그라비아 코팅 또는 슬롯다이헤드코팅(slot die head coating)의 방법으로 10 ∼ 100㎛ 두께로 코팅하여 형성하는 연성 플랫 케이블의 제조방법.
  7. 청구항 4에 있어서 상기 제 1 및 제 2 접착층을 각각 60 ∼ 150℃의 온도를 갖는 상기 제 1 및 제 2 건조부에 1 ∼ 20초 통과시켜 건조하는 연성 플랫 케이블의 제조방법.
  8. 청구항 4에 있어서 상기 다수의 도선을 알루미늄, 구리 또는 주석의 도전성 금속의 금속선으로 10 ∼ 100㎛의 두께로 형성하는 연성 플랫 케이블의 제조방법.
  9. 청구항 4에 있어서 상기 제 1 및 제 2 절연필름을 합착롤러가 60 ∼ 180℃의 온도로 갖도록 하여 합착하는 연성 플랫 케이블의 제조방법.
  10. 청구항 4에 있어서 상기 제 3 단계에서 상기 제 1 및 제 2 절연필름을 합착한 후 40 ∼ 60℃의 온도에서 24 ∼ 48시간 숙성(aging)하는 제 4 단계를 더 포함하는 연성 플랫 케이블의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH09259649A (ja) * 1996-03-22 1997-10-03 Sumitomo Electric Ind Ltd フラットケーブル
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