KR101450441B1 - 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판과 그 제조방법 및 그 신축성 기판을 이용하여 이루어지는 신축성 전자소자 패키지와 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판과 그 제조방법 및 그 신축성 기판을 이용하여 이루어지는 신축성 전자소자 패키지와 그 제조방법에 관한 것으로, 제 1 고분자 층에 적어도 하나 이상의 돌기를 형성하고 상기 돌기들이 상기 제 2 고분자 층 내로 삽입되도록 하여 이루어지며 상기 제 1 고분자 층과 상기 제 2 고분자 층 사이에는 기판분리 층을 개재하여, 외력이 인가되는 경우 기판분리 층이 제 1 고분자 층으로부터 분리될 수 있어 회로가 구성되고 전자부품이 실장되는 제 2 고분자 층은 외력에 의한 인장변형이 거의 일어나지 않는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 스킨 패치형 전자소자, 전자 피부, 스마트 의류, 웨어러블 헬스 모니터 등과 같은 신축성 전자소자에 적용하기 위한 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판과 이를 이용한 신축성 전자소자 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
전자소자들이 점점 더 소형화, 경량화, 고속화, 다기능화 되고 있다. 그러나 스마트 폰을 위시한 휴대폰, 타블렛 PC, 노트북 컴퓨터와 같은 기존의 전자소자들은 PCB와 같은 단단한 기판에 실리콘(Si) 기반의 반도체 칩들을 실장하여 이루어지기 때문에 유연성과 신축성을 갖기 어려웠다.
최근에는 PCB와 같은 단단한 기판을 FPCB와 같은 플렉시블 기판으로 대체하고 두께를 매우 얇게 연마한 박형 반도체 칩을 상기 플렉시블 기판에 실장함으로써 전자소자에 유연성을 부여하는 것이 가능하게 되었으나, 이 경우에도 전자소자에 신축성을 부여하는 것은 어려웠다.
그러나 스마트폰 내장형 스마트 의류, 스킨 패치형 전자소자, 전자 피부, 웨어러블 헬스 모니터링 등과 같은 용도로 사용하기 위해서는 신축성을 갖는 전자소자의 구현이 요구되고 있다.
완전한 신축성 전자소자를 구현하기 위해서는 신축성 기판, 신축성 회로와 신축성 전자부품이 요구된다. 그러나 반도체 칩을 비롯한 전자부품들은 딱딱하여 신축성이 없으며, 회로배선의 형성에 사용되는 금속박막들은 신축성 기판으로 사용되는 탄성 고분자에 비해 신축성이 현저히 떨어져 신축성 전자소자에서 요구되는 정도의 신축성이 없다는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도 1과 같이 단일 재료로 이루어진 탄성을 지닌 신축성 기판(11)에 딱딱하며 신축성이 없는 전자부품(12)들을 국부적으로 실장하고 말발굽 모양과 같은 물결무늬 형상의 금속박막으로 구성한 회로배선(13)들을 사용하여 상기 전자부품(12)들을 연결함으로써 신축성 전자소자를 구현하고 있다.
그러나 상기와 같은 기존의 방법에서는 단일 재료로 이루어진 신축성 기판(11)의 신축이 반복됨에 따라 신축성 기판(11)과의 심한 신축성의 차이에 기인하여 기판(11)에 실장한 전자부품(12)들이 파단되거나 신축성 기판(11)으로부터 박리되는 문제점이 있다.
또한 상기와 같은 기존의 방법에서는 신축성 기판(11)의 신축이 반복됨에 따라 금속박막으로 구성한 회로배선(13)과 신축성 기판(11)과의 심한 신축성의 차이에 기인하여 회로배선(13)이 파단되거나 신축성 기판(11)으로부터 박리가 발생하는 문제점이 있다.
또한 신축성 기판(11)의 신축에 의한 파단을 방지하기 위한 물결무늬 모양의 형상에 기인하여 회로배선(13)의 폭이 넓어지기 때문에 신축성 전자소자 패키지의 고밀도화가 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 종래 신축성 기판의 문제점을 해결하여 신축성을 가지면서도 기판위에 구성된 회로배선이나 전자부품이 파단되거나 박리되는 것을 방지할 수 있는 새로운 개념의 신축성 기판 및 이를 이용하여 이루어지는 전자소자 패키지와 그들의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 종래 신축성 전자소자 패키지의 제조공정의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에 따른 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판의 제조방법은, (A) 제 1 고분자 층에 기판분리 층을 형성하는 단계, (B) 상기 기판분리 층에 제 2 고분자 층을 형성하는 단계, (C) 상기 제 2 고분자 층 및 상기 기판분리 층을 연통하여 제 1 고분자 층까지 적어도 하나 이상의 비아홀을 형성하는 단계, (D) 상기 비아홀을 채워 상기 제 1 고분자 층과 연결되는 적어도 하나 이상의 돌기를 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.
이때, 상기 제 2 고분자 층은 상기 제1 고분자 층 보다 상대적으로 작은 크기를 가지는 것이 바람직하며, 상기 제 2 고분자 층이 상기 제 1 고분자 층 보다 상대적으로 작은 면적을 가지고 상기 제 2 고분자 층 둘레에 상기 제 1 고분자 층만이 노출되는 완충부가 형성되도록 하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 제 1 고분자 층은 상기 제 2 고분자 층보다 상대적으로 강성도가 낮은 고분자를 이용하여 이루어지고, 상기 제 2 고분자 층은 상기 제 1 고분자 층보다 상대적으로 강성도가 높은 고분자를 이용하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 (A) 단계에서, 상기 비아홀을 형성할 부위를 제외한 부위에만 상기 기판분리 층을 형성할 수도 있다.
상기 (C) 단계에서, 상기 비아홀의 하부가 상기 제 1 고분자 층의 내부까지 들어가도록 형성할 수 있으며, 상기 제 1 고분자 층의 표면에 이르도록 형성할 수도 있다.
상기 (D) 단계 이후에, 상기 제 2 고분자 층과 상기 돌기의 표면을 기계적 연마, 건식 식각 또는 습식 식각으로 평탄화하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 (D)단계에서 상기 비아홀에 돌기 형성용 고분자 용액을 넘치도록 채우고 경화시킨 후, 상기 제 2 고분자 층 위로 넘쳐 형성된 돌기를 기계적 연마, 건식 식각 또는 습식 식각으로 제거하여 상기 제 2 고분자 층이 노출되도록 할 수 있다.
상기 비아홀은, 드릴링 공정, 건식 식각공정 또는 습식 식각공정을 사용하여 형성할 수 있다.
상기 제 2 고분자 층은, 제 1 고분자 층에 구비된 기판분리 층에 제 2 고분자 층을 형성하는 용액을 도포하고 이를 경화시켜 이루어질 수 있으며, 또한 상기 제 1 고분자 층에 구비된 기판분리 층에 반 경화된 제 2 고분자 층을 라미네이션 하고 이를 경화시켜 이루어질 수도 있다.
상기 제 1 고분자 층, 상기 돌기 및 상기 제 2 고분자 층은, PDMS, 폴리우레탄, 폴리이미드, FR4, 에폭시, 페놀, 폴리에스텔, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르슬폰, 테프론으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 고분자로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제 1 고분자 층, 상기 돌기 및 상기 제 2 고분자 층은, PDMS, 폴리우레탄, 폴리이미드, FR4, 에폭시, 페놀, 폴리에스텔, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르슬폰, 테프론으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 고분자로 이루어지고, 상기 선택된 하나의 고분자 기지에 혼합되는 경화제의 함량을 조절하여 강성도가 다른 고분자 층을 형성하여 이루어질 수도 있다.
또한, 상기 제 1 고분자 층 및 상기 돌기는 PDMS를 이용하여 형성하고, 상기 제 2 고분자 층은 폴리우레탄, 폴리이미드, FR4, 에폭시, 페놀, 폴리에스텔, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르슬폰, 테프론으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 이용하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제 1 고분자 층은 PDMS를 이용하여 형성하고, 상기 제 2 고분자 층 및 돌기는 PDMS, 폴리우레탄, 폴리이미드, FR4, 에폭시, 페놀, 폴리에스텔, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르슬폰, 테프론으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 이용하여 이루어질 수도 있다.
상기 기판분리 층은, 구리(Cu), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 철(Fe), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 주석(Sn), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나가 함유된 금속으로 단일층 또는 다층으로 형성되어 이루어질 수 있다.
상기 기판분리 층은, 실리콘, 알루미나(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 유리, 글라스-세라믹, 실리콘카바이드(SiC), 질화실리콘(Si3N4)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나가 함유된 세라믹으로 단일층 또는 다층으로 형성되어 이루어질 수 있다.
상기 기판분리 층은, 에폭시(EMC), PDMS, 폴리우레탄, 폴리이미드, FR4, 에폭시, 페놀, 폴리에스텔, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르슬폰, 테프론으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나가 함유된 고분자로 단일층 또는 다층으로 형성되어 이루어질 수도 있다.
본 발명에 따른 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판은 전술한 적어도 하나의 방법을 적용하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판은, 적어도 하나 이상의 돌기가 형성된 제 1 고분자 층과, 상기 돌기가 삽입되도록 상기 제 1 고분자 층 위에 형성된 제 2 고분자 층 및 상기 제 1 고분자 층과 상기 제 2 고분자 층 사이에 개재된 기판분리 층을 포함하여 이루어진다.
이러한 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판은, 외력이 인가되는 경우 상기 제 1 고분자 층과 상기 기판분리 층이 분리되도록 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 제 2 고분자 층은 상기 제 1 고분자 층 보다 상대적으로 작은 크기를 가지는 것이 바람직하며, 상기 제 2 고분자 층은 상기 제 1 고분자 층 보다 상대적으로 작은 면적을 가지고 상기 제 2 고분자 층 둘레에 상기 제 1 고분자 층만이 노출되는 완충부가 형성되도록 이루어지는 것이 보다 바람직하다.
상기 제 1 고분자 층은 상기 제 2 고분자 층보다 상대적으로 강성도가 낮은 고분자를 이용하여 이루어지고, 상기 제 2 고분자 층은 상기 제 1 고분자 층보다 상대적으로 강성도가 높은 고분자를 이용하여 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 신축성 전자소자 패키지 제조방법은, 적어도 하나 이상의 돌기가 형성된 제 1 고분자 층과 상기 돌기가 삽입되도록 상기 제 1 고분자 층 위에 형성된 제 2 고분자 층 및 상기 제 1 고분자 층과 상기 제 2 고분자 층 사이에 개재된 기판분리 층을 포함하여 이루어지는 돌기 삽입형 신축성 기판을 제조하는 단계, 상기 돌기 삽입형 신축성 기판에 회로배선을 형성하는 단계, 상기 돌기 삽입형 신축성 기판에 전자부품을 실장하는 단계를 포함하여 이루어진다.
이때, 상기 회로배선은, 금(Au), 구리(Cu), 주석(Sn), 은(Ag), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 백금(Pt), 철(Fe), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속으로 이루어지고, 단일층 또는 다층으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 회로배선은, 고분자에 탄소나노튜브, 금속분말, 나노 금속분말, 그래핀, 전도성 세라믹 분말로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 함유시켜 전도성을 부여하여 이루어질 수도 있으며, 이때, 상기 금속분말 또는 나노 금속분말은 금(Au), 구리(Cu), 주석(Sn), 은(Ag), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 백금(Pt), 철(Fe), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나로 이루어질 수도 있다.
또한, 상기 회로배선은 직선 형상뿐만 아니라 물결무늬 형상으로 이루어질 수도 있다.
또한, 상기 신축성 전자소자 패키지 제조방법은 상기 돌기 삽입형 신축성 기판에 회로배선을 형성하고 전자부품을 실장한 후에, 그 위에 상기 제 2 고분자 층의 크기와 같거나 작은 크기의 엔캡슐레이션을 형성하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
이때, 상기 엔캡슐레이션은 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC), PDMS, 폴리우레탄, 폴리이미드, FR4, 에폭시, 페놀, 폴리에스텔, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르슬폰, 테프론으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 신축성 전자소자 패키지는 전술한 적어도 하나의 방법을 이용하여 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 신축성 전자소자 패키지는, 적어도 하나 이상의 돌기가 형성된 제 1 고분자 층과, 상기 돌기가 삽입되도록 상기 제 1 고분자 층 위에 형성된 제 2 고분자 층 및 상기 제 1 고분자 층과 상기 제 2 고분자 층 사이에 개재된 기판분리 층을 포함하여 이루어지는 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판과, 상기 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판에 형성된 회로배선 및 상기 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판에 실장된 전자부품을 포함하여 이루어진다.
상기 신축성 전자소자 패키지는 외력이 인가되는 경우 상기 제 1 고분자 층과 상기 기판분리 층이 분리되도록 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 제 2 고분자 층 및 상기 기판분리 층은 상기 제 1 고분자 층 보다 상대적으로 작은 면적을 가지며, 상기 제 2 고분자 층 둘레에 제 1 고분자 층만이 노출되는 완충부가 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제 1 고분자 층은 상기 제 2 고분자 층보다 상대적으로 강성도가 낮은 고분자를 이용하여 이루어지고, 상기 제 2 고분자 층은 상기 제 1 고분자 층보다 상대적으로 강성도가 높은 고분자를 이용하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 신축성 전자소자 패키지는 실장된 전자부품을 캡슐화하는 엔캡슐레이션을 더 포함하여 이루어지며, 상기 엔캡슐레이션은 상기 제 2 고분자 층의 크기와 같거나 작은 크기로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 의해 이루어진 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판에서는 돌기들을 구비한 제 1 고분자 층이 원하는 큰 변형률까지 인장되며 동시에 돌기들이 삽입된 구조로 이루어진 제 2 고분자 층에서는 인장변형률이 매우 낮은 수준으로 억제됨으로써 기판에 구비한 회로배선의 파단과 박리를 방지할 수 있으며 또한 기판에 실장한 전자부품들의 파단을 방지할 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명에 의해 이루어진 돌기 삽입형 신축성 기판은 제 1 고분자 층과 제 2 고분자 층 사이에 기판분리 층이 개재되어, 외력이 인가될 경우 제 1 고분자 층으로부터 기판분리 층이 분리되게 되어 제 2 고분자 층에는 외력에 의한 인장 변형력이 전달되지 못함으로써 제 2 고분자 층 위에 형성된 회로배선이나 실장된 전자부품의 판단이나 박리를 보다 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
또한 돌기 삽입형 신축성 기판에 구비하는 회로배선의 형상을 기존의 물결무늬 형상으로부터 직선 형상으로 바꿀 수 있기 때문에 신축성 전자소자 패키의 고밀도화를 이룰 수 있는 장점이 있다.
도 1은 기존 방법에 의한 신축성 기판(11)에 물결무늬 형상의 회로도선(13)을 형성한 신축성 전자소자 패키지의 개략적인 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기판분리 층(212)이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판(21)의 단면 모식도.
도 3 내지 6은 본 발명의 일실시예에 따른 기판분리 층(212)이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판(21)의 제조방법을 나타내는 개략적인 공정 흐름도.
도 7은 본 발명에 따른 기판분리 층(212)이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판(21)에 외부 하중(F)이 인가될 때 기판의 변형예를 보여주는 단면 모식도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 기판분리 층(212)을 구비한 돌기 삽입형 신축성 기판(21)에 직선 형상의 회로배선(13)을 구비하고 전자부품(12)들을 실장하여 구성한 신축성 전자소자 패키지(51)의 (a) 개략도와 (b) 단면 모식도.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 기판분리 층(212)을 구비한 돌기 삽입형 신축성 기판(21)에 회로배선(13)을 구비하고 전자부품(12)들을 실장한 후 엔캡슐레이션(61)을 형성하여 구성한 신축성 전자소자 패키지(51)를 나타내는 단면 모식도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기판분리 층(212)이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판(21)의 단면 모식도.
도 3 내지 6은 본 발명의 일실시예에 따른 기판분리 층(212)이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판(21)의 제조방법을 나타내는 개략적인 공정 흐름도.
도 7은 본 발명에 따른 기판분리 층(212)이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판(21)에 외부 하중(F)이 인가될 때 기판의 변형예를 보여주는 단면 모식도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 기판분리 층(212)을 구비한 돌기 삽입형 신축성 기판(21)에 직선 형상의 회로배선(13)을 구비하고 전자부품(12)들을 실장하여 구성한 신축성 전자소자 패키지(51)의 (a) 개략도와 (b) 단면 모식도.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 기판분리 층(212)을 구비한 돌기 삽입형 신축성 기판(21)에 회로배선(13)을 구비하고 전자부품(12)들을 실장한 후 엔캡슐레이션(61)을 형성하여 구성한 신축성 전자소자 패키지(51)를 나타내는 단면 모식도.
이하에서는, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 발명은 종래 신축성 전자소자 패키지의 제조공정의 문제점들을 해결하기 위하여, 제 1 고분자 층에 돌기를 형성하고 제 1 고분자 층에 형성된 돌기들이 제 2 고분자 층 내에 삽입된 구조로 구성하며 제 1 고분자 층과 제 2 고분자 층 사이에 기판분리 층을 형성하는 것을 특징으로 한다. 이러한 특징에 의하여, 외력이 작용하는 경우 돌기 부위를 제외한 다른 부위에서는 기판분리 층이 제 1 고분자 층으로부터 분리되도록 하여 회로가 구성되고 전자부품이 실장된 제 2 고분자 층에는 외력에 의한 인장변형이 거의 발생하지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는 기판분리 층(212)이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판(21)을 구성하기 위한 제 1 고분자 층(211) 재료로서 PDMS (polydimethyl siloxane)를 사용하였다. PDMS는 실리콘 탄성중합체(silicone elastomer)로서 실리콘 탄성중합체 기지 (silicone elastomer base)와 실리콘 탄성중합체 경화제 (silicone elastomer curing agent)의 비율에 따라 탄성중합체의 교차결합의 정도가 변하기 때문에 표 1과 같이 탄성중합체 기지에 혼합하는 경화제의 비율을 변화시킴으로써 강성도를 큰 폭으로 변화시킬 수 있다.
도 3은 본 발명 따른 기판분리 층이 구비된 돌기삽입형 신축성 기판의 제조방법에 대한 일실시예를 나타내는 개략적인 공정 흐름도이다.
도 3(a)와 같이 본 실시예에서는 탄성계수가 250 kPa인 PDMS를 사용하여 제 1 고분자 층(211)을 구성하였다. 실리콘 탄성중합체 기지에 경화제를 5% 첨가하여 100에서 20분간 경화시킴으로써 탄성계수가 250 kPa인 PDMS로 두께 400 ㎛인 제 1 고분자 층(211)을 제작하였다.
그런 다음에 도 3(b)와 같이 제 1 고분자 층(211)에 기판분리 층(212)을 구비하였다. 본 실시예에서는 1 ㎛ 두께의 구리(Cu) 박막을 스퍼터링법으로 형성하여 기판분리 층(212)을 형성하였다. 기판분리 층(212)으로는 구리 외에 여타의 금속이나 세라믹, 고분자가 사용될 수 있으며, 기판분리 층의 형성공정은 스퍼터링법을 포함하여 진공증착법, 전기도금법, 무전해 도금법, MBE, MOCVD를 포함하여 박막 제조공정에서 사용되는 다양한 방법이 사용될 수 있음은 물론이다.
본 실시예에서는 실리콘 탄성중합체 기지에 경화제를 10% 첨가한 탄성계수 800 kPa의 PDMS를 사용하여 제 1 고분자 층(211)에 구비한 돌기(215)들이 삽입된 구조로 이루어지는 제 2 고분자 층(213)을 구성하였다. 실리콘 탄성중합체 기지에 경화제를 10% 첨가한 PDMS 용액을 상기 제 1 고분자 층(211) 위에 구비한 기판분리 층(212) 위에 150 ㎛ 두께로 도포하고 100에서 20분간 경화시킴으로써 도 3(c)와 같이 제 1 고분자 층(211)에 기판분리 층(212)과 제 2 고분자 층(213)이 적층된 구조를 구성하였다.
이때 제 2 고분자 층(213)의 크기를 돌기(215)들이 구비되는 제 1 고분자 층(211)의 크기보다 작게 만들어, 외부에서 작용하는 하중이 제 2 고분자 층(213)에는 직접 인가되지 않고 돌기(215)들이 구비된 제 1 고분자 층(211)에만 직접 인가되도록 하였다. 구체적으로, 도 8(a)에 도시된 바와 같이, 제 2 고분자 층(213)이 제 1 고분자 층(211) 보다 상대적으로 작은 면적으로 적층되고 기판 외곽 둘레에 제 1 고분자 층(211)만으로 이루어지는 완충부가 존재하도록 제작하였다.
제 1 고분자 층(211)에 형성된 기판분리 층(212) 위에 제 2 고분자 층(213)을 구비하는 방법으로는 제 1 고분자 층(211)에 형성된 기판분리 층(212)에 반 경화된 제 2 고분자 층(213)을 라미네이션 하고 이를 경화시켜 제작하는 것도 가능하다.
그런 다음에 도 3(d)와 같이 제 2 고분자 층(213)과 기판분리 층(212)을 연통하여 제 1 고분자 층(211)까지 하나 이상의 비아홀(via hole)(214)을 형성하였다. 이때, 비아홀(214)은 그 하부가 제 1 고분자 층(211) 표면까지 형성될 수도 있으나, 도 3(d)와 같이 제 1 고분자 층(211)의 내부까지 도달되도록 형성될 수도 있다. 본 실시예에서는 드릴링 공정을 사용하여 비아홀(214)들을 형성하였으며, 이외에도 건식 식각법이나 습식 식각법을 사용하여 비아홀(214)을 형성하는 것도 가능하다.
그런 다음에 도 3(e)와 같이 비아홀(214)에 돌기(215) 형성용 고분자를 채우고 경화시켜 제 1 고분자 층(211)과 일체화되며 제 2 고분자 층(213)에 삽입된 구조의 돌기(215)들을 형성하였다. 이때, 돌기 형성용 고분자는 제 1 고분자 층을 이루는 고분자와 동일 조성인 것이 바람직하다. 본 발명에서 제 1 고분자 층(211)과 일체화되며 제 2 고분자 층(213)에 삽입된 구조로 형성되는 돌기(215)는 적어도 하나 이상 형성되는 것이 바람직하며, 돌기의 형태는 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.
도 4는 본 발명 따른 기판분리 층이 구비된 돌기삽입형 신축성 기판의 제조방법에 대한 다른 실시예를 나타내는 개략적인 공정 흐름도이다.
본 실시예에서는 도 4(a)와 같이, 제 1 고분자 층(211)에서 돌기(215)를 형성할 부위를 제외한 부위에 기판분리 층(212)을 형성한다. 다음으로 도 4(b)와 같이, 기판분리 층(212) 및 제 1 고분자 층(211)에 제 2 고분자 층(213)을 형성한다. 다음으로 도 4(c)와 같이, 도 4(a)에서 기판분리 층(212)이 형성되지 않은 부위를 통하여 제 2 고분자 층(213) 및 기판분리 층(212)을 연통하여 제 1 고분자 층(211)까지 하나 이상의 비아홀(via hole)(214)을 형성한다. 이때, 비아홀(214)은 그 하부가 제 1 고분자 층(211) 표면까지 형성될 수도 있으나, 도 4(c)와 같이 제 1 고분자 층(211)의 내부까지 도달되도록 형성될 수도 있다. 다음으로, 도 4(d)와 같이, 비아홀(214)에 돌기(215) 형성용 고분자를 채워서 제 1 고분자 층(211)과 일체화되며 제 2 고분자 층(213)에 삽입된 구조의 돌기(215)들을 형성하여 기판분리 층(212)이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판(21)을 제조하게 된다.
도 5는 본 발명 따른 기판분리 층이 구비된 돌기삽입형 신축성 기판의 제조방법에 대한 또 다른 실시예를 나타내는 개략적인 공정 흐름도이다.
본 실시예서는 도 5(a), 5(b)와 같이, 제 1 고분자 층(211)에 기판분리 층(212)을 형성하고 기판분리 층(212)에 제 2 고분자 층(213)을 형성한다. 다음으로, 도 5(c)와 같이 제 2 고분자 층(213)과 기판분리 층(212)을 연통하여 제 1 고분자 층(211)의 표면까지 하나 이상의 비아홀(214)을 형성한다. 본 실시예에서 비아홀(214)은 그 하부가 도 3(d)와 달리 제 1 고분자 층(211)의 표면까지만 이르도록 형성된다. 다음으로 도 5(d)와 같이 비아홀(214)에 돌기(215) 형성용 고분자를 채워서 제 1 고분자 층(211)과 일체화되며 제 2 고분자 층(213)에 삽입된 구조의 돌기(215)들을 형성하여 기판분리 층(212)이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판(21)을 제조하게 된다.
도 6은 본 발명 따른 기판분리 층이 구비된 돌기삽입형 신축성 기판의 제조방법에 대한 또 다른 실시예를 나타내는 개략적인 공정 흐름도이다.
본 실시예에서는 도 6(a)와 같이, 제 1 고분자 층(211)에 기판분리 층(212)을 형성하고 기판분리 층(212)에 제 2 고분자 층(213)을 형성한다. 다음으로 도 6(b)와 같이, 제 2 고분자 층(213)과 기판분리 층(212)을 연통하여 제 1 고분자 층(211)까지 하나 이상의 비아홀(214)을 형성한다. 이때, 비아홀(214)은 그 하부가 제 1 고분자 층(211) 표면까지 형성될 수도 있으나, 도 6(b)와 같이 제 1 고분자 층(211)의 내부까지 도달하도록 형성된다. 다음으로 도 6(c)와 같이, 비아홀(214)에 돌기 형성용 고분자를 넘치게 채워 제 1 고분자 층(211)과 일체화되며 제 2 고분자 층(213)에 삽입된 구조의 돌기(215)들을 형성한다. 다음으로 도 6(d)와 같이, 제 2 고분자 층(213) 위로 넘쳐 형성된 돌기 형성용 고분자를 제거하여 기판분리 층(212)이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판(21)을 제조한다. 이때 도 6(c)와 같이 제 2 고분자 층(213) 위로 넘쳐난 돌기 형성용 고분자는 기계적 가공, 기계적 연마, 건식 식각 또는 습식 식각을 사용하여 제거하여 도 6(d)와 같이 제조하는 것이 가능하다.
상기와 같이 본 실시예에 따른 기판분리 층(212)을 구비한 돌기 삽입형 신축성 기판(21)에서 돌기(215)들이 구비된 제 1 고분자 층(211)에 100 kPa의 인장응력(F)을 가하면 제 1 고분자 층(211)이 40%의 변형률로 인장되며, 도 7과 같이 기판분리 층(212)에 의해 돌기(215) 삽입 부위를 제외한 다른 부위에서는 제 1 고분자 층(211)과 제 2 고분자 층(213)이 용이하게 분리되어 제 1 고분자 층(211)과 제 2 고분자 층(213)의 신축이 서로 독립적으로 발생된다. 따라서 제 2 고분자 층(213)에는 인장응력이 직접 작용하지 않기 때문에 인장변형률이 거의 발생하지 않게 되며, 제 1 고분자 층(211)과 일체화 되고 제 2 고분자 층(213)에 삽입된 구조를 갖는 돌기(215)에 의해 제 1 고분자 층(211)과 제 2 고분자 층(213)과의 결합이 유지되게 된다.
본 실시예에 따른 기판분리 층(212)을 구비한 돌기 삽입형 신축성 기판(21)에서는, 상기와 같이 돌기 삽입부위를 제외한 다른 부위에서는 기판분리 층(212)에 의해 제 1 고분자 층(211)과 제 2 고분자 층(213)이 분리되나 돌기 삽입부위에서 돌기(215)들에 의해 제 1 고분자 층(211)과 제 2 고분자 층(213)과의 결합이 유지된다. 이로써, 제 1 고분자 층(211)과 제 2 고분자 층(213)의 신축이 서로 독립적으로 발생하게 되어 제 1 고분자 층(211)의 신축 정도와 무관하게 제 2 고분자 층(213)에는 외부 인장하중이 직접 작용하지 않아 신축이 거의 발생하지 않게 된다. 또한 제 1 고분자 층(211)과 제 2 고분자 층(213)에서 발생하는 변형률의 차이를 신축성 돌기(215)들이 전부 흡수하기 때문에 신축이 반복되어도 제 1 고분자 층(211)과 제 2 고분자 층(213)의 결합이 유지되게 된다.
따라서 기판분리 층(212)을 구비한 돌기 삽입형 신축성 기판(21)에서는 돌기(215)를 구비한 제 1 고분자 층(211)의 신축의 정도에 무관하게 제 2 고분자 층(213)의 표면에 구비한 회로배선(13)과 전자부품(12)의 변형이 거의 발생하지 않는다. 따라서, 상기 기판분리 층(212)을 구비한 돌기 삽입형 신축성 기판(21)에서는 구성된 회로배선(13)의 형태를 물결무늬 형태의 회로배선(13) 뿐만 아니라 도 8와 같이 직선 형태의 회로배선(13)을 사용하여 신축성 전자소자 패키지(51)를 구비하는 것이 가능하게 된다.
본 발명에 의해 도 9과 같이 기판분리 층(212)을 구비한 돌기 삽입형 신축성 기판(21)에 직선 형태나 물결무늬 형태의 회로배선(13)을 형성하고 전자부품(12)들을 실장한 후 그 위에 고분자나 세라믹으로 엔캡슐레이션(61)을 형성하여 신축성 전자소자 패키지(51)를 구성하는 것도 가능하다. 이때 외부에서 작용하는 하중이 상기 앤캡슐레이션(61)에 직접 인가되지 않도록 하기 위해 상기 앤캡슐레이션(61)의 크기를 기판분리 층(212)을 구비한 돌기 삽입형 신축성 기판(21)을 구성하는 제 2 고분자 층(213)의 크기보다 작거나 또는 같게 구성하는 것이 바람직하다.
본 실시예에서는 돌기를 구비하는 제 1 고분자 층(211)의 탄성계수보다 더 큰 탄성계수를 갖는 고분자를 사용하여 제 2 고분자 층(213)을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서는 제 1 고분자 층(211)의 탄성계수와 같거나 작은 탄성계수를 갖는 고분자를 사용하여 제 2 고분자 층(213)을 형성하여 기판분리 층(212)이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판(21)을 구성하는 것도 가능하다.
본 실시예에서는 서로 다른 탄성계수를 갖는 PDMS 층들을 사용하여 제 1 고분자 층(211)과 돌기(215) 그리고 제 2 고분자 층(213)을 구비하였다. 이와 더불어 본 발명에서는 PDMS, 폴리우레탄, 폴리이미드, FR4, 에폭시, 페놀, 폴리에스텔, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르슬폰, 테프론과 같은 고분자들 중에서 적어도 하나를 선택하여 같은 고분자 재료를 사용하여 제 1 고분자 층(211)과 돌기 (215) 그리고 제 2 고분자 층(213)을 구비하는 것도 가능하다.
본 발명에서는 또한 PDMS, 폴리우레탄, 폴리이미드, FR4, 에폭시, 페놀, 폴리에스텔, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르슬폰, 테프론과 같은 고분자들 중에서 서로 다른 두 개를 선택하여 둘 중의 하나로 제 1 고분자 층(211)과 돌기(215)를 구비하고 다른 하나로 제 2 고분자 층(213)을 구비하는 것도 가능하다.
본 발명에서는 또한 PDMS, 폴리우레탄, 폴리이미드, FR4, 에폭시, 페놀, 폴리에스텔, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르슬폰, 테프론과 같은 고분자들 중에서 서로 다른 두 개를 선택하여 둘 중의 하나로 제 1 고분자 층(211)을 구비하고 다른 하나로 제 2 고분자 층(213)과 돌기(215)를 구비하는 것도 가능하다.
본 발명에서는 또한 PDMS, 폴리우레탄, 폴리이미드, FR4, 에폭시, 페놀, 폴리에스텔, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르슬폰, 테프론과 같은 고분자들 중에서 서로 다른 두 개를 선택하여 둘 중의 하나로 제 1 고분자 층(211)과 제 2 고분자 층(213)을 구비하고 다른 하나로 돌기(215)를 구비하는 것도 가능하다.
본 발명에서는 또한 PDMS, 폴리우레탄, 폴리이미드, FR4, 에폭시, 페놀, 폴리에스텔, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르슬폰, 테프론과 같은 고분자들 중에서 서로 다른 세 개를 선택하여 셋 중의 하나로 제 1 고분자 층(211)을 구비하고, 다른 하나로 제 2 고분자 층(213)을 구비하며, 또 다른 하나로 돌기(215)를 구비하는 것도 가능하다.
본 발명에서는 또한 PDMS, 폴리우레탄, 폴리이미드, FR4, 에폭시, 페놀, 폴리에스텔, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르슬폰, 테프론 중에서 한가지 고분자 재료를 선택하여, 상기 고분자 재료에 대해 고분자 기지와 경화제의 배합비를 조절하여 강성도를 변화시켜 제 1 고분자 층(211)과 제 2 고분자 층(213) 그리고 돌기(215)를 구성하는 것도 가능하다.
본 발명에서는 기판분리 층(212)으로 구리(Cu), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 철(Fe), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 주석(Sn), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 중에서 어느 하나 또는 둘 이상이 함유된 조성의 금속을 조합하여 단일층 또는 다층으로 이루어진 기판분리 층(212)을 구비할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 에폭시(EMC), PDMS, 폴리우레탄, 폴리이미드, FR4, 에폭시, 페놀, 폴리에스텔, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르슬폰, 테프론 중에서 한가지 또는 두가지 이상의 고분자 재료를 조합하여 단일층 또는 다층으로 이루어진 기판분리 층(212)을 구비할 수도 있다.
또한, 본 발명에서는 실리콘, 알루미나(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 유리, 글라스-세라믹, 실리콘카바이드(SiC), 질화실리콘(Si3N4)와 같은 세라믹 재료들 중에서 한가지 또는 두가지 이상의 고분자 재료를 조합하여 단일층 또는 다층으로 이루어진 기판분리 층(212)을 구비할 수도 있다.
본 발명에서는 기판분리 층(212)이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판(21)에 금(Au), 구리(Cu), 주석(Sn), 은(Ag), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 백금(Pt), 철(Fe), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W) 중에서 어느 하나 또는 둘 이상이 함유된 조성의 금속을 조합하여 단일층 또는 다층으로 이루어진 회로배선(13)을 구성할 수 있다.
본 발명에서는 고분자에 탄소나노튜브, 금속분말, 나노 금속분말, 그래핀, 전도성 세라믹 분말들 중의 어느 하나 또는 둘 이상을 함유시켜 전도성을 부여한 회로배선(13)을 기판분리 층(212)이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판(21)에 형성할 수도 있다.
상기와 같이 회로배선(13)을 구비하기 위해 고분자에 전도성을 부여하기 위해 함유하는 금속분말 또는 나노 금속분말로는 금(Au), 구리(Cu), 주석(Sn), 은(Ag), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 백금(Pt), 철(Fe), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W) 중에서 어느 하나 또는 둘 이상이 함유된 조성의 금속을 사용할 수 있다.
본 발명에서는 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC), PDMS, 폴리우레탄, 폴리이미드, FR4, 에폭시, 페놀, 폴리에스텔, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르슬폰, 테프론 중에서 한가지 또는 두가지 이상의 고분자 재료를 조합하여 엔캡슐레이션(61)을 구비하여 신축성 전자소자 패키지(51)를 구성하는 것이 가능하다.
이상과 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
11. 신축성 기판
12. 전자부품
13. 회로배선
21. 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판
211. 제 1 고분자 층
212. 기판분리 층
213. 제 2 고분자 층
214. 비아홀
215. 돌기
51. 신축성 전자소자 패키지
61. 엔캡슐레이션
12. 전자부품
13. 회로배선
21. 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판
211. 제 1 고분자 층
212. 기판분리 층
213. 제 2 고분자 층
214. 비아홀
215. 돌기
51. 신축성 전자소자 패키지
61. 엔캡슐레이션
Claims (38)
- (A) 제 1 고분자 층에 기판분리 층을 형성하는 단계,
(B) 상기 기판분리 층에 제 2 고분자 층을 형성하는 단계,
(C) 상기 제 2 고분자 층 및 상기 기판분리 층을 연통하여 제 1 고분자 층까지 적어도 하나 이상의 비아홀을 형성하는 단계,
(D) 상기 비아홀에 고분자를 채워 상기 제 1 고분자 층과 연결되는 적어도 하나 이상의 돌기를 형성하는 단계,
를 포함하여 이루어지는 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 제 2 고분자 층은 상기 제1 고분자 층 보다 상대적으로 작은 크기를 가지는 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판의 제조방법.
- 제 2항에 있어서,
상기 제 2 고분자 층은 상기 제 1 고분자 층 보다 상대적으로 작은 면적을 가지며, 상기 제 2 고분자 층 둘레에 상기 제 1 고분자 층만이 노출되는 완충부가 형성되도록 하는 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 제 1 고분자 층은 상기 제 2 고분자 층보다 강성도가 상대적으로 낮은 고분자를 이용하여 이루어지고, 상기 제 2 고분자 층은 상기 제 1 고분자 층보다 강성도가 상대적으로 높은 고분자를 이용하여 이루어지는 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 (A) 단계에서,
상기 비아홀을 형성할 부위를 제외한 부위에만 상기 기판분리 층을 형성하는 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 (C) 단계에서,
상기 비아홀의 하부가 상기 제 1 고분자 층의 내부까지 들어가도록 형성하는 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 (C) 단계에서,
상기 비아홀의 하부가 상기 제 1 고분자 층의 표면에 이르도록 형성하는 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 (D) 단계 이후에,
상기 제 2 고분자 층과 상기 돌기의 표면을 기계적 연마, 건식 식각 또는 습식 식각으로 평탄화하는 단계를 포함하여 이루어지는 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 (D)단계에서 상기 비아홀에 돌기 형성용 고분자 용액을 넘치도록 채우고 경화시킨 후, 상기 제 2 고분자 층 위로 넘쳐 형성된 돌기를 기계적 연마, 건식 식각 또는 습식 식각으로 제거하여 상기 제 2 고분자 층이 노출되도록 하는 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 비아홀은,
드릴링 공정, 건식 식각공정 또는 습식 식각공정을 사용하여 형성하는 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
제 2 고분자 층은,
제 1 고분자 층에 구비된 기판분리 층에 제 2 고분자 층을 형성하는 용액을 도포하고 이를 경화시켜 이루어지는 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
제 2 고분자 층은,
제 1 고분자 층에 구비된 기판분리 층에 반 경화된 제 2 고분자 층을 라미네이션 하고 이를 경화시켜 이루어지는 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 제 1 고분자 층, 상기 돌기 및 상기 제 2 고분자 층은,
PDMS, 폴리우레탄, 폴리이미드, FR4, 에폭시, 페놀, 폴리에스텔, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르슬폰, 테프론으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 고분자로 이루어지는 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 제 1 고분자 층, 상기 돌기 및 상기 제 2 고분자 층은,
PDMS, 폴리우레탄, 폴리이미드, FR4, 에폭시, 페놀, 폴리에스텔, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르슬폰, 테프론으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 고분자로 이루어지고, 상기 선택된 하나의 고분자 기지에 혼합되는 경화제의 함량을 조절하여 강성도가 다른 고분자 층을 형성하는 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 제 1 고분자 층 및 상기 돌기는 PDMS를 이용하여 형성하고,
상기 제 2 고분자 층은 폴리우레탄, 폴리이미드, FR4, 에폭시, 페놀, 폴리에스텔, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르슬폰, 테프론으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 이용하여 형성하는 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 제 1 고분자 층은 PDMS를 이용하여 형성하고,
상기 제 2 고분자 층 및 돌기는 PDMS, 폴리우레탄, 폴리이미드, FR4, 에폭시, 페놀, 폴리에스텔, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르슬폰, 테프론으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 이용하여 형성하는 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 기판분리 층은,
구리(Cu), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 철(Fe), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 주석(Sn), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나가 함유된 금속으로 단일층 또는 다층으로 형성되어 이루어지는 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 기판분리 층은,
실리콘, 알루미나(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 유리, 글라스-세라믹, 실리콘카바이드(SiC), 질화실리콘(Si3N4)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나가 함유된 세라믹으로 단일층 또는 다층으로 형성되어 이루어지는 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 기판분리 층은,
에폭시(EMC), PDMS, 폴리우레탄, 폴리이미드, FR4, 에폭시, 페놀, 폴리에스텔, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르슬폰, 테프론으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나가 함유된 고분자로 단일층 또는 다층으로 형성되어 이루어지는 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판의 제조방법.
- 제 1항 내지 제 19항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판.
- 적어도 하나 이상의 돌기가 형성된 제 1 고분자 층과,
상기 돌기가 삽입되도록 상기 제 1 고분자 층 위에 형성된 제 2 고분자 층 및,
상기 제 1 고분자 층과 상기 제 2 고분자 층 사이에 개재된 기판분리 층
을 포함하여 이루어지는 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판.
- 제 21항에 있어서,
외력이 인가되는 경우 상기 제 1 고분자 층과 상기 기판분리 층이 분리되도록 이루어지는 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판.
- 제 21항에 있어서,
상기 제 2 고분자 층은 상기 제 1 고분자 층 보다 상대적으로 작은 크기를 가지는 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판.
- 제 23항에 있어서,
상기 제 2 고분자 층은 상기 제 1 고분자 층 보다 상대적으로 작은 면적을 가지며, 상기 제 2 고분자 층 둘레에 상기 제 1 고분자 층만이 노출되는 완충부가 형성되는 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판.
- 제 21항에 있어서,
상기 제 1 고분자 층은 상기 제 2 고분자 층보다 강성도가 상대적으로 낮은 고분자를 이용하여 이루어지고, 상기 제 2 고분자 층은 상기 제 1 고분자 층보다 강성도가 상대적으로 높은 고분자를 이용하여 이루어지는 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판.
- 적어도 하나 이상의 돌기가 형성된 제 1 고분자 층과, 상기 돌기가 삽입되도록 상기 제 1 고분자 층 위에 형성된 제 2 고분자 층 및 상기 제 1 고분자 층과 상기 제 2 고분자 층 사이에 개재된 기판분리 층을 포함하여 이루어지는 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판을 제조하는 단계,
상기 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판의 상기 제 2 고분자 층 위에 회로배선을 형성하는 단계,
상기 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판의 상기 제 2 고분자 층 위에 전자부품을 실장하는 단계
를 포함하여 이루어지는 신축성 전자소자 패키지 제조방법.
- 제 26항에 있어서,
상기 회로배선은,
금(Au), 구리(Cu), 주석(Sn), 은(Ag), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 백금(Pt), 철(Fe), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속으로 이루어지고,
단일층 또는 다층으로 구성되는 신축성 전자소자 패키지의 제조방법.
- 제 26항에 있어서,
상기 회로배선은,
고분자에 탄소나노튜브, 금속분말, 나노 금속분말, 그래핀, 전도성 세라믹 분말로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 함유시켜 전도성을 부여하여 이루어지는 신축성 전자소자 패키지의 제조방법.
- 제 28항에 있어서,
상기 금속분말 또는 상기 나노 금속분말은,
금(Au), 구리(Cu), 주석(Sn), 은(Ag), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 백금(Pt), 철(Fe), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나로 이루어지는 신축성 전자소자 패키지의 제조방법.
- 제 26항에 있어서,
상기 회로배선은,
직선 형상 또는 물결무늬 형상으로 이루어지는 신축성 전자소자 패키지의 제조방법.
- 제 26항에 있어서,
상기 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판에 회로배선을 형성하고 전자부품을 실장한 후에, 그 위에 상기 제 2 고분자 층의 크기와 같거나 작은 크기의 엔캡슐레이션을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 신축성 전자소자 패키지의 제조방법.
- 제 31항에 있어서,
상기 엔캡슐레이션은,
에폭시 몰딩 컴파운드(EMC), PDMS, 폴리우레탄, 폴리이미드, FR4, 에폭시, 페놀, 폴리에스텔, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르슬폰, 테프론으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 하나로 이루어지는 신축성 전자소자 패키지의 제조방법.
- 제 26항 내지 제 32항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 신축성 전자소자 패키지.
- 적어도 하나 이상의 돌기가 형성된 제 1 고분자 층과, 상기 돌기가 삽입되도록 상기 제 1 고분자 층 위에 형성된 제 2 고분자 층 및 상기 제 1 고분자 층과 상기 제 2 고분자 층 사이에 개재된 기판분리 층을 포함하여 이루어지는 기판분리층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판과,
상기 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판의 상기 제 2 고분자 층 위에 형성된 회로배선 및
상기 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판의 상기 제 2 고분자 층 위에 실장된 전자부품을 포함하여 이루어지는 신축성 전자소자 패키지.
- 제 34항에 있어서,
외력이 인가되는 경우 상기 제 1 고분자 층과 상기 기판분리 층이 분리되도록 이루어지는 신축성 전자소자 패키지.
- 제 34항에 있어서,
상기 제 2 고분자 층은 상기 제 1 고분자 층 보다 상대적으로 작은 면적을 가지며, 상기 제 2 고분자 층 둘레에 제 1 고분자 층만이 노출되는 완충부가 형성되는 신축성 전자소자 패키지.
- 제 34항에 있어서,
상기 제 1 고분자 층은 상기 제 2 고분자 층보다 강성도가 상대적으로 낮은 고분자를 이용하여 이루어지고, 상기 제 2 고분자 층은 상기 제 1 고분자 층보다 강성도가 상대적으로 높은 고분자를 이용하여 이루어지는 신축성 전자소자 패키지.
- 제 34항에 있어서,
상기 신축성 전자소자 패키지는 실장된 전자부품을 캡슐화하는 엔캡슐레이션을 더 포함하여 이루어지며,
상기 엔캡슐레이션은 상기 제 2 고분자 층의 크기와 같거나 작은 크기로 이루어지는 신축성 전자소자 패키지.
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|---|---|---|---|
| KR1020130036863A KR101450441B1 (ko) | 2013-04-04 | 2013-04-04 | 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판과 그 제조방법 및 그 신축성 기판을 이용하여 이루어지는 신축성 전자소자 패키지와 그 제조방법 |
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| KR1020130036863A KR101450441B1 (ko) | 2013-04-04 | 2013-04-04 | 기판분리 층이 구비된 돌기 삽입형 신축성 기판과 그 제조방법 및 그 신축성 기판을 이용하여 이루어지는 신축성 전자소자 패키지와 그 제조방법 |
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| KR (1) | KR101450441B1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101680443B1 (ko) | 2015-01-13 | 2016-11-28 | 홍익대학교 산학협력단 | 강성도 국부변환 신축성 기판과 그 제조방법 및 그 신축성 기판을 이용하여 이루어지는 신축성 전자소자 패키지와 그 제조방법 |
| US20220009764A1 (en) * | 2020-07-07 | 2022-01-13 | The Regents Of The University Of California | Micron-resolution soft stretchable strain and pressure sensor |
| EP3853894A4 (en) * | 2018-09-17 | 2023-03-08 | 3M Innovative Properties Company | FLEXIBLE DEVICE INCLUDING CONDUCTIVE TRACKS WITH ENHANCED STRETCHABILITY |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11274100A (ja) * | 1998-03-26 | 1999-10-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置 |
| JP2008098257A (ja) | 2006-10-09 | 2008-04-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 接続構造 |
| KR100839219B1 (ko) | 2007-04-06 | 2008-06-17 | 김창수 | 연성회로기판용 보강판 가접장치 및 그를 이용한 보강판가접방법 |
| US7491892B2 (en) | 2003-03-28 | 2009-02-17 | Princeton University | Stretchable and elastic interconnects |
-
2013
- 2013-04-04 KR KR1020130036863A patent/KR101450441B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11274100A (ja) * | 1998-03-26 | 1999-10-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置 |
| US7491892B2 (en) | 2003-03-28 | 2009-02-17 | Princeton University | Stretchable and elastic interconnects |
| JP2008098257A (ja) | 2006-10-09 | 2008-04-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 接続構造 |
| KR100839219B1 (ko) | 2007-04-06 | 2008-06-17 | 김창수 | 연성회로기판용 보강판 가접장치 및 그를 이용한 보강판가접방법 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101680443B1 (ko) | 2015-01-13 | 2016-11-28 | 홍익대학교 산학협력단 | 강성도 국부변환 신축성 기판과 그 제조방법 및 그 신축성 기판을 이용하여 이루어지는 신축성 전자소자 패키지와 그 제조방법 |
| EP3853894A4 (en) * | 2018-09-17 | 2023-03-08 | 3M Innovative Properties Company | FLEXIBLE DEVICE INCLUDING CONDUCTIVE TRACKS WITH ENHANCED STRETCHABILITY |
| US20220009764A1 (en) * | 2020-07-07 | 2022-01-13 | The Regents Of The University Of California | Micron-resolution soft stretchable strain and pressure sensor |
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