KR101492457B1 - 제품 신뢰성이 우수한 연성회로기판용 적층판 제조 장치 - Google Patents

제품 신뢰성이 우수한 연성회로기판용 적층판 제조 장치 Download PDF

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Abstract

동박의 입사각을 조절하여 적층판에 기포가 생기는 것을 방지할 수 있으며, 압착롤러의 구동 속도를 제어함으로써, 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있는 연성회로기판용 적층판 제조 장치에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 제품 신뢰성이 우수한 연성회로기판용 적층판 제조 장치는 절연 필름이 권취되는 필름 공급롤러; 상기 필름 공급롤러의 일면 또는 양면에 형성되며, 동박이 권취되는 동박 공급롤러; 상기 절연 필름과 동박을 열압착 시키는 압착롤러; 및 상기 절연 필름과 동박이 열압착된 적층판을 권취하는 권취롤러;를 포함하며, 상기 동박 공급롤러로부터 동박을 압착롤러로 공급할 때, 동박이 압착롤러 외주면의 5 ~ 50% 면적에 접하면서 공급되는 것을 특징으로 한다.

Description

제품 신뢰성이 우수한 연성회로기판용 적층판 제조 장치 {EXCELLENT PRODUCT RELIABILITY FLEXICLE COPPER CLAD LAMINATE PRODUCING APPARATUS}
본 발명은 연성회로기판용 적층판 제조 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 동박을 압착롤러로 공급할 때 동박이 압착롤러의 외주면과 접합되는 면적을 최적화함과 더불어, 압착롤러의 구동속도를 엄격히 제어함으로써, 우수한 제품 신뢰성을 확보할 수 있는 연성회로기판용 적층판 제조 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 연성회로기판은 전자산업 기술분야에서 전자제품의 소형화 및 경량화에 따라 개발된 전자부품으로써, 작업성이 뛰어나고 내열성, 내곡성 및 내약품성이 우수하여 핸드폰, DVD, 디지털카메라, PDP 등 각종 전자제품의 핵심 부품으로 널리 사용되고 있다.
이와 같은 연성회로기판의 일반적인 제조과정은 얇게 가공된 동박(copper foil) 또는 동박에 PI필름(Poly imide film)이 접착된 동박 필름을 드릴링, 디버링 (deburing) 공정을 통해 전처리한 다음 동박의 상, 하 양면에 감광용 드라이필름(dry film)을 라미네이팅(laminating)한 후 노광(exposure), 현상(developing), 에칭(etching) 등의 공정을 통하여 소정의 회로패턴이 형성되도록 한 다. 그 후, 기판 면의 회로패턴을 보호하기 위해 상, 하 커버레이 필름(Cover lay film)을 접합시킨 후 타발 공정 등의 후처리 공정을 통해 낱개의 연성회로기판을 제조하게 된다.
이때, 라미네이팅 장치는 가운데 부분에 위치된 폴리이미드 필름의 상하로 공급되는 동박과 상기 동박의 상하로 각각 공급되는 상부 드라이필름과 하부 드라이필름이 상부 가열접착롤러와 하부 가열접착롤러로 유입되는 과정에서 소정의 각도로 경사진 상태로 유입되어 가열 압착되기 직전에 상부 가열접착롤러와 하부 가열접착롤러에 맞닿아 있는 부분이 미리 예열되도록 하여 상부 가열접착롤러와 하부 가열접착롤러사이를 통과하면서 원활한 가열 및 가압 접합이 이루어지도록 되어 있다.
이때, 동박 공급롤러로부터 공급되는 동박은 항상 정해진 입사각으로만 상하 공급되도록 되어 있어 동박의 두께 및 재질 등에 따른 적절한 입사 각도 조절이 이루어질 수 없었다.
따라서, 가운데 부분으로 공급되는 동박은 전혀 예열되지 않은 상태에서 곧바로 가열 및 가압되도록 되어 있어 폴리이미드 필름과의 접합이 양호하게 이루어지지 못할 뿐 아니라, 특히 두꺼운 재질의 동박 또는 상, 하부 드라이필름이 공급되는 경우에는 상부 가열접착롤러와 하부 가열접착롤러에 각각 맞닿는 예열구간이 충분치 못하여 제대로 예열되지 않은 상태에서 가열 및 가압 접합된다. 이에 따라, 완성된 양면 라미네이팅된 연성회로기판은 폴리이미드 필름과 동박의 접합부분, 동박과 상부 드라이필름과 하부 드라이필름의 접합부분 사이에 다량의 기포가 낀 불량제품으로 생산되며, 또한 가운데 부분으로는 동박이 공급되고 그 상하로 상부 드라이필름과 하부 드라이필름이 동시에 공급되면서 라미네이팅되도록 되어 있어 가운데 부분에 위치된 동박과 상, 하부 드라이필름의 위치가 서로 어긋나면서 접합되어 얼라인먼트 (alignment)가 맞지 않는 불량제품이 생산되는 문제점이 있었다.
관련 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1078684호(2011.10.26. 등록)가 있으며, 상기 문헌에는 롤투롤 타입의 금속 베이스 동박적층판의 제조 장치 및 그 제조 방법이 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 종래의 압착롤러로 동박이 공급되는 입사면적을 조절할 수 없어서 동박이 절연 필름과 접합되기 전에 압착롤러에 의해 충분히 예열되지 못함으로써, 적층판에 기포가 발생하는 것을 방지하기 위하여 동박의 입사면적을 조절하여 제품 신뢰성이 우수한 연성회로기판용 적층판의 제조 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 제품 신뢰성이 우수한 연성회로기판용 적층판 제조 장치는 절연 필름이 권취되는 필름 공급롤러; 상기 필름 공급롤러의 일면 또는 양면에 형성되며, 동박이 권취되는 동박 공급롤러; 상기 절연 필름과 동박을 열압착 시키는 압착롤러; 및 상기 절연 필름과 동박이 열압착된 적층판을 권취하는 권취롤러;를 포함하며, 상기 동박 공급롤러로부터 동박을 압착롤러로 공급할 때, 동박이 압착롤러 외주면의 5 ~ 50% 면적에 접하면서 공급되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 연성회로기판용 적층판 제조 장치는 동박의 입사면적을 조절하여 적층판에 기포가 생기는 것을 방지할 수 있으며, 압착롤러의 구동 속도를 제어함으로써, 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있는 연성회로기판용 적층판 제조 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제품 신뢰성이 우수한 연성회로기판용 적층판 제조 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 제품 신뢰성이 우수한 연성회로기판용 적층판 제조 장치를 나타낸 단면도이다.
도 3은 동박 입사 각도 및 동박과 압착롤러의 접촉 면적을 나타낸 것이다.
도 4는 동박과 압착롤러의 접촉 면적을 나타낸 것이다.
도 5는 종래의 적층판을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 적층판을 나타낸 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제품 신뢰성이 우수한 연성회로기판용 적층판 제조 장치에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제품 신뢰성이 우수한 연성회로기판용 적층판 제조 장치를 나타낸 단면도이고, 도 3은 동박 입사 각도 및 동박과 압착롤러의 접촉 면적을 나타낸 것이며, 도 4는 동박과 압착롤러의 접촉 면적을 나타낸 것이다.
도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 제품 신뢰성이 우수한 연성회로기판용 적층판 제조 장치(100)는 필름 공급롤러(110), 동박 공급롤러(120), 압착롤러(130) 및 권취롤러(140)를 포함한다.
필름 공급롤러(110)는 권취되어 있는 절연 필름(10)을 압착롤러(130)로, 그리고 동박 공급롤러(120)는 권취되어 있는 동박(20)을 압착롤러(130)로 공급하는 역할을 한다.
압착롤러(130)는 절연 필름(10)과 동박(20)을 열압착하여 적층판(30)을 형성할 수 있다. 압착롤러(130)의 온도는 300 ~ 400℃를 유지하는 것이 바람직하다. 압착롤러(130)의 온도가 300℃ 미만일 경우에는 절연 필름(10)과 동박(20)이 충분히 가열되지 못해 형성된 적층판(30)에 기포가 형성될 우려가 크고, 열압착이 효과적으로 이루어지는데 어려움이 따를 수 있다. 따라서, 적층판(30)의 제품 신뢰성이 저하될 수 있다. 이와 반대로, 압착롤러(130)의 온도가 400℃를 초과할 경우에는 더 이상의 압착 효과의 향상 없이 제조 비용만 상승시킬 우려가 크므로, 경제적이지 못하다.
또한, 압착롤러(130)의 구동속도를 2 ~ 5mpm으로 제어함으로써, 절연 필름(10)과 동박(20)이 충분히 예열된 상태에서 열압착되어 고품질의 적층판(30)을 형성할 수 있다. 압착롤러(130)의 구동속도가 2mpm 미만일 경우에는 더 이상의 동박(20) 예열 효과 없이 생산 효율만을 저하시킬 우려가 크다. 이와 반대로, 구동속도가 5mpm을 초과할 경우에는 동박(20)이 충분히 예열되지 못한 상태에서 가열 및 가압이 이루어져 적층판(30)의 동박(20)과 절연 필름(10)간의 결합부분에 기포가 발생하여 제품 신뢰성이 저하되는 문제를 유발할 수 있다.
동박(20)이 압착롤러(130)로 공급될 때, 동박(20)의 입사각도를 조절함으로써, 접촉 면적(2)이 압착롤러(130) 외주면의 5 ~ 50%를 감싸며 공급될 수 있다. 이때, 압착롤러(130) 외주면의 20 ~ 40%의 접촉 면적(2)으로 동박(20)이 공급되는 것이 보다 바람직하다.
동박(20)이 압착롤러(130) 외주면의 5% 미만의 접촉 면적(2)을 형성하며 공급될 경우, 압착롤러(130)에 의해 동박(20)이 충분히 예열될 수 없어 형성된 적층판(30)에 기포가 발생할 수 있다. 이와 반대로, 동박(20)이 압착롤러(130) 외주면의 50%를 초과하는 접촉 면적(2)을 형성하며 공급될 경우, 동박(20)이 과도하게 가열되어 하부의 절연 필름(10)과 압착될 때 얼라인먼트(alignment)를 맞추기 힘들 수 있다.
권취롤러(140)는 열압착을 통해 형성된 적층판(30)이 권취될 수 있다. 이때, 필름 공급롤러(110) 및 동박 공급롤러(120)로부터 권취롤러(140)까지의 적층판(30) 제조 공정은 롤투롤(Roll-to-Roll) 공정으로 이루어지는 것이 바람직하다. 따라서, 보다 효율적으로 적층판(30) 제조 공정이 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 적층판(30)의 제조 공정은 챔버(미도시)내에서 이루어질 수 있다. 챔버 내에서 적층판(30)의 제조 공정이 이루어질 경우, 외부로부터 이물질 등이 유입되는 것을 방지할 수 있으므로 형성된 적층판(30)의 제품 신뢰성을 더 향상시킬 수도 있다. 이때, 필름 공급롤러(110), 동박 공급롤러(120) 및 권취롤러(140)는 챔버 외부에 형성되는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 치수 안정성을 향상시킨 연성회로기판용 적층판 제조 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 치수 안정성을 향상시킨 연성회로기판용 적층판 제조 장치(200)는 필름 공급롤러(110), 상부 동박 공급롤러(122), 하루 동박 공급롤러(124), 상부 압착롤러(132), 하부 압착롤러(134) 및 권취롤러(140)를 포함한다.
절연 필름(10)의 양면에 동박(20)을 압착하는 것을 제외하고는 본 발명의 제1 실시예와 동일할 수 있으므로, 중복된 설명은 생략하고 차이점에 대해서만 설명하기로 한다.
상부 동박 공급롤러(122)는 필름 공급롤러(110)의 상면에 위치하여 절연 필름(10)의 상면에 열압착될 동박(20)을 상부 압착롤러(132)로 공급할 수 있다.
또한, 하부 동박 공급롤러(124)는 필름 공급롤러(110)의 하면에 위치하여 절연 필름(10)의 하면에 열압착될 동박(20)을 하부 압착롤러(134)로 공급할 수 있다.
상부 압착롤러(132)와 하부 압착롤러(134)는 서로 대응하는 위치와 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 절연 필름(10)의 상·하면에 형성되는 동박(20)을 상·하부 압착롤러(132, 134)가 양면을 열압착함으로써, 절연 필름(10)의 양면에 동박(20)이 적층된 적층판(30)을 형성할 수 있다.
이때, 상, 하부 압착롤러(132, 134)는 300 ~ 400℃의 온도를 유지하고, 구동속도는 2 ~ 5mpm으로 제어하는 것이 바람직하다. 따라서, 동박(20)과 절연 필름(10)을 충분히 예열된 상태에서 가열 및 가압함으로써, 적층판(30)의 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 5는 종래의 적층판을 나타낸 것이고, 도 6은 본 발명에 따른 적층판을 나타낸 것이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 적층판(30)을 형성하는 절연 필름(10)은 열경화성 폴리이미드 필름(PI, Polyimid)의 양면에 접착층으로 사용되는 열가소성 폴리이미드 필름(TPI, Thermoplastic Polyimid)이 형성되는 구조이다. 따라서, TPI가 코팅된 PI필름을 절연 필름(10)으로 사용함으로써, 절연 필름(10)과 동박(20)의 압착 시 층간의 계면에서 접착이 효과적으로 이루어지지 못해 발생할 수 있는 외관 불량을 방지할 수 있다.
도 5에 도시된 종래의 적층판(30)은 동박 입사 각도를 조절하지 못하여 압착롤러의 가운데 부분으로 공급되는 동박은 전혀 예열되지 못한 상태에서 곧바로 가열 및 가압되어 절연 필름과의 접합이 양호하게 이루어지기 힘들었다.
특히, 동박이 두꺼울 경우에는 상부 압착롤러와 하부 압착롤러에 각각 맞닿는 예열구간 또한 충분하지 못하여 동박이 제대로 예열되지 않은 상태에서 가열 및 가압 접합되면서 생산된 양면 라미네이팅된 동박과 절연 필름과의 접합부분에 다량의 기포가 낀 불량제품으로 생산되는 문제점이 있었다.
반면에, 도 6에 도시된 본 발명에 따른 적층판(30)은 동박의 입사 각도를 조절하여 동박이 압착롤러 외주면의 5 ~ 50%를 감싸며 공급됨으로써, 동박이 충분히 예열이 된 후에 가열 및 가압될 수 있다. 따라서, 절연 필름과 동박이 효과적으로 열압착될 수 있다.
따라서, 양면 라미네이팅 된 동박과 절연 필름과의 접합 부분에 기포가 발생하는 문제점을 방지하여, 제품 신뢰성이 우수한 연성회로기판용 적층판을 생산할 수 있다.
지금까지 살펴본 바와 같이, 본 발명은 동박의 입사각도를 조절하여 적층판의 절연 필름과 동박의 접합부에 기포가 생기는 것을 방지할 수 있으며, 압착롤러의 구동속도를 제어함으로써 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있는 연성회로기판용 적층판 제조 장치를 제공할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
1 : 입사 각도 2 : 접촉 면적
10 : 절연 필름 20 : 동박
30 : 적층판
100, 200 : 연성회로기판용 적층판 제조 장치
110 : 필름 공급롤러
120 : 동박 공급롤러
122 : 상부 동박 공급롤러
124 : 하부 동박 공급롤러
130 : 압착롤러
132 : 상부 압착롤러
134 : 하부 압착롤러
140 : 권취롤러

Claims (9)

  1. 절연 필름이 권취되는 필름 공급롤러;
    상기 절연 필름의 상부 및 하부에 각각 장착되며, 동박이 권취되는 상부 동박 공급롤러 및 하부 동박 공급롤러;
    상기 절연 필름의 상부 및 하부에 각각 장착되며, 상기 절연 필름과 동박을 300 ~ 400℃로 열압착시키는 상부 압착롤러 및 하부 압착롤러; 및
    상기 절연 필름과 동박이 열압착된 적층판을 권취하는 권취롤러;를 포함하며,
    상기 절연 필름은 열경화성 폴리이미드 필름(PI, Polyimid) 및 상기 열경화성 폴리이미드 필름의 양면에 코팅된 열가소성 폴리이미드 필름(TPI, Thermoplastic Polyimid)을 포함하고,
    상기 필름 공급롤러는 상기 상부 및 하부 동박 공급롤러가 동박을 공급하는 속도와 동일한 속도로 상기 절연 필름을 공급하고, 상기 상부 및 하부 압착롤러는 각각 2 ~ 5mpm의 구동속도로 작동하며,
    상기 상부 및 하부 동박 공급롤러로부터 동박을 상부 및 하부 압착롤러로 각각 공급할 때, 동박이 상부 및 하부 압착롤러 외주면의 20 ~ 40% 면적에 각각 접하면서 공급되어, 상기 동박과 상부 및 하부 압착롤러 간의 접합 면적이 확장되어 기포 발생이 억제되는 것을 특징으로 하는 제품 신뢰성이 우수한 연성회로기판용 적층판 제조 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 상부 및 하부 압착롤러는
    상기 적층판을 기준으로 서로 대응하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 제품 신뢰성이 우수한 연성회로기판용 적층판 제조 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 적층판 제조 장치는
    롤투롤(Roll-to-Roll) 방식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제품 신뢰성이 우수한 연성회로기판용 적층판 제조 장치.
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