KR101541732B1

KR101541732B1 - 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법

Info

Publication number: KR101541732B1
Application number: KR1020140056391A
Authority: KR
Inventors: 김호찬; 윤해룡
Original assignee: 안동대학교 산학협력단
Priority date: 2014-05-12
Filing date: 2014-05-12
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2034-05-12

Abstract

전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법에 관한 것으로,
3D 레이저 회로 식각기모듈과 첨가조형기를 포함하는 3D-AMID 장비를 사용하고, 비전도성 플라스틱 레진과 전도성 폴리머의 슬러리를 통하여 상기 3D-AMID 장비로 전자부품을 제조하는 과정에서 전자부품 본체에 3차원 전자회로가 일체로 형성되도록 하는 기술 구성을 통하여
복잡한 배선 체계를 단순화화여 간단한 공정 및 저렴한 비용으로 전자회로가 일체로 형성된 전자부품을 제조할 수 있게 되고, 전자부품의 설계 자유도를 높일 수 있게 되는 것이다.

Description

전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법 { MANUFACTURING METHOD OF PLASTIC ELECTICITY PARTS HAVING ELECTRIC CIRCUIT }

본 발명은 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법에 관한 것으로, 더 자세하게는 3D AMID 장비를 통해 비전도성 플라스틱 레진과 전도성 폴리머의 슬러리로 3차원 전자부품 본체를 제작하는 과정에서 전자부품 본체 원하는 패턴의 3차원 전자회로를 일체로 형성하는 것에 관한 것이다.

오늘날의 전자기기에는 사용자의 안전 및 편리함을 위해서 수많은 센서 및 전자 장치가 사용되고 있으며, 시간이 갈수록 더욱 지능화되어가고 있다.

이러한 전자기기의 지능화는 센서, 버튼, 플러그, 연결 단자 등의 수많은 전기 신호를 빠른 시간에 제어를 해야 가능해지며, 이를 위해서는 수많은 배선이 필요하므로 배선의 집적화가 필수적이다.

예를 들어 기존의 자동차설계에서는 신호 및 전력을 별도의 배선과 커넥터를 이용하여 연결하고 있기 때문에 많은 부품이 필요하게 되고, 수작업으로 조립하는 조립공정에 어려움이 있는 만큼 많은 노동력과 작업시간이 소요된다.

이러한 단점을 보완하기 위하여 최근 들어 3D AMID(Additive Molded Interconnect Devices) 기술이 부상하고 있으며, 이는 기존의 PCB와 각종 배선을 사출 성형으로 제작된 플라스틱 부품의 표면에 다양한 방법으로 전자 회로를 직접 입힘으로써 대체하는 공정 기술이다.

상기 3D AMID 기술은 일체화된 3차원 기계 도면과 2차원 전자회로 도면을 이용하여 기계 부품 및 전자 회로 형성을 가능하게 하지만 전자 회로를 사출 부품의 표면에 입히기 위해서 기계 부품을 레이저 등으로 표면 처리를 해야 하며, 최종적으로 도금하는 공정이 필요하다.

상기 3D AMID 기술은 많은 자동화 공정으로 이루어져 있지만 여전히 복잡한 공정으로 인하여 제품 생산원가가 높게 될 뿐 아니라 복잡한 형상의 제작이 어렵고 대량화를 해야만 하는 단점이 있다.

한편, 종래 기술에 따른 전자부품 제조방법은 케이블 및 컨넥터를 가진 전자부품을 제작하기 위하여 사출 성형으로 본체를 제작하는 공정; PCB를 제작하여 본체에 조립하는 공정; PCB에 케이블을 연결하는 공정;을 포함한다.

그러나 상기 종래 기술에 따른 전자부품 제조방법은 많은 노동력을 요구하며, 그에 따라 비용의 증가는 물론 제품의 품질도 보증하기가 어려운 문제가 있다.

또한, 판재 프레스 가공으로 단자를 절단 및 절곡하고 단자 부분을 코어로 삽입하여 성형을 하는 종래의 다른 전자부품 제조방법은 공정수가 많고 코어사출의 특성상 불량률이 높고, 많은 수작업을 요구하며, 단가가 비싸다는 단점이 있다.

이에 3차원 형상을 가진 전자부품 본체의 내부에 레이저를 이용하여 복잡한 전자회로를 가공하는 3D-MID(Molded Interconnect Devices) 기술이 개발되었다.

이는 사출성형으로 제작된 플라스틱 부품의 내부에 미리 입력된 3차원 전자 도면을 레이저로 가공하는 기술이며, 이 기술에서 플라스틱의 내부는 특수 재료로 코팅이 되어서 레이저가 지나가는 부분만 반응을 하여 최종적으로 도금이 된다.

이 기술은 독일에 본사를 둔 LPKF Laser & Electronics AG사에서 개발을 하여 다양한 종류의 가공 장비를 판매하고 있으며, 현재 시장의 약 80%를 점유하고 있다.

상기 독일 장비는 2009년 약 750억원의 판매를 기록하였으며, 매년 10% 이상의 성장하고 있다.

상기 독일 장비는 기존의 기술에 비해서 레이저를 활용하여 공정을 자동화 하는 데에는 성공하였으나 여전히 만들어진 패턴을 금속화시키는 도금공정이 필수적으로 뒤따르는 문제가 있다.

한편, 최근 들어 전도성 재료로 부품 표면에 회로를 그릴 수 있는 직접 인쇄(Direct Write) 기술이 다양하게 개발되고 있다.

그러나 상기 회로 직접 인쇄 기술 중에서 잉크젯, 스크린, 그라비아 옵셋 등의 다양한 인쇄 전자 기술은 3차원 곡면에의 적용이 불가능하며, 다양한 재료를 사용할 수 없다는 단점이 있다.

이에 반해 비교적 긴 노즐을 이용한 마이크로 디스펜싱 방식은 3차원 곡면에의 접근이 용이하고, 다양한 점도를 가진 재료의 사용이 가능하다.

상기 마이크로 디스펜싱 분야에서 가장 앞서 나가는 기술은 에어로졸 (Aerosol) 방식과 공압과 피스톤을 이용한 압출 방식이 있다.

한편, M3D 방식의 메탈 3D 프린터(Optomec사)를 사용하면 전기부품의 표면에 약 10m의 매우 높은 선폭 해상도를 가진 도선 패턴을 제작할 수 있다.

상기 메탈 3D 프린터는 가스를 분무하여 재료를 에어로졸 형태로 만든 다음 기판에 형상을 그리는 방식이며, 매우 높은 정밀도에도 불구하고, 약 1000cP 이하의 점도를 가진 재료만 사용이 가능하다는 단점이 있다.

재료의 점도는 도전성 재료에 포함되는 나노 금속 입자의 양에 따라 크게 좌우가 되며, 높은 전기 전도도(electrical conductivity)를 가진 고점도 재료의 사용에는 한계를 보인다.

또한, 일정한 두께가 필요한 적용 대상에 대해서는 디스펜싱된 후 재료의 퍼짐 현상으로 인해 적용하기 힘들고, 5mm/s 정도로 느린 가공속도로 생산성이 떨어지는 단점이 있다.

상기 메탈 3D 프린터는 헤드와 기본 사양을 포함한 장비의 가격이 약 2억원 정도이며, 레이저 후처리 장치 및 기타 기능을 포함할 경우 초기 투자비용이 매우 높은 편이다.

다른 전자회로 인쇄장치인 개발한 공압 기반의 스마트 펌프 및 마이크로 디스펜싱 장비(nScrypt사)는 최고 1,000,000cP의 점도를 가진 재료까지 토출할 수 있으며, 200mm/s 의 비교적 빠른 속도로 재료를 디스펜싱할 수 있다.

그러나 약 100m의 패턴 해상도를 가지며, 저점도의 경우 재료의 토출 제어가 제대로 되지 않아 원하지 않은 부분에서 재료가 흘러내리는 문제점이 있다.

또한, 상기 디스펜싱 장비는 레이저 경화 장치까지 포함할 경우 그 가격이 6억원 이상으로 초기 투자비용이 매우 높은 편이다.

하기의 특허문헌 1에는 스프레이 코팅 및 레이저조각을 사용하여 회로를 구비한 케이스를 제조하는 방법이 개시되어 있다.

특허문헌 1의 케이스 제조 방법은 기자재에 레이저 활성화를 거친 후 화학 도금을 진행하는 단계; 상기 기자재에 한 층의 용사코팅층을 도포하되, 상기 용사코팅층의 두께를 후에 형성시킬 회로 금속층의 두께와 같게 하는 단계; 레이저조각을 사용하여 회로도에 대응되는 용사코팅층을 제거하고, 하부의 사출 성형(molding)기자재를 노출시켜 레이저 조각 구역을 형성시키는 단계; 상기 레이저 조각 구역에서 레이저를 사용하여 기자재를 활성화시키는 단계; 화학 도금의 방식으로 상기 레이저 조각 구역에 금속층을 형성시키되, 화학 도금으로 형성된 회로 금속층의 두께를 상기 용사코팅층의 두께와 같게 하는 단계; 상기 회로 금속층과 그 주위의 용사코팅층의 표면에 별도의 용사코팅층을 더 도포하는 단계;를 포함한다.

하기의 특허문헌 2에는 제품을 부분적으로 금속화하는 방법이 개시되어 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1243029호(2013년 3월 25일 공고) 대한민국 등록특허공보 제10-1311591호(2013년 9월 26일 공고)

전술한 바와 같이 일반 플라스틱 사출성형으로 전기회로를 탑재한 전기부품을 제조하는 경우 시제품생산, 샘플 생산 등 소량 생산에는 적합하지 않게 되고, 가공공정과 조립단계 등 복잡한 공정을 거치기 때문에 노동력과 시간, 그리고 비용이 많이 들게 되는 문제가 있었다.

또한, PCB와 그 고정 구조물이 사출 부품에 포함되어 설계가 단순화되고 생산 및 조립의 효율이 효율이 높은 3D-MID 방식으로 전기회로가 일체화된 전자부품을 제조하게 되더라도 플라스틱 사출을 위한 금형이 필요하게 되고, 3차원적 형상의 전자부품 및 전자회로를 제작하기에는 한계가 있었다

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적이 다른 구성요소 없이 전자부품 본체를 성형하는 과정에서 전자회로가 일체로 형성되도록 함으로써 생산성 향상과 비용 절감을 도모할 수 있도록 하는 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명은 그 다른 목적이 간단한 공정으로 전자회로를 가지는 소량 다품종의 전자부품을 효율적으로 제조할 수 있도록 하고, 지능적 전자부품 생산시스템을 구축할 수 있도록 하는 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법을 제공하는 데에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법은 3D 레이저 회로 식각기모듈과 첨가조형기를 포함하는 3D-AMID 장비를 사용하고, 비전도성 플라스틱 레진과 전도성 폴리머의 슬러리를 통하여 상기 3D-AMID 장비로 전자부품을 제조하는 과정에서 전자부품 본체에 3차원 전자회로가 일체로 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법은 상기 비전도성 플라스틱 레진이 광경화성 레진, ABS, 열가소성 플라스틱 중의 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법은 상기 전도성 폴리머가 전도성 고분자물질, 카본 나노튜브, 그래핀, 전도성 금속 파우더 중의 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법은 상기 3D-AMID 장비로 전자부품을 제조하는 과정이 입력된 본체 형태 정보 및 전자회로 정보를 토대로 제조공정을 계획하는 단계; 경화성 레진과 전도성 폴리머의 슬러리를 리코팅(recoating)하는 단계; 상기 리코팅층을 큐어링(curing)하는 단계; 상기 리코팅층에 전자회로를 레이저 에칭(laser etching)하는 단계; 도금이 필요한지를 판단하는 단계; 도금이 필요하면 리코팅층의 레이저 에칭 부위에 도금을 하는 단계; 최종 리코팅층인지를 판단하는 단계; 최종 리코팅층이면 전자회로가 일체로 형성된 전자부품을 세정하는 단계; 상기 세정 전자부품을 포스트 큐어링하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법은 상기 3D-AMID 장비가 입력된 본체 형상 정보 및 전자회로 정보를 근거로 하여 3차원 전자부품을 제조하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법은 상기 도금이 필요한지를 판단하는 단계에서 도금할 부분이 있으면 해당 리코팅층에 도금을 하고, 도금이 필요하지 않으면 해당 리코팅층의 상부에 다음 리코팅층을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법은 상기 리코팅층의 레이저 에칭 부분에 도금을 하는 단계에서 무전해 도금 방식을 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법은 상기 무전해 도금에서 사용되는 도금 금속이 구리인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법에 의하면, 3D-AMID 기술을 사용함으로써 PCB나 각종배선 수요를 축소함으로써 설계를 단순화시키고 부품의 감소로 인하여 공정이 단순화됨 뿐만 아니라 조립 공수도 감소하여 노동력 감소에도 많은 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법에 의하면, 복잡한 3차원적 형상을 가진 전자부품의 각종 스위치 및 센서 등의 복잡한 배선 체계를 단순화하여 간단한 공정으로 제작 가능하게 되고, 전자부품의 설계 자유도를 높일 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법에 의하면, 자동화 장비를 이용한 제품의 신뢰성 확보할 수 있게 되고, 기존 공정에 대비해서 전체 공정 수 감소시킬 수 있게 되며, 단순한 공정으로 인한 가격 경쟁력 향상을 도모할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법에 의하면, 의료 기기, 정보 통신 기기, 가정용 기기 산업으로의 신속한 기술 이전 효과를 얻을 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법의 제조 공정 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품의 제조방법의 흐름도,
도 3은 본 발명에 다른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품의 제조방법의 선택적 도금과 첨가성형 개략도,
도 4는 종래 사출성형방식 및 3D-MID 방식에 의한 자동차 컨트롤 스위치 구성부품 사진.

이하 본 발명에 따른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법을 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법의 제조 공정 개략도이다.

본 발명에 따른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법은 비전도성 플라스틱 레진과 전도성 폴리머의 슬러리를 통하여 3차원 구조물위에 3차원적 회로를 형성하는 3D-AMID(Additive Molded Interconnect Devices) 기술을 사용한다.

또한, 본 발명에 따른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법은 3D 레이저 회로 식각기모듈과 첨가조형기의 통합으로 선택적 도금을 통해 하나의 3차원 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품을 제조한다.

본 발명에 따른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법은 전자부품 본체의 3차원 형상과 본체에 형성할 전자회로를 디자인하고, 본체 형상 정보 및 전자회로 정보를 3D-AMID 장비의 제어부에 입력하면 3D-AMID 장비가 제어부에 입력된 상기 본체 형상 정보 및 전자회로 정보를 토대로 전자부품을 제조하는 방식이다.

도 2는 본 발명에 다른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품의 제조방법의 제조 흐름도이고, 도 3은 본 발명에 다른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품의 제조방법의 선택적 도금과 첨가성형 개략도이다.

본 발명에 따른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법에서 3D-AMID 장비에 의한 전자부품 제조 과정은 입력된 본체 형태 정보 및 전자회로 정보를 토대로 제조공정을 계획하는 단계; 경화성 레진과 전도성 폴리머의 슬러리를 리코팅(recoating)하는 단계; 상기 리코팅층을 큐어링(curing)하는 단계; 상기 리코팅 층에 전자회로를 레이저 에칭(laser etching)하는 단계; 도금이 필요한지를 판단하는 단계; 도금이 필요하면 리코팅층의 레이저 에칭 부분에 도금을 하는 단계; 최종 리코팅층인지를 판단하는 단계; 최종 리코팅층이면 전자회로가 일체로 형성된 전자부품을 세정하는 단계; 상기 세정 전자부품을 포스트 큐어링하는 단계;를 포함한다.

본 발명에 따른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법에서 3D-AMID 장비는 입력된 본체 형상 정보 및 전자회로 정보를 근거로 하여 3차원 전자부품을 제조한다.

상기 3D-AMID 장비에서 전자부품을 제조할 때는 먼저 첫번째 리코팅층을 형성하고, 경화한다.

다음에 해당 리코팅층에 전자회로를 구성할 부분이 있으면 레이저 에칭을 통해 전자회로를 형성한다.

다음에 도금이 필요한지를 판단하여 도금할 부분이 있으면 해당 레이저 에칭 부분에 도금을 하며, 도금이 필요하지 않은 경우에는 첫번째 리코팅층의 상부에 두번째 리코팅층을 형성하고, 경화한다.

이러한 방법으로 리코팅층을 반복 적층하여 3차원 전자부품을 제조한다.

즉, 리코팅층을 적층하는 과정에서 전자회로를 구성할 부분에 전자회로를 형성하고, 도금이 필요한 부분에 선택적 도금 작업을 하여 3차원 전자부품을 제조하는 과정에서 3차원 전자회로를 일체로 형성한다.

이렇게 전자회로가 일체로 형성된 전자부품이 제조되면 세정 및 후처리 공정을 거쳐 3D AMID 전자부품이 완성된다.

종래의 일반적인 전자부품은 부품 하나를 구성하려면 여러 가지 구성부품과 많은 제작 공정을 거쳐 하나의 완성부품 또는 시스템으로 제작된다.

이러한 공정은 시간뿐만 아니라 많은 노동력과 비용을 소비하게 된다.

본 발명에 따른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법은 3D-AMID 장비를 사용하여 종래의 복잡한 공정을 대신하는 하나의 단순 공정으로 전자부품으로 제조한다.

본 발명에 따른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법에서 전자부품 본체는 비전도성 플라스틱 레진과 전도성 폴리머의 슬러리로 제조된다.

즉, 비전도성 플라스틱 레진과 전도성 폴리머의 슬러리를 광조형 장치를 이용하여 원하는 형상의 전자부품 본체를 제조하며, 전자부품 본체의 제조과정에서 원하는 전자회로의 경로와 전자회로의 구성을 레이져를 통하여 식각하고, 식각 부분을 도금한다.

상기 도금은 다른 도금 방법보다 간단한 무전해 도금 방법을 이용해 도금하는 것이 바람직하다.

성가 무전해 도금은 외부로부터 전기에너지를 공급받지 않고 금속염 수용액 중의 금속이온을 환원제의 힘에 의해 자기 촉매적으로 환원시켜 피처리물의 표면 위에 금속을 석출시키는 방법이다.

그리고 무전해 도금에서 사용되는 도금 금속으로는 전기전도도와 저항에 우수한 성질을 가지고, 비용, 효과에 모두 충족하는 구리가 바람직하다.

본 발명에 따른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법에서 전자부품 본체를 구성하는 비전도성 플라스틱 레진은 광경화성 레진, ABS, 열가소성 플라스틱, 그 밖의 예측 가능한 다른 것이 사용될 수 있다.

또한, 전도성 폴리머는 전도성 고분자물질, 카본 나노튜브, 그래핀, 전도성 금속 파우더, 그 밖의 예측 가능한 다른 것이 사용될 수 있다.

한편, 3D-AMID 장비에 탑재되는 광 조형 기술은 수십 ㎛의 정밀도를 가지는 3차원 구조물을 가공할 수 있는 기술이다.

상기 광 조형 기술은 1980년대 후반에 개발된 광조형(stereolithography) 기술에서 유래되었으며, 재료의 표면을 가공하는 방법에 따라 주사(scanning) 및 전사(projection) 방식으로 구분된다.

가공 데이터에 따라서 경화된 단면은 한 층씩 순차적으로 z축 스테이지에 의해서 적층이 됨으로써 최종적으로 3차원 마이크로구조물이 생성된다.

광 조형 장치의 뛰어난 3차원 가공성으로 인해, 현재까지도 수많은 연구가 진행 중이며, 그 대표적인 적용 예로는 마이크로 유체 장치, 조직공학을 위한 지지체 제작 등이 있다.

도 4는 종래 사출성형방식 및 3D-MID 방식에 의한 자동차 컨트롤 스위치 구성부품 사진이다.

도 4의 (a)와 같이 종래의 사출성형방식으로 자동차 컨트롤 스위치를 제작하는 경우에는 외관, 버튼, PCB 지지부품, 전도성 고무패드, PCB, 최내측부품 등의 다수의 구성부품이 필요하다.

도 4의 (a)와 같은 종래의 사출성형방식은 대량생산에는 유리한 점이 있으나 시제품생산, 샘플 생산 등 소량 생산에는 적합하지 않다.

또한, 도 4의 (a)와 같은 전자부품은 가공공정과 조립단계 등 복잡한 공정을 거치기 때문에 노동력과 시간, 그리고 비용이 많이 들게 된다.

도 4의 (b)는 3D-MID(Molded Interconnect Devices) 기술에 의한 자동차 컨트롤 스위치 구성부품이다.

상기 3D-MID 방식은 플라스틱 사출된 부품에 회로를 일체로 제작하거나 플라스틱 사출과정에서 회로에 해당하는 전도성 코어를 삽입하는 방식이다.

상기 3D-MID 방식은 PCB와 그 고정 구조물이 사출 부품에 포함되므로 설계가 단순화되고, 생산 및 조립의 효율이 효율이 높다.

그러나 상기 3D-MID 방식은 플라스틱 사출을 위한 금형이 필요하게 되고, 3차원적 형상의 전자부품 및 전자회로를 제작하기에는 한계가 있다.

본 발명에 따른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법은 광조형 장치, 레이저 에칭 장치, 도금장치를 포함하는 3D-AMID(Additive Molded Interconnect Devices) 기술을 사용한다.

본 발명에 따른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법에서 사용하는 3D-AMID(Additive Molded Interconnect Devices) 기술은 전술한 3D-MID 방식의 장점이 있다.

즉. 3D-MID 방식과 마찬가지로 PCB와 그 고정 구조물이 사출 부품에 포함되므로 설계가 단순화되고, 생산 및 조립의 효율이 효율이 높다

또한, 3D-AMID 기술을 사용함으로써 플라스틱 사출을 위한 금형의 제작이 필요 없게 되고, 3D-MID 방식의 제작 기술이 다룰 수 없는 완전 3차원적 형상의 부품 및 전자회로를 제작할 수 있게 된다.

3D-AMID 기술을 사용하는 본 발명에 따른 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법은 완전 자동화가 가능한 공정으로 다품종 소량생산 및 지능적 생산시스템 구성에 특히 효율적이다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 설명에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

Claims

3D 레이저 회로 식각기모듈과 첨가조형기를 포함하는 3D-AMID 장비를 사용하고, 비전도성 플라스틱 레진과 전도성 폴리머의 슬러리를 통하여 상기 3D-AMID 장비로 전자부품을 제조하는 과정에서 전자부품 본체에 3차원 전자회로가 일체로 형성되도록 하는 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법에 있어서,
상기 3D-AMID 장비로 전자부품을 제조하는 과정은
입력된 본체 형태 정보 및 전자회로 정보를 토대로 제조공정을 계획하는 단계;
비전도성 플라스틱 레진과 전도성 폴리머의 슬러리를 리코팅(recoating)하는 단계;
리코팅층을 큐어링(curing)하는 단계;
상기 리코팅층에 전자회로를 레이저 에칭(laser etching)하는 단계;
도금이 필요한지를 판단하는 단계;
도금이 필요하면 리코팅층의 레이저 에칭 부위에 도금을 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 비전도성 플라스틱 레진은 광경화성 레진, ABS, 열가소성 플라스틱 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 전도성 폴리머는 전도성 고분자물질, 카본 나노튜브, 그래핀, 전도성 금속 파우더 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법.
제1항에 있어서,
도금이 필요하면 리코팅층의 레이저 에칭 부위에 도금을 하는 단계 이후에
최종 리코팅층인지를 판단하는 단계;
최종 리코팅층이면 전자회로가 일체로 형성된 전자부품을 세정하는 단계;
상기 세정 전자부품을 포스트 큐어링하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 3D-AMID 장비는 입력된 본체 형상 정보 및 전자회로 정보를 근거로 하여 3차원 전자부품을 제조하는 것을 특징으로 하는 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 도금이 필요한지를 판단하는 단계에서 도금할 부분이 있으면 해당 리코팅층에 도금을 하고, 도금이 필요하지 않으면 해당 리코팅층의 상부에 다음 리코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 리코팅층의 레이저 에칭 부분에 도금을 하는 단계에서 도금은 무전해 도금 방식을 사용하는 것을 특징으로 하는 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법.
제7항에 있어서,
상기 무전해 도금에서 사용되는 도금 금속은 구리인 것을 특징으로 하는 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법.