KR101657012B1

KR101657012B1 - 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판

Info

Publication number: KR101657012B1
Application number: KR1020150141064A
Authority: KR
Inventors: 정윤화
Original assignee: 정윤화
Priority date: 2015-10-07
Filing date: 2015-10-07
Publication date: 2016-09-12

Abstract

본 발명은 저취성 분말 또는 세라믹 시트를 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법 및 상기 방법에 의하여 제조된 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 저취성 분말을 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법은 저취성 분말을 포함하는 코어부를 소결하는 1차 소결 단계; 상기 소결된 코어부에 관통홀을 형성하는 제1 홀드릴 단계; 상기 관통홀이 형성된 코어부를 소결하는 2차 소결 단계; 상기 2차 소결된 코어부의 적어도 일면 상에, 금속/프리프레그 접합필름을, 상기 금속이 외면을 형성하도록 합지하는 단계; 상기 관통홀에 대응하도록, 상기 금속/프리프레그 접합필름에 관통홀을 형성하는 제2 홀드릴 단계; 상기 코어부 및 접합필름의 관통홀 내부를 도금하는 단계; 및 상기 금속/프리프레그 접합필름의 상기 금속의 일부를 제거하여 회로패턴을 형성하는 단계;를 포함한다.

Description

프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판{METHOD FOR PREPARING PREPREG LAMINATION HIGH PERMITTIVITY AND HIGH PERMEABILITY SUBSTRATE, AND PREPREG LAMINATION HIGH PERMITTIVITY AND HIGH PERMEABILITY SUBSTRATE PREPARED THEREBY}

본 발명은 저취성 분말을 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법, 세라믹 시트를 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법 및 상기 방법들에 의해 제조된 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판에 관한 것이다.

오늘날 전기통신 기술은 급속도로 발전하고 있고, 전기ㆍ전자 제품은 더욱 광범위하게 보편화 되고 있다. 그러나 정보화 사회가 촉진됨에 따라 전기ㆍ전자 기기간의 상호 불요전자파에 의한 전자파 장해 등이 심각해졌으며, 최근에는 인체에 미치는 피해가 우려되고 있다. 이러한 불요전자파, 즉 전자파 노이즈(Electromagnetic noise)를 저감하는 방법으로 전자파 차폐와 전자파 흡수의 두 가지 방법이 있다. 전자파 차폐의 메커니즘은 물질의 반사특성에 기인하는 것으로서 전자 기기 내부에서 발생한 전자파 잡음을 외부로 누설 시키지 않는 것에 그 목적이 있다. 주로, 전도성이 높은 금속을 이용하여 도료 또는 시트를 제작하거나 금속판을 이용하여 전자기기 또는 부품에 적용된다. 그러나, 차폐를 위한 전도성 구조체 등이 필요하므로 설계상의 한계가 있으며, 더불어 전자파 잡음을 제거하는 것이 아니라 반사하는 것이므로, 1차 반사에 따른 2차 노이즈(the secondary noise)에 의한 전자파 장해가 발생할 수도 있다. 따라서, 간접적인 전자파 저감 대책이 아닌 직접적인 전자파 저감 대책인 전자파 흡수가 각광을 받고 있으며, 여러 국내외 업체에서 전자파 흡수 시트를 시판하고 있고, 차세대 제품 개발에 박차를 가하고 있지만 아직 미흡한 실정이다. 따라서, 전자기판 상에 구현되는 각종 회로에 발생되는 노이즈 차폐 및 저주파수 대역에 해당하는 안테나, 각종 RF(Radio frequency) 회로 및 전기회로 구현할 수 있는 새로운 기판의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 전자기판의 각종 회로에서 발생하는 노이즈를 차폐하고, 고주파 영역뿐 아니라, 저주파 영역에서 전자파 저감 효과가 우수하고 작업성이 뛰어난, 저취성 분말을 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법, 세라믹 시트를 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판을 제공하는 것이다.

그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 제1 측면에 따르면, 저취성 분말을 포함하는 코어부를 소결하는 1차 소결 단계; 상기 소결된 코어부에 관통홀을 형성하는 제1 홀드릴 단계; 상기 관통홀이 형성된 코어부를 소결하는 2차 소결 단계; 상기 2차 소결된 코어부의 적어도 일면 상에, 금속/프리프레그 접합필름을, 상기 금속이 외면을 형성하도록 합지하는 단계; 상기 관통홀에 대응하도록, 상기 금속/프리프레그 접합필름에 관통홀을 형성하는 제2 홀드릴 단계; 상기 코어부 및 접합필름의 관통홀 내부를 도금하는 단계; 및 상기 금속/프리프레그 접합필름의 상기 금속의 일부를 제거하여 회로패턴을 형성하는 단계;를 포함하는, 저취성 분말을 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법을 제공한다.

상기 저취성 분말은, 세라믹 분말, 금속 분말 및 탄소계 분말로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.

상기 세라믹 분말은, 페라이트(Ferrite), 퍼멀로이(Permalloy), 센더스트(Sendust) 및 알니코(Alnico)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.

상기 페라이트 분말은, 스피넬 페라이트(spinel ferrite) 또는 육방정 페라이트(hexagonal ferrite)을 포함하는 것일 수 있다.

상기 금속 분말은, 마그네슘, 구리, 니켈, 니켈 코팅된 그라파이트, 철, 몰리브덴, 텅스텐, 아연, 망간, 알루미늄, 티타늄, 은, 코발트, 규소강 및 스테인레스강으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.

상기 탄소계 분말은, 그래핀, 그라파이트, 카본블랙, 탄소나노섬유, 탄소나노로드 및 탄소나노튜브로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.

상기 1차 소결 단계는 100℃ 내지 300℃의 온도에서 수행되는 것이고, 상기 2차 소결 단계는 300℃ 내지 500℃의 온도에서 수행되는 것일 수 있다.

상기 금속/프리프레그 접합필름의 상기 금속은, 구리, 알루미늄, 철, 니켈 및 코발트로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.

상기 금속/프리프레그 접합필름을 합지하는 단계는, 상기 금속/프리프레그 접합필름을 상기 코어부의 적어도 일면 상에 배치하고, 100℃ 내지 200℃의 온도에서 50 psi 내지 200 psi의 압력으로 0.5 시간 내지 2 시간 동안 핫 프레스 가압 방식으로 수행하는 것일 수 있다.

상기 도금하는 단계는, 전해 도금 또는 무전해 도금으로 수행하는 것일 수 있다.

본 발명의 제2 측면에 따르면, 세라믹 시트를 준비하는 단계; 상기 세라믹 시트의 적어도 일면 상에, 금속/프리프레그 접합필름을, 상기 금속이 외면을 형성하도록 합지하는 단계; 상기 금속/프리프레그 접합필름이 합지된 세라믹 시트에 관통홀을 형성하는 단계; 상기 관통홀 내부를 도금하는 단계; 및 상기 금속/프리프레그 접합필름의 상기 금속의 일부를 제거하여 회로패턴을 형성하는 단계;를 포함하는, 세라믹 시트를 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법을 제공한다.

상기 세라믹 시트는, 페라이트(Ferrite), 퍼멀로이(Permalloy), 센더스트(Sendust) 및 알니코(Alnico)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.

상기 세라믹 시트는, 금속 또는 탄소계 물질을 더 포함할 수 있다.

상기 금속/프리프레그 접합필름의 상기 금속은 구리, 알루미늄, 철, 니켈 및 코발트로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 제3 측면에 따르면, 저취성 분말을 포함하는 코어부 또는 세라믹 시트를 준비하는 단계; 상기 코어부 또는 상기 세라믹 시트 일면 상에, 금속/프리프레그 접합필름을, 상기 금속이 외면을 형성하도록 합지하는 단계; 상기 금속/프리프레그 접합필름의 상기 금속의 일부를 제거하여 회로패턴을 형성하는 단계;를 포함하는, 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 제4 측면에 따르면, 코어부; 상기 코어부의 적어도 일면 상에 형성되는 금속/프리프레그 접합필름; 및 상기 금속/프리프레그 접합필름의 금속의 일부에 형성된 회로패턴;을 포함하는, 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판을 제공한다.

상기 코어부와 상기 금속/프리프레그 접합필름을 관통하여 형성된 관통홀; 및 상기 관통홀 내부에 도금된 도금층;을 더 포함할 수 있다.

상기 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판은, 10 내지 50의 유전율(ε) 및 50 내지 500의 투자율(μ)을 가지는 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 저취성 분말 또는 세라믹 시트를 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법 및 상기 방법에 의하여 제조된 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판은, 저취성 재료의 전자기 특성 변화를 이용하여 기판 내의 유전율 및 투자율을 올릴 수 있어 고유전율 및 고투자율을 가질 수 있다. 또한, 고주파 영역뿐만 아니라, 저주파 영역에서, 회로기판에서 발생하는 전자파를 효과적으로 저감시켜 각종 노이즈 차폐가 가능하고, 기판 내에 원하는 주파수 파장길이를 짧게 하여 안테나 패턴을 줄일 수 있다. 또한, 전자회로 기판 내의 관내 파장을 줄여 안테나, 각종 RF 회로 및 전기회로를 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저취성 분말을 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 저취성 분말을 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조과정을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 시트를 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 10 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 시트를 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조과정을 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 본 발명의 저취성 분말을 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법, 세라믹 시트를 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법 및 상기 방법들에 의해 제조된 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저취성 분말을 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법을 나타낸 순서도이고, 도 2 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 저취성 분말을 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조과정을 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 저취성 분말을 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판은, 1차 소결 단계(S110), 제1 홀드릴 단계(S120), 2차 소결 단계(S130), 합지 단계(S140), 제2 홀드릴 단계(S150), 도금 단계(S160) 및 회로패턴 형성 단계(S170)를 포함한다.

1차 소결 단계(S110)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 저취성 분말을 포함하는 코어부(110)를 소결하는 것이다.

상기 코어부(110)가 유전성 손실재료를 포함하면 성형압력에 따라 유전율(permittivity)이 변하고, 자성 손실재료를 포함하면 성형압력에 따라 투자율(permeability)이 변하는 것일 수 있다.

상기 저취성 분말은, 세라믹 분말, 금속 분말 및 탄소계 분말로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 상기 세라믹 분말 및 상기 금속 분말은, 자성 손실재료이고, 상기 탄소계 분말은 유전성 손실재료로 사용될 수 있다.

상기 세라믹 분말, 금속 분말 및 탄소계 분말로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나로 이루어진 상기 저취성 분말은 발생하는 열을 방열시키는 한편, 전자파를 흡수하여 차폐하는 기능을 수행할 수 있다. 이때 선정 기준은 전자 기기가 요구하는 주파수와 구조에 따라서 전자파 저감 특성이 우수하도록 선정 가능하며, 가격적인 측면 또한 고려할 수 있다.

상기 페라이트 분말은, 스피넬 페라이트(spinel ferrite) 또는 육방정 페라이트(hexagonal ferrite)을 포함하는 것일 수 있다. 페라이트의 사용은 손실이 많은 자연공명주파수 이상의 영역에서 사용을 하기 때문에 재료의 화학조성에 따라서 그 사용 주파수가 달라지게 된다. 일반적으로 스피넬계 페라이트는 낮은 자기이방성으로 인해 1 GHz 미만의 대역에서 자연공명주파수(natural resonance frequency)가 나타나는 반면, 높은 자기이방성을 갖는 육방정 페라이트(hexagonal ferrite)는 자연공명주파수가 대부분 1 GHz 이상에서 나타나기 때문에 GHz 이상의 대역에서 전파 흡수재로 사용할 수 있다. 상기 스피넬 페라이트는 Ni-Zn 페라이트, Mn-Zn 페라이트 또는 Cu-Zn 페라이트로 이루어진 스피넬 구조의 페라이트로 이루어지고, 상기 육방정 페라이트는 바륨(Ba) 페라이트 또는 스트론튬(Sr) 페라이트로 이루어진 육방정 구조의 페라이트로 이루어 질 수 있다. 또한, 철(Fe)계, 코발트(Co)계, 니켈(Ni)계 등과 같은 강자성계 물질을 자성 손실재료로 사용할 수 있고, 페라이트계 산화물과 금속나노분말의 단순 혼합물 또는 도금을 이용한 코팅 등의 방식으로 화학적으로 결합한 화합물을 자성 손실재료로 사용할 수 있다.

상기 탄소계 분말은, 그래핀, 그라파이트, 카본블랙, 탄소나노섬유, 탄소나노로드 및 탄소나노튜브로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 상기 탄소계 분말은, 기계적 강도가 우수하고, 전자파의 흡수에 있어서 효과적이다.

상기 세라믹 분말, 금속 분말 및 탄소계 분말로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나로 이루어진 상기 저취성 분말은 유전성 손실재료과 자성 손실재료로서, 유전율 및 투자율이 가변 될 수 있어 다양한 흡수대역을 가지는 코어부(110)를 제조할 수 있다

본 발명의 일 실시예에 따른 저취성 분말에는 저소음, 경도, 절연파괴강도, 또는 내충격성 등 부가적인 기능성을 고려하여 기타 첨가물을 혼합할 수 있다. 기타 첨가제로는 미소중공구, 발포제, 안료, 산화방지제, 안정제, 분산제, 소포제, 증점제, 가소제, 점착성부여수지, 실란 결합제, 광택제 등이 있으며 그 기능에 따라 첨가할 수 있다.

상기 1차 소결 단계는 100℃ 내지 300℃의 온도에서 1 시간 내지 2 시간 동안 수행되는 것일 수 있다. 상기 1차 소결에 의해서 하기의 제1 홀드릴 단계(S120)에서 관통홀(120a) 형성 시 코어부(110)가 깨지지 않게 된다.

제1 홀드릴 단계(S120)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 소결된 코어부(110)에 관통홀(120a)을 형성하는 것이다. 상기 관통홀(120a)은 규칙적 또는 불규칙적으로 배열되어 형성되는 것일 수 있으며, 모바일, 전자 기기, 전자 기판 등의 스위치, 각종 단자, 체결 부분에 대응할 수 있다. 상기 관통홀(120a)의 형상은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 원형, 타원형, 삼각형 이상의 다각형, 또는 외곽 테두리가 변형되거나 모따기된 삼각형 이상의 다각형일 수 있다. 상기 관통홀(120a)은 드릴을 사용하거나 레이저를 사용하여 천공할 수 있다.

2차 소결 단계(S130)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 관통홀(120a)이 형성된 코어부(110)를 소결하는 것이다. 상기 2차 소결 단계는 300℃ 내지 500℃의 온도에서 2 시간 내지 5 시간 동안 수행되는 것일 수 있다.

합지 단계(S140)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 2차 소결된 코어부(110)의 적어도 일면 상에, 금속/프리프레그 접합필름(130)을, 상기 금속(134)이 외면을 형성하도록 합지하는 것이다. 도 5에는 상기 2차 소결된 코어부(110)의 양면 상에 프리프레그(132) 및 금속(134)이 접합되어 있는 금속/프리프레그 접합필름(130)이 형성된 것을 나타내지만, 이에 제한되지 않고, 금속/프리프레그 접합필름(130)은, 상기 2차 소결된 코어부(110)의 상부 또는 상기 2차 소결된 코어부(110)의 하부에만 형성될 수도 있다.

상기 금속/프리프레그 접합필름(130)의 상기 프리프레그(132)는 Pre-impregnated Material의 약어이며, 기재(matrix)를 강화섬유(reinforced fiber)에 미리 함침시킨 제품으로 복합재료(composite) 제품의 중간 재료이다. 상기 강화섬유는 탄소 섬유(carbon fiber), 유리 섬유(glass fiber) 또는 아라미드 섬유(aramid fiber)가 사용될 수 있고, 기재는 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin) 등의 열경화성 수지(thermoset resin) 또는 불포화폴리에스터 수지(unsaturated polyester resin) 등의 열가소성 수지가 사용될 수 있다.

상기 금속/프리프레그 접합필름(130)의 상기 금속(134)은, 구리, 알루미늄, 철, 니켈 및 코발트로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.

상기 금속/프리프레그 접합필름(130)을 합지하는 단계는, 상기 금속/프리프레그 접합필름(130)을 상기 코어부(110)의 적어도 일면 상에 배치하고, 100℃ 내지 200℃의 온도, 바람직하게는, 150℃ 내지 200℃의 온도에서 50 psi 내지 200 psi의 압력으로 0.5 시간 내지 2 시간 동안 핫 프레스 가압 방식으로 수행하는 것일 수 있다.

제2 홀드릴 단계(S150)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 관통홀(120a)에 대응하도록, 상기 금속/프리프레그 접합필름(130)에 관통홀(120)을 형성하는 것이다. 상기 관통홀(120)은 드릴을 사용하거나 레이저를 사용하여 천공하는 것일 수 있으며, 제1 홀드릴 단계(S120)에서 형성된 관통홀(120a)에 연장하여 형성되는 것이다.

도금 단계(S160)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 코어부(110) 및 접합필름(130)의 관통홀(120) 내부를 도금하는 것이다. 상기 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판이 전기적으로 접속되도록, 도금층(140)을 형성하는 것으로서, 상기 도금하는 단계는, 전해 도금 또는 무전해 도금으로 수행하는 것일 수 있다. 또는 도전성 잉크를 잉크젯 프린팅 방식으로 충진하는 것일 수도 있다.

회로패턴 형성 단계(S170)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 금속/프리프레그 접합필름(130)의 상기 금속(134)의 일부를 제거하여 회로패턴(150)을 형성하는 것이다. 상기 금속(134)의 일부를 습식 에칭 또는 건식 에칭 등의 방식으로 제거하여 회로패턴(150)들을 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 저취성 분말을 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법은, 저취성 분말의 전자기 특성 변화를 이용하여 기판 내의 유전율 및 투자율을 올릴 수 있어 고유전율 및 고투자율을 가질 수 있다. 또한, 금속/프리프레그 접합필름을 합지함으로써 쉽게 깨지는 저취성을 보호해주는 기구적인 보호 역할과 동시에 강도를 보강해주는 역할을 할 수 있다. 또한, 고주파 영역뿐만 아니라, 저주파 영역에서, 회로기판에서 발생하는 전자파를 효과적으로 저감시켜 각종 노이즈 차폐가 가능하고, 기판 내에 원하는 주파수 파장길이를 짧게 하여 안테나 패턴을 줄일 수 있다. 또한, 전자회로 기판 내의 관내 파장을 줄여 안테나, 각종 RF 회로 및 전기회로를 구현할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 시트를 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법을 나타낸 순서도이고, 도 10 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 시트를 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조과정을 나타낸 도면이다. 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 시트를 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판은, 세라믹 시트 준비 단계(S210), 합지 단계(S220), 관통홀 형성 단계(S230), 도금 단계(S240) 및 회로패턴 형성 단계(S250)를 포함한다.

세라믹 시트 준비 단계(S210)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 세라믹 시트(210)를 준비하는 것이다.

상기 세라믹 시트(210)는, 페라이트(Ferrite), 퍼멀로이(Permalloy), 센더스트(Sendust) 및 알니코(Alnico)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 상기 페라이트 시트는, 스피넬 페라이트(spinel ferrite) 또는 육방정 페라이트(hexagonal ferrite)을 포함하는 것일 수 있다.

상기 세라믹 시트(210)는, 금속 또는 탄소계 물질을 더 포함할 수 있다. 상기 세라믹 시트에, 상기 금속 물질, 탄소계 물질 또는 이 둘을 모두를 포함하는 것일 수도 있고, 상기 세라믹 시트에 금속 박막, 탄소계 박막 또는 이 둘 모두가 적층되어 형성된 것일 수도 있다. 상기 세라믹 물질 및 상기 금속 물질은, 자성 손실재료이고, 상기 탄소계 물질은 유전성 손실재료로 사용될 수 있다.

상기 금속 물질은, 마그네슘, 구리, 니켈, 니켈 코팅된 그라파이트, 철, 몰리브덴, 텅스텐, 아연, 망간, 알루미늄, 티타늄, 은, 코발트, 규소강 및 스테인레스강으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.

상기 탄소계 물질은, 그래핀, 그라파이트, 카본블랙, 탄소나노섬유, 탄소나노로드 및 탄소나노튜브로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 상기 탄소계 분말은, 전자파의 흡수에 있어서 매우 효과적이다.

상기 세라믹 시트(210)는, 유전성 손실재료, 자성 손실재료 또는 이 둘 모두를 포함하고, 유전성 손실재료를 포함하면 성형압력에 따라 유전율(permittivity)이 변하고, 자성 손실재료를 포함하면 성형압력에 따라 투자율(permeability)이 변할 수 있다.

합지 단계(S220)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 세라믹 시트(210)의 적어도 일면 상에, 금속/프리프레그 접합필름(220)을, 상기 금속(224)이 외면을 형성하도록 합지하는 것이다. 도 11에는 세라믹 시트(210)의 양면 상에 프리프레그(122) 및 금속(124)이 접합되어 있는 금속/프리프레그 접합필름(120)이 형성된 것을 나타내지만, 이에 제한되지 않고, 상기 세라믹 시트(210)의 상부 또는 상기 세라믹 시트(210)의 하부에만 형성될 수도 있다.

상기 금속/프리프레그 접합필름(120)의 상기 금속(124)은 구리, 알루미늄, 철, 니켈 및 코발트로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.

상기 금속/프리프레그 접합필름(120)을 합지하는 단계는, 상기 금속/프리프레그 접합필름을 상기 코어부의 적어도 일면 상에 배치하고, 100℃ 내지 200℃의 온도, 바람직하게는 150℃ 내지 200℃의 온도에서 50 psi 내지 200 psi의 압력으로 0.5 시간 내지 2 시간, 바람직하게는, 2 시간 동안 핫 프레스 가압 방식으로 수행하는 것일 수 있다.

관통홀 형성 단계(S230)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 금속/프리프레그 접합필름(220)이 합지된 세라믹 시트(210)에 관통홀(230)을 형성하는 것이다. 상기 관통홀(230)은 규칙적 또는 불규칙적으로 배열되어 형성되는 것일 수 있으며, 모바일, 전자 기기 등의 스위치, 각종 단자, 체결 부분에 대응할 수 있다. 상기 관통홀(230)의 형상은 특별히 제한되지 않고, 예컨대 원형, 타원형, 삼각형 이상의 다각형, 또는 외곽 테두리가 변형되거나 모따기된 삼각형 이상의 다각형일 수 있다. 상기 관통홀(120a)은 드릴을 사용하거나 레이저를 사용하여 천공할 수 있다.

도금 단계(S240)는, 상기 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 관통홀(230) 내부를 도금하는 것이다. 상기 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판이 전기적으로 접속되도록, 도금층(240)을 형성하는 것으로서, 상기 도금하는 단계는, 전해 도금 또는 무전해 도금으로 수행하는 것일 수 있다. 또는 도전성 잉크를 잉크젯 프린팅 방식으로 충진하는 것일 수도 있다.

회로패턴 형성 단계(S250)는, 상기 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 금속/프리프레그 접합필름(220)의 상기 금속(224)의 일부를 제거하여 회로패턴(250)을 형성하는 것이다. 상기 금속(224)의 일부를 습식 에칭 또는 건식 에칭 등의 방식으로 제거하여 회로패턴(250)들을 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 시트를 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법은, 저취성 재료의 전자기 특성 변화를 이용하여 기판 내의 유전율 및 투자율을 올릴 수 있어 고유전율 및 고투자율을 가질 수 있다. 또한, 금속/프리프레그 접합필름을 합지함으로써 쉽게 깨지는 저취성을 보호해주는 기구적인 보호 역할과 동시에 강도를 보강해주는 역할을 할 수 있다. 또한, 고주파 영역뿐만 아니라, 저주파 영역에서, 회로기판에서 발생하는 전자파를 효과적으로 저감시켜 각종 노이즈 차폐가 가능하고, 기판 내에 원하는 주파수 파장길이를 짧게 하여 안테나 패턴을 줄일 수 있다. 또한, 전자회로 기판 내의 관내 파장을 줄여 안테나, 각종 RF 회로 및 전기회로를 구현할 수 있다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법을 나타낸 순서도이다. 도 15를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판은, 코어부 또는 세라믹 시트 준비 단계(S310), 합지 단계(S320) 및 회로패턴 형성 단계(S330)를 포함한다.

코어부 또는 세라믹 시트 준비 단계(S310)는, 상기 본 발명의 제1 측면에 따른 저취성 분말을 포함하는 코어부 또는 본 발명의 제2 측면에 따른 세라믹 시트를 준비한다.

합지 단계(S320)는, 상기 코어부 또는 상기 세라믹 시트 일면 상에, 금속/프리프레그 접합필름을, 상기 금속이 외면을 형성하도록 합지하는 것이다. 상기 코어부 또는 상기 세라믹 시트의 양면 상에 프리프레그 및 금속이 접합되어 있는 금속/프리프레그 접합필름이 형성될 수도 있고, 상기 코어부 또는 상기 세라믹 시트의 상부 또는 상기 세라믹 시트의 하부에만 형성될 수도 있다.

상기 금속/프리프레그 접합필름을 합지하는 단계는, 상기 금속/프리프레그 접합필름을 상기 코어부의 적어도 일면 상에 배치하고, 100℃ 내지 200℃의 온도, 바람직하게는 150℃ 내지 200℃의 온도에서 50 psi 내지 200 psi의 압력으로 0.5 시간 내지 2 시간, 바람직하게는, 2 시간 동안 핫 프레스 가압 방식으로 수행하는 것일 수 있다.

회로패턴 형성 단계(S330)는, 상기 금속/프리프레그 접합필름의 상기 금속의 일부를 제거하여 회로패턴을 형성하는 것이다. 상기 금속의 일부를 습식 에칭 또는 건식 에칭 등의 방식으로 제거하여 회로패턴들을 형성할 수 있다.

상기 코어부와 상기 금속/프리프레그 접합필름을 관통하여 형성된 관통홀; 상기 관통홀 내부에 도금된 도금층을 더 포함할 수 잇다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 단면도이다. 도 16을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고유전율 및 고투자율 기판(300)은, 코어부(310), 상기 코어부의 적어도 일면 상에 형성되는 프리프레그(322) 및 금속(324)을 포함하는 금속/프리프레그 접합필름(320), 상기 코어부(310)와 상기 금속/프리프레그 접합필름(320)을 관통하여 형성된 관통홀(330), 상기 관통홀 내부에 도금된 도금층(340) 및 상기 금속/프리프레그 접합필름(320)의 금속의 일부에 형성된 회로패턴(350)을 포함한다.

본 발명의 제1 측면에 따른 저취성 분말을 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법에 의해 제조된 도 8의 저취성 분말을 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판 및 본 발명의 제2 측면에 따른 세라믹 시트를 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법에 의해 제조된 도 14의 세라믹 시트를 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판을 참조하면, 제조방법이 각각 상이하나, 동일한 구조의 고유전율 및 고투자율 기판인 것을 알 수 있다.

도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 단면도이다. 도 17을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고유전율 및 고투자율 기판(400)은, 본 발명의 제3 측면에 따른 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법에 의해 제조된 것으로서, 코어부(410), 상기 코어부의 적어도 일면 상에 형성되는 프리프레그(422) 및 금속(424)을 포함하는 금속/프리프레그 접합필름(420), 및 상기 금속/프리프레그 접합필름(420)의 금속의 일부에 형성된 회로패턴(430)을 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판은 관통홀을 별도로 형성하지 않은 기판일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판 및 본 발명의 다른 실시예에 따른 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판은, 저취성 재료의 전자기 특성 변화를 이용하여 기판 내의 유전율 및 투자율을 올릴 수 있어 고유전율 및 고투자율을 가질 수 있다. 또한, 고주파 영역뿐만 아니라, 저주파 영역에서, 회로기판에서 발생하는 전자파를 효과적으로 저감시켜 각종 노이즈 차폐가 가능하고, 기판 내에 원하는 주파수 파장길이를 짧게 하여 안테나 패턴을 줄일 수 있다. 또한, 전자회로 기판 내의 관내 파장을 줄여 안테나, 각종 RF 회로 및 전기회로를 구현할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 저취성 분말을 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판
110: 코어부 120a, 120: 관통홀
130: 금속/프리프레그 접합필름 132: 프리프레그
134: 금속 140: 도금층
150: 회로패턴
200: 세라믹 시트를 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판
210: 세라믹 시트 220: 금속/프리프레그 접합필름
222: 프리프레그 224: 금속
230: 관통홀 240: 도금층
250: 회로패턴
300: 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판
310: 코어부 320: 금속/프리프레그 접합필름
322: 프리프레그 324: 금속
330: 관통홀 340: 도금층
350: 회로패턴
400: 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판
410: 코어부 420: 금속/프리프레그 접합필름
422: 프리프레그 424: 금속
430: 회로패턴

Claims

저취성 분말을 포함하는 코어부를 소결하는 1차 소결 단계;
상기 소결된 코어부에 관통홀을 형성하는 제1 홀드릴 단계;
상기 관통홀이 형성된 코어부를 소결하는 2차 소결 단계;
상기 2차 소결된 코어부의 적어도 일면 상에, 금속/프리프레그 접합필름을, 상기 금속이 외면을 형성하도록 합지하는 단계;
상기 관통홀에 대응하도록, 상기 금속/프리프레그 접합필름에 관통홀을 형성하는 제2 홀드릴 단계;
상기 코어부 및 접합필름의 관통홀 내부를 도금하는 단계; 및
상기 금속/프리프레그 접합필름의 상기 금속의 일부를 제거하여 회로패턴을 형성하는 단계;
를 포함하는, 저취성 분말을 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 저취성 분말은, 세라믹 분말, 금속 분말 및 탄소계 분말로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 저취성 분말을 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법.
제2항에 있어서,
상기 세라믹 분말은, 페라이트(Ferrite), 퍼멀로이(Permalloy), 센더스트(Sendust) 및 알니코(Alnico)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 저취성 분말을 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법.
제3항에 있어서,
상기 페라이트는, 스피넬 페라이트(spinel ferrite) 또는 육방정 페라이트(hexagonal ferrite)을 포함하는 것인, 저취성 분말을 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법.
제2항에 있어서,
상기 금속 분말은, 마그네슘, 구리, 니켈, 니켈 코팅된 그라파이트, 철, 몰리브덴, 텅스텐, 아연, 망간, 알루미늄, 티타늄, 은, 코발트, 규소강 및 스테인레스강으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 저취성 분말을 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법.
제2항에 있어서,
상기 탄소계 분말은, 그래핀, 그라파이트, 카본블랙, 탄소나노섬유, 탄소나노로드 및 탄소나노튜브로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 저취성 분말을 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 1차 소결 단계는 100℃ 내지 300℃의 온도에서 수행되는 것이고,
상기 2차 소결 단계는 300℃ 내지 500℃의 온도에서 수행되는 것인,
저취성 분말을 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 금속/프리프레그 접합필름의 상기 금속은, 구리, 알루미늄, 철, 니켈 및 코발트로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 저취성 분말을 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 금속/프리프레그 접합필름을 합지하는 단계는, 상기 금속/프리프레그 접합필름을 상기 코어부의 적어도 일면 상에 배치하고, 100℃ 내지 200℃의 온도에서 50 psi 내지 200 psi의 압력으로 0.5 시간 내지 2 시간 동안 핫 프레스 가압 방식으로 수행하는 것인, 저취성 분말을 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 도금하는 단계는, 전해 도금 또는 무전해 도금으로 수행하는 것인, 저취성 분말을 이용한 프리프레그 합지 고유전율 및 고투자율 기판의 제조방법.
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