KR102252773B1 - Fpcb 제조용 핫프레스의 압착헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연성회로기판 제작시 필요한 소재의 접합공정에서 소재를 공기압을 이용하여 가압할 때 가압패드의 측부를 통해 공기가 누설되지 않도록 하는 핫프레스용 압착헤드에 관한 것이다. 그 구성은; 연성회로기판의 제조시 시트형 소재 사이에 진공을 가함과 동시에 위에서는 시트의 전체 면을 고르게 압박하면서 접합시키기 위한 핫프레스의 압착헤드에 있어서, 수평으로 고정되어 있는 것으로서 하부압착면을 제공하는 하부헤드; 상부압착면을 제공하기 위하여 상하로 기동하면서 상기 하부헤드와 포개질 수 있게 되는 상부헤드; 및 상기 상부헤드와 하부헤드 사이에 투입되는 소재의 상면을 가압하기 위하여 상기 상부헤드의 저면에 설치되는 시트 형상의 가압패드를 포함하되; 상기 상부헤드의 저부에는 돌출부가 마련되어 있고; 상기 돌출부의 측면을 따라서 측방향으로 끼움홈이 마련되어 있고; 상기 가압패드는, 평평한 시트형상의 탄성가압부; 및 상기 탄성가압부의 가장자리를 따라서 상기 돌출부를 감싸는 동시에 상기 끼움홈에 끼워지는 끼움고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

FPCB 제조용 핫프레스의 압착헤드{Packing For Pressure Head Of Hot-Press}

본 발명은 핫프레스에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 연성회로기판 제작시 필요한 소재의 접합공정에서 낮은 압력으로 가압하고 진공할 수 있게 함으로써 소재의 압착지점에 자국을 남기지 않게 할 수 있는, 핫프레스용 압착헤드의 패킹에 관한 것이다.

최근 전자산업 기술분야에서의 제품의 소형 박형화 추세에 따라서 복잡하고 좁은 공간에 많은 회로를 내장시킬 수 있는 인쇄회로기판의 필요성이 더욱 커지고 있다. 이러한 필요성에 따라 연성인쇄회로기판(FPCB)이 개발 및 발전되고 있으며, 이러한 연성인쇄회로기판은 스마트폰, TV, 카메라, 컴퓨터 등 각종 전자장비에 널리 사용되고 있다.

연성인쇄회로기판의 종류로는 회로패턴이 형성된 위치와 그 수에 따라 단면, 양면 및 다층으로 대별된다. 이들 중 단면 연성인쇄회로기판은 회로패턴이 한쪽 면에만 형성된 것으로서, 부품의 실장밀도가 낮고 제조방법이 간단하다. 양면 연성인쇄회로기판은 회로패턴이 상하 양면에 형성된 것으로서, 상하 회로는 관통홀을 통해 전기적으로 연결된다. 다층 연성인쇄회로기판은 내층회로와 외층회로를 갖는 입체구조의 회로기판으로서, 입체배선에 의한 고밀도 부품실장과 배선거리의 단축이 가능하다는 장점을 갖는다.

통상적으로 연성인쇄회로기판은, 폴리이미드(Polyimide) 수지와 같은 절연성 필름의 일면 또는 양면에 동박층이 형성된 동박적층판(FCCL)에 드라이 필름(Dry film)을 라미네이팅(Laminating) 하는 라미네이팅 공정, 순차적으로 노광, 현상 및 에칭으로 회로패턴을 형성하는 회로패턴 형성공정, 동박적층판(FCCL)의 외측에 커버레이 필름(Coverlay film)을 가접하는 커버레이 가접공정, 커버레이 필름의 외측에 보조자재를 적층하는 레이업 공정, 커버레이 필름에 적층된 다수의 보조자재를 적층하는 공정을 통해 제작된다.

여기서 상기 커버레이 필름은 회로의 노출면을 보호하고 절연하기 위한 것으로서, 일정한 크기로 재단한 후, CNC 가공이나 금형 타발에 의해 불필요한 부분을 제거한 다음 동박적층판, 즉 베이스필름에 외측에 가접되고 적층된다. 여기서 동박적층판과 커버레이 필름의 적층 접합을 위해 핫프레스가 이용되며, 이렇게 완성된 적층구조를 통상 반도체 패키지라 한다.

반도체 패키지의 하나인 FPCB형 반도체 패키지의 기판에는 회로를 구성하는 도전성을 갖는 패턴이 인쇄되어 있고, 커버레이 필름에는 동적층판(FCCL)에의 접착을 위해 접착제가 도포되어 있다. 이 접착제는 열이 가해지면 용융하여 동적층판의 표면에 고정된다.

커버레이 필름의 가접은 동적층판 및 커버레이 시트가 필요한 패널의 크기에 부합되도록 재단된 상태에서, 커버레이 시트의 이형지를 벗겨내고, 커버레이 필름을 동적층판의 표면에 정렬시킨 후, 아이언(Iron)을 이용하여 커버레이 필름에 열을 가하는 방식으로 수행된다. 이와 같이 소정 크기로 재단되어 가접된 기판은 핫프레스 장치에 의해 열접착되는 과정을 거치게 된다.

종래 핫프레스 장치를 이용하여 기판을 열접착하는 과정을 설명하면, 먼저, 핫프레스 장치에 서스(SUS)판을 배치하고 그 위에 이형지를 덮는다. 그런 다음, 그 이형지 위에 기판을 얹고, 그 위에 다시 이형지를 덮은 후, 그 위에 다시 기판을 얹는 과정을 반복하여 기판을 적층 한 뒤에, 다시 이형지와 서스판을 얹고, 핫프레스 장치로 가열, 가압하여 기판 핫프레스 과정을 완료한다. 그러나 이와 같은 종래 의 방법은 기판을 수작업으로 일일이 적층해야 하므로 번거롭고, 기판을 적층하는데 많은 인력과 시간이 소요되므로, 기판의 생산비를 크게 상승시키고, 생산성을 저하시키는 문제점이 있다.

그래서 대한민국 실용신안등록출원 제20-2006-0011105호가 제안된 바 있다. 이 종래기술은 릴투릴(Reell to reel) 방식으로 접착하고자 하는 시트를 연속적으로 공급하고 가열, 가압하여 회수함으로써, 접착작업에 소요되는 인력과 시간을 절감하고, 전체 생산공정의 생산성을 향상시키는 효과를 제공하기 위한 것이다. 롤투롤(Roll to Roll) 방식도 이와 유사한 방식이다.

이를 위한 핫프레스(100)는 도 1에 도시된 바와 같은 구성을 가진다. 상하로 기동하는 상부헤드(101)는 고정되어 있는 하부헤드(103)의 상면에 포개지면서 그 사이에 공급되는 소재(S1,S2)를 가압한다. 이 과정에서 상부헤드(101)와 하부헤드(103)에 각각 열이 가해진다. 소재(S1,S2)는 각각 동적층판(FCCL)과 커버레이필름이 될 수 있다. 커버레이필름의 저면에는 접착제가 도포되어 있으며 가열압착에 의해 커버레이필름이 동적층판 위에 접착 고정된다.

이 과정에서 상부헤드(101)와 하부헤드(103)의 사이에는 진공이 가해지고 경우에 따라서는 커버레이필름의 상면 전체를 균일한 압력으로 가압하여 공기캡슐이 생기지 않도록 하기 위한 가압공정이 동시에 시행된다. 이 가압공정은 동적층판 위에 설치되어 있는 입체적 형상의 부품을 커버레이필름이 전체적으로 감쌀 수 있도록 하기 위한 것이다. 이 가압공정은 보통 가압패드(105)를 이용한다. 가압패드(105)를 상부헤드(101)의 저면에 고정시킨 상태에서 상부헤드(101)와 가압헤드(105) 사이에 공기압을 공급하여 가압패드(105)가 소재를 입체적으로 가압하도록 한다.

종래에는 가압패드(105)가 도 1에 도시된 바와 같이 그의 가장자리가 볼트(107)로써 상부헤드(101)의 저면에 고정되었었다.

이러한 구조에 의하면 공기압이 가해지게 되면 가압패드(105)의 가장자리, 즉 가압패드의 고정부위에 틈이 생기고 이 틈으로 누기가 된다. 그래서 가압력이 저하되어 시트를 제대로 가압하지 못하거나 공기압을 높여서 공급하여야 하는 문제가 있게 된다. 누기를 방지하기 위하여 브래킷을 설치한다 하여도 미세한 누기가 발생해왔다.

대한민국 실용신안등록출원 제20-2006-0011105호 대한민국 특허출원 제10-2013-0060776호

위와 같은 문제에 대하여 본 발명의 목적은 연성회로기판의 제작을 위하여 2장의 소재시트를 가압패드를 이용하여 일정한 압력으로 상부에서 가압하고 이와 동시에 가열을 가하여 적층 접합되도록 하는 핫프레스에 있어서, 핫프레스의 압착헤드에 설치되는 가압패드의 구조를 개선함으로써 압착시 가압패드의 고정부위를 통해 공기압이 새는 것을 방지하도록 하는 것을 목적으로 한다. 더 나아가 공기압이 가압패드에 가해질 때 그 힘에 비례하여 더 큰 힘으로 실링작용이 일어나도록 하는 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 목적은, 연성회로기판의 제조시 시트형 소재 사이에 진공을 가함과 동시에 위에서는 시트의 전체 면을 고르게 압박하면서 접합시키기 위한 핫프레스의 압착헤드에 있어서,

수평으로 고정되어 있는 것으로서 하부압착면을 제공하는 하부헤드;

상부압착면을 제공하기 위하여 상하로 기동하면서 상기 하부헤드와 포개질 수 있게 되는 상부헤드; 및

상기 상부헤드와 하부헤드 사이에 투입되는 소재의 상면을 가압하기 위하여 상기 상부헤드의 저면에 설치되는 시트 형상의 가압패드를 포함하되;

상기 상부헤드의 저부에는 돌출부가 마련되어 있고; 상기 돌출부의 측면을 따라서 측방향으로 끼움홈이 마련되어 있고;

상기 가압패드는,

평평한 시트형상의 탄성가압부; 및 상기 탄성가압부의 가장자리를 따라서 상기 돌출부를 감싸는 동시에 상기 끼움홈에 끼워지는 끼움고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 핫프레스의 압착헤드에 의해 달성된다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 끼움고정부는;

상기 탄성가압부의 가장자리에서 상기 상부헤드를 향해 직각으로 연장되어 있는 직각연장부; 상기 직각연장부의 끝에서 상기 상부헤드의 가운데 부분을 향해 직각으로 연장되는 삽입부를 포함하며;

가압시 공기압은 이 삽입부에 압력을 하여 상기 상부헤드에 밀착되도록 할 수 있다.

상기 삽입부는 끝으로 갈수록 두께가 얇아지는 테이퍼 형태로 되어 있을 수 있다. 더 나아가 상기 삽입부의 테이퍼면은 "

"와 같이 절곡되어 있을 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 끼움고정부는 상기 직각연장부의 끝에서 상기 삽입부의 연장방향과 반대방향으로 지지부가 더 돌출 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 연성회로기판의 제작을 위하여 2장의 소재시트를 가압패드를 이용하여 일정한 압력으로 상부에서 가압하고 이와 동시에 가열을 가하여 적층 접합되도록 하는 핫프레스에 있어서, 핫프레스의 압착헤드에 설치되는 가압패드의 구조를 개선함으로써 압착시 가압패드의 고정부위를 통해 공기압이 새는 것을 방지할 수 있게 된다. 이것은 상부헤드의 끼움홈에 끼워진 삽입부에 공기압이 작용하여 삽입부로 하여금 상부헤드에 더욱 밀착되도록 하기 때문이다.

이와 같이, 본 발명에 의하면, 공기압이 가압패드에 가해질 때 그 힘에 비례하여 더 큰 힘으로 실링작용이 일어나도록 함으로써 누기를 방지할 수 있는 FPCB 제작용 핫프레스의 압착헤드가 제공된다.

도 1은 종래기술에 의한 FPCB 제조용 핫프레스의 압착헤드의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 의한 FPCB 제조용 핫프레스의 압착헤드의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 FPCB 제조용 핫프레스의 상부헤드의 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 FPCB 제조용 핫프레스의 압착헤드의 가압패드의 일부 절개사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 FPCB 제조용 핫프레스의 상부헤드의 작용상태를 도시하는 종단면도이다.

이하, 첨부된 도 2 내지 도 5를 동시에 참조하여 본 발명의 구체적인 내용을 상세하게 설명한다.

본 발명은 연성회로기판의 제조시 시트형 소재를 적층 접합시키기 위한 핫프레스(1)의 압착헤드(3,5)에 관한 것이다. 압착헤드(3,5)는 상부압착면을 제공하기 위하여 상하로 기동하면서 상기 하부헤드와 포개질 수 있게 되는 상부헤드(3) 및 수평으로 고정되어 있는 것으로서 하부압착면을 제공하는 하부헤드(5)로 구성된다. 본 발명은 상부헤드(3), 특히 가압패드(7)와의 결합구조에 특징이 있다.

상부헤드(3)는 공급된 소재(S1,S2)를 고르게 압박하면서 접합시키기 위한 구성을 가진다.

본 발명에 의한 압착헤드는 상부헤드(3)와 하부헤드(5) 사이에 투입되는 상층 소재(S2)의 상면을 가압하기 위하여 상부헤드(3)의 저면에 설치되는 시트 형상의 가압패드(7)를 포함한다.

상부헤드(3)의 저부에는 돌출부(9)가 마련되어 있다.

돌출부(9)는 결합측면(11)을 제공하기 위한 것이다. 결합측면을 따라서 측방향으로 끼움홈(13)이 "

"의 형태로 마련되어 있다.

상기 가압패드(7)는 돌출부(9) 및 끼움홈(13)을 이용하여 상부헤드(3)에 고정 설치된다.

가압패드(7)는 평평한 시트형상의 탄성가압부(15)와 탄성가압부(15)의 가장자리를 따라서 돌출부(9)를 감싸는 동시에 끼움홈(13)에 끼워지는 끼움고정부(17)를 포함한다. 가압패드(7)의 가장자리의 단면형상은 가압패드의 가장자리를 따라 일정하게 되어 있다.

본 실시예에 의하면 끼움고정부(17)는 직각연장부(19)와 삽입부(21)를 포함한다. 직각연장부(19)는 탄성가압부(15)의 가장자리에서 상부헤드(3)를 향해 직각으로 연장되어 있는 부분이다. 삽입부(21)는 직각연장부(19)의 끝에서 상부헤드(3)의 가운데 부분을 향해 직각으로 연장되는 부분이다. 상부헤드의 공기홀(3a)을 통해 유입되는 공기압은 탄성가압부를 도 5의 일점쇄선으로 표시된 것처럼 팽창시킨다. 이 과정에서 돌출부의 결합측면(11)과 직각연장부(19) 사이에 생기는 틈을 통해 공기압이 끼움홈으로 유입된다.

끼움홈으로 유입된 공기압은 삽입부(21)에 압력을 가하게 된다. 이에 의해 가압패드를 이용한 소재 가압시 공기압은 오히려 삽입부(21)로 하여금 상부헤드(3)에 밀착되도록 한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 삽입부(21)는 끝(21a)으로 갈수록 두께가 얇아지는 테이퍼 형태로 되어 있을 수 있다. 더 바람직한 것은 끝(21a)은 면적이 거의 없도록 날카롭게 되어 있는 것이다.

더 나아가 삽입부(21)의 테이퍼면(21b)은 "

"와 같이 절곡되어 있을 수 있다. 이것은 삽입부(21)의 앞부분(21c)이 압력을 더 받고 탄성적으로 상부헤드(3)에 밀착되도록 하기 위한 것이다. 즉 테이퍼면(21b)은 힘을 받는 면적을 늘림으로써 해당 면으로 더 큰 압력이 작용하도록 하는 것이다. 힘이 작용하는 방식이 도 5의 화살표로 도시되어 있다.

그리고 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 끼움고정부(17)는 직각연장부(19)의 끝에서 삽입부(21)의 연장방향과 반대방향으로 돌출 형성된 지지부(23)를 더 포함할수 있다. 지지부(23)는 플랜지와 유사한 형태로 마련되어 있으며 삽입부의 밀착면(21d)을 넓힘으로써 기밀성을 향상시키는 작용을 한다.

위에 도시 및 설명된 구성은 본 발명의 기술적 사상에 근거한 바람직한 실시예에 지나지 아니한다. 당업자는 통상의 기술적 상식을 바탕으로 다양한 변경실시를 할 수 있을 것이지만 이는 본 발명의 보호범위에 포함될 수 있음을 주지해야 할 것이다. 위에 개시된 실시예는 다양한 조합이 가능할 것이며, 가능한 모든 조합은 본 발명의 권리범위 내에 있는 것이 된다.

1 : 핫프레스 3 : 상부헤드
5 : 하부헤드 7 : 가압패드
9 : 돌출부 11 : 결합측면
13 : 끼움홈 15 : 탄성가압부
17 : 끼움고정부 19 : 직각연장부
21 : 삽입부 23 : 지지부
S1,S2 : 소재

Claims (4)

1. 연성회로기판(FPCB)의 제조시 시트형 소재 사이에 진공을 가함과 동시에 위에서는 시트의 전체 면을 고르게 압박하면서 접합시키기 위한 핫프레스의 압착헤드에 있어서,
   수평으로 고정되어 있는 것으로서 하부압착면을 제공하는 하부헤드(5);
   상부압착면을 제공하기 위하여 상하로 기동하면서 상기 하부헤드와 포개질 수 있게 되는 상부헤드(3); 및
   상기 상부헤드(3)와 하부헤드(5) 사이에 투입되는 소재의 상면을 가압하기 위하여 상기 상부헤드의 저면에 설치되는 시트 형상의 가압패드(7)를 포함하되;
   상기 상부헤드(3)의 저부에는 돌출부(9)가 마련되어 있고; 상기 돌출부(9)의 측면을 따라서 측방향으로 끼움홈(13)이 마련되어 있고;
   상기 가압패드(7)는,
   평평한 시트형상의 탄성가압부(15); 및 상기 탄성가압부(15)의 가장자리를 따라서 상기 돌출부(9)를 감싸는 동시에 상기 끼움홈(13)에 끼워지는 끼움고정부(17)를 포함하되,
   상기 끼움고정부(17)는;
   상기 탄성가압부(15)의 가장자리에서 상기 상부헤드(3)를 향해 직각으로 연장되어 있는 직각연장부(19); 상기 직각연장부(19)의 끝에서 상기 상부헤드(3)의 가운데 부분을 향해 직각으로 연장되는 삽입부(21)를 포함하며;
   가압시 공기압은 이 삽입부(21)에 압력을 가하여 상기 상부헤드(3)에 밀착되도록 하는 것을 특징으로 하는 FPCB 제조용 핫프레스의 압착헤드.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 삽입부(21)는 끝으로 갈수록 두께가 얇아지는 테이퍼 형태로 되어 있으며;
   상기 삽입부(21)의 테이퍼면은 "

   

   "와 같이 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 FPCB 제조용 핫프레스의 압착헤드.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 끼움고정부(17)는 상기 직각연장부(19)의 끝에서 상기 삽입부(21)의 연장방향과 반대방향으로 돌출 형성되어 있는 지지부(23)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 FPCB 제조용 핫프레스의 압착헤드.

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