KR102619075B1 - 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조의 제조 방법 및 그 제품 - Google Patents

고주파 회로기판 신규 재료 층 구조의 제조 방법 및 그 제품 Download PDF

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Abstract

고주파 회로기판층 구조의 제조 방법에 있어서, (1) 경화 PI 박막에 합성 액체 상태 TFP 필름을 코팅하는 단계; (2) 터널 오븐에 보내 단계적으로 베이킹하여, 경화 PI 박막 정면에 반경화 TFP 필름을 형성하는 단계; (3) 반경화 TFP 필름에 동박을 열간 프레스하여 고주파 회로기판층 구조를 획득하는 단계를 포함한다. 제조된 고주파 회로기판층 구조는 고주파 신호 고속 전송 성능을 구비하며, 현재 무선 네트워크에서 단말 응용에 이르기까지 고주파 고속 추세에 적용되고, 특히 새로운 5G 기술 제품에 적용될 수 있으며; 회로기판 제조 재료로 사용되어 단일층 회로기판, 다층 연성 회로기판 및 다층 연성 강성 조합 기판 등 회로기판 구조를 제조할 수 있어, 회로기판의 후속 제조에 매우 큰 편리함을 가져다 준다.

Description

고주파 회로기판 신규 재료 층 구조의 제조 방법 및 그 제품
본 발명은 회로기판 분야에 관한 것이고, 특히 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조의 제조 방법 및 그 제품에 관한 것이다.
현재 통신망에서 단말 응용에 이르기까지 통신 주파수가 전면적으로 고주파화됨에 따라 고속 및 대용량 응용층이 속속 등장하고 있다. 최근 몇년 동안 무선 네트워크가 4G에서 5G로 전환됨에 따라 네트워크 주파수가 지속적으로 증가하고 있다. 관련 자료에 나와 있는 5G 개발 로드맵에 따르면 향후 2단계에 걸쳐 통신 주파수를 높일 예정이라고 한다. 1단계 목표는 2020년까지 통신 주파수를 6GHz까지 높이는 것이고, 2단계 목표는 2020년 이후 30~60GHz까지 더 높이는 것이다. 시장 응용 측면에서 스마트폰과 같은 단말 안테나의 신호 주파수는 지속적으로 증가하고 있으며, 고주파 응용 분야는 점점 더 많아지고 있으며, 고속 및 대용량에 대한 수요도 증가하고 있다. 현재 무선 네트워크에서 단말 응용에 이르기까지 고주파 고속 추세에 적응하기 위해 단말 기기의 안테나 및 전송 라인으로 플렉서블 보드도 기술 업그레이드가 이루어질 것이다.
기존의 플렉시블 보드는 동박, 절연 기재, 커버층 등으로 이루어진 다층 구조를 구비하고, 도체 회로 재료로 동박을 사용하며, 회로 절연 기재로 PI 필름을 사용하고, 회로를 보호하고 이격시키는 커버층으로 PI 필름 및 에폭시 수지 접착제를 사용하며, 소정의 제조 공정을 거쳐 PI 플렉시블 보드로 가공한다. 절연 기재의 성능은 플렉시블 보드의 최종 물리적 성능 및 전기적 성능을 결정하므로, 다양한 응용 시나리오와 다양한 기능에 적응하기 위해 플렉시블 보드는 다양한 성능 특성을 가진 기재를 사용해야 한다. 현재 많이 사용되는 플렉시블 보드 기재는 주로 폴리이미드(PI)이지만 PI 기재는 유전율이 크고 손실률이 높으며 흡습성이 높고 신뢰성이 떨어지기 때문에 PI 플렉시블 보드의 고주파 전송 손실이 심각하고 구조적 특성이 열악하여 현재의 고주파 및 고속 추세에 적응하지 못한다. 따라서 새로운 5G 기술 제품의 등장으로 기존 회로기판의 신호 전송 주파수와 속도는 5G 기술 제품의 요구 사항을 충족하기 어렵다.
아울러, 제조 공정에서, 기존의 다층 연성 회로기판 또는 다층 연성 강성 조합 기판은 공정 단계가 많고 제조가 복잡하며 회로기판 성능 면에서 전력 소비 및 신호 전송 손실 증가 등 문제가 보편적으로 존재한다.
상기 부족점에 대해, 본 발명의 목적은 제조된 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조가 고주파 특성을 구비하고, 고주파 신호 고속 전송 성능을 구비하며, 현재 무선 네트워크에서 단말 응용에 이르기까지 고주파 고속 추세에 적용되고, 특히 새로운 5G 기술 제품에 적용될 수 있으며, 이런 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조는 하나의 일체화 구조로서 후속적인 회로기판 제조 공정에서 회로기판 제조 재료로 사용되어 단일층 회로기판, 다층 연성 회로기판 및 다층 연성 강성 조합 기판 등을 제조할 수 있어, 회로기판의 후속 제조에 매우 큰 편리함을 가져다 주고 제조 공정을 단순화하며, 회로기판 제조 속도를 가속화하고 생산 비용을 절감하는 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조의 제조 방법 및 그 제품을 제공하는 것이다.
본 발명이 상기 목적을 달성하기 위해 사용하는 과제 해결 수단은 아래와 같다.
고주파 회로기판 신규 재료 층 구조의 제조 방법에 있어서,
(1) 경화 PI 박막 정면에 한 층의 합성 액체 상태 TFP 필름을 코팅하는 단계;
(2) 합성 액체 상태 TFP 필름이 코팅된 경화 PI 박막 전체를 터널 오븐에 보내고, 0.5~20m/s의 속도로 순차적으로 터널 오븐 내의 여러 개의 가열 및 베이킹 구간을 지나면서 단계적으로 베이킹하여, 경화 PI 박막 정면에 반경화 TFP 필름을 형성하는 단계;
(3) 반경화 TFP 필름에 동박을 열간 프레스하여, 고주파 회로기판 단일면 신규 재료 층 구조를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 대한 개선으로서, 상기 단계 (1)은, 경화 PI 박막 배면에 한 층의 합성 액체 상태 TFP 필름을 코팅하는 단계를 더 포함하고; 단계 (2) 후에, 경화 PI 박막 정면과 배면에 모두 반경화 TFP 필름을 형성하며; 단계 (3) 후에, 고주파 회로기판 양면 신규 재료 층 구조를 획득한다.
본 발명에 대한 개선으로서, 상기 단계 (2)에서, 상기 터널 오븐 내의 여러 개의 가열 및 베이킹 구간은 1단 가열 및 베이킹 구간, 2단 가열 및 베이킹 구간, 3단 가열 및 베이킹 구간, 4단 가열 및 베이킹 구간, 5단 가열 및 베이킹 구간 및 6단 가열 및 베이킹 구간을 적어도 포함하고, 1단 가열 및 베이킹 구간의 온도 범위는 60℃~100℃이며, 2단 가열 및 베이킹 구간의 온도 범위는 100℃~200℃이고, 3단 가열 및 베이킹 구간의 온도 범위는 200℃~300℃이며, 4단 가열 및 베이킹 구간의 온도 범위는 300℃~400℃이고, 5단 가열 및 베이킹 구간의 온도 범위는 400℃~500℃이며, 6단 가열 및 베이킹 구간의 온도 범위는 60℃~100℃이다.
본 발명에 대한 개선으로서, 상기 단계 (3)에서, 반경화 TFP 필름이 구비된 경화 PI 박막을 압착기의 로딩 플레이트에 놓고, 동박을 반경화 TFP 필름에 놓은 다음 압착기를 가동하고, 60℃~500℃의 온도, 80~500psi의 압력으로 10~60min 동안 열간 프레스하여, 반경화 TFP 필름을 경화시키고 동박과 함께 압착시킨다.
본 발명에 대한 개선으로서, 상기 단계 (1)에서, 상기 경화 PI 박막과 합성 액체 상태 TFP 필름 중 적어도 하나에는 유색 충진제가 충진된다.
본 발명에 대한 개선으로서, 상기 유색 충진제는 탄화물이다.
상기 방법을 실시하여 제조된 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조에 있어서, 경화 PI 박막, 경화 PI 박막 정면에 코팅된 상측 반경화 TFP 필름, 및 상측 반경화 TFP 필름에 압착된 상측 동박층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 대한 개선으로서, 상기 경화 PI 박막 배면에 하측 반경화 TFP 필름이 코팅되고, 상기 하측 반경화 TFP 필름 하면에 하측 동박층이 압착된다.
본 발명에 대한 개선으로서, 상기 경화 PI 박막과 상측 반경화 TFP 필름 중 적어도 하나는 유색층이다.
본 발명의 유익한 효과는 아래와 같다.
(1) 코팅 공정을 사용하는 것을 통해 고성능 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조를 제조하고, 제조된 이런 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조는 하나의 일체화 구조로서 후속적인 회로기판 제조 공정에서 회로기판 제조 재료로 사용되어 후속적으로 기타 재료 또는 회로기판과 직접 열간 프레스 등 공정을 거쳐 단일층 회로기판, 다층 연성 회로기판 및 다층 연성 강성 조합 기판 등 회로기판 구조를 제조할 수 있어, 회로기판의 후속 제조에 매우 큰 편리함을 가져다 주고 제조 공정을 단순화하며, 회로기판 제조 속도를 가속화하고, 제품 가공 시간을 단축하며, 제조 공정 가공 능력을 향상시키고, 생산 비용을 절감한다. 또한 제품 구조를 최적화하고 제품 성능을 향상시킨다.
(2) 경화 PI 박막을 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조를 제조하는 베이스로 사용하고, 반경화 TFP 필름을 기재 성형 회로로 사용하여, 회로기판의 전반적인 성능 안정성 및 치수 안정성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 고주파 특성을 구비하여 고주파 신호를 전송하고 고주파 신호의 전송 속도를 가속화할 수 있어 고주파 신호의 고속 전송을 실현할 수 있으며, 전력 소모량 및 고주파 신호 전송 손실을 감소하여 회로기판의 신호 전송 성능을 향상시키며, 현재 무선 네트워크에서 단말 응용에 이르기까지 고주파 고속 추세에 적용되고, 특히 새로운 5G 기술 제품에 적용될 수 있다.
이상은 본 발명의 과제 해결 수단에 대한 개요이며, 아래 첨부된 도면 및 구체적인 실시형태를 참조하여 본 발명을 더 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예 1의 고주파 회로기판 단일면 신규 재료 층 구조의 전체 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 2의 고주파 회로기판 양면 신규 재료 층 구조의 전체 단면도이다.
본 발명이 소정의 목적을 달성하기 위해 채택한 과제 해결 수단 및 효과를 더욱 설명하기 위하여, 첨부된 도면 및 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 상세히 설명하면 다음과 같다.
실시예 1:
본 발명의 실시예는 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조의 제조 방법을 제공하고, 이는,
(1) 경화 PI 박막 정면에 한 층의 합성 액체 상태 TFP 필름을 코팅하는 단계;
(2) 합성 액체 상태 TFP 필름이 코팅된 경화 PI 박막 전체를 터널 오븐에 보내고, 0.5~20m/s의 속도로 순차적으로 터널 오븐 내의 여러 개의 가열 및 베이킹 구간을 지나면서 단계적으로 베이킹하여, 경화 PI 박막 정면에 반경화 TFP 필름을 형성하는 단계;
(3) 반경화 TFP 필름에 동박을 열간 프레스하여, 고주파 회로기판 단일면 신규 재료 층 구조를 획득하는 단계를 포함한다.
상기 단계 (2)에서, 상기 터널 오븐 내의 여러 개의 가열 및 베이킹 구간은 1단 가열 및 베이킹 구간, 2단 가열 및 베이킹 구간, 3단 가열 및 베이킹 구간, 4단 가열 및 베이킹 구간, 5단 가열 및 베이킹 구간 및 6단 가열 및 베이킹 구간을 적어도 포함하고, 1단 가열 및 베이킹 구간의 온도 범위는 60℃~100℃이며, 2단 가열 및 베이킹 구간의 온도 범위는 100℃~200℃이고, 3단 가열 및 베이킹 구간의 온도 범위는 200℃~300℃이며, 4단 가열 및 베이킹 구간의 온도 범위는 300℃~400℃이고, 5단 가열 및 베이킹 구간의 온도 범위는 400℃~500℃이며, 6단 가열 및 베이킹 구간의 온도 범위는 60℃~100℃이다.
상기 단계 (3)에서, 반경화 TFP 필름이 구비된 경화 PI 박막을 압착기의 로딩 플레이트에 놓고, 동박을 반경화 TFP 필름에 놓은 다음 압착기를 가동하고, 60℃~500℃의 온도, 80~500psi의 압력으로 10~60min 동안 열간 프레스하여, 반경화 TFP 필름을 경화시키고 동박과 함께 압착시킨다.
본 실시예에서 제조된 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조는 후속 공정에서 동박에 회로를 성형한 다음, 회로가 성형된 동박에 순차적으로 한 층의 PI 필름과 한 층의 접착제를 열간 프레스하면 단일층 회로기판을 형성할 수 있다.
아울러, 동박에 회로를 성형한 후, 본 실시예에서 제조된 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조를 여러 세트 적층 및 압착하면, 다층 연성 회로기판을 형성할 수 있다,
아울러, 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조 전체를 양면에 접착제가 있는 유리 섬유 천에 열간 프레스한 다음, 회로기판 재료 층 구조에서 멀리 떨어진 유리 섬유 천의 일측면에 동박을 열간 프레스하고, 동박에 회로를 성형하면 다층 연성 강성 조합 기판이 형성된다.
물론, 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조를 직접 기타 회로기판에 열간 프레스하여, 기타 회로기판 구조를 형성할 수도 있다.
본 실시예에서, 반경화 TFP 필름을 회로 성형 기재로 사용하였는데, TFP는 독특한 열가소성 재료로, 통상적인 PI 재료에 비해 다음과 같은 특성을 가진다.
(1) 낮은 유전율: 낮은 Dk 값, Dk 값은 구체적으로 2.55이고; 통상적인 PI의 Dk 값은 3.2이다; 따라서, 신호 전파 속도가 빠르고 두께가 더 얇으며 간격이 더 치밀하고 파워 처리 능력이 더 높다.
(2) 매우 낮은 재료 손실;
(3) 초고온 성능, 300℃의 고온에 견딜 수 있음;
(4) 흡습율이 상대적으로 낮다.
따라서, 반경화 TFP 필름을 본 실시예의 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조의 제조에 필요한 기재로 사용하면, 회로기판의 전반적인 성능 안정성과 치수 안정성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 고주파 특성을 구비하여 고주파 신호를 전송하고 고주파 신호의 전송 속도를 가속화할 수 있으며, 전력 소모량 및 고주파 신호 전송 손실을 감소하여 회로기판의 신호 전송 성능을 향상시키며, 현재 무선 네트워크에서 단말 응용에 이르기까지 고주파 고속 추세에 적용되고, 특히 새로운 5G 기술 제품에 적용될 수 있다.
아울러, 경화 PI 박막을 베이스로 사용하여, 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조의 치수 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 단계 (1)에서, 상기 경화 PI 박막과 합성 액체 상태 TFP 필름은 재료 자체의 색깔이거나 투명한 색일 수 있다.
물론, 경화 PI 박막과 합성 액체 상태 TFP 필름 중 적어도 하나에 유색 충진제가 첨가될 수도 있고, 구체적으로, 유색 충진제는 탄화물 또는 기타 유색 충진제일 수 있다. 경화 PI 박막과 합성 액체 상태 TFP 필름에 유색 충진제가 충진된 후 검정색이 나타날 수 있다. 본 실시예에서 제조된 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조가 단일층 회로기판, 다층 연성 회로기판으로 제조되든, 아니면 다층 연성 강성 조합 기판으로 제조되든 상관없이, 검정 경화 PI 박막과 합성 액체 상태 TFP 필름은 회로에 대해 모두 차단 작용을 하여 내부 회로가 노출되는 것을 방지하여 외부인이 외부에서 내부 회로를 보는 것을 방지할 수 있어 회로기판 상의 회로를 은폐 및 보호하는 작용을 하는 동시에 불순물 또는 결함이 있는 회로기판 또는 회로에 대해 커버 작용을 한다.
본 실시예는 상기 방법을 실시하여 제조된 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조를 더 제공하고, 도 1에 도시된 바와 같이, 경화 PI 박막(1), 경화 PI 박막(1) 정면에 코팅된 상측 반경화 TFP 필름(2), 및 상측 반경화 TFP 필름(2)에 압착된 상측 동박층(3)을 포함하여, 고주파 회로기판 단일면 신규 재료 층 구조를 형성한다. 구체적으로, 상측 동박층(3)이 상측 반경화 TFP 필름(2)에 압착된 후, 상측 반경화 TFP 필름(2)이 경화되어 상측 동박층(3)과 일체로 압착된다.
본 실시예에서, 상기 경화 PI 박막(1)과 상측 반경화 TFP 필름(2) 중 적어도 하나는 유색층이다. 구체적으로 검정색 층 일 수 있고, 검정색 층은 내부 회로에 대해 차단, 보호, 커버 등 작용을 한다.
경화 PI 박막을 본 실시예의 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조의 베이스로 사용하고, 반경화 TFP 필름을 기재 성형 회로로 사용하여, 회로기판의 전반적인 성능 안정성 및 치수 안정성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 고주파 특성을 구비하여 고주파 신호를 전송하고 고주파 신호의 전송 속도를 가속화할 수 있으며, 전력 소모량 및 고주파 신호 전송 손실을 감소하여 회로기판의 신호 전송 성능을 향상시키며, 현재 무선 네트워크에서 단말 응용에 이르기까지 고주파 고속 추세에 적용되고, 특히 새로운 5G 기술 제품에 적용될 수 있다.
실시예 2:
본 실시예와 실시예 1의 주요한 구별은,
상기 단계 (1)이, 경화 PI 박막 배면에 한 층의 합성 액체 상태 TFP 필름을 코팅하는 단계를 더 포함하고; 단계 (2) 후에, 경화 PI 박막 정면과 배면에 모두 반경화 TFP 필름을 형성하며; 단계 (3) 후에, 고주파 회로기판 양면 신규 재료 층 구조를 획득하는 것이다.
따라서, 상기 방법을 통해 고주파 회로기판 양면 신규 재료 층 구조를 제조할 수 있고, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 경화 PI 박막(1) 배면에 하측 반경화 TFP 필름(4)이 코팅되고, 상기 하측 반경화 TFP 필름(4) 하면에 하측 동박층(5)이 압착되어, 고주파 회로기판 양면 신규 재료 층 구조를 형성한다. 구체적으로, 하측 동박층(5)이 하측 반경화 TFP 필름(4)에 압착된 후, 하측 반경화 TFP 필름(4)이 경화되어 하측 동박층(5)과 일체로 압착된다.
이상은 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니므로, 전술한 본 발명의 실시예와 동일하거나 유사한 기술적 특징을 사용하여 얻은 다른 구조도 모두 본 발명의 보호 범위 내에 있다.

Claims (9)

  1. 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조의 제조 방법에 있어서,
    (1) 경화 PI 박막 정면에 한 층의 합성 액체 상태 TFP 필름을 코팅하는 단계;
    (2) 합성 액체 상태 TFP 필름이 코팅된 경화 PI 박막 전체를 터널 오븐에 보내고, 0.5~20m/s의 속도로 순차적으로 터널 오븐 내의 여러 개의 가열 및 베이킹 구간을 지나면서 단계적으로 베이킹하여, 경화 PI 박막 정면에 반경화 TFP 필름을 형성하는 단계;
    (3) 반경화 TFP 필름에 동박을 열간 프레스하여, 고주파 회로기판 단일면 신규 재료 층 구조를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (1)은, 경화 PI 박막 배면에 한 층의 합성 액체 상태 TFP 필름을 코팅하는 단계를 더 포함하고; 단계 (2) 후에, 경화 PI 박막 정면과 배면에 모두 반경화 TFP 필름을 형성하며; 단계 (3) 후에, 고주파 회로기판 양면 신규 재료 층 구조를 획득하는 것을 특징으로 하는 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (2)에서, 상기 터널 오븐 내의 여러 개의 가열 및 베이킹 구간은 1단 가열 및 베이킹 구간, 2단 가열 및 베이킹 구간, 3단 가열 및 베이킹 구간, 4단 가열 및 베이킹 구간, 5단 가열 및 베이킹 구간 및 6단 가열 및 베이킹 구간을 적어도 포함하고, 1단 가열 및 베이킹 구간의 온도 범위는 60℃~100℃이며, 2단 가열 및 베이킹 구간의 온도 범위는 100℃~200℃이고, 3단 가열 및 베이킹 구간의 온도 범위는 200℃~300℃이며, 4단 가열 및 베이킹 구간의 온도 범위는 300℃~400℃이고, 5단 가열 및 베이킹 구간의 온도 범위는 400℃~500℃이며, 6단 가열 및 베이킹 구간의 온도 범위는 60℃~100℃인 것을 특징으로 하는 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (3)에서, 반경화 TFP 필름이 구비된 경화 PI 박막을 압착기의 로딩 플레이트에 놓고, 동박을 반경화 TFP 필름에 놓은 다음 압착기를 가동하고, 60℃~500℃의 온도, 80~500psi의 압력으로 10~60min 동안 열간 프레스하여, 반경화 TFP 필름을 경화시키고 동박과 함께 압착시키는 것을 특징으로 하는 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (1)에서, 상기 경화 PI 박막과 합성 액체 상태 TFP 필름 중 적어도 하나에는 유색 충진제가 충진되는 것을 특징으로 하는 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유색 충진제는 탄화물인 것을 특징으로 하는 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실시하여 제조된 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조에 있어서,
    경화 PI 박막, 경화 PI 박막 정면에 코팅된 상측 반경화 TFP 필름, 및 상측 반경화 TFP 필름에 압착된 상측 동박층을 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 경화 PI 박막 배면에 하측 반경화 TFP 필름이 코팅되고, 상기 하측 반경화 TFP 필름 하면에 하측 동박층이 압착되는 것을 특징으로 하는 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 경화 PI 박막과 상측 반경화 TFP 필름 중 적어도 하나는 유색층인 것을 특징으로 하는 고주파 회로기판 신규 재료 층 구조.
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