KR20100134338A - 인쇄회로기판용 보강판 및 이를 구비한 인쇄회로기판 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 인쇄회로기판의 일측면을 보강 및 통전되도록 부착되는 인쇄회로기판용 보강판에 관한 것으로서, 스테인레스 스틸을 포함하는 재질의 중간층 및 니켈을 포함하는 재질로서 상기 중간층의 한면 또는 양면에 도금되는 도금층을 구비하는 인쇄회로기판용 보강판 및 이를 구비한 인쇄회로기판이 제공된다. 본 발명에 따르면, 전기적으로 불안정한 스테인레스 스틸 재질 보강판의 저항값을 매우 작게 할 수 있기 때문에 저항열이 거의 발생하지 않고, 저항값이 안정적이어서 전기적 특성이 매우 좋은 효과가 있다.

보강판, 인쇄회로기판, 중간층, 도금층, 스테인레스 스틸

Description

인쇄회로기판용 보강판 및 이를 구비한 인쇄회로기판 {Reinforcement plate and Printed circuit board comprising the same}

본 발명은 인쇄회로기판용 보강판 및 이를 구비한 인쇄회로기판에 관한 것으 로, 보다 상세하게는 스테인레스 스틸 재질을 포함하는 인쇄회로기판용 보강판 및 이를 구비한 인쇄회로기판에 관한 것이다.

양면 연성인쇄회로기판(FPCB)은 일반적으로 다음과 같은 공정에 의해 제조된다. 필름 형상의 절연층의 상하부에 구리 재질의 도전층이 적층되고, 이 도전층에 회로패턴 형성을 위해 드라이 필름이 적층된 후, 노광, 현상, 부식, 드라이필름 제거 등을 통해 회로 패턴이 형성되며, 이후 보호 필름인 커버레이 적층, 금도금 등을 통해 연성인쇄회로기판이 완성된다.

이때, 상기 연성인쇄회로기판의 일측면에는 보강 및 통전 기능을 가지는 보강판이 부착된다. 보강판은 회로를 보호함과 동시에 방열판의 기능도 수행하기 때문에 기판의 신뢰도에도 매우 중요한 역할을 한다. 보강판의 재료로는 전도성이 높은 재질인 스테인레스 스틸(Stainless steel)이 주로 사용된다. 이러한 보강판은 그 자체로서 접지의 역할을 수행하기 때문에 접속저항값이 작아야 하고, 그 값의 안정성도 매우 중요하다.

스테인레스 스틸은 그 표면에 부도체 피막(예를 들면, 산화크롬층)이 형성되는데, 이 피막이 절연층으로 변하면 전기적으로 매우 불안정하게 된다. 이를 막기 위해 스테인레스 스틸의 표면에 있는 유지분이나 부도체 피막을 연마 또는 세정에 의해 제거하는 방법이 사용된다. 이러한 방법을 사용하면, 스테인레스 스틸로 이루어진 보강판의 저항값이 일단 작아지기는 하나, 이것은 일시적인 것으로 시간의 경과에 따라 부도체 피막이 재형성되어 원상태로 복귀한다. 또한, 부도체 피막은 리 플로우(Reflow) 등의 가열에 의해 그 성장이 촉진되는 문제점이 있다.

본 발명은 전기적으로 안정적인 인쇄회로기판용 보강판 및 이를 구비한 인쇄회로기판을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판용 보강판은 인쇄회로기판의 일측면을 보강 및 통전하도록 부착되는 인쇄회로기판용 보강판에 있어서, 스테인레스 스틸을 포함하는 재질의 중간층; 및 니켈을 포함하는 재질로서 상기 중간층의 한면 또는 양면에 도금되는 도금층을 구비한다.

또한, 본 발명에 따른 인쇄회로기판은 절연층, 전도성 재질로서 상기 절연층의 상하면에 형성된 회로 패턴층, 상기 회로 패턴층 중 절연이 필요한 부위에 적층되는 커버레이, 상기 회로 패턴층 중 부품이 실장될 부위에 적층되는 금도금층 및 상기 회로 패턴층의 금도금층과 전기적으로 연통되도록 전도성 접착제에 의해 접착되는 보강판을 포함하고, 상기 보강판은 스테인레스 스틸 재질의 중간층 및 니켈 재질로서 상기 중간층의 한면 또는 양면에 도금되는 도금층을 구비한다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판용 보강판 및 이를 구비한 인쇄회로기판에 의하면, 전기적으로 불안정한 스테인레스 스틸 재질 보강판의 저항값을 매우 작게 할 수 있기 때문에 저항열이 거의 발생하지 않고, 저항값이 안정적이어서 전기적 특성 이 매우 좋은 효과가 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보강판의 단면도, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 보강판을 구비한 인쇄회로기판의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 인쇄회로기판용 보강판(100)은 인쇄회로기판의 부품 실장 부위가 보강 및 통전되도록 부착되는 것으로서, 중간층(110) 및 도금층(120)을 구비한다. 중간층(110)은 판 형상이며, 스테인레스 스틸 재질로 이루어져 있다. 스테인레스 스틸은 SUS(Steel Use Stainless)로 불리기도 하므로 이하에서는 혼용하여 사용한다. 도금층(120)은 중간층(110)의 한면 또는 양면에 도금되며, 니켈(Ni) 재질로 이루어져 있다. 도 1에는 도금층(120)이 중간층(110)의 양면에 도금된 것이 도시되어 있으나 필요에 따라 한면에도 도금될 수 있다.

또한, 도 2를 참조하면 인쇄회로기판은 절연층(210), 회로 패턴층(220), 커버레이(230), 금도금층(240) 및 보강판(100)을 포함한다.

절연층(210)은 일반적으로 사용되는 폴리이미드(Polyimide; PI) 재질 등으로 이루어진다. 회로 패턴층(220)은 전도성 재질로서 절연층(210)의 상하면에 형성된다. 회로 패턴은 동박면에 노광, 현상, 부식, 박리 등의 공정을 거쳐 형성된다.

커버레이(Coverlay; 230)는 회로 패턴층(220) 중 절연이 필요한 부위에 적층되고, 금도금층(240)은 회로 패턴층(220) 중 부품이 실장될 부위에 적층된다. 커버레이(230) 필름 역시 폴리이미드(polyimide) 등이 사용될 수 있다. 상기 금도금층(240)은 소켓부 또는 단자부 등을 위해 금도금이 필요한 부분이며, 상기 금도금층은 상기 커버레이를 레이저 가공 등의 다양한 방법을 통해 오픈시킨 후 적층, 금도금 처리하여 형성한다.

상기 보강판(100)은 회로 패턴층(220)의 금도금층(240)과 전기적으로 연통되도록 전도성 접착제(250)에 의해 접착된다. 앞서 설명한 것처럼 보강판(100)은 SUS 재질의 중간층(110) 및 중간층(110)의 한면 또는 양면에 도금되는 Ni 재질의 도금층(120)을 구비한다.

EMI 쉴드층(260)은 회로를 전자파로부터 차폐하기 위한 것이며 참고로 도시된 것이다. 여기서, EMI(ElectroMagnetic Interference)는 전자파 방해를 의미한다.

이하에서는 이러한 보강판(100)의 전기적 특성에 대해 시험한 결과를 설명한 다.

도 3은 보강판의 표면저항(R1)과 표리저항(R2) 값을 측정하는 방법을 나타낸 사시도이다. 도 3을 통해 알 수 있는 것처럼, 표면저항(R1)은 보강판 시료(S)의 동일한 면의 두 지점을 접촉하여 얻어진 값이고, 표리저항(R2)은 보강판 시료(S)의 양면의 두 지점을 접촉하여 얻어진 값이다. 각각의 표면저항(R1) 및 표리저항(R2)을 측정하기 위해 가로(L) 100mm, 세로(W) 10mm, 두께(T) 0.2mm를 가진 보강판 시료(S)가 각각 사용되었다.

아래의 표 1은 표면처리방법에 따른 SUS 보강판의 표면저항값(R1)과 표리저항값(R2)을 나타낸 표이다.

처리방법	표면저항(R1)(Ω)	표리저항(R2)(Ω)
SUS 원자재	1~7	0.5~3.5
연마처리된 SUS	0.1~0.17	0.04~0.1
Ni 도금처리된 SUS	0.06~0.08	0.02~0.025

표 1에서 볼 수 있는 것처럼 SUS 원자재의 경우 표면저항(R1) 값이 1~7Ω 정도로 매우 높지만, 연마처리된 SUS의 경우 0.1~0.17Ω 정도로 낮아진다. 그리고, 본 발명의 실시예인 Ni 도금처리된 SUS의 경우 표면저항(R1) 값이 0.06~0.08Ω 정도로 매우 낮아짐을 알 수 있다.

표리저항(R2) 역시 SUS 원자재의 경우 0.5~3.5Ω 정도로 높지만, 연마처리된 SUS의 경우 0.04~0.1Ω 정도로 낮아진다. 그리고, 본 발명의 실시예인 Ni 도금처리된 SUS의 경우 표리저항(R2) 값이 0.02~0.025Ω 정도로 매우 낮아짐을 알 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예인 Ni 도금처리된 SUS를 사용하면, 표면저항값(R1)과 표리저항값(R2)이 매우 낮기 때문에 보강판(100)으로서 가장 중요한 전기적 특성이 매우 좋아짐을 알 수 있다. 또한, 연마처리된 SUS의 전기적 특성은 SUS 원자재에 비해 좋아지기는 하나, 앞서 설명한 것처럼 일시적인 것이며 시간의 경과에 따라 부도체 피막이 재형성되어 원상태로 복귀하는 문제점이 있다.

다음으로, 도 4는 회로 패턴과 SUS 보강판 간 접속저항을 측정하는 방법을 나타낸 단면도이다. 도 4에 도시된 것처럼, 회로 패턴과 SUS 보강판 간 접속저항을 측정하기 위해 커버레이(10) 위에 구리 전도층(20)이 적층되고, 구리 전도층(20) 위에 홀(H)이 형성된 절연층(30)이 접착제에 의해 적층된다. 또한, 보강판 시료(S)는 전도성 접착제(40)에 의해 절연층(30) 위에 적층되며, 보강판 시료(S)는 홀(H)을 통해 구리 전도층(20)과 전기적으로 연결된다.

여기서, 보강판 시료(S)는 가로 10mm, 세로 30mm, 두께 200㎛의 크기이고, 도 4에 도시된 것처럼 접속저항은 보강판 시료(S)의 상측과 구리 전도층(20)의 상측을 연결하여 측정하였다. 또한, 홀(H)의 지름(D)은 1.0mm이고, 도금 처리된 Ni층의 두께는 약 2~3㎛이다.

아래의 표 2는 상기한 측정방법에 의해 회로 패턴과 SUS 보강판 간 접속저항의 측정값을 나타낸 표이다.

SUS 표면처리	초기 저항값(Ω)	리플로우 후 저항값(3회)(Ω)
SUS 원자재	5~200	5~140
세정처리된 SUS	0.3~3	0.7~2
연마처리된 SUS	0.2~2	0.6~0.7
Ni 도금처리된 SUS	0.08~0.3	0.15~0.2

상기 표 2에서 볼 수 있는 것처럼, 초기저항 값이 SUS 원자재의 경우 5~200Ω 정도로 매우 높지만, 세정처리된 SUS의 경우 0.3~3Ω 정도로 낮아진다. 그리고, 연마처리된 SUS의 경우 초기저항 값이 0.2~2Ω 정도로 낮아지고, 본 발명의 실시예인 Ni 도금처리된 SUS의 경우 0.08~0.3Ω 정도로 매우 낮아짐을 알 수 있다.

게다가, 리플로우 후 저항값은 SUS 원자재의 경우 5~140Ω 정도로 매우 높지만, 세정처리된 SUS의 경우 0.7~2Ω, 연마처리된 SUS의 경우 0.6~0.7Ω 정도로 낮아지고, 본 발명의 실시예인 Ni 도금처리된 SUS의 경우 0.15~0.2Ω 정도로 가장 낮아짐을 알 수 있다.

즉, Ni 도금처리된 SUS가 초기 저항값 및 리플로우 후 저항값 모두 가장 작은 것을 확인할 수 있다.

상기 리플로우는 판넬상의 땜납을 용융시키는 공정을 의미한다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 전기적으로 불안정한 스테인레스 스틸 재질 보강판(100)의 저항값을 매우 작게 할 수 있기 때문에 저항열이 거의 발생하지 않고, 저항값이 안정적이어서 전기적 특성이 매우 좋은 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보강판의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 보강판을 구비한 인쇄회로기판의 단면도이 다.

도 3은 보강판의 표면저항과 표리저항 값을 측정하는 방법을 나타낸 사시도이다.

도 4는 회로 패턴과 SUS 보강판 간 접속저항을 측정하는 방법을 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명>

100...보강판 110...중간층

120...도금층 210...절연층

220...회로 패턴층 230...커버레이

240...금도금층 250...전도성 접착제

260...EMI 쉴드층

Claims (2)

1. 인쇄회로기판의 일측면을 보강 및 통전하도록 부착되는 인쇄회로기판용 보강판에 있어서,

   스테인레스 스틸을 포함하는 재질의 중간층; 및

   니켈을 포함하는 재질로서 상기 중간층의 한면 또는 양면에 도금되는 도금층을 구비하는 인쇄회로기판용 보강판.
2. 절연층과;

   전도성 재질로서 상기 절연층의 상하면에 형성된 회로 패턴층과;

   상기 회로 패턴층 중 절연이 필요한 부위에 적층되는 커버레이와;

   상기 회로 패턴층 중 부품이 실장될 부위에 적층되는 금도금층; 및

   상기 회로 패턴층의 금도금층과 전기적으로 연통되도록 전도성 접착제에 의해 접착되는 보강판을 포함하고,

   상기 보강판은 스테인레스 스틸 재질의 중간층 및 니켈 재질로서 상기 중간층의 한면 또는 양면에 도금되는 도금층을 구비하는 인쇄회로기판.

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