KR20110007643A

KR20110007643A - 금속 인쇄회로기판 제조 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20110007643A
Application number: KR1020090065172A
Authority: KR
Inventors: 정영기
Original assignee: 아주스틸 주식회사
Priority date: 2009-07-17
Filing date: 2009-07-17
Publication date: 2011-01-25
Also published as: KR101064647B1

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판의 방열체를 금속으로 한 금속 인쇄회로기판 제조방법 및 장치에 관한 것으로서, 코일 형상의 금속판에 동박을 연속적으로 라미네이팅하여 금속 인쇄회로기판을 연속적으로 제조하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 금속 회로기판 제조방법은, 금속판(10)이 감긴 릴(11)로부터 금속판을 풀어내는 페이 오프 단계와; 풀려난 금속판(10)을 평탄화시키는 레벨링 단계와; 평탄화된 금속판(10)에 접착제를 코팅하는 접착제 코팅 단계와; 접착제가 코팅된 금속판(10)에 동박(30)을 라미네이팅하는 라미네이팅 단계와; 동박(30)이 라미네이팅된 금속판(10)의 양측면을 트리밍하는 사이드 트리밍 단계와; 트리밍이 끝난 금속판(10)을 필요한 크기로 절단하는 절단 단계;를 포함하고, 상기한 과정이 연속적으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 코일 형태의 금속판에 동박을 연속적으로 라미네이팅하여 금속 인쇄회로기판을 제조하게 되므로, 생산성이 향상되고, 진공실을 설치할 필요가 없으며, 제품 크기에 제약을 받지 않는 효과가 있다.

금속 인쇄회로기판, 메탈 PCB, 라미네이팅, 핀치롤, 트리밍, 동박,

Description

금속 인쇄회로기판 제조 방법 및 장치{Manufacturing Method and Apparatus of Metal PCB}

본 발명은 인쇄회로기판의 방열체를 금속으로 한 금속 인쇄회로기판 제조방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 연속공정을 통해 인쇄회로기판을 제조함으로써 생산성이 향상되도록 한 금속 인쇄회로기판 제조방법 및 장치에 관한 것이다.

인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)은 절연판의 일면 또는 양면에 동박을 압착시킨 후, 이 동박에 회로에 따른 패턴(배선)을 형성하고, 불필요한 부분은 부식시켜 제거함으로써 각종 전자부품을 작동시키는 회로를 구성한 것을 의미한다.

통상적인 PCB는 절연판의 재질로 페놀수지 또는 에폭시 수지를 사용하고 있는데, 수지는 그 특성상 방열효과가 낮다. 이에 따라, 수지 대신에 방열효과가 우수한 금속판을 절연판으로 사용한 금속 인쇄회로기판이 개발되어 사용되고 있다.

종래의 금속 인쇄회로기판은, 도 1에 도시된 바와 같이, 시트 바이 시트(Sheet by Sheet)의 진공 프레스 방식으로 제조되는 것으로, 제품 크기에 대응하도록 금속소재(51)와 동박(52) 및 본딩 시트(Bonding Sheet, 53)를 각각 가공한 후, 진공실에 금속소재(51)와 본딩시트(53) 및 동박(52)을 차례로 적재하여 가압함으로써 상기 금속소재(51)에 동박(52)이 압착되도록 하여 제조하고 있다.

그러나 상기한 종래의 금속 인쇄회로기판 제조방법은, 원재료를 필요한 크기로 가공한 후 가압하여 제조함에 따라 연속적으로 생산하기 어렵다.

또한, 진공실에서 1시간 반 정도의 시간 동안 가압하여 금속판과 동박을 압착하게 되므로 생산성이 낮은 문제점이 있다.

또한, 종래의 금속 인쇄회로기판 제조방법은, 금속판에 동박을 압착시키기 위해서는 진공실이 요구되며, 진공실의 크기에 따라 적층에 한계가 있고 제품 크기가 제한되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 시트 바이 시트 방식과 같이 금속판을 재단하는 대신, 코일 형상의 금속판에 동박을 연속적으로 라미네이팅하여 금속 인쇄회로기판을 연속 제조함으로써, 생산성이 향상되도록 한 금속 인쇄회로기판 제조방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 진공실을 설치할 필요가 없고 제품의 크기에 제약을 받지 않는 금속 인쇄회로기판 제조방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 금속 인쇄회로기판 제조방법은, 금속판이 감긴 릴로부터 금속판을 풀어내는 페이 오프 단계와; 풀려난 금속판을 평탄화시키는 레벨링 단계와; 평탄화된 금속판에 접착제를 코팅하는 접착제 코팅 단계와; 접착제가 코팅된 금속판에 동박을 라미네이팅하는 라미네이팅 단계와; 동박이 라미네이팅된 금속판의 양측면을 트리밍하는 사이드 트리밍 단계와; 트리밍이 끝난 금속판을 필요한 크기로 절단하는 절단 단계;를 포함하고, 상기한 과정이 연속적으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 금속 인쇄회로기판 제조방법에 따르면, 상기 금속판에 동박을 라미네이팅하기 전에 상기 접착제를 프리베이킹하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 금속 인쇄회로기판 제조방법에 따르면, 상기 라미네이팅 단 계는, 금속판에 동박을 적층한 후 수차례에 걸쳐 상하측에서 상온 가압한 후 고온에서 다시 가압하여, 상기 금속판과 동박 사이의 접착제가 완전히 경화되도록 하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명에 의한 금속 인쇄회로기판 제조장치는, 금속판이 감긴 릴로부터 금속판을 풀어냄과 아울러 상기 금속판에 장력을 부여하는 핀치롤 및 엔트리 시어와; 상기 금속판의 표면에 접착제를 발라주는 코팅장치와; 상기 금속판에 동박을 연속적으로 공급하는 동박 릴과; 상기 금속판에 동박을 가압 부착하는 라미네이팅기와; 상기 금속판을 가압하면서 접착제를 경화시키는 가열부와; 상기 가열부에서 나온 금속판의 이물질을 제거하고 금속판을 냉각시키는 에어 블로우어와; 상기 금속판의 양측면을 트리밍하는 사이드 트리머와; 상기 금속판을 필요한 크기로 절단하는 로터리 시어;를 포함하고, 상기한 장치들이 연속적으로 배치된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 금속 인쇄회로기판 제조장치는, 상기 금속판을 평평하게 만들어 주는 레벨러를 더 포함하고, 상기 레벨러는 상기 엔트리 시어와 코팅장치 사이에 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 금속 인쇄회로기판 제조장치는, 상기 코팅장치의 후방에 설치되고 접착제를 일시적으로 경화시켜 기포가 제거되도록 자외선을 조사하는 자외선 오븐과, 그 후방에서 경화된 접착제를 연화시키는 보조 가열부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 금속 인쇄회로기판 제조장치에 따르면, 상기 코팅장치는 도 장면이 평탄하게 형성되도록 하는 블레이드형 코팅기인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 금속 인쇄회로기판 제조장치에 따르면, 상기 라미네이팅기는 복수대가 연속적으로 배치된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 금속 인쇄회로기판 제조장치에 따르면, 상기 가열부는 160~180℃의 내부 온도를 유지하는 근적외선 오븐이며, 상기 가열부 내에 상기 금속판을 가압하는 라미네이팅기가 더 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 금속 인쇄회로기판 제조장치는, 상기 사이드 트리머에 의해 잘려진 조각들을 회수하는 스크랩 컨베이어를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 금속 인쇄회로기판 제조방법 및 장치는, 코일 형태의 금속판에 동박을 연속적으로 라미네이팅하여 금속 인쇄회로기판을 제조하게 되므로, 생산성이 향상되고, 진공실을 설치할 필요가 없으며, 제품 크기에 제약을 받지 않는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 금속 인쇄회로기판 제조방법 및 장치에 따르면, 자외선 오븐을 이용하여 접착제를 프리 베이킹하게 되므로 금속판과 동박의 접착력이 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 금속 인쇄회로기판 제조방법 및 장치에 따르면, 금속판에 동박을 라미네이팅할 때 상온에서 수차례 가압하게 되므로 금속판에 동박이 견고하게 압착되는 효과가 있다

또한, 본 발명의 금속 인쇄회로기판 제조방법 및 장치에 따르면, 금속판에 동박을 부착한 후 고온에서 다시 가압하여 접착제가 경화되도록 하므로, 접착제가 완전히 경화되어 금속판과 동박 사이의 접착력이 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 금속 인쇄회로기판 제조방법 및 장치에 따르면, 접착제를 코팅할 때 코마 코팅기를 사용하게 되므로, 접착제 표면이 평탄하게 되어 동박의 접착 효과가 우수한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 금속 인쇄회로기판 제조방법 및 장치에 따르면, 사이드 트리머를 이용하여 금속판의 양측면을 트리밍한 후 그 조각들을 컨베이어를 이용하여 회수하게 되므로, 작업 현장을 청결하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 금속 인쇄회로기판 제조방법 및 장치를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 금속 인쇄회로기판 제조방법이 도시된 순서도이고, 도 3은 본 발명에 의한 금속 인쇄회로기판 제조장치가 개략적으로 도시된 구성도이다.

본 발명에 의한 금속 인쇄회로기판 제조방법은, 금속판(10)이 감긴 릴(11)로부터 금속판(10)을 풀어내는 페이 오프 단계와; 풀려난 상기 금속판(10)을 평탄화시키는 레벨링 단계와; 평탄화된 상기 금속판(10)에 접착제를 코팅하는 접착제 코팅 단계와; 상기 접착제를 프리베이킹(Pre-Baking)하는 프리베이킹 단계와; 접착제가 코팅된 금속판(10)에 동박(30)을 라미네이팅하는 라미네이팅 단계와; 동박(30)이 라미네이팅된 금속판(10)의 양측면을 트리밍하는 단계와; 트리밍이 끝난 금속 판(10)을 필요한 크기로 절단하는 절단 단계;를 포함하며, 이러한 일련의 과정들이 연속적으로 이루어지도록 한 것이다.

특히, 상기 라미네이팅 단계는, 상기 금속판(10)에 동박(30)을 적층한 후 수차례에 걸쳐 상하측에서 상온 가압한 후 고온에서 다시 가압하여, 상기 금속판(10)과 동박(30) 사이의 접착제가 완전히 경화되도록 한다.

상기한 금속 인쇄회로기판 제조방법이 적용되는 본 발명에 의한 금속 인쇄회로기판 제조장치는, 금속판(10)이 감긴 릴(Pay Off Reel, 11)로부터 금속판(10)을 풀어냄과 아울러 상기 금속판(10)에 장력을 부여하는 핀치롤(Pinch Roll,12) 및 엔트리 시어(Entry Shear, 13)와; 상기 금속판(10)을 평평하게 만들어 주는 레벨러(Leveller, 14)와; 상기 금속판(10)의 표면에 접착제를 발라주는 코팅장치(15)와; 상기 코팅장치(15)의 후방에 설치되고 접착제를 일시적으로 경화시켜 기포가 제거되도록 자외선을 조사하는 자외선 오븐(UV Oven, 16)과; 상기 자외선 오븐(16)의 후방에서 경화된 접착제를 연화시키는 보조 가열부(17)와; 상기 금속판(10)에 동박(30)을 가압 부착하는 라미네이팅(Laminating)기(18)와; 상기 금속판(10)을 가압하면서 접착제를 경화시키는 가열부(19)와; 상기 가열부(19)에서 나온 금속판(10)의 이물질을 제거하고 금속판(10)을 냉각시키는 에어 블로우어(Air Blower, 20)와; 상기 에어 블로우 장치(20)의 후방에서 상기 금속판(10)에 장력을 부여하는 2차 핀치롤(Pinch Roll, 21)과; 상기 금속판(10)을 이송하는 피드롤러(Feed Roller, 22)와; 상기 금속판(10)의 양측면을 트리밍하는 사이드 트리머(Side Trimmer, 23)와; 상기 금속판(10)을 필요한 크기로 절단하는 로터리 시어(Rotary Shear, 24)와; 절단된 금속판(10')을 적재부(26)로 이송하는 이송 컨베이어(25);가 연속적으로 배치되어 이루어진다.

그리고, 상기 라미네이팅기의 측부에는 동박(30)을 연속적으로 공급하는 동박 릴(35)이 설치되고, 상기 사이드 트리머(23)의 측부에는 트리밍에 의해 잘려진 조각들을 회수하는 스크랩 컨베이어(Scrap Conveyor, 40)가 설치된다.

여기서, 상기 코팅장치(15)는 도장면이 평탄하게 형성되도록 하는 블레이드형 코팅기인 것이 바람직하다. 이는 접착제의 평활성을 확보하기 위한 것으로, 상기 블레이드형 코팅기로 접착제를 코팅하게 되면, 통상의 롤 코팅 방식에 비해 도장면이 더욱 평탄하게 형성된다.

그리고, 상기 라미네이팅기(18)는 복수대가 연속적으로 배치되어 상기 금속판(10)과 동박(30)이 연속적으로 가압되도록 하는 것이 바람직하며, 상기 가열부(19) 내에도 상기 금속판(10)을 가압하는 라미네이팅기(18') 더 설치된다.

한편, 상기 자외선 오븐(16)은 500~1000mj의 자외선을 조사하여 접착제를 경화시키게 되며, 상기 보조 가열부(17) 및 가열부(19)는 160~180℃의 내부 온도를 유지하는 근적외선 오븐(NIR Oven)을 사용한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 금속 인쇄회로기판 제조장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

핀치롤(12) 및 엔트리 시어(13)에 의해 릴(11)에 감겨진 금속판(10)이 풀려 연속적으로 공급된다. 이때, 상기 핀치롤(12)은 상기 금속판(10)에 적절한 장력을 부여한다. 이어 레벨러(14)가 상기 금속판(10)을 평평하게 한다. 상기 레벨러(14) 는 일반적인 PCM(Pre-Coated Metal) 라인에서는 마지막 구간에 설치되어 평탄도를 잡아주도록 하고 있으나, 본 발명에서는 접착제를 도포하기 전에 평탄도를 잡아 주도록 한다. 이는 접착제를 도포하여 동박(30)이 부착된 상태에서 레벨링 작업을 하게 되면 접착제층이 깨질 수 있기 때문이다.

레벨링이 완료되면 블레이드형 코팅기와 같은 코팅장치(15)를 이용하여 상기 금속판에 접착제를 도포하고, 자외선 오븐(16)에 의해 자외선을 조사한 다음, 보조 가열기(17)를 이용하여 접착제에 대한 프리베이킹을 실시한다.

즉, 상기 금속판(10)이 자외선 오븐을 통과할 때 500~1000mj의 자외선을 조사함으로써 접착제를 경화시켜 접착제 안에 있는 기포를 완전히 제거한다.

또한, 보조 가열기(17)로 사용되는 160~180℃의 근적외선 오븐을 상기 금속판이 통과되도록 하여 경화된 접착제가 순간적으로 가열되어 연화되도록 함으로써, 동박(30)과의 접착력이 발생할 수 있도록 한다.

이어 동박 릴(35)에서 풀려난 동박(30)을 상기 금속판(10)의 접착제 위로 공급하여 상기 동박(30)이 상기 금속판(10)에 부착되도록 한다. 이어 10~30㎏f의 압력으로 작동되는 라미네이팅기(18)를 이용하여 상기 금속판(10)의 상측과 하측에서 동시에 가압함으로써 상기 동박(30)을 금속판(10)에 라미네이팅한다.

이때, 복수의 라미네이팅기(18)를 이용하여 라미네이팅 작업을 수차례 실시하게 되므로, 상기 금속판(10)에 동박(30)이 견고하게 압착된다. 상기 라미네이팅기(18)는 현장 상황에 따라 그 개수가 가감될 수 있다.

1차 라미네이팅이 완료되면 상기 금속판(10)을 160~180℃의 근적외선 오븐으 로 이루어진 가열부(19)에 통과시킴으로써 접착제를 경화시킨다.

이때, 상기 가열부(19) 내에 구비된 라미네이팅기(18')가 10~30㎏f의 압력으로 상기 금속판(10)을 가압하여 접착제가 경화되는 동안 동박(30)이 들뜨지 않게 한다. 상기 가열부(19) 내에 구비된 라미네이팅기(18')의 개수도 적절히 가감될 수 있다.

상기 가열부(19)에서 나온 상기 금속판(10)은 에어 블로우 장치(20)를 통과하면서 이물질이 제거됨과 아울러 냉각된다. 이어서, 2차 핀치롤(21)에 의해 상기 금속판(10)에 장력이 부여되며, 피드롤러(22)에 의해 상기 금속판(10)이 사이드 트리머(23)로 이송된다.

상기 사이드 트리머(23)는 상기 금속판(10)의 양측면을 트리밍하여 라미네이팅 과정에서 변형된 부분을 제거하게 된다. 상기 사이드 트리머(23)에 의해 절단된 조각들은 스크랩 컨베이어(40)에 의해 회수된다.

이후, 상기 금속판(10)을 리코일링하지 않고 시트 제품을 만들기 위하여 로터리 시어(24)를 이용하여 필요한 규격으로 상기 금속판(10)을 절단하며, 정규격의 제품으로 절단된 금속판(10')은 이송 컨베이어(25)를 통해 적재부(26)로 이송되어 적재된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

도 1은 종래의 금속 인쇄회로기판 제조방식을 설명하기 위한 참고도.

도 2는 본 발명에 의한 금속 인쇄회로기판 제조방법이 도시된 순서도.

도 3은 본 발명에 의한 금속 인쇄회로기판 제조장치가 개략적으로 도시된 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10,10': 금속판 11: 릴(Reel)

12: 핀치롤(Pinch Roll) 13: 엔트리 시어(Entry Shear)

14: 레벨러(Leveller) 15: 코팅장치

16: 자외선 오븐(Oven) 17: 보조 가열부

18,18': 라미네이팅기 19: 가열부

20: 에어 블로우어(Air Blower) 21: 2차 핀치롤

22: 피드롤러(Feed Roller) 23: 사이드 트리머(Side Trimmer)

24: 로터리 시어(Rotary Shear) 25: 이송 컨베이어

30: 동박 35: 동박 릴

40: 스크랩 컨베이어(Scrap Conveyor)

Claims

금속판(10)이 감긴 릴(11)로부터 금속판을 풀어내는 페이오프(Pay-Off) 단계와;

풀려난 금속판(10)을 평탄화시키는 레벨링(Levelling) 단계와;

평탄화된 금속판(10)에 접착제를 코팅하는 접착제 코팅 단계와; 접착제가 코팅된 금속판(10)에 동박(30)을 라미네이팅하는 라미네이팅(Laminating) 단계와;

동박(30)이 라미네이팅된 금속판(10)의 양측면을 트리밍하는 사이드 트리밍 (Side Trimming)단계와;

트리밍이 끝난 금속판(10)을 필요한 크기로 절단하는 절단 단계;를 포함하고,

상기한 과정이 연속적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속 인쇄회로기판 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 금속판(10)에 동박(20)을 라미네이팅하기 전에 프리베이킹(Pre- Baking)하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 인쇄회로기판 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 라미네이팅 단계는, 금속판(10)에 동박(30)을 적층한 후 수차례에 걸쳐 상하측에서 상온 가압한 후 고온에서 다시 가압하여 상기 금속판(10)과 동박(30) 사이의 접착제가 완전히 경화되도록 하는 것을 특징으로 하는 금속 인쇄회로기판 제조방법.
금속판(10)이 감긴 릴(11)로부터 금속판(10)을 풀어냄과 아울러 상기 금속판(10)에 장력을 부여하는 핀치롤(Pinch Roll, 12) 및 엔트리 시어(Entry Shear, 13)와;

상기 금속판(10)의 표면에 접착제를 발라주는 코팅장치(15)와;

상기 금속판(10)에 동박(30)을 연속적으로 공급하는 동박 릴(Reel, 35)과;

상기 금속판(10)에 동박(30)을 가압 부착하는 라미네이팅기(18)와;

상기 금속판(10)을 가압하면서 접착제를 경화시키는 가열부(19)와;

상기 가열부(19)에서 나온 금속판(10)의 이물질을 제거하고 금속판(10)을 냉각시키는 에어 블로우어(Air Blower, 20)와;

상기 금속판(10)의 양측면을 트리밍하는 사이드 트리머(Side Trimmer, 23)와;

상기 금속판(10)을 필요한 크기로 절단하는 로터리 시어(24);를 포함하고, 상기한 장치들이 연속적으로 배치된 것을 특징으로 하는 금속 인쇄회로기판 제조장치.
제4항에 있어서,

상기 금속판(10)을 평평하게 만들어 주는 레벨러(14)를 더 포함하고,

상기 레벨러(14)는 상기 엔트리 시어(13)와 코팅장치(15) 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 금속 인쇄회로기판 제조장치.
제4항에 있어서,

상기 코팅장치(15)의 후방에 설치되고 접착제를 일시적으로 경화시켜 기포가 제거되도록 자외선을 조사하는 자외선 오븐(16)과, 그 후방에서 경화된 접착제를 연화시키는 보조 가열부(17)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 인쇄회로기판 제조장치.
제4항에 있어서,

상기 코팅장치(15)는 도장면이 평탄하게 형성되도록 하는 블레이드형 코팅기인 것을 특징으로 하는 금속 인쇄회로기판 제조장치.
제4항에 있어서,

상기 라미네이팅기(18)는 복수대가 연속적으로 배치된 것을 특징으로 하는 금속 인쇄회로기판 제조장치.
제4항에 있어서,

상기 가열부(19)는 160~180℃의 내부 온도를 유지하는 근적외선 오븐이며,

상기 가열부(19) 내에 상기 금속판(10)을 가압하는 라미네이팅기(18')가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 금속 인쇄회로기판 제조장치.
제4항에 있어서,

상기 사이드 트리머(23)에 의해 잘려진 조각들을 회수하는 스크랩 컨베이어(Scrap Conveyor, 40)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 인쇄회로기판 제조장치.