KR20180094224A

KR20180094224A - 카드형 인쇄회로 기판의 봉지 방법

Info

Publication number: KR20180094224A
Application number: KR1020170020266A
Authority: KR
Inventors: 김성철; 노정탁
Original assignee: 김성철
Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2018-08-23

Abstract

본 발명은 카드형 인쇄회로 기판의 봉지 방법으로서 인쇄 회로 기판 소자가 삽입되어질 카드 모양에 맞은 여러 개의 홀과, 상기 홀들을 둘러싸는 가이드면과, 보호 테이프가 놓여질 하면과 UV 수지가 놓여질 상면을 포함하는 지그를 준비하는 단계, 상기 지그의 하면에 보호 테이프를 붙이고 상기 홀에 인쇄회로 기판 소자를 안착하는 단계, 상기 지그의 상면의 한쪽에 UV 수지를 부어 넣어 도포한 후, 그 위에 인쇄용 PET 필름을 놓고 롤러를 이용해서 상기 인쇄용 PET 필름을 부착하면서 UV 수지를 평탄화하는 단계, 및 상기 지그의 하면의 한쪽에 UV 수지를 부어 넣어 도포한 후, 그 위에 인쇄용 PET 필름을 놓고 롤러를 이용해서 상기 인쇄용 PET 필름을 부착하면서 UV 수지를 평탄화하는 단계한다. 이러한 방법으로 여러 개의 카드형 플럭시블 인쇄회로 기판을 한 번에 UV수지로 봉지할 수 있으며, UV수지 표면의 울퉁 불퉁해지는 현상을 방지할 수 있다.

Description

카드형 인쇄회로 기판의 봉지 방법{A method of molding a card type printed circuit board}

본 발명은 카드형 인쇄회로 기판의 봉지 방법, 특히 기존의 방법보다 효율적인 카드형 인쇄회로 기판의 봉지 방법에 관한 것이다.

카드형 플렉시블 인쇄회로 기판은 스마트 카드에 이용되며, 스마트 카드는 기존의 M/S(Magnetic Stripe) 카드와 달리 정보의 보관 및 자체 연산기능이 있는 8비트 또는 16비트, 32비트 마이크로 프로세서(MPU)와 카드운영체제(COS), 보안 알고리즘, 그리고 저장영역으로 EEPROM이 내장되어 여러 기능을 수행할 수 있는 IC(Intergrated Circuit) 카드 칩이 COB(Chip on Board) 형태로 내장되어 있는 카드를 말한다. 칩안에는 H/W(메모리,CPU)를 기본으로 S/W(응용프로그램,OS)가 탑재되어 있어 일반 컴퓨터로 여러 응용프로그램(application)을 사용 가능한 것처럼, IC 카드에서도 정보의 기억 및 연산이 가능한 칩이 들어 있기 때문에 복합적인 기능의 어플리케이션을 구동할 수 있다. 어플리케이션중 하나인 전자화폐 기능을 대표적으로 꼽을 수 있고, 그 중 현재 가장 많이 범용화 된 것이 교통카드이다.

여기에 더해서 최근에는 스마트 카드에 디스플레이 기능을 추가한 스마트 디스플레이 카드가 사용되고 있으며, 그 중의 한 예는 보안이 중요한 금융 서비스를 위해서 비밀번호 및 주민등록번호의 대신에 사용하는, 원타임 패스워드(OPT) 카드이다.

이러한 다기능 카드는 전자회로가 복잡하게 설계되어 있는 플렉시블 인쇄 회로 기판(FPCB)에 전원 공급부, MCU, IC 컨택부, 디스플레이부 및 스위치와, 필요시 터치 패드, 센서등이 장착되어 있다. 본 발명에서는 이러한 구성을 모두 포함하는 있는 것을 단순히 회로 기판 소자이라 칭하겠다.

사용자가 카드를 휴대하고 사용하기 위해서 여기에 사용된 플렉시블 인쇄 회로 기판(FPCB) 소자를 완전히 봉지해서 카드를 제조하고 카드의 겉면에 카드에 관한 정보를 표시해야 한다.

이와 관련한 종래 기술인 등록번호 10-0798685(등록일자 2008년01월22일)에서는 UV수지에 의하여 신속하게 경화되어 작업의 효율을 최대한 높여줄 수 있는 액정 표시부를 갖는 스마트 디스플레이카드의 제조방법을 제공하고 있다. 이 방법은 합성수지시트를 프레스로 펀칭하여 테두리만 남도록 가공하는 단계; 점착제가 도포된 투명한 합성수지 바탕지 위에 테두리를 부착하는 단계; 테두리의 내부에 회로 기판을 안착하는 단계; 테두리의 내부에 UV수지를 도포하는 단계; 테두리의 상부에 투명 합성수지인 표면지를 부착하는 단계; 표면지를 평탄하게 눌러주어 UV수지에서 기포를 제거하는 단계; 바탕지, UV수지가 주입된 테두리, 표면지를 유리판 위에 올려놓고 자외선을 조사하여 UV수지를 경화시키는 단계; 테두리에서 바탕지와 표면지를 분리하는 단계; 경화된 UV수지에 의하여 부품들이 고정된 테두리의 상, 하부에 합성수지 인쇄지를 각각 접착시켜 스마트디스플레이카드를 완성하는 단계로 이루어져 있다.

이 방법은 하나의 합성수지 시트에 UV수지의 넘침을 방지하기 위해서 하나의 테두리를 형성하고 그 안에 회로 기판 소자를 넣고 하나의 카드만을 제조하기 때문에 생산성이 떨어진다. 그리고 UV 수지층 위에 표면지를 덮고 그 위에 롤러를 이용해서 UV수지에서 기포를 제거하기 때문에 표면이 울퉁불퉁해지는 현상이 나타날 수 있다. 또한 경화된 UV 수지에 부착된 표면지를 떼어내고 인쇄지를 접착하는 단계는, 인쇄지를 카드의 외곽선에 일치하게 부착하는 공정이 필요하다. 이는 제조의 생산성을 현저하게 떨어뜨린다.

다른 종래 기술인, 등록번호 10-0875952(등록일자 2008년12월18일)에서는 카드 가장자리에 형성된 댐과 열경화성 수지를 이용하여 저온의 단일 공정에 의한 디스플레이가 장착된 전자카드 및 제조방법을 기술하고 있다. 이 방법은 제 1 인쇄필름상에 경화성 수지를 도포하고 소정의 두께와 높이를 갖는 댐을 부착하는 단계; 상기 제 1 인쇄필름 내에 형성된 플렉서블 PCB, RFID 모듈과 디스플레이를 장착하는 단계; 상기 제 1 인쇄필름에 열경화성 수지를 주입하는 단계; 및 상기 댐의 상부에 제 2 인쇄필름을 덮고 상기 열경화성 수지를 경화시키는 단계를 포함한다. 여기서는 하나의 배치 플레이트상에 여러 개의 댐을 부착하여 다수의 회로 기판을 단일 공정에 의해 제조될 수 있지만, 경화성 수지를 소정 두께로 도포할 때 댐을 넘어 흐르지 않도록 해야 하지만, 수지액 조절이 쉽지 않다. 수지액의 양이 적은 경우에 빈 공간이 생기고 많을 경우에는 넘침이 발생하다. 그리고 수지액 도포후 댐과 회로 기판(FPCB)를 수지액 위에서 밀어 내려 부착하는 방식으로 기포가 발생하며, 수지액의 표면이 울퉁불퉁해지는 문제점이 있다.

그리고 상술한 두 종래 특허문헌에서 수지액을 사용해서 열압착 방식으로 카드를 제조하기 때문에 전자 부품의 손상의 우려가 있다는 결점을 해소하기 위한 것으로, 다른 종래 기술인 등록번호 10-1097065(등록일자 2011년12월15일)는 반경화 상태의 수지 시트를 이용하는 것이다.

등록번호 10-0798685(등록일자 2008년01월22일) 등록번호 10-0875952(등록일자 2008년12월18일) 등록번호 10-1097065(등록일자 2011년12월15일)

본 발명은 상술한 종래 기술의 단점을 극복하고, 장점을 유지할 수 있는 스마트 카드에서의 회로 기판 소자의 봉지 방법을 제공하는 것으로, 한 번의 공정으로 여러 개의 회로 기판 소자를 봉지하고, 표면이 울퉁불퉁한 현상을 방지하고, 전자 부품의 손상의 우려를 방지할 수 있는 카드형 인쇄회로 기판의 봉지 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 보다 용이한 방법으로 카드형 인쇄회로 기판의 봉지 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 또한 CNC 가공시 지그의 일부가 함께 절단되어 외곽면을 형성하여 제품의 신뢰성이 우수한 방법을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 카드형 인쇄회로 기판의 봉지 방법으로서, 인쇄 회로 기판 소자가 삽입되어질 카드 모양에 맞은 여러 개의 홀과, 상기 홀들을 둘러싸는 가이드면과, 보호 테이프가 놓여질 하면과 UV 수지가 놓여질 상면을 포함하는 지그를 준비하는 단계, 상기 지그의 하면에 보호 테이프를 붙이고 상기 홀에 인쇄회로 기판 소자를 안착하는 단계, 상기 지그의 상면의 한쪽에 UV 수지를 부어 넣어 도포한 후, 그 위에 인쇄용 PET 필름을 놓고 롤러를 이용해서 상기 인쇄용 PET 필름을 부착하면서 UV 수지를 평탄화하는 단계, 및 상기 지그의 하면의 한쪽에 UV 수지를 부어 넣어 도포한 후, 그 위에 인쇄용 PET 필름을 놓고 롤러를 이용해서 상기 인쇄용 PET 필름을 부착하면서 UV 수지를 평탄화하는 단계를 포함한다.

양호한 실시 예에서, 상기 UV 수지를 평탄화하는 단계는 UV 수지액이 상기 인쇄 회로 소자의 전면과 배면을 완전히 덮지만 상기 지그의 전체의 표면을 완전히 덮지 않을 정도로 도포하고 평탄화한다.

양호한 실시 예에서, 상기 지그의 가이드면의 두께는 상기 인쇄 회로 기판의 두께보다 더 두껍다.

양호한 실시 예에서, UV광을 조사해서 UV 수지를 경화하는 단계와, 상기 인쇄용 PET필름에 인쇄하는 단계와 상기 지그의 가이드면의 일부와 함께 절단하여 외곽면을 형성하도록 봉지된 인쇄회로 기판 소자를 포함하는 카드를 절단하는 단계를 더 포함한다.

양호한 실시 예에서, 상기 가이드면에 내부 접촉 단자를 제공하는 단계를 더 포함한다.

카드형 플럭시블 인쇄회로 기판을 특히 UV수지로 봉지할 때, 여러 개를 한 번에 할 수 있으며, UV수지 표면의 울퉁 불퉁해지는 현상을 방지하며, 보다 편리한 방법을 제공할 수 있다. 또한 CNC 가공시 지그의 일부가 함께 절단되어 외곽면을 형성하여 기존 UV액만으로 된 제품에 비해서 신뢰성이 우수하다.

도 1은 본 발명의 양호한 실시 예에서 사용되는 하나의 지그를 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 양호한 실시 예에서의 회로 기판 소자의 봉지 방법을 순서로 도시한 도면이다.
도 3은 UV 수지액(30)을 도포하는 방법을 설명하는 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

먼저, 도 1를 참조하면, 여기에는 본 발명의 양호한 실시 예에서 사용되는 하나의 지그를 도시하고 있다. 아래에는 화살표 방향에서 절단한 단면도를 도시한다. 지그(10)는 플라스틱 재질이며, 카드 모양에 맞는 여러 개의 홀(11), 도면에서는 양호하게 4개의 홀이 형성되어 있으며, 홀을 둘러싸는 가이드면(12)이 형성되어 있으며, 보호 테이프가 놓이는 하면(14)과 UV 수지가 놓여질 상면(13)을 포함한다. 지그(10)의 전체 형상은 양호하게 직사각형이다. 가이드면(12)의 두께(T)는 카드형 회로 기판 소자의 두께보다 약간 두껍게 만든다. 예를 들어 회로 기판 소자의 두께가 0.4 내지 0.5mm이면, 가이드면(12)의 높이, 즉 두께는 약 0.4 내지 0.6mm이다. 가이드면(12)의 두께(T)를 카드형 회로 기판 소자의 두께보다 약간 두껍기 때문에, 회로 기판 소자(20)을 완전히 봉지할 수 있고, 추후의 평탄화 단계에서 UV 수지를 롤러로 압착할 경우에도 롤러가 회로 기판 소자의 전자 부품과 맞닿지 않아서, 이들을 손상을 방지하는 역할을 한다.

다음으로 도 2에는 도 1에 도시한 지그(10)에 회로 기판 소자(20)를 안착하고 최종 카드로 제조되는 과정을 순서로 도시하고 있다. 본 발명의 4개의 홀(11)중 하나 만을 선택하여 도시하고 있다.

도 2a의 상부에서는 회로 기판 소자(20)를 도시하면, 중간에는 4개의 홀(11)에 형성된 가이드면(12) 내에 회로 기판 소자(20)가 안착한 상태를 도시하며, 하부에서는 이의 단면도이다. 본 발명의 지그(10)의 하면(14)에 보호 테이프(15)를 부착하고, 지그의 상면(13) 쪽으로 회로 기판 소자(20)를 안착시키는 단계를 거쳐서 이루어진 상태이다.

다음 단계로는 회로 기판 소자(20)의 전면을 봉지하는 단계로서, 지그(10)의 상면(13)의 한쪽에 UV 수지액(30)을 부어 넣어 도포한 후에 인쇄용 필름(40)을 덮어서 그 위에 롤러를 눌러서, UV 수지액(30)이 회로 기판에 장착된 전자 부품과 배선들을 사이로 침입해서 이들을 봉지하고, 회로 기판 소자를 완전히 덮고 가이드면(12)로부터 0.1mm 정도의 두께(d)를 갖도록 롤러를 사용해서 UV 수지액 표면을 평탄하게 한다. 여기서 전자 부품은, 액정표시부, 배터리, 칩, CPU, 통신장치 등을 포함한다. 지그(10)에서 홀(11)이 있는 상면(13)을 완전히 덮도록 UV 수지액(30)을 도포하여 평탄화하고 가이드면(12)를 넘쳐흐르는 UV 수지액(30)은 지그(10)의 상면(13)으로 흘려내려진다. 따라서, UV 수지액(30)은 홀(11)의 상면(13)에 어떠한 기포도 발생되지 않고 도포될 수 있다. UV 수지액(30)이 투명하지만 도 3에서는 사선으로 도시되어 있다. 도 3를 참조하면 UV 수지액(30)이 지그의 상면(13)에서 흘려내려지만 지그(10)의 전체 상면을 넘쳐흐르지 않기 때문에, UV 수지액의 넘침으로 인한 문제를 방지할 수 있으며 작업하기가 편리하다. 또한 기포가 생기지 않고 울퉁 불퉁한 표면이 생기지 않기 때문에, UV 수지액(30)을 강한 힘으로 압착할 필요가 없어서, 전자 부품에 무리한 힘이 가해지지 않아서, 전자 부품의 손상을 방지할 수 있다.

UV 수지액(30)을 지그(10)의 상면(13) 한쪽에 도포하고 그 위에, 인쇄용 PET 필름(40)을 롤러를 이용해서 부착하면서 UV 수지액(30)을 평탄화하기 때문에 작업이 편리하다. 이 단계 끝난 상태는 도 2b에 도시되어 있다.

다음으로, 회로 기판 소자(20)의 배면을 UV 수지액(30')으로 도포하고 그 위에 인쇄용 PET 필름(40')을 부착하면서 UV 수지액(30)을 평탄화하는 단계를 포함한다. 이 단계는 회로 기판 소자(20)의 전면의 공정이 끝나고 지그(10)를 뒤집어서, 여기에 부착된 보호 테이프를 떼어내고 그 위에 회로 기판 소자(20)의 전면에서의 공정과 동일하게 실시한다. 여기서의 공정들은 전면에서의 공정과 동일하기 때문에 생략하도록 한다. 이렇게 회로 기판 소자(20)의 배면까지 인쇄용 PET 필름(40')을 부착한 상태는 도 2c에 도시되어 있다. 이 상태에서 UV광을 조사하여 UV 수지액(30, 30')을 경화하는 단계를 포함한다.

완전히 UV 수지액(30)이 경화된 후에, 상하 인쇄용 PET 필름에 인쇄하는 단계를 포함한다. 인쇄 단계가 끝난 상태, 즉 인쇄층(50, 50')이 형성된 상태는 도 2d에 도시되어 있다. 지그(10) 위에 놓여진 인쇄용 PET 필름(40)에서 카드의 형태에 맞게 인쇄가 이루어짐으로써, 별도의 인쇄지를 제조해서 부착할 필요가 없다.

그리고 마지막으로, 지그(10)에 4개의 카드가 형성되어 있으면 CNC 가공으로 카드를 절단하는 단계를 포함한다. 한 번의 절단으로, 카드의 외곽부가 가공되어 외관상으로도 미려하고 또한 지그(10)의 가이드면(11) 일부가 함께 절단되어 카드의 외곽면을 형성하기 때문에 UV 수지만으로 된 카드 외곽면보다 신뢰성 측면에서도 뛰어나다.

양호한 실시 예에서, CNC 가공시 내부 접촉 단자부 등도 가공할 수 있다. 예를 들어서 내부 배터리를 충전시킬 수 있는 단자를 카드의 측면에 가공할 수 있다.

이상 본 발명을 양호한 실시 예에 기초하여 설명하였으나, 이는 본 발명을 예증하기 위한 것이다. 통상의 지식을 가지고 있는 사람이라면, 위 실시 예를 다른 형태로 변형하거나 수정할 수 있을 것이다. 그러나, 본 발명의 권리범위는 특허청구범위로 정해지므로, 그러한 변형이나 수정이 아래의 특허청구범위에 포함되는 것으로 해석될 수 있다.

10: 지그
11: 홀
12: 가이드면
13: 상면
14: 하면
15: 보호 테이프
20: 회로 기판 소자
30, 30': UV 수지
40, 40': 인쇄용 PET 필름
50, 50': 인쇄층

Claims

카드형 인쇄회로 기판의 봉지 방법으로서,
인쇄 회로 기판 소자가 삽입되어질 카드 모양에 맞은 여러 개의 홀과, 상기 홀들을 둘러싸는 가이드면과, 보호 테이프가 놓여질 하면과 UV 수지가 놓여질 상면을 포함하는 지그를 준비하는 단계,
상기 지그의 하면에 보호 테이프를 붙이고 상기 홀에 인쇄회로 기판 소자를 안착하는 단계,
상기 지그의 상면의 한쪽에 UV 수지를 부어 넣어 도포한 후, 그 위에 인쇄용 PET 필름을 놓고 롤러를 이용해서 상기 인쇄용 PET 필름을 부착하면서 UV 수지를 평탄화하는 단계,
상기 지그의 하면면의 한쪽에 UV 수지를 부어 넣어 도포한 후, 그 위에 인쇄용 PET 필름을 놓고 롤러를 이용해서 상기 인쇄용 PET 필름을 부착하면서 UV 수지를 평탄화하는 단계를 포함하는 카드형 인쇄회로 기판의 봉지 방법.
제1항에 있어서,
상기 UV 수지를 평탄화하는 단계에서, UV 수지액이 상기 인쇄 회로 소자의 전면과 배면을 완전히 덮지만 상기 지그의 전체의 표면을 완전히 덮지 않을 정도로 도포하고 평탄화하는, 카드형 인쇄회로 기판의 봉지 방법.
제1항에 있어서,
상기 지그의 가이드면의 두께는 상기 인쇄 회로 기판의 두께보다 더 두꺼운 카드형 인쇄회로 기판의 봉지 방법.
제1항에 있어서,
UV광을 조사해서 UV 수지를 경화하는 단계와, 상기 인쇄용 PET필름에 인쇄하는 단계와 상기 지그의 가이드면의 일부와 함께 절단하여 외곽면을 형성하도록 봉지된 인쇄회로 기판 소자를 포함하는 카드를 절단하는 단계를 더 포함하는 카드형 인쇄회로 기판의 봉지 방법.
제1항에 있어서,
상기 가이드면에 내부 접촉 단자를 제공하는 단계를 더 포함하는 카드형 인쇄회로 기판의 봉지 방법.