KR20190087905A - 실리카겔 판재 기판의 회로판 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실리카겔 판재 기판의 회로판 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 상기 회로판에는 실리카겔 기판, 접착층 및 금속층이 포함된다. 여기에서 상기 실리카겔 기판은 실리카겔을 회로판의 재료로 사용하는데, 실리카겔은 종래에 사용하는 PET판보다 연성(ductility) 및 유연성(flexibility)이 비교적 높고, 200℃ 이상의 고온에 견딜 수 있다. 상기 접착층은 상기 실리카겔 기판에 부착하고, 상기 금속층은 상기 접착층 상방에 부착한다. 실리카겔은 유전상수가 낮은 재료이며, 안테나 등과 같이 무선 관련 회로 기판에 상당히 적합하다. 또한 실리카겔 기판은 200℃ 이상의 고온을 견딜 수 있기 때문에 예를 들어 의학적 용도를 위하여 고온 환경에서 사용할 수 있다. 그 외 실리카겔 기판은 방수, 방열 기능을 가지고 있기 때문에 다양한 작업 환경에 적응시킬 수 있다. 실리카겔 기판은 상당히 높은 화학적 안정성을 갖추고 있어 주변의 생리조직과 반응을 쉽게 일으키기 않기 때문에 생물에 응용하기 쉬운데, 특히 바이오칩의 제조에 응용하기 쉽다. 여기에서 상기 회로판은 에칭 회로에서 형성되는 회로판이거나 인쇄 회로에서 형성되는 회로판일 수 있다.

Description

실리카겔 판재 기판의 회로판 및 그의 제조 방법 {A CIRCUIT BOARD OF SUBSTRATE MADE OF A SILICA GEL PLATE AND MANUFACTURING METHOD THEREOFF}
본 발명은 회로판에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실리카겔 판재 기판의 회로판 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 여기에서 상기 회로판은 에칭 회로에서 형성되는 회로판이거나 인쇄 회로에서 형성되는 회로판일 수 있다.
종래 기술의 인쇄 회로판은 도 1에서 도시하는 바와 같이, PET판(필름) 또는 PI판(필름)을 기판(10')으로 사용하며 그 상방에 접착층(20')을 통하여 금속층(30')을 접착하는데, 여기에서 상기 금속층(30')의 재료는 구리, 은, 금일 수 있다. 따라서 인쇄 회로판을 형성할 수 있다. 만약 패키징이 필요할 경우 상기 인쇄 회로판 상하측에 실리카겔(40')을 패키징한다.
통상적인 인쇄 회로판은 경성판과 연성판으로 나눌 수 있으며, 경성판 재질에는 FR4, 알루미늄 또는 세라믹 등이 있고, 경성판 재질에는 PET, PI 등이 있다. 통상적으로 경성판은 연성 회로에 사용할 수 없으나, 현재 연성 회로판에 대한 수용가 아주 많다. 그러나 연성판의 구조는 실제 응용 측면에서 일부 단점이 존재한다. 주요 원인은 PET판 또는 PI판이 고온을 견딜 수 없기 때문인데, 일반적으로 PET판 또는 PI판은 130℃ 이상의 고온을 견딜 수 없다. 이로 인하여 작업 환경 온도가 높은 경우, 상기 인쇄 회로판이 고온을 견디지 못하여 회로가 변형되기 쉽고, 저항이 바뀌는 등 회로판에 있는 부품의 전기적 편차가 발생해 정확하지 않은 데이터를 얻게 된다. 심각한 경우에는 전체 회로가 훼손되어 사용할 수 없게 된다.
또한 PET판 또는 PI판은 연성이 떨어지기 때문에 많은 응용 과정에서, 예를 들어 바이오칩 등의 사용 과정에서 상기 회로판의 신축성 부족으로 인해 환경에 적응하지 못하고 사용하기 어렵게 된다. 그 외 PET판 또는 PI판은 생체적합성이 낮아 생물 측면에서의 응용에 있어서 주변의 생리조직과 반응을 일으킬 수 있기 때문에 설계에 어려움이 있다.
본 발명의 목적은 상기 종래 기술에 존재하는 문제를 해결하는 데에 있다.
본 발명에서는 실리카겔 판재 기판의 회로판 및 그의 제조 방법을 제안하며, 이는 전통적으로 사용해 온 PET판 또는 PI판을 대체할 수 있다. 실리카겔은 종래에 사용하는 PET판보다 연성(ductility) 및 유연성(flexibility)이 비교적 높고, 구부릴 수 있기 때문에 구부린 형상의 회로판으로 사용할 수 있어 다양하고 많은 환경에 응용하기가 편리하다. 실리카겔은 유전상수가 낮은 재료이며, 안테나 등과 같이 무선 관련 회로 기판에 상당히 적합하다. 또한 실리카겔 기판은 200℃ 이상의 고온을 견딜 수 있기 때문에 예를 들어 의학적 용도를 위하여 고온 환경에서 사용할 수 있다. 고온 소독은 통상적으로 160℃ 이상에서 진행되는데, 종래의 PET판 또는 PI판은 이 온도를 견딜 수 없다. 그러나 본 발명의 실리카겔 기판은 상기 고온을 견딜 수 있다. 그 외 실리카겔 기판은 방수, 방열 기능을 가지고 있기 때문에 다양한 작업 환경에 적응시킬 수 있어 생산 시 상당히 편리하다. 실리카겔 기판은 상당히 높은 화학적 안정성을 갖추고 있어 주변의 생리조직과 반응을 쉽게 일으키기 않기 때문에 생물에 응용하기 쉬운데, 특히 바이오칩의 제조에 응용하기 쉽다. 본 발명에 있어서 상기 회로판은 에칭 회로에서 형성되는 회로판이거나 인쇄 회로에서 형성되는 회로판일 수 있다.
도 1은 종래 기술에 있어서 인쇄 회로판의 단면도이고;
도 2a는 본 발명에 있어서 부품 조합의 단면도이고;
도 2b은 본 발명에 있어서 부품 조합의 입체도이고;
도 3은 본 발명에 있어서 에칭을 응용한 제조 방법 흐름도이고;
도 4는 본 발명에 있어서 에칭을 응용한 제조 설명도이고;
도 5는 본 발명에 있어서 스크린 인쇄를 응용한 제조 방법 흐름도이고; 및
도 6은 본 발명에 있어서 스크린 인쇄를 응용한 제조 설명도이다.
이하에서는, 비교적 바람직한 실시예와 도면을 통해 본 발명의 구조 및 효과와 장점을 보다 상세히 설명한다.
도 2a 내지 4는 본 발명에 있어서 실리카겔 판재 기판의 회로판을 도시한 것으로서, 이하의 부품을 포함한다.
실리카겔 기판(10)(도 2a 및 2b에서 도시하는 바와 같음)은 실리카겔을 회로판의 재료로 사용한다. 실리카겔은 종래에 사용하는 PET판보다 연성 및 유연성이 비교적 높고 200℃ 이상의 고온을 견딜 수 있다.
접착층(20)은 상기 실리카겔 기판(10)에 부착하며, 여기에서 상기 접착층(20)의 재료에는 유기 실리콘 폴리에스테르 공중합체 수지, 아세트산에틸 및 유기 실리콘 수지가 포함된다.
금속층(30)은 원재료 또는 금속 회로이고, 여기에서 상기 금속층(30)이 원재료이면 에칭을 통해 에칭 금속 회로를 형성하거나 스크린 인쇄를 통해 인쇄 금속 회로를 형성할 수 있고, 상기 금속층(30)은 상기 접착층(20) 상방에 부착한다. 여기에서 상기 금속층(30)의 재료는 구리, 알루미늄, 은, 금 등의 금속이다. 실제 응용 시 상기 금속층(30)에 필요한 기타 전자 부품(35)(도 2a는 예시적인 용도를 도시한 것임)을 배치하여 전체를 하나의 기능 회로(37)로 형성할 수 있다.
패키징이 필요한 경우 본 발명에는 패키징 실리카겔층(40)이 더 포함되고, 이는 상기 금속층(30) 및 관련 전자 부품(35)이 형성하는 기능 회로(37) 상방에 위치하여 상기 금속층(30)이 형성하는 회로를 패키징한다.
도 3 및 4에서 도시하는 바와 같이, 본 발명에 있어서 실리카겔을 기판으로 그 상방에 에칭 회로판을 형성하는 제조 공정은 이하와 같다.
단계 802: 회로를 형성하기 위하여 금속층(30)을 준비하고, 상기 금속층(30)을 접착 재료 도포 유닛(110)에 도입하고, 접착 재료를 상기 금속층(30)의 일면에 도포하여 접착층(20)을 형성한다.
단계 804: 상기 접착층(20)이 부착된 금속층(30)을 컨베이어 벨트(200)에서 제1 베이킹 유닛(121)으로 안내하고, 상기 금속층(30) 및 상기 접착층(20)에 대해 베이킹을 진행한다.
단계 806: 실리카겔 원재료 탱크(100) 내의 실리카겔 원재료를 캘린더(calender)의 두 롤러(1) 사이에 도입하고 압연을 통해 필요한 두께의 실리카겔 기판(10)을 형성한다.
단계 810: 상기 실리카겔 기판(10)을 롤러(2) 및 컨베이어 벨트(도면에서 도시하지 않음)를 통해 금속재 부착 유닛(130)으로 도입하고, 동시에 베이킹한 상기 접착층(20)이 부착된 금속층(30)을 상기 금속재 부착 유닛(130)으로 도입하고, 상기 금속층(30)을 상기 접착층(20)의 일면에 부착하여 상기 실리카겔 기판(10) 상방에 부착하여, 전체를 하나의 프로토타입 회로판(50)으로 만든다.
단계 820: 상기 프로토타입 회로판(50)을 제2 베이킹 유닛(122)으로 안내하고, 상기 프로토타입 회로판(50)에 대해 베이킹을 진행한다.
여기에서 상기 프로토타입 회로판(50)은 판 또는 롤 모양의 형태를 나타내며 저장 또는 운송 용도로 사용되고, 필요 시 다시 평평하게 만들어 후속적인 회로를 형성하거나 패키징 등의 과정을 진행한다.
단계 840: 이어서 베이킹한 상기 프로토타입 회로판(50)을 에칭조(etching bath)(140)에 넣고 에칭을 진행하고, 여기에서 사용하는 에칭 용액은 염기성 에칭 용액 또는 산성 에칭 용액으로, 예를 들어 염기성의 염화구리 또는 산성의 염화구리가 있다.
단계 850: 이어서 에칭한 상기 프로토타입 회로판(50)에 대하여 기타 회로 형성 단계를 진행하는데, 이는 종래 기술에 익히 알려져 있으므로 여기에서 그 세부 내용을 설명하지 않는다.
단계 860: 패키징이 필요할 경우, 상기 금속층(30)에 기타 전자 부품(35)(도면은 예시적인 용도를 도시한 것임)의 기능 회로(37)를 형성하고 상방에 패키징 기구(150)를 통하여 실리카겔에 대하여 패키징을 진행함으로써, 상기 기능 회로(37) 상방에 패키징 실리카겔층(40)을 형성한다.
도 5 및 6에서 도시하는 바와 같이, 본 발명에 있어서 실리카겔을 기판으로 그 상방에 인쇄 회로판을 형성하는 제조 공정은 이하와 같다.
단계 906: 실리카겔 원재료 탱크(100) 내의 실리카겔 원재료를 캘린더의 두 롤러(1) 사이에 도입하고 압연을 통해 필요한 두께의 실리카겔 기판(10)을 형성한다.
단계 907: 상기 실리카겔 기판(10)을 롤러(2) 및 컨베이어 벨트(200)를 통해 접착 재료 도포 유닛(110)으로 도입하고, 접착 재료를 상기 실리콘 기판(10)에 도포하여 접착층(20)을 형성한다.
단계 908: 상기 접착층(20)이 부착된 실리카겔 기판(10)을 제1 베이킹 유닛(121)으로 안내하고, 상기 실리카겔 기판(10) 및 상기 접착층(20)에 대해 베이킹을 진행한다.
단계 909: 베이킹한 상기 실리카겔 기판(10) 및 상기 접착층(20)을 스크린판 추가 유닛(160)에 도입하고, 상기 접착층(20) 상방에 스크린판(161)을 부착하여 집적 판재(60)를 형성한다. 여기에서 상기 스크린판(161)에 중공(165)이 있고, 상기 중공(165)은 후단에 형성하려는 회로의 회로 배치이다.
단계 910: 이어서 스크린판(161)이 부착된 상기 집적 판재(60)를 잉크 유닛(170)까지 수송하고, 상기 스크린판(161)의 중공(165)에 금속 잉크(171)를 배치한 후 상기 스크린판(161)을 꺼내고, 잔류한 금속 잉크(171)는 금속층(30)을 형성하여 인쇄 회로가 된다. 여기에서 상기 금속층(30), 상기 실리카겔 기판(10) 및 상기 접착층(20)은 프로토타입 회로판(50)을 형성한다. 여기에서 상기 금속 잉크(171)는 회로 용도로 적합한 금속재질인 구리, 알루미늄, 은, 금 등일 수 있다.
단계 911: 다시 상기 프로토타입 회로판(50)을 제2 베이킹 유닛(122)으로 안내하고, 상기 프로토타입 회로판(50)에 대하여 베이킹을 진행한다.
단계 912: 패키징이 필요할 경우, 상기 금속층(30)에 기타 전자 부품(35)(도면은 예시적인 용도를 도시한 것임)의 기능 회로(37)를 형성하고 상방에 패키징 기구(150)를 통하여 실리카겔에 대하여 패키징을 진행함으로써, 상기 기능 회로(37) 상방에 패키징 실리카겔층(40)을 형성한다.
본 발명에서 사용하는 실리카겔은 종래에 사용하는 PET판 또는 PI판을 대체할 수 있으며, 실리카겔은 종래에 사용하는 PET판보다 연성(ductility) 및 유연성(flexibility)이 비교적 높고, 구부릴 수 있기 때문에 구부린 형상의 회로판으로 사용할 수 있어 다양하고 많은 환경에 응용하기가 편리하다. 실리카겔은 유전상수가 낮은 재료이며, 안테나 등과 같이 무선 관련 회로 기판에 상당히 적합하다. 또한 실리카겔 기판은 200℃ 이상의 고온을 견딜 수 있기 때문에 예를 들어 의학적 용도를 위하여 고온 환경에서 사용할 수 있다. 고온 소독은 통상적으로 160℃ 이상에서 진행되는데, 종래의 PET판 또는 PI판은 이 온도를 견딜 수 없다. 그러나 본 발명의 실리카겔 기판은 상기 고온을 견딜 수 있다. 그 외 실리카겔 기판은 방수, 방열 기능을 가지고 있기 때문에 다양한 작업 환경에 적응시킬 수 있어 생산 시 상당히 편리하다. 실리카겔 기판은 상당히 높은 화학적 안정성을 갖추고 있어 주변의 생리조직과 반응을 쉽게 일으키기 않기 때문에 생물에 응용하기 쉬운데, 특히 바이오칩의 제조에 응용하기 쉽다.
상기 내용은 본 발명의 실시 가능한 실시예에 대한 구체적인 설명으로서 본 발명의 보호범위를 제한하지 않는다. 본 발명의 기술 정신을 기반으로 진행한 동등한 수준의 실시 또는 변경은 모두 본 발명의 보호범위에 속한다.

Claims (17)

  1. 실리카겔 판재 기판의 회로판에 있어서,
    실리카겔을 회로판의 재료로 사용하는 실리카겔판;
    상기 실리카겔판에 부착하는 접착층; 및
    금속 원재료이거나 금속 회로이고, 상기 접착층 상방에 부착하는 금속층을 포함하는 것을 특징으로 하는 실리카겔 판재 기판의 회로판.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 금속층은 에칭을 통해 형성되는 에칭 금속 회로인 것을 특징으로 하는 실리카겔 판재 기판의 회로판.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 금속층은 스크린판 인쇄를 통해 형성되는 인쇄 금속 회로인 것을 특징으로 하는 실리카겔 판재 기판의 회로판.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 금속층에 필요한 기타 전자 부품을 형성하여 전체가 하나의 기능 회로를 형성하는 것을 특징으로 하는 실리카겔 판재 기판의 회로판.
  5. 제 1항 또는 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 접착층의 재료에 유기 실리콘 폴리에스테르 공중합체 수지, 아세트산에틸 및 유기 실리콘 수지가 포함되는 것을 특징으로 하는 실리카겔 판재 기판의 회로판.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 금속층의 재료는 구리, 알루미늄, 은 또는 금에서 선택하는 것을 특징으로 하는 실리카겔 판재 기판의 회로판.
  7. 제 4항에 있어서,
    패키징 실리카겔층이 더 포함되고, 이는 상기 금속층 및 관련 전자 부품이 형성하는 기능 회로 상방에 위치하여 상기 금속층이 형성하는 회로를 패키징하는 것을 특징으로 하는 실리카겔 판재 기판의 회로판.
  8. 실리카겔 판재 기판의 에칭 회로판의 제조 방법에 있어서,
    회로를 형성하기 위하여 금속층을 준비하고, 상기 금속층을 접착 재료 도포 유닛에 도입하고, 접착 재료를 상기 금속층의 일면에 도포하여 접착층을 형성하는 단계 A;
    상기 접착층이 부착된 금속층을 제1 베이킹 유닛으로 안내하고, 상기 금속층 및 상기 접착층에 대해 베이킹을 진행하는 단계 B;
    실리카겔 원재료 탱크 내의 실리카겔 원재료를 캘린더의 두 롤러 사이에 도입하고 압연을 통해 필요한 두께의 실리카겔 기판을 형성하는 단계 C;
    상기 실리카겔 기판은 롤러를 통해 금속재 부착 유닛으로 도입하고, 동시에 베이킹한 상기 접착층이 부착된 금속층을 상기 금속재 부착 유닛으로 도입하고, 상기 금속층을 상기 접착층의 일면에 부착하여 상기 실리카겔 기판 상방에 부착하여, 전체를 하나의 프로토타입 회로판으로 만드는 단계 D;
    상기 프로토타입 회로판을 제2 베이킹 유닛으로 안내하고, 상기 프로토타입 회로판에 대해 베이킹을 진행하는 단계 E;
    베이킹한 상기 프로토타입 회로판을 에칭조(etching bath)에 넣고 에칭을 진행하는 단계 F; 및
    에칭한 상기 프로토타입 회로판에 대하여 기타 회로 형성 단계를 진행하는 단계 G를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리카겔 판재 기판의 에칭 회로판의 제조 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 프로토타입 회로판이 에칭조에 진입하여 에칭이 진행될 때 사용하는 에칭 용액이 염기성 에칭 용액 또는 산성 에칭 용액인 것을 특징으로 하는 실리카겔 판재 기판의 에칭 회로판의 제조 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 에칭 용액이 염기성의 염화구리 또는 산성의 염화구리인 것을 특징으로 하는 실리카겔 판재 기판의 에칭 회로판의 제조 방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 접착층의 재료에 유기 실리콘 폴리에스테르 공중합체 수지, 아세트산에틸 및 유기 실리콘 수지가 포함되는 것을 특징으로 하는 실리카겔 판재 기판의 에칭 회로판의 제조 방법.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 금속층의 재료는 구리, 알루미늄, 은 또는 금에서 선택하는 것을 특징으로 하는 실리카겔 판재 기판의 에칭 회로판의 제조 방법.
  13. 제 8항에 있어서,
    패키징이 필요할 경우, 상기 금속층에 기타 전자 부품의 기능 회로를 형성하고 상방에 패키징 기구를 통하여 실리카겔에 대하여 패키징을 진행함으로써, 상기 기능 회로 상방에 패키징 실리카겔층을 형성하는 단계 H를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리카겔 판재 기판의 에칭 회로판의 제조 방법.
  14. 실리카겔 판재를 기판으로 하는 방법에 있어서,
    실리카겔 원재료 탱크 내의 실리카겔 원재료를 캘린더의 두 롤러 사이에 도입하고 압연을 통해 필요한 두께의 실리카겔 기판을 형성하는 단계 A;
    상기 실리카겔 기판은 롤러를 통해 접착 재료 도포 유닛으로 도입하고, 접착 재료를 상기 실리콘 기판에 도포하여 접착층을 형성하는 단계 B;
    상기 접착층이 부착된 실리카겔 기판을 제1 베이킹 유닛으로 안내하고, 상기 실리카겔 기판 및 상기 접착층에 대해 베이킹을 진행하는 단계 C;
    베이킹한 상기 실리카겔 기판 및 상기 접착층을 스크린판 추가 유닛에 도입하고, 상기 접착층 상방에 스크린판을 부착하여 집적 판재를 형성하고, 여기에서 상기 스크린판에 중공이 있고, 상기 중공은 후단에 형성하려는 회로의 회로 배치인 단계 D;
    스크린판이 부착된 상기 집적 판재를 잉크 유닛까지 수송하고, 상기 스크린판의 중공에 금속 잉크를 배치한 후 상기 스크린판을 꺼내고, 잔류한 금속 잉크는 금속층을 형성하여 인쇄 회로가 되고, 여기에서 상기 금속층, 상기 실리카겔 기판 및 상기 접착층은 프로토타입 회로판을 형성하는 단계 E; 및
    다시 상기 프로토타입 회로판을 제2 베이킹 유닛으로 안내하고, 상기 프로토타입 회로판에 대하여 베이킹을 진행하는 단계 F를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리카겔 판재를 기판으로 하는 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 접착층의 재료에 유기 실리콘 폴리에스테르 공중합체 수지, 아세트산에틸 및 유기 실리콘 수지가 포함되는 것을 특징으로 하는 실리카겔 판재를 기판으로 하는 방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 금속층의 재료는 구리, 알루미늄, 은 또는 금에서 선택하는 것을 특징으로 하는 실리카겔 판재를 기판으로 하는 방법.
  17. 제 14항에 있어서,
    패키징이 필요할 경우, 상기 금속층에 기타 전자 부품의 기능 회로를 형성하고 상방에 패키징 기구를 통하여 실리카겔에 대하여 패키징을 진행함으로써, 상기 기능 회로 상방에 패키징 실리카겔층을 형성하는 단계 G를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리카겔 판재를 기판으로 하는 방법.
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