KR20210111451A - Fpcb제조용 진공 핫프레스의 압착헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연성회로기판의 제조시 복수 개의 시트형 소재를 적층 접합시키기 위한 핫프레스의 압착헤드에 있어서,
상기 압착면에 단일 폐곡선 형태로 마련된 패킹홈에 끼워져 설치되는 것으로서,
상기 패킹홈에 끼워지는 베이스부; 상기 베이스부의 상부에 그와 일체형으로 형성되는 것으로서 가압시 형태가 변형되면서 기밀을 유지하게 되는 가압변형부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 핫프레스용 압착헤드에 설치되는 패킹. 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

FPCB제조용 핫프레스의 압착헤드{Pressure Head Of Hot-Press For Producing FPCB}

본 발명은 핫프레스에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 연성회로기판 제작시 필요한 소재의 접합공정에서 낮은 압력으로 가압하고 진공할 수 있게 함으로써 소재의 압착지점에 자국을 남기지 않게 할 수 있는, FPCB제조용 핫프레스의 압착헤드에 관한 것이다.

최근 전자산업 기술분야에서의 제품의 소형 박형화 추세에 따라서 복잡하고 좁은 공간에 많은 회로를 내장시킬 수 있는 인쇄회로기판의 필요성이 더욱 커지고 있다. 이러한 필요성에 따라 연성인쇄회로기판(FPCB)이 개발 및 발전되고 있으며, 이러한 연성인쇄회로기판은 스마트폰, TV, 카메라, 컴퓨터 등 각종 전자장비에 널리 사용되고 있다.

연성인쇄회로기판의 종류로는 회로패턴이 형성된 위치와 그 수에 따라 단면, 양면 및 다층으로 대별된다. 이들 중 단면 연성인쇄회로기판은 회로패턴이 한쪽 면에만 형성된 것으로서, 부품의 실장밀도가 낮고 제조방법이 간단하다. 양면 연성인쇄회로기판은 회로패턴이 상하 양면에 형성된 것으로서, 상하 회로는 관통홀을 통해 전기적으로 연결된다. 다층 연성인쇄회로기판은 내층회로와 외층회로를 갖는 입체구조의 회로기판으로서, 입체배선에 의한 고밀도 부품실장과 배선거리의 단축이 가능하다는 장점을 갖는다.

통상적으로 연성인쇄회로기판은, 폴리이미드(Polyimide) 수지와 같은 절연성 필름의 일면 또는 양면에 동박층이 형성된 동박적층판(FCCL)에 드라이 필름(Dry film)을 라미네이팅(Laminating) 하는 라미네이팅 공정, 순차적으로 노광, 현상 및 에칭으로 회로패턴을 형성하는 회로패턴 형성공정, 동박적층판(FCCL)의 외측에 커버레이 필름(Coverlay film)을 가접하는 커버레이 가접공정, 커버레이 필름의 외측에 보조자재를 적층하는 레이업 공정, 커버레이 필름에 적층된 다수의 보조자재를 적층하는 공정을 통해 제작된다.

여기서 상기 커버레이 필름은 회로의 노출면을 보호하고 절연하기 위한 것으로서, 일정한 크기로 재단한 후, CNC 가공이나 금형 타발에 의해 불필요한 부분을 제거한 다음 동박적층판, 즉 베이스필름에 외측에 가접되고 적층된다. 여기서 동박적층판과 커버레이 필름의 적층 접합을 위해 핫프레스가 이용되며, 이렇게 완성된 적층구조를 통상 반도체 패키지라 한다.

반도체 패키지의 하나인 FPCB형 반도체 패키지의 기판에는 회로를 구성하는 도전성을 갖는 패턴이 인쇄되어 있고, 커버레이 필름에는 동적층판(FCCL)에의 접착을 위해 접착제가 도포되어 있다. 이 접착제는 열이 가해지면 용융하여 동적층판의 표면에 고정된다.

커버레이 필름의 가접은 동적층판 및 커버레이 시트가 필요한 패널의 크기에 부합되도록 재단된 상태에서, 커버레이 시트의 이형지를 벗겨내고, 커버레이 필름을 동적층판의 표면에 정렬시킨 후, 아이언(Iron)을 이용하여 커버레이 필름에 열을 가하는 방식으로 수행된다. 이와 같이 소정 크기로 재단되어 가접된 기판은 핫프레스 장치에 의해 열접착되는 과정을 거치게 된다.

종래 핫프레스 장치를 이용하여 기판을 열접착하는 과정을 설명하면, 먼저, 핫프레스 장치에 서스(SUS)판을 배치하고 그 위에 이형지를 덮는다. 그런 다음, 그 이형지 위에 기판을 얹고, 그 위에 다시 이형지를 덮은 후, 그 위에 다시 기판을 얹는 과정을 반복하여 기판을 적층 한 뒤에, 다시 이형지와 서스판을 얹고, 핫프레스 장치로 가열, 가압하여 기판 핫프레스 과정을 완료한다. 그러나 이와 같은 종래 의 방법은 기판을 수작업으로 일일이 적층해야 하므로 번거롭고, 기판을 적층하는데 많은 인력과 시간이 소요되므로, 기판의 생산비를 크게 상승시키고, 생산성을 저하시키는 문제점이 있다.

그래서 대한민국 실용신안등록출원 제20-2006-0011105호가 제안된 바 있다. 이 종래기술은 릴투릴(Reel to reel) 방식으로 접착하고자 하는 시트를 연속적으로 공급하고 가열, 가압하여 회수함으로써, 핫프레스 하는데 소요되는 인력과 시간을 절감하고, 전체 생산공정의 생산성을 향상시키는 효과를 제공하기 위한 것이다. 롤투롤(Roll to Roll) 방식도 이와 유사한 방식이다.

그러나 이 방식을 위한 핫프레스에는 압착헤드를 포함하고 있으며, 압착헤드의 면적에 대응되는 압착부분이 있다. 그래서 압착헤드에 의한 압착부분과 비압착부분과의 경계가 있게 된다.

특히 진공흡착기능을 사용하는 핫프레스에서는 진공부위의 경계가 패킹으로 구분되도록 하고 있다. 패킹은 압착헤드의 압착면 사이에 설치되는데 이 패킹에 의해 프레스 작업 후에 자국이 남게 되는 문제가 있었다. 종래에 패킹은 단면이 링형태로 되어 있는 것이 있었고 속이 채워져 있는 형태가 있었다. 패킹의 실링기능을 유지하기 위해서는 어느 정도 이상의 힘이 가해져야만 했다. 그 결과 패킹이 눌린 부분은 접합 후 자국이 남게 되었었다. 이 자국이 생긴 부분은 제품으로서 가치가 없기 때문에 절단하여 폐기하여야 했는데, 이는 매우 낭비적인 것이었다.

대한민국 실용신안등록출원 제20-2006-0011105호 대한민국 특허출원 제10-2013-0060776호

위와 같은 문제에 대하여 본 발명의 목적은 연성회로기판의 제작을 위하여 복수 개의 소재시트를 압착하고 열을 가하여 적층 접합되도록 하는 핫프레스에 있어서, 핫프레스의 압착헤드에 설치되는 패킹의 구조를 개선함으로써 압착시 압착지점에 패킹에 의한 압착자국이 남지 않고 깨끗하게 접착작업이 수행될 수 있도록 하는 것에 목적이 있다.

위와 같은 목적은, 연성회로기판의 제조시 시트형 소재 사이에 진공을 가한 상태에서 적합시키기 위한 핫프레스의 압착헤드에 있어서,

상기 압착면에 단일 폐곡선 형태로 마련된 패킹홈에 끼워져 설치되는 것으로서,

상기 패킹홈에 끼워지는 베이스부; 및 상기 베이스부의 상부에 그와 일체형으로 형성되는 것으로서 가압시 형태가 변형되면서 기밀을 유지하게 되는 가압변형부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 FPCB제조용 핫프레스의 압착헤드에 의해 달성된다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 패킹의 가압변형부는 상기 베이스부의 일측에서 타측을 향해 상방향으로 연장되며 끝으로 갈수록 점차적으로 얇아지는 형태로 되어 있을 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 가압변형부의 연장방향은 진공이 가해지는 영역과 반대되는 방향이 되는 것일 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 가압변형부는 상기 베이스부의 일측면과 동일한 면상에 있는 지지면과, 상기 지지면의 상단에서 연장되는 것으로서 하방향으로 오목하게 되어 있는 원호형의 상면과, 상기 상면의 끝에서 하방향으로 연장되는 것으로서 원호형의 하면과, 상기 하면의 끝에서 연장되는 것으로서 상기 베이스부의 상면을 연결하는 원호 형태의 연결면을 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면 상기 베이스부의 상면은 상기 가압변형부의 하단을 향하여 하향 경사져 있을 수 있다.

본 발명에 따르면, 연성회로기판의 제작을 위하여 소재시트를 압착하고 열을 가하여 적층 접합되도록 하는 핫프레스에 있어서, 적은 압력으로 소재를 가압하여도 만족스러운 실링효과를 얻을 수 있게 된다. 따라서 패킹에 의하여 국부적인 압력이 가해지지 않게 할 수 있음으로써, 압착헤드에 의한 압착시 압착지점에 패킹에 의한 압착자국이 남지 않고 제품의 표면을 깨끗하게 유지한 상태로 접착작업이 수행되도록 할 수 있다. 이로써 회로의 단락 등 부재에 손상이 가해지지 않으며 제품의 수득율을 높일 수 있는 FPCB제조용 핫프레스의 압착헤드가 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 핫프레스의 압착헤드의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 핫프레스의 압착헤드의 고정받침판의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 핫프레스의 패킹의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 핫프레스의 패킹의 가압상태의 단면도이다.

이하, 첨부된 도 1 내지 도 4를 동시에 참조하여 본 발명의 구체적인 내용을 상세하게 설명한다.

본 발명은 연성회로기판의 제조시 복수 개의 시트형 소재를 적층 접합시키기 위한 핫프레스(1)의 압착헤드(3)에 관한 것이다.

압착헤드(3)는 고정받침판(5) 및 승강가압판(7)으로 구성된다. 본 발명에 의한 패킹(9)은 고정받침판(5)의 상면에 설치된다. 고정받침판(5)의 상면이 하부압착면(11)이 된다.

패킹(9)은 압착헤드의 압착면, 특히 하부압착면(11)에 단일 폐곡선 형태로 마련된 패킹홈(13)에 끼워져 설치되는 것이다. 패킹안착홈(13)은 대략 사각형으로 되어 있으며 모서리는 라운드 형태로 되어 있다. 패킹(9)은 내열실리콘이나 내열고무로 되어 있을 수 있다.

패킹(9)은 압출성형에 의해 길이방향을 따라 일정한 단면 형태를 가지는 것으로서 그 자체가 단일폐곡선 형태로 되어 있지는 못하다. 패킹(9) 자체는 선형으로 되어 있으며 사용시 단부를 접착시켜 링형태로 할 수도 있고 끝이 서로 닿도록 패킹홈에 끼워 넣어질 수도 있다.

패킹(9)은 패킹홈(13)에 끼워지는 베이스부(15)와, 베이스부(15)의 상부에 그와 일체형으로 형성되는 가압변형부(17)를 포함하고 있다. 가압변형부(17)는 하부압착면(11)에서 상방향으로 돌출되어 있다.

가압변형부(17)는 승강가압판(7)의 하강에 의해 가압시 형태가 변형되면서 기밀을 유지하게 하는 요소이다.

패킹(9)의 가압변형부(17)는 베이스부(15)의 일측에서 타측을 향해 상방향으로 연장되며 끝으로 갈수록 점차적으로 얇아지는 형태로 되어 있을 수 있다. 가압변형부(17)는 베이스부의 일측면(15-1)과 동일한 면상에 있는 지지면(17-1)과, 상기 지지면(17-1)의 상단에서 연장되는 것으로서 하방향으로 오목하게 되어 있는 원호형의 상면(17-2)과, 상기 상면(17-2)의 끝에서 하방향으로 연장되는 것으로서 원호형으로 된 하면(17-3)을 포함할 수 있다. 그리고 여기서 더 나아가 하면(17-3)의 끝에서 연장되는 것으로서 베이스부(15)의 상면(15-2)을 연결하는 원호 형태의 연결면(17-4)을 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면 베이스부(15)의 상면(15-2)은 가압변형부(17)의 밑둥을 향하여 하향으로 경사져 있을 수 있다. 이 경사도(A)는 3 ~ 10°가 될 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 가압변형부(17)의 밑둥과 베이스부(15)와의 연결지점 간의 거리(L1)는 상면(17-2)의 시작지점과 베이스부(15)와의 연결지점 간의 거리(L2)보다 짧게 되어 있다. 그래서 가압변형부(17)에 상방향에서 힘이 가해질 경우에 도 4에 도시된 바와 같이 가압변형부(17)의 밑둥과 베이스부(15)와의 연결부를 힌지점으로 하여 가압변형부(17)가 형태변형을 일으키게 된다.

이와 같은 구성에 의하면, 도 4에 도시된 바와 같이 가압변형부(17)의 끝부분(19)이 승강가압판(7)의 상부압착면(21)을 강하게 지지할 수 있는 동시에 부드럽게 지지할 수 있게 된다. 강한 지지는 기밀성을 양호하게 하는 것이며 부드러운 지지는 압착 후 패킹이 설치된 지점에 자국이 생기지 않도록 하는 효과를 제공한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 가압변형부(17)의 돌출 연장방향은 도 4에 도시된 바와 같이 진공이 가해지는 영역과 반대되는 방향이 되도록 설치되어 있다. 이에 의하면 진공이 가해지게 되면 가압변형부(17)의 끝이 위로 들리는 힘을 받게 되며, 이 힘은 오히려 실링기능을 강화하는 방향으로 작용하게 된다.

위에 도시 및 설명된 구성은 본 발명의 기술적 사상에 근거한 바람직한 실시예에 지나지 아니한다. 당업자는 통상의 기술적 상식을 바탕으로 다양한 변경실시를 할 수 있을 것이지만 이는 본 발명의 보호범위에 포함될 수 있음을 주지해야 할 것이다. 위에 개시된 실시예는 다양한 조합이 가능할 것이며, 가능한 모든 조합은 본 발명의 권리범위 내에 있는 것이 된다.

1: 핫프레스 3 : 압착헤드
5 : 고정받침판 7 : 승강가압판
9 : 패킹 11 : 하부압착면
13 : 패킹 15 : 베이스부
17 : 가압변형부 19 : (가압변형부의)끝부분
21 : 상부압착면 S1,S2 : 압착제품

Claims (5)

1. 연성회로기판(FPCB)의 제조시 복수 개의 시트형 소재를 적층 접합시키기 위한 핫프레스의 압착헤드에 있어서,
   상기 압착면에 단일 폐곡선 형태로 마련된 패킹홈;
   상기 패킹홈에 끼워져 설치되는 패킹을 포함하되; 상기 패킹은,
   상기 패킹홈에 끼워지는 베이스부; 및 상기 베이스부의 상부에 그와 일체형으로 형성되는 것으로서 가압시 형태가 변형되면서 기밀을 유지하게 되는 가압변형부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 FPCB제조용 핫프레스의 압착헤드.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 패킹의 가압변형부는 상기 베이스부의 일측에서 타측을 향해 상방향으로 연장되며 끝으로 갈수록 점차적으로 얇아지는 형태로 되어 있는 것을 특징으로 하는 FPCB제조용 핫프레스의 압착헤드.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 가압변형부는 상기 베이스부의 일측면과 동일한 면상에 있는 지지면과, 상기 지지면의 상단에서 연장되는 것으로서 하방향으로 오목하게 되어 있는 원호형의 상면과, 상기 상면의 끝에서 하방향으로 연장되는 것으로서 원호형의 하면과, 상기 하면의 끝에서 연장되는 것으로서 상기 베이스부의 상면을 연결하는 원호 형태의 연결면을 포함하는 것을 특징으로 하는 FPCB제조용 핫프레스의 압착헤드.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 베이스부의 상면은 상기 가압변형부의 하단을 향하여 하향 경사져 있는것을 특징으로 하는 FPCB제조용 핫프레스의 압착헤드.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 가압변형부의 돌출 연장방향은 진공이 가해지는 영역과 반대되는 방향이 되는 것을 특징으로 하는 FPCB제조용 핫프레스의 압착헤드.

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