KR920000967B1 - 성형된 인쇄회로기판 및 그 용도 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

성형된 인쇄회로기판 및 그 용도
제1도는 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 온도테스트시의 온도 사이클중 여러다른 지점에서의 수분함량을 나타내는 그래프.
본 발명은 열가소성 폴리머로 이루어져 성형된 인쇄회로기판 및 그 용도에 관한 것이다.
본 발명의 인쇄회로기판은 페놀 및 에폭시 수지와 같은 글래스 화이버로 보강된 열경화성 수지로 이루어져 현재 사용되고 있는 편평한 인쇄회로기판 보다 큰 이점을 부여한다.
종래의 인쇄회로기판의 예는 1987년 10월 14-16일 독일 빌쯔베르그에서 열린 Fachtagung Plymerwerkstoffe
Figure kpo00001
die Electronik에서 “Thermoplastische Werkstoffe
Figure kpo00002
Figure kpo00003
Schaltungen”이란 제목의 강의를 한 우.즈빅크(U.Zwick)박사의 강의에서 발견될 수 있다.
이러한 인쇄회로기판의 중요한 이점은 설계가 자유롭다는 것과 소켓트 같은 여러가지 기능적인 부분을 기판과 일체적으로 사출성형 할 수 있다는 점이며 반면에 종래의 열경화수지의 편평한 인쇄회로기판의 경우에는 상기 기능적인 부분과 기판이 분리되어 성형되어져야 한다.
열가소성 폴리머는 성형된 인쇄회로기판용으로 적합한 일련의 요건을 충족시키야 하는데 그 요건은 특히 사출성형에서 높은 열변형온도 및 우수한 가공성외에 금속화성, 치수안정성, 내화학성, 온도나 진동수에 영향을 받지 않는 유전특성 및 방염성 등이다.
즈빅크 박사는 내고온성의 적합한 열가소성 플라스틱으로써 모두 유리섬유로 보강된 폴리에테르 이미드(PEI), 폴리에테르 설폰(PES) 및 폴리페닐렌 설파이드(PPS)를 언급하였다.
이들 열가소성 플라스틱중, 단지 PEI, 폴리에테르 이미드 만이 납땜에 필요한 내고온성을 가지는 것으로 나타났다.
케이싱으로도 아주 적합한 ABS 및 폴리카아보케이트 같은 덜 특별한 폴리머는 내고온성을 필요로 하는 납땜 기술이 신뢰성 있는 저온전기 시일링 기술로 대체되기 전까지는 사용될 수 없다.
성형된 인쇄회로기판에서 상기 언급된 폴리머의 또다른 불리한 점은 회로에 사용되는 금속과의 불량한 접착성인데 상기 폴리머들이 진공도금 또는 스퍼터링 기술로 처리될때 접착성이 불량해지며 이 불량한 접착성은 또한 가공조건하에서 폴리머로부터 휘발성 성분의 방출로 인한 것인데 이것 때문에 폴리에테르 이미드는 적합하지 않다.
1987년 11월 2일 영국 솔리헐에서 제2세대 미래를 구체화하는 엔지니어링 플라스틱 세미나에서 “고성능 엔지니어링 플라스틱 II의 성장하는 E/E시장”이란 제목의 엔지니어링 플라스틱 II의 강의를 한 J.H.Levy에 따르면 성형된 인쇄회로기판용의 고성능 플라스틱을 제조하기 위한 연구가 이루어졌으나 모든 요건을 충족하는 플라스틱은 아직 발견되지 않았다.
본 발명의 목적은 성형된 인쇄회로기판에 사용하기 위한 모든 요건 특히, 높은 열변형온도, 납땜성 및 금속에의 접착성의 요건을 만족하고 케이싱으로 사용될때 우수한 외관을 가지는 열가소성 폴리머를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 열가소성 폴리머의 성형된 인쇄회로기판은 폴리머가 거의 테트라 메틸렌 아디프아미드 유니트로 구성된 것을 특징으로 한다.
실질적으로 테트라 메틸렌 아디프 아미드로 구성된 폴리머는 테트라메틸렌 디아민 또는 아디프산을 부분적으로 대치하는 다른 모노머도 포함할 수 있다. 원칙적으로 코폴리머의 농도는 기계적 특성 및 열적 특성이 너무 많이 나쁘게 영향을 받지 않도록 제한되는데 실제적으로 이농노는 30％를 초과하지 않으며 바람직하기로는 20％ 미만이다.
상기 코폴리머의 예로는 락탐, 디카르복실산 및 디아민과 같은 아미드 형성 화합물, 이미드 형성 화합물 및 에틸렌 텔레프탈레이트 및 부틸 텔레프탈 레이트 같은 에스테르 형성화합물 등이 있다.
코폴리머는 예를들면 사출성형에서 가공성을 개선하거나 수분흡수성에 영향을 미치는데 사용될 수 있다. 성형된 인쇄회로기판이 여러층으로 되어 있으면 특히 바람직하다.
상기 코폴리머는 폴리테트라메틸렌 아디프아미드 및 예를들어 6, 6, 6, 12폴리이미드 및 폴리에스테르 같은 모노머를 베이스로 하는 폴리머의 혼합물, 또는 예를들어 특정이점을 부여하는 폴리설폰, 폴리에테르 설폰 및 폴리페닐렌 설파이드와의 혼합물로 구성될 수도 있다.
본 발명에 따른 성형된 인쇄회로기판은 바람직하기로는 보강 충전제로 충전된 층을 포함하는데 적합한 보강충전제는 예를들어 무기화이버 또는 폴리머 화이버 같은 화이버, 및/또는 운모, 클레이 및 탈크 같은 판상의 충전제, 및/또는 봉산 충전제 및/또는 초크같은 분말상 충전제가 있는데 바람직하기로는 화이버상 충전제 및 비화이버상 충전제의 조합이 사용된다.
화이버상 충전제 물질이 소량으로 존재할때 최상의 치수 안정성이 얻어지며 그결과 비등방성 효과가 억제된다.
충전제의 함량은 보강충전제 함유층 총중량을 기준으로 하여 예를들어 15-80wt％의 폭넓은 범위내에 존재할 수 있다. 보강충전제 양의 선택은 충전제의 성질 및 형태, 원하는 기계적 특성 및 가공조건에 따라 일부결정된다.
또한 조성물은 안정제, 윤활제, 방염제, 이형제, 착색제 및 안료같은 유용한 첨가제를 포함할 수 있다.
인쇄회로기판은 바람직하기로는 전자기 간섭에 대해 보호를 해주는 물질을 포함하는 적어도 하나의 층을 포함하는데 그러한 물질은 예를들어 금속 화이버 또는 플레이트, 예를들어 스틸 및 니켈 화이버 또는 알루미늄 박편, 예를들어 니켈로 싸여진 플라스틱 또는 카본 화이버 및 운모 같은 금속화된 충전제 등으로 구성될 수 있으며 이경우 인쇄회로기판은 케이싱으로도 사용될 수 있다.
성형된 인쇄회로기판은 여러형태를 가질 수 있고 예를들어 폴리아미드 고체입자의 압축성형, 편평한 플레이트의 (공)압출, 폴리아미드 폴레이트의 가공 및 사출성형에 의해 제조될 수 있다.
예를들어 구리도금 및 예를들어 기계가공같은 추가의 처리에 의해 최종 성형된 회로기판이 얻어질 수 있다. 소형의 일련적으로 얻어지는 것을 위해서는 그 형태가 결과적으로 금속화되는 생성물 형태(예를들어 압출된 막대형태)를 기계가공하여 성형된 인쇄회로기판을 얻는 것이 바람직한 것으로 판명될 수 있다.
하기의 실시예로써 종전기술에 따른 인쇄회로기판에 비하여, 거의 테트라에틸렌 아디프아미드 유니트를 포함하는 열가소성 폴리머로부터 제조된 성형된 인쇄회로기판의 특별한 이점이 설명될 것이다.
테스트 기판은 여러조성을 사용하여 사출성형되었으며 이들 테스트 기판의 다음과 같은 특성을 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure kpo00004
1) 사출성형방향으로의 팽창계수
2) 사출성형방향에 수직인 방향으로의 팽창계수
RA 4.6 : 네덜란드의 DSM에 의해 제조된 STANYL R안정화된 열 nrel=3.0
PA 4.6/MXD : 테트라메틸렌 아디프아미드 및 메탁시리덴 아디프아미드의 몰비 80 : 20의 코폴리아미드 nrel=2.8
Epoxy FR 4 : 유리섬유로 보강된 에폭시 수지의 표준 인쇄회로기판
CUT : 10,000시간후 인장강도가 원래값의 50％로 감소하게 되는 연속사용온도(Continuous use temp.)
모든 특성은 건조된 샘플을 사용하여 측정되었음.
테스트 기판은 스무드한 표면을 가졌으며 탈색이 되지 않았다. 아민 말단기의 비교적 높은 농도 때문에 폴리아미드 표면이 잘 금속화 될 수 있었다. 외부층으로써 비보강된 폴리아미드로 구성된 층이 다층 사출성형 기술로 제조되면 보다더 양호한 표면애 얻어진다.
그러나 습윤조건에서의 폴리아미드의 전기특성은 일반적으로 폴리아미드 특히, 폴리테트라 메틸렌 아디프 아미드의 회로기판에의 사용에 불리하게 하는 것으로 보여진다.
이에 관한 특성을 표 2에 나타내었다.
[표 2]
Figure kpo00005
D=건조된 상태
C=ISO 1110, 가속화된 방법에 따라 조정된 상태 : 70℃/62％ 상대습도
*) 조성후의 저항값은 첨가제(충전제 및/또는 안정제)에 따라 상당히 변함.
놀랍게도 본 발명자들은 이 문제점은 실제적으로 존재하지 않는것을 알았는데 이것은 전기 또는 전자적 장치에서 열이 분산되어 온도상승이 되게되어 결과적으로 상대습도가 낮아지고 부피 및 표면 저항을 높게 유지하게 되는 사실로 설명될 수 있다.
하기의 실시예로부터 확실히 알 수 있는것 처럼, 온도 사이클을 겪게되는 본 발명에 따른 3차원의 인쇄회로기판의 간헐적 사용은 특별한 이점을 제공하는 것으로 나타났다.
[실시예]
스태닐R250 F6(30wt％의 유리섬유 및 210wt％의 방염테를 포함하는 네덜란의 DSM제품인 폴리테트라 메틸렌 아디프아미드)으로 성형된 두께 1.36㎜의 테스트기판을 다음의 온도 사이클을 겪게 하였다.
54%의 상대습도에서 실온(23℃)으로 16시간 방치하고 그후 온도를 70℃까지 상승시키고 8시간 동안 이온도로 유지시키고(상대 습도 2％로 감소됨) 그다음 실온으로 다시 온도를 낮추었다.
제1도는 상기 온도 사이클중 테스트 기판의 여러 다른 지점에서 테스트 기판의 수분 함량을 나타내며 이것은 테스트기판의 부피가 항상 아주 낮은 수분 함량을 가지며 표면에서 아주 얇은 층만이 변화하는 수분함량을 가지는 것을 부여주며 기판의 치수는 상기에 의해 거의 영향을 받지 않는다. 테스트기판의 벌크 전기저항 특성도 역시 영향을 받지 않으며 전자적 응용에 필요한 높은 값으로 유지된다.
그러나 수분을 하뮤한 표면층은 표면 컨덕턴스를 증가시키지만 그러나 시간 및 크기에서 제한되는 표면 컨덕턴스의 증가는 대부분의 경우 정전기 차아지를 방지하는데 유리하며 회로의 작동에 나쁜 영향을 미치지 않는다.

Claims (7)

  1. 폴리머가 거의 테트라메틸렌 아디프아미드 유니트로 구성된 것을 특징으로 하는 열가소성 폴리머로 성형된 인쇄회로기판.
  2. 제1항에 있어서, 인쇄회로기판이 보강물질로 충전된 하나이상의 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 성형된 인쇄회로기판.
  3. 제2항에 있어서, 보강물질이 하나 이상의 화이버상 충전제 및 비화이버상 충전제를 포함하는 것을 특징으로 하는 성형된 인쇄회로기판.
  4. 제3항에 있어서, 화이버상 물질이 소량으로 존재하는 것을 특징으로 하는 성형된 인쇄회로기판.
  5. 상기 항중 어느한항에 있어서, 인쇄회로기판이 전자기 간섭에 대해 보호를 해 주는 물질을 포함하는 하나 이상의 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 성형된 인쇄회로기판.
  6. 상기 항중 어느 한항에 있어서, 인쇄회로기판이 케이싱으로도 사용되는 것을 특징으로 하는 성형된 인쇄회로기판.
  7. 상기 항중 어느 한항에 따른 성형돈 회로기판이 간헐적으로 사용되는 용도.
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