KR920006017B1 - Manufacturing process for printed circuit board - Google Patents
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Abstract
Description
제l도는 본 발명에 의해 제조된 인쇄회로 기판의 단층구조를 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing a single layer structure of a printed circuit board manufactured according to the present invention.
제2도는 본 발명의 접착제 도포 확산방법을 단계적으로 설명한 단면도로서 (a)는 알루미나표면에 접착제를 실크스크린 인쇄한 상태의 확대도이고 (b)는 (a)를 가열하여 접착제를 균일하게 확산시킨 상태를 나타낸 것이다.2 is a cross-sectional view illustrating the adhesive coating diffusion method of the present invention step by step (a) is an enlarged view of the state of silk-screen printing the adhesive on the surface of alumina, (b) is to heat (a) to uniformly diffuse the adhesive It shows the state.
제3도는 본 발명의 접착제가 도포된 알루미늄판과 동박과의 접착시에 바람직하게 조절되는 온도와 시간을 나타낸 그래프.3 is a graph showing the temperature and time which is preferably adjusted at the time of bonding the copper plate and the aluminum plate coated with the adhesive of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 알루미늄판 2 : 산화피막1: aluminum plate 2: oxide film
3 : 접착층 4 :동박3: adhesive layer 4: copper foil
본 발명은 알루미늄판을 지지체로 하는 인쇄회로 기판을 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 후막집적회로용(厚膜集積回路用) 인쇄회로 기판의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
현재 가장 흔하게 사용되고 있는 후막집적회로용 기판은 알루미나(A12O3)를 주원료로 하여 고온에서 소결한 판상(板狀)의 세라믹에 은(Ag)을 주원료로 한 도료로 인쇄한 후 고온에서 용융접착하여 인쇄회로 기판을 제작하였으나 위와같은 제조방법은 그 제조공정이 복잡하고 은(Ag)과 같은 귀금속을 사용하기 때문에 제조원가가 고가화되며 또한 충격에 약하여 파손되기 쉬운 결점이 있었고 특히 기판상에 발열이 심한 부품이 부착될 경우 열전도성이 좋지 않아 대출력을 요하는 회로나 내충격을 요하는 경우에는 사용에 제한을 받는 등의 결점이 있었다.The most commonly used thick film integrated circuit board is alumina (A1 2 O 3 ) as a main raw material and plated ceramic sintered at high temperature with silver (Ag) as a main material and then melted at high temperature Although the printed circuit board was manufactured by bonding, the above manufacturing method is complicated because the manufacturing process is complicated and precious metals such as silver (Ag) are used. In case of attaching heavy parts, the thermal conductivity is not good, so there is a drawback such as limiting the use of circuits requiring high power or impact resistance.
위와같은 이유때문에 외국에서는 열전도성이 좋고 충격에 강한 금속을 기판으로 하는 인쇄회로기판에 대한 연구가 진행되었고 이미 일본산요 등 한두개 회사에서는 철, 알루미늄등을 기판으로 한 제품이 실용화되었다.For the above reasons, research on printed circuit boards made of metals with thermal conductivity and impact resistance has been conducted in foreign countries, and products such as iron and aluminum have already been put into practical use by one or two companies such as Sanyo Japan.
외국의 실용화된 제품의 경우 동박을 접착하는 접착제를 에폭시로 사용하거나 변성폴리아미드를 사용하고있는바 에폭시의 경우 내열온도가 180℃ 이하이어서 표면에 부품을 납땜하기 위한 열을 가할때 200℃ 이상에서 작업을 하게 되므로 가열시간에 대한 제한이 컸고 또한 인쇄로 형성되는 저항체의 가열부착(燒付) 온도를 높일 수 없어 150℃ 미만에서 가열부착하는 저온용 저항체 잉크를 사용해야만 하는 결점이 있었다.In the case of foreign commercialized products, adhesives that bond copper foil are used as epoxy or modified polyamide. In the case of epoxy, the heat resistance temperature is 180 ℃ or lower, so when heat is applied to solder parts on the surface, As a result of the work, the limitation on the heating time was large, and the heating adhesion temperature of the resistor formed by printing could not be increased, and there was a drawback that a low-temperature resistor ink for heating and attaching below 150 ° C. should be used.
일반적으로 프린트용 저항체는 소결온도가 높을 수록 저항체의 경시변화가 적고 안정된다는 저항체잉크의 특성때문에 저온 가열부착후 정밀도를 요하는 저항체는 레어저나 금속커터를 사용하여 저항체를 깎아내는 조정을 필요로 하는 개소가 많다는 것도 큰 결점의 하나였다.In general, the resistor for printing requires the adjustment of cutting off the resistor by using a laser or metal cutter. The fact that there are many places was one of the big drawbacks.
또한, 변성폴리아미드를 접착제로 사용할 경우 원료가 고가이며 접착성이 좋지 않아 일반적으로 사용되지 못하고 있는 실정이었다.In addition, when the modified polyamide is used as an adhesive, the raw material is expensive and the adhesiveness is not good, so it is not generally used.
그리고 접착제 자체는 열전도성이 좋지 않기 때문에 가급적 동박과 금속 기판간의 접착층은 얇을 수록 좋으나 접착층이 얇으면 상대적으로 절연성이 저하되어 실제 외국에서 실용화된 제품들은 50μ에 가까운 두께의 접착층을 가지므로 이것이 열전도성을 열악하게 하는 원인으로 지적되었다.And because the adhesive itself is not good thermal conductivity, the thinner the adhesive layer between the copper foil and the metal substrate, the better. However, the thinner the adhesive layer, the lower the insulation. It has been pointed out as a cause that makes it worse.
본 발명의 목적은 알루미늄판과 동박 사이의 접착층을 두께가 5∼10μ 정도로 얇게 형성되면서도 절연성이 뛰어난 인쇄회로기판의 제조방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a printed circuit board having excellent insulation while forming a thin adhesive layer between an aluminum plate and a copper foil with a thickness of about 5 to 10 mu.
본 발명의 다른 목적은 상기 접착층을 얇게 하고 접착제 내의 휘발성물질을 제거하여 접착층의 열전도성을 향상시킨 인쇄회로기판의 제조방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a printed circuit board, which has a thin adhesive layer and removes volatile substances in the adhesive to improve thermal conductivity of the adhesive layer.
본 발명의 또 다른 목적은 도포된 접착층을 반경화 상태로 저온 보관시켜 접착층 도포후 시차를 두고 접착작업을 행할 수 있게 한 인쇄회로기판의 제조방법을 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a printed circuit board, which enables the adhesive operation to be performed at a time difference after applying the adhesive layer by storing the coated adhesive layer at a low temperature in a semi-cured state.
본 발명의 또 다른 목적은 접착제에 알루미나 등의 첨가제를 혼합시켜 접착층의 열전도성을 향상시킨 인쇄회로기판의 제조방법을 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a printed circuit board having improved thermal conductivity of an adhesive layer by mixing an additive such as alumina with an adhesive.
이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 알루미늄판의 표면에 양극산화 피막을 형성하여 절연성을 향상시키고 산화피막처리된 알미늄판과 동박을 변성페놀과 질화부타디엔(NBR) 또는 산화부타디엔(SBR)을 중합시킨 후 이 접착제로 직접 사용하거나 열전도성이 좋은 알루미나 또는 질화규소등을 혼합한 접착제로 접착하여 되는 특징이 있다.In order to achieve the above object, the present invention forms an anodized film on the surface of an aluminum plate to improve insulation and polymerizes anodized aluminum plate and copper foil with modified phenol and butadiene nitride (NBR) or butadiene oxide (SBR). It is characterized in that it is used directly with this adhesive or adhered with an adhesive having a good thermal conductivity such as alumina or silicon nitride.
또 본 발명은 상기에서 제조된 접착제를 실크스크린 인쇄방법에 의해 알미늄판에 도포한 후 도포된 접착층을 오븐으로 가열하여 균일하게 확산시켜 얇게 형성함과 동시에 접착제에 함유된 휘발성 물질을 완전제거하는 것을 특징으로 한다.In another aspect, the present invention is applied to the aluminum plate by a silkscreen printing method, and then the applied adhesive layer is heated in an oven to uniformly diffuse to form a thin and at the same time completely remove the volatile substances contained in the adhesive It features.
또 본 발명은 동박과 알루미늄판의 양측 모두에 상기 접착제를 도포하여 반경화시킨 다음 시차를 두고 접착작업을 하고자 할때는 일단 4∼5℃의 저온 냉장고내에서 대량 보관시킨 상태에서 필요에 따라 적당량씩 꺼내어 50℃로 예열한 후 롤러로 가압착하여 핫프레스(Hot pres)로 압착경화시키는 특징이 있다.In addition, the present invention by applying the adhesive on both sides of the copper foil and the aluminum plate, and then semi-cured, when you want to work with a time difference, take out an appropriate amount as needed in a state of large storage in a low temperature refrigerator of 4 ~ 5 ℃ once After preheating at 50 ° C., it is press-cured with a roller to harden by hot pres.
상기와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Preferred embodiments of the present invention as described above in detail with reference to the drawings as follows.
[제1공정(접착제의 제조)][First step (production of adhesive)]
페놀 1몰, 포름알데하이드 또는 헥사메틸렌 테트라민 0.85몰을 혼합한 후 이 혼합물 95%에 수산(修駿)5%를 환류 온도로 60분 반응시킨 후 촉매를 사용하여 30분 축합반응을 시킨 다음 물을 주입하여 반응을 정치시킨다. 여기서 분리된 물은 일단 제거하고 100℃에서 120분간 반응시킨 후 감압탈수하고 탄화수소계용제(예로 벤젠 등)에 상기 생성물과 산화부타디엔(SBR) 또는 질화부타디엔(NBR)을 7:4의 비율로 혼합용해후 정도가 3000cs정도 될때까지 벤젠 등의 용제를 100℃에서 중류하에 제거한다. 여기서 벤젠에 용해전 반응물의 산가(酸價)를 암모니아로 PH6.5∼7로 중화반응을 시행할 필요가 있을 경우도 있다.After mixing 1 mole of phenol, 0.85 mole of formaldehyde or hexamethylene tetramin, and reacting 95% of 5% of oxalic acid at reflux temperature for 60 minutes with 95% of the mixture, condensation reaction was carried out using a catalyst for 30 minutes, and then water The reaction is allowed to stand by injecting. The separated water was removed once, reacted at 100 ° C. for 120 minutes, dehydrated under reduced pressure, and mixed with the product with butadiene oxide (SBR) or butadiene nitride (NBR) in a ratio of 7: 4 in a hydrocarbon solvent (for example, benzene). After dissolving, remove solvents such as benzene under midstream at 100 ℃ until the degree is about 3000cs. In some cases, it may be necessary to neutralize the acid value of the reactants prior to dissolution in benzene with PH6.5-7 with ammonia.
이렇게 제조된 기제에 절연성과 열전도성을 부여하기 위하여 400mesh 이상의 알루미나, 질화규소 등의 열전도성이 높은 분말을 혼합하되 기제와 분말의 비율이 100:246∼260되게 혼합하여 점도가 5000∼7000cs가 되도록 하여 접착제를 완성한다.In order to provide insulation and thermal conductivity to the base prepared as described above, a high thermal conductivity powder such as alumina or silicon nitride of 400 mesh or more is mixed, but the ratio of the base and powder is 100: 246 to 260 so that the viscosity is 5000 to 7000cs. Complete the adhesive.
[제2공정(알루미늄판에의 Al2O3(알루미나) 피막 형성)][Second Step (Forming Al 2 O 3 (Alumina) Film on Aluminum Plate)]
알루미늄판(1)의 표면에 절연성을 부여하기 위하여 알루미나 피막(2)을 형성시키는데 이를 위해서는 양극산화피막법을 사용한다.In order to provide insulation to the surface of the
바람직하게는 황산조내에서 10dm3당 3암페어로 산화 처리를 행하여 피막의 두께를 15μ∼30μ 정도로 처리를 행한뒤 세척하고 약알카리(예로 암모니아수 또는 가성소다의 희석액)에서 중화반응을 시킨 후 오븐에서 건조시킨다.Preferably, oxidation is carried out at 3 amps per 10 dm 3 in sulfuric acid bath, the thickness of the film is treated to about 15 to 30 µm, washed, neutralized in weak alkali (for example, dilute solution of ammonia water or caustic soda), and then dried in an oven. Let's do it.
이와같이 황산조내에서 산화처리를 행하는 것은 피막의 기공(氣孔)이 치밀하여 표면의 균일성을 향상시키기 때문이다. 상기 오븐 건조시 급격히 가열을 하면 표면에 수산화알루미늄이 다량 생성되므로 일단 상온에서 수분을 완전히 건조제거후 오븐에 넣는 것이 바람직하다.The oxidation treatment in the sulfuric acid bath is because the pores of the film are dense and the surface uniformity is improved. When the oven is drastically heated, a large amount of aluminum hydroxide is generated on the surface, so it is preferable that the moisture is completely dried at room temperature and then placed in an oven.
[제3공정(접착제의 도포확산 및 휘발성분, 개스의 제거)][3rd step (diffusion of adhesive, removal of volatile components, gas)]
상기 제2공정의 양극 산화피막법으로 피막(2)처리된 알루미늄판(1)에 제1공정에서 제조된 접착제를 실크스크린 인쇄방법으로 도포한다. 실크스크린 인쇄방법에 의해 도포된 접착제(3a)는 첨부도면 제2도(a)와 같이 일정크기의 방울형상으로 도포(점상도포:點狀塗布)되므로 이의 확산이 필요하다. 따라서 130℃의 오븐에 120분간 가열하게 되고 그러면 열에 의해 점상으로 도포된 접착제(3a)가 점도저하가 일어나면서 확산되어 제2도(b)와 같이 균일한 두께의 접착층(3)으로 된다. 접착층(3)의 두께 조절은 실크스크린의 그물코(mesh) 단위에 의해 조절된다. 그리고 이때 접착제에 남아있던 잔존의 휘발물질이나 미반응으로 제거되지 않았던 개스가 완전히 제거된다.The adhesive prepared in the first step is applied to the
다음, 150℃로 20분 가열하여 반경화 상태로 한 후 서서히 상온으로 냉각시켜 이를 5℃ 정도의 냉장고에 저온 보관한다.Next, the mixture is heated to 150 ° C. for 20 minutes to a semi-cured state, and then gradually cooled to room temperature and stored at a low temperature in a refrigerator at about 5 ° C.
동박(4)면의 접착제의 도포방법도 상기 공정과 같은 방법으로 처리한 뒤 냉장고에 보관한다.The method of applying the adhesive on the surface of the
[제4공정(알루미늄판과 동박의 접착)]Fourth Step (Adhesion of Aluminum Plate and Copper Foil)
제3공정을 거쳐 냉장고에 보관되어 있던 알루미늄판(1)과 동박(4)을 50℃로 예열시킨 후 기포없이 밀착시키기 위하여 롤러압착기로 일단 가압착 한 후 핫프레스에 삽입하여 25kg/cm2의 압력으로 180℃ 온도로 압착가열한다. 이때 온도상승 및 하강 컨트롤은 접착제의 조성과 두께 그리고 압착 대상물의 매수(枚敖) 그리고 알루미늄판의 두께에 따라 다르게 컨트롤되어야 하므로 일률적으로 예시할 수는 없으나 일례를 들면 첨부도면 제3도와 같은 시간대 온도곡선을 갖도록 컨트롤 해서 접착을 완료시키는 것이 바람직하다.After preheating the aluminum plate (1) and the copper foil (4) stored in the refrigerator through the third step to 50 ℃ and pressurized once with a roller compactor in order to close without bubbles, it is inserted into a hot press to 25kg / cm 2 Pressurized heating to a temperature of 180 ℃ by pressure. In this case, the temperature rise and fall control should be controlled differently according to the composition and thickness of the adhesive, the number of sheets to be squeezed, and the thickness of the aluminum plate, and thus cannot be uniformly illustrated. It is desirable to control to have a curve to complete the adhesion.
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