KR960011483B1 - Method of forming a flexible pcb - Google Patents

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Abstract

The method is for manufacturing a flexible printed circuit board with excellent lamination strength, heat-proof and chemicals-proof ; press and heat by 10~100N/cm2, 200~250deg.C a heat-proof and non conductive film, a metal lamination and some heat-hardening adhesives between them on belt press plate propelled by a caterpillar belt, then compress for 1 and half minutes - 2 minutes and 20 seconds, and then cool down to 10~25deg.C keeping the compression.

Description

유연한 인쇄회로 기판의 제조방법Manufacturing method of flexible printed circuit board

제1도는 본 발명에 따른 유연한 인쇄회로기판의 제조방법을 수행하기 위한 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.1 schematically shows an apparatus for performing a method of manufacturing a flexible printed circuit board according to the present invention.

제2도는 종래 롤러 압착법에 의한 인쇄회로 기판의 제조 공정을 나타낸 것이다.2 shows a manufacturing process of a printed circuit board by a conventional roller pressing method.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 롤러 2 : 무한벨트1: roller 2: endless belt

3 : 프레스 플레이트 4 : 롤러3: press plate 4: roller

5 : 가열롤러 6 : 닙롤러5: heating roller 6: nip roller

7 : 기재필름 8 : 접착제7: base film 8: adhesive

9 : 금속박판9: metal sheet

[산업상 이용 분야][Industrial use]

본 발명은 유연한 인쇄회로 기판의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a flexible printed circuit board.

더욱 상세하게는 동, 알루미늄과 같은 도전성 금속의 박을 아라미드, 폴리이미드 등과 같은 내열성 고분자 수지의 필름 또는 부직포 상에 적층시켜 유연한 인쇄회로 기판을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a method for manufacturing a flexible printed circuit board by laminating a foil of a conductive metal such as copper or aluminum on a film or nonwoven fabric of a heat resistant polymer resin such as aramid, polyimide, or the like.

최근 전자 기술이 급속도록 발전되면서 텔레비젼, 브이.씨.알, 캠코더, 카메라, 컴퓨터 또는 음향기기 등과 같은 각종 전자 제품들에 있어서 외형적으로는 경소단막, 기능적으로는 다기능화 및 고도화가 이루어지고 있다. 이와 같은 기술적 추세에 의해 각종 전자제품에 사용되어지는 배선 회로의 고밀도화가 요구되고 있으며, 이에 따라 인쇄회로 기판은 가볍고 입체배선이 가능한 유연성이 요구된다.Recently, with the rapid development of electronic technology, various electronic products such as TV, V.C.R., camcorder, camera, computer, or sound equipment have been made in appearance, small size, functionally multifunctional and advanced. . As a result of this technical trend, the densification of wiring circuits used in various electronic products is required. Accordingly, printed circuit boards are required to be light and flexible in three-dimensional wiring.

[종래 기술][Prior art]

이에 따라 현재 개발되어 사용되어 지고 있는 유연한 인쇄회로 기판은, 대부분 제2도에서와 같이 폴리에스테르 또는 폴리이미드와 같은 내열성 절연 수지 필름의 한면에 접착제(8)를 적층시킨 접착제 적층 기재필름(7)과 알루미늄 또는 구리의 금속박판(9)를 가열 롤러(5)와 닙롤러(6)에서 가열 압착하여 수지-접착제-금속박판의 구조를 갖는 적층 필름 형태로 제조되어지고 있다.Accordingly, the flexible printed circuit board currently being developed and used is, as in FIG. 2, the adhesive laminated base film 7 having the adhesive 8 laminated on one side of a heat resistant insulating resin film such as polyester or polyimide. And a metal thin plate 9 of aluminum or copper are heated and pressed by the heating roller 5 and the nip roller 6 to produce a laminated film having a structure of a resin-adhesive-metal thin plate.

일반적으로 기재필름(7)과 금속박판(9)는 롤러(5,6)을 순간적(1초 이내)으로 지나면서 가열 압착되기 때문에, 용융점이 높은 내열성 절연수지가 용융되어 금속박과 접착되는 것을 기대할 수 없다는 문제점이 있으며, 이를 해결하기 위하여 상기의 유연한 인쇄회로 기판의 제조방법에서는 용융점이 보다 낮은 접착제(통상적으로는 150℃ 내외의 용융점을 갖음)를 내열성 절연수지에 적층시켜 내열성 절연수지와 금속박의 접합을 매개시킨다. 그러나 상기한 바와 같이 종래의 인쇄회로기판을 제조하는 라미네이터(Laminator)는 롤러형(Roller type)으로 순간적으로 필름과 동박에 열과 압력을 가하기 때문에 열경화성 접착제를 사용하여도 열경화가 충분히 일어나지 않고, 그 결과 고온에서의 접착력이 떨어진다는 문제점이 있다. 그리고 상기의 방법에 따라 제조된 유연한 인쇄회로 기판은 납땜 공정시 용융점이 낮은 접착제층이 용융되어 내열성 절연수지와 금속박이 서로 분리되는 문제점이 발생하게 된다.In general, since the base film 7 and the metal thin plate 9 are heated and pressed while passing through the rollers 5 and 6 in an instant (within 1 second), it is expected that the heat-resistant insulating resin having a high melting point is melted and adhered to the metal foil. In order to solve this problem, in the above method of manufacturing a flexible printed circuit board, an adhesive having a lower melting point (typically having a melting point of about 150 ° C.) is laminated on a heat resistant insulating resin to form a heat resistant insulating resin and a metal foil. Mediate conjugation. However, as described above, a laminator for manufacturing a conventional printed circuit board is a roller type, and because it instantaneously applies heat and pressure to the film and copper foil, thermal curing does not occur sufficiently even when using a thermosetting adhesive. As a result, there is a problem that the adhesive strength at high temperatures is poor. In addition, the flexible printed circuit board manufactured according to the above method causes a problem that the heat-resistant insulating resin and the metal foil are separated from each other by melting the adhesive layer having a low melting point during the soldering process.

[본 발명이 해결하려 하는 과제][PROBLEMS TO BE SOLVED BY THE INVENTION]

본 발명은 상기와 같은 종래 방법의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 내열성이 우수하고 내약품성이 뛰어나며, 금속박과 내열성 절연수지와의 박리가 일어나지 않는 즉, 박리강도가 우수한 유연한 인쇄회로 기판의 제조방법을 제공하려는 데에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems of the conventional method as described above, the object of the present invention is excellent in heat resistance and excellent chemical resistance, the separation of the metal foil and the heat-resistant insulating resin does not occur, that is, excellent in peel strength The purpose is to provide a method for manufacturing a printed circuit board.

[과제를 해결하기 위한 수단][Means for solving the problem]

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 열경화성 접착제를 적층시킨 내열성 절연 수지 필름과 금속박판을 무한벨트에 의하여 작동되어지는 벨트 프레스 플레이트에서 가압, 가열하여 압착하고 이어서 압착의 압력하에 냉각시키는 것을 특징으로 하는 유연한 인쇄회로 기판의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that the heat-resistant insulating resin film and the metal thin plate laminated with a thermosetting adhesive are pressed in a belt press plate operated by an endless belt, heated and pressed, and then cooled under pressure of pressing. A flexible printed circuit board is provided.

본 발명에 있어서 상기한 내열성 절연수지 필름은 열가소성 수지필름이 바람직하며, 상기한 열경화성 접착제는 에폭시수지, 아크릴수지, 페놀수지, 비닐수지 중에서 선택되는 화합물 또는 이들 2종 이상의 혼합물이 사용 되어질 수 있다.In the present invention, the heat-resistant insulating resin film is preferably a thermoplastic resin film, the thermosetting adhesive may be a compound selected from epoxy resin, acrylic resin, phenol resin, vinyl resin or a mixture of two or more thereof.

또한 상기한 가압은 10∼100N/㎠, 상기한 압착시간은 1분 30초∼2분 30초가 바람직하며, 압착후 냉각은 10∼25℃의 온도에서 행하는 것이 바람직하다.The pressurization is preferably 10 to 100 N / cm 2, and the compression time is preferably 1 minute 30 seconds to 2 minutes 30 seconds, and the cooling after the compression is preferably performed at a temperature of 10 to 25 ° C.

실시예Example

본 발명을 도면에 따라 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Referring to the present invention in more detail as follows.

제1도는 본 발명의 유연한 인쇄회로 기판의 제조를 위한 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.1 schematically shows an apparatus for manufacturing a flexible printed circuit board of the present invention.

본 발명에 있어서 열경화성 접착제(8)를 적층시킨 내열성 절연수지 필름(7)과 금속박판(9)는 두쌍의 롤러(1,4)에 의해 구동되어지는 무한벨트(2)에 의해 작동되어지는 아래 위로 대칭 위치되어 있는 한쌍의 프레스 플레이트(3)에서 10∼100N/㎠의 압력으로 가압되어 상기 접착제에 의해 접합되어 진다.In the present invention, the heat-resistant insulating resin film 7 and the metal thin plate 9 on which the thermosetting adhesive 8 is laminated are operated by an endless belt 2 driven by two pairs of rollers 1 and 4. It is pressurized at a pressure of 10 to 100 N / cm 2 in a pair of press plates 3 which are symmetrically positioned upwards to be joined by the adhesive.

프레스 플레이트(3)은 각각 세개의 연속된 세그먼트(31,32,33)로 구성되는데 이들은 도면에 나타나 있지는 않지만, 각각의 온도를 조절할 수 있는 내부 회로에 의하여 온도를 달리 할 수 있다.The press plate 3 consists of three successive segments 31, 32 and 33, respectively, which are not shown in the figure, but can be varied in temperature by means of internal circuitry which can control their respective temperatures.

세그먼트(31,32)는 가열부 세그먼트로서, 롤러쌍(1)에 의하여 프레스 플레이트 내로 도입되어진 접착제를 적층시킨 내열성 절연수지 필름(7)과 금속박판(9)에 가압, 가열하여 절연성 수지필름(7)과 금속박판(9)를 접착제에 의하여 접착시킨다.The segments 31 and 32 are heating part segments which are pressurized and heated to a heat-resistant insulating resin film 7 and a metal thin plate 9 on which an adhesive introduced into the press plate by the roller pair 1 is laminated. 7) and the metal thin plate 9 are bonded by an adhesive.

세그먼트(31,32) 구간의 내열성 절연수지 필름(7)과 금속박판(9)의 통과시간은 롤러(1,4)의 회전속도에 의하여 조정되어지며 본 발명에서는 내열성 절연수지 필름의 본래의 형태은 유지되면서 금속박막과 충분히 접착될 정도로 내열성 절연수지 필름이 용융되도록 1분 30초∼2분 30초 정도로 하는 것이 바람직하다.The passing time of the heat-resistant insulating resin film 7 and the metal thin plate 9 in the segment 31, 32 is adjusted by the rotational speed of the rollers 1, 4, and in the present invention, the original shape of the heat-resistant insulating resin film It is preferable to set it as about 1 minute 30 second-2 minutes 30 second so that a heat-resistant insulating resin film may fuse | melt enough so that it may fully adhere | attach with a metal thin film.

가열부 세그먼트(31,32)에서의 통과시간이 1분 30초보다 짧으면 프레스 플레이트의 열이 접착제에 충분할 정도로 전달되지 않으며, 2분 30초를 초과하면 프레스 플레이트의 열이 과다하게 전달되어 최종 제품의 물성과 형태가 물량하게 되는 문제점이 있다.If the passage time in the heating segments 31 and 32 is shorter than 1 minute and 30 seconds, the heat of the press plate is not sufficiently transmitted to the adhesive, and if it exceeds 2 minutes and 30 seconds, the heat of the press plate is excessively transferred to the final product. There is a problem that the physical properties and form of the quantity.

세그먼트(31,32)에서의 프레스 플레이트의 내열성 절연수지필름(7)과 금속박판(9)에 가해지는 압력은 10~100N/㎠이 바람직하다.The pressure applied to the heat resistant insulating resin film 7 and the metal thin plate 9 of the press plates in the segments 31 and 32 is preferably 10 to 100 N / cm 2.

압력이 10N/㎠이하이면, 접착제에 의한 필름과 금속박판 사이의 결착이 충분히 일어나지 않으며, 압력이 100N/㎠이상이면 필름이 과중한 압력에 의하여 파단되는 문제점이 있다.When the pressure is 10N / cm 2 or less, the binding between the film and the metal thin plate by the adhesive does not occur sufficiently, and when the pressure is 100N / cm 2 or more, there is a problem that the film is broken by excessive pressure.

프레스 플레이트(3)의 가열부 세그먼트(31,32)를 통과한 금속박 적층필름은 냉각부 세그먼트(33)에서 접착제가 고화되도록 가열부 세그먼트(31,32)에서의 압력하에서 15∼25℃의 온도로 급냉된다.The metal foil laminated film passing through the heating part segments 31 and 32 of the press plate 3 has a temperature of 15 to 25 ° C. under pressure in the heating part segments 31 and 32 so that the adhesive solidifies in the cooling part segment 33. Is quenched into.

냉각부 세그먼트(33)은 도면에 나타내지는 않았지만 냉매가 순환될 수 있는 내부구조가 형성되어 있어 가열부 세그먼트(31,32)를 통과한 접착제를 짧은 시간내에 고화시킬 수 있게 된다.Although not shown in the drawing, the cooling unit segment 33 has an internal structure through which the refrigerant can be circulated, so that the adhesive passing through the heating unit segments 31 and 32 can be solidified in a short time.

본 발명에 적합한 내열성 절연수지는 열경화성 수지로서 폴리머의 종류에 특별히 한정되지 않는다. 이들의 예로서 폴리이미드, 아라미드 등과 같은 내열성 절연수지를 들 수 있다.The heat resistant insulating resin suitable for the present invention is not particularly limited to the type of polymer as the thermosetting resin. Examples thereof include heat resistant insulating resins such as polyimide and aramid.

이하 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail according to preferred embodiments.

그러나 다음의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are merely provided to more easily understand the present invention, and the present invention is not limited to these examples.

실시예 1Example 1

절연재료인 두께 25㎛의 폴리이미드 필름에 열경화성 접착제인 에폭시수지를 30㎛ 정도 도포하고 건조한 후 두께 35㎛의 전해동박을 가열부 세그먼트와 냉각부 세그먼트로 구성된 프레스 플레이트의 가열부 세그먼트로 공급하면서 프레스 플레이트의 가열부 세그먼트에서 필름에 가해지는 압력을 50N/㎠, 온도를 225℃로, 통과시간 2분으로 하여 압착시킨 후 프레스 플레이트의 냉각부 세그먼트의 압력을 50N/㎠, 온도를 30℃로 하여 냉각부 세그먼트로 통과시켜 유연한 인쇄회로 기판을 제조하였다.Apply the epoxy resin, which is a thermosetting adhesive, to the polyimide film having a thickness of 25 μm, about 30 μm, and dry it, and then supply the electrolytic copper foil having a thickness of 35 μm to the heating part segment of the press plate composed of the heating part segment and the cooling part segment. Pressure was applied to the film at 50 N / cm 2, the temperature was 225 ° C., the pass time was 2 minutes, and the pressure was cooled at 50 N / cm 2 and the temperature was 30 ° C. Passed through the sub-segment to produce a flexible printed circuit board.

비교예Comparative example

절연재료인 두께 25㎛의 폴리이미드 필름에 한쪽면에 열경화성 접착제인 에폭시수지를 30㎛정도 도포하고 건조한 후 두께 35㎛의 전해동박을, 가열 롤러와 닢 롤러로 구성되어 있는 롤러프레스의 가열롤러를 255℃로 하고 압력을 50N/㎠로 하여, 롤러 프레스를 통과시켜 유연한 인쇄회로기판을 제조하였다.Apply an epoxy resin, which is a thermosetting adhesive, to a polyimide film having a thickness of 25 μm on one side of about 30 μm and dry it, and then dry the electrolytic copper foil having a thickness of 35 μm. A flexible printed circuit board was manufactured by passing the roller press at a temperature of 50 ° C. and a pressure of 50 N / cm 2.

상기 실시예 1 및 비교예 1에서 얻어진 유연한 인쇄회로기판을 하기의 방법에 따라 평가하여 그 결과를 표1에 나타내었다.The flexible printed circuit boards obtained in Example 1 and Comparative Example 1 were evaluated according to the following method, and the results are shown in Table 1.

평가방법Assessment Methods

1. 시험시료의 제조1. Preparation of Test Sample

유연한 인쇄회로기판을 차감법(substrative process)으로 테스트 패턴을 제조하였다.The test pattern was manufactured by subtracting a flexible printed circuit board.

2. 시험 방법2. Test method

A. 박리 강도 : IPC-FC-241/1A에 의거 실온 및 내열조건하에서 동박과 절연 필름간의 접합 강도를 측정하였다.A. Peel Strength: The bonding strength between the copper foil and the insulating film was measured under the conditions of room temperature and heat resistance according to IPC-FC-241 / 1A.

-실온 : 온도 20℃, 상대습도 65%에서 48시간 방치후 측정하였다.-Room temperature: measured after standing for 48 hours at a temperature of 20 ℃, 65% relative humidity.

-내열 : 온도 15℃에서 10일간 가열한 후 측정하였다.Heat resistance: The temperature was measured after heating at 15 ° C. for 10 days.

B. 납땜내열성 : JIS-C-6481에 의거 200℃의 납땜 욕조에 30초간 절연 필름면을 납땜에 접촉시켜 후르트(float)시킨 후 외관을 관찰하였다.B. Soldering heat resistance: According to JIS-C-6481, the surface of the insulating film was brought into contact with the solder for 30 seconds in a solder bath at 200 ° C., and then the appearance was observed.

-표준 : 온도 20℃, 상대습도 65%에서 48시간 방치후 측정하였다.Standard: Measured after standing for 48 hours at a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 65%.

-내습 : 시편을 온도 40℃, 상대습도 90%에서 1시간 방치후 가제 등으로 수분을 제거한 후 시험하였다.-Moisture resistance: The specimens were tested after removing water with a gauze or the like after being left for 1 hour at a temperature of 40 ° C. and a relative humidity of 90%.

C. 내약품성 : IPC-FC-241/1A에 의거 트리클로로에탄, 메탄올, 10중량%농도의 염산용액, 10중량% 수산화나트륨 용액, 및 에틸메틸케톤 중의 상온에서 15분간 침적시킨 후 외관을 관찰하였다.C. Chemical resistance: According to IPC-FC-241 / 1A, appearance was observed after immersion for 15 minutes at room temperature in trichloroethane, methanol, 10% by weight hydrochloric acid solution, 10% by weight sodium hydroxide solution, and ethyl methyl ketone. It was.

D. 유연성 : JIS-P8115에 의거 MIT형 반복굴곡 시험기를 사용하여 동적층판에 하중 500g을 가하고, 굴곡반격 2.0mm로 하여 굴곡 시험하였을때 동박에 금이 가는 횟수로 나타내었다.D. Flexibility: According to JIS-P8115, 500m load was applied to the dynamic laminated plate using the MIT repeated bending tester, and it was expressed as the number of times the copper foil cracked when the bending test was conducted at a bending countercurrent of 2.0 mm.

〔표〕유연한 인쇄회로 기판의 물성[Table] Physical Properties of Flexible Printed Circuit Boards

(표)에서 보듯이, 본 발명의 유연한 인쇄회로 기판의 제조 방법에 의하여 제조된 인쇄회로 기판은 종래의 롤 프레스에 의해 제조된 인쇄회로에 비하여 내열 박리강도가 크고 유연성이 좋음을 알 수 있다.As shown in (Table), it can be seen that the printed circuit board manufactured by the method of manufacturing the flexible printed circuit board of the present invention has a high heat resistance peel strength and good flexibility compared to a printed circuit manufactured by a conventional roll press.

Claims (3)

열경화성 접착제를 사이에 두고 내열성 절연수지 필름과 금속 박판을 무한벨트에 의해 작동되어지는 벨트 프레스 플레이트에서 10∼100N/㎠, 200∼250℃로 가압, 가열하고 1분 30초∼2분 20초간 압착하고 이어서 압착의 압력하에 10∼25℃로 냉각시키는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유연한 인쇄회로 기판의 제조방법.Pressurize and heat the heat-resistant insulating resin film and the metal sheet with a thermosetting adhesive between 10 to 100 N / cm2 and 200 to 250 ° C on a belt press plate operated by endless belts and press for 1 minute 30 seconds to 2 minutes 20 seconds. And then cooled to 10 to 25 ° C. under pressure of compression. 제1항에 있어서, 상기한 내열성 절연수지 필름은 열가소성 수지의 필름인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the heat resistant insulating resin film is a film of a thermoplastic resin. 제1항에 있어서, 상기한 열경화성 접착제는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 페놀 수지, 비닐 수지로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the thermosetting adhesive is selected from the group consisting of an epoxy resin, an acrylic resin, a phenol resin, and a vinyl resin.
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