WO2023191383A1 - 전자기판용 연성동박적층판 및 연성인쇄회로기판 - Google Patents

전자기판용 연성동박적층판 및 연성인쇄회로기판 Download PDF

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WO2023191383A1
WO2023191383A1 PCT/KR2023/003840 KR2023003840W WO2023191383A1 WO 2023191383 A1 WO2023191383 A1 WO 2023191383A1 KR 2023003840 W KR2023003840 W KR 2023003840W WO 2023191383 A1 WO2023191383 A1 WO 2023191383A1
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fluorine
composite material
flexible
based composite
clad laminate
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PCT/KR2023/003840
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이병주
김언중
백승용
유무상
정영배
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주식회사 아이에스시
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    • H05K2201/0137Materials
    • H05K2201/0154Polyimide

Definitions

  • the present invention relates to flexible copper clad laminate (FCCL) used in electronic boards such as flexible circuit boards, and flexible printed circuit boards (FPCB) including the same.
  • FCCL flexible copper clad laminate
  • FPCB flexible printed circuit boards
  • a flexible printed circuit board is a conductive pattern formed on an insulating base film
  • flexible copper clad laminate FCCL: Flexible Copper Clad Laminate
  • FCCL Flexible Copper Clad Laminate
  • CCL Copper Clad Laminate
  • a flexible copper clad laminate can be manufactured by laminating copper foil on one or both sides of an insulating base film, and a flexible printed circuit board can be manufactured by etching the copper foil of the flexible copper clad laminate to form a conductive pattern.
  • the flexible copper clad laminate and flexible printed circuit board manufactured in this way are flexible, can be repeatedly deformed, and can maintain the performance of the board even after deformation.
  • Figure 1 is a view showing a conventional flexible copper clad laminate.
  • (a) is a cross-sectional structural diagram of a conventional flexible copper clad laminate, and
  • (b) is an enlarged view of part 'A', which is the joint surface of copper foil and adhesive.
  • a conventional flexible copper clad laminate consists of a flexible base film 101 and copper foils 104 and 105 attached to one or both sides of the base film 101 with adhesives 102 and 103.
  • the base film 101 may include at least one of a polyimide (PI) film, a polyethylene naphthalate (PEN) film, and a liquid crystal polymer (LCP) film.
  • PI polyimide
  • PEN polyethylene naphthalate
  • LCP liquid crystal polymer
  • the existing flexible copper clad laminate attaches the base film 101 and the copper foil 104, 105 using adhesives 102, 103, the surface of the copper foil where the copper foil 104, 105 and the adhesives 102, 103 are in contact
  • the roughness (this is called copper foil roughness) becomes rougher than 1um.
  • the existing flexible copper clad laminate can only be used in a frequency band of 10 GHz or less, and has a problem in that it cannot operate in the 28 GHz frequency band, which is the mmwave band.
  • NMMN Next-Generation Mobile Network
  • 5G and 6G mobile communications adopt NR (New Radio) technology as a wireless access technology between terminals and base stations, and mmwave Large-scale data must be transmitted at high speeds using the 28GHz frequency band.
  • NR New Radio
  • the present invention was developed to solve the above-mentioned need, and its purpose is to provide a flexible copper-clad laminate and a flexible printed circuit board that can implement low-illuminance copper foil by directly plating copper foil on a base film without using an adhesive.
  • another object of the present invention is to provide a flexible copper-clad laminate and a flexible printed circuit board that can reduce dielectric constant and dielectric loss by blocking moisture from the surface of the base film by coating a fluorine-based composite material on the base film.
  • Another object of the present invention is to provide a flexible copper-clad laminate and a flexible printed circuit board that can be used in high-frequency wireless communication equipment by minimizing signal loss and enabling excellent signal transmission.
  • Another object of the present invention is to provide a flexible copper clad laminate and a flexible printed circuit board having excellent peel strength characteristics and frequency characteristics.
  • a flexible copper-clad laminate for an electronic board includes a flexible base film layer, a fluorine-based composite material layer formed on at least one side of the base film layer, and a conductive layer disposed on the fluorine-based composite material layer.
  • the base film layer is made of polyimide (PI: polyimide), modified polyimide (MPI: modified polyimide), polyethylene terephthalate (PET: polyethylene terephthalate), polyethylene naphthalate (PEN: polyethylene naphthalate), polycyclo A group consisting of polycyclohexylene dimethylene terephthalate (PCT), liquid crystal polymer (LCP), polytetrafluoroethylene (PTFE), and perfluoroalkoxy (PFA) Contains at least one selected from.
  • PI polyimide
  • MPI modified polyimide
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PCT polycyclohexylene dimethylene terephthalate
  • LCP liquid crystal polymer
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PFA perfluoroalkoxy
  • the fluorine-based composite material layer is poly tetra fluoro ethylene (PTFE), perfluoroalkoxy (PFA: Perfluoroalkoxy), ethylene tetra fluoro ethylene (ETFE), fluorine It includes at least one selected from the group consisting of fluorinated ethylene propylene (FEP), polyvinylidene fluoride (PVDF), and polychlorotrifluoroethylene (PCTFE).
  • PTFE poly tetra fluoro ethylene
  • PFA Perfluoroalkoxy
  • ETFE ethylene tetra fluoro ethylene
  • FEP fluorinated ethylene propylene
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PCTFE polychlorotrifluoroethylene
  • the conductive layer contains at least one metal selected from the group consisting of copper, nickel, gold, silver, zinc, and tin.
  • a fluorine-based composite material layer is coated on the base film layer.
  • a conductive layer is plated on the fluorine-based composite material layer.
  • the base film layer has a thickness of 7 to 100 um.
  • the fluorine-based composite material layer has a thickness of 2 to 20 um.
  • the conductive layer has a thickness of 2 to 18 um.
  • the surface roughness between the fluorine-based composite material layer and the conductive layer is 0.1um to 0.3um.
  • a flexible printed circuit board includes a flexible base film layer, a fluorine-based composite material layer formed on at least one side of the base film layer, and a conductive pattern layer disposed on the fluorine-based composite material layer.
  • the base film layer is made of polyimide (PI: polyimide), modified polyimide (MPI: modified polyimide), polyethylene terephthalate (PET: polyethylene terephthalate), polyethylene naphthalate (PEN: polyethylene naphthalate), polycyclo A group consisting of polycyclohexylene dimethylene terephthalate (PCT), liquid crystal polymer (LCP), polytetrafluoroethylene (PTFE), and perfluoroalkoxy (PFA) Contains at least one selected from.
  • PI polyimide
  • MPI modified polyimide
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PCT polycyclohexylene dimethylene terephthalate
  • LCP liquid crystal polymer
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PFA perfluoroalkoxy
  • the fluorine-based composite material layer is poly tetra fluoro ethylene (PTFE), perfluoroalkoxy (PFA: Perfluoroalkoxy), ethylene tetra fluoro ethylene (ETFE), fluorine It includes at least one selected from the group consisting of fluorinated ethylene propylene (FEP), polyvinylidene fluoride (PVDF), and polychlorotrifluoroethylene (PCTFE).
  • PTFE poly tetra fluoro ethylene
  • PFA Perfluoroalkoxy
  • ETFE ethylene tetra fluoro ethylene
  • FEP fluorinated ethylene propylene
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PCTFE polychlorotrifluoroethylene
  • the conductive pattern layer includes at least one metal selected from the group consisting of copper, nickel, gold, silver, zinc, and tin.
  • a fluorine-based composite material layer is coated on the base film layer.
  • a conductive pattern layer is plated on the fluorine-based composite material layer.
  • the base film layer has a thickness of 7 to 100 um.
  • the fluorine-based composite material layer has a thickness of 2 to 20 um.
  • the conductive pattern layer has a thickness of 2 to 18 um.
  • the surface roughness between the fluorine-based composite material layer and the conductive pattern layer is 0.1um to 0.3um.
  • low-illuminance copper foil can be realized by plating copper foil directly on the base film without using an adhesive.
  • the dielectric constant and dielectric loss can be reduced by coating the base film with a fluorine-based composite material to reduce the moisture absorption rate on the surface of the base film.
  • peeling strength characteristics and frequency characteristics are excellent, preventing peeling of the copper foil and reducing high-frequency signal loss.
  • Figure 1 is a view showing a conventional flexible copper clad laminate.
  • (a) is a cross-sectional structural diagram of a conventional flexible copper clad laminate, and
  • (b) is an enlarged view of part 'A', which is the joint surface of copper foil and adhesive.
  • Figure 2 is a cross-sectional structural diagram of a flexible copper clad laminate for an electronic board according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a cross-sectional view of flexible copper clad laminates with different copper foil roughnesses
  • (a) is a cross-sectional view of a flexible copper clad laminate with a copper foil roughness of 0.1 um or less
  • (b) is a cross-sectional view of a flexible copper clad laminate with a copper foil roughness of 0.3 um or less.
  • This is a cross-sectional view of the laminate
  • (c) is a cross-sectional view of a flexible copper-clad laminate with a copper foil roughness of 3um or less.
  • Figure 4 is a graph comparing the frequency characteristics of the copper foil roughness of the flexible copper clad laminate shown in Figure 3.
  • Figure 5 is a diagram comparing the frequency peeling strength of the copper foil roughness of the flexible copper clad laminate shown in Figure 3.
  • Figure 6 is a cross-sectional structural diagram of a flexible copper-clad laminate according to an embodiment of the present invention
  • (a) is a cross-sectional structural diagram of a flexible copper-clad laminate according to Example 1
  • (b) is a cross-sectional structural diagram of a flexible copper-clad laminate according to Example 2.
  • (c) is a cross-sectional structural diagram of the flexible copper clad laminate according to Example 3
  • (d) is a cross-sectional structural diagram of the flexible copper clad laminate according to Example 4.
  • Figure 7 is a graph showing the frequency characteristics of flexible copper clad laminates according to Examples 1 to 4 of the present invention.
  • the term “technique” may refer to a system, method, computer-readable instructions, module, algorithm, hardware logic, and/or operation as permitted by the context described above and throughout the document.
  • terms such as 'comprise', 'comprising', etc. may indicate the presence of features, steps, operations, elements and/or components, but may indicate that such terms include one or more other functions, This does not preclude the addition of steps, operations, elements, components and/or combinations thereof.
  • a specific component when referred to as being 'coupled', 'combinated', 'connected', 'connected', or 'reacting' to any other component, the specific component is directly bound to the other component. , may be combined, connected and/or associated, or react, but is not limited thereto. For example, one or more intermediate components may exist between a particular component and another component. Additionally, in the present invention, “and/or” may include each of one or more listed items or a combination of at least a portion of one or more items.
  • 'first' and 'second' are used to distinguish specific components from other components, and the above-described components are not limited by these terms.
  • a 'first' component may be used to refer to an element of the same or similar form as the 'second' component.
  • Figure 2 is a cross-sectional structural diagram of a flexible copper clad laminate for an electronic board according to an embodiment of the present invention.
  • the flexible copper-clad laminate for an electronic board of the present invention includes a flexible base film layer 201, a fluorine-based composite material layer 202, 203 formed on at least one side of the base film layer, and a fluorine-based composite material layer. It includes disposed conductive layers (204, 205).
  • the base film layer 201 may have a thickness of 7 to 100 um
  • the fluorine-based composite material layers 202 and 203 may have a thickness of 2 to 20 um
  • the conductive layers 204 and 205 may have a thickness of 2 to 18 um. It can be composed of a thickness of .
  • the base film layer 201 is made of polyimide (PI: polyimide), modified polyimide (MPI: modified polyimide), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN: polyethylene naphthalate), and polycyclohexylene. Dimethylene terephthalate (PCT: Polycyclohexylene dimethylene terephthalate), liquid polymer (LCP: liquid crystal polymer), polytetrafluoroethylene (PTFE: Polytetrafluoroethylene), and perfluoroalkoxy (PFA: Perfluoroalkoxy). It can be done by including at least one.
  • PI polyimide
  • MPI modified polyimide
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PCT Polycyclohexylene dimethylene terephthalate
  • LCP liquid crystal polymer
  • PTFE Polytetrafluoroethylene
  • PFA Perfluoroalkoxy
  • the fluorine-based composite material layers 202 and 203 are made of poly tetra fluoro ethylene (PTFE), perfluoroalkoxy (PFA), ethylene tetra fluoro ethylene (ETFE), and fluorocarbons. It may include at least one selected from the group consisting of fluorinated ethylene propylene (FEP), polyvinylidene fluoride (PVDF), and polychlorotrifluoroethylene (PCTFE).
  • PTFE poly tetra fluoro ethylene
  • PFA perfluoroalkoxy
  • ETFE ethylene tetra fluoro ethylene
  • fluorocarbons It may include at least one selected from the group consisting of fluorinated ethylene propylene (FEP), polyvinylidene fluoride (PVDF), and polychlorotrifluoroethylene (PCTFE).
  • Conductive layers 204 and 205 may include conductive metal.
  • the conductive layer may include at least one metal selected from the group consisting of copper, nickel, gold, silver, zinc, and tin. More specifically, the conductive layers 204 and 205 may be copper foil.
  • Fluorine-based composite material layers 202 and 203 may be coated on one or both sides of the base film layer 201.
  • a fluorine-based coating agent can be coated on a base film in sheet units using a bar coater.
  • a fluorine-based coating agent can be coated on a film in roll units using a roll to roll coater.
  • the fluorine-based coating agent can be manufactured by dispersing 40 to 50% by weight of fluorine-based resin, 45 to 55% by weight of solvent, and 5 to 10% by weight of other additives.
  • the conductive layers 204 and 205 may be plated directly on the base film layer 201 or the fluorine-based composite material layers 202 and 203.
  • the surface of the base film layer 201 or the fluorine-based composite material layers 202 and 203 on which the conductive layer is plated can be pretreated.
  • Pretreatment methods may include plasma treatment, ion surface treatment, etc. Through this pretreatment process, the adhesion between the conductive layer to be plated and the film layer or fluorine-based composite material layer is increased, thereby preventing the conductive layer from peeling off.
  • a seed layer can be formed on the pretreated surface. Electroless plating and sputtering plating methods can be used as methods for forming the seed layer. Metals that can be used in the seed layer may include at least one metal selected from the group consisting of nickel, copper, chromium, and titanium.
  • a conductive layer can be plated on the seed layer.
  • the conductive layer can be formed by electroplating copper. Electrolytic plating can be performed under the conditions of a current of 5ASD (Amp per decimeter2) and a voltage of 0.5 to 2V.
  • the present invention is intended to propose a flexible copper clad laminate that can be used for high frequency applications.
  • the frequency characteristics and peel strength characteristics of each copper foil roughness are examined.
  • Figure 3 is a cross-sectional view of flexible copper clad laminates with different copper foil roughnesses
  • (a) is a cross-sectional view of a flexible copper clad laminate with a copper foil roughness of 0.1 um or less
  • (b) is a cross-sectional view of a flexible copper clad laminate with a copper foil roughness of 0.3 um or less.
  • This is a cross-sectional view of the laminate
  • (c) is a cross-sectional view of a flexible copper-clad laminate with a copper foil roughness of 3um or less.
  • Figure 4 is a graph comparing the frequency characteristics of the copper foil roughness of the flexible copper clad laminate shown in Figure 3
  • Figure 5 is a graph comparing the frequency peeling strength of the flexible copper clad laminate shown in Figure 3 by copper foil roughness.
  • a flexible copper clad laminate having a copper foil roughness of 0.1 ⁇ m to 0.3 ⁇ m is manufactured by plating copper foil directly on the base film layer or the fluorine-based composite material layer.
  • Polyimide-based base films absorb moisture under high temperature and humidity conditions, causing the film's insulation to deteriorate, heat resistance to decrease, dielectric loss to increase, and significant signal loss to occur. If signal loss occurs due to increased dielectric loss, there is a problem in that operation in the high frequency band becomes impossible.
  • Modified polyimide is a material that compensates for the disadvantages of traditional polyimide, such as insolubility, difficulty in processing, lack of adhesive performance, and too high curing temperature, by processing and modifying existing polyimide (PI). It is a highly stable material.
  • the moisture absorption rate of the modified polyimide (MPI) film is 1.23%, but the moisture absorption rate of the composite film coated with a fluorine-based composite material on the modified polyimide (MPI) film as in the present invention is 0.77%, and the moisture absorption rate of the MPI film is 0.77%. It shows properties that are 1.7 times better than the moisture absorption rate of the film.
  • Figure 6 is a cross-sectional structural diagram of a flexible copper-clad laminate according to an embodiment of the present invention
  • (a) is a cross-sectional structural diagram of a flexible copper-clad laminate according to Example 1
  • (b) is a cross-sectional structural diagram of a flexible copper-clad laminate according to Example 2.
  • (c) is a cross-sectional structural diagram of the flexible copper clad laminate according to Example 3
  • (d) is a cross-sectional structural diagram of the flexible copper clad laminate according to Example 4.
  • Figure 7 is a graph showing the frequency characteristics of flexible copper clad laminates according to Examples 1 to 4 of the present invention.
  • Copper foil to a thickness of 12 um was directly plated on both sides of a 50 um thick polyimide (PI) film.
  • the polyimide film was pretreated, a seed layer was formed, and copper was electroplated on the seed layer to form a copper foil.
  • the dielectric constant (Dk) at 10 GHz of the flexible copper clad laminate manufactured in this way was 3.6, and the dielectric loss (Df) at 10 GHz was 0.016.
  • the frequency at which the signal intensity decreases by 1 dB is 14 GHz, and signal loss increases in the high frequency band above 14 GHz.
  • a fluorine-based composite material layer was formed by coating perfluoroalkoxy (PFA) to a thickness of 25 um on both sides of a 25 um thick polyimide (PI) film.
  • PFA perfluoroalkoxy
  • PI polyimide
  • a perfluoroalkoxy-containing fluorine-based coating agent was prepared, and the prepared fluorine-based coating agent was coated on both sides of the polyimide film using a bar coater or roll-to-roll coater.
  • copper foil was formed to a thickness of 12 um each on the fluorine-based composite material layer.
  • the fluorine-based composite material layer was pretreated, a seed layer was formed, and copper was electroplated on the seed layer to form a copper foil.
  • the dielectric constant (Dk) at 10 GHz of the flexible copper clad laminate manufactured in this way was 2.87, and the dielectric loss (Df) at 10 GHz was 0.0093, which decreased the dielectric constant and dielectric loss compared to [Example 1].
  • the frequency at which the signal intensity decreases by 1 dB is above 30 GHz, so signal loss in the high frequency band was small.
  • Copper foil to a thickness of 12 um was directly plated on both sides of a 50 um thick modified polyimide (MPI) film.
  • MPI modified polyimide
  • a modified polyimide (MPI) film was pretreated, a seed layer was formed, and copper was electroplated on the seed layer to form a copper foil.
  • the dielectric constant (Dk) at 10 GHz of the flexible copper clad laminate manufactured in this way was 3.5, and the dielectric loss (Df) at 10 GHz was 0.0034. As shown in FIG. 7, the frequency at which the signal intensity decreases by 1 dB is above 30 GHz, so signal loss in the high frequency band was small.
  • a fluorine-based composite material layer was formed by coating perfluoroalkoxy (PFA) to a thickness of 25 um on both sides of a 25 um thick modified polyimide (MPI) film.
  • PFA perfluoroalkoxy
  • MPI modified polyimide
  • a perfluoroalkoxy-containing fluorine-based coating agent was prepared, and the prepared fluorine-based coating agent was coated on both sides of a modified polyimide (MPI) film using a bar coater or roll-to-roll coater.
  • copper foil was formed to a thickness of 12 um each on the fluorine-based composite material layer.
  • the fluorine-based composite material layer was pretreated, a seed layer was formed, and copper was electroplated on the seed layer to form a copper foil.
  • the dielectric constant (Dk) at 10 GHz of the flexible copper clad laminate manufactured in this way was 2.9, and the dielectric loss (Df) at 10 GHz was 0.0025, and the dielectric constant and dielectric loss were reduced compared to [Example 3].
  • the frequency at which the signal intensity decreases by 1 dB is above 30 GHz, so signal loss in the high frequency band was small.
  • Base films generally used in flexible copper clad laminates include polyimide (PI) film and modified polyimide (MPI) film. These polyimide-based films have a disadvantage in that they have high dielectric constant and high dielectric loss, resulting in large loss losses.
  • Coating a fluorine-based composite material on a polyimide (PI) film as in the present invention has the effect of reducing the dielectric constant (Dk) from 3.6 to 2.87 and the dielectric loss (Df) from 0.016 to 0.0093, and modified polyimide (MPI) )
  • Coating the fluorine-based composite material on the film has the effect of reducing the dielectric constant (Dk) from 3.5 to 2.9 and the dielectric loss (Df) from 0.0034 to 0.0025.
  • a flexible printed circuit board may include a flexible base film layer, a fluorine-based composite material layer formed on at least one side of the base film layer, and a conductive pattern layer disposed on the fluorine-based composite material layer.
  • the base film layer may have a thickness of 7 to 100 um
  • the fluorine-based composite material layer may have a thickness of 2 to 20 um
  • the conductive pattern layer may have a thickness of 2 to 18 um.
  • the base film layer is made of polyimide (PI: polyimide), modified polyimide (MPI), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), and polycyclohexylene dimethylene terephthalate. At least one selected from the group consisting of phthalate (PCT: Polycyclohexylene dimethylene terephthalate), liquid polymer (LCP: liquid crystal polymer), polytetrafluoroethylene (PTFE), and perfluoroalkoxy (PFA: Perfluoroalkoxy) It can be done including.
  • PI polyimide
  • MPI polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PCT Polycyclohexylene dimethylene terephthalate
  • LCP liquid polymer
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PFA Perfluoroalkoxy
  • the fluorine-based composite material layer is made of poly tetra fluoro ethylene (PTFE), perfluoroalkoxy (PFA), ethylene tetra fluoro ethylene (ETFE), and fluorinated ethylene propylene (FEP). : Fluorinated ethylene propylene), polyvinylidene fluoride (PVDF), and polychlorotrifluoroethylene (PCTFE).
  • PTFE poly tetra fluoro ethylene
  • PFA perfluoroalkoxy
  • ETFE ethylene tetra fluoro ethylene
  • FEP fluorinated ethylene propylene
  • PCTFE polychlorotrifluoroethylene
  • the conductive pattern layer may include a conductive material.
  • the conductive pattern may include a conductive metal.
  • the conductive pattern may include at least one metal selected from the group consisting of copper, nickel, gold, silver, zinc, and tin. More specifically, the conductive pattern may include a copper pattern.
  • the shape of the conductive pattern is not particularly limited and may include, for example, a line pattern or a planar spiral pattern.
  • the conductive pattern layer may include a circuit pattern. More specifically, the conductive pattern layer may include a printed circuit pattern.
  • the conductive pattern layer may include a terminal pattern.
  • the terminal pattern may be electrically connected to an external circuit.
  • the electronic substrate may further include a via that penetrates the base film layer in the thickness direction and electrically connects the conductive patterns.
  • a fluorine-based composite material layer may be coated on one or both sides of the base film layer.
  • a conductive pattern layer can be formed by forming a pattern on the conductive layer.

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Abstract

본 발명은 연성회로기판과 같은 전자기판에 사용되는 연성동박적층판(FCCL : Flexible Copper Clad Laminate), 및 이를 포함하는 연성인쇄회로기판(FPCB : Flexible Printed Circuit Board)에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전자기판용 연성동박적층판은, 유연한 기재 필름층, 기재 필름층의 적어도 한 면에 형성된 불소계 복합소재층 및 불소계 복합소재층 상에 배치된 도전층을 포함한다.

Description

전자기판용 연성동박적층판 및 연성인쇄회로기판
본 발명은 연성회로기판과 같은 전자기판에 사용되는 연성동박적층판(FCCL : Flexible Copper Clad Laminate), 및 이를 포함하는 연성인쇄회로기판(FPCB : Flexible Printed Circuit Board)에 관한 것이다.
전자제품이 점차 소형화, 박형화, 경량화 및 다기능화 됨에 따라, 연성인쇄회로기판(FPCB : Flexible Printed Circuit Board)이 스마트폰, 카메라, 노트북 등의 중소형 전자제품에 널리 쓰이고 있다. 연성인쇄회로기판은 절연성 기재 필름에 도전 패턴이 형성된 것이며, 연성동박적층판(FCCL : Flexible Copper Clad Laminate)은 연성인쇄회로기판의 핵심 소재로서, 동박적층판(CCL : Copper Clad Laminate)과는 달리 두께가 얇고 유연한 것이 특징이다.
절연성 기재 필름의 일면 또는 양면에 동박을 적층하여 연성동박적층판을 제조하고, 연성동박적층판의 동박을 식각하여 도전 패턴을 형성하여 연성인쇄회로기판을 제조할 수 있다. 이렇게 제조된 연성동박적층판과 연성인쇄회로기판은, 유연성이 있고, 반복변형시킬 수 있으며, 변형을 시켜도 기판의 성능을 유지할 수 있다.
도 1은 종래의 연성동박적층판을 도시한 도면으로서, (a)는 종래의 연성동박적층판의 단면 구조도이고, (b)는 동박과 접착제의 접합면인 'A' 부분 확대도이다.
종래의 연성동박적층판은 유연한 기재 필름(101)과, 기재 필름(101)의 일면 또는 양면에 접착제(102, 103)에 의해 부착된 동박(104, 105)으로 이루어진다. 기재 필름(101)은 폴리이미드(PI) 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 필름 및 액정고분자(LCP) 필름 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
기존의 연성동박적층판은 기재 필름(101)과 동박(104, 105)을 접착제(102, 103)를 사용하여 부착하기 때문에, 동박(104, 105)과 접착제(102, 103)가 접하는 동박 표면의 조도(이를 동박 조도라 함)가 1um 이상으로 거칠어진다.
동박과 같은 도체에서의 고주파 전류는 표피 효과(skin effect)로 인하여 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 도체(동박)의 표면 부근으로만 흐르기 때문에 동박 조도가 거칠 경우 신호 손실이 다량 발생하며, 신호 전달시 발열 문제가 발생하게 되는 문제점이 있다. 따라서, 기존의 연성동박적층판은 10GHz 이하의 주파수 대역에서만 사용 가능하고, mmwave 대역인 28GHz 주파수 대역에서는 동작이 불가능한 문제점이 있다.
차세대 모바일 네트워크(NGMN; Next-Generation Mobile Network), 5세대(5G) 및 6세대(6G) 이동 통신은 단말과 기지국 사이의 무선 접속 기술로서 엔알(NR; New Radio) 기술을 채택하고 있으며, mmwave 대역인 28GHz 주파수 대역을 사용하여 대규모 데이터를 빠른 속도로 전송해야 한다.
따라서, 이러한 mmwave 대역에서의 무선 통신을 위한, 안테나, 통신장비, 기지국 레이더, 안테나, 서버보드 등에 활용할 수 있는 연성동박적층판 및 연성인쇄회로기판의 개발이 필요하다.
[선행기술문헌]
대한민국 등록특허 제1275159호
대한민국 등록특허 제2334251호
본 발명은 상술한 필요성을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 접착제를 사용하지 않고 기재 필름에 동박을 직접 도금하여 저조도 동박을 구현할 수 있는 연성동박적층판 및 연성인쇄회로기판을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 기재 필름에 불소계 복합소재를 코팅하여 기재 필름 표면에서 수분을 차단하여 유전율 및 유전 손실을 감소시킬 수 있는 연성동박적층판 및 연성인쇄회로기판을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 신호 손실이 최소화되어 우수한 신호 전달이 가능하여 고주파용 무선 통신 장비에 활용될 수 있는 연성동박적층판 및 연성인쇄회로기판을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 박리강도 특성 및 주파수 특성이 우수한 연성동박적층판 및 연성인쇄회로기판을 제공하는데 있다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 전자기판용 연성동박적층판은, 유연한 기재 필름층, 기재 필름층의 적어도 한 면에 형성된 불소계 복합소재층 및 불소계 복합소재층 상에 배치된 도전층을 포함한다.
바람직하게는, 기재 필름층은, 폴리이미드(PI : polyimide), 변형 폴리이미드(MPI : modified polyimide), 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET : polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN : polyethylene naphthalate), 폴리사이클로헥실렌 디메틸렌 테레프타레이트(PCT : Polycyclohexylene dimethylene terephthalate), 액상고분자(LCP : liquid crystal polymer), 폴리테트라풀루오로에틸렌(PTFE : Polytetrafluoroethylene), 및 퍼플루오로알콕시(PFA : Perfluoroalkoxy)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.
바람직하게는, 불소계 복합소재층은, 폴리 테트라 풀루오로 에틸렌(PTFE : Poly tetra fluoro ethylene), 퍼플루오로알콕시(PFA : Perfluoroalkoxy), 에틸렌테트라플루오로 에틸렌(ETFE : Ethylene Tetra fluoro Ethylene), 플루오린 에틸렌 프로필렌(FEP : Fluorinated ethylene propylene), 폴리 비닐리덴 플루오라이드(PVDF : Polyvinylidene fluoride), 및 폴리클로로트리 플루오로 에틸렌(PCTFE : Polychlorotrifluoroethylene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.
바람직하게는, 도전층은, 구리, 니켈, 금, 은, 아연 및 주석으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종 이상의 금속을 포함한다.
보다 바람직하게는, 기재 필름층 위에 불소계 복합소재층이 코팅된다.
보다 바람직하게는, 불소계 복합소재층 상에 도전층이 도금된다.
보다 바람직하게는, 기재 필름층은 7 ~ 100um의 두께로 구성된다.
보다 바람직하게는, 불소계 복합소재층은 2 ~ 20um의 두께로 구성된다.
보다 바람직하게는, 도전층은 2 ~ 18um의 두께로 구성된다.
보다 바람직하게는, 불소계 복합소재층과 도전층 사이의 표면 조도는 0.1um ~ 0.3um이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 연성인쇄회로기판은, 유연한 기재 필름층, 기재 필름층의 적어도 한 면에 형성된 불소계 복합소재층 및 불소계 복합소재층 상에 배치된 도전 패턴층을 포함한다.
바람직하게는, 기재 필름층은, 폴리이미드(PI : polyimide), 변형 폴리이미드(MPI : modified polyimide), 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET : polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN : polyethylene naphthalate), 폴리사이클로헥실렌 디메틸렌 테레프타레이트(PCT : Polycyclohexylene dimethylene terephthalate), 액상고분자(LCP : liquid crystal polymer), 폴리테트라풀루오로에틸렌(PTFE : Polytetrafluoroethylene), 및 퍼플루오로알콕시(PFA : Perfluoroalkoxy)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.
바람직하게는, 불소계 복합소재층은, 폴리 테트라 풀루오로 에틸렌(PTFE : Poly tetra fluoro ethylene), 퍼플루오로알콕시(PFA : Perfluoroalkoxy), 에틸렌테트라플루오로 에틸렌(ETFE : Ethylene Tetra fluoro Ethylene), 플루오린 에틸렌 프로필렌(FEP : Fluorinated ethylene propylene), 폴리 비닐리덴 플루오라이드(PVDF : Polyvinylidene fluoride), 및 폴리클로로트리 플루오로 에틸렌(PCTFE : Polychlorotrifluoroethylene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.
바람직하게는, 도전 패턴층은, 구리, 니켈, 금, 은, 아연 및 주석으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종 이상의 금속을 포함한다.
보다 바람직하게는, 기재 필름층 위에 불소계 복합소재층이 코팅된다.
보다 바람직하게는, 불소계 복합소재층 상에 도전 패턴층이 도금된다.
보다 바람직하게는, 기재 필름층은 7 ~ 100um의 두께로 구성된다.
보다 바람직하게는, 불소계 복합소재층은 2 ~ 20um의 두께로 구성된다.
보다 바람직하게는, 도전 패턴층은 2 ~ 18um의 두께로 구성된다.
보다 바람직하게는, 불소계 복합소재층과 도전 패턴층 사이의 표면 조도는 0.1um ~ 0.3um이다.
본 발명에 따르면, 접착제를 사용하지 않고 기재 필름에 동박을 직접 도금하여 저조도 동박을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 기재 필름에 불소계 복합소재를 코팅하여 기재 필름 표면에서 수분 흡수율을 감소시켜 유전율 및 유전 손실을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 고주파 신호 손실이 최소화되어 5세대(5G) 이동통신과 같은 고주파 용도에서 신호 전송률을 향상시킬 수 있다
또한, 본 발명에 따르면, 박리강도 특성 및 주파수 특성이 우수하여 동박의 박리가 방지되면서도 고주파수 신호 손실이 감소되는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자("통상의 기술자"라 함)에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예들은, 이하 설명하는 첨부 도면들을 참조하여 설명될 것이며, 여기서 유사한 참조 번호는 유사한 요소들을 나타내지만, 이에 한정되지는 않는다.
도 1은 종래의 연성동박적층판을 도시한 도면으로서, (a)는 종래의 연성동박적층판의 단면 구조도이고, (b)는 동박과 접착제의 접합면인 'A' 부분 확대도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 전자기판용 연성동박적층판의 단면 구조도이다.
도 3은 동박 조도가 서로 다른 연성동박적층판의 단면도를 도시한 도면으로서, (a)는 동박 조도가 0.1um 이하의 연성동박적층판의 단면도이고, (b)는 동박 조도가 0.3um 이하의 연성동박적층판의 단면도이며, (c)는 동박 조도가 3um 이하의 연성동박적층판의 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 연성동박적층판의 동박 조도별 주파수 특성을 비교한 그래프이다.
도 5는 도 3에 도시된 연성동박적층판의 동박 조도별 주파수 박리 강도를 비교한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 연성동박적층판의 단면 구조도로서, (a)는 실시예 1에 따른 연성동박적층판의 단면 구조도이고, (b)는 실시예 2에 따른 연성동박적층판의 단면 구조도이고, (c)는 실시예 3에 따른 연성동박적층판의 단면 구조도이고, (d)는 실시예 4에 따른 연성동박적층판의 단면 구조도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 연성동박적층판의 주파수 특성을 도시한 그래프이다.
[부호의 설명]
201 : 기재 필름층
202, 203 : 불소계 복합소재층
204, 205 : 도전층
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.
첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응되는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
본 명세서에 개시된 실시예의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명과 연관된 통상의 기술자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
예를 들어, "기술"이라는 용어는 시스템, 방법, 컴퓨터 판독 가능 명령어, 모듈, 알고리즘, 하드웨어 로직 및/또는 상기 기술된 문맥에 의해 허용되고 문서 전체에 걸쳐 동작을 지칭할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 개시된 실시예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 관련 분야에 종사하는 기술자의 의도, 판례, 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서, 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 명세서에서의 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수인 것으로 특정하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 복수의 표현은 문맥상 명백하게 복수인 것으로 특정하지 않는 한, 단수의 표현을 포함한다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
본 발명에서, '포함하다', '포함하는' 등의 용어는 특징들, 단계들, 동작들, 요소들 및/또는 구성요소들이 존재하는 것을 나타낼 수 있으나, 이러한 용어가 하나 이상의 다른 기능들, 단계들, 동작들, 요소들, 구성요소들 및/또는 이들의 조합이 추가되는 것을 배제하지는 않는다.
본 발명에서, 특정 구성요소가 임의의 다른 구성요소에 '결합', '조합', '연결', '연관' 되거나, '반응' 하는 것으로 언급된 경우, 특정 구성요소는 다른 구성요소에 직접 결합, 조합, 연결 및/또는 연관되거나, 반응할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 특정 구성요소와 다른 구성요소 사이에 하나 이상의 중간 구성요소가 존재할 수 있다. 또한, 본 발명에서 "및/또는"은 열거된 하나 이상의 항목의 각각 또는 하나 이상의 항목의 적어도 일부의 조합을 포함할 수 있다.
본 발명에서, '제1', '제2' 등의 용어는 특정 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위해 사용되는 것으로, 이러한 용어에 의해 상술한 구성요소가 제한되진 않는다. 예를 들어, '제1' 구성 요소는 '제2' 구성 요소와 동일하거나 유사한 형태의 요소를 지칭하기 위해 사용될 수 있다.
[전자기판용 연성동박적층판]
도 2는 본 발명의 한 구현예에 따른 전자기판용 연성동박적층판의 단면 구조도이다.
일 구현예에 따르면 본 발명의 전자기판용 연성동박적층판은 유연한 기재 필름층(201)과, 기재 필름층의 적어도 한 면에 형성된 불소계 복합소재층(202, 203)과, 불소계 복합소재층 상에 배치된 도전층(204, 205)을 포함하여 이루어진다.
기재 필름층(201)은 7 ~ 100um의 두께로 구성될 수 있고, 불소계 복합소재층(202, 203)은 2 ~ 20um의 두께로 구성될 수 있으며, 도전층(204, 205)은 2 ~ 18um의 두께로 구성될 수 있다.
기재 필름층(201)은 폴리이미드(PI : polyimide), 변형 폴리이미드(MPI : modified polyimide), 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET : polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN : polyethylene naphthalate), 폴리사이클로헥실렌 디메틸렌 테레프타레이트(PCT : Polycyclohexylene dimethylene terephthalate), 액상고분자(LCP : liquid crystal polymer), 폴리테트라풀루오로에틸렌(PTFE : Polytetrafluoroethylene), 및 퍼플루오로알콕시(PFA : Perfluoroalkoxy)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
불소계 복합소재층(202, 203)은 폴리 테트라 풀루오로 에틸렌(PTFE : Poly tetra fluoro ethylene), 퍼플루오로알콕시(PFA : Perfluoroalkoxy), 에틸렌테트라플루오로 에틸렌(ETFE : Ethylene Tetra fluoro Ethylene), 플루오린 에틸렌 프로필렌(FEP : Fluorinated ethylene propylene), 폴리 비닐리덴 플루오라이드(PVDF : Polyvinylidene fluoride), 및 폴리클로로트리 플루오로 에틸렌(PCTFE : Polychlorotrifluoroethylene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
도전층(204, 205)은 도전성 금속을 포함할 수 있다. 구체적으로 도전층은 구리, 니켈, 금, 은, 아연 및 주석으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종 이상의 금속을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 도전층(204, 205)은 구리 호일(동박)일 수 있다.
기재 필름층(201)의 일면 혹은 양면에 불소계 복합소재층(202, 203)이 코팅될 수 있다. 코팅 방법의 한 실시예로서, 바 코터(bar coater)를 사용하여 시트(sheet) 단위의 기재 필름에 불소계 코팅제를 코팅할 수 있다. 다른 실시예로서, 롤투롤 코터(roll to roll coater)를 사용하여 롤 단위의 필름에 불소계 코팅제를 코팅할 수 있다. 불소계 코팅제는 불소계 레진 40 ~ 50중량%, 용제 45 ~ 55중량%, 기타 첨가제 5 ~ 10중량%를 분산시켜 제조할 수 있다.
기재 필름층(201) 또는 불소계 복합소재층(202, 203) 상에 도전층(204, 205)을 직접 도금할 수 있다. 먼저, 도전층이 도금되는 기재 필름층(201) 또는 불소계 복합소재층(202, 203) 표면을 전처리할 수 있다. 전처리 방식으로는 플라즈마 처리, 이온 표면 처리 등이 포함될 수 있다. 이러한 전처리 과정을 통해, 도금되는 도전층과 필름층 또는 불소계 복합소재층의 밀착력을 높여서 도전층이 박리되는 현상을 막아주는 효과가 있다.
전처리된 표면 위에 시드층을 형성할 수 있다. 시드층 형성 방법으로는 무전해 도금법과 스퍼터링 도금법을 사용할 수 있다. 시드층에 사용 가능한 금속으로는 니켈, 구리, 크롬 및 티타늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종 이상의 금속을 포함할 수 있다.
시드층 위에 도전층을 도금할 수 있다. 도전층은 구리를 전해 도금하여 형성할 수 있다. 전해 도금은 전류 5ASD(ASD, Amp per decimeter2), 전압 0.5 ~ 2V 조건에서 이루어질 수 있다.
[동박 조도별 주파수 특성 및 박리강도 특성]
본 발명은 고주파 용도에 사용 가능한 연성동박적층판을 제안하기 위한 것이다. 고주파 용도로 사용할 수 있는 연성동박적층판의 특성을 도출하기 위해 동박 조도별 주파수 특성 및 박리강도 특성을 살펴본다.
도 3은 동박 조도가 서로 다른 연성동박적층판의 단면도를 도시한 도면으로서, (a)는 동박 조도가 0.1um 이하의 연성동박적층판의 단면도이고, (b)는 동박 조도가 0.3um 이하의 연성동박적층판의 단면도이며, (c)는 동박 조도가 3um 이하의 연성동박적층판의 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 연성동박적층판의 동박 조도별 주파수 특성을 비교한 그래프이고, 도 5는 도 3에 도시된 연성동박적층판의 동박 조도별 주파수 박리 강도를 비교한 도면이다.
도 3의 (c)와 같이 동박 조도가 3um 이하인 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 박리강도 특성이 우수하나, 도 4에 도시된 바와 같이 고주파에서의 신호 손실이 크므로 mmwave 대역인 28GHz에서는 사용이 불가능하다. 도 3의 (a)와 같이 동박 조도가 0.1um 이하인 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 고주파 특성이 우수하나 도 5에 도시된 바와 같이 박리강도가 약한 단점이 있다. 박리강도가 약할 경우, 후공정인 패터닝 또는 커넥터, 칩 등과 연결시 동박이 박리될 위험이 있다. 도 3의 (b)와 같이 동박 조도가 0.3um 이하인 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 구조파 특성이 우수하며, 아울러 도 5에 도시된 바와 같이 박리강도 특성이 우수하다.
따라서, 본 발명에서는 기재 필름층 또는 불소계 복합소재층에 동박을 직접 도금하여 동박 조도가 0.1um ~ 0.3um인 연성동박적층판을 제조한다.
[폴리이미드 필름 및 불소계 복합소재 필름의 수분흡수율]
폴리이미드 계열의 기재 필름은 고온다습 조건에서 수분을 흡수하여 필름의 절연성이 저하되거나, 내열성이 부족하고, 유전 손실이 높아지며, 신호 손실이 다량 발생하게 된다. 유전 손실이 높아져서 신호 손실이 발생하면 고주파 대역에서 동작이 불가능하게 되는 문제점이 있다.
본 발명에서는 폴리이미드 계열의 기재 필름 표면에 발소성이 우수한 불소계 복합소재를 코팅함으로써, 기재 필름으로 수분이 스며들지 못하도록 차단할 수 있다. 변형 폴리이미드(MPI : Modified Polyimide)는 기존 폴리이미드(PI)를 가공 및 변형하여 전통적인 폴리이미드가 갖는 불용성, 가공의 어려움, 접착 성능 부족, 너무 높은 경화온도 등의 단점을 보완한 소재로서, 열 안정성이 높은 소재이다. 고분자 연구소의 분석 결과, 변형 폴리이미드(MPI) 필름의 수분 흡수율은 1.23%이나, 본 발명과 같이 변형 폴리이미드(MPI) 필름에 불소계 복합소재를 코팅한 복합필름의 수분 흡수율은 0.77%로서, MPI 필름의 수분 흡수율 대비 1.7배 우수한 특성을 보여준다.
이하 실시예를 통해 보다 구체적으로 설명하나, 이들 범위로 한정되는 것은 아니다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 연성동박적층판의 단면 구조도로서, (a)는 실시예 1에 따른 연성동박적층판의 단면 구조도이고, (b)는 실시예 2에 따른 연성동박적층판의 단면 구조도이고, (c)는 실시예 3에 따른 연성동박적층판의 단면 구조도이고, (d)는 실시예 4에 따른 연성동박적층판의 단면 구조도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 연성동박적층판의 주파수 특성을 도시한 그래프이다.
[실시예 1]
50um 두께의 폴리이미드(PI) 필름의 양 면에 12um 두께로 동박을 직접 도금하였다. 폴리이미드 필름을 전처리하고, 시드층을 형성한 후 시드층 위에 구리를 전해 도금하여 동박을 형성하였다. 이렇게 제조된 연성동박적층판의 10GHz에서의 유전율(Dk)은 3.6이고, 10GHz에서의 유전 손실(Df)은 0.016이었다. 도 7에 도시된 바와 같이 실시예 1에서, 신호 세기가 1dB 감소하는 주파수는 14GHz로서, 14GHz 이상의 고주파수 대역에서는 신호 손실이 커졌다.
[실시예 2]
25um 두께의 폴리이미드(PI) 필름의 양 면에 25um 두께로 퍼플루오로알콕시(PFA : Perfluoroalkoxy)를 코팅하여 불소계 복합소재층을 형성하였다. 퍼플루오로알콕시 함유 불소계 코팅제를 제조하고, 제조된 불소계 코팅제를 폴리이미드 필름의 양면에 바 코터 또는 롤투롤 코터를 이용하여 크팅하였다. 그리고, 불소계 복합소재층 위에 각각 12um 두께로 동박을 형성하였다. 불소계 복합소재층을 전처리하고, 시드층을 형성한 후 시드층 위에 구리를 전해 도금하여 동박을 형성하였다. 이렇게 제조된 연성동박적층판의 10GHz에서의 유전율(Dk)은 2.87이고, 10Ghz에서의 유전 손실(Df)은 0.0093으로서, [실시예 1] 대비하여 유전율과 유전 손실이 감소하였다. 도 7에 도시된 바와 같이 신호 세기가 1dB 감소하는 주파수는 30GHz 이상으로서 고주파 대역에서의 신호 손실이 적었다.
[실시예 3]
50um 두께의 변형 폴리이미드(MPI) 필름의 양 면에 12um 두께로 동박을 직접 도금하였다. 변형 폴리이미드(MPI) 필름을 전처리하고, 시드층을 형성한 후 시드층 위에 구리를 전해 도금하여 동박을 형성하였다. 이렇게 제조된 연성동박적층판의 10GHz에서의 유전율(Dk)은 3.5이고, 10GHz에서의 유전 손실(Df)은 0.0034이었다. 도 7에 도시된 바와 같이 신호 세기가 1dB 감소하는 주파수는 30GHz 이상으로서 고주파 대역에서의 신호 손실이 적었다.
[실시예 4]
25um 두께의 변형 폴리이미드(MPI) 필름의 양 면에 25um 두께로 퍼플루오로알콕시(PFA : Perfluoroalkoxy)를 코팅하여 불소계 복합소재층을 형성하였다. 퍼플루오로알콕시 함유 불소계 코팅제를 제조하고, 제조된 불소계 코팅제를 변형 폴리이미드(MPI) 필름의 양면에 바 코터 또는 롤투롤 코터를 이용하여 크팅하였다. 그리고, 불소계 복합소재층 위에 각각 12um 두께로 동박을 형성하였다. 불소계 복합소재층을 전처리하고, 시드층을 형성한 후 시드층 위에 구리를 전해 도금하여 동박을 형성하였다. 이렇게 제조된 연성동박적층판의 10GHz에서의 유전율(Dk)은 2.9이고, 10Ghz에서의 유전 손실(Df)은 0.0025으로서, [실시예 3] 대비하여 유전율과 유전 손실이 감소하였다. 도 7에 도시된 바와 같이 신호 세기가 1dB 감소하는 주파수는 30GHz 이상으로서 고주파 대역에서의 신호 손실이 적었다.
일반적으로 연성동박적층판에 사용되는 기재 필름에는 폴리이미드(PI) 필름과 변형 폴리이미드(MPI) 필름이 있다. 이러한 폴리이미드계 필름은 유전율과 유전 손실이 높아서 손실 손실이 크다는 단점이 있다. 본 발명과 같이 폴리이미드(PI) 필름에 불소계 복합소재를 코팅하면, 유전율(Dk)이 3.6에서 2.87로 감소하고 유전 손실(Df)이 0.016에서 0.0093으로 감소하는 효과가 있고, 변형 폴리이미드(MPI) 필름에 불소계 복합소재를 코팅하면, 유전율(Dk)이 3.5에서 2.9로 감소하고 유전 손실(Df)이 0.0034에서 0.0025으로 감소하는 효과가 있다.
[연성인쇄회로기판]
일 구현예에 따른 연성인쇄회로기판은, 유연한 기재 필름층과, 기재 필름층의 적어도 한 면에 형성된 불소계 복합소재층과, 불소계 복합소재층 상에 배치된 도전 패턴층을 포함할 수 있다.
기재 필름층은 7 ~ 100um의 두께로 구성될 수 있고, 불소계 복합소재층은 2 ~ 20um의 두께로 구성될 수 있으며, 도전 패턴층은 2 ~ 18um의 두께로 구성될 수 있다.
기재 필름층은 폴리이미드(PI : polyimide), 변형 폴리이미드(MPI : modified polyimide), 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET : polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN : polyethylene naphthalate), 폴리사이클로헥실렌 디메틸렌 테레프타레이트(PCT : Polycyclohexylene dimethylene terephthalate), 액상고분자(LCP : liquid crystal polymer), 폴리테트라풀루오로에틸렌(PTFE : Polytetrafluoroethylene), 및 퍼플루오로알콕시(PFA : Perfluoroalkoxy)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
불소계 복합소재층은 폴리 테트라 풀루오로 에틸렌(PTFE : Poly tetra fluoro ethylene), 퍼플루오로알콕시(PFA : Perfluoroalkoxy), 에틸렌테트라플루오로 에틸렌(ETFE : Ethylene Tetra fluoro Ethylene), 플루오린 에틸렌 프로필렌(FEP : Fluorinated ethylene propylene), 폴리 비닐리덴 플루오라이드(PVDF : Polyvinylidene fluoride), 및 폴리클로로트리 플루오로 에틸렌(PCTFE : Polychlorotrifluoroethylene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
도전 패턴층은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도전 패턴은 도전성 금속을 포함할 수 있다. 구체적으로 도전 패턴은 구리, 니켈, 금, 은, 아연 및 주석으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종 이상의 금속을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 도전 패턴은 구리 패턴을 포함할 수 있다.
도전 패턴의 형태는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 라인 패턴 또는 평면 나선 패턴을 포함할 수 있다.
또한, 도전 패턴층은 회로 패턴을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 도전 패턴층은 인쇄회로 패턴을 포함할 수 있다.
또한, 도전 패턴층은 단자 패턴을 포함할 수 있다. 단자 패턴은 외부의 회로와 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 전자기판은 기재 필름층을 두께 방향으로 관통하면서 도전 패턴들을 전기적으로 연결하는 비아를 더 포함할 수 있다.
기재 필름층의 일면 혹은 양면에 불소계 복합소재층이 코팅될 수 있다.
기재 필름층 또는 불소계 복합소재층 상에 도전층을 직접 도금한 후, 도전층에 패턴을 형성하여 도전 패턴층을 형성할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 유연한 기재 필름층,
    상기 기재 필름층의 적어도 한 면에 형성된 불소계 복합소재층, 및
    상기 불소계 복합소재층 상에 배치된 도전층
    을 포함하는 전자기판용 연성동박적층판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기재 필름층은,
    폴리이미드(PI : polyimide), 변형 폴리이미드(MPI : modified polyimide), 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET : polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN : polyethylene naphthalate), 폴리사이클로헥실렌 디메틸렌 테레프타레이트(PCT : Polycyclohexylene dimethylene terephthalate), 액상고분자(LCP : liquid crystal polymer), 폴리테트라풀루오로에틸렌(PTFE : Polytetrafluoroethylene), 및 퍼플루오로알콕시(PFA : Perfluoroalkoxy)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 전자기판용 연성동박적층판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 불소계 복합소재층은,
    폴리 테트라 풀루오로 에틸렌(PTFE : Poly tetra fluoro ethylene), 퍼플루오로알콕시(PFA : Perfluoroalkoxy), 에틸렌테트라플루오로 에틸렌(ETFE : Ethylene Tetra fluoro Ethylene), 플루오린 에틸렌 프로필렌(FEP : Fluorinated ethylene propylene), 폴리 비닐리덴 플루오라이드(PVDF : Polyvinylidene fluoride), 및 폴리클로로트리 플루오로 에틸렌(PCTFE : Polychlorotrifluoroethylene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 전자기판용 연성동박적층판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 도전층은,
    구리, 니켈, 금, 은, 아연 및 주석으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종 이상의 금속을 포함하는 전자기판용 연성동박적층판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기재 필름층 위에 상기 불소계 복합소재층이 코팅된 전자기판용 연성동박적층판.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 불소계 복합소재층 상에 상기 도전층이 도금된 전자기판용 연성동박적층판.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기재 필름층은 7 ~ 100um의 두께로 구성되는 전자기판용 연성동박적층판.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 불소계 복합소재층은 2 ~ 20um의 두께로 구성되는 전자기판용 연성동박적층판.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 도전층은 2 ~ 18um의 두께로 구성되는 전자기판용 연성동박적층판.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 불소계 복합소재층과 상기 도전층 사이의 표면 조도는 0.1um ~ 0.3um인 전자기판용 연성동박적층판.
  11. 유연한 기재 필름층,
    상기 기재 필름층의 적어도 한 면에 형성된 불소계 복합소재층, 및
    상기 불소계 복합소재층 상에 배치된 도전 패턴층
    을 포함하는 연성인쇄회로기판.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기재 필름층은,
    폴리이미드(PI : polyimide), 변형 폴리이미드(MPI : modified polyimide), 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET : polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN : polyethylene naphthalate), 폴리사이클로헥실렌 디메틸렌 테레프타레이트(PCT : Polycyclohexylene dimethylene terephthalate), 액상고분자(LCP : liquid crystal polymer), 폴리테트라풀루오로에틸렌(PTFE : Polytetrafluoroethylene), 및 퍼플루오로알콕시(PFA : Perfluoroalkoxy)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 연성인쇄회로기판.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 불소계 복합소재층은,
    폴리 테트라 풀루오로 에틸렌(PTFE : Poly tetra fluoro ethylene), 퍼플루오로알콕시(PFA : Perfluoroalkoxy), 에틸렌테트라플루오로 에틸렌(ETFE : Ethylene Tetra fluoro Ethylene), 플루오린 에틸렌 프로필렌(FEP : Fluorinated ethylene propylene), 폴리 비닐리덴 플루오라이드(PVDF : Polyvinylidene fluoride), 및 폴리클로로트리 플루오로 에틸렌(PCTFE : Polychlorotrifluoroethylene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 연성인쇄회로기판.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 도전 패턴층은,
    구리, 니켈, 금, 은, 아연 및 주석으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종 이상의 금속을 포함하는 연성인쇄회로기판.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 기재 필름층 위에 상기 불소계 복합소재층이 코팅된 연성인쇄회로기판.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 불소계 복합소재층 상에 상기 도전 패턴층이 도금된 연성인쇄회로기판.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 기재 필름층은 7 ~ 100um의 두께로 구성되는 연성인쇄회로기판.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 불소계 복합소재층은 2 ~ 20um의 두께로 구성되는 연성인쇄회로기판.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 도전 패턴층은 2 ~ 18um의 두께로 구성되는 연성인쇄회로기판.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 불소계 복합소재층과 상기 도전 패턴층 사이의 표면 조도는 0.1um ~ 0.3um인 연성인쇄회로기판.
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