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KR20120137904A - 복합 다층 필름, 인쇄회로기판 및 휴대 단말기 - Google Patents

복합 다층 필름, 인쇄회로기판 및 휴대 단말기 Download PDF

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Publication number
KR20120137904A
KR20120137904A KR1020110057063A KR20110057063A KR20120137904A KR 20120137904 A KR20120137904 A KR 20120137904A KR 1020110057063 A KR1020110057063 A KR 1020110057063A KR 20110057063 A KR20110057063 A KR 20110057063A KR 20120137904 A KR20120137904 A KR 20120137904A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
layer
composite multilayer
multilayer film
adhesive layer
Prior art date
Application number
KR1020110057063A
Other languages
English (en)
Inventor
김강희
이종엽
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020110057063A priority Critical patent/KR20120137904A/ko
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Abstract

본 발명은 복합 다층 필름, 인쇄회로기판 및 휴대 단말기에 관한 것이다.
즉, 본 발명의 복합 다층 필름은 구리층과; 상기 구리층에 접착된 내부 접착층과; 상기 내부 접착층에 접착된 폴리이미드층과; 상기 폴리이미드층에 접착된 외부 접착층을 포함하여 구성된다.

Description

복합 다층 필름, 인쇄회로기판 및 휴대 단말기 { Multi-layer film, printed circuit board and portable terminal }
본 발명은 복합 다층 필름, 인쇄회로기판 및 휴대 단말기에 관한 것이다.
휴대 단말기는 휴대가 가능하면서 음성 및 영상 통화를 수행할 수 있는 기능, 정보를 입출력할 수 있는 기능, 및 데이터를 저장할 수 있는 기능 등을 하나 이상 갖춘 휴대용 기기이다.
이러한 멀티미디어 기기의 형태로 구현된 휴대 단말기는, 복잡한 기능을 구현하기 위해 하드웨어나 소프트웨어적 측면에서 새로운 시도들이 다양하게 적용되고 있다. 따라서 휴대 단말기는 카메라 역할도 가능하고, 음악 또는 동영상 플레이어의 역할도 수행하고 있다.
또한, 휴대용 단말기는 자신의 개성을 표현하기 위한 개인 휴대품으로 여겨지면서, 다양한 디자인이 요구되고 있다.
한편, 휴대 단말기의 내부에 장착되는 인쇄회로기판에는 휴대 단말기의 구동에 필요한 회로부품들이 장착된다.
최근 휴대 단말기의 두께가 얇아짐에 따라, 인쇄회로기판의 두께도 얇아지고 있다.
이렇게, 휴대 단말기를 포함한 전자 제품에서 얇은 인쇄회로기판의 요구는 증대되고 있으며, 얇은 두께를 갖더라도 특성이 우수한 인쇄회로기판 및 그를 구성하는 필름들에 대한 연구 및 기술개발이 현재까지 지속적으로 수행되고 있다.
본 발명은 인쇄회로기판의 두께를 줄일 수 있는 과제를 해결하는 것이다.
본 발명은,
구리층과;
상기 구리층에 접착된 내부 접착층과;
상기 내부 접착층에 접착된 폴리이미드층과;
상기 폴리이미드층에 접착된 외부 접착층을 포함하여 구성된 복합 다층 필름이 제공된다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 내부 접착층의 두께는 8㎛ 이하일 수 있다.
그리고, 상기 구리층은 패터닝된 회로패턴일 수 있다.
또, 상기 외부 접착층에 다른 폴리이미드층, 내부 접착층과 구리층이 순차적으로 접착될 수 있다.
본 발명은,
폴리이미드 필름의 양면에 연성 동막이 적층한 연성동막 적층필름과;
상기 연성동막 적층필름의 양면에 접착된 외부 접착층, 폴리이미드층, 내부 접착층 및 구리층으로 이루어진 복합 다층 필름을 포함하며,
상기 연성동막 적층필름 및 상기 복합 다층 필름을 관통하는 관통홀이 형성되어 있고, 상기 연성동막 적층필름의 연성동막을 노출시키는 비아홀(Via holl)이 상기 복합 다층 필름에 형성되어 있고, 상기 복합 다층 필름의 연성 동막, 상기 관통홀 및 상기 비아홀에 도금층이 형성되어 있으며, 상기 도금층은 패터닝되어 회로 패턴이 형성되어 있는 인쇄회로기판이 제공된다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 비아홀의 내측벽에는 상기 구리층, 내부 접착층, 폴리이미드층 및 외부 접착층이 적층된 구조가 노출될 수 있다.
그리고, 상기 비아홀의 종횡비는 0.06 ~ 0.1일 수 있다.
본 발명은,
동작을 수행하기 위한 부품들이 실장되어 있는 메인보드가 구비된 휴대 단말기에 있어서,
상기 메인보드에,
폴리이미드 필름의 양면에 연성 동막이 적층한 연성동막 적층필름과; 상기 연성동막 적층필름의 양면에 접착된 외부 접착층, 폴리이미드층, 내부 접착층 및 구리층으로 이루어진 복합 다층 필름을 포함하며, 상기 연성동막 적층필름 및 상기 복합 다층 필름을 관통하는 관통홀이 형성되어 있고, 상기 연성동막 적층필름의 연성동막을 노출시키는 비아홀(Via holl)이 상기 복합 다층 필름에 형성되어 있고, 상기 복합 다층 필름의 연성 동막, 상기 관통홀 및 상기 비아홀에 도금층이 형성되어 있으며, 상기 도금층은 패터닝되어 회로 패턴이 형성되어 있는 인쇄회로기판, 또는
패터닝된 회로패턴으로 형성된 구리층과; 상기 구리층에 접착된 내부 접착층과; 상기 내부 접착층에 접착된 폴리이미드층과; 상기 폴리이미드층에 접착된 외부 접착층을 포함하여 구성된 복합 다층 필름이 실장되어 있는 휴대 단말기가 제공된다.
본 발명에 따른 복합 다층 필름은 일반 리지드 플렉스(Rigid Flex) 제품의 프리 프레그(Pre-preg)와 멀티 플렉스(Multi Flex) 제품의 본딩 시트 사용을 배제 하여 인쇄회로기판의 두께를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 복합 다층 필름은 일반 리지드 플렉스(Rigid Flex) 제품의 프리 프레그(Pre-preg)와 멀티 플렉스(Multi Flex) 제품의 본딩 시트 사용한 복합 다층 필름보다도 현저하게 두께를 줄였음에도 불구하고, 접착층의 내열 특성이나 박리 강도, 폴리이미드층의 굴곡특성, 내화학성, 내열성 및 전기적 특성이 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 복합 다층 필름의 개략적인 단면도
도 2는 본 발명에 따른 복합 다층 필름의 휨 강도를 측정하는 시험 장치를 촬영한 사진도
도 3a와 도 3b는 도 2의 시험 장치에서 휨 강도를 측정된 인쇄회로기판을 촬영한 사진도
도 4a와 도 4b는 본 발명에 따른 복합 다층 필름이 적용된 인쇄회로기판과 비교예의 인쇄회로기판의 단면도
도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도
도 6은 본 발명에 따른 복합 다층 필름에 의해 결정되는 종횡비(Aspect ratio)에 대하여 설명하기 위한 개념적인 단면도
도 7a와 도 7b는 본 발명에 따른 복합 다층 필름의 실시예들을 설명하기 위한 개념적인 단면도
도 8은 본 발명에 따른 복합 다층 필름 및 인쇄회로기판이 휴대 단말기에 적용된 일례를 설명하기 위한 개념적인 단면도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
본 명세서에서 기술되는 휴대 단말기에는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(notebook computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등이 포함된다.
그리고, 본 발명에 따라 복합 다층 필름 및 인쇄회로기판이 포함된 휴대 단말기는 폴더 타입, 바 타입, 스윙타입, 슬라이더 타입 등과 같은 여러 타입의 휴대 단말기들을 포함하는 모든 종류의 휴대 단말기에 적용될 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용은 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 복합 다층 필름의 개략적인 단면도이다.
본 발명에 따른 복합 다층 필름(100)은 구리층(COPPER LAYER)(110)과; 상기 구리층(110)에 접착된 내부 접착층(INNER ADHESIVE LAYER)(120)과; 상기 내부 접착층(120)에 접착된 폴리이미드(POLYIMIDE: PI)층(130)과; 상기 폴리이미드층(130)에 접착된 외부 접착층(140)을 포함하여 구성된다.
즉, 본 발명에 따른 복합 다층 필름(100)은 일반 리지드 플렉스(Rigid Flex) 제품의 프리 프레그(Pre-preg)와 멀티 플렉스(Multi Flex) 제품의 본딩 시트 사용을 배제한 것이다.
그리고, 상기 내부 접착층(120)의 두께는 8㎛ 이하로 하는 경우, 복합 다층 필름(100)의 전체 두께는 얇게 되어, 이 복합 다층 필름을 사용한 인쇄회로기판의 두께를 경박화시킬 수 있게 된다.
또, 본 발명에 따른 복합 다층 필름(100)은 신뢰성을 평가한 결과, (1) 핫 프레스(Hot press) 후 외관 및 단면 이상이 없었고, (2) 레이저 비아홀 가공성이 양호하고, (3) 피로 굴곡 특성이 시료의 두께가 15㎛에서 1056회이고, 25㎛에서 1020.7회이며, 30㎛에서 794.3회이므로, 500회 이상이고, (4) 리플로 테스트 및 절연 저항이 양호하고, (5) 절연 파괴가 없는 우수한 결과를 보였다.
결국, 본 발명에 따른 복합 다층 필름(100)은 일반 리지드 플렉스(Rigid Flex) 제품의 프리 프레그(Pre-preg)와 멀티 플렉스(Multi Flex) 제품의 본딩 시트 사용한 복합 다층 필름보다도 현저하게 두께를 줄였음에도 불구하고, 접착층의 내열 특성이나 박리 강도, 폴리이미드층의 굴곡특성, 내화학성, 내열성 및 전기적 특성이 우수한 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 복합 다층 필름(100)은 CuCL(Cu Clad Coverlay)로 정의될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 복합 다층 필름의 휨 강도를 측정하는 시험 장치를 촬영한 사진도이고, 도 3a와 도 3b는 도 2의 시험 장치에서 휨 강도를 측정된 인쇄회로기판을 촬영한 사진도이다.
도 1의 복합 다층 필름을 2층 연성동막 적층필름(FLEXIBLE COPPER CLAD LAMINATED: FCCL)에 적용하여 도 3a와 같은 인쇄회로기판을 제작하고, 3층 연성동막 적층필름에 적용하여 도 3b와 같은 인쇄회로기판을 제작하여 도 2의 시험 장치에서 휨 강도를 측정하였다.
항복점 하중(kgf)은 도 3a의 인쇄회로기판의 SMD 영역, 즉 부품 실장 영역(10)이 3.63이고, FLEX 영역(구부리는 영역)(11)이 2.65이며, 도 3b에서 SMD 영역(20)이 3.77이고, FLEX 영역이 2.91이었다.
그리고, 휨 강도(kgf/㎟)은 도 3a의 SMD 영역(10)이 26.63이고, FLEX 영역((11)이 57.87이며, 도 3b에서 SMD 영역(20)이 30.80이고, FLEX 영역이 63.41이었다.
그러므로, 본 발명의 복합 다층 필름을 적용하여 제작된 인쇄회로기판에서 항복점 하중과 휨 강도의 특성은 우수한 것을 알 수 있다.
도 4a와 도 4b는 본 발명에 따른 복합 다층 필름이 적용된 인쇄회로기판과 비교예의 인쇄회로기판의 단면도이다.
본 발명의 인쇄회로기판은 도 4a에 도시된 바와 같이, 폴리이미드 필름(201)의 양면에 연성 동막(202,203)이 적층한 연성동막 적층필름(210)과; 상기 연성동막 적층필름(210)의 양면에 접착된 접착층(161,163) 및 폴리이미드층(162,164)으로 이루어진 커버레이어 필름(160,165)과; 상기 커버레이어 필름(160,165)에 접착된 본딩 시트(170,171)를 포함하며, 상기 연성동막 적층필름(210), 상기 커버레이어 필름(160,165) 및 상기 본딩 시트(170,171)를 관통하는 관통홀(361,362)이 형성되어 있고, 상기 커버레이어 필름(160,165)과 상기 본딩 시트(170,171)가 제거되어 상기 연성동막 적층필름(210)의 연성동막(202,203)을 노출시키는 비아홀(Via holl)(351,352)이 형성되어 있고, 상기 관통홀(361,362) 및 상기 비아홀(351,352)에 도금층(300)이 형성되어 있으며, 상기 도금층(300)은 패터닝되어 회로 패턴이 형성되어 있다.
그리고, 본 발명에 따른 복합 다층 필름이 적용된 인쇄회로기판은 도 4b와 같이, 폴리이미드 필름(201)의 양면에 연성 동막(202,203)이 적층한 연성동막 적층필름(210)과; 상기 연성동막 적층필름(210)의 양면에 접착된 외부 접착층(140,141), 폴리이미드층, 내부 접착층 및 구리층으로 이루어진 복합 다층 필름(100,101)을 포함하며, 상기 연성동막 적층필름(210) 및 상기 복합 다층 필름(100,101)을 관통하는 관통홀(361,362)이 형성되어 있고, 상기 연성동막 적층필름(210)의 연성동막(202,203)을 노출시키는 비아홀(Via holl)(351,352)이 상기 복합 다층 필름(100,101)에 형성되어 있고, 상기 복합 다층 필름(100,101)의 연성 동막(202,203), 상기 관통홀(361,362) 및 상기 비아홀(351,352)에 도금층(300)이 형성되어 있으며, 상기 도금층(300)은 패터닝되어 회로 패턴이 형성되어 있다.
이러한, 비교예의 인쇄회로기판은 커버레이어 필름(160,165)과 본딩 시트(170,171)를 별도로 만들어 열압착해야 하는 반면에, 본 발명에 따른 복합 다층 필름이 적용된 인쇄회로기판은 일체로된 복합 다층 필름(100,101)이 구현되어 있어, 인쇄회로기판의 제조 공정을 단순화시킬 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 복합 다층 필름이 적용된 인쇄회로기판은 비교예의 본딩 시트(170,171)를 구비하고 있지 않아 두께를 줄일 수 있게 된다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 폴리이미드 필름(201)의 양면에 연성 동막(202,203)이 적층한 연성동막 적층필름(210)을 준비한다.
그 다음, 상기 연성동막 적층필름(210)의 양면에, 외부 접착층(140,141), 폴리이미드층, 내부 접착층 및 구리층으로 이루어진 복합 다층 필름(100,101)을 접착한다.(도 5b)
이어서, 상기 연성동막 적층필름(210) 및 상기 복합 다층 필름(100,101)을 관통하는 관통홀(361,362)과, 상기 연성동막 적층필름(210)의 연성동막(202,203)을 노출시키는 비아홀(Via holl)(351,352)를 상기 복합 다층 필름(100,101)에 형성한 후, 상기 복합 다층 필름(100,101)의 연성 동막(202,203), 상기 관통홀(361,362) 및 상기 비아홀(351,352)에 도금층(300)을 형성한다.(도 5c)
이어서, 상기 도금층(300)을 패터닝하여 회로 패턴을 형성한다.(도 5d)
이때, 상기 도금층(300)을 패터닝하는 것은 상기 도금층(300)의 소정 영역을 제거하여 개구(310,311)를 형성하는 것이다.
그러므로, 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 제조 방법은 상기 연성동막 적층필름(210)의 양면에, 복합 다층 필름(100,101)을 접착하는 공정을 수행하여 전술된 비교예보다 제조 공정을 단순화시킬 수 있는 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 복합 다층 필름에 의해 결정되는 종횡비(Aspect ratio)에 대하여 설명하기 위한 개념적인 단면도이다.
본 발명의 복합 다층 필름에 형성되는 비아홀은 양호한 종횡비 및 형상을 갖게 된다.
즉, 도 4a와 같은 비교예에서는 레이저로 커버레이어 필름과 본딩 시트가 제거되어 비아홀이 형성되고, 본 발명의 복합 다층 필름(100)은 구리층(110), 내부 접착층(120), 폴리이미드층(130) 및 외부 접착층(140)이 제거되어 비아홀(350)이 형성됨으로, 본 발명의 복합 다층 필름에서는 비교예와 대비하여 상대적으로 종횡비 및 형상이 우수한 비아홀(350)이 형성된다.
그리고, 본 발명의 복합 다층 필름(100)은 외층 및 내층 구리층들(501,502) 사이에 개재되어 있으며, 외층 구리층(501)에서 외부 접착층(140)까지 제거되어 상기 비아홀(350)이 형성되게 된다.
이때, 상기 비아홀(350)의 종횡비는 도 6의 X/Y으로 계산된다.
여기서, 본 발명의 복합 다층 필름(100)에 형성되는 비아홀(350)의 종횡비는 0.06 ~ 0.1이 되는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명의 복합 다층 필름(100)에서 형성된 비아홀(350)은 내측벽에상기 구리층(110), 내부 접착층(120), 폴리이미드층(130) 및 외부 접착층(140)이 적층된 구조가 노출되는 것이 특징이다.
도 7a와 도 7b는 본 발명에 따른 복합 다층 필름의 실시예들을 설명하기 위한 개념적인 단면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 복합 다층 필름 및 인쇄회로기판이 휴대 단말기에 적용된 일례를 설명하기 위한 개념적인 단면도이다.
본 발명에 따른 복합 다층 필름은 단면 인쇄회로기판 및 양면 인쇄회로기판으로 사용할 수 있다.
즉, 도 7a와 같이, 구리층(110), 내부 접착층(120), 폴리이미드층(130) 및 외부 접착층(140)이 적층된 복합 다층 필름(100)의 구리층(110)을 패터닝하여 회로 패턴으로 구현하는 경우, 단면 인쇄회로기판으로 사용할 수 있다.
그리고, 복합 다층 필름의 외부 접착층(140)에 다른 복합 다층 필름을 접착하는 경우, 도 7b와 같이, 외부 접착층(140)의 양단에 폴리이미드층(130,131), 내부 접착층(120,121),구리층(110,111)이 순차적으로 접착된다.
여기서, 상기 구리층(110,111)은 상부 및 하부에 각각에 형성되고, 상기 구리층(110,111)을 패터닝하여 회로패턴을 구현함으로써, 양면 인쇄회로기판으로 사용할 수 있다.
또, 도 8에 도시된 바와 같이, 휴대 단말기의 동작을 수행하기 위한 부품들이 실장되어 있는 메인보드(600)에 도 4b, 도 7a 및 도 7b의 인쇄회로기판을 부착하여, 특수한 용도로 사용할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하고, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 구리층과;
    상기 구리층에 접착된 내부 접착층과;
    상기 내부 접착층에 접착된 폴리이미드층과;
    상기 폴리이미드층에 접착된 외부 접착층을 포함하여 구성된 복합 다층 필름.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 내부 접착층의 두께는 8㎛ 이하인 복합 다층 필름.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 구리층은,
    패터닝된 회로패턴인 복합 다층 필름.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 외부 접착층에,
    다른 폴리이미드층, 내부 접착층과 구리층이 순차적으로 접착되어 있는 복합 다층 필름.
  5. 폴리이미드 필름의 양면에 연성 동막이 적층한 연성동막 적층필름과;
    상기 연성동막 적층필름의 양면에 접착된 외부 접착층, 폴리이미드층, 내부 접착층 및 구리층으로 이루어진 복합 다층 필름을 포함하며,
    상기 연성동막 적층필름 및 상기 복합 다층 필름을 관통하는 관통홀이 형성되어 있고, 상기 연성동막 적층필름의 연성동막을 노출시키는 비아홀(Via holl)이 상기 복합 다층 필름에 형성되어 있고, 상기 복합 다층 필름의 연성 동막, 상기 관통홀 및 상기 비아홀에 도금층이 형성되어 있으며, 상기 도금층은 패터닝되어 회로 패턴이 형성되어 있는 인쇄회로기판.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 비아홀의 내측벽에는,
    상기 구리층, 내부 접착층, 폴리이미드층 및 외부 접착층이 적층된 구조가 노출되어 있는 인쇄회로기판.

  7. 청구항 5 또는 6에 있어서,
    상기 비아홀의 종횡비는,
    0.06 ~ 0.1인 인쇄회로기판.
  8. 동작을 수행하기 위한 부품들이 실장되어 있는 메인보드가 구비된 휴대 단말기에 있어서,
    상기 메인보드에,
    폴리이미드 필름의 양면에 연성 동막이 적층한 연성동막 적층필름과; 상기 연성동막 적층필름의 양면에 접착된 외부 접착층, 폴리이미드층, 내부 접착층 및 구리층으로 이루어진 복합 다층 필름을 포함하며, 상기 연성동막 적층필름 및 상기 복합 다층 필름을 관통하는 관통홀이 형성되어 있고, 상기 연성동막 적층필름의 연성동막을 노출시키는 비아홀(Via holl)이 상기 복합 다층 필름에 형성되어 있고, 상기 복합 다층 필름의 연성 동막, 상기 관통홀 및 상기 비아홀에 도금층이 형성되어 있으며, 상기 도금층은 패터닝되어 회로 패턴이 형성되어 있는 인쇄회로기판, 또는
    패터닝된 회로패턴으로 형성된 구리층과; 상기 구리층에 접착된 내부 접착층과; 상기 내부 접착층에 접착된 폴리이미드층과; 상기 폴리이미드층에 접착된 외부 접착층을 포함하여 구성된 복합 다층 필름이 실장되어 있는 휴대 단말기.
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