PCB & FPCB 제조공정 중 가접 & 적층 공정이 있습니다. Hard PCB로 말하면 PSR & 적층 공정과 동일한 역할을 한다고 생각 하시면 됩니다. FPCB 제조공정중에는 가접 공정인데요. 다소 공정이 복잡하게 느껴질 수 있는데요. 이번 기회에 Coverlay 가공, 가접, 적층, 적층 제조 공정에 대해 알아보도록 하겠습니다.
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1. Coverlay 가공
2. 가접 이란
3. 적층
4. 적층 제조
Coverlay 가공
Coverlay 가공이란? 이녹스나 한화에서 만들어진 원자재를 이용하여 여러가지(Laser가공, 피나클가공, 목형가공, 실링가공, 금형 금형 타발가공등) 방법으로 재단과 가공을 합니다.
대량 양산시 사용되는 대표적인 가공방식이 금형 가공 방식입니다. 금형에 와이어를 이용하여 가공을 하고 아래 사진처럼 하판에 구멍을 내고 상판은 Punch를 형성합니다.
금형 상판과 하판 사이에 Coverlay 를 올려 놓습니다.(Press 장비에 상판과 하판을 Setting했다는 가정하에) 하판 금형 Guide에 삽입하고 Coverlya 를 가공 합니다.
말로 설명하려니 조금 어렵긴 하네요..
가접 이란 ?
Coverlay 가공 과정을 거쳐 자동가접기를 이용하여 가접을 진행 합니다. 보통 Roll To Roll 방식으로 타발된 Coverlay를 자동으로 가접을 합니다. 타발 영역이 너무 많아 형상이 복잡한 Type의 경우 수가접 또는 반자동 가접을 진행하기도 합니다.
수가접
제품을 Jig에 꽂고 그 위에 Coverlay를 가접용 다리미를 이용하여 가접하는 방식을 말합니다. Coverlay는 폴리이미드로 되어있어 수분 및 이형지 제거 시 신수축(늘어나고 줄어드는 현상)이 발생 합니다. 물론 FPCB도 신수축에 영향을 많이 받습니다. 그래서 사람이 제품 형상을 보면서 가공된 Coverlay 를 맞추며 가접 하는 경우도 있습니다.
반자동 가접
Jig에 제품을 꽂고 그 위에 Coverlay를 올려놓고 열압착이라는 설비를 이용하여 가접하는 방식입니다. Semi Auto라고 보시면 될 것 같습니다.
FPCB의 특수성(신수축) 때문에 자동가접기 도입이 어려운 부분이 많이 있지만 향후 자동가접의 필요성과 방향은 맞다고 생각합니다.
적층
적층이란? 영어로 Lamination이라고 합니다. 내층 회로가 완료된 PCB 또는 FPCB를 접착제(절연층), 외층 원자재를 열과 압력을 사용하여 접합시키는 공정이 말 할 수 있습니다.
PCB의 경우 적층이라고 하면, 단순히 회로 형성 및 Oxide가 완료된 내층 동박층과 Prepreg의 접착제를 중간에 넣고 외층 동박층을 접합시키면 됩니다.
하지만 FPCB는 유사하나 경우에 따라 조금 차이가 있습니다.
적층 Process
Hard PCB : 내층 동박 회로 형성 -> 옥사이드(Oxide)처리 -> Prepreg -> 외층 동박 Lay-Up -> 적층 Press
FPCB : 내층 동박 회로 형성 -> 옥사이드(Oxide)처리 -> Coverlay 가접 -> Lay-Up-> 적층 Press -> 내층 + PP + 외층 동박 -> Lay-Up 적층
Oxide(Brown) : 옥사이드 공정은 동박면과 접착력을 증가시키기 위해 화학적 처리를 통하여 동박면을 산화막을 형성시키는 공정을 말합니다.
Lay-Up공정 : 회로 형성 및 Oxide가 완료된 내층을 기준으로 Lay-Up Jig를 이용하여 가 접합 하는 공정이며, 반복적으로 쌓는 과정에서 상. 하 정밀도가 중요합니다.
아래 사진은 본딩 머신입니다. Lay-Up 시 Prepreg의 경우 녹는점이 Coverlay 보다 높아 다리미 보다는 아래 장비를 이용하여 가접합 합니다.
적층
Hot Press 라고 하는 장비를 이용하여 Coverlay 또는 Prepreg를 용융, 경화 시켜 다층 기판을 만드는 공정이라고 이해 하시면 됩니다.
쉽게 다시 말해, 적층 제조공정 이란? Lay-Up (여러개의 기판과 접착제)완료된 제품을 장비의 열과 압력을 이용하여 Prepreg를 경화시켜 하나의 층으로 만드는 공정이라 말할 수 있습니다.
Hot Press와 적층은 동의어로 보시면 됩니다. 적층 시 문이 닫히고, 진공펌프가 있어 진공 상태에서 열과 압력을 주며, 진행이 이루어집니다. 진공 목적은 적층 시 De lamination불량이 발생하지 않도록 방지 하기 위해서 입니다.
Hot Press 원리에 대해 설명하겠습니다. 장비 밑에 실린더가 있어 밑에서 위로 올라오는 방식입니다. 제품에 맞는 조건을 설정하고 일정한 열과 압력을 주어 2~3시간동안 진행이 됩니다.
열을 주는 방식은 보일러 방식과 전기 히터 방식이 있습니다. 보일러 방식은 말 그대로 보일러를 이용하여 Oil의 온도를 높혀 순환하는 방식입니다.
히터 방식은 열판에 히터봉을 삽입하여 전기적으로 온도를 높이는 방식입니다. 최근에는 두가지를 병합하여 하이브리드 Hot Press를 사용하기도 합니다.
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