열압착법을 이용한 경ㆍ연성 인쇄회로기판 접합부의 접합 강도에 미치는 접합 조건의 영향

Effects of Bonding Conditions on Joint Property between FPCB and RPCB using Thermo-Compression Bonding Method

본 연구에서는 interlayer로 Sn을 사용하여 경성 인쇄 회로 기판(Rigid printed circuit board, RPCB)과 연성 인 쇄 회로 기판(Flexible printed circuit board, FPCB) 간의 열압착 접합(Thermo-compression bonding) 조건을 최적화하는 연구를 진행하였다. 접합에 앞서 FPCB를 다양한 온도와 시간조건 하에서 Sn이 용융된 솔더 배스 안에서 침지(Dipping) 공정을 수행하였고, 열압착법을 이용하여 FPCB와 RPCB의 접합을 수행하였다. FPCB/RPCB 접합부의 접합 강도를 90° 필 테스트(Peel test)를 이용하여 측정하였다. 그 결과 270℃, 1s의 침지 조건에서 FPCB의 polyimide(PI)와 Cu 전극 계면에서 파단되고, 이때, 최대 박리 강도를 얻었다. FPCB와 RPCB의 열압착 접합 시 주요 변수로는 압력, 온도, 시간이 있으며, 특히 온도의 증가에 따라 접합 강도가 크게 증가하였다. 접합부 계면 관찰 결과, 접합 온도와 시간이 증가함에 따라 접합 면적이 증가하였으며, 이로 인해 접합 강도가 증가하는 것으로 사료된다. 필 테스트 과정에서 나타나는 F-x(Force-displacement) 곡선을 토대로 산출한 파괴 에너지와 접합 강도는 280℃, 10s의 접합 조건에서 가장 높게 나타났으며, 이 조건이 최적 접합 조건으로 도출되었다.

We investigated effects of bonding conditions on the peel strength of rigid printed circuit board (RPCB)/flexible printed circuit board (FPCB) joints bonded using a thermo-compression bond method, The electrodes on the FPCB were coated with Sn by a dipping process. We confirmed that the bonding temperature and bonding time strongly affected the bonding configuration and strength of the joints. Also, the peel strength is affected by dipping conditions; the optimum dipping condition was found to be temperature of 270℃ and time of 1s. The bonding strength linearly increased with increasing bonding temperature and time until 280℃ and 10s. The fracture energy calculated from the F-x (Forcedisplacement) curve during a peel test was the highest at bonding temperature of 280℃.