최근 전자제품의 소형화로 인해 모바일 기기의 주요 부품인 flexible printed circuit board (FPCB)의 기계적·전기적 성능을 유지하면서 두께는 줄여야 하는 요구가 늘어남에 따라 관련 소재와 회로기판이 훨씬 가볍고 얇아지고 있다. FPCB는 기판 역할의 polyimide (PI) 기판, Cu 패턴 그리고 회로를 보호하기 위한 커버레이로 구성되어 있다. 기존의 커버레이는 ...
최근 전자제품의 소형화로 인해 모바일 기기의 주요 부품인 flexible printed circuit board (FPCB)의 기계적·전기적 성능을 유지하면서 두께는 줄여야 하는 요구가 늘어남에 따라 관련 소재와 회로기판이 훨씬 가볍고 얇아지고 있다. FPCB는 기판 역할의 polyimide (PI) 기판, Cu 패턴 그리고 회로를 보호하기 위한 커버레이로 구성되어 있다. 기존의 커버레이는 PI 필름과 접착층, 두 개의 층으로 구성되어 단차 극복이 어렵다는 단점을 가지고 있다. 이러한 문제를 보완하기 위해 액상 타입의 커버레이에 대한 연구가 이루어지고 있으며, 본 연구에서는 회로를 보호하기 위한 커버레이로써 우수한 열 안정성과 내화학성, 내굴곡성을 가지는 소재를 개발하고자 하였다. 기존 커버레이의 소재인 PI는 낮은 용해도로 인해 액상으로 이용하기에 적절하지 않기 때문에 amide group을 포함한 poly(amide-imide) (PAI)에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. PAI의 내화학성을 향상시키기 위해 에폭시 레진을 첨가해 PAI/epoxy interpenetrating network (IPN) 구조를 형성시켰으며, 이보다 더 높은 열적 안정성을 확보하기 위해 PAI backbone에 polyurethane (PU) 을 포함하는 poly(amide-imide-urethane) (PAIU) 를 합성하고, PAIU/epoxy IPN 구조를 이용해 커버레이로 적용하고자 하였다. 그 결과, hard segment 간 수소결합에 의해 PAIU의 함량이 50 wt%일 때 산성 용액에 대한 무게 감소가 0.36%로, 높은 내화학성을 가지고, 300 oC에 대한 열 분해성에 있어서도 1.49%로 안정적인 결과를 보였다. 또한 기계적 물성에 있어, soft segments에 의해 인장 강도 23.1 MPa과 연신률 32.5%로 우수한 인성을 가짐을 확인하였다. 이를 바탕으로 FPCB를 제조하여 내절성을 시험해보았을 때, 164회 굴곡되었다. 따라서 PAIU 50 wt%를 포함하는 조성이 커버레이 소재로써 가장 적합하다고 판단하였다.
최근 전자제품의 소형화로 인해 모바일 기기의 주요 부품인 flexible printed circuit board (FPCB)의 기계적·전기적 성능을 유지하면서 두께는 줄여야 하는 요구가 늘어남에 따라 관련 소재와 회로기판이 훨씬 가볍고 얇아지고 있다. FPCB는 기판 역할의 polyimide (PI) 기판, Cu 패턴 그리고 회로를 보호하기 위한 커버레이로 구성되어 있다. 기존의 커버레이는 PI 필름과 접착층, 두 개의 층으로 구성되어 단차 극복이 어렵다는 단점을 가지고 있다. 이러한 문제를 보완하기 위해 액상 타입의 커버레이에 대한 연구가 이루어지고 있으며, 본 연구에서는 회로를 보호하기 위한 커버레이로써 우수한 열 안정성과 내화학성, 내굴곡성을 가지는 소재를 개발하고자 하였다. 기존 커버레이의 소재인 PI는 낮은 용해도로 인해 액상으로 이용하기에 적절하지 않기 때문에 amide group을 포함한 poly(amide-imide) (PAI)에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. PAI의 내화학성을 향상시키기 위해 에폭시 레진을 첨가해 PAI/epoxy interpenetrating network (IPN) 구조를 형성시켰으며, 이보다 더 높은 열적 안정성을 확보하기 위해 PAI backbone에 polyurethane (PU) 을 포함하는 poly(amide-imide-urethane) (PAIU) 를 합성하고, PAIU/epoxy IPN 구조를 이용해 커버레이로 적용하고자 하였다. 그 결과, hard segment 간 수소결합에 의해 PAIU의 함량이 50 wt%일 때 산성 용액에 대한 무게 감소가 0.36%로, 높은 내화학성을 가지고, 300 oC에 대한 열 분해성에 있어서도 1.49%로 안정적인 결과를 보였다. 또한 기계적 물성에 있어, soft segments에 의해 인장 강도 23.1 MPa과 연신률 32.5%로 우수한 인성을 가짐을 확인하였다. 이를 바탕으로 FPCB를 제조하여 내절성을 시험해보았을 때, 164회 굴곡되었다. 따라서 PAIU 50 wt%를 포함하는 조성이 커버레이 소재로써 가장 적합하다고 판단하였다.
Recently miniturization of electronic devices have required related materials and circuit boards to be lighter and thinner, as such flexible printed circuit boards (FPCBs) which are main components for mobile devices have increased demand to reduce the overall thickness while maintaining the mechani...
Recently miniturization of electronic devices have required related materials and circuit boards to be lighter and thinner, as such flexible printed circuit boards (FPCBs) which are main components for mobile devices have increased demand to reduce the overall thickness while maintaining the mechanical and electrical performance. FPCBs consist of polyimide (PI) substrate, Cu pattern and coverlay to protect the circuit. Conventional coverlay includes PI film and adhesive layer, which has the disadvantage of deficient integration. Many studies on poly(amide-imide) (PAI) have been conducted since PI is unsuitable to be used in a liquid type due to its low solubility. In order to improve the chemical resistance of PAI, epoxy resin was added to form a PAI/epoxy interpenetrating network (IPN) structure. Further, poly(amide-imide-urethane) (PAIU) including polyurethane (PU) in PAI backbone was synthesized to ensure higher thermal stability, and applied as a coverlay using the PAIU/epoxy IPN structure. As a result, when the PAIU content was 50 wt%, coverlay exhibited stable thermal decomposition at 300 oC and chemical resistance to acid at 1.49% and 0.36% of weight loss, respectively, by hydrogen bonding between hard segments. Mechanical properties were confirmed to have excellent toughness with tensile strength of 23.1 MPa and elongation of 32.5% by soft segments. Also, when the manufactured coverlays were coated onto Cu circuit, the FPCB was folded 164 cycles. Therefore, it was determined that composition containing 50 wt% of PAIU was the most appropriate as coverlay materials.
Recently miniturization of electronic devices have required related materials and circuit boards to be lighter and thinner, as such flexible printed circuit boards (FPCBs) which are main components for mobile devices have increased demand to reduce the overall thickness while maintaining the mechanical and electrical performance. FPCBs consist of polyimide (PI) substrate, Cu pattern and coverlay to protect the circuit. Conventional coverlay includes PI film and adhesive layer, which has the disadvantage of deficient integration. Many studies on poly(amide-imide) (PAI) have been conducted since PI is unsuitable to be used in a liquid type due to its low solubility. In order to improve the chemical resistance of PAI, epoxy resin was added to form a PAI/epoxy interpenetrating network (IPN) structure. Further, poly(amide-imide-urethane) (PAIU) including polyurethane (PU) in PAI backbone was synthesized to ensure higher thermal stability, and applied as a coverlay using the PAIU/epoxy IPN structure. As a result, when the PAIU content was 50 wt%, coverlay exhibited stable thermal decomposition at 300 oC and chemical resistance to acid at 1.49% and 0.36% of weight loss, respectively, by hydrogen bonding between hard segments. Mechanical properties were confirmed to have excellent toughness with tensile strength of 23.1 MPa and elongation of 32.5% by soft segments. Also, when the manufactured coverlays were coated onto Cu circuit, the FPCB was folded 164 cycles. Therefore, it was determined that composition containing 50 wt% of PAIU was the most appropriate as coverlay materials.
주제어
#flexible printed circuit boards poly(amide-imide-urethane) MIT folding test coverlay
학위논문 정보
저자
김정아
학위수여기관
고려대학교 대학원
학위구분
국내석사
학과
신소재공학과
지도교수
서지훈,유명재
발행연도
2022
총페이지
xv, 73장
키워드
flexible printed circuit boards poly(amide-imide-urethane) MIT folding test coverlay
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