[논문]극박형 복합재료 필름의 표면 물성 분석에 대한 연구

이준하

극박형 복합재료 필름의 표면 물성 분석에 대한 연구
Analysis of Surface Characteristics for Clad Thin Film Materials 원문보기

반도체디스플레이기술학회지 = Journal of the semiconductor & display technology, v.17 no.1, 2018년, pp.62 - 65

Abstract ▼ AI-Helper

In the era of the 4th Industrial Revolution, IoT products of various and specialized fields are being developed and produced. Especially, the generation of the artificial intelligence, robotic technology Multilayer substrates and packaging technologies in the notebook, mobile device, display and semiconductor component industries are demanding the need for flexible materials along with miniaturization and thinning. To do this, this work use FCCL (Flexible Copper Clad Laminate), which is a flexible printed circuit board (PCB), to implement FPCB (Flexible PCB), COF (Chip on Film) Use is known to be essential. In this paper, I propose a transfer device which prevents the occurrence of scratches by analyzing the mechanism of wrinkle and scratch mechanism during the transfer process of thin film material in which the thickness increases while continuously moving in air or solution.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 공기 또는 용액내를 연속적으로 이동하면서 두께가 증가하는 박막형태 필름재료의 이송과정 중 주름 및 scratch 발생 메커니즘의 컴퓨터 시뮬레이션에 의한 해석을 통하여 scratch 등의 발생을 막아주는 이송장치 설계에 대한 연구를 진행하였다.

제안 방법

다음으로는 실험적으로 필름 종류에 따른 표면 거칠기와 동박 밀착 강도를 분석하였다. 이로부터 다양한 적용 가능한 필름 유형별에 따른 결과적인 필름의 표면 평탄율을 구할 수 있다.
박막 필름의 표면 물성에 대한 특성을 롤러에 의해서 가해지는 3차원적인 인장력에 의한 필름에서의 스트레스 분포를 실험계획법을 이용하여 온도, 압력 및 두께에 따른 물성을 분석하였다. 분석 방법은 상묭 시뮬레이션 툴인 Ansys를 이용하였으며, 이의 결과를 Fig.

대상 데이터

본 연구에 의한 박막필름의 특성을 Table 1에서 나타내었다. 박막필름의 특성은 PI 필름 두께, Cu 두께, Cu 막의 균일도, Peel Strength, Folding Endurance, Dimensional Stability, Solder Float Resistance 및 화학약품 내부식성 등이다.

이론/모형

박막 필름의 표면 물성에 대한 특성을 롤러에 의해서 가해지는 3차원적인 인장력에 의한 필름에서의 스트레스 분포를 실험계획법을 이용하여 온도, 압력 및 두께에 따른 물성을 분석하였다. 분석 방법은 상묭 시뮬레이션 툴인 Ansys를 이용하였으며, 이의 결과를 Fig. 4에 나타내었다[12].

성능/효과

이로부터 다양한 적용 가능한 필름 유형별에 따른 결과적인 필름의 표면 평탄율을 구할 수 있다. 기존의 스퍼터링 또는 캐스팅 방법으로 구현된 박막과 비교하였을 때, 향상된 표면 물성을 나타내고 있으며, 비교 대상인 유사 필름의 성능과 대비하여 우수한 결과가 도출되었다. 이에 대한 실험적 결과 사진을 Fig.

후속연구

본 연구에서는 극박형 유-무기 하이브리드 복합필름재료의 표면물성에 대한 분석을 수행하였다. Direct Metalization 공법에 의한 2층 연성동박적층필름(FCCL)의 제조에 대한 양산급의 기술을 확보한다면 급속히 성장하고 있는 FPCB 및 COF용 소재생산 산업에 경쟁력을 갖춘 고부가가치의 부품소재생산기술을 보유하는 효과를 기대할 수 있다. 또한 본 연구는 단순하게 2층 FCCL 생산기술로의 응용뿐만 아니라 첨단 디스플레이와 같은 IT 산업분야에서 수요량이 폭발적으로 증가하고 있는 기능성 고분자 필름 및 전자파차폐용 PET-Cu 기능성필름등에도 적용이 가능하다.
Direct Metalization 공법에 의한 2층 연성동박적층필름(FCCL)의 제조에 대한 양산급의 기술을 확보한다면 급속히 성장하고 있는 FPCB 및 COF용 소재생산 산업에 경쟁력을 갖춘 고부가가치의 부품소재생산기술을 보유하는 효과를 기대할 수 있다. 또한 본 연구는 단순하게 2층 FCCL 생산기술로의 응용뿐만 아니라 첨단 디스플레이와 같은 IT 산업분야에서 수요량이 폭발적으로 증가하고 있는 기능성 고분자 필름 및 전자파차폐용 PET-Cu 기능성필름등에도 적용이 가능하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	IoT 제품의 핵심은 어느 부분인가?	특히 기존의 인터넷 및 전자기기등이 모바일 환경에서 초연결되는 인공지능,로봇기술 그리고 생명과학이 주도하게 되는 산업의 세대가 다가오고 있다. 이와 같은 제품들의 핵심은 제어부를 담당하게 되는 코어 반도체 및 인터페이스를 이루는 디스플레이 부분이며 다양한 기능의 전자부품들이 모바일 환경에서 동작하도록 전력소모와 외형크기 등이 제한요소로 작용하게 된다[2-5].
	플렉서블 소재의 필요성에 따라 필수적으로 사용되어야 하는 것은 무엇인가?	노트북, 모바일 기기, 디스플레이 및 반도체 부품의 산업에서 다층기판과 패키징 기술은 소형화, 경박화와 더불어 플렉서블 소재의 필요성을 요구하고 있다[6]. 이를 위해서는 기존의 PCB (Printed Circuit Board)에서 FPCB (Flexible-PCB), COF(Chip on Film), TAB(Tap on Bonding) 등을 구현하기 위한 FCCL(Flexible Copper Clad Laminate) 즉, 연성동박적층필름의 사용은 필수적인 것으로 알려져 있다[7].
	최근 모바일 환경에 따라 기존의 인터넷 및 전자기기등이 어떤 산업의 세대로 들어가고 있는가?	4차 산업혁명의 시대에서는 다양하고 특화된 분야의 IoT 제품들이 개발 생산되고 있다[1]. 특히 기존의 인터넷 및 전자기기등이 모바일 환경에서 초연결되는 인공지능,로봇기술 그리고 생명과학이 주도하게 되는 산업의 세대가 다가오고 있다. 이와 같은 제품들의 핵심은 제어부를 담당하게 되는 코어 반도체 및 인터페이스를 이루는 디스플레이 부분이며 다양한 기능의 전자부품들이 모바일 환경에서 동작하도록 전력소모와 외형크기 등이 제한요소로 작용하게 된다[2-5].

참고문헌 (12)

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S.H. Cho, J.C. Kim, S. W. Kang, I. Sung and K.Y. Bae, "A Study on Thermal Behavior and Reliability Characteristics of PCBs with a Carbon CCL," J. Microelectron. Packag. Soc., 22(4), pp. 47-56, 2015.
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J. H. Lee, "A Study of Nano Sensor based on Graphene Resonator," Journal of the semiconductor & display technology, Vol.16, No.1, pp.102-105, 2017.
J. H. Lee, "A Study on the Multi-Channel Large Capacity Charge/Discharge Formation Module," Journal of the semiconductor & display technology, Vol.15, No.2, pp.55-60, 2016
J. H. Lee, "Study on the Optical Analysis Equipment Control System for Electronic Parts Inspection," Journal of the semiconductor & display technology, Vol.14, No.4, pp.67-71, 2015.
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J.T. Kim and J. H. Lee, "Frequency Vibrational Behavior Analysis of Double-Wall Carbon Nanotube Resonator," The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences, Vol.15, No.1, pp.169-174, 2011.

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M. Laskoski, D. Dominguez, T. Keller, "Oligomeric cyanate ester resins: Application of a modified Ullmann synthesis in the preparation of thermosetting polymers," J. Polym. Sci., Vol. 44, pp. 4559-4563, 2006.

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J. Ding, Y. Huang, X. Sun, H. Wu, Y. Wang, "Synthesis, mechanical properties and thermal stability of the functional reduced graphene oxide/bisphenol A cyanate ester nanocomposites," J. Mater. Sci. Vol. 27, pp. 3462-3466, 2016.
Pan, Y. Wu, G. Huang, Z. Li, M. Ji, S. Zhang, Z., "Effect of surface roughness on interlaminar peel and shear strength of CFRP/Mg laminates," Inter-national journal of adhesion and adhesives, Vol.79, pp.1-7, 2017.

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Ansys User's Manual, https://www.ansys.com/

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