초박형 FPCB의 유연 내구성 연구
Flexible Durability of Ultra-Thin FPCB
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초록
본 연구에서는 스퍼터링 공정으로 제작된 FCCL(flexible copper clad laminate)을 이용하여 초박형 FPCB를 개발하였다. 또한 구리 박막과 폴리이미드 기판의 접착력을 향상시키기 위한 NiMoNb 접착층을 적용하였다. 개발된 초박형FPCB의 기계적 내구성과 유연성은 인장, 비틀림 및 굽힘 피로 수명시험을 이용하여 검증하였다. 인장 시험 결과 초박형FPCB는 약 7% 까지 인장이 가능하였으며, 비틀림 각도 120o 까지의 내구성과 유연성을 갖고 있음을 알 수 있었다. 또한초박형 FPCB는 10,000회의 굽힘 피로시험에도 파괴가 발생하지 않았다. 수치해석에 의한 응력 및 변형율의 계산 결과, 인장 시에 초박형 FPCB에 걸리는 최대 응력 및 변형률은 기존 FPCB에 비하여 크게 차이가 나지 않음을 알 수 있었다. 결론적으로 초박형 FPCB의 강건성은 기존 FPCB에 비하여 약간 열세이나, 제품에 적용하기에는 충분한 강건성과 신뢰성을 갖고 있다고 판단된다.
Abstract
In this study, we developed an ultra-thin flexible printed circuit board(FPCB) using the sputtered flexiblecopper clad laminate. In order to enhance the adhesion between copper and polyimide substrate, a NiMoNb addition layerwas applied. The mechanical durability and flexibility of the ultra-thin FPCB were characterized by stretching, twisting,bending fatigue test, and peel test. The stretching test reveals that the ultra-thin FPCB can be stretched up to 7% withoutfailure. The twisting test shows that the ultra-thin FPCB can withstand an angle of up to 120o. In addition, the bendingfatigue test shows that the FPCB can withstand 10,000 bending cycles. Numerical analysis of the stress and strain duringstretching indicates the strain and the maximum von Mises stress of the ultra-thin FPCB are comparable to those of theconventional FPCB. Even though the ultra-thin FPCB shows slightly lower durability than the conventional FPCB, theultra-thin FPCB has enough durability and robustness to apply in industry.
참고문헌 (15)
- E. Menard, "Bendable Single Crystal. Silicon Thin Film Transistors Formed by Printing on Plastic Substrates", Appl. Phys. Lett., 86, pp.093507~ (2005)
- W. Chen, "High Electron Mobility Transistors on Plastic Flexible Substrates", Appl. Phys. Lett., 98, pp.203509~ (2011)
- J. S. Eom, "Plasma Surface Treatment of Polyimide for Adhesive Cu", 80Ni20Cr, Thin Solid Films., pp.2008, 516[DOI]
- 강인석, "전기도금법을 이용한 FCCL용 구리박막 제조시 레벨러의 영향 연구", 마이크로전자 및 패키징학회지, 19(2), pp.67~72 (2012), 한국마이크로전자및패키징학회[DOI]
- B. I. Noh, "Effect of laminating parameters on the adhesion property of flexible copper clad laminate with adhesive layer", INTERNATIONAL JOURNAL OF ADHESION AND ADHESIVES, 30, pp.30~35 (2010), ELSEVIER SCI LTD
- "IPC Standard, IPC-2223B Sectional Design Standard for Flexible Printed Boards", ~ (2008)
- "ASTM D2176 MIT Folding Endurance Test Method", ~
- 노보인, "Effect of Ni-Cr Seed Layer Thickness on the Adhesion Characteristics of Flexible Copper Clad Laminates Fabricated using a Roll-to-Roll Process", Metals and Materials International, 16(5), pp.779~784 (2010), 대한금속·재료학회
- B.-I. Noh, "Fabrication and adhesion strength of Cu", Ni-Cr, Microelectronic Engineering, pp.2011, 88(6)[DOI]
- 민경진, "Flexible PCB용 무전해 도금 Ni 박막", Polyimide 계면파괴에너지 평가, 2007, pp.14(1), 39~48[DOI]
- S.-H. Bang, "Application of NiMoNb Adhesion Layer on Plasma-treated Polyimide Substrate for Flexible Electronic Devices", Thin Solid Films, 558, pp.405~ (2014)
- W. C. M. Filho, "Evaluation of Very Low Bending Radius of Flexible Circuits Beyond the Standard Design Rules", 13th. Int. Conference on Thermal, Mechanical and Multiphysics Simulation and Experiments in Micro-Electronics and Micro-Systems, pp.1~ (2012)
- S.-I Park, "Theoretical and Experimental Studies of Bending of Inorganic Electronic Materials on Plastic Substrates", Adv. Funct. Mater., 18, pp.2673~ (2008)
- Z. Suo, "Mechanics of Rollable and Foldable Film-On-Foil Electronics", Appl. Phys. Lett., 74, pp.1177~ (1999)
- A. Ptchelintsev, "Automated Modeling and Fatigue Analysis of Flexible Printed Circuits", 7th. Int. Conference on Thermal, Mechanical and Multi-physics Simulation and Experiments in Micro-Electronics and Micro-Systems, pp.1~ (2006)