KR100461662B1 - 동 클래드 적층판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두께가 다른 동박을 양면에 맞붙인 경우의 양면 동 클래드 적층판의 휨 문제의 저감화를 꾀하고, 프린트 배선판의 생산효율을 향상시키는 것을 목적으로 하고 있다. 두께가 다른 동박을 양면에 맞붙인 양면 동 클래드 적층판에 있어서, 한쪽 면 쪽에 동 클래드 적층판을 제조할 때의 열간 프레스 가공에서 재결정하지 않는 제1동박을 사용하고, 다른 면 쪽에 동 클래드 적층판을 제조할 때의 열간 프레스 가공에서 재결정하는 성질의 제2동박을 사용하며, 또한 제2동박의 두께가 제1동박보다도 두꺼운 것을 특징으로 하는 동 클래드 적층판으로 함에 의한다.

Description

동 클래드 적층판{COPPER-CLAD LAMINATE}

동 클래드 적층판은, 무기재료인 금속재료에 속하는 동박(銅箔)과, 절연층 구성재료로서 프리프레그로 대표되는 유기재료를, 프레스 성형가공으로 열 압착함으로써 제조되어 왔다. 즉, 동 클래드 적층판의 기본적 구성은, 동박/ 절연층 구성재료/ 동박의 층 구성으로서, 그 제조법은 이들을 적층한 상태로, 일반적으로는 약 180℃ 부근의 온도로 열간 프레스 성형하여 제조된다.

상기 열간 프레스성형되어 제조된 동 클래드 적층판에 발생하는 결함으로서, 열간 프레스 성형 후에 냉각하고, 조립된 프레스 몸체를 해체하여 동 클래드 적층판을 인출하였을 때, 동 클래드 적층판 자체가 뒤로 휘는 현상(이하, 단지 「휨」이라 함), 또한 동 클래드 적층판의 전체를 보았을 때에 비틀림을 가진 형상으로 되는 현상(이하, 단지 「비틀림」이라 함)이 발생하고 있다. 이 때 비틀림은, 휨 현상에 속하는 일 현상이라고 생각된다.

상기 동 클래드 적층판의 휨, 비틀림이 발생하였을 때, 아무런 대책을 강구하지 않은 채로, 그 동 클래드 적층판을 프린트 배선판 제조에 사용하면, 에칭 공정에서, 정면(整面)작업, 레지스트레이션작업, 에칭작업의 모든 공정에 있어서 지장을 초래하게 되고, 형성되는 동박회로의 정밀도를 유지할 수 없기 때문에, 파인피치(fine-pitch) 회로의 형성은 거의 불가능하게 된다.

따라서, 동 클래드 적층판에 휨, 비틀림이 발생한 경우, 당업자는, 휨, 비틀림이 발생한 동 클래드 적층판을 교정하기 위하여, 사후적으로 비틀림을 해소하기 위하여 열을 가하는 에프터 베이킹(after baking)이라고 하는 공정을 부가하든지, 평탄한 형상으로 교정하기 위하여 휨, 비틀림이 발생한 동 클래드 적층판에 힘을 가하여 장시간 방치하는 등의 공정을 부가하여 왔다.

상기와 같은 동 클래드 적층판에 휨, 비틀림이 발생한 경우의 사후적인 교정공정의 부가는, 동 클래드 적층판의 제조 비용의 상승을 가져온다. 일본에 있어서, 동 클래드 적층판 제조업의 실상은, 상품으로서의 동 클래드 적층판이 국제가격 경쟁을 헤쳐나가지 않으면 안되는 입장에 있어, 제조공정에 있어서 비용상승은 극력 회피하지 않으면 안되는 것이다.

이 때문에, 동 클래드 적층판의 휨, 비틀림은 동 클래드 적층판의 제조업계에 있어서도, 상술한 열간 프레스 가공 시에 가해지는 열량에 의한 구성재료의 열 팽창거동의 차이, 냉각 시의 수축거동의 차이 등에 의하여 제조한 동 클래드 적층판의 내부에 변형을 일으키기 때문에 발생한다고 가정하고, 여러 가지의 대응이 취해져 왔다. 예를 들어, ①열간 프레스 가공 시에 사용하는 경판(mirror plate) 재질을 동박의 열 팽창계수에 보다 가까운 재질로 변경한다든지, ②열에 의한 팽창,수축 시에 경판의 거동이 동박의 변형거동에 영향을 미치지 않도록 경판 표면의 거칠기를 제어한다든지, ③절연층 구성재료로서 사용되는 것으로서, 통상 프리프레그(prepreg)라 부르는 유리 에폭시 기재, 예를 들어 유리 천(glass cloth)의 유리재질과 유리섬유(glass fiber)의 형상의 변경, 그리고 에폭시 수지의 변성(變性)의 변경이나, ④열간 프레스 성형의 열 이력(履歷)의 변경 등의 대책을 강구하여, 일정한 성과를 올리고 있다.

그러나, 현실적으로는, 동 클래드 적층판의 휨, 비틀림을 완전히 해소할 수는 없었다. 양면(兩面) 동 클래드 적층판을 제조할 때에, 양면에 동일 품종으로 동일한 두께의 동박을 사용하는 경우에 있어서는, 동 클래드 적층판의 휨, 비틀림을 대부분 해결할 수 있었다 하더라도, 양면에 사용하는 동박의 두께가 다른 경우에 있어서는, 휨, 비틀림의 문제을 완전하게 해결할 수 없는 것이 현실이다.

최근, 프린트 배선판의 제조방법의 다양화에 의하여, 상술한 것과 같은 양면 동 클래드 적층판의 양면에 사용되는 동박의 두께가 다르게 되는 제품이 많이 생산되게 되었으므로, 이러한 문제를 해결할 수 있는 유효한 수단이 시장에 있어서 강하게 요구되어 왔던 것이다.

본 발명은, 프린트 배선판의 제조 등에 사용되는 동 클래드 적층판에 관한 것이다. 특히, 동 클래드 적층판으로 가공했을 때의 동 클래드 적층판의 휨, 비틀림을 경감한 동 클래드 적층판에 관한 것이다.

도 1은, 기재 수지의 휨을 시뮬레이트하기 위한 동 클래드 적층판의 구성재료의 수축거동 모델도를 나타낸 것이고,

도 2 및 도 3 역시, 기재 수지의 휨을 시뮬레이트하기 위한 모델도를 나타낸 것이다.

따라서, 본 발명자들은, 예의 연구한 결과, 양면에 사용되는 동박의 두께가 다르게 되는 경우에 있어서도 동 클래드 적층판의 휨, 비틀림을 유효하게 저감시킬 수 있는 동 클래드 적층판을, 거기에 사용되는 동박의 종류를 연구함으로써 해결하는 방법을 찾아 내었다. 이하, 본 발명에 대하여 설명하겠지만, 여기서 사용한 재료로서의 동박선정 기준으로 하기 위한 재료역학적인 관점에서의 고찰방법에 대한 설명을 먼저 하기로 한다.

본 발명자들은, 여러 종류의 역학계산 모델을 상정하고, 실제로 제조한 동 클래드 적층판의 휨 측정값과 비교를 하여 보았으나, 상대적인 의미에 있어서, 이하에 서술하는 가장 단순한 역학계산 모델에서도, 휨의 발생 정도를 매우 유효하게 예측하는 것이 가능하다는 심증을 얻었다.

즉, 여기서의 역학계산에 사용되는 동 클래드 적층판은, 도 1에 도시된 바와 같이, 두께가 다른 동박을 양면에 맞붙인 양면 동 클래드 적층판을 단순모델로서 사용하였다. 동 클래드 적층판 제조를 위한 열간프레스 성형 전의, 동박과 절연층 구성재료(수지로 구성된 것)는, 거의 동일한 크기로 적층된다고 고려하였다. 따라서, 측면에서 관찰한 경우, 도 1(a)에 도시된 바와 같이 파악하는 것이 가능하다. 그리고, 열간 프레스 성형이 종료된 시점에서는, 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 경화하여 절연층으로 된 수지층은, 동박층 보다도 기판 내부 측을 향해서 수축한 상태를 형성하게 된다. 상기 수지층은, 프리프레그 등을 사용하여 형성되는 것이지만, 기본적으로는 경화하기 전의 상태를 나타내는 경우에는 절연층 구성재료, 경화한 후는 절연층 수지층 또는 단순히 수지층이라 부르기로 한다.

동박/절연층 구성재료/동박의 층 구성을 가지고 열간 프레스 성형하면, 절연층 구성재료의 수지가 경화할 때까지의 액상화한 단계에서는, 각각의 재료가 공급열량에 따라서 팽창수축 거동을 자유로이 행하는 것이 가능하다. 그러나, 절연층 구성재료인 수지의 경화가 진행함에 따라서, 그 후의 재료 간의 팽창수축 거동의차이에 의하여 속박을 받아서, 자유로운 거동이 제한을 받게 된다. 여기서 가장 중요한 것이, 동박을 구성하는 동(銅)과 절연층 구성재료의 수축율이 크게 다르다는 점이다. 특히 문제가 되는 것은, 여기서는 수축율이다. 일반적으로 수지재 쪽이 동에 비하여, 수배 큰 수축율을 가진다고 말해지고 있다.

이와 같이 생각하면, 절연층 구성재료인 수지가 경화하여, 동 클래드 적층판으로 된 시점에서는, 동박과 절연 수지층은 맞붙여져 있으므로, 양면에 위치하는 동박은, 수지의 수축에 따라서 압축응력을 받으며, 절연 수지층은 수축거동에 역행하는 인장응력을 받는 상태인 채로 유지되게 되어, 이것이 변형으로서 동 클래드 적층판의 내부에 축적되게 되며, 휨 현상을 발생시키는 요인으로 된다고 생각된다.따라서, 휨 문제를 해결하기 위해서는, 기재로 되는 수지의 거동과 동일한 수축거동을 가지는 동박을 사용하면, 이상적으로 생각되지만, 금속재료로서는 달성불가능한 것이다.

따라서, 본 발명자들은, 상술한 역학계산모델을 사용하여, 동박이 가진 어떤 특성이, 휨 현상에 영향을 미칠 가능성이 큰가를 판단하기 위하여, 도 2에 모식적으로 도시한 것과 같은 모델을 상정하여 판단한 것이다. 또, 여기서는 동박의 절연층 구성재료와의 접착면이 되는, 앵커(anchor) 효과를 얻기 위한 조화면의 영향은 배제하여 생각하기로 하고, 더욱이 각 구성재료의 거동을 독립적으로 파악하고, 그 거동이 평형하는 위치에서 동 클래드 적층판이 성립하고 있다고 한 것이다.

먼저, 동박 측의 거동에 대하여 설명한다. 동박의 최초의 길이를 Lc로 하고, 동 클래드 적층판으로 된 후의 압축하중을 받은 상태에서 수축한 동박의 길이를 L로 한다. 여기서 말하는 동박의 길이란, 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 정확히는 동 클래드 적층판의 단면에서 나타난 동박의 길이를 의미한다. 이 때의 동박의 변형은, 동 클래드 적층판으로 된 후의 압축하중을 받은 상태에서 수축 전의 동박의 길이 Lc를 기준길이로 하면, 〔식 1〕의 (1)식으로 표현되고, 그 때의 압축응력은 동박두께를 t_c, 동박폭을 w_c, 동박의 영율(young's modulus)을 Ec로 하면, 〔식 1〕의 (2)식으로 표현되게 된다. 본 명세서에 있어서, 동박의 경우의 영율은 동박의 인장시험을 행함으로써 얻어지는 응력-변형곡선을 미분하는 것에 의한 기울기로서 얻어지는 값 중에서, 최대의 값을 지칭하여 말한 것이다. 박 형상을 가지는 동박의 경우에는, 그 응력-변형곡선의 측정조건, 특히 인장시험기의 로드속도에 의하여, 여기서 영율이라 부르는 값도 변화하게 된다. 본 발명자들은, 그 로드속도를 50㎛/min., 표점간격 50mm로 측정한 값을 가지고 본 명세서에서는 표시하고 있다.

〔식 1〕

한편, 기재 쪽의 수축을 고려함에 있어서, 절연층 구성재료인 수지가 단독으로 수축한다면, 동박 이상의 수축을 하게 되지만, 동 클래드 적층판으로 된 경우는 동박의 조화면과 맞붙어 있기 때문에, 동박과의 수축길이의 차이만큼의 인장응력이경화한 수지에 발생하게 된다고 가정할 수 있다. 그러나, 경화하는 수지의 자연수축을 구속하여, 수축진행을 저지한 경우의 수지에 발생하는 내부응력의 추정은 거의 불가능하다. 따라서, 본 발명자들은, 이번의 시뮬레이션에 있어서는, 절연층 구성재료인 수지가 단독으로 수축한 경우의 길이를 L_R로 하고, 실제의 동 클래드 적층판에서의 절연 수지층의 길이로 관찰된 길이(수축한 동박과 동일한 길이)를 L로 하여, L_R로부터 L로 탄성변형적으로 인장된 것으로 상정한 것이다. 그리고, 절연층 구성재료인 수지층 두께를 t_R, 절연층 구성재료 폭을 W_R, 경화한 수지의 영율을 E_R로 하면, 경화 후의 절연층 구성재료인 수지층에서 발생하는 인장하중은 상술한 〔식 1〕의 (1)식, (2)식과 마찬가지로 식 2로서 보여지는 (3)식과 같이 표현된다.

〔식 2〕

이와 같이 생각하여, 동 클래드 적층판을 제조한 단계에서, 경화한 수지층의 한쪽 측면에서, 동박과 수지층과의 계면에서의 역학적인 균형이 평형으로 되어 있다고 생각하면, Fc와 F_R이 균형을 유지하여 평형상태에 있고, Fc에 대하여 F_R은 역방향으로 움직이는 힘이 되므로, Fc+ F_R=0의 관계가 성립하게 된다. 따라서, (2)식및 (3)식에 의하여, 〔식 3〕에서 나타내는 관계가 성립하게 된다.

〔식 3〕

여기서, Fc/F_R= -1이고, 열간 성형 프레스를 동박과 절연층 구성재료의 두께를 제외한 제외한 치수가 동일하다고 하면, w_c=w_R이 성립하게 된다. 더욱이, 동 클래드 적층판에 사용한 동박이나 절연층 구성재료의 수지가, 그 수축이 전체의 길이에 대하여 충분히 작은 것으로 생각하면, Lc/L_R≒ 1로 하는 것이 가능하다. 이들로부터 〔식 4〕가 유도되게 된다.

〔식 4〕

상기 (4)식을 기초로, 수지가 가진 특성은 일정하다고 하고, 동박의 두께 (t_c), 동박의 영율(Ec)이 변화한 경우의 동박의 수축거동에 미치는 영향을 고려하여 본다. 우선, 두께 t_c의 동박의 수축에 미치는 영향을 고려해 보면, 동박의 두께가 두꺼울수록 (t_c의 값이 크게 되는 것을 의미한다), (L-L_R)/(Lc-L)의 값이 크게 된다. 이 때, 수지가 가지는 특성은 일정하다고 하면, t_R·E_R및 (L-L_R)은 정수(定數)로 간주하고, 동박의 영율(Ec)도 일정하다면, (Lc-L)이 작게 되고, 동박의 수축은 작게 된다고 판단할 수 있다. 동박의 두께가 얇은 경우에는, 그 역으로 된다. 따라서, 동박의 두께가 두꺼울수록, 수축을 일으키기 어렵고, 양면 동 클래드 적층판의 양면에 사용하는 동박 두께가 다른 경우에는, 양면의 동박의 수축정도가 다르기 때문에, 휨을 조장하는 요인이 되는 것이라고 생각할 수 있는 것이다.

또한, 영율(Ec)이 수축에 미치는 영향을 고려해 본다. 두께의 경우와 마찬가지로, 동박의 영율이 커질수록(Ec의 값이 커지는 것을 의미한다), (L-L_R)/(Lc-L)의 값이 커지게 된다. 이 때에, 수지가 가지는 특성은 일정하며, t_R·E_R및 ( L-L_R)은 정수로 간주하고, 동박의 두께(t_C)도 일정하다고 하면, (Lc-L)이 작아지게 되고, 동박의 수축은 작아지게 된다고 판단할 수 있다. 동박의 영율이 작아지게 되는 경우는, 그 역으로 된다. 따라서, 동박의 영율이 커질수록 수축을 일으키기 어렵고, 양면 동 클래드 적층판의 양면에 사용하는 영율이 다른 경우에는, 양면의 동박의 수축정도가 다르게 되어, 휨을 조장하는 요인이 되는 것으로 생각되는 것이다.

이것으로부터, 두께가 다른 동박을 양면에 맞붙인 양면 동 클래드 적층판의 휨 문제를 해결하기 위해서는, 양면 동 클래드 적층판의 어느 쪽인가의 편면(片面) 쪽에 사용하는 한 쪽의 두꺼운 동박의 두께를, 가능한 한 다른 면 쪽의 얇은 동박의 두께에 가깝게 함과 동시에, 두꺼운 동박에는 낮은 영율을 가지는 동박을 사용하는 것이 유효한 수단이 된다고 추측할 수 있는 것이다.

본 발명자들은, (4)식을 기초로, 기재가 본래 수축하는 길이에 대하여, 어느 정도의 길이로 기재의 수축이 제한되었는가를, 〔식 5〕에 나타내는 연산식으로 고찰하기로 하였다. 이 때, 본 발명자들은, 경화한 기재를 탄성체로서 간주하여 취급하고 있기 때문에, 수지로서 본래 수축하는 길이로부터, 동박의 거동에 의하여 얼마만큼 경화한 수지가 신장되는가와 동일하게 생각한 것이다.

〔식 5〕

상기 (5)식을, 〔식 6〕에 나타낸 바와 같이 변형하여 (6)식을 얻을 수 있다.

〔식 6〕

여기서, 경화한 수지의 길이와 동박의 수축거리의 차 Lc-L_R을 ΔL로 치환하고, 기재의 신장 ( L-L_R)을 구하는 것으로 하면, 〔식 7〕에 나타낸 바와 같이, (6)식에 의해 (7)식 및(8)식이 유도되게 된다.

〔식 7〕

상기 (8)식으로부터 알 수 있는 바와 같이, 수지가 경화한 상태의 동 클래드 적층판에 있어서, 동박의 두께(t_C)가 두꺼울수록, 동박의 영율(Ec)이 커질수록, 경화한 수지의 신장 변형은 강하게 된다고 생각할 수 있다. 따라서, 두께가 다른 동박을 양면에 맞붙인 양면 동 클래드 적층판의 경우에는, 양면의 동박의 두께가 다른 것이 전제이지만, 양면에 사용하는 동박을 가능한 한 설계변경에 의해 얇게 하는 것이 매우 유효하다고 생각된다. 이와 같은 설계변경이 불가능한 경우에는, 두꺼운 동박에 영율이 작은 동박을 사용하는 것도 대단히 유효하다고 생각할 수 있다. 이러한 것들이, 동박이라고 하는 소재면에서 본 경우에, 동 클래드 적층판의 휨을 감소시키는 요인으로서 생각할 수 있는 것이다.

그리고, 이상에서 구해진 식을 기초로 하여, 도 2에 도시된 휨을 가진 동 클래드 적층판의 모델을 상정하고, 동 클래드 적층판의 휨을 시뮬레이트하기로 한다. 도 2에는, 곡률반경 r에 상당하는 휨을 가지는 동 클래드 적층판을 상정하였다. 이때, 동 클래드 적층판의 두께는, 동박/절연층 구성재료/동박의 총 두께이지만, 경화한 수지층 만을 추출하여 고려하기로 한다. 여기서, 도 1에 도시된 수지층의 휨이, 기판의 전체 길이에 대하여, 충분히 작은 것으로 가정하고, 곡률반경 r을 가지는 것으로 하여 취급하고 있다. 여기서는, 수지층의 두께는 t_R, 수지층의 휨에 대응하는 원주각을 θ로 하면, 휨의 내측 수지층의 윗면의 길이는 rθ, 휨의 외측의 수지층 아랫면의 길이는 (r+t_R)θ로서 표시할 수 있다. 따라서, 윗면과 아랫면 중 긴 면의 길이는 (r+t_R)θ로 나타낼 수 있다. 따라서, 윗면과 아랫면의 길이의 차는, (r+t_R)θ-rθ이므로, t_Rθ가 된다.

여기서, 수지층의 본래의 길이를 s라 하면, (r+t_R/2)θ=s의 관계가 성립한다. 여기서, t_R이 r에 대하여, 충분히 작은 것으로 가정하면, rθ=s의 관계가 성립한다고 생각해도 지장이 없다. 따라서, 윗면과 아랫면의 길이의 차는 t_Rθ=(s·t_R)/r‥‥(9)로 생각할 수 있다. 여기서, 양면 동 클래드 적층판의 한쪽 면의 동박이 수지층을 신장시켰다고 간주되는 길이는, 상술한 (8) 식으로 주어진다. 따라서, 두께가 다른 동박의 각각에 의하여 수지층이 신장되었다고 여겨지는 차이가 (9)식과 같다고 생각할 수 있다. (10)식에서 그 관계를 나타내었다. 이 때, ΔL₁은, 두꺼운 동박이 독립적으로 치수변화한 경우와 수지층이 독립적으로 치수변화한 경우의 치수차를 의미하고, ΔL₂는 얇은 쪽의 동박이 독립적으로 치수변화한경우와 수지층이 독립적으로 치수변화한 경우의 치수차를 의미한다.

〔식 8〕

그리고, 독립적으로 간주된 경우의 기재인 수지층의 치수 수축율과 동박과의 치수 수축율의 차를, 두꺼운 동박과 수지와의 차를 α₁, 얇은 동박과 수지와의 차를 α₂로 하면, ΔL₁= α₁·s, ΔL₂= α₂·s로 하는 것이 가능하다. 이로부터, (10)식에 의해 (11)식이 유도된다.

〔식 9〕

여기서, (11)식으로 주어지는 곡율반경 r의 값을 사용하여, 동 클래드 적층판의 휨(a)를 구하면 다음과 같이 된다. 휨의 값을 고려한 경우, 도 3에 도시된 것과 같은 관계를 기초로 고찰하는 것으로 하였다. 곡률반경 r의 원호의 중심점을 O로 하고, 동 클래드 적층판의 중심점을 C점으로 하고, 기판 단부를 E점으로 하고, C점과 E점의 중점을 M점으로 하고, E점의 직하점을 A점으로 하면, ΔOCM과 ΔCEA는 서로 닮은 관계가 성립한다.

따라서, 여기서 CM 간의 거리를 x, EA 간의 거리(휨에 상당하는 거리)를 a로 하면, x/r=a/2x의 관계가 성립하고, a=2·x²/r로 유도된다. 그리고, 곡률반경 r이 충분하게 크고, M점이 동 클래드 적층판의 길이의 1/4 점에 있는 것으로 간주할 수 있고, x=s/4로서 취급할 수 있다. 따라서, a=s²/8r이 유도되는 것이다. 그리고, 상기 식에 (11)식을 대입하므로서, 휨의 양을 〔식 10〕에서 나타내는 (12)식으로서 환산하는 것이 가능하게 된다. 상기 (12)식으로 주어지는 휨의 양은, 통상 절대값으로서가 아니라, 상대값으로서 취급해야 한다. 절대값으로 취급하기 위해서는, 프리프레그의 종류, 열간 프레스 가공조건 등의 요인을 가미하지 않으면 안되며, 실제로 제조한 동 클래드 적층판의 휨을 측정하고, 고유계수를 곱하는 등, 실험식을 기초로 한 계산조정을 행할 필요가 있다.

〔식 10〕

본 발명자들은, 이상과 같은 시뮬레이션을 기초로 하여, 본 출원에 관한 발명을 하였던 것이다. 이상의 시뮬레이션으로부터 알 수 있는 결과로서, 두께가 다른 동박을 사용한 양면 동 클래드 적층판의 두꺼운 동박 쪽에, (ⅰ)영율이 낮은 동박을 사용하고, (ⅱ)열간 프레스 성형 시에 수축하는 성질이 현저한 동박을 사용하는 것이, 동박이라고 하는 동 클래드 적층판 소재로서 본 경우에 바람직하다고 말할 수 있는 것이다.

한편, 동박이라는 소재로서 고려한 경우에, 영율이 낮은 동박이 존재하는지의 여부가 문제이다. 동박은, 압연동박과 전해동박으로 대별할 수 있고, 전해동박에서도 동 클래드 적층판을 제조하는 열간 프레스 성형의 열량으로, 용이하게 재결정화하는 동박이 존재한다(이하, 「S-HTE박」이라 한다). 예컨대, 상품명 미츠이 HTE박으로 불려지는 것과 같은 전해동박이 있다. 이 종류의 동박은, 열간 프레스 성형의 열량으로 재결정화하고, 재결정 과정에 있어서 통상의 동박에서는 없는 정도로 치수 수축한다는 특성을 가지고 있다. 이 치수 수축의 정도는, 180℃×1시간의 프레스 조건에 있어서, 0.05% 정도이다.

또한, 더욱이 상기 재결정화하는 동박은, 통상의 동박에 비하여, 재결정화한 후의 영율이 낮은 특성을 함께 가지고 있다. 열간 프레스 성형의 열량에 상당하는 가열처리로서, 180℃×60분의 가열처리한 후의 통상의 동박의 영율이 55∼60 GPa 정도임에 대하여, S-HTE박의 영율은 40∼50 GPa 정도로 낮은 값을 나타내고 있다.

이로부터 청구항 1에서는, 두께가 다른 동박을 양면에 맞붙인 양면 동 클래드 적층판에 있어서, 한쪽 면 쪽에 동 클래드 적층판을 제조할 때의 열간 프레스가공으로 재결정되지 않는 제1동박을 사용하고, 다른 면 쪽에 동 클래드 적층판을 제조할 때의 열간 프레스 가공으로 재결정되는 성질의 제2동박을 사용하며, 동시에 제2동박의 두께가 제1동박보다도 두꺼운 것을 특징으로 하는 동 클래드 적층판으로 하다.

여기서 말하는, 재졀정되는 성질의 제2동박으로서는, 상술한 전해동박인 S-HTE박에 한정되지 않고, 압연동박까지 포함하는 개념으로 기재하고 있다. 압연동박은, 그 제조방법에 의하여, 압연 시에 동박 내부에 많은 변형을 내장하기 때문에, 가열에 의한 회복현상을 일으키기 쉬우며, 재졀정화도 매우 용이하게 할 수 있는 것이다. 더구나, 터프 피치(tough pitch) 동을 원료로 하여 제조된 동박은, 가열에 의하여 용이하게 연화하기 때문에, 영율도 20∼40 GPa 정도까지 낮아지는 것이다. 따라서, 압연동박도 본 발명의 목적을 달성하기 위한 재료로서 사용이 가능하게 된다.

청구항 2에서는, 두께가 다른 동박을 양면에 맞붙인 양면 동 클래드 적층판에 있어서, 한쪽 면 쪽에 제1동박을 사용하고, 다른 면 쪽에 제1동박보다도 열간 프레스 가공으로 재결정되기 쉬운 성질을 가지는 제2동박을 사용하며, 동시에 제2동박의 두께가 제1동박보다도 두꺼운 것을 특징으로 하는 동 클래드 적층판으로 하고 있다.

이것은, 양면 동 클래드 적층판의 양면에 사용하는 동박은, 열간 프레스 가공 시의 가열로 재결정을 일으키는 동박을 사용하는 것을 대상으로 하고 있다. 동박의 경우, 전해동박의 경우는 전해용액을 제어함으로써, 압연동박의 경우에는 압연가공 시의 압하율 및 열처리 등을 제어함으로써, 동박의 재결정온도의 제어가 가능하게 되며, 양면에 사용하는 동박이 예를 들어, 재결정화를 일으켰다 하여도, 그 재결정화 속도에 차이를 가지게 하는 것이 가능하므로, 본 발명의 목적으로 하는 두께가 다른 동박을 양면에 맞붙인 양면 동 클래드 적층판의 휨 문제를 해결하는 수단으로 할 수 있는 것이다. 따라서, 이 경우 두꺼운 제2동박의 쪽이 재결정되기 쉽다고 하는 성질을 가지는 것이 조건으로 된 것이다.

그리고, 청구항 3에서는, 두께가 다른 동박을 양면에 맞붙인 양면 동 클래드 적층판에 있어서, 한쪽 면 쪽에 제1동박을 사용하고, 다른 면 쪽에 제1동박보다도 열간 프레스 가공으로 가해지는 열량에 의해 가열수축하기 쉬운 성질을 가지는 제2동박을 사용하며, 동시에 제2동박의 두께가 제1동박보다도 두꺼운 것을 특징으로 하는 동 클래드 적층판으로 하고 있다. 이와 같은 동 클래드 적층판으로 한 이유에 대하여는 싱술한 바와 같다.

또한, 청구항 4에서는, 두께가 다른 동박을 양면에 맞붙인 양면 동 클래드 적층판에 있어서, 한쪽 면 쪽에 제1동박을 사용하고, 다른 면 쪽에 제1동박보다도 낮은 영율을 가지는 제2동박을 사용하며, 동시에 제2동박의 두께가 제1동박보다도 두꺼운 것을 특징으로 하는 동 클래드 적층판으로 하고 있다. 이와 같은 동 클래드 적층판으로 한 이유에 대하여도, 마찬가지로 상술한 바와 같다.

상기한 것들을 고려하면, 두께가 다른 동박을 양면에 맞붙인 양면 동 클래드 적층판에 있어서, 현재의 기술 수준에 있어서는 두꺼운 쪽의 동박을, 열간 프레스 가공으로 가해지는 열량에 의하여 재결정화되는 동박으로 사용함으로써, 동 클래드적층판의 휨의 정도를 경감하는 것이 가능하다고 말할 수 있는 것이다.

이하, 본 발명에 관한 동 클래드 적층판을 제조하고, 그 동 클래드 적층판의 휨을 측정한 결과에 대하여 설명하고, 본 발명과 효과를 보다 상세히 설명한다. 또, 이하에서 서술하는 실시예의 모두에 대하여, 사용한 동 클래드 적층판의 열간 프레스 성형조건은, 프리프레그로는 100㎛ 두께의 유리 에폭시 기재를 1장 사용하고, 그 양쪽에 두께가 다른 동박을 사용하였으며, 프레스 조건은 유압식 진공 프레스기를 사용하고, 성형압력 30㎏/cm², 가열 프레스판 온도 180℃, 주가열시간 60분, 프레스 종료후 공냉하고, 동 클래드 적층판의 내부온도가 60℃로 된 시점에서, 대기 중에 인출하는 것으로 하여, 25㎝ 장방형의 동 클래드 적층판을 얻었다.

이하에서 서술하는 휨 측정방법은, 상기 25cm 장방형의 동 클래드 적층판을 평면 상에 두고, 25cm 장방형의 동 클래드 적층판의 1개의 모서리를 평면 상에 눌러서, 그 대각 부분의 평면으로부터 치켜 올라간 거리를 측정하는 것으로 행하였다.

제1실시예 :상술한 프레스 조건으로, 한쪽 면 쪽에 통상의 재결정화하지 않는 18㎛ 두께의 전해동박을 사용하고, 다른 면 쪽에 70㎛ 두께의 S-HTE박을 사용하여, 양면 동 클래드 적층판을 제조하였다. 이 때의, 18㎛ 두께의 전해동박의 영율은 60 GPa이고, 70㎛ 두께의 S-HTE박의 영율은 44 GPa였다. 또한, 동 클래드 적층판의 제조 후에, S-HTE박의 재결정 상황을 관찰하였지만, 양호한 재결정립의 성장을 관찰할 수 있었다.

이와 같이 하여 제조한 30 장의 동 클래드 적층판을, 상술한 방법으로 휨의 값을 측정한 결과, 휨의 최소값은 2mm, 최대값은 4mm였다.

더욱이, 본 발명자 등은, 비교하기 위한 시료로서, 다른 면 쪽에 사용한 70㎛ 두께의 S-HTE박을 통상 사용되는 재결정화하지 않는 70㎛ 두께의 전해동박으로 바꾸고, 동 클래드 적층판을 동일한 방법으로 30장 제조하여, 그 휨의 값을 측정하였다. 그 결과, 휨의 최소값은 12mm, 최대값은 17mm였다. 이로부터, 본 발명에 관한 동 클래드 적층판 쪽이 휨 현상이 경감되고 있는 것을 명확하게 알 수 있다.

제2실시예 :상술한 프레스 조건으로, 한쪽 면 쪽에 통상의 재결정화하지 않는 18㎛ 두께의 전해동박을 사용하고, 다른 면 쪽에 35㎛ 두께의 S-HTE박을 사용하여, 양면 동 클래드 적층판을 제조하였다. 이 때의, 18㎛ 두께의 전해동박의 영율은 60 GPa이고, 35㎛ 두께의 S-HTE박의 영율은 44 GPa였다. 또한, 동 클래드 적층판의 제조 후에, S-HTE박의 재결정 상황을 관찰하였지만, 양호한 재결정립의 성장을 관찰할 수 있었다.

이와 같이 하여 제조한 30 장의 동 클래드 적층판을, 상술한 방법으로 휨의값을 측정한 결과, 휨의 최소값은 0mm, 최대값은 2mm였다.

더욱이, 본 발명자들은, 비교하기 위한 시료로서, 다른 면 쪽에 사용한 35㎛ 두께의 S-HTE박을 통상 사용되는 재결정화하지 않는 35㎛ 두께의 전해동박으로 바꾸고, 동 클래드 적층판을 동일한 방법으로 30장 제조하여, 그 휨의 값을 측정하였다. 그 결과, 휨의 최소값은 7mm, 최대값은 10mm였다. 이로부터, 본 발명에 관한 동 클래드 적층판 쪽이 휨 현상이 경감되고 있는 것을 명확하게 알 수 있다.

또한, 제1실시예의 결과와 제2실시예의 결과를 비교하므로서 알 수 있는 바와 같이, 제1실시예의 70㎛ 두께의 S-HTE 동박을 제2실시예의 35㎛ 두께의 S-HTE 동박으로 변경한 것 만으로, 동 클래드 적층판의 휨 값이 크게 개선되는 것을 알 수 있다.

제3실시예 :상술한 프레스 조건으로, 한쪽 면 쪽에 통상의 재결정화하지 않는 35㎛ 두께의 전해동박을 사용하고, 다른 면 쪽에 70㎛ 두께의 S-HTE박을 사용하여, 양면 동 클래드 적층판을 제조하였다. 이 때의, 35㎛ 두께의 전해동박의 영율은 57 GPa이고, 70㎛ 두께의 S-HTE박의 영율은 44 GPa였다. 또한, 동 클래드 적층판의 제조 후에, S-HTE박의 재결정 상황을 관찰하였지만, 양호한 재결정립의 성장을 관찰할 수 있었다.

이와 같이 하여 제조한 30 장의 동 클래드 적층판을, 상술한 방법으로 휨의 값을 측정한 결과, 휨의 최소값은 0mm, 최대값은 24mm였다.

더욱이, 본 발명자들은, 비교하기 위한 시료로서, 다른 면 쪽에 사용한 70㎛ 두께의 S-HTE박을 통상 사용되는 재결정화하지 않는 70㎛ 두께의 전해동박으로 바꾸고, 동 클래드 적층판을 동일한 방법으로 30장 제조하여, 그 휨의 값을 측정하였다. 그 결과, 휨의 최소값은 5mm, 최대값은 8mm였다. 이로부터, 본 발명에 관한 동 클래드 적층판 쪽이 휨 현상이 경감되고 있는 것을 명확하게 알 수 있다.

본 발명에 관한 양면 동 클래드 적층판의 동박의 구성을 채용함으로써, 양면에 다른 두께의 동박을 사용한 경우에도, 동 클래드 적층판의 휨의 발생을 최소한의 범위로 줄이는 것이 가능하게 되고, 동 클래드 적층판의 제조 이후의 프린트 배선판 제조 공정에 있어서, 취급이 용이하게 되어, 작업효율을 크게 상승시키는 것이 가능하게 된다.

Claims (4)

1. 두께가 다른 동박을 양면에 맞붙인 양면 동 클래드 적층판에 있어서,

   한쪽 면 쪽에 동 클래드 적층판을 제조할 때의 열간 프레스 가공으로 재결정되지 않는 제1동박을 사용하고, 다른 면 쪽에 동 클래드 적층판을 제조할 때의 열간 프레스 가공으로 재결정되는 성질의 제2동박을 사용하며, 또한 제2동박의 두께가 제1동박보다도 두꺼운 것을 특징으로 하는 동 클래드 적층판.
2. 두께가 다른 동박을 양면에 맞붙인 양면 동 클래드 적층판에 있어서,

   한쪽 면 쪽에 제1동박을 사용하고, 다른 면 쪽에 제1동박보다도 열간 프레스 가공으로 재결정되기 쉬운 성질을 가지는 제2동박을 사용하며, 또한 제2동박의 두께가 제1동박보다도 두꺼운 것을 특징으로 하는 동 클래드 적층판.
3. 두께가 다른 동박을 양면에 맞붙인 양면 동 클래드 적층판에 있어서,

   한쪽 면 쪽에 제1동박을 사용하고, 다른 면 쪽에 제1동박보다도 열간 프레스 가공으로 가해지는 열량에 의해 가열수축하기 쉬운 성질을 가지는 제2동박을 사용하며, 또한 제2동박의 두께가 제1동박보다도 두꺼운 것을 특징으로 하는 동 클래드 적층판.
4. 두께가 다른 동박을 양면에 맞붙인 양면 동 클래드 적층판에 있어서,

   한쪽 면 쪽에 제1동박을 사용하고, 다른 면 쪽에 제1동박보다도 낮은 영율(young's modulus)을 가지는 제2동박을 사용하며, 또한 제2동박의 두께가 제1동박보다도 두꺼운 것을 특징으로 하는 동 클래드 적층판.