KR100612403B1

KR100612403B1 - 저조도 동박의 제조방법

Info

Publication number: KR100612403B1
Application number: KR1020030080438A
Authority: KR
Inventors: 조차제; 김상겸; 김정익
Original assignee: 엘에스전선 주식회사
Priority date: 2003-11-14
Filing date: 2003-11-14
Publication date: 2006-08-16
Also published as: KR20050046839A

Abstract

본 발명은 미세패턴용 인쇄회로기판 및 2차전지의 전극재료로 사용될 수 있는 저조도 동박의 제조방법에 관한 것으로, 전해전착으로 성형된 동박을 수득하여 유산동 전해액이 담겨있는 수조에 동박을 수장하고 일면 또는 타면에 대해 금속판재를 대면시켜 전류를 인가하여 양자간에 전해가공을 실시함으로써 도금이 되도록 한 후 선택적으로 연속 후처리 공정으로 동박을 노듈처리, 내약품처리, 내열처리, 방청처리, 실란처리를 하여 인쇄회로기판으로 쓰거나, 또는 방청처리만을 하여 2차전지의 전극재료로 사용될 수 있는 것을 특징으로 한다.

전해, 압연동박, 전해전착, 동박, 저조도, 광택, 회로기판, 전극재료

Description

저조도 동박의 제조방법{Manufacturing Method Of Very Low Profile Copper Foil}

도 1은 본 발명에 따른 드럼 구조의 전해 제박기의 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 저조도 동박의 제조방법의 순서도,

도 3은 도 2에 따른 전해도금장치의 제 1구성도,

도 4는 도 2에 따른 전해도금장치의 제 2구성도,

도 5는 도 2에 따른 전해도금장치의 제 3구성도,

도 6은 후처리 공정 단계를 포함하여 도시한 제 1실예에 따른 순서도,

도 7은 도 6에 따른 전해도금장치의 구성도,

도 8은 후처리 공정 단계를 포함하여 도시한 제 2실예에 따른 순서도,

도 9는 제박 직후 동박에 대한 전자현미경(SEM)의 촬영사진,

도 10은 본 발명에 따라 전해도금된 동박에 대한 전자현미경(SEM)의 촬영사진,

도 11은 본 발명에 따라 저도화 도금공정후의 미세기공 부분을 전자현미경(SEM)으로 촬영한 사진이다.

< 도면의 주요부분에 관한 부호의 설명 >

10 : 드럼 20 : 양극판

30 : 롤러 40 : 동박

50 : 전해조 60 : 전해액

100 : 산세척수조 100a : 산성액

200 : 물세척수조 200a: 물

300 : 전해도금수조 300a : 유산동 전해액

310 : 양극판 400: 노듈수조

500 : 내약품수조 600: 내열수조

700 : 방청수조 800: 실란수조

900 : 제 1롤러 910: 제 2롤러

본 발명은 미세패턴용 인쇄회로기판 및 2차전지의 전극재료로 사용될 수 있는 동박의 제조방법에 관한 것으로, 전해전착으로 성형된 동박을 수득하여 유산동 전해액이 담겨있는 수조에 동박을 수장하고 일면 또는 타면에 대해 금속판재를 대면시켜 전류를 인가하여 양자간에 전해가공을 실시함으로써 도금이 되도록 한 후 선택적으로 연속 후처리 공정으로 동박을 노듈처리, 내약품처리, 내열처리, 방청처리, 실란처리를 하여 인쇄회로기판으로 쓰거나, 또는 방청처리만을 하여 2차전지의 전극재료로 사용될 수 있는 저조도 동박의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 전해동박은 전해조 내에 수장되는 회전드럼 및 상기 드럼에 대해 소정간격을 갖고 상기 전해조 내에 수장되는 양극판을 포함하는 구조의 제박기에 의해 제조된다.

이는 드럼이 회전되고 드럼 및 양극판에 대해 전류가 인가되면 드럼과 양극판 사이에는 전해석출이 발생되어 동박이 드럼 표면에 전착된다. 그리고 상기 전착된 동박은 롤러에 의해 이끌려져 일지점에서 권취됨으로써 수득된다.

상기의 공정을 일반적으로 "제박공정"으로 칭하는데 기본적인 동박의 인장강도, 연신율, 표면거칠기 등의 물성은 이를 통해 결정된다. 그러나 최종 인쇄회로기판 및 2차전지 전극재로 쓰일 수 있도록 전해동박의 제조방법은 Cu, Zn, Ni, Co 등의 원소를 단독 혹은 합금하여 도금을 릴투릴(Reel To Reel)형태로 진행하는데, 이를 "후처리공정" 으로 통칭된다.

이와 같은 후처리공정은 일반적으로 단일 회전드럼에 의해서 생산되는 제박공정에 비해 생산속도가 빠르지만 다단계의 연속도금을 진행함으로 인해 높은 도금속도에서는 부분적인 장력의 불균일로 인해 동박의 표면이 찢어지거나 주름이 발생하기 쉽다. 따라서 전해동박의 제조에 있어 생산성을 증가시키기 위해서는 제박공정과 후처리 공정을 분리하고 각각의 생산속도를 행상시키는 것이 유리하고 특히 용도에 따라 다른 후처리 원소를 적용하는 전해동박의 요구가 증가하여 상기 두 공정의 분리가 생산자에게 유리하다.

최근 전자장치의 소형화, 경량화로 인해 IC 배선의 미세화가 요구되고 있고 전자장치에 사용되는 기판의 배선 패턴에서 리드쪽이 수십 마이크로미터까지 미세화되는 추세에 따라 그 쓰임새 뿐만 아니라 보다 얇으면서 저조도를 갖추는데 초점 을 맞추고 있다.

즉 기존의 100㎛급 배선패턴을 형성하는데 사용된 금속박의 두께는 이 배선패턴의 폭에 대응하여 15∼35㎛ 정도이지만, 수십 ㎛급으로 배선패턴이 미세화됨에 따라 이에 사용되는 금속박의 두께도 대응하여 얇아질 필요가 있다.

이와 같은 배선패턴을 형성하기 위해 사용되는 동박에 있어 전해가공으로 형성되는 전해동박은, 앞서 언급된 드럼 표면에 동을 전해석출시키는 것에 의해 제조된다. 이렇게 제조된 전해동박에 있어서 동의 석출이 시작되는 면, 즉 드럼과 접촉되는 면을 광택면이라 하고, 동의 석출이 종료되는 면을 무광택면이라 한다.

광택면의 표면상태는 드럼 표면상태와 대략 동일하고 무광택면의 표면조도는 동의 석출상태 및 두께에 따라 다르지만, 무광택면의 표면조도는 광택면의 표면조도보다 큰것으로 일반적으로 2.0∼10㎛ 정도이다. 이런 무광택면 조도가 지나치게 크면 인쇄회로기판의 배선패턴 형성시 에칭후 잔류하여 전기회로 불량의 원인이 될 수 있다.

종래 알려진 동박의 표면상태를 조정하는 방법으로서, 제박공정중 전착성장을 제어할 수 있는 유-무기첨가제가 포함된 유산동 전해액을 이용하는 방법과 후처리공정 직전에 기계 또는 화학적으로 연마를 진행하는 방법이 있다.

이중 제박공정에서 유산동 전해액 중에 유-무기첨가제를 조절하여 저조도 동박을 구현하는 종래에 공지된 기술들은, 유산동 전해액 내의 염소 농도를 10ppm 이하로 낮춰 미세분말 형태의 금속산화물 혹은 세라믹 입자를 투입해 미세하고 균일한 조직을 구현한 저조도의 동박을 제조하는 방법이다.

이 때 유사개념으로 동박의 과대 성장부분을 억제하고, 과소 성장부분에 대해서는 성장을 촉진시키기 위한 유-무기첨가제를 첨가하는 방법이 있다.

그러나 상기와 같은 유-무기첨가제에 의한 저조도 전해동박의 제조방법은 연속적으로 균일한 물성을 얻기 위해 전해액 내에 포함된 첨가제를 일정농도로 제어해야 하는데, 이 때 유산동 전해액 내에 1종 이상의 첨가제가 있을 경우, 각각의 첨가제에 대한 제어가 어렵고, 또한 각각의 첨가제에 대한 농도 분석방법이 동시에 개발되어야 하는 어려움이 있다. 이런 이유로 인해 일반적으로 개발된 신규 첨가제에 대한 안정화 기간이 길다는 문제점이 발생되었다.

그리고 전해동박의 표면 조도외에 인장강도, 연신율, 잔류응력, 내굽힘성 등의 물성이 제박공정중에 결정되므로 유산동 전해액내에 유-무기첨가제를 첨가하여 저조도 동박을 제조하는 경우, 예상치 못한 타 물성변화가 발생하는 문제점이 발생되었다. 또한 현재까지 개발된 유산동 전해액에 투입되는 유-무기첨가제의 경우, 제박공정의 생산성을 고려하여 회전 드럼의 속도를 높이고 전류밀도를 상승시켜서 짧은 시간에 전착을 진행시켜야 함으로, 첨가제에 의한 전착동박의 조도제어가 한계가 따른다. 이는 통상 전해동박 무광택면의 표면조도(Rz)를 1.5㎛ 이하로 낮추는 것이 기술적으로 한계가 있기 때문이다.

한편 상기된 저조도 전해동박을 구현하기 위한 방법으로, 버프(Buff) 등을 이용하여 동박의 표면을 평활하게 하는 방법이다. 이러한 상기 기계연마는 얇은 동박을 이용할 경우 동박에 기계적 응력을 가하여 동박이 파손되는 경우가 있으므로, 기계연마방법은 비교적 두꺼운 동박의 표면에 사용하는 것이 적합하다. 종래 공지 된 프린트 배선판용 전해동박에 관한 기술에서는 전해동박의 노듈레이팅 처리 이전의 전해동박의 무광택면의 표면조도(Rz)를 1.5㎛ 이하로 만들기 위해 버프연마를 실시하는 프린트 배선판용 전해동박의 발명이 개시되어 있다.

그러나 상기와 같이 버프연마를 실시하면 연마로 인한 잔류응력과 함께 버프연마 면에 줄무늬의 형태로 연마에 따른 흠집이 생길 수도 있다. 따라서 비교적 두꺼운 동박을 사용하는 경우, 연마 흠집은 문제가 되지 않으나 얇은 동박을 사용하는 경우, 배선패턴 등에서 단선 등의 불량원인이 될 수 있는 문제점이 있다.

아울러 상기 화학연마는 기계연마와는 달리 동박에 기계응력이 아닌 화학반응에 의해 연마된다. 따라서 비교적 얇은 동박의 연마에도 파손이나 상처를 발생하시키지 않아 비교적 얇은 동박의 표면의 가공에 적합한 방법으로 고려되고 있다. 이러한 종래 화학연마 기술분야에서는 60∼80㎛ 피치의 리드 패턴을 형성하는데 무광택면의 표면을 1∼2㎛의 조도로 화학연마한 전해동박을 사용하는 것을 제시하고 있고, 여기에 사용되고 있는 전해동박은 처리후의 동박두께가 18∼30㎛이다.

그러나 동박을 화학연마로 가공하면 무광택면에서 상대적으로 돌출된 볼록부위가 비교적 높은 선택율로 용해되어서 가공되지만 무광택면의 오목부위 또한 연마되는 현상이 발생한다. 결국 18㎛ 이하의 얇은 동박을 화학연마하면 부분적으로 얇은 두께의 동박이 형성되어 배선패턴 또는 리드에 적용하는데 제한이 있는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1 목적은, 미세패턴용 인쇄회로기판 및 2차전지의 전극재료로 사용될 수 있는 저조도 동박의 제조방법을 제공하는 것이다.

그리고 본 발명의 제 2목적은, 동박의 표면조도외에 다른 물성의 큰 변화가 없으며, 주름과 같은 표면 불균일 부위가 없이 양호하게 균일한 두께를 갖는 저조도 동박의 제조방법을 제공하는 것이다.

아울러 본 발명의 제 3목적은, 전해동박 제조공정중 후처리공정 초기에 동박 조도를 제어할 수 있는 전해도금을 실시하여, 물성제어가 용이한 저조도 동박의 제조방법을 제공하는 것이다.

이와 같은 본 발명의 목적은, 전해전착으로 성형된 동박(40)을 수득하여 제박하는 단계(S1000)와, 상기 제박된 동박(40)을 산성액에 수장하여 산세척하는 단계(S2000)와, 산세척된 동박(40)을 물에 수장하면서 물세척하는 단계(S3000) 및 상기 동박(40)의 무광택면의 상대적으로 돌출된 볼록 부위의 성장을 억제시키고 오목부위의 성장을 촉진시키기 위하여 유기첨가제를 포함한 유산동 전해액(300a)에 수장하면서 양극판(310)을 대면시킨 뒤 해당 극성의 전류를 인가하여 전해도금을 실시하는 단계(S4000)를 포함하는 것을 특징으로 하는 저조도 동박의 제조방법에 의해서 달성된다.

상기의 S4000단계는, 보다 낮은 동박의 표면조도를 얻기 위해 적어도 1회 이상 실시되는 것이 바람직하다.

상기 S4000단계에서, 유기첨가제는, 메르켑토기를 갖는 화합물과, 분자량이 10,000이상의 다당류와, 아교와, 분자량이 5,000이상의 셀룰로오스와, 요소 및 분 자량이 10,000 이상 100,000이하의 젤라틴으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 것이 바람직하다.

상기 S4000단계에서, 유산동 전해액(300a)은, 10ppm 이하의 염소이온 농도를 유지하는 것이 바람직하다.

상기 S4000단계에서, 유산동 전해액(300a)은, 20℃∼90℃의 전해온도를 유지하는 것이 바람직하다.

상기 S4000단계에서, 유산동 전해액(300a)은, 2∼10A/dm²의 전류밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 저조도 동박의 제조방법.

상기 S4000단계 이후, 상기 동박(40)의 평균 두께 증가는 2㎛ 이하인 것이 바람직하다.

상기 S4000단계 이후, 상기 동박(40)의 표면에 노듈을 형성하는 단계(S4100)와, 상기 노듈 형성면에 내약품을 처리하는 단계(S4200)와, 내열처리하는 단계(S4300)와, 방청처리하는 단계(S4400) 및 실란처리하는 단계(S4500)가 더 포함되는 것이 바람직하다.

상기 S4000단계 이후, 상기 동박(40)을 방청처리하는 단계(S4500);가 더 포함되어 연속 도금되는 것이 바람직하다.

상기 S4000단계는, 상기 양극판(310)이 상기 동박(40)의 양면중 상대적으로 표면조도가 높은 일면에 대면하도록 위치하여 전해도금하는 것이 바람직하다.

상기 S4000단계는, 상기 양극판(310)이 상기 동박(40)의 양면중 상대적으로 표면조도가 낮은 타면에 대면하도록 위치하여 전해도금하는 것이 바람직하다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

다음으로는 본 발명에 따른 저조도 동박의 제조방법에 관하여 첨부되어진 도면들과 더불어 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 드럼 구조의 전해 제박기의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전해석출을 이용하여 동박(40)을 성형하는 전해제박기는 기계적인 압연과 더불어 동박(40)을 성형할 수 있는 대표적인 성형장치이다.

전해조(50)에는 전해액(60)이 담겨 있는데, 상기 전해액(60)은 황산, 구리이온 및 염소이온 등으로 기본조성을 이루고 있다. 이 때 상기 전해액(60)에는 분할된 둥근 양극판(20)이 수장되어 있다.

그리고 상기 양극판(20)의 오목한 부위에 대응하여 음극전극으로 기능하는 드럼(10)이 수장되어 있다. 이 때 상기 드럼(10) 및 양극판(20)에 각 극성에 대응하는 전류가 인가되며, 상기 드럼(10)의 회전방향으로 전해액(60)의 상부 우측에는 롤러(30)가 위치하고 있다.

이에 따라 (-)전류가 인가된 상기 드럼(10)이 회전하면서 (+)전류가 인가된 양극판(20)과의 사이에서는 동이 석출되고 드럼(10)의 표면에는 동박(40)이 전착된다. 전착되는 동박(40)은 상기 롤러(30)에 의해 이끌려져 권취됨으로써 롤 형태로 수득된다. 이 때 수득된 동박(40)에서 상대적으로 조도가 낮은 광택면은 상기 드럼(10)에 전착되는 면이고 그렇치 않은 면이 무광택면이 된다.

이렇게 성형된 동박(40)의 표면 조도는 광택면의 경우 상기 드럼(10) 표면의 조도와 상관관계를 가지며 무광택면의 조도는 첨가제, 전류밀도, 전해액(60)의 유속, 제박속도 등에 따라 약 2.0∼10㎛의 평균조도(Rz)를 보인다.

도 2는 본 발명에 따른 저조도 동박의 제조방법의 순서도이며, 도 3은 도 2에 따른 전해도금장치의 제 1구성도이고, 도 4는 도 2에 따른 전해도금장치의 제 2구성도이며, 도 5는 도 2에 따른 전해도금장치의 제 3구성도이다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 저조도 동박의 제조방법은 성형된 동박(40)이 후처리를 거치기 이전에 전해전착을 실시하여 동박(40)의 일면 또는 양면 모두의 조도가 현저하게 떨어지도록 하여 저조도 광택면을 만드는 방법이다.

동박(40)은 전해 제박기의 전해전착으로 성형 수득되며, 일실시예로서 앞서 언급된 도 1에서는 전해 제박기에 의한 전해전착으로 동박(40)을 수득하는 것을 보여주었다. 이와 같이 전해에 방식으로 전착된 동박(40)을 수득하며, 이 때 동박(40)은 롤 형태로 권취되어 있다(S1000).

이 후 동박(40)은 전해도금을 거치는데 동박(40)이 전해도금을 거치기 위해서 우선 산세척(S2000)을 하게 되고, 이후 물세척(S3000)을 한 다음 전해도금(S4000)을 하게 된다. 이러한 일련의 과정이 연속되도록 산세척수조(100), 물세척수조(200) 및 전해도금수조(300)가 일렬로 구비되고, 각 수조(100,200,300) 에는 제 1롤러(900)가 1개씩 수장되며 상기 제 1롤러(900)와 연동하는 제 2롤러(910)가 각 수조(100,200,300) 상부에 일렬로 위치한다.

각 롤러(900,910)는 서로 지그재로 형태로 위치하고 맨앞의 제 2롤러(910) 및 맨 뒤의 제 1롤러(900) 사이의 각 롤러(900,910)에 동박(40)을 걸어주고, 각 롤러(900,910)를 일방향으로 회전시킨다. 그러면 동박(40)이 연속적으로 각 수조(100,200,300)에 수장 및 이탈된다. 이와 같은 수장 및 이탈이 교번되면서 동박(40)은 산세척, 물세척 및 전해도금이 된다.

이를 위해 우선 산세척수조(100)에 수장된 동박(40)을 산세척수조(100) 내의 산성액(100a)에 의해 세척하게 되는데, 이 때 산성액(100a)은 pH 5이하의 황산이나 염산이다(S2000). 이러한 산세척은 동박(40)에 필요한 접합강도, 내열성, 내약품성 및 방청성을 부여하기 위해 동박(40)의 세정 및 산화막 제거를 위하여 실시된다.

이후 물세척수조(200)의 물(200a)에 수장되어 물세척을 거친 후(S3000) 연속적으로 전해도금수조(300)에 순차적으로 투입되어 수장되고, 이 때 상기 전해도금수조(300)에 설치된 드럼(10) 및 양극판(310)에 대해 각기 상반된 극성의 전류가 인가되면서 동박(40)의 일면에 전해도금이 실시된다(S4000). 상기에서 전해도금이 실시되기 위해서 전해도금수조(300) 내에는 유기첨가제가 포함된 유산동 전해액(300a)이 담겨져 있다. 이 때 바람직한 전해조건으로는 유산동 전해액(300a)의 전해온도는 20℃∼90℃이고, 전류밀도는 2∼10A/dm² 이고, 10ppm 이하의 염소이온 농도를 유지하는 것이 바람직하다.

아울러 전해도금 실시 후 상기 동박(40)의 표면조도를 보다 낮게 하기 위해 연속적으로 전해도금을 1회이상 실시할 수 있으며, 이후 상기 동박(40)의 평균 두께의 증가는 2㎛이하 인 것이 바람직하다.

전해도금을 1회 이상 실시하기 위해서는 2개 이상의 전해도금수조(300)가 필요로 하는데, 도 3에 도시된 바와 같이, 첫 번째 전해도금수조(300)에는 유산동 전해액(300a)이 담겨있으며, 연속되는 두 번째 전해도금수조(300)에도 동일한 유산동 전해액(300a)이 담겨있다. 따라서 첫 번째 전해도금수조(300)에서 1차 전해도금하고 이어 연속적으로 및 2차 전해도금이 이루어져 보다 낮은 표면조도를 갖는 동박(40)을 얻을 수 있다..

이러한 각 전해도금는 동박(40)이 수장되면서 동박(40)의 일면에 대면하는 양극판(310)과의 사이에서 발생되며, 이에 따라 전해도금이 이루어진다. 이를 위해 동박(40)에는 (-)전류가 인가되고, 상기 양극판(310)에는 (+)전류가 인가된다. 이 때 상기 양극판(310)은 인가되는 전류밀도의 균일함을 위해 분할된 형태로 구비될 수 있다.

상기에서 2개의 전해도금수조(300) 내에서 동박(40)의 양면 중 조도가 상대적으로 높은 일면에 대면하도록 위치하게 도 3과 같이 구비될 수 있다. 이에 따라 각 전해도금수조(300)에서 반복 수장되면서 동박(40)의 일면만이 계속적으로 전해 도금된다. 따라서 상대적으로 표면조도가 높아 거친 일면 부위가 집중적으로 전해도금될 수 있다.

아울러 상기와 동일방법으로 양극판(310)이 상기 동박(40)의 양면 중 상대적으로 표면조도가 낮은 타면에 대면하도록 위치하여 도금할 수 있다(도 4에 도시).

또한 도 3와 도 4의 혼합방법으로 도 5와 같이, 양면 모두가 저조도의 광택면으로 전해도금될 수 있는 방법으로, 조도가 낮은 타면에 추가적인 저조도화나 광택화에 활용될 수 있다.

상기에서 전해도금은 화학연마에서와 같이 무광택면의 오목한 부위가 성장되는 현상이 발생한다. 따라서 균일한 전해도금를 위해서는 상대적으로 오목한 부위의 성장을 촉진시키고 볼록한 부위에 성장을 억제시킬 필요가 있다. 이를 위해 본 발명에서는 오목한 부위의 성장을 촉진하고, 볼록한 부위의 성장을 억제하도록 유산동 전해액(300a) 내에는 메르켑토기를 갖는 화합물과, 분자량이 10,000이상의 다당류와, 아교와, 분자량이 5,000이상의 셀룰로오스와, 요소 및 분자량이 10,000이상 100,000이하의 젤라틴으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 유기첨가제가 포함된다.

도 6은 후처리 공정 단계를 포함하여 도시한 제 1실시예에 따른 순서도이고, 도 7은 도 6에 따른 전해도금장치의 구성도이다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 성형된 동박(40)이 경질 및 연성 인쇄회로기판용으로 사용될 경우, 후처리 공정으로 연속도금 과정을 통해 동박(40)의 저조도 광택면을 만드는 방법이다.

이는 후처리 도금공정으로 제박공정에서 발생된 미세기공(Porosity)부위를 구리이온이 충진하여 전착이 진행되도록 미세기공을 감소시키기 위한 5개의 일련되는 수조(400,500,600,700,800)가 도시되었다.

이는 상기 동박의 표면에 각각 노듈처리(S4100)와, 내약품처리(S4200)와, 내 열처리(S4300)와, 방청처리(S4400) 및 실란처리(S4500)를 위해 설치된다. 이러한 일련되는 5개의 수조(400,500,600,700,800)는 전해도금수조(300)와 연속적으로 설치되는데. 이는 노듈수조(400)와, 내약품수조(500)와, 내열수조(600)와, 방청수조(700)와, 실란수조(800)로 구성된다.

도 8은 후처리 공정 단계를 포함하여 도시한 제 2실예에 따른 순서도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 성형된 동박(40)이 2차전지 전극재로 사용될 경우, 후처리 공정으로 연속도금 과정을 통해 동박(40)의 저조도 광택면을 만드는 방법이다.

이 때 후처리 도금공정으로 방청처리하는 방청수조(700)만을 설치하여 제박공정에서 발생된 미세기공 부위를 구리이온이 충진하여 전착이 진행되도록 할 수 있다(S4400).

이하에서는 본 발명에 따른 제조방법에서 2가지의 상이한 조건으로 동박(40)을 제조하는 실시예를 제시한다.

[실시예]

통상의 조도를 갖는 제박공정 후의 전해동박을 후처리공정에서 초기 산세척 후 아래 조건 1과 2에 따라 저조도 도금을 실시하여, 무광택면의 표면조도(Rz)를 조건 1에서는 4.8㎛에서 약 1.2㎛로 감소시켰고, 조건 2에서는 4.8㎛에서 약 1.1㎛로 감소시켰다.

이 때 동박(40)의 전체 평균두께가 상승은 이전의 18.1㎛에서 18.9㎛로 측정되어 증가가 관찰되었다. 따라서 목표로 제품의 평균두께를 고려하여 저조도화 도금공정 조건을 확립해야 한다.

[조건 1]

유산동(CuSo₄ _˙ 5H₂0) 농도: 약 30∼90g/L

황산 농도: 약 40∼150g/L

젤라틴 첨가량: 약 1∼10ppm

염소 농도: 10ppm 이하

온도: 약 30℃∼50℃

전류밀도 약 2∼5A/dm²

도금속도: 10mpm

[조건 2]

유산동(CuSo₄ _˙ 5H₂0) 농도: 약 5∼50g/L

황산 농도: 약 40∼150g/L

젤라틴 첨가량: 약 1ppm∼10ppm

염소 농도: 10ppm 이하

온도: 약 30℃∼50℃

전류밀도 약 5∼10A/dm²

도금속도: 30mpm

아래 표는 앞에서 언급된 바와 같이 약 18㎛두께의 동박(40)의 조도변화를 나타낸 것이다.

[㎛]

	제박공정	후처리 저조도화 도금
	제박공정	조건 1	조건 2
평균조도(Rz)	4.8	1.2	1.1
평균두께	18.1	18.2	18.1

도 9은 제박 직후 동박에 대한 전자현미경(SEM) 촬영 사진도이고, 도 10는 본 발명에 따라 전해도금된 동박에 대한 전자현미경(SEM) 촬영 사진도이고, 도 11은 본 발명에 따라 저조도화 도금 공정 후의 미세기공 부분을 전자현미경(SEM) 촬영 사진도이다.

제박된 이후 도 8의 사진에서는 표면이 불균일하여 도 9에 비해 상대적으로 조도가 높음을 알 수 있다. 그리고 도 10에서는 기존의 미세기공이 존재했던 부위를 구리이온이 충진하여 전착이 진행되어 미세기공이 감소되는 효과를 확인할 수 있다.

이상에서와 같은 본 발명에 따른 저조도 동박의 제조방법은 상기 실시예에서 언급된 각 조건 이외에 본 발명에서 제시된 범위안에서 다른 다양한 실시예의 시행이 가능하며 이를 통해 다양한 특성의 동박 및 그를 이용한 전자부품의 제조가 가능하다.

이상에서와 같은 저조도 동박의 제조방법에 의하면, 표면조도외에 다른 물성의 변화가 없고 주름과 같은 표면 불균일 부위가 없이 양호한 두께 균일도를 갖는 동박을 구현할 수 있다. 또한 현재 상용 전해동박 제조공정의 생산성 저하가 없고 물성제어가 용이한 저조도 전해동박을 제조할 수 있는 특징이 있다.

아울러 최종 인쇄회로기판 미세패턴의 단선 등의 주요 불량원이 되는 제박공정에서 미세기공을 감소시키는 효과가 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims

전해전착으로 성형된 동박(40)을 수득하여 제박하는 단계(S1000);

상기 제박된 동박(40)을 산성액에 수장하여 산세척하는 단계(S2000);

산세척된 동박(40)을 물에 수장하면서 물세척하는 단계(S3000); 및

상기 동박(40)의 무광택면의 상대적으로 돌출된 볼록 부위의 성장을 억제시키고 오목부위의 성장을 촉진시키기 위하여 유기첨가제를 포함한 유산동 전해액(300a)에 수장하면서 양극판(310)을 대면시킨 뒤 해당 극성의 전류를 인가하여 전해도금을 실시하는 단계(S4000)를 포함하고;

상기 S4000단계에서, 유기첨가제는, 메르켑토기를 갖는 화합물과, 분자량이 10,000이상의 다당류와, 분자량이 5,000이상의 셀룰로오스와, 요소 및 분자량이 10,000 이상 100,000이하의 젤라틴으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어지며;

상기 S4000단계에서, 유산동 전해액(300a)은, 10ppm 이하의 염소이온 농도를 유지하고, 유산동 전해액(300a)은, 20℃∼90℃의 전해온도를 유지하며, 유산동 전해액(300a)은, 2∼10A/dm²의 전류밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 저조도 동박의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 S4000단계는, 보다 낮은 동박의 표면조도를 얻기 위해 적어도 1회 이상 실시되는 것을 특징으로 하는 저조도 동박의 제조방법.
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제 1 항 또는 제 2항에 있어서, 상기 S4000단계 이후, 상기 동박(40)의 평균 두께 증가는 2㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 저조도 동박의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 S4000단계 이후,

상기 동박(40)의 표면에 노듈을 형성하는 단계(S4100)와, 상기 노듈 형성면에 내약품을 처리하는 단계(S4200)와, 내열처리하는 단계(S4300)와, 방청처리하는 단계(S4400); 및 실란처리하는 단계(S4500);가 연속 도금되는 것을 특징으로 하는 저조도 동박의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 S4000단계 이후, 상기 동박(40)을 방청처리하는 단 계(S4500);가 더 포함되어 연속 도금되는 것을 특징으로 하는 저조도 동박의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 S4000단계는, 상기 양극판(310)이 상기 동박(40)의 양면중 상대적으로 표면조도가 높은 일면에 대면하도록 위치하여 도금하는 것을 특징으로 하는 저조도 동박의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 S4000단계는, 상기 양극판(310)이 상기 동박(40)의 양면중 상대적으로 표면조도가 낮은 타면에 대면하도록 위치하여 도금하는 것을 특징으로 하는 저조도 동박의 제조방법.