KR100622603B1 - 연성회로기판의 절연층용 수지 조성물, 이를 이용한연성금속적층판 및 연성금속적층판 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연성회로기판의 절연층용 수지 조성물, 이를 이용한 연성금속적층판 및 연성금속적층판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연성기판 제조시 절연층으로 사용되는 폴리이미드의 열경화시 발생되는 수분으로 인해 생길 수 있는 말림현상을 광경화 고분자를 사용함으로써 제거하여 말림현상을 줄일 수 있고, 열경화 공정대신 광경화 공정의 도입으로 생산성을 향상하는 연성회로기판의 절연층용 수지 조성물, 이를 이용한 연성금속적층판 및 연성금속적층판의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 주쇄 또는 측쇄에 감광기를 포함하는 고분자와 상기 감광기를 포함하지 않는 고분자의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연성회로기판의 절연층용 수지 조성물의 제공을 통하여 달성된다.

연성회로기판, 절연층, 수지, 감광기, 편광, 유기용매, 신나메이트, 칼콘, 쿠마린, 아조, 이미드, 신나밀리덴, 말로네이트, 스티릴아크릴레이트, 고분자막, 연성금속적층판

Description

연성회로기판의 절연층용 수지 조성물, 이를 이용한 연성금속적층판 및 연성금속적층판 제조방법{RESIN COMPOSITION FOR CLAD LAMINATION OF FLEXIBLE CIRCUIT BOARD, THE FLEXIBLE METAL LAMINATION BOARD USING THEREOF AND THE METHOD FOR MANUFACTURING THE FLEXIBLE METAL LAMINATION BOARD}

도 1은 본 발명에 의한 연성금속적층판 제조방법에 대한 구조도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1. 코팅부

2. 금속 포일

3. 사전굽기부

4. 자외선 경화부

5. 사후굽기부

본 발명은 연성회로기판(이하 '연성기판'이라 함)의 절연층용 수지 조성물, 이를 이용한 연성금속적층판 및 연성금속적층판을 만드는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연성기판 제조시 절연층으로 사용되는 폴리이미드의 열경화시 발생 되는 수분으로 인해 생길 수 있는 말림현상을 광경화 고분자를 사용함으로써 제거하여 말림현상을 줄일 수 있고, 열경화 공정대신 광경화 공정의 도입으로 생산성을 향상하는 연성회로기판의 절연층용 수지 조성물, 이를 이용한 연성금속적층판 및 연성금속적층판을 만드는 방법에 관한 것이다.

최근 전자산업 기술분야에 있어서는, 반도체 집적회로의 집적도의 놀라운 발전과 소형칩 부품을 직접 탑재하는 표면실장기술의 발전에 따라, 또한 이동통신기기 등 전자제품의 경박단소화가 급속히 이루어지고 있어, 기존의 경성 인쇄회로기판보다는 전자제품내의 공간내에 설치작업이 극히 용이한 연성 인쇄회로기판의 사용이 일반화 되고 있으며, 이와 같은 연성 기판은 제품소형화는 물론, 수요자의 대응에 있어서도 극히 용이한 것이다.

또한, 현재에는 회로 패턴의 고밀도화를 이루기 위하여 다층 연성기판 또는 경성 및 연성기판을 혼합한 기판의 사용도 급속히 증가하고 있다.

이와 같은 기술과 관련된 종래의 연성기판용 동박적층판은 크게 동박에 폴리이미드계 수지를 도포하는 방식과 폴리이미드계 필름 위에 구리를 증착하는 방식으로 나뉜다. 특히 구리증착 방식은 매우 얇은 두께의 구리막 형성이 가능하며 연성기판의 말림현상이 없어 고급 제품용으로 사용이 가능하나, 생산성이 떨어지고 가격이 고가인 단점으로 널리 사용되지 못하고 있다.

도포방식의 연성기판은 동박(통상 압연박이 사용된다) 위에 폴리아믹산 형태의 폴리이미드 전구체 수지를 도포하고 열처리하여 폴리아믹산을 폴리이미드수지로 변환시켜 막을 형성함으로써 제조된다. 열처리는 통상 300℃ 정도에서 이루어지는 데 이 과정에서 수분이 빠져나와 폴리이미드 수지의 부피가 줄게 된다. 이 때문에 완성된 연성기판은 폴리이미드 수지쪽에 인장력을 받게되어 전체 기판이 휘면서 말리게 되는 현상이 발생하게 된다. 이와같은 문제점을 해결하기 위하여 기존 업체들은 열팽창계수가 다른 2층 이상의 폴리이미드를 적층하거나, 폴리아믹산과 같은 전구체 형태가 아닌 열가소성 폴리이미드를 도포하는 방식 등으로 이를 해결하고 있다. 그러나 다층 적층방식은 수지도포와 열처리를 여러 차례 반복해야 하므로 전체 공정시간이 길어져 제조단가가 상승하고 수율이 떨어지는 등의 문제가 발생한다. 한편 열가소성 폴리이미드를 사용하는 경우에는 열경화과정이 없으므로 말림현상은 개선할 수 있으나, 경화방식에 비해 폴리이미드와 동박사이의 접착력이 떨어지며 열적 안정성 또한 떨어지게 된다.

한편 증착방식의 연성기판은 폴리이미드 필름위에 니켈과 같은 금속을 스퍼터링 방식으로 증착하여 1차 계면을 형성한 뒤, 이 제품을 구리전해 도금조를 통과시키면서 구리를 전해도금하여 제조된다. 이 경우 폴리이미드 층의 부피감소가 없어 말림이 없는 제품을 형성할 수 있고, 도금조건을 조절함으로써 매우 얇은 금속박을 가진 기판을 제조할 수 있는 장점이 있다. 그러나 구리도금의 전처리 단계라고 할 수 있는 니켈 증착과정이 진공장비인 스퍼터링기계 속에서 이루어지므로 연속공정이 불가능하며, 스퍼터링 속도가 타 공정에 비해 현저히 떨어져 전체 생산속도를 떨어뜨리는 구실을 하게 된다. 이 때문에 증착방식의 연성기판이 우수한 특성을 가짐에도 불구하고 가격 등의 문제로 널리 채택되지 못하고 있다.

본 발명은 상기 문제점을 극복하여 연성기판 제조시 절연층으로 사용되는 폴리이미드의 열경화시 발생되는 수분으로 인해 생길수 있는 말림현상을 광경화 고분자를 사용하여 제거함으로써 말림현상을 줄일 수 있고, 열경화 공정대신 광경화 제조공정의 도입으로 인해 생산성을 향상하고 비용 절감을 목적으로 한다.

본 발명의 상기 목적은 주쇄 또는 측쇄에 감광기를 포함하는 고분자와 상기 감광기를 포함하지 않는 고분자의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연성회로기판의 절연층용 수지 조성물의 제공을 통하여 달성될 수 있다.

또한 상기 목적은 상기 고분자는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 계열을 포함하는 알리파틱 폴리올레핀계 고분자, 폴리스타이렌계 고분자, 폴리메틸메타크릴레이트를 포함하는 아크릴계 고분자, 폴리스타이렌계 고분자, 폴리아마이드계 고분자, 폴리아세탈계 고분자, 페놀계 고분자, 에폭사이드계 고분자, 폴리우레탄계 고분자, 폴리이소시아뉴레이트계 고분자 또는 폴리실록산계 고분자 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 연성회로기판의 절연층용 수지 조성물의 제공을 통하여도 달성될 수 있다.

또한, 상기 목적은 상기 감광기는 신나메이트, 칼콘, 쿠마린, 아조, 이미드, 신나밀리덴 말로네이트 또는 스티릴아크릴레이트 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 연성회로기판의 절연층용 수지 조성물의 제공을 통하여도 달성될 수 있다.

또한, 상기 목적은 상기 감광기를 포함하는 고분자는 광화학반응단계를 통하여 수지가 되는 것을 특징으로 하는 연성회로기판의 절연층용 수지 조성물의 제공을 통하여도 달성될 수 있다.

또한, 상기 목적은 상기 수지 조성물을 금속박막에 도포하여 편광, 비편광 또는 부분편광된 광을 조사하여 형성되는 연성금속적층판의 제공을 통하여도 달성될 수 있다.

또한, 상기 목적은 감광기를 포함하는 고분자를 유기용매에 용해시켜 금속박막에 1㎚ 내지 10㎝ 두께로 도포하여 고분자막을 형성하는 단계 및 편광자를 이용하여 선형편광시킨 광, 편광도가 낮은 편광자를 이용하여 부분 편광시킨 광 또는 편광자를 사용하지 않은 비편광된 광 중 적어도 하나를 상기 고분자막의 표면에 경사조사, 수직조사 또는 이들을 혼합하여 조사하는 단계를 포함하는 연성금속적층판 제조방법의 제공을 통하여도 달성될 수 있다.

이하 본 발명의 구성 요소를 중심으로 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 연성회로기판의 절연층용 수지 조성물, 이를 이용한 연성금속적층판 및 연성금속층판을 제조하는 방법에 관한 것으로, 다수의 광경화가능한 광반응기(photocurable group)를 갖는 고분자를 포함하는 광경화 고분자를 이용한 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 연성금속적층판 제조방법에 대한 구조도를 나타낸 것이다.

본 발명에 의한 절연층용 수지 조성물은 주쇄 또는 측쇄에 감광기를 포함하는 고분자와 상기 감광기를 포함하지 않는 고분자의 혼합물로 이루어진다.

본 발명에서 사용되는 고분자는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 계열을 포함하는 알리파틱 폴리올레핀계 고분자, 폴리스타이렌계 고분자, 폴리메틸메타크릴레이트를 포함하는 아크릴계 고분자, 폴리스타이렌계 고분자, 폴리아마이드계 고분자, 폴리아세탈계 고분자, 페놀계 고분자, 에폭사이드계 고분자, 폴리우레탄계 고분자, 폴리이소시아뉴레이트계 고분자 또는 폴리실록산계 고분자 중 적어도 하나인 고분자를 사용한다.

또한, 본 발명에서 사용하는 감광기는 신나메이트, 칼콘, 쿠마린, 아조, 이미드, 신나밀리덴 말로네이트 또는 스티릴아크릴레이트 중 적어도 하나인 감광기를 사용한다. 이와 같은 감광기의 구조식은 아래와 같다.

위에서 구조 1은 신나메이트, 구조 2는 칼콘, 구조 3은 쿠마린, 구조 4는 아조, 구조 5는 이미드, 구조 6은 신나밀리덴 말로네이트, 구조 7은 스티릴아크릴레이트 화합물을 각각 나타낸다.

본 발명에서 사용되는 고분자와 감광기는 전술한 고분자와 감광기에 한정되지 않고 동일한 작용, 효과를 나타내는 것이라면 본 발명의 권리범위에 해당한다고 할 것이다.

이러한 감광기를 포함하는 고분자는 고분자의 수평균 분자량이 1,000 내지 1,000,000 인 것이 바람직하다.

본 발명의 감광기를 포함하는 고분자는 열경화공정 대신 광경화 화학반응 단계를 통하여 수지가 된다.

본 발명에서는 본 발명에 의한 수지 조성물을 금속박막에 도포하여 편광, 비편광 또는 부분편광된 광을 조사하여 형성되는 연성금속적층판도 제공한다.

이하에서는 본 발명에 의한 연성금속적층판을 제조하는 방법에 대하여 살펴본다.

본 발명에 의한 연성금속적층판을 제조하는 방법은 감광기를 포함하는 고분자를 유기용매에 0.5 중량% 내지 60 중량%, 10 내지 100,000 cps의 점도로 용해시켜 금속박막에 1㎚ 내지 10㎝ 두께로 도포하여 고분자막을 형성하는 단계 및 편광자를 이용하여 선형편광시킨 광, 편광도가 낮은 편광자를 이용하여 부분 편광시킨 광 또는 편광자를 사용하지 않은 비편광된 광 중 적어도 하나를 상기 고분자막의 표면에 경사조사, 수직조사 또는 이들을 혼합하여 조사하는 단계를 포함하여 제조된다. 본 발명의 상기 단계외에 제조하는 방법에 대해서는 공지의 기술로서 종래기술을 참조할 수 있음은 물론이다.

본 발명에 의한 제조방법에서 사용되는 유기용매는 끓는점이 30℃ 내지 300℃, 점도 0.5cps 내지 500cps를 갖는 유기용매군 중 적어도 하나인 유기용매를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 제조방법에서 사용되는 고분자, 감광기 및 감광기를 포함하는 고분자의 수평균 분자량은 본 발명에 의한 연성회로기판의 절연층용 수지 조성물에서 사용되는 고분자, 감광기 및 감광기를 포함하는 고분자의 수평균 분자량과 동일한 것이 바람직하다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

실시예 1.

(1) 광경화 관능기의 도입

신나믹산 14.8g을 질소가 충진된 둥근바닥 플라스크에 넣고 티오닐클로라이드(SOCl2) 17.8g을 첨가하여 교반을 시켰다. 그리고 플라스크안에 디메틸포름아미드(DMF) 0.5ml를 추가로 첨가한 후 상온에서 24시간 반응시켰다. 반응을 종료시킨 후 감압증류하여 신나모일클로라이드 16g을 얻었다.

(2) 아마이드 연결고리의 형성

아미노페놀 7g을 질소가 충진된 둥근바닥 플라스크에 넣고 피리딘 50ml를 0℃로 유지시키면서 메틸렌클로라이드(MC) 10ml에 희석시킨 신나모일클로라이드 16 g를 천천히 적하시킨다. 1시간동안 교반시킨 후에 반응물을 3N농도의 염산수용액에서 침전물을 형성시킨 후 침전물을 여과하고 물을 완전히 제거한 후 메탄올에서 재결정을 한 후 감압 여과하였다. 얻어진 고체상의 물질을 진공 감압하여 4-하이드록시페닐신나마이드 18g을 얻었다.

(3) 광경화 관능기를 갖는 아크릴 단량체

실시예 1의 (2)에서 얻어진 4-하이드록시페닐신나마이드 15g을 질소가 충진된 둥근바닥 플라스크에 테트라하이드로퓨란(THF) 80ml와 트리에틸아민(TEA) 30ml을 0℃에서 녹인 후에 메타아크릴로일 클로라이드 7g을 천천히 적하시킨다. 적하가 끝난 후 1시간동안 반응을 시킨 후 반응물을 3N농도의 염산수용액에서 침전물을 형성시킨 후 침전물을 여과하고 물을 완전히 제거한 후 메틸렌클로라이드와 메탄올을 1:1의 비율로 재결정을 한 후 감압여과하였다. 얻어진 고체상의 물질을 진공감압하여 신나메이트 감광성 관능기를 갖는 아크릴 단량체 10g을 얻었다.

(4) 광경화 관능기를 가진 고분자 중합

앞에서 얻어진 아크릴계 단량체를 10g 테트라하이드로퓨란 100ml에 녹인 후, 온도를 80℃로 유지한 후 라디칼 개시제인 2,2'-아조비스아이소뷰티로나이트릴 0.1g을 천천히 적하시켰다. 12시간동안 반응을 시킨 후, 반응물을 메탄올에서 침전물을 형성시킨 후 전물을 감압 여과한 후 진공건조시켰다. 얻어진 고분자를 테트라하이드로퓨란에 녹인 후 메탄올에 침전시키는 과정을 2회 반복한 후 진공 건조하여 최종적으로 낮은 극성과 높은 광효율을 유도하는 아크릴계 고분자를 얻었다.

이와 같은 고안에 의한 연성기판은 광경화 고분자를 사용함으로써 기존의 폴 리이미드필름제조시 발생되는 수분으로 인한 말림을 제거할 수 있으며, 높은 온도에서의 경화과정을 생략할 수 있으므로 제조원가를 현저히 낮출 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 의한 도 1을 바탕으로 설명하면 금속 포일(2)은 코팅부(1)를 거치면서 코팅이 이루어지고 이후 사전굽기부(3)를 거치고 자외선에 의해 경화되는 자외선 경화부(4)를 거쳐 마지막으로 사후굽기부(5)를 거친다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였다. 그러나 본 발명의 권리범위는 상기 실시예에 한정되는 것은 아니라 첨부된 특허청구범위내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 가능한 다양한 변형 가능한 범위까지 본 발명의 청구 범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

상술한 바와 같이 본 발명은 광경화가 가능한 시나메이트계, 쿠마린계, 칼콘계, 말레이미드계 등의 광반응기를 측쇄로 하는 광경화 고분자를 제조하고, 연성구리적층판의 수지로 사용함으로써 기존의 폴리이미드계열의 이미드화 반응으로 공정에서 갖고있는 문제점인 휘어짐 현상과 물성 등을 개선하고, 광경화 고분자가 갖는 높은 기계성질, 내열성 등의 특성과 내화학성 등을 함께 갖게 되어 본 발명의 광경화 고분자를 이루어진 수지 조성물, 이를 이용한 연성금속적층판 및 연성금속적층판을 제공하는 효과가 있다.

비록 발명이 상기에서 언급된 바람직한 실시예에 관해 설명되어졌으나, 발명의 요지와 범위를 벗어남이 없이 많은 다른 가능한 수정과 변형이 이루어질 수 있다. 따라서, 첨부된 청구범위는 발명의 진정한 범위내에서 속하는 이러한 수정과 변형을 포함할 것으로 예상된다.

Claims (8)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 감광기를 포함하는 고분자를 유기용매에 용해시켜 금속박막에 1㎚ 내지 10㎝ 두께로 도포하여 고분자막을 형성하는 단계; 및

   편광자를 이용하여 선형편광시킨 광, 편광도가 낮은 편광자를 이용하여 부분 편광시킨 광 또는 편광자를 사용하지 않은 비편광된 광 중 적어도 하나를 상기 고분자막의 표면에 경사조사, 수직조사 또는 이들을 혼합하여 조사하는 단계를 포함하는 연성금속적층판 제조방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 고분자는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 계열을 포함하는 알리파틱 폴리올레핀계 고분자, 폴리스타이렌계 고분자, 폴리메틸메타크릴레이트를 포함하는 아크릴계 고분자, 폴리스타이렌계 고분자, 폴리아마이드계 고분자, 폴리아세탈계 고분자, 페놀계 고분자, 에폭사이드계 고분자, 폴리우레탄계 고분자, 폴리이소시아뉴레이트계 고분자 또는 폴리실록산계 고분자 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 연성금속적층판 제조방법.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 감광기는 신나메이트, 칼콘, 쿠마린, 아조, 이미드, 신나밀리덴 말로네이트 또는 스티릴아크릴레이트 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 연성금속적층판 제조방법.

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