KR100727715B1 - 연성금속 적층판, 그 제조 방법, 도금 장치 및 도금 방법 - Google Patents

연성금속 적층판, 그 제조 방법, 도금 장치 및 도금 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 연성금속 적층판은 연성회로기판에 사용되는 원자재로서, 고분자 필름, 타이 코팅층, 금속 시드층 및 금속 전도층을 포함하고, 금속 전도층의 표면에 직경이 20㎛ 이상인 이상 돌기의 개수가 0 내지 5개/dm2이고, 이상 돌기의 평균 높이는 2㎛ 이하이고, 초기 박리 강도가 600N/m이상이며 PCT(Pressure Cooker Test)처리 또는 HTS(High Temperature Storage)처리 후 박리 강도가 300N/m이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 연성금속 적층판의 제조방법은, 고분자 필름을 표면처리 하는 단계와, 고분자 필름 상부에 타이 코팅층을 형성하는 단계와, 타이 코팅층 상부에 금속 시드층을 형성하는 단계와, 금속 시드층 상부에 전기 도금 방식으로 제 1금속 전도층을 형성하는 단계와, 제 1금속 전도층의 표면을 연마 처리하는 단계와, 연마 처리된 제 1금속 전도층의 상부에 제 2금속 전도층을 형성하는 단계를 포함한다.
연성금속 적층판, 전기 도금, 도금 장치, 연마, 이상 돌기

Description

연성금속 적층판, 그 제조 방법, 도금 장치 및 도금 방법{Flexible metal clad laminate, Method thereof, Apparatus for metal coating and Method thereof}
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연성금속 적층판의 구성을 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 연성금속 적층판의 제조공정을 순서대로 도시한 순서도.
도 3은 본 발명에 따른 도금 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
<도면의 주요 참조 부호에 대한 설명>
100..도금조 200..연마 처리조
300a..권출부 300b..권취부
본 발명은 연성금속 적층판 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 휴대폰이나 PDA등 소형 전자기기에 사용되는 연성회로기판의 주재료인 연성금속 적층판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 인쇄회로기판이란, 인쇄회로 원판에 전기배선의 회로설계에 따라 각종 부품을 연결하거나 지지해 주는 것으로 흔히 전자제품의 신경회로에 비유되고 있다. 노트북 컴퓨터, 휴대폰, PDA, 소형 비디오 카메라 및 전자수첩 등의 전자기기의 괄목할 만한 성장에 따라 인쇄회로기판은 제품의 고집적화, 소형화에 있어서 중요성이 증대되고 있다.
인쇄회로기판은 그 물리적 특성에 따라 리지드(rigid) 인쇄회로기판(PCB;Printed Circuit Board), 연성(flexible) 인쇄회로기판, 이 두 가지가 결합된 리지드-플렉서블 인쇄회로기판 및 리지드-플렉서블 인쇄회로기판과 유사한 멀티-플렉서블 인쇄회로기판으로 나뉜다.
여기서, 연성회로 기판의 원자재인 연성금속 적층판은 휴대폰ㆍ디지털캠코더ㆍ노트북ㆍLCD모니터 등 디지털 가전제품에 사용되는 것으로 굴곡성이 강하고 경박단소화에 유리하다는 특성에 힘입어 최근 수요가 급격히 늘고 있다.
연성금속 적층판은 금속 전도층과 수지층을 적층한 것으로, 가요성을 갖는 것으로부터, 유연성이나 굴곡성이 요구되는 부분에 이용되며, 전자기기의 소형화, 경량화에 공헌하고 있다. 이러한 연성금속 적층판을 제조하는 방법으로서는, 박막 형태의 금속 전도층에 필름상의 폴리이미드를 에폭시수지 등의 접착제를 이용하여 접합시키는 방법이나 금속 전도층 상에 폴리이미드 수용액을 직접 도포해서 제조하는 방법을 들 수 있다. 그러나 전자에 의한 제조방법은 접착제에 의한 특성 저하가 발생할 우려가 있고, 후자에 의한 제조방법은 컬발생, 물결주름의 발생, 수지층의 발포, 동박의 산화열화와 같은 문제점이 있다. 따라서, 불량을 초래하지 않는 다른 연성금속 적층판의 제조방법이 요구되어지고 있다.
상기의 결점을 개선하기 위해, 수지층을 표면 처리하여 표면의 조도를 제어하거나 수지층과 금속 전도층 사이에 타이 코팅층을 도입하는 방법이 이용되고 있다. 또한, 금속 전도층의 형성을 용이하게 하기 위해 금속 시드층을 형성시킨 후 전기 도금법에 의해 금속 전도층을 전착하는 방법이 이용되고 있다. 또한, 도금 과정시 연성금속 적층판 표면의 이상 돌기를 수직 반송에 의해 해결하는 방법이 이용되고 있다.(일본 공개특허 제 2003-340964)
그러나 이러한 방법에 따라 제조된 연성금속 적층판은 초기 박리 강도는 크지만, 연성금속 적층판에 레지스트(resist)를 도포하거나 회로를 형성하는 후공정 도중 이상이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 수직 반송만으로는 연성금속 적층판의 돌기를 제거하는데 한계가 있다.
본 발명은 상기와 같은 기술적 배경하에서 창안된 것으로서, 연성금속 적층판 표면의 이상 돌기를 감소시켜 금속 전도층의 강도 및 다른 기재와의 접합력이 우수한 연성금속 적층판 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 연성금속 적층판은, 고분자 필름, 타이 코팅층, 금속 시드층 및 금속 전도층을 포함하고, 금속 전도층의 표면에 직경이 20㎛ 이상인 이상 돌기의 개수가 0 내지 5개/dm2이고, 이상 돌기의 평균 높이는 2㎛ 이하이고, 초기 박리 강도가 600N/m이상이며 PCT처리 또는 HTS처리 후 박리 강도가 300N/m이상인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 타이 코팅층은 니켈(Ni), 크롬(Cr) 또는 이들의 합금으로 이루어지고, 상기 금속 시드층 및 금속 전도층은 구리(Cu) 또는 구리 합금으로 이루어진다.
본 발명의 다른 측면에 따른 연성금속 적층판의 제조방법은, 고분자 필름을 표면처리 하는 단계와, 고분자 필름 상부에 타이 코팅층을 형성하는 단계와, 타이 코팅층 상부에 금속 시드층을 형성하는 단계와, 금속 시드층 상부에 전기 도금 방식으로 제 1금속 전도층을 형성하는 단계와, 제 1금속 전도층의 표면을 연마 처리하는 단계와, 연마 처리된 제 1금속 전도층의 상부에 제 2금속 전도층을 형성하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 금속 전도층의 표면 돌기는 전해 연마 방식, 화학 연마 방식 또는 기계 연마 방식으로 제거된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 도금 장치는, 도금액이 수용되고 시트 형상의 피도금재가 상기 도금액을 통해 연속적으로 통과될 수 있도록 입구와 출구가 마련된 복수의 도금조와, 상기 도금조 사이에 설치되어 피도금재의 표면에 형성된 돌 기를 제거하는 연마 처리조와, 상기 도금조 내에서 연속적으로 통과되는 피도금재와 소정 거리 이격된 위치에 배치된 양극재와, 상기 피도금재에 음전위를 인가함과 동시에 피도금재를 공정 진행 방향으로 이송시키는 통전롤을 포함한다.
한편, 본 발명에 따른 도금 방법은, 피도금재가 통과될 수 있는 입구와 출구가 구비된 복수의 도금조를 준비하는 단계와, 상기 도금조 사이에 연마 처리조를 배치하여 도금셀을 구성하는 단계와, 상기 도금조에 도금액을 충전하고 피도금재의 통과 경로로부터 소정 거리 이격된 위치에 양극재를 설치하는 단계와, 상기 도금조에 설치된 양극재와 통전롤에 각각 양전위 및 음전위를 인가하는 단계와, 피도금재를 상기 도금조를 통해 유입시켜 표면에 금속층을 전착시키는 단계와, 상기 금속층이 전착된 피도금재를 연마 처리조로 유입시켜 피도금재의 표면에 형성된 돌기를 제거하는 단계를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연성금속 적층판의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 연성금속 적층판은 고분자 필름(10)상에, 금속으로 이루어진 타이 코팅층(20), 타이 코팅층(20) 상에 증착된 금속 시드층(30) 및 상기 금속 시드층(30) 상에 전착된 금속 전도층(40)을 포함한다.
바람직하게, 고분자 필름(10)은, 연성금속 적층판에 적합하도록 굴곡성을 갖는 폴리이미드 필름으로 이루어진다. 폴리이미드 필름은 높은 내열성과 굴곡성 및 우수한 기계적 강도를 가지며, 금속과 비슷한 열팽창계수를 가지므로 연성 필름의 재료로 많이 사용된다.
타이 코팅층(20)은, 고분자 필름(10) 편면상에 스퍼터링 방식에 의해 진공성막된다. 이에 따라, 고분자 필름(10)과 타이 코팅층(20)상에 증착될 시드층(30) 사이에 개재되어 두 층간을 연결함으로써, 접합력을 강화시킨다. 여기서, 고분자 필름(10) 상부에 피복되는 타이 코팅층(20)의 두께는 50Å 내지 200Å인 것이 바람직하다. 타이 코팅층(20)의 두께가 너무 얇을 경우, 고온에 약하고 내식성이 좋지 않게 되어 고온 처리 후, 또는 회로 형성시 도금액 침투에 의해 박리될 우려가 있다. 한편, 타이 코팅층(20)은, 고분자 필름(10)과 시드층(30) 사이에 개재되어 두 층간을 단단하게 결합시키기 위해 형성되는 것이므로 너무 두꺼울 필요는 없다. 타이 코팅층(20)이 너무 두꺼우면, 회로 형성시 에칭 특성이 좋지 않다.
타이 코팅층(20)의 재료로는 다른 물질과 결합력 및 반응성이 좋은 금속, 예컨대, 크롬, 니켈 또는 크롬, 니켈합금이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 고분자 필름(10)상에 진공성막법에 의해 형성되는 타이 코팅층(20)은 고분자 필름(10)과 금속층간의 결합력을 개선시켜 고온 처리후에도 박리강도가 유지된다.
금속 시드층(30)은, 타이 코팅층(20) 상에 스퍼터링 방식으로 형성된다. 바람직하게, 금속 시드층(30)은 구리(Cu) 또는 구리 합금이다. 그리고, 그 두께는 후술하게 될 금속 전도층(40)과 일정 범위 이상의 접착력을 갖도록 조절한다. 바람직하게, 금속 시드층(30)의 두께는 0.1 내지 0.3㎛이다.
금속 전도층(40)은, 금속 시드층(30) 상에 전해도금 방식으로 형성된다. 즉, 진공 증착에 의해 금속 시드층(30)을 형성한 후, 이를 도금액에 침지시키고 그 표면에 금속, 예컨대 구리 또는 구리 합금을 전착시키는 전해도금 방식을 사용한다. 바람직하게, 상기 금속 전도층(40)의 두께는 4 내지 8㎛로 형성한다.
본 실시예에서, 금속 전도층(40)은 제 1금속 전도층(41)과 제 2금속 전도층(42)으로 이루어진다.
제 1금속 전도층(41)은, 상기 금속 시드층(30) 상부에 금속을 전착시켜 형성한다. 제 1금속 전도층(41)은 2 내지 4㎛의 두께를 갖도록 형성된 후, 제 1금속 전도층(41)의 표면이 연마된다. 이때, 제 1금속 전도층(41)은 1 내지 2㎛정도 연마되어 표면에 형성된 이상 돌기가 제거된다. 따라서, 제 1금속 전도층(41)은 매우 낮은 표면 조도를 갖는다.
제 2금속 전도층(42)은, 상기 제 1금속 전도층(41) 상부에 형성된다. 구체적으로, 표면이 연마된 제 1금속 전도층(41) 상부에 제 1금속 전도층(41)의 형성방법과 동일한 전해도금 방식으로 제 2금속 전도층(42)을 형성한다. 이때, 제 2금속 전 도층(42)은 3 내지 6㎛의 두께를 갖도록 형성된다. 그러면 제 1금속 전도층(41)과 제 2금속 전도층(42)으로 이루어진 금속 전도층(40)은 전체 두께가 4 내지 8㎛ 정도가 된다.
상술한 바와 같이, 제 1금속 전도층(41)을 연마하여 표면 조도를 낮게 조절 하고, 제 2금속 전도층(42)을 형성함으로써, 제 2금속 전도층(42)은 양질의 표면 상태를 갖는다. 제 2금속 전도층(42)에 마련된 이상 돌기는 대부분 직경이 20㎛미만이고, 직경이 20㎛이상인 돌기는 0 내지 5개/dm2 이다. 또한, 제 2금속 전도층(42) 의 돌기는 높이가 2㎛이하이다.
상술한 바와 같이, 금속 전도층(40) 표면의 이상 돌기를 제거하여 표면 조도를 낮춤으로써 금속 전도층의 강도를 높이고 다른 기재와의 접합력을 향상시킬 수 있다. 그러므로, 금속 전도층(40)은 초기 박리 강도가 600N/m이상이고, PCT 처리(121℃의 오븐에서 고온 처리한 후, 습도 100%의 분위기에서 168시간 방치) 또는 HTS 처리(150℃의 오븐에서 고온 처리한 후, 1주일간 방치)를 한 후 박리 강도가 300N/m이상인 특성을 갖는다.
한편, 본 실시예에서는 금속 전도층(40)을 두 층으로 구분하였으나, 후술하게 될 도금 장치에 구비되는 연마 처리조의 개수 및 배치에 따라 금속 전도층(40)은 여러층으로 구분될 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 연성금속 적층판의 제조방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연성금속 적층판을 제조하는 공정을 개략적으로 나타낸 공정 순서도이다.
먼저, 고분자 필름(10)을 표면 처리하고(단계 S10), 금속으로 이루어진 타이 코팅층(20)을 진공성막법에 의해 형성한다(단계 S20). 구체적으로, 고분자 필름(10)을 진공이 유지되는 챔버 안에 반입하고 아르곤, 산소, 질소 등의 가스나 그 혼합가스를 주입한 플라즈마로 건식 전처리 하여 고분자 필름의 표면을 개질 한다. 이어서, 챔버내 진공도를 유지하고 아르곤 등의 불활성 가스 분위기에서 금속 타겟(니켈-크롬합금 원소의 금속 타겟)으로부터 스퍼터링함으로써 고분자 필름(10)상에 타이 코팅층(20)을 형성한다.
이어서, 타이 코팅층(20)상부에 구리 또는 구리 합금으로 이루어진 금속 시드층(30)을 형성한다(단계 S30). 금속 시드층(30)은 챔버내 진공도를 유지하고 아르곤 등의 불활성 가스 분위기에서 구리 또는 구리합금 타겟으로부터 스퍼터링함으로써 타이 코팅층(20)상에 0.1 내지 0.3㎛ 두께로 형성된다.
이어서, 금속 시드층(30) 상부에 제 1금속 전도층(41)을 형성한다(단계 S40). 제 1금속 전도층(41)은 도금액을 사용하는 전해도금 방식을 이용한다. 제 1금속 전도층(41)을 2 내지 4㎛의 두께로 형성한 후, 그 표면을 1 내지 2㎛ 정도 연마한다(단계 S50). 그러면 제 1금속 전도층(41)의 표면 돌기 등이 제거되어 도금 표면의 평활도가 개선된다.
여기서, 표면 돌기를 제거하는 데에는 전해연마, 화학연마 또는 기계연마 방식을 사용하고, 그 방법을 구체적으로 설명한다.
1. 전해 연마(Electro polishing)
전해액 속에서 피연마재의 미세한 돌출부를 미세한 홈부 보다 더 많이 용해시켜 표면을 평활하게 하는 방법이다. 즉, 피연마재에 양전위를 인가하고 그에 대응하는 전극에 음전위를 인가하면 전해액이 전기분해 되어 피연마재 표면을 연마한다. 이를 위한 전해액으로는, 인산, 황산, pH를 유지하는 완충용액(buffer solution) 및 부동태 형성을 방지하는 염소 이온 등의 조성이 조절된 혼합액이 사용된다.
전해 연마 방식은, 전해액을 관리하므로 청정도를 유지하기 편리하며, 피연마재로부터 연마된 금속이 전극에 전착되므로 재활용할 수 있는 장점이 있다.
2. 화학 연마(Chemical polishing)
강한산, 강한 알칼리 또는 산화제 등의 용액에 피연마재를 침지시켜 표면을 평활하게 하는 방법이다. 외부의 전기에너지를 사용하지 않으므로 불균일한 전류에 의한 연마의 불균일성이 적다. 또한, 조작이 간단하고 단시간에 대량 처리가 가능한 장점이 있다.
3. 기계 연마(Mechanical polishing)
버프 천(buff cloth)으로 피연마재의 표면을 평활하게 하는 방법이다. 전해 연마 또는 화학 연마에 비해 정밀도가 우수하다. 바람직하게, 표면 조도 Rz가 0.2㎛ 이하로 연마할 수 있는 버프를 사용한다.
상술한 바와 같이, 제 1금속 전도층(41) 표면의 이상 돌기를 제거한 후, 전해도금 방식으로 제 2금속 전도층(42)을 형성한다(단계 S60). 이때, 제 2 금속 전 도층(42)을 3 내지 6㎛ 두께로 형성하여 제 1금속 전도층(41)과 제 2금속 전도층(42)으로 이루어진 금속 전도층(40)의 전체 두께가 4 내지 8㎛가 되도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 연성금속 적층판을 제조하는데 사용되는 도금 장치의 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 3을 참조하면, 도금 장치는, 도금조(100), 도금조(100)와 연속적으로 설치된 연마 처리조(200)를 포함한다.
도금조(100)는, 금속 시드층이 마련된 피도금재(1) 상에 전해 도금 방식으로 금속 전도층을 형성하기 위한 도금액(미도시)이 수용되는 곳으로, 대개 장방향 단면 형상을 가진다. 도금조(100)는 피도금재(1)의 이동방향에 따라 배치되며, 도금액 공급장치(미도시)와 연결되어 연속적으로 도금액을 보충받는다.
바람직하게, 상기 도금조(100)는 복수개 배치되어 피도금재(1)가 그 내부를 여러 차례에 걸쳐 통과함으로써 생산성을 조절할 수 있다. 또한, 도금조(100)에는 피도금재(1)가 도입되는 도입구(미도시)와 금속 이온이 전착된 피도금재(1)가 도출되는 도출구(미도시)를 구비한다. 여기서, 상기한 도입구 및 도출구는 피도금재(1)의 형상에 대응되는 구조, 예컨대 슬릿상 구조를 갖는 것이 바람직하다.
도금조(100)의 내부에는 음전위로 대전된 피도금재(1)와 소정의 간격을 사이에 두고 대향되도록 양극재(미도시)가 설치된다.
연마 처리조(200)는, 도금조(100) 사이에 배치된다. 연마 처리조(200)는 상기 도금조(100)와 동일하게 피도금재(1)의 이동방향을 따라 배치되고, 피도금재(1)가 도입되는 도입구(미도시) 및 연마 처리된 피도금재(1)가 도출되는 도출구(미도 시)를 구비한다.
연마 처리조(200) 내부에는, 연마 방식에 따라 전해액, 적정 온도를 유지하기 위한 유닛, 교반 유닛 및 전극재가 수용되거나, 또는 화학용액, 적정 온도를 유지하기 위한 유닛 및 교반 유닛이 수용된다. 또한, 기계 연마를 위한 수단이 배치된다. 본 실시예에서는 연마 처리조(200)를 복수의 도금조(100) 사이에 한개 설치하는 것으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 추가적으로 설치될 수 있음은 물론이다. 연마 처리조(200)는 도금이 완료된 연성금속 적층판의 표면 평활도를 높일 수 있도록 도금이 완료되는 도금 장치의 후단에 배치되는 것도 가능하다.
아울러, 도 3에는 도시되지 않았으나 본 발명의 도금 장치에는 통전롤이 구비된다. 통전롤은, 도금조(100)의 전단 및 후단에 배치되어 도금조(100)를 통과하는 피도금재(1)에 음전위를 인가하는 동시에 피도금재(1)를 연속적으로 이송시킨다.
상기한 구성에 따르면, 도금조 사이에 연마 처리조(200)를 배치함으로써 도금조(100)를 통과하며 금속 전도층이 전착되는 피도금재(1)의 표면에 형성되는 이상 돌기를 제거할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 수직 도금 장치를 이용한 도금 방법을 설명하기로 한다.
먼저, 도금조(100)와 연마 처리조(200)가 일체형으로 연결된 도금셀을 준비하고, 상기 도금조(100) 내부에는 도금액을, 상기 연마 처리조(200)의 내부에는 전 해액(미도시) 또는 화학 용액(미도시)을 채운다.
이어서, 도금조(100)에 마련된 양극재와 통전롤(300a, 300b)에 각각 양전위 및 음전위를 인가하고, 피도금재(1)를 가장 좌측의 도금조(200)로 유입시킨다. 이때, 피도금재(1)는 권출부(300a)와 접촉되어 음전위로 대전되며, 피도금재(1)와 양극재 사이에서는 도금액의 전기 분해가 유발된다. 이에 따라, 피도금재(1)의 표면에 도금액 내의 금속 이온이 전착된다.
다음으로, 도금조(100)를 통과한 피도금재(1)는 연마 처리조(200)로 유입된다. 그러면 연마 처리조(200)에 마련된 유닛들에 의해 피도금재(1)의 표면이 연마되고 피도금재 상에 전착된 금속 전도층의 이상 돌기들이 제거된다.
표면이 연마된 피도금재(1)는 다시 도금조(100)로 유입되어 상기한 방법대로 다시 그 표면에 금속 전도층이 전착된다. 상기와 같은 금속의 전착은 피도금재(1)가 도금조(100)를 통과할 때마다 반복적으로 이루어진다.
한편, 본 발명의 보다 구체적인 실험예를 설명함으로써 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 하기 실험예에 한정되는 것은 아니며 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예들이 구현될 수 있다.
본 실험예에서는, 기본적인 공정 조건인 챔버 내부의 베이스 압력을 5E-6 Torr, 스퍼터링 방식에 의한 표면 처리시 압력을 9E-2 ~ 5E-3Torr로 고정시키고 질소, 산소 또는 아르곤 혼합 가스 분위기에서 플라즈마 건식 전처리 하여 고분자 필름의 표면을 개질하였다. 이어서, 스퍼터링 방식에 의한 진공 성막시 압력을 1.5E-3 Torr로 고정시키고, 아르곤 등의 불활성 가스 분위기에서 금속 타겟으로부터 스 퍼터링함으로써 고분자 필름 상에 타이 코팅층 및 금속 시드층을 0.1 내지 0.3㎛의 두께로 형성하였다. 다음으로, 도 3에 도시된 도금 장치를 이용하여 금속 시드층이 마련된 고분자 필름(이하, 피도금재라 함) 상부에 동(Cu) 도금층을 형성하였다. 여기서, 도금 과정 중 동 도금층의 표면에 대한 연마 처리 방식을 변화시켰다.
[실시예 1]
인산 70g/L, 황산 10g/L 및 염소이온 50ppm과 소량의 황산 나트륨, 황산 구리 및 완충용액이 혼합된 전해액 내에 동 도금층이 형성된 고분자 필름을 침지시켰다. 그리고 30℃의 온도에서 고분자 필름과 전해액 내의 전극에 전류밀도가 10ASD가 되도록 각각 양전위 및 음전위를 인가하였다. 즉, 전해 연마 방식으로 동 도금층 표면의 돌기를 제거하였다.
[실시예 2]
수소황산칼륨 30wt%와 소량의 유기산염 및 안정제가 혼합된 40℃의 용액 내에 동 도금층이 형성된 고분자 필름을 10초간 침지시켰다. 즉, 화학 연마 방식으로 동 도금층 표면의 돌기를 제거하였다.
[실시예 3]
버프 천(buff cloth)으로 동 도금층이 형성된 고분자 필름 표면을 연마한다. 이때, 금강사 연마제로는 Buff Grit Size No.600을 사용하였다. 즉, 기계 연마 방식으로 동 도금층 표면의 돌기를 제거하였다.
[비교예 1]
동 도금층의 표면을 연마하는 과정 없이, 금속 시드층이 마련된 고분자 필름 상부에 전해 도금 방식으로 동 도금층을 형성하였다.
상술한 실시예 및 비교에에 따라 제조된 연성금속 적층판의 하기 방법에 따라 표면 상태를 측정하고, 그 결과를 표 1에 도시하였다.
또한, 연성금속 적층판을 박리강도 측정기를 이용하여 초기 박리강도와, PCT처리 또는 HTS처리 후의 박리강도를 측정하였다.
1. 돌기 개수 측정
광학 현미경을 이용하여 연성금속 적층판 표면을 관찰하고, 직경이 20㎛ 이상인 이상 돌기의 개수를 측정하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 2 비교예 1
직경 20㎛ 이상인 돌기 개수 (EA/dm2) 2 3 2 12
돌기의 평균 높이 (㎛) 1.3 1.2 1.2 2.6
표 1을 참조하면, 도금 과정 도중에 전해 연마, 화학 연마 및 기계 연마 방식으로 피도금재의 표면을 연마한 실시예 1 내지 실시예 3은 도금층의 표면에는 직경이 20㎛이상인 이상 돌기의 개수가 2개 또는 3개였다. 또한, 이러한 이상 돌기들의 평균 높이는 1.2~1.3㎛였다.
그러나, 연마 처리 과정 없이 연속적으로 도금 과정을 실시한 비교예 1은 도금층의 표면는 직경이 20㎛이상인 이상 돌기의 개수가 12개로 실시예 1 내지 실시예 3에 비해 현저히 많았다. 또한, 이상 돌기들의 평균 높이도 2.6㎛였다.
그러므로, 전해 도금 방식으로 금속 전도층을 형성함에 있어서, 도금 과정 중에 도금층 표면을 연마하여 돌기를 제거한 후 다시 도금 과정을 진행하는 것이 금속 전도층의 표면이 평활도를 높이는데 바람직함을 알 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
본 발명에 따르면, 도금 과정시 표면 돌기를 제거하는 연마 과정을 진행함으로써 피도금재의 표면 평활도를 향상시킬 수 있다.

Claims (17)

  1. 고분자 필름, 타이 코팅층, 금속 시드층 및 금속 전도층을 포함하는 연성금속 적층판에 있어서,
    상기 금속 전도층의 표면에 직경이 20㎛ 이상인 이상 돌기의 개수가 5개/dm2이하이고, 이상 돌기의 평균 높이는 2㎛ 이하이고, 초기 박리 강도가 600N/m이상이며 PCT처리 또는 HTS처리 후 박리 강도가 300N/m이상인 것을 특징으로 하는 연성 금속 적층판.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 타이 코팅층은, 니켈(Ni), 크롬(Cr) 또는 이들의 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 연성금속 적층판.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 시드층은, 구리(Cu) 또는 구리 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 연성금속 적층판.
  4. 제 1항에 있어서,
    금속 전도층은, 구리(Cu) 또는 구리 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 연성금속 적층판.
  5. 연성회로기판에 사용되는 연성금속 적층판의 제조방법에 있어서,
    고분자 필름을 표면처리 하는 단계;
    상기 고분자 필름 상부에 타이 코팅층을 형성하는 단계;
    상기 타이 코팅층 상부에 금속 시드층을 형성하는 단계;
    상기 금속 시드층 상부에 전기 도금 방식으로 제 1금속 전도층을 형성하는 단계;
    상기 제 1금속 전도층의 표면을 연마 처리하는 단계; 및
    연마 처리된 제 1금속 전도층의 상부에 제 2금속 전도층을 형성하는 단계;를 포함하는 연성금속 적층판의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1금속 전도층은, 전해연마 방식으로 연마 처리되는 것을 특징으로 하는 연성금속 적층판의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1금속 전도층은, 화학연마 방식으로 연마 처리되는 것을 특징으로 하는 연성금속 적층판의 제조방법.
  9. 삭제
  10. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1금속 전도층은, 기계연마 방식으로 연마 처리되는 것을 특징으로 하는 연성금속 적층판의 제조방법.
  11. 도금액이 수용되고 시트 형상의 피도금재가 상기 도금액을 통해 연속적으로 통과될 수 있도록 입구와 출구가 마련된 복수의 도금조;
    상기 도금조 사이에 설치되어 피도금재의 표면에 형성된 이상 돌기를 제거하는 연마 처리조;
    상기 도금조 내에서 연속적으로 통과되는 피도금재와 소정 거리 이격된 위치에 배치된 양극재; 및
    상기 피도금재에 음전위를 인가함과 동시에 피도금재를 공정 진행 방향으로 이송시키는 통전롤;을 포함하는 도금 장치.
  12. (a)피도금재가 통과될 수 있는 입구와 출구가 구비된 복수의 도금조를 준비하는 단계;
    (b)상기 도금조 사이에 연마 처리조를 배치하여 도금셀을 구성하는 단계;
    (c)상기 도금조에 도금액을 충전하고 피도금재의 통과 경로로부터 소정 거리 이격된 위치에 양극재를 설치하는 단계;
    (d)상기 도금조에 설치된 양극재와 통전롤에 각각 양전위 및 음전위를 인가하는 단계;
    (e)상기 피도금재를 상기 도금조를 통해 유입시켜 표면에 금속층을 전착시키는 단계; 및
    (f)상기 금속층이 전착된 피도금재를 연마 처리조로 유입시켜 피도금재의 표면에 형성된 이상 돌기를 제거하는 단계;를 포함하는 도금 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 (f)단계는, 전해 연마 방식으로 피도금재 표면의 이상 돌기를 제거하는 것을 특징으로 하는 도금 방법.
  14. 삭제
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 (f)단계는, 화학 연마 방식으로 피도금재 표면의 이상 돌기를 제거하는 것을 특징으로 하는 도금 방법.
  16. 삭제
  17. 제 12항에 있어서,
    상기 (f)단계는, 기계 연마 방식으로 피도금재 표면의 이상 돌기를 제거하는 것을 특징으로 하는 도금 방법.
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