KR101031230B1 - 동박적층판의 연속 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 전자 부품용 동박적층판을 연속공정으로 제조하는 동박적층판의 연속 제조방법에 관한 것으로서, 접착시트 및 보호필름을 사용하지 않고 시트 단위로 소요되는 장시간의 진공 열간 프레스공정을 대체할 수 있도록 금속인쇄회로기판(Metal PCB)용 소지금속의 이면에는 내화학성 수지를 코팅하고, 상면에는 금속접착제를 코팅한 후 동박을 열간 라미네이트(Laminating)하여 판 형태로 가공함으로써, 동박적층판을 연속 생산할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소지금속의 이면에 도막을 형성시키는 이면도장 공정과, 소지금속 상면에 접착제를 코팅하고 자외선으로 경화시키는 상면도장 공정과, 상기 소지금속 상의 접착제에 열을 가하는 예열 공정과, 예열된 소지금속과 동박을 접착시키는 라미네이트 공정과, 라미네이트된 동박적층판에 열을 가하여 2차로 경화시키는 양생 공정과, 동박적층판을 일정 크기로 절단 가공하는 시트 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

동박적층판의 연속 제조방법{COPPER CLAD LAMINATE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 전기 전자 부품용 동박적층판을 연속공정으로 제조하는 동박적층판의 연속 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 고가의 접착시트 및 보호필름을 사용하지 않으면서 시트 단위로 소요되는 장시간의 진공 열간 프레스공정을 대체할 수 있도록 금속인쇄회로기판(Metal PCB)용 소지금속의 이면에는 내화학성 수지를 코팅하고, 상면에는 금속접착제를 코팅한 후 동박을 열간 라미네이트(Laminate)하여 판 형태로 가공함으로써, 동박적층판을 연속 생산할 수 있도록 하는 동박적층판의 연속 제조방법에 관한 것이다.

종래의 동박적층판은, 시트(Sheet) 형태로 가공된 소지금속판과, 상기 소지금속판 위에 접착제를 건조시키는 별도 공정을 통해 시트형태로 형성되는 접착시트(Bonding Sheet)와, 상기 소지금속판 위에 시트형태로 가공된 동박을 1장씩 쌓은 후, 도 1에 도시한 바와 같이 진공(5 Torr) 상태에서 90분 이상 열과 압력을 부여하고, 그 이후 접착시트가 녹아서 기포가 제거되면 소지금속과 동박이 밀착되도록 서서히 냉각시키는 진공 열간 프레스(Vacuum Hot Press) 방법으로 제조된다.

그러나, 상기 진공 열간 프레스 제조방법은, 각종 자재를 수작업으로 적층시킴으로써 필연적으로 품질의 편차가 발생하게 되고, 기포 제거를 위한 진공상태 유지가 가능한 프레스에 따라 동박전층판의 크기가 제한되며, 프레스 공정에 장시간이 소요되어 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.

그리고, 상기한 접착시트는, 별도의 공정에서 건조 후 가공을 통해 딱딱하게 제조되는 것으로 취급 중 쉽게 부서지는 단점이 있다. 이러한 단점 때문에 접착시트의 제조에 고비용이 소요되고, 동박전층판의 제조에 사용하는 경우 제조비용의 상승과 사용상 제한이 따르는 문제점이 있다.

또한, 동박적층판을 LED용 기판으로 가공하는 공정은 부식성이 강한 산성 및 알카리 용액으로 상층부의 동박에 전기회로가 구현되도록 애칭(Etching)을 하게 되는데, 이때 동박의 이면에 있는 소지금속에는 부식으로부터 보호되도록 고가의 표면보호필름을 부착하여야 한다.

상기한 바와 같이, 동박적층판을 가공하여 LED용 기판으로 사용하는 경우, 표면보호필름을 소지금속에 부착해야 하는 등 공정이 길어지고 제조비용이 상승하는 문제점이 있다.

본 발명의 상기한 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은, 소지금속의 이면에 내화학성이 우수한 수지를 코팅하도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 고가의 딱딱한 접착시트를 대체하는 액상의 접착제를 코팅하여 경화시키도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 코일상태의 동박을 라미네이팅 후 판 형태로 절단하는 가공이 용이하도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 동박적층판을 LED 발광소자용 LED칩이 설치되는 회로기판으로 사용함으로써, 전기 전자부품의 제조비용을 절감하여 LED 부품의 수요를 확대할 수 있도록 하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소지금속의 이면에 도막을 형성시키는 이면도장 공정과, 소지금속의 상면에 접착제를 코팅하고 자외선으로 경화시키는 상면도장 공정과, 상기 소지금속 상의 접착제에 열을 가하는 예열 공정과, 예열된 소지금속과 동박을 접착시키는 라미네이트 공정과, 라미네이트된 동박적층판에 열을 가하여 2차로 경화시키는 양생 공정과, 동박적층판을 일정 크기로 절단 가공하는 시트 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 이면도장 공정 후에는 소지금속을 탈지처리 후 접착제와 소지금속간 접착력을 향상시키기 위한 전처리 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 소지금속의 이면에 도장되는 수지는, 건조도막두께가 5㎛~20㎛이고, 경화온도가 PMT(Peak Metal Temerature: 최고점 강판온도)150℃~250℃이며, LED 소자를 방열시킬 수 있도록 첨가되는 카본필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 상면도장 공정에서 접착제의 1차 경화시 조사 광량은, 300mJ~5000mJ이고, 접착제는 에폭시계 수지로 도장된 건조도막두께가 20㎛~300㎛인 것을 특징으로 한다.

상기한 상면도장 공정에서 접착제는, 슬롯나이프 코팅방식으로 코팅되는 것을 특징으로 한다.

상기한 라미네이트 공정에서 동박의 라미네이팅은, 회전롤러의 라미네이팅 온도가 100℃~250℃ 상태에서 2개 이상의 회전하는 롤러로 1㎏f/㎠ 이상의 압착되는 것을 특징으로 한다.

상기한 예열 공정에서 소지금속및 동박을 100℃~250℃로 예열하는 것을 특징으로 한다.

상기한 라미네이트 공정에서 동박이 라미네이팅 된 소지금속은, 5초~300초에서 100℃~250℃로 2차 경화되는 것을 특징으로 한다.

상기한 시트 공정은, 코일상태인 소지금속을 평편하게 형성하는 레벨러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 동박적층판이 연속 제조시 고가의 접착시트와 이면 보호필름을 사용하지 않기 때문에 공정 단축이 가능하고 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 시트단위로 장시간이 소요되는 진공 열간 프레스 제조방법을 대체함으로써, 동박적층판의 연속생산을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 동박적층판의 연속 생산을 통하여 제조비용을 절감으로써, 동박적층판이 적용되는 LED칩 부품을 저렴하게 공급할 수 있는 효과가 있다.

또한, 소지금속의 이면에 수지를 코팅함으로써, 동박적층판의 내화학성이 향상되도록 하는 효과가 있다.

또한, 고가의 접착시트를 대체하는 액상의 접착제를 코팅 후 경화시켜 사용함으로써, 동박적층판의 제조 원가를 절감할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은, 종래 진공 열간 프레스의 공정의 온도와 시간을 도시한 그래프.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 동박적층판의 연속 제조방법을 나타낸 도면.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 동박적층판의 구조를 도시한 도면.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 동박적층판의 품질성능을 나타낸 도표.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면에 의하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 동박적층판의 연속 제조방법은, 도 2에 도시한 바와 같이, 소지금속(6)의 이면에 도막을 형성시키는 이면도장 공정(S10)과, 소지금속(6)의 상면에 접착제(4)를 코팅하고 자외선으로 경화시키는 상면도장 공정(S20)과, 상기 소지금속(6) 상의 접착제(4)에 열을 가하는 예열 공정(S30)과, 예열된 소지금속(6)과 동박(2)을 접착시키는 라미네이트 공정(S40)과, 라미네이트된 동박적층판(10)에 열을 가하여 2차로 경화시키는 양생 공정(S50)과, 동박적층판(10)을 일정 크기로 절단 가공하는 시트 공정(S60)을 포함한다.

다음으로, 본 발명에 따른 동박적층판의 연속 제조방법의 특징부를 도 2 및 도 4를 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 소지금속(6)은, 전처리공정(도시 생략)인 탈지 및 세정공정을 통과한다. 상기한 탈지 및 세정공정은, 접착제(4)와 소지금속(6)간의 접착력을 저하시키는 기름성분 및 기타 불순물을 제거한다.

상기한 탈지 및 세정공정을 통과한 소지금속(6)은, 후술되는 상면도장 공정(S20)에 공급된다. 상기한 소지금속(6)은, 제품의 전기 및 열적 요구특성에 따라 알루미늄, 마그네슘, 도금강판 및 냉연강판 등을 사용하게 된다.

상기한 이면도장 공정(S10)은, 도막이 형성되어 있지 않은 소지금속(6)의 이면에 수지로 도막을 형성한다.

이면도장 공정(S10)은, 소지금속(6)의 이면에 수지로 도막을 형성한다. 수지는, 내부식성이 우수한 것이 사용된다. 그리고 수지(8)는, 상기한 실리콘수지에 제한되지 않는다.

또한, 도막을 형성하는 수지는, 동박적층판(10)이 LED용 기판으로 사용시 LED소자에서 발생하는 열을 효과적으로 방출하기 위해 탄소필러(Carbon Filler)가 첨가되는 것이 바람직하다.

상기 이면도장 공정(S10)은 설비의 구성에 따라 접착제 (4)를 도장하기 전이나 동박(2)을 라미네이트(Laminate)한 이후에 위치시킬 수도 있다.

상기한 이면도장 공정(S10) 후에는, 소지금속(6)을 상면도장 공정(S20)에 투입한다.

상기한 상면도장 공정(S20)은, 이면이 도장된 소지금속(6) 상에 동박(2)을 접착하기 전에 상면에 대한 접착력과 절연성이 향상되도록 자외선 경화형 에폭시 접착제를 코팅한다.

상기한 접착제(4)를 코팅할 때 슬롯나이프(Slot Knife)를 사용하여 균일하게 도장하고, 자외선을 조사하여 1차적으로 경화를 시킨다.

상기 에폭시 접착제(4)를 도막으로 형성하는 방법으로는, 50%이하의 휘발성 유기용제를 촉매로 사용하여 열을 가하는 방법과, 휘발성 유지용제가 없이 광촉매제를 사용하여 빛으로 수지의 화학반응을 일으키는 방법이 있다.

상기한 휘발성 유기용제를 사용한 접착제는, 도막 경화를 위해 가해지는 열로 인하여 유기용제가 휘발되면서 기포가 형성되어 동박과의 밀착력을 저하시키게 된다.

따라서, 접착제로는 휘발성 용제가 포함되지 않은 것이 바람직하다.

그리고 상기 접착제(4)의 코팅방식은 특별히 한정되지 아니한다. 즉, 코일표면에 도장의 균일성을 확보할 수 있는 방법이면, 슬롯나이프 코팅, 롤코팅 등 다양한 방법으로 코팅할 수 있다.

상기한 소지금속(6) 상면에 도장하는 접착제(4)의 건조 도막두께는 20㎛~300㎛로 형성되고, 자외선 경화의 광량은 300mJ~5000mJ로 1초~30초간 유지하는 것이 바람직하다.

상기한 상면도장 공정(S20)은, 탈지된 코일상태인 소지금속(6)에 부착된 동박(2)에 전기회로를 인쇄하는 에칭공정에서 소지금속의 이면부식을 방지하는 목적으로 사용되는 고가의 표면보호필름을 대체하기 위한 공정이다.

이때, 도장되는 수지(8)는, 내부식성에 강한 실리콘 수지를 롤코팅 방식으로 5㎛~15㎛의 건조도막두께가 얻어지도록 균일하게 도장을 하고, 150℃ ~ 250℃의 온도에서 경화된다.

상기한 상면도장 공정(S20)을 통과한 소지금속(6)은, 예열 공정에 투입된다. 상기한 예열 공정은, 동박(2)을 라미네이트 하기전에 열을 가하여 동박(2)의 밀착력을 높이기 위하여 수행된다.

즉, 상기 동박(2)의 라미네이팅에 대한 밀착력을 향상시키기 위하여, 접착제 (4)를 자외선 경화 후 전열히터 등을 사용하여 100℃~250℃의 온도로 가열하여 라미네이팅을 한다.

상기한 예열 공정(S30)을 거친 소지금속(6)은, 라미네이트 공정(S40)에 투입된다. 상기한 라미네이트 공정(S40)은, 예열된 소지금속(6)과 동박(2)을 접착시켜 동박적층판(10)을 형성하게 된다. 상기한 동박(2)은 소지금속(6)과 유사한 범위의 온도로 가열된 후 접착되고, 0.5oz/ft²~3oz/ft²두께로 형성된다.

상기한 라미네이팅시 롤 압력은 동박(2)과 접착제(4)간 충분한 밀착력을 가질 수 있는 실리콘 코팅롤이나 경질 크롬 코팅롤을 사용하여 100℃~250℃의 온도로 1㎏f/㎠ 이상의 압력이 사용된다.

또한, 상기 라미네이팅을 위한 동박(2) 및 소지금속(6)의 가열수단으로는, 외부에서 혼입되는 불순물의 영향을 방지할 수 있는 전열히터를 사용하는 것이 바람직하다.

상기한 라미네이트 공정(S40)을 통과한 동박적층판(10)은 양생 공정(S50)에 투입된다. 상기한 양생 공정(S50)은, 라미네이팅된 동박적층판(10)에 열을 가하여 2차로 경화시키는 공정이다.

상기한 라미네이트 공정(S40)에서 라미네이팅 된 동박적층판(10)은, 접착제(4)가 충분히 경화하도록 100℃~250℃의 조건에서 수 초간 가열된다.

그리고 동박적층판(10)은, 1㎏f/㎠ 이상의 압력이 가해지는 회전롤러 사이를 통과하여 서냉과정을 거치게 된다. 상기한 동박적층판(10)은, 양생 공정을 통과함에 따라 동박의 접착력이 우수한 메탈피시비용 기판소재를 생산하게 된다.

즉, 동박적층판의 연속 제조방법을 통해 제조되는 동박(2)의 물성은, 도 4의 표와 같이, 접착력은 2±0.5㎏f/㎝ 수준이고, 내전압은 5kv이상이며, 전기 전도는 1.5~2.5W/mk으로 측정되는 바와 같이, 종래 진공 열간 프레스공정을 거친 동박의 물성과 큰차이가 없음을 알 수 있다.

상기한 양생 공정(S50)에서 수행되는 2차경화과정 및 회전롤러(도시 생략)의 압착력은, 동박의 밀착력 요구특성에 따라 회전롤러를 2조 이상 배치하여 사용할 수도 있다.

상기한 양생 공정(S50)을 통과한 동박적층판(10)은, 시트 공정(S60)에 투입된다. 상기한 시트 공정(S60)은, 코일상태인 동박적층판(10)의 형상을 평탄하게 하고 일정 크기로 절단하는 공정이다.

즉, 2차 경화과정 및 압착과정을 거친 동박적층판(10)은 열간 라미네이팅으로 인하여 소지금속(6)에 발생한 응력이 제거된다. 그리고, 동박적층판(10)은, 평탄도가 향상되도록 레벨러(도시 생략)에 의한 레벨링(Levelling)과정을 거친 후, 절단 및 슬릿팅(Slitting) 방법을 통해 일정의 크기로 절단되고, 정해진 매수 단위로 적재된다.

본 발명은 고가의 접착시트 및 보호필름을 사용하지 않으면서 시트 단위로 소요되는 장시간의 진공 열간 프레스공정을 대체할 수 있도록 금속인쇄회로기판용 소지금속의 이면에는 내화학성 수지를 코팅하고, 상면에는 금속접착제를 코팅한 후 동박을 열간 라미네이트하여 판 형태로 가공함으로써, 동박적층판을 연속 생산할 수 있도록 한 것으로, 동박적층판의 연속 제조 산업에 널리 이용될 수 있다.

2: 동박
4: 접착제
6: 소지금속
8: 수지
10: 동박적층판

Claims (8)

1. 소지금속(6)의 이면에 도막을 형성시키는 이면도장 공정(S10)과,
   소지금속(6) 상면에 접착제(4)를 코팅하고 자외선으로 경화시키는 상면도장 공정(S20)과,
   상기 소지금속(6) 상의 접착제(4)에 열을 가하는 예열 공정(S30)과,
   예열된 소지금속(6)과 동박(2)을 접착시키는 라미네이트 공정(S40)과,
   라미네이트된 동박적층판(10)에 열을 가하여 2차로 경화시키는 양생 공정(S50)과,
   동박적층판(10)을 일정 크기로 절단 가공하는 시트 공정(S60)을 포함하는 전기 전자용 인쇄회로기판인 동박적층판을 연속으로 제조하는 방법에 있어서,
   상기 소지금속(6)의 이면에 도장되는 수지는,
   건조도막두께가 5㎛~20㎛이고, 경화온도가 PMT 150℃~250℃이며, LED 소자를 방열시킬 수 있도록 첨가되는 탄소필러를 포함하고,
   상기 상면도장 공정(S20)에서, 접착제(4)의 1차 경화시 조사 광량은300mJ~5000mJ이고, 접착제는 에폭시계 수지로서 도장된 건조도막두께가 40㎛~100㎛이며,
   상기 예열 공정(S30)에서 소지금속(6) 및 동박(2)을 100℃~140℃로 예열하고,
   상기 라미네이트 공정(S40)에서 동박의 라미네이팅은,
   회전롤러의 라미네이팅 온도가 100℃~250℃ 상태에서 2개 이상의 회전하는 롤러로 1㎏f/㎠ 이상으로 압착되는 것을 특징으로 하는 동박적층판의 연속 제조방법.
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7. 제 1 항에 있어서,
   상기 라미네이트 공정(S40)에서 동박(2)이 라미네이팅 된 소지금속(6)은,
   5초~300초에서 100℃~250℃로 2차 경화되는 것을 특징으로 하는 동박적층판의 연속 제조방법.
8. 삭제

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