KR101126831B1

KR101126831B1 - 전해 동박 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101126831B1
Application number: KR1020090082561A
Authority: KR
Inventors: 김승민; 이병광; 김수열; 박준우
Original assignee: 엘에스엠트론 주식회사
Priority date: 2009-09-02
Filing date: 2009-09-02
Publication date: 2012-03-23
Also published as: KR20110024527A

Abstract

본 발명은 조면화 처리된 전해 동박의 적어도 일면에 방청 처리 및 크로메이트 처리에 의한 배리어층(barrier layer)이 형성되어 있는 전해 동박에 관한 것으로서, 거친면(M면)의 표면 조도(Rz)가 3.5㎛ 이하이면서 표면 조도(Rz)의 편차가 30% 이하이고; 연속층과 불연속층의 두께의 비(Tr)가 0.2 이하인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전해 동박은 내굴곡성, 내구성, 에칭성 및 박리 강도가 우수하다.

연속층, 불연속층, 내굴곡성, 전해 동박

Description

전해 동박 및 그 제조 방법{A Copper Foil And Method For Producing The Same}

본 발명은 전해 동박에 관한 것으로서, 특히 내굴곡성, 접착 강도, 에칭성 등이 우수한 전해 동박 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

전자기기의 전자회로에는 프린트 기판이 많이 이용되고 있는데, 그중에서도 특히 플렉시블 프린트 기판(FPC)은 굴곡성을 가지는 점과 기판 자체가 얇은 점에서 테이프 캐리어에 드라이버 IC를 실장하는 TAB 방식(테이프, 오토메이티드, 본딩)에 적용되어 왔다. 최근에 와서는 보다 작은 공간에서 보다 고밀도의 실장을 행하는 실장방법으로서 베어(bare) IC칩을 필름 캐리어 테이프상에 직접 탑재하는 COF 방식(칩ㆍ온ㆍ필름)이 개발되고, 배선의 협피치화가 진행되어 미세가공이 가능한 플렉시블 프린트 기판이 필요하게 되었다.

특히, 이러한 플렉시블 프린트 기판은 하드디스크내의 가동부나 휴대전화의 힌지부 등의 굴곡성이나 유연성, 고밀도 실장이 요구되는 전자기기에 널리 사용되고 있다. 이에 따라, 플렉시블 프린트 기판을 구성하는 동박에 보다 높은 굴곡성을 요구하게 되었다.

이러한 배경하에 동박의 굴곡성을 개선하는 수단으로서, 동박의 두께를 얇게 하는 것이 알려져 있다. 이 경우, 굴곡시의 굽힘부 외주에 생기는 변형이 감소하여 굴곡성이 향상된다. 그러나, 동박의 두께를 얇게 하는 것만으로는 설계에 제약을 받게되는 한계가 있다.

또한, 굴곡성이 우수한 동박으로서 압연 동박이 알려져 있다. 압연 동박의 제조 방법으로서는, 전기동을 잉곳(ingot)에 주조하고, 압연과 소둔을 반복하여 박 모양으로 한다. 이 방법에 의해 제조된 동박은 신장율도 높고, 표면이 평활하기 때문에 크랙이 들어가기 어렵고 꺽임에 대한 내성이 우수하다. 그러나, 압연 동박은 고가이며, 제조시의 기계적인 제약에 의해 동박의 폭이 1m 이상인 것은 제조하는 것이 곤란했다. 또한, 두께가 얇은 압연 동박을 안정적으로 제조하는 것도 어렵고, 얇게 해서 굴곡성을 높이기 위해서는 하프 에칭 등의 처리를 행할 필요가 있었다.

한편, 저가격으로 두께의 조정도 비교적 용이하게 행할 수 있는 동박으로서 전해 동박이 있다. 이 전해 동박의 제조 방법은 일반적으로 도 1에 나타난 바와 같이, 전해조(C)내에 설치된 회전하는 원통 형상의 음극 드럼(20)과 대향하는 한쌍의 원호 형상의 양극(30a, 30b)에 둘러싸인 틈으로 전해액(10)을 공급하여 직류 전류를 통전하고, 음극 드럼(20)의 표면에 전해 동박(40)을 전착시키고, 이것을 가이드 롤(50)을 통해 권취(take up)하여 제조한다.

이때, 상기 한쌍의 원호 형상의 양극 30a와 30b 사이에는 일정한 간극 G가 존재하게 되고, 이 간극 G가 존재하는 음극 드럼(20)의 대향하는 부분에서는 원활한 전착이 이루어지지 않게 된다. 이로 인해, 권취된 전해동박(40)에는 도 2와 같 은 불연속층(42)이 생성된다. 즉, 동박의 전착시 양극 30a의 S영역에서 도금 핵이 생성되어 양극 30a의 A영역까지 성장하여 하나의 연속층 41a(또는 41b)을 형성하고, 양극이 존재하지 않는 이격 부분인 G영역에서는 전착이 원활하게 이루어지지 않아 불연속층(42)을 형성하며, 양극 30b의 B영역에서 다시 도금 핵이 생성되어 양극 30b의 E영역까지 성장하여 또 하나의 다른 연속층 41b(또는 41a)을 형성하게 된다.

이렇게 도 2와 같이 연속층(41a, 41b) 사이에 불연속층(42)이 샌드위치된 형태로 존재하게 되면, 회로패턴의 형성을 위한 에칭시 도 3과 같이 불연속층(42)이 연속층(41a, 41b)에 비해 과도하게 에칭됨으로써 전해동박의 굴곡시 굴곡 신뢰성이 나빠지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 본 발명자들에 의해 안출되었다.

즉, 본 발명은 전해동박의 굴곡 신뢰성을 높이기 위해서 불연속층의 두께를 최소화시킨 전해동박 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 연속층의 두께에 대한 불연속층의 상대적인 두께가 적절히 조절되어 내굴곡성및 내구성이 개선된 전해동박 및 그 제조방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명의 일 양태에 따른 조면화 처리된 전해 동박의 적어도 일면에 방청 처리 및 크로메이트 처리에 의한 배리어층(barrier layer)이 형성되어 있는 표면 처리 전해 동박은 그 내부에 연속층과 불연속층을 포함하고; 아래의 수학식으로 표현되는 연속층과 불연속층의 두께의 비(Tr)가 0.2 이하인 것을 특징으로 한다.

(여기서, Tr : 연속층과 불연속층의 두께 비율, Tc : 연속층 두께의 총합, Tu : 불연속층의 두께)

이때, 상기 불연속층은 상기 전해동박의 단면의 중심부에 위치하여 연속층 사이에 샌드위치된 형태로 배치되고, 그 두께가 1㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 상기 전해동박의 거친면(M면)의 표면 조도(Rz)가 3.5㎛ 이하이면서 표면 조도(Rz)의 편차가 30% 이하이며, 180℃에서의 연신율이 5% 이상인 것이 보다 바람직하다.

상기 배리어층은 구리, 코발트, 철, 니켈, 아연, 크롬 및 바나듐을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 2종 이상의 합금으로 이루어진 도금층이고, 이 도금층의 단위 면적당 함량은 0.03 ~ 0.5㎎/㎡인 것이 바람직하다.

또한, 상기 배리어층에는 실란 커플링제 흡착층을 더 형성할 수 있다.

본 발명의 다른 일 양태에 따른 전해동박의 제조 방법은, 전해액이 지속적으로 공급되는 전해조안에 음극으로 기능하는 원통 형상의 드럼과 이 드럼의 대향하는 위치에 일정한 간극을 갖는 한쌍의 원호 형상의 양극을 설치한 상태에서 상기 드럼을 회전시키면서 상기 드럼과 상기 양극 사이에 전류를 인가하는 것에 의해 연속층 사이에 불연속층이 개재된 전해 동박을 생성하되, 아래의 수학식으로 표현되는 연속층과 불연속층의 두께의 비(Tr)가 0.2 이하가 되도록하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제박공정에 의해 생성된 미처리 전해동박에는 조면화 처리, 방청 처리, 크로메이트 처리 및 실란 커플링제 흡착처리와 같은 표면처리공정을 순서대로 진행하는 것에 표면처리 전해동박을 제조할 수 있다.

이때, 상기 표면처리 전해동박은, 180℃에서의 연신율이 5% 이상이고, 거친면(M면)의 표면 조도(Rz)가 3.5㎛ 이하이면서 표면 조도(Rz)의 편차가 30% 이하가 되도록 제박공정 및 표면처리공정을 수행하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 방청 처리 및 크로메이트 처리에 의해 구리, 코발트, 철, 니켈, 아연, 크롬 및 바나듐을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 2종 이상의 합금으로 이루어진 배리어 도금층을 형성하되, 이 배리어 도금층의 단위 면적당 함량이 0.03 ~ 0.5 ㎎/㎡가 되도록 한다.

본 발명의 또 다른 일 양태는, 상기한 제조 방법에 의해 제조된 전해 동박의 적어도 어느 한 표면에 폴리이미드 수지층을 도포한 동장 적층판이나 이 동장적층판을 적용한 플렉시블 프린트 기판에 관한 것이다.

본 발명에 따른 전해 동박은 미세 회로 가공이 가능하며, 내굴곡성이 우수하다. 또한, 동장 적층판의 기계적 물성과 동박과 절연재간의 접착 신뢰성이 우수하다. 따라서, 저원가로 압연 동박과 동등한 수준의 연성회로기판용 전해 동박을 구현하는 것이 가능하다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 전해 동박은 그 공정의 단계에 따라 아래와 같은 용어를 사용한다. 먼저, 도 1에 도시된 통상의 전해 제박 장치를 통해 제조된 동박을 '미처리 동박'으로 지칭하고, 이 미처리 동박의 표면에 전기 화학적 또는 화학적 표면 처리를 수행한 것을 '표면 처리 동박'으로 지칭한다.

먼저, 본 발명에 따른 미처리 동박은 도 1의 전해 제박 장치를 통해 제조된다. 도면을 참조하면, 전해액(10)이 지속적으로 공급되는 전해조(C) 안에 음극으로 기능하는 원통 형상의 드럼(20)과 한쌍의 원호 형상의 양극(30a, 30b)이 설치된다. 상기 드럼(20)은 화살표 방향으로 회전하고, 드럼(20)과 한쌍의 양극(30a, 30b)은 전해액(10)이 개재될 수 있도록 이격된다.

전해 동박의 제조시 상기 드럼(20)과 한쌍의 양극(30a, 30b) 사이에 전류가 가해진다. 이때, 드럼(20)은 화살표 방향으로 회전하고 있는 상태이다. 이에 따라, 드럼(2) 표면에 전해 동박(40)이 전착된 후 가이드 롤(50)을 통해 권취(take up)된다.

상기 전해액(10)은 황산 구리를 주성분으로 하고, 여기에 젤라틴, HEC, SPS 및 질화물과 같은 각종 첨가제가 첨가되고, 전류 밀도는 10ASD ~ 80ASD인 것이 바람직하다. 상기 미처리 전해동박은 전해액의 조성, 전류 밀도 또는 첨가제의 종류 및 함량을 조절하는 것에 의해 불연속층(42)의 두께 및 연속층(41a, 41b)과 불연속층(42)의 두께 비율 등의 인자를 적절하게 조절할 수 있다. 즉, 한쌍의 원호 형상 의 양극(30a, 30b)이 도 1과 같이 일정한 간극(G)으로 서로 이격 배치되어 있기 때문에 전착에 의해 형성되는 전해동박(40)의 중심부에 불연속층(42)이 형성된다. 이때, 본 발명은 종래와 달리 전해액의 조성, 전류 밀도 또는 전해액에 첨가되는 첨가제의 종류 및 함량을 적절히 조절하여 연속층에 대한 불연속층의 상대적인 두께를 최소화시키고 있다. 이로 인해, 회로 패턴의 형성을 위해 전해동박을 에칭하더라도 불연속층으로 인해 과도하게 에칭되는 부분이 최소화됨으써 내굴곡성 및 내구성을 대폭 개선할 수 있다.

또한, 상기 미처리 전해 동박은 아래와 같은 표면 처리 공정을 순서대로 실행하는 것에 의해 '표면 처리 동박'으로 완성된다.

표면 처리 동박을 얻기 위해서는 일반적으로 표면 처리기라는 장치를 사용한다. 롤 형상으로 권취된 상기 미처리 동박을 한방향으로부터 감아내면서 연속 배치한 산세 처리조, 조면화(粗面化) 처리조, 방청 처리조, 전해 크로메이트 처리조 및 건조 처리부를 각각 통과시키는 것에 의해 '표면 처리 동박'을 완성한다.

상기 산세 처리란 미처리 전해 동박에 부착한 수지 성분을 완전히 제거하는 탈지 처리 및 표면 산화 피막 제거 처리를 포함하는 표면 처리 공정이다. 이 산세 처리를 통해 미처리 동박의 청정화를 도모하고, 나머지 표면 처리 공정에서 균일한 전착 등을 확보할 수 있다. 이 산세 처리에는 염산계 용액, 황산계 용액, 황산-과산화 수소계 용액 등 여러가지의 용액을 사용하는 것이 가능하다. 그리고, 그 용액의 농도나 온도 등은 생산 라인의 특성에 따라서 조정하면 충분하다.

산세 처리가 종료하고, 수세조를 통과한 미처리 동박은 미세 동입자를 석출, 부착시키는 공정으로 들어간다. 여기서, 사용하는 동 전해용액은 동의 미세 입자를 석출시키지 않으면 안되기 때문에 버닝(burning) 도금 조건을 채용한다. 따라서, 미세 동입자를 석출, 부착시키는 공정에 사용되는 용액의 농도는 미처리 동박을 형성하기 위해 사용하는 용액의 농도에 비해 버닝 도금 조건을 만들어내기 쉽도록 낮은 농도로 되어 있다. 이 버닝(burning) 도금 조건은 특별히 한정되는 것은 아니고, 생산 라인의 특성을 고려하여 정해진다. 이후, 석출, 부착시킨 미세 동입자의 탈락을 방지하기 위하여 평활 도금조건에서 미세 동입자를 피복하도록 동을 균일하게 석출시키는 피복도금공정을 수행한다. 미세 동 입자를 형성하기 위한 동 전해액으로서는, 동 8～25g/ℓ, 황산 80～120g/ℓ, 9-페닐아크리딘 50～300mg/ℓ, 액온 30～40℃, 전류 밀도 20～50A/d㎡이 극히 안정한 전해 조업을 가능하게 할 수 있는 범위가 된다

다음으로, 방청 처리조에서는 전해 동박층의 표면이 산화 부식하는 것을 방지하기 위한 합금 도금이 수행된다. 즉, 본 발명에 따른 방청 처리를 위한 도금은 구리(Cu), 코발트(Co), 철(Fe), 니켈(Ni), 아연(Zn), 크롬(Cr), 바나듐(V), 몰리브덴(Mo) 중에서 선택된 2종 이상의 합금에 의해 이루어진다.

이때, 이렇게 형성되는 합금 도금층의 단위 면적당 도금층의 함량은 0.03~0.5㎎/㎡인 것이 바람직하다. 단위 면적당 도금층의 함량이 0.03㎎/㎡ 이하에서는 동박을 절연재와 적층시 인가되는 열에 의해 동박이 산화될 우려가 있고, 0.5㎎/㎡ 이상에서는 회로 패턴 형성 과정 중에 벌크 동박으로 에칭액이 침투되어 패턴이 박리될 염려가 있다.

방청 처리가 완료된 동박의 표면에는 수세후에 전해 크로메이트층이 형성된다. 이때의 전해 조건은 특별히 한정을 가지는 것은 아니나, 크롬산 1～5g/ℓ, 액온 20～40℃, pH 10～12, 전류밀도 0.5～4A/d㎡, 전해시간 1～5초의 조건을 채용하는 것이 바람직하다. 이러한 전해 조건은 전해 동박의 표면을 균일하게 피복하기 위한 범위 조건이다.

이렇게 전해 크로메이트층이 형성된 미처리 동박의 표면을 일단 건조시킨 후, 실란 커플링제의 흡착 처리를 행한다. 이때의 실란 커플링제의 흡착 방법은 침지법, 샤워링법, 분무법 등 특별히 방법은 한정되지 않는다. 공정 설계에 맞추어, 가장 균일하게 동박과 실란 커플링제를 함유한 용액을 접촉시켜 흡착시킬 수 있는 방법을 임의로 채용하면 좋은 것이다. 실란 커플링제로서는, 올레핀 그룹 기능성 실란(olefin-group-functional silanes), 에폭시 그룹 기능성 실란(epoxy-group-functional silanes), 아크릴 그룹 기능성 실란(acrylic-group-functional silanes), 아미노 그룹 기능성 실란(amino-group-introduced silanes) 및 메르캅토 그룹 기능성 실란(mercapto-groupfunctional silane)중 어느 하나를 선택적으로 사용할 수 있다. 여기에 열거한 실란 커플링제는 동박 기재의 접착면에 사용하더라도, 다음의 에칭 공정 및 프린트 배선판으로 된 후의 특성에 악영향을 주지 않는 일이 중요하게 된다.

이와 같이, 미처리 동박에 산세 처리, 조면화 처리, 방청 처리, 크로메이트 처리 및 실란 커플링제 흡착 처리를 통해 제조되는 본 발명의 표면 처리 동박은 아래와 같은 물리적 특성을 갖게 된다.

본 발명에 따른 표면 처리 동박은 180℃에서 연신율이 5% 이상이고, M면(거친면)의 표면 조도 Rz가 3.5㎛ 이하이며, Rz의 편차가 30% 이하인 것을 특징으로 한다.

여기서, 표면 처리 동박의 연신율이 5% 이하가 되면, 굴곡 스트레인에 대해 쉽게 파단이 이루어져 내굴곡성이 떨어진다. 또한, M면의 표면 조도 Rz가 3.5㎛ 이상이면, 굴곡부에서 크랙이 쉽게 발생하고, Rz의 편차가 30% 이상이면, 에칭 후에 수지면에 잔동이 발생하게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 표면 처리 동박을 에칭 처리한 후의 단면을 나타내는 도면이다. 에칭후의 전해동박(40)의 단면을 전자현미경으로 관측하여 불연속층(42)의 두께(b)와 연속층(41a, 41b)의 두께(a, c)를 측정하면 도 4와 같다.

이때, 본 발명에 따른 표면 처리 동박은 상기 불연속층(42)의 두께(b)가 1㎛ 이하이고, 아래의 수학식 1로 표현되는 연속층과 불연속층의 두께 비율(Tr)이 0.2 이하인 것이 바람직하다.

(여기서, Tr : 연속층과 불연속층의 두께 비율, Tc : 연속층의 두께, Tu : 불연속층의 두께, Tc = a+c, Tu = b)

이는, 일반적으로 불연속층의 에칭 속도가 연속층에 비해 빠르기 때문에 표면 처리 동박의 Tr이 0.2를 상회하게 되면, 회로 형성후에 불연속층이 위치하는 부 분이 과도하게 오목해져서 회로내에 단차가 크게 발생함으로써 내구성과 내굴곡성이 떨어지기 때문이다.

이러한 특성을 갖는 표면처리 전해동박의 M면 단독 또는 M면 및 S면 모두에 폴리이미드 수지층과 같은 절연층을 적층하는 것에 의해 동장적층판(편면 동장적층판 또는 양면 동장적층판)을 제조하는 것이 가능하다. 상기 폴리이미드 수지층은 공지의 디아민과 산무수물을 용매의 존재하에서 중합해서 제조할 수 있다. 또한, 이 동장적층판을 적용하여 연성회로기판(FCCL)을 제조하는 것도 가능하다.

상술한 제박 공정 및 표면 처리 공정의 실시와 동장 적층판의 구현에 대한 구체적인 예는 대한민국 공개특허공보 제 2007-0014067 호, 대한민국 공개특허공보 제 2006-0129965 호, 대한 민국 등록특허 제 0755377 호, 대한민국 공개특허공보 제 2006-0093280 호, 일본 특개평9-272994 호, 일본 특개평7-268678 호, 일본 특개2006-52441 호, 대한민국 공개특허공보 제 2005-0114701 호, 일본 특개평8-283886 호 및 일본 특개2000-182623 호에 자세히 기술되어 있다.

[실시예]

이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시예에 있어서, 특별하게 설명하지 않는한 각종 평가는 하기에 의한 것이다.

1) 연신율

표면 처리후의 전해 동박 샘플을 준비하고, 이 동박 샘플에 IPC-TM-650 규격을 적용하여 연신율을 측정한다.

2) 표면 조도(Rz)

M면의 표면 조도는 10점 평균 표면 거칠기로서, JISB 0601-1994 규격에 있는 거칠기를 나타낸다. 초심도 형상측정현미경을 이용하여 2000배로 동박면의 길이방향으로 측정하였다.

3) 도금층의 함량[g/㎟]

구리(Cu) 이외의 도금층(Barrier 성분)의 성분을 AAS, ICP, TOC로 분석하여 단위면적당 전착량으로 확인하였다.

4) MIT 굴곡 시험

MIT 굴곡시험 장치에 의해 MIT 굴곡시험을 행하였다. 하기 조건하에서 굴곡을 반복하고, 시험편이 단선될때까지의 횟수를 굴곡회수로서 구하였다.

JIS C 6471 굴곡반경 : 0.38mm, 하중 : 500g, 굴곡속도 : 90회/분, 굴곡각도 : 135°

5) 박리 강도(P/S)

표면 처리후의 전해 동박의 M면에 폴리이미드 필름을 적층한 샘플을 제작하고, 이 샘플에 대해 JIS C 6481 규격으로 동박과 폴리이미드 필름 사이의 박리 강도를 측정하였다.

6) 에칭성

표면 처리후의 전해 동박의 M면에 폴리이미드 필름을 적층한 샘플을 제작하고, 이 샘플에 회로 패턴을 형성하기 위해 FeCl₃가 주성분인 에칭액으로 에칭한 후 수지면의 임의의 4지점에서 SEM(주사 전자 현미경) 5,000배로 관찰하여 에칭이 되지 않은 수지면에서 지름이 1㎛ 이상의 Cu 잔사가 존재하는지 유무를 관찰하였다.

실시예 1

도 1에 도시된 장치의 전해조에 전해액(황산구리를 주성분으로 하고, 젤라틴, HEC, SPS 및 질화물을 첨가)을 충전한 후에 그 양극간에 전류를 흘려 미처리 전해동박을 제조하였다. 이렇게 제조된 미처리 전해동박을 상술한 표면처리장치를 이용하여 산세 처리, 조면화 처리, 방청처리, 내약품처리, 실란처리를 수행하여 연신율(%)이 7.2%이고, M면 표면 조도(Rz)가 2.56㎛ 이고, M면 표면 조도의 편차가 15.0%이고, 불연속층의 두께가 0.82㎛ 이고, 연속층과 불연속층의 두께 비율(Tr)이 0.14이며, 배리어 도금층의 함량이 0.39㎎/㎡인 표면 처리 전해 동박을 얻었다.

이 표면 처리 전해동박에 대해 MIT 굴곡 시험, 에칭성 시험 및 박리 강도 시험을 수행하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

실시예 2

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여 연신율(%)이 15.8%이고, M면 표면 조도(Rz)가 3.01㎛ 이고, M면 표면 조도의 편차가 12.9%이고, 불연속층의 두께가 0.82㎛ 이고, 연속층과 불연속층의 두께 비율(Tr)이 0.14이며, 배리어 도금층의 함량이 0.39㎎/㎡인 표면 처리 전해 동박을 얻었다.

실시예 3

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여 연신율(%)이 7.3%이고, M면 표면 조도(Rz)가 1.51㎛ 이고, M면 표면 조도의 편차가 8.5%이고, 불연속층의 두께가 0.82㎛ 이고, 연속층과 불연속층의 두께 비율(Tr)이 0.03이며, 배리어 도금층의 함량이 0.4㎎/㎡인 표면 처리 전해 동박을 얻었다.

실시예 4

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여 연신율(%)이 5.3%이고, M면 표면 조도(Rz)가 3.44㎛ 이고, M면 표면 조도의 편차가 27.5%이고, 불연속층의 두께가 0.82㎛ 이고, 연속층과 불연속층의 두께 비율(Tr)이 0.03이며, 배리어 도금층의 함량이 0.32㎎/㎡인 표면 처리 전해 동박을 얻었다.

실시예 5

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여 연신율(%)이 6.2%이고, M면 표면 조도(Rz)가 2.57㎛ 이고, M면 표면 조도의 편차가 5.2%이고, 불연속층의 두께가 0.82㎛ 이고, 연속층과 불연속층의 두께 비율(Tr)이 0.05이며, 배리어 도금층의 함량이 0.35㎎/㎡인 표면 처리 전해 동박을 얻었다.

이 표면 처리 전해동박에 대해 MIT 굴곡 시험, 에칭성 시험 및 박리 강도 시 험을 수행하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

실시예 6

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여 연신율(%)이 9.5%이고, M면 표면 조도(Rz)가 2.89㎛ 이고, M면 표면 조도의 편차가 28.3%이고, 불연속층의 두께가 0.82㎛ 이고, 연속층과 불연속층의 두께 비율(Tr)이 0.05이며, 배리어 도금층의 함량이 0.07㎎/㎡인 표면 처리 전해 동박을 얻었다.

실시예 7

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여 연신율(%)이 6.8%이고, M면 표면 조도(Rz)가 2.95㎛ 이고, M면 표면 조도의 편차가 2.9%이고, 불연속층의 두께가 0.82㎛ 이고, 연속층과 불연속층의 두께 비율(Tr)이 0.05이며, 배리어 도금층의 함량이 0.05㎎/㎡인 표면 처리 전해 동박을 얻었다.

실시예 8

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여 연신율(%)이 11.2%이고, M면 표면 조도(Rz)가 1.93㎛ 이고, M면 표면 조도의 편차가 11.8%이고, 불연속층의 두께가 0.82㎛ 이고, 연속층과 불연속층의 두께 비율(Tr)이 0.20이며, 배리어 도금층의 함량이 0.03㎎/㎡인 표면 처리 전해 동박을 얻었다.

실시예 9

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여 연신율(%)이 15.2%이고, M면 표면 조도(Rz)가 2.88㎛ 이고, M면 표면 조도의 편차가 15.5%이고, 불연속층의 두께가 0.23㎛ 이고, 연속층과 불연속층의 두께 비율(Tr)이 0.03이며, 배리어 도금층의 함량이 0.23㎎/㎡인 표면 처리 전해 동박을 얻었다.

실시예 10

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여 연신율(%)이 16.9%이고, M면 표면 조도(Rz)가 3.47㎛ 이고, M면 표면 조도의 편차가 27.3%이고, 불연속층의 두께가 0.92㎛ 이고, 연속층과 불연속층의 두께 비율(Tr)이 0.05이며, 배리어 도금층의 함량이 0.29㎎/㎡인 표면 처리 전해 동박을 얻었다.

실시예 11

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여 연신율(%)이 5.1%이고, M면 표면 조도(Rz)가 1.84㎛ 이고, M면 표면 조도의 편차가 24.9%이고, 불연속층의 두께가 0.82㎛ 이고, 연속층과 불연속층의 두께 비율(Tr)이 0.07이며, 배리어 도금층의 함량이 0.04㎎/㎡인 표면 처리 전해 동박을 얻었다.

실시예 12

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여 연신율(%)이 5.5%이고, M면 표면 조도(Rz)가 3.22㎛ 이고, M면 표면 조도의 편차가 5.2%이고, 불연속층의 두께가 0.82㎛ 이고, 연속층과 불연속층의 두께 비율(Tr)이 0.18이며, 배리어 도금층의 함량이 0.47㎎/㎡인 표면 처리 전해 동박을 얻었다.

비교예 1

도 1에 도시된 장치의 전해조에 전해액(황산구리를 주성분으로 하고, 젤라틴, HEC, SPS 및 질화물을 첨가)을 충전한 후에 그 양극간에 전류를 흘려 미처리 전해동박을 제조하였다. 이렇게 제조된 미처리 전해동박을 상술한 표면처리장치를 이용하여 산세 처리, 조면화 처리, 방청처리, 내약품처리, 실란처리를 수행하여 연신율(%)이 4.2%이고, M면 표면 조도(Rz)가 2.11㎛ 이고, M면 표면 조도의 편차가 19.6%이고, 불연속층의 두께가 0.82㎛ 이고, 연속층과 불연속층의 두께 비율(Tr)이 0.18이며, 배리어 도금층의 함량이 0.40㎎/㎡인 표면 처리 전해 동박을 얻었다.

비교예 2

상기 비교예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여 연신율(%)이 7.3%이고, M면 표면 조도(Rz)가 3.69㎛ 이고, M면 표면 조도의 편차가 22.6%이고, 불연속층의 두께가 0.82㎛ 이고, 연속층과 불연속층의 두께 비율(Tr)이 0.18이며, 배리어 도금층의 함량이 0.32㎎/㎡인 표면 처리 전해 동박을 얻었다.

비교예 3

상기 비교예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여 연신율(%)이 9.5%이고, M면 표면 조도(Rz)가 3.01㎛ 이고, M면 표면 조도의 편차가 32%이고, 불연속층의 두께가 0.82㎛ 이고, 연속층과 불연속층의 두께 비율(Tr)이 0.14이며, 배리어 도금층의 함량이 0.35㎎/㎡인 표면 처리 전해 동박을 얻었다.

비교예 4

상기 비교예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여 연신율(%)이 6.8%이고, M면 표면 조도(Rz)가 2.89㎛ 이고, M면 표면 조도의 편차가 28.3%이고, 불연속층의 두께가 0.82㎛ 이고, 연속층과 불연속층의 두께 비율(Tr)이 0.24이며, 배리어 도금층의 함량이 0.07㎎/㎡인 표면 처리 전해 동박을 얻었다.

비교예 5

상기 비교예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여 연신율(%)이 11.2%이고, M면 표면 조도(Rz)가 3.47㎛ 이고, M면 표면 조도의 편차가 15.5%이고, 불연속층의 두께가 1.08㎛ 이고, 연속층과 불연속층의 두께 비율(Tr)이 0.20이며, 배리어 도금층의 함량이 0.05㎎/㎡인 표면 처리 전해 동박을 얻었다.

비교예 6

상기 비교예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여 연신율(%)이 5.9%이고, M면 표면 조도(Rz)가 2.11㎛ 이고, M면 표면 조도의 편차가 19.6%이고, 불연속층의 두께가 0.82㎛ 이고, 연속층과 불연속층의 두께 비율(Tr)이 0.03이며, 배리어 도금층의 함량이 0.01㎎/㎡인 표면 처리 전해 동박을 얻었다.

비교예 7

상기 비교예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여 연신율(%)이 8.8%이고, M면 표면 조도(Rz)가 1.61㎛ 이고, M면 표면 조도의 편차가 3.8%이고, 불연속층의 두께가 0.93㎛ 이고, 연속층과 불연속층의 두께 비율(Tr)이 0.05이며, 배리어 도금층의 함량이 0.58㎎/㎡인 표면 처리 전해 동박을 얻었다.

	MIT 회수	에칭성	박리 강도	비고
실시예 1	89	○	0.92
실시예 2	98	○	0.98
실시예 3	102	○	0.82
실시예 4	81	○	1.02
실시예 5	85	○	0.83
실시예 6	89	○	0.88
실시예 7	93	○	0.87
실시예 8	103	○	0.83
실시예 9	97	○	0.91
실시예 10	85	○	1.02
실시예 11	91	○	0.81
실시예 12	82	○	0.95
비교예 1	78	○	0.82
비교예 2	74	○	0.98
비교예 3	85	×	0.89	에칭후 수지면 잔동 발생
비교예 4	82	○	0.84	패턴 박리
비교예 5	82	○	0.97	패턴 박리
비교예 6	97	○	0.84	동박 산화 발생
비교예 7	97	○	0.83	패턴 박리

(○ : 에칭후 수지면에 잔동이 발생하지 않는 상태를 나타내고, × : 에칭후 수지면에 잔동이 발생한 상태를 나타낸다.)

상기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전해동박들은 MIT 회수가 적어도 80회 이상을 기록하는 반면에, 비교예 1 및 비교예 2의 전해 동박은 MIT 회수가 80회를 하회하고 있다. 즉, 비교예 1 및 비교예 2의 전해 동박에 비해 본 발명의 전해 동박이 내굴곡성에서 더 우수한 특성을 나타낸다.

또한, 비교예 3의 전해 동박은 에칭후에 수지면에 잔동이 발생하였고, 비교예 4, 비교예 5 및 비교예 7의 전해 동박은 동박과 폴리이미드 필름간의 박리 강도가 떨어져 회로패턴 형성후에 액의 침투 등으로 인해 패턴 박리가 발생하였으며, 비교예 6의 전해 동박은 동박과 폴리이미드 필름의 적층시 동박에 산화 현상이 발생하였다.

따라서, 비교예들의 전해 동박에 비해 본 발명의 실시예에 따른 전해 동박이 내굴곡성, 내구성, 에칭성 및 박리 강도 등의 특성이 우수함을 확인할 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 상술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 일반적인 전해 동박 제조 장치의 구조를 나타내는 설명도.

도 2는 회로 패턴의 형성을 위해 에칭된 전해동박의 단면도.

도 3은 에칭된 상태의 전해동박의 단면 사시도.

도 4는 연속층과 불연속층의 두께를 표시하기 위한 에칭된 전해동박의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 전해액 20 : 드럼

30a, 30b : 양극 40 : 미처리 전해동박

50 : 가이드 롤

Claims

조면화 처리된 전해 동박의 적어도 일면에 방청 처리 및 크로메이트 처리에 의한 배리어층(barrier layer)이 형성되어 있는 표면 처리 전해 동박으로서,

상기 전해 동박은, 연속층과 불연속층을 포함하고;

아래의 수학식으로 표현되는 연속층과 불연속층의 두께의 비(Tr)가 0.2 이하인 것을 특징으로 하는 전해 동박.

(여기서, Tr : 연속층과 불연속층의 두께 비율, Tc : 연속층 두께의 총합, Tu : 불연속층의 두께)
제 1 항에 있어서,

상기 불연속층은 상기 전해동박의 단면의 중심부에 위치하여 연속층 사이에 샌드위치된 형태로 개재되고, 그 두께가 1㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 전해 동박.
제 2 항에 있어서,

상기 전해동박의 거친면(M면)의 표면 조도(Rz)가 3.5㎛ 이하이면서 표면 조도(Rz)의 편차가 30% 이하인 것을 특징으로 하는 전해 동박.
제 3 항에 있어서,

180℃에서의 연신율이 5% 이상인 것을 특징으로 하는 전해 동박.
제 4 항에 있어서,

상기 배리어층은 구리, 코발트, 철, 니켈, 아연, 크롬, 바나듐 및 몰리브덴을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 2종 이상의 합금으로 이루어진 도금층인 것을 특징으로 하는 전해 동박.
제 5 항에 있어서,

상기 도금층의 단위 면적당 함량이 0.03 ~ 0.5㎎/㎡인 것을 특징으로 하는 전해 동박.
제 6 항에 있어서,

상기 배리어층에 실란 커플링제 흡착층이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전해 동박.
전해액이 지속적으로 공급되는 전해조안에 음극으로 기능하는 원통 형상의 드럼과 이 드럼의 대향하는 위치에 일정한 간극을 갖는 한쌍의 원호 형상의 양극을 설치한 상태에서 상기 드럼을 회전시키면서 상기 드럼과 상기 양극 사이에 전류를 인가하는 것에 의해 연속층 사이에 불연속층이 개재된 전해 동박을 생성하되,

아래의 수학식으로 표현되는 연속층과 불연속층의 두께의 비(Tr)가 0.2 이하가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 전해 동박의 제조 방법.

(여기서, Tr : 연속층과 불연속층의 두께 비율, Tc : 연속층 두께의 총합, Tu : 불연속층의 두께)
제 8 항에 있어서,

제박공정에 의해 생성된 전해동박에 조면화 처리, 방청 처리, 크로메이트 처리 및 실란 커플링제 흡착처리와 같은 표면처리공정을 순서대로 진행하는 것을 특징으로 하는 전해 동박의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,

180℃에서의 연신율이 5% 이상이고, 거친면(M면)의 표면 조도(Rz)가 3.5㎛ 이하이면서 표면 조도(Rz)의 편차가 30% 이하가 되도록 제박공정 및 표면처리공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 전해동박의 제조방법.
제 10 항에 있어서,

상기 방청 처리 및 크로메이트 처리에 의해 구리, 코발트, 철, 니켈, 아연, 크롬, 바나듐 및 몰리브덴을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 2종 이상의 합금으로 이루어진 배리어 도금층이 형성되는 것을 특징으로 하는 전해 동박의 제조 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 배리어 도금층의 단위 면적당 함량이 0.03 ~ 0.5㎎/㎡인 것을 특징으로 하는 전해 동박의 제조 방법.
상기 청구항 1 내지 청구항 7중 선택된 어느 한 항의 전해 동박의 적어도 어느 한 표면에 폴리이미드 수지층을 도포한 것을 특징으로 하는 동장 적층판.
상기 청구항 13의 동장 적층판을 이용한 플렉시블 프린트 기판.