KR101599511B1

KR101599511B1 - 표면 처리 동박

Info

Publication number: KR101599511B1
Application number: KR1020117000305A
Authority: KR
Inventors: 세이지 나가타니; 히로시 와타나베; 카즈후미 이즈미다
Original assignee: 미쓰이 긴조꾸 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2008-07-11
Filing date: 2009-06-26
Publication date: 2016-03-03
Also published as: TW201016090A; US20110189503A1; JP2010018855A; TWI434637B; WO2010004885A1; US8394509B2; CN102089454A; JP5255349B2; KR20110039237A; CN102089454B

Abstract

표면 처리층에 크롬을 함유하지 않고, 프린트 배선판으로 가공한 이후의 회로의 박리 강도, 당해 박리 강도의 내약품성 열화율 등이 뛰어난 표면 처리 동박을 제공한다. 상기 과제를 달성하기 위해, 절연 수지 기재와 접합시켜 동박 적층판을 제조할 때에 이용하는 동박의 접합면에 표면 처리층을 마련한 표면 처리 동박으로서, 청정화 처리를 실시한 상기 동박의 접합면에 건식 성막법으로 융점 1400℃ 이상의 고융점 금속 성분을 부착시키고, 탄소 성분을 더 부착시켜 형성한 표면 처리층을 구비하는 것을 특징으로 하는 표면 처리 동박을 채용한다.

Description

표면 처리 동박{SURFACE TREATED COPPER FOIL}

본건 발명은 표면 처리 동박에 관한 것이다. 특히, 표면 처리 동박의 표면 처리층의 형성에 건식 성막법을 이용하여 얻어지는 프린트 배선판 제조용의 표면 처리 동박에 관한 것이다.

종래부터, 동박 적층판에서 프린트 배선판으로 가공하는 프로세스로는 용액에 의한 에칭 프로세스가 많이 채용되어 왔다. 따라서, 동박 적층판 단계에서의 절연 수지 기판에 대한 동박의 밀착성, 프린트 배선판으로 가공된 이후의 회로와 절연 수지 기판의 밀착성도 양호할 것이 요구되어 왔다.

이와 같은 요구를 만족시키기 위해, 프린트 배선판의 제조에 이용하는 동박의 접착면에 여러 가지의 표면 처리를 실시하여 절연 수지 기재와의 밀착성을 향상시키는 것이 행해져 왔다. 그리고, 종래의 프린트 배선판용 동박의 녹방지 원소, 표면 개질 원소로서 크롬 성분이 크롬 도금 또는 크로메이트 처리 등으로서 널리 사용되어 왔다. 특히, 크로메이트 처리는 최근 시장에 있는 동박의 대부분에 사용되고 있다.

표면 처리 성분으로 크롬 성분을 이용한 것으로는, 예를 들면, 특허 문헌 1에 기재와의 밀착성(기재와 동박의 접착 강도), 내습성, 내약품성, 내열성이 뛰어난 프린트 배선판용 동박으로서, 동박의 편면 또는 양면에 증착 형성된 금속 크롬층, 예를 들면 스퍼터링법에 의해 증착 형성된 금속 크롬층을 갖는 프린트 배선판용 동박, 및 동박의 편면이 박리층을 개재하여 캐리어 위에 지지되고, 그 동박의 반대면에 증착 형성된 금속 크롬층, 예를 들면 스퍼터링법에 의해 증착 형성된 금속 크롬층을 갖고 있는 프린트 배선판용 동박이 개시되어 있다.

또한, 특허 문헌 2에는 프린트 배선판의 제조에 이용하는 동박의 기재와의 접착 강도를 증대시키는 것을 목적으로 이용하는 실란 커플링제의 성능을 최대한으로 이끌어낸 동박으로서, 녹방지 처리로서 동박 표면에 아연 또는 아연 합금층을 형성하고, 당해 아연 또는 아연 합금층의 표면에 전해 크로메이트층을 형성하고, 당해 전해 크로메이트층을 건조시키지 않고 당해 전해 크로메이트층 위에 실란 커플링제 흡착층을 형성하여 건조시킴으로써 얻어지는 프린트 배선판용의 표면 처리 동박이 개시되어 있다.

이와 같이 표면 처리 성분으로서 이용하는 크롬 성분은, 크롬 화합물로서 존재하는 경우에는 산화수가 3가 또는 6가가 된다. 그리고, 생물에 대한 독성은 6가 크롬이 훨씬 높고 또한 토양 중에서의 이동성도 6가 크롬 화합물이 커, 환경에의 부담이 높다.

이 크롬과 같이 인체에 대해 영향을 미치는 유해한 물질을 함유하는 폐기물에 관해서는, 그 국경을 넘는 이동이 1970년대부터 세계적으로 일어났다. 그 결과, 선진국으로부터의 유해 폐기물이 개발도상국에 방치되어 환경 오염이 생기는 등의 문제가 발생해 왔다. 따라서, 1980년대에 일정한 폐기물의 국경을 넘는 이동 등의 규제에 대한 국제적인 가이드라인 및 수속 등을 규정한 "유해 폐기물의 국경을 넘는 이동 및 그 처분의 규제에 관한 바젤 조약"이 채택되어 일본에서도 1993년에 발효되었다.

최근, EU(유럽 연합)의 ELV 명령에서는, 2003년 7월 1일 이후 EU 시장에서 등록되는 신차에 대해 납, 6가 크롬, 수은, 카드뮴의 환경 부담 물질의 사용을 금지하는 안이 채택되어, 3가 크롬의 적극적인 사용이 제안되고 있다. 또한, 전기·전자 업계에서는 유럽의 WEEE(Waste　Electrical　and　Electronic　Equipment) 명령과 RoHS(Restriction　on　Hazardous　Substances) 명령이 최종 합의되어, 폐전기 전자 기기에 사용되는 특정 유해 물질로서 6가 크롬(Cr⁶ ⁺)을 비롯한 6 물질을, 분별 회수해도 환경 리스크가 남는 물질로서 사용을 제한하고 있으며, 프린트 배선판도 그 규제 대상물이 된다.

또한, 최근의 환경 문제에 대한 의식의 고양으로부터, 3가 크롬을 이용해도 폐기 처리를 잘못하면 6가 크롬으로 전화되거나 분석 방법이 틀리면 6가 크롬이라고 판단될 우려도 있다는 것을 고려하여, 크롬 성분 자체를 사용하지 않는 프린트 배선판용 동박을 이용하는 것이 검토되어 왔다.

예를 들면, 특허 문헌 3에서는 적어도 일면에 접착성 촉진층을 갖는 금속박으로서, 그 접착성 촉진층이 적어도 1개의 실란 커플링제를 함유하고 크롬이 존재하지 않는 것에 의해 특징지워지고, 그 접착성 촉진층의 아래에 형성되는 금속박의 베이스 표면에 표면 거칠기가 더해지지 않는 것, 또는 그 베이스 표면에 부착한 아연층 혹은 크롬층이 존재하지 않는 것에 의해 특징지워지는 금속박으로서 크롬을 사용하지 않는 동박을 포함하는 개념이 개시되어 있다. 상기 금속박의 상기 베이스 표면과 상기 접착성 촉진층의 사이에 금속층이 마련되고, 그 금속층 중의 금속이 인듐, 주석, 니켈, 코발트, 놋쇠, 청동, 또는 이들 금속 중 2개 이상의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것, 또한, 상기 금속박의 상기 베이스 표면과 상기 접착성 촉진층 사이에 금속층이 마련되고, 그 금속층 중의 금속이 주석, 크롬-아연 혼합물, 니켈, 몰리브덴, 알루미늄, 및 이들 금속 중 2개 이상의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속박을 개시하고 있다.

특허 문헌 1: 일본 특허공개 2000-340911호 공보 특허 문헌 2: 일본 특허공개 2001-177204호 공보 특허 문헌 3: 일본 특허공개 평7-170064호 공보

일반적으로 녹방지 처리층은 대기 산화로부터 동박을 보호하여 장기 보존성을 확보하기 위해 이용한다. 그런데, 이 녹방지 처리층의 종류에 따라 기재 수지와의 밀착성이 변화하고, 특히 프린트 배선판으로 가공한 이후의 회로의 박리 강도, 당해 박리 강도의 내약품성 열화율, 내흡습 열화율 등에 큰 영향을 미친다.

이상으로부터, 전해 동박의 표면 처리층에 크롬을 이용하지 않고, 프린트 배선판으로 가공한 이후의 회로의 박리 강도, 당해 박리 강도의 내약품성 열화율, 내흡습 열화율 등의 기본적 요건을 만족하는 표면 처리 동박이 요구되어 왔다.

따라서, 본건 발명자는 예의 연구한 결과, 이하에 기술하는 크롬이 없는 표면 처리 동박을 이용함으로써 절연 수지 기재와 양호한 밀착성을 얻을 수 있다는 것에 도달하였다. 이하, 본 발명에 따른 표면 처리 동박에 관하여 설명한다.

본 발명에 따른 표면 처리 동박은, 절연 수지 기재와 접합시켜 동박 적층판을 제조할 때에 이용하는 동박의 접합면에 표면 처리층을 마련한 표면 처리 동박으로서, 청정화 처리를 실시한 상기 동박의 접합면에 건식 성막법으로 융점 1400℃ 이상의 고융점 금속 성분을 부착시키고, 탄소 성분을 더 부착시켜 형성한 표면 처리층을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 표면 처리 동박의 접합면에 마련하는 표면 처리층을 구성하는 융점 1400℃ 이상의 고융점 금속 성분은, 물리 증착법을 이용하여 1㎚∼10㎚의 환산 두께만큼 부착시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 표면 처리 동박의 접합면에 마련하는 표면 처리층을 구성하는 탄소 성분은, 물리 증착법을 이용하여 1㎚∼5㎚의 환산 두께만큼 부착시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 표면 처리 동박은 상기 융점 1400℃ 이상의 고융점 금속 성분으로서 티타늄 성분을 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 표면 처리 동박에 이용하는 동박은, 그 접합면이 조화 처리를 실시하지 않고 또한 표면 조도(Rzjis)가 2.0㎛ 이하인 것을 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 표면 처리 동박에 실시하는 청정화 처리는, 동박 표면의 동산화물을 제거하는 처리인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 표면 처리 동박에 실시하는 청정화 처리는, 동박 표면에 건식 성막법을 이용하여 동층을 형성하는 동박 표면에 동을 물리 증착시키는 처리인 것도 바람직하다.

본 발명에 따른 표면 처리 동박은, 절연 수지 기재에 대한 접합면으로서 이용하는 동박의 접합면에 청정화 처리를 실시하고, 융점 1400℃ 이상의 고융점 금속 성분, 탄소 성분의 각 성분을 차례로 부착시켜 얻어진 것이다. 그리고, 융점 1400℃ 이상의 고융점 금속 성분, 탄소 성분의 각 성분을 부착하는데 있어서, 건식 성막법(물리 증착법을 포함한다)을 적극적으로 사용하고 있다. 건식 성막법을 채용함으로써 전기 화학적 방법을 이용한 경우와는 달리, 동일 평면 내에서의 막두께 균일성이 뛰어나 조성적인 편차가 없는 표면 처리층의 형성이 가능하게 된다. 따라서, 표면 처리층의 형성에 종래부터 사용해 온 전기 화학적 방법이 아니라 건식 성막법을 적극적으로 이용함으로써, 종래 전해 동박의 표면 처리와는 전혀 다른 표면 처리층의 형성이 가능하게 된다. 본 발명에 따른 표면 처리 동박을 이용함으로써, 동박의 접합면에 조화 처리를 실시하여 절연 수지 기재에 대한 앵커 효과를 얻지 않아도, 동박 적층판으로 가공했을 때의 동박의 밀착성 및 프린트 배선판으로 가공했을 때의 회로의 밀착성을 실용적으로 지장이 없는 박리 강도로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 표면 처리 동박은, 절연 수지 기재에 대한 접합면으로 이용하는 동박의 접합면에 청정화 처리를 실시한다. 그리고, 그 후, 융점 1400℃ 이상의 고융점 금속 성분, 탄소 성분의 각 성분을 순차적으로 부착시킨다. 이와 같이 함으로써, 동박 표면과 융점 1400℃ 이상의 고융점 금속 성분 및 탄소 성분의 밀착성이 비약적으로 향상된다.

이하, 본 발명에 따른 표면 처리 동박의 형태에 관해 설명한다.

본 발명에 따른 표면 처리 동박의 형태: 본 발명에 따른 표면 처리 동박은 절연 수지 기재와 접합시켜 동박 적층판을 제조할 때에 이용하는 동박의 접합면에 표면 처리층을 마련한 표면 처리 동박이다. 따라서, 적어도 동박의 접합면에 표면 처리층을 구비할 필요가 있지만, 표면 처리 동박으로서의 장기 보존성을 확보하기 위해 그 반대면에도 녹방지 효과를 얻기 위한 표면 처리층을 마련해도 된다. 이때 반대면에 마련하는 표면 처리층으로는, 접합면과 같은 표면 처리층을 마련해도 무방하다. 그러나, 그 반대면의 표면 처리에 녹방지 효과만을 기대한다면, 비용면을 고려해 아연을 함유한 무기 녹방지, 벤조트리아졸이나 이미다졸 등을 이용한 유기 녹방지 등의 사용이 가능하다.

그리고, 본 발명에 따른 표면 처리 동박은, 표면 처리층을 구비하지 않은 미처리 동박을 사용해 얻어지는 것이다. 여기에서 말하는 동박이란, 그 제조 방법을 불문하고 전해 동박, 압연 동박 모두 사용할 수 있다. 또한, 이때의 동박 두께에 관해서도 특별한 한정은 없고, 용도에 따라 임의의 두께의 동박을 사용할 수 있다. 일반적으로는, 6㎛∼300㎛ 범위의 두께의 동박이 사용된다. 그리고, 두께가 6㎛ 미만인 동박에 관해서는, 캐리어박과 극히 얇은 동박이 접합계면을 개재하여 일시적으로 접합된 상태를 형성하여, 캐리어박에 지지된 상태의 극박동박(캐리어박 부착 동박)으로서의 사용이 바람직하다.

전술한 동박의 절연 수지 기재와의 접합면에 마련하는 표면 처리층에 관해 설명한다. 본 발명에 따른 표면 처리 동박의 경우, 표면 처리층을 형성하기 전에 표면 처리층을 형성하는 동박의 접합면에 청정화 처리를 실시한다. 이 청정화 처리는 동박 표면에 가능한 한 동산화물이 없는 상태를 형성하여, 금속동이 노출된 상태에 가깝게 하기 위해 행하는 것이다. 즉, 동박 표면에 형성되는 산화층이나 오염에 의해 동박과 표면 처리층의 밀착성이 저하되는 경우가 있는데, 이 청정화 처리를 행함으로써 동박 표면에 불필요한 동산화물이 없는 상태로 하여 밀착성의 저하를 막는 것이다. 한편, 청정화 처리는 적어도 동박과 절연 수지 기재의 접합면측, 즉 표면 처리층이 형성되는 측에 행해지면 되고, 하지가 되는 동박의 양면에 실시해도 된다.

청정화 처리로서, 동산화물을 제거하는 방법과 동박 표면에 건식 성막법을 이용하여 새로운 동을 부착시키는 방법 중 어느 하나를 채용함으로써, 금속동이 노출된 표면에 가능한 한 근접시킨 동박 표면을 얻을 수 있다.

하지인 동박 표면으로부터, 동산화물을 제거하는 청정화 처리에 대해 설명한다. 이 경우의 청정화 처리 방법으로는 스퍼터링 처리, 플라즈마 처리 등을 들 수 있다. 스퍼터링 처리를 이용하는 경우는, 진공 챔버 내에서 아르곤 이온, 질소 이온 등을 이온건 등으로 가속해 동박 표면에 충돌시켜 동박 표면에 있는 동산화물을 이온화해 방출시킴으로써 주로 동산화물을 제거해 동박 표면에 가능한 한 금속동을 노출시켜 동박 표면의 청정화를 행한다. 이때, 스퍼터링 처리와 전자 샤워를 병용해도 양호한 청정화를 행할 수 있다. 또한, 플라즈마 처리를 이용하는 경우는, 용량 결합형 플라즈마원 등을 이용하여 동박 표면의 동산화물을 순간적으로 승화시킴으로써, 동박 표면의 동산화물을 제거해 동박 표면의 청정화를 행한다.

다음으로, 동박 표면에 대해 건식 성막법을 이용해 금속동이 노출된 상태를 얻는 청정화 처리에 대해 설명한다. 이 경우의 청정화 처리 방법으로 이용하는 건식 성막법은, 소위 물리 증착법이라고 칭해지는 스퍼터링 증착법, 진공 증착법, EB 증착법 등 외에 화학 기상 성장법 등의 기상 반응법을 포함하는 것이다. 일례를 들면, 스퍼터링 증착법을 이용하는 경우는 동타깃재를 이용해 진공 챔버 내에서 동박 표면에 동원자를 착지시켜 새로운 금속동이 노출된 상태로 한다. 이와 같이, 물리 증착법을 이용하여 하지인 동박 표면의 청정화 처리를 행하는 경우에서, 동박 표면에 형성하는 동막 두께의 편차가 적도록 하려면, 동막의 두께를 10㎚ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

동박의 접합면의 청정화 처리가 종료하면, 그 후, 표면 처리층을 형성한다. 우선, 동박의 접합면에 융점 1400℃ 이상의 고융점 금속 성분을 부착시킨다. 동박 표면에 이 고융점 금속 성분을 부착시키지 않고 후술하는 탄소만을 부착시키면, 표면 처리 동박과 절연 수지 기재의 밀착 상태에 편차가 생기기 쉬워지고, 특히 동박 적층판의 동일 평면 내의 측정 위치에 따른 편차가 커 바람직하지 않기 때문이다. 그리고, 여기에서 말하는 융점 1400℃ 이상의 고융점 금속 성분이란, 티타늄, 니켈, 코발트, 지르코늄, 텅스텐 중 어느 하나를 이용하는 것이 바람직하다. 그러나, 프린트 배선판의 제조 프로세스를 고려해 에칭으로 제거하는 등의 여러 가지의 조건을 함께 생각하면, 티타늄을 이용하는 것이 보다 바람직하다. 이때의 융점 1400℃ 이상의 고융점 금속 성분은, 건식 성막법을 이용하여 성막 부착시키는 것이 바람직하다. 그 중에서도 성막 효율을 생각하면, 스퍼터링 증착법, 진공 증착, EB 증착법 등의 물리 증착법을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 성막 효율, 성막 두께의 안정성, 공정 제어의 용이함 등의 여러 가지 제어 요인 및 이들 제어의 용이함을 고려하면, 스퍼터링 증착법을 이용하는 것이 가장 바람직하다.

그리고, 융점 1400℃ 이상의 고융점 금속 성분(이하, 단순히 "고융점 금속 성분"이라고 칭한다)은 1㎚∼10㎚의 환산 두께만큼 부착시키는 것이 바람직하다. 고융점 금속 성분 부착량이 1㎚ 미만의 경우에는, 고융점 금속 성분을 부착시키는 효과가 얻어지지 않아, 표면 처리 동박과 절연 수지 기재의 양호한 밀착성을 얻을 수 없다. 한편, 고융점 금속 성분량이 10㎚를 넘는 경우에는, 고융점 금속 성분 부착량이 너무 많아져 프린트 배선판으로 가공할 때 에칭액 등에 의한 용해 제거가 곤란해지기 때문에, 에칭 시간이 길어져 양호한 에칭 팩터를 갖는 미세 피치 회로의 형성이 곤란해진다. 한편, 여기에서 말하는 환산 두께는, 표면 처리 동박을 화학 약품에 용해하고 ICP 장치 등으로 측정해 얻어지는 값을 환산해 얻어지는 두께이다. 이상과 같이 하여, 동박 표면에 고융점 금속 성분을 부착시킨다.

그 후, 그 고융점 금속 성분의 표면에 탄소 성분을 부착시킨다. 이와 같이, 고융점 금속 성분과 함께 탄소 성분을 부착시킴으로써, 표면 처리 동박과 절연 수지층의 밀착성이 양호하게 되고, 게다가 안정화한다. 그리고, 이 탄소 성분의 부착은 물리 증착법을 이용하여 행하는 것이 바람직하다. 이때의 방법에 관해서 특별한 제한은 없지만, 스퍼터링 증착법을 이용하는 경우에는 탄소 타깃재에 아르곤 이온 등을 충돌시켜 동박의 표면에 탄소 성분을 착지시킨다.

그리고, 이때의 탄소 성분은 1㎚∼5㎚의 환산 두께만큼 부착시키는 것이 바람직하다. 탄소 성분 부착량이 1㎚ 미만의 경우에는, 탄소를 부착시킨 효과가 얻어지지 않아 고융점 금속 성분만을 부착시킨 상태가 되어, 표면 처리 동박과 절연 수지 기재의 양호한 밀착성을 얻을 수 없다. 한편, 탄소 성분량이 5㎚를 넘는 경우에는, 탄소 성분 부착량이 너무 많아져, 프린트 배선판으로 가공했을 경우에는 동박 회로의 하면에 도체 저항을 상승시키는 탄소 성분이 많아지기 때문에 바람직하지 않다. 한편, 탄소 성분의 환산 두께의 측정 방법은, 본 발명에 따른 표면 처리 동박의 시료편을 가스 분석 장치의 고온 산소 기류 중에 두고 그 기류 중의 산소와 탄소 성분을 반응시켜 일산화탄소 및 이산화탄소 가스로 변환시켜, 이 일산화탄소 및 이산화탄소 가스량을 측정하여 단위 면적당 탄소 성분량을 구한 다음, 단위 면적당 두께로 환산하는 것이다.

이상으로 설명한 표면 처리층은 조화 처리를 실시하지 않고 절연 수지 기판에 접합시키는 용도의 표면 처리 동박에 매우 적합하다. 통상적인 동박은 표면 처리를 행하기 전에 조화 처리를 표면에 실시한다. 동박의 접합면에 요철 형상의 조화 처리가 존재하면, 당해 조화 처리의 요철이 프레스 가공에 의해 절연 수지 기재의 내부로 파고들어 앵커 효과를 발휘해 밀착성을 향상시킨다. 그러나, 이와 같은 조화 처리가 존재하면, 에칭 가공하여 표면 처리 동박의 벌크부의 용해가 종료해도, 절연 수지 기재의 내부로 파고든 조화 처리부가 제거되지 않기 때문에, 에칭 시간(오버 에칭 타임)이 더욱 필요하게 된다. 이 오버 에칭 타임이 길어질수록, 이미 에칭이 종료된 동박 회로의 용해도 진행하기 때문에, 동박 회로의 에칭 팩터가 열화된다. 이에 대해, 본 발명에 따른 표면 처리 동박에 있어서는, 표면 처리 동박의 제조에 미처리 동박을 이용해도 절연 수지층과의 양호한 밀착성을 얻을 수 있다. 그리고, 그 미처리 동박의 표면 조도(Rzjis)가 2.0㎛ 이하가 되면, 에칭 가공시의 오버 에칭 타임을 비약적으로 단축할 수 있어, 형성한 동박 회로의 에칭 팩터를 용이하게 향상시킬 수 있게 된다. 여기에서, 표면 조도를 미처리 동박의 접합면의 값으로서 나타내고 있는데, 본건 발명에서 말하는 표면 처리층을 형성해도 촉침식 조도계로 측정하는 한, 표면 처리 전후에서 표면 조도의 값이 크게 변화하는 일은 없기 때문이다.

다음으로, 본 발명에 따른 표면 처리 동박의 제조 방법을 설명한다. 전술한 표면 처리 동박의 제조방법은 이하의 공정 A 및 공정 B를 포함하는 것이다. 이하, 공정별로 설명한다.

공정 A:　이 공정에서는 동박 표면의 청정화 처리를 행한다. 여기에서 말하는 청정화 처리란, 표면 처리층을 형성하는 하지인 동박 표면에 금속동을 노출시키는 처리이다. 청정화 처리에 대해서는 이미 기술하였으므로 설명을 생략한다.

공정 B:　청정화한 동박에 건식 성막법으로 융점 1400℃ 이상의 고융점 금속 성분과 탄소층으로 이루어지는 표면 처리층을 형성하여 표면 처리 동박으로 한다.

그리고, 융점 1400℃ 이상의 고융점 금속 성분의 피막 형성에 건식 성막법에 속하는 물리 증착법을 이용하는 경우에도, 스퍼터링 증착법을 이용하는 것이 바람직하다. 스퍼터링 증착 조건에는 특별한 제한은 없지만, 티타늄 타깃, 니켈 타깃 등을 이용하고, 도달 진공도 Pu는 1×10^-3 Pa 이하, 스퍼터링압 PAr은 0.1 Pa∼3.0 Pa, 스퍼터링 전력 밀도 0.1 W/㎠∼3 W/㎠로 5초∼20초간, 스퍼터링종으로는 아르곤 이온의 조건 등을 채용할 수 있다.

또한, 그 후 행하는 탄소의 물리 증착법에 관해서는 특별한 제조 방법으로서의 제한은 없다. 일반적으로 알려진 물리 증착법을 모두 사용할 수 있다. 이하, 본건 발명의 내용을 보다 쉽게 이해할 수 있도록, 실시예 및 비교예를 들어 설명한다.

실시예

실시예로서 티타늄 성분 및 탄소 성분의 부착량을 표 1에 나타내는 환산 두께가 되도록 조정한 제1 실시예∼제5 실시예의 표면 처리 동박을 제작하였다. 그 후, 폴리에테르술폰계 수지를 도포한 수지 부착 동박으로 하여 FR-4 기재와 접합시킨 다음, 당해 FR-4 기재와의 접합면의 밀착성을 평가하였다.

청정화 처리:　청정화 처리로서 스퍼터링 증착법을 이용하여 동박 표면에 금속동이 노출된 상태를 얻는 실시예를 설명한다. 우선, 접합면의 표면 조도가 Rzjis=1.3㎛인 18㎛ 두께의 전해 동박의 롤을 준비한다. 스퍼터링 장치로서 수냉식 DC 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용하였다. 150㎜×300㎜ 사이즈의 동타깃을 이용하고, 스퍼터링 조건으로서 도달 진공도 Pu는 1×10^-4 Pa 미만, 스퍼터링압 PAr은 0.1 Pa, 스퍼터링 전력 1500W로 10초간 처리하는 조건을 채용함으로써 50㎚ 두께의 동성분의 부착을 행하였다.

티타늄 성분의 부착:　동박의 접합면에의 티타늄 성분의 부착은 수냉식 DC 마그네트론 스퍼터링 장치에서 150㎜×300㎜ 사이즈의 티타늄 타깃을 이용하고, 스퍼터링 조건으로서 도달 진공도 Pu는 1×10^-3 Pa 이하, 스퍼터링압 PAr은 0.1 Pa∼1 Pa, 스퍼터링 전력 100W∼1000W로 10초간 처리하는 조건을 채용함으로써 티타늄 성분을 부착하였다.

탄소 성분의 부착:　계속해서, 티타늄 성분의 부착이 종료한 동박의 접합면에 탄소 성분의 부착을 행하였다. 티타늄 성분의 부착과 동일한 스퍼터링 장치에서 150㎜×300㎜ 사이즈의 탄소 타깃을 이용하고, 스퍼터링 조건으로서 도달 진공도 Pu는 1×10^-4 Pa 미만, 스퍼터링압 PAr은 0.1 Pa∼1 Pa, 스퍼터링 전력 500W∼3000W의 조건을 채용함으로써 탄소 성분을 부착하였다.

티타늄 성분 및 탄소 성분의 부착은, 각 부착량이 표 1의 제1 실시예∼제5 실시예에 나타내는 환산 두께가 되도록 전력 밀도를 조정해 부착시켰다.

이상과 같이 하여 얻어진 제1 실시예∼제5 실시예의 표면 처리 동박에, 폴리에테르술폰 수지(스미토모카가쿠(住友化學) 주식회사 제품 스미카엑셀 PES-5003P) 70 중량부, 에폭시 수지(니뽄카야쿠(日本化藥) 주식회사 제품 EPPN-502) 30 중량부로 이루어지는 수지를 도포하고 바람으로 건조한 후, 140℃의 가열 분위기에서 건조 처리를 행하여 반경화 상태의 2㎛ 두께의 수지를 도포한 수지 부착 동박으로 하였다.

밀착성 평가:　제1 실시예∼제5 실시예의 표면 처리 동박을 이용한 수지 부착 동박에 FR-4 그레이드의 프리프레그와 180℃×60분의 열간 프레스 가공을 행하여 동박 적층판을 제조하였다. 그리고, 에칭법으로 0.4㎜ 폭의 박리 강도 측정용 직선 회로를 갖는 프린트 배선판 시험편을 제작하여 박리 강도를 평가하였다. 박리 강도는 정상 상태, 땜납 후, 염산 침지 후 및 프레셔 쿠커 테스트(Pressure cooker test, 이하, "PCT"라고 한다) 후에 대해 각각 측정한 것이다. 이들 평과 결과에 대해서는 표 1에 함께 나타낸다.

땜납 후의 박리 강도는 프린트 배선판 시험편을 260℃의 땜납조에 10분간 플로팅시킨 후에, 실온까지 식혀 측정한 박리 강도이다.

염산 침지 후의 박리 강도는 프린트 배선판 시험편을 염산:물=1:2의 비율로 혼합한 60℃의 용액에 90분간 침지한 후, 수세, 건조 후, 바로 측정한 박리 강도이다. 염산 침지 후의 박리 강도의 측정에 의해 회로의 내염산성을 평가할 수 있다.

PCT는 프린트 배선판의 층간 접속 신뢰성 시험의 일종이다. PCT 후의 박리 강도는 프린트 배선판 시험편을 121℃×100 %RH의 고온 고압 분위기로 24시간 유지한 후, 측정한 박리 강도이다. 즉, PCT에 의한 박리 강도의 측정에 의해 회로의 내습성을 평가할 수 있다.

비교예

비교예로서 고융점 금속 성분인 티타늄 성분의 부착량이 본건 발명의 범위를 벗어난 0.4㎚인 표면 처리 동박을 설명한다. 표 1을 보면, 제1 비교예의 표면 처리 동박에 비해 제1 실시예∼제5 실시예의 표면 처리 동박은 모두 박리 강도의 값이 큰 것을 알 수 있다.

	스퍼터링압 PAr(Pa)	환산두께(㎚)		박리강도(kN/m)
	스퍼터링압 PAr(Pa)	Ti	C	정상상태	땜납후	내염산성	PCT후
제1실시예	0.1	2.5	1.5	0.8	0.9	0.6	0.5
제2실시예	1	2.5	2	1.3	1.2	1.3	0.8
제3실시예	1	5	3	1.3	1.2	1.6	1.3
제4실시예	0.1	1.3	5	1.5	1.5	1.6	1.3
제5실시예	1	1.2	2	1.2	1.2	0.8	0.3
제1비교예	1	0.4	1	0.2	0.2	0.1	0.1

〈산업상의 이용 가능성〉

본 발명에 따른 표면 처리 동박은, 절연 수지 기재에 대한 접합면으로서 이용하는 동박의 표면에 청정화 처리를 실시하고, 융점 1400℃ 이상의 고융점 금속 성분 및 탄소 성분을 주로 물리 증착법을 이용하여 순차적으로 부착시킨 것이다. 이 구성을 채용함으로써, 표면 처리층의 형성에 전기 화학적 방법을 이용한 경우의 동박과 달리, 표면 처리층의 동일 평면 내에서의 막두께 균일성이 뛰어나, 조성적인 편차가 없는 표면 처리층의 형성이 가능하게 된다. 그 결과, 동박 적층판으로 가공했을 때의 동박과 절연 수지층의 밀착성의 측정 개소에 따른 편차가 작아진다. 또한, 본 발명에 따른 표면 처리 동박은 무조화 동박을 양호한 밀착성을 유지해 절연 수지 기재에 접합시키기 위해 매우 적합한 표면 처리층을 구비할 수 있다.

Claims

절연 수지 기재와 접합시켜 동박 적층판을 제조할 때에 이용하는 동박의 접합면에 표면 처리층을 마련한 표면 처리 동박으로서,
청정화 처리를 실시한 상기 동박의 접합면에, 건식 성막법으로 융점 1400℃ 이상의 고융점 금속 성분을 부착시키고, 탄소 성분을 더 부착시켜 형성한 표면 처리층을 구비하는 것을 특징으로 하는 표면 처리 동박.
제1항에 있어서,
상기 동박의 접합면에 마련하는 표면 처리층을 구성하는 융점 1400℃ 이상의 고융점 금속 성분은, 물리 증착법을 이용하여 1㎚∼10㎚의 환산 두께만큼 부착시키는 것을 특징으로 하는 표면 처리 동박.
제1항에 있어서,
상기 동박의 접합면에 마련하는 표면 처리층을 구성하는 탄소 성분은, 물리 증착법을 이용하여 1㎚∼5㎚의 환산 두께만큼 부착시키는 것을 특징으로 하는 표면 처리 동박.
제1항에 있어서,
상기 융점 1400℃ 이상의 고융점 금속 성분은, 티타늄 성분인 것을 특징으로 하는 표면 처리 동박.
제1항에 있어서,
상기 동박은, 그 접합면이 조화 처리를 실시하지 않고 또한 표면 조도(Rzjis)가 2.0㎛ 이하인 것을 이용하는 것을 특징으로 하는 표면 처리 동박.
제1항에 있어서,
상기 청정화 처리는, 동박 표면의 동산화물을 제거하는 처리인 것을 특징으로 하는 표면 처리 동박.
제1항에 있어서,
상기 청정화 처리는, 동박 표면에 건식 성막법을 이용하여 동층을 형성하는 것을 특징으로 하는 표면 처리 동박.
제1항에 있어서,
상기 동박은 두께가 6㎛ 미만인 극박동박이고, 상기 동박은 상기 절연수지 기재와의 접합면의 반대면이 캐리어박에 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 처리 동박.
제1항에 있어서,
상기 건식 성막법은 스퍼터링 증착법, 진공 증착법, EB 증착법, 화학 기상 성장법으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 표면 처리 동박.
제7항에 있어서,
상기 건식 성막법은 스퍼터링 증착법, 진공 증착법, EB 증착법, 화학 기상 성장법으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 표면 처리 동박.