KR102032624B1 - 폴리이미드 비접착식 연성 인쇄회로기판의 제조방법 - Google Patents

폴리이미드 비접착식 연성 인쇄회로기판의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리이미드 비접착식 연성 인쇄회로기판의 제조방법을 공개하였으며, 상기 방법은 1) 폴리이미드 박막을 저진공 환경 내에 두고, 유기아민 정전결합 방전으로 발생되는 플라즈마를 사용하여 처리하는 단계; 2) 단계 1에서 획득된 폴리이미드 박막을 저진공 환경 내에 두고, 금속염 용액을 통해 버블링된 질소가스로 정전결합 방전시켜 형성되는 플라즈마를 사용하여 전처리를 실시하는 단계; 3) 진공 스퍼터링 도금 또는 화학 도금을 이용하여 단계 2)에서 획득된 폴리이미드 박막을 스파이크 도금 처리하여, 두께가 100nm 미만인 치밀성 구리막을 획득하는 단계; 4) 전기도금법을 통해 구리막을 필요한 두께로 증가시키는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법은 접착제가 필요 없을 뿐만 아니라, 공정을 단순화하고, 인력의 투입을 감소시키며 원가를 절감할 수 있고, 또한 환경오염을 감소시킬 수 있어 초박형 비접착식 연성 인쇄회로기판의 제조에 응용될 수 있다.

Description

폴리이미드 비접착식 연성 인쇄회로기판의 제조방법{Preparation method of polyamide glue free flexible printed circuit board}
본 발명은 마이크로전자회로기판 기재의 제조기술 분야에 관한 것으로서, 구체적으로는 폴리이미드의 표면처리 방법과 회로기판의 제조방법에 관한 것이다.
초박형 비접착식 연성 인쇄회로기판은 마이크로전자업계의 발전 추세이다. 연성 회로기판의 기재와 동박의 결합방식에 따라, 연성 회로기판은 접착식 연성회로기판과 비접착식 연성회로기판으로 분류할 수 있다. 구조에 따라 분류할 경우, 단면 연성회로기판, 양면 연성회로기판, 다층 연성기판, 연성 경성 결합기판 등으로 분류할 수 있다. 비록 비접착식 연성회로기판의 가격이 접착식 연성회로기판보다 훨씬 비싸지만, 유연성, 동박과 기재의 결합력, 솔더패드의 평면도 등 파라미터가 접착식 연성회로기판보다 우수하고, 동박의 두께가 얇을수록 내굴절성능이 우수해지기 때문에, 연성기판에 베어 칩(bare chip)을 부착하기에 유리하다.
현재 비접착식 연성 인쇄회로기판(FPCB) 기재의 제조방법에는 세 종류가 있다.
1. 스퍼터링/전기도금법(Sputtering/Plating): 상기 방법은 폴리이미드(PI) 필름을 기재로 하여, 진공 스퍼터링 코팅을 이용하여 PI필름에 한 층의 금속을 도금한 후, 전기도금(Electroplating)을 실시하여 구리층의 두께를 증가시키는 방식이다. 상기 방법의 장점은 초박 이층형 연성기판을 생산할 수 있고, 구리막의 두께는 3~12㎛에 달할 정도로 얇으며, 또한 양면의 두께가 상이한 연성기판을 생산할 수 있다는 점이다.
2. 코팅법(Coating): 상기 방법은 동박을 기재로 하여, 합성된 폴리이미드 수지를 다이 헤드로 압축하여 권취된 동박에 도포하고, 건조기를 통해 건조 및 이미드화(Imidization)시킨 후 이층형 연성기판을 형성하는 방식이다. 상기 방법은 단면 연성기판에 많이 사용되며, 양면 연성기판 기재를 제조하는 데에는 어려움이 있다.
3. 열압축법(Lamination): 상기 방법은 비열가소성 PI 박막을 코어층 베이스 필름으로 하고, 열가소성 PI 박막을 표층 베이스 필름으로 하여, 다시 동박을 피복하고, 단시간 열간압연을 거쳐 이미드화 고온 라미네이팅 처리 후 이층형 연성기판을 형성하는 방식이다.
상기 방법 중 코팅법과 열압축법은 모두 동박을 기재로 사용해야 하는데, 동박 두께는 5㎛ 이하로 제작하기가 어려워 마이크로전자업계의 FPC의 초박화 추세에 대한 요구를 만족시키기 어렵다.
스퍼터링/전기도금법은 초박형 FPC를 구현할 수 있으나, 단 폴리이미드 박막 표면의 낮은 조도 및 화학적 안정성으로 인해, 스퍼터링 증착된 구리막은 종종 박리강도가 낮으며, 또한 상기 방법은 기술 문턱이 높아 현재 여전히 연구 단계에 처해 있다.
2014년 과기일보 및 각종 대형 웹사이트는 푸단(復旦)대학 재료과학과의 양쩐궈(楊振國) 교수팀이 최근 연구 개발한 양면 연성 인쇄회로기판 제조의 "인쇄-흡착-촉매첨가법" 신규 공정을 보도하였다. 이러한 신규 공정의 핵심은 고유의 이온흡착 잉크를 자체적으로 개발하였다는 점이다. 수지 기판과 전도성 구리도금 사이의 연결층 역할을 하는 이러한 이온흡착 잉크는 화학도금 반응을 촉매화할 수 있으며, 그 중의 아민기, 카르복실기, 하이드록시기 등 특수기는 회로기판 기재와 도금층 사이의 계면 점착력을 현저하게 향상시킬 수 있어, 연성 인쇄회로기판의 친환경, 저비용, 대규모, 연속생산(reel-to-reel) 제조에 새로운 경로를 제공할 수 있다. 그러나 이러한 이온흡착 잉크를 수지 기판과 전도성 구리도금 사이의 연결층으로 사용하는 방법은 단지 접착성 연성회로기판 공정 중의 접착제를 대체하는 것에 불과하며, 본질적으로는 연성회로기판의 접착이 필요하다.
특허문헌 CN 101684554A는 폴리이미드 박막의 화학적 구리도금액 및 그 화학적 구리도금 방법을 공개하였다. 그러나 상기 특허의 실시예의 결과는 가장 핵심적인 파라미터인 구리막과 폴리이미드 박막의 박리강도를 시험하지 않았다. 사실상, 폴리이미드 박막에 대해 세척 처리만 실시할 경우, 진공 스퍼터링 도금 또는 화학 도금을 막론하고, 그 금속 필름과 폴리이미드 박막의 박리강도는 모두 기준에 못 미친다.
이상의 기술배경 분석을 바탕으로, 초박형 폴리이미드(PI) 비접착성 연성 인쇄회로기판 기재 제조의 기술 난제는 폴리이미드 박막과 구리막(스퍼터링법 또는 화학도금)의 박리강도 문제이며, 상기 기술 난제는 줄곧 양호한 해결을 얻지 못하였다.
이러한 기술 난제에 대하여, 본 발명은 폴리이미드 박막에 대해 플라즈마 표면 개질 처리를 실시한 후, 진공 스퍼터링 도금 또는 화학 도금(구리침전이라고도 칭함)을 실시하여 치밀 두께가 100나노 이하인 구리막을 도금하고, 마지막으로 구리막에 대해 전기도금을 실시하여 필요한 구리막 두께로 증가시켜 박리강도가 높은 초박형 비접착성 연성인쇄회로기판 기재를 제조하는 초박형 폴리이미드(PI) 비접착성 연성인쇄회로기판(FPCG, 연성기판이라고도 칭함) 기재의 제조방법을 제공한다.
본 발명이 제공하는 폴리이미드 표면처리 방법은
1) 폴리이미드 박막을 저진공 환경에 두고, 유기아민의 정전결합 방전으로 발생되는 플라즈마를 이용하여 폴리이미드 박막을 처리하는 단계;
2) 단계 1)에서 획득된 폴리이미드 박막을 저진공 환경 내에 두고, 금속염 용액을 통해 버블링된 질소가스로 정전결합 방전시켜 형성된 플라즈마를 이용하여 폴리이미드 박막에 대해 전처리를 실시하는 단계;
3) 진공 스퍼터링 도금 또는 화학 도금으로 단계 2)에서 획득한 폴리이미드 박막을 스트라이크 도금 처리하여 두께가 100나노 미만인 치밀한 구리막을 획득하는 단계;
4) 전기도금법을 통해 구리막을 필요한 두께로 증가시키는 단계.
바람직하게는, 상기 저진공 정전결합 방전체의 출력밀도(전원 출력/(전극면적×두 전극의 간격))는 >0.1W/cm3이고, 방전영역의 전기장 강도를 만족시키는 방전전압(방전전압/전극 간격)은 >5.0kV/m이며, 정전결합 방전의 기압 범위는 30Pa~80Pa이도록 하면, 에칭 및 그래프팅 효과를 보장할 수 있다.
상기 유기아민 기체 결합 방전으로 발생되는 플라즈마로 폴리이미드의 표면을 처리하면 그 표면에 아민을 그래프팅할 수 있고, 표면의 에칭 및 조대화(coarsening)을 구현할 수 있다.
바람직하게는, 상기 유기아민은 지방아민이다. 더욱 바람직하게는, 상기 유기아민은 메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 부틸아민, 펜틸아민 또는 헥실아민이며, 전술한 아민류의 이성질체 역시 마찬가지로 본 발명에 적용된다.
바람직하게는, 단계 1) 중 플라즈마 처리 시간은 5~10s이다. 상기 금속염 용액을 통해 버블링된 질소가스의 정전 결합 방전으로 형성된 플라즈마로 폴리이미드의 표면을 처리하면 상기 폴리이미드 박막 표면에 하이드록시기, 황산근 등 활성기를 더 그래프팅할 수 있고, 이와 동시에 금속 원소를 증착할 수 있다. 상기 기체는 질소가스이다. 질소가스를 선택하는 이유는 폴리이미드의 수소결합 공여체를 소모하여 화학 도금 시 수소의 배출을 감소시켜 도금막의 결합력을 높일 수 있기 때문이다.
바람직하게는, 단계 2) 중 플라즈마 처리 시간은 10-30s이다.
바람직하게는, 단계 1)과 단계 2)의 기저 진공환경의 압력은 20Pa보다 크지 않도록 한다.
바람직하게는, 상기 금속염은 구리염, 팔라듐염 또는 니켈염이며, 상기 금속염은 물에 용해된다. 상기 금속염은 질산염, 황산염, 염화물일 수 있다. 상기 용액의 농도는 상응하는 금속염의 포화용액 또는 묽은 용액일 수 있으며, 그 농도는 진할수록 좋고; 상기 금속염은 처리 시 폴리이미드의 표면에 후속 처리되는 유사 결정 과정 중의 결정핵을 형성하며, 따라서 본 분야의 기술자는 필요에 따라 적합한 농도를 선택할 수 있다.
바람직하게는, 상기 금속염 용액은 상응하는 금속염과 이온제거수를 배합하여 형성되는 용액이다.
본 발명의 일 실시예에서, 단계 2) 중 황산구리용액(황산구리의 질량: 이온제거수의 질량≥ 1:2)을 통해 버블링된 질소가스를 주입하여 10~30s 동안 플라즈마 방전 처리를 실시한다. 구리원소, 하이드록시, 황산근 활성기는 황산구리 용액으로부터 유래된다.
본 발명의 일 실시예에서, 단계 2) 중 이온제거수로 희석된 팔라듐액(팔라듐액의 질량:이온제거수의 질량≥1:7)을 통해 버블링된 질소가스를 주입하여 10~30s 동안 플라즈마 방전 처리를 실시한다. 여기서 팔라듐액은 팔라듐 함유 농도가 4000mg/L인 황산팔라듐 용액이다.
본 발명의 일 실시예에서, 단계 2) 중 이온제거수로 희석된 염화니켈 용액(염화니켈의 질량:이온제거수의 질량≥1:5)을 통해 버블링된 질소가스를 주입하여 10~30s 동안 플라즈마 방전 처리를 실시한다.
바람직하게는, 상기 진공 스퍼터링 도금 또는 화학 도금의 스트라이크 도금은 폴리이미드 표면에 두께가 50~100 나노인 구리막을 증착한다.
더욱 바람직하게는, 구리막을 화학 도금 시 용액의 pH값은 6 미만이며, 5~6인 것이 바람직하다.
본 발명의 방법은 접착제가 필요하지 않을 뿐만 아니라(비접착식), 공정을 단축시키고, 인력의 투입을 감소시키며 원가를 절감할 수 있고, 또한 환경오염을 감소시킬 수 있어, 초박형 비접착식 연성 인쇄회로기판 제조에 응용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 초박형 비접착식 연성 인쇄회로기판 제조 설명도이다.
이하는 본 발명의 실시예이며, 이는 단지 본 발명을 해석하기 위한 것일 뿐, 제한하기 위한 것이 아니다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 초박형 비접착식 연성 인쇄회로기판의 제조 설명도로서, 도 1에서, 폴리이미드 박막은 플라즈마의 캐비티 내에 위치하며, 권취장치는 와인더(winder)(4)와 언와인더(unwinder)(3)를 포함하고, 권취기의 회전속도는 폴리이미드 박막(2)의 방전 처리 시간을 제어한다.
실시예 1
(1) 중국 완다(万達) 그룹이 생산하는 폴리이미드 박막롤(두께:12.5, 25, 50㎛ 3종 규격)을 저진공 플라즈마 발생기 캐비티의 권취장치에 장착하고, 20Pa 이하로 진공 상태를 맞춘 후, 메틸아민 가스를 통입하여 플라즈마를 방전 발생시켜 폴리이미드 박막에 대해 에칭 및 아민 그래프팅 처리를 실시하고, 권취기의 회전 속도를 제어하여 폴리이미드 박막이 플라즈마 방전 영역을 통과하는 시간이 5~10초 사이가 되도록 한다. 플라즈마 방전체의 출력밀도(전원 출력/(전극면적×두 전극의 간격))는 >0.1W/cm3이고, 방전영역의 전기장 강도를 만족시키는 방전전압(방전전압/전극 간격)은 >5.0kV/m이다. 플라즈마의 에칭 효율을 높이기 위하여, 알칼리성 메틸아민 가스 방전을 이용하여 알칼리에 내성이 없는 폴리이미드를 처리하며, 방전 기압 범위는 30Pa~80Pa이다.
(2) 메틸아민의 공급을 중지하고, 진공도가 20Pa 이하가 되도록 계속 공기를 뺀 후, 황산구리 용액(황산구리의 이온제거수에 대한 비율 ≥1/2)을 통해 버블링된 질소가스를 주입하여 10~30s 동안 플라즈마 방전 처리를 실시한다. 장치를 멈추고 공기를 주입하여 폴리이미드 박막롤을 취출한 후 밀봉 포장하여 다음 단계의 스퍼터링 도금 또는 화학 도금 공정으로 진입한다.
(3) 상용 진공 스퍼터링 도금장치를 이용하여 플라즈마 처리를 거친 폴리이미드 박막에 대해 진공 스퍼터링 도금을 실시한다. 다음 단계의 전기도금으로 두께가 증가 시, 전해액이 폴리이미드 박막을 손상시키지 않도록 하기 위하여, 진공 스퍼터링 도금 구리막은 높은 치밀성이 요구되며, 스퍼터링 도금 구리막의 두께는 50~100nm인 것이 바람직하다.
(4) 전기도금법을 이용하여 스퍼터링 도금 구리층의 두께를 증가시키고, 전기도금 시간의 조절을 통해 구리막의 도금층 두께를 제어하여 임의의 두께를 갖는 구리막을 제조할 수 있다.
표 1은 PI막을 플라즈마 처리한 후의 표면 조도이다. 평균 조도(Ra)값을 통해 알 수 있듯이, 플라즈마 처리를 거치지 않은 원 샘플과 비교하여, 플라즈마 처리를 거친 PI막의 표면 조도가 뚜렷하게 증가하였고, 처리시간이 증가함에 따라 증가하였으며, 플라즈마 처리 시간은 10s 이상이고, 평균 조도는 40%~65% 증가하였다. PI막 표면 조도의 향상은 스퍼터링 도금/화학 도금 구리막의 결합력을 증가시키기에 대단히 유리하다. 표 2는 3종 두께의 PI막이 상이한 플라즈마 처리 시간을 거친 후 스퍼터링 도금 구리막의 박리강도 측정값이다. 측정 결과를 통해, PI막의 두께가 처리 효과에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 플라즈마 처리를 거치지 않은 PI막에는 구리막이 도금되지 않았다. 플라즈마 처리를 거친 후에는 도금된 구리막과 PI의 결합력이 우수하고, 박리강도는 >8.0N/cm로 업계 표준(≥7.5N/cm)보다 높았다. 플라즈마 처리 시간이 20초 이상인 경우 역시 효과가 비록 좋았으나, 이미 하강 추세가 나타났기 때문에, 바람직한 플라즈마 처리 시간은 5~20s이다. 표 3은 상이한 구리막 두께의 박리강도 측정값이다. 플라즈마 처리시간은 10s이며, 스퍼터링 도금을 거친 후 전기도금으로 두께를 증가시켰다. 결과는 상기 기술로 제조된 연성기판의 구리막 두께가 결합력에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.
표 1: 폴리이미드 박막(PI막)을 플라즈마 처리한 후의 표면조도

플라즈마 처리시간
(s)		 플라즈마 처리 플라즈마 미처리
Ra Rq Rz Ra Rq Rz
5 0.391 0.489 2.031 0.312 0.363 1.353
8 0.42 0.498 1.842 0.318 0.37 1.321
12 0.426 0.537 2.039 0.295 0.344 1.515
14 0.427 0.534 2.119 0.257 0.297 1.147
16 0.447 0.535 2.101 0.263 0.329 1.408
18 0.458 0.599 2.273 0.305 0.355 1.604
20 0.465 0.554 2.075 0.282 0.348 1.335
30 0.467 0.553 1.875 0.271 0.326 1.175
표 2: 폴리이미드 박막(PI막)이 상이한 플라즈마 처리 시간을 거친 후 스퍼터링 도금 구리막의 박리강도

플라즈마 처리시간(s)
0
4
8
12
16
20
24
28
32
36
PI막 두께
(㎛)

박리강도(N/cm)
 0 8.8 8.4 8.3 8.2 8.3 8.5 8.3 8.4 8.1 12.5
0 8.6 8.0 8.4 8.1 8.2 8.6 8.4 8.6 8.3 20
0 8.8 8.6 8.3 8.2 8.4 8.5 8.3 8.3 8.1 50
표 3: 상이한 구리막 두께의 박리강도.

구리막 두께
(㎛)
5
10
15
20
25
30
40
50
PI막 두께
(㎛)

박리강도(N/cm)
 8.3 8.8 8.4 8.6 8.5 8.5 8.5 8.3 12.5
8.2 8.2 8.0 8.4 8.3 8.2 8.6 8.6 20
8.4 8.7 8.6 8.3 8.2 8.4 8.5 8.4 50
실시예 2:
실시예의 단계 (1)과 동일하다.
실시예의 단계 (2)와 동일하다.
(3) 플라즈마 처리를 거친 폴리이미드 박막에 대해 직접 화학 도금(구리 증착)을 실시한다. 폴리이미드 박막이 알칼리에 내성이 없기 때문에, 묽은 산에 대해 안정적이다. 통상적인 구리증착 공정의 화학 도금액의 pH값은 12.5~13이며, 화학 도금액이 폴리이미드 박막에 손상을 입혀 구리증착막의 박리강도를 저하시키는 것을 방지하기 위하여, 낮은 pH값, 예를 들어 pH값이 5 정도인 화학 도금액을 제조할 필요가 있다. 다음 단계인 전기도금 단계에서 두께를 증가시킬 때 전해액이 폴리이미드 박막을 손상시키지 않도록 하기 위하여, 화학도금 구리막은 높은 치밀성이 요구되며, 바람직한 화학 도금 구리막의 두께는 50~100nm이다.
(4) 실시예 1의 단계 (4)와 동일하다.
표 4는 폴리이미드 박막(PI막)을 10s 동안 플라즈마 처리한 후 화학 구리증착을 실시하고 전기도금으로 두께를 증가시킨 후 측정한 구리막과 PI막의 박리강도이다. 실시예 2로 제조된 연성기판의 품질은 실시예 1과 비슷하나, 단 제조 원가가 더 절감될 수 있다.
표 4: 화학 구리증착 및 전기도금으로 두께가 증가한 구리막의 박리강도

구리막 두께
(㎛)
5
10
15
20
25
30
40
50
PI막 두께
(㎛)

박리강도(N/cm)
 8.1 8.6 8.3 8.4 8.3 8.3 8.4 8.3 12.5
8.8 8.3 8.2 8.2 8.4 8.5 8.3 8.4 20
8.9 8.5 8.4 8.4 8.6 8.3 8.2 8.1 50
실시예 3
본 실시예 중 단계 (2)의 플라즈마 방전 기체는 이온제거수로 희석한 팔라듐액(팔라듐액의 이온제거수에 대한 비율 ≥1/7)을 통해 버블링된 질소가스이며, 또한 10~30s 동안 플라즈마 방전 처리를 실시한다. 팔라듐액은 팔라듐 함유 농도가 4000mg/L인 황산팔라듐용액이며, 나머지는 실시예 1과 동일하다.
실시예 4
본 실시예 중 단계 (2)의 플라즈마 방전 기체는 이온제거수로 희석한 염화니켈 용액(염화니켈의 이온제거수에 대한 비율 ≥1/5)을 통해 버블링된 질소가스이고, 또한 10~30s 동안 플라즈마 방전 처리를 실시하며, 나머지는 실시예 1과 동일하다.
이상의 내용은 단지 본 발명의 기술방안의 바람직한 실시예일 뿐이며, 본 발명 출원을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 기술방안의 실질적인 내용상 실시되는 임의의 변경, 동등한 교체 및 간단한 개선 등은 모두 본 발명의 보호범위 내에 포함됨이 마땅하다.
1: 플라즈마 캐비티 2: 폴리이미드 박막
3: 언와인더 4: 와인더
5: 애노드 6: 캐소드

Claims (10)

  1. 폴리이미드 비접착식 연성 인쇄회로기판의 제조방법에 있어서,
    1) 폴리이미드 박막을 저진공 환경 내에 두고, 유기아민 정전결합 방전으로 발생되는 플라즈마를 사용하여 처리하는 단계;
    2) 단계 1에서 획득된 폴리이미드 박막을 저진공 환경 내에 두고, 금속염 용액을 통해 버블링된 질소가스로 정전결합 방전시켜 형성되는 플라즈마를 사용하여 10-20s 동안 전처리를 실시하는 단계;
    3) 진공 스퍼터링 도금 또는 화학 도금을 이용하여 단계 2)에서 획득된 폴리이미드 박막을 스트라이크 도금 처리하되, 전기도금 시간의 조절을 통해, 두께가 100nm 미만인 치밀한 구리막을 획득하는 단계;
    4) 전기도금법을 통해 구리막을 필요한 두께로 증가시키는 단계를 포함하는 폴리이미드 비접착식 연성 인쇄회로기판의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    단계 1)과 단계 2) 중 상기 정전결합 방전의 출력밀도(전원 출력/(전극면적×두 전극의 간격))는 >0.1W/cm3이고, 방전영역의 전기장 강도를 만족시키는 방전전압(방전전압/전극 간격)은 >5.0kV/m이며, 정전결합 방전의 기압 범위는 30Pa~80Pa인 것을 특징으로 하는 폴리이미드 비접착식 연성 인쇄회로기판의 제조방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    단계 1) 중 플라즈마 처리 시간은 5~10s인 것을 특징으로 하는 폴리이미드 비접착식 연성 인쇄회로기판의 제조방법.
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    단계 1)과 단계 2)의 기저 진공 환경의 압력은 20Pa보다 크지 않은 것을 특징으로 하는 폴리이미드 비접착식 연성 인쇄회로기판의 제조방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유기아민은 지방아민인 것을 특징으로 하는 폴리이미드 비접착식 연성 인쇄회로기판의 제조방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 금속염은 구리염, 팔라듐염 또는 니켈염이고, 상기 금속염은 물에 용해되는 것을 특징으로 하는 폴리이미드 비접착식 연성 인쇄회로기판의 제조방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 금속염 용액은 상응하는 금속염과 이온제거수를 배합하여 형성되는 용액인 것을 특징으로 하는 폴리이미드 비접착식 연성 인쇄회로기판의 제조방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 금속염 용액은 황산구리와 이온제거수를 배합하여 형성되는 용액으로서, 황산구리의 이온제거수에 대한 질량비는 1/2 보다 크고; 또는 상기 금속염 용액은 팔라듐액과 이온제거수를 배합하여 형성되는 용액으로서, 팔라듐액의 이온제거수에 대한 질량비는 1/7보다 크고; 그 중 팔라듐액은 농도가 4000mg/L인 황산팔라듐 용액이며; 또는 상기 금속염 용액은 염화니켈과 이온제거수를 배합하여 형성되는 용액으로서, 염화니켈의 이온제거수에 대한 질량비는 1/5보다 큰 것을 특징으로 하는 폴리이미드 비접착식 연성 인쇄회로기판의 제조방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    단계 3)의 화학 도금으로 구리막을 스트라이크 도금 시, 용액의 pH값은 5~6인 것을 특징으로 하는 폴리이미드 비접착식 연성 인쇄회로기판의 제조방법.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106413266B (zh) * 2015-07-29 2018-11-23 苏州卫鹏机电科技有限公司 一种聚酰亚胺无胶柔性印刷线路板的制备方法
CN107371338B (zh) * 2016-05-13 2019-08-20 苏州卫鹏机电科技有限公司 一种超薄金属层的印刷线路板的制备方法
JP6925814B2 (ja) * 2017-02-02 2021-08-25 株式会社電子技研 樹脂および樹脂の製造方法
CN108430156A (zh) * 2017-02-13 2018-08-21 昆山雅森电子材料科技有限公司 用于超细线路fpc及cof材料的纳米金属基板及制造方法
CN108990261A (zh) * 2017-06-05 2018-12-11 昆山雅森电子材料科技有限公司 纳米金属基板及制备方法及含该基板的线路板的制备方法
WO2019208077A1 (ja) * 2018-04-26 2019-10-31 住友電気工業株式会社 プリント配線板用基材及びプリント配線板用基材の製造方法
CN109699124B (zh) * 2019-01-28 2021-07-27 青岛九维华盾科技研究院有限公司 一种通过光刻和化学还原法制备透明电磁屏蔽薄膜的方法
CN110970629B (zh) * 2019-11-08 2022-07-26 苏州卫鹏机电科技有限公司 燃料电池膜电极ccm及其制备方法、装置
CN113518516A (zh) * 2021-03-30 2021-10-19 新余市木林森线路板有限公司 一种柔性线路板的制作工艺
JP7519691B2 (ja) 2021-09-06 2024-07-22 尾池工業株式会社 フレキシブル基板
CN114959626A (zh) * 2022-05-27 2022-08-30 九江德福科技股份有限公司 一种超薄柔性导电复合薄膜的制备方法及装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4822346B1 (ko) * 1970-05-28 1973-07-05
JPS63111180A (ja) * 1986-10-27 1988-05-16 インタ−ナショナル・ビジネス・マシ−ンズ・コ−ポレ−ション 無電解メッキ用基板コンディショニング方法
US4956197A (en) * 1986-10-27 1990-09-11 International Business Machines Corporation Plasma conditioning of a substrate for electroless plating
JP3151840B2 (ja) * 1991-03-11 2001-04-03 東レ株式会社 フィルムキャリアテ−プ
JP3098869B2 (ja) * 1992-09-09 2000-10-16 三菱電機株式会社 樹脂表面の改質方法および無電解メッキ形成方法および前記方法を用いて製造された小型電子回路基板
EP0787224B1 (de) * 1994-10-18 1998-09-16 ATOTECH Deutschland GmbH Verfahren zur abscheidung von metallschichten
TW403793B (en) * 1995-10-09 2000-09-01 Atotech Deutschland Gmbh A method to deposit metal layer
US6171714B1 (en) * 1996-04-18 2001-01-09 Gould Electronics Inc. Adhesiveless flexible laminate and process for making adhesiveless flexible laminate
US6042929A (en) * 1998-03-26 2000-03-28 Alchemia, Inc. Multilayer metalized composite on polymer film product and process
JP4350263B2 (ja) * 2000-04-03 2009-10-21 三菱伸銅株式会社 金属化ポリイミドフィルムおよびその製造方法
CN101313010B (zh) * 2005-11-22 2011-10-26 林汉邦 一种无需粘合剂的金属化聚酰亚胺膜的制造方法
CN101684554B (zh) 2008-09-23 2012-03-07 比亚迪股份有限公司 一种聚酰亚胺薄膜的化学镀铜液及其表面化学镀铜方法
KR101396919B1 (ko) * 2012-12-13 2014-05-19 한국생산기술연구원 폴리머 필름과 금속층 간의 접합력 향상 방법
KR101994716B1 (ko) * 2013-06-24 2019-07-01 삼성전기주식회사 금속-수지 접합 구조물 및 그 제조 방법, 그리고 상기 금속-수지 접합 구조물을 갖는 회로 기판 및 동박 적층판
CN106413266B (zh) * 2015-07-29 2018-11-23 苏州卫鹏机电科技有限公司 一种聚酰亚胺无胶柔性印刷线路板的制备方法
CN107371338B (zh) * 2016-05-13 2019-08-20 苏州卫鹏机电科技有限公司 一种超薄金属层的印刷线路板的制备方法

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