KR102469768B1 - 동박적층필름 및 이를 포함하는 전자소자 - Google Patents

동박적층필름 및 이를 포함하는 전자소자 Download PDF

Info

Publication number
KR102469768B1
KR102469768B1 KR1020210144004A KR20210144004A KR102469768B1 KR 102469768 B1 KR102469768 B1 KR 102469768B1 KR 1020210144004 A KR1020210144004 A KR 1020210144004A KR 20210144004 A KR20210144004 A KR 20210144004A KR 102469768 B1 KR102469768 B1 KR 102469768B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
disposed
layer
polyimide
copper
copper clad
Prior art date
Application number
KR1020210144004A
Other languages
English (en)
Inventor
박종용
이하수
천종훈
Original Assignee
도레이첨단소재 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도레이첨단소재 주식회사 filed Critical 도레이첨단소재 주식회사
Priority to KR1020210144004A priority Critical patent/KR102469768B1/ko
Priority to US17/954,456 priority patent/US20230125635A1/en
Priority to CN202211188141.1A priority patent/CN116021848A/zh
Priority to JP2022156422A priority patent/JP2023064709A/ja
Priority to TW111139261A priority patent/TW202319229A/zh
Application granted granted Critical
Publication of KR102469768B1 publication Critical patent/KR102469768B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
    • C23C28/023—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material only coatings of metal elements only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C14/021—Cleaning or etching treatments
    • C23C14/022—Cleaning or etching treatments by means of bombardment with energetic particles or radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/12—Bonding of a preformed macromolecular material to the same or other solid material such as metal, glass, leather, e.g. using adhesives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C14/024—Deposition of sublayers, e.g. to promote adhesion of the coating
    • C23C14/025—Metallic sublayers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
    • C23C14/20—Metallic material, boron or silicon on organic substrates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
    • C23C14/20—Metallic material, boron or silicon on organic substrates
    • C23C14/205—Metallic material, boron or silicon on organic substrates by cathodic sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/562—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks for coating elongated substrates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/38—Electroplating: Baths therefor from solutions of copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/54—Electroplating of non-metallic surfaces
    • C25D5/56—Electroplating of non-metallic surfaces of plastics
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/02—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • H05K3/022—Processes for manufacturing precursors of printed circuits, i.e. copper-clad substrates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2379/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2361/00 - C08J2377/00
    • C08J2379/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08J2379/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/18—Electroplating using modulated, pulsed or reversing current
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/01—Dielectrics
    • H05K2201/0137—Materials
    • H05K2201/0154—Polyimide

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)

Abstract

동박적층필름 및 이를 포함하는 전자소자가 개시된다. 상기 동박적층필름은 적어도 일 면에 불소층이 배치된 폴리이미드계 기재; 상기 불소층이 배치된 폴리이미드계 기재 상에 배치된 타이(tie)층; 및 상기 타이(tie)층 상에 배치된 구리층;을 포함하고, 상기 타이층이 주기율표 4족, 6족, 13족, 및 14족 금속 원소로부터 선택된 1종 이상을 포함하고, 상기 금속 원소는 금속-산소(M-O) 결합 해리에너지(M-O bond dissociation energy)가 400 kJ/mol 이상일 수 있다.

Description

동박적층필름 및 이를 포함하는 전자소자{Copper clad laminate film, electronic device including the same}
동박적층필름 및 이를 포함하는 전자소자에 관한 것이다.
동박적층필름은 기재와 전도성 동박과의 적층체이다. 동박적층필름은 전자기기의 소형화 및 경량화 추세와 함께 사용량이 증가하고 있다. 최근 5G 이동 통신기기의 개발로 인해 GHz 대역의 신호 전송속도가 일반화되고 있다. 이러한 신호의 고주파화 경향에 따라 인쇄 회로 또는 안테나 소자에 사용되는 기재의 유전특성을 향상시키고 열팽창특성을 낮추는 것이 필요하다. 동시에, 동박적층필름은 회로패턴 에칭성에 영향을 주지 않고 산 및/또는 염기 환경 하에 내화학성이 우수한 물성을 갖게 하는 것이 필요하다. 따라서 고주파수에서 낮은 열팽창계수와 함께 낮은 유전율, 낮은 유전손실, 및 낮은 전송손실을 가지면서 내에칭성 및 내화학성이 우수한 동박적층필름 및 이를 포함하는 전자소자에 대한 요구가 여전히 있다.
일 측면은 고주파수에서 낮은 열팽창계수와 함께 낮은 유전율, 낮은 유전손실, 및 낮은 전송손실을 가지면서 내에칭성 및 내화학성이 우수한 동박적층필름이 제공된다.
다른 측면은 상기 동박적층필름을 포함하는 전자소자가 제공된다.
일 측면에 따라,
적어도 일 면에 불소층이 배치된 폴리이미드계 기재;
상기 불소층이 배치된 폴리이미드계 기재 상에 배치된 타이(tie)층; 및
상기 타이(tie)층 상에 배치된 구리층;을 포함하고,
상기 타이층이 주기율표 4족, 6족, 13족, 및 14족 금속 원소로부터 선택된 1종 이상을 포함하고,
상기 금속 원소는 금속-산소(M-O) 결합 해리에너지(M-O bond dissociation energy)가 400 kJ/mol 이상인, 동박적층필름이 제공된다.
상기 금속 원소는 W, Ti, Sn, Cr, Al, 및 Mo로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 금속 원소는 Ni를 더 포함하고 상기 Ni의 함량은 50 중량% 이하일 수 있다.
상기 불소층이 배치된 폴리이미드계 기재의 두께는 25 ㎛ 내지 100 ㎛일 수 있다.
상기 불소층의 두께는 상기 불소층이 배치된 폴리이미드계 기재 두께 100%를 기준으로 50% 이하일 수 있다.
상기 불소층이 배치된 폴리이미드계 기재 표면의 불소 함량은 60 원자% 내지 75 원자%일 수 있다.
상기 불소층이 배치된 폴리이미드계 기재의 표면에너지는 11 dyne/cm 내지 19 dyne/cm일 수 있다.
상기 불소층이 배치된 폴리이미드계 기재가 주파수 20 GHz에서 2.8 이하의 유전율(Dk) 및 0.003 이하의 유전손실(Df)을 가질 수 있다.
상기 불소층이 배치된 폴리이미드계 기재의 열팽창계수(CTE)는 25 ppm/℃ 이하일 수 있다.
다른 측면에 따라,
전술한 동박적층필름을 포함하는 전자소자가 제공된다.
상기 전자소자는 안테나 소자 또는 안테나 케이블을 포함할 수 있다.
일 측면에 따른 동박적층필름은 적어도 일 면에 불소층이 배치된 폴리이미드계 기재, 상기 불소층이 배치된 폴리이미드계 기재 상에 배치된 타이(tie)층, 및 상기 타이(tie)층 상에 배치된 구리층을 포함한다. 상기 타이층이 주기율표 4족, 6족, 13족, 및 14족 금속 원소로부터 선택된 1종 이상을 포함하고 상기 금속 원소는 금속-산소(M-O) 결합 해리에너지(M-O bond dissociation energy)가 400 kJ/mol 이상일 수 있다. 상기 동박적층필름은 낮은 열팽창계수와 함께 낮은 유전율, 낮은 유전손실, 및 낮은 전송손실을 가지면서 내에칭성 및 내화학성이 우수하다.
도 1은 일 구현예에 따른 동박적층필름의 단면 모식도이다.
도 2는 다른 일 구현예에 따른 양면 동박적층필름의 단면 모식도이다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 동박적층필름 및 이를 포함하는 전자소자에 관해 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 상충되는 경우, 정의를 포함하는 본 명세서가 우선할 것이다.
본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 본 명세서에 기재된다.
본 명세서에서 "포함"이라는 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 "및/또는"이라는 용어는 관련 기재된 하나 이상의 항목들의 임의의 조합 및 모든 조합을 포함하는 것을 의미한다. 본 명세서에서 "또는"이라는 용어는 "및/또는"을 의미한다. 본 명세서에서 구성요소들의 앞에 "적어도 1종", 또는 "하나 이상"이라는 표현은 전체 구성요소들의 목록을 보완할 수 있고 상기 기재의 개별 구성요소들을 보완할 수 있는 것을 의미하지 않는다.
본 명세서에서 "폴리이미드계 기재"는 "폴리이미드 기재" 및 "폴리이미드 함유 유도체 기재"를 포함하는 것을 의미한다.
본 명세서에서 일 구성요소가 다른 구성요소의 "상에" 배치되어 있다고 언급되는 경우, 일 구성요소는 다른 구성요소 위에 직접 배치될 수 있거나 상기 구성요소들 사이에 개재된 구성요소들이 존재할 수 있을 수 있다. 반면에, 일 구성요소가 다른 구성요소 "상에 직접" 배치되어 있다고 언급되는 경우, 개재된 구성요소들이 존재하지 않을 수 있다.
전자소자 중, 안테나 소자는 통상적으로 기재 상에 무선신호에 의한 전기적 흐름이 이루어지는 금속층, 예를 들어 동박을 라미네이트하는 방식으로 제조된다.
안테나의 신호수신과 관련하여 발생하는 손실은 기재의 유전율에 의한 손실 및 무선신호, 즉 전기신호가 금속층을 흐르는 경우 전기적 저항에 의하여 물리적으로 발행되는 신호손실을 들 수 있다. 고주파수 대역을 갖는 무선신호는 상대적으로 저주파수 대역을 갖는 무선신호와 비교하여 무선신호에 의한 전기적 흐름이 금속층 표면으로 더욱 집중되는 현상이 발생한다. 또한 라미네이트 방식의 동박적층필름은 안테나 소자의 굴곡진 영역에서 동박에 물리적 응력이 발생하여 그 표면에 크랙이 발생한다. 그 결과, 전송손실이 발생할 수 있다. 또한 25 ppm/℃ 초과의 높은 열팽창계수를 갖는 기재는 전도성 동박과의 열팽창계수 차이로 인해 박리 또는 크랙과 같은 문제가 발생할 수 있다. 한편, 전자기기의 소형화 및 경량화 추세와 함께 미세회로 패턴을 구현할 필요성이 증가하고 있다. 이로 인해, 패턴 에칭성에 영향을 주지 않고 산 및/또는 염기 환경 하에 내화학성이 우수한 특성이 요구되고 있다.
이러한 문제 및 요구를 해결하고자 본 발명의 발명자들은 다음과 같은 동박적층필름을 제안하고자 한다.
일 구현예에 따른 동박적층필름은 적어도 일 면에 불소층이 배치된 폴리이미드계 기재; 상기 불소층이 배치된 폴리이미드계 기재 상에 배치된 타이(tie)층; 및 상기 타이(tie)층 상에 배치된 구리층;을 포함하고, 상기 타이층이 주기율표 4족, 6족, 13족, 및 14족 금속 원소로부터 선택된 1종 이상을 포함하고, 상기 금속 원소는 금속-산소(M-O) 결합 해리에너지(M-O bond dissociation energy)가 400 kJ/mol 이상일 수 있다. 상기 구리층은 구리 시드층 및 구리 도금층 순서대로 배치된 층으로 구성될 수 있다.
상기 동박적층필름은 낮은 열팽창계수와 함께 낮은 유전율, 낮은 유전손실, 및 낮은 전송손실을 가지면서 내에칭성 및 내화학성이 우수하다.
도 1은 일 구현예에 따른 동박적층필름(10)의 단면 모식도이다. 도 2는 일 구현예에 따른 양면 동박적층필름(20)의 단면 모식도이다.
도 1을 참조하면, 일 구현예에 따른 동박적층필름(10)은 일 면에 불소층(5)이 배치된 폴리이미드계 기재(1), 불소층(5)이 배치된 폴리이미드계 기재(1) 상에 타이(tie)층(2), 구리 시드층(3), 및 구리 도금층(4)이 순서대로 배치되어 있다. 도 2를 참조하면, 다른 일 구현예에 따른 동박적층필름(20)은 일 면에 불소층(15)이 배치된 폴리이미드계 기재(11), 불소층(15)이 배치된 폴리이미드계 기재(11) 상면에 타이층(12), 구리 시드층(13), 및 구리 도금층(14)이 순서대로 배치된 제1면(21)과, 불소층(15')이 배치된 폴리이미드계 기재(11) 하면에 타이층(12'), 구리 시드층(13'), 및 구리 도금층(14')이 순서대로 배치된 제2면(22)으로 구성되어 있다.
이하, 동박적층필름(10, 20)을 구성하는 불소층(5, 15, 15')이 배치된 폴리이미드계 기재(1, 11), 타이층(2, 12, 12'), 구리 시드층(3, 13, 13'), 및 구리 도금층(4, 14, 14')에 대하여 기술한다.
<불소층(5, 15, 15')이 배치된 폴리이미드계 기재(1, 11)>
폴리이미드계 기재(1, 11)는 변성-폴리이미드(modified PI; m-PI) 기재일 수 있다. 상기 변성-폴리이미드 기재는 극성이 큰 치환기를 감소시킨 수지 기재이다. 무선신호를 회로에 흘릴 때 회로 주변의 전계에 변화가 일어난다. 이러한 전계 변화는 수지 기재 내부 분극의 완화시간에 근접하게 되면 전기 변위에 지연이 발생한다. 이 때, 수지 기재 내부에 분자마찰이 일어나 열이 발생되고 발생한 열은 유전 특성에 영향을 준다. 따라서 상기 기재로서 극성이 큰 치환기를 감소시킨 변성-폴리이미드 기재를 사용한다.
폴리이미드계 기재(1, 11)의 일 면 또는 양 면에 불소층(5, 15, 15')이 배치될 수 있다. 불소층(5, 15, 15')은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 퍼플루오로알콕시(PFA), 플루오리네이티드 에틸렌프로필렌(FEP), 클로로트리플루오로에틸렌(CTFE), 테트라플루오로에틸렌/클로로트리플루오로에틸렌(TFE/CTFE), 에틸렌클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE), 및 폴리플루오린화비닐리덴(PVDF)로부터 선택된 1종 이상의 불소수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 불소층(5, 15, 15')은 퍼플루오로알콕시(PFA)일 수 있다.
불소층(5, 15, 15')이 배치된 폴리이미드계 기재(1, 11)의 두께는 25 ㎛ 내지 100 ㎛일 수 있다. 예를 들어, 불소층(5, 15, 15')이 배치된 폴리이미드계 기재(1, 11)의 두께는 25 ㎛ 내지 90 ㎛일 수 있거나 25 ㎛ 내지 80 ㎛일 수 있거나 있거나 25 ㎛ 내지 70 ㎛일 수 있거나 25 ㎛ 내지 60 ㎛일 수 있거나 25 ㎛ 내지 50 ㎛일 수 있다. 불소층(5, 15, 15')의 두께는 불소층(5, 15, 15')이 배치된 폴리이미드계 기재(1, 11)의 두께 100%를 기준으로 하여 50% 이하일 수 있다. 불소층(5, 15, 15')이 배치된 폴리이미드계 기재(1, 11)의 두께가 25 ㎛ 미만이면 동박적층필름(10, 20) 제조시 생산성이 저하될 수 있으며, 100 ㎛를 초과하면 박막화가 이루어지지 않을 수 있다.
불소층(5, 15, 15')이 배치된 폴리이미드계 기재(1, 11) 표면의 불소 함량은 60 원자% 내지 75 원자%일 수 있다. 상기 불소 함량 범위 내에서 불소층(5, 15, 15')이 배치된 폴리이미드계 기재(1, 11)는 낮은 유전율, 낮은 유전손실, 및 낮은 전송손실을 가질 수 있다. 불소층(5, 15, 15')이 배치된 폴리이미드계 기재(1, 11)는 주파수 20 GHz에서 2.8 이하의 유전율(Dk) 및 0.003 이하의 유전손실(Df)을 가질 수 있다. 예를 들어, 불소층(5, 15, 15')이 배치된 폴리이미드계 기재(1, 11)는 주파수 20 GHz에서 0.01 내지 2.8의 유전율(Dk) 및 0.00001 내지 0.003의 유전손실(Df)을 가질 수 있다.
불소층(5, 15, 15')이 배치된 폴리이미드계 기재(1, 11)의 열팽창계수(CTE)는 25 ppm/℃ 이하일 수 있다. 예를 들어, 불소층(5, 15, 15')이 배치된 폴리이미드계 기재(1, 11)의 열팽창계수(CTE)는 0.01 ppm/℃ 내지 25 ppm/℃일 수 있다. 이러한 열팽창계수(CTE)를 갖는 불소층(5, 15, 15')이 배치된 폴리이미드계 기재(1, 11)는 구리 시드층(3, 13, 13') 및 구리 도금층(4, 14, 14')을 포함하는 동박과 함께 동박적층필름(10, 20)을 제조시 구리 시드층(3, 13, 13') 및 구리 도금층(4, 14, 14')으로 구성된 구리층의 CTE (16 ~ 20 ppm)와 기재의 열팽창계수(CTE) 차이가 크지 않아서 잔류응력의 발생량이 적어 휨 발생이 없고 수축에 의한 뒤틀림, 휨 문제가 발생하지 않는다.
필요에 따라, 후술하는 타이층(2, 12, 12')을 배치하기 전, 불소층(5, 15, 15')이 배치된 폴리이미드계 기재(1, 11) 위에 반응가스 자체를 이온화시킨 이온빔을 조사하여 불소층(5, 15, 15')이 배치된 폴리이미드계 기재(1, 11)에 대한 표면처리를 할 수 있다. 그 결과, 불소층(5, 15, 15') 표면에 -OH, -CHO, -COOH와 같은 관능기를 생성하여 고온에서도 접착력이 우수한 동박적층필름(10, 20)을 제공할 수 있다.
이온빔을 이용한 표면처리는 질소(N2), 산소(O2), 아르곤(Ar), 제논(Xe), 및 헬륨(He)으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 반응가스를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 반응가스는 산소(O2)만으로 이루어지거나, 아르곤-산소(Ar-O2), 또는 아르곤-질소(Ar-N2)의 혼합가스일 수 있고, 이 경우 고온에서도 불소층(5, 15, 15')이 배치된 폴리이미드계 기재(1, 11)와 후술하는 타이층(2, 12, 12'), 구리 시드층(3, 13, 13'), 및 구리 도금층(4, 14, 14')과의 접착력이 크게 향상될 수 있다.
또한 반응가스로 아르곤(Ar)을 혼합하여 사용하는 경우, 전체 반응가스 총 부피기준으로 아르곤(Ar)이 0.1 부피% 내지 50 부피%로 포함될 수 있거나 0.1 부피% 내지 30 부피%로 포함될 수 있거나 0.1 부피% 내지 25 부피%로 포함될 수 있다. 아르곤(Ar)을 상기 부피범위내에서 혼합하여 사용한다면, 고온에서도 불소층(5, 15, 15')이 배치된 폴리이미드계 기재(1, 11)와 후술하는 타이층(2, 12, 12'), 구리 시드층(3, 13, 13'), 및 구리 도금층(4, 14, 14')과의 접착력이 크게 향상될 수 있다.
상기 반응가스의 주입량은, 예를 들어, 1 sccm 내지 100 sccm(Standard Cubic Centimeter per Minute)일 수 있거나 50 sccm 내지 100 sccm일 수 있거나 60 sccm 내지 80 sccm일 수 있다. 이 범위 내에서 안정적으로 불소층(5, 15, 15')이 배치된 폴리이미드계 기재(1, 11) 표면에 이온빔을 조사할 수 있는 효과가 있다.
상기 이온빔의 조사량은 한정되지는 않으나, 예를 들어 1×10 ions/cm2 내지 1×1017 ions/cm2일 수 있고, 이 범위에서 폴리이미드층의 표면에 이온빔 조사 효과를 극대화할 수 있다.
또한 이온빔의 조사시간은 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절히 조절할 수 있다.
이온빔 조사하는 방법으로는 롤투롤(Roll-to-Roll) 공정을 통해서 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 롤투롤 공정은 2 내지 10 mpm (meters per minute)으로 연속하여 공급되는 불소층(5, 15, 15')이 배치된 폴리이미드계 기재(1, 11) 표면에 이온빔을 MD(Machine Direction)방향으로 1 내지 50 초 범위로 조사될 수 있다. 이 범위 내에서 동박적층필름(10, 20)의 접착력이 우수하고, 우수한 효율성을 가질 수 있다.
상기 이온빔을 인가하기 위한 전력(power)은 0.1 kV 내지 5 kV일 수 있거나 0.1 kV 내지 3 kV일 수 있거나 0.5 kV 내지 2 kV일 수 있다. 이 범위 내에서 고온에서도 불소층(5, 15, 15')이 배치된 폴리이미드계 기재(1, 11)와 후술하는 타이층(2, 12, 12'), 구리 시드층(3, 13, 13'), 및 구리 도금층(4, 14, 14')과의 접착력이 크게 향상될 수 있다.
<타이층(2, 12, 12')>
불소층(5, 15, 15')이 배치된 폴리이미드계 기재(1, 11) 상에 타이층(2, 12, 12')이 배치된다. 타이층(2, 12, 12')은 주기율표 4족, 6족, 13족, 및 14족 금속 원소로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 타이층(2, 12, 12')은 주기율표 4족, 6족, 13족, 및 14족 금속 원소로부터 선택된 1종 이상의 금속 또는 합금을 포함할 수 있다.
상기 금속 원소는 금속-산소(M-O) 결합 해리에너지(M-O bond dissociation energy)가 400 kJ/mol 이상일 수 있다. 상기 금속-산소(M-O) 결합 해리에너지를 갖는 금속 원소는 산소와의 결합이 비교적 안정하다. 그 결과, 타이층(2, 12, 12')과 불소층(5, 15, 15') 계면에 안정적인 금속 산화물 또는 합금 산화물을 확보하여 접착력이 향상되고 전기전도도가 높은 타이층(2, 12, 12')을 적용함으로써 전송손실을 최소화할 수 있다.
상기 금속 원소는 W, Ti, Sn, Cr, Al, 및 Mo로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 금속 원소는 산소와의 결합이 비교적 안정하며, 강자성체 특성을 띠는 Ni 단독 금속 시드층과 비교하여 낮은 전송손실을 가질 수 있다.
상기 금속 원소는 Ni를 더 포함하고 상기 Ni의 함량은 50 중량% 이하일 수 있다. 상기 금속 원소와 Ni은 합금을 형성하고 상기 합금 내 Ni의 함량은 50 중량% 이하일 수 있다. 상기 Ni의 함량이 50 중량% 초과라면 높은 전송손실이 발생할 수 있다.
타이층(2, 12, 12')의 두께는 10 nm 내지 100 nm일 수 있다. 타이층(2, 12, 12')의 두께가 10 nm 미만이라면, 두께가 얇아 불소층(5, 15, 15')이 배치된 폴리이미드계 기재(1, 11)와의 계면에서 충분한 금속산화물 또는 합금 산화물을 형성할 수 없기에 접착력 확보가 어려울 수 있다. 타이층(2, 12, 12')의 두께가 100 nm 초과라면, 회로를 형성하기 위한 에칭 공정에서 타이층(2, 12, 12')의 에칭이 잘되지 않아서 잔류하게 되어 회로 불량을 유발할 수 있다.
<구리 시드층(3, 13, 13') 및 구리 도금층(4, 14, 14')>
타이층(2, 12, 12') 상에 구리 시드층(3, 13, 13')이 배치된다. 구리 시드층(3, 13, 13')은 스퍼터층일 수 있다. 상기 구리 스퍼터 시드층은 불소층(5, 15, 15')이 배치된 폴리이미드계 기재(1, 11) 자체의 표면조도를 유지하면서 낮은 전송손실을 갖게 할 수 있다. 스퍼터링 방법으로는 물리기상증착(PVD), 화학기상증착(CVD), 저압화학기상증착(LPCVD), 진공증착 등의 방법을 이용할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 당해 스퍼터링 방법으로 사용할 수 있는 모든 스퍼터링 방법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 스퍼터링 방법으로 물리기상증착(PVD) 방법을 이용할 수 있다.
구리 시드층(3, 13, 13')의 두께는 800 Å 내지 4000 Å일 수 있다. 예를 들어, 구리 시드층(3, 13, 13')의 두께는 850 Å 내지 3500 Å일 수 있거나 900 Å 내지 3000 Å일 수 있거나 950 Å 내지 2500 Å일 수 있거나 1000 Å 내지 2000 Å일 수 있거나 1000 Å 내지 1500 Å일 수 있다. 구리 시드층(3, 13, 13')이 상기 두께 범위를 갖는다면 성막시 도전성을 확보할 수 있으며 낮은 표면조도(Rz)를 가지면서 낮은 전송손실을 갖는 동박적층필름(10, 20)을 제공할 수 있다.
구리 시드층(3, 13, 13') 상에 구리 도금층(4, 14, 14')이 위치한다. 구리 도금층(4, 14, 14')을 형성하는 방법으로는 무전해 도금법 또는 전해 도금법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 구리 도금층(4, 14, 14')은 전해 도금법을 이용할 수 있다.
상기 구리 전해 도금층의 형성방법은 당해 기술분야에서 사용가능한 모든 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 황산구리 및 황산을 기본물질로 하는 전해 도금액으로 전해도금을 실시하여 구리 시드층(3, 13, 13')의 일 면에 구리 전해 도금층을 형성할 수 있다. 추가로, 상기 전해 도금액에 생산성 및 표면 균일성을 위하여 광택제, 레벨러, 보정제, 또는 완화제 등의 첨가제가 첨가될 수 있다.
구리 도금층(4, 14, 14')의 두께는 12 ㎛ 이하일 수 있다. 예를 들어, 구리 도금층(4, 14, 14')의 두께는 0.1 ㎛ 내지 12.0 ㎛일 수 있거나 1.0 ㎛ 내지 12.0 ㎛일 수 있거나 2.0 ㎛ 내지 12.0 ㎛일 수 있거나 4.0 ㎛ 내지 12.0 ㎛일 수 있거나 6.0 ㎛ 내지 12.0 ㎛일 수 있다.
<동박적층필름(10, 20)>
동박적층필름(10, 20)은 적어도 일 면에 불소층(5, 15, 15')이 배치된 폴리이미드계 기재(1, 11) 및 불소층(5, 15, 15')이 배치된 폴리이미드계 기재(1, 11) 상에 주기율표 4족, 6족, 13족, 및 14족 금속 원소로부터 선택된 1종 이상을 포함하고 상기 금속 원소는 금속-산소(M-O) 결합 해리에너지(M-O bond dissociation energy)가 400 kJ/mol 이상인 타이층을 포함한다. 동박적층필름(10, 20)은 낮은 열팽창계수와 함께 낮은 유전율, 낮은 유전손실, 및 낮은 전송손실을 가지면서 내에칭성 및 내화학성이 우수한 동박적층필름을 제공할 수 있다.
<전자소자>
다른 일 구현예에 따른 전자소자는 동박적층필름(10, 20)을 포함할 수 있다.
상기 전자소자는 안테나 소자 또는 안테나 케이블을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 안테나 소자는 휴대폰 또는 디스플레이용 안테나 소자일 수 있다. 또한, 상기 전기 소자는 네트워크 서버, 5G용 IOT(사물인터넷) 가전 제품, 레이다(Radar), USB 등의 회로 기판을 포함할 수 있다.
이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되지 않는다는 것은 자명한 사실일 것이다.
실시예 1: 동박적층필름
도 2에서 보이는 바와 같은 동박적층필름(20)을 다음과 같이 제조하였다.
기재로서 양면에 각각 약 12.5 ㎛ 두께의 불소 코팅층(15, 15')이 배치된 폴리이미드 필름(11)(PI첨단소재 제조, 총 두께: 50 ㎛, 주파수 20 GHz에서 유전율(Dk): 2.8, 유전손실(Df): 0.003, CTE: ≤ 25 ppm/℃)을 준비하였다. 불소 코팅층(15)이 배치된 폴리이미드 필름(11)의 제1면(21)에 롤투롤 타입의 스퍼터링 장치 내 이온빔소스를 이용하여 이온빔 처리를 수행하였다. 이온빔 처리는 10-6 Torr 압력조건에서 불활성 가스 Ar를 30 sccm으로 주입하고 인가전력 1.0 kV 조건 하에 수행하였다. 그리고나서 이온빔 처리된 불소 코팅층(15)의 상면에 물리기상증착법(PVD)으로 순도 99.995%의 몰리브덴(Mo, Mo-O bond dissociation energy: 400 kJ/mol을 이용하여 약 20 nm 두께로 타이(tie)층(12)을 형성하였다. 그리고나서 타이(tie)층(12)의 상면에 물리기상증착법 (PVD)으로 순도 99.995%의 구리를 이용하여 약 100 nm두께로 구리 시드층(13)을 형성하였다. 그리고나서 불소 코팅층(15')이 배치된 폴리이미드 필름(11)의 제2면(22)에 상술한 바와 동일한 방법으로 이온빔 처리, 타이층(12') 및 구리 시드층(13')을 형성하였다. 이후, 각각의 구리 시드층(13, 13') 상에 전해 구리 도금법으로 약 12㎛ 두께의 구리 도금층을 각각 형성하였다. 전해 구리 도금에 사용된 전해 구리 도금액은 Cu2+ 농도 28 g/L, 황산 195 g/L의 용액으로서, 추가로 광택제로서 3-N, N-디메틸아미노디티오카바모일-1-프로판술폰산 0.01g/L와 보정제(Atotech사 제품)를 포함한 것을 이용하였다. 전해 구리 도금은 34℃, 전류밀도는 1.0A/dm2에서 시작하여 점차 증가시켜 2.86A/dm2까지 전류 단계별로 인가하였다.
실시예 2: 동박적층필름
이온빔 처리된 불소 코팅층(15)의 상면에 물리기상증착법(PVD)으로 몰리브덴(Mo, Mo-O bond dissociation energy: 400 kJ/mol)과 티타늄(Ti, Ti-O bond dissociation energy: 670 kJ/mol)의 중량비를 50:50 (순도: 99.9% 이상)으로 하여 약 20 nm 두께로 타이(tie)층(12)을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 동박적층필름(20)을 제조하였다.
실시예 3: 동박적층필름
이온빔 처리된 불소 코팅층(15)의 상면에 물리기상증착법(PVD)으로 몰리브덴(Mo, Mo-O bond dissociation energy: 400 kJ/mol)과 니켈(Ni, Ni-O bond dissociation energy: 360 kJ/mol)의 중량비를 70:30 (순도: 99.9% 이상)으로 하여 약 20 nm 두께로 타이(tie)층(12)을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 동박적층필름(20)을 제조하였다.
실시예 4: 동박적층필름
이온빔 처리된 불소 코팅층(15)의 상면에 물리기상증착법(PVD)으로 몰리브덴(Mo, Mo-O bond dissociation energy: 400 kJ/mol)과 니켈(Ni, Ni-O bond dissociation energy: 360 kJ/mol)의 중량비를 50:50 (순도: 99.9% 이상)으로 하여 약 20 nm 두께로 타이(tie)층(12)을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 동박적층필름(20)을 제조하였다.
실시예 5: 동박적층필름
이온빔 처리된 불소 코팅층(15)의 상면에 물리기상증착법(PVD)으로 순도 99.995%의 텅스텐(W, W-O bond dissociation energy: 710 kJ/mol)을 이용하여 약 20 nm 두께로 타이(tie)층(12)을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 동박적층필름(20)을 제조하였다.
실시예 6: 동박적층필름
이온빔 처리된 불소 코팅층(15)의 상면에 물리기상증착법(PVD)으로 텅스텐(W, W-O bond dissociation energy: 710 kJ/mol)과 티타늄(Ti, Ti-O bond dissociation energy: 670 kJ/mol)의 중량비를 90:10 (순도: 99.9% 이상)으로 하여 약 20 nm 두께로 타이(tie)층(12)을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 동박적층필름(20)을 제조하였다.
실시예 7: 동박적층필름
불소 코팅층(15)이 배치된 폴리이미드 필름(11)의 제1면(21)에 롤투롤 타입의 스퍼터링 장치 내 이온빔소스를 이용하여 이온빔 처리를 수행할 때, 이온빔 처리는 10-6 Torr 압력조건에서 반응가스 O2를 9 sccm으로 주입하고 인가전력 1.0 kV 조건 하에 수행한 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일한 방법으로 동박적층필름(20)을 제조하였다.
실시예 8: 동박적층필름
불소 코팅층(15)이 배치된 폴리이미드 필름(11)의 제1면(21)에 롤투롤 타입의 스퍼터링 장치 내 이온빔소스를 이용하여 이온빔 처리를 수행할 때, 이온빔 처리는 10-6 Torr 압력조건에서 반응가스 N2를 9 sccm으로 주입하고 인가전력 1.0 kV 조건 하에 수행한 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일한 방법으로 동박적층필름(20)을 제조하였다.
비교예 1: 동박적층필름
이온빔 처리된 불소 코팅층(15)의 상면에 물리기상증착법(PVD)으로 순도 99.995%의 구리(Cu, Cu-O bond dissociation energy: 280 kJ/mol)을 이용하여 약 20 nm 두께로 타이(tie)층(12)을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 동박적층필름(20)을 제조하였다.
비교예 2: 동박적층필름
기재로서 불소 코팅층이 배치되지 않은 폴리이미드 필름(PI 첨단소재 제조, 두께: 25 ㎛, 주파수 20 GHz에서 유전율(Dk): 3.5, 유전손실(Df): 0.004, CTE: ≤ 25 ppm/℃)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일한 방법으로 동박적층필름을 제조하였다.
비교예 3: 동박적층필름
기재로서 액정 폴리머(LCP) 필름 (Chiyoda사 제조, 두께: 50 ㎛, 주파수 20 GHz에서 유전율(Dk): 2.7, 유전손실(Df): 0.002, CTE: ≥ 40 ppm/℃)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일한 방법으로 동박적층필름을 제조하였다.
비교예 4: 동박적층필름
불소 코팅층(15)이 배치된 폴리이미드 필름(11)의 제1면(21) 및 제2면(22)에 이온빔 처리를 하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일한 방법으로 동박적층필름을 제조하였다.
평가예 1: 물성 평가
실시예 1~8 및 비교예 1~4에 의해 제조된 동박적층필름에 대한 물성을 다음과 같은 측정방법을 이용하여 평가하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(1) 불소 함량 - XPS 분석
실시예 3, 실시예 7, 실시예 8, 및 비교예 4의 이온빔으로 표면처리된 불소 코팅층이 배치된 폴리이미드 필름 또는 이온빔으로 표면처리되지 않은 불소 코팅층이 배치된 폴리이미드 필름 표면에 대하여X선 광전자 분광법 (X-ray photoelectron spectroscopy; XPS) 분석을 하였다. XPS 분석은 ThermoFisher사 K-Alpha를 사용하였다.
(2) 전송손실
실시예 3, 비교예 2, 및 비교예 3에 의해 제조된 동박적층필름에 대하여 식각으로 폭 40 ㎛, 길이 50 mm, 종방향 40 mm 간격으로 10개의 직선 회로를 형성하였다. 그리고나서, 상기 직선 회로가 형성된 전송로의 각 신호 도체와 접지 도체를 측정기(Vector Network Analyzer)의 측정 포트에 각각 접속하고 주파수 28 GHz까지 신호를 인가하여 전송손실을 측정하였다. 이 때, 전송손실은 다음과 같이 평가하였다.
○: 전송손실이 - 0.5 dB/cm 이상인 경우
△: 전송손실이 -0.5 dB/cm 내지 -1.5 dB/cm인 경우
X: 전송손실이 -1.5 dB/cm 미만인 경우
(3) 내에칭성
실시예 1 내지 실시예 6, 및 비교예 1에 의해 제조된 동박적층필름에 대하여 그 표면에 폭 3 mm 회로패턴을 형성하고 회로패턴이 형성된 동박적층필름의 반대면을 전면에칭할 때 사용한 에칭액인 염화제이철(FeCl3), 염화제이구리(CuCl2) 용액에 의해 상기 폭 3 mm 회로패턴의 박리 여부를 아래와 같이 평가하였다.
○: 회로패턴이 탈락하지 않고 회로패턴 하부에 액침투가 발생하지 않은 경우
△: 회로패턴 하부에 액침투가 발생한 경우
X: 회로패턴이 탈락한 경우
(4) 내화학성
상기 (3) 내에칭성 평가에 사용한 회로패턴이 형성되어 있는 동박적층필름을 염산(HCl) 10% 용액에 1분동안 침지하거나 또는 5%내의 염기성 용액에 1분동안 침지하였다. 상기 동박적층필름의 내화학성을 다음과 같이 평가하였다.
○: 회로패턴이 탈락하지 않고 회로패턴 하부에 액침투가 발생하지 않은 경우
△: 회로패턴 하부에 액침투가 발생한 경우
X: 회로패턴이 탈락한 경우
구분 기재 (@ 20 GHz) 불소 함량
(원자%)		 전송손실 내에칭성 내화학성
유전율
(Dk)		 유전손실
(Df)		 열팽창계수
(CTE, ppm/℃)		 염산 염기성
실시예 1 2.8 0.003 ≤ 25 - ○ ○ ○ ○
실시예 2 2.8 0.003 ≤ 25 - ○ ○ ○ ○
실시예 3 2.8 0.003 ≤ 25 73.82 ○ ○ ○ ○
실시예 4 2.8 0.003 ≤ 25 - ○ ○ ○ ○
실시예 5 2.8 0.003 ≤ 25 - ○ ○ ○ X
실시예 6 2.8 0.003 ≤ 25 - ○ ○ ○ ○
실시예 7 2.8 0.003 ≤ 25 65.13 ○ - - -
실시예 8 2.8 0.003 ≤ 25 64.92 ○ - - -
비교예 1 2.8 0.003 ≤ 25 - ○ ○ X X
비교예 2 3.5 0.004 ≤ 25 - X - - -
비교예 3 2.7 0.002 ≥ 40 - ○ - - -
비교예 4 2.8 0.003 ≤ 25 68.42 ○ - - -
표 1에서 보이는 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 6에 의해 제조된 동박적층필름은 낮은 유전율, 낮은 유전손실, 낮은 전송손실, 및 낮은 열팽창계수를 가지면서 내에칭성 및 내화학성이 우수함을 확인할 수 있다.
비교예 1에 의해 제조된 동박적층필름은 구리 타이층(Cu-O bond dissociation energy: 280 kJ/mol)을 포함하고 산 및 염기 환경 하에 회로패턴이 탈락하였다. 비교예 2에 의해 제조된 동박적층필름은 불소 코팅층이 배치되지 않은 폴리이미드 기재필름을 포함하고 실시예 1 내지 8에 의해 제조된 동박적층필름과 비교하여 높은 유전율, 높은 유전손실, 및 높은 전송손실을 가진다. 비교예 3에 의해 제조된 동박적층필름은 액정 폴리머(LCP) 기재필름을 포함하고 실시예 1 내지 8에 의해 제조된 동박적층필름과 비교하여 높은 열팽창계수를 가져 휨이 발생하였다.
이로부터, 실시예 1 내지 8에 의해 제조된 동박적층필름은 5G 이동 통신기기의 고주파 경향에 맞는 향상된 기재의 유전특성을 가지며, 우수한 내에칭성과 내화학성을 갖기에, 소형화된 5G 이동 통신기기와 같은 전자소자에 적용할 수 있다.
1, 11: 폴리이미드계 (필름) 기재, 2, 12, 12': 타이층,
3, 13, 13': 구리 시드층,
4, 14, 14': 구리 도금층, 5, 15, 15': 불소(코팅)층
10, 20: 동박적층필름, 21: 제1면, 22: 제2면

Claims (11)

  1. 적어도 일 면에 불소층이 배치된 폴리이미드계 기재;
    상기 불소층이 배치된 폴리이미드계 기재 상에 배치된 타이(tie)층; 및
    상기 타이(tie)층 상에 배치된 구리층;을 포함하고,
    상기 타이층이 주기율표 4족, 6족, 13족, 및 14족 금속 원소로부터 선택된 1종 이상을 포함하고,
    상기 금속 원소는 금속-산소(M-O) 결합 해리에너지(M-O bond dissociation energy)가 400 kJ/mol 이상이고,
    상기 금속 원소는 W, Ti, Sn, Al, 및 Mo로부터 선택된 1종 이상을 포함하는, 동박적층필름.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 금속 원소는 Ni를 더 포함하고 상기 Ni의 함량이 50중량% 이하인, 동박적층필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 불소층이 배치된 폴리이미드계 기재의 두께가 25 ㎛ 내지 100 ㎛인, 동박적층필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 불소층의 두께가 상기 불소층이 배치된 폴리이미드계 기재 두께 100%를 기준으로 50% 이하인, 동박적층필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 불소층이 배치된 폴리이미드계 기재 표면의 불소 함량이 60 원자% 내지 75 원자%인, 동박적층필름.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 불소층이 배치된 폴리이미드계 기재가 주파수 20 GHz에서 2.8이하의 유전율(Dk) 및 0.003이하의 유전손실(Df)을 갖는, 동박적층필름.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 불소층이 배치된 폴리이미드계 기재의 열팽창계수(CTE)가 25 ppm/℃ 이하인, 동박적층필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 구리층의 두께가 12 μm 이하인, 동박적층필름.
  10. 제1항 및 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 동박적층필름을 포함하는 전자소자.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전자소자는 안테나 소자 또는 안테나 케이블을 포함하는, 전자소자.
KR1020210144004A 2021-10-26 2021-10-26 동박적층필름 및 이를 포함하는 전자소자 KR102469768B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210144004A KR102469768B1 (ko) 2021-10-26 2021-10-26 동박적층필름 및 이를 포함하는 전자소자
US17/954,456 US20230125635A1 (en) 2021-10-26 2022-09-28 Copper clad laminate film and electronic device including same
CN202211188141.1A CN116021848A (zh) 2021-10-26 2022-09-28 覆铜层压膜和包括其的电子器件
JP2022156422A JP2023064709A (ja) 2021-10-26 2022-09-29 銅箔積層フィルム、及びそれを含む電子素子
TW111139261A TW202319229A (zh) 2021-10-26 2022-10-17 覆銅層壓膜和包括其的電子器件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210144004A KR102469768B1 (ko) 2021-10-26 2021-10-26 동박적층필름 및 이를 포함하는 전자소자

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102469768B1 true KR102469768B1 (ko) 2022-11-22

Family

ID=84236298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210144004A KR102469768B1 (ko) 2021-10-26 2021-10-26 동박적층필름 및 이를 포함하는 전자소자

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230125635A1 (ko)
JP (1) JP2023064709A (ko)
KR (1) KR102469768B1 (ko)
CN (1) CN116021848A (ko)
TW (1) TW202319229A (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06143491A (ja) * 1992-11-06 1994-05-24 Mitsubishi Shindoh Co Ltd 導電性積層フィルムおよびその製造方法
KR20070065196A (ko) * 2005-12-19 2007-06-22 삼성전기주식회사 인쇄회로기판 및 그 제조방법
WO2009050971A1 (ja) * 2007-10-18 2009-04-23 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. 金属被覆ポリイミド複合体及び同複合体の製造方法並びに電子回路基板の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06143491A (ja) * 1992-11-06 1994-05-24 Mitsubishi Shindoh Co Ltd 導電性積層フィルムおよびその製造方法
KR20070065196A (ko) * 2005-12-19 2007-06-22 삼성전기주식회사 인쇄회로기판 및 그 제조방법
WO2009050971A1 (ja) * 2007-10-18 2009-04-23 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. 金属被覆ポリイミド複合体及び同複合体の製造方法並びに電子回路基板の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20230125635A1 (en) 2023-04-27
CN116021848A (zh) 2023-04-28
JP2023064709A (ja) 2023-05-11
TW202319229A (zh) 2023-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102482417B1 (ko) 동박적층필름 및 이를 포함하는 전자소자
JP6779187B2 (ja) キャリア付銅箔及びその製造方法、並びに配線層付コアレス支持体及びプリント配線板の製造方法
US20210101366A1 (en) Copper-clad laminate
US7507434B2 (en) Method and apparatus for laminating a flexible printed circuit board
WO2023029908A1 (zh) 复合铜箔结构、其制备方法及覆铜箔层压板和印刷电路板
KR102107663B1 (ko) 연성동박적층필름 및 이의 제조방법
KR20120053195A (ko) 내열접착력을 개선한 연성회로기판용 동박 적층 구조체 및 그의 제조방법
KR102469768B1 (ko) 동박적층필름 및 이를 포함하는 전자소자
WO2021259030A1 (zh) 液晶聚合物扰性覆铜板的制备方法
KR20060124505A (ko) 연성금속 적층판 및 그 제조방법
KR102175755B1 (ko) 연성동박적층필름 및 이의 제조방법
KR102191662B1 (ko) 전자장치의 방열 및 노이즈 차폐를 위한 필름제조방법
CN111757607B (zh) 表面处理铜箔、覆铜层叠板及印制布线板
US11637358B2 (en) Carrier-containing metal foil and method for manufacturing millimeter-wave antenna substrate using same
KR102460622B1 (ko) 동박적층필름 및 이를 포함하는 전기 소자
KR20110045953A (ko) 인쇄회로기판용 연성 동박 적층 필름 및 그 제조방법
KR102548431B1 (ko) 동박적층필름 및 이를 포함하는 전자소자
KR101211559B1 (ko) 전자파 차폐 필름의 제조 방법
TWI825562B (zh) 覆銅層壓膜、包括其的電子元件以及所述覆銅層壓膜的製造方法
KR102451075B1 (ko) 동박적층필름, 이를 포함하는 전자소자, 및 상기 동박적층필름의 제작방법
KR20120083032A (ko) 패턴 식각 방지를 위한 세미 애더티브용 연성 동박 적층 필름 및 그 제조 방법
JP2023514919A (ja) 銅箔積層フィルム、それを含む電子素子、及び該銅箔積層フィルムの製造方法
KR20230108111A (ko) 동박적층필름 및 이를 포함하는 전자소자
KR20110061825A (ko) 구리패턴 크랙 발생을 개선한 연성회로기판 적층 구조체의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 적층 구조체
KR20110045952A (ko) 내굴곡성이 향상된 연성회로기판용 적층 구조체의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 적층 구조체

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant