KR20000011746A

KR20000011746A - 동박의건조방법및동박건조장치

Info

Publication number: KR20000011746A
Application number: KR1019990028680A
Authority: KR
Inventors: 이마다노부유키; 오시마가즈히데
Original assignee: 미야무라 심뻬이; 미쓰이 긴조꾸 고교 가부시키가이샤
Priority date: 1998-07-17
Filing date: 1999-07-15
Publication date: 2000-02-25
Also published as: EP0973365A3; US20010046458A1; US6269551B1; EP0973365A2; SG85659A1

Abstract

본 발명은 각종의 표면처리를 거친 동박의 적어도 한쪽 면에 근적외선을 조사하여 동박을 건조시키는 방법 및 상기 방법에 적합한 장치에 관한 것이다. 표면처리를 거친 동박은 간단한 장치에 의하여 전력 소모가 적게 건조될 수 있는 한편 건조온도가 100℃ 이상으로 유지될 수 있도록 동박의 표면 가열을 제어하여, 예를 들면 아연과 동이 동박의 표면 상에 합금(황동화)되는 것과 같은 녹방지 금속과 동박의 공정합금(共晶合金)을 형성한다.

Description

동박의 건조방법 및 동박 건조장치 {METHOD OF DRYING COPPER FOIL AND COPPER FOIL DRYING APPARATUS}

본 발명은 동박(銅箔: copper foil)의 건조방법 및 상기 방법에 사용되는 동박 건조장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 동피복 적층판(copper clad laminates)에 사용되는 동박의 건조방법―여기서 이러한 적층판 각각은 동박으로 피복된 절연 수지(insulating resin)를 포함하고, 동피복 적층판은, 예를 들면 인쇄배선판(printed wiring board)에 사용됨―에 관한 것이며, 또한 상기 방법에 사용되는 동박 건조장치에 관한 것이다.

전자산업이 발전함에 따라 집적회로(integrated circuit: IC) 및 대규모 집적회로(large scale integrated circuit: LSI)와 같은 전자부품이 그 위에 장착된 인쇄배선판에 대한 수요가 급격하게 증가하고 있다.

인쇄배선판의 제조 시에, 크라프트지(kraft paper), 유리섬유 직물(glass cloth), 유리 부직포(glass nonwoven fabric) 등을 페놀 수지 또는 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지(thermosetting resin)에 함침시켜 프리-프레그(pre-preg)를 얻는다. 이 프리-프레그와 동박을, 예를 들어 가열압착(hot pressing)에 의하여 서로 접착시킨다. 다음에, 레지스트 프린팅(resist printing) 및 마스킹 필름 적층(masking film lamination)을 사용하여 회로 패턴을 형성한다. 동박 중에 불필요한 부분을 산 또는 알칼리를 사용하여 에칭하여 소정의 회로 패턴을 형성한 후 레지스트 및 마스킹 필름을 제거한다. 소망의 회로 패턴을 형성한 후, 인쇄배선판의 소정 위치에 전자부품을 세트하고 납땜조(solder bath)에 침지시켜 전자부품을 인쇄배선판 상에 고정시킨다.

두 가지 유형의 동박, 즉 전해 동박(electrodeposited copper foil) 및 압연 동박(rolled copper foil)을 인쇄배선판용으로 광범위하게 사용할 수 있다. 그러나, 오늘날에는 전해 동박(電解銅箔: electrolytic copper foil)이 그 용도가 광범위하고 보다 얇은 동박을 형성하기가 용이하며 비용이 적게 들기 때문에 훨씬 자주 사용되고 있다.

인쇄배선판에 사용되는 전해 동박은 종래에는 하기의 공정을 통하여 제조된다.

즉, 황산동 용액을 전해조(electrolytic cell) 내에 공급하고 불용성 전극(insoluble anode)으로 구성된 애노드를 전해조에 배치한다. 또한, 회전식 캐소드 드럼(rotating cathode drum)을 드럼 중 거의 절반이 황산동 용액에 잠기고 드럼의 표면이 애노드와 대향하도록 전해조에 배치한다. 다음에, 고전류밀도(high current density)를 애노드 및 캐소드 드럼에 통과시켜 연속적으로 동박을 제조한다. 이 경우, 캐소드 드럼의 표면과 접촉된 동박의 표면이 전해 동박의 광택이 나는 면(shiny side)이 되고 동박의 외면은 광택이 없는 면(matte side)이 된다.

상기 전해 공정을 통하여 얻은 동박을 표면처리한다. 이들 표면처리에 있어서, 동박에 조면화처리(粗面化處理: nodularization)를 실시하여 기판과 접합 시 앵커링 효과(anchoring effect)를 부여하고, 이어서 아연 도금, 크롬 또는 실란 결합처리(silane coupling treatment)하여 녹방지 효과(passivation effect)를 부여한 다음, 최종적으로 건조시켜 인쇄회로 배선판을 제조하기 위한 전해 동박을 얻는다.

한편, 압연 동박인 경우에는 동박의 양쪽 표면 모두가 광택이 나거나 또는 매끈하다. 이들 광택이 나는 면 중 한쪽 또는 양쪽 모두를 표면처리한다.

표면처리를 거친 동박은, 예를 들면 전해액이 동박의 표면에 부착되기 때문에 물(도시되지 않음)로 반드시 세척한 후 건조기로 동박의 표면으로부터 수분을 제거하는 것이 필요하다.

따라서, 전해 동박을 건조시키는 것은 통상적인 과정이다. 이러한 건조는 열풍 또는 원적외선을 사용하여 건조되는 것이 일반적이다. 이들 방법에 의한 건조는 동박의 표면에 부착되는 수분을 제거하는 정도로서 건조온도가 100℃ 이하로 유지되는 것이 현재 상황이다.

동박의 표면을 100℃ 이상으로 가열하면, 예를 들어 동박의 표면 상에 형성된 아연 도금층 중의 아연이 동박 내부로 확산되어 아연-동의 합금(황동화)이 형성된다. 그 결과, 회로패턴을 형성할 때 사용된 염산과 같은 산에 아연이 용해되는 탈아연 현상(dezincing phenomenon)이 일어나지 않아서 내산성(acid resistance)이 향상된다. 또한, 발명자가 연구한 바에 따르면, 도 3에 나타낸 바와 같이 동박의 표면온도가 높을수록 수지 기판에 대한 박리강도가 높아지고 약 130℃에서 박리강도가 피크인 것을 알았다.

열풍을 사용하는 건조방법으로 동박을 130℃ 이상으로 가열 및 조정하는 것이 가능하다.

그러나, 상기 방법은 열풍으로부터의 열전달을 통한 가열(건조)에 의존하므로 배출되는 열풍의 에너지 손실이 크다. 또한, 도 5에 나타낸 바와 같이, 열풍 건조장치(700)는 히터(701), 송풍기(702) 및 수증기를 함유하는 다량의 배기가스를 장치 외부로 배출하는 통로(703)를 포함하는 순환통로(704)가 필요하다. 따라서, 장치가 대형화되고, 넓은 설치공간이 필요하며 비용이 많이 든다는 것이 단점이다.

한편, 원적외선을 사용하는 건조방법에 있어서, 동박의 표면은 파장 영역이 4 ∼ 1000μm인 원적외선의 거의 약 97% 이상을 반사하므로(American Institute of Physics handbook, 6∼120 페이지 참조) 원적외선의 흡수율이 낮다. 따라서, 에너지 손실이 크고 동박의 표면온도가 즉시 상승될 수 없다. 따라서, 130℃ 이상의 온도를 얻기 위하여는 복수개의 원적외선 조사장치(照射裝置)를 배열해야 하기 때문에 장치, 전력 소모 및 비용면에서 단점을 초래한다.

본 발명은 상기 기술 상태를 고려한 것이다. 따라서, 본 발명의 목적은 표면처리를 거친 동박을 간단한 장치에 의하여 전력 소모가 적게 건조시키는 한편 건조온도가 100℃ 이상으로 유지될 수 있도록 동박의 표면 가열을 제어하여, 예를 들면 아연과 동이 동박의 표면 상에 합금(황동화)되는 것과 같은 녹방지 금속과 동박의 공정합금(eutectic alloying)을 형성하는 동박 건조방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 상기 방법용으로 적합한 동박 건조장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 동박 건조방법을 실시하는데 사용하는 건조장치의 제1 실시예의 개략단면도이고,

도 2는 본 발명의 동박 건조방법을 실시하는데 사용하는 건조장치의 제2 실시예의 개략단면도이고,

도 3은 동박의 건조온도와 박리강도간의 관계를 나타내는 그래프이고,

도 4는 동박의 표면을 근적외선 또는 원적외선으로 가열할 때 시간과 동박의 온도간의 관계를 나타내는 그래프이고,

도 5는 종래의 열풍 건조장치의 개략도이다.

본 발명은 종래 기술의 상기 과제를 해소하고 상기 목적을 달성하려는 것이다. 따라서, 본 발명은 표면처리를 거친 동박의 표면 또는 표면들에 근적외선을 조사하여 동박을 건조시키는 단계를 포함하는 건조방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 있어서, "표면처리(surface treatments)"라는 용어는 조면화처리(nodularization) 및 녹방지처리(passivation) 뿐만 아니라 임의의 다른 표면처리도, 결합 또는 독립적으로 실시하는 단계를 포함한다.

특히, 본 발명에 따른 동박 건조방법은 동박이 전해 동박인 것을 특징으로 한다.

근적외선은 동박 표면에 용이하게 흡수되어 동박 표면이 소정의 온도까지 높은 에너지 효율로 가열될 수 있다. 또한, 동박 표면은 근적외선 조사장치에 인가된 전압 및 전류를 변화시킴으로써 소정의 온도로 가열 및 조정될 수 있다. 그 결과, 동박 표면은 온도 100℃ 이상으로 가열 및 건조되어 아연-동의 합금(황동화)이 형성될 수 있다. 내산성이 향상될 뿐만 아니라 수지 기판에의 접착력이 증가됨으로써 박리강도가 향상되고 동박이 수지 기판으로부터 분리되는 것이 방지된다.

또한, 본 발명의 동박 건조방법은 표면처리된 동박의 적어도 한쪽 면에 근적외선을 조사하여 동박을 건조시키는 것을 특징으로 한다.

이 경우, 동박의 표면처리된 면에는 근적외선의 흡수율이 높아져서 동박 표면이 더욱 높아진 에너지 효율로 가열 및 건조될 수 있다.

또한, 본 발명의 동박 건조방법은 동박 표면에 미립자를 도포하여 동박 표면을 조면화처리하고, 상기 조면화처리된 동박 표면에 근적외선을 조사하는 것을 특징으로 한다.

수지 기판과의 접착력(박리강도)을 향상시키기 위한 조면화처리를 녹방지처리 이전에 실행한 다음, 조면화처리된 표면에 근적외선을 조사한다. 따라서, 조면화처리에 의하여 형성된 불균일함 때문에, 근적외선의 흡수율이 증가되어 동박 표면이 에너지 효율이 높게 가열 및 건조될 수 있다.

또한, 본 발명의 동박 건조방법은 동박 표면에 녹방지처리를 실행한 다음, 조면화처리된 동박 표면에 근적외선을 조사하는 것을 특징으로 한다.

녹방지처리는 녹방지 금속, 바람직하게는 아연, 니켈, 주석, 크롬, 몰리브덴 및 코발트로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 녹방지 금속을 도포하는 것을포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 동박 건조방법은 동박의 표면온도가 100 ∼ 170℃, 바람직하게는 120 ∼ 150℃가 되도록 근적외선에 의한 건조가 실시되는 것을 특징으로 한다.

동박 표면을 100 ∼ 170℃로 가열할 때, 녹방지 금속과 동박의 공정합금, 예를 들면 아연-동의 합금(청동화)이 동박 표면 상에 형성된다. 또한, 아연이 용해되는 탈아연 현상이 방지되어 내산성이 향상된다. 또한, 수지 기판과의 접착력, 즉 박리강도 또한 향상된다.

본 발명의 다른 양태에 있어서, 각종 표면처리를 거친 동박을 건조시키는 동박 건조장치를 제공하는 것으로서, 상기 장치는 건조실(drying chamber) 및 이 건조실 내에 배열된 근적외선 조사장치를 포함하고, 상기 건조실 내에는 동박이 연속적으로 통과하여 공급될 수 있고, 상기 근적외선 조사장치는 동박의 표면처리된 면에 대향하여 배열되어 적어도 동박의 표면처리된 면에 근적외선을 조사한다.

특히, 본 발명의 동박 건조장치는 동박이 전해 동박인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 동박 건조장치는 근적외선 조사장치의 근적외선 램프로의 출력을 제어하여 동박 표면의 건조온도를 제어하는 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 구성에서는, 근적외선 램프의 기동에 필요한 소요시간(lead time)이 짧아서 소정의 온도 레벨까지 신속히 상승한다. 또한, 동박의 표면온도는 근적외선 램프에 인가된 전압 또는 전류를 제어함으로써 연속적으로 조정될 수 있다. 따라서, 동박 표면을 100 ∼ 170℃로 가열 및 조정하면서 건조를 실시하여 녹방지 금속과 동박의 공정합금, 예를 들면 아연-동의 합금(청동화)이 동박 표면 상에 형성되어 내산성이 향상되며 탈아연 현상(침출: leaking)이 방지되고, 수지 기판과의 접착력, 즉 박리강도 또한 향상된다.

또한, 본 발명의 동박 건조장치는 근적외선 조사장치가 이들 사이에 개재된 동박과 서로 대면하여 배열되고, 상기 장치에는 한쪽에 배열된 근적외선 조사장치 또는 양쪽에 배열된 근적외선 조사장치 중 어느 하나를 건조실을 통하여 공급된 동박의 표면 상태에 따라서 선택적으로 작동시키는 제어수단이 제공되는 것을 특징으로 한다.

조면화처리, 녹방지처리 등을 거친 전해 동박의 광택이 없는 면만 건조시킬 때, 상기 장치는 한쪽에 배열된 근적외선 조사장치를 선택적으로 작동시킨다. 에칭 후의 절연 신뢰성을 향상시키거나 또는 회로 특성을 향상시키기 위하여 접착 강화처리된 광택이 나는 면을 가진 전해 동박의 광택이 나는 면에 대하여, 상기 장치는 양쪽에 배열된 근적외선 조사장치를 선택적으로 작동시킨다. 따라서, 건조될 동박에 제한이 없다.

다음에, 본 발명의 실시예(예)를 첨부도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 동박 건조방법을 실시하는데 사용하는 건조장치의 제1 실시예를 나타낸 개략단면도이다.

종래 동박을 제조하는 공정에서는, 황산동 용액을 전해조 내에 공급하고, 동을 전기분해하여 불용성 애노드에 대향하여 배열된 회전식 캐소드 드럼 상에 퇴적시킨 후 연속적으로 감아서 동박을 얻는다. 전해 동박의 광택이 없는 면은, 예를 들어 조면화처리, 아연 도금 및 크롬화 단계를 포함하는 표면처리 단계를 거치고, 필요한 경우 실란 결합처리 단계를 추가로 거쳐 수지 기판과의 접착력을 증가시킨다. 이들 표면처리 단계를 거친 동박 표면에는 전해액 및 다른 물질이 부착된다. 따라서, 동박은 건조 단계로 공급되기 전에, 도시되어 있지 않지만 물로 반드시 세척한 후 건조기로 동박 표면으로부터 수분을 제거하는 것이 필요하다.

따라서, 도 1을 참조하면, 이들 표면처리를 거친 동박(1)은 롤(roll)(2, 3) 사이를 통과하면서 수분 등이 어느 정도 탈수된다. 탈수된 동박(1)은 건조장치(10)의 건조장치 본체(20) 하측에 배치된 동박 입구(22)를 통하여 공급되고, 건조장치 본체(20) 내부에서 건조되어 건조장치 본체(20)의 상측에 배치된 동박 출구(24)를 통하여 배출된다. 동박 출구(24)를 통하여 배출된 건조된 동박(1)은 와인드업 롤(wind-up roll)(30) 상에 감긴다.

건조장치 본체(20)의 내부에는, 근적외선 조사장치(40)가 동박(1)의 공급방향과 평행이며 동박(1)의 표면처리된 광택이 없는 면(1a)과 대향하는 방향으로 배열된다. 근적외선 조사장치(40)에는 복수개의 상호 평행으로 배열된 할로겐 램프(halogen lamp)(42)가 동박의 공급방향과 평행으로 배치된다. 할로겐 램프(42)에는 반사면(specular surface)을 가진 편향판(deflector)(44)이 후면에 위치되어 할로겐 램프로부터 방사된 근적외선이 반사되어 동박(1)의 표면처리된 광택이 없는 면(1a)에 조사된다.

또한, 급기장치(air feeding unit)(26)가 건조장치 본체(20)의 동박 입구(22) 근방에 배치되어, 도시되지 않은 송풍기에 의하여 외부의 건조한 맑은 공기가 건조장치 본체(20) 내로 도입된다. 한편, 배기장치(exhaust unit)(28)가 건조장치 본체(20)의 동박 출구(24) 근방에 배치되어, 동박(1)의 표면으로부터 증발된 수증기를 함유하는 공기를 건조장치 본체(20)로부터 배출시킨다. 이로써 동박(1) 표면으로부터 수분 증발이 촉진된다.

근적외선 조사장치(40)의 할로겐 램프(42) 각각은 제어장치(50)에 접속된다. 따라서, 동박(1)의 표면을 향한 할로겐 램프의 출력이 제어장치(50)에 의해 각각의 할로겐 램프(42)에 공급된 전압 및 전류를 제어함으로써 조정되어, 건조 도중에 동박(1)의 표면처리된 면(1a)의 온도가 조정될 수 있다.

상기 전압 또는 전류는, 예를 들면 시간이 전압 온-오프에 의하여 조정되는 온-오프 제어방법(ON-OFF controlling method), 전압/전류 조정 및 제어가 실시되는 위상 제어방법(phase controlling method) 또는 부하전력 시간비율이 조정(온-오프 제어)되는 제로 크로스 스위칭방법(zero cross switching method)에 의하여 제어가능하다.

제어장치(50)에 의하여 전압 및 전류를 제어하는 방법에 있어서, 각각의 할로겐 램프(42) 모두가 동일한 값의 전압 또는 전류를 가지도록 제어가능하지만, 각각의 할로겐 램프(42)가 선택된 값의 전압 또는 전류를 가지거나 또는 각각의 할로겐 램프(42)에 인가된 전압 또는 전류가 선택적으로 스위치 온 또는 오프되도록 또한 제어가능하다.

또한, 할로겐 램프(42)에 인가된 전압 또는 전류를 제어하는 방법에 있어서, 도시되어 있지 않지만 동박(1)의 표면처리된 면(1a)의 근방에 온도센서를 배치하고, 온도센서에 의하여 검지된 온도에 따라서 할로겐 램프(42)에 공급된 전압 또는 전류를 제어장치(50)에 의하여 제어함으로써 자동연속 제어가 가능하다.

근적외선의 파장에 있어서, 파장의 피크를 0.8 ∼ 2μm, 특히 1 ∼ 1.5μm 범위로 하여 동박(1) 표면의 근적외선 흡수율을 높이는 것이 바람직하다. 따라서, 할로겐 램프(42)에 인가된 전압 또는 전류를 제어장치(50)에 의하여 제어함으로써 할로겐 램프(42)의 온도를 2000 ∼ 2200℃까지 가열시켜 방사된 근적외선의 파장이 상기 범위 내에 들어가도록 조정하는 것이 바람직하다. 상기와 같은 제어 때문에 동박(1)의 표면처리된 면(1a)의 온도가 바람직하게는 100 ∼ 170℃, 보다 바람직하게는 120 ∼ 150℃로 설정된다.

도 3을 참조하면, 동박(1)의 표면온도가 상승함에 따라 수지 기판으로부터의 박리강도가 증가한다. 박리강도는 약 130℃에서 피크에 도달한다. 동박(1)의 표면이 150℃ 이상으로 가열될 때, 예를 들면 동박 표면 상에 형성된 아연도금층에 포함된 아연이 동박 내에 확산되어 아연-동의 합금(황동화)이 형성된다. 따라서, 탈아연 현상, 즉 회로패턴 형성에 사용된 염산과 같은 산에 아연이 용해되지 않을 수 있어서 내산성이 향상된다. 따라서, 녹방지 금속과 동박의 공정합금 형성 및 수지 기판과의 접착력을 나타내는 박리강도 양자 모두를 고려하여, 동박(1)의 표면처리된 면(1a)의 온도는 100 ∼ 170℃, 보다 바람직하게는 120 ∼ 150℃로 설정되는 것이 바람직하다. 동박(1)의 표면처리된 면(1a)의 온도가 100℃ 이하일 때는 아연-동의 합금(황동화)과 같은 녹방지 금속과 동박의 공정합금이 동박(1)의 표면 상에 형성되지 않을 수 있어서 내산성이 양호하지 않다. 한편, 동박(1)의 표면처리된 면(1a)의 온도가 170℃ 이상일 때는 합금화는 신속하게 진행되더라도 녹방지제로서 사용된 크롬이 파괴된다. 동박(1)과 수지 기판 간의 접착력, 즉 박리강도가 약해진다.

동박(1)이 건조장치 본체(20) 내에 체류하는 시간은 설비 능력으로 보아 약 10초 정도가 일반적이다.

에너지 효율면으로 볼 때, 할로겐 램프(42)와 동박(1)의 표면처리된 면(1a) 사이의 거리는 20 ∼ 100mm, 특히 30 ∼ 50mm으로 설정되는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이 근적외선을 동박(1)의 표면처리된 면(1a)에 조사함으로써, 근적외선이 동박 표면에 용이하게 흡수되어 동박 표면이 높은 에너지 효율로 소정의 온도로 가열된다. 또한, 동박 표면은 근적외선 조사장치의 근적외선 램프에 인가된 전압 및 전류의 출력을 변화시켜 소정의 온도로 가열 및 조정될 수 있다. 따라서, 동박 표면이 온도 100℃ 이상으로 가열 및 건조되어 아연-동의 합금(황동화)과 같은 녹방지 금속과 동박의 공정합금이 형성될 수 있어서, 내산성이 향상될 뿐만 아니라 수지 기판에 접착될 때 접착력, 이른 바 박리강도도 증가되어 동박이 수지 기판으로부터 분리되는 것이 방지된다.

도 2는 본 발명의 동박 건조방법을 실시하는데 사용하는 건조장치의 제2 실시예를 나타내는 개략단면도이다.

이 실시예의 건조장치 구성은 상기 제1 실시예의 건조장치와 유사하다. 도 1 및 2에 걸쳐 기본적인 동일 구성부재를 동일 참조부호를 채택하여 나타내므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 실시예의 건조장치(10)는 근적외선 조사장치(40)와 동일한 근적외선 조사장치(60)가 건조장치 본체(20) 내부의 동박(1)의 표면처리된 광택이 나는 면(1b)에 대향하여 수직방향으로 배치된 것이 상기 제1 실시예의 건조장치와 상이하다. 상기 근적외선 조사장치(60) 내부 구성은 상기 제1 실시예의 건조장치의 근적외선 조사장치(40)의 구성과 동일하여 상세한 설명은 생략한다.

동박의 유형에 따라, 표면처리된 광택이 나는 면을 기판 접착면으로 하여 회로 특성 및 에칭 후 절연 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 광택이 나는 면(1b)을 조면화처리하여 기판과의 접착력을 증가시킬 수 있다. 이 경우, 표면처리된 광택이 나는 면(1b)이 조면화처리된 표면(nodularized surface)으로 되어 근적외선이 흡수될 수 있다. 따라서, 동박(1)은 표면처리된 광택이 나는 면(1b)에 근적외선을 조사하여 동박 표면을 건조시킴으로써 에너지 효율이 향상되도록 구성될 수 있다.

상기 건조장치(10)에 있어서, 근적외선 조사장치(60)의 할로겐 램프(62) 각각은 상기 근적외선 조사장치(40)에서와 동일한 방식으로 제어장치(50)에 접속된다. 따라서, 할로겐 램프(62)의 출력, 이른 바 할로겐 램프(62)로부터 동박(1)의 광택이 나는 면(1b)을 향하여 방사되는 근적외선의 조사량이, 전원으로부터 각각의 할로겐 램프(62)에 공급된 전압 또는 전류를 제어장치(50)에 의하여 제어함으로써 조정되어 건조 도중에 동박(1)의 광택이 나는 면(1b)의 온도가 조정될 수 있다.

상기 건조장치는 근적외선 조사장치(40) 및 근적외선 조사장치(60) 중 어느 하나 또는 양자 모두를 제어장치(50)에 의하여 선택적으로 작동시킬 수 있도록 구성될 수 있다.

따라서, 동박을 접착향상처리, 예를 들면, 조면화처리, 녹방지처리 등을 거쳐 표면처리된 광택이 없는 면만 건조시킬 때, 상기 장치는 한 쪽에 배열된 근적외선 조사장치를 선택적으로 작동시킨다. 광택이 나는 면을 조면화처리하여 에칭 후 절연 신뢰성을 향상시키거나 또는 회로 특성을 향상시킨 동박에 대하여, 상기 장치는 양쪽에 배열된 근적외선 조사장치를 선택적으로 작동시킨다. 따라서, 건조될 동박에는 제한이 없다.

상기 제1 및 제2 실시예의 건조장치(10)에 있어서, 근적외선 조사장치(40, 60)만을 사용하는 대신에, 도시되어 있지 않지만 열풍 건조기 또는 원적외선 조사장치를 근적외선 조사장치(40, 60)와 결합하여 사용할 수도 있다.

상기 실시예에 있어서, 예를 들어 조면화처리, 아연도금 및 크롬화 단계를 포함하는 표면처리 및 필요한 경우, 수지 기판과의 접착력을 증대시키기 위한 실란결합처리 단계를 추가로 거친 동박을 건조장치에 의하여 건조시켜 동박 표면으로부터 수분을 제거한다. 그러나, 이들 단계 중 임의의 단계 후 또는 이들 중에서 선택된 단계의 결합 후 건조장치에 의하여 건조될 수 있다. 또한, 이들 녹방지처리 단계는 전술한 상기 단계에만 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 아연, 니켈, 주석, 크롬, 몰리브덴 및 코발트로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 녹방지 금속에 의한 녹방지처리를 포함할 수 있다.

또한, 상기 실시예에서는 전해 동박을 피건조 동박으로 채택하였지만, 본 발명의 건조는 예를 들면, 조면화처리, 녹방지처리 등과 같은 표면처리를 거친 압연 동박에도 당연히 적용할 수 있다.

실시예

본 발명의 범위를 한정하지 않는 다음 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

실시예 1

두께 35μm의 전해 동박을 황산동 용액 내에서 전기분해하고 전해 동박을 동으로 도금하여 전해 동박의 광택이 없는 면을 조면화처리 하였다. 이와 같이 하여, 광택이 없는 면이 입상(粒狀) 동층(copper layer)으로 피복된 동박을 얻었다(조면화처리).

얻어진 전해 동박을 10 g/L의 피로인산아연(zinc pyrophosphate) 및 100 g/L의 피로인산칼륨(potassium pyrophosphate)을 함유하는 pH 11.0의 아연용액조 내에서 실온으로 전류밀도 5 A/m²로 6초간 전기분해하여 동박의 광택이 없는 면을 아연 400 mg/m²의 아연도금으로 피복하였다.

이어서, 아연도금된 동박을 2 g/L의 크롬산을 함유하는 pH 10의 크롬화용액에서 실온으로 전류밀도 0.5 A/m²로 5초간 전기분해하여 동박의 광택이 없는 면의 표면을 크롬산아연으로 구성된 크롬코팅층으로 피복하였다.

다음에, 0.5 g/L의 크롬산을 함유하는 5 g/L의 수용성 γ-글리시독시프로필트리메톡시실란용액을 동박 표면 상에 분무하여 동박을 실란 결합처리한 후, 표면처리된 동박을 물세척조 및 탈수롤(dewatering roll) 사이를 통과시킨 다음 도 1에 나타낸 본 발명의 근적외선 조사장치로 건조시켰다.

근적외선 램프에 인가된 출력전압을 조정하는 한편 동박의 표면처리된 광택이 없는 면의 온도를 동박의 광택이 나는 면에 접착된 서모테이프(thermotape)의 색을 변화시켜 측정함으로써 동박을 여러 가지 온도조건으로 건조시켰다.

건조된 동박을 유리 에폭시기판(NELCO사 제품)으로 고온압착하고 10mm 폭으로 에칭하였다. JIS(Japanese Industrial Standard) C-6481에 따라 90°박리를 실시하여 박리강도를 측정하였다.

비교를 위하여, 상기 동박을 근적외선 대신 열풍으로 건조시켜 동박의 표면온도를 변경시키는 한편, 동박의 광택이 나는 면에 접착된 서모테이프 색의 변화를 측정하였다. 박리강도를 동일 방식으로 측정하였다.

도 3에 결과를 나타낸다. 도 3에서 명백한 바와 같이, 박리강도는 동박 표면의 건조온도가 130℃ 근방일 때 피크에 도달한다.

탈수 후 동박 표면의 건조에 채택된 온도가 동일하더라도, 박리강도는 열풍을 사용하여 건조할 때보다 근적외선을 사용하여 건조할 때가 더 강하다는 것이 명백하다.

그 이유는 근적외선의 조사로 실란 결합층, 크롬화층 및 아연도금층에 약간의 조직변화가 생겨서 수지 기판에의 접착력이 향상되기 때문인 것으로 추측된다.

실시예 2

상기 실시예 1에서와 동일 방식으로 얻은 탈수 후의 동박 표면의 온도를 소정의 레벨까지 상승시키는데 필요한 에너지에 대하여, 근적외선, 원적외선 및 열풍 건조를 전력 및 동박의 표면 온도를 소정 레벨까지 상승시키는데 소모된 시간과 서로 비교하였다. 그 결과를 표 1 및 도 4에 나타낸다.

표 1

	동박의 온도를 130℃로 상승시키기 위한전기에너지(KWH/t)의 지수
근적외선 건조	100
원적외선 건조	350
열풍 건조	250

도 4의 결과로부터 명백한 바와 같이, 동박의 표면 온도를 130℃까지 상승시키는데 소모된 시간의 비교에 있어서, 원적외선이 근적외선과 동일 용량을 가졌지만 근적외선 건조를 사용할 때는 단지 1초가 걸린 반면 원적외선 건조를 사용할 때는 약 15초가 필요하였다.

또한, 표 1의 결과로부터 명백한 바와 같이, 단위 중량당 소요되는 전기에너지가 근적외선 건조는 100인 경우, 원적외선 건조 및 열풍 건조는 각각 350 및 250이고, 이로써 근적외선 건조가 에너지 효율및 감응 특성면에서 원적외선 건조 및 열풍 건조보다 현저하게 뛰어남을 알았다.

실시예 3

실시예 1에서와 동일 방식으로 탈수 후 근적외선을 사용하여 여러 가지 동박 표면 건조온도로 건조시켜 제조된 동박을 유리 에폭시기판에 고온압착하고 0.8mm 폭으로 에칭하여 12%의 염산용액에 실온에서 30분간 침지시켜 그 내산성을 서로 비교하였다.

비교를 위하여, 동박을 동일하게 변화된 건조온도로 열풍 건조하고, 그 내산성을 서로 비교하였다.

그 결과를 아래 표 2에 나타낸다.

표 2

		건조온도 (℃)	HCL후 박리손실(%)
근적외선 건조	1	85	21
	2	110	6
	3	150	0
	4	170	12
열풍 건조(비교)	5	85	22
	6	110	10
	7	150	6

표 2의 결과로부터 명백한 바와 같이, 내염산성(HCL후 박리손실 향상)은 동박의 표면온도를 100℃로 유지하면서 근적외선으로 건조시킴으로써 향상된다. 그 이유는 100℃이상의 온도에서 아연도금의 아연이 동박 내에 확산되어 동-아연의 2원 공정합금이 형성되고 탈아연 현상이 방지될 수 있기 때문이다.

열풍건조인 경우도 동일한 결과를 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서, 동박 표면에 조사되어 동박을 건조시키는 근적외선이 동박 표면에 용이하게 흡수되어 동박 표면이 에너지 효율이 높게 소정의 온도까지 가열될 수 있다. 또한, 동박 표면은 근적외선 조사장치에 인가된 전압 및 전류 출력을 변화시킴으로써 소정의 온도로 가열 및 조정될 수 있다.

그 결과, 동박 표면이 온도 100℃ 이상으로 가열 및 건조되어 아연-동의 합금(황동화)이 형성될 수 있어서, 내산성이 향상될 뿐만 아니라 수지 기판과의 잡착력, 이른 바 박리강도가 증가되고 동박이 수지 기판으로부터 분리되는 것이 방지된다.

동박의 표면은 원적외선의 흡수율이 낮아서 에너지 손실이 많다. 온도를 소정의 레벨까지 상승시키는데는 많은 시간 및 에너지 소모가 필연적이고, 낮은 효율 때문에 장치가 대형화되고 동박이 그 내부에 체류하는 시간이 연장되어야 한다. 또한, 열풍 건조기도 에너지 효율이 낮고 히터, 송풍기 및 수증기를 함유하는 다량의 배기가스를 장치 외부로 배출하는 통로를 포함하는 순환통로를 반드시 구비해야 한다. 따라서, 장치가 대형화되고 비용이 많이 든다는 것이 단점이다. 에너지 효율성 및 신속한 반응에 있어서, 근적외선을 사용하는 건조방법이 상기 원적외선 및 열풍 건조방법에 비하여 현저하게 우수하다.

따라서, 본 발명은 소형인 장치, 높은 에너지 효율성, 동박 표면을 소정의 온도로 가열 및 건조할 수 있는 능력, 내산성의 향상 및 수지 기판과 접착할 때 접착력이 높은 동박을 제조할 수 있음을 포함하는 많은 효과로 보아 상당히 우수하다.

Claims

표면처리를 거친 동박(銅箔)을 건조하는 방법에 있어서,

상기 동박의 한쪽 면 또는 양쪽 면에 근적외선(近赤外線)을 조사(照射)하여 상기 동박을 건조시키는 단계를 포함하는 동박 건조방법.
제1항에 있어서, 상기 동박이 전해(電解) 동박인 동박 건조방법.
제1항에 있어서, 상기 동박 중 적어도 표면처리된 한쪽 면에 근적외선을 조사하여 상기 동박을 건조시키는 동박 건조방법.
제3항에 있어서, 상기 동박의 표면 상에 미립자를 부착시키는 단계를 포함하는 조면화처리(nodularization)가 녹방지처리(passivation) 전에 행해지는 동박 건조방법.
제4항에 있어서, 상기 녹방지처리가 녹방지 금속을 도포하는 단계를 포함하는 동박 건조방법.
제5항에 있어서, 상기 녹방지처리가 아연, 니켈, 주석, 크롬, 몰리브덴 및 코발트로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 녹방지 금속을 도포하는 단계를 포함하는 동박 건조방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 근적외선에 의한 상기 건조가 동박의 표면 또는 표면들의 온도가 100 ∼ 170℃가 되는 조건하에서 행해지는 동박 건조방법.
표면처리를 거친 동박을 건조시키는 동박 건조장치에 있어서,

건조실 및

상기 건조실 내에 배열된 근적외선 조사장치(照射裝置)

를 포함하며,

상기 건조실은 상기 동박이 연속적으로 통과하여 공급될 수 있도록 되어 있고,

상기 근적외선 조사장치는 상기 동박의 표면처리된 면에 대향하여 배열되어 상기 동박의 적어도 표면처리된 면에 근적외선을 조사하는

동박 건조장치.
제8항에 있어서, 상기 동박이 전해 동박인 동박 건조장치.
제8항에 있어서, 상기 동박의 표면이 제어된 건조온도를 가지도록 상기 근적외선 조사장치의 출력을 제어하는 수단을 추가로 포함하는 동박 건조장치.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 근적외선 조사장치는 이들 사이에 개재된 상기 동박과 서로 대면하도록 배열되고, 상기 장치에는 한쪽에 배열된 근적외선 조사장치 또는 양쪽에 배열된 근적외선 조사장치 중 어느 하나를 상기 건조실을 통하여 공급된 상기 동박의 표면상태에 따라 선택적으로 작동시키는 제어수단이 제공된 동박 건조장치.
제1항에 있어서, 상기 근적외선의 파장이 약 0.8 ∼ 2μm인 동박 건조방법.
제8항에 있어서, 상기 근적외선 조사장치가 약 0.8 ∼ 2μm의 파장을 가지는 근적외선을 공급하는 동박 건조장치.