KR20030044011A - 다층 금속 적층판 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

표면에 금속 박막을 형성한 금속판과 금속박을, 접착제를 사용하지 않고 접합하고, 소정의 두께를 갖는 접착제 없는 다층 금속 적층판 및 그 제조를 연속화한 방법을 제공한다. 이 방법은, 금속판을 금속판 풀기 릴에 설치하는 공정과, 금속박을 금속박 풀기 릴에 설치하는 공정과, 금속판을 금속판 풀기 릴로부터 풀고 금속판 표면을 활성화하여 금속판 표면에 제 1 금속 박막을 형성하는 공정과, 금속박을 금속박 풀기 릴로부터 풀고 금속박 표면을 활성화하여 금속판 표면에 제 2 금속 박막을 형성하는 공정과, 활성화한 제 1 금속 박막면과 제 2 금속 박막면을 압접하여, 금속판 표면에 형성된 제 1 금속 박막면이 금속박 표면에 형성된 제 2 금속 박막면과 접하도록 적층하는 공정을 포함한다.

Description

다층 금속 적층판 및 그 제조 방법 {MULTILAYERED METAL LAMINATE AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME}
종래, 금속판과 금속판을 적층한 금속판 적층체가 많이 제안되어 있다. 종래의 금속판 적층체의 용도는 주로 구조재였다.
최근, 금속판 적층체의 용도도 여러 방면으로 다양해져서, 에칭하여 미세한 형상을 형성하기 위한 용도에 사용되는 특수한 재료의 공급이 요망되고 있다.
에칭 용도의 재료에서는, 에칭으로 미세한 형상을 형성하기 위해, 에칭층 / 에칭 스톱층 / 에칭층과 같이, 에칭층과 에칭 스톱층을 번갈아 적층해야 한다.
종래, 이러한 에칭 스톱층의 형성은, 습식 도금 기술이나, 열간 압연ㆍ냉간 압연 후에 열확산 처리를 행하는 클래드 (clad) 기술 등으로 행해져 왔다.
그러나, 이러한 기술은 공정이 번잡해지고, 또한 미세하고 정밀도를 필요로 하는 금속판 적층체에는 적합하지 않다는 문제가 있다.
본 발명은, 금속판과 금속박을 접착제를 사용하지 않는 방법으로 적층한 다층 금속 적층판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
도 1 은 다층 금속 적층판의 단면도이다.
도 2 는 금속 박막 적층판의 단면도이다.
도 3 은 제조 방법을 나타내는 개략도이다.
도 4 는 제조 방법을 나타내는 개략도이다.
도 5 는 본 발명의 제조 방법을 나타내는 개략도이다.
본 발명의 제 1 과제는, 미리 진공 증착, 스퍼터링 등의 박막 형성 방법에의해 표면에 금속 박막을 형성한 금속판과, 소정 두께를 갖는 금속박을 접착제를 사용하지 않고 접합하여, 소정의 두께를 갖는 접착제 없는 다층 금속 적층판을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 제 2 과제는, 금속판상으로의 박막 형성과 금속박을 접합하는 다층 금속 적층판의 제조를 연속화한 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
발명의 개시
본 발명의 다층 금속 적층판은, 금속판 표면에 형성된 제 1 금속 박막면이, 금속박 표면에 형성된 제 2 금속 박막면과 접하도록 적층되어 있는 것을 특징으로 한다.
이러한 다층 금속 적층판은, 금속판이 동판이고, 제 1 금속 박막이 니켈이고, 금속박이 동박이고, 제 2 금속 박막이 니켈인 것이 바람직하다.
이러한 다층 금속 적층판은, 금속판 표면에 형성된 제 1 금속 박막면이, 금속박 표면과 접하도록 적층되어 있는 것이 바람직하다.
이러한 다층 금속 적층판은, 금속판이 동판이고, 제 1 금속 박막이 알루미늄이고, 금속박이 동박인 것이 바람직하다.
이러한 다층 금속 적층판은, 금속판이 스테인레스판이고, 제 1 금속 박막이 은이고, 금속박이 스테인레스인 것이 바람직하다.
본 발명의 다층 금속 적층판의 제조 방법은, 금속판을 금속판 풀기 릴에 설치하는 공정과, 금속박을 금속박 풀기 릴에 설치하는 공정과, 금속판을 금속판 풀기 릴로부터 풀고 금속판 표면을 활성화하여 금속판 표면에 제 1 금속 박막을 형성하는 공정과, 금속박을 금속박 풀기 릴로부터 풀고 금속박 표면을 활성화하여 금속판 표면에 제 2 금속 박막을 형성하는 공정과, 활성화한 제 1 금속 박막면과 제 2 금속 박막면을 압접하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다층 금속 적층판의 제조 방법은, 금속판을 금속판 풀기 릴에 설치하는 공정과, 금속박을 금속박 풀기 릴에 설치하는 공정과, 금속판을 금속판 풀기 릴로부터 풀고 금속판 표면을 활성화하여 금속판 표면에 제 1 금속 박막을 형성하는 공정과, 금속박을 금속박 풀기 릴로부터 풀고 금속박 표면을 활성화하는 공정과, 활성화한 제 1 금속 박막면과 금속박면을 압접하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
도 1 은 본 발명의 다층 금속 적층판의 단면 구조를 나타내는 개략도이다.
도 1 에서, 금속판 (22) 은 제 1 금속 박막 (24) 을 개재하여 금속박 (26) 에 적층되어 있다. 금속판 (22) 의 재질로서는, 금속판상에 박막 형성이 가능한 소재이면 특별히 그 종류는 한정되지 않는다. 본 발명의 다층 금속 적층판의 용도에 따라 적절히 선택하여 사용한다.
예컨대, 본 발명의 다층 금속 적층판이 실장용 프린트 기판 용도이면, 금속판의 소재로서는 동판, 티탄판, 스테인레스판, 알루미늄판 등이 바람직하게 적용된다.
금속판 (22) 의 두께는 용도에 따라 달라지지만, 실장용 프린트 기판 용도이면, 10 ∼ 200㎛ 가 바람직하게 적용된다. 25 ∼ 150㎛ 의 범위인 것이 더욱 바람직하게 적용된다.
제 1 또는 제 2 금속 박막 (23,24) 의 재질로서는, 기재 (base) 가 되는 금속판과의 밀착성이 양호한 재질의 것이면 특별히 그 종류는 한정되지 않는다.
예컨대, 금속판 (22) 이 동판이나 스테인레스판인 경우이면, 제 1 또는 제 2 금속 박막 (23,24) 으로서는 Fe, Ni, Cr, Pd, Zr, Co, Au, Ag, Sn, Cu, Al 등이 바람직하게 적용된다. 또한, 이들 금속을 복층으로 한 금속 박막이어도 좋다. 또한, 이들 금속의 합금도 박막으로서 적용된다.
두께는 용도에 따라 달라지지만, 실장용 프린트 기판 용도이면, 0.01 ∼ 1㎛ 가 바람직하게 적용된다. 0.1 ∼ 0.5㎛ 의 범위인 것이 더욱 바람직하게 적용된다.
금속박 (26) 의 재질로서는, 예컨대 동박, 니켈박, 알루미늄박, 철박 등의 단층박, 및 이들의 적층박 (클래드재), 합금박, 압연 박판 등을 적용할 수 있다. 또한, 이들 표면에 도금을 실시한 도금박 등의 적용도 가능하다. 두께는 용도에 따라 달라지지만, 예컨대 실장용 프린트 기판 용도이면, 3 ∼ 100㎛ 가 바람직하게 적용된다. 10 ∼ 35㎛ 의 범위가 더욱 바람직하게 적용된다.
또한, 본 발명의 다층 금속 적층판을 방열판 용도에 적용하는 경우에는, 전열성을 향상시키기 위해 조금 두꺼운 50 ∼ 1000㎛ 의 범위인 것이 바람직하게 적용된다.
다음에, 본 발명의 다층 금속 적층판의 제조 방법을 설명한다.
먼저, 제 1 제조 방법으로서는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 금속판 (22) 을 풀기 릴 (62) 에 설치하고, 그 금속판 (22) 의 표면을 다층 금속 적층판 제조 장치 (50) 중에 설치한 활성화 처리 장치 (70) 를 사용하여 활성화한다.
여기서 말하는 활성화란, 금속판상의 금속 박막 표면에 부착되어 있는 금속 산화물이나 먼지 흡착물, 오일 등의 이물을 제거하여 후공정에서의 금속박과의 밀착성을 향상시키기 위한 표면 처리를 말한다. 동일하게, 금속박 (26) 의 표면도 활성화 처리 장치 (80) 를 사용하여 활성화된다.
활성화 처리 장치 (70,80) 는 표면을 청정하게 할 수 있는 기구이면 바람직하게 채용할 수 있지만, 본 발명의 실시예에서는, 압접하고자 하는 재료의 각각의 접합면을 스퍼터 에칭 처리하는 장치를 적용한다.
즉, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 스퍼터 에칭 처리하여 활성화 처리하는 방법은, 본 출원인이 앞서 일본 공개 특허 공보 평1-224184호에 개시한 바와 같이, (1) 1 ×101×10－3Pa 의 극저압 불활성 가스 분위기 중에서, (2) 금속판 (22) 과 금속박 (26) 을 각각 어스 접지한 일방의 전극 A (72) 로 하고, 절연 지지된 다른전극 B (74) 와의 사이에 1 ∼ 50㎒ 의 교류를 인가하여 글로 (glow) 방전을 행하고, (3) 또한, 상기 글로 방전에 의해 발생된 플라즈마 중에 노출되는 전극 롤 (72,82) 의 면적 a 가 전극 (74,84) 의 면적 b 의 각각 1/3 이하이고, (4) 스퍼터 에칭 처리함으로써 행하는 것이, 고속으로 표면 활성화할 수 있으므로 바람직하다. 상기와 같은 구조로 함으로써, 이온 충격은 피에칭재인 전극 A 측에서 우선적으로 일어나고, 전극 B 측에서 일어나는 경우는 거의 없다.
또, 표면 활성화 처리는 고속으로 표면 활성화가 얻어지는 이온 건 등을 이용하여 행할 수도 있다.
다음에, 상기 금속판 (22) 의 표면에 제 1 금속 박막 (24) 을 형성하고, 금속박 (26) 의 표면에 제 2 금속 박막 (23) 을 형성하는 방법을 설명한다.
따라서, 금속판 (22) 에 제 1 금속 박막 (24) 을 형성하는 박막 형성 유닛 (90) 을 진공 용기 (52) 내에, 활성화 처리 장치 (70) 의 후공정에 설치한다.
즉, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 상기 어스 접지한 일방의 전극 A (전극 롤 (72)) 와, 절연 지지된 다른 전극 B (76) 와의 사이에, 1 ∼ 50㎒ 의 교류를 인가하여 글로 방전을 행하게 한다.
이 경우, 글로 방전에 의해 발생한 플라즈마 중에 노출되는 전극 롤 (72) 의 면적 a 를 전극 (76) 의 면적 b 의 3 배 이상으로 함으로써, 금속판 (22) 의 표면은 에칭 처리되지 않고, 표면에 제 1 금속 박막 (24) 이 형성된다.
즉, 박막 형성을 행하는 스퍼터 유닛은, 활성화 처리의 경우와 전극 a 와 전극 b 가 대항하는 면적비를 반대로 한다. 그럼으로써 타겟측에 이온 충격을 부여할 수 있고, 금속판상에 박막이 형성된다.
본 발명에서 사용하는 박막 형성 유닛 (90) 의 일례로서 사용하는 스퍼터 유닛을 도 4 를 이용하여 설명한다.
스퍼터 유닛 (90) 은, 전기적으로 플로팅된 타겟 전극 (94) 과, 어스 접지된 수냉의 전극 롤 (72) 과의 조합으로 구성된다. 타겟 전극 (94) 에는 제 1 금속 박막 (24) 을 형성하는 타겟 (92) 이 설치되고, 또한, 마그넷 (98) 을 설치하여 자장에 의해 스퍼터링의 효율을 향상시키고 있다. 또한, 타겟 (92) 의 이상 가열을 방지하기 위해, 타겟 전극 (94) 을 수냉할 수 있도록 하고 있다.
스퍼터 처리를 행하는 경우에는, 1 ×10－3Pa 이하로 유지한 후, 진공 용기 (52) 내에 아르곤, 네온, 크세논, 크립톤 등의 불활성 가스 이외에, 산소 등의 가스를 도입하여, 1 ×101∼ 1 ×10－3Pa 정도의 가스 분위기로 한다.
그 후, 타겟 전극 (94) 에 고주파 전원 (96) 을 부하함으로써, 타겟 전극 (94) 과 전극 롤 (72) 사이에 플라즈마를 발생시켜, 타겟 (92) 에 이온 충격을 부여한다.
그럼으로써 방출된 타겟 원자를, 금속판 (22) 상에 제 1 금속 박막 (24) 을 형성한다.
마찬가지로, 적층하는 금속박 (26) 에 대해서도, 활성화 처리 장치 (80) 를 이용하여 활성화 처리를 행하고, 상기 박막 형성 유닛 (90) 과 동일한 박막 형성 유닛 (95) 을 이용하여, 금속박 (26) 의 표면에 제 2 금속 박막 (23) 을 형성한다.
또한, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 전극 (76) 을 복수개 설치하고 박막 형성 유닛 (91) 을 복수대 나열함으로써, 제 2 금속 박막 (23) 을 다층화할 수도 있다. 이러한 금속 박막은 같은 종류여도 되고, 다른 종류여도 된다. 또한, 이 같이 전극 (76) 을 다수 설치해도, 이 전극의 전원을 꺼 둠으로써, 금속 박막을 전혀 형성시키지 않도록 할 수도 있다. 또한, 몇 대의 전원을 꺼 둠으로써, 임의의 층수의 박막을 형성할 수도 있다.
제 1 및 제 2 금속 박막의 형성 방법으로서는, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 진공 증착법 등의 공지된 방법 (일본 공개 특허 공보 평8-231717호 참조) 을 이용할 수 있다.
또한, 금속판 (22) 이나 금속박 (26) 의 표면을 조면화해 두면 금속 박막과의 밀착 강도가 향상되어 바람직하다.
다음에, 상기 활성화 처리면 끼리를 겹쳐, 압접 유닛 (60) 에 의해 압접함으로써 접합시켜, 다층 금속 적층판 (20) 을 동일 진공 용기내에서 일 공정으로 제조한다.
압접은 금속박이나 금속 박막을 손상시키지 않는 경압접이 바람직하다. 예컨대 압하율로 수치화하면, 0.1 ∼ 10% 정도로 하는 것이 바람직하다.
실시예
이하, 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
(실시예 1)
금속판으로서 100㎛ 두께의 동판을 사용하였다. 또한, 금속박으로서 18㎛ 두께의 동박을 사용하였다.
① 활성화 처리
금속판 풀기 릴 (62) 로부터 풀려나온 동판 (22), 및 금속박 풀기 릴 (64) 로부터 풀려나온 동박 (26) 은, 진공 용기 (52) 내의 수냉의 전극 롤 (72,82) 에 각각 감고, 활성화 처리 유닛 (70) 내에서 스퍼터 에칭법에 의해 활성화 처리하였다.
② 금속 박막 형성
동판 (22) 을 활성화 처리한 후에, 수냉의 전극 롤 (72) 에 감은 채로 스퍼터 유닛 (90) 에 보내어, 금속 박막 (24) 으로서 0.2㎛ 두께의 니켈 박막을 형성하였다.
또한, 동박 (26) 을 활성화 처리한 후에, 수냉의 전극 롤 (82) 에 감은 채로 스퍼터 유닛 (95) 에 보내어, 금속 박막 (23) 으로서 0.2㎛ 두께의 니켈 박막을 형성하였다.
③ 압접
표면에 니켈의 금속 박막 (24) 이 형성된 동판 (22) 과, 표면에 니켈의 금속 박막 (23) 이 형성된 동박 (26) 의 접합면 끼리를 겹쳐, 0.5% 정도의 저압하율로 냉간 압접하고, 동판, 니켈 박막, 니켈 박막, 동박의 4 층으로 이루어지는 다층 금속 적층판을 제조하였다.
(실시예 2)
금속판으로서 100㎛ 두께의 동판을 사용하였다. 또한, 금속박으로서 35㎛ 두께의 동박을 사용하였다.
① 활성화 처리
금속판 풀기 릴 (62) 로부터 풀려나온 동판 (22), 및 금속박 풀기 릴 (64) 로부터 풀려나온 동박 (26) 은, 진공 용기 (52) 내의 수냉의 전극 롤 (72,82) 에 각각 감고, 활성화 처리 유닛 (70) 내에서 스퍼터 에칭법에 의해 활성화 처리하였다.
② 금속 박막 형성
동판 (22) 을 활성화 처리한 후에, 수냉의 전극 롤 (72) 에 감은 채로 스퍼터 유닛 (90) 에 보내어, 금속 박막 (24) 으로서 0.5㎛ 두께의 알루미늄 박막을 형성하였다.
또한, 동박 (26) 을 활성화 처리한 후에, 수냉의 전극 롤 (82) 에 감은 채로 스퍼터 유닛 (95) 을 통과시켰으나, 전원을 꺼서, 금속 박막은 형성하지 않았다.
③ 압접
표면에 알루미늄 박막의 금속 박막 (24) 이 형성된 동판 (22) 과, 표면의 활성화 처리를 행한 동박 (26) 의 접합면 끼리를 겹쳐, 0.5% 정도의 저압하율로 냉간 압접하고, 동판, 알루미늄 박막, 동박의 3 층으로 이루어지는 다층 금속 적층판을 제조하였다.
본 발명의 다층 금속 적층판은, 접착제를 사용하지 않고 진공 용기내에서 압접한 것이므로, 금속박과 금속판을 균일한 두께로 제조할 수 있다.
또한, 일 공정으로, 표면 활성화 처리, 금속 박막 형성, 압접을 행하므로, 다층 금속 적층판을 용이하게 얻을 수 있다. 또한, 표면 활성화 처리와 금속 박막 형성을 동일한 전극 롤에 대하여 행하므로, 장치를 컴팩트하게 할 수 있다.

Claims (7)

  1. 금속판 표면에 형성된 제 1 금속 박막면이, 금속박 표면에 형성된 제 2 금속 박막면과 접하도록 적층되어 있는 다층 금속 적층판.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 금속판이 동판이고, 상기 제 1 금속 박막이 니켈이고, 상기 금속박이 동박이고, 상기 제 2 금속 박막이 니켈인 다층 금속 적층판.
  3. 금속판 표면에 형성된 제 1 금속 박막면이, 금속박 표면과 접하도록 적층되어 있는 다층 금속 적층판.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 금속판이 동판이고, 상기 제 1 금속 박막이 알루미늄이고, 상기 금속박이 동박인 다층 금속 적층판.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 금속판이 스테인레스판이고, 상기 제 1 금속 박막이 은이고, 상기 금속박이 스테인레스인 다층 금속 적층판.
  6. 금속판을 금속판 풀기 릴에 설치하는 공정과,
    금속박을 금속박 풀기 릴에 설치하는 공정과,
    상기 금속판을 금속판 풀기 릴로부터 풀고 금속판 표면을 활성화하여 금속판표면에 제 1 금속 박막을 형성하는 공정과,
    상기 금속박을 금속박 풀기 릴로부터 풀고 금속박 표면을 활성화하여 금속판 표면에 제 2 금속 박막을 형성하는 공정과,
    상기 활성화한 제 1 금속 박막면과 제 2 금속 박막면을 압접하는 공정을 갖는 다층 금속 적층판의 제조 방법.
  7. 금속판을 금속판 풀기 릴에 설치하는 공정과,
    금속박을 금속박 풀기 릴에 설치하는 공정과,
    상기 금속판을 금속판 풀기 릴로부터 풀고 금속판 표면을 활성화하여 금속판 표면에 제 1 금속 박막을 형성하는 공정과,
    상기 금속박을 금속박 풀기 릴로부터 풀고 금속박 표면을 활성화하는 공정과,
    상기 활성화한 제 1 금속 박막면과 금속박면을 압접하는 공정을 갖는 다층 금속 적층판의 제조 방법.
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