KR20040017298A - 칩온 필름용 플렉시블 프린트배선판 - Google Patents

Abstract

고광투과율(高光透過率)을 가지는 절연층을 구비하고, 밀착강도나 내(耐) 마이그레이션(Migration)성이 우수하고, 칩온 필름(Chip-On-Film; 이하 COF라고 한다)에 알맞은 플렉시블 프린트배선판을 제공하는 것이다. 전해동박에 의한 도체층을 적층한 절연층을 가지고, 상기 도체층을 에칭하여 회로형성했을 때의 에칭영역에 있어서의 절연층의 광투과율이 50％이상인 COF용 플렉시블 프린트배선판에 있어서, 상기 전해동박은, 절연층에 접착되는 접착면에 니켈―아연합금에 의한 방청처리층을 구비, 상기 접착면의 표면거칠기(Rz)는 0.05 ∼ 1.5㎛임과 동시에 입사각 60°에 있어서 경면광택도가 250이상인 것으로 하였다.

Description

칩온 필름용 플렉시블 프린트배선판{FLEXIBLE PRINTED WIRING BOARD FOR CHIP-ON-FILM}

최근, 전자기기산업의 발전에 따라, IC, LSI 등의 전자부품을 설치하는 플렉시블 프린트배선판의 요구가 급격하게 증가하고 있다. 그리고, 그 전자기기 자체의 다운사이징(Downsizing)화, 즉 소형경량화, 고기능은 현저하게 진전되고 있다.그 때문에, 이들 전자부품등을 설치하는 방법으로서, TAB(,Tape Automated Bonding)테이프, T-BGA(Ball Grid Array)테이프, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 테이프 등의 플렉시블 필름 캐리어 테이프를 사용한 설치방식이 채용되고 있다. 특히, 퍼스널 컴퓨터, 휴대전화와 같은 액정표시 디스플레이를 가지는 전자기기에 있어서는, 고세밀화, 박형화(薄型化) 등의 진전은 굉장하고, 종래로는 실현되지 않는 파인피치(Fine-pitch) 회로를 형성한 플렉시블 프린트배선판이 요구되고 있고, 또한 IC등을 설치하는 방법의 확립이 급선무로 되고 있다.

상기와 같은 전자기기의 다운사이징화에 대응하기 위하여는, 협소한 스페이스에 IC등의 설치를 가능하게 하는 기술이 필요하게 되지만, 최근 착안되고 있는 기술로서, 소위 칩온 필름(Chip On Film, 이하 COF라고 한다)이라고 불리는 설치 방식이 있다. 이 COF에는, 도체회로를 형성하는 도전성재료인 동박(銅箔)(도체층)등과, 폴리이미드등의 절연재로부터 이루어지는 필름(절연층)을 적층한 것이 사용되고, 이 적층필름(이하, 플렉시블 적층판이라고 한다)에 에칭처리를 실시하고 도체회로를 형성하여 플렉시블 프린트배선판으로 하고 이것에 직접 IC칩을 탑재 하는 설치(COF)를 하는 것이다.

이 COF에 사용되는 플렉시블 프린트배선판은, 종래의 TAB 테이프와 같은 디바이스 홀이 없고, 필름이 지지되고 있지 않는 도체회로부분에 상당하는 인너리드(Inner Lead)가 존재하지 않는다. 즉, 도체회로(인너리드 라도)는 반드시 필름이 지지한 상태로 되어 있으므로, TAB 테이프의 인너리드에 상응하는 도체회로의 라인스페이스(Line Space)를 더욱 파인(Fine)화하는 것이 가능해진다. 왜냐하면, 필름의 지지가 있기 때문에 도체회로를 파인화 하여도, 본딩(Bonding)시에 요구되는 도체회로 강도를 확보할 수 있기 때문이다.

그런데, 이 COF용의 플렉시블 프린트배선판에 디바이스 홀(Divice Hole)이 없는 것으로부터 IC등의 설치시에 있어서의 위치결정은, 한 방향으로부터 도체회로 패턴에 빛을 보내고, 반대측 필름의 투과광을 확인하고, 도체회로 패턴형상을 직접 인식하는 것에 의하여 행하여지고 있다. 이 투과광에 의한 위치결정법은, 종래부터 사용되고 있는 TAB 테이프용 설치기계에 적용할 수 있기 때문에, COF전용 칩 본더(Chip Bonder)와 같은 고액의 기기를 사용할 필요도 없어져, 널리 채용되는 경향에 있다. 이러한 점에서 COF용의 플렉시블 프린트배선판에 대하여는, 위치결정패턴을 정확하게 인식할 수 있는 정도의 광투과율을 가지는 것이 요구되고 있다.

이 COF에 사용되어지는 플렉시블 프린트배선판으로서는, 폴리이미드 수지등의 필름(절연층)표면에 니켈등의 금속 시드(Seed)층을 형성하고, 그 금속 시드층에 도체가 되는 동을 도금 등을 하여 형성하는 방법에서 얻을 수 있는 2층 타입의 것이 알려져 있다. 소위 다이렉트(Direct) 메탈라이즈법이라고 불리는 이 방법에서 얻을 수 있은 플렉시블 프린트배선판은, 폴리이미드 수지등에 의해 구성되는 절연층이 비교적 투명한 상태에서 마무리되어 광투과율도 높기 때문에, IC 설치시의 위치맞춤은 용이하게 행할 수 있지만, 형성된 도체회로와 절연층과의 밀착성(필(Peel) 강도)이 낮은 것이나 마이그레이션(Migration)을 일으키기기 쉬운 경향이 있는 것이 지적되고 있다.

또한, 그 밖의 플렉시블 프린트배선판으로서는, 도체가 되는 동박등의 표면에 절연층으로서의 폴리이미드 수지등을 도포하는 캐스팅(Casting)법이나, 도체회로형성을 하기 위한 도체층으로서, 동박을 폴리이미드 수지등의 필름에 부착하여, 가장 일반적인 라미네이트법에 의해 제조할 수 있는 것이 알려지고 있다. 이 캐스팅법이나 라미네이트법에 의해 얻어진 플렉시블 프린트배선판은, 다이렉트 메탈라이즈법에 비교하면 절연층과 도체층과의 밀착성이 우수하고, 내(耐) 마이그레이션성도 양호하다. 그러나, 도체층인 동박을 에칭제거한 부분의 절연층은, 동박접착면의 리플리커(Replica)가 되기 때문에, 광을 산란하는 경향이 있고, IC 설치시에 투과광에 의한 위치결정을 행할 수 없을 경우가 있었다.

그 때문에, 캐스팅법이나 라미네이트법에 의한 플렉시블 프린트배선판을 COF에 사용할 경우, 도체회로형성의 에칭처리에 부가하고, 별도 레이저가공 등을 하는 것으로, 폴리이미드 수지등의 절연층에 위치결정용 구멍을 설치하여 대응하는 것이 할 수 밖에 없었던 것이 현상이었다.

이러한 문제에 대하여, 본 출원인은 COF용도에 알맞은 적층필름 및 필름 캐리어 테이프를 제안하고 있다 (예컨대, 특허문헌1 일본특개 2003-23046호 공보참조). 상기 적층필름은, 도체층과 절연층이 적층된 구조로 되어 있고, 이 도체층을 에칭한 영역의 절연층의 광투과율이 50％이상인 것을 특징으로 한다. 그리고, 이러한 적층필름의 도체층을 형성하는 동박은, 그 접착면의 표면거칠기를 O.1 ∼ 1.8㎛로 함으로써 고광투과율(高光透過率)의 적층필름을 실현하는 것으로 하였다. 이러한 적층필름 및 필름 캐리어 테이프는, IC등의 설치시에 있어서의 위치결정을 양호하게 행할 수 있는 것이다.

그러나, 접착면의 표면거칠기를 작게 한 동박을 사용했을 경우, 도체층과 절연층의 밀착성, 즉 도체회로의 필(Peel) 강도가 낮아지는 것은 피할 수 없고, 절연층을 구성하는 수지의 종류나, 동박의 접착면에 있어서의, 표면거칠기를 포함하는 표면처리법등을 여러가지 검토한 후에, 원하는 필 강도를 구비하는 적층필름을 제조할 필요가 있다. 또한, 동박의 접착면에 있어서의 표면거칠기를 제어하는 것에 의해, 적층필름의 광투과율은 어느 정도의 컨트롤은 할 수 있지만, 소정의 광투과율을 가지고, 또한 밀착성도 양호한 적층필름으로 실현하기 위하여, 전해동박의 접착면을 어떠한 파라미터(Parameter)에 의해 품질관리하면 좋을지에 대해서는, 충분하게 아는 사실이 없고, 조기의 해명이 요구되고 있는 것이 현상이다.

본 발명은, 이상과 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 플렉시블 프린트배선판을 구성할 때의 절연층의 고광투과율을 실현할 수 있음과 동시에, 도체층과 절연층과의 밀착성 및 내 마이그레이션 특성이 우수한 COF에 알맞은 플렉시블 프린트배선판을 제공 하는 것이다.

본 발명은, 플렉시블 프린트배선판에 관한 것이며, 특히, 칩온 필름(CHIP-ON FILM) 타입에 알맞은 플렉시블 프린트배선판에 관한 것이다.

도 1은, 금속박전해 제조장치의 부분확대 사시도이다.

도 2는, 실시예 1의 동박접착면의 SEM 관찰사진이다.

도 3은, 실시예 1의 동박접착면의 레이저 현미경의 관찰결과를 나타내는 사진이다.

[발명을 실시하기 위한 최적의 형태]

이하, 본 발명에 알맞은 실시예에 대하여 설명한다.

실시형태 1: 우선, 상기 실시예 1에서는, 본 발명의 플렉시블 프린트배선판에 사용하는 전해동박의 제조로부터 설명을 한다. 전해동박의 제조는, 종래부터 알려져 있는 드럼모양 회전음극을 사용한 전해동박 제조장치로 그 단면개략을 도 1에 도시했다. 전해동박 제조장치(1)는, 동을 전착시키는 티타늄제의 드럼모양 회전음극(2, 직경3m, 폭 1.35m)와, 회전음극(2)의 원주면 형상에 따라 대향 배치하였다, DSA로 불리는 불용성양극(3)을 구비하고 있다. 상기 회전음극(2)과 양극(3)은, 도시하지 않은 급전장치와 접속되어있다. 드럼모양 회전음극(2)은 그 용적의 거의 반이 전해액에 침지 하도록 되고, 양극(3)은 2분할로, 그 분할된 양극(3) 사이에, 회전음극(2) 아래쪽으로부터 전해액을 공급하기 위한 전해액공급구(4)를 가지는 전해액 공급수단(5)이 설치되어져 있다. 이 전해액 공급구(4)로부터 회전음극(2)을 향해서 황산동전해액을 공급하면, 도 1의 파선으로 나타내는 바와 같이, 전해액은 회전음극(2) 원주면 형상에 따라 상승하도록 유동하고, 전해조(7)에 오버플로우(Over flow)한다. 회전음극(2) 원주면에 전석한 동박(6)은, 회전음극(2)으로부터 박리되어, 가이드 롤(8)을 개재하여 권취롤(9)에 감기도록 된 것이다. 전해동박의 제조조건은, 표 1에 나타내는 대로이다.

[표1]

또한, 티타늄제의 드럼모양 회전음극의 원주면은, PVA(폴리비닐아세탈)

제 숫돌을 사용하여 연마처리를 하고, 상기한 전해동박 제조장치에 장착한 후,

산화 알루미늄을 숫돌입자로 하는 2500번의 버프(Buff)를 사용하여 버프연마처리를 실시하고, 원주면의 표면거칠기가 Rz O.05 ∼ 1.5㎛의 범위내가 되도록 연마처리를 하였다. 그 후, 표 1의 조건으로 전해동박의 제조를 하였다. 본 실시예에 사용한 전해동박은, VLP 타입(Very Low Profile Type, 조면측 표면거칠기 Rz 1.5 ∼ 5.0 ) 으로 불리는 것으로, 두께 12㎛으로서 제조했다.

상기 바와 같이 하여 전해동박을 3 로트(Lot) 준비하고, 그 광택면에 대하여 방청처리로서, 니켈―아연합금 도금처리, 크로메이트처리, 실런커플링제 처리의 순으로 처리를 하고, 본 실시 형태의 플렉시블 프린트배선판용 전해동박을 제조했다. 그 표면처리 조건은 표 2에 나타내는 대로이다. 또한, 이것들의 처리는 롤 모양이 된 전해동박이 1 방향으로부터 풀려나와, 가이드 롤을 개재하여 차례로 각 처리조에 안내되어서 각 표면처리가 실시되게 되어 있고, 최종적으로 건조처리를 거쳐서 롤 모양으로 권취되게 되고 있다, 일반적으로 알려진 표면처리기(도시 생략)를 사용하여 행하였다.

[표 2]

3 로트의 전해동박에 대하여, 그 광택면에 표 2의 조건으로 표면처리를 실시하고, 3 로트의 플렉시블 프린트배선판용 전해동박을 제작했다(실시예 1∼ 3). 또한, 비교를 위하여, 본 출원인이 이미 초(超) 파인(Fine) 패턴용도로서 제안하고 있는 버프 연마처리 동박을 2로트 준비하였다(비교예 1, 2). 상기 버프(Buff) 연마처리 동박과는, 전해동박의 거친면을 버프에 의해 물리연마하고, 거친표면측의 요철을 소멸시켜, 상기 버프 연마조면에 구상처리, 방청처리(니켈―아연도금, 크로메이트처리), 실런커플링제 처리를 한 것이다 (상세에 대해서는, 일본특개평9-195096호 공보참조). 상기 비교예의 버프 연마처리 동박은, 초 파인 패턴용도로서 개발된 것으로, 리지드의 프린트배선판이나 TAB 테이프등의 용도에 알맞은 동박으로서 사용되고 있는 것이다. 한편, 상기 비교예에 사용한 전해동박은, 상기 한 전해조건(단, 드럼모양 회전음극 원주면의 표면거칠기는 다르다)에서 제조한 VLP 타입으로, 두께는 버프연마 마무리로 15㎛이 되도록 한 것이다.

실시예 1 ∼ 3, 비교예 1, 2에 관하여, 그 접착면측의 표면거칠기, 방청처리의 각 눈대중량을 측정한 결과에 대해서 설명한다. 표면거칠기는, JIS B O601에 준거하여 행하고, 10점 평균거칠기(Rz)로서 산출하였다. 또한, 방청처리에 관한 눈대중량 측정은, 소정면적의 샘플을 잘라내어, 샘플의 표면을 용해한 용액을 제작하여, 그 용액을 ICP에 의해 흡광도분석하여 용액중의 Ni, Zn등의 농도를 구하고, 단위면적당의 각 눈대중량을 산출한 것이다. 표 3에 측정결과를 나타낸다.

[표 3]

여기에서, 각 동박의 접착면측의 경면광택도와, 광투과율을 측정한 결과에대하여 설명한다. 경면광택도는, 핸디그로스메터(Handy Gloss meter) PG-1M(Nippon Denshoku(주) 제품)에 의해 측정하고, 입사각 60°, 20°시의 값을 채용하였다. 또한, 광투과율은, 시판인 폴리이미드 바니쉬(신일본 이화사제품, Rikacoat SN-20)를 각 동박에 도포하여 가열하는 것에 의해, 두께40㎛의 폴리이미드에 의한 절연층을 형성한 적층필름을 제작하고, 이 적층필름에 대하여 에칭함으로써 부분적으로 동박을 제거하고, 그 제거부에 광원을 대어 흡광광도계에 의해 측정하였다. 측정 파장은 400 ∼ 800nm으로서, 600nm의 파장에서의 광투과율을 대표값으로 하였다. 이 결과를 표 3에 나타낸다.

경면광택도는, 전해동박 제조시에 생기는 드럼모양 회전음극의 원주방향에 대응하는 방향(MD)과, 드럼모양 회전음극의 폭방향에 대응하는 방향(TD)과의 2방향으로 나누어서 측정을 하였다. 그 결과, 실시예 1 ∼ 3의 접착면에서는, 매우 높은 경면광택도 값을 가지는 것을 확인할 수 있고, 그것에 대응하도록 광투과율도 50％이상인 것을 판명하였다. 한편, 비교예의 접착면에서는, 구상처리가 실시되어 있는 관계상 경면광택도는 매우 작은 값 이었다. 그리고, 광투과율에 대하여도 50％미만이라고 하는 결과가 되고, 위치결정하기 위해서 필요하다고 생각되는 광투과율을 얻을 수 없었다. 여기에서, 참고를 위하여 비교예 1 및 2의 비접착면측의 경면광택도를 측정한 결과를 표 4에 나타낸다.

[표 4]

상기 표 4에서 도시하는 비교예 1, 2의 비접착면과는 전해동박의 광택면측에 상당하지만, 비교예의 전해동박 제조시의 회전음극 원주면에 있어서 표면거칠기는 1.5 ∼ 2.0㎛ 정도이며, 연마줄무늬를 약간 볼 수 있었다. 비교예의 경면광택도가 매우 작은 값으로 된 명확한 이유는 불분명하지만, 단지 표면거칠기 값이 작기 때문이라고 하여 경면광택도가 커진다고는 할 수 없는 것이 예상되었다.

다음으로, 상기 실시예 1에 관한 플렉시블 프린트배선판용 전해동박의 접착

면의 관찰결과에 대하여 설명한다. 도 2에는, 실시예 1의 동박접착면을 SEM관찰

한 사진을 나타내고 있다. 도 2(a)가 배율 100 (b)가 배율 2000이다. 이것을 보면 알 수 있는 바와 같이, 접착면은 매우 평활한 상태이고, 연마줄무늬도 매우 작은 것을 알았다.

또한, 도 3에는, 레이저 현미경에 의해 실시예 1의 동박접착면을 스캐닝하고, 그 프로파일을 관찰한 것이다. 도 3중, 흰선으로 나타낸 것이, 동박의 TD 방향에 레이저를 스캐닝하여 얻어진 접착면 표면 프로파일(800배)이다. 이것을 보면 알수 있는 바와 같이, 실시예 1의 접착면은, 표면거칠기 값이 작은 동시 그 요철상태도 매우 작고 균등적으로 되어 있는 것이 확인되었다.

실시형태 2: 상기 실시예 2에서는, 전해동박의 종류 및 그 표면처리, 특히 구상처리의 유무에 의한, 그 접착면의 경면광택도와 광투과율에 대하여 검토한 결과를 설명한다. 표 5에 각종 전해동박과 그 경면광택도 및 광투과율에 대하여 측정한 결과를 나타낸다.

[표 5]

표 5에는, 비교로서 사용한 샘플을 비교예 A-1 ∼ 6으로서 기재하고 있다. 구체적으로는, 비교예 A-1의 통상박과는, 동박 JIS규격의 그레이드 Ⅲ에 해당하는 전해동박이며, 그 거친면은 요철형상을 하고 있고, 그 볼록부에 미세동입자의 구상처리를 실시한 것이다(두께 18㎛). 비교예 A-2의 저조도 박(箔)이란, 실시예 1에서 설명한 VLP 타입(베리로프로파일타입, 거친면측 표면거칠기 Rz 1.5 ∼ 5.0㎛)이라고 불리는 전해동박이다(두께 12㎛). 단, 여기에서의 저조도 박은, 티타늄제의 드럼모양 회전음극의 원주면을 PVA제 숫돌을 사용하여 연마처리를 하고, 상기 한 전해동박 제조장치에 장착후, 1산화 알루미늄을 숫돌입자로 하는 1500번의 버프를 사용하여 버프 연마처리를 실시하고, 원주면의 표면거칠기가 Rz 1.6 ∼ 1.8㎛의 범위내가 되도록 연마처리하고, 상기 표 1에 기재한 전해조건으로 제조된 것을 사용하고 있다. 이 저조도 박의 거친면측에 구상처리를 한 것이 비교예 A-2, 광택면측에 구상처리를 한 것이 비교예 A-3, A-4이다. 여기서 A-1 ∼ A-3의 구상처리는, 이하에 도시하는 열처리도금후 피복도금을 한다고 하는 일반적인 처리 조건이다.

또한, A-4의 구상처리는, 상기처리 조건 중, 첨가제로서 비소(As)를 열처리도금액에 1g/L 함유시킨 것을 사용하여 열처리도금처리(다른 열처리도금처리 조건은 같음)을 한 후, A-1과 같은 농도의 피복도금액(다른 피복도금 처리조건은 같음)을 사용하여 피복도금을 한 것이다. 상기 A-4의 구상처리는, 일반적인 구상처리 조건에서 형성되는 동입자(1 ∼ 2㎛)보다도 더욱 미세한 동입자(0.1 ∼ 1㎛)를 구상(球狀)으로 하여 전착된 것으로 되어 있다.

그리고, 비교예 A-5는, 저조도 박의 광택면에 구상처리하는 경우없이, 방청처리를 실시한 것이다. 또한, 비교예 A-6은, 소위 다이렉트메탈라이즈라이즈법에 의한 것으로, 폴리이미드 필름(토레이-듀퐁주식회사, 캡톤 EN, 두께 : 38㎛m)의 일면에, 증착법에 의해 Cr-Ni피막(70Å)을 형성하고, 그 증착 피막 위에 동 도금처리를 하는 것으로 동을 도체층(8㎛)으로서 형성한 것이다. 더욱이, 실시예 A-1은 상기 실시형태 1에서 사용한 실시예 3이다. 또한, 비교예 A-1 ∼ 5의 방청처리는, 표 3에 나타낸 실시예 A-1과 같은 처리를 하고 있다. 광투과율은, 비교예 A-1 ∼ 5, 실시예 A-1에 대하여는, 실시형태 1과 마찬가지로 시판인 폴리이미드 바니쉬(신일본 이화사제품 Rikacoat SN-20)를 각 동박에 도포하여 가열하는 것에 의해, 두께 40㎛의 폴리이미드층을 형성한 적층필름을 작성하여 측정을 하였다. 표면거칠기, 광투과율의 측정에 관해서는 상기 실시형태 1과 마찬가지이기 때문에, 생략한다.

표 5를 보면 알수 있는 바와 같이, 접착면에 구상처리를 실시한 것에 대하여는, 표면거칠기 값은 크고, 경면광택도 값(입사각 60°)이 작아져, 당연히, 광투과율도 매우 낮은 것으로 되어 있다. 또한, 접착면으로서 구상처리를 실시하지 않고 있는 광택면을 사용할 경우에 있어서도, 그 표면거칠기 값이 1.6㎛이 되면, 입사각60°의 경면광택도 값도 그다지 크지 않고, 결과적으로 광투과율도 실용상 만족할 수 있는 레벨이라고는 말할 수 없었다. 한편, 다이렉트메탈라이즈라이즈법의 비교예 A-6의 경우, 증착막에 동 도금처리를 한 것으므로, 당연히 광투과율은 높은 결과이었다. 그리고, 실시 예A-1의 경우에 대해서는, 표면거칠기는 0.8㎛으로 작고 또한 경면광택도(입사각 60°)가 300이상 이고, 그것에 대응하여 광투과율이높게 되는 것이 밝혀졌다.

실시형태 3: 마지막으로, 전해동박의 접착면에 있어서 방청처리에 관하여, 플렉시블 프린트배선판을 구성했을 때의 밀착성 및 내 마이그레이션 특성을 조사한 결과에 대해서 설명한다.

상기 실시형태 3의 밀착 특성조사는, 상기 실시형태 1의 실시예3과 같은 전해동박을 사용하고, 표 6에 도시하는 각 방청처리를 실시한 것을 준비하여 행하였다.

[표 6]

표 6에 나타낸바와 같이, 실시예3의 전해동박에 대하여, 각종의 방청처리를 실시하고, 전해 크로메이트처리(크롬산1.0g/L용액사용)후, 표 6중 a ∼ e의 5종류의 실런커플링제 처리를 각각 하였다. 방청처리의 각 조건은 다음과 같다.

비교예 B-12, 실시예 B-1의 방청처리조건은 상기 실시형태 1의 표 2와 마찬가지이다. 또한, 실런커플링처리는 a ∼ e의 각종 실런커플링제(5g/L)용액을 제조하였다. 또한, 표 6의 표면처리를 실시한 전해동박의 전부에 대하여, 그 접착면의 표면거칠기는 Rz 로 0.8㎛이다.

밀착성의 평가는, 상술한 바와 같은 표면처리를 실시한 후, 각 전해동박에 시판인 폴리이미드 바니쉬(신일본 이화사제품 리카코트 SN-20)을 도포하여 가열하는 것에 의해, 두께 40㎛의 폴리이미드층(절연층)을 형성한 적층필름을 제작하고, 각 필 강도의 측정에 의해 행하였다. 필 강도의 측정은, JIS-C-6481에 준거한 것으로, 상태와, 150℃에서 50시간의 열처리를 행한 열후에 있어서 행하였다. 또한, 블랙크닝(Blackening)평가로서, A 프로세스 건욕액(建浴液, Vat solution ; Meltex Inc.제품)을 사용하여 도체층을 알칼리에칭한 때에, 에칭의 절연층의 표면상태를 관찰하는 것에 의해 행하였다. 또한, 광투과율에 있어서는 상기한 방법과 마찬가지이므로 설명을 생략한다.

표 6에 나타낸 바와 같이, 본 실시예 B-1에서는 필 강도값이 매우 높고, 실용상 문제 없다는 것을 알 수 있다. 또한, 방청처리로서, Zn, Sn, Ni, Co를 단독으로 처리하였을 경우 및, Zn-Ni-Co의 3원계의 방청처리를 하였을 경우는, 실런커플링제가 같아도, Zn-Ni의 2원계의 방청처리보다도 낮은 필 강도를 나타내는 것을 판명하였다. 더욱이, 실런커플링제의 아미노 관능성실런은, 다른 실런커플링제(a, b, d, e)에 비교하여, 필 강도를 높게 하는 경향이 확인되었다. 이 아미노 관능성실런이 다른 것보다도, 필 강도를 높게 하는 이유는, 각 실런커플링제의 구조식을 고려하면, 각 구조식에 있어서의 실런사슬의 부피 큼등이 관계되고 있지 않을까라고 추측된다.

[산업상의 이용 가능성]

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 플렉시블 프린트배선판에 의하면 그 플렉시블 프린트배선판을 구성하는 절연층의 광투과율이 50％이상이 되므로, IC설치시의 위치맞춤이 정확(精確)하게 하는 것이 가능해지고, 도체층과 절연층과의 밀착성이 양호할 뿐만 아니라, 내 마이그레이션 특성도 매우 우수한 것이 된다. 더욱이, 도체층을 형성하는 전해동박에 구상처리가 되어 있지 않기 때문에 파인피치의 COF용의 플렉시블 프린트배선판을 용이하게 형성하는 것도 가능해진다.

상술한 바와 같이, 캐스팅법이나 라미네이트법에 의해 절연층에 도체층을 설치하고, 도체회로를 형성하는 에칭을 했을 경우, 도체층인 전해동박이 제거된 부분의 절연층의 표면형상은 동박접착면의 리플리커가 된다. 즉, 절연층에 접착하는 동박표면이 평활하면, 그 리플리커인 필름의 표면도 평활한 상태가 된다. 그러나, 그 반대로 밀착 강도를 저하시키는 상반하는 작용도 생긴다. 그래서, 본 발명자들은, 전해동박의 접착면의 성상(性狀), 즉 표면거칠기와 그 방청처리,및 플렉시블 프린트배선판을 구성하는 절연층의 광투과율 및 그 밀착 강도에 있어서 예의 검토를 하고, 본 발명을 생각하기에 이르렀다.

본 발명은, 전해동박에 의한 도체층이 적층된 절연층을 가지고, 상기 도체층을 에칭하여 회로형성하였을 때의 에칭영역에 있어서 절연층의 광투과율이 50％이상인 COF용 플렉시블 프린트배선판에 있어서, 상기 전해동박은, 절연층에 접착되는 접착면에 니켈―아연합금에 의한 방청처리층을 구비하고, 상기 접착면의 표면거칠기(Rz)는 0.05 ∼ 1.5㎛인 동시에 입사각 60°에 있어서의 경면광택도가 250이상인 것을 특징으로 하는 것인다.

전해동박의 표면형상은, 그 표면거칠기 값을 사용하여 규정하는 것이 대부분이고, 일반적으로 표면거칠기 값이 작으면 그 표면은 평활하고, 크면 거친표면을 나타내는 것으로서 사용되고 있다. 확실히, 표면거칠기 값은 표면형상을 나타내는 파라미터로서 중요하지만, 어디까지나 표면형상에 있어서의 요철상태를 수치로서 파악하여 평균화해서 표현한 것이다. 그 때문에, 광의 산란에 영향을 주는 표면형상을 특별히 정하기 위해서는 충분한 것이라고는 말할 수 없었다. 즉, 표면거칠기의 측정값은 작아도 광투과율이 그다지 높지 않은 표면상태가 되는 절연층이 존재한 것이었다. 그래서, 본 발명자들은 동박의 접착면에 관하여, 그 표면형상을 특별히 정하기 위하여 경면광택도를 측정한 바, 이 접착면의 경면광택도와 에칭후의 절연층에 있어서의 광투과율에 상관이 있는 것을 찾아낸 것이다.

더욱이, 본 발명의 플렉시블 프린트배선판에 사용되는 전해동박과 같이 대단히 낮은 거칠기라도, 절연층과의 밀착성이 우수한 것으로 하기 위하여, 그 표면처리, 특히, 방청처리에 관하여 여러가지 검토한 바, 전해동박의 접착면에 니켈―아연합금에 의한 방청처리층을 구비하는 것으로 한 것이다.

본 발명에 관한 플렉시블 프린트배선판은, 도체층의 에칭처리후에 있어서의 절연층의 광투과율이 50％이상이며, 형성한 도체회로와 절연층의 밀착강도도 실용상 문제없는 것으로 된다. 그리고, 내(耐) 마이그레이션이 우수하고, 매우 파인한 도체형성이 가능해진다.

COF 용의 플렉시블 프린트배선판에 있어서의 광투과율에 관해서는, 명확한 기준이 존재하고 있다고는 말할 수 없지만, 종래부터의 경험으로부터 광원으로서는가시광, 요컨대 파장 400 ∼ 800nm정도의 광을 투과시키는 것에따라 투과율을 측정하는 것이다. 절연층, 즉 필름의 재질, 종류에 따라서는 500nm이하의 파장을 크게 흡수하는 것이 있기 때문에, 일반적으로는, 600 ∼ 700nm의 파장영역의 광원을 사용하는 것이다. 이 파장역은, 소위 CCD 카메라 등에서 화상인식 처리할 때에 사용하는 광원이며, 상기 파장영역의 광투과율이 약 50％이상 있으면 위치결정을 용이 또한 확실하게 행할 수 있는 것으로 생각되고 있다. 즉, 본 발명에 관한 플렉시블 프린트배선판이면, 절연층의 재질등에 어느정도의 차이가 있어도, 전해동박 에칭후의 절연층의 광투과율이 600 ∼ 700nm의 파장영역의 광에서 50％ 이상으로 하는 것이 가능해지고, IC 설치시에 있어서의 위치결정을 확실하게 행할 수 있는 것이다.

이와 같이 고광투과율을 실현할 수 있는 플렉시블 프린트배선판으로 할 경우, 전해동박의 접착면을 표면거칠기 Rz O.05 ∼ 1.5㎛이라고 하는 동시에, 경면광택도(입사각 60°)에서 250이상인 것이 필요하다. 상술한 바와 같이, 표면거칠기가 어느정도 작아도, 실용적인 광투과율을 확보할 수 없을 경우가 있다. 그 때문에, 현상(現狀)의 본 발명자들의 연구결과에 근거하면, 전해동박의 접착면은, 적어도 표면거칠기가 Rz로 1.5㎛이하이며, 또한 입사각 60°에 있어서의 경면광택도가 250이상인 것이 결론으로서 이끌어진 것이다. 표면거칠기 Rz가, 0.05㎛미만이라도 본 발명의 플렉시블 프린트배선판을 구성할 수 있는 것이지만, Rz O.050㎛미만의 매우 낮은 거칠기의 전해동박을 제조하는 것의 곤란성을 고려하여, 이 하한값을 정한 것이다. 또한, 상기 곤란성이란, 예컨대, 매우 낮은 거칠기의 전해동박을 제조하는 데에는, 제조시에 사용하는 드럼모양 회전음극의 표면을 대단히 평활하게 하기 위하여, 전해액중에서 음극표면에 석출한 전해동박이 그 표면으로부터 용이하게 박리하고, 그 박리한 전해동박이 양극과 접촉하여 단락한다고 하는 제조기술상의 문제를 들 수 있다.

또한, 본 발명에 관계하는 플렉시블 프린트배선판의 전해동박은, 그 접착면에 있어서의 입사각 20°의 경면광택도가 100이상인 것이 바람직하다. 입사각 60°의 경면광택도는, 광택도계의 측정 범위로서 가장 널리 이용되는 값이기 때문에 채용하였다. 더욱이, 본 발명자들은 JIS 규격(JIS Z 8741)을 따라 여러가지 입사각에 관하여 경면광택도를 검토한 바, 높은 경면광택도(입사각 60°에 있어서 경면광택도 70이상)의 경우에 채용되는 입사각 20°에서, 전해동박의 접착면을 측정한 결과, 그 경면광택도가 100이상인 것이 본 발명이 목적으로 하는 고광투과율을 실현실현할 수 있다고 판단한 것이다.

또한, 본 발명에 관한 플렉시블 프린트배선판의 전해동박에서는, 고광투과율을 실현하면서, 밀착성을 구비할 수 있도록 하기 위하여, 전해동박의 접착면 표면에, 구상(球狀)처리를 하는 일없이 니켈―아연합금의 방청처리층을 형성하는 것이다. 그 경우의 니켈―아연합금은, 50 ∼ 99wt％니켈과, 50 ∼ 1wt％아연과의 조성인 것이 바람직하다. 상기 방청처리층은, 전해동박 자체의 표면산화를 방지하는 동시에, 접착면과 절연층과의 밀착강도 및 내 마이그레이션 특성을 향상시키는 책임을 다한다. COF 용의 플렉시블 프린트배선판에서는, 절연재로서 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리에텔설폰, 액정폴리머 등이 사용되며, 특히 전방향족 폴리이미드가 알맞은 것이라고 되어 있지만, 니켈―아연합금은 이들 절연재와의 밀착성 향상에 유효하다. 특히, 니켈은 폴리이미드계의 절연재에 대한 밀착성을 양호하게 하는 경향이 있다. 니켈이 50wt％미만이면, 밀착성의 향상을 확실하게 도모할 수 없게 되고, 99wt％ 을 넘으면, 에칭처리를 하였을 때에 니켈의 잔류가 생기기 쉬워지기 때문이다. 또한, 아연이 1％미만이면, 플렉시블 프린트배선판의 제조시(캐스팅법이나 라미네이트법)에 생기는 열이력에 의해, 동(銅)이 절연층측에 확산하는 경향으로 되고, 그 결과 밀착강도를 확보할 수 없게 된다. 아연이 50％을 넘으면, 플렉시블 프린트배선판의 제조시에 사용되는 Sn 도금액에 대한 내식성이 저하하고, 도체회로의 박리감소가 생기기 쉬워지는 경향이 있다.

본 발명에 관한 플렉시블 프린트배선판의 전해동박에 있어서의 방청처리는,

니켈―아연합금의 접착면 부착량을 20 ∼ 100mg/㎡로 하는 것이 실용적으로 바람직하다. 20mg/㎡ 미만이면, 밀착강도를 확보할 수 없게 되고, 100mg/㎡을 넘으면, 도체회로형성의 에칭시에 에칭잔류물이 생기는 경향이 있다. 그리고 또한, 상기 니켈―아연합금 방청처리를 할 경우, 니켈과 아연과의 양비는 4:1 ∼ 7:3의 범위인 것이 바람직하다. 니켈―아연합금의 니켈비율이 80％을 넘으면, 에칭잔류물이 생기는 경향이 있다. 또한, 아연비율이 30％를 넘으면, 밀착 강도가 저하하는 경향이 있다.

그리고, 방청처리층은, 니켈―아연합금층 위에 크로메이트(Chromate)층을 형성한 것이며, 상기 방청처리층 표면에는 아미노 관능성(官能性) 실런커플링제를 흡착시킨 실런커플링제 흡착층을 형성하는 것이 바람직하다. 크로메이트층과 실런커플링제 흡착층은, 절연층과의 밀착성을 더욱 향상시켜, 내습성이나 내약품성의 향상을 도모할 수 있다.

상기 실런커플링제의 종류에는 특별히 제한은 없고, 예컨대, 비닐트리메톡시실런, 비닐페닐트리메톡시실런, γ-메타크리록시프로필트리메톡시실런, γ-글리시독시프로필트리메톡시실런, 4-글리시딜부틸트리메톡시실런, 이미다졸실런, 트리아진실런, 그리고 γ-멜카프트프로필트리메톡시실런 등을 사용할 수 있다. 또한, 본 발명자 등의 연구에 의하면, 폴리이미드계의 절연재에 대하여는, 특히 아미노 관능성실런이 알맞은 것도 것도 확인하고 있다. 예컨대, γ-아미노프로필트리에톡시실런, N-β(아미노에틸) γ-아미노프로필트리메톡시실런, N-3-(4-(3-아미노프로폭시)프톡시) 프로필-3-아미노프로필트리메톡시실런등 을 들 수 있다.

상기 한 바와 같이 본 발명에 관한 플렉시블 프린트배선판은, 절연층으로서 폴리이미드계 수지가 채용되기 쉽지만, 이러한 폴리이미드계 수지에 의한 절연층과 전해동박과의 밀착성은 그다지 양호하지 않고, 밀착강도(필 강도)를 확보하는 것이 어렵다고 되어 있다. 특히, 폴리이미드계 수지로부터 이루어지는 필름 또는 기재에 접착제등을 개재하지 않고 직접 전해동박을 접착할 경우에는, 그 밀착성은 대단히 나빠진다. 그러나. 방청처리층을 니켈―아연합금에 의해 형성하고, 더욱이 아미노 관능성 실런커플링제 흡착층을 형성하여 두면, 폴리이미드계 수지로부터 이루어지는는 절연층과의 밀착강도를 어느정도의 레벨로 유지할 수 있게 되는 것이다.

그리고, 캐스팅법과 같이 전해동박표면에 수지제를 도포하여 폴리이미드계 수지에 의한 절연층을 형성할 경우에 있어서는, 실런커플링제로서 상기한 아미노 관능성 실런을 사용하면, 더욱 밀착강도를 향상시킬 수 있다. 이것에 관해서는, 본발명자들은 다음과 같이 추측하고 있다. 대표적인 폴리이미드인 캡톤(Captone)은, 산무수물(酸無水物)과 디아민(Diamine)과의 반응에 의해 폴리아믹(Polyamic)산을 생성하고, 상기 폴리아믹산중의 NH기와 COOH기의 OH가 탈수하는 것에 의해 이미드폐환(閉環)이 되어, 폴리이미드가 된다. 여기에서, 본 발명에 관한 플렉시블 프린트배선판에 있어서 전해동박의 접착면에 아미노 관능성실런을 구비하고 있는 경우에는, 폴리아믹산의 OH와 아미노 관능성실런의 가수분해물이 가지는 H가 탈수반응을 하여 화학결합을 하는 결과, 우수한 밀착강도를 실현될수 있는 것은 아닌가 라고 생각된다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 관한 플렉시블 프린트배선판에 있어서는, 전해동박의 광택면을 그 접착면으로서 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명자들의 연구에 의하면, 표면거칠기가 Rz 2㎛ 밑의 값을 가지는 접착면이여도, 절연층의 광투과율이 낮아지는 것을 확인하고 있다. 본 발명의 플렉시블 프린트배선판은, 전해동박을 사용하여 형성하는 것이지만, 상기 전해동박은, 통상, 드럼모양 회전음극을 황산동전해액에 침지하고, 전해반응에 의해 드럼모양 회전음극의 원주면에 동을 전착(電着)시키고, 전착한 동을 상기 원주면에서 연속적으로 벗겨져서 제조된다. 상기 전해동박에서는, 전착초기시, 요컨대, 드럼모양 회전음극의 원주면에 전착을 개시한 측의 면을 광택면이라고 부르고, 그 반대가 되는 전해 종료면측을 조면(粗面, 거친면)이라고 불러 구별을 한다. 즉, 광택면은 드럼모양 회전음극의 전착표면의 전사(轉寫) 형상이 되는 평활한 표면이며, 거친면은 요철을 가진 「광택지움」표면으로 되는 것이다. LP박(Low Profile 동박)이라고 불리는 것은 거친면측의 표면거칠기 값을 매우 낮은 값이 되도록 컨트롤한 전해동박이지만, 상기 거친면에는 광택이 그다지 없는 것이 보통이다. 또한, 이렇게하여 얻어진 전해동박에서는, 소위 리지드(Rigid) 프린트배선판을 구성하는 프리프레그(Prepreg)등과의 밀착강도를 고려하고, 프리프레그와의 접착면이 되는 거친면측에 구상처리라고 불리는 조화(粗化)처리가 일반적으로 행하여진다. 이러한 조화처리를 하면, 그 표면의 광택도는 더욱 낮은 상태가 되고, 당연히, 이러한 광택도가 낮은 표면을 접착면으로 했을 경우, 거의 확실하게 절연층의 광투과율이 나빠진다.

그래서, 본 발명자들은, 본 발명에 관한 플렉시블 프린트배선판에 사용하는 전해동박의 제조방법을 검토한 결과, 다음과 같은 제조방법에 의한 것이 바람직한 것을 찾아냈다. 본 발명에 관한 플렉시블 프린트배선판에 사용하는 전해동박의 제조방법으로서는, 드럼모양 회전음극 원주면 표면을 0.05 ∼ 1.5㎛(Rz)의 표면거칠기가 되도록 연마처리를 하고, 상기 드럼모양 회전음극을 황산동전해액에 침지하여, 전해반응에 의해 드럼모양 회전음극의 원주면에 동을 전착시켜, 전착한 동을 상기 원주면에서 연속적으로 벗겨서 전해동박을 형성하고, 상기 전해동박의 광택면측에 상술한 방청처리층, 실런커플링(Silane Coupling)제 흡착층을 적절히 형성하는 것이다.

전술한 바와 같이 전해동박의 광택면은 드럼모양 회전음극의 원주면 표면의 리플리커가 되기때문에, 드럼모양 회전음극 원주면 표면을 표면거칠기로 0.05 ∼ 1.5㎛(Rz)로 연마처리를 하는 것이다. 이러한 연마처리가 실시된 드럼모양 회전음극으로부터 얻어지는 전해동박의 광택면에, 니켈―아연합금층, 크로메이트층, 실런커플링제 흡착층을 적절히 형성함으로써 본 발명의 플렉시블 프린트배선판용 동박을 제조할 수 있다. 이 경우, 드럼모양 회전음극표면의 연마처리는, 그 원주면에 따른 방향에 연마줄무늬가 들어 가기 쉽지만, 이러한 연마줄무늬를 될 수 있는 한 발생시키지 않도록 하는 것이 바람직하다. 연마줄무늬가 눈에 띄면 원주면 표면의 표면거칠기 값이 0.05 ∼ 1.5㎛(Rz)이 되어 있어도, 얻을 수 있는 전해동박의 광택면에 있어서의 경면광택도가 낮아지는 경우가 있기 때문이다. 즉, 얻어진 전해동박에 있어서의 드럼의 원주면에 따른 길이방향(MD방향)과, 드럼 폭방향(TD방향)에서는, 경면광택도의 값이 다른 경향이 있는 것이 인정되었기 때문이다.

Claims (4)

1. 전해동박(電解銅箔)에 의한 도체층을 적층한 절연층을 가지고, 상기 도체층을 에칭(Etching)하여 회로형성한 때의 에칭영역에 있어서의 절연층의 광투과율이 50％이상인 칩온 필름(Chip-On-Film ; 이하, COF로 칭한다)용 플렉시블(Flexible) 프린트배선판에 있어서,

   상기 전해동박은, 절연층에 접착되는 접착면에 니켈―아연합금에 의한 방청처리층을 구비하고,

   상기 접착면의 표면거칠기(Rz)는 0.05 ∼ 1.5㎛임과 동시에 입사각 60°에 있어서의 경면광택도가 250이상인 것을 특징으로 하는 COF용 플렉시블 프린트배선판.
2. 제 1항에 있어서,

   니켈―아연합금은, 99 ∼ 50wt％니켈과, 1 ∼ 50wt％아연으로부터 이루어지는 것을 특징으로 하는 COF용 플렉시블 프린트배선판.
3. 방청처리층은, 니켈―아연합금층 위로 크로메이트(Chromate)층을 형성한 것이며, 상기 방청처리층 표면에는 아미노(Amino) 관능성(官能性) 실런커플링(Silane Coupling)제를 흡착시킨 실런커플링제 흡착층을 형성한 것인 것을 특징으로 하는 제 1항 또는 제 2항 기재의 COF용 플렉시블 프린트배선판용 동박.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   전해동박의 접착면은, 광택면인 것을 특징으로 하는 COF용 플렉시블 프린트배선판.