KR20040095495A - 인쇄회로기판 내층 처리용 코팅 조성물 및 이를 이용한인쇄회로기판의 내층 처리방법 - Google Patents

인쇄회로기판 내층 처리용 코팅 조성물 및 이를 이용한인쇄회로기판의 내층 처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인쇄회로기판 내층 처리용 코팅 조성물 및 이를 이용한 인쇄회로기판의 내층 처리방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 수용성 폴리머; 실리콘화합물 및 티타늄화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 커플링제; 열 개시제, pH 완충제 및 안정제 중 선택된 적어도 하나의 첨가제; 및 용매로 필수적으로 구성된 인쇄회로기판 내층 처리용 코팅 조성물 및 이를 이용한 인쇄회로기판의 내층 처리방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 코팅 조성물로 인쇄회로기판의 내층을 처리하는 경우, 알카리 흑화처리 또는 브라운 옥사이드 공정 없이 드라이 필름 전 또는 이후 공정에 간단히 적용하여 비용 및 시간을 획기적으로 절감하면서 신뢰성 있는 코팅막을 얻을 수 있다.

Description

인쇄회로기판 내층 처리용 코팅 조성물 및 이를 이용한 인쇄회로기판의 내층 처리방법{Coating composition for treating inner layer of printed circuit board and method for treating inner layer of printed circuit board using the same}
본 발명은 인쇄회로기판 내층 처리용 코팅 조성물 및 이를 이용한 인쇄회로기판의 내층 처리방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 다층인쇄회로기판(multi-layered board: MLB) 제조공정 중 내층기판의 흑화처리(black oxide) 또는 브라운 옥사이드(brown Oxide) 공정을 대체하기 위한 인쇄회로기판 내층 처리용 코팅 조성물 및 이를 이용한 인쇄회로기판의 내층 처리방법에 관한 것이다.
다층인쇄회로기판 제조과정에서 내층회로를 처리하는 방법으로는 알카리 흑화처리 공정 또는 산성 브라운 옥사이드 공정이 채택되고 있는데, 이러한 공정들은 다층기판 제조시 내층회로를 주위환경으로부터 보호하고 각 내층과 외층을 결합하는 적층 공정시 에폭시 수지와의 접착력을 극대화할 목적으로 행해지는 필수 공정이다.
알카리 흑화처리 공정은 가성소다 또는 가성알카리(NaOH, KOH)의 강알카리 분위기하에서 아염소산소다와 같은 산화제를 사용하여 고온(70∼90℃)에서 구리로 이루어진 내층회로를 흑색으로 산화시키는 방법이다.
상기 흑화처리 공정을 통해서 생성된 흑화막은 구리(Cu)가 산화되어 생성된 제2산화구리(CuO)층으로서 내산성이 극히 취약하기 때문에, 흑화 및 적층 공정 후 계속되는 산성욕, 즉 무전해동도금 공정의 소프트 에칭(soft-etching, H2SO4/H2O2), 산성 구리도금욕(CuSO4/H2SO4) 및 그 전처리 공정을 거치면서 드릴링된 홀(hole) 주위의 흑화막이 산에 침식되어 발생되는 핑크링(pinkring)이라는 불량 문제가 야기되어 왔다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 CuO(cupric oxide)층을 내산성이 비교적 우수한 Cu2O(cuprous oxide)층으로 환원시키는 공정을 채택하고 있는데, 이러한 공정을 통해 얻어진 환원층은 CuO층에 비하여 내산성은 우수하지만 근본적으로 소프트 에칭 공정, 및 황산(H2SO4), 염산(HCl), 질산(HNO3) 등의 무기산에 용해되는 문제점은 해결하지 못하였으며, 더욱이 높은 온도에서 Cu2O층이 CuO층으로 재산화되는문제점이 있다.
또한, 상기 환원공정에서 사용되는 환원제로는 DMAB(dimethyl amine borane), MPB(morpholine borane), HCHO(formalin), NaBH4(sodium borohydride), 및 KBH4(potassium borohydride) 등이 있으나, 주로 사용되고 있는 DMAB와 MPB는 매우 고가의 약품으로 흑화처리 공정비용의 대부분을 차지하고 있는 실정이며, 흑화처리 공정단계가 탈지, 소프트에칭, 예비침적, 흑화, 및 환원의 5단계로 공정단계가 길고 폐수 발생량이 많으며 공정 비용이 고가라는 단점이 있다.
한편, 산성 브라운 옥사이드 공정은 상기 알카리 흑화 공정을 대체하기 위하여 최근 몇 년 동안 급속히 채택되어온 공정으로서, 도 1에 나타낸 바와 같이, 산처리, 흑화처리 및 환원처리를 실시하지 않고 기판을 소프트 에칭과 동시에 코팅 처리하여 브라운막을 형성시킴으로써 공정단계가 탈지, 예비침적, 및 브라운 옥사이드의 3단계로 간소화되고, 이로부터 생성된 갈색 피막도 내산성이 우수하여 모든 항목에서 상기 흑화 공정보다 개선된 면을 보이고 있다.
도 1을 참조하면, 상기 산성 브라운 옥사이드 공정의 화학반응은 다음의 3단계 과정으로 이루어진다:
제1단계: Cu + H2O2→ CuO + H2O
제2단계: CuO + H2O2→ CuSO4+ H2O
제3단계: Cu + R·S·N + R·M → CuO-N·S·RR·MH2O(혼상조직)
여기서, R은 C6∼C14의 알킬이고, S는 황이며, N은 질소이고, M은 금속이다.
상기 제1단계에서는 Cu와 H2O2가 반응하여 산화 Cu와 H2O가 생성되며, 상기 제2단계에서는 제1단계에서 생성된 CuO와 H2SO4가 반응하여 황산 Cu와 H2O가 생성되며, 이때 Cu 표면에 조도가 형성된다. 마지막 제3단계에서는 Cu와 유기 화합물(R1+R2)이 반응하여 산화 Cu를 생성하고 유기화합물은 혼상조직을 형성하며, 이때 기판상에 브라운 산화 피막이 코팅된다.
그러나, 상술한 산성 브라운 옥사이드 공정은 Cu를 상당량 에칭하면서 진행되는 공정으로 폐수 발생량이 많고, Cu의 에칭과 유기 피막의 착생이 동시에 진행되어 공정 안정성이 매우 불안하다는 단점이 있다.
전술한 바와 같이, 종래의 인쇄회로기판 내층 처리용 코팅 조성물을 사용하여 알카리 흑화처리 공정 또는 산성 브라운 옥사이드 공정을 수행하는 경우에는 생산성 향상, 원가절감, 및 임피던스 불량 개선의 한계가 있어, 이를 대체할 수 있는 획기적인 대체 약품 및 공정이 요구되고 있는 실정이다.
이에 본 발명에서는 종래의 알카리 흑화처리 공정 및 최근의 산성 브라운 옥사이드 공정의 문제점을 해결하기 위하여 광범위한 연구를 거듭한 결과, 수용성 고분자 수지와 실리콘 및/또는 티타늄화합물을 주재로 하여 인쇄회로기판의 동 및 동합금 상에 접착강도가 우수한 무색 투명한 피막을 형성할 수 있는 코팅 조성물을 얻을 수 있었고, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.
본 발명의 목적은 에칭 과정 없이 알카리 흑화처리 공정 또는 산성 브라운 옥사이드 공정을 대체하여 인쇄회로기판의 적층 성형시 강한 밀착력을 나타내는 인쇄회로기판 내층 처리용 코팅 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 종래의 알카리 흑화처리 공정 및 최근의 산성 브라운 옥사이드 공정에 필수적으로 수행되는 전, 후처리 공정 없이 인쇄회로기판의 내층에 무색투명의 막을 형성시킬 수 있는 인쇄회로기판 내층 처리용 코팅 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다층인쇄회로기판 내층 준비 공정의 드라이 필름 박리공정에서 최종 수세 전에 상기 코팅 조성물로 인쇄회로기판의 내층을 처리하여 별도의 공정라인 없이 동일 공정라인에서 인쇄회로기판의 내층을 경제적으로 처리하는 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적 및 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인쇄회로기판 내층 처리용 코팅 조성물은 수용성 폴리머; 실리콘화합물 및 티타늄화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 커플링제; 열 개시제, pH 완충제 및 안정제 중 선택된 적어도 하나의 첨가제; 및 용매로 필수적으로 구성된다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 내층 처리방법은 인쇄회로기판을 수세하는 단계; 상기 코팅 조성물을 이용하여 10∼80℃의 온도에서 상기 수세된 인쇄회로기판을 침적시키거나 또는 스프레이 코팅하여 상기 기판상에 투명피막을 형성시키는 단계; 및 상기 투명피막이 형성된 인쇄회로기판을 수세한 후 건조시키는 단계;를 포함한다.
도 1은 종래기술의 산성 브라운 옥사이드 공정에 따라 기판 표면에 브라운 산화피막이 형성된 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 인쇄회로기판에 유기금속층을 형성시키는 과정을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
전술한 바와 같이, 본 발명에서는 수용성 폴리머와 실리콘 및/또는 티타늄화합물을 기재로 한 조성물을 사용하여, 특히 다층인쇄회로기판(MLB) 제조과정에서 내층회로의 흑화처리 또는 브라운 옥사이드 공정에 대체되어 우수한 접착강도를 나타내며, 또한 종래 사용되던 별도의 흑화 및 브라운 옥사이드 처리 공정을 완전히 배제할 수 있는 인쇄회로기판의 표면처리 및 접착력 개선에 사용되는 인쇄회로기판 내층 처리용 코팅 조성물 및 이를 이용한 인쇄회로기판의 내층 처리방법이 제공된다.
종래의 인쇄회로기판 내층 처리방법 및 약품으로 인쇄회로기판을 처리하는 경우, 별도의 공정단계와 설비를 마련하여 처리해야만 하므로 고가의 비용 및 시간이 필요하나, 본 발명에 의한 코팅 조성물로 인쇄회로기판을 처리하는 경우, 드라이 필름 전 또는 후 공정에 간단히 적용하여 비용 및 시간을 획기적으로 절감하면서 신뢰성 있는 코팅막을 얻을 수 있다.
본 발명에서 사용되는 폴리머로는 수용성 에폭시 수지로서 에폭시 아크릴레이트 코폴리머, 에폭시 폴리아민, 폴리아크릴 아마이드, 폴리에틸렌 이민, 멜라민 포름알데히드, 알킬렌 글리콜 메타크릴레이트, 및 폴리비닐 아세테이트 중 1성분 또는 그 혼합물이 포함된다.
이때, 상기 수용성 폴리머의 사용량은 0.05∼5.0중량%, 바람직하게는 0.1∼3.0중량%인 것이 좋고, 상기 폴리머의 사용량이 0.05중량% 미만이면 드라이필름에 대한 접착력이 약화되며, 5.0중량%를 초과하면 투명한 용액을 얻기 어렵고 에폭시 수지에 대한 접착력이 저하되기 시작하는데 이는 과량의 폴리머가 본 발명의 커플링제로서 사용되는 실리콘 또는 티타늄화합물의 반응성을 저하시키기 때문이다.
또한, 본 발명의 인쇄회로기판 내층 처리용 코팅 조성물은 종래기술에서 황산 및 과산화수소 등을 사용하여 에칭을 구동력(driving force)으로 하는 메카니즘과 전혀 다른 새로운 방식의 접착력 강화제로서 커플링제의 소중합(oligomerize)을 통한 중합(polymerization)으로 Cu 표면에 유기금속층을 형성하여 이후 단계에서 프리프레그와 가온 가압 성형시 균일한 상을 이루고, 그 산물로 균일성(homogeneity)을 갖는 경화된 수지층을 형성하여 접착력을 강화시키는 메카니즘이다.
본 발명에서 사용되는 커플링제로는 실리콘화합물 및 티타늄화합물 중 하나 이상 선택된다.
상기 실리콘화합물의 말단기는 아미노; 메타크릴레이트; 비닐; 하이드록시; 3∼12의 탄소원자를 갖는 알킬, 클로로알킬, 머캅토알킬, 에폭시; 및 그 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
또한，상기 티타늄화합물의 말단기는 아미노; 메타크릴레이트; 비닐; 하이드록시; 3∼12의 탄소원자를 갖는 알킬, 클로로알킬, 머캅토알킬, 에폭시; 및 그 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
바람직하게는, 상기 커플링제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이 좋다:
상기 식에서, M은 Ti 또는 Si이고, R'은 CH3또는 C2H5이며, R은 NH2, C2H3, OH, SH, CH2C(CH3)CO2, Cl, 또는 C6H9O이고, n은 2∼5의 정수이다.
이때, 상기 커플링제의 사용량은 0.01∼15중량%, 바람직하게는 0.1∼5.0중량%인 것이 좋고, 상기 사용량이 0.01중량% 미만이면 코팅층의 결합력이 약해져 수세수(cleaning water)에 의해 제거될 수 있으며, 15.0중량%를 초과하면 경제적인 장점이 반감된다.
본 발명에 따르면, 기존의 소프트 에칭공정을 적용하지 않고 상술한 커플링제를 이용한 무기상-유기상(inorganic phase-organic phase) 타입의 코팅 조성물을 사용하여, 예를 들어 하기 반응식 1에 나타낸 바와 같이 커플링제의 가수분해 또는 알코올첨가분해를 통해 활성종(active species)을 형성한 후, 다이머(dimer), 트리머(trimer), 테트라머(tetramer) 등을 거쳐 이루어진 유기금속 폴리머(organometallic polymer)를 개시 물질(starting material)로 하여 가교결합반응(crosslinking)이 진행된다.
M(OR)4+ H2O → H2O·M(OR)4→ M(OR)3OH + ROH - (1)
M(OR)3OH + M(OR)4→ (RO)3MOM(RO)3+ ROH - (2)
2[{RO}3M]2-O + H2O → RO-[M(OR)2O]4-R + 2ROH - (3)
RO-[M(OR)2O]4-R → HO-[M(OH)2O]x-H 또는 [MO2]x·H2O + ROH- (4)
상기 식에서 M은 실리콘 또는 티타늄이고, R은 수소; 아미노; 메타크릴레이트; 비닐; 3∼12의 탄소원자를 갖는 알킬, 클로로알킬, 머캅토알킬; 및 그 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되며, x는 3∼12의 정수이다.
이와 같이 얻어진 유기금속 폴리머를 개시 물질로 하여 수행되는 가교결합반응의 다른 예를 하기 반응식 2에 나타내었다.
상기 식에서, M은 전술한 바와 같고, n은 3∼12의 정수이다.
한편, 또 다른 일례로서 하기 반응식 3에 따라 커플링제의 가수분해 또는 알코올첨가분해를 통해 활성종을 형성한 후, 소중합을 통한 중합으로 기판에 유기금속층이 형성되는 과정을 도 2에 나타내었다.
상기 식에서, M, R 및 n은 전술한 바와 같고, R'은 아미노; 메타크릴레이트; 비닐; 하이드록시; 3∼12의 탄소원자를 갖는 알킬, 클로로알킬, 머캅토알킬, 에폭시; 및 그 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
상술한 화합물들 외에도 본 발명에 따른 코팅 조성물에는 반응성 및 신뢰성을 증대시키기 위해 열 개시제, pH 완충제(산화방지제) 및 안정제(습윤제)와 같은 적어도 하나의 첨가제가 0.01∼30중량%, 바람직하게는 0.1∼5.0중량%의 양으로 포함된다.
본 발명에서 사용되는 열 개시제는 코팅(coating)처리 완료 후 적층시 열과 압력을 가해주는 조건하에서 고분자화 반응을 시작할 수 있도록 주위의 비활성 물질(inactive)을 활성상태로 전환시켜 주는 작용을 하여 B-스테이지(B-stage)의 에폭시 수지와 가온가압의 성형 조건에서 동종상(homogeneous phase)을 이루어 경화되도록 작용을 한다. 상기 열 개시제로는 다이알킬이오디늄염 및 다이알릴이오디늄염 중 단독 또는 이들을 혼합하여 사용할 수 있다.
이때, 상기 열 개시제의 사용량은 0.01∼10중량%, 바람직하게는 0.1∼5중량%인 것이 좋고, 상기 사용량이 0.05% 미만이면 고분자화 반응이 미비하며, 10중량%를 초과하면 지나친 고분자화 반응에 기인하여 접착강도를 저하시킬 수 있다.
또한, 상기 코팅 조성물의 pH 안정 및 동표면 산화방지를 위하여 본 발명에서 사용되는 pH 완충제로는 적어도 하나의 COOH기를 포함하며, 상기 COOH기의 H가 Na나 K로 치환된 유기산염으로서, 아세트산염, 글리콜산염, 락트산염, 글루콘산염, 구연산염, 및 숙신산염 등이 포함된다.
이때, 상기 pH 완충제의 사용량은 0.1∼10중량%, 바람직하게는 0.5∼5.0중량%인 것이 좋고, 상기 사용량이 0.1중량% 미만이면 pH 안정 및 산화 방지 효과가 미미하며, 10중량%를 초과하면 접착강도를 저하시킬 수 있다.
아울러, 상기 코팅 조성물의 습윤 및 용액의 안정성을 위하여 본 발명에서 사용되는 안정제로는 메틸 및 에틸알코올, 이소프로필 알코올, 및 에틸렌 글리콜 등을 포함하는 알코올 화합물 중 하나 이상 선택될 수 있다.
이때, 상기 안정제의 사용량은 0.1∼10중량%, 바람직하게는 0.5∼5.0중량%인 것이 좋고, 상기 사용량이 0.1중량% 미만이면 액 안정성이 저하될 수 있으며, 10중량%를 초과하면 실리콘 및 티타늄화합물의 반응성을 저하시킬 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물이 구리 회로에 적용되는 과정은 조성물 중 실리콘 및/또는 티타늄화합물이 그 자체로 Cu와 결합하기도 하지만, 수용성 폴리머를 완벽히 물에 수용화하여 Cu와 전기음성도 차이에 의한 결합을 유도할 수 있다. 여기서, 상기 유기산염은 Cu 표면의 산화방지 및 pH 안정에 기여하며, 상기 알코올 성분은 수용액 중 실리콘 및 티타늄화합물의 가수분해를 조절하여 액의 수명을 늘리고 습윤성(Wetting)을 증대시켜 처리효율을 높혀주는 이차적인 작용을 하게 된다.
또한, 본 발명에서 사용되는 용매로는 물, 다이메틸아세트아마이드(DMAC),다이메틸설폭사이드(DMSO), N-메틸피롤리돈(NMP)및 무수알코올(alcohol) 등이 포함되고, 이를 단독 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
이외에도 본 발명의 코팅 조성물에는 선택적으로 상전이제(phase transfer)와 같은 촉매가 더욱 첨가될 수 있다.
상기 상전이제는 통상적인 무기-무기 또는 유기-유기반응과 달리, 본 발명에서와 같은 무기-유기물질 사이의 반응을 진행시키기 위하여 무기질 상(inorganic phase)과 유기질 상(organic phase) 사이의 브릿지(bridge) 역할을 한다. 본 발명에서 사용가능한 상전이제로는 테트라부틸암모늄 할라이드(tetrabutylammonium halide)로 할리이드로는 염소(Cl-), 브롬(Br-), 요오드(I-) 또는 하이드록시(OH-) 그룹이 포함된다.
전술한 바와 같은 비율로 조성된 코팅 조성물을 사용하여 인쇄회로기판의 내층을 처리하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.
우선, 인쇄회로기판을 수세한다. 이때, 상기 수세공정은 60℃ 이내의 온도에서 1∼10분 동안 진행되는 것이 좋지만, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 수세된 인쇄회로기판은 전술한 본 발명의 코팅 조성물을 이용하여 10∼80℃의 온도에서 상기 수세된 인쇄회로기판을 1∼10분 동안 침적시키거나 또는 스프레이 코팅하여 상기 기판상에 투명피막을 형성시킨다. 이때, 상기 온도가 10℃ 미만이면 반응이 미비하여 밀착력 저하의 원인이되고, 80℃를 초과하면 자연분해 속도를 가속시키는 역할을 한다. 또한, 상기 코팅 조성물의 농도는 1∼10%인것이 좋다.
그 다음, 상기 피막이 형성된 인쇄회로기판을 10∼60℃의 온도에서 1∼10분 동안 수세한 후 건조하여 인쇄회로기판의 내층 처리를 완성한다.
한편, 상기 인쇄회로기판의 내층 처리시, 동회로 상태가 청결할 경우에는 단순히 인쇄회로기판을 일정 시간동안 침적 또는 스프레이한 후 수세 건조하는 것으로 공정이 완결될 수 있으나, 회로 상태가 청결하지 않은 경우에는 정면이나 탈지공정 후 적용하는 것이 좋다.
전술한 바와 같이, 종래의 작업방법이 기판을 세척 및 수세하고, 유기화합 반응을 이용하여 소프트 에칭과 동시에 기판상에 브라운막을 코팅처리한 다음, 다시 수세 및 건조 단계를 거쳐야 하는 반면, 본 발명에서는 소프트 에칭을 필요로 하는 브라운 옥사이드 처리를 하지 않고도 단순히 무기-유기화합 반응을 이용하여 기판을 코팅 화합물로 처리한 후, 수세 및 건조함으로써 공정을 단순화시킬 수 있다.
또한, 종래에는 브라운막 코팅처리를 하기 위하여 별도의 공정라인을 이용해야 하지만, 본 발명에 따른 코팅 조성물을 이용하는 경우에는 내층 습식(wet)라인을 이용하여 동일 공정라인에서 연속적으로 수행할 수 있기 때문에 공정이 생략되어 비용이 절감된다.
뿐만 아니라, 기존의 브라운 옥사이드 공정을 적용할 경우, 평균 5㎛ 정도 기판이 에칭되나, 본 발명에 따른 공정은 무에칭 공정으로 회로폭이 안정화되어 내층 기판의 Cu 부분을 코팅 조성물만으로 화학적 처리하여 적층 프레스 성형시 Cu와프리프레그의 접착력을 좋게 하고, 내산성을 향상시켜 층간 디라미네이션(delamination), 핑크링 불량 및 임피던스 불량을 개선할 수 있다.
따라서, 본 발명의 유-무기복합 코팅 조성물을 이용하여 인쇄회로기판의 내층을 처리하는 경우, 종래의 브라운 흑화 처리제를 사용하는 경우에 비하여 빠른 시간내에 작업이 가능하고, 우수한 내산성과 동등한 접착강도를 보이며, 약품 관리가 용이할 뿐만 아니라, 기존 라인을 배제할 수 있는 장점이 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하지만, 이에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.
하기 실시예는 일반적인 공정조건에서 행하였으며, 작업조건의 변화에 따라 각 조성물의 농도는 정해진 범위에서 특정한 제한 없이 다양하게 변화시킬 수 있다.
실시예
다음의 각 실시예에서는 동박(copper foil)과 라미네이트 코어 시편(20×30 ㎝)을 45℃에서 3분간 HP 200TM(산성 탈지제)에서 탈지한 후 수세하고 실온(약 25℃)에서 시편을 각 코팅 조성액에 1분간 침적 처리한 후 수세 건조하였다.
처리한 동박은 아래와 같은 조건으로 적층하였고, 라미네이트 코어는 다음과 같은 조건으로 드라이 필름 공정을 적용하였다.
<적층조건>
1080 B단계 접착 시이트 2장(다작용성 에폭시 수지 140℃ Tg)
압력 180PSI
온도 175℃
시간 60분
<드라이 필름 공정 조건>
드라이 필름 : 코오롱 4420(40㎛)
라미네이팅 온도: 120℃
현상온도: 29℃
현상시간: 58초
적용 패턴: 라인/스페이스(Line/Space)=40/40㎛
한편, 동박 및 라미네이트 코어 시편에 코팅처리 한 후 외관에 대해서는 육안 관찰하였으며, 적층 후 동박에 대해서는 동박을 1㎝ 넓이로 자른 시편을 준비하여 동박 부위를 접착강도 시험기의 게이지에 물려 고정한 후 일정한 속도로 동박을 잡아당겨 접착강도를 측정하였다.
또한, 드라이 필름 공정 후의 라미네이트 코어에 대해서는 50배의 현미경으로 패턴을 검사하여 결손점의 개수를 측정하여 기록하였다.
실시예 1
정제수 925g, 아크릴 아마이드(분자량 50만) 20g, 비닐 트리메톡시 실란 15g, 소디움 아세테이트 30g, 및 이소프로필 알코올 10g을 포함하는 코팅 조성액을 준비한 후, 조성액의 온도를 25℃로 맞춘 후, 상술한 산 탈지된 동박 및 라미네이트 코어 시편을 1분간 침적 처리한 다음, 이의 외관, 접착 강도 및 드라이 필름 패턴의 결손을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이때 조성액은 약0.1m/sec의 속도로 교반하였다.
실시예 2
정제수 935g, 에폭시 아크릴레이트 20g, 아미노 프로필 트리에톡시 실란 15g, 소디움 시트레이트 20g, 및 이소프로필 알코올 10g을 포함하는 코팅 조성액을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 동박 및 라미네이트 코어 시편을 처리한 후, 이의 외관, 접착 강도 및 드라이 필름 패턴의 결손을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 3
정제수 935g, 에폭시 폴리아민 20g, 클로로프로필 트리메톡시 실란 15g, 소디움 썩시네이트 20g, 및 이소프로필 알코올 10g을 포함하는 코팅 조성액을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 동박 및 라미네이트 코어 시편을 처리한 후, 이의 외관, 접착 강도 및 드라이 필름 패턴의 결손을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 4
정제수 935g, 아크릴 아마이드 20g, 테트라-n-부틸 티타네이트 15g, 소디움 락테이트 20g, 및 이소프로필 알코올 10g을 포함하는 코팅 조성액을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 동박 및 라미네이트 코어 시편을 처리한 후, 이의 외관, 접착 강도 및 드라이 필름 패턴의 결손을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 5
정제수 935g, 에폭시 아크릴레이트 20g, 트리에탄올 아민 티타네이트 20g, 다이알킬이오디늄 0.1g, 소디움 락테이트 20g, 및 이소프로필 알코올 5g을 포함하는 코팅 조성액을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 동박 및 라미네이트 코어 시편을 처리한 후, 이의 외관, 접착 강도 및 드라이 필름 패턴의 결손을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5
외 관 무색투명 무색투명 무색투명 무색투명 무색투명
접 착 강 도(kg/㎠) 0.5 0.65 0.75 0.62 0.7
드라이필름 패턴 결손 12 6 4 8 0
상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 코팅 조성물을 이용하여 인쇄회로기판을 처리하는 경우, 드라이필름 패턴에 거의 손상을 일으키지 않고 인쇄회로기판상에 접착성이 우수한 무색투명 피막을 형성시킬 수 있었다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 코팅 조성물을 사용하여 인쇄회로기판의 내층을 처리하는 경우, 종래의 알카리 흑화처리 또는 산성 브라운 옥사이드 공정에 비하여 단시간에 낮은 온도에서 단축된 공정으로 처리할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 코팅 조성물을 사용하여 처리하는 경우, 별도의 처리없이 무에칭 공법으로 드라이 필름 또는 액상 포토레지스트를 전처리공정으로 대신할 수 있어 더욱 단축된 공정을 실현할 수 있다. 뿐만 아니라, Cu를 에칭하지 않고 공정이 진행되므로 폐수 발생량이 기존에 비해서 1/10 이하로 감소되며, 불규칙한 에칭으로 인한 임피던스 불량을 근본적으로 해결할 수 있다.

Claims (13)

  1. 수용성 폴리머;
    실리콘화합물 및 티타늄화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 커플링제;
    열 개시제, pH 완충제 및 안정제 중 선택된 적어도 하나의 첨가제; 및
    용매;
    로 필수적으로 구성됨을 특징으로 하는 다층인쇄회로기판 내층용 코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 코팅 조성물은 0.05∼5.0중량%의 수용성 폴리머, 0.01∼15중량%의 커플링제, 0.01∼30중량%의 첨가제, 및 나머지는 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 코팅 조성물은 0.1∼3.0중량%의 수용성 폴리머, 0.1∼5.0중량%의 커플링제, 0.1∼5.0중량%의 첨가제, 및 나머지는 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수용성 폴리머는 에폭시 아크릴레이트 코폴리머, 에폭시 폴리아민, 폴리아크릴 아마이드, 폴리에틸렌 이민,멜라민 포름알데히드, 알킬렌 글리콜 메타크릴레이트, 및 폴리비닐아세테이트로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택됨을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실리콘화합물의 말단기는 아미노; 메타크릴레이트; 비닐; 하이드록시; 3∼12의 탄소원자를 갖는 알킬, 클로로알킬, 머캅토알킬, 에폭시; 및 그 유도체로 이루어진 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 티타늄화합물의 말단기는 아미노; 메타크릴레이트; 비닐; 하이드록시; 3∼12의 탄소원자를 갖는 알킬, 클로로알킬, 머캅토알킬, 에폭시; 및 그 유도체로 이루어진 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 개시제는 다이알킬이도디늄염, 다이알릴이오디늄염 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 pH 완충제는 적어도 하나의 COOH기를 포함하며, 상기 COOH기의 H가 Na 또는 K로 치환된 유기산염임을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 상기 pH 완충제는 아세트산염, 글리콜산염, 락트산염, 글루콘산염, 구연산염, 및 숙신산염으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택됨을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안정제는 메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로필 알코올, 및 에틸렌 글리콜로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 알코올임을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용매는 물, 다이메틸아세트아마이드(DMAC), 다이메틸설폭사이드(DMSO), N-메틸피롤리돈(NMP) 및 무수알코올로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택됨을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 조성물은 테트라부틸암모늄 할라이드(tetrabutylammonium halide)로 할리이드로는 염소(Cl-), 브롬(Br-), 요오드(I-) 또는 하이드록시(OH-) 그룹으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 상전이제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  13. 인쇄회로기판을 수세하는 단계;
    제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 코팅 조성물을 이용하여 10∼80℃의 온도에서 상기 수세된 인쇄회로기판을 침적시키거나 또는 스프레이 코팅하여 상기 기판상에 투명피막을 형성시키는 단계; 및
    상기 투명피막이 형성된 인쇄회로기판을 수세한 후 건조시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 내층 처리방법.
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