KR20050090145A - 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박,이를 이용한 동장적층판 및 인쇄회로기판 그리고,전해동박의 제조방법 - Google Patents

광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박,이를 이용한 동장적층판 및 인쇄회로기판 그리고,전해동박의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제박기를 통해 양면이 광택면을 갖는 전해동박을 수득한 후 광택면의 표면조도가 최적화될 수 있도록 연속되는 다수개의 조화처리조를 거쳐 제조되는 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박 및 제조방법에 관한 것이다. 이를 위해 제박기에 설치된 회전드럼의 표면을 미리 연마하고, 광택박 제조에 사용되는 첨가제를 투입하여 광택화된 저조도 전해동박을 수득한 후 동장적층판, 인쇄회로기판 및 연성인쇄회로기판의 기층필름에 접착시 접착성 향상을 위한 조화처리와, 내열효과를 높이기 위한 방청, 베리어처리 및 실란커플링제처리를 통하여 제조된다.

Description

광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박, 이를 이용한 동장적층판 및 인쇄회로기판 그리고, 전해동박의 제조방법{Very Low Profile Electrodeposited Copper Foil Which Has Nodules On The Shiny Side, And the Printed Circuits Board and Copper Clad Laminate and, Electrodeposited Copper Foil of Manufacturing Method Thereof}
본 발명은 제박기를 이용하여 양면이 광택면을 갖는 전해동박을 수득한 후 광택면의 표면조도가 최적화될 수 있도록 연속되는 다수개의 조화처리조를 거쳐 제조되는 저조도 전해동박 및 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제박기에 설치된 회전드럼의 표면을 미리 연마하고, 광택박 제조에 사용되는 첨가제를 투입하여 광택화된 저조도 전해동박을 수득한 후 동장적층판, 인쇄회로기판 및 연성인쇄회로기판의 기층필름에 접착시 접착성 향상을 위한 조화처리와, 내열효과를 높이기 위한 방청, 베리어처리 및 실란커플링제처리로 제조되는 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박 및 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 전해동박은 회전드럼 및 상기 드럼에 대해 소정간격을 갖고 전해조 내에 수장되는 양극판을 포함하는 구조의 제박기에 의해 제조된다. 이러한 제조는 드럼이 회전되고 드럼 및 양극판에 대해 전류가 인가되면 드럼과 양극판 사이에는 전해석출이 발생되어 동박이 드럼 표면에 전착된다. 그리고 전착된 동박은 롤러에 의해 이끌려져 일지점에서 권취됨으로써 수득되어 제조된다.
상기의 공정을 일반적으로 제박공정이라 칭하는데 기본적인 전해동박의 인장강도, 연신율, 표면거칠기등의 물성은 이를 통해 결정된다. 그러나 최종적으로 제조되는 전해동박은 이 후의 후처리공정을 통해 제조된다.
더불어 상세히 설명하자면, 전해동박은 먼저 황산구리 용액에 잠겨 있는 회전드럼 형태의 티타늄 음극과 불용성 납 양극으로 이루어진 제박기에 고전류를 가하여 황산구리 용액중 구리를 티타늄 음극 즉, 회전드럼의 표면에 석출시킴으로써, 구리 원박을 제조한 후 접착력을 형상시키기 위한 조화처리 및 후처리를 거쳐 전해동박이 제조된다.
이렇게 완성된 전해동박은 주로 인쇄회로기판의 도체층으로 사용되어 왔는데, 최근에는 LCD, 컴퓨터용 TFT-LCD, 가정용 PDP 등 평판 디스플레이 산업과 휴대폰 등 작은 크기의 휴대용 전자장비의 발달에 힘입어 그 수요가 폭팔적으로 증가되어 왔다. 아울러 평판 디스플레이 장치의 구동 칩 실장 부품인 TCP(Tape Carrier Package), COF(Chip On Film)의 제조 산업 또한 발전하여 TCP 및 COF 등의 연성인쇄회로기판에서의 적용 또한 증가되어 왔다.
이들 TCP, COF 등으로 구성되는 연성인쇄회로기판은 디스플레이장치, 휴대용 전자장비의 경박단소화에 따라 더욱 가는 선폭의 회로가 요구되어지는데, 이를 위해 회로를 구성하는 기본소재로써 두께가 얇을 뿐 만 아니라 높은 치수의 안정성을 확보하기 위한 고른 노듈의 분포에 따른 일반 전해동박에 비해 비교적 낮은 표면조도를 갖는 전해동박의 사용이 요구되고 있는 실정이다. 이에 비해 기존에 사용되고 있는 전해동박의 제조방법은 이러한 요건을 충족시켜 주지 못하고 있다.
이하에서는 기존의 사용되고 있었던 3가지의 연성인쇄회로기판용으로 기층기판에 접착되는 전해동박의 제조방법에 대해 설명하기로 한다.
종래의 첫번째 방법은, 전해동박의 제박공정 특성 상 표면에 수직한 주상정 조직에 의해 조대한 노듈을 갖게 되어 접착성 향상을 위한 조화처리와, 내열효과를 높이기 위한 후처리 공정을 거처 전해동박을 제조하는 방법이다. 이렇게 제조된 전해동박을 연성인쇄회로기판의 기층필림에 접착시 후처리 공정을 거치고 바로 기층필름에 접착하여 별도의 처리없이 연성인쇄회로기판을 제작한다.
이러한 전해동박은 박막의 제조가 용이할 뿐만 아니라 표면에 수직한 주상정 조직의 발달로 압연동박 등에 비해 접착력이 우수하여 현재 일반 인쇄회로기판 및 연성인쇄회로기판을 구성하기 위한 고분자 기층필름과의 접착되는 도체층으로 주로 사용되고 있다.
그러나 상기와 같은 전해동박의 제조방법은, 동박의 표면조도가 비교적 높아 얇고 미세한 회로패턴을 요구하는 향후의 연성인쇄회로기판 산업의 요구조건에 부응하지 못하여 그 사용이 제한적인 단점이 있었다.
종래의 두번째 방법은, 기존의 인쇄회로기판용으로 사용되던 것과 같은 조대한 표면조도를 갖는 전해동박의 표면을 기계적인 연마에 의하여 표면조도를 인위적으로 낮춘 후 접착성 향상을 위한 조화처리와, 내열효과를 높이기 위한 방청 및 베리어처리를 통한 후처리 공정에 의해 평탄화되어진 표면에 비교적 작고 균일한 금속노듈을 형성시켜 연성인쇄회로기판용으로 쓰여지는 전해동박의 제조방법이다
그러나 이는 전해동박의 표면 전체를 기계적으로 연마해야 하므로 기존의 전해동박의 제조에 비해 많은 비용이 들어 원가절감에 어려움이 따라 시장의 계속적인 확대가 어렵운 단점이 있었다.
종래의 세번째 방법은, 기존의 인쇄회로기판용으로 사용되던 조대한 노듈을 갖는 거친 표면조도의 면이 아닌 제박공정중 티타늄 드럼과 맞닿아 비교적 낮은 표면조도를 갖는 면에 접착강도 향상을 위해 작고 균일한 노듈을 형성시키는 등의 조화처리 공정을 실시하여 완성되는 전해동박의 제조방법이다.
그러나 이러한 전해동박의 제조방법은 티타늄 드럼과 맞닿는 일면에만 노듈의 형성 및 후처리 공정을 실시하여 연성인쇄회로기판의 기층필름과 접착시키므로써, 표면조도가 높은 타면의 동박면에 회로를 형성하기 위한 포토레지스트 도포시 회로의 직진성이 보장되지 못하는 단점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 본 발명의 제 1목적은, 제박기를 통해 양면이 광택면을 갖는 전해동박을 수득한 후 광택면의 표면조도가 최적화될 수 있도록 연속되는 다수개의 조화처리조를 거쳐 제조되는 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박 및 제조방법을 제공하는 것이다.
그리고 본 발명의 제 2목적은, 동장적층판, 인쇄회로기판 및 연성인쇄회로기판의 기층필름에 접착되는 전해동박에 대해 동박의 양면을 광택이 나게 제박한 후 회전드럼과 맞닿는 동박의 접착면의 표면조도를 최적화하여 미세패턴 형성시에도 잔동이 남지 않게 하고 또한 접착강도를 높힐 수 있는 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박 및 제조방법을 제공하는 것이다.
이러한 본 발명의 목적들은, 전해조에 내에 회전드럼 및 상기 드럼에 대해 소정간격을 갖고 위치하는 양극판을 포함하는 구조의 제박기를 이용하여 전해동박을 제조하는 방법에 있어서, 회전드럼의 표면을 연마하여 평탄화하는 단계(S1000)와, 회전드럼 및 양극판을 전해조 내에 수용하고 전해액을 공급하여 수장하는 단계(S2000)와, 전해조 내에 공급된 전해액에 첨가제를 투입하는 단계(S3000)와, 회전드럼 및 양극판에 해당 극성 전류를 인가하여 회전드럼의 표면에 전해전착된 동박을 수득하는 단계(S4000) 및 수득된 상기 전해동박의 접착력을 증대시키기 위한 조화처리 단계(S5000)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박의 제조방법에 의해서 달성된다.
상기에서 S1000단계는, 회전드럼의 표면이 4㎛ 이하로 연마되어 평탄화된 것이 바람직하다.
상기에서 S3000단계에서, 첨가제는, 0.1ppm∼100ppm의 젤라틴과, 0.05ppm∼50ppm의 HEC와, 0.05ppm∼20ppm의 SPS와, 0.05ppm∼30ppm의 EU로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기에서 S5000단계는, 수득된 전해동박의 일면에 노듈을 형성하는 단계(S5100)와, 전해동박의 일면에 형성된 노듈의 크기를 성장시키는 단계(S5200)와, 전해동박의 일면에 형성되어 성장된 노듈을 안정적으로 고정시키는 단계(S5300)로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기에서 S5300단계 이후, 전해동박의 일면 표면조도는 3.0㎛ 이하인 것이 바람직하다.
상기에서 S5300단계 이후, 전해동박의 타면 표면조도는 2.5㎛ 이하인 것이 바람직하다.
상기에서 S5100단계에서, 노듈을 형성하기 위한 전류밀도가 2 ∼ 30 A/d㎡ 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5∼22 A/d㎡ 인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 8∼18 A/d㎡ 인 것이 바람직하다.
상기에서 S5200단계에서, 노듈을 성장시키기 위한 전류밀도가 2∼30 A/d㎡ 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4∼20 A/d㎡ 인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 7∼15 A/d㎡ 인 것이 바람직하다.
상기에서 S5300단계는, 노듈을 안정적으로 고정하기 위한 전류밀도가 1∼20 A/d㎡ 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2∼17 A/d㎡ 인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 5∼12 A/d㎡ 인 것이 바람직하다.
상기에서 S5000단계 이후, 상기 전해동박이 확산되는 것을 방지하기 위한
베리어처리 하는 단계(S6000)와, 상기 전해동박의 산화처리를 방지하기 위한 방청처리 하는 단계(S7000)와, 상기 전해동박의 접착력을 신뢰시키기 위한 실란커플링제처리 하는 단계(S8000)가 더 포함되는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명의 목적들은, 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박의 제조방법을 이용하여 제조되는 동장적층판에 의해서 달성된다.
아울러 본 발명의 목적들은, 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박의 제조방법을 이용하여 제조되는 인쇄회로기판에 의해서 달성된다.
그리고 본 발명의 목적들은, 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박의 제조방법을 이용하여 제조되는 연성인쇄회로기판에 의해서 달성된다.
또한 본 발명의 목적들은, 0.1∼100ppm의 젤라틴과, 0.05∼50ppm의 HEC와, 0.05∼20ppm의 SPS와, 0.05∼30ppm의 EU로 각각 구성되는 첨가제가 투입된 전해액에 회전드럼 및 양극판을 수장시켜 전해전착된 동박을 수득한 후 다수개의 조화처리조를 거쳐 제작되는 것을 특징으로 하는 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박에 의해서 달성된다.
상기에서 전해동박은 노듈을 형성시는 제 1조화처리조와, 노듈의 크기를 성장시키는 제 2조화저리조와, 동박에 성장된 노듈을 안정적으로 고정시키는 제 3조화처리조를 거쳐 제조되는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명의 목적들은, 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박을 이용하여 제조되는 동장적층판에 의해서 달성된다.
아울러 본 발명의 목적들은, 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박을 이용하여 제조되는 인쇄회로기판에 의해서 달성된다.
그리고 본 발명의 목적들은, 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박을 이용하여 제조되는 연성인쇄회로기판에 의해서 달성된다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.
이하에서는 먼저 본 발명에 따른 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 제박기의 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박을 제조하기 위해 도 1의 제박기에 연속적으로 일련되는 각 수조를 도시한 구성도이다. 먼저 도 1에 도시된 바와 같이, 제박기는 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박을 제조하기 위한 전처리공정 즉, 제박공정에 사용되는 장치이다.
이러한 제박기는 기계적인 압연과 더불어 전해동박(100)을 성형할 수 있는 대표적인 성형장치로써, 전해조(200)와, 전해조(200) 내에 수장되는 회전드럼(210) 및 회전드럼(210)에 대해 소정간격을 갖고 대면하는 한쌍의 양극판(220)을 포함하여 구성된다.
여기서 전해액(230)은 황산, 구리이온 및 염소이온 등으로 이루어진 기본조성에 0.1∼100ppm의 젤라틴과, 0.05∼50ppm의 HEC와, 0.05∼20ppm의 SPS와, 0.05∼30ppm의 EU로 구성된 첨가제(231)가 투입되어 구성된다.
그리고 회전드럼(210)은 표면이 티타늄의 재질로 이루어져 있으며, 표면연마를 통해 4㎛ 이하의 낮은 표면조도로 연마되어 구성된다.
아울러 양극판(220)은 각각의 단부가 소정간격으로 두고 마주 보도록 배치되는 한쌍으로 구성되며, 회전드럼(210)의 하부 볼록한 부위에 대응하여 각 상부면이 회전드럼(210)의 표면과 일정거리을 두고 배치되게 구성된다.
그리고 회전드럼(210)의 회전방향인 전해조(200)의 상부 우측에는 롤러가 위치하고 있어 회전드럼(210)의 표면에 전해전착되는 전해동박(100)을 수득할 수 있도록 구성된다.
이렇게 구성된 제박기의 전해동박(100)의 수득은 다음과 같다. 먼저 (-)전류가 인가된 회전드럼(210)이 회전하면서 (+)전류가 인가된 양극판(220)과의 사이에서는 동이 석출된다. 이 때 회전드럼(210)의 표면으로 석출된 동은 박막형태로 전착되어 롤러에 의해 이끌어져 권취됨으로써 '롤' 형태로 수득된다.
이렇게 수득된 전해동박(100)은 회전드럼(210)의 표면에 전착된 일면이 회전드럼(210)의 연마된 표면조도와 같게 되고, 타면은 비교적 표면조도가 높게 수득되지만, 전해액(230)에 첨가된 첨가제(231)에 의해 비교적 표면조도가 낮은 타면을 갖는 양면이 광택된 면을 갖게 수득된다.
이 후 도 2와 같이, 전해동박(100)은 양면 중 회전드럼(210)면과 맞닿아 표면조도가 낮게 제박된 일면에 균일한 크기의 노듈이 형성될 수 있도록 실시예로 연속되는 3개의 조화처리조(310,320,330)를 거치게 된다.
이러한 각각의 조화처리조(310,320,330)는 제 1조화처리조(310), 제 2조화처리조(320) 및 제 3조화처리조(330)로 구성되는데, 여기서 제 1조화처리조(310)는 해당 광택면에 노듈을 형성시키고, 제 2조화처리조(320)는 노듈의 크기를 성장시키고, 제 3조화처리조(330)는 동박에 성장된 노듈을 안정적으로 고정시킨다.
이와 같은 각 조화처리조(310,320,330)를 통한 전해동박(100)은 이 후에 일련되는 3개의 수조에를 더 거처 완성되는데, 이는 전해동박(100)이 확산되는 것을 방지하기 위해 베리어처리하기 위한 내열수조(400)와, 전해동박(100)의 산화를 방지하기 위해 방청처리하기 위한 방청수조(500)와, 전해동박(100)의 접착력을 신뢰시키기 위해 실란커플링제처리하기 위한 실란수조(600)로 통해 제조된다.
이렇게 제조된 전해동박(100)은 기층필름과의 접착면에 균일한 크기의 갖는 저조도의 노듈이 형성되어 기층필름과의 접착시 접착강도가 증대되고, 이와 반대로 노출되는 타면 역시 표면조도가 매우 낮고 균일하여 미세회로패턴의 형성을 위한 포토 레지스트 도포시, 도포면의 균일한 포토 레지스트 도포가 가능하며, 포토 레지스트의 사진식각시 원하는 형태로 포토 레지스트층을 제거할 수 있다.
아울러 에칭시에는 전해동박(100)의 타면(노출면)과 그리고 기층필름과의 접착되는 일면(접착면)의 에칭 균일도를 나타내는 에칭 팩터가 향상되어 다른 방법의 적용시 보다 휠씬 미세한 패턴의 형성이 가능하다.
상기와 같은 장점으로 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박을 이용하여 동장적층판, 인쇄회로기판 및 연성인쇄회로기판의 각 기층필림에 부착하여 동장적층판, 인쇄회로기판 및 연성회로기판을 제조할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박의 제조방법에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박의 제조방법에 관한 순서도이며, 도 4는 도 3에 따른 조화처리 공정을 도시한 순서도이다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박의 제조방법은, 회전드럼과 맞닿는 면의 표면조도를 낮춰서 전해동박을 수득한 후 조화처리를 거쳐 양면 모두의 표면조도가 현저하게 떨어지도록 하여 균일한 크기의 노듈을 갖는 양면 광택면을 만드는 방법이다.
먼저 전해동박을 수득하기 전에 티타늄으로 이루어진 회전드럼의 표면을 기계적으로 연마하여 표면조도가 4㎛ 이하가 되게끔 평탄화시킨다(S1000).
만약 회전드럼의 표면조도가 4㎛ 이상의 경우, 회전드럼에 전착되는 전해동박의 해당 표면조도가 높아 얇고 미세한 회로패턴을 요구하는 향후의 연성인쇄회로기판 산업의 요구조건에 부응하지 못하고 또한, 기층필림과의 접착시 접착강도가 떨어지기 때문에 바람직하지 않다. 이를 위해 전해동박의 표면 전체를 기계적 연마해야 하므로 기존의 전해동박의 제조에 비해 많은 비용이 들어 제조비용이 상승되므로 바람직하지 않다.
이 후 회전드럼 및 양극판을 전해조 내에 수용하고, 황산, 구리이온 및 염소이온 이루어진 전해액을 공급한다(S2000).
그리고, 전해액(60)에 0.1∼100ppm의 젤라틴과, 0.05∼50ppm의 HEC(Hydroxyethyl Cellulose)와, 0.05∼20ppm의 SPS(bis(sodiumsulfopropyl)disulfide)와, 0.05∼30ppm의 EU(Ethylenethiourea)로 이루어진 첨가제를 투입한다(S3000).
여기서 젤라틴은 수득되는 전해동박의 기계적 강도를 향상시키기 위해 사용되는 물질로 만약 0.1ppm 이하의 젤라틴이 첨가되면, 초기조직을 얻을 수 있으나, 전해동박의 성장을 촉진시켜 조대한 조직의 전해동박이 얻어지고 이렇게 얻은 조대한 조직은 높은 피크 높이를 가지게 되어 결국 원하는 저조도의 전해동박을 얻을 수 없게 되어 바람직하지 않다. 아울러 100ppm 이상의 젤라틴이 첨가되는 경우, 동박의 조대 성장을 억제하여 저조도의 동박을 얻을 수 있으나, 미세회로 형성시의 또 다른 주요 특성중의 하나인 고온 연신율의 특성이 현저하게 떨어지므로 바람직하지 않다.
그리고 HEC는 SPS 및 젤라틴과 교호작용을 통하여 전해동박의 안정된 저조도를 구현하는 역할을 하는 것으로써, 만약 0.05ppm 이하의 HEC가 첨가되면, SPS 및 젤라틴과의 교호작용 능력이 떨어져 균일하지 않은 전해동박이 제조되며, 50ppm 이상 첨가되면, 전해동박에 동분이 석출되여 향후 연성인쇄회로기판 제조시 잔동 등 불량의 원인을 제공하게 되어 바람직하지 않다.
SPS는 광택제로 사용되는 물질이며, HEC와 젤라틴과의 교호작용을 통해 표면조도를 낮추는 주역할을 담당하는 것으로써, 만약 SPS가 0.05 ppm 이하로 첨가된 경우, 다른 물질과의 교호작용 능력이 떨어져 조도가 높은 균일하지 않은 전해동박이 제조되며, 20ppm이상 첨가하는 것은 특별한 역할없이 비용만 증가시키게 되어 바람직하지 않다.
EU는 전해동박의 표면에 석출상을 형성하는 물질이며, 만약 0.05ppm 이하로 EU가 첨가된 경우, 기계적 강도가 향상되는 효과를 나타나는 전해동박의 제조가 어려우며, 30ppm 이상 첨가된 경우에는, 과도한 석출상에 의해 연신률의 급격한 감소로 전해동박이 쉽게 부서지는 현상이 발생하는 등 기계적 특성을 악화시키게 되어 바람직하지 않다.
이 후 회전드럼 및 양극판에 해당 극성전류를 인가하여 회전드럼에 전해전착된 광택면을 갖는 전해동박을 수득하게 되는데(S4000), 이렇게 수득된 전해동박은 양면 광택중 일면의 접착력을 증대시키기 위해 조화처리를 실시한다(S5000).
여기서 조화처리는 총 3단계로 이루어진다. 우선 수득된 전해동박의 양면중 회전드럼과 맞닿는 해당 일면에 노듈을 형성하여(S5100) 성장시키고(S5200), 안정적으로 고정시켜 처리한다.(S5300)
이중 상기 노듈 형성(S5100)에서는, 약 2∼30 A/d㎡의 전류밀도를 사용하는 것이 노듈의 형성에 바람직하다. 이 때 보다 안정적인 노듈형성을 위해서는 5∼22 A/d㎡ 범위의 전류밀도를 사용하고, 상기 범위안에서 보다 바람직하게는 8∼18 A/d㎡ 범위의 전류밀도를 사용한다.
그리고 상기 노듈 성장(S5200)에서는, 약 2∼30 A/d㎡의 전류밀도를 사용하는 것이 노듈의 성장에 바람직하다. 이 때 더축 안정적인 노듈성장을 위해서는 약 4∼20 A/d㎡ 범위의 전류밀도를 사용하고 상기 범위안에서 보다 바람직하게는 약 7∼15 A/d㎡ 범위의 전류밀도를 사용한다.
아울러 노듈의 고정(S5300)에서는, 약 1∼20 A/d㎡의 전류밀도를 사용하는 것이 노듈의 안정적인 고정에 바람직하다. 이 때 보다 안정적인 노듈의 고정을 위해서는 약 2∼17 A/d㎡ 범위의 전류밀도를 사용하고, 상기 범위안에서 보다 바람직하게는 약 5∼12 A/d㎡ 범위의 전류밀도를 사용한다.
여기서 조화처리를 통한 전해동박의 일면 즉, 조화처리면의 표면조도는 3.0㎛ 이하로 제조되는 것이 바람직하고, 아울러 전해동박의 조화처리되지 않은 타면의 표면조도는 2.5㎛ 이하로 제조되는 것이 바람직하다.
이와 같이 연속되는 조화처리를 통한 전해동박은 이 후에 일련되는 3개의 단계를 더 거처 완성되는데, 이는 전해동박이 확산되는 것을 방지하기 위해 베리어처리와, 전해동박의 산화를 방지하기 위해 방청처리와, 전해동박의 접착력을 신뢰시키기 위해 실란커플링제처리를 통해 완성된다.
상기와 같은 방법으로 제조된 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박의 제조방법을 이용하여 동장적층판, 인쇄회로기판 및 연성회로기판의 각 기층필림에 부착하여 동장적층판, 인쇄회로기판 및 연성회로기판을 제조할 수 있다.
도 5a는 본 발명의 [실시예]에 따른 에칭 후 전해동박의 일면을 도시한 SEM 사진도이고, 도 5b는 본 발명의 [실시예]에 따른 에칭 후 전해동박의 타면을 도시한 SEM 사진도이고, 도 6은 [비교예 1]의 에칭 후 전해동박의 일면을 도시한 SEM을 도시한 사진도이고, 도 7은 [비교예 2]의 에칭 후 전해동박의 타면을 도시한 SEM 사진도이며, 도 8은 [비교예 3]의 에칭 후 전해동박의 타면을 도시한 SEM 사진도이다.
먼저 이하에서 본 발명의 제조방법에 따른 실시예 및 이러한 실시예를 비교하기 위한 비교예 1, 2, 3에 따라 서로 상이한 조건으로 전해동박을 제조하는 방법을 제시한다.
[실시예]
2000번에 해당하는 사포면을 이용하여 티타늄 드럼을 고르게 연마한 후 H2SO4: 100g/ℓ, Cu2+: 100g/ℓ, Cl-: 30㎎/ℓ의 전해액의 온도를 60℃로 유지하고 젤라틴 2.5ppm, HEC 1ppm, SPS 1.5ppm을 첨가하여 100A/d㎡의 전류를 가해 회전드럼과 맞닿는 일면이 매우 균일하고 표면조도가 낮은 타면을 갖는 양면 광택박의 제박을 마친 후 수지(기층필름)와의 접착력을 향상시키기 위해 노듈을 형성 및 성장과 고정을 통한 조화처리와, 전해동박이 수지층으로 확산되는 것을 막기 위한 베리어(Barrier)처리와, 전해동박의 산화를 막기 위한 방청처리와, 수지와의 접착을 다소 높이기 위한 실란커플링(Silane Coupling Agent)처리를 수행하여 양면 광택을 갖는 저조도 동박을 제조하였다.
[비교예 1]
별도의 섬세한 티타늄 드럼 연마공정없이 H2SO4: 100g/ℓ, Cu2+: 100g/ℓ, Cl-: 30㎎/ℓ의 전해액의 온도를 60℃로 유지하고 100A/d㎡의 전류를 가해 기층필름과 접착되는 일면은 광택이 나고, 기층필름에 노출되는 타면은 거친 표면조도를 갖게 일반 박을 제박한 후 타면에 통상적인 전해동박의 앞서 기술한 바와 같은 동일한 후처리 공정을 거쳐 통상 인쇄회로기판용으로 사용되는 전해동박을 제조하였다
[비교예 2]
H2SO4: 100g/ℓ, Cu2+: 100g/ℓ, Cl-: 30㎎/ℓ 의 전해액의 온도를 60℃로 유지하고 100A/d㎡의 전류를 가해 기층필름과 접착되는 일면은 광택이 나고, 기층필름에 노출되는 타면은 거친 표면조도를 갖는 일반박을 제박하여 타면을 기계적인 연마를 통해 표면 거칠기를 낮춘 후 통상적인 전해동박의 앞서 기술한 바와 동일한 후처리를 하여 인쇄회로기판용으로 사용되는 전해동박을 제조하였다.
[비교예 3]
H2SO4: 100g/ℓ, Cu2+: 100g/ℓ, Cl-: 30㎎/ℓ의 전해액의 온도를 60℃로 유지하고 100A/d㎡의 전류를 가해 기층필름과 접착되는 일면은 광택이 나고 기층필름에 노출되는 타면은 거친 조도를 갖는 일반박을 제박하여 일면에 통상적인 전해동박의 앞서 기술한 바와 동일한 후처리를 하여 인쇄회로 기판용으로 사용되는 전해동박을 제조 하였다.
실시예와 비교예 1,2,3에서 기술한 바에 의해 제조된 전해동박을 실시예로 연성회로기판용 기층필름과 적층한 후 포토 레지스트 도포와 사진식각 및 에칭공정을 거쳐 미세회로 패턴을 형성하여 그 형상을 SEM으로 관찰한 결과를 도 5a, 5b, 6, 7 및 8에 나타내었다.
실시예는 도 5a와 같이 접착면의 표면조도가 낮아 접착되는 면적이 증대됨으로 기층필름에 접착시 접착강도가 증대되고, 노출되는 면의 표면조도 역시 도 5b와 같이, 에칭후 기층필름에 남아 있는 잔동이 적으며, 표면조도도 매끈하다. 하지만 비교예 1에 의해 제조된 동박은 도 6과 같이, 접착면의 표면조도가 높고 거칠어 회로 형성을 위한 에칭후 회로와 회로 사이에 잔동이 제거되지 않고 잔류하고 있어 미세회로 패턴의 형성이 어렵고, 또한 기층필름과의 접착시 접착강도를 증대시키는데 한계가 발생된다.
비교예 2에 의해서 제조된 전해동박은 그 제조가 어려울 뿐더러 도 7과 같이, 동박의 타면에 드럼면이 전사되어 발생되는 핀홀(Pin Hole) 등이 나타나 표면 품질이 실시예에 비해 떨어진다.
비교예 3에 의해 제조된 동박은 도 8과 같이, 노출되어 있는 동박의 타면 표면조도가 매우 높고 거칠어 에칭 후 침상의 잔동이 형성되고 이에 의해 미세 회로형성시 단락의 위험이 있다.
그 결과는 [표 1]과 같다.
원박 처리방법 M면 표면조도 S면 표면조도
실시예 양면 광택박 드럼쪽면에 노듈처리 1.6㎛ 1.4㎛
비교예1 일반박 거친면에 노듈처리 5.5㎛ 1.6㎛
비교예2 일반박 거친면 기계적 연마후 노듈처리 1.5㎛ 1.5㎛
비교예3 일반박 드럼쪽면에 노듈처리 1.6㎛ 6.2㎛
[표 1]과 같이, 본 발명에 따른 실시예가 비교예 1 보다는 일면의 표면조도가 매우 낮아 기층필름과의 접착시 접착강도가 증대되고, 비교예 2 보다는 표면조도에서는 별 차이가 없으나 전해동박의 제조가 쉽고, 회전드럼면이 전사되어 발생되는 핀홀등이 나타나지 않아 품질이 좋고, 비교예 3 보다는 타면의 표면조도가 매우 낮아 미세회로패턴의 형성을 위한 포토 레지스트 도포시, 균일한 포토 레지스트 도포가 가능하며, 포토레지스트의 사진 식각시 원하는 형태로 포토레지스트층을 제거할 수 있다.
이상에서와 같은 본 발명에 따른 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박 및 제조방법은 상기 실시예에서 언급된 각 조건 이외에 본 발명에서 제시된 범위안에서 다른 다양한 실시예의 시행이 가능하며 이를 통해 다양한 특성의 전해동박 및 그를 이용한 전자부품의 제조가 가능하다
이상에서와 같은 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박 및 제조방법에 의하면, 표면조도 외에 다른 물성의 변화가 없고 주름과 같은 표면 불균일 부위가 없이 양호한 두께 균일도를 갖는 동박을 구현할 수 있다. 또한 현재 상용되는 전해동박 제조공정의 생산성 저하가 없고 물성제어가 용이한 저조도 전해동박을 제조할 수 있는 특징이 있다.
아울러 최종 인쇄회로기판 미세패턴의 단선 등의 주요 불량원이 되는 제박공정에서 미세기공을 감소시키는 효과가 있다.
아울러 전해동박의 일면에 균일한 크기를 갖는 노듈의 형성으로 인쇄회로기판 및 연성인쇄회로기판의 기층필름에 접착할 때 미세패턴 형성시 잔동이 남지 않고, 접착강도를 높힐 수 있어 미세패턴에 전자부품을 실장하는 용접공정중 미세회로의 끊김을 방지할 수 있는 특징이 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 제박기의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박을 제조하기 위해 도 1의 제박기에 연속적으로 일련되는 각 수조를 도시한 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박의 제조방법에 관한 순서도,
도 4는 도 2에 따른 조화처리 공정을 도시한 순서도,
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 에칭 후 전해동박의 일면을 도시한 SEM 사진도,
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 에칭 후 전해동박의 타면을 도시한 SEM 사진도,
도 6은 비교예 1의 에칭 후 전해동박의 일면을 도시한 SEM을 도시한 사진도,
도 7은 비교예 2의 에칭 후 전해동박의 타면을 도시한 SEM 사진도,
도 8은 비교예 3의 에칭 후 전해동박의 타면을 도시한 SEM 사진도이다.
< 도면의 주요부분에 관한 부호의 설명 >
100 : 전해동박, 200 : 전해조,
210 : 회전드럼, 220 : 양극판,
230 : 전해액, 231 : 첨가제,
310 : 제 1조화처리조, 320 : 제 2조화처리조,
330 : 제 3조화처리조, 400 : 내열수조,
500 : 방청수조, 600 : 실란수조.

Claims (24)

  1. 전해조에 내에 회전드럼 및 상기 드럼에 대해 소정간격을 갖고 위치하는 양극판을 포함하는 제박기를 이용하여 전해동박을 제조하는 방법에 있어서,
    상기 회전드럼의 표면을 연마하여 평탄화하는 단계;(S1000)
    상기 회전드럼 및 양극판을 상기 전해조 내에 수용하고 전해액을 공급하여 수장하는 단계;(S2000)
    상기 전해조 내에 공급된 전해액에 첨가제를 투입하는 단계;(S3000) 및
    상기 회전드럼 및 양극판에 해당 극성전류를 인가하여 회전드럼의 표면에 전해전착된 동박을 수득하는 단계;(S4000) 및
    수득된 상기 전해동박의 접착력을 증대시키기 위한 조화처리 단계(S5000);를 포함하는 것을 특징으로 하는 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 S1000단계는, 상기 회전드럼의 표면이 4㎛ 이하로 연마되어 평탄화된 것을 특징으로 하는 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 S3000단계에서, 상기 첨가제는, 0.1∼100ppm의 젤라틴과, 0.05∼50ppm의 HEC와, 0.05∼20ppm의 SPS와, 0.05∼30ppm의 EU로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 S5000단계는, 수득된 전해동박의 일면에 노듈을 형성하는 단계(S5100)와,
    상기 전해동박의 일면에 형성된 노듈의 크기를 성장시키는 단계(S5200)와,
    상기 전해동박의 일면에 형성되어 성장된 노듈을 안정적으로 고정시키는 단계;(S5300)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 S5300단계 이후, 상기 전해동박의 일면 표면조도는 3.0㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박의 제조방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 S5300단계 이후, 상기 전해동박의 타면 표면조도는 2.5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박의 제조방법.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 S5100단계에서, 노듈을 형성하기 위한 전류밀도가 2 ∼ 30 A/d㎡ 인 것을 특징으로 하는 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 노듈을 형성하기 위한 전류밀도는 5∼22 A/d㎡ 인 것을 특징으로 하는 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박의 제조방법.
  9. 제 7항에 있어서, 노듈을 형성하기 위한 전류밀도는 8∼18 A/d㎡ 인 것을 특징으로 하는 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박의 제조방법.
  10. 제 4 항에 있어서, 상기 S5200단계에서, 노듈을 성장시키기 위한 전류밀도가 2∼30 A/d㎡ 인 것을 특징으로 하는 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 전해저조도 동박의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 노듈을 성장시키기 위한 전류밀도는 4∼20 A/d㎡ 인 것을 특징으로 하는 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박의 제조방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 노듈을 성장시키기 위한 전류밀도는 7∼15 A/d㎡ 인 것을 특징으로 하는 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박의 제조방법.
  13. 제 4 항에 있어서, 상기 S5300단계는, 노듈을 안정적으로 고정하기 위한 전류밀도가 1∼20 A/d㎡ 인 것을 특징으로 하는 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박의 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 노듈을 안정적으로 고정하기 전류밀도는 2∼17 A/d㎡ 인 것을 특징으로 하는 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박의 제조방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 노듈을 안정적으로 고정하기 전류밀도는 5∼12 A/d㎡ 인 것을 특징으로 하는 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박의 제조방법.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 S5000단계 이후, 상기 전해동박이 확산되는 것을 방지하기 위한 베리어처리 하는 단계(S6000)와,
    상기 전해동박의 산화처리를 방지하기 위한 방청처리 하는 단계(S7000)와,
    상기 전해동박의 접착력을 신뢰시키기 위한 실란커플링제처리 하는 단계(S8000);가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박의 제조방법.
  17. 제 1 항 내지 제 16항중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 전해동박을 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 동장적층판.
  18. 제 1항 내지 제 16항중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 전해동박을 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 인쇄회로기판은 연성인쇄회로기판인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
  20. 전해조의 전해액에 수장된 회전드럼 및 상기 드럼에 대해 소정간격을 갖고 위치하는 양극판을 포함하는 구조의 제박기를 이용하여 제조되는 전해동박에 있어서,
    0.1∼100ppm의 젤라틴과, 0.05∼50ppm의 HEC와, 0.05∼20ppm의 SPS와, 0.05∼30ppm의 EU로 각각 구성되는 첨가제가 투입된 전해액에 회전드럼 및 양극판을 수장시켜 전해전착된 동박을 수득한 후 다수개의 조화처리조를 거쳐 제작되는 것을 특징으로 하는 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 전해동박은 노듈을 형성시는 제 1조화처리조와, 노듈의 크기를 성장시키는 제 2조화저리조와, 상기 동박에 성장된 노듈을 안정적으로 고정시키는 제 3조화처리조를 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는 광택면에 균일한 크기의 노듈을 갖는 저조도 전해동박.
  22. 제 20항 또는 제 21 항의 전해동박을 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 동장적층판.
  23. 제 20항 또는 제 21 항의 전해동박을 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 인쇄회로기판은 연성인쇄회로기판인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
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