KR20060134192A - 양면 금속 피복 적층판의 제조 방법 및 그 제조 방법에의해 얻어진 양면 금속 피복 적층판 - Google Patents

Abstract

프린트 배선판 제조의 기본 재료로서 종래에 없던 얇은 절연층 두께를 가지고, 또한 충분한 층간 절연성을 구비하는 양면 금속 피복 적층판을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이 목적을 달성하기 위하여 골격재를 포함하는 절연층의 양면에 도전성 금속층을 구비하는 양면 금속 피복 적층판의 제조 방법으로서, 금속박의 편면에 경화 수지층을 마련하고, 이 경화 수지층 위에 골격재를 포함하는 반경화 수지층을 마련한 제 1 수지 부착 금속박을 2장 이용하여, 일방의 제 1 수지 부착 금속박의 반경화 수지층과 타방의 제 1 수지 부착 금속박의 반경화 수지층이 접촉하도록 중첩하여 프레스 성형함으로써 당해 제 1 수지 부착 금속박끼리를 접착시키는 것을 특징으로 하는 양면 금속 피복 적층판의 제조 방법 등을 채용한다.

Description

양면 금속 피복 적층판의 제조 방법 및 그 제조 방법에 의해 얻어진 양면 금속 피복 적층판{PROCESS FOR PRODUCING DOUBLE-SIDED METAL CLAD LAMINATE AND DOUBLE-SIDED METAL CLAD LAMINATE PRODUCED BY THE PROCESS}

본 발명은 프린트 배선판 제조의 기초 재료가 되는 양면 금속 피복 적층판의 제조 방법 및 그 제조 방법에 의해 얻어진 양면 금속 피복 적층판에 관한 것이다.

종래부터 프린트 배선판의 기본 재료로서 편면 구리 피복 적층판 및 양면 구리 피복 적층판이 사용되어 왔다. 특히, 최근의 프린트 배선판은 전기 및 전자기기 등의 경박단소화(輕薄短小化)에 따른 다운사이징 요구에 부응하여 다층화가 진행되어 4층 이상의 도체층을 구비하는 다층 프린트 배선판이 일반적으로 사용되게 되었다.

이때에 이용하는 양면 구리 피복 적층판은 절연층을 구성하는 FR-4 기재로 대표되는 글래스 에폭시 등의 프리프레그의 양면에 동박을 접착시킴으로써 제조되는 것이 일반적이다. 그리고 이 프리프레그는 이하와 같이 하여 제조되는 것이 일반적이다.

프리프레그의 제조 방법은 각 제조 메이커마다 특징적인 제조 방법이 채용되고 있다. 일반적인 프리프레그 제조 장치의 어큐물레이터(accumulator) 등의 부속 설비를 제외한 기본적인 구성을 설명하면, 도 8에 나타내는 바와 같은 제조 방법이 가장 널리 채용되고 있다고 할 수 있다. 즉, 골격재에 함침시키는 수지 조성물은 여러 가지 특성이 부여된 포뮬레이션(formulation)으로 바니시 반응조(20)를 이용하여 바니시가 제조된다. 이 바니시는 순환조(21)로 이송되고, 이 바니시는 순환조(21)에서 골격재에 수지를 함침시키는 공정의 함침 배트(23)로 이송되어 순환되게 된다.

골격재에 수지를 함침시키는 공정에서는 골격재 롤을 축지(軸持)하여 골격재(4)를 연속적으로 계속 풀어내는 수단을 구비하고, 여기에서 송출된 골격재(4)는 일반적으로 예비 침지 배트(22)를 거쳐 함침 배트(23) 내에서 딥 방식 또는 키스 코팅(kiss coating) 방식 중 어느 한 방식에 의해 골격재(4)에 수지 함침을 행하도록 하며, 함침 배트(23)를 나오면 열풍 순환 방식 혹은 열 복사 방식 등의 가열 방법을 채용하여 함침시킨 수지를 건조시켜 반경화 상태(B 스테이지)로 형성하기 위해 세로형으로 배치된 건조탑(24) 내부를 주행시키고, 최종적으로 냉각시켜 프리프레그 롤(25)로서 권취하여 채취하는 것이다.

이와 같은 방법으로 제조되는 프리프레그는 글래스 클로스(glass cloth)와 같이 직조된 골격재를 이용하는 경우에는 클로스의 접힘 등의 문제는 있으나 20㎛ 두께 정도의 것을 사용하여 30㎛ 두께의 프리프레그를 제조하는 것도 가능해져 널리 시장에 받아들여지게 되었다.

비특허 문헌 1: 프린트 회로 핸드북(제 3판) 편자 C. F. 쿰즈. Jr 감역 프린트 회로 학회(근대 과학사)

비특허 문헌 2: 쉽게 알 수 있는 프린트 배선판이 만들어지기까지, 저자 타카기 키요시 2003년 6월 10일 발행(일간공업신문사)

발명이 해결하고자 하는 과제

그러나, 글래스 클로스와 같이 직조된 클로스 타입의 골격재를 이용한 프리프레그를 이용하면, 구리 피복 적층판으로 한 후에 탄산 가스 레이저 천공 가공을 필요로 하는 비아 홀(via hole) 형성 시에 문제가 생겼다. 즉, 탄산 가스 레이저를 이용하여 구리 피복 적층판의 천공 가공을 행하려 하면, 층간 절연층에 존재하는 글래스 클로스의 가공성이 좋지 않아, 천공 후 비아 홀의 내벽부의 형상 악화를 일으키는 것이다.

이와 같은 문제를 해결하고자 클로스 타입의 골격재 대신, 글래스 부직포나 아라미드 부직포 등의 부직포 타입의 골격재가 사용되게 되었다. 확실히 골격재를 부직포 타입으로 대체함으로써 탄산 가스 레이저를 이용하여 형성된 비아 홀 등의 내벽면의 형상은 현격히 뛰어난 것이 되어 커다란 기술 진보를 이루게 되었다.

그런데, 부직포는 클로스 타입과 같이 날실과 씨실을 교대로 짠 것이 아니라, 이른바 펠트 옷감과 같이 글래스 섬유 또는 아라미드 섬유 등을 눌러 굳혀 시트상으로 한 것이다. 따라서, 클로스 타입의 골격재에 비해 부직포 타입의 골격재 자체의 강도가 저하되게 되어 인장(引張) 등의 외적 응력 부하에 대한 저항력이 작아진다.

이 결과, 상술한 바와 같은 세로형의 건조탑을 이용하는 방법으로 부직포에 수지 함침을 행하여 건조시키고자 하면, 필요량의 수지를 함침시킨 부직포가 건조탑을 주행할 때에 함침된 수지 분량의 중량이 부직포에 가해지게 되고, 부직포가 얇아질수록 함침시킨 수지가 반경화 상태가 되기 전에 건조탑 내에서 파단(破斷)되어 공정이 멈추게 되어 생산 수율을 현저하게 저하시키게 구성되어 있었다. 이와 같은 현상은 골격재로 이용하는 부직포가 공칭 두께 70㎛ 이하가 되면 매우 일어나기 쉬우며, 공칭 두께 30㎛ 이하의 부직포를 골격재로 이용하는 것은 거의 불가능하다고 일컬어져 왔다.

상술한 바와 같은 통상적인 수지 함침법은 가령 골격재에 글래스 클로스와 같은 직포를 이용하는 경우에도 당연히 20㎛ 이하의 직포에 수지를 함침·건조시키고자 하면 세로형의 건조탑 내에서 파단되기 쉬워져 공정의 안전성을 확보할 수 없는 것은 당연한 것이다. 단, 직포를 이용하는 경우가 부직포를 이용하는 경우에 비해 보다 파단되기 어렵다고 말하는 것에 지나지 않으며, 두꺼운 직포를 이용하는 경우와 비교하면 현격히 신뢰성이 결여되게 된다. 여기서, 수지의 함침량을 적게 하는 방법이 있으나, 골격재와 동박 표면의 접촉을 일으키고 마이그레이션의 발생을 조장하여 층간 절연 신뢰성을 떨어뜨리게 된다.

시장에서는 프린트 배선판의 박형화, 다층화에 대한 더욱 절실한 요구가 행해지고 있으며, 종래의 프리프레그로는 대응이 불가능한 절연층 두께가 요구되게 되었다. 따라서, 프린트 배선판 제조의 기본 재료로서 종래에 없던 얇은 절연층 두께를 가지고, 또한 충분한 층간 절연성을 구비하는 양면 구리 피복 적층판이 요구되게 되었다.

과제를 해결하기 위한 수단

여기서, 본 발명자들은 연구를 거듭한 결과, 이하에 기술하는 제조 방법으로 제조하면, 얇은 절연층을 구비하고, 또한 층간 절연성이 뛰어난 양면 금속 피복 적층판의 제조가 가능해지는 데 이르렀다. 이하, 본 발명에 관하여 설명한다.

<양면 금속 피복 적층판의 제조 방법>

본 발명에 따른 양면 금속 피복 적층판의 제조 방법으로서는 이하에 나타내는 2 종류의 제조 방법을 채용할 수 있다. 따라서, ‘제조 방법 I’과 ‘제조 방법 II’라 칭하기로 한다.

(제조 방법 I)

제 1 제조 방법은 골격재를 포함하는 절연층의 양면에 도전성 금속층을 구비하는 양면 금속 피복 적층판의 제조 방법으로서, 금속박의 편면에 경화 수지층을 마련하고, 이 경화 수지층 위에 골격재를 포함하는 반경화 수지층을 마련한 제 1 수지 부착 금속박을 2장 이용하여, 일방의 제 1 수지 부착 금속박의 반경화 수지층과 타방의 제 1 수지 부착 금속박의 반경화 수지층이 접촉하도록 중첩하여 프레스 성형함으로써 당해 제 1 수지 부착 금속박끼리를 접착시키는 것을 특징으로 하는 것이다. 따라서, 이하에서는 제 1 수지 부착 금속박에 관하여 설명하고, 양면 금속 피복 적층판의 제조 방법에 관하여 설명한다.

A. 제 1 수지 부착 금속박

먼저, 제 1 수지 부착 금속박에 관하여 설명한다. 이 제 1 수지 부착 금속박의 단면층 구성을 모식적으로 나타낸 것이 도 1이다. 이 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 제 1 수지 부착 금속박(1a)은 금속박(2)의 편면에 경화 수지층(3)을 구비하고, 그 경화 수지층(3) 위에 골격재(4)를 포함하는 반경화 수지층(5)을 구비한 단면층 구성을 가지고 있다.

제 1 수지 부착 금속박을 구성하는 금속박 : 여기서 말하는 ‘금속박’에는 구리, 니켈, 니켈 합금, 코발트, 코발트 합금, 금, 백금 등의 여러 가지 금속 성분의 사용이 가능하며, 에칭 가공을 거쳐 프린트 배선판으로서의 사용 등의 목적에 따라 적절히 선택하면 되나, 프린트 배선판에 다용(多用)되는 것은 동박이다. 또한, 이 금속박의 경화 수지층과의 접촉면에 행해지는 밀착성을 향상시키기 위한 조화(粗化) 처리의 유무는 불문한다. 이하, 프린트 배선판 제조에 가장 많이 이용되는 동박을 예로 들어 설명한다.

여기서 금속박으로서의 동박을 고려하면, 전해 동박 및 압연 동박 등의 종류, 두께로 한정되는 것은 아니다. 또한, 전해 동박의 경우에는 광택면 및 조면(粗面)의 양면을 경화 수지층과의 접촉면으로서 생각할 수 있다. 또한, 여기서 말하는 금속박은 조화 처리의 유무는 불문하고, 방청 처리 등을 포함하더라도 무방하다. 여기서 말하는 방청 처리란, 아연, 놋쇠 등을 이용한 무기 방청, 벤조트리아졸, 이미다졸 등의 유기제를 이용한 유기 방청 등을 포함하는 것이다.

여기서 말하는 ‘금속박’의 경화 수지층(3)과의 접촉면에는 실란 커플링제 처리층을 마련해 두는 것이 바람직하다. 실란 커플링제 처리층은 조화 처리하지 않은 금속박 표면과 경화 수지층의 젖음성을 개선하고, 밀착성을 향상시키기 위한 조제(助劑)로서의 역할을 하는 것이다. 종래부터, 프린트 배선판 회로의 박리 강도는 높을수록 좋은 것으로 여겨져 왔다. 그러나, 최근에는 에칭 기술의 정밀도 향상에 따라 에칭 시의 회로 박리가 없어지고, 프린트 배선판 업계에서의 프린트 배선판 취급 방법이 확립되어 회로를 잘못 거는 것에 의한 단선 박리의 문제도 해소되었다. 따라서, 최근에는 적어도 O.8kgf/cm 이상의 박리 강도가 있으면, 실제 사용이 가능하다고 여겨지며, 1.Okgf/cm 이상이면 아무런 문제가 없다고 여겨지고 있다. 이 실란 커플링제 처리층을 마련함으로써 조화 처리하지 않은 금속박이라도 박리 강도를 O.8kgf/cm 이상으로 할 수 있다.

실란 커플링제에는 가장 일반적인 에폭시 관능성 실란 커플링제를 비롯하여 올레핀 관능성 실란, 아크릴 관능성 실란 등 여러 가지를 이용할 수 있으며, FR-4 프리프레그에 대한 접착을 행하고 박리 강도를 측정하면 O.8kgf/cm 전후의 박리 강도를 얻을 수 있다. 그러나, 아미노 관능성 실란 커플링제 또는 멜캅토 관능성 실란 커플링제를 이용하면 이 박리 강도가 1.Okg/f 이상이 되어 특히 바람직하다. 실란 커플링제층의 형성은 일반적으로 이용되는 침지법, 샤워링법, 분무법 등 특별히 방법은 한정되지 않는다. 공정 설계에 맞추어 가장 균일하게 동박과 실란 커플링제를 포함한 용액을 접촉시켜 흡착시킬 수 있는 방법을 임의로 채용하면 된다.

여기서 이용할 수 있는 실란 커플링제를 보다 구체적으로 명시해 두기로 한다. 프린트 배선판용으로 프리프레그의 글래스 클로스에 이용되는 것과 동일한 커플링제를 중심으로 비닐트리메톡시실란, 비닐페닐트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, 4-글리시딜부틸트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-3-(4-(3-아미노프로폭시)프톡시)프로필-3-아미노프로필트리메톡시실란, 이미다졸실란, 트리아진실란, γ-멜캅토프로필트리메톡시실란 등을 이용하는 것이 가능하다.

이들 실란 커플링제는 용매로서의 물에 0.5~lOg/l 용해시켜 실온 레벨의 온도에서 사용하는 것이다. 실란 커플링제는 동박의 표면에 돌출된 OH기와 축합결합함으로써 피막을 형성하는 것으로, 불필요하게 진한 농도의 용액을 이용하더라도 그 효과가 현저하게 증대되는 일은 없다. 따라서, 본래는 공정의 처리속도 등에 따라 결정되어야 하는 것이다. 단, 0.5g/l를 하회하는 경우에는 실란 커플링제의 흡착 속도가 늦어 일반적인 상업 베이스의 채산에 맞지 않으며, 흡착도 불균일해 진다. 또한, 10g/l를 초과하는 농도라도 특별히 흡착 속도가 빨라지지 않아 비경제적이다.

제 1 수지 부착 금속박을 구성하는 경화 수지층: 금속박(2)의 편면에 마련하는 경화 수지층(3)은 골격재(4)와 금속박(2)의 접촉을 확실하게 방지하기 위하여 존재하는 것이다. 또한, 이 경화 수지층의 존재에 의해 양면 금속 피복 적층판의 표면에 골격재의 클로스 눈이 표면에 나오는 것을 방지하는 것이다. 경화 수지층은 수지가 반응하여 완전경화된 C 스테이지에 있기 때문에, 양면 금속 피복 적층판을 제조할 때의 프레스 가공에 의해 재차 가열을 받더라도 유동화하는 일이 없다. 따라서, 특히 금속박의 표면에 조화 처리가 행해지고 요철 형상을 구비하는 경우의 경화 수지층의 골격재(4)와 금속박(2)의 접촉 방지가 확실해지는 것이다. 골격재(4)와 금속박(2)이 접촉하고 있으면, 프린트 배선판으로 가공하여 통전사용할 때에 골격재의 형상에 따른 마이그레이션의 발생, 층간 절연 저항의 저하에 의한 크로스토크 특성의 저하 등의 문제가 발생하기 쉬워진다. 특히, 글래스 클로스 등의 직포를 이용했을 경우에는 섬유 방향에 따른 마이그레이션이 일어나기 쉬운 경향이 있다.

여기서, 일반적으로 가장 요철이 심한 전해 동박의 조화면을 고려하더라도 전해 동박의 두께를 공칭 두께 1㎛ ~ 90㎛ 정도의 범위로 생각하면, 경화 수지층의 환산 두께가 1㎛ ~ 15㎛이면 충분히 조화면을 피복할 수 있는 것이라 판단할 수 있다. 그러나, 층간 절연층의 두께가 70㎛ 이하인 얇은 양면 구리 피복 적층판인 경우에는 공칭 두께 12㎛ ~ 35㎛의 전해 동박을 이용하는 것이 통상적이며, 경화 수지층의 환산 두께가 5㎛ ~ 10㎛이면 충분하다. 또한, 층간 절연층의 두께가 50㎛ 이하인 얇은 양면 구리 피복 적층판의 경우에는 공칭 두께 1㎛ ~ 12㎛의 전해 동박을 이용하는 것이 통상적이며 경화 수지층의 환산 두께가 3㎛ ~ 5㎛이면 충분하다. 또한, 조화 처리되어 있지 않은 경우의 동박과 같이 표면 거칠기(Rz)가 2.0㎛ 이하가 되는 표면에 대한 경화 수지층의 환산 두께는 1㎛ ~ 3㎛이면 충분하다. 이 경화 수지층이 1㎛ 미만이 되면 아무리 평활하고 요철이 없는 것처럼 보이는 금속박 표면이라도 균일한 두께로 피복하는 것이 곤란해지기 때문이다. 이에 대해, 경화 수지층의 상한값을 초과하면 경화 수지층과 반경화 수지층 사이에서의 계면 박리를 일으키기 쉬워지는 경향이 있다. 한편, 이 경화 수지층의 두께는 1㎡ 당 완전 평면에 도포하였다고 생각했을 때의 환산 두께이다.

여기서 말하는 경화 수지층의 형성은 일반적으로 금속박의 표면에 열 경화성 수지 조성물을 도공하고, 건조하여, 경화 반응을 일으킴으로써 형성되는 것이다. 또한, 반경화 상태의 수지 필름을 금속박의 표면에 중첩하여 라미네이트하여 경화 반응을 일으켜 형성하는 것이다. 따라서, 경화 수지층의 형성에 관해서는, 특별히 한정된 기법을 채용할 필요는 없으며 통상적인 방법을 채용하면 된다.

제 1 수지 부착 금속박을 구성하는 골격재를 포함하는 반경화 수지층: 이어서, 경화 수지층(3)의 위에 마련하는 ‘골격재(4)를 포함하는 반경화 수지층(5)’에 관하여 설명한다. 이 반경화 수지층은 골격재를 포함하는 것이며, 간단히 프리프레그를 접착시키는 것도 가능하다고 생각된다. 그러나, 종래의 프리프레그에는 상술한 문제가 있어 두께를 얇게 할 수 없다. 따라서, 이하와 같이 하여 경화 수지층 위에 반경화 수지층을 형성하는 것이다. 한편, 반경화 수지층의 형성에는 이하의 2가지 방법 중 어느 하나를 채용하는 것이 바람직하다.

골격재를 포함하는 반경화 수지층의 형성 방법 1에 관하여 설명한다. 경화 수지층(3)의 표면에 반경화의 열 경화 수지층(A)을 마련하고, 당해 열 경화 수지층(A)에 골격재가 되는 부직포 또는 직포를 압착하며, 압착된 당해 부직포 또는 직포의 표면에 열 경화 수지층(B)을 형성하고, 반경화 상태로 건조시킴으로써 반경화 수지층으로 형성하는 것이다.

이 제조 방법을 도 2에 나타낸 공정에 따라 설명한다. 먼저, 도 2의 (1)에 나타낸 경화 수지층(3)을 구비하는 금속박(2)을 준비하고, 도 2의 (2)에 나타내는 바와 같이, 경화 수지층(3)의 표면에 반경화의 열 경화 수지층(A)을 마련하는 것이다. 이 열 경화 수지층(A)을 구성하는 수지로는 일반적으로 에폭시 수지를 이용하게 된다. 프린트 배선판 용도로 널리 이용되고 있기 때문이다. 따라서, 여기서 열 경화 수지층(A)을 구성하는 수지로는 열 경화성을 구비한 수지이고, 또한 전기·전자재료 분야에서 프린트 배선판에 사용가능한 것이면 특별히 한정은 요하지 않는다. 이 열 경화 수지층(A)은 용제를 이용하여 액체 형상으로 한 것을 전해 동박층 표면에 도포하는 방법, 또는 반경화 상태의 수지 필름을 라미네이트하도록 붙이는 방법 등에 의해 전해 동박층 표면에 형성된다. 용제를 이용하여 액체 형상으로 하는 경우에는, 예를 들어, 에폭시 수지, 경화제, 경화 촉진제를 배합하고, 메틸에틸케톤 등의 용제를 이용하여 점도 조정을 행하여 이용하게 된다.

그리고 경화 수지층(3)의 표면에 형성한 열 경화 수지층(A)은 반경화 상태로 유지되지 않으면 안 된다. 이하에 기술하는 부직포 또는 직포(4)의 압착을 양호하게 행하고, 부직포 또는 직포 중에 일정량의 수지 함침을 촉진하기 위해서이다. 따라서, 경화 수지층(A)의 표면에 액체 형상의 수지를 도포하고, 그 후 반경화 상태로 하는 경우에는 열풍 건조기 등을 이용하여 건조 레벨, 경화도를 조정한다.

경화 수지층(3)의 표면에 형성하는 열 경화 수지층(A)의 두께는 이하에 기술하는 부직포 또는 직포(4)의 두께를 고려하여 정해진다. 즉, 열 경화 수지층(A)의 두께는 부직포 또는 직포(4)의 두께 이하로 하는 것이다. 열 경화 수지층(A)의 두께를 부직포 또는 직포(4)의 두께 이상으로 하면, 부직포 또는 직포의 압착 시에 열 경화 수지층(A)을 구성하는 수지가 부정유출을 일으켜 설비를 오염시키게 되어 압착 롤(11)을 오염시키고, 가공되는 금속박(2)의 표면에 전사하여, 결과적으로 제품 불량을 일으키는 것이다. 한편, 열 경화 수지층(A)의 최저한의 두께는 경화 수지층을 균일하게 피복하고, 부직포 또는 직포에 충분한 수지 함침을 일으키는 두께가 아니면 안 된다.

이상과 같이 하여, 경화 수지층(3)의 표면에 열 경화 수지층(A)이 형성되면 계속해서 도 2의 (3)에 나타낸 바와 같이, 압착 롤(11)을 이용하여 부직포 또는 직포(4)가 열 경화 수지층(A)에 접착되게 된다. 이 부직포 또는 직포(4)는 골격재가 되는 것으로, 종래의 수지 부착 동박의 기계적 강도의 결여를 해결하기 위하여 이용하는 것이다. 그리고 이 부직포 또는 직포(4)는 열 경화 수지층(A) 위에 압착 롤을 이용하여 일정한 부하를 가하면서 접착되게 된다. 반경화 상태의 열 경화 수지 A에 부직포 또는 직포(4)를 붙이는 경우에는 가열 수단을 구비한 압착 롤을 이용하여 롤 자체를 가열하여 일정 레벨 이상의 가압을 부하하여 붙인다. 반경화 상태의 수지를 재유동화시키고, 그 재유동화한 수지의 일정량을 부직포 또는 직포에 함침시키기 위해서이다.

그리고 당해 부직포 또는 직포(4)의 두께에도 특별한 한정은 존재하지 않지만, 종래 사용할 수 없었던 두께 50㎛ 이하의 얇은 부직포 또는 직포를 사용하는 것이 가능해진다. 종래의 부직포 또는 직포를 수지제에 침지하여 함침시켜 프리프레그로 하는 방법에서는 두께 50㎛ 이하의 얇은 부직포 또는 두께 20㎛ 이하의 직포는 그 기계적 강도의 약함으로 인하여, 곧바로 파단·파손되는 불량이 발생하고 있었다. 또한, 파단·파손이 일어나지 않더라도 길이 방향의 텐션에 의해 인장되고 신장된 결과, 제조된 프리프레그의 세로 방향과 가로 방향의 팽창, 수축률에 큰 차이를 일으켜, 소위 정밀 프린트 배선판에 중시되는 치수 안정성에 중대한 결함을 발생시키고 있었다.

그러나, 여기서 말하는 반경화 수지층의 형성 방법을 채용하면 두께 50㎛ 이하의 얇은 부직포 또는 두께 20㎛ 이하의 직포를 이용하더라도 파단·파손되는 일이 없어진다. 현재의 부직포 또는 직포의 제조 기술 레벨을 고려하면, 충분한 품질 보증을 하여 공급할 수 있는 부직포의 두께는 45㎛, 직포의 두께는 20㎛가 한계라고 일컬어지고 있다. 장래적으로 더 얇은 부직포 또는 직포 제조가 가능해질 것으로 생각되지만, 일반적으로 프린트 배선판에 텔레비전의 플라이백 트랜스(flyback trans)와 같은 중량물이 직접 탑재되는 경우라도 실시예에서 기술하는 양면 구리 피복 적층판으로서 보았을 때의 구부러짐 강도가 200MPa면 충분히 사용할 만하다고 일컬어지고 있으며, 이 값을 클리어할 수 있도록 부직포 또는 직포의 두께를 적절히 선택하여 사용하면 된다고 생각된다.

이상과 같이 하여 부직포 또는 직포가 접착이 종료되면 그 부직포 또는 직포 위에 도 2의 (4)에 나타낸 바와 같이, 수지를 도포하여 열 경화 수지층(B)을 형성하고 건조한다. 열 경화 수지층(A)과 마찬가지로 일반적으로 에폭시 수지를 이용하게 된다. 그러나, 여기서 열 경화 수지층(A)을 구성하는 수지로서는 열 경화성을 구비한 수지이고, 전기·전자재료 분야에서 프린트 배선판에 사용되는 것이면 열 경화 수지층(A)과 마찬가지로 특별히 한정은 필요로 하지 않는다. 이 열 경화 수지층(B)을 형성하는 방법은 열 경화 수지층(A)을 형성하는 방법과 마찬가지로 적용할 수 있다. 그리고 이 열 경화 수지층(B)도 반경화 상태로 유지되어 있지 않으면 안 된다. 다른 프린트 배선판 재료와 조합하여 적층하고 프레스 성형함으로써 프린트 배선판의 구성 재료로서 사용하기 때문이다. 한편, 열 경화 수지층(B)의 두께에 관해서도, 열 경화 수지층(A)과 마찬가지로 생각하고, 부직포 또는 직포(4)를 완전히 피복하여, 여기에 접착되는 금속박 또는 회로와의 접촉을 방지하는 일정한 두께가 없으면 안 된다. 이상과 같이 하여, 본 발명에서 이용하는 제 1 수지 부착 금속박(1a)을 얻을 수 있다.

이어서 골격재를 포함하는 반경화 수지층의 형성 방법 2에 관하여 설명한다. 반경화 수지층을 얻는 또 하나의 방법으로서, 전해 동박층의 표면에 액체 형상 또는 반경화 형상의 열 경화 수지층을 마련하고, 당해 열 경화 수지층에 골격재가 되는 부직포 또는 직포를 탑재하고, 당해 열 경화 수지층의 구성 수지를 당해 부직포 또는 직포에 함침시켜 반대 측에 삼출(渗出)시켜, 당해 부직포 또는 직포를 열 경화성 수지의 구성 수지로 피복하고, 반경화 상태로 건조시킴으로써, 전해 동박층의 편면에 부직포 또는 직포를 함유한 반경화의 절연층을 형성하는 것이다.

이 제조 방법은 도 3 및 도 4에 개념적으로 나타낸 플로우에 따라 제조되는 것이다. 도 3의 (1)에 나타내는 금속박(2) 위의 경화 수지층(3) 위에 도 3의 (2)에 나타내는 바와 같이, 액체 형상 또는 반경화 상태의 열 경화 수지층(A′)을 마련하고 도 3의 (3)에 나타내는 바와 같이, 그 열 경화 수지층(A′)의 표면에 부직포 또는 직포(4)를 탑재한다. 열 경화 수지층(A′)이 액체 형상인 경우에는 그 표면에 골격재를 탑재함으로써 모세관 현상에 의해 골격재가 수지 성분의 함침을 시작한다. 한편, 열 경화 수지층(A′)이 반경화 상태인 경우에는 도 4의 (4)에 나타내는 바와 같이, 가열로(12) 내에서 히터(13)에 의해 가열되고, 그 열 경화 수지층(A′)의 구성 수지 성분을 유동화시켜, 당해 부직포 또는 직포(4)를 구성하는 유리 섬유 또는 아라미드 섬유의 모세관 현상을 이용하여 함침시키고, 또한 당해 부직포 또는 직포(4)의 반대측에 삼출시켜 부직포 또는 직포(4)의 표면을 완전히 피복함으로써, 도 4의 (5)에 나타내는 바와 같이, 수지층을 구비한 수지층 부착 금속박을 얻는다.

이때, 도 3의 (3)에 나타내는 공정에서는 다음과 같은 점을 고려하여 부직포 또는 직포(4)에 수지함침을 시키고, 부직포 또는 직포(4)의 수지 피복을 행하는 것이 바람직하다. 즉, 완전히 액체 상태인 열 경화 수지층(A′)은 동박의 표면에 도공함으로써 제조되는 것으로, 용제를 다량으로 포함하고 있는 것이 일반적이기 때문에 그 용제를 완전히 제거하지 않고, 그 표면에 부직포 또는 직포(4)를 탑재하여 이하의 공정을 행하게 하면, 최종적으로 반경화 상태로 할 때에 금속박(2)과 부직포 또는 직포(4) 사이의 열 경화 수지층(A′)의 내부에 버블이 발생하기 쉬워진다. 따라서, 부직포 또는 직포(4)를 열 경화 수지층(A′)의 표면에 탑재하기 전에 기포 발생을 방지할 수 있도록 일정량의 용제 제거를 행하는 것이 바람직하다. 용제의 제거는 간단히 풍건시켜도 되고, 경화 온도 이하의 온도 영역으로 가열하여 행하더라도 무방하다. 용제의 제거 레벨은 열 경화 수지층(A′)의 두께, 부직포 또는 직포(4)의 두께를 고려하여 당해 기포의 발생이 없도록 임의로 조절할 수 있다.

부직포 또는 직포(4)를 탑재하기 전에 열 경화 수지층(A′)의 수지 성분으로부터 용제 제거를 행하고자 하면, 당해 열 경화 수지층이 반경화 상태가 되는 경우가 있다. 이와 같은 경우에 반경화된 열 경화 수지층(A′)의 수지를 재유동화시켜, 당해 부직포 혹은 직포(4)를 구성하는 유리 섬유 또는 아라미드 섬유의 모세관 현상을 이용하여 함침시키고, 또한 당해 부직포 또는 직포(4)의 열 경화 수지층(A′)의 접촉면의 반대 측에 삼출시키지 않으면 안 된다. 따라서, 이와 같은 경우에는 경화 온도 이하의 가열을 행하여 열 경화 수지층(A′)의 재유동화를 행하게 되는 것이다. 그리고 이 방법에서 말하는 열 경화 수지층(A′)의 두께는 골격재에 대한 수지 조성물의 함침량 등을 고려하여 결정하게 된다. 이상과 같이 하여, 수지 함침을 행하여 실온까지 강온함으로써 본 발명에서 이용하는 제 1 수지 부착 금속박(1a)을 얻을 수 있다.

제 1 수지 부착 금속박의 반경화 수지층을 구성하는 골격재 : 여기서 말하는 골격재에 관하여 설명한다. 한편, 수지에 관해서는 상술한 어느 하나의 수지 조성물을 이용한다. 최근, 소경 비아 홀의 형성에 레이저 천공 가공이 다용되고 있다. 그리고 종래에는 부직포 타입의 골격재가 레이저 가공성이 뛰어나다고 여겨져 왔지만, 최근에는 직포(클로스) 타입의 골격재에서도 레이저 천공 가공성이 뛰어난 것이 개발되고 있다. 즉, 평면 방향으로 균일하게 개섬하고, 직포의 종횡의 스트랜드의 단면 형상을 편평화시킴으로써, 부직포에 비해 종래부터 레이저 천공 가공성이 떨어진다고 여겨지던 직포의 레이저 천공 가공성이 부직포와 동등한 레벨이 되는 SP 클로스를 이용하는 것이다. 이와 같은 상황이 되면, 부직포에 비해 내(耐)크랙성 등의 기계적 강도가 우수한 직포를 이용하는 것이 유리해진다.

여기서 이용하는 부직포 또는 직포로는 유리 섬유, 아라미드 섬유를 이용한 것을 이용하는 것이 바람직하다. 모두 프린트 배선판 용도에서는 장기간의 사용 실적이 있는 것으로 신뢰성의 높은 재료이기 때문이다. 그러나, 부직포 또는 직포의 재질은 특별히 한정을 요하는 것은 아니며, 프린트 배선판 용도로 이용할 수 있는 것이고 충분한 기계적 특성을 구비하고 있으면 된다. 한편, 여기서 이용하는 부직포 및 직포를 구성하는 섬유는 그 표면의 수지와의 젖음성을 향상시키기 위하여 실란 커플링제 처리를 가하는 것이 바람직하다. 이때의 실란 커플링제는 사용 목적에 따라 아미노계, 에폭시계 등의 실란 커플링제를 이용하면 된다.

제 1 수지 부착 금속박의 경화 수지층 및 반경화 수지층을 구성하는 수지 조성물: 프린트 배선판 등의 전자재료 용도로 이용되는 수지이면 그 수지 조성물에 관해서는 특별히 한정을 요하는 것은 아니나, 이하에 기술하는 바와 같은 조성의 수지 조성물을 이용하는 것이 양면 금속 피복 적층판으로 가공한 이후의 절연층과 금속박층의 밀착성을 안정시키는 관점에서 바람직한 것이다. 한편, 여기서 명기해 두지만, 경화 수지층을 구성하는 수지 조성물과, 반경화 수지층을 구성하는 수지 조성물은 동일한 조성을 이용하더라도 무방하고, 서로 다른 조성을 이용하더라도 무방하다. 동일한 조성을 이용한 경우에는 데스미아(desmear) 처리를 행할 때의 경화 수지층과 반경화 수지층의 침식 레벨이 동일하고 단차가 없는 비아 홀의 내벽 형상이 얻어진다. 서로 다른 조성을 이용하는 경우에는 경화 수지층을 구성하는 수지 조성물만 금속박과의 밀착성이 뛰어난 것으로 하는 등의 여러 가지의 설계 자유도가 넓어진다.

기본적으로는 에폭시 수지를 주제(主劑)로 하여 이용한 수지 조성물을 이용하는 것이다. 그리고 그 수지 조성물은 불소계, 인(燐)계의 난연제(難燃劑)를 배합하는 것도 가능하다. 또한, 수지층의 표면 평활성을 얻기 위하여 폴리비닐아세탈 수지, 페녹시 수지 등의 고분자 화합물로 에폭시 수지와의 상용성을 나타내는 표면 평활제로서 기여하는 것을 첨가하는 것도 바람직하다.

그리고 특히, 금속박의 표면 거칠기(Rz)가 2.0㎛ 이하가 되는 표면에 경화 수지층을 구성하는 경우에는 이하에 나타내는 수지 조성물을 채용하는 것이 바람직하다. 금속박의 박리 강도가 안정화되기 때문이다.

여기서, 경화 수지층 및 반경화 수지층의 형성에 이용하는 수지 조성물을 단적으로 나타내면, 에폭시 수지, 경화제, 용제에 가용인 방향족 폴리아미드 수지 폴리머 및 필요에 따라 적당량 첨가하는 경화촉진제로 이루어진다.

여기서 말하는 ‘에폭시 수지’란, 분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 가지는 것으로서, 전기·전자 재료 용도로 이용할 수 있는 것이면 특별히 문제없이 사용할 수 있다. 그 중에서도 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 노볼락(novolak)형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 지환(脂環)식 에폭시 수지, 브롬화 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시 수지 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 이용하는 것이 바람직하다.

이 에폭시 수지는 수지 조성물의 주체를 이루는 것으로 20 중량부 ~ 80 중량부의 배합 비율로 이용된다. 단, 여기에는 이하에 기술하는 경화제를 포함하는 것으로 생각하고 있다. 따라서, 경화제를 포함한 상태에서의 당해 에폭시 수지가 20 중량부 미만인 경우에는 열 경화성을 충분히 발휘하지 않고 기재 수지와의 바인더로서의 기능 및 금속박과의 밀착성을 충분히 얻을 수 없으며, 80 중량부를 넘으면 수지 용액으로 했을 때의 점도가 너무 높아져 금속박 표면에 대한 균일한 두께로의 도포가 곤란해짐과 함께, 이후에 기술하는 방향족 폴리아미드 수지 폴리머의 첨가량과의 균형이 맞지 않아 경화 후의 충분한 인성을 얻을 수 없게 된다.

그리고 에폭시 수지의 ‘경화제’란, 디시안디아미드, 이미다졸류, 방향족아민 등의 아민류, 비스페놀 A, 브롬화 비스페놀 A 등의 페놀류, 페놀 노볼락 수지 및 크레졸 노볼락 수지 등의 노볼락류, 무수프탈산 등의 산 무수물 등이다. 에폭시 수지에 대한 경화제의 첨가량은 각각의 당량으로부터 저절로 도출되는 것이기 때문에 본래 엄밀하게 그 배합 비율을 명기하는 필요성은 없는 것으로 생각된다. 따라서, 본 발명에서는, 경화제의 첨가량을 특별히 한정하고 있지 않다.

이어서, ‘방향족 폴리아미드 수지 폴리머’란, 방향족 폴리아미드 수지와 고무성 수지를 반응시켜 얻어지는 것이다. 여기서, 방향족 폴리아미드 수지란, 방향족 디아민과 디칼본산의 축중합에 의해 합성되는 것이다. 이때의 방향족 디아민에는 4,4′-디아미노디페닐메탄, 3,3′-디아미노디페닐술폰, m-키실렌디아민, 3,3′-옥시디아닐린 등을 이용한다. 그리고 디칼본산에는 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 푸말산 등을 이용한다.

그리고 이 방향족 폴리아미드 수지와 반응시키는 고무성 수지란, 천연 고무 및 합성 고무를 포함하는 개념으로서 기재하고 있으며, 후자의 합성 고무에는 스티렌-부타디엔 고무, 부타디엔 고무, 부틸 고무, 에틸렌-프로필렌 고무 등이 있다. 또한, 형성하는 유전체층의 내열성을 확보할 때에는 니트릴 고무, 클로로프렌 고무, 실리콘 고무, 우레탄 고무 등의 내열성을 구비한 합성 고무를 선택하여 사용하는 것도 유용하다. 이와 같은 고무성 수지에 관해서는 방향족 폴리아미드 수지와 반응하여 공중합체를 제조하게 되기 때문에, 양 말단에 여러 가지의 관능기를 구비하는 것이 바람직하다. 특히, CTBN(카르복시기 말단 부타디엔 니트릴)을 이용하는 것이 유용하다.

방향족 폴리아미드 수지 폴리머를 구성하게 되는 방향족 폴리아미드 수지와 고무성 수지란, 방향족 폴리아미드 수지가 25wt% ~ 75wt%, 잔부(殘部) 고무성 수지의 배합으로 이용하는 것이 바람직하다. 방향족 폴리아미드 수지가 25wt% 미만인 경우에는 고무 성분의 존재 비율이 너무 커져 내열성이 떨어지게 되고, 한편 75wt%를 넘으면 방향족 폴리아미드 수지의 존재 비율이 너무 커져 경화 후의 경도가 너무 높아져 깨지기 쉬워진다. 이 방향족 폴리아미드 수지 폴리머는, 예를 들어, 양면 구리 피복 적층판에 가공한 후의 동박을 에칭 가공할 때에 언더 에칭에 의한 손상을 받지 않는 것을 목적으로 이용한 것이다.

이 방향족 폴리아미드 수지 폴리머에는 우선 용제에 가용인 성질이 요구된다. 이 방향족 폴리아미드 수지 폴리머는 20 중량부 ~ 80 중량부의 배합 비율로 이용한다. 방향족 폴리아미드 수지 폴리머가 20 중량부 미만인 경우에는 양면 금속 피복 적층판의 제조를 행하는 일반적인 프레스 조건에서 너무 경화되어 깨지기 쉬워져 기판 표면에 마이크로 크랙을 일으키기 쉬워진다. 한편, 80 중량부를 넘어 방향족 폴리아미드 수지 폴리머를 첨가하더라도 특별히 지장은 없지만 80 중량부를 넘어 방향족 폴리아미드 수지 폴리머를 첨가하더라도 그 이상으로 경화 후의 강도는 향상되지 않는다. 따라서, 경제성을 고려하면 80 중량부를 상한값이라 할 수 있다.

‘필요에 따라 적당량 첨가하는 경화촉진제’란, 3급 아민, 이미다졸, 요소계 경화촉진제 등이다. 본 발명에서는 이 경화촉진제의 배합 비율은 특별히 한정하지 않았다. 왜냐하면, 경화촉진제는 구리 피복 적층판 제조 공정에서의 생산 조건성 등을 고려하여 제조자가 임의로 선택적으로 첨가량을 정하면 되기 때문이다.

B. 2장의 제 1 수지 부착 금속박을 이용한 양면 금속 피복 적층판의 제조 방법

이와 같은 경우의 양면 금속 피복 적층판의 제조 방법은 당업자이면 도 5로부터 명확히 알 수 있으나 다시 여기서 기술한다. 즉, 이 양면 금속 피복 적층판의 제조 방법은 2장의 제 1 수지 부착 금속박(1a)을 이용하여 일방의 제 1 수지 부착 금속박(1a)의 반경화 수지층(5)과 타방의 제 1 수지 부착 금속박(1a)의 반경화 수지층(5)이 접촉하도록 중첩하여 프레스 성형함으로써 얇은 절연층을 가지는 양면 금속 피복 적층판(6a)을 얻는 것이다. 또한, 이러한 제조 방법을 채용함으로써 금속박과 금속박 사이에 프리프레그를 공급하는 작업을 생략할 수 있어, 프레스 시의 레이 업 작업이 경감된다. 이때의 프레스 조건에 관해서는 통상적인 방법에 의해 수지의 성질에 맞춘 조건을 적절히 채용하면 되므로 특별히 한정을 요하는 것은 아니다.

(제조 방법 Ⅱ)

이 제조 방법에서는, 이하에 나타낸 방법으로 양면 금속 피복 적층판을 얻는다. 여기에서는 제조 방법 I에서 이용한 제 1 수지 부착 금속박(1a)과, 금속박의 편면에 경화 수지층을 구비한 제 2 수지 부착 금속박(1b)을 이용하여 양면 금속 피복 적층판(6b)을 얻는다. 이 제조 방법 II는 제조 방법 I에 비해 보다 얇은 절연층을 가지는 양면 금속 피복 적층판을 얻을 수 있는 방법이다. 따라서, 이 제조 방법은 금속박의 편면에 경화 수지층을 마련하고, 이 경화 수지층 위에 골격재를 포함하는 반경화 수지층을 마련한 제 1 수지 부착 금속박과, 금속박의 편면에 경화 수지층을 구비한 제 2 수지 부착 금속박을 이용하여 당해 제 1 수지 부착 금속박의 반경화 수지층과 당해 제 2 수지 부착 금속박의 경화 수지층이 접촉하도록 중첩하여 프레스 성형함으로써 당해 제 1 수지 부착 금속박과 당해 제 2 수지 부착 금속박을 접착시킬 수 있는 것이다. 따라서, 제 1 수지 부착 금속박(1a)에 관한 설명은 상술한 바와 같으며, 여기에서의 설명은 생략한다.

A. 제 2 수지 부착 금속박

따라서, 제 2 수지 부착 금속박(1b)에 관해서만 설명한다. 그러나, 도 6에 나타낸 제 2 수지 부착 금속박(1b)은 제 1 수지 부착 금속박(1a)의 반경화 수지층을 생략하는 것에 지나지 않는 것이며, 금속박, 경화 수지층에 관한 개념은 상술한 바와 같고, 특별한 설명을 요하지 않는 것으로 생각된다. 따라서, 중복된 기재를 피하기 위하여 여기에서의 설명은 생략한다.

B. 제 1 수지 부착 금속박과 제 2 수지 부착 금속박을 이용한 양면 금속 피복 적층판의 제조 방법

이와 같은 경우의 양면 금속 피복 적층판의 제조 방법도 당업자이면 도 7로부터 명확히 이해할 수 있다. 즉, 이 양면 금속 피복 적층판의 제조 방법은 제 1 수지 부착 금속박(1a)의 반경화 수지층(5)과 제 2 수지 부착 금속박(1b)의 경화 수지층(3)이 접촉하도록 중첩하여 프레스 성형함으로써 얇은 절연층을 가지는 양면 금속 피복 적층판을 얻는 것이다.

이 제조 방법은 절연층 두께가 50㎛ 이하인 양면 금속 피복 적층판을 제조할 때에 특히 바람직한 것이다. 일반적인 제조 방법으로 이와 같이 얇은 절연층을 가지는 금속 피복 적층판을 얻고자 하면, 프레스 가공 후의 금속박과 절연층 사이에 기포 발생이 일어나기 쉬운 경향이 있다. 이는 금속박의 표면에 조화 처리 등의 요철이 존재하고 있기 때문이다. 이에 대해, 본 발명의 경우에는 금속박의 표면에 미리 경화 수지층을 마련하고 있기 때문에 양면 금속 피복 적층판에 프레스 가공할 때의 기포 발생이 효과적으로 방지될 수 있고, 고품질의 양면 금속 피복 적층판을 얻을 수 있다. 또한, 제조 방법 I과 마찬가지로 이 제조 방법을 채용함으로써 금속박과 금속박 사이에 프리프레그를 공급하는 작업을 생략할 수 있어, 프레스 시의 레이 업 작업이 경감되는 것이다. 이때의 프레스 조건에 관해서는, 통상적인 방법에 따라 수지의 성질에 알맞은 조건을 적절히 채용하면 되므로 특별히 한정을 요하는 것은 아니다.

발명의 효과

이상에 기술한 양면 금속 피복 적층판의 채용함으로써 절연층 두께가 얇은 양면 금속 피복 적층판을 효율적으로 제조하는 것이 가능하다. 또한, 금속박의 표면이 조화되어 있지 않더라도 실질적인 사용에 관해서는 아무런 문제가 없는 레벨로 금속박층과 절연층이 양호한 밀착성을 유지할 수 있는 것이 된다. 또한, 양면 금속 피복 적층판의 레이 업 프로세스를 간략화하는 것이 가능해져 양면 금속 피복 적층판의 제품 비용의 저감을 가능하게 한다.

도 1은 제 1 수지 금속박의 모식 단면도이다.

도 2는 골격재를 포함하는 반경화 수지층을 형성하고 제 1 수지 부착 금속박을 얻기 위한 플로우를 나타내는 모식도이다.

도 3은 골격재를 포함하는 반경화 수지층을 형성하고 제 1 수지 부착 금속박을 얻기 위한 플로우를 나타내는 모식도이다.

도 4는 골격재를 포함하는 반경화 수지층을 형성하고 제 1 수지 부착 금속박을 얻기 위한 플로우를 나타내는 모식도이다.

도 5는 양면 금속 피복 적층판의 제조 방법을 나타내는 모식도이다.

도 6은 제 2 수지 부착 금속박의 모식 단면도이다.

도 7은 양면 금속 피복 적층판의 제조 방법을 나타내는 모식도이다.

도 8은 종래의 프리프레그의 제조 방법을 나타내는 개념도이다.

[부호의 설명]

la…제 1 수지 부착 금속박

1b…제 2 수지 부착 금속박

2…금속박(동박)

3…경화 수지층

4…골격재

5…반경화 수지층

6a, 6b…양면 금속 피복 적층판

11 압착 롤

12 가열로

13 히터

이하에, 본 발명을 보다 명확히 이해하기 쉽도록 실시예를 제시하여 설명한다. 한편, 이하의 실시예에서는 양면 금속 피복 적층판 중 가장 널리 이용되는 양면 구리 피복 적층판을 채택한다.

실시예 1

(제 1 수지 부착 금속박의 제조)

본 실시예에서는, 금속박(2)으로서 18μ 미처리 동박(조화 처리를 하지 않은 동박)의 표면 거칠기 Rz가 1.1㎛인 광택면에 실란 커플링제층을 형성한 것을 이용하였다. 그리고 이 실란 커플링제층 위에 수지 조성물을 도포하여 재유동화되지 않을 정도로 경화시켜 경화 수지층으로 하고, 도 3 및 도 4에 나타낸 플로우로 제 1 수지 부착 금속박(1a)을 얻었다.

먼저, 경화 수지층(3)을 구성하는 수지 조성물을 제조하였다. 여기에서는 비스페놀 A형 에폭시 수지(상품명: YD-128, 토토 화성사 제품) 30 중량부, ｏ-크레졸형 에폭시 수지(상품명: ESCN -195XL80, 스미토모 화학사 제품) 50 중량부, 에폭시 수지 경화제로서 고형분 25%의 디메틸포름알데히드 용액의 형태로 디시안디아미드(디시안디아미드로서 4 중량부)를 16 중량부, 경화촉진제로서 2-에틸4-메틸이미다 졸(상품명: 캐졸 2E4MZ, 시코쿠 화성사 제품)을 0.5 중량부를 메틸에틸케톤과 디메틸포름알데히드의 혼합 용제(혼합비: 메틸에틸케톤/디메틸포름알데히드=4/6)에 용해하여 고형분 60%의 에폭시 수지 조성물을 얻었다.

한편, 동박은 먼저 농도 150g/l, 액온 30℃의 묽은 황산 용액에 30초 침지하여 유지 성분을 제거함과 함께 여분의 표면 산화 피막의 제거를 행하여 청정화하고 수세하였다. 그리고 동박 표면을 건조시키지 않고 이온 교환수에 5g/l의 농도가 되도록 γ-글리시독시프로필트리메톡시실란을 가한 용액 중에 침지하여 흡착처리하였다. 그리고 전열기로 180℃ 분위기로 조정한 노(爐) 내에서 4초간 수분을 날리고 실란 커플링제의 축합 반응을 행하여 실란 커플링제층을 형성하였다.

이상과 같이 하여 제조한 수지 조성물을 그라비아 코터를 이용하여 동박의 실란 커플링제층을 형성한 면에 도포하였다. 그리고 5분간의 풍건을 행하고, 그 후 140℃의 가열 분위기 중에서 3분간의 건조 처리를 행하여 반경화 상태로 하고, 180℃×5분의 가열을 행하여 1.5㎛ 두께의 경화 수지층(3)을 형성하였다.

그리고 이 경화 수지층(3)의 표면에 경화 수지층을 구성한 것과 마찬가지의 수지 조성물을 이용하여 도포하고 실온에서 30분간 방치하여 열풍 건조기를 이용하여 150℃의 온풍을 2분간 충풍(衝風)함으로써 일정량의 용제를 제거하여 반경화 상태로 건조시켰다.

이어서, 반경화의 열 경화 수지층 위에 공칭 두께 45㎛ 두께의 아라미드 섬유의 부직포(4)를 접착하였다. 이 접착은 형성한 열 경화 수지층의 표면에 당해 부직포(5)를 중첩하여 100℃로 가열하고, 5kg/㎠의 라미네이트 압력을 가할 수 있도 록 한 가열 롤(11) 사이를 50㎝/분의 속도로 통과시킴으로써 완만한 접착을 행하였다. 이때 부직포(4)와 열 경화 수지층을 합한 합계 두께는 60㎛이고, 부직포(4)의 표면으로부터 수지의 삼출은 없으며 가열 롤(11)에 수지의 전사는 없었다.

이상과 같이 하여 부직포(4)의 접착이 종료되면, 열풍 건조기를 이용하여 150℃의 분위기 중에 1분간 유지함으로써, 열 경화 수지층을 재유동화시키고, 그 열 경화 수지층의 구성 수지 성분을 당해 부직포(4)를 구성하는 아라미드 섬유의 모세관 현상을 이용하여 함침시키고, 또한 당해 부직포(4)의 반대측에 삼출시켜 부직포(4)의 표면을 완전히 피복하여 제 1 수지 부착 금속박(1a)을 얻었다. 이때의 열 경화 수지층과 부직포(4)의 건조 후의 합계 두께는 약 50㎛였다.

(양면 구리 피복 적층판의 제조)

상기 제 1 수지 부착 금속박(1a)을 2장 이용하여 도 5에 나타내는 바와 같이, 일방의 제 1 수지 부착 금속박(1a)의 반경화 수지층(5)과 타방의 제 1 수지 부착 금속박(1a)의 반경화 수지층(5)이 접촉하도록 중첩시켜 180℃×60분의 가열 조건하에서 프레스 성형함으로써, 절연층 두께가 약 87㎛인 양면 구리 피복 적층판을 얻었다.

(양면 구리 피복 적층판의 성능 평가)

또한, 상기 양면 구리 피복 적층판의 양면의 동박층을 정면(整面)하고 그 양면에 드라이 필름을 접착시켜 에칭 레지스트층을 형성하였다. 그리고 그 양면의 에칭 레지스트층에 0.2mm 폭의 박리 강도 측정 시험용 회로를 노광 현상하여 에칭 패턴을 형성하였다. 그 후, 구리 에칭액으로 회로 에칭을 행하고, 에칭 레지스트 박 리를 행하여, 박리 강도 측정용 회로를 제조하였다. 이때의 박리 강도는 일면 측이 1.05kgf/㎝, 타면 측이 1.08kgf/㎝로 실용가능한 박리 강도를 나타내었다. 또한, 당해 양면 구리 피복 적층판의 광학 현미경에 의한 단면 관찰을 행한 결과, 동박층과 골격재가 접촉하고 있는 개소는 관찰되지 않았으며 층간 절연 저항이 양호하게 확보되어 있었다.

실시예 2

(제 1 수지 부착 금속박의 제조)

본 실시예에서 사용한 제 1 수지 부착 금속박(1a)은 실시예 1에서 제조하여 이용한 것과 동일한 것이다. 따라서, 여기에서의 설명은 생략한다.

(제 2 수지 부착 금속박의 제조)

본 실시예에서 제조한 제 2 수지 부착 금속박(1b)은 상기 제 1 수지 부착 금속박(1a)의 반경화 수지층의 형성을 생략한 것이기 때문에 실시예 1로부터 명확히 알 수 있으므로 특별히 설명을 요하는 것은 아니라 생각된다. 중복된 기재를 피하는 의미에서 여기에서의 설명은 생략한다.

(양면 구리 피복 적층판의 제조)

상기 제 1 수지 부착 금속박(1a)과 제 2 수지 부착 금속박(1b)을 이용하여 도 7에 나타내는 바와 같이, 제 1 수지 부착 금속박(1a)의 반경화 수지층(5)과 제 2 수지 부착 금속박(1b)의 경화 수지층(3)이 접촉하도록 중첩하여 180℃×60분의 가열 조건하에서 프레스 성형함으로써 절연층 두께가 약 48㎛인 양면 구리 피복 적층판을 얻었다.

(양면 구리 피복 적층판의 성능 평가)

또한, 상기 양면 구리 피복 적층판의 양면의 동박층을 정면하고 그 양면에 드라이 필름을 접착하여 에칭 레지스트층을 형성하였다. 그리고 그 양면의 에칭 레지스트층에 0.2mm 폭의 박리 강도 측정 시험용 회로를 노광 현상하여 에칭 패턴을 형성하였다. 그 후, 구리 에칭액으로 회로 에칭을 행하고, 에칭 레지스트 박리를 행하여, 박리 강도 측정용 회로를 제조하였다. 이때의 박리 강도는 일면 측이 1.03kgf/㎝, 타면 측이 1.Olkgf/㎝로 실용가능한 박리 강도를 나타내었다. 또한, 당해 양면 구리 피복 적층판의 광학 현미경에 의한 단면 관찰을 행한 결과, 동박층과 골격재가 접촉하고 있는 개소는 관찰되지 않았으며 층간 절연 저항이 양호하게 확보되어 있었다.

실시예 3

(제 1 수지 부착 금속박의 제조)

본 실시예에서 사용한 제 1 수지 부착 금속박(1a)은 실시예 1에서 제조하여 이용한 것과 동일한 방법으로 제조하였으나, 경화 수지층의 형성에 이하에 기술하는 수지 조성물을 채용한 점이 다르다.

경화 수지층을 구성하는 수지 조성물에 관하여 설명한다. 이 수지 조성물은 ｏ-크레졸 노볼락형 에폭시 수지(토토 화성 주식회사 제품 YDCN -704), 용제에 가용인 방향족 폴리아미드 수지 폴리머, 용제로서의 시클로펜타논과의 혼합 바니시로서 시판되고 있는 일본 화약 주식회사 제품인 BP3225-50P를 원료로 이용하였다. 그리고 이 혼합 바니시에 경화제로서의 페놀 수지에 대일본 잉크 주식회사 제품인 VH-4170 및 경화촉진제로서 시코쿠 화성사 제품인 2E4MZ를 첨가하여 이하에 나타내는 배합 비율을 가지는 수지 혼합물로 조제하였다.

수지 혼합물

ｏ-크레졸 노볼락형 에폭시 수지 38 중량부

방향족 폴리아미드 수지 폴리머 50 중량부

페놀 수지 18 중량부

경화촉진제 0.1 중량부

이 수지 혼합물을 메틸에틸케톤을 더 이용하여 수지 고형분을 30 중량%로 조정함으로써 수지 조성물 용액으로 조제하였다. 그리고 이하, 실시예 1과 마찬가지로 하여 제 1 수지 부착 금속박(1a)을 제조하였다.

(제 2 수지 부착 금속박의 제조)

본 실시예에서 제조한 제 2 수지 부착 금속박(1b)은 본 실시예의 제 1 수지 부착 금속박(1a)의 반경화 수지층의 형성을 생략한 것이기 때문에 특별히 설명을 요하는 것은 아닌 것으로 생각된다. 중복된 기재를 피하는 의미에서 여기에서의 설명은 생략한다.

(양면 구리 피복 적층판의 제조)

상기 제 1 수지 부착 금속박(1a)과 제 2 수지 부착 금속박(1b)을 이용하여 도 7에 나타내는 바와 같이, 제 1 수지 부착 금속박(1a)의 반경화 수지층(5)과 제 2 수지 부착 금속박(1b)의 경화 수지층(3)이 접촉하도록 중첩하여 180℃×60분의 가열 조건하에서 프레스 성형함으로써 절연층 두께가 약 48㎛인 양면 구리 피복 적 층판을 얻었다.

(양면 구리 피복 적층판의 성능 평가)

또한, 상기 양면 구리 피복 적층판의 양면의 동박층을 정면하고 그 양면에 드라이 필름을 접착하여 에칭 레지스트층을 형성하였다. 그리고 그 양면의 에칭 레지스트층에 0.2mm 폭의 박리 강도 측정 시험용 회로를 노광 현상하여, 에칭 패턴을 형성하였다. 그 후, 구리 에칭액으로, 회로 에칭을 행하고, 에칭 레지스트 박리를 행하여, 박리 강도 측정용 회로를 제조하였다. 이때의 박리 강도는 일면 측이 1.18kgf/㎝, 타면 측이 1.21kgf/㎝로 매우 양호한 박리 강도를 나타내었다. 또한, 당해 양면 구리 피복 적층판의 광학 현미경에 의한 단면 관찰을 행한 결과, 동박층과 골격재가 접촉하고 있는 개소는 관찰되지 않았으며 층간 절연 저항이 양호하게 확보되어 있었다.

비교예 1

(양면 구리 피복 적층판의 제조)

이 비교예에서는 실시예 1에서 이용한 제 1 수지 부착 금속박(1a)의 경화 수지층을 0.5㎛로 얇게 한 것을 이용하여 도 2에 나타내는 바와 같이 하여 양면 구리 피복 적층판을 얻었다.

(양면 구리 피복 적층판의 성능 평가)

상기 양면 구리 피복 적층판의 양면의 동박층을 정면하고 그 양면에 드라이 필름을 접착시켜 에칭 레지스트층을 형성하였다. 그리고 그 양면의 에칭 레지스트층에 0.2mm 폭의 박리 강도 측정 시험용 회로를 노광 현상하여 에칭 패턴을 형성하 였다. 그 후, 구리 에칭액으로, 회로 에칭을 행하고, 에칭 레지스트 박리를 행하여, 박리 강도 측정용 회로를 제조하였다. 이때의 박리 강도는 일면 측이 0.38kgf/㎝, 타면 측이 0.28kgf/㎝로 실시예에 비해 상당히 낮은 박리 강도가 되어 있었다. 또한, 당해 양면 구리 피복 적층판의 광학 현미경에 의한 단면 관찰을 행한 결과, 동박층과 골격재가 접촉하고 있는 것으로 생각되는 개소가 관찰되어, 층간 절연 저항이 양호하게 확보되어 있다고는 말할 수 없다.

비교예 2

(양면 구리 피복 적층판의 제조)

이 비교예에서는 실시예 1에서 이용한 제 1 수지 부착 금속박(1a)의 경화 수지층을 15㎛(18㎛ 두께의 동박의 경우의 적정 두께 이상)로 두껍게 한 것을 이용하였다. 이때의 제 1 수지 부착 금속박(1a)은 상기 실시예에서 제조한 제 1 수지 부착 금속박(1a)과 달리, 컬 현상이 발생하고 있어 핸들링성이 떨어지고 있었다. 그리고 이 제 1 수지 부착 금속박(1a)을 이용하여, 도 2에 나타내는 바와 같이 하여 양면 구리 피복 적층판을 얻었다.

(양면 구리 피복 적층판의 성능 평가)

상기 양면 구리 피복 적층판의 양면의 동박층을 정면하고 그 양면에 드라이 필름을 접착하여 에칭 레지스트층을 형성하였다. 그리고 그 양면의 에칭 레지스트층에 0.2mm 폭의 박리 강도 측정 시험용 회로를 노광 현상하여 에칭 패턴을 형성하였다. 그 후, 구리 에칭액으로 회로 에칭을 행하고, 에칭 레지스트 박리를 행하여, 박리 강도 측정용 회로를 제조하였다. 이때의 박리 강도는 일면 측이 1.00kgf/㎝, 타면 측이 0.98kgf/㎝로 실시예와 비교하여 수치로서 동등하지만, 박리가 균일하게 일어나지 않고 응집 파괴를 일으켜 장소에 따른 박리 강도의 편차가 있어 안정화된 밀착성을 나타내지 않았다. 단, 또한, 당해 양면 구리 피복 적층판의 광학 현미경에 의한 단면 관찰을 행한 결과, 동박층과 골격재가 접촉하고 있는 개소는 관찰되지 않으며, 층간 절연 저항은 양호하게 확보되어 있다고 생각되었다.

본 발명에 따른 제조 방법에 의해 얻어지는 양면 금속 피복 적층판은 그 절연층이 골격재를 포함하고 있음에도 불구하고 얇게 설계하는 것이 용이하여, 그 제조 방법으로부터 양면 금속 피복 적층판의 제조 비용의 절감이 가능해진다. 따라서, 다운사이징, 경량화를 도모하는 전자 디바이스의 프린트 배선판 제조에 적합하다. 특히, 본 발명에 따른 양면 금속 피복 적층판을 다층 기판의 내층 회로 기판으로 이용함으로써, 양호한 기계적 강도를 구비하고, 토탈 두께가 얇은 다층 프린트 배선판을 얻는 것이 가능해진다.

Claims (11)

1. 골격재를 포함하는 절연층의 양면에 도전성 금속층을 구비하는 양면 금속 피복 적층판의 제조 방법으로서,

   금속박의 편면에 경화 수지층을 마련하고, 이 경화 수지층 위에 골격재를 포함하는 반경화 수지층을 마련한 제 1 수지 부착 금속박을 2장 이용하여,

   일방의 제 1 수지 부착 금속박의 반경화 수지층과 타방의 제 1 수지 부착 금속박의 반경화 수지층이 접촉하도록 중첩하여 프레스 성형함으로써 당해 제 1 수지 부착 금속박끼리를 접착시키는 것을 특징으로 하는 양면 금속 피복 적층판의 제조 방법.
2. 골격재를 포함하는 절연층의 양면에 도전성 금속층을 구비하는 양면 금속 피복 적층판의 제조 방법으로서,

   금속박의 편면에 경화 수지층을 마련하고, 이 경화 수지층 위에 골격재를 포함하는 반경화 수지층을 마련한 제 1 수지 부착 금속박과,

   금속박의 편면에 경화 수지층을 구비한 제 2 수지 부착 금속박을 이용하여,

   당해 제 1 수지 부착 금속박의 반경화 수지층과 당해 제 2 수지 부착 금속박의 경화 수지층이 접촉하도록 중첩하여 프레스 성형함으로써 당해 제 1 수지 부착 금속박과 당해 제 2 수지 부착 금속박을 접착시키는 것을 특징으로 하는 양면 금속 피복 적층판의 제조 방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   경화 수지층의 환산 두께가 1㎛ ~ 15㎛인 제 1 수지 부착 금속박을 이용하는 것인 양면 금속 피복 적층판의 제조 방법.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   경화 수지층의 환산 두께가 1㎛ ~ 15㎛인 제 2 수지 부착 금속박을 이용하는 것인 양면 금속 피복 적층판의 제조 방법.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   금속박과 경화 수지층의 계면에 실란 커플링제층을 구비한 제 1 수지 부착 금속박을 이용하는 것인 양면 금속 피복 적층판의 제조 방법.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

   금속박과 경화 수지층의 계면에 실란 커플링제층을 구비한 제 1 수지 부착 금속박을 이용하는 것인 양면 금속 피복 적층판의 제조 방법.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 경화 수지층은 20~80 중량부의 에폭시 수지(경화제를 포함한다), 20~80 중량부의 용제에 가용인 방향족 폴리아미드 수지 폴리머, 및 필요에 따라 적당량 첨가하는 경화촉진제로 이루어지는 수지 혼합물을 이용하여 형성한 것인 제 1 수지 부착 금속박을 이용한 양면 금속 피복 적층판의 제조 방법.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 경화 수지층은 20~80 중량부의 에폭시 수지(경화제를 포함한다), 20~80 중량부의 용제에 가용인 방향족 폴리아미드 수지 폴리머, 및 필요에 따라 적당량 첨가하는 경화촉진제로 이루어지는 수지 혼합물을 이용하여 형성한 것인 제 2 수지 부착 금속박을 이용한 양면 금속 피복 적층판의 제조 방법.
9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,

   금속박은 표면 거칠기(Rz)가 2㎛ 이하인 동박으로 구성한 제 1 수지 부착 금속박을 이용하는 것인 양면 금속 피복 적층판의 제조 방법.
10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,

    금속박은 표면 거칠기(Rz)가 2㎛ 이하인 동박으로 구성한 제 2 수지 부착 금속박을 이용하는 것인 양면 금속 피복 적층판의 제조 방법.
11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 기재된 양면 금속 피복 적층판의 제조 방법에 의해 얻어진 양면 금속 피복 적층판.

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