KR20070054473A - 금속적층판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 금속적층판 - Google Patents

금속적층판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 금속적층판 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 금속적층판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 금속적층판에 관한 것으로서, 금속층에 수지용액을 도포하는 도포공정과; 상기 금속층에 도포된 상기 수지용액을 경화시켜, 상기 금속층에 수지층을 형성하는 수지층형성공정과; 상기 수지층을 글로우방전 플라즈마로 표면처리하는 표면처리공정을 포함하며, 상기 글로우방전 플라즈마로 표면처리된 상기 수지층의 접착강도는 1.5㎏f/㎝이상인 것을 특징으로 한다.
이에 수지층을 글로우방전 플라즈마로 표면처리함으로써, 균일하게 표면처리되고, 수지층의 접착강도가 향상되며, 경시변화가 작은 금속적층판을 제공할 수 있다.
또한, 금속층에 수지층을 형성하는 수지층형성공정과, 수지층을 글로우방전 플라즈마로 표면처리하는 표면처리공정이 연속적으로 수행됨에 따라, 생산성을 향상시킬 수 있다.
금속적층판, 금속층, 수지층, 글로우방전 플라즈마, 표면처리

Description

금속적층판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 금속적층판{METHOD FOR PREPARING METALLIC LAMINATE AND METALLIC LAMINATE PREPARED BY THE METHOD}
도 1은 본 발명에 따른 동장적층판의 개략적인 제조공정도,
도 2는 본 발명에 따른 플라즈마헤드의 정단면도,
도 3은 본 발명에 따른 플라즈마헤드의 횡단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 동장적층판 11 : 동박층
12 : 폴리이미드층 20 : 동박층권취롤러
21 : 코팅안내롤러 22 : 코팅롤러
23 : 표면처리안내롤러 24 : 접지롤러
30 : 플라즈마헤드 31 : 가스공급부
32 : 가스유입구 33 : 외측전극
34 : 돌출부 35 : 외측유전체
36 : 내측유전체 37 : 내측전극
38 : 전원공급부 40 : 코팅헤드
50 : 가열장치
본 발명은, 금속적층판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 금속적층판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 금속층에 수지용액을 도포하여 마련된 수지층의 표면처리방법을 개선한 금속적층판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 금속적층판에 관한 것이다.
최근 전자산업기술분야에서는 반도체 집적회로의 집적도의 급속한 발전과 소형 칩부품의 직접 탑재하는 표면실장기술의 발전에 따라, 전자제품의 경박단소화가 급속히 이루어지고 있어, 기존 경성인쇄회로기판보다는 전자제품내의 공간 내에 설치작업이 극히 용이한 연성 인쇄회로기판의 사용이 일반화되고 있다.
이러한 연성 인쇄회로기판에 사용되며 금속층과 수지층을 갖는 금속적층판의 제조방법에는 접착제를 사용하지 않고, 수지층과 금속층을 접합시키는 방법으로 크게 두 가지가 있다.
그 중 하나는 수지층의 표면에 구리를 증착하여 수지층 위에 금속층을 형성하는 스퍼터링(spattering)법이 있고, 다른 하나는 금속층에 수지용액을 도포하고 이를 건조한 후 열적으로 또는 화학적으로 경화(이미드화)하는 방법이다.
이렇게 형성된 금속층과 수지층을 갖는 금속적층판은 연성 인쇄회로기판의 고밀도화되는 추세에 맞추어, 다층화하는 것이 일반적이다. 즉, 적층되는 복수의 금속적층판 사이에 접착제를 넣어 다층화하는 것이다.
여기서, 금속적층판의 수지층과 접착제의 접착강도는 제품의 신뢰도에 큰 영 향을 미치기 때문에 금속적층판의 수지층과 접착제의 접착강도는 매우 중요하다. 특히, 제조공정 상에서 열적 기계적 응력을 받는 경우 금속적층판의 수지층과 접착제의 접착강도가 저하되는 문제를 해결하는 것이 매우 중요하다.
이렇게 수지층과 같은 고분자 수지의 접착성 향상을 위해서는 플라즈마로 그 표면을 처리하는 것이 일반적인데, 예로서 한국공개특허 제2002-0090583호, 일본공개특허 제2001-035835호, 일본특허공개 평6-265864호에는 고분자 수지를 저온 상압 플라즈마로 표면처리하는 방법에 대해 개시되어 있다.
그러나 이러한 종래기술은 고분자 수지의 접착성 향상을 위해 수지층을 저온 상압 플라즈마로 처리할 뿐, 금속층에 수지용액을 도포하고, 이를 경화시켜 금속층에 수지층을 형성하여 마련된 금속적층판의 수지층을 표면처리하는데 있어 그 적용이 어렵고, 적합하지 않다는 문제점이 있다.
이에 금속층에 수지층을 도포하고 경화시킨 후, 이 수지층에 접착강도를 향상시킬 수 있는 별도의 공정이 추가되고 이 공정이 연속적으로 수행될 수 있다면, 수지층의 접착강도를 향상시킬 수 있고, 제조공정의 연속화를 도모할 수 있어 생산성이 향상되므로 바람직할 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은, 수지층을 글로우방전 플라즈마로 표면처리함으로써, 수지층의 접착강도를 향상시킬 수 있고, 금속층에 수지층을 형성하는 수지층형성공정과, 수지층을 글로우방전 플라즈마로 표면처리하는 표면처리공정이 연속적으로 수행됨에 따라, 생산성을 향상시킬 수 있는 금속적층판 및 이에 의해 제조된 금속적층판을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 금속층에 수지용액을 도포하는 도포공정과; 상기 금속층에 도포된 상기 수지용액을 경화시켜, 상기 금속층에 수지층을 형성하는 수지층형성공정과; 상기 수지층을 글로우방전 플라즈마로 표면처리하는 표면처리공정을 포함하며, 상기 글로우방전 플라즈마로 표면처리된 상기 수지층의 접착강도는 1.5㎏f/㎝이상인 것을 특징으로 하는 금속적층판의 제조방법에 의해 달성된다.
여기서, 상기 금속층은 동, 알루미늄, 철 및 니켈 중 어느 하나로 마련되며, 상기 수지층은 폴리이미드계 수지로 마련될 수 있다.
그리고, 상기 표면처리공정에서는 접지롤러에 의해 상기 표면처리공정으로 진입하여 상기 접지롤러와 플라즈마헤드 사이에 위치한 상기 수지층을 상기 접지롤러와 상기 플라즈마헤드 사이에서 발생하는 상기 글로우방전 플라즈마로 표면처리하며, 상기 글로우방전 플라즈마는 대기압에서 발생된 것이 바람직하다.
또한, 상기 접지롤러의 온도는 15-200℃로 유지되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 플라즈마헤드와 상기 접지롤러의 간격은 1 내지 10㎜인 것이 바람직하다.
한편, 상기 플라즈마헤드는 반응가스가 유입되는 가스유입구가 형성된 가스공급부와; 상기 가스공급부 하측에 배치된 한 쌍의 외측전극과; 상기 한 쌍의 외측전극 하측에 배치되는 한 쌍의 외측유전체와; 상기 한 쌍의 외측전극 사이에 배치 된 내측전극과; 상기 내측전극을 감싸는 내측유전체를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 플라즈마헤드의 길이방향에 대해 가로방향을 따라 상기 한 쌍의 외측전극 중 어느 하나 외측전극의 외측단부에서 다른 하나 외측전극의 외측단부까지의 거리는 0.1 내지 0.2m인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 각 외측전극은 상기 내측전극을 향해 돌출된 돌출부를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 한 쌍의 외측전극에 인가되는 인가전력은 1 내지 5㎾인 것이 바람직하다.
한편, 상기 수지층형성공정과 상기 표면처리공정 사이에는 상기 수지층형성공정에서 형성된 상기 수지층이 상기 접지롤러에 의해 상기 표면처리공정으로 이송될 수 있도록 안내하는 표면처리안내롤러가 마련되어 있는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 도포공정에서는 코팅안내롤러에 의해 안내되어 코팅헤드와 코팅롤러 사이에 위치한 상기 금속층을 상기 수지용액으로 도포하며, 상기 코팅롤러는 상기 코팅안내롤러와 상기 표면처리안내롤러 사이에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 전술한 상기 금속적층판이 적어도 2층 이상 적층되어 마련된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판에 의해서도 달성된다.
한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 금속층과; 상기 금속층에 수지용액을 도포하여 경화시킨 후, 글로우방전 플라즈마로 표면처리한 수지층을 포함하며, 상기 글로우방전 플라즈마로 표면처리된 상기 수지층의 접착강도는 1.5㎏f/㎝이상인 것을 특징으로 하는 금속적층판에 의해서도 달성된다.
여기서, 상기 수지층은 상기 수지층이 형성된 상기 금속층을 이송시키는 접지롤러와 플라즈마헤드 사이에서 발생되는 상기 글로우방전 플라즈마에 의해 표면처리되며, 상기 글로우방전 플라즈마는 대기압에서 발생된 것이 바람직하다.
그리고, 상기 접지롤러의 온도는 15-200℃로 유지되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 플라즈마헤드와 상기 접지롤러의 간격은 1 내지 10㎜인 것이 바람직하다.
한편, 상기 플라즈마헤드는 반응가스가 유입되는 가스유입구가 형성된 가스공급부와; 상기 가스공급부 하측에 배치된 한 쌍의 외측전극과; 상기 한 쌍의 외측전극 하측에 배치되는 한 쌍의 외측유전체와; 상기 한 쌍의 외측전극 사이에 배치된 내측전극과; 상기 내측전극을 감싸는 내측유전체를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 플라즈마헤드의 길이방향에 대해 가로방향을 따라 상기 한 쌍의 외측전극 중 어느 하나 외측전극의 외측단부에서 다른 하나 외측전극의 외측단부까지의 거리는 0.1 내지 0.2m인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 각 외측전극은 상기 내측전극을 향해 돌출된 돌출부를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 한 쌍의 외측전극에 인가되는 인가전력은 1 내지 5㎾인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 금속층에 형성된 상기 수지층은 표면처리안내롤러에 의해 상기 접지롤러로 안내되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 금속층이 코팅안내롤러에 의해 안내되어 코팅헤드와 코팅롤러 사이에 위치하면, 상기 금속층에는 상기 수지용액이 도포되며, 상기 코팅롤러는 상기 코팅안내롤러와 상기 표면처리안내롤러 사이에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 금속층은 동, 알루미늄, 철 및 니켈 중 어느 하나로 마련되며, 상기 수지층은 폴리이미드계 수지로 마련되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 금속적층판용 금속층의 일측면에 밀착되는 접지롤러와; 상기 금속층이 밀착된 상기 접지롤러와 이격간격을 두고 배치되는 플라즈마헤드를 포함하며, 상기 접지롤러와 상기 플라즈마헤드 사이에 위치한 상기 금속층을 상기 접지롤러와 상기 플라즈마헤드 사이에서 발생하는 글로우방전 플라즈마로 표면처리하는 것을 특징으로 하는 표면처리장치에 의해서도 달성된다.
여기서, 상기 접지롤러의 온도는 20℃ 내지 200℃로 유지되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 플라즈마헤드와 상기 접지롤러의 간격은 1 내지 15㎜인 것이 바람직하다.
한편, 상기 플라즈마헤드는 반응가스가 유입되는 가스유입구가 형성된 가스공급부와; 상기 가스공급부 하측에 배치된 한 쌍의 외측전극과; 상기 한 쌍의 외측전극 하측에 배치되는 한 쌍의 외측유전체와; 상기 한 쌍의 외측전극 사이에 배치된 내측전극과; 상기 내측전극을 감싸는 내측유전체를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 각 외측전극은 상기 내측전극을 향해 돌출된 돌출부를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 글로우방전 플라즈마는 대기압에서 발생시킨 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
금속적층판의 한 예로서, 금속층인 동박층(11)과 수지층인 폴리이미드층(12)을 갖는 동장적층판(10)의 제조방법에 대해 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 동장적층판(10)은 5-50㎛의 두께를 갖는 동박층(11)을 마련하는 준비공정과, 동박층(11)에 폴리이미드층(12)을 형성하기 위한 수지용액을 도포하는 도포공정과, 동박층(11)에 도포된 수지용액을 경화시켜 동박층(11)에 폴리이미드층(12)을 마련하는 수지층형성공정과, 동박층(11)에 형성된 폴리이미드층(12)을 대기압에서 글로우방전 플라즈마로 처리하는 표면처리공정을 거쳐 제조된다.
준비공정의 동박층(11)은 두께가 5㎛ 미만인 경우 연속공정상에서 이송이 용이하지 않고 제품에 컬이 발생하기 용이하며, 두께가 50㎛를 초과하게 되면 내굴곡성이 저하되므로, 준비공정의 동박층(11)은 5-50㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
본 실시예에서 금속층의 한 예로 동(Cu)을 재료로 하는 동박층(11)을 설명하였으나, 금속층의 재료는 동(Cu)에 한정되는 것이 아니라 알루미늄(Al), 철(Fe), 니켈(Ni) 등 다양하게 마련될 수 있다.
수지층형성공정에서 형성된 폴리이미드층(12)은 폴리이미드계 수지이며, 여기서 폴리이미드계 수지란 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르이미드 등 그 구조에 이미드 결합을 갖는 수지이다.
수지층형성공정에서 형성된 폴리이미드층(12)은 수지층의 한 예일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 수지층은 내열성 수지로서 전술한 폴리이미드계 수지, 액정수지 등 다양하게 적용될 수 있다.
표면처리공정에서는 동장적층판(10)과 또 다른 동장적층판(10) 사이에 접착제를 넣어 연속적으로 동장적층판(10)을 적층시킴으로써, 연성 인쇄회로기판을 제조하는 공정이 진행될 때, 그 접착제와 각 동장적층판(10)의 폴리이미드층(12)과의 접착력이 향상될 수 있도록, 동박층(11)에 형성된 폴리이미드층(12)의 표면을 대기압에서 발생시킨 글로우방전 플라즈마로 처리하게 된다. 낮은 전압을 인가하여 대기압에서 발생시킨 글로우방전 플라즈마는 저온 플라즈마의 대표적인 예로서 대기압에서 발생시킨 글로우방전 플라즈마를 이용하면 표면처리대상물을 균일하게 처리할 수 있다.
이와 같은 제조공정을 수행하여 본 발명에 따른 동장적층판(10)을 제조하는 제조장치는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 동박층(11)이 권취되어 있는 동박층권취롤러(20)와; 동박층(11)을 도포공정으로 안내하는 코팅안내롤러(21)와; 코팅안내롤러(21)에 의해 안내되는 동박층(11)을 도포공정으로 진입시키는 코팅롤러(22)와; 코팅롤러(22) 상측에 배치되어 수지용액을 동박층(11)에 도포시키는 코팅헤드(40)와; 동박층(11) 위에 폴리이미드층(12)이 형성되도록 동박층(11) 위에 도포된 수지용액을 경화시키는 가열장치(50)와; 폴리이미드층(12)이 형성된 동박층(11)을 표면처리공정으로 안내하는 표면처리안내롤러(23)와; 폴리이미드층(12)이 마련된 동장적층판(10)을 표면처리공정으로 진입시키는 접지롤러(24)와, 접지롤러 (24)의 상측에 이격배치되는 플라즈마헤드(30)를 갖는 표면처리장치(24,30)를 포함한다.
코팅안내롤러(21)는 준비공정의 동박층권취롤러(20)와 도포공정의 코팅롤러(22) 사이에 마련되어, 준비공정에서 동박층권취롤러(20)에 권취된 동박층(11)을 도포공정의 코팅롤러(22)로 안내한다.
코팅헤드(40)는 슬롯다이로서 동박층(11)의 표면에 수지용액을 도포하는 역할을 한다.
동박층(11)의 표면에 도포되는 수지용액은 동박층(11)에 폴리이미드층(12)을 형성하기 위한 폴리이미드 전구체 용액일 수 있다. 즉, 폴리이미드층(12)의 전구체인 폴리아믹산(polyamic acid; PAA)용액이 동박층(11)에 도포된다.
본 실시예에서는 슬롯다이에 의한 립코팅방식으로, 수지용액을 동박층(11)에 도포하게 되나, 이에 한정되는 것이 아니라, 당 기술분야에 알려져 있는 다른 코팅방식으로 수지용액을 동박층(11)에 도포할 수도 있다. 즉, 블레이드 코터방식, 나이프 코터방식, 리버스 코터방식 등 다양할 수 있다.
가열장치(50)는 동박층(11)에 수지용액을 도포하는 도포공정에서 경화공정으로 진입되면, 열을 가해 건조시킨 후, 경화온도로서 300-400℃까지 승온시켜 10-60분간 열을 가한다. 이에 폴리아믹산의 경화(이미드화)가 진행된다.
본 실시예에서 가열장치(50)는 연속적인 롤공정 상에 마련되어 경화공정으로 진입되는 동박층(11)에 형성된 수지용액에 열을 가하는 오븐이나, 이에 한정되는 것이 아니다.
접지롤러(24)는 접지롤러(24)와 플라즈마헤드(30) 사이에서 글로우방전 플라즈마가 발생될 수 있도록 카본 브러쉬를 이용하여 접지된 상태로서, 접지롤러(24)는 하부전극의 역할을 한다.
접지롤러(24)는 폴리이미드층(12)이 플라즈마헤드(30)를 향하도록 금속층(11)을 밀착시켜 동장적층판(10)을 표면처리공정으로 진입시키는 역할을 한다.
접지롤러(24)는 30㎝의 직경을 갖는 금속합금 롤러로서, 표면에는 크롬이 도금되어 있다.
접지롤러(24)는 내부에서 물, 기름 등을 순환시켜 일정 온도가 유지되도록 하며, 그 온도는 15℃ 내지 200℃가 바람직하다.
접지롤러(24)의 온도가 15℃ 미만인 경우 낮은 접지롤러(24) 표면온도에 의해 물방울이 맺힐 수 있으며, 접지롤러(24)의 온도가 200℃를 초과하는 경우 급격한 온도 상승에 의해 동박층(11)에 주름이 발생될 수 있다.
플라즈마헤드(30)는 접지롤러(24)를 하부전극으로 하여 대기압에서 저온 플라즈마 즉 대기압에서 밀도가 높은 글로우방전 플라즈마를 발생시킨다.
플라즈마헤드(30)는 동장적층판(10)이 밀착된 접지롤러(24)와 1-10㎜의 간격을 두고 이격배치되어 있는 것이 바람직하다.
이러한 플라즈마헤드(30)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 반응가스가 유입되는 가스유입구(32)가 형성된 가스공급부(31)와, 가스공급부(31) 하측에 배치되며 상호 이격된 한 쌍의 외측전극(33)과, 한 쌍의 외측전극(33) 사이에 배치되는 관형상의 내측전극(37)을 포함한다.
가스공급부(31)에는 가스유입구(32)가 상부에 관통형성되어 있으며, 이 가스유입구(32)를 통해 반응가스가 상측에서 유입된다.
가스공급부(31)의 가스유입구(32)로 유입되는 반응가스는 공기, 수증기(H2O), 산소(O2), 질소(N2), 수소(H2), 아르곤(Ar), 헬륨(He), 메탄(CH4), 암모니아(NH3), 사불화탄소(CF4), 아세틸렌(C2H2), 프로판(C3H8) 등을 사용할 수 있다. 본 실시예에서는 반응가스가 가스공급부(31) 상측에 형성된 가스유입구(32)를 통해 유입되나, 플라즈마헤드(30)의 전방 또는 후방에서 플라즈마헤드(30)와 접지롤러(24) 사이의 이격공간으로 유입시킬 수도 있고, 플라즈마헤드(30)의 측방향에서 유입되도록 할 수도 있다.
한 쌍의 외측전극(33) 하측에는 한 쌍의 외측유전체(35)가 배치되어 있고, 내측전극(37)의 둘레에는 내측유전체(36)가 마련되어 있다.
여기서, 한 쌍의 외측전극(33) 중 어느 하나는 접지되고, 한 쌍의 외측전극(33) 중 다른 하나는 전원공급부(38)와 연결되어 있으며, 전원공급부(38)를 통해 직류 또는 교류전원이 공급된다. 본 실시예에서 외측전극(33)이 한 쌍으로 마련되어 있으나, 이에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 마련될 수 있다.
각 외측전극(33)에는 캐필러리방전을 위해 내측전극(37)을 향해 돌출된 복수의 돌출부(34)가 형성되어 있다.
이에 전원공급부(38)를 통해 전원을 인가함과 동시에 가스유입구(32)를 통해 반응가스를 공급하면 한 쌍의 외측전극(33) 중 어느 하나와 내측전극(37) 사이의 이격공간과 한 쌍의 외측전측 중 다른 하나와 내측전극(37) 사이의 이격공간에 캐필러리방전이 발생되고 캐필러리방전은 접지롤러(24)와 반응함에 따라 플라즈마헤드(30)와 접지롤러(24) 사이에는 대기압에서 글로우방전 플라즈마가 발생된다.
이하에서는 이러한 구성을 갖는 제조장치에 의해 본 발명에 따른 동장적층판(10)을 제조하는 제조방법을 도 1을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
준비공정에서 동박층권취롤러(20)에 감겨있던 동박층(11)은 제조공정이 시작되면 코팅안내롤러(21)에 의해 안내되어 도포공정으로 이송된다.
도포공정에서 동박층(11)이 코팅롤러(22)와 코팅헤드(40) 사이에 위치하게 되면 동박층(11)의 표면은 수지용액에 의해 도포된다.
동박층(11)에 수지용액을 도포하는 도포공정이 완료되면, 수지용액이 도포된 동박층(11)은 코팅롤러(22)의 회전에 의해 수지층형성공정으로 이송된다.
수지형성공정에서는 동박층(11)에 도포된 수지용액이 가열장치(50) 내에서 건조 및 경화됨에 따라, 동박층(11)의 상측에는 폴리이미드층(12)이 형성된다.
동박층(11)의 상측에 폴리이미드층(12)이 형성된 동장적층판(10)은 표면처리안내롤러(23)에 의해 표면처리공정으로 안내되고, 접지롤러(24)에 의해 표면처리공정으로 진입된다. 즉, 동장적층판(10)이 플라즈마헤드(30)와 접지롤러(24) 사이인 글로우방전 플라즈마 발생영역으로 이송된 것이다.
이때, 전원공급부(38)을 통해 전원을 인가함과 동시에 가스유입구(32)를 통해 반응가스를 공급하면 한 쌍의 외측전극(33) 중 어느 하나와 내측전극(37) 사이의 이격공간과 한 쌍의 외측전측 중 다른 하나와 내측전극(37) 사이의 이격공간에 캐필러리방전이 발생되고 캐필러리방전은 접지롤러(24)와 반응함에 따라 플라즈마헤드(30)와 접지롤러(24) 사이에는 대기압에서 글로우방전 플라즈마가 발생된다.
이에 표면처리공정에서는 동박층(11)이 접지롤러(24)에 밀착되고 폴리이미드층(12)이 플라즈마헤드(30)를 향한 상태에서 폴리이미드층(12)의 표면이 플라즈마헤드(30)와 접지롤러(24) 사이에서 발생된 글로우방전 플라즈마에 의해 표면처리된다.
이하에서는 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 플라즈마헤드(30)의 인가전력, 처리속도, 전극폭을 달리하여 제조된 동장적층판(10)을 가지고, 표면처리균일성, 표면에너지의 경시변화, 접착강도를 테스트한 결과를 표 2을 참조하여 설명하기로 한다.
이때, 플라즈마헤드(30)의 인가전력은 1-5㎾, 처리속도는 1-10m/min, 전극폭은 0.1-0.2m이다. 인가전력은 전원공급부(38)를 통해 한 쌍의 외측전극(33)에 인가되는 전력이고, 처리속도는 접지롤러(24)의 회전속도이며, 전극폭은 도 3에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 외측전극(33) 중 어느 하나 외측전극(33)의 외측단부에서 다른 하나 외측전극(33)의 외측단부까지의 거리인 W에 해당한다.
여기서, 처리속도가 1 m/min 미만인 경우 폴리이미드층(12)의 표면에 열변형이 발생할 수도 있고, 처리속도가 10 m/min 을 초과하는 경우 폴리이미드층(12)의 표면이 글로우방전 플라즈마에 의해 충분히 활성화되지 않을 수 있으므로, 처리속도는 1-10m/min인 것이 가장 바람직하다.
또한, 본 실시예에서는 하나의 플라즈마헤드(30)가 마련되어 있으나, 복수의 플라즈마헤드(30)를 연결하여 전극폭(m)을 확장할 수 있으며, 이렇게 전극폭(m)을 확장시키면 처리속도(m/min)를 향상시킬 수 있게 된다.
그리고, 하기 실시예1,2와 비교예1,2,3에서 사용된 동박층(11)의 두께는 18㎛이며, 플라즈마헤드(30)와 접지롤러(24)의 이격간격은 2㎜였다.
[표 1]
인가전력(㎾) 처리속도(m/min) 전극폭(m)
실시예1 3 4 0.1
실시예2 5 8 0.1
비교예1 글로우방전 플라즈마로 표면처리하지 않음.
비교예2 1 0.5 0.2
비교예3 5 15 0.1
[표 2]
표면처리균일성 경시변화 접착강도 사용가능여부
실시예1 합격 합격 2.0 가능
실시예2 합격 합격 1.9 가능
비교예1 무 합격 0.5 불가능
비교예2 불합격 합격 1.8 불가능
비교예3 불합격 불합격 1.2 불가능
표 2의 표면처리균일성, 경시변화, 접착강도의 테스트방법은 다음과 같다.
(1)표면처리균일성은 폴리이미드층을 대기압에서 발생시킨 글로우방전 플라즈마로 표면처리한 실시예1,2 및 비교예2,3과 표면처리되지 않은 비교예1에 해당하는 각각의 동장적층판을 폭 250mm, 길이 250mm의 시편으로 자르고, 이 시편의 폴리이미드층 표면에 물을 일정간격으로 떨어뜨려 각각의 접촉각을 측정하고 표준편차를 계산한 후, 표준편차가 3 미만이면 합격, 3 이상이면 불합격으로 평가하였다.
(2)표면에너지의 경시변화는 폴리이미드층을 대기압에서 발생시킨 글로우방전 플라즈마로 표면처리한 실시예1,2 및 비교예2,3과 표면처리되지 않은 비교예1에 해당하는 각각의 동장적층판을 폭 100mm, 길이 50mm의 시편으로 2장 자르고, 이 시 편에 물과 diiodomethane을 떨어뜨려 접촉각을 측정하고 초기의 표면에너지를 계산한 후, 30일 후에 동일방법으로 표면에너지를 계산하여 그 값이 초기값의 90%이상이면 합격, 90%미만이면 불합격으로 평가하였다.
(3)접착강도(peel strength)는 폴리이미드층을 대기압에서 발생시킨 글로우방전 플라즈마로 표면처리한 실시예1,2 및 비교예2,3과 표면처리되지 않은 비교예1에 해당하는 각각의 동장적층판을 폭 150mm, 길이150mm의 시편으로 2장 자르고, 두 장의 시편 사이에 접착제(Dupont, LF0100)를 넣고 가열 프레스를 사용하여 180℃에서 50분간 접착시킨 후, 시편을 다시 폭 10mm 간격으로 자른 다음 동박의 접착강도를 측정하는 JIS C6471의 방법과 동일한 방법으로 접착강도를 측정한다. 즉, 시편을 보강판에 양면테이프를 이용하여 붙인 후 180도 각도로 당기면서 측정하는 것이며, 이때 당기는 속도는 50.8mm/min이다. 이처럼 접착제와 폴리이미드층 사이를 벗겨내면서 접착강도를 측정하여, 접착강도가 1.5㎏f/㎝미만의 경우는 불합격으로 평가하였다.
최종적으로 본 발명에 따른 동장적층판(10)의 사용가능여부는 표면처리균일성, 경시변화, 접착강도가 모두 합격인 것을 사용가능으로, 불합격이 포함된 것을 불가능으로 평가하였다.
이처럼, 표 1 및 표 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 실시예1,2가 비교예1,2,3에 비해 전술한 테스트에서 우수함을 확인할 수 있다.
이와 같이, 동박층(11)에 도포된 수지용액이 경화되어 마련된 폴리이미드층(12)을 대기압에서 접지롤러(24)과 플라즈마헤드(30) 사이에 발생된 글로우방전 플 라즈마로 표면처리하면, 폴리이미드층(12)의 접착력이 향상되고, 균일한 표면처리가 가능하며, 경시변화가 작은 동장적층판(10)을 제공할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 동장적층판(11)을 여러 장 적층시켜 연성 인쇄회로기판을 제조하고자 하는 경우, 대기압에서 발생시킨 글로우방전 플라즈마로 표면처리한 폴리이미드층(12)을 갖는 본 발명에 따른 동장적층판(10)과 또 다른 동장적층판(10)의 접합을 위해, 동장적층판(10)과 또 다른 동장적층판(10) 사이에 접착제를 사용하면, 본 발명에 따른 동장적층판(10)의 폴리이미드층(12)과 접착제 간의 우수한 접착력으로 인해, 제품신뢰도 또한 향상된다.
또한, 동박층(11)에 폴리이미드층(12)을 형성하는 수지층형성공정과, 글로우방전 플라즈마로 폴리이미드층(12)을 표면처리하는 표면처리공정이 연속적인 롤 제조공정 상에서 이루어지므로, 생산성이 향상된다.
한편, 전술한 실시예에서는 대기압에서 발생시킨 글로우방전 플라즈마로 폴리이미드층(12)을 표면처리하였으나, 진공유지를 위한 장치를 마련하여 낮은 압력에서의 글로우방전 플라즈마로 폴리이미드층(12)을 표면처리할 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 수지층을 글로우방전 플라즈마로 표면처리함으로써, 균일하게 표면처리되고, 수지층의 접착강도가 향상되며, 경시변화가 작은 금속적층판이 제공된다.
또한, 금속층에 수지층을 형성하는 수지층형성공정과, 수지층을 글로우방전 플라즈마로 표면처리하는 표면처리공정이 연속적으로 수행됨에 따라, 생산성을 향 상시킬 수 있다.

Claims (29)

  1. 금속층에 수지용액을 도포하는 도포공정과;
    상기 금속층에 도포된 상기 수지용액을 경화시켜, 상기 금속층에 수지층을 형성하는 수지층형성공정과;
    상기 수지층을 글로우방전 플라즈마로 표면처리하는 표면처리공정을 포함하며,
    상기 글로우방전 플라즈마로 표면처리된 상기 수지층의 접착강도는 1.5㎏f/㎝이상인 것을 특징으로 하는 금속적층판의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속층은 동, 알루미늄, 철 및 니켈 중 어느 하나로 마련되며,
    상기 수지층은 폴리이미드계 수지로 마련되는 것을 특징으로 하는 금속적층판의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 표면처리공정에서는 접지롤러에 의해 상기 표면처리공정으로 진입하여 상기 접지롤러와 플라즈마헤드 사이에 위치한 상기 수지층을 상기 접지롤러와 상기 플라즈마헤드 사이에서 발생하는 상기 글로우방전 플라즈마로 표면처리하며,
    상기 글로우방전 플라즈마는 대기압에서 발생된 것을 특징으로 하는 금속적 층판의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 접지롤러의 온도는 15-200℃로 유지되는 것을 특징으로 하는 금속적층판의 제조방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 플라즈마헤드와 상기 접지롤러의 간격은 1 내지 10㎜인 것을 특징으로 하는 금속적층판의 제조방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 플라즈마헤드는
    반응가스가 유입되는 가스유입구가 형성된 가스공급부와;
    상기 가스공급부 하측에 배치된 한 쌍의 외측전극과;
    상기 한 쌍의 외측전극 하측에 배치되는 한 쌍의 외측유전체와;
    상기 한 쌍의 외측전극 사이에 배치된 내측전극과;
    상기 내측전극을 감싸는 내측유전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속적층판의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 플라즈마헤드의 길이방향에 대해 가로방향을 따라 상기 한 쌍의 외측전극 중 어느 하나 외측전극의 외측단부에서 다른 하나 외측전극의 외측단부까지의 거리는 0.1 내지 0.2m인 것을 특징으로 하는 금속적층판의 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 각 외측전극은 상기 내측전극을 향해 돌출된 돌출부를 갖는 것을 특징으로 하는 금속적층판의 제조방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 한 쌍의 외측전극에 인가되는 인가전력은 1 내지 5㎾인 것을 특징으로 하는 금속적층판의 제조방법.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 수지층형성공정과 상기 표면처리공정 사이에는 상기 수지층형성공정에서 형성된 상기 수지층이 상기 접지롤러에 의해 상기 표면처리공정으로 이송될 수 있도록 안내하는 표면처리안내롤러가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 금속적층판의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 도포공정에서는 코팅안내롤러에 의해 안내되어 코팅헤드와 코팅롤러 사 이에 위치한 상기 금속층을 상기 수지용액으로 도포하며,
    상기 코팅롤러는 상기 코팅안내롤러와 상기 표면처리안내롤러 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 금속적층판의 제조방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 상기 금속적층판이 적어도 2층 이상 적층되어 마련된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
  13. 금속층과;
    상기 금속층에 수지용액을 도포하여 경화시킨 후, 글로우방전 플라즈마로 표면처리한 수지층을 포함하며,
    상기 글로우방전 플라즈마로 표면처리된 상기 수지층의 접착강도는 1.5㎏f/㎝이상인 것을 특징으로 하는 금속적층판.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 수지층은 상기 수지층이 형성된 상기 금속층을 이송시키는 접지롤러와 플라즈마헤드 사이에서 발생되는 상기 글로우방전 플라즈마에 의해 표면처리되며,
    상기 글로우방전 플라즈마는 대기압에서 발생된 것을 특징으로 하는 금속적층판.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 접지롤러의 온도는 15-200℃로 유지되는 것을 특징으로 하는 금속적층판.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 플라즈마헤드와 상기 접지롤러의 간격은 1 내지 10㎜인 것을 특징으로 하는 금속적층판.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 플라즈마헤드는
    반응가스가 유입되는 가스유입구가 형성된 가스공급부와;
    상기 가스공급부 하측에 배치된 한 쌍의 외측전극과;
    상기 한 쌍의 외측전극 하측에 배치되는 한 쌍의 외측유전체와;
    상기 한 쌍의 외측전극 사이에 배치된 내측전극과;
    상기 내측전극을 감싸는 내측유전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속적층판.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 플라즈마헤드의 길이방향에 대해 가로방향을 따라 상기 한 쌍의 외측전극 중 어느 하나 외측전극의 외측단부에서 다른 하나 외측전극의 외측단부까지의 거리는 0.1 내지 0.2m인 것을 특징으로 하는 금속적층판.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 각 외측전극은 상기 내측전극을 향해 돌출된 돌출부를 갖는 것을 특징으로 하는 금속적층판.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 한 쌍의 외측전극에 인가되는 인가전력은 1 내지 5㎾인 것을 특징으로 하는 금속적층판.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 금속층에 형성된 상기 수지층은 표면처리안내롤러에 의해 상기 접지롤러로 안내되는 것을 특징으로 하는 금속적층판.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 금속층이 코팅안내롤러에 의해 안내되어 코팅헤드와 코팅롤러 사이에 위치하면, 상기 금속층에는 상기 수지용액이 도포되며,
    상기 코팅롤러는 상기 코팅안내롤러와 상기 표면처리안내롤러 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 금속적층판.
  23. 제13항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속층은 동, 알루미늄, 철 및 니켈 중 어느 하나로 마련되며,
    상기 수지층은 폴리이미드계 수지로 마련되는 것을 특징으로 하는 금속적층판.
  24. 금속적층판용 금속층의 일측면에 밀착되는 접지롤러와;
    상기 금속층이 밀착된 상기 접지롤러와 이격간격을 두고 배치되는 플라즈마헤드를 포함하며,
    상기 접지롤러와 상기 플라즈마헤드 사이에 위치한 상기 금속층을 상기 접지롤러와 상기 플라즈마헤드 사이에서 발생하는 글로우방전 플라즈마로 표면처리하는 것을 특징으로 하는 표면처리장치.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 접지롤러의 온도는 20℃ 내지 200℃로 유지되는 것을 특징으로 하는 표면처리장치.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 플라즈마헤드와 상기 접지롤러의 간격은 1 내지 15㎜인 것을 특징으로 하는 표면처리장치.
  27. 제24항에 있어서,
    상기 플라즈마헤드는
    반응가스가 유입되는 가스유입구가 형성된 가스공급부와;
    상기 가스공급부 하측에 배치된 한 쌍의 외측전극과;
    상기 한 쌍의 외측전극 하측에 배치되는 한 쌍의 외측유전체와;
    상기 한 쌍의 외측전극 사이에 배치된 내측전극과;
    상기 내측전극을 감싸는 내측유전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면처리장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 각 외측전극은 상기 내측전극을 향해 돌출된 돌출부를 갖는 것을 특징으로 하는 표면처리장치.
  29. 제24항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 글로우방전 플라즈마는 대기압에서 발생시킨 것을 특징으로 하는 표면처리장치.
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