KR20070057362A - Fccl fabrication method using pi3d - Google Patents

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KR20070057362A
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Abstract

An apparatus for manufacturing FCCL(Flexible Circuit Clad Laminate) using a plasma ion implantation and deposition method is provided to form a compound layer of copper and a polyimide by colliding inert gas of the plasma against a metal layer coated at a polyimide surface. A vacuum chamber(20) has a space in which a polyimide film(10) advances. A roll feeder(21) and a rewinder(22) are installed in the vacuum chamber for continuous process through a roll-to-roll method. An RF power device(23) and an RF matching box(24) apply a power to a first cylinder for a cleaning step using plasma before a copper thin film is deposited on the polyimide film. A high-voltage pulse power device(28) applies a negative pulse voltage to a second cylinder to collide the inert gas against a metal layer.

Description

플라즈마 이온주입 및 증착법을 이용한 ＦＣＣＬ 제조장치 및 방법{FCCL fabrication method using PI3D}Equipment and method for manufacturing FCLC using plasma ion implantation and deposition {FCCL fabrication method using PI3D}

도 1은 본 발명에 따른 단면 FCCL 제조장치의 롤-투-롤 시스템을 나타내는 도면,1 is a view showing a roll-to-roll system of the cross-sectional FCCL manufacturing apparatus according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 양면 FCCL 제조장치의 롤-투-롤 시스템을 나타내는 도면,2 is a view showing a roll-to-roll system of the double-sided FCCL manufacturing apparatus according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 단면 FCCL 제조장치의 롤-투-롤 시스템을 나타내는 다른 구현예,Figure 3 is another embodiment showing a roll-to-roll system of the cross-section FCCL manufacturing apparatus according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 고전압펄스 인가 전극 위의 절연필름과 고전압 쉬스에 의한 전압분배효과를 나타내는 도면,4 is a view illustrating a voltage distribution effect by an insulating film and a high voltage sheath on a high voltage pulse applying electrode according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 이온주입 및 증착법을 이용한 FCCL 제조 공정을 나타내는 공정도,5 is a process chart showing the FCCL manufacturing process using the plasma ion implantation and deposition method according to the present invention,

도 6은 본 발명에 따른 고전압펄스 인가용 전극에 인가되는 바이어스 전원 선택 스위치를 나타내는 회로도이다. 6 is a circuit diagram illustrating a bias power supply selection switch applied to a high voltage pulse applying electrode according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 폴리이미드 필름 20 : 진공 챔버10 polyimide film 20 vacuum chamber

21 : 롤피더(roll feeder) 22 : 리와인더(rewinder)21: roll feeder 22: rewinder

23 : RF 전원장치 24 : RF 매칭박스23: RF power supply 24: RF matching box

25 : 제1실린더 26 : 제2실린더25: first cylinder 26: second cylinder

27 : 스퍼터 타겟 28 : 고전압펄스 전원장치27: sputter target 28: high voltage pulse power supply

29 : 플라즈마 발생용 안테나 30 : 차폐막29: antenna for plasma generation 30: shielding film

31 : 그리드 32 : 선택 스위치31: grid 32: selection switch

33 : RF 또는 고전압펄스 전원장치33: RF or high voltage pulse power supply

본 발명은 플라즈마 이온주입 및 증착법을 이용한 FCCL 제조장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휴대폰, 캠코더 등의 회로판이 굴곡을 이루며 이동해야하는 제품에 적용되는 연성인쇄회로기판의 원재료로 사용되는 연성동박적층필름의 제조함에 있어서, 플라즈마 이온주입 및 증착법을 통해 두께가 얇고, 상온 처리로 높은 접착력을 얻을 수 있는 플라즈마 이온주입 및 증착법을 이용한 FCCL 제조장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an FCCL manufacturing apparatus and method using plasma ion implantation and deposition method, and more particularly, flexible copper foil used as a raw material of a flexible printed circuit board that is applied to a product to which a circuit board such as a mobile phone or a camcorder must move in a curved manner. In manufacturing a laminated film, the present invention relates to an FCCL manufacturing apparatus and method using a plasma ion implantation and deposition method that is thin through plasma ion implantation and deposition and obtains high adhesive strength at room temperature treatment.

일반적으로, 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board)등의 기판을 제조하기 위해서, 에폭시수지가 함침된 프리프레그(PPG)를 사용하여 단면 또는 양면의 연성동박적층필름(Flexible Circuit Clad Laminate; FCCL)을 적층 또는 접합 하는 방법을 채용하고 있으며, 이때 층간의 강한 계면 접착력은 제품에 있어서 가장 중요한 요건으로 간주되고 있다.Generally, in order to manufacture a substrate such as a flexible printed circuit board, a flexible circuit clad laminate (FCCL) having a single side or a double side using a prepreg (PPG) impregnated with an epoxy resin is used. The method of laminating or joining is adopted, and strong interfacial adhesion between layers is considered to be the most important requirement in the product.

현재, 동박과 프리프레그 간의 계면 접착력은 동박면에 브라운 옥사이드 처리를 하는 등 이를 개선하고자 하는 다수의 공정이 행하여지고 있으나, 폴리이미드와 프리프레그 간의 계면 접착력에 관해서는 별도의 공정 없이 적층판을 제조하고 있어 폴리이미드와 프리프레그간의 계면 접착력 증진에 개선 조치가 필요한 실정이다.Currently, a number of processes have been performed to improve the interfacial adhesion between copper foil and prepreg, such as brown oxide treatment on the copper foil surface. However, the interfacial adhesion between polyimide and prepreg is manufactured without a separate process. Therefore, improvement measures are needed to improve the interfacial adhesion between the polyimide and the prepreg.

폴리이미드는 분자구조상의 특징으로 인하여 고내열성, 기계적 강도, 전기적 특성 등이 우수하지만, 에폭시 수지와의 낮은 계면 접착력으로 인하여 계면에서의 들뜸(delamination)이 크게 문제되고 있으며, 이는 제품의 불량률을 높이고 신뢰성을 떨어뜨리는 원인으로 인식된다. Polyimide has excellent heat resistance, mechanical strength, and electrical properties due to its molecular structure, but delamination at the interface is greatly problematic due to low interfacial adhesion with epoxy resin, which increases the defect rate of the product. It is recognized as a cause of deterioration of reliability.

특히, 솔더링 테스트(soldering test)나 핫 오일 테스트(hot oil test) 등 열충격 테스트 후에 크게 떨어지는 계면 접착력은 제품개발에 있어서 넘어야 할 난제로 생각되어지고 있으며, 현재 다수의 관련 연구가 추진되고 있는 실정이다.In particular, the interfacial adhesion strength, which is greatly reduced after thermal shock tests such as soldering test and hot oil test, is considered to be a challenge in product development, and many related studies are being conducted. .

한편, 동박과 폴리이미드 필름을 접착제를 사용하여 열이나 압력을 가하여 접착시키는 기존의 라미네이팅 방식은 원자재로 사용되는 얇은 두께의 초극박 동박, 은박, 또는 알루미늄박 등을 롤 형태로 제작하는 자체도 고도의 기술을 요하여 제작할 수 있는 금속박 두께 자체를 얇게 성형하는데에도 한계가 있다. On the other hand, the conventional laminating method of bonding copper foil and polyimide film by applying heat or pressure using an adhesive is also very high in itself to manufacture ultra-thin ultra-thin copper foil, silver foil, or aluminum foil used as raw materials in roll form. There is also a limit in forming a thin metal foil itself, which can be produced by requiring the technology of.

또한, 제작 완료된 초극박의 금속박과 폴리이미드박을 접착하는데 필요한 접착층의 두께를 10㎛ 정도로 설정하여야 하므로 연성 기판의 초박형화에 한계가 있 다. In addition, since the thickness of the adhesive layer required for bonding the completed ultra-thin metal foil and polyimide foil should be set to about 10 μm, there is a limit to ultra-thin thickness of the flexible substrate.

이와 같이, 금속 박막층을 폴리이미드 필름 위에 형성하는 또 다른 방법으로는 전해도금방식이 있으나, 유독성인 전해액을 사용해야 하며, 박막이 주상구조로 성장하여 굴곡시 박막의 강도나 접착력과 같은 기계적 특성이 좋지 않은 문제점이 있다. As such, another method of forming the metal thin film layer on the polyimide film is an electroplating method, but a toxic electrolyte must be used, and the mechanical properties such as the strength and adhesion of the thin film are poor when the thin film grows into a columnar structure. There is a problem.

한편, 스퍼터링 방식만으로 동박을 입히는 방법은 폴리이미드 필름과 동박 간의 접착력을 향상시키기 위하여 크롬이나 니켈을 사용하게 되는데 이들은 인체에 유해한 중금속으로 분류되어 있는 문제점이 있다. On the other hand, the method of coating the copper foil only by the sputtering method is to use chromium or nickel in order to improve the adhesion between the polyimide film and the copper foil, which has a problem that is classified as a heavy metal harmful to the human body.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 비활성기체에 의해 진공 챔버 내에서 활성화되는 플라즈마 내의 폴리이미드 필름 위에 물리기상증착(physical vapor deposition, PVD)이나 화학기상증착(chemical vapor deposition, CVD)법 등의 진공 증착법에 의해 금속층을 제조하되, 증착과 동시에 폴리이미드 필름면에 위치한 시편에 고전압 펄스 바이어스를 인가함으로써, 플라즈마 내에 존재하는 상기 비활성기체 이온이 가속화되어 폴리이미드 표면에 코팅된 금속층에 충돌하면서 동박과 폴리이미드의 혼합층을 형성할 수 있음을 알게되어 본 발명을 완성하였다.Therefore, the present invention has been invented to solve the above problems, physical vapor deposition (PVD) or chemical vapor deposition (chemical vapor deposition) on the polyimide film in the plasma activated in the vacuum chamber by an inert gas A metal layer is manufactured by vacuum deposition such as deposition and CVD, and at the same time, high voltage pulse bias is applied to a specimen positioned on the surface of the polyimide film to accelerate the inert gas ions present in the plasma to coat the surface of the polyimide. The present invention was completed by knowing that a mixed layer of copper foil and polyimide can be formed while colliding with the formed metal layer.

본 발명은 상기 동박과 폴리이미드의 혼합층에 의해 별도의 접착층을 만들 필요없이 높은 접착력을 가진 동박적층필름의 형성이 가능하고, 접착층의 사용이 필요없게 되어 금속박의 두께를 얇게 입히는데 제한이 없으므로 FCCL의 두께를 더욱 얇게 할 수 있으며, 전해도금법과 비교하여 유독성의 전해액의 사용이 필요없고 동박의 구조가 치밀하여 기계적 특성이 뛰어나며, 빔라인 이온주입법을 사용하여 금속/폴리이미드의 혼합층을 만들어주는 방식에 비하여 장치가 간단하고 설비가 저렴하며 금속층 표면에 이온 충돌에 의한 전하적하(charge accumulation) 현상이 없는 플라즈마 이온주입 및 증착법을 이용한 FCCL 제조장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention enables the formation of a copper foil laminated film having a high adhesive strength without the need to make a separate adhesive layer by the mixed layer of the copper foil and polyimide, there is no need to use an adhesive layer, so there is no limitation in coating a thin metal foil thickness FCCL It is possible to make thinner, thinner, less toxic electrolytic solution compared to electroplating method, and the structure of copper foil is compact, so it has excellent mechanical properties, and the beamline ion implantation method makes a mixed layer of metal / polyimide. Compared to the above, it is an object of the present invention to provide an FCCL manufacturing apparatus and method using a plasma ion implantation and deposition method, which is simpler, inexpensive, and free of charge accumulation due to ion collision on the surface of a metal layer.

이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the features of the present invention for achieving the above object are as follows.

본 발명에 따른 플라즈마 이온주입 및 증착법을 이용한 FCCL 제조장치는, 폴리이미드 필름이 진행되는 일정한 공간을 이루는 진공 챔버와;FCCL manufacturing apparatus using the plasma ion implantation and vapor deposition method according to the present invention, the vacuum chamber forming a constant space in which the polyimide film proceeds;

상기 진공 챔버 내에 롤투롤 방식을 통한 연속적인 처리를 위해 각각 구비되는 롤피더 및 리와인더와;A roll feeder and a rewinder respectively provided for continuous processing in a roll-to-roll manner in the vacuum chamber;

상기 폴리이미드 필름에 동박을 증착하기 전, 플라즈마를 이용하여 세정 단계를 거칠 수 있도록 전원을 인가하는 RF 전원장치 및 RF 매칭박스와;An RF power supply and an RF matching box for applying power to the cleaning step by using plasma before depositing the copper foil on the polyimide film;

플라즈마 이온주입 및 증착법에 의해 상기 폴리이미드 필름 위에 금속층을 코팅하면서 수 kV의 음의 펄스 전압을 인가시켜 플라즈마 속의 비활성기체가 상기 금속층에 충돌할 수 있도록 하는 고전압펄스 전원장치를 포함하여 구성된 것을 특 징으로 한다.And a high voltage pulse power supply for applying a negative pulse voltage of several kV to the metal layer on the polyimide film by plasma ion implantation and vapor deposition so that an inert gas in the plasma can collide with the metal layer. It is done.

본 발명에 따른 플라즈마 이온주입 및 증착법을 이용한 FCCL 제조방법은, 롤-투-롤 방식으로 진행하는 폴리이미드 필름을 플라즈마를 이용하여 세정하는 제1단계와;FCCL manufacturing method using the plasma ion implantation and deposition method according to the present invention, the first step of cleaning the polyimide film proceeds in a roll-to-roll method using plasma;

플라즈마 이온주입 및 증착법에 의해 폴리이미드 필름 위에 금속층을 코팅하면서 음의 펄스 전압을 인가시켜 플라즈마 속의 비활성기체가 상기 금속층에 충돌하면서 금속과 폴리이미드의 혼합층을 형성하는 제2단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다. And a second step of forming a mixed layer of metal and polyimide by applying a negative pulse voltage while coating a metal layer on the polyimide film by plasma ion implantation and deposition, while impinging an inert gas in the plasma on the metal layer. do.

또한, 롤-투-롤 방식으로 진행하는 폴리이미드 필름을 플라즈마를 이용하여 세정하는 제1단계와;In addition, a first step of cleaning the polyimide film to proceed in a roll-to-roll manner using a plasma;

10kV 이하의 펄스 전압을 인가해주는 PI3D 법 및 RF 바이어스를 통한 진공 증착법을 통해 상기 폴리이미드 필름에 금속층을 진공 증착시켜 혼합층을 형성하는 제2단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.The second step of forming a mixed layer by vacuum deposition of a metal layer on the polyimide film through a vacuum deposition method through a PI 3 D method and RF bias applying a pulse voltage of 10kV or less.

특히, 폴리이미드 필름이 순방향, 역방향, 순방향으로 이동하는 세 번의 사이클을 거치는 방식으로 이루어진 바, 제1사이클(순방향)은 롤-투-롤 방식으로 진행하는 폴리이미드 필름을 플라즈마를 이용하여 세정하는 단계와; 진공 증착법을 이용하여 폴리이미드 필름 위에 10nm 정도의 얇은 금속층을 코팅하는 단계로 구성되고, 제2사이클(역방향)은 PI3 법을 통해 비활성기체 이온이 제1사이클에서 형성된 금속층에 충돌하면서 폴리이미드 필름과 함께 혼합층을 이루게 되는 단계로 구성되 고, 제3사이클(순방향)은 상기 제2사이클까지 거치면서 형성된 동박/폴리이미드 혼합층 위에 원하는 일정한 두께의 금속 박막을 형성하는 단계와; 상기 금속 박막의 특성에 따라 10kV 이하의 펄스 전압을 인가해주는 PI3D 법을 거치는 단계로 구성된 것을 특징으로 한다.In particular, since the polyimide film is subjected to three cycles of moving in the forward, reverse, and forward directions, the first cycle (forward) is used to clean the polyimide film in a roll-to-roll manner using plasma. Steps; It is a step of coating a thin metal layer of about 10nm on the polyimide film by vacuum deposition method, the second cycle (reverse direction) polyimide film while inert gas ions impinge on the metal layer formed in the first cycle through the PI 3 method And a third cycle (forward) forming a mixed layer together with forming a metal thin film having a desired constant thickness on the copper foil / polyimide mixed layer formed through the second cycle; According to the characteristics of the metal thin film is characterized in that consisting of a step of applying a PI 3 D method for applying a pulse voltage of 10kV or less.

또한, 폴리이미드 필름이 순방향, 역방향, 순방향으로 이동하는 세 번의 사이클을 거치는 방식으로 이루어진 바, 제1사이클(순방향)은 롤-투-롤 방식으로 진행하는 폴리이미드 필름을 플라즈마를 이용하여 세정하는 단계와; 진공 증착법을 이용하여 폴리이미드 필름 위에 금속층을 코팅하는 단계로 구성되고, 제2사이클(역방향)은 PI3 법을 통해 비활성기체 이온이 제1사이클에서 형성된 금속층에 충돌하면서 폴리이미드 필름과 함께 혼합층을 이루게 되는 단계로 구성되고, 제3사이클(순방향)은 상기 제2사이클까지 거치면서 형성된 동박/폴리이미드 혼합층 위에 원하는 일정한 두께의 금속 박막을 형성하는 단계와; 상기 금속 박막의 특성에 따라 RF 바이어스를 통한 진공 증착법을 거치는 단계로 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, since the polyimide film is subjected to three cycles of moving in the forward, reverse, and forward directions, the first cycle (forward) is used to clean the polyimide film in a roll-to-roll manner using plasma. Steps; Coating a metal layer on the polyimide film using vacuum deposition method, and the second cycle (reverse direction) forms a mixed layer together with the polyimide film while impinging inert gas ions on the metal layer formed in the first cycle through the PI 3 method. And a third cycle (forward direction) forming a metal thin film having a desired thickness on the copper foil / polyimide mixed layer formed while passing through the second cycle; According to the characteristics of the metal thin film is characterized in that it comprises a step of undergoing a vacuum deposition method through the RF bias.

그리고, 폴리이미드 필름이 순방향, 역방향으로 이동하는 두 번의 사이클을 거치는 방식으로 이루어진 바, 제1사이클(순방향)은 롤-투-롤 방식으로 진행하는 폴리이미드 필름을 플라즈마를 이용하여 세정하는 단계와; RF 바이어스를 통한 진공 증착법을 이용하여 폴리이미드 필름 위에 -10nm 두께의 금속층을 코팅하는 단계로 구성되고, 제2사이클(역방향)은 10kV 이하의 펄스 전압을 인가해주는 PI3D법을 통해 제1사이클에서 형성된 금속층에 금속 박막층을 형성하는 단계로 구성된 것을 특징으로 한다. In addition, the polyimide film is subjected to two cycles of moving in the forward and reverse directions, and the first cycle (forward) is performed by cleaning the polyimide film in a roll-to-roll manner using plasma and ; It consists of coating a metal layer of -10nm thickness on the polyimide film by vacuum deposition through RF bias, and the second cycle (reverse direction) is the first cycle through the PI 3 D method to apply a pulse voltage of 10 kV or less Forming a metal thin film layer on the metal layer formed in the characterized in that the configuration.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the configuration of the present invention with reference to the accompanying drawings in detail.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 단면 FCCL 제조장치의 롤-투-롤 시스템을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 양면 FCCL 제조장치의 롤-투-롤 시스템을 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 단면 FCCL 제조장치의 롤-투-롤 시스템을 나타내는 다른 구현예이다. 1 is a view showing a roll-to-roll system of the cross-sectional FCCL manufacturing apparatus according to the present invention, Figure 2 is a view showing a roll-to-roll system of the double-sided FCCL manufacturing apparatus according to the present invention, Figure 3 Is another embodiment showing a roll-to-roll system of a cross-section FCCL manufacturing apparatus according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 단면 FCCL의 제작을 위한 제조장치는 고분자 필름인 전체적인 폴리이미드 필름(10)이 진행되는 일정한 공간을 이루는 진공 챔버(chamber)(20)내에 세정 공정 및 동박 코팅공정을 수행하는 각각의 구성이 구비되어 있는 바, 이때 상기 진공 챔버(20)는 진공상태로 유지하게 된다. As shown in Figure 1, the manufacturing apparatus for the production of the cross-sectional FCCL according to the present invention is a cleaning process in a vacuum chamber (chamber) 20 forming a constant space in which the entire polyimide film 10 is a polymer film and Each of the components to perform the copper foil coating process is provided, wherein the vacuum chamber 20 is maintained in a vacuum state.

상기 진공상태로 이루어진 진공 챔버(20)는 별도의 진공배기 펌프(미도시)를 설치하여 구동 압력이 다르게 설정될 수 있으며, 각 공간들 간의 개구면은 가능한 좁게 형성되어 있어 폴리이미드 필름(10)이 진행할 정도의 크기이면 무방하다. In the vacuum chamber 20 formed in the vacuum state, a separate vacuum exhaust pump (not shown) may be installed so that the driving pressure may be set differently, and an opening surface between the spaces is formed as narrow as possible so that the polyimide film 10 This size is enough to proceed.

상기 FCCL 제조장치는 롤-투-롤(roll-to-roll)방식을 통한 폴리이미드 필름(10)의 연속적인 진행 처리를 위해 그 일측, 즉 입구측에는 상기 폴리이미드 필름(10)의 롤피더(roll feeder)(21)가 구비되어 있으며, 타측, 즉 출구측에는 폴리이미드 필름(10)의 리와인더(rewinder)(22)가 구비되어 있다. The FCCL manufacturing apparatus is a roll feeder of the polyimide film 10 on one side thereof, that is, the inlet side, for continuous processing of the polyimide film 10 by a roll-to-roll method. A roll feeder 21 is provided, and the rewinder 22 of the polyimide film 10 is provided on the other side, that is, the outlet side.

한편, 상기 폴리이미드 필름(10)에 동박을 증착하기 전에 아르곤 또는 헬륨 등과 같은 비활성기체가 공급되어 형성된 플라즈마를 이용하여 세정 단계를 거칠 수 있도록 전원을 인가하는 RF 전원장치(23) 및 안정적인 파워 전달을 위한 RF 매칭박스(maching box)(24)가 설치되어 있다.On the other hand, before depositing the copper foil on the polyimide film 10, RF power supply unit 23 for applying power to the cleaning step using a plasma formed by supplying an inert gas such as argon or helium and stable power transmission RF matching box (24) for the installation is installed.

이때, 상기 RF 전원장치(23)에서의 세정용 전극이 폴리이미드 필름(10)을 감고 있는 제1실린더(25)에 인가되어 상기 폴리이미드 필름(10)이 세정될 수 있도록 되어 있다. At this time, the cleaning electrode in the RF power supply 23 is applied to the first cylinder 25 wound around the polyimide film 10 so that the polyimide film 10 can be cleaned.

여기서, 전원장치를 RF정합회로를 구비한 RF 전원장치(23)로서, 상기 폴리이미드 필름(10)의 표면에 충돌하는 플라즈마의 에너지가 지나치게 크면 고분자 필름 표면의 분자 구조에 변화를 주어 표면 특성이 변화되고, 결합력이 저하되므로 DC 바이어스 전압보다는 RF 전원장치(23)의 RF 바이어스 전압을 인가하여 에너지와 밀도가 낮은 축전결합 플라즈마를 이용하는 것이 효과적이다. Here, the power supply device is an RF power supply device 23 having an RF matching circuit. If the energy of plasma impinging on the surface of the polyimide film 10 is too large, the molecular structure of the surface of the polymer film is changed to give surface characteristics. Since the change in the coupling force is lowered, it is effective to use a capacitively coupled plasma having a low energy and density by applying the RF bias voltage of the RF power supply 23 rather than the DC bias voltage.

한편, 상기 FCCL 제조장치의 진공 챔버(20) 중간 위치에는 세정 단계를 거친 폴리이미드 필름(10) 위에 물리기상증착(physical vapor deposition:PVD)법이나 화학기상증착(chemical vapor deposition:CVD)법 등의 진공 증착법에 의해 금속층을 증착 가능하도록 플라즈마 생성수단을 장착하며, 이를 이용하여 플라즈마 이온주입 및 동박의 증착(Plasma Immersion Ion Implantation and deposition:PI3D)을 실시 가능토록 하되, 스퍼터링(sputtering) 방식을 사용하게 된다.On the other hand, in the intermediate position of the vacuum chamber 20 of the FCCL manufacturing apparatus, the physical vapor deposition (PVD) method, the chemical vapor deposition (CVD) method, etc., on the polyimide film 10 which has been cleaned Plasma generation means is mounted to deposit the metal layer by vacuum deposition method, and plasma ion implantation and deposition of copper foil (Plasma Immersion Ion Implantation and deposition (PI 3 D)) can be performed using the sputtering method. Will be used.

상기 스퍼터링 방식은 스퍼터(미도시)에 의해 방출되는 구리(동박) 입자가 상기 폴리이미드 필름(10) 표면에 증착되도록 하고, 폴리이미드 필름(10)의 배면에 위치한 제2실린더(26)에 -5 kV 정도의 고전압 펄스 전압을 인가시켜 플라즈마 내에 존재하는 이온이 상기 스퍼터 타겟(27)인 구리 입자에 충돌하면서 상기 구리 입자를 폴리이미드 필름(10) 속으로 두들겨 넣는 망치 효과에 의해 증착되도록 함으로써, 동박/폴리이미드 혼합층을 형성하게 된다.The sputtering method allows the copper (copper foil) particles emitted by the sputter (not shown) to be deposited on the surface of the polyimide film 10, and to the second cylinder 26 located at the back of the polyimide film 10. By applying a high voltage pulse voltage of about 5 kV so that the ions present in the plasma collide with the copper particles, which are the sputter targets 27, and are deposited by the hammer effect of tapping the copper particles into the polyimide film 10, Copper foil / polyimide mixed layer is formed.

이때, 상기 폴리이미드 필름(10)에 증착되는 구리 입자에 상기 플라즈마 이온을 충돌시키는 방식이므로 사용되는 플라즈마 이온은 질량이 큰 비활성기체를 사용하는 것이 바람직하다.At this time, since the plasma ions collide with the copper particles deposited on the polyimide film 10, it is preferable to use an inert gas having a large mass as the plasma ions used.

한편, 상기 폴리이미드 필름(10)은 절연체이므로 펄스 전압을 인가하기가 어려운 바, 폴리이미드 필름(10) 자체에 음(-)의 펄스 전압을 인가할 수 있도록 상기 폴리이미드 필름(10)의 배면에는 금속성으로 이루어진 시료대나 본 발명의 구현예에 구성된 제2실린더(26) 등이 장착되어 있다.On the other hand, since the polyimide film 10 is an insulator, it is difficult to apply a pulse voltage, so that the back side of the polyimide film 10 can apply a negative pulse voltage to the polyimide film 10 itself. It is equipped with a sample stand made of metallic or a second cylinder 26 and the like configured in an embodiment of the present invention.

또한, 상기 제2실린더(26)에 고전압펄스 인가 전극을 인가하는 고전압펄스 전원장치(28)의 고전압이 인가되는 폴리이미드 필름(10) 주변에 밀도 및 온도 등의 플라즈마 변수들을 조절하기 위한 별도의 플라즈마 발생원으로서, 플라즈마 발생용 안테나(29)가 설치되어 있다. In addition, a separate device for adjusting plasma parameters such as density and temperature around the polyimide film 10 to which the high voltage of the high voltage pulse power supply device 28 that applies the high voltage pulse applying electrode to the second cylinder 26 is applied. As the plasma generating source, a plasma generating antenna 29 is provided.

이때, 상기 플라즈마는 스퍼터에 의해서도 발생이 되지만, 특히 구리 이온의 비율을 증가시키고 플라즈마 변수를 조절하여 양질의 폴리이미드 필름(10)을 얻기 위해서는 유도결합 플라즈마 발생원인 플라즈마 발생용 안테나(29)를 포함하여 사용할 수 있으며, 상기 유도결합 플라즈마를 사용하는 경우에는 상기 플라즈마 발생용 안테나(29)로부터의 스퍼터링 오염을 줄이기 위하여 안테나의 커패시턴스값이 낮은 절연 안테나를 사용하거나 FCCL의 경우에는 구리 물질과 같은 재질의 안테나 를 사용하는 것이 바람직하다. At this time, the plasma is also generated by the sputter, but in order to increase the ratio of copper ions and to control the plasma parameters to obtain a high quality polyimide film 10 includes a plasma generating antenna 29 which is an inductively coupled plasma generating source. In the case of using the inductively coupled plasma, an insulated antenna having a low capacitance value of the antenna is used to reduce sputtering contamination from the plasma generating antenna 29, or in the case of FCCL, It is preferable to use an antenna.

한편, 상기 폴리이미드 필름(10)이 비교적 열에 강한 재질이기는 하지만 상온에서 처리하고 싶은 경우, 또는 폴리에스터나 폴리프로필렌 같은 열에 약한 고분자 필름의 처리를 목적으로 하는 경우에는 제2실린더(26)의 냉각이 필수적이므로 그 제2실린더(26)에는 공정온도 조절을 위해 냉각 라인을 설치하는 것이 바람직하다. On the other hand, if the polyimide film 10 is relatively heat-resistant, but wants to be treated at room temperature, or for the purpose of treating a polymer film that is weak to heat such as polyester or polypropylene, the second cylinder 26 is cooled. Since this is essential, the second cylinder 26 is preferably provided with a cooling line for controlling the process temperature.

이때, 상기 폴리이미드 필름(10)이 제2실린더(26)에 접촉하지 않아서 냉각되지 못하는 부분이 플라즈마와 접촉할 경우, 그 폴리이미드 필름(10)의 특성이 나빠질 수 있으므로 폴리이미드 필름(10)과 제2실린더(26)가 접촉하지 못한 부분으로 상기 플라즈마가 침투하지 못하도록 플라즈마가 발생되는 공간을 제한하기 위한 차폐막(30)이 플라즈마가 발생하는 경계부에 설치되어 있다. In this case, when the portion of the polyimide film 10 that is not cooled because it does not contact the second cylinder 26 contacts the plasma, the characteristics of the polyimide film 10 may deteriorate, so that the polyimide film 10 A shielding film 30 for limiting the space where the plasma is generated is provided at the boundary portion where the plasma is generated so that the plasma does not penetrate into the portion where the second cylinder 26 does not contact.

한편, 사용되는 펄스 전압은 고분자 필름(폴리이미드 필름)의 재질이나 금속의 재질 등에 따라 차이가 있겠으나, 폴리이미드 필름(10) 위에 동박을 코팅하는 경우, 상기와 같이 -5kV가 가장 적당하다.On the other hand, the pulse voltage used may vary depending on the material of the polymer film (polyimide film), the material of the metal, and the like. However, when the copper foil is coated on the polyimide film 10, -5 kV is most suitable as described above.

이는 너무 높은 펄스 전압이 인가되는 경우, 충돌하는 이온의 에너지가 너무 높아서 폴리이미드 필름(10) 표면의 결합력을 깨뜨리게 되므로 결합 구조를 변화시켜 오히려 금속층과의 접착력을 약화시키기 때문이다.This is because when too high a pulse voltage is applied, the energy of colliding ions is too high to break the bonding force on the surface of the polyimide film 10, thereby changing the bonding structure and weakening the adhesive force with the metal layer.

한편, 도 2는 폴리이미드 필름의 양면에 동박을 코팅하기 위한 본 발명에 따른 바람직한 구현예로서, 세정 단계와 동박 코팅단계에서 폴리이미드 필름(10)의 양면을 세정하고, 상기 폴리이미드 필름(10)의 양면에 동박을 코팅하기 위해 각 단 계에서의 제1 및 제2실린더(25,26)에 대칭되면서 함께 연동하는 또 다른 실린더(25-1,26-1)가 구비된다.On the other hand, Figure 2 is a preferred embodiment according to the present invention for coating the copper foil on both sides of the polyimide film, cleaning both sides of the polyimide film 10 in the cleaning step and the copper foil coating step, the polyimide film 10 Another cylinder 25-1, 26-1 is provided symmetrically and interlocked with the first and second cylinders 25, 26 in each step to coat the copper foil on both sides of.

이때, 세정 단계에 위치한 한 쌍의 제1실린더(25,25-1)에는 하나의 RF 전원장치(23)가 사용될 수 있으며, 별도로 RF 전원장치를 추가 사용할 수도 있다.In this case, one RF power supply unit 23 may be used for the pair of first cylinders 25 and 25-1 positioned in the cleaning step, and an RF power supply unit may be additionally used.

고전압펄스 전원장치도 마찬가지이다. The same applies to the high voltage pulse power supply.

도 3은 본 발명에 따른 단면 FCCL 제조장치의 롤-투-롤 시스템을 나타내는 다른 구현예로서, 후술하는 C공정 및 D공정과 같은 사이클 진행 방식을 통해 세정, 혼합층 형성, 금속층 증착 공정을 동시에 할 수 있게 되는 바, 진공 챔버(20)의 폭을 크게 하고, 여기에 상기 제2실린더(26)와 동일 선상에 RF 또는 고전압펄스 전원장치(33)의 전원이 인가되는 또 다른 제2실린더(26-1)를 구비하고, 플라즈마 이온주입 및 동박의 증착을 실시할 수 있도록 스퍼터링 방식이 적용되는 구조가 도 1과 동일하게 형성된다.Figure 3 is another embodiment showing a roll-to-roll system of the cross-section FCCL manufacturing apparatus according to the present invention, through the cycle progress method such as process C and D will be described later to perform the cleaning, mixed layer formation, metal layer deposition process at the same time As a result, the width of the vacuum chamber 20 is increased, and another second cylinder 26 to which the power of the RF or high voltage pulse power supply 33 is applied to the same line as the second cylinder 26. 1), a structure in which a sputtering method is applied to form plasma ion implantation and deposition of copper foil is formed in the same manner as in FIG.

여기서, 상기 전방에 위치한 제2실린더의 폴리이미드 필름에는 플라즈마 이온주입에 의한 혼합층이 형성되고, 후방에 위치한 제2실린더의 폴리이미드 필름에는 10kV 이하의 펄스 전압을 인가해주는 PI3D 법을 거치거나, RF 바이어스를 통한 진공 증착법을 사용하여 동박의 증착이 가능하게 된다.Here, a mixed layer formed by plasma ion implantation is formed in the polyimide film of the second cylinder located in the front side, and the polyimide film of the second cylinder located in the rear side undergoes a PI 3 D method for applying a pulse voltage of 10 kV or less. It is possible to deposit copper foil using a vacuum deposition method through RF bias.

첨부한 도 4는 본 발명에 따른 고전압펄스 인가 전극 위의 절연필름과 고전압 쉬스에 의한 전압분배효과를 나타내는 도면으로서, 첨부한 도면에 도시된 바와 같이, 상기 폴리이미드 필름(10)의 배면에 위치한 제2실린더(26)에 고전압 펄스 전 압을 인가하게 될 경우, 상기 제2실린더(26) 표면의 폴리이미드의 유전율 때문에 폴리이미드 필름(10)에 의한 커패시턴스(CPI)와 고전압 플라즈마 쉬스의 커패시턴스(Csh)가 직렬로 이루어진 등가 회로가 형성된다.4 is a view illustrating a voltage distribution effect by the insulating film and the high voltage sheath on the high voltage pulse applying electrode according to the present invention, as shown in the accompanying drawings, located on the back of the polyimide film 10. When a high voltage pulse voltage is applied to the second cylinder 26, the capacitance C PI of the polyimide film 10 and the capacitance of the high voltage plasma sheath due to the dielectric constant of the polyimide on the surface of the second cylinder 26. An equivalent circuit consisting of (C sh ) in series is formed.

이에 상기 폴리이미드 필름(10)에 인가된 펄스 고전압 (VHV)이 첨부도면과 같이, VPI와 Vsh로 전압 분배가 일어나게 되므로 실제로 이온이 가속되는 전압은 인가된 펄스 전압(VHV) 보다 낮은 쉬스 전압(Vsh)에 의한 것임을 알 수 있다. Accordingly, since the voltage high voltage (V HV ) applied to the polyimide film 10 is distributed as V PI and V sh as shown in the accompanying drawings, the voltage at which ions are actually accelerated is greater than the applied pulse voltage (V HV ). It can be seen that it is due to the low sheath voltage (V sh ).

또한, 폴리이미드 필름(10)이 절연체이므로 그 표면에 충돌된 비활성기체 이온의 전하가 고전압이 인가되는 고전압펄스 인가 전극을 통해 흘러가지 못하므로 표면에 양(+) 전하가 쌓이게 되고, 상기 폴리이미드 필름(10) 표면에서 방출되는 이차전자는 고전압 플라즈마 쉬스에서의 전압 강하 효과를 저감시키게 된다. In addition, since the polyimide film 10 is an insulator, the charge of the inert gas ions collided with the surface of the polyimide film 10 does not flow through the high voltage pulse applying electrode to which a high voltage is applied, so that a positive charge is accumulated on the surface. Secondary electrons emitted from the surface of the film 10 reduce the voltage drop effect in the high voltage plasma sheath.

이러한 영향을 줄이기 위해 폴리이미드 필름(10)과 이와 접촉하는 플라즈마 사이에 그리드(31)가 위치되고, 상기 그리드(31)와 제2실린더(26)에 동시에 고전압 펄스가 인가됨이 바람직하다. In order to reduce this effect, it is preferable that the grid 31 is positioned between the polyimide film 10 and the plasma in contact therewith, and a high voltage pulse is simultaneously applied to the grid 31 and the second cylinder 26.

상기 그리드(31)와 제2실린더(26) 사이에는 전기장이 존재하지 않는 정전위 영역으로 고전압 플라즈마 쉬스 영역에서 가속화된 비활성기체 이온이 감속되지 않고, 그대로 온전한 에너지를 가지고 폴리이미드 필름(10)의 표면에 충돌된다. Between the grid 31 and the second cylinder 26, the inert gas ions accelerated in the high voltage plasma sheath region to the electrostatic potential region in which no electric field exists, do not decelerate, and have intact energy of the polyimide film 10 Hit the surface.

이때, 상기 그리드(31)가 비활성기체 이온에 의해 스퍼터링되어 상기 폴리이미드 필름(10)의 표면에 증착되면서 오염을 일으킬 수 있으므로 필름의 두께가 매 우 얇거나 유전율이 커서 전압분배 효과가 미약할 경우에는 그리드(31)를 사용하지 않는 것이 상기 FCCL 제조장치를 간소화하면서 오염도 줄일 수 있게 된다. At this time, since the grid 31 is sputtered by inert gas ions and is deposited on the surface of the polyimide film 10, it may cause contamination, and thus the thickness of the film is very thin or the dielectric constant is large and the voltage distribution effect is weak. Not using the grid 31 can reduce the pollution while simplifying the FCCL manufacturing apparatus.

이때, 상기 그리드(31)는 이차전자방출 계수가 작고, 스퍼터링이 잘 되지 않는 물질이거나 고분자 표면에 증착되는 물질을 사용함이 바람직하다. In this case, it is preferable that the grid 31 has a small secondary electron emission coefficient, a material that is not well sputtered, or a material deposited on the surface of the polymer.

상기 FCCL 제조장치를 통해 폴리이미드 필름(10)에 동박 코팅이 완료된 후, 원하는 두께의 동박이 코팅되었는지 확인하기 위하여 동박 두께를 측정하기 위한 센서가 설치됨이 바람직하다. After the copper foil coating is completed on the polyimide film 10 through the FCCL manufacturing apparatus, it is preferable that a sensor for measuring the thickness of the copper foil is installed to check whether the copper foil of the desired thickness is coated.

이는 동박 코팅층 전체에 고전압이 분포하므로 동박과 접촉하는 두께 측정센서를 사용할 경우 고전압 절연을 해준다.Since high voltage is distributed throughout the copper foil coating layer, it provides high voltage insulation when using a thickness sensor in contact with the copper foil.

첨부한 도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 이온주입 및 증착법을 이용한 FCCL 제조 공정을 나타내는 공정도이며, 도 6은 본 발명에 따른 고전압펄스 인가 전극에 인가되는 바이어스 전원 선택 스위치를 나타내는 회로도이다. 5 is a process diagram illustrating a FCCL manufacturing process using plasma ion implantation and deposition according to the present invention, and FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a bias power supply selection switch applied to a high voltage pulse applying electrode according to the present invention.

특히, 도 5는 도 1 내지 도 3의 FCCL 제조장치를 이용하여 FCCL을 제조하는 여러 단계로 이루어진 각각의 공정을 나타낸 것으로서, 그 공정은 다음과 같은 4가지 공정을 통해 이루어지게 된다. In particular, Figure 5 shows each process consisting of several steps of manufacturing the FCCL using the FCCL manufacturing apparatus of Figures 1 to 3, the process is made through the following four processes.

먼저, A공정은 상기 FCCL 제조장치에서 일측(좌)에서 타측(우)로 롤의 필름이 한번만 진행하면서 공정이 완료되는 방식인 바, 플라즈마에 의해 폴리이미드 필름(10)의 표면 세정을 거친 후, 고전압 펄스(10kV 이하)를 인가하여 PI3D 법을 통해 상기 폴리이미드 필름(10)에 구리를 비롯한 은 또는 알루미늄 등과 같은 전기 전도 성이 우수한 특성을 갖는 금속층을 진공 증착시켜 혼합층을 형성하는 단계로 이루어져 있는 바, 이는 지금까지 위에서 언급한 내용으로 실시 가능하다. First, the process A is a process in which the film is rolled only once from one side (left) to the other side (right) in the FCCL manufacturing apparatus, and after the surface cleaning of the polyimide film 10 by plasma And applying a high voltage pulse (10 kV or less) to vacuum deposit a metal layer having excellent electrical conductivity such as copper, silver, aluminum, etc. on the polyimide film 10 through PI 3 D to form a mixed layer. It consists of, which can be carried out as mentioned above so far.

B공정은 플라즈마에 의해 폴리이미드 필름(10)의 표면 세정을 거친 후, 10kV 이하의 펄스 전압을 인가해주는 PI3D 법 및 RF 바이어스를 통한 진공 증착법을 통해 상기 폴리이미드 필름(10)에 상기 금속층을 진공 증착시켜 혼합층을 형성하게 된다. The process B is followed by surface cleaning of the polyimide film 10 by plasma, and then the metal layer on the polyimide film 10 through a vacuum deposition method using a PI 3 D method and an RF bias to apply a pulse voltage of 10kV or less. Vacuum deposition to form a mixed layer.

C공정은 폴리이미드 필름(10)이 순방향, 역방향, 다시 순방향으로 이동하는 세 번의 사이클을 거치는 방식으로서, 제1사이클(순방향)에서 세정 단계를 거친 후 RF 바이어스를 통한 PVD 법으로 약 10nm 정도의 매우 얇은 금속층을 증착하게 된다. Process C is a method in which the polyimide film 10 undergoes three cycles of moving forward, backward and again in the forward direction. After the cleaning step is performed in the first cycle (forward direction), the PVD method using the RF bias method is about 10 nm. It will deposit a very thin metal layer.

제2사이클(역방향)에서 공정 목표에 따라 5 ~ 50 kV 정도의 펄스 전압을 인가하는 PI3 법을 통해 비활성기체 이온(크롬, 니켈 등)이 제1사이클에서 형성된 금속층에 충돌하면서 폴리이미드 필름(10)과 함께 혼합층을 이루게 된다. In the second cycle (reverse direction), a polyimide film was formed by impinging inert gas ions (chromium, nickel, etc.) on the metal layer formed in the first cycle through a PI 3 method which applies a pulse voltage of about 5 to 50 kV according to the process target. 10) together to form a mixed layer.

또한, 제3 사이클(순방향)에서는 상기 제2사이클까지 거치면서 형성된 동박/폴리이미드 혼합층 위에 원하는 두께의 금속 박막을 형성시켜주는 공정으로 원하는 금속 박막의 특성에 따라 10kV 이하의 펄스 전압을 인가해주는 PI3D 법을 거치거나, RF 바이어스를 통한 진공 증착법을 사용하게 된다. Also, in the third cycle (forward direction), a process of forming a metal thin film having a desired thickness on the copper foil / polyimide mixed layer formed through the second cycle is performed, and a PI that applies a pulse voltage of 10 kV or less according to the characteristics of the desired metal thin film. 3 through the D method, or a vacuum deposition method is used with an RF bias.

특히, 상기 C공정에서는 제2사이클에서 수십 kV의 고전압 펄스를 사용하므로 X선 차폐에 유의해야 하며, 제3사이클에서는 금속 박막 증착을 위해 고전압펄스 인 가 전극에 RF 바이어스를 사용할 경우, 고전압펄스 전원장치(28)와 RF 전원장치(23)를 선택적으로 인가해주는 선택 스위치(32)가 사용된다(도 6참조). In particular, the C process uses a high voltage pulse of several tens of kV in the second cycle, so care should be taken in X-ray shielding. In the third cycle, a high voltage pulse power supply is used when RF bias is used on the high voltage pulse inductor electrode for metal thin film deposition. A selection switch 32 is used to selectively apply the device 28 and the RF power supply 23 (see FIG. 6).

상기 RF 전원장치(23)는 제1사이클에서 세정용으로 사용되는 RF 전원용으로 사용할 수 있으며 별도로 장착하여 사용할 수도 있다. The RF power supply 23 may be used for an RF power source used for cleaning in the first cycle, or may be separately installed and used.

한편, 크롬이나 니켈 등과 같은 중금속을 사용하지 않으면서 금속층과 폴리이미드 필름(10) 간의 접착력을 좋게하기 위한 금속층(동박)/폴리이미드의 혼합층을 만들려면 높은 전압을 사용하여 비활성기체 이온의 에너지를 높여주는 것이 효과적이다.On the other hand, to create a mixed layer of a metal layer (copper foil) / polyimide to improve the adhesion between the metal layer and the polyimide film 10 without using heavy metals such as chromium or nickel, the energy of the inert gas ions is increased by using a high voltage. It is effective to increase.

이에 폴리이미드 필름(10)의 표면에 금속층이 코팅되어 있지 않은 경우, 높은 전압을 사용하면 그 표면의 고분자층이 손상을 입게 되지만, 얇은 동박층이 코팅되어 있는 경우, 높은 에너지의 비활성기체 이온이 충돌하여도 폴리이미드 필름(10)의 고분자층에 직접 충돌하지 않으므로 고분자의 손상보다는 폴리이미드 필름(10)의 표면에 동박 입자가 침투해 들어가 혼합층을 이루는데 기여하게 된다. In the case where the metal layer is not coated on the surface of the polyimide film 10, when a high voltage is used, the polymer layer on the surface is damaged, but when a thin copper foil layer is coated, high energy inert gas ions Since the impact does not directly impact the polymer layer of the polyimide film 10, copper foil particles penetrate into the surface of the polyimide film 10 rather than damage to the polymer, thereby contributing to forming a mixed layer.

한편, 플라즈마 이온주입 및 증착법(PI3D)을 사용하는 경우에는 크롬이나 니켈 등과 같은 비활성기체 이온을 포함한 혼합층을 형성하지 않아도 접착력이 강한 금속 박막층(동박층)을 형성할 수 있는 바, D공정은 그 제1사이클이 C공정의 제1사이클과 동일하나, 제2사이클(역방향)에서는 10kV 이하의 펄스 전압을 인가해주는 PI3D법에 의해 금속 박막층을 형성해 주게 된다. On the other hand, in the case of using the plasma ion implantation and vapor deposition method (PI 3 D), a metal thin film layer (copper foil layer) having strong adhesion can be formed without forming a mixed layer containing inert gas ions such as chromium or nickel. The first cycle is the same as the first cycle of the C process, but in the second cycle (reverse direction), the metal thin film layer is formed by the PI 3 D method which applies a pulse voltage of 10 kV or less.

한편, A 및 B공정과 C공정은 FCCL 제조장치의 롤의 입/출구측이 서로 상이한 바, 상기 입/출구측을 동일하게 하고 싶은 경우, 금속박을 코팅하는 단계의 속도를 조절하여 되감는 과정에서 금속 코팅을 수행하게 된다. On the other hand, A and B process and the process C and the inlet / outlet side of the roll of the FCCL manufacturing apparatus is different from each other, if you want to make the inlet / outlet side the same, the process of rewinding by adjusting the speed of coating the metal foil Metal coating is performed.

마찬가지로, 상기 FCCL 제조장치의 롤의 입/출구측이 동일한 D공정의 경우에도 입/출구측을 달리하고 싶은 경우, 롤을 한 번 더 감으면서 처리할 수 있다. Similarly, in the case where the inlet / outlet side of the roll of the FCCL manufacturing apparatus is the same D process and wants to change the inlet / outlet side, it can be processed while winding the roll once more.

상기 A, B, C, D공정 이외에도 상기 혼합층 형성 후, 전도성 금속층 코팅시 증착 속도를 높이기 위해, 플라즈마 이온주입 및 증착법으로 접착을 위한 혼합층을 형성시켜 준 후, 전도층을 형성할 때에는 증착 속도가 빠른 전자빔 증발 증착법이나 진공 아크 증착법 등의 다른 기상증착 방법을 사용하는 것이 바람직하다. In addition to the above steps A, B, C, and D, after forming the mixed layer, in order to increase the deposition rate when coating the conductive metal layer, a mixed layer for adhesion is formed by plasma ion implantation and deposition, and then the deposition rate is formed when forming the conductive layer. It is preferable to use other vapor deposition methods such as a rapid electron beam evaporation deposition method or a vacuum arc deposition method.

따라서, 본 발명에 따른 플라즈마 이온주입 및 증착법을 이용한 FCCL 제조장치 및 방법은 상기 동박과 폴리이미드의 혼합층에 의해 별도의 접착층을 만들 필요없이 높은 접착력을 가진 동박적층필름의 형성이 가능하고, 접착층의 사용이 필요없게 되어 금속박의 두께를 얇게 입히는데 제한이 없으므로 FCCL의 두께를 더욱 얇게 할 수 있으며, 전해도금법과 비교하여 유독성의 전해액의 사용이 필요 없고, 빔라인 이온주입법을 사용하여 금속/폴리이미드의 혼합층을 만들어주는 방식에 비하여 장치가 간단하고 설비가 저렴하며 금속층 표면에 이온 충돌에 의한 전하적하(charge accumulation) 현상이 없게 된다. Therefore, the FCCL manufacturing apparatus and method using the plasma ion implantation and deposition method according to the present invention can form a copper foil laminated film having a high adhesion without the need to make a separate adhesive layer by the mixed layer of the copper foil and polyimide, There is no need to use it, so there is no limit to the thickness of metal foil, so the thickness of FCCL can be made thinner, and there is no need for the use of toxic electrolyte solution compared with electroplating method. Compared to the method of forming a mixed layer, the device is simpler and cheaper to install and there is no charge accumulation due to ion collision on the surface of the metal layer.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 이온주입 및 증착법을 이용한 FCCL 제조장치 및 방법에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the FCCL manufacturing apparatus and method using the plasma ion implantation and deposition method according to the present invention has the following effects.

1. 폴리이미드 필름 위에 진공 증착법을 이용하여 동박을 코팅하게 될 경우, 별도의 접착층을 사용하지 않고도 접착력을 높일 수 있다. 1. When the copper foil is coated on the polyimide film by vacuum deposition, the adhesive strength can be increased without using a separate adhesive layer.

2. 폴리이미드 필름의 롤을 진공 중에서 롤-투-롤로 감으면서 폴리이미드 필름의 세정부터 동박의 코팅에 이르기까지 전과정이 진공중에서 건식공정으로 연속적인 처리가 가능하다. 2. The whole process from the cleaning of the polyimide film to the coating of the copper foil can be continuously processed in a dry process in a vacuum while the roll of the polyimide film is roll-to-roll in vacuum.

3. FCCL 제조장치의 구조가 단순한 반면, 뛰어난 품질의 FCCL을 얻을 수 있다.3. While the structure of FCCL manufacturing equipment is simple, excellent quality FCCL can be obtained.

4. 단면 FCCL, 양면 FCCL의 제작이 모두 가능하다. 4. Both single sided FCCL and double sided FCCL can be manufactured.

5. FCCL 외에도 임의의 고분자 표면에 금속층을 입히는데 사용될 수 있다. 5. In addition to FCCL, it can be used to coat metal layers on any polymer surface.

6. 응용 가능한 분야로는, 폴리머 표면에 은이나 알루미늄과 같은 전기 전도성이 우수한 금속을 코팅하는데 사용될 수 있고, 고분자 필름 표면의 박막 코팅에 이용될 수 있으며, 접착력을 향상시키면서 막질이 뛰어난 박막 코팅을 실시할 수 있도록 플렉시블 디스플레이(flexible display)에 사용되는 고분자 패널의 기체 투과방지막 코팅 등에도 사용될 수 있다. 6. Applicable fields include thin film coatings with excellent film quality, which can be used to coat metals with excellent electrical conductivity such as silver or aluminum on polymer surfaces, and can be used for thin film coatings on polymer film surfaces. It can also be used for gas permeation barrier coating of the polymer panel used in the flexible display so as to implement.

Claims (15)

폴리이미드 필름이 진행되는 일정한 공간을 이루는 진공 챔버와;A vacuum chamber forming a constant space in which the polyimide film proceeds; 상기 진공 챔버 내에 롤투롤 방식을 통한 연속적인 처리를 위해 각각 구비되는 롤피더 및 리와인더와;A roll feeder and a rewinder respectively provided for continuous processing in a roll-to-roll manner in the vacuum chamber; 상기 폴리이미드 필름에 동박을 증착하기 전, 플라즈마를 이용하여 세정 단계를 거칠 수 있도록 전원을 인가하는 RF 전원장치 및 RF 매칭박스와;An RF power supply and an RF matching box for applying power to the cleaning step by using plasma before depositing the copper foil on the polyimide film; 플라즈마 이온주입 및 증착법에 의해 상기 폴리이미드 필름 위에 금속층을 코팅하면서 수 kV의 음의 펄스 전압을 인가시켜 플라즈마 속의 비활성기체가 상기 금속층에 충돌할 수 있도록 하는 고전압펄스 전원장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 이온주입 및 증착법을 이용한 FCCL 제조장치.And a high voltage pulse power supply for applying an inert gas in the plasma to the metal layer by applying a negative pulse voltage of several kV while coating the metal layer on the polyimide film by plasma ion implantation and deposition. FCCL manufacturing apparatus using a plasma ion implantation and deposition method. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 세정 단계 및 금속층 코팅 단계에서의 폴리이미드 필름은 각각 세정용 전극 및 고전압펄스 인가 전극이 인가될 수 있도록 금속성으로 이루어진 각각의 제1 및 제2실린더에 구비된 것을 특징으로 하는 플라즈마 이온주입 및 증착법을 이용한 FCCL 제조장치.The polyimide film in the cleaning step and the metal layer coating step is plasma ion implantation and deposition method, characterized in that each of the first and second cylinders made of metal so that the cleaning electrode and the high voltage pulse applying electrode can be applied, respectively FCCL manufacturing apparatus using. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 폴리이미드 필름을 공정온도 조절을 통해 보호하고자 제2실린더에는 냉각 라인이 설치되어지되, 상기 폴리이미드 필름과 제2실린더가 접촉하지 못한 부분으로 상기 플라즈마가 침투하여 폴리이미드 필름의 특성을 저하시키지 못하도록 플라즈마가 발생하는 경계부에 차폐막이 설치된 것을 특징으로 하는 플라즈마 이온주입 및 증착법을 이용한 FCCL 제조장치. In order to protect the polyimide film by adjusting the process temperature, a cooling line is installed in the second cylinder, but the plasma penetrates into a portion in which the polyimide film and the second cylinder do not come into contact with each other to reduce the characteristics of the polyimide film. FCCL manufacturing apparatus using the plasma ion implantation and deposition method, characterized in that the shielding film is installed in the boundary where the plasma is prevented. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 고전압펄스 전원장치의 고전압이 인가되는 폴리이미드 필름 주변에는 밀도 및 온도 등의 플라즈마 변수들을 조절하기 위해 별도의 플라즈마 발생원인 플라즈마 발생용 안테나가 설치된 것을 특징으로 하는 플라즈마 이온주입 및 증착법을 이용한 FCCL 제조장치.Manufacture of FCCL using plasma ion implantation and deposition method characterized in that a plasma generating antenna, which is a separate plasma generation source, is installed around the polyimide film to which the high voltage of the high voltage pulse power supply is applied to control plasma parameters such as density and temperature. Device. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 금속층은 구리를 비롯한 전기 전도성이 우수한 특성을 갖는 은과 알루미늄을 포함하는 모든 금속인 것을 특징으로 하는 플라즈마 이온주입 및 증착법을 이용한 FCCL 제조장치.The metal layer is FCCL manufacturing apparatus using a plasma ion implantation and deposition method, characterized in that all metals including silver and aluminum having excellent electrical conductivity, including copper. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 폴리이미드 필름의 표면에 충돌되는 비활성기체 이온의 전하가 고전압이 인가되는 고전압펄스 인가 전극을 통해 인가되고, 상기 폴리이미드 필름 표면에서 방출되는 이차전자가 고전압 플라즈마 쉬스에서의 전압 강하 효과를 저감시키지 않도록 폴리이미드 필름과 이와 접촉하는 플라즈마 사이에 그리드가 설치된 것을 특징으로 하는 플라즈마 이온주입 및 증착법을 이용한 FCCL 제조장치.Charge of inert gas ions impinging on the surface of the polyimide film is applied through a high voltage pulse applying electrode to which a high voltage is applied, and secondary electrons emitted from the surface of the polyimide film do not reduce the voltage drop effect in the high voltage plasma sheath. FCCL manufacturing apparatus using a plasma ion implantation and deposition method characterized in that the grid is installed between the polyimide film and the plasma in contact with it. 청구항 6에 있어서,The method according to claim 6, 상기 그리드는 이차전자방출 계수가 작고 스퍼터가 잘 되지 않는 물질이거나 고분자 표면에 증착되는 물질을 사용하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 이온주입 및 증착법을 이용한 FCCL 제조장치.The grid is FCCL manufacturing apparatus using a plasma ion implantation and deposition method characterized in that the secondary electron emission coefficient is small and the sputtered material or a material deposited on the surface of the polymer. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제1 및 제2실린더에 대칭되면서 함께 연동하는 또 다른 실린더를 구비하여 폴리이미드 필름의 양면 세정 및 양면 동박 코팅공정을 구현할 수 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 이온주입 및 증착법을 이용한 FCCL 제조장치.FCCL manufacturing apparatus using a plasma ion implantation and deposition method characterized in that it is possible to implement a double-sided cleaning and double-sided copper foil coating process of the polyimide film by having another cylinder symmetrically interlocked with the first and second cylinders. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제2실린더의 동일 선상에 RF 또는 고전압펄스 전원장치의 전원이 인가되는 또 다른 제2실리더를 구비하여 상기 전방의 제2실린더의 폴리이미드 필름에는 플라즈마 이온주입에 의한 혼합층이 형성되고, 후방에 위치한 제2실린더의 폴리이미드 필름에는 10kV 이하의 펄스 전압을 인가해주는 PI3D 법을 거치거나, RF 바이어스를 통한 진공 증착법을 사용하여 동박의 증착이 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 플라즈마 이온주입 및 증착법을 이용한 FCCL 제조방법.A second mixing layer is provided on the same line of the second cylinder and the second cylinder to which the power of the RF or high voltage pulse power supply is applied, and a mixed layer formed by plasma ion implantation is formed on the polyimide film of the front second cylinder. Plasma ion implantation and the polyimide film of the second cylinder located in the plasma foil injection method characterized in that it is possible to deposit the copper foil by a PI 3 D method for applying a pulse voltage of 10kV or less, or by vacuum deposition method through RF bias FCCL manufacturing method using the deposition method. 롤-투-롤 방식으로 진행하는 폴리이미드 필름을 플라즈마를 이용하여 세정하는 제1단계와;A first step of cleaning the polyimide film in a roll-to-roll manner using plasma; 플라즈마 이온주입 및 증착법에 의해 폴리이미드 필름 위에 금속층을 코팅하면서 음의 펄스 전압을 인가시켜 플라즈마 속의 비활성기체가 상기 금속층에 충돌하면서 금속과 폴리이미드의 혼합층을 형성하는 제2단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 이온주입 및 증착법을 이용한 FCCL 제조방법.And a second step of forming a mixed layer of metal and polyimide by applying a negative pulse voltage while coating a metal layer on the polyimide film by plasma ion implantation and deposition, while impinging an inert gas in the plasma on the metal layer. FCCL production method using a plasma ion implantation and deposition. 롤-투-롤 방식으로 진행하는 폴리이미드 필름을 플라즈마를 이용하여 세정하 는 제1단계와;A first step of cleaning the polyimide film in a roll-to-roll manner using plasma; 10kV 이하의 펄스 전압을 인가해주는 PI3D 법 및 RF 바이어스를 통한 진공 증착법을 통해 상기 폴리이미드 필름에 금속층을 진공 증착시켜 혼합층을 형성하는 제2단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 이온주입 및 증착법을 이용한 FCCL 제조방법.Plasma ion implantation and deposition method comprising the second step of forming a mixed layer by vacuum deposition of a metal layer on the polyimide film through a PI 3 D method for applying a pulse voltage of 10kV or less and a vacuum deposition method through RF bias FCCL manufacturing method using. 폴리이미드 필름이 순방향, 역방향, 순방향으로 이동하는 세 번의 사이클을 거치는 방식으로 이루어진 바, 제1사이클(순방향)은 롤-투-롤 방식으로 진행하는 폴리이미드 필름을 플라즈마를 이용하여 세정하는 단계와; 진공 증착법을 이용하여 폴리이미드 필름 위에 10nm 정도의 얇은 금속층을 코팅하는 단계로 구성되고, 제2사이클(역방향)은 PI3 법을 통해 비활성기체 이온이 제1사이클에서 형성된 금속층에 충돌하면서 폴리이미드 필름과 함께 혼합층을 이루게 되는 단계로 구성되고, 제3사이클(순방향)은 상기 제2사이클까지 거치면서 형성된 동박/폴리이미드 혼합층 위에 원하는 일정한 두께의 금속 박막을 형성하는 단계와; 상기 금속 박막의 특성에 따라 10kV 이하의 펄스 전압을 인가해주는 PI3D 법을 거치는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 이온주입 및 증착법을 이용한 FCCL 제조방법.The polyimide film is subjected to three cycles of moving in the forward, reverse, and forward directions. The first cycle (forward) includes cleaning the polyimide film in a roll-to-roll manner with a plasma; ; It is a step of coating a thin metal layer of about 10nm on the polyimide film by vacuum deposition method, the second cycle (reverse direction) polyimide film while inert gas ions impinge on the metal layer formed in the first cycle through the PI 3 method And forming a mixed layer together with a third cycle (forward direction), forming a metal thin film having a desired constant thickness on the copper foil / polyimide mixed layer formed through the second cycle; FCCL manufacturing method using a plasma ion implantation and deposition method comprising the step of passing through a PI 3 D method for applying a pulse voltage of 10kV or less according to the characteristics of the metal thin film. 폴리이미드 필름이 순방향, 역방향, 순방향으로 이동하는 세 번의 사이클을 거치는 방식으로 이루어진 바, 제1사이클(순방향)은 롤-투-롤 방식으로 진행하는 폴리이미드 필름을 플라즈마를 이용하여 세정하는 단계와; 진공 증착법을 이용하여 폴리이미드 필름 위에 금속층을 코팅하는 단계로 구성되고, 제2사이클(역방향)은 PI3 법을 통해 비활성기체 이온이 제1사이클에서 형성된 금속층에 충돌하면서 폴리이미드 필름과 함께 혼합층을 이루게 되는 단계로 구성되고, 제3사이클(순방향)은 상기 제2사이클까지 거치면서 형성된 동박/폴리이미드 혼합층 위에 원하는 일정한 두께의 금속 박막을 형성하는 단계와; 상기 금속 박막의 특성에 따라 RF 바이어스를 통한 진공 증착법을 거치는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 이온주입 및 증착법을 이용한 FCCL 제조방법.The polyimide film is subjected to three cycles of moving in the forward, reverse, and forward directions. The first cycle (forward) includes cleaning the polyimide film in a roll-to-roll manner with a plasma; ; Coating a metal layer on the polyimide film using vacuum deposition method, and the second cycle (reverse direction) forms a mixed layer together with the polyimide film while impinging inert gas ions on the metal layer formed in the first cycle through the PI 3 method. And a third cycle (forward direction) forming a metal thin film having a desired thickness on the copper foil / polyimide mixed layer formed while passing through the second cycle; FCCL manufacturing method using the plasma ion implantation and deposition method comprising the step of undergoing a vacuum deposition method through the RF bias in accordance with the characteristics of the metal thin film. 청구항 13에 있어서,The method according to claim 13, 상기 제3사이클에서 금속 박막 증착을 위해 고전압펄스 인가 전극에 RF 바이어스를 사용할 경우, 고전압펄스 전원장치 및 RF 전원장치를 선택적으로 인가해주는 선택 스위치가 구비된 것을 특징으로 하는 플라즈마 이온주입 및 증착법을 이용한 FCCL 제조방법.When the RF bias is used for the high voltage pulse applying electrode for the deposition of the metal thin film in the third cycle, the plasma ion implantation and deposition method is provided with a selection switch for selectively applying the high voltage pulse power supply and the RF power supply. FCCL manufacturing method. 폴리이미드 필름이 순방향, 역방향으로 이동하는 두 번의 사이클을 거치는 방식으로 이루어진 바, 제1사이클(순방향)은 롤-투-롤 방식으로 진행하는 폴리이미드 필름을 플라즈마를 이용하여 세정하는 단계와; RF 바이어스를 통한 진공 증착법을 이용하여 폴리이미드 필름 위에 -10nm 두께의 금속층을 코팅하는 단계로 구성되고, 제2사이클(역방향)은 10kV 이하의 펄스 전압을 인가해주는 PI3D법을 통해 제1사이클에서 형성된 금속층에 금속 박막층을 형성하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 이온주입 및 증착법을 이용한 FCCL 제조방법.The polyimide film is subjected to two cycles of moving in the forward and reverse directions, wherein the first cycle (forward) comprises cleaning the polyimide film in a roll-to-roll manner using plasma; It consists of coating a metal layer of -10nm thickness on the polyimide film by vacuum deposition through RF bias, and the second cycle (reverse direction) is the first cycle through the PI 3 D method to apply a pulse voltage of 10 kV or less FCCL manufacturing method using the plasma ion implantation and deposition method comprising the step of forming a metal thin film layer on the metal layer formed in.
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