KR20080043222A - Flexible metal clad film and method for making the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 연성 금속 적층필름에 관한 것으로, 특히 폴리머 필름 위에 순차 적층된 동박과 금속층을 서로 다른 공정에 의해 형성하는 기술에 관한 것이다. The present invention relates to a flexible metal laminate film, and more particularly, to a technique of forming copper foil and metal layers sequentially stacked on a polymer film by different processes.
휴대폰이나 LCD 디스플레이 같은 전자기기에 사용되는 연성회로기판(Flexible Print Circuit Board; FPCB)은 유연성이 좋고 미세 회로패턴에 적합하도록 얇은 두께의 동박이 형성된 연성 동박 적층필름으로 제조된다. 그러나 동박의 두께가 0.012mm 이하인 연성 동박 적층필름을 제공하기는 어려웠고, 특히 동박의 두께가 0.012mm 이하이면서 동박과 폴리이미드와의 접착력이 좋고, 동박의 유연성이 좋은 연성 동박 적층필름을 제공하기에는 많은 어려움이 있었다.Flexible printed circuit boards (FPCBs), which are used in electronic devices such as mobile phones and LCD displays, are made of flexible copper foil laminated films in which thin copper foils are formed so as to be flexible and suitable for fine circuit patterns. However, it was difficult to provide a flexible copper foil laminated film having a copper foil thickness of 0.012 mm or less, and in particular, it is difficult to provide a flexible copper foil laminated film having a good copper foil and polyimide adhesion and having good flexibility of copper foil with a copper foil thickness of 0.012 mm or less. There was a difficulty.
종래에는 전해 동박 또는 압연 동박 위에 열에 의해 용융된 폴리이미드를 캐스팅하여 제조한 2층 연성 동박 적층필름을 사용해왔다. 그러나 현재까지 전해 동박 또는 압연 동박의 두께를 0.012mm 이하로 제조하는데 어려움이 많아 미세 회로패턴을 요구하는 동판의 두께가 0.012mm이하인 연성 동박 적층필름을 제공하기 어려웠다.Conventionally, the two-layer flexible copper foil laminated film manufactured by casting the molten polyimide by heat on electrolytic copper foil or rolled copper foil was used. However, it has been difficult to manufacture the thickness of the electrolytic copper foil or the rolled copper foil to 0.012 mm or less, and thus, it has been difficult to provide a flexible copper foil laminated film having a thickness of 0.012 mm or less.
다른 종래의 기술로, 폴리이미드 필름 위에 구리 등의 시드 메탈(seed metal)을 스퍼터링 공정으로 옹스트롱(Å) 단위의 두께로 코팅을 한 후, 시드 메탈 위에 구리를 전해 도금한 연성 동박 적층필름을 사용해왔다. 그러나 이 제품은 동박의 두께가 0.002mm부터 제공 가능하여 미세 회로패턴에 적합하지만, 스퍼터링 공정을 거쳐야 하므로 가격이 높고 또한 동박과 폴리이미드와의 접착력이 약하다는 단점이 있다. 더욱이 동박은 전해도금에 의해 형성된 것으로 압연 동박이 사용된 제품보다 유연성에서 나쁘다는 단점이 있다. In another conventional technique, after coating a seed metal such as copper on a polyimide film in a thickness of an angstrom unit by a sputtering process, a flexible copper foil laminated film electrolytically plated with copper on the seed metal is coated. I have used However, this product is suitable for fine circuit pattern because the thickness of copper foil can be provided from 0.002mm, but it has a disadvantage of high price and weak adhesion between copper foil and polyimide because it needs to go through sputtering process. Moreover, the copper foil is formed by electroplating and has a disadvantage in that the rolled copper foil is worse in flexibility than the product used.
또 다른 종래의 기술로, 별도의 접합제를 사용해 전해 동박 또는 압연 동박과 폴리이미드 필름을 접합한 3층 연성 동박 적층필름을 사용해왔다. 그러나 이 제품은 접착제 사용에 따라 두께가 두껍고, 동박의 두께도 0.012mm 이하로 제공하는데 어려워 미세 회로패턴에 적합하지 못하다는 단점이 있다. As another conventional technique, the three-layer flexible copper foil laminated | multilayer film which bonded the electrolytic copper foil or the rolled copper foil, and the polyimide film using the other bonding agent was used. However, this product has a disadvantage that it is not suitable for the fine circuit pattern because the thickness of the product is thick and the thickness of the copper foil is difficult to provide less than 0.012mm according to the use of the adhesive.
따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 제안되는 것으로 본 발명의 목적은 동박의 두께가 얇으면서 유연성이 좋은 연성 금속 적층필름을 제공하는 것이다.Therefore, the present invention is proposed to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a flexible metal laminate film having good flexibility while having a thin thickness of copper foil.
본 발명의 다른 목적은 동박과 폴리머 필름의 접착력이 향상된 연성 금속 적층필름을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a flexible metal laminate film having improved adhesion between copper foil and a polymer film.
본 발명의 또 다른 목적은 동박의 표면조도가 좋아 고주파 특성이 좋은 연성 금속 적층필름을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a flexible metal laminate film having good high-frequency characteristics with good surface roughness of copper foil.
본 발명의 또 다른 목적은 금속층에 의해 동박의 부식방지 또는 솔더링이 잘되는 연성 금속 적층필름을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a flexible metal laminate film which is well protected from corrosion or soldering of copper foil by a metal layer.
본 발명의 특징과 이점은 이하 기술되는 실시예를 통하여 명확하게 이해될 것이다.Features and advantages of the present invention will be clearly understood through the embodiments described below.
상기한 목적은, 폴리머 필름; 한 면에서 상기 폴리머 필름이 접합하고, 반대 면에서 에칭에 의해 두께가 얇아진 동박; 및 상기 에칭에 의한 상기 동박의 표면조도를 줄일 수 있는 두께로 상기 동박 위에 형성된 금속층을 포함하는 연성 금속 적층필름에 의해 달성된다.The above object is a polymer film; A copper foil bonded to the polymer film on one side and thinned by etching on the opposite side; And a metal layer formed on the copper foil to a thickness capable of reducing the surface roughness of the copper foil by the etching.
이러한 구성에 의하면, 에칭에 의해 동박의 두께가 충분히 얇으면서 유연성이 좋은 연성 금속 적층필름을 제공할 수 있다.According to such a structure, the flexible metal laminated | multilayer film which is excellent in flexibility while providing the thickness of copper foil sufficiently thin by etching can be provided.
바람직하게, 상기 폴리머 필름은 캐스팅에 의해 상기 동박에 접합할 수 있다.Preferably, the polymer film can be bonded to the copper foil by casting.
이러한 구성에 의하면, 동박과 폴리머 필름의 접착력이 향상되고, 별도의 접착제를 사용하지 않는다.According to such a structure, the adhesive force of copper foil and a polymer film improves and a separate adhesive agent is not used.
또한, 상기 금속층은 도금 또는 스퍼터링 중 어느 하나에 의해 형성될 수 있고, 상기 도금은 전해도금 또는 무전해도금일 수 있다. 또한, 상기 폴리머 필름은 폴리이미드 필름 또는 폴리에스테르 필름일 수 있으며, 상기 동박은 압연 동박 또는 전해 동박일 수 있다.In addition, the metal layer may be formed by any one of plating or sputtering, and the plating may be electroplating or electroless plating. In addition, the polymer film may be a polyimide film or a polyester film, the copper foil may be a rolled copper foil or an electrolytic copper foil.
바람직하게, 동박 및 금속층의 두께의 합은 0.0025mm 내지 0.03mm일 수 있으며, 더욱이 상기 금속층의 두께는 상기 동박의 두께보다 작은 것을 바람직하다.Preferably, the sum of the thicknesses of the copper foil and the metal layer may be 0.0025 mm to 0.03 mm, and more preferably, the thickness of the metal layer is smaller than the thickness of the copper foil.
상기 금속층의 재질은 구리, 주석, 금, 또는 은 중 어느 하나일 수 있다.The material of the metal layer may be any one of copper, tin, gold, or silver.
상기한 목적은, 또한 동박 위에 폴리머를 캐스팅 도포하고 냉각하여 폴리머 필름/동박 접합체를 형성하는 단계; 상기 동박의 표면을 에칭하여 상기 동박의 두께를 줄이는 단계; 및 상기 에칭된 동박의 표면에 금속을 도금 또는 스퍼터링에 의해 금속층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 에칭에 의한 상기 동박의 표면조도를 줄일 수 있는 두께로 상기 금속층을 형성하는 연성 금속 적층필름의 제조방법에 의해 달성된다.The above object is also achieved by casting and coating a polymer on the copper foil and cooling to form a polymer film / copper bond; Etching the surface of the copper foil to reduce the thickness of the copper foil; And forming a metal layer on the surface of the etched copper foil by plating or sputtering the metal layer, and forming the metal layer to a thickness capable of reducing the surface roughness of the copper foil by the etching. Is achieved by the method.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 연성 금속 적층필름은 아래와 같은 여러 가지의 이점을 갖는다.As described above, the flexible metal laminate film according to the present invention has various advantages as follows.
1) 에칭에 의해 동박의 두께가 충분히 얇으면서 유연성이 좋은 연성 금속 적층필름을 제공할 수 있다.1) By etching, the flexible metal laminate film having a sufficiently thin thickness of copper foil and good flexibility can be provided.
2) 캐스팅에 의해 동박과 폴리머 필름의 접착력이 향상되고, 별도의 접착제를 사용하지 않는다.2) The adhesion between the copper foil and the polymer film is improved by casting, and no separate adhesive is used.
3) 동박 위에 적층된 금속층의 표면조도가 작아 고주파에서 사용하기 적합하다.3) The surface roughness of the metal layer laminated on the copper foil is small and suitable for use at high frequencies.
4) 동박으로 압연 동박을 사용할 수 있으므로 유연성과 굴곡성이 뛰어나다.4) Rolled copper foil can be used as copper foil, so it has excellent flexibility and flexibility.
5) 동박과 금속층이 각각 다른 공정에 의해 제조되기 때문에 용도에 맞는 공정과 재료를 선택적으로 적용할 수 있다. 5) Since the copper foil and the metal layer are manufactured by different processes, a process and a material suitable for the application can be selectively applied.
6) 에칭된 동박 위에 금속층이 도금되므로 신뢰성 있는 접합력을 갖는다.6) Since a metal layer is plated on the etched copper foil, it has reliable bonding force.
7) 금속층에 구리를 적용하는 경우, 금속연성 회로기판을 형성하기 위하여 본 발명에 의한 연성 금속 적층필름에 에칭으로 회로패턴을 형성할 때, 한 종류의 에칭액을 사용하여 동박과 금속층을 한 번에 에칭할 수 있다.7) When copper is applied to the metal layer, when the circuit pattern is formed by etching the flexible metal laminate film according to the present invention to form a metal flexible circuit board, the copper foil and the metal layer are used at one time using one kind of etching solution. It can be etched.
8) 금속층에 의해 동박의 산화방지를 할 수 있거나 솔더링이 잘된다는 장점이 있다.8) The metal layer has the advantage that the copper foil can be prevented from oxidation or soldered well.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예를 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시 예를 따른 연성 금속 적층필름을 보여주는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a flexible metal laminate film according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 일정한 두께를 갖는 폴리이미드 필름(110)의 표면 위에 일정한 두께를 갖는 동박(120)이 적층되고, 동박(120) 위에 금속층(130)이 적층된다.As shown, the
이 실시예에서는 폴리이미드 필름을 예로 들고 있으나, 다른 종류의 폴리머 필름, 가령 폴리에스테르(PET) 필름을 이용할 수 있으며, 필름(110)의 두께는 0.008mm 내지 0.05mm 일 수 있다.In this embodiment, the polyimide film is taken as an example, but another kind of polymer film, for example, a polyester (PET) film may be used, and the thickness of the
동박(120)의 표면은, 가령 습식 에칭에 의해 두께가 얇아지고 에칭에 의해 일정한 표면조도(Rz)를 가지며, 금속층(130)은 동박(120) 위에, 가령 도금이나 스퍼터링에 의해 적층된다.The surface of the
본 발명에 따르면, 폴리이미드 필름(110)의 두께는 동박 및 금속층(120, 130)의 두께의 합보다 두껍고, 동박(120)의 두께는 금속층(130)의 두께보다 두껍다. 바람직하게, 동박 및 금속층의 두께의 합은 0.0025mm 내지 0.03mm이며, 이 범위를 넓게 되면 공정상의 제조원가 또는 재료상의 제조원가가 증가하게 되어 경제성이 떨어진다.According to the present invention, the thickness of the
또한, 동박(120)의 표면을 평탄화시킬 정도로 금속층(130)을 형성함으로써, 고주파 특성을 향상시킬 수 있다. 즉, 고주파에서는 표피효과(skin effect)에 의해 전류가 주로 금속표면으로 흐르므로 표면조도가 작은 금속층(130)의 고주파 특성이 좋아진다. 일 예로, 금속층(130)의 표면조도는 대략 0.001mm 이다In addition, by forming the
연성 회로기판(FPCB)으로 사용될 때 유연성과 굴곡성을 좋게 하기 위하여 동박(120)은 바람직하게 압연 동박일 수 있으며, 이에 한정되지 않고 전해 동박을 사용할 수도 있다. 또한, 바람직하게 폴리이미드 필름(110)과 동박(120)의 신뢰성 있 는 접합을 위해 사전에 동박(120)을 에칭하여 요철(112)을 형성함으로써 요철(112)이 폴리이미드 필름(110)에 앵커링(anchoring)되도록 하는 효과를 얻을 수 있다.When used as a flexible circuit board (FPCB) in order to improve flexibility and flexibility, the
이하, 상기한 구조를 갖는 본 발명의 연성 금속 적층필름의 제조 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, the manufacturing method of the flexible metal laminated | multilayer film of this invention which has the said structure is demonstrated.
두께가 0.012mm인 압연 동박의 한 면 위에 용융된 폴리이미드를 캐스팅(casting) 공정에 의해 0.025mm 두께로 도포한 후, 냉각공정을 통해 폴리이미드가 압연 동박 위에 접합되도록 한다(단계 S20).The polyimide melted on one side of the rolled copper foil having a thickness of 0.012 mm is applied to a thickness of 0.025 mm by a casting process, and then the polyimide is bonded onto the rolled copper foil through a cooling process (step S20).
이때, 압연 동박과 폴리이미드가 잘 접합하도록, 상기한 바와 같이, 폴리이미드와 접촉하는 압연 동박의 면은 사전에 별도의 에칭 공정에 의해 요철(112)을 형성하여 폴리이미드 필름(110)의 일부가 동박(120)에 앵커링되도록 하는 것이 바람직하다.At this time, as mentioned above, the surface of the rolled copper foil which contacts the polyimide forms the uneven | corrugated 112 by a separate etching process previously, so that a rolled copper foil and polyimide may bond well, and a part of
이후 폴리이미드 필름(110) 위에 접합된 동박(120)을, 가령 습식공정에 의한 화학 에칭액에 통과시켜 동박(120)의 두께가 0.006mm로 되게 하며(단계 S22), 이러한 에칭과정을 통하여 동박(120)의 표면은 일정한 표면조도를 갖는다. 이때 표면조도는 에칭액의 종류 및 작업속도에 따라 조정 가능하며, 에칭을 통해 동박의 두께를 줄이는 기술은 통상 잘 알려진 기술이다.Then, the
이후 에칭된 동박(120)과 폴리이미드 필름(100)에 묻어 있는 에칭액을 세정하여 제거한다(단계 S24).Thereafter, the etchant buried in the
다음, 동박(120) 위에 금속을 연속적으로 도금하여 0.003mm 두께의 금속층(130)을 형성한다(단계 S26). 도금에 사용되는 금속으로는, 구리(Cu), 주석(Sn), 금(Au) 또는 은(Ag)을 포함할 수 있다.Next, the metal is continuously plated on the
이때, 바람직하게 금속층(130)을 위한 금속 도금 후에 금속의 부식을 방지하기 위하여 그 표면에 산화 피막을 형성할 수 있다. At this time, preferably, in order to prevent corrosion of the metal after metal plating for the
도금은 전해도금이나 무전해도금 모두 사용될 수 있으며, 전해도금은 도금 두께의 편차를 작게 할 수 있다는 장점이 있고, 무전해도금은 도금 두께를 충분히 올릴 수 있어 표면조도를 작게 할 수 있다. 따라서, 동박(120)의 두께와 에칭 상태에 따라 도금 방법과 도금 두께를 적절하게 선택할 수 있다.Plating can be used both electroplating and electroless plating, the electroplating has the advantage of reducing the variation in the thickness of the plating, the electroless plating can sufficiently increase the plating thickness can reduce the surface roughness. Therefore, a plating method and plating thickness can be suitably selected according to the thickness and etching state of the
이 단계에서, 도금되는 금속의 두께는 적어도 에칭된 동박(120)의 표면조도를 충분히 수용할 수 있는 두께이어야 한다. 다시 말해, 동박(120)의 표면에 형성된 미세한 요철을 충분히 덮을 수 있는 두께이어야 한다. 이는 도금 시 레벨링(leveling)과 도금 두께에 의해 구현될 수 있다.In this step, the thickness of the metal to be plated should be at least enough to accommodate the surface roughness of the
상기한 방법에 의해 제조된 연성 금속 적층필름을 보면, 금속층(130)은 에칭에 의한 동박 표면의 미세한 요철을 덮을 정도로 형성되므로 표면조도가 작고, 동박(120)은 압연 동박을 사용하여 유연성과 굴곡성이 좋으며, 특히 동박(120)은 에칭에 의해 두께가 얇아져 폴리이미드 필름 위에 0.012mm 이하의 얇은 동박을 접합한 것과 같은 효과를 얻을 수 있다. In the flexible metal laminate film produced by the above method, since the
또한, 압연 동박의 표면 위에 형성된 요철을 통하여 폴리이미드 필름과 접합함으로써 앵커링 효과에 의해 접합 신뢰성이 확보된 연성 금속 적층필름을 제조할 수 있다.Moreover, the flexible metal laminated | multilayer film which the bonding reliability was ensured by the anchoring effect can be manufactured by bonding with a polyimide film through the unevenness | corrugation formed on the surface of a rolled copper foil.
본 발명에 따른 연성 금속 적층필름(100)은 동박 및 금속층(120, 130)의 총 두께가 0.0025mm까지 제조 가능하며, 또한 최종제품의 표면조도가 작아 고주파에서도 사용이 가능하며, 폴리이미드 필름과 동박의 접착력이 좋고 유연성과 굴곡성이 뛰어나다.Flexible
도금 두께를 너무 두껍게 하거나, 에칭공정에서 압연 동박의 두께를 너무 많이 줄이면 작업속도가 나쁘므로 용도에 맞게끔 이들 조건을 조정하여 제작할 수 있다.If the thickness of the plating is too thick or the thickness of the rolled copper foil is reduced too much in the etching process, the working speed is bad, so that these conditions can be adjusted to suit the application.
이상에서는 본 발명의 일 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다 할 수 있다. 본 발명의 권리는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단될 것이다.Although the above description has been made with reference to an embodiment of the present invention, various changes or modifications can be made at the level of those skilled in the art. Such changes and modifications may fall within the present invention without departing from the scope of the present invention. The rights of the present invention will be determined by the claims set out below.
도 1은 본 발명에 따른 연성 금속 적층필름을 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a flexible metal laminate film according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 연성 금속 적층필름의 제조방법을 나타내는 플로차트이다.2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a flexible metal laminate film according to the present invention.
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