KR20080050592A - 동장적층판, 프린트 배선판 및 다층 프린트 배선판과이들의 제조방법 - Google Patents

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히로후미 이토
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듀폰-미쯔이 플루오로케미칼 가부시끼가이샤
가부시키가이샤 쥰코샤
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Abstract

본 발명은 동박면을 조화처리 또는 흑화처리하지 않고 동박접착강도(동박박리강도)를 대폭 향상시킬 수 있으며, 고주파 영역에서도 양호하게 사용할 수 있는 동장적층판을 제공하는 것을 목적으로 한다. 동장적층판(101)은, 불소수지제 프리프레그(2A)로 구성되는 절연기판(2)의 한쪽 면에, LCP와 PFA의 복합필름(3)을 통하여 동박(4)을 접착시켜 이루어지는 한쪽 면 프린트 배선판용 동장적층판이다. 동박(4)은, 양면이 조화처리 또는 흑화처리되어 있지 않은 평활면을 이루는 압연동박이다. 절연기판(2)과 동박(4)은 복합필름(3)을 통하여 PFA의 융점보다 5℃~40℃ 높고 LCP의 융점보다 낮은 온도조건에서 소성, 가압함으로써 접착된다.
동장적층판, 프린트 배선판

Description

동장적층판, 프린트 배선판 및 다층 프린트 배선판과 이들의 제조방법{COPPER-CLAD LAMINATE, PRINTED-WIRING BOARDS, MULTILAYER PRINTED-WIRING BOARDS, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 불소수지제 절연기판에 접착용 수지필름을 통하여 동박을 접착하여 이루어지는 동장적층판으로서, 고주파 영역에서도 적절하게 사용되는 프린트 배선판용 동장적층판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 또한 이러한 동장적층판에 의해 구성되는 프린트 배선판 및 다층 프린트 배선판과 이들의 제조방법에 관한 것이다.
불소수지제 절연기판에 동박을 접착하여 이루어지는 동장적층판 및 이에 의해 구성되는 프린트 배선판과 다층 프린트 배선판은, 유전체층 구성재인 불소수지의 특성으로 인해 유전정접(tanδ)이 작은 등, GHz 이상의 고주파 영역에서도 적절히 사용할 수 있는 것이다.
그리하여, 이와 같은 동장적층판으로서, 동박과 절연기판(불소수지 프리프레그(prepreg))을 접착용 수지필름을 통하여 접착시키도록 한 것으로서, 접착용 수지필름으로서 PFA 필름을 사용한 것(예를 들어, 일본특허공개 2002-307611호 공보의 단락 0012 또는 단락 0024~0026 참조)이 주지되어 있다.
그런데, 접착용 수지필름에 의한 동박의 접착력은, 주로 동박의 접착면에서 의 요철(凹凸)에 의한 투묘효과(投錨效果)(앵커효과;anchor effect)에 의해 얻어지는 것으로, 동박접착면의 요철(표면조도(roughness))이 클수록 높은 접착력(동박의 박리강도)이 얻어진다. 따라서, 동박으로서는 일반적으로 압연동박에 비하여 표면조도가 큰 전해동박이 사용되고 있으며(예를 들어, 일본특허공개 2002-307611호 공보의 단락 0026 참조), 광택이 있는 샤이니면(S면)에 비하여 거친 매트면(M면)을 접착면으로 하도록 하고 있다. 또한, 접착면(M면)의 요철이 작아 충분한 접착력을 얻을 수 없는 경우에는, M면을 에칭 등에 의해 조화(粗化)처리하도록 하고 있다. 한편, 압연동박은 전해동박에 비하여 결정입계가 적고 내굴곡성이 뛰어나기 때문에, 플렉시블 프린트 배선판용 동장적층판에 사용되는 경우가 있는데, 양면의 표면조도가 작아 충분한 투묘효과를 얻을 수 없고, 효과적인 투묘효과를 발휘하기 위하여 충분한 조화처리를 하는 것이 어려우며, 과도한 조화처리에 의한 악영향도 있기 때문에, 그 실용빈도는 전해동박에 비하여 극히 낮다. 또한, 여러 장의 프린트 배선판(한쪽 면 프린트 배선판)을 적층하여 이루어지는 다층 프린트 배선판에서도, 동박에 상기와 마찬가지의 조화처리(흑화처리)가 실시된다. 즉, 프린트 배선판의 적층판면에 접착하는 다른 프린트 배선판의 동박면에는, 투묘효과를 발휘시키기 위하여, 해당 동박면(전해동박을 사용한 경우의 S면)에 미세한 바늘형상물을 형성하는 흑화처리가 이루어진다.
하지만, 이와 같이 동박의 접착력(박리강도)을 높이기 위하여, 한쪽 면 또는 양면을 조화처리 또는 흑화처리에 의해 거칠게 해 두면, 전송손실이 커지기 때문에 고주파 영역에서의 특성, 신뢰성이 떨어진다.
즉, 고주파 전류의 특유의 현상으로서 표피효과가 있는데, 이 표피효과는 주파수가 높아질수록 전류가 도체표층부에 집중되는 현상이다. 전류밀도는 표면으로부터 깊어질수록 작아지는데, 표면의 값의 1/e(e는 자연로그)이 되는 깊이를 스킨 깊이(skin depth)라고 하고, 전류가 흐르는 깊이의 기준이 된다. 이 스킨 깊이는 주파수에 의존하며, 주파수가 높을 수록 작아진다.
따라서, 상술한 바와 같이 한쪽 면 또는 양면을 조화면으로 하는 동박을 사용하였을 경우, 주파수가 높아지면 표피효과 때문에 전류가 표층에 집중되고, 표피저항이 커진다. 그 결과, 전류 손실이 커질 뿐만 아니라, 스킨 깊이가 도체의 표면조도보다 작아지면, 전류가 도체의 요철면을 흐르게 되어 전송거리가 길어지고, 신호전송에 필요한 시간 및 전류 손실이 커진다.
이와 같이, 종래의 불소수지 동장적층판에서는, 접착강도를 확보하기 위하여 동박면을 조화처리 또는 흑화처리하지 않을 수 없었기 때문에, 고주파 신호에서의 에너지 손실이나 파형의 산란을 피할 수 없어, 불소수지 특유의 뛰어난 특성(고주파대에서의 낮은 유전율 특성이나, 낮은 유전정접 특성)을 충분히 살리지 못하고 있는 것이 실정이었다. 또한, 다층 프린트 배선판에는, 회로밀도화를 높이기 위하여 IVH(inner via hole) 및/또는 BVH(blind via hole)이 형성되는데, 접착용 수지필름으로서 PFA 필름을 사용한 경우에는, 성형온도를 380℃ 이상의 고온으로 할 필요가 있어(예를 들어, 일본특허공개 2002-307611호의 단락 00526 참조), 프린트 배선판 적층물의 가열성형시에 IVH, BVH이 변형되어 버릴 우려가 있어, IVH, BVH을 가지는 다층 프린트 배선판을 얻기 어려웠다.
본 발명은 이와 같은 점에 감안하여 이루어진 것으로, 동박면을 조화처리 또는 흑화처리하지 않고 동박접착강도(동박박리강도)를 대폭 향상시킬 수 있으며, 고주파 영역에서도 양호하게 사용할 수 있는 프린트 배선판 및 다층 프린트 배선판 그리고 이들의 구성기재로서 바람직하게 사용할 수 있는 동장적층판을 제공하는 동시에, 이들을 양호하게 제조할 수 있는 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 첫번째로, 불소수지제 절연기판과, 양면이 조화처리 또는 흑화처리되어 있지 않은 평활면을 이루는 동박을, 관능기를 가지는 소량의 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체(PFA)(A) 및 액정 폴리머 수지(LCP)(B)와 관능기를 가지지 않는 다량의 PFA(C)와의 혼합(blend)체의 복합필름(이하, 'LCP/PFA 복합필름'이라고 함)을 통하여, 접착하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 동장적층판을 제안한다. 여기서, 관능기를 가지는 PFA는 측쇄관능기 또는 측쇄에 결합한 관능기를 가지는 PFA를 의미하고, 관능기에는 에스테르, 알코올, 산(탄산, 황산, 인산을 포함), 염 및 이들의 할로겐 화합물이 포함된다. 그 밖의 관능기에는, 시아네이드, 카바메이트, 니트릴 등이 포함된다. 사용할 수 있는 특정 관능기로는 '-SO2F', '-CN', '-COOH' 및 '-CH2-Z'(Z는 '-OH', '-OCN', '-O-(CO)-NH2' 또는 '-OP(O)(OH)2'임)가 포함된다. 바람직한 관능기로는 -SO2F' 및 '-CH2-Z'(Z는 '-OH', '-O-(CO)-NH2' 또는 '-OP(O)(OH)2'임)가 포함된다. '-Z'를 '-OH', '-O-(CO)-NH2' 또는 '-OP(O)(OH)2'로 하는 관능기 '-CH2-Z'가 특히 바람직하다.
이러한 동장적층판의 바람직한 실시예에서, 절연기판은 섬유질 보강재에 불소수지를 함침시켜 이루어지는 프리프레그로 구성된다. 섬유질 보강재로서는 글라스 직포(예를 들어, E 글라스(알루미나 붕규산 글라스) 크로스)를 사용하는 것이 바람직하고, 이에 함침시키는 불소수지로서는 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 동박으로서는 표면조도(JIS-B-0601에 규정된 중심선 평균조도: Ra)가 0.2㎛ 이하인 미조화 동박을 사용하는 것이 바람직하다. 일반적으로는 양면이 조화처리 또는 흑화처리되지 않은 평활면을 이루는 압연동박을 사용하는 것이 바람직하다.
LCP/PFA 복합필름은 동박과 프리프레그와의 접착용 수지필름으로서 사용되는 것으로, 예를 들어 관능기를 가지는 PFA:l~20mass% 및 LCP:1~15mass%와 관능기를 가지지 않는 PFA:65~98mass%와의 혼합물을 두께 10~30㎛ 정도의 필름으로 압출, 성형하여 얻어지는 것이며, 구체적으로는 가부시키가이샤 쥰코샤 제품의 '실키본드'가 바람직하다. 동박은 용도 등에 따라 프리프레그 절연기판의 양면 또는 한쪽 면에 상기 복합필름을 통하여 접착된다.
본 발명은 두번째로, 상술한 동박적층판을 구성기재로 하여, 그 동박면에 소정의 도체패턴을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판을 제안한다. 이 프린트 배선판은 용도 등에 따라, 동장적층판의 양면에 도체패턴을 형성한 양면 프린트 배선판과, 동장적층판의 한쪽 면에 도체패턴을 형성한 한쪽 면 프린트 배선판으로 크게 나뉜다.
본 발명은 세번째로, 상술한 한쪽 면 프린트 배선판을 복수 장 적층하여 이루어지는 다층 프린트 배선판을 제안한다. 이러한 다층 프린트 배선판은, 각 한쪽 면 프린트 배선판의 적층판면과 이에 대향하는 한쪽 면 프린트 배선판의 동박면을, 이 동박면에 흑화처리를 실시하지 않고, 상기 LCP/PFA 복합필름을 통하여 가열접착하여 이루어진다. 후술하는 바와 같이, LCP/PFA 복합필름에 의한 절연기판과 동박을 접착하기 위한 소성온도(성형온도)는 340℃~345℃이고, 저온이기 때문에 IVH(inner via hole) 및/또는 BVH(blind via hole)을 가지는 것이 가능하다. 즉, 접착용 수지필름으로서 PFA 필름을 사용한 경우에는, 성형온도를 380℃ 이상으로 할 필요가 있기 때문에(예를 들어, 일본특허공개 2002-307611호 공보의 단락 0026 참조), 이러한 고온처리에 의해 IVH, BVH가 변형되어 버릴 우려가 있는데, 접착용 수지필름으로서 LCP/PFA 복합필름을 사용한 경우에는, 이것이 LCP에 의해 유동성이 극히 높은 것이기 때문에 성형온도(PFA의 융점보다 5℃~40℃ 높고, LCP의 융점보다 낮은 온도)를 낮출 수 있어, 이와 같은 문제가 발생하지 않는다.
본 발명은 네번째로, 상술한 동장적층판, 프린트 배선판 및 다층 프린트 배선판의 제조방법을 제안한다.
즉, 동장적층판의 제조방법에서는, 섬유질 보강재에 불소수지를 함침시켜 이루어지는 프리프레그 또는 이것을 복수 장 적층하여 이루어지는 적층 프리프레그로 구성되는 절연기판과, 양면이 조화처리 및 흑화처리되어 있지 않은 평활면을 이루는 동박을, 상기 LCP/PFA 복합필름을 통하여, PFA의 융점보다 5℃~40℃ 높고 LCP의 융점보다 낮은 온도 조건에서 가열, 가압함으로써 접착한다. 동박은 LCP/PFA 복합필름을 통하여 절연기판의 양면 또는 한쪽 면에 접착된다. 프린트 배선판의 제조방법에서는, 이와 같이 하여 절연기판의 한쪽 면 또는 양면에 동박을 접착하여 이루어지는 동장적층판을 제조하고, 이 동장적층판의 동박면에 소정의 도체패턴을 형성하도록 한다. 도체패턴은 서브트랙티브법(Subtractive Process) 등 주지의 방법에 의해 형성된다. 다층 프린트 배선판의 제조방법에서는, 이와 같이 하여 절연기판의 한쪽 면에 동박을 접착하여 이루어지는 한쪽 면 프린트 배선판을 복수 장 제조하고, 이들의 한쪽 면 프린트 배선판을 적층한 상태에서 각 한쪽 면 프린트 배선판의 적층판면과 이것에 대향하는 한쪽 면 프린트 배선판의 동박면(흑화처리를 하지 않음)과의 사이에 LCP/PFA 복합필름을 개재시킨 상태에서 340℃~345℃의 조건으로 가열(소성), 가압성형함으로써 접착한다.
LCP/PFA 복합필름은, 조화처리 또는 흑화처리를 실시하지 않은 평활한 동박면에 대해서도 극히 높은 접착성을 발휘하는데, 그 이유는,
(1) LCP가 용융상태에서 액정성을 나타내는 슈퍼 엔지니어링 플라스틱(Super Engineering Plastic)으로, 내열성이 높고 유동성이 양호하며 고화 강도가 높은 것이기 때문에, LCP/PFA 복합필름의 용융시의 유동성이 일반적인 접착용 수지필름(PFA 필름 등)에 비하여 극히 높고,
(2) 조화처리 또는 흑화처리를 하지 않은 동박면에서도 미세한 요철이 존재하며,
(3) 상기 (1), (2)로 인해, 동박면의 미세한 요철에 LCP/PFA 복합필름의 용융물이 효과적으로 침투하여 강력한 투묘효과(앵커효과)가 발휘되고,
(4) LCP/PFA 복합필름의 용융고화시의 강성이 일반적인 접착용 수지필름보다 극히 높은 것 등에 의한 것일 것이다.
따라서, 접착용 수지필름으로서 LCP/PFA 복합필름을 사용함으로써 동박접착면(다층 프린트 배선판에서는 동박의 양면)이 조화처리 또는 흑화처리되지 않은 평활면이어도, 극히 높은 동박접착강도(동박박리강도)를 얻을 수 있다.
본 발명에 따르면, 동박면에 조화처리 또는 흑화처리를 실시하지 않고, 동박의 접착강도(박리강도)를 높여둘 수 있기 때문에, 동박면의 요철에 기인하는 도체손실을 줄일 수 있어, 고주파 영역에서도 바람직하게 사용할 수 있는 실용적인 동장적층판, 프린트 배선판 및 다층 프린트 배선판을 제공할 수 있다.
또한, 조화처리를 실시하지 않은 동박(표면조도가 작은 동박)을 사용하면서도 커다란 박리강도를 얻을 수 있기 때문에, 과잉 에칭을 할 필요가 없고, 회로동박의 파인패턴화를 쉽게 실현할 수 있으며, TAB 테이프 등의 분야에서도 실용성을 발휘할 수 있다. 또한, 다층 프린트 배선판을 제작하는 경우에도, 각층 사이에서의 동박면(기판면에 접착시키는 동박면)의 흑화처리를 필요로 하지 않기 때문에, 그 제작공정을 대폭 간략화할 수 있다. 또한, 성형온도를 낮출 수 있기 때문에, 종래 불소수지 동장적층판을 사용한 경우와 달리, IVH 및/또는 BVH을 적정하게 형성한 다층 프린트 배선판을 쉽게 얻을 수 있다.
또한, 동박으로서 전해동박보다 결정입계가 적고 내절곡성이 뛰어난 압연동박을 미조화 형태로 사용할 수 있기 때문에, 절연기판으로서 에폭시 수지 등의 열경화성 수지 프리프레그에 비하여 신축성, 인성(靭性)이 뛰어난 불소수지 프리프레그를 사용하고 있는 것과도 더불어, 실용적인 플렉시블 프린트 배선판을 제공할 수 있다.
도 1은 제1 동장적층판을 나타내는 중요부의 종단측면도이다.
도 2는 제2 동장적층판을 나타내는 중요부의 종단측면도이다.
도 3은 제3 동장적층판을 나타내는 중요부의 종단측면도이다.
도 4는 제4 동장적층판을 나타내는 중요부의 종단측면도이다.
**부호의 설명**
2: 절연기판 2A: 프리프레그
2a: 섬유질보강재(글라스 직포) 2b: 불소수지(PTFE)
3: LCP/PFA 복합필름 4: 동박(압연동박)
101: 제1 동장적층판 102: 제2 동장적층판
103: 제3 동장적층판 104: 제4 동장적층판
도 1 내지 도 4는 각각 본 발명에 따른 동장적층판의 중요부를 나타내는 종단측면도이다.
도 1에 나타내는 동장적층판(이하, '제1 동장적층판'이라고 함)(101)은, 불소수지제 프리프레그(2A)로 구성되는 절연기판(2)의 한쪽 면에, LCP/PFA제 복합필름(3)을 통하여 동박(4)을 접착시켜 이루어지는 한쪽 면 프린트 배선판용 동장적층판이다.
도 2에 나타내는 동장적층판(이하, '제2 동장적층판'이라고 함)(102)은, 섬 유질 보강재(2a)에 불소수지(2b)를 함침시켜 이루어지는 판형상 프리프레그(2A)로 구성되는 절연기판(2)의 양면에 각각, LCP/PFA제 복합필름(3)을 통하여 동박(4)을 접착시켜 이루어지는 양면 프린트 배선판용 동장적층판이다.
도 3에 나타내는 동장적층판(이하, '제3 동장적층판'이라고 함)(103)은, 섬유질 보강재(2a)에 불소수지(2b)를 함침시켜 이루어지는 복수 장(도시한 예에서는 2장)의 판형상 프리프레그(2A…)를 적층하여 이루어지는 절연기판(2)의 한쪽 면에, LCP/PFA제 복합필름(3)을 통하여 동박(4)을 접착시켜 이루어지는 한쪽 면 프린트 배선판용 동장적층판이다.
도 4에 나타내는 동장적층판(이하, '제4 동장적층판'이라고 함)(104)은, 섬유질 보강재(2a)에 불소수지(2b)를 함침시켜 이루어지는 복수 장(도시한 예에서는 2장)의 판형상 프리프레그(2A…)를 적층하여 이루어지는 절연기판(2)의 양면에 각각, LCP/PFA제 복합필름(3)을 통하여 동박(4)을 접착시켜 이루어지는 양면 프린트 배선판용 동장적층판이다.
각 동장적층판(101, 102, 103, 104)에서는 동박(4)으로서, 양면에 조화처리(또는 흑화처리)를 하지 않고 평활면으로 하는 동박(양면의 표면조도(Ra): 0.2㎛ 이하인 것이 바람직하다)이 사용된다. 예를 들어, 전해구리 등을 압연, 소둔(燒鈍)하여 이루어지는 조화하지 않은 압연동박을 사용하는 것이 바람직하다. 한편, 전해동박은 제조상 한쪽 면(M면)이 조화면이 되기 때문에 사용하는 것이 바람직하지 않다. 단, 전해동박은 그 M면을 전기적, 화학적 처리에 의해 평활화(예를 들어, 표면조도(Ra): 0.2㎛ 이하)해 둘 경우에는, 동박(4)으로서 사용하는 것이 가능하다.
또한, LCP/PFA제 복합필름(3)은 예를 들어, 관능기를 가지는 PFA:1~20mass% 및 LCP: 1~15mass%와 관능기를 가지지 않은 PFA:65~98mass%와의 혼합물을 두께 :10~30㎛ 정도의 필름으로 압출, 성형하여 얻어지는 것으로, 구체적으로는 가부시키가이샤 쥰코샤 제품인 '실키본드'가 바람직하다. LCP/PFA제 복합필름(3)은 극히 유동성이 풍부한 것으로, 동박접착면이 평활면(예를 들어, 표면조도(Ra)가 0.2㎛ 이하)이어도, 마이크로적인 요철에 대하여 충분한 투묘효과가 얻어지기 때문에, 고도의 동박접착강도(동박박리강도)를 얻을 수 있다.
또한, 프리프레그(2A)는 도시한 예에서는 섬유질 보강재(2a)에 불소수지(2b)를 함침시켜 이루어진다. 섬유질 보강재(2a)로서는 E 글라스(알루미나 붕규산 글라스) 크로스 등의 글라스 직포가 사용되며, 그 밖에 글라스 부직포나 아라미드 부직포 등도 사용할 수 있다. 또한, 불소수지(2b)로서는 테트라플루오로에틸렌 중합체(PTFE), 테트라플루오로에틸렌·헥사플루오로프로필렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로(알킬비닐에테르) 공중합체(PFA), 테트라플루오로에틸렌·에틸렌 공중합체, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 에틸렌·클로로트리플루오로에틸렌 공중합체, 폴리불화비닐리덴, 불화비닐리덴·헥사플루오로프로필렌 공중합체 또는 폴리불화비닐 등을 사용할 수 있는데, 바람직하게는 PTFE가 사용된다. 프리프레그(2A)는 섬유질 보강재(2a)에 상기 불소수지(2b)의 디스퍼젼(Dispersion)을 함침시키는 공정과, 이것을 불소수지의 융점보다 저온에서 건조처리하는 공정을 번갈하 반복함으로써 얻어진다.
그리하여, 각 동장적층판(101, 102, 103, 104)은 프리프레그(2A), LCP/PFA 복합필름(3) 및 동박(4)을 도 1, 도 2, 도 3 또는 도 4에 나타내는 바와 같이 적층하여, 이 적층물을 340℃~345℃의 조건에서 소성, 가압성형함으로써 얻어진다.
또한, 본 발명에 따른 프린트 배선판은, 동장적층판(101, 102, 103, 104)의 동박면에 소정의 도체패턴을 형성하여 이루어지는 것이다. 도체패턴의 형성은 보통의 방법(서브트랙티브법 등)에 의해 이루어진다. 한쪽 면 프린트 배선판은, 제1 또는 제3 동장적층판(101, 103)의 한쪽 면에 도체패턴을 형성함으로써 얻을 수 있다. 양면 프린트 배선판은, 제2 또는 제3 동장적층판(102, 104)의 양면에 도체패턴을 형성함으로써 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 다층 프린트 배선판은, 복수 장의 한쪽 면 프린트 배선판(제1 또는 제3 동장적층판(101, 103))의 한쪽 면에 도체패턴을 형성한 프린트 배선판)을 적층하여 이루어진다. 이 다층 프린트 배선판은, 한쪽 면 프린트 배선판의 적층판면과 이것과 대향하는 다른 쪽 면 프린트 배선판의 동박면과의 사이에 LCP/PFA 복합필름을 개재시킨 상태에서, 340℃~345℃의 조건으로 소성, 가압성형함으로써 얻어진다. 이러한 경우에도 물론, 적층판면에 접착되는 동박면에는 흑화처리 등의 조화처리가 실시되지 않는다.
(실시예)
실시예로서 다음과 같은 동장적층판 No.1 및 No.2를 제작하였다.
즉, 먼저, 평량(坪量)이 24g/m2인 E 글라스 크로스에 농도 60%의 PTFE 디스퍼젼을 함침시키는 공정과, 이것을 PTFE의 융점(327℃)보다 저온인 305℃의 조건하 에서 건조처리하는 공정을 번갈아 반복함으로써, PTFE 수지함침율 91.5%, 두께 130㎛의 제1 프리프레그를 얻었다. 한편, 제1 프리프레그는 후술하는 비교예에서 사용하는 4장을 포함하여 총 5장을 제작하였다.
또한, 평량이 12g/m2인 E 글라스 크로스에 농도 60%의 PTFE 디스퍼젼을 함침시키는 공정과, 이것을 PTFE의 융점(327℃)보다 저온인 305℃의 조건하에서 건조처리하는 공정을 번갈아 반복함으로써, PTFE 수지함침율 91.5%의 제2 프리프레그를 얻었다. 한편, 제2 프리프레그는 2장 제작하였다.
그리고, 제1 프리프레그의 양면에 동박을 접착함으로써, 제2 동장적층판(102)(도 2 참조)에 상당하는 동장적층판 No.1을 제작하였다. 즉, 제1 프리프레그의 양면에 각각 두께 15㎛의 LCP/PFA 복합필름(가부시키가이샤 쥰코샤 제품의 '실키본드')을 적층하고, 또한 각 LCP/PFA 복합필름 위에 두께 18㎛의 동박을 적층하고, 이 적층물을 소성온도 345℃, 소성시간 15분, 성형면압 2Mpa, 감압분위기 10~20hPa의 조건에서 소성, 가압성형하여, 동장적층판 No.1을 얻었다. 동박으로서는 양면이 조화처리되지 않은 평활면(표면조도(Ra)가 0.2㎛)을 이루는 압연동박을 사용하였다.
또한, 2장의 제2 프리프레그를 적층하고, 이 적층 프리프레그의 양면에 동박을 접착하여 제4 동장적층판(104)(도 4 참조)에 상당하는 동장적층판 No.2를 제작하였다. 즉, 적층 프리프레그의 양면에 각각 두께 15㎛의 LCP/PFA 복합필름(가부시키가이샤 쥰코샤 제품의 '실키본드')을 적층하고, 또한 각 LCP/PFA 복합필름 위에 두께 18㎛의 동박을 적층하여, 이 적층물을 소성온도 345℃, 소성시간 15분, 성형면압 2Mpa, 감압분위기 10~20hPa의 조건에서 소성, 가압성형하여, 동장적층판 No.2를 얻었다. 동박으로서는 양면이 조화처리되지 않고 평활면(표면조도(Ra): 0.2㎛)을 이루는 압연동박을 사용하였다. 이 동장적층판 No.2는 절연기판으로서 2장의 제2 프리프레그를 적층한 것(적층 프리프레그)을 사용한 점을 제외하고, 동장적층판 No.1과 동일한 구성을 이루는 것이다.
또한, 비교예로서, 각각 상기와 같이 하여 얻은 1장의 제1 프리프레그의 양면에 동박을 접착하여 이루어지는 동장적층판 No.11 ~ No.14를 제작하였다.
즉, 동장적층판 No.11은, 제1 프리프레그의 양면에 각각 실시예에서 사용한 것과 같은 동박(양면이 조화처리되지 않은 평활면을 이루는 압연동박)을 적층하고, 이 적층물을 소성온도 385℃, 소성시간 30분, 성형면압 2Mpa, 감압분위기 10~20hPa의 조건에서 소성, 가압성형함으로써 얻어진 것이다. 이 동장적층판 No.11은 동박과 제1 프리프레그를 접착용 수지필름을 통하지 않고 직접 접착시킨 것으로, LCP/PFA 복합필름을 사용하지 않은 점을 제외하고, 동장적층판 No.1과 동일한 구성을 이루는 것이다.
또한, 동장적층판 No.12는, 제1 프리프레그의 양면에 각각 두께 25㎛의 PFA 필름을 적층하고, 또한 각 PFA 필름 위에 실시예에서 사용한 것과 동일한 동박(양면이 조화처리되지 않은 평활면을 이루는 압연동박)을 적층하여, 이 적층물을 소성온도 370℃, 소성시간 30분, 성형면압 2Mpa, 감압분위기 10~20hPa의 조건에서 소성, 가압성형함으로써 얻어진 것이다. 동장적층판 No.12는 접착용 수지필름으로서 PFA 필름을 사용한 점을 제외하고, 동장적층판 No.1과 동일한 구성을 이루는 것이다.
또한, 동장적층판 No.13은, 제1 프리프레그의 양면에 각각 실시예에서 사용한 것과 동일한 LCP/PFA 복합필름을 적층하고, 또한 각 LCP/PFA 복합필름에 조화면(M면)을 접촉시킨 상태에서 두께 18㎛의 로우 프로파일(low profile) 전해동박을 적층하며, 이 적층물을 실시예와 같은 조건(소성온도 345℃, 소성시간 15분, 성형면압 2Mpa, 감압분위기 10~20hPa)에서 소성, 가압성형함으로써 얻어진 것이다. 동장적층판 No.13은 동박으로서 로우 프로파일 전해동박을 사용한 점을 제외하고, 동장적층판 No.1과 동일한 구성을 이루는 것이다. 한편, 로우 프로파일 전해동박의 M면(접착면)의 표면조도(Ra)는 1㎛이다.
또한, 동장적층판 No.14는, 제1 프리프레그의 양면에 각각 실시예에서 사용한 것과 동일한 LCP/PFA 복합필름을 적층하고, 또한 각 LCP/PFA 복합필름에 조화면(M면)을 접촉시킨 상태에서 두께 18㎛의 전해동박을 적층하며, 이 적층물을 실시예와 같은 조건(소성온도 345℃, 소성시간 15분, 성형면압 2Mpa, 감압분위기 10~20hPa)에서 소성, 가압성형함으로써 얻어진 것이다. 동장적층판 No.14는 동박으로서 전해동박을 사용한 점을 제외하고, 동장적층판 No.1과 동일한 구성을 이루는 것이다. 한편, 전해동박의 M면(접착면)의 표면조도(Ra)는 1㎛이다.
그리하여, 상기한 바와 같이 얻은 동장적층판 No.1, No.2 및 No.11 내지 No.14에 대하여, JIS C 6481에 준거한 프린트 배선판용 동장적층판 시험방법에 의해 동박박리강도(N/cm)를 측정하였다. 그 결과는 표 1에 나타내는 바와 같다.
표 1로부터 명확하게 알 수 있듯이, 실시예의 동장적층판 No.1 및 No.2는 비교예의 동장적층판 No.11 및 No.12와 비교하여 박리강도가 매우 높다. 즉, 동장적층판 No.11 및 No.12는 조화처리를 하지 않은 압연동박의 접착면에서의 표면조도가 낮기 때문에, 동장적층판 No.11과 같이 접착용 수지필름을 사용하지 않은 경우에는 물론, 동작적층판 No.12와 같이 접착용 수지필름(PFA 필름)을 사용하는 경우에도, 박리강도가 낮다. 하지만, 동장적층판 No.1 및 No.2에서는, 동장적층판 No.11 및 No.12와 마찬가지로 조화처리를 하지 않은 압연동박을 사용하고 있음에도 불구하고, 박리강도가 매우 높다. 따라서, 접착용 수지필름으로서 LCP/PFA 복합필름을 사용함으로써, 동박의 접착면이 표면조도가 낮은 평활면이어도 높은 박리강도를 얻을 수 있음을 이해할 수 있다. 특히, 2장의 제2 프리프레그의 적층물(적층 프리프레그)을 절연기판으로 한 동장적층판 No.2는, 1장의 제1 프리프레그를 절연기판으로 한 동장적층판 No.1과 비교하여 박리강도가 더욱 높은데, 이는 제2 프리프레그가 제1 프리프레그에 비하여 평량이 작은(평량 12g/m2) 글라스 크로스를 사용한 것이며, 크로스의 요철이 작은 것, 및 절연기판이 2장의 제2 프리프레그를 적층하여 이루어지는 것이기 때문에, 가압성형시(접착시)의 쿠션성이 높고, 성형압력이 적층물의 전체면에 균등하게 작용하는 것에 의한 것이라고 생각된다. 또한, 동박의 접착면을 조화면(M면)으로 하는 동장적층판 No.13 및 No.14에서는, LCP/PFA 복합필름에 의한 접착이 접착면에 대한 투묘효과에 의한 것이기 때문에, 당연히 높은 동박박리강도가 얻어지는데, 동장적층판 No.2는 동박의 접착면이 평활면임에도 불구하고, 동장적층판 No.13 및 No.14와 동등한 동박박리강도가 얻어지고 있다. 따라서, 양면을 평활면으로 하는 동박을 사용하는 경우에도, 절연기판에 동장적층판 No.2와 같은 적층 프리프레그를 사용함으로써, 보다 높은 동박박리강도를 얻을 수 있음을 이해할 수 있다. 즉, 접착용 수지필름으로서 LCP/PFA 복합필름을 사용하는 것과 더불어, 절연기판을 적층 프리프레그로 구성하여 둠으로써, 동박박리강도를 더욱 향상시키는 것을 꾀할 수 있는 것이다.
또한, 동장적층판 No.1, No.2, No.13 및 No.14에 대하여, 원판 공진기 스트립라인법에 의해 비유전율(εr)을 측정하였다. 그 결과는 표 1에 나타내는 바와 같으며, LCP/PFA 복합필름이 불소수지 절연기판의 우위성(저유전율 특성)을 전혀 방해하지 않는다는 것을 이해할 수 있다. 한편, 실시예의 동장적층판 No.1에 대해서는, 원판 공진기 스트립라인법에 의해 유도정접(tanδ)을 측정하는 동시에, JIS C6481에 준거하여 두께, 내열성 등을 측정하였다. 그 결과는, tanδ(10GHz): 7.528×10-4, 두께 0.188mm, 땜납내열(보통 상태) 변화없음, 땜납내열(압박상태: pressure cooker) 변화없음, 흡수율(보통 상태) 0.024%, 내열성 변화없음, 표면저항(보통 상태) 5.6×1014Ω, 표면저항(흡습) 3×1014Ω, 체적저항(보통 상태) 1.2×1017Ω·cm, 체적저항(흡습) 9.7×1016Ω·cm로, 조화처리를 하지 않은 압연동박 및 불소수지제 절연기판(LCP/PFA 복합필름 포함)을 사용하는 것에 의한 우위성은 담보되지 않는 것이 확인되었다.
또한, 실시예의 동장적층판 No.1 및 No.2와 비교예의 동장적층판 No.13 및 No.14에 대하여 Qu값(도체층의 손실과 유전체층의 손실의 합계값의 역수(逆數))을 측정하였다. 그 결과는 표 1에 나타내는 바와 같으며, 동장적층판 No.1 및 No.2에서는 동장적층판 No.13 및 No.14에 비해 큰 Qu값이 측정되었다.
이 동장적층판 No.1, No.2, No.13 및 No.14는, 동질의 절연기판(불소수지 프리프레그) 및 접착용 수지필름(LCP/PFA 복합필름)을 사용하는 것이기 때문에, 당연히 유전체층의 손실은 동일하다. 따라서, Qu값이 동장적층판 No.13 및 No.14와 비교하여 큰 동장적층판 No.1 및 No.2는, 도체층의 손실이 작은 것을 이해할 수 있다. 즉, 동장적층판 No.13 및 No.14와 같이 표면조도가 높은 전기동박을 사용하는 경우에 비하여, 동장적층판 No.1 및 No.2와 같이 양면이 평활한 동박(조화처리가 되지 않은 압연동박)을 사용함으로써 도체손실이 대폭 감소한다. 따라서, 양면을 평활면으로 하는 동박을 LCP/PFA 복합필름에 의해 접착하여 이루어지는 동장적층판을 구성 기재로 함으로써, 고주파 영역에서도 바람직하게 사용할 수 있는 프린트 배선판 및 다층 프린트 배선판을 얻을 수 있는 것을 이해할 수 있다.
동장적층판 동박박리강도 (N/cm) 비유전율 (εr) Qu값
실시예 No.1 11.3 2.17 576
No.2 26.1 2.17 590
비교예 No.11 2.45 - -
No.12 0.98 - -
No.13 26.1 2.18 497
No.14 25.8 2.18 290
본 명세서 내에 기재되어 있음.

Claims (13)

  1. 불소수지제 절연기판에 동박을 접착하여 이루어지는 동장적층판으로서, 양면이 조화처리 또는 흑화처리되어 있지 않은 평활면을 이루는 동박을 LCP와 PFA의 복합필름을 통하여 절연기판에 접착시키도록 한 것을 특징으로 하는 동장적층판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    절연기판이 섬유질 보강재에 불소수지를 함침시켜 이루어지는 프리프레그로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 동장적층판.
  3. 제 2 항에 있어서,
    섬유질 보강재가 글라스 직포이고, 이것에 함침시키는 불소수지가 PTFE인 것을 특징으로 하는 동장적층판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    동박이 압연동박인 것을 특징으로 하는 동장적층판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    절연기판의 양면에 상기 복합필름을 통하여 동박이 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 동장적층판.
  6. 제 1 항에 있어서,
    절연기판의 한쪽 면에 상기 복합필름을 통하여 동박이 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 동장적층판.
  7. 제 5 항에 기재된 동장적층판의 동박면에 소정의 도체패턴을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판.
  8. 제 6 항에 기재된 동장적층판의 동박면에 소정의 도체패턴을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판.
  9. 제 8 항에 기재된 프린트 배선판을 적층하여 이루어지는 다층 프린트 배선판으로서, 프린트 배선판의 적층판면과 이것과 대향하는 다른 프린트 배선판의 동박면을, 이 동박면에 흑화처리를 실시하지 않고, LCP와 PFA의 복합필름을 통하여 접착하고 있는 것을 특징으로 하는 다층 프린트 배선판.
  10. 제 9 항에 있어서,
    IVH 및/또는 BVH가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 프린트 배선판.
  11. 불소수지제 프리프레그 또는 이것을 복수 장 적층하여 이루어지는 적층 프리 프레그로 구성되는 절연기판과 양면이 조화처리 또는 흑화처리되어 있지 않은 평활면을 이루는 동박을, LCP와 PFA의 복합필름을 통하여 PFA의 융점보다 5℃~40℃ 높고 LCP의 융점보다 낮은 온도 조건에서 소성, 가압함으로써 접착하도록 한 것을 특징으로 하는 동장적층판의 제조방법.
  12. 제 11 항에 기재된 방법에 의해 얻어진 동장적층판의 동박면에 소정의 도체패턴을 형성하도록 한 것을 특징으로 하는 프린트 배선판의 제조방법.
  13. 제 12 항에 기재된 방법에 의해 절연기판의 한쪽 면에 동박을 접착하여 이루어지는 복수 장의 프린트 배선판을 얻을 후, 이 프린트 배선판들을 프린트 배선판의 적층판면과 이것에 대향하는 다른 쪽 면 프린트 배선판의 동박면과의 사이에 LCP와 PFA의 복합필름을 개재시킨 상태에서 적층한 후에, 340℃~345℃의 조건에서 소성, 가압함으로써 접착하도록 한 것을 특징으로 하는 다층 프린트 배선판의 제조방법.
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