KR20080056059A - 유-무기 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템 - Google Patents

유-무기 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 롤 형상으로 감아져 있는 폴리이미드필름을 공급하면서, 특정공정이 실시되는 공정 실행 장치와 수세를 실시하는 수세장치로 구성되는 탈지수세공정, 에칭공정, 중화공정, 커플링공정, 촉매부여공정, 하부도금공정, 도금공정을 순차적이면서 연속적으로 실시하여 폴리이미드필름의 단면 또는 양면에 전도성 금속을 습식방법에 의해 도금시키고, 전도성 금속이 도금된 폴리이미드필름을 건조장치에 의해 건조시키며, 건조된 도금폴리이미드필름을 권취장치에 의해 권취롤에 감아주도록 된 것에 있어서; 탈지수세공정ㆍ에칭공정ㆍ중화공정ㆍ커플링공정ㆍ촉매부여공정ㆍ하부도금공정ㆍ도금공정의 각 장치틀에 설치되는 폴리이미드필름의 이송롤러장치를 개선하고, 각 장치부의 사이에는 구조가 간단하고 폴리이미드필름이 슬립되지 않도록 된 중간보조동력장치부를 선택적으로 설치하여 개선한 유-무선 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템에 관한 것으로서,
각 공정의 장치틀의 내부에 반복적으로 설치되는 이송롤러장치의 상측롤러와 하측롤러에서 상기 상측롤러들을 대신하여 이송롤러가 삼각형상으로 설치되고 인입측에 스퀴징장치가 구비되는 상측이송롤러장치를 설치하여 줌으로서, 폴리이미드필름의 표면에 부착된 액상물을 스퀴징하면서 평활하게 이송시킬 수 있도록 하여 액상물의 도포 능력과 품질을 향상시킬 수 있고, 각 장치부의 사이에는 구조가 간단하고 설치도 용이한 중간보조동력장치부를 선택적으로 설치하여 줌으로서, 폴리이미드필름이 늘어나지 않고 원상태로 유지시키면서 원활하게 이송시킬 수 있고, 이 송되는 필름이 중간보조동력롤러을 통과할 때에 슬립되지 않도록 하여 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.
Figure P1020060128758
상측이송롤러장치. 스퀴징장치. 중간보조동력장치부. 폴리이미드필름. 전도성금속도금폴리이미드필름.

Description

유-무기 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템{A Process System For Organic-Inorganic Hybriultra Thin Film}
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템을 보인 정면도와 평면도.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템에 설치되는 상측이송롤러장치부를 발췌하여 보인 사시도 및 단면도.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템에 설치되는 중간보조동력장치를 발췌하여 보인 사시도 및 단면도 및 센싱수단의 발췌도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1: 유-무기 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템 2: 권출공정부
3: 탈지수세장치부 4: 에칭공정부 5: 중화공정부
6: 커플링공정부 7: 촉매부여공정부 8: 하부도금공정부
9: 도금공정부 10: 건조장치부 11: 권취공정부
20: 장치틀 21: 액상조 23: 하측이송롤러
100: 상측이송롤러장치 110: 스퀴징장치 200: 중간보조동력장치부
A: 폴리이미드필름 A-1:전도성금속도금폴리이미드필름
본 발명은 롤 형상으로 감아져 있는 폴리이미드필름의 단면 또는 양면에 전도성 금속을 습식방법에 의해 도금시켜 주도록 하는 유-무기 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템에 관한 것이다.
이를 좀 더 상세히 설명하면, 롤 형상으로 감아져 있는 폴리이미드필름을 공급하면서, 특정공정이 실시되는 공정 실행 장치와 수세를 실시하는 수세장치로 구성되는 탈지수세공정, 에칭공정, 중화공정, 커플링공정, 촉매부여공정, 하부도금공정, 도금공정을 순차적이면서 연속적으로 실시하여 폴리이미드필름의 단면 또는 양면에 전도성 금속을 습식방법에 의해 도금시키고, 전도성 금속이 도금된 폴리이미드필름을 건조장치에 의해 건조시키며, 건조된 도금폴리이미드필름을 권취장치에 의해 권취롤에 감아주도록 하되, 탈지수세공정ㆍ에칭공정ㆍ중화공정ㆍ커플링공정ㆍ촉매부여공정ㆍ하부도금공정ㆍ도금공정의 각 장치틀에 설치되어 폴리이미드필름을 이송시키는 이송롤러장치를 개선하여 폴리이미드필름의 표면에 부착된 액상을 스퀴징하면서 평활하게 이송시킬 수 있도록 하고, 각 장치부의 사이에는 중간보조동력장치부를 선택적으로 설치하여 폴리이미드필름의 이송을 원활하게 할 수 있도록 개선된 유-무기 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템을 제공하려는 것이다.
전도성 금속 도금 폴리이미드기판은 연성회로 필름(Flexible Printed Circuit: 이하 'FPC'라 칭함)을 제조하는데 가장 핵심적인 재료로서, 그 대표적인 것으로는 연성 동박 적층 필름(Flexible Copper Clad Laminate: 이하 'FCCL'이라 칭함)을 들 수 있다.
보편적으로 FPC에서는 폴리에스테르, 폴리이미드, 액정풀리머, 불소수지필름 등을 절연필름층으로 사용하고 있으나, 그 중에서도 내열성과 치수 안정성 및 납땜성이 우수한 폴리이미드필름을 주로 선호하고 있다.
상기 절연필름층(폴리이미드필름)의 외면에 적층되는 전도성 금속재료서는 전기저항이 낮으면서 전도도가 우수한 금, 구리 등을 들 수 있으며, 가격 면에서 유리한 구리가 주로 사용되고 있다.
한편, FCCL은 폴리이미드층과 그 외면에 적층되는 전도성 금속층(구리박막층)으로 이루어지는데, 폴리이미드층과 전도성 금속층(구리박막층)의 적층방법의 관점에서 볼 때에, 폴리이미드층 ㆍ 접착층 ㆍ 전도성 금속(구리박막)층으로 구성된 3층타입 FCCL과, 폴리이미드층 ㆍ 전도성 금속층(구리박막층)으로 구성된 2층타입 FCCL의 두 가지로 크게 대별된다.
그러나, 상기 3층타입 FCCL은 물성적인 측면에서 볼 때에 회로 완성 후에 미세패턴을 형성하는데 어려움이 있고, 굴곡성이 떨어지는 문제가 있으며, 뿐만 아니라 접착제의 낮은 내열성으로 인하여 납땝과 같은 고온공정을 실시할 수 없는 문제가 있으며, 이러한 문제들로 인하여 2층타입 FCCL이 선호되고 있는 실정이다.
FCCL을 제조하는 방법으로는 적층제조방법, 캐스팅제조방법, 도금제조방법 등이 알려져 있다.
상기에서 적층제조방법은, 폴리이미드필름의 표면(상)에 액상 폴리이미드가 주성분으로 구성된 접착제를 도포시키고, 오븐에 구워 접착제를 고정시키며, 접착제의 외측에는 구리박막을 위치시킨 후에 프레스로 열 압착하여 적층된 FCCL을 제조하는 방법이다.
캐스팅 제조방법은, 구리박막 상에 액상 폴리이미드를 도포시키고, 캐스팅 가공하여 적층된 FCCL을 제조하는 방법이다.
도금제조방법은, 도금환경에서 폴리이미드필름 상에 구리층을 직접 형성하여 FCCL을 제조하는 방법이다.
상기와 같은 FCCL의 제조방법에서, 적층제조방법 및 캐스팅제조방법은 각 방법에 사용될 수 있는 폴리이미드필름과 접착제의 종류가 제한적인 문제가 있다.
이에 반하여, 도금제조방법은 상용화된 구리 박막을 필요로 하지 않을 뿐만 아니라 도금을 할 때에 구리 박막의 두께를 조절하면서 제조할 수 있는 장점이 있다.
그러나, 현재까지 알려진 도금방법에 의해 제조되는 FCCL은 그 박리 강도 등의 물성이 다른 방법으로 제조되는 FCCL들의 박리 강도 등의 물성보다 떨어지는 문제가 있는바, 박리 강도 등의 물성이 개선된 FCCL 즉, 전도성 도금 폴리이미드필름이 절실히 요구되고 있다.
이에 부합하기 위하여 본인은 특허등록 제10-626827호 "전도성 금속도금 폴리이미드피름 제조시스템"을 제안하였다.
이는 롤 형상으로 감아져 있는 폴리이미드필름을 공급하면서, 특정공정이 실시되는 공정 실행 장치와 수세를 실시하는 수세장치로 구성되는 탈지수세공정, 에칭공정, 중화공정, 커플링공정, 촉매부여공정, 하부도금공정, 도금공정을 순차적이면서 연속적으로 실시하여 폴리이미드필름의 단면 또는 양면에 전도성 금속을 습식방법에 의해 도금시키고, 전도성 금속이 도금된 폴리이미드필름을 건조장치에 의해 건조시키며, 건조된 도금폴리이미드필름을 권취장치에 의해 권취롤에 감아주도록 된 것이다.
그러나, 이는 탈지수세공정ㆍ에칭공정ㆍ중화공정ㆍ커플링공정ㆍ촉매부여공정ㆍ하부도금공정ㆍ도금공정의 각 장치틀에는 상측롤러와 하측롤러가 반복 설치되어 폴리이미드필름을 단순하게 이송시키도록 되어 있으므로 이송되는 폴리이미드필름이 편향되면서 뒤틀리는 현상이 발생할 염려가 있고, 도금액과 같은 액상물이 단순하게 폴리이미드필름의 표면에 단순하게 접촉되면서 부착력이 떨어지고 고르게 도포 되지 못하게 되는 문제가 있다.
폴리이미드필름이 각 공정으로 이동할 때에 폴리이미드필름의 표면에 부착된 전 공정의 액상물이 차기공정으로 전이되어 도포능력과 품질을 떨어뜨리게 되는 문제를 배제할 수 없다.
또한, 권출공정에서 공급되는 폴리이미드필름의 이송을 용이하게 하기 위하여 시스템의 중간에 보조동력장치를 설치하기도 하지만 보조동력장치의 구조가 복잡하고 설치비용이 많이 소용되어 여러 개의 보조동력장치를 설치할 수 없는 문제가 있고, 구조가 복잡하여 설치도 용이치 못한 문제가 있다.
보조동력장치의 간격이 너무 넓게 이격되어 있고 이송롤러의 외면이 단순히 밋밋하게 형성되어 있으므로 이송되는 폴리이미드필름이 늘어나게 되고, 슬립되는 현상이 발생하게 되며, 뿐만 아니라 이송도중에 편향(뒤틀리게) 되는 현상으로 인해 품질을 떨어뜨리게 되는 문제를 배제할 수 없다.
본 발명은 롤 형상으로 감아져 있는 폴리이미드필름의 단면 또는 양면에 전도성 금속을 습식방법에 의해 도금시켜 주도록 하는 개선된 유-무기 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템을 제공하려는 것이다.
본 발명은, 롤 형상으로 감아져 있는 폴리이미드필름을 공급하면서, 특정공정이 실시되는 공정 실행 장치와 수세를 실시하는 수세장치로 구성되는 탈지수세공정, 에칭공정, 중화공정, 커플링공정, 촉매부여공정, 하부도금공정, 도금공정을 순차적이면서 연속적으로 실시하여 폴리이미드필름의 단면 또는 양면에 전도성 금속을 습식방법에 의해 도금시키고, 전도성 금속이 도금된 폴리이미드필름을 건조장치에 의해 건조시키며, 건조된 도금폴리이미드필름을 권취장치에 의해 권취롤에 감아주도록 된 것에 있어서;
탈지수세공정ㆍ에칭공정ㆍ중화공정ㆍ커플링공정ㆍ촉매부여공정ㆍ하부도금공정ㆍ도금공정의 각 장치틀에 설치되는 폴리이미드필름의 이송롤러장치를 개선하고, 각 장치부의 사이에는 구조가 간단하고 폴리이미드필름이 슬립되지 않도록 된 중간보조동력장치부를 선택적으로 설치하여 개선한 유-무기 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템을 제공하려는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 각 공정의 장치틀의 내부에 반복적으로 설치되는 이송롤러장치의 상측롤러와 하측롤러에서 상기 상측롤러들을 대신하여 이송롤러가 삼각형상으로 설치되고 인입측에 스퀴징장치가 구비되는 상측이송롤러장치를 설치하여 줌으로서, 폴리이미드필름의 표면에 부착된 액상물을 스퀴징하면서 평활하게 이송시킬 수 있도록 하여 액상물의 도포 능력과 품질을 향상시킬 수 있도록 된 유-무기 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템을 제공하려는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 각 장치부의 사이에는 구조가 간단하고 설치도 용이한 중간보조동력장치부를 선택적으로 설치하여 줌으로서, 폴리이미드필름이 늘어나지 않고 원상태로 유지시키면서 원활하게 이송시킬 수 있고, 이송되는 필름이 중간보조동력롤러을 통과할 때에 슬립되지 않도록 하여 제품의 품질을 향상시킬 수 있도록 된 유-무기 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템을 제공하려는데 있다.
본 발명의 상기 및 기타 목적은,
롤 형상으로 감아져 있는 폴리이미드필름(A)을 공급하는 권출장치부(2), 공급되는 폴리이미드필름(A)을 탈지 및 수세시키는 탈지수세공정부(3), 에칭시키는 에칭공정부(4)의 제1에칭공정부(4-1)와 제2에칭공정부(4-2), 중화시키는 중화공정부(5), 커플링시키는 커플링공정부(6), 촉매를 부가시키는 촉매부여공정부(7), 하부도금을 단면 또는 양면에 실시하는 하부도금공정부(8), 전도성 금속을 단면 또는 양면에 도금시키는 도금공정부(9), 전도성 금속이 도금된 전도성금속도금폴리이미 드필름(A-1)을 건조시키는 건조공정부(10), 건조된 전도성금속도금폴리이미드필름(A-1)을 권취롤에 감아주는 권취장치부(11)로 형성되고, 상기 각 공정부를 형성하는 장치틀(20)에는 복수 개씩의 상측이송롤러와 하측이송롤러(23)를 반복적으로 설치한 것에 있어서;
상기 탈지수세공정부(3), 에칭공정부(4), 중화공정부(5), 커플링공정부(6), 촉매부여공정부(7), 하부도금공정부(8), 도금공정부(9)은, 각 장치틀(20)의 상부 와 내부에는 인입측에 스퀴징장치(110)가 구비된 상측이송롤러장치(100)와 하측이송롤러(23)를 반복적으로 설치한 것과;
각 공정부의 사이에는 폴리이미드필름(A)의 장력을 조절하면서 슬립도지 않도록 원활하게 이송시키는 중간보조동력장치부(200)를 선택적으로 설치한 것;이 포함되는 것을 특징으로 하는 유-무기 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템(1)에 의해 달성된다.
본 발명의 상기 및 기타 목적과 특징은 첨부된 도면에 의거한 다음의 상세한 설명에 의해 더욱 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
첨부된 도면 도 1a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템(1)의 구체적인 실현 예를 보인 것으로서, 도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템(1)을 보인 정면도와 평면도이고, 도 2a 및 도 2b와 도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 설치되는 상측이송롤러장치(100)와 중간보조동력장치(200)를 발췌하여 보인 사시도 및 단면도 그리고 요부 발췌도이다.
본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템(1)은 도 1a 및 도 1b에 예시된 바와 같이, 롤에 감아진 폴리이미드필름(A)을 이송(공급)시키는 권출공정부(2); 이송되는 폴리이미드필름(A)의 표면을 탈지하는 탈지공정부(3); 탈지된 폴리이미드필름(A)의 표면을 반복적으로 에칭시키는 에칭공정부(4); 표면이 에칭된 폴리이미드필름(A)을 중화시키는 중화공정부(5); 중화된 폴리이미드필름(A)을 커플링하는 커플링공정부(6); 표면이 커플링된 폴리이미드필름(A)에 촉매를 흡착시키는 촉매부여공정부(7); 촉매가 흡착된 폴리이미드필름(A)에 의해 제 1 전도성 금속층을 표면에 형성하는 하부도금공정부(8); 제1전도성 금속층이 형성된 폴리이미드필름(A)에 제 2 전도성 금속층을 형성하는 도금공정부(9); 제 2 전도성 금속층이 형성된 전도성금속도금폴리이미드필름(A-1)을 건조시키는 건조공정부(10); 건조 형성된 전도성금속도금폴리이미드필름(A-1)를 권취롤에 감아 주는 권취공정부(3);를 순차적으로 형성하였다.
롤에 감겨진 폴리이미드필름(A)을 공급시키는 권출공정부 (2)
상기 권출공정부(2)의 권출장치(2-1)는 롤 형상으로 감아져 있는 폴리이미드필름(A)을 풀어 공급시켜 주는 공정으로서, 저면의 각 모서리에는 통상의 받침다리와 캐스터가 각각 설치된 밑판의 입구측에는 필름롤장착대를 설치하고, 배출측에는 이송롤러를 상하 반복적으로 설치하여 폴리이미드필름(A)을 이송시켜 차기공정으로 공급시킬 수 있도록 하였다.
폴리이미드필름(A)의 표면을 탈지시키는 탈지공정부 (3)
탈지공정부(3)는 폴리이미드필름(A)의 표면에 부착된 불순물(오염물, 유지분, 사람의 지문 등)을 제거하여 주는 공정으로서, 폴리이미드필름(A)의 표면에 부착된 불순물을 제거시켜 주지 않으면 FCCL의 박리강도(Peel Strength)가 저열하게 되므로 이를 방지하기 위한 것이다.
폴리이미드필름(A)의 표면에 부착된 불순물(오염물, 유지분, 사람의 지문 등)을 제거하여 주는 탈지장치(3-1)와 탈지된 폴리이미드필름(A)을 세척수에 의해 수세시키는 수세장치(3-2)를 반복적으로 설치하여 불순물을 완전히 제거하고 수세에 의해 폴리이미드필름(A)의 표면을 깨끗하게 유지시킬 수 있도록 하였다.
탈지장치(3-1)와 수세장치(3-2)는 저면 각 모서리에 통상의 받침다리와 캐스터를 각각 설치된 하나의 장치틀에 일체형으로 설치하였다.
탈지장치(3-1)는, 상측으로 개방되는 액상조의 내부 하측 중앙에 이송롤러를 설치하되 탈지액에 충분히 잠기도록 설치하고, 액상조의 상단 양측(인입측과 배출측)에 이송롤러를 설치하여, 인입측 이송롤러에서 공급되는 폴리이미드필름(A)이 탈지액에 충분히 잠긴 상태에서 중앙 하측의 이송롤러를 통과한 후에 배출측 이송롤러를 거쳐 배출 이송되도록 하였다.
수세장치(3-2)는, 수세장치틀의 내부 상측부에 설치된 받침대의 상측에는 칸막이벽체에 의해 내부가 다수개의 수세실(수세조)을 형성하여, 각 수세실의 내부에 는 세척롤러를 세척수에 충분히 잠기도록 각각 설치하고 각 수세실의 격벽 상측에는 탈수롤러를 각각 설치한 것으로, 폴리이미드필름(A)이 세척롤러를 통과할 때에 세척되고 탈수롤러를 통과할 때에 탈수되는 과정을 반복으로 실시되도록 하였다.
상기에서 각 액상조에 충진되는 액상물질의 탈지액은 그 성분이 크게 재한되지 않으나 보편적으로 알칼리 린스 또는 샴푸를 들 수 있고, 탈지는 20 내지 28℃의 온도범위에서 약 5분간 실시하는 것이 바람직한데, 20℃ 이하에서 탈지를 실시하게 되면 탈지액의 비활성화로 탈지효과를 충분히 얻을 수 없고, 반면에 28℃ 이상에서 탈지를 실시하게 되면 공정처리시간의 조절에 어려움이 있다.
탈지된 폴리이미드필름(A)의 표면 에칭공정부 (4)
상기 에칭공정부(4)는 에칭용액으로 에칭을 실시하여 폴리이미드필름(A)의 표면을 개질 처리시키는 공정으로서, 제1에칭공정부(4-1)와 제2에칭공정부(4-2)로 형성하였다.
상기 제1에칭공정부(4-1)와 제2에칭공정부(4-2)를 형성하는 각 액상조에 충진되는 액상물질인 에칭용액으로는 크롬(무수크롬산), 황산, 알칼리(KOH, 에틸렌글리콜 및 KOH 혼합용액)등을 들 수 있으며, 특히 제 제1에칭용액으로는 크롬이 바람직하고, 제2에칭용액으로는 알칼리가 바람직하다.
에칭공정은 45 내지 80℃ 의 온도범위에서 최대 30분 이내로 에칭용액에 침지하여 실시하는 것이 바람직한데, 에칭공정의 온도가 45℃ 이하인 경우에는 애칭용액의 횔성이 낮아 에칭효과를 충분히 달성할 수 없고, 뿐만 아니라 장시간의 반 응으로 인해 폴리이미드필름(A)의 층상에 분분적으로 손상이 발생할 수 있으며, 80℃ 이상인 경우에는 에칭이 급격이 진행되면서 폴리이미드필름(A)의 표면 전체에 대한 균일성이 떨어지고 연속성의 속도조절에 어려움이 있다.
본 에칭공정부(4)에 의해 에칭을 실시함으로서 폴리이미드필름(A)의 표면은 차후에 도금공정을 실시할 때에 도금층과 폴리이미드층과의 밀착을 극대화하여 박리강도를 증대시킬 수 있고, 폴리이미드의 이미드링이 개열되어 아미드기( - CONH) 또는 카르복실기( - COOH)로 전환되면서 반응성을 증가(향상)시킬 수 있다.
표면이 에칭된 폴리이미드필름(A)을 중화시키는 중화공정부 (5)
본 중화공정부(5)는 에칭공정부(4)에 의해 표면이 개질된 폴리이미드필름(A)의 표면을 중화 처리하는 공정이다.
상기 중화공정부(5)를 형성하는 액상조에 충진되는 액상물질(중화용액)은, 에칭공정부(4)에서 사용된 에칭용액이 알칼리인 경우에는 산성중화용액을 충진시켜 중화시키고, 에칭용액이 산성인 경우에는 알칼리중화용액을 충진시켜 중화시키며, 특히 10 ~ 40℃ 온도 범위로 온도를 유지시키면서 실시하는 것이 바람직하다.
중화용액에 의해 중화를 실시하게 되면, 에칭공정부(4)를 실시하여 존재하는 아미드기( - CONH) 또는 카르복실기( - COOH)에 상호 작용하여 존재할 수 있는 K+ 이온 또는 Cr3 + 이온을 산성용액의 H+ 으로 치환시켜 제거하게 된다.
만약 폴리이미드필름(A)의 표면에 반응에 의한 반응부산물로써 K+ 이온 또는 Cr3+ 이온 등과 같은 물질이 잔류하게 되면, 후공정인 커플링공정(극성부여공정)을 실시할 때에 잔류하는 K+ 이온 또는 Cr3 + 이온이 극성을 부여하기 위한 커플링이온과 경쟁하여 커플링이온이 아미드기 또는 카르복실기와 반응하는 것을 방해하게 되는 것이다.
특히, 중화를 실시할 때에 중화용액의 온도를 10℃ 이하로 유지하게 되면 반응액의 활성이 낮아져 목적하는 중화효과를 효과적으로 달성할 수 없을 뿐만 아니라 폴리이미드필름(A)이 부분적으로 손상되는 현상이 현저하게 나타나게 되고, 반면에 중화용액의 온도를 40℃ 이상으로 유지하게 되면 반응이 급격하게 이루어지면서 전체적인 균일성 및 연속성의 조절이 어려워지게 된다.
중화된 폴리이미드필름(A)을 커플링하는 커플링공정부 (6)
본 공정은 중화공정부(5)에서 개질된 폴리이미드필름(A)의 표면에 커플링용액으로 반응시켜 극성을 부여하는 공정으로서, 에칭공정부(4)에 의해 폴리이미드필름(A)의 표면에 형성된 이미드링이 개열된 곳에 커플링이온을 결합시켜 폴리이미드필름(A)상에 극성을 부여하게 되며, 차후의 도금공정의 진행을 원활하게 하고, 제품의 박리 강도를 향상시키게 된다.
상기 커플링공정부(6)를 형성하는 액상조에 충진되는 액상물질(커플링용액)로서는 실란계 커플링제 또는 아민계 커플링제를 들 수 있으며, 아민계 커플링제로서는 수산화나트륨 및 모노메탈아민을 혼합시켜 제조되는 알칼리계 커플링제와, 에 틸렌디아민 및 염산을 혼합시켜 제조되는 산계 커플링제를 들 수 있다.
본 커플링공정은 사용되는 커플링제의 특성에 따라 그 반응조건이 달라지게 되며, 실란계 커플링제를 사용할 경우에는 대체로 25 내지 45℃의 온도에서 15분이내로 침지시켜 수행하는 것이 바람직하다.
또한 상기 커플링장치에 의해 커플링(구성이 부여)된 폴리이미드필름(A)은 산세장치에 의해 상온으로 유지되는 산(산성)용액으로 세척(침지세척)하여 표면의 개열부위에 결합되지 않은 커플링이온을 제거할 수 있으며, 산세를 실시할 때에 공정이 길어지거나 또는 산성용액이 지나치게 강한 산성용액인 경우에는 결합된 커플링이온도 제거될 수 있으므로, 반응조건을 조절하여 적절하게 유지시켜 주는 것이 바람직하다.
폴리이미드필름(A)에 촉매를 흡착시키는 촉매부여공정부 (7)
본 공정부는 상기 커플링공정부(6)에 의해 커플링(극성부여) 된 폴리이미드필름(A)을 촉매용액에 침지시켜 폴리이미드필름(A)의 표면에 팔라듐 등과 같은 촉매물질을 흡착시켜 주는 공정이다.
상기 촉매부여공정부(7)를 형성하는 액상조에는 액상물질의 촉매용액으로서 염화파라듐(PdCl2)과 염화제일주석(SnCl2)를 염산에 어떤 특정한 부피 비로 희석하여 충진시킨 것을 사용해도 무방하다.
촉매부여공정을 실시할 때에 액상조에 설치되는 이송롤러를 너무 작아 반응 시간이 지나치게 짧아지게 되면 폴리이미드필름(A)의 표면에 촉매용액(팔라듐 및 주석)의 흡착률이 낮아 목적하는 촉매효과를 얻을 수 없게 되고, 이송롤러를 너무 많이 설치하여 반응시간이 지나치게 길어지게 되면 공정액 중에서 염산에 의해 폴리이미드필름(A)의 표면이 부식되는 역효과가 발생하게 되며, 따라서 이송롤러를 적절하게 설치하여 반응시간을 가장 효율적으로 유지시켜 주는 것이 바람직하다.
폴리이미드필름(A)의 표면에 제 1 전도성 금속층을 형성하는 하부도금공정부 (8)
본 공정부는 촉매가 부가된 폴리이미드필름(A)을 하부도금용액에 침지시켜 제1전도성 금속층을 도금시키는 공정이다.
상기 하부도금장치부(8)를 형성하는 액상조에는 액상물질의 하부도금용액으로, EDTA수용액과 가성소다수용액과 포르말린수용액 및 황상동수용액 등을 혼합시켜 제조된 황상동하부도금수용액, 차아인산나트륨과 구연산나트륨과 암모니아 및 황산니켈수용액을 혼합시켜 제조된 황산니켈하부도금수용액을 충진시켜 준다.
하부도금수용액에 광택제성분 및 안정제성분을 첨가시켜 금속물성을 극대화시킬 수 있으며, 이와 같이 첨가되는 광택제 및 안정제는 하부도금용액을 재활용하고 장기간 보존할 수 있게 하여 준다.
하부도금수용액으로 황산동하부도금수용액을 사용하는 경우에는, 전류를 인가시키지 않고 38 내지 42℃의 온도범위에서 25 내지 30분간 촉매가 부가된 폴리이미드필름(A)을 침지시켜 수행하는 무전해 도금방식으로 실시할 수 있는데, 하부도 금의 두께는 도금시간을 조절함으로써 하부도금층(제1전도성 금속층)의 두께를 적절하게 형성시킬 수 있다.
상기와 같이 하부도금을 실시할 때에 반응온도가 대체로 38℃이하인 경우에는 도금용액의 활성이 낮아(활발하지 못하여) 미도금이 발생하거나 도금이 부분적으로 진행되어 하부도금층을 형성할 수 없게 되고, 반면에 75℃이상인 경우에는 도금이 급격하게 진행되어 하부도금층(제1전도성 금속층)이 균일하지 않고 밀착성도 떨어지게 된다.
또한, 하부도금수용액으로 황산니켈하부도금수용액을 사용하는 경우에는, 촉매가 부가된 폴리이미드필름(A)을 45 내지 80℃의 온도범위에서 일정시간 침지시켜 수행하게 된다.
본 공정은 차후 도금공정을 원활하게 수행할 수 있도록 하기 위한 하부도금으로서, 대체로 0.1 ㎛ 내지 0.2 ㎛의 두께로 하부도금층(제1전도성 금속층)을 수행하는 것이 바람직하며, 미도금부분이 없어질 정도로 수행하여도 무방하다.
제1전도성 금속층이 형성된 폴리이미드필름(A)에 제2전도성 금속층을 형성하는 도금공정부(9).
본 공정은 하부도금층(제1전도성 금속층)이 형성된 폴리이미드필름(A)을 도금용액에 침지시키고, 전류를 인가시키면서 도금을 실시하여 제2 전도성 금속층을 증착(형성)시켜 주는 공정이다.
상기 전해도금공정부(9)를 형성하는 액상조에는 액상물질의 도금용액으로, 시중품도금용액(Enthone OMI, 희성금속, NMP 등)을 충진시키거나, 또는 황산구리수용액(CuSO4-H2O)과 황산(H2SO4) 및 염산(HCl)혼합용액을 증류수(또는 이온교환수)로 희석시켜 제조한 도금용액을 충진시킬 수 있으며, 이러한 도금용액에 광택제 및 첨가제를 소량 첨가시킬 수 있다.
상기 전해도금장치(71)에 의해 폴리이미드필름(A)을 도금용액에 침지시켜 제 2전도성 도금층을 도금시킬 때에 약 40 내지 45℃의 온도범위에서 2~4A/dm2의 전류를 가하면서 약 30분간 도금을 수행하여 구리도금층(제2전도성 도금층)이 도금된 폴리이미드필름(A)이 형성된다.
상기와 같이 도금을 실시할 때에 도금용액을 활발히 교반시켜 도금용액의 농도를 균일하게 유지시켜 주는 것이 바람직하고, 도금조건은 수득하고자 하는 구리도금층(제2전도성 금속층)의 두께에 따라 적절하게 조절할 수 있다.
제2전도성 금속층이 형성된 폴리이미드필름(A)을 건조시키는 건조공정부 (10)
본 공정은 도금공정부(9)에 의해 구리도금층(제2전도성 금속층)이 도금(증착)된 폴리이미드필름(A)을 건조장치(10-1)에 의해 건조시켜 최종 목적물인 전도성금속도금폴리이미드필름(A-1) 즉, 2층구조의 FCCL을 얻는 공정이다.
상기 건조장치(10-1)는, 직육면체의 형상으로 형성되고 내부 하측에 복수의 히팅장치가 구비된 건조장치틀의 내부를 여러 개의 방(건조실)을 형성하여 각 방(건조실)의 내부 상측에는 이송롤러를 각각 설치하고 각 방을 분할하는 벽체의 상 단에는 이송롤러를 설치하여 인입되는 전도성금속도금폴리이미드필름(A-1)을 상하 지그재그로 통과시키면서 완전히 건조시킬 수 있도록 하였으며, 완전히 건조된 전도성금속도금폴리이미드필름(A-1)은 외부(차기공정)으로 배출시킬 수 있도록 하였다.
건조 형성된 전도성금속도금폴리이미드필름(A-1)를 권취롤에 감아 주는 권취공정부(11)
상기 공정은 건조장치(10-1)를 통과하면서 완전히 건조되어 최종 목적물로 형성된 전도성금속도금폴리이미드필름(A-1)을 권취장치(11-1)에 의해 권취롤에 감아 주는 공정이다.
상기 권취장치(11-1)는, 저면의 각 모서리에 통상의 받침다리와 캐스터가 각각 설치된 밑판의 상측에서 인입 측에는 복수의 이송롤러를 상하로 반복 설치하여 인입되는 전도성금속도금폴리이미드필름(A-1)이 꼬이거나 뒤틀리지 않고 안정된 상태를 유지하도록 하고, 이들의 후방에는 권취롤을 설치하여 공급되는 전도성금속도금폴리이미드필름(A-1)을 권취시킬 수 있도록 하였다.
상기 에칭공정부(4), 중화공정부(5), 커플링공정부(6), 촉매부여공정부(7), 하부도금공정부(8), 도금공정부(9)를 형성하는 각 공정의 장치는 도 1b와 도 2a 및 도 2b에 예시된 바와 같이 형성하였다.
밑면의 각 모서리에 받침다리와 캐스터가 설치된 장치틀(20)의 상부 양측에는 단면이 I형으로 된 지지틀(30)을 나란하게 형성하였고, 장치틀(20)의 내부 중간 에는 받침대(22)를 밀폐되게 설치하여 그 상측으로 액상조(21)가 형성되도록 하였다.
지지틀(30)의 사이(공간)와 액상조(21)의 내부에는 상측이송롤러장치(100)와 하측이송롤러(23)을 반복적으로 설치하였고, 각 상측이송롤러장치(100)의 인입부에는 스퀴징장치(110)를 장착하였다.
지지틀(30)의 사이(공간)에 설치되는 상측이송롤러장치(100)는, 지지틀(30)의 사이(공간)에 중앙이송통전롤러(101)를 중앙 상측에 굴대 설치하고, 그 양측에 인입이송통전롤러(102)와 배출이송통전롤러(103)를 각각 굴대 설치하되, 중앙이송통전롤러(101)의 하단과 인입이송통전롤러(102) 및 배출이송통전롤러(103)의 각 상단이 중첩되도록 하여 폴리이미드필름(A)이 인입이송통전롤러(102)의 상면에서 중앙이송통전롤러(101)의 밑면을 거쳐 배출이송통전롤러(103)의 상면을 통과하여 배출되도록 하였다.
인입이송통전롤러(102)의 선단(인입 측)에 설치되는 스퀴징장치(110)는, 각 지지틀(30)의 상면에 장치대(111)를 대향되게 고정시켰고, 각 장치대(111)의 인입측 일단에는 각 레버(112)의 상단을 축(113)으로 굴대 설치하였으며, 이격된 레버(112)의 하단 사이에는 스퀴징롤러(114)의 양측 중앙을 굴대 설치하였으며, 레버(112)와 장치대(111)의 타단과의 사이에는 코일스프링(115)을 축(116)(117)으로 설치하여 스퀴징롤러(114)의 표면이 인입이송통전롤러(102)와 접촉되도록 하여 하측이송롤러(23)에서 상승하는 폴리이미드필름(A)이 스퀴징롤러(114)와 인입이송통전롤러(102)의 사이를 통과하도록 하였다.
상기 스퀴징롤러(114)는 고무 또는 발포수지로 성형하여 폴리이미드필름(A)의 표면에 부착되는 용액을 충분히 스퀴징하면서 균일하게 도포시킬 수 있도록 하였다.
각 공정부의 사이에 선택적으로 설치되어 폴리이미드필름(A)의 장력을 조절하면서 슬립되지 않도록 원활하게 이송시키는 중간보조동력장치부(200)는 도 3a 내지 도 3c에 예시된 바와 같이 형성하였다.
장치틀(201)의 내부에는 롤러통(204)의 외주에 가로요홈(205)이 일정한 간격으로 형성된 중간보조동력롤러(203)를 지지대(202)에 의해 굴대 설치하였고, 장치틀(201)의 상부 일측에는 모터(210)를 모터지지대(206)에 의해 설치하였으며, 모터(210)의 회전축과 중간보조동력롤러(203)의 회전축에는 기동풀리(211)와 연동풀리(212)를 각각 설치하여 타이밍벨트(213)로 연결하였으며, 중간보조동력롤러(203)의 인입측(선단)에는 장력조절롤러(225)를 장력조절장치(220)에 의해 전후로 탄발되도록 설치하였다.
상기 중간보조동력롤러(203)의 인입측(선단)에 설치되어 장력조절롤러(225)를 탄발시키는 장력조절장치(220)는, 장치틀(201)의 전면 양측에 한 쌍의 고정편(221)을 이격시켜 고정하였고, 이들의 내부에는 LM와 같은 가이드수단(구체적으로 도시하지 아니함)에 의해 가이드되는 지지편(223)의 사이에는 외주에 가로요홈이 일정한 간격으로 형성된 장력조절롤러(225)를 굴대 설치하였으며, 각 고정편(221)과 지지편(223)과의 사이에는 코일스프링(224)을 각각 설치하여 장력조절롤러(225)의 외측으로 통과하는 폴리이미드필름(A)의 장력에 의해 장력조절롤러(225) 가 전후진 되면서 장력을 조절할 수 있도록 하였다.
특히, 장치틀(201)과 장력조절롤러장치(220)와의 사이에는 도 3c에 예시된 바와 같이 센싱장치(23)를 구비하여 장력조절롤러(225)에 가해지는 폴리이미드필름(A)의 장력에 따라 모터(210)의 작동을 컨트롤하여 중간보조동력롤러(203)의 회전속도를 제어하도록 하였다.
상기 센싱장치(230)는, 장력조절로러장치(220)를 형성하는 일측의 지지편(223)에 도그(232)를 장착하고, 도그(232)가 대향되는 장치틀(201)에는 센서부착판(231)을 고정시켜 복수의 센서1(S1)ㆍ센서2(S2)ㆍ센서3(S3)를 일정한 간격으로 설치하여, 장력조절롤러(225)에 가해지는 폴리이미드필름(A)의 장력에 의해 작동레버(222)와 함께 도구(232)가 전후진 되면서 센서1(S1)ㆍ센서2(S2)ㆍ센서3(S3)에 센싱됨에 따라 모터(210)의 작동(회전속도)을 컨트롤할 수 있도록 하였다.
즉, 도그(232)가 센서1(S1)가 감지되면 모터(210)를 정상속도로 유지시키고, 센서2(S2)에 감지되면 모터(210)의 회전속도를 다소 늦추어 폴리이미드필름(A)의 장력을 완화시키며, 센서3(S3)에 감지되면 모터(210)의 회전속도를 더욱 낮추어 폴리이미드필름(A)의 장력을 더욱 환화시켜 주도록 하여, 폴리이미드필름(A)이 늘어나지 않도록 하면서 효율적으로 이송시킬 수 있도록 하였다.
본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템(1)은, 도시된 바와 같이, 탈지수세공정부(3), 에칭공정부(4)의 제1에칭공정부(4-1)와 제2에칭공정부(4-2), 중화공정부(5), 커플링공정부(6), 촉매부여공정부(7), 하부도금공정부(8), 도금공정부(9), 건조공정부(10)를 형성하는 각 장치틀(20)의 상부 양측 에는 I형 지지틀(30)을 나란하게 더 설치하고, 이들 I형 지지틀(30)의 사이 및 상측에는 상측부의 이송롤러와 상측이송롤러장치(100) 및 중간보조동력장치부(200)를 설치할 수 있다.
상기 각 장치틀(20)의 상부 양측에 설치되는 각 I형 지지틀(30)을 일체형 또는 일체로 형성하게 되면, 각 공정부를 동일한 수평상태로 유지시킬 수 있으며, 따라서 이송되는 폴리이미드필름(A)을 평활하게 유지시켜 편향되거나 뒤틀리는 현상을 배제시킬 수 있게 된다.
이하, 본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템(1)의 작동관계를 설명한다.
권출공정부(2)의 권출장치(2-1)에서 필름롤장착대에는 폴리이미드필름이 감아진 필름롤을 장착시키고, 필름롤를 회전시켜 폴리이미드필름(A)을 풀어주면서 상측롤러와 하측롤러에 순차적으로 걸어준다.
상기와 같이 권출장치(2-1)에 걸어진 폴리이미드필름(A)은 탈지수세공정부(3)의 탈지장치(3-1) 및 수세장치(3-2)에 차례로 걸어주고, 에칭공정부(4)의 제1에칭공정부(4-1)와 제2에칭공정부(4-2), 중화공정부(5), 커플링공정부(6), 촉매부여공정부(6), 하부도금고정부(8), 도금공정부(9), 건조공정부(10)의 건조장치(10-1), 권취공정부(11)의 권취장치(11-1)에 순차적으로 걸어 준다.
작동을 개시하기 전(초기)에 권취장치(11-1)에서 권치롤장착대에 장착된 권취롤에는 전도성금속도금폴리이미드필름(A-1)이 권취되도록 한다.
특히, 에칭공정부(4)의 제1에칭공정부(4-1)와 제2에칭공정부(4-2), 중화공정부(5), 커플링공정부(6), 촉매부여공정부(6), 하부도금고정부(8), 도금공정부(9), 건조공정부(10)의 건조장치(10-1)에서 폴리이미드필름(A)을 각 장치틀(20)에 설치되는 상측이송롤러장치(100)와 하측이송롤러(23)에 반복적으로 걸어주되, 각 상측이송롤러장치(100)에서는 도 2b에 예시된 바와 같이 하측이송롤러(23)에 걸어져 상승되는 폴리이미드필름(A)을 인입이송통정롤러(102)와 스퀴징롤러(114)의 사이로 인입시켜 중앙이송통정롤러(101)의 하측을 거쳐 배출이송통전롤러(103)의 상측으로 통과시켜 차기 하측이송롤러(23)에 걸어준다.
또한 폴리이미드필름(A)을 각 중간보조동력장치부(200)에 걸어줄 때에는, 상측이송롤러장치(100)의 인입 측에서 공급되는 폴리이미드필름(A)을 장력조절롤러(225)의 외측으로 걸어 주고 중간보조동력롤러(203)의 상측을 통과시켜 상측이송롤러장치(100)의 배출 측으로 걸어주도록 한다.
상기와 같이 폴리이미드필름(A)을 각 공정부를 따라 순차적으로 걸어준 상태에서, 작동을 개시한다.
메인스위치(구체적으로 도시하지 아니함)를 ON시키면, 권출공정부(2)의 권출장치(2-1)에 설치된 기동모터(구체적으로 도시하지 아니함)가 작동하여 필름롤을 회전시켜 폴리이미드필름(A)을 풀어주게 되고, 권취공정부(11)의 권취장치(11-1)에 설치된 기동모터(구체적으로 도시하지 아니함)가 작동하면서 권취롤을 회전시켜 전도성금속도금폴리이미드필름(7)을 당기면서 권취롤에 감아주게 된다.
권출공정부(2)의 권출장치(2-1)을 통과하여 탈지수세공정부(3)의 탈지장 치(3-1)로 인입되는 폴리이미드필름(A)은, 전이롤러를 통과하면서 액상물질인 탈지액(알칼리 린스 또는 샴푸)이 충진된 장치틀(20)의 액상조(21)의 내부로 유입되고, 액상조의 내부로 유입되는 폴리이미드필름(A)은 액상물질의 내부에 침지되어 있는 이송롤러를 따라 상승하게 되며, 따라서 폴리이미드필름(A)의 외면에 부착되어 있는 불순물(오염물, 유지분, 지문 등)은 탈지액에 의해 제거된다.
불순물이 제거된 폴리이미드필름(A)이 탈지액의 상측으로 상승하면서 외면에 묻어있는 탈지액이 제거되고, 불순물 및 탈지액이 제거된 폴리이미드필름(A)은 전이롤러를 거쳐 수세장치(3-2)로 인입되며, 수세장치(3-2)로 인입되는 탈지된 폴리이미드필름(A)은 수세조의 각 제1수세실과 제2수세실 및 제3수세실에서 세척수에 수장되어 있는 세척롤러와 칸막이벽체의 상측에 설치된 탈수롤러를 따라 반복적으로 침지/인출되면서 수세된다.
상기와 같이 차기 탈지장치(3-1)와 수세장치(3-2)를 재차 거쳐 수세 된 폴리이미드필름(A)은 차기공정인 에칭공정부(4)로 전이(이송)된다.
상기 에칭공정부(4)는 제1에칭공정부(4-1)와 제2에칭공정부(4-2)로 구성되어 있고, 각 제1에칭공정부(4-1)와 제2에칭공정부(4-2)에는 도 2a 및 도 2b에 예시된 바와 같이 스퀴징장치(110)가 인입측에 장착된 상측이송롤러장치(100)와 하측이송롤러(23)의 사이를 차례로 통과하게 된다.
제1에칭공정부(4-1)의 선단부에 설치된 상측이송롤러장치(100)로 인입되는 폴리이미드필름(A)은 장치틀(20)의 액상조(21)로 인입되기 전에 코일스프링(115)으로 탄발되는 스퀴징롤러(114)와 인입이송롤러(102)의 사이로 인입되면서 외면에 부 착되어 있는 수세액이 제거되면서 중앙이송롤러(101)의 하측과 배출이송롤러(103)을 상측을 통과하여 차기의 하측이송롤러(23)로 이송된다.
차기의 하측이송롤러(23)를 거쳐 이송(상승)되는 폴리이미드필름(A)은 제1에칭공정부(4-1)의 차기에 설치된 상측이송롤러장치(100)를 통과하게 되고, 차기 상측이송롤러장치(100)의 스퀴징롤러(114)와 인입이송롤러(102)의 사이를 통과할 때에 에칭액의 일부가 스퀴징 될 뿐만 아니라 에칭액이 폴리이미드필름(A)의 표면에 고르게 도포되는 효과를 동시에 얻을 수 있으며, 상기와 같이 상측이송롤러장치(100)를 반복적으로 통과하게 되면 에칭액은 폴리이미드필름(A)의 표면에 고르게 균일하게 도포되는 효과를 얻을 수 있게 된다.
본 발명에서 제1에칭공정부(4-1)의 액상조(21)에는 액상물질로서 크롬에칭액을 충진시키고, 제2에칭공정부(4-2)의 액상조(21)에는 액상물질로서 알칼리에칭액을 충진시켜, 에칭을 이중으로 실시하도록 하였다.
제1에칭공정부(4-1)의 액상조로 인입되는 폴리이미드필름(A)은 크롬에칭액에 침지되어 있는 하측이송롤러(23)를 따라 상하 반복적으로 이동하면서 일차로 에칭되고, 스퀴징장치(110)가 설치된 상측이송롤러장치(100)를 통과하여 스퀴징되어 크롬에칭액은 균일하게 도포된 상태를 유지하게 된다.
상기와 같이 일차 에칭된 폴리이미드필름(A)은 도 3a 및 도 3b에 예시된 바와 같은 중간보조동력장치부(200)에 의해 동력이 부가되면서 제2차에칭공정부(4-2로 인입된다.
중간보조동력장치부(200)의 장력조절롤러(225)의 전면 외측으로 인입되어 중 간보조동력롤러(203)의 상면을 돌아 차기 공정인 제2차에칭공정부(4-2)로 이송되는 폴리이미드필름(A)은 모터(210)의 작동에 의해 일정한 속도로 회전하고 있는 중간보조동력롤러(203)의 롤러통(204)과 면(외면) 접촉되면서 이송된다.
롤러통(204)의 외면에는 가로요홈(205)이 일정한 간격으로 형성되어 있으므로 폴리이미드필름(A)과 롤러통(204)과 면 접촉될 때에 이들 사이서 미처 외부로 배출되지 못한 공기가 가로요홈(205)으로 유입되므로 폴리이미드필름(A)은 들뜨지 않고 롤러통(204)의 외주와 밀접하게 접착된 상태를 유지하면서 이송되며, 따라서 폴리이미드필름(A)은 롤러통(204)의 일측으로 편향되거나 뒤틀리지 않은 정상상태를 유지하면서 이송된다.
이와 같이 폴리이미드필름(A)이 롤러통(204)의 외주와 밀접하게 접착된 상태에서 이송되므로 폴리이미드필름(A)은 길이가 늘어나거나 변형이 발생하지 않게 되고, 일정한 속도로 회전하는 장력조절롤러(225)의 동력에 편승하여 이송력이 자연스럽게 가중되면서 이송된다.
특히, 장치틀(201)과 장력조절롤러장치(220)와의 사이에는 도 3c에 예시된 바와 같이 센싱장치(23)가 구비되어 있으므로 , 도그(232)가 센서1(S1)가 감지되면 모터(210)를 정상속도로 유지시키고, 센서2(S2)에 감지되면 모터(210)의 회전속도를 다소 늦추어 폴리이미드필름(A)의 장력을 완화시키며, 센서3(S3)에 감지되면 모터(210)의 회전속도를 더욱 낮추어 폴리이미드필름(A)의 장력을 더욱 환화시켜 주므로, 폴리이미드필름(A)이 늘어나지 않도록 하면서 효율적으로 이송시킬 수 있게 된다.
중간보조동력장치부(200)를 거쳐 제2차에칭공정부(4-2)로 이동(이송) 인입되는 폴리이미드필름(A)은 전술한 바와 같이 상측이송롤러장치(100)와 하측이송롤러(23)를 차례로 통과하면서 2차로 에칭이 실시되는데, 제2차에칭공정부(4-2)로 전이(이송)되는 일차 에칭된 폴리이미드필름(A)은, 액상조에서 에칭물질인 알칼리에칭액에 침지되어 있는 하측이송롤러(23)와 상측이송롤러장치(100)를 따라 상하 반복적으로 이동하면서 이차로 에칭이 실시된다.
상기와 같이 폴리이미드필름(A)이 제1에칭공정부(4-1)와 제2차에칭공정부(4-2)의 상측이송롤러장치(100)와 하측이송롤러(23)를 따라 상하 반복적으로 이동하면서 일차 및 이차로 에칭이 실시 완료되며, 에칭공정부(4)에서 에칭이 완료된 폴리이미드필름(A)은 중화공정부(5)로 인입된다.
중화공정부(5)로 인입되는 에칭된 폴리이미드필름(A)은, 중화공정부(5)를 형성하는 액상조(21)에서 스퀴징장치(110)가 장착된 상측이송롤러장치(100)와 하측이송롤러(23)를 따라 반복적으로 승하강 이송되는데, 액상물질인 산성 또는 알칼리성 중화용액에 침지되어 있는 하측이송롤러(23)를 따라 상하 반복적으로 이동하면서 중화되고, 상측이송롤러장치(100)를 통과할 때에 에칭공정부(4)에서 전술한 바와 같이 스퀴징되면서 중화용액은 균일하게 제거되며, 상기와 같이 반복적으로 침지/인출되면서 중화를 완료하게 된다.
중화된 폴리이미드필름(A)은 중간보조구동장치부(200)에 의해 동력이 부가되면서 커플링공정부(6)로 인입된다.
커플링공정부(6)로 인입되는 중화된 폴리이미드필름(A)은, 장치틀(20)의 액 상조(21)에서 액상물질인 실란계 커플링제용액 또는 아민계 커플링제용액에 침지되어 있는 하측이송롤러(23)를 따라 반복적으로 이동하면서 극성이 부여되고, 스퀴징장치(110)가 장착된 상측이송롤러장치(100)를 통과하면서 스퀴징되어 커플링제용액은 균일한 상태를 유지하게 되며, 상기 커플링공정부(6)의 상측이송롤러장치(100)는 에칭공정부(4)에서 전술한 바와 같이 작동되므로 작동관계의 설명은 생략한다.
극성이 부여된 폴리이미드필름(A)은 촉매부여공정부(7)로 인입된다.
촉매부여공정부(7)로 인입되는 극성이 부여된 폴리이미드필름(A)은, 장치틀(20)의 액상조(21)에서 액상물질인 촉매용액에 침지되어 있는 하측이송롤러(23)를 따라 반복적으로 이동하면서 촉매로서 팔라듐이 흡착되고, 스퀴징장치(110)가 장착된 상측이송롤러장치(100)를 통과하면서 스퀴징되어 촉매용액은 균일한 상태를 유지하게 되며, 상기 커플링공정부(6)의 상측이송롤러장치(100)는 에칭공정부(4)에서 전술한 바와 같이 동일하게 작동하므로 작동관계의 설명은 생략한다.
촉매가 흡착된 폴리이미드필름(A)은 중간보조동력장치부(200)를 통과하면서 동력이 부가되는데, 중간보조구동장치부(200)는 에칭공저부(4)에서 전술한 바와 같이 동일하게 작동하므로 작동관계의 설명은 생략한다.
촉매가 흡착된 폴리이미드필름(A)은 하부도금공정부(8)로 인입되어 하부도금층(제1전도성 금속층)이 형성된다.
하부도금공정부(8)로 인입되는 폴리이미드필름(A)은, 장치틀(20)의 액상조(21)에서 액상물질인 촉매용액에 침지되어 있는 하측이송롤러(23)를 따라 반복적으로 이동하면서 하부도금이 실시되고, 하부도금이 실시되는 폴리이미드필름(A)은 스퀴징장치(110)가 장착된 상측이송롤러장치(100)를 통과하면서 스퀴징되어 하부도금은 균일한 상태를 유지하게 되며, 상기 커플링공정부(6)의 상측이송롤러장치(100)는 에칭공정부(4)에서 전술한 바와 같이 동일하게 작동하므로 작동관계의 설명은 생략한다.
하부도금층(제1전도성 금속층)이 형성된 폴리이미드필름(A)은 도금공정부(9)로 인입되어 도금층(제2전도성 금속층)이 형성된다.
도금공정부(9)로 인입되는 폴리이미드필름(A)은, 장치틀(20)의 액상조(21)에서 액상물질인 촉매용액에 침지되어 있는 하측이송롤러(23)를 따라 반복적으로 이동하면서 도금이 실시되고, 도금이 실시되는 폴리이미드필름(A)은 스퀴징장치(110)가 장착된 상측이송롤러장치(100)를 통과하면서 스퀴징되어 하부도금은 균일한 상태를 유지하게 되며, 상기 커플링공정부(6)의 상측이송롤러장치(100)는 에칭공정부(4)에서 전술한 바와 같이 동일하게 작동하므로 작동관계의 설명은 생략한다.
도금이 완료된 전도성금속도금폴리이미드필름(7)은 중간보조구동장치부(200)에 의해 동력이 부가되면서 건조공정부(10)의 건조장치(10-1)로 인입되는데, 상기 중간보조구동장치부(200)는 에칭공저부(4)에서 전술한 바와 같이 동일하게 작동하므로 작동관계의 설명은 생략한다.
건조공정부(10)의 건조장치(10-1)로 인입되는 전도성금속도금폴리이미드필름(A-1)은 건조실에 상하로 이격 설치된 이송롤러를 따라 상하 지그재그로 이송되면서 건조되는데, 히팅실에 설치된 히팅장치(구체적으로 도시하지 아니함)에서 발생되는 열기가 이송롤러를 따라 이송되는 전도성금속도금폴리이미드필름(A-1)을 건 조시켜 주게 된다.
건조장치(10-1)를 통과하면서 완전히 건조된 전도성금속도금폴리이미드필름(A-1)은 중간보조구동장치부(200)를 거쳐 권취공정부(11)의 권취장치(11-1)로 인입되며, 상기 중간보조구동장치부(200)는 에칭공저부(4)에서 전술한 바와 같이 동일하게 작동하므로 작동관계의 설명은 생략한다.
권취공정부(11)의 권취장치(11-1)로 인입되는 전도성금속도금폴리이미드필름(A-1)은 입구에 설치된 복수의 이송롤러를 상하 지그재그로 통과하면서 자세(뒤틀림, 또는 변형)가 교정되고, 자세가 교정된 전도성금속도금폴리이미드필름(A-1)은 테이블에 설치된 방향전환롤러와 유도롤러를 거쳐 기동모터(구체적으로 도시하지 아니함)에 의해 작동(회전)되는 권취롤에 감아지게 된다.
본 발명에 따른 전도성금속도금 폴리이미드필름 제조시스템(1)은 상기와 같이 각 공정부의 장치들이 작동되면서 권출장치(2-1)에서 공급되는 폴리이미드필름(A)의 외면에 구리도금층이 형성된 전도성금속도금폴리이미드필름(A-1)을 제조하게 된다.
상기에서 본 발명의 특정한 실시 예를 설명 및 도시하였지만, 당업자에 의해 다양하게 변형하여 실시할 수 있음은 자명한 것이며, 이와 같이 변형될 수 있는 실시 예들은 본 발명의 사상이나 기술적 구성으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 본 발명의 특허청구범위에 당연히 속한다 해야 할 것이다.
본 발명은 롤 형상으로 감아져 있는 폴리이미드필름의 단면 또는 양면에 전도성 금속을 습식방법에 의해 도금시켜 주도록 하는 개선된 유-무기 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템을 제공하려는 것으로서, 롤 형상으로 감아져 있는 폴리이미드필름을 공급하면서, 특정공정이 실시되는 공정 실행 장치와 수세를 실시하는 수세장치로 구성되는 탈지수세공정, 에칭공정, 중화공정, 커플링공정, 촉매부여공정, 하부도금공정, 도금공정을 순차적이면서 연속적으로 실시하여 폴리이미드필름의 단면 또는 양면에 전도성 금속을 습식방법에 의해 도금시키고, 전도성 금속이 도금된 폴리이미드필름을 건조장치에 의해 건조시키며, 건조된 도금폴리이미드필름을 권취장치에 의해 권취롤에 감아주도록 된 것에 있어서;
탈지수세공정ㆍ에칭공정ㆍ중화공정ㆍ커플링공정ㆍ촉매부여공정ㆍ하부도금공정ㆍ도금공정의 각 장치틀에 설치되는 폴리이미드필름의 이송롤러장치를 개선하고, 각 장치부의 사이에는 구조가 간단하고 폴리이미드필름이 슬립되지 않도록 된 중간보조동력장치부를 선택적으로 설치하여 개선한 것이다.
본 발명은, 각 공정의 장치틀의 내부에 반복적으로 설치되는 이송롤러장치의 상측롤러와 하측롤러에서 상기 상측롤러들을 대신하여 이송롤러가 삼각형상으로 설치되고 인입측에 스퀴징장치가 구비되는 상측이송롤러장치를 설치하여 줌으로서, 폴리이미드필름의 표면에 부착된 액상물을 스퀴징하면서 평활하게 이송시킬 수 있도록 하여 액상물의 도포 능력과 품질을 향상시킬 수 있고, 각 장치부의 사이에는 구조가 간단하고 설치도 용이한 중간보조동력장치부를 선택적으로 설치하여 줌으로 서, 폴리이미드필름이 늘어나지 않고 원상태로 유지시키면서 원활하게 이송시킬 수 있고, 이송되는 필름이 중간보조동력롤러을 통과할 때에 슬립되지 않도록 하여 제품의 품질을 향상시킬 수 있는 것이다.

Claims (9)

  1. 롤 형상으로 감아져 있는 폴리이미드필름(A)을 공급하는 권출장치부(2), 공급되는 폴리이미드필름(A)을 탈지 및 수세시키는 탈지수세공정부(3), 에칭시키는 에칭공정부(4)의 제1에칭공정부(4-1)와 제2에칭공정부(4-2), 중화시키는 중화공정부(5), 커플링시키는 커플링공정부(6), 촉매를 부가시키는 촉매부여공정부(7), 하부도금을 단면 또는 양면에 실시하는 하부도금공정부(8), 전도성 금속을 단면 또는 양면에 도금시키는 도금공정부(9), 전도성 금속이 도금된 전도성금속도금폴리이미드필름(A-1)을 건조시키는 건조공정부(10), 건조된 전도성금속도금폴리이미드필름(A-1)을 권취롤에 감아주는 권취장치부(11)로 형성되고, 상기 각 공정부를 형성하는 장치틀(20)에는 복수 개씩의 상측이송롤러와 하측이송롤러(23)를 반복적으로 설치한 것에 있어서;
    상기 탈지수세공정부(3), 에칭공정부(4)의 , 중화공정부(5), 커플링공정부(6), 촉매부여공정부(7), 하부도금공정부(8), 도금공정부(9)은, 각 장치틀(20)의 상부 와 내부에는 인입측에 스퀴징장치(110)가 구비된 상측이송롤러장치(100)와 하측이송롤러(23)를 반복적으로 설치한 것과;
    각 공정부의 사이에는 폴리이미드필름(A)의 장력을 조절하면서 슬립도지 않도록 원활하게 이송시키는 중간보조동력장치부(200)를 선택적으로 설치한 것;이 포함되는 것을 특징으로 하는 유-무기 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 지지틀(30)의 사이에 설치되는 상측이송롤러장치(100)는;
    지지틀(30)의 사이에서 상측부에는 중앙이송통전롤러(101)를 굴대 설치하고, 그 양측에 인입이송통전롤러(102)와 배출이송통전롤러(103)를 각각 굴대 설치한 것과;
    중앙이송통전롤러(101)의 하단과 인입이송통전롤러(102) 및 배출이송통전롤러(103)의 각 상단이 중첩되도록 설치하여, 폴리이미드필름(A)이 인입이송통전롤러(102)의 상면에서 중앙이송통전롤러(101)의 밑면을 거쳐 배출이송통전롤러(103)의 상면을 통과하도록 한 것;을 특징으로 하는 유-무기 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템.
  3. 청구항 1에 있어서, 인입이송통전롤러(102)의 인입 측에 설치되는 스퀴징장치(110)는;
    각 장치틀(20)의 상부 양측에는 장치대(111)를 나란하게 대향되게 고정시킨 것과;
    각 장치대(111)의 일단에는 각 레버(112)의 상단을 축(113)으로 굴대 설치하고, 이격된 레버(112)의 하단 사이에는 스퀴징롤러(114)의 양측 중앙을 굴대 설치한 것과;
    레버(112)와 장치대(111)의 타단과의 사이에는 코일스프링(115)을 축(116)(117)으로 설치하여 스퀴징롤러(114)의 표면이 인입이송통전롤러(102)와 접 촉되도록 하여 폴리이미드필름(A)이 스퀴징롤러(114)와 인입이송통전롤러(102)의 사이를 통과하도록 한 것;을 특징으로 하는 유-무기 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템.
  4. 청구항 1에 있어서, 각 공정부의 사이에 선택적으로 설치되는 중간보조동력장치부(200)는;
    장치틀(201)의 내부에는 롤러통(204)의 외주에 가로요홈(205)이 일정한 간격으로 형성된 중간보조동력롤러(203)를 지지대(202)에 의해 굴대 설치한 것과;
    장치틀(201)의 상부 일측에는 모터(210)를 모터지지대(206)에 의해 설치한 것과;
    모터(210)와 중간보조동력롤러(203)의 각 회전축에는 기동풀리(211)와 연동풀리(212)를 각각 설치하여 타이밍벨트(213)로 연결한 것과;
    중간보조동력롤러(203)의 인입측에는 장력조절롤러(225)를 장력조절장치(220)에 의해 전후로 탄발되도록 설치한 것과;
    장치틀(201)과 장력조절롤러장치(220)와의 사이에는 센싱장치(230)를 구비하여 장력조절롤러(225)에 가해지는 폴리이미드필름(A)의 장력에 따라 모터(210)의 작동을 컨트롤하여 중간보조동력롤러(203)의 회전속도가 제어되도록 한 것;을 특징으로 하는 유-무기 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템.
  5. 청구항 1에 있어서, 탈지수세공정부(3), 에칭공정부(4)의 제1에칭공정부(4- 1)와 제2에칭공정부(4-2), 중화공정부(5), 커플링공정부(6), 촉매부여공정부(7), 하부도금공정부(8), 도금공정부(9), 건조공정부(10)는;
    각 공정부를 형성하는 각 장치틀(20)의 상부 양측에는 I형 지지틀(30)을 나란하게 더 설치한 것과;
    이들 I형 지지틀(30)의 사이 및 상측에는 상측부의 이송롤러와 상측이송롤러장치(100) 및 중간보조동력장치부(200)를 설치한 것;을 특징으로 하는 유-무기 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템.
  6. 청구항 3에 있어서, 스퀴징장치(110)에 설치되는 스퀴징롤러(114)는;
    고무 또는 발포수지로 성형한 것;을 특징으로 하는 유-무기 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템.
  7. 청구항 4에 있어서, 중간보조동력롤러(203)의 인입 측에 설치되어 장력조절롤러(225)를 탄발시키는 장력조절장치(220)는;
    장치틀(201)의 전면 양측에 한 쌍의 고정편(221)을 이격 고정한 것과;
    이들 각 고정편(221)의 내측에는 가이드수단에 의해 가이드되는 지지편(223)을 설치하고, 이들의 사이에는 외주에 가로요홈이 일정한 간격으로 형성된 장력조절롤러(225)를 굴대 설치한 것과;
    각 고정편(221)과 지지편(223)과의 사이에는 코일스프링(224)을 각각 설치하여 장력조절롤러(225)의 외측으로 통과하는 폴리이미드필름(A)의 장력에 의해 장력 조절롤러(225)가 전후진 되도록 한 것;을 특징으로 하는 유-무기 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템.
  8. 청구항 4에 있어서, 장치틀(201)과 장력조절롤러장치(220)와의 사이에 설치되어 모터(210)의 작동을 컨트롤하여 중간보조동력롤러(203)의 회전속도를 제어하는 센싱장치(230)는;
    장력조절로러장치(220)를 형성하는 일측의 지지편(223)에 도그(232)를 장착한 것과;
    도그(232)가 대향되는 장치틀(201)에는 센서부착판(231)을 고정시켜 복수의 센서1(S1)ㆍ센서2(S2)ㆍ센서3(S3)를 일정한 간격으로 설치한 것과;
    장력조절롤러(225)에 가해지는 폴리이미드필름(A)의 장력에 의해 작동레버(222)와 함께 도구(232)가 전후진 되면서 센서1(S1)ㆍ센서2(S2)ㆍ센서3(S3)에 센싱됨에 따라 모터(210)의 회전속도를 컨트롤하도록 한 것;을 특징으로 하는 유-무기 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템.
  9. 청구항 5에 있어서, 각 장치틀(20)의 상부 양측에 설치되는 각 I형 지지틀(30)을 일체형 또는 일체로 형성한 것;을 특징으로 하는 유-무선 하이브리드 전도성 초극박 필름 제조시스템.
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