KR20080076373A - 연성 동박 적층판의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 후처리 공정을 포함하는 연성 동박 적층판 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 연성 동박 적층판의 제조 방법은, 일면에 금속 시드층이 형성된 고분자 필름을 준비하는 단계; 상기 고분자 필름을 전해 도금조에 침지시켜 상기 금속 시드층 상에 금속 전도층을 도금하는 단계; 및 상기 고분자 필름의 금속 시드층 상에 형성된 상기 금속 전도층을 연마하는 후처리 단계;를 포함한다. 이와 같이 본 발명에 따라 후처리 공정을 행하면 연성 동박 적층판의 금속 전도층은 불균일한 요철이 제거되고 균일한 미세 요철이 형성되어 밀착력이 향상된다.

연성 동박 적층판, 연마, 후처리, 폴리머 필름, 요철

Description

연성 동박 적층판의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING FLEXIBLE COPPER CLAD LAYER}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 동박 적층판의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 공정 순서도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 연성 동박 적층판의 단면도이다.

도 3은 도 1의 후처리 공정을 상세히 설명하는 공정 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11 : 금속 전도층 12 : 폴리머 필름

13 : 보강재층

본 발명은 연성 동박 적층판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 후처리 공정을 포함하는 연성 동박 적층판 제조 방법에 관한 것이다.

인쇄 회로 기판(PCB; Printed Circuit Board)은 각종 부품을 접속할 전기 배선을 회로 설계에 따라 배선 도형으로 표현한 것으로 각종 부품을 연결하거나 지지해 주는 역할을 한다. 특히, 노트북 컴퓨터, 휴대폰, PDA, 소형 비디오 카메라 및 전자수첩 등의 전자기기의 발달에 따라 인쇄 회로 기판의 수요가 증대되었다. 나아가 상기의 전자기기들은 휴대성이 강조되면서 점점 소형화 및 경량화되어 가는 추세이다. 따라서 인쇄 회로 기판은 더욱 집적화, 소형화, 경량화되고 있다.

상기 인쇄 회로 기판은 그 물리적 특성에 따라 리지드(rigid) 인쇄 회로 기판, 연성(flexible) 인쇄 회로 기판, 이 두 가지가 결합된 리지드-플렉서블 인쇄 회로 기판 및 리지드-플렉서블 인쇄 회로 기판과 유사한 멀티-플렉서블 인쇄 회로 기판으로 나뉜다. 특히, 연성 인쇄 회로 기판의 원자재인 연성 동박 적층판은 휴대폰ㆍ디지털캠코더ㆍ노트북ㆍLCD모니터 등 디지털 가전제품에 사용되는 것으로 굴곡성이 크고 경박단소화에 유리한 특성 때문에 최근 수요가 급속히 증가하고 있다.

연성 동박 적층판은 폴리머 필름층과 금속 전도층을 적층한 것으로 가요성을 갖는 것이 특징이다. 특히, 유연성이나 굴곡성이 요구되는 전자기기 또는 전자기기의 소재 부분에 이용되며, 전자기기의 소형화, 경량화에 공헌하고 있다.

이와 같은 기술과 관련된 종래의 연성 기판용 동박 적층판은 크게 동박에 폴리이미드계 수지를 도포하는 방식과 폴리머 필름 위에 구리를 증착하는 방식으로 나뉜다. 특히 구리 증착 방식은 매우 얇은 두께의 구리막 형성이 가능하다.

증착 방식의 연성 기판은 폴리머 필름 위에 니켈과 같은 금속을 스퍼터링 방식으로 증착하여 1차 계면을 형성한 뒤 그 위에 시드 금속층을 스퍼터링하고, 시드 금속층이 형성된 필름을 구리 전해 도금조를 통해 연속적으로 통과시키면서 구리를 전해 도금하여 제조한다.

그런데 스퍼터링된 폴리머 필름 위에 구리를 도금하는 공정에서 국부적으로 표면의 요철 등이 형성되어 도금 완료된 연성 동박 적층판의 수율이 저하되는 문제점이 있다. 또한 도금 완료된 연성 동박 적층판을 이용한 COF 필름 제조시 상술한 바와 같이 폴리머 필름 위에 도금된 구리막의 표면에 국부적으로 요철이 형성되어 감광성 레지스트 등의 밀착력 저하가 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 폴리머 필름 위에 금속을 도금하는 과정에서 발생하는 국부적인 표면 요철을 제거하여 균일한 조도를 갖도록 하여 감광성 레지스트 등의 밀착력을 개선시키기 위한 연성 동박 적층판 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연성 동박 적층판의 제조 방법은, (a) 일면에 금속 시드층이 형성된 고분자 필름을 준비하는 단계; (b) 상기 고분자 필름을 전해 도금조에 침지시켜 상기 금속 시드층 상에 금속 전도층을 도금하는 단계; 및 (c) 상기 고분자 필름의 금속 시드층 상에 형성된 상기 금속 전도층을 연마하는 단계;를 포함한다.

바람직하게, 상기 (c) 단계는, 금속 산화물 파우더를 이용하여 분사 방식으 로 상기 금속 전도층을 연마하는 물리적 연마 단계; 및 상기 물리적 연마된 상기 금속 전도층을 연마 약품을 이용하여 액 침적 또는 분사 방식을 이용하여 연마하는 화학적 연마 단계;를 포함한다.

바람직하게, 상기 물리적 연마 단계에서의 연마 두께는 0.05 내지 1.0㎛이다.

바람직하게, 상기 화학적 연마 단계에서의 연마 두께는 0.1 내지 2.0㎛이다.

한편, 본 발명에 따른 연성 동박 적층판의 제조 방법은, 상기 (b) 단계 이후에,상기 고분자 필름의 타면에 보강재층을 라미네이팅하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

또는, 본 발명에 따른 연성 동박 적층판의 제조 방법은, 상기 (b) 단계 이전에, 상기 고분자 필름의 타면에 보강재층을 라미네이팅하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 보강재층은 PET(폴리에틸렌)을 압착하여 형성한다.

바람직하게, 상기 보강재층의 두께는 25 내지 50㎛이다.

또한, 본 발명에 따른 연성 동박 적층판의 제조 방법은, 상기 연마된 상기 고분자 필름을 소정의 폭으로 자르는 슬라이딩 단계;를 더 포함할 수 있다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명 이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 동박 적층판의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 공정 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 연성 동박 적층판의 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 연성 동박 적층판의 제조 방법을 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 먼저 진공 상태에서 활성화 이온을 통해 표면 처리하여 연성 동박 적층판의 제조에 필요한 고분자 필름(12)을 준비한다(S101).

보다 구체적으로, 고분자 필름(12)을 진공이 유지되는 챔버 안에 반입하고 아르곤, 산소, 질소 등의 가스나 그 혼합가스를 주입한 플라즈마로 건식 전처리하여 고분자 필름(12)의 표면을 개질한다. 이어서, 챔버 내에 진공도를 유지하고 아르곤 등의 불활성 가스 분위기에서 금속 타겟(니켈-크롬합금 원소의 금속 타겟)을 이용하여 스퍼터링(sputtering)을 포함한 다양한 진공성막법으로 고분자 필름(12)상에 이종 금속층(미도시)을 형성한다. 이어서, 이종 금속층 상부에 구리 또는 구리 합금으로 이루어진 금속 시드층(미도시)을 형성한다. 금속 시드층은 챔버내 진공도를 유지하고 아르곤 등의 불활성 가스 분위기에서 구리 또는 구리합금 타겟으로 하는 스퍼터링 공정을 진행함으로써 이종 금속층 상에 금속 시드층을 형성한다.

바람직하게, 고분자 필름(12)은 연성 동박 적층판(10)에 적합하도록 굴곡성 을 갖는 폴리이미드 필름을 사용한다. 폴리이미드 필름은 높은 내열성과 굴곡성 및 우수한 기계적 강도를 가지며, 금속과 비슷한 열팽창계수를 가지므로 연성 필름의 재료로 많이 이용된다. 또한, 바람직하게, 이종 금속층의 재료로는 다른 물질과 결합력 및 반응성이 좋은 금속으로 예를 들어, 크롬, 니켈, 또는 크롬 니켈의 합금을 이용한다.

다음으로, 상기와 같이 스퍼터링 공정(S101)에서 금속 시드층이 전면에 형성된 고분자 필름(12)의 상기 금속 시드층 상부에 도금 공정을 통해 금속 전도층(11)을 형성한다(S103). 금속 전도층(11)은 도금액을 사용하는 전해 도금 방식을 이용하여 형성한다. 보다 상세하게, 고분자 필름(12)을 도금액에 침지시켜 전기 화학적 반응에 의해 금속 전도층(11)이 금속 시드층 상에 전착될 수 있도록 한다. 바람직하게, 상기 금속 전도층(11)은 구리 또는 구리 합금층이다.

이어서, 금속 전도층(11)이 전착된 고분자 필름(12)의 배면에 보강재층(13)을 라미네이팅한다(S105). 바람직하게, 보강재층(13)은 고분자 필름(12)의 배면과 보강재층(13)을 구성하는 필름의 일면을 대향시켜 압착롤러(미도시)를 통과시키면 라미네이팅이 가능하다. 바람직하게, 상기 보강재층은 PET(폴리에틸렌)필름을 고분자 필름(12)의 배면에 압착하여 형성한다. 또한, 바람직하게, 보강재층(13)의 두께는 25㎛ 내지 50㎛ 정도이다. 한편, 고분자 필름(12)의 두께에 따라 보강재층(13)의 두께도 달라진다. 예를 들어, 고분자 필름(12)의 두께가 두꺼워지면 이에 따라 보강재층(13)의 두께도 두꺼워지는 것이 바람직하다.

다음으로, 보강재층(13)의 라미네이션 후 고분자 필름(12)에 도금된 금속 전 도층(11)을 물리적 및/또는 화학적 연마하여 금속 전도층(11) 표면에 국지적으로 형성된 요철을 제거하는 후처리 공정을 진행한다(S107). 즉, 금속 전도층(11)의 표면이 균일한 미세 요철이 생성되도록 한다.

도 3은 상기 후처리 공정을 상세히 설명하는 공정 순서도로서, 도 3을 참조하여 상기 후처리 공정(S107)을 상세히 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 고분자 필름(12)에 도금된 금속 전도층(11)을 물리적 연마한다(S301). 즉, 금속 산화물 파우더(예로, Al₂O₃)를 이용하여 분사 방식으로 금속 전도층(11)의 표면을 연마한다. 바람직하게, 연마 두께는 0.05~1.0㎛이다.

이어서, 물리적 연마에 연속해서 상기 금속 전도층(11)을 화학적 연마한다(S303). 즉 황산 염 등의 포면 연마 약품을 이용하여 액 침적 또는 분사 방식을 이용하여 화학적으로 금속 전도층(11)의 표면을 연마한다. 바람직하게, 화학적 연마에서 연마 두께는 0.1~2.0㎛이다. 또한 화학적 연마 후 물리적 연마를 수행하게 되면 표면에 얼룩이 발생하는 문제가 있으므로, 물리적 연마를 수행한 후 화학적 연마를 수행하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기와 같은 물리적 및 화학적 연마 후 방청 및 건조 공정을 하여 후 처리 공정을 마무리한다(S305, S307). 이와 같이 후처리 공정이 완료되면 도 2에 도시된 바와 같이 금속 전도층(11)의 표면에는 국지적인 요철이 제거되고 균일한 미세 요철이 생성되어 일정한 조도를 갖게 된다.

다시 도 1을 참조하면, 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이 후처리 공정이 완료된 후, 슬리팅 공정을 통해 연성 동박 적층판(10)을 소정 크기의 폭으로 자른다(S109).

한편, 도 1을 참조한 실시예에서는 고분자 필름(12)에 대해 스퍼터링 공정(S101)을 행한 후 금속 전도층(11)을 형성하고 이어서 고분자 필름(12)의 배면에 보강재층(13)을 라미네이트한다. 그런데 스퍼터링 공정(S101)에서 고분자 필름(12)과 시드 금속층 사이의 열팽창계수 차이로 인하여 적층 필름 양단의 들뜸이 유발되고, 그 결과 필름 양단 부분이 구부러진 형태로 변형된 컬(curl)이 발생하여 다음 공정인 도금 단계에서 도금액 및 수세액의 흐름을 방해하는 와류가 발생할 수 있고, 그 와류로 인해 금속 전도층(11)의 품질이 저하될 수 있다. 따라서, 스퍼터링 공정(S101)으로 시드 금속층이 전면에 형성된 고분자 필름(12)을 전해 도금조에 투입하기 전에 먼저 상기 고분자 필름(12)의 배면에 보강재층(13)을 라미네이팅한다. 이렇게 먼저 고분자 필름(12)의 배면에 보강재층(13)을 라미네이팅할 경우 필름의 양단에 울음 또는 컬이 발생되는 것을 방지하여 금속 전도층(11)의 품질을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 따라 금속 전도층(11)의 표면에 국부적으로 형성된 돌기 또는 요철을 후처리 공정을 통해 제거하여 균일한 미세 요철이 생성되도록 함으로써, 이후 공정에서 연성 동박 적층판과 감광성 레지스트의 밀착력이 개선됨으로써 미세 회로 형성 능력을 향상시킬 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

상기와 같은 본 발명은, 연성 동박 적층판의 도금 표면에 형성된 국부적인 돌기 또는 요철을 제거함으로써, 제품 수율을 향상시킬 수 있고, 또한 연성 동박 적층판을 이용한 제품 생산에 있어 상기 연성 동박 적층판의 밀착력을 향상시킬 수 있다.

Claims (9)

1. 연성 동박 적층판의 제조 방법에 있어서,

   (a) 일면에 금속 시드층이 형성된 고분자 필름을 준비하는 단계;

   (b) 상기 고분자 필름을 전해 도금조에 침지시켜 상기 금속 시드층 상에 금속 전도층을 도금하는 단계; 및

   (c) 상기 고분자 필름의 금속 시드층 상에 형성된 상기 금속 전도층을 연마하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연성 동박 적층판의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 (c) 단계는,

   금속 산화물 파우더를 이용하여 분사 방식으로 상기 금속 전도층을 연마하는 물리적 연마 단계; 및

   상기 물리적 연마된 상기 금속 전도층을 연마 약품을 이용하여 액 침적 또는 분사 방식을 이용하여 연마하는 화학적 연마 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연성 동박 적층판의 제조 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 물리적 연마 단계에서의 연마 두께는 0.05 내지 1.0㎛인 것을 특징으로 하는 연성 동박 적층판의 제조 방법.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 화학적 연마 단계에서의 연마 두께는 0.1 내지 2.0㎛인 것을 특징으로 하는 연성 동박 적층판의 제조 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 (b) 단계 이후에,

   상기 고분자 필름의 타면에 보강재층을 라미네이팅하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연성 동박 적층판의 제조 방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 (b) 단계 이전에,

   상기 고분자 필름의 타면에 보강재층을 라미네이팅하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연성 동박 적층판의 제조 방법.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

   상기 보강재층은 PET(폴리에틸렌)인 것을 특징으로 하는 연성 동박 적층판의 제조 방법.
8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

   상기 보강재층의 두께는 25 내지 50㎛인 것을 특징으로 하는 연성 동박 적층판의 제조 방법.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 연마된 상기 고분자 필름을 소정의 폭으로 자르는 슬라이딩 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연성 동박 적층판의 제조 방법.

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