KR20090092656A - 인쇄회로기판용 코팅 조성물 - Google Patents
인쇄회로기판용 코팅 조성물Info
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Abstract
본 발명은 인쇄회로기판용 코팅 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는, i) 수용성 폴리머 0.01 내지 10 중량부, ii) 실란 화합물 0.05 내지 15 중량부, iii) 열 개시제 0.001 내지 1 중량부, iv) 아세트산염, 글리콜산염, 젖산염, 글루콘산염, 구연산염 및 숙신산염으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 염 0.01 내지 10 중량부, v) 알코올 0.01 내지 10 중량부, 및 vi) 물 40 내지 95 중량부를 포함하는 인쇄회로기판용 코팅 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 본 발명에 따른 인쇄회로기판용 코팅 조성물은 종래의 알카리 흑화처리 공정 또는 산성 에칭 공정에 비해 짧은 시간에 단축된 공정으로 실온에서 처리가능하면서, 동시에 고밀착력과 저조도 형성으로, 불규칙한 에칭에 의해 임피던스값이 불안정해지는 것을 해결할 수 있다.
Description
본 발명은 인쇄회로기판용 코팅 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 짧은 시간에 단축된 공정으로 처리가능하면서, 동시에 고밀착력과 저조도 형성으로 신뢰성있는 코팅막 형성이 가능한 인쇄회로기판용 코팅 조성물에 관한 것이다.
최근 전자 부품의 소형화 및 고밀도화 추세에 따라, 인쇄회로기판 또한 고밀도화되고, 이에 따른, 인쇄회로기판의 미세 회로 표면처리를 위한 많은 공정들이 개발되어 왔다. 인쇄회로기판의 제조과정 중에서, 알카리 흑화처리(Black Oxide) 공정의 경우 가성소다 또는 가성 알카리(NaOH, KOH)의 강알카리 분위기 하에서 아염소산소다와 같은 산화제를 사용하여 높은 온도(70~90℃)에서 구리로 이루어진 내층회로를 흑색으로 산화시키는 방법이 사용되어 왔다.
상기 종래의 흑화처리 공정에 의해 생성된 흑화막은 구리(Cu)가 산화되어 생성된 제 2 산화구리(CuO)층으로 내산성이 극히 취약하여 흑화 및 적층 공정 후 계속되는 산성욕, 즉 무전해동도금 공정의 소프트 에칭(Soft-etching, H2SO4/H2O2), 산성 구리도금욕(CuSO4/H2SO4) 및 그 전처리 공정을 거치면서 드릴링된 홀(Hole) 주위의 흑화막이 산에 침식되어 발생하는 핑크링(Pinkring)이라는 불량 문제가 야기되어왔다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 종래에는 CuO(Cupric Oxide)층을 내산성이 비교적 우수한 Cu2O(Cuprous Oxide)층으로 환원시키는 공정을 채택하고 있는데, 이 환원층은 CuO 층에 비하여 내산성은 우수하지만 근본적으로 소프트 에칭 공정 및 황산(H2SO4), 염산(HCl), 질산(HNO3) 등의 무기산에 용해되는 문제점은 해결하지 못하였으며, 더욱이 높은 온도에서 Cu2O(Cuprous Oxide)층이 CuO(Cupric Oxide)층으로 재산화되는 문제점을 또 다시 발생하였다.
또한, 환원공정에서 사용하는 환원제는 DMAB(Dimethyl Amine Borane), MPB(Morpholine Borane), HCHO(Formalin), NaBH4(Sodium Borohydride), KBH4(Potassium Borohydride) 등이 있으나, 주로 사용되고 있는 DMAB와 MPB는 매우 고가의 약품으로 흑화처리 공정비용의 대부분을 차지하고 있는 실정이며, 흑화처리의 공정단계가 탈지, 소프트에칭, 예비침적, 흑화, 환원의 5 단계로, 공정단계가 길고 폐수 발생량이 많으며 공정 비용이 고가라는 단점들을 가지고 있다.
산성 에칭 공정의 경우는 상기 알카리 흑화 공정을 대체하기 위한 공정으로 표면을 앵커 모양으로 에칭을 하여, 최근 몇 년 동안 급속히 채택되어온 공정으로 공정단계가 간소화 되었고, 생성된 표면 조도도 우수한 밀착력을 보이고 있으나, 이 산성 에칭 공정도 구리를 상당량 에칭하면서 진행되는 공정으로, 역시 폐수 발생량이 많고, 미세회로의 경우 회로를 침식하여 불량과 전기적 품질 저하를 유발시키는 단점이 있다.
이러한 미세회로의 침식에 대응하기 위해서, 수지와 접착되는 동박면에 더 낮은 거칠기가 요구되고 있지만, 낮은 거칠기와 접착력 간은 반비례 관계에 있으므로, 낮은 거칠기를 갖게 되면, 별도의 방법으로 접착력을 향상시켜야 된다.
따라서, 수지와 접착되는 동박면에 더 낮은 거칠기를 가지면서도, 접착력은 향상되고, 동시에 열적 안정성을 확보하는 조성물의 제공이 점차 요구되고 있다.
본 발명은 다층 인쇄회로기판 적층성형시 강한 밀착력을 나타내는 동시에 인쇄회로기판 제조과정에서 흑화처리공정 및 산성 에칭공정을 대체할 수 있는 인쇄회로기판용 코팅 조성물을 제공한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는,
i) 수용성 폴리머 0.01 내지 10중량부, ii) 실란 화합물 0.05 내지 15 중량부, iii) 열 개시제 0.001 내지 1 중량부, iv) 아세트산염, 글리콜산염, 젖산염, 글루콘산염, 구연산염 및 숙신산염으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 염 0.01 내지 10중량부, v) 알코올 0.01 내지 10중량부, 및 vi) 물 40 내지 95 중량부를 포함하는 인쇄회로기판용 코팅 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수용성 폴리머는 0.05 내지 5.0 중량부이고, 실란 화합물은 0.1 내지 5.0 중량부이며, 상기 열 개시제는 0.01 내지 1 중량부이고, 상기 아세트산염, 글리콜산염, 젖산염, 글루콘산염, 구연산염 및 숙신산염으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 염은 0.05 내지 1.0중량부이며, 상기 알코올은 0.05 내지 1.0 중량부일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수용성 폴리머는 에폭시 아크릴레이트 코폴리머, 에폭시 폴리아민, 폴리아크릴 아마이드, 폴리에틸렌 이민, 멜라민 포름알데히드, 알킬렌 글리콜 메타아크릴레이트 및 폴리비닐아세테이트로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 실란화합물은 말단기로 아미노, 메타아크릴레이트, 비닐, 클로로알킬, 에폭시, 하이드록시, 머캅토알킬, 이미다졸, 알킬 및 그 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 열개시제는 다이알킬이오디늄염 또는 다이알릴이오디늄염일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 알코올은 메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로필알코올 및 에틸렌글리콜로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 인쇄회로기판용 코팅 조성물은 톨루엔, 아세톤, 헥산, 에탄올, 에틸렌글리콜 및 아세트산으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 본 발명에 따른 인쇄회로기판용 코팅 조성물은 종래의 알카리 흑화처리 공정 또는 산성 에칭 공정에 비해 짧은 시간에 단축된 공정으로 실온에서 처리가능하면서, 동시에 고밀착력과 저조도 형성으로, 불규칙한 에칭에 의해 임피던스값이 불안정해지는 것을 해결할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 인쇄회로기판용 코팅 조성물에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 종래의 알카리 흑화처리 공정 및 산성 에칭 공정을 대체하는 공정으로 간단하게 처리가능한 코팅 조성물에 관한 것으로, 다층 인쇄회로기판의 적층 성형시 강한 밀착력을 나타내고, 특히 다층인쇄회로기판의 드라이 필름 라미네이트시 강한 밀착력을 나타내는 코팅 조성물에 관한 것이다. 수용성 폴리머와 실란 화합물을 주성분으로 하는 종래의 처리방법으로 인쇄회로기판을 처리하는 경우, 별도의 공정단계와 설비를 마련하여 처리해야만하므로 고가의 비용 및 시간이 필요하나, 본 발명에 의한 코팅 조성물로 인쇄회로기판 처리시에는, 회로 구현 방법 중 에칭 공법에서는 드라이 필름 (Dry Film) 박리 후 공정, 또는 어디티브(Additive) 공법에서는 플래시 에칭 후 공정에서 연속적으로 적절한 전처리와 함께 적용할 수 있어, 비용 및 시간을 획기적으로 절감하면서 신뢰성 있는 코팅막을 얻을 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물이 구리 회로에 적용되는 과정은, 실란 화합물 그 자체로 구리와 결합하거나, 수용성 폴리머가 실란 화합물과 일차 결합한 후 구리와 결합하기도 하며, 일부는 완벽히 물에 수용화되어 구리와 전기음성도 차이에 의한 결합을 유도한다. 이 때, 유기산염은 구리 표면의 산화방지 및 PH 안정에 기여하며 알코올 성분은 수용액 중 실란 화합물의 가수분해를 조절하여 액의 수명을 늘리고 습윤성을 증대시켜 처리효율을 높여주는 이차적인 작용을 하게 된다.
열 개시제는 코팅(coating)처리 완료 후 적층시 열과 압력을 가해주는 조건하에서 고분자화 반응을 시작할 수 있도록 주위의 비활성 물질(inactive)을 활성상태로 전환시켜 주는 작용을 하여 B-stage의 에폭시 수지와 가온가압의 성형 조건에서 동종상(homogeneous phase)을 이루어 경화되도록 작용을 한다.
좀 더 자세하게, 본 발명은, i) 수용성 폴리머 0.01 내지 10중량부, ii) 실란 화합물 0.05 내지 15 중량부, iii) 열 개시제 0.001 내지 1 중량부, iv) 아세트산염, 글리콜산염, 젖산염, 글루콘산염, 구연산염 및 숙신산염으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 염 0.01 내지 10중량부, v) 알코올 0.01 내지 10중량부, 및 vi) 물 40 내지 95 중량부를 포함하는 인쇄회로기판용 코팅 조성물에 관한 것으로, 상기 수용성 폴리머는 0.01 내지 10.0 중량부, 바람직하게는, 0.05 내지 5.0 중량부일 수 있다. 상기 폴리머의 양이 0.01 중량부 미만인 경우에는, 에폭시 수지에 대한 접착력이 약화되며, 10.0 중량부 이상인 경우 투명한 용액을 얻기 어렵고, 에폭시 수지에 대한 접착력이 저하되기 시작하는데, 이는 과량의 폴리머가 실란 화합물의 반응성을 저하시키기 때문이다.
본 발명에 있어서, 상기 수용성 폴리머는 에폭시 아크릴레이트 코폴리머, 에폭시 폴리아민, 폴리아크릴 아마이드, 폴리에틸렌 이민, 멜라민 포름알데히드, 알킬렌 글리콜 메타아크릴레이트, 폴리비닐 아세테이트 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 실란 화합물은 단독 또는 혼합물의 형태로 사용가능하고, 코팅 조성물의 전체 총 중량 100중량부에 대하여 0.05 내지 15 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 5.0 중량부일 수 있다. 0.05 중량부 미만일 경우, 코팅층의 결합력이 약해져 수세수에 의해 제거될 수 있으며, 15.0 중량부 초과일 경우, 경제적인 장점이 반감된다.
본 발명에 있어서, 실란 화합물은 그 말단기로 아미노, 메타아크릴레이트, 비닐, 클로로알킬, 에폭시, 하이드록시, 머캅토알킬, 일반적인 알킬, 변형된 이미다졸 및 그 유도체를 포함할 수 있고, 실란 화합물 단독 또는 혼합물의 형태일 수 있다.
상기 실란 화합물은 하기 화학식 1의 구조를 가지는 화합물일 수 있다.
[화학식 1]
본 발명에 있어서, 상기 열 개시제는 코팅 조성물 전체 100중량부에 대하여, 0.001 내지 1.0 중량부, 바람직하게는 0.01 내지 1.0중량부 일 수 있다. 0.001 중량부 미만일 경우, 고분자화 반응이 미비하며, 1 중량부 초과일 경우, 지나친 고분자화 반응에 기인하여 접착강도를 저하시킬 수 있다. 상기 열 개시제로는 다이알킬이오디늄염, 다이알릴이오디늄염 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 아세트산염, 글리콜산염, 젖산염, 글루콘산염, 구연산염 및 숙신산염으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 염은 코팅 조성물 전체 100중량부에 대하여 0.01 내지 5 중량부, 바람직하게는, 0.05 내지 1.0 중량부일 수 있다. 0.01 중량부 미만일 경우, PH 안정 및 산화 방지 효과가 미미하며, 1.0 중량부 초과일 경우, 접착강도를 저하시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 염은 COOH기의 H가 Na 또는 K로 치환된 유기산염으로, 일 예로써, 아세트산염, 글리콜릭산염, 라틱산염, 글루코닉산염, 구연산염, 썩시닉산염 또는 이들의 화합물 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 알코올은 코팅 조성물 100중량부에 대하여 0.01 내지 5.0 중량부, 바람직하게는, 0.05 내지 1.0 중량부일 수 있다. 0.01 중량부 미만인 경우, 코팅 조성물의 안정성이 저하될 수 있으며, 5.0 중량부 초과할 경우, 실란 화합물의 반응성을 저하시킬 수 있다. 상기 알코올은, 일 예로써, 메틸 알코올, 에틸 알코올, 이소프로필 알코올, 에틸렌 글리콜 또는 이들의 화합물 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 물을 코팅 조성물 100중량부에 대하여 40 내지 95 중량부 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 인쇄회로기판용 코팅 조성물은 톨루엔, 아세톤, 헥산, 에탄올, 에틸렌글리콜 및 아세트산으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는, 물과 혼합하여 포함될 수 있으며, 톨루엔, 아세톤, 헥산, 에탄올, 에틸렌글리콜 및 아세트산으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상이 물에 1 내지 10중량%의 비율로 혼합가능하다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 예시하기로 하되, 본 발명의 보호범위가 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 실시예 1 내지 5의 조성물들을 표 1-1, 2-1, 3-1, 4-1 및 5-1에 나타난 조성으로 혼합한 다음, 0.1m/sec로 교반하여 제조하였다.
실시예 1
[표 1-1]
| 성 분 | 조 성 |
| 정제수아크릴 아마이드(분자량 50만)비닐 트리메톡시 실란소디움 아세테이트이소프로필 알콜 | 925 g 20 g15 g30 g10 g |
실시예 2
[표 2-1]
| 성 분 | 조 성 |
| 정제수 에폭시 아크릴레이트아미노 프로필 트리에톡시 실란소디움 시트레이트이소프로필 알코올 | 935 g20 g15 g20 g10 g |
실시예 3
[표3-1]
| 성 분 | 조 성 |
| 정제수 에폭시 폴리 아민클로로프로필 트리메톡시 실란소디움 썩시네이트이소프로필 알코올 | 935 g20 g15 g20 g10 g |
실시예 4
[표 4-1]
| 성 분 | 조 성 |
| 정제수 아크릴 아마이드아미노프로필 트리에톡시 실란다이알릴이오디늄소디움 락테이트이소프로필 알코올 | 935 g20 g15 g0.1g20 g10 g |
실시예 5
[표 5-1]
| 성 분 | 조 성 |
| 정제수 에폭시 아크릴레이트에폭시사이클로헥실 에틸드리메톡시실란다이알킬이오디늄소디움 락테이트이소프로필 알코올 | 935 g20 g20 g0.1g20 g5 g |
실험예
산 탈지한 1oz의 동박 시편을 각각의 실시예 1 내지 5들의 코팅 조성물에서 40℃에서 1분간 침적 처리한 다음, 수세 건조하였다. 상기 처리한 동박시편은 절연재 수지에 100℃내지 150℃에서 최대 60분까지 열처리하여 적층하였다. 또한, 상기와 같이 동박 라미네이트된 시편에 코팅처리한 다음, 외관에 대하여는 육안 관찰 하였으며, 적층 후 동박에 대하여 동박을 1cm × 1cm 넓이로 자른 시편을 준비하여, 접착강도 시험기의 게이지에 물려 고정한 후 일정한 속도로 동박을 잡아당겨 접착강도를 측정하였다. 조도측정은 나노 뷰 측정장치 시스템 (Nano view measurement system, NVM)을 적용하여 측정하였다. 비교예 1은 본 발명에 따른 조성물을 처리하지 않은 동박 시편이다.
[표 2]
| 항목 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | 비교예 1 |
| 외관 | 무색 투명 | 무색 투명 | 무색 투명 | 무색 투명 | 무색 투명 | 무색 투명 |
| 접착강도 (kgf/cm) | 0.5 | 0.85 | 0.75 | 0.95 | 1.0 | 0.2 |
| 조도 (㎛) | 0.3 | 0.28 | 0.28 | 0.29 | 0.29 | 0.29 |
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 코팅 조성물은 비교예 1에 비해 조도에 변화가 없으면서도 접착강도가 우수한 것으로 나타났다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (7)
- i) 수용성 폴리머 0.01 내지 10 중량부, ii) 실란 화합물 0.05 내지 15 중량부, iii) 열 개시제 0.001 내지 1 중량부, iv) 아세트산염, 글리콜산염, 젖산염, 글루콘산염, 구연산염 및 숙신산염으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 염 0.01 내지 10 중량부, v) 알코올 0.01 내지 10 중량부, 및 vi) 물 40 내지 95 중량부를 포함하는 인쇄회로기판용 코팅 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 수용성 폴리머는 0.05 내지 5.0 중량부이고, 실란 화합물은 0.1 내지 5.0 중량부이며, 상기 열 개시제는 0.01 내지 1 중량부이고, 상기 아세트산염, 글리콜산염, 젖산염, 글루콘산염, 구연산염 및 숙신산염으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 염은 0.05 내지 1.0 중량부이며, 상기 알코올은 0.05 내지 1.0 중량부인 인쇄회로기판용 코팅 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 수용성 폴리머는 에폭시 아크릴레이트 코폴리머, 에폭시 폴리아민, 폴리아크릴 아마이드, 폴리에틸렌 이민, 멜라민 포름알데히드, 알킬렌 글리콜 메타아크릴레이트 및 폴리비닐아세테이트로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상인 인쇄회로기판용 코팅 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 실란화합물은 말단기로 아미노, 메타아크릴레이트, 비닐, 클로로알킬, 에폭시, 하이드록시, 머캅토알킬, 이미다졸, 알킬 및 그 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 인쇄회로기판용 코팅 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 열개시제는 다이알킬이오디늄염 또는 다이알릴이오디늄염인 인쇄회로기판용 코팅 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 알코올은 메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로필알코올 및 에틸렌글리콜로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 인쇄회로기판용 코팅 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 인쇄회로기판용 코팅 조성물은 톨루엔, 아세톤, 헥산, 에탄올, 에틸렌글리콜 및 아세트산으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 인쇄회로 기판용 코팅 조성물.
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