KR20100105383A - 적층체의 형성 방법 - Google Patents

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무쓰유키 가와구치
쓰요시 아마타니
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멕크 가부시키가이샤
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Abstract

[과제]
실란 커플링제 처리 공정을 연속적으로 행해도, 절연 수지 등으로 이루어지는 수지층과의 밀착성을 용이하게 유지할 수 있고, 제조 비용의 저감이 가능한 적층체의 형성 방법을 제공한다.
[해결 수단]
금속층 표면에 실란 커플링제 수용액을 도포하고, 얻어진 도포막을 건조시켜 실란 커플링제 피막을 형성하는 실란 커플링제 처리 공정과, 상기 실란 커플링제 피막 상에 수지층을 적층시키는 적층 공정을 연속적으로 행하는 적층체의 형성 방법에 있어서, 상기 실란 커플링제 처리 공정 시, 형성된 실란 커플링제 피막을 반사 흡수법에 의한 FT-IR에 의해 분석하고, Si-O의 피크 면적이 소정의 임계값 미만이 되었을 때, 상기 실란 커플링제 수용액 중 적어도 일부를 갱신함으로써, 상기 피크 면적을 소정 범위 내로 관리하면서 실란 커플링제 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 적층체의 형성 방법으로 한다.

Description

적층체의 형성 방법{METHOD FOR FORMING A LAMINATE}
본 발명은, 금속층 표면에 실란 커플링제 수용액을 도포하고, 얻어진 도포막을 건조시켜 실란 커플링제 피막을 형성하는 실란 커플링제 처리 공정과, 상기 실란 커플링제 피막 상에 수지층을 적층시키는 적층 공정을 연속적으로 행하는 적층체의 형성 방법에 관한 것이다.
종래부터 프린트 배선판의 제조에 있어서, 동(銅) 또는 동합금 등의 금속으로 이루어지는 도체 표면(금속 표면)과 솔더 레지스트나 프리플레그 등의 절연 수지와의 밀착성을 향상시키기 위하여, 금속 표면에 실란 커플링제 수용액 등을 도포한 후에, 얻어진 도포막을 건조시키는 공정이 일반적으로 행해지고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1∼5 등).
전술한 실란 커플링제 수용액은, 먼저 실란 커플링제를 물에 용해하여, 가수 분해시킴으로써 실라놀기(Si-OH)를 생성시킬 필요가 있다. 이 실라놀기가, 금속 표면에 존재하는 수산기와 반응·결합함으로써, 절연 수지와의 밀착 성능을 가지는 실란 커플링제 피막이 금속 표면 상에 형성된다.
종래의 실란 커플링제 처리 공정에서는, 실란 커플링제 수용액을 일정 시간(또는 일정량) 처리할 때마다 액교환을 행함으로써, 밀착 성능의 저하를 막고 있었다. 그러나, 종래는, 액교환의 시기를 경험칙으로 결정하고 있었기 때문에, 밀착 성능을 확보할 수 있음에도 불구하고 액교환이 행해질 가능성이 있었다. 그러므로, 경제적 뿐 아니라 작업 효율적 측면에서도 낭비가 많고, 제조 비용의 저감이 곤란했다.
한편, 상기 실란 커플링제 피막이 밀착성을 유지할 수 있는 상태인지 여부는, X선 광전자 분광법(XPS)에 따르는 표면 조성을 상세히 분석함으로써, 피막 표면에 존재하는 Si의 양을 측정함으로써 확인할 수 있다고 알려져 있다.
[특허문헌1]일본특허출원공개번호평5-304361호공보 [특허문헌2]일본특허출원공개번호평6-37452호공보 [특허문헌3]일본특허출원공개번호평7-115275호공보 [특허문헌4]일본특허출원공개번호평7-212039호공보 [특허문헌5]일본특허출원공개번호2007-35995호공보
그러나, 상기 XPS의 측정에서는, (1) 진공 조건에서 측정할 필요가 있으므로 시간이 걸리고, (2) 장치가 고가이고, (3) 장치 사용자의 트레이닝이 필요하다는 등의 문제점이 있으므로, 특히 기판 양산 시의 실란 커플링제 피막의 관리 방법으로서는 실시하기가 곤란했다.
본 발명은, 상기 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 실란 커플링제 처리 공정을 연속적으로 행해도, 절연 수지 등으로 이루어지는 수지층과의 밀착성을 용이하게 유지할 수 있을 뿐 아니라, 제조 비용의 저감이 가능한 적층체의 형성 방법을 제공한다.
본 발명의 제1 적층체의 형성 방법은, 금속층 표면에 실란 커플링제 수용액을 도포하고, 얻어진 도포막을 건조시켜 실란 커플링제 피막을 형성하는 실란 커플링제 처리 공정과, 상기 실란 커플링제 피막 상에 수지층을 적층시키는 적층 공정을 연속적으로 행하는 적층체의 형성 방법에 있어서,
상기 실란 커플링제 처리 공정 시, 형성된 실란 커플링제 피막을 반사 흡수법에 의한 FT-IR에 의해 분석하고, Si-O의 피크 면적이 소정의 임계값 미만이 되었을 때, 상기 실란 커플링제 수용액 중 적어도 일부를 갱신함으로써, 상기 피크 면적을 소정 범위 내로 관리하면서 실란 커플링제 처리를 행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2 적층체의 형성 방법은, 금속층 표면에 실란 커플링제 수용액을 도포하고, 얻어진 도포막을 건조시켜 실란 커플링제 피막을 형성하는 실란 커플링제 처리 공정과, 상기 실란 커플링제 피막 상에 수지층을 적층시키는 적층 공정을 연속적으로 행하는 적층체의 형성 방법에 있어서,
상기 실란 커플링제 처리 공정 시, 형성된 실란 커플링제 피막을 반사 흡수법에 의한 FT-IR에 의해 분석하고, Si-O의 피크 면적이 소정의 임계값 미만으로 되었을 때, 실란 커플링제 처리의 조건을 변경하여, 형성되는 실란 커플링제 피막 표면의 Si의 양을 증가시킴으로써, 상기 피크 면적을 소정 범위 내로 관리하면서 실란 커플링제 처리를 행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는, 반사 흡수법(RAS법)에 의한 FT-IR(퓨리에 변환형 적외 분광법)을 분석 수단으로서 사용함으로써, 실란 커플링제 피막 표면에 존재하는 Si의 양을 단시간에 직접 측정할 수 있으므로 수지층과 금속층의 밀착성이 저하되기 전에, 실란 커플링제 수용액 중 적어도 일부를 갱신하는 것(제1 형성 방법), 또는 실란 커플링제 피막 표면의 Si의 양을 증가시키는 것(제2 형성 방법)이 가능하다. 이로써, 실란 커플링제 처리 공정을 연속하여 행해도, 수지층과의 밀착성을 용이하게 유지할 수 있다. 또, 실란 커플링제 피막 상태를 신속하게 파악할 수 있으므로, 불필요한 액교환을 방지할 수 있다. 이로써, 제조 비용의 저감이 가능해진다.
도 1은 Si-0의 피크 면적의 측정 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
본 발명은, 금속층 표면에 실란 커플링제 수용액을 도포하고, 얻어진 도포막을 건조시켜 실란 커플링제 피막을 형성하는 실란 커플링제 처리 공정과, 상기 실란 커플링제 피막 상에 수지층을 적층시키는 적층 공정을 연속적으로 행하는 적층체의 형성 방법에 관한 것이다. 즉, 상기 실란 커플링제 처리 공정 및 상기 적층 공정을 반복하여 행하는 적층체의 형성 방법을 대상으로 한다.
본 발명에서 사용되는 실란 커플링제로서는, 커플링 효과를 나타내는 실란 커플링제이면 어떠한 실란 커플링제라도 사용가능하다. 특히 본 발명의 방법에 적절한 실란 커플링제로서는, 밀착성의 관점으로부터, 에폭시기, 아미노기, 아크릴옥시기, 메타크릴옥시기 및 비닐기로부터 선택되는 적어도 1개의 관능기를 가지는 실란 커플링제가 적합하다.
에폭시기를 가지는 실란 커플링제로서는, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 2-글리시독시에톡시트리메톡시실란, 2-글리시독시에틸트리에톡시실란 등을 들 수 있다.
아미노기를 가지는 실란 커플링제로서는, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡시실릴-N-(1,3-디메틸부틸리덴)프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(비닐벤질)-2-아미노에틸-3-아미노프로필트리메톡시실란 염산염 등을 들 수 있다.
아크릴옥시기를 가지는 실란 커플링제로서는, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있다.
메타크릴옥시기를 가지는 실란 커플링제로서는, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디에톡시실란 등을 들 수 있다.
비닐기를 가지는 실란 커플링제로서는, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리클로로실란 등을 들 수 있다.
그 외에, 3-우레이도프로필트리에톡시실란 등의 우레이도기를 가지는 실란 커플링제, 3-머캅토프로필트리메톡시실란 등의 머캅토기를 가지는 실란 커플링제, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등의 이소시아네이트기를 가지는 실란 커플링제 등도 사용할 수 있다.
이것들 중에서도, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 2-글리시독시에톡시트리메톡시실란, 2-글리시독시에틸트리에톡시실란 등의 에폭시기를 가지는 실란 커플링제가 바람직하다. 에폭시기는 열반응성이 높음과 동시에 광 반응성도 가지는 관능기이므로, 열경화형의 수지에 대해서 뿐 아니라 광경화형의 수지에 대해서도 높은 밀착성을 얻을 수 있다. 특히 솔더 레지스트에 사용되는 수지는, 광경화성과 열경화성의 성질을 모두 가진 관능기를 가지는 경우가 있으므로, 에폭시기를 가지는 실란 커플링제가 유효하다.
본 발명에서 사용되는 실란 커플링제 수용액은, 예를 들면, 상기 열거된 실란 커플링제를 이온교환수, 산성 용액 등에 혼합하여 조제할 수 있다. 이때의 수용액 중의 실란 커플링제의 농도는, 실란 커플링제의 종류에 따라 적당히 조정 가능하지만, 바람직한 농도 범위는 0.1∼15중량%, 보다 바람직하게는 0.3∼10중량%, 보다 바람직하게는 0.5∼5중량%이다. 농도가 0.1중량% 이상이면, 수지층과의 밀착성을 향상시키기 위해 필요한 양의 실란 커플링제를 금속층 표면에 부착시킬 수 있다. 또, 농도가 15중량% 이하이면, 용해성이 양호해질 뿐 아니라, 실라놀기의 축합 반응을 억제할 수 있으므로, 예를 들면, 실란 커플링제 수용액의 교환 횟수를 저감할 수 있다.
실란 커플링제는, 물에 혼합하여 교반시킴으로써, 가수분해 반응에 의해 실라놀기(Si-OH)가 생성된다. 이 때의 교반 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 자석식 교반기 등의 기계적 교반 수단을 사용하여 교반하는 방법 등을 예시할 수 있다. 실라놀기의 농도는, 실란 커플링제 수용액을 FT-IR로 분석하고, 그 때의 실라놀기의 Si-0 신축 진동 피크의 강도(흡광도)로부터 파악할 수 있다. 상기 피크 강도는 가수분해가 진행되면 서서히 증가하지만, 가수분해가 완결되면 일정해진다. 예를 들면, 이 가수분해가 완결된 시점으로부터, 실란 커플링제 수용액이 사용가능한 상태로 되었다고 판단할 수 있다. 보다 구체적으로는, 실란 커플링제 수용액을 FT-IR로 분석하고, 얻어진 스펙트럼으로부터 물 스펙트럼을 뺀 차이 스펙트럼에 있어서, 파수(波數) 900cm-1 부근에 있어서의 Si-0 신축 진동 피크의 강도를 측정함으로써, 실란 커플링제 수용액 중의 실라놀기의 농도를 파악할 수 있다.
본 발명의 실란 커플링제 처리 공정에서는, 예를 들면, 온도 10∼40℃ 정도의 실란 커플링제 수용액을 금속층 표면에 도포(침지법, 스프레이법 등에 의한 도포)한 후, 얻어진 도포막을 25∼100℃ 정도의 분위기 온도에서 약 5∼300초 동안 건조시켜, 실란 커플링제 피막을 형성한다. 그 후, 필요에 따라 미반응의 실란 커플링제를 제거하기 위해 수세정(水洗淨) 등의 세정 공정을 행한 후, 추가로 건조 공정을 행해도 된다.
실란 커플링제 처리 공정을 연속적으로 행하는 경우, 형성되는 실란 커플링제 피막의 두께(피막 표면의 Si의 양)는 처리 시간의 경과와 함께 감소한다. 피막 표면의 Si의 양이 감소하는 원인은, 실란 커플링제 수용액 중에서, 생성된 실라놀기 상호간의 축합이 진행되어, 밀착성에 직접 관여하는 실라놀기의 절대량이 감소되기 때문이다. 그래서, 본 발명의 제1 형성 방법에서는, 상기 실란 커플링제 처리 공정에 있어서, 형성된 실란 커플링제 피막을 반사 흡수법에 의한 FT-IR에 의해 분석하고, Si-0의 피크 면적이 소정의 임계값 미만이 되었을 때, 실란 커플링제 수용액 중 적어도 일부를 갱신함으로써, 상기 피크 면적을 소정 범위 내로 관리하면서 실란 커플링제 처리를 행한다. 즉, FT-IR에 의해 Si-O의 피크 면적을 측정함으로써, 실란 커플링제 피막 표면에 존재하는 Si의 양을 단시간에 파악할 수 있다. 이로써, 수지층과 금속층과의 밀착성이 저하되기 전에, 실란 커플링제 수용액 중 적어도 일부를 갱신할 수 있으므로, 실란 커플링제 처리 공정을 연속하여 행해도, 수지층과의 밀착성을 용이하게 유지할 수 있다. 그리고, 상기 "실란 커플링제 수용액 중 적어도 일부의 갱신"이란, 실란 커플링제 수용액의 전량을 새로운 수용액으로 교환하는 경우와, 실란 커플링제 수용액의 일부를 제거하고, 제거된 부분만큼 새로운 수용액을 보충하는 경우가 포함된다.
또, 본 발명의 제2 형성 방법에서는, 상기 실란 커플링제 처리 공정에 있어서, 형성된 실란 커플링제 피막을 반사 흡수법에 의한 FT-IR에 의해 분석하고, Si-O의 피크 면적이 소정의 임계값 미만이 되었을 때, 실란 커플링제 처리의 조건을 변경하여, 형성되는 실란 커플링제 피막 표면의 Si의 양을 증가시킴으로써, 상기 피크 면적을 소정 범위 내로 관리하면서 실란 커플링제 처리를 행한다. 본 발명의 제2 형성 방법에 의해서도, 상기 제1 형성 방법과 마찬가지로, 실란 커플링제 피막 표면에 존재하는 Si의 양을 단시간에 파악할 수 있다. 이로써, 수지층과 금속층과의 밀착성이 저하되기 전에, 실란 커플링제 처리의 조건을 변경하여, 실란 커플링제 피막 표면에 존재하는 Si의 양을 증가시킬 수 있으므로, 실란 커플링제 처리 공정을 연속하여 수행해도, 수지층과의 밀착성을 용이하게 유지할 수 있다.
상기 제2 형성 방법에 있어서, 실란 커플링제 피막 표면에 존재하는 Si의 양을 증가시키는 구체적인 방법으로서는, 예를 들면, 금속층 표면에 도포하여 형성된, 실란 커플링제 수용액으로 이루어지는 도포막의 건조 온도를 높이는 방법이나, 상기 도포막의 건조 시간을 연장하는 방법 등을 예시할 수 있다. 구체적인 조건의 예는, 실시예에서 설명한다.
본 발명의 제1 및 제2 형성 방법에 있어서, Si-O의 피크 면적은, 구체적으로는, 형성된 실란 커플링제 피막을 반사 흡수법에 의한 FT-IR에 의해 분석하고, 얻어진 스펙트럼에 있어서, 파수 111Ocm-1 부근의 Si-O의 피크 면적을 측정하여 얻어진다.
상기 "Si-0의 피크 면적"의 측정 방법에 대하여, 다시 도 1을 참조하면서 설명한다. 도 1은, 파수를 가로축으로 하고, 흡광도를 세로축으로 하는 IR 스펙트럼을 나타내는 그래프이다. 먼저, 파수 1180cm-1의 측정점 A와 파수 1070cm-1의 측정점 B를 연결하는 직선을 그어, 이것을 베이스 라인 BL로 한다. 그리고, 이 베이스 라인 BL과 IR 스펙트럼 곡선 CL로 에워싸인 영역의 면적 S를 측정함으로써, 상기 Si-O의 피크 면적을 얻을 수 있다.
수지층과의 밀착성이 양호한 실란 커플링제 피막의 상기 피크 면적은, 사용하는 실란 커플링제에 따라 상이하지만, 예를 들면, 0.020 이상이다. 그리고, 금속층과 수지층과의 밀착 강도는, 수지의 종류나, 실란 커플링제 수용액의 도포 조건, 또는 금속층 표면의 형상이나 사전 처리 등에 따라 변화한다.
그리고, 본 발명의 제1 및 제2 형성 방법에 있어서, 상기 "소정의 임계값" 및 "소정 범위"에 대하여는, 사용하는 실란 커플링제나 요구되는 밀착 강도(필 강도) 등에 의해 적절하게 설정하면 된다. 예를 들면, 실란 커플링제 수용액을 조제할 때, 실란 커플링제를 물에 혼합하여 120분간 교반 한 후, 즉시 실란 커플링제 피막을 형성하고, 얻어진 피막에 대하여 상기 측정 방법에 의해 측정한 상기 Si-0의 피크 면적을 "소정의 임계값"으로 하고, 이 "소정의 임계값"의 10∼100%(바람직하게는 35∼100%) 이내를 "소정 범위"로 함으로써, 수지층과의 밀착성을 양호하게 유지할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 Si-0의 피크 면적의 측정 빈도는, 사용하는 실란 커플링제나 요구되는 밀착 강도 등에 의해 적절하게 설정하면 된다. 예를 들면, 일정 시간(1일, 1주일 등)마다 상기 Si-0의 피크 면적을 측정함으로써, 상기 피크 면적을 소정 범위 내에 용이하게 관리할 수 있다.
그리고, 수지층과의 밀착성이 양호한 실란 커플링제 피막의 Si-0의 피크 면적은, 전술한 바와 같이 실란 커플링제에 따라 상이하다. 예를 들면, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란의 경우에는, Si-0의 피크 면적이 O.05 이상이면, 하기 실시예의 조건에 있어서 0.50N/mm 이상의 필 강도를 확보할 수 있다. 또, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란의 경우, Si-O의 피크 면적이 0.02 이상이면, 하기 실시예의 조건에 있어서 0.50N/mm 이상의 필 강도를 확보할 수 있다. 또, 3-아미노프로필트리메톡시실란의 경우, Si-O의 피크 면적이 0.07 이상이면, 하기 실시예의 조건에 있어서 0.50N/mm 이상의 필 강도를 확보할 수 있다.
본 발명에 있어서, 실란 커플링제 피막이 형성되는 베이스의 금속은, 동, 니켈, 아연, 주석, 알루미늄, 티탄이나 이들 합금 등 어떠한 금속일 수도 있지만, 특히 도체로서 많이 사용되는 동 또는 동합금(이하, 단지 "동"으로 기술하는 경우가 있음)이 바람직하다. 금속층 표면은, 밀착성의 관점으로부터, 마이크로 에칭제 등의 화학 연마나 버핑 등의 기계 연마에 의해 어느 정도 조면화(租面化)되어 있어도 된다. 또는 밀착성을 더욱 향상시키기 위하여, 금속층 표면에 동-주석 합금층 등의 접착성 금속층이 형성되어 있어도 된다. 동 표면에 동-주석 합금층을 형성하는 경우에는, 동 표면에 침지 주석 도금액을 접촉시킴으로써 치환 주석 피막을 형성하고, 주석이 베이스의 동에 확산됨으로써 얇은 동-주석 합금층을 동 표면에 형성할 수 있다.
본 발명에 있어서, 금속층 표면에 실란 커플링제 피막을 통하여 적층되는 수지로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 건조 필름 레지스트, 액상 레지스트, 에칭 레지스트, 도금 레지스트, 전착 레지스트, 프리플레그, 솔더 레지스트, 접착제, 빌드업(build-up) 프린트 배선판의 층간 절연 수지, 반도체 밀봉용 수지 등의 용도로 사용되는 수지를 예시할 수 있으며, 예를 들면 하기와 같은 수지를 들 수 있다.
예를 들면, 아크릴로니트릴/스티렌 공중합 수지(AS 수지), 아크릴로니트릴/부타디엔/스티렌 공중합 수지(ABS 수지), 플루오르 수지, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리염화비닐리덴, 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리설폰, 폴리프로필렌, 액정 폴리머 등의 열가소성 수지나, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리이미드, 폴리우레탄, 비스말레이미드·트리아진 수지, 변성 폴리페닐렌 에테르, 시아네이트 에스테르 등의 열경화성 수지나, 아크릴 수지 등의 광경화성 수지를 들 수 있다. 이들 수지는 관능기에 의해 변성되어 있을 수도 있고, 유리 섬유, 아라미드 섬유, 그 외의 섬유 등으로 강화되어 있을 수도 있다.
본 발명에서는, 상기 실란 커플링제 처리 공정 후, 얻어진 실란 커플링제 피막 상에 수지층을 적층시키는 적층 공정을 행한다. 이때의 적층 방법은, 특별히 한정되지 않고, 적층시키는 수지 재료에 따라 적절하게 선택하면 되지만, 예를 들면, 적층 프레스, 라미네이트, 도포 등의 방법을 채용할 수 있다.
[실시예]
다음으로, 본 발명의 실시예에 대하여 비교예와 병행하여 설명한다. 그리고, 본 발명은 하기의 실시예에 한정하여 해석되는 것은 아니다.
(실시예 1)
(실란 커플링제 수용액의 조제)
2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란(실란 커플링제)을 이온교환수에 용해시켜, 실시예 1에서 사용하는 실란 커플링제 수용액(농도: 1.0중량%)을 얻었다.
(실란 커플링제 피막의 형성)
시험 기판으로서 10Omm×10Omm로 절단한 전해 동박(三井金屬鑛業社제, 제품명 3EC-III, 두께 35㎛)을 준비하고, 이것을 10중량% 황산에 30초간 침지하여 동박 표면을 청정화하여, 수세, 건조를 행하였다. 이어서, 이 시험 기판을 멕크사제 치환 주석 도금액(T-9900)으로 침지요동(浸漬搖動) 처리하고(30℃, 30초간), 그 후 수세하여, 동박 표면에 주석 도금 처리층을 형성하였다. 그 후, 즉시 묽은 질산 수용액 중 침지요동 처리하고(35℃, 10초간), 주석 도금 처리층의 표층 부분을 제거한 후, 수세하여, 동박 표면에 동-주석 합금층을 형성하였다. 다음으로, 동-주석 합금층이 형성된 시험 기판을, 표 1에 나타낸 상태의 상기 실란 커플링제 수용액(1리터) 중에서 침지요동 처리하고(35℃, 30초간), 예비 건조(60℃, 20초간)한 후, 수세(25℃, 50초간)하고, 마지막으로 건조(90℃, 20초간)하여, 실란 커플링제 피막을 형성하였다. 그리고, 표 1에 있어서, "연속 사용"이란, 실란 커플링제를 물에 혼합하여 120분간 교반한 후의 실란 커플링제 수용액(1리터)을 새로운 액으로서 사용하여, 상기와 마찬가지의 동-주석 합금층이 형성된 시험 기판(100매)을 1일당 8시간에 걸쳐 침지요동 처리(각각 35℃, 30초간의 처리)를 계속하는 것을 말한다. 이 "연속 사용"에서는, 1일당 합계 1㎡의 시험 기판을 처리하게 된다. 또, 표 1에 있어서, "전체 교환"이란, 실란 커플링제 수용액의 전액(全液)을, 상기 새로운 액, 즉 실란 커플링제를 물에 혼합하여 120분간 교반한 후의 실란 커플링제 수용액(1리터)으로 교환하는 것을 말한다.
<평가>
표 1에 나타내는 각 상태의 실란 커플링제 수용액을 사용하여 얻어진 실란 커플링제 피막에 대하여, Si-O의 피크 면적을 FT-IR 분석 장치(서모피셔 사이언티픽 가부시키가이샤 제품, 제품명 NICOLET 380)를 사용하여 측정하였다. 측정은, 반사 흡수법(RAS법)에 의해, 검출기: DLaTGS/KBr, 악세서리: RAS, 분해능: 8cm-1, 적산 횟수: 128회, 입사각: 75°의 조건에서 행하였다. 또, 얻어진 실란 커플링제 피막 표면의 Si의 양을 XPS에 의해 측정하였다. 측정 장치로서는, 日本電子株式會社 제품 X선 광전자 분광 분석 장치(제품명: JPS-9010MC)를 사용하였다. 측정 조건은, Mg선 소스/에너지 스텝 0.1eV/패스 에너지 50eV/적산 시간 200ms로 하고, Si 2p3/2 피크의 강도를 측정하였다. 또한, 시험 기판인 전해 동박의 광택면측에 형성된 실란 커플링제 피막 상에 솔더 레지스트(日立化成工業株式會社 제품, 제품명 SR-7200G)를 도포하고, 건조시킨 후, 초가속 수명 시험(HAST)의 조건(130℃, 습도 85%)에서 25시간 경과한 후의 솔더 레지스트막의 박리 강도(필 강도)를, JIS C6481에 의해 측정하였다. 그리고, 필 강도가 0.50N/mm 이상이면 밀착성의 확보가 가능한 것으로 판단하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 2)
조제 직후 및 교반 30∼90분 후의 평가를 행하지 않은 것과, 연속 사용 4주 후에 전체 교환을 행하지 않고, 도포막의 예비 건조 조건을 "80℃, 40초간"으로 변경하고, 이 예비 건조 조건에서 이후의 연속 사용을 행한 것 이외에는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 3)
조제 직후 및 교반 30∼90분 후의 평가를 행하지 않은 것과, 연속 사용 4주 후에 전체 교환을 행하지 않고, 도포막의 예비 건조 조건을 "80℃, 20초간"으로 변경하고, 이 예비 건조 조건으로 이후의 연속 사용을 행한 것 이외에는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 4)
조제 직후 및 교반 30∼90분 후의 평가를 행하지 않은 것과, 연속 사용 4주 후에 전체 교환을 행하지 않고, 도포막의 예비 건조 조건을 "60℃, 40초간"으로 변경하고, 이 예비 건조 조건으로 이후의 연속 사용을 수행한 것 이외에는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 5∼9 및 비교예 1)
실시예 5∼9 및 비교예 1로서, 실란 커플링제 수용액을 표 2 및 표 3에 나타내는 수용액으로 변경하고, 표 2 및 표 3에 나타내는 각 상태에 있어서 평가한 것과, XPS에 의한 평가를 행하지 않은 것 이외에는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 평가를 행하였다. 결과를 표 2 및 표 3에 나타낸다. 그리고, 실시예 6에 대하여는, 실란 커플링제를 물에 용해하여 180분간 교반한 후의 실란 커플링제 수용액(1리터)을 새로운 액으로서 사용하여 연속 사용을 행하였다. 또, 표 2에 있어서, "반교환"이란, 실란 커플링제 수용액의 반을 제거하고, 제거한 것만큼 새로운 액, 즉 실란 커플링제를 물에 혼합하여 120분간 교반한 후의 실란 커플링제 수용액을 보충하는 것을 말한다.
실란커플링제 수용액 실란 커플링제
수용액의 상태
Si-O
피크면적
Si량(XPS
피크강도)
필 강도
(N/mm)





실시예
1




2-(3,4-
에폭시시클
로헥실)에틸
트리메톡시
실란의
1.0중량%
수용액

제조 직후 0.015 7000 0.20
교반 30분 후 0.052 21000 0.53
교반 60분 후 0.116 30000 0.59
교반 90분 후 0.144 37000 0.65
교반 120분 후 0.144 37000 0.65
연속사용 2주일 후 0.110 29000 0.61
연속사용 4주일 후 0.055 22000 0.52
연속사용 4주일 후에 전체 교환한
직후*1
0.140 37000 0.67
상기 *1로부터 다시 연속사용
(2주일)한 직후*2
0.122 31000 0.62
상기 *2로부터 다시 연속사용
(2주일)한 직후*2
0.053 22000 0.53



실시예
2


2-(3,4-
에폭시시클
로헥실)에틸
트리메톡시
실란의
1.0중량%
수용액
교반 120분 후 0.144 37000 0.65
연속사용 2주일 후 0.110 29000 0.61
연속사용 4주일 후 0.055 22000 0.52
연속사용 4주일 후에 예비건조
조건을 변경한 직후*3
0.085 26000 0.59
상기 *3으로부터 다시 연속사용
(2주일)한 직후*4
0.065 24000 0.55
상기 *4로부터 다시 연속사용
(2주일)한 직후
0.053 22000 0.53



실시예
3


2-(3,4-
에폭시시클
로헥실)에틸
트리메톡시
실란의
1.0중량%
수용액
교반 120분 후 0.144 37000 0.65
연속사용 2주일 후 0.110 29000 0.61
연속사용 4주일 후 0.055 22000 0.52
연속사용 4주일 후에 예비건조
조건을 변경한 직후*5
0.082 25000 0.58
상기 *5로부터 다시 연속사용
(2주일)한 직후*6
0.063 23000 0.55
상기 *6으로부터 다시 연속사용
(2주일)한 직후
0.051 21000 0.53



실시예
4


2-(3,4-
에폭시시클
로헥실)에틸
트리메톡시
실란의
1.0중량%
수용액
교반 120분 후 0.144 37000 0.65
연속사용 2주일 후 0.110 29000 0.61
연속사용 4주일 후 0.055 22000 0.52
연속사용 4주일 후에 예비건조
조건을 변경한 직후*7
0.081 25000 0.58
상기 *7로부터 다시 연속사용
(2주일)한 직후*8
0.060 22000 0.53
상기 *8로부터 다시 연속사용
(2주일)한 직후*6
0.050 20000 0.50
실란커플링제 수용액 실란 커플링제
수용액의 상태
Si-O
피크면적
필 강도
(N/mm)





실시예
5





2-(3,4-
에폭시시클
로헥실)에틸
트리메톡시
실란의
0.5중량%
수용액


제조 직후 0.007 0.10
교반 30분 후 0.059 0.55
교반 60분 후 0.102 0.59
교반 90분 후 0.102 0.60
교반 120분 후 0.102 0.59
연속사용 2주일 후 0.054 0.52
연속사용 2주일 후에 전체 교환한직후*9 0.104 0.60
상기 *9로부터 다시 연속사용
(2주일)한 직후*10
0.054 0.52
상기 *10의 액을 전체 교환한 직후*11 0.102 0.62
상기 *11로부터 다시 연속사용
(2주일)한 직후*12
0.056 0.53
상기 *12의 액을 전체 교환한 직후*13 0.103 0.60
상기 *13으로부터 다시 연속사용
(2주일)한 직후
0.050 0.51





실시예
6




2-(3,4-
에폭시시클
로헥실)에틸
트리메톡시
실란의
3.0중량%
수용액
제조 직후 0.033 0.42
교반 30분 후 0.111 0.62
교반 60분 후 0.167 0.64
교반 90분 후 0.244 0.65
교반 120분 후 0.288 0.65
교반 150분 후 0.288 0.64
교반 180분 후 0.288 0.65
연속사용 2주일 후 0.142 0.61
연속사용 4주일 후 0.055 0.55
연속사용 4주일 후에 전체 교환한 직후*14 0.290 0.65
상기 *14로부터 다시 연속사용
(2주일)한 직후*15
0.151 0.62
상기 *15로부터 다시 연속사용
(2주일)한 직후
0.056 0.57



실시예
7


2-(3,4-
에폭시시클
로헥실)에틸
트리메톡시
실란의
1.0중량%
수용액
교반 120분 후 0.144 0.65
연속사용 2주일 후 0.110 0.61
연속사용 4주일 후 0.055 0.52
연속사용 4주일 후에 반교환한 직후*16 0.104 0.60
상기 *16으로부터 다시 연속사용
(2주일)한 직후*17
0.056 052
상기 *17의 액을 반교환한 직후*18 0.106 0.62
상기 *18로부터 다시 연속사용
(2주일)한 직후
0.053 0.53
실란
커플링제
수용액
실란 커플링제
수용액의 상태
Si-O
피크
면적

강도
(N/mm)







실시예
8






2-(3,4-
에폭시
시클로
헥실)
에틸트리
메톡시
실란의
1.0중량%
수용액

제조 직후 0.012 0.20
교반 30분 후 0.021 0.53
교반 60분 후 0.085 0.65
교반 90분 후 0.138 0.72
교반 120분 후 0.138 0.72
연속사용 1주일 후 0.022 0.55
연속사용 1주일 후에 전체 교환한 직후*19 0.140 0.73
상기 *19로부터 다시 연속사용(1주일)한 직후*20 0.021 0.52
상기 *20의 액을 전체 교환한 직후*21 0.137 0.71
상기 *21로부터 다시 연속사용(1주일)한 직후*22 0.022 0.55
상기 *22의 액을 전체 교환한 직후*23 0.139 0.73
상기 *23으로부터 다시 연속사용(1주일)한직후*24 0.021 0.53
상기 *24의 액을 전체 교환한 직후*25 0.139 0.73
상기 *25로부터 다시 연속사용(1주일)한 직후*26 0.022 0.56
상기 *26의 액을 전체 교환한 직후*27 0.137 0.70
상기 *27로부터 다시 연속사용(1주일)한 직후*28 0.020 0.52
상기 *28의 액을 전체 교환한 직후*29 0.138 0.71
상기 *29로부터 다시 연속사용(1주일)한 직후*30 0.021 0.53
상기 *30의 액을 전체 교환한 직후*31 0.140 0.73
상기 *31로부터 다시 연속사용(1주일)한 직후 0.023 0.55



실시예
9

2-(3,4-
에폭시
시클로
헥실)
에틸트리
메톡시
실란의
1.0중량%
수용액
제조 직후 0.017 0.10
교반 30분 후 0.049 0.21
교반 60분 후 0.112 0.55
교반 90분 후 0.150 0.59
교반 120분 후 0.150 0.59
연속사용2주일 후 0.102 0.57
연속사용 4주일 후 0.072 0.52
연속사용 4주일 후에 전체 교환한 직후*32 0.148 0.60
상기 *32로부터 다시 연속사용(2주일)한 직후*33 0.100 0.56
상기 *33으로부터 다시 연속사용(2주일)한 직후 0.071 0.52



비교예
1

2-(3,4-
에폭시
시클로
헥실)
에틸트리
메톡시
실란의
1.0중량%
수용액
교반 120분 후 0.144 0.64
연속사용 2주일 후
0.115 0.62
연속사용 4주일 후
0.053 0.54
연속사용 6주일 후
0.019 0.22
연속사용 8주일 후
0.008 0.11
표 1∼표 3에 나타낸 바와 같이, 실시예 1∼9에서는, 0.50N/mm 이상의 필 강도를 얻을 수 있는 실란 커플링제 피막을 계속 형성할 수 있었다. 한편, 비교예 1에서는, Si-O의 피크 면적이 저하됨에 따라 필 강도도 계속 저하되고, 6주 연속 사용으로 필 강도가 0.50N/mm보다 낮았다.
A: 1180cm-1의 측정점, B: 파수 1070cm-1의 측정점, BL: 베이스 라인,
CL: IR 스펙트럼 곡선

Claims (4)

  1. 금속층 표면에 실란 커플링제 수용액을 도포하고, 얻어진 도포막을 건조시켜 실란 커플링제 피막을 형성하는 실란 커플링제 처리 공정과, 상기 실란 커플링제 피막 상에 수지층을 적층시키는 적층 공정을 연속적으로 행하는 적층체의 형성 방법에 있어서,
    상기 실란 커플링제 처리 공정 시, 형성된 실란 커플링제 피막을 반사 흡수법에 의한 FT-IR에 의해 분석하고, Si-O의 피크 면적이 소정의 임계값 미만이 되었을 때, 상기 실란 커플링제 수용액 중 적어도 일부를 갱신함으로써, 상기 피크 면적을 소정 범위 내로 관리하면서 실란 커플링제 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 적층체의 형성 방법.
  2. 금속층 표면에 실란 커플링제 수용액을 도포하고, 얻어진 도포막을 건조시켜 실란 커플링제 피막을 형성하는 실란 커플링제 처리 공정과, 상기 실란 커플링제 피막 상에 수지층을 적층시키는 적층 공정을 연속적으로 행하는 적층체의 형성 방법에 있어서,
    상기 실란 커플링제 처리 공정 시, 형성된 실란 커플링제 피막을 반사 흡수법에 의한 FT-IR에 의해 분석하고, Si-O의 피크 면적이 소정의 임계값 미만으로 되었을 때, 실란 커플링제 처리의 조건을 변경하여, 형성되는 실란 커플링제 피막 표면의 Si의 양을 증가시킴으로써, 상기 피크 면적을 소정 범위 내로 관리하면서 실란 커플링제 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 적층체의 형성 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 도포막의 건조 온도를 높임으로써, 실란 커플링제 피막 표면의 Si의 양을 증가시키는, 적층체의 형성 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 도포막의 건조 시간을 길게 함으로써, 실란 커플링제 피막 표면의 Si의 양을 증가시키는, 적층체의 형성 방법.
KR1020100020011A 2009-03-19 2010-03-05 적층체의 형성 방법 KR101497590B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

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