KR20100109841A - 폴리이미드 쉴드를 갖는 집적 회로 구조 - Google Patents
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Abstract
집적 회로 구조는 회로 기판과 상기 회로 기판을 덮는 폴리이미드 쉴드를 포함한다. 상기 폴리이미드 쉴드는 폴리이미드로부터 만들어지는 기초 필름층과, 고분자 내에 분산된 착색제를 함유하며 상기 기초 필름층 위에 놓인 유색 필름층을 포함한다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2009년 4월 1일자로 출원된 대만 출원 제098110872호에 기초한 우선권 주장 출원이다.
1. 본 발명의 배경
본 발명은 집적 회로 구조, 더 구체적으로 폴리이미드 쉴드를 갖는 집적 회로 구조에 관한 것이다.
2. 관련 기술의 설명
도 1에 도시된 바와 같이, 통상의 쉴드 2는 회로계 1이 산화되는 것을 방지하기 위하여 회로판의 회로계 1을 덮는다. 상기 쉴드 2는 회로계 1에 부착되는 접착 필름층 21과, 상기 접착 필름층 21을 통하여 회로계 1에 고정되는 쉴딩 필름층 22를 포함한다. 폴리이미드는 절연성, 내열성, 내약품성이 양호하기 때문에, 쉴딩 필름층 22는 일반적으로 폴리이미드로 만들어지고, 그에 따라 투명한 황색을 띤다. 복잡한 회로계 1로부터 발생하는 부정적 시각 효과와 회로계 1에 대한 기술 누출을 방지하기 위하여, 쉴딩 필름층 22는 유색, 특히 흑색 및 백색을 갖도록 개발되어 왔다.
도 2에 도시된 바와 같이, 또 다른 일반적인 쉴드 2'의 쉴딩 필름층 22'는 착색되어 있고, 복잡한 회로계 1'를 쉴드할 수 있다. 유색의 쉴딩 필름층 22'의 제조 방법을 다음에 기재한다. 쉴딩 필름층 22'가 원하는 색상을 갖도록 소정의 착색제 22'1을 선택한다. 예컨대, 백색 착색제 (예: 산화티타늄) 또는 흑색 착색제 (예: 카본 블랙)가 사용될 수 있다. 이어서, 상기 착색제 22'1 및 적절한 고분자 22'2 (예: 통상 사용되는 폴리이미드)를 함께 혼합함으로써, 원하는 색상을 가지며, 회로계 1'를 쉴드할 수 있는 쉴딩 필름층 22'를 형성한다. US 제5031017호 및 US 제5078936호에는 관련 기술이 기재되어 있다.
그러나, 착색제 22'1과 고분자 22'2를 혼합함으로써 고분자로부터 쉽게 만들어지는 통상의 쉴딩 필름층 22에 비하여 상기 쉴딩 필름층 22'의 특성 (예컨대, 기계적 성질, 전기적 성질 등)은 저하된다. 예를 들면, US 제5078936호에는 폴리이미드와 카본 블랙을 혼합하여 흑색 폴리이미드 물질을 형성하고, 폴리이미드 물질 중에서 카본 블랙의 함량이 증가하는 경우, 상기 폴리이미드 물질의 체적 저항률이 감소한다고 기재되어 있다. 그 결과, 체적 저항률은 충분히 유지되는 반면, 기타의 물성이 문제된다. 쉴딩 필름층 22' 중의 착색제 22'1의 함량이 감소하여 쉴드 2'가 시장에서의 요건에 부합되는 물성을 갖는 경우, 상기 쉴드 2'는 회로계 1을 효과적으로 쉴드할 수 없게 된다. 따라서, 쉴드 2'의 물성과 함께 쉴딩능을 유지하는 것이 문제된다. 더욱이, 비효율적인 쉴드 2'의 고가의 생산비는 쉴드 2'를 사용한 물질의 고가의 생산비를 야기한다.
발명의 개요
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 선행 기술의 단점을 극복할 수 있는 폴리이미드 쉴드를 갖는 집적 회로 구조를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 집적 회로 구조는 회로 기판과 상기 회로 기판을 덮는 폴리이미드 쉴드를 포함한다. 상기 폴리이미드 쉴드는 폴리이미드로부터 만들어지는 기초 필름층과, 고분자 내에 분산된 착색제를 함유하며 상기 기초 필름층 위에 놓인 유색 필름층을 포함한다.
본 발명의 그 밖의 특징 및 장점은 첨부된 도면과 본 발명의 양호한 실시 상태에 대한 다음의 상세한 설명을 통하여 명확히 드러난다.
도 1은 회로계를 덮는 통상의 쉴드의 단편적인 부분 단면도이고,
도 2는 회로계를 덮는 또 다른 통상의 쉴드의 단편적인 개략적 부분 단면도이며,
도 3은 본 발명에 따른 집적 회로 구조의 양호한 제1 실시 상태를 예시적으로 설명하는 단편적인 개략적 부분 단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 집적 회로 구조의 양호한 제2 실시 상태를 예시적으로 설명하는 단편적인 개략적 부분 단면도이다.
도 1은 회로계를 덮는 통상의 쉴드의 단편적인 부분 단면도이고,
도 2는 회로계를 덮는 또 다른 통상의 쉴드의 단편적인 개략적 부분 단면도이며,
도 3은 본 발명에 따른 집적 회로 구조의 양호한 제1 실시 상태를 예시적으로 설명하는 단편적인 개략적 부분 단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 집적 회로 구조의 양호한 제2 실시 상태를 예시적으로 설명하는 단편적인 개략적 부분 단면도이다.
첨부된 실시 상태의 상세한 설명
본 발명을 더 상세하게 기재하기에 앞서, 본 명세서 전반에 걸쳐 유사한 요소에 대하여는 동일한 참조 부호를 사용하여 나타내었음을 밝혀두며, 도 3 및 4는 편의상 실제 축척대로 도시한 것이 아님을 유의하여야 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 집적 회로 구조 6의 양호한 제1 실시 상태는 회로 기판 61과 상기 회로 기판을 덮는 폴리이미드 쉴드 3을 포함한다. 상기 폴리이미드 쉴드 3은 폴리이미드로부터 만들어지는 기초 필름층 311과, 고분자 내에 분산된 착색제를 함유하며 상기 기초 필름층 311 위에 놓인 유색 필름층 312를 포함한다. 회로 기판 61을 형성하는 데는 동박이 가장 빈번하게 사용된다.
좋기로는, 유색 필름층 312는 광투과율이 1% 미만이다. 고분자는 폴리이미드, 방향족 폴리이미드, 방향족 폴리(아미드-이미드), 방향족 폴리(1,3,4-옥사디아졸), 방향족 폴리히드라지드 및 방향족 폴리에테르이미드로 이루어진 군에서 선택된다. 기초 필름층 311의 재료와 유색 필름층 312의 재료의 특징 차이를 줄이기 위하여 유색 필름층 312 중의 고분자로서 폴리이미드를 사용한다.
상기 고분자 대 착색제의 비율은 유색 필름층 312에 휘도 또는 탁도 효과가 제공되도록 조정할 수 있다. 착색제의 양을 더 적게 이용할수록, 폴리이미드 쉴드 3의 쉴딩능은 더 저하되고, 유색 필름층 312는 더 밝아진다. 반대로, 착색제의 양을 더 많이 이용할수록, 유색 필름층 312는 더 탁해진다. 좋기로는, 고분자 대 착색제의 중량비는 1 내지 10의 범위이다. 더 좋기로는, 상기 고분자 대 착색제의 중량비는 1.5 내지 8의 범위이다.
본 발명에서 사용되는 착색제는 유색 필름층 312에 소정의 색상과 쉴딩 효과를 제공할 수 있는 것이다. 상기 착색제는 400℃에서 안정하여야 한다. 좋기로는, 상기 착색제는 카본 블랙 (흑색용), 산화티타늄 (백색용), 질화붕소 (백색용), 질화알루미늄 (백색용) 및 이들의 조합물로 이루어진 군에서 선택된다. 다양한 화합물들을 혼합하여 착색제를 형성할 경우, 상기 유색 필름층 312의 색상은 다양한 화합물들의 혼합색이다. 예를 들면, 산화티타늄과 카본 블랙을 혼합하여 착색제를 형성할 경우, 유색 필름층 312의 색상은 회색이다. 좋기로는, 상기 유색 필름층 312는 전기제품 제조사의 요건에 부합되도록 흑색 또는 백색이다. 유색 필름층 312의 두께가 두꺼울수록, 폴리이미드 쉴드 3은 더 양호한 쉴딩능을 갖는다. 그러나, 유색 필름층 312의 두께가 더 두꺼울수록, 상기 유색 필름층 312와 기초 필름층 311 사이의 결합은 더 약해지게 될 것이다. 좋기로는, 유색 필름층 312의 두께는 1 ㎛ 내지 3 ㎛의 범위이다. 더 좋기로는, 유색 필름층 312의 두께는 2 ㎛ 내지 2.5 ㎛의 범위이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 집적 회로 구조 7의 양호한 제2 실시 상태는 상기 집적 회로 구조 7이 기초 필름층 311과 회로 기판 71 사이에 형성된 접착 필름층 41을 더 포함하는 것을 제외하고는 양호한 제1 실시 상태와 유사하다.
집적 회로 구조 6, 7의 폴리이미드 쉴드 3, 4의 제조 방법은 다음과 같다. 우선, 폴리이미드로부터 기초 필름층 311을 형성시킨다. 상기 기초 필름층 311 위에 액상 조성물을 도포하고, 경화 공정에 의하여 고화시킴으로써, 유색 필름층 312를 형성한다. 상기 액상 조성물은 고분자와 이 고분자 내에 분산된 착색제를 함유한다.
기초 필름층 311을 형성하기 위한 폴리이미드는 시중에서 구입가능하다. 액상 조성물 중의 고분자가 고체 형태인 경우, 상기 액상 조성물은 고분자를 용해시키기 위하여 용매를 더 포함할 수 있다. 좋기로는, 액상 조성물 중의 고분자는 폴리이미드 및 폴리아믹산 (polyamic acid)으로 구성된 군에서 선택된다. 폴리아믹산은 폴리이미드의 전구체로서, 상기 액상 조성물의 경화 공정을 통하여 고리화되어 폴리이미드를 형성할 수 있다.
실시예
재료
1. P-페닐렌디아민 [아크로스 (ACROS), 제품 번호 130575000]
2. 4,4'-옥시디아닐린 (아크로스, 제품 번호 1043350000)
3. N-메틸-2-피롤리돈 [머크 (MERCK), 제품 번호 TN3001]
4. 프로멜리트산 이무수물 (아크로스, 제품 번호 105325000)
5. 카본 블랙 [데구사 (DEGUSSA), 제품 번호 FW 200]
6. 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠 (TCI, 제품 번호 B1243)
7. 4,4'-(헥사플루오로이소프로필리덴)디프탈산 무수물 (TCI, 제품 번호 H0771)
8. 자일렌 (ECHO, 제품 번호 XA-2101)
9. 산화티타늄 (ISK, 제품 번호 TTO-55S)
10. 디페닐-3,3',4,4'-테트라카르복실산 이무수물 (TCI, 제품 번호 B1326)
폴리이미드 기초
필름층의
형성
실시예
A
p-페닐렌디아민 7.56 g과 4,4'-옥시디아닐린 6 g을 N-메틸-2-피롤리돈 (NMP) 172 g 중에 용해시켜 용액을 형성하였다. 이어서, 상기 용액에 프로멜리트산 이무수물 29 g을 가하였다. 전술한 화학 물질들을 25℃에서 24 시간 동안 반응시켜, 폴리아믹산을 형성하였다. 폴리아믹산을 동박 위에 도포하고, 이어서 160℃에서 6분 동안, 그리고 350℃에서 60분 동안 가열하였다. 그 결과, 폴리아믹산이 고리화되어 25 ㎛ 두께를 갖는 폴리이미드 기초 필름층 311이 형성되었다. 상기 폴리이미드 기초 필름층 311을 동박에서 제거하였다.
폴리이미드
쉴드의
제조
실시예
1B
p-페닐렌디아민 1 g과 4,4'-옥시디아닐린 2 g을 NMP 70 g 중에 용해시켜 용액을 형성하였다. 상기 용액에 프로멜리트산 이무수물 5.9 g을 가하였다. 전술한 화학 물질들을 25℃에서 24 시간 동안 반응시켜, 폴리아믹산을 제조하였다.
폴리아믹산 100 wt%에 대하여 카본 블랙 25 wt%를 가하고, 균질하게 분산시켜 카본 블랙 20 wt%를 갖는 액상 조성물을 형성하였다. 이어서, 상기 액상 조성물을 전술한 폴리이미드 기초 필름층 311 위에 도포하였다. 액상 조성물을 순차적으로 160℃에서 예열하고, 300℃에서 가열하여 고형화 반응 공정을 진행함으로써, 액상 조성물 중에서 폴리아믹산을 고리화시켜 폴리이미드를 형성하였다. 두께가 2 ㎛이고 흑색인 유색 필름층 312를 얻었다.
실시예
2B
1,4-비스(아미노페녹시)벤젠 5.8 g과 NMP 112 g을 혼합하여 교반하였다. 1.4-비스(4-아미노페녹시)벤젠을 NMP 중에 용해시켜 용액을 형성하고, 상기 용액에 4,4'-(4-헥사플루오로이소프로필리덴)디프탈산 무수물 8.82 g을 가하였다. 전술한 화학 물질들을 25℃에서 24 시간 동안 반응시켜, 폴리아믹산을 형성하였다. 상기 폴리아믹산에 공비제로서 자일렌을 가하고, 반응물의 온도를 180℃로 상승시켰다. 24 시간 후, 폴리이미드 용액이 형성되었다. 폴리이미드 용액 중의 카본 블랙의 함량이 20 wt%가 될 때까지 상기 폴리이미드 용액에 카본 블랙을 가하였다. 이어서, 전술한 폴리이미드 기초 필름층 311 위에 상기 폴리이미드 용액을 도포하고, 200℃에서 고형화시켰다. 두께가 2 ㎛이고 흑색인 유색 필름층 312를 제조하였다.
실시예
3B
실시예 2B에 의한 방법에 의하여 폴리이미드 용액을 제조하였다. 액상 조성물 중의 산화티타늄의 함량이 50 wt%가 될 때까지 상기 폴리이미드 용액에 백색 산화티타늄을 가하고, 균질하게 분산시켜서 액상 조성물을 형성하였다. 전술한 폴리이미드 기초 필름층 311 위에 상기 액상 조성물을 도포하고, 200℃에서 고형화 반응 공정을 진행하였다. 그 결과, NMP가 증발되어 두께가 2 ㎛이고 백색인 유색 필름층 312가 형성되었다.
비교예
실시예 1B에 의한 액상 조성물 형성 방법에 의하여 폴리아믹산과 카본 블랙을 함유하는 액상 조성물을 형성하고, 상기 액상 조성물을 사용하여 실시예 1B에 의한 고형화 반응 공정을 통하여 쉴드를 제조하였다. 상기 쉴드의 두께는 실시예 1B 및 2B의 두께와 동일하였다.
실시예
1B 및
비교예
사이의 비교
실시예 1B 및 비교예의 기계적 성질을 IPC-TM-650 2.4.18.3에 따라 측정하였다. 실시예 1B 및 비교예를 이들의 기계적 성질 각각에 대하여 각각 10회씩 실험하였다. 평균값을 표 1에 나타내었다.
| 기계적 성질 | 단위 | 실시예 1B | 비교예 |
| 인장 강도 | Mpa | 228 | 156 |
| 연신률 | % | 27 | 10 |
표 1의 결과는 실시예 1B의 기계적 성질이 비교예의 기계적 성질에 비하여 훨씬 더 양호함을 보여준다. 따라서, 본 발명에 따른 2층 폴리이미드 쉴드는 통상의 쉴드에 비하여 더 양호한 기계적 성질을 갖고, 더 양호한 쉴딩능을 갖는다.
이상, 가장 실용적이고 양호한 실시 상태를 기준으로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 범위는 상기 예시된 양호한 실시 상태들로 국한되는 것이 아니라, 최광의의 해석에 따른 정신과 범위에 의하여 포괄되는 다양한 구체예 및 그와 동등한 다른 구체예들을 모두 포괄하는 것이다.
Claims (5)
- 회로 기판; 및
폴리이미드로부터 만들어지는 기초 필름층과, 고분자 내에 분산된 착색제를
함유하고 상기 기초 필름층 위에 놓인 유색 필름층을 포함하며, 상기 회로
기판을 덮고 있는 폴리이미드 쉴드
를 포함하여 이루어지는 집적 회로 구조. - 제1항에 있어서, 상기 유색 필름층은 광투과율이 1% 미만인 것인 집적 회로 구조.
- 제1항에 있어서, 상기 고분자는 폴리이미드인 것인 집적 회로 구조.
- 제1항에 있어서, 상기 착색제는 카본 블랙, 산화티타늄, 질화붕소, 질화알루미늄 및 이들의 조합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 집적 회로 구조.
- 제1항에 있어서, 상기 기초 필름층과 회로 기판 사이에 형성된 접착 필름층을 더 포함하는 것인 집적 회로 구조.
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| KR (1) | KR20100109841A (ko) |
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2009
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