KR20110007826A - 굴곡성이 우수한 전해 동박 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연성 동장 적층판이나 인쇄회로기판 등에 사용되는 굴곡성이 우수한 전해 동박에 관한 것으로서, 제박공정을 통해 제조된 미처리 동박을 표면 처리한 전해 동박의 다음 수학식에 의하여 정의되는 굴곡 인자(F)가 1.7 내지 76인 것을 특징으로 한다.
Figure 112009043695730-PAT00001
여기서, EL, TS, Rz, T 및 C는, 각각 상기 전해 동박의 연신율, 인장강도, M면 표면조도, 두께 및 굴곡상관계수를 나타낸다.
내굴곡성, 전해 동박, 굴곡 인자, 전이금속 불순물

Description

굴곡성이 우수한 전해 동박 및 그 제조 방법{High flexuous copper foil and method for producing the same}
본 발명은 연성 동장 적층판이나 인쇄회로기판 등에 사용되는 전해 동박에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내굴곡성이 향상되어 전자부품의 굴곡부에 적용이 용이한 전해 동박 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
전자기기의 전자회로에는 프린트 기판이 많이 이용되고 있는데, 그 중에서도 특히 플렉시블 프린트 기판(FPC)은 굴곡성을 가지는 점과 기판 자체가 얇은 점에서 테이프 캐리어에 드라이버 IC를 실장하는 TAB 방식(Tape Automated Bonding)에 적용되어 왔다. 최근에 와서는 보다 작은 공간에서 보다 고밀도의 실장을 행하는 실장방법으로서 베어(bare) IC칩을 필름 캐리어 테이프상에 직접 탑재하는 COF(Chip On Film) 방식이 개발되고, 배선의 협피치화가 진행되어 미세 가공이 가능한 플렉시블 프린트 기판이 필요하게 되었다.
특히, 이러한 플렉시블 프린트 기판은 하드디스크 내의 가동부나 휴대 전화의 힌지부 등의 굴곡성이나 유연성, 고밀도 실장이 요구되는 전자기기에 널리 사용되고 있다. 이에 따라, 플렉시블 프린트 기판을 구성하는 동박에 보다 높은 굴곡 성을 요구하게 되었다.
이러한 배경 하에 동박의 굴곡성을 개선하는 수단으로서, 동박의 두께를 얇게 하는 것이 알려져 있다. 이 경우, 굴곡시의 굽힘부 외주에 생기는 변형이 감소하여 굴곡성이 향상된다. 그러나, 동박의 두께를 얇게 하는 것만으로는 설계에 제약을 받게 되는 한계가 있다.
또한, 굴곡성이 우수한 동박으로서 압연 동박이 알려져 있다. 압연 동박의 제조 방법으로서는, 전기동을 잉곳(ingot)에 주조하고, 압연과 소둔을 반복하여 박 모양으로 한다. 이 방법에 의해 제조된 동박은 신장율도 높고, 표면이 평활하기 때문에 크랙이 들어가기 어렵고 꺾임에 대한 내성이 우수하다. 그러나, 압연 동박은 고가이며, 제조시의 기계적인 제약에 의해 동박의 폭이 1m 이상인 것은 제조하는 것이 곤란했다. 또한, 두께가 얇은 압연 동박을 안정적으로 제조하는 것도 어렵고, 얇게 해서 굴곡성을 높이기 위해서는 하프 에칭 등의 처리를 행할 필요가 있었다.
한편, 저가격으로 두께의 조정도 비교적으로 용이하게 행할 수 있는 동박으로서 전해 동박이 있다. 이 전해 동박의 제조 방법은, 우선 황산동을 주성분으로 한 전기 분해액 중에 드럼이라 불리는 지름 2m ~ 3m의 큰 통 형상의 음극을 반정도 가라앉히고, 그것을 둘러싸도록 양극을 설치한다. 그리고 드럼상에 동을 전석시키면서 이것을 회전시켜서 석출한 동을 순차적으로 떼어내어 권취하여 제조한다.
그러나, 이러한 전해 동박은 압연 동박에 비해 현저하게 굴곡성이 떨어지므로, 전자 부품의 굴곡부에 사용하기 어렵다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 내굴곡성이 향상된 전해 동박, 그 제조 방법, 이를 이용한 동장 적층판 및 회로 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
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.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전해 동박은, 제박공정을 통해 제조된 미처리 동박을 표면 처리한 전해 동박으로서, 다음 수학식에 의하여 정의되는 상기 전해 동박의 굴곡 인자(F)가 1.7 내지 76인 것을 특징으로 한다.
Figure 112009043695730-PAT00002
여기서, EL, TS, Rz, T 및 C는, 각각 상기 전해 동박의 연신율, 인장강도, M면 표면조도, 두께 및 굴곡상관계수를 나타낸다.
또한, 본 발명에 따른 전해 동박을 제조하는 방법은, 미처리 전해 동박을 제조하는 제박 공정; 및 상기 미처리 전해 동박의 표면을 전기 화학적 또는 화학적 처리함으로써 표면처리 전해 동박을 제조하는 표면처리 공정;을 포함하고, 아래의 수학식으로 표현되는 굴곡 인자(F)가 1.7 내지 76인 것을 특징으로 한다.
Figure 112009043695730-PAT00003
여기서, EL, TS, Rz, T 및 C는, 각각 상기 전해 동박의 연신율, 인장강도, M면 표면조도, 두께 및 굴곡상관계수를 나타낸다.
또한, 본 발명에 따른 플렉시블 동장 적층판은, 본 발명에 따른 전해 동박 제조 방법에 의하여 제조된 전해 동박의 적어도 어느 한 표면에 폴리이미드 수지층을 도포한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 프린트 기판은, 본 발명에 따른 동작적층판을 이용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전해 동박은 내굴곡성이 우수하여 전자기기의 굴곡부위에 적용이 용이하다. 또한, 제조 비용을 낮추면서도 압연 동박과 동등한 수준의 연성회로기판용 전해 동박을 구현하는 것이 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 전해 동박은 그 공정의 단계에 따라 아래와 같은 용어를 사용한다. 먼저, 도 1에 도시된 통상의 전해 제박 장치를 통해 제조된 동박을 '미처리 동박'으로 지칭하고, 이 미처리 동박의 표면에 전기 화학적 또는 화학적 처리를 수행한 것을 '표면처리 동박'으로 지칭한다.
먼저, 본 발명에 따른 미처리 동박은 도 1의 전해 제박 장치를 통해 제조된다. 도면을 참조하면, 전해액(10)이 지속적으로 공급되는 용기(C) 안에 음극으로 기능하는 드럼(20)과 애노드(30)가 설치된다. 상기 드럼(20)은 화살표 방향으로 회전하고, 드럼(20)과 애노드(30)는 전해액(10)이 개재될 수 있도록 이격된다.
전해 동박의 제조시 상기 드럼(20)과 애노드(30) 사이에 전류가 가해진다. 이때, 드럼(20)은 화살표 방향으로 회전하고 있는 상태이다. 이에 따라, 드럼(20) 표면에 전해 동박(40)이 전착된 후 가이드 롤(50)을 통해 권취된다.
상기 전해액(10)은 황산 구리를 주성분으로 하고, 여기에 젤라틴, HEC, SPS 및 질화물과 같은 각종 첨가제가 첨가되고, 전류 밀도는 10ASD 내지 80ASD인 것이 바람직하다. 이러한 미처리 전해 동박의 제조에 대한 상세한 내용은 본 출원인에 의해 선출원된 대한민국 등록특허 제0694382호 및 제0571561호를 참조하는 것에 의 해 생략된다.
상기 미처리 동박(40)은 전해액의 조성, 전류 밀도 또는 첨가제의 종류 및 함량을 조절하는 것에 의해 표면 조도 등의 인자를 조절할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 표면처리 공정을 포함하는 동박 제조 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 2를 참조하면, 미처리 동박을 제조한 후(S110), 상기 미처리 동박을 노듈 처리(또는 조면화 처리)(S120), 내약품 처리(S130), 내열 처리(S140), 방청 처리(S150), 실란 처리(S160) 등의 표면 처리 공정을 겪는 것에 의해 완성된 표면처리 동박을 생성한다.
이러한 표면처리 공정에 대한 구체적인 기재는 본 출원인에 의해 선출원된 대한민국 등록특허 제0610751호를 참조하는 것에 의해 생략한다.
또한, 본 발명에 따른 전해 동박 제조 방법이 반드시 도 2에 도시된 순서대로 모든 표면처리 공정을 거쳐야 하는 것은 아니며, 또한 도 2에 도시된 공정만을 포함하여 표면처리 공정이 진행되는 것이 아니라는 점은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
상기와 같이 완성된 본 발명에 따른 표면처리 전해 동박은 해당 전해 동박의 연신율, 인장 강도, 두께, M면 표면조도 등의 인자에 따라 굴곡성이 크게 종속된다. 즉, 전해 동박의 굴곡성은 연신율과 인장 강도와는 비례 관계를 갖지만, 두께와 M면 표면조도와는 대략 반비례의 관계를 가지게 된다. 이러한 특성을 이용하여 본 발명자들은 아래의 수학식 1로 정의되는 굴곡 인자(F)를 창안하였다. 이 굴곡 인자(F)는 전해 동박의 굴곡성을 결정하는 인자(factor)로서, 아래의 수학식 1과 같이 정의된다.
Figure 112009043695730-PAT00004
이때, 상기 EL, TS, Rz, T 및 C는, 각각 상기 동박의 연신율, 인장강도, M면 표면조도, 두께 및 굴곡상관계수를 나타내며, C의 단위는 um2mm2/kg이다.
우수한 굴곡성을 갖는 본 발명에 따른 전해 동박은 상기 굴곡 인자(F)가 1.7 내지 76인 것이 바람직하다.
만일 전해 동박의 F(굴곡 인자)값이 1.7보다 작으면, 동박의 M면 표면조도가 높거나 두께가 두꺼워지거나, 또는 연신율이나 인장 강도가 너무 낮게 되어 전자 부품의 굴곡부 적용시 쉽게 파단된다.
또한, F(굴곡 인자)값이 76보다 크면, 연신율 또는 인장 강도가 너무 높아 동박의 작업성에 문제가 발생될 수 있다. 특히, 연신율이 높을 경우 FCCL(플렉시블 동장 적층판) 제조 공정에서 동박의 접힘 불량이 발생할 수 있으며, 인장 강도가 높을 경우 FCCL 제조 공정에서 작업성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 미처리 동박내에 포함되는 전이금속 불순물의 함유량은 0.5% 이하인 것이 바람직하다. 만일, 상기 전이금속 불순물의 함유량이 0.5% 이상이 되면, 동박의 연신율이 감소하여 F(굴곡 인자)값이 낮아지고 굴곡부 적용시 쉽게 파단된다.
또한, 미처리 동박내에 포함되는 Fe, Co 및 Ni의 함유량은 각각 0.1% 이하인 것이 바람직하다. 만일, 미처리 동박내에 Fe, Co 및 Ni 중 어느 하나 이상의 성분이 0.1% 이상 함유되면, 동박의 연신율이 감소하여 굴곡성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 표면처리 전해 동박의 M면 단독, 또는 M면 및 S면 모두에 폴리이미드 수지층과 같은 절연층을 적층하는 것에 의해 동장적층판(편면 동장적층판 또는 양면 동장적층판)을 제조하는 것이 가능하다. 상기 폴리이미드 수지층은 공지의 디아민과 산무수물을 용매의 존재 하에서 중합해서 제조할 수 있다. 또한, 이 동장 적층판(FCCL)을 적용하여, 연성회로기판(FPCB)을 제조하는 것도 가능하다.
상술한 제박 공정 및 표면처리공정의 실시와 동장적층판의 구현에 대한 구체적인 예는 대한민국 공개특허공보 제2007-0014067호, 대한민국 공개특허공보 제2006-0129965호, 대한민국 공개특허공보 제2006-0093280호, 일본 특개평 9-272994호, 일본 특개평 7-268678호, 일본 특개2006-52441호, 대한민국 공개특허공보 제2005-0114701호, 일본 특개평8-283886호 및 일본 특개2000-182623호에 자세히 기술되어 있다.
[실시예]
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이것에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시예에 있어서, 특별하게 설명하지 않는 한 각종 평가는 하기에 의한 것이다.
1) 연신율(EL) 및 인장강도(TS)
IPC-TM-650 Test Methods Manual 규격에서 기술된 연신율 및 인장강도 표준 을 적용하여 측정하였다.
2) M면 표면조도(Rz)
M면 표면조도는 10점 평균 표면 거칠기로서, JISB 0601-1994 규격에 있는 거칠기를 나타낸다. 초심도 형상측정현미경을 이용하여 동박면의 길이 방향으로 측정하였다.
3) 굴곡 인자(F)
um2mm2/kg의 단위를 갖는 굴곡상관계수를 C, 연신율을 EL, 인장강도를 TS, M면 표면조도를 Rz, 두께를 T라 할 때, 굴곡인자(F)는 상술한 바와 같이
Figure 112009043695730-PAT00005
를 의미한다.
4) MIT 굴곡 시험
MIT 굴곡시험 장치에 의해 MIT 굴곡시험을 행하였다. 하기 조건하에서 굴곡을 반복하고, 시험편이 단선될 때까지의 횟수를 굴곡횟수로서 측정하였다.
시험편: 길이 방향으로 12.5cm 및 폭 방향으로 1.5cm 재단된 동박.
시험 조건: JIS C 6471 굴곡반경 : 0.38mm, 하중: 500g, 굴곡속도: 90회/분, 굴곡각도: 135°.
5) 박리 강도
동박에 폴리이미드 필름을 적층하여 JIS C 6481 규격으로 박리 강도를 측정하였다. 동박과 폴리이미드 필름과의 박리 강도는 0.8kgf/cm 이상이면 "양호"로 판단하고, 0.8kgf/cm 이하이면 "불량"으로 판단하였다.
6) 작업성
작업성 저하는 동박의 표면 처리 및 슬리팅 공정에서 주름, 휨 및 동박 접힘 등의 현상이 발생하는지 여부에 따라 판단한다. 본 실시예에서는, 동박의 표면 처리 및 슬리팅 공정을 완료한 후 0.1mm 이상의 주름이 10m 이상 발생되면 작업성 저하로 판단하였다. 또한, 동박의 표면 처리 및 슬리팅 공정이 완료된 제품을 가로 및 세로 10cm씩 절단하여 평탄한 거치대에 놓았을 때 수평면을 기준으로 상부 또는 하부 방향으로 1cm 이상 동박 샘플의 양 끝단부가 휘어지면 작업성이 저하된 것으로 판단하였다.
7) 패턴형성 후 잔동발생 유무
패턴 형성 후 회로가 형성되지 않은 수지면의 임의의 네 지점에서 SEM(주사 전자 현미경) 2000배로 관찰하여 에칭이 되지 않은 수지면에 지름 1um 이상의 구리 잔사가 있으면 잔동이 발생한 것으로 판단하였다.
실시예 1
도 1에 도시된 장치의 전해조에 전해액(황산구리를 주성분으로 하고, 젤라틴, HEC, SPS 및 질화물을 첨가)을 충전한 후에 그 양극 간에 전류를 흘려 미처리 전해 동박을 제조하였다. 이렇게 제조된 미처리 전해 동박을 표면처리장치를 이용하여 노듈처리, 방청처리, 내열처리, 내약품처리, 실란처리를 수행하여 두께가 6um 이고, M면 표면조도가 1.1um이며, 인장 강도가 39.1kg/mm2이고, 연신율이 3.5%인 전해 동박을 얻었다. 따라서, 이 전해 동박의 F값은 20.7이다. 이러한 표면처리 전해 동박에 대해 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과 및 기타 물성(작업성, 박리강도, 패턴형성 후의 잔동발생 유무)을 표 1에 나타내었다.
실시예 2
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여, 두께가 6um이고, M면 표면조도가 1.1um이며, 인장 강도가 39.1kg/mm2이고, 연신율이 8%인 전해 동박을 얻었다. 따라서, 이 전해 동박의 F값은 47.4이다. 이러한 표면처리 전해 동박에 대해 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과 및 기타 물성(작업성, 박리강도, 패턴형성 후의 잔동발생 유무)을 표 1에 나타내었다.
실시예 3
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여, 두께가 6um이고, M면 표면조도가 1.1um이며, 인장 강도가 39.2kg/mm2이고, 연신율이 12.8%인 전해 동박을 얻었다. 따라서, 이 전해 동박의 F값은 76.0이다. 이러한 표면처리 전해 동박에 대해 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과 및 기타 물성(작업성, 박리강도, 패턴형성 후의 잔동발생 유무)을 표 1에 나타내었다.
실시예 4
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여, 두께가 9um이고, M면 표면조도가 2.2um이며, 인장 강도가 30.2kg/mm2이고, 연신율이 10.2%인 전해 동박을 얻었다. 따라서, 이 전해 동박의 F값은 15.6이다. 이러한 표면처리 전해 동박에 대해 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과 및 기타 물성(작업성, 박리강도, 패턴형성 후의 잔동발생 유무)을 표 1에 나타내었다.
실시예 5
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여, 두께가 9um이고, M면 표면조도가 2.1um이며, 인장 강도가 34.5kg/mm2이고, 연신율이 10.4%인 전해 동박을 얻었다. 따라서, 이 전해 동박의 F값은 19.0이다. 이러한 표면처리 전해 동박에 대해 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과 및 기타 물성(작업성, 박리강도, 패턴형성 후의 잔동발생 유무)을 표 1에 나타내었다.
실시예 6
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여, 두께가 9um이고, M면 표면조도가 2.1um이며, 인장 강도가 37.6kg/mm2이고, 연신율이 10.5%인 전해 동박을 얻었다. 따라서, 이 전해 동박의 F값은 20.9이다. 이러한 표면처리 전해 동박에 대해 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과 및 기타 물성(작업성, 박리강도, 패턴형성 후의 잔동발생 유무)을 표 1에 나타내었다.
실시예 7
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여, 두께가 12um이고, M면 표면조도가 1.1um이며, 인장 강도가 30.1kg/mm2이고, 연신율이 3.0%인 전해 동박을 얻었다. 따라서, 이 전해 동박의 F값은 6.8이다. 이러한 표면처리 전해 동박에 대해 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과 및 기타 물성(작업성, 박리강도, 패턴형성 후의 잔동발생 유무)을 표 1에 나타내었다.
실시예 8
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여, 두께가 12um이고, M면 표면조도가 2.1um이며, 인장 강도가 30.1kg/mm2이고, 연신율이 3.1%인 전해 동박을 얻었다. 따라서, 이 전해 동박의 F값은 3.7이다. 이러한 표면처리 전해 동박에 대해 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과 및 기타 물성(작업성, 박리강도, 패턴형성 후의 잔동발생 유무)을 표 1에 나타내었다.
실시예 9
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여, 두께가 12um이고, M면 표면조도가 3.0um이며, 인장 강도가 30.1kg/mm2이고, 연신율이 3.1%인 전해 동박을 얻었다. 따라서, 이 전해 동박의 F값은 2.6이다. 이러한 표면처리 전해 동박에 대해 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과 및 기타 물성(작업성, 박리강도, 패턴형성 후의 잔동발생 유무)을 표 1에 나타내었다.
실시예 10
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여, 두께가 6um이고, M면 표면조도가 1.6um이며, 인장 강도가 34.2kg/mm2이고, 연신율이 3.5%인 전해 동박을 얻었다. 따라서, 이 전해 동박의 F값은 12.5이다. 이러한 표면처리 전해 동박에 대해 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과 및 기타 물성(작업성, 박리강도, 패턴형성 후의 잔동발생 유무)을 표 1에 나타내었다.
실시예 11
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여, 두께가 3.5um이고, M면 표면조도가 2.8um이며, 인장 강도가 34.7kg/mm2이고, 연신율이 3.5%인 전해 동박을 얻었다. 따라서, 이 전해 동박의 F값은 4.8이다. 이러한 표면처리 전해 동박에 대해 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과 및 기타 물성(작업성, 박리강도, 패턴형성 후의 잔동발생 유무)을 표 1에 나타내었다.
실시예 12
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여, 두께가 18um이고, M면 표면조도가 3.0um이며, 인장 강도가 30.1kg/mm2이고, 연신율이 3.0%인 전해 동박을 얻었다. 따라서, 이 전해 동박의 F값은 1.7이다. 이러한 표면처리 전해 동박에 대해 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과 및 기타 물성(작업성, 박리강도, 패턴형성 후의 잔동발생 유무)을 표 1에 나타내었다.
비교예 1
도 1에 도시된 장치의 전해조에 전해액(황산구리를 주성분으로 하고, 젤라틴, HEC, SPS 및 질화물을 첨가)을 충전한 후에 그 양극 간에 전류를 흘려 미처리 전해 동박을 제조하였다. 이렇게 제조된 미처리 전해 동박을 표면처리장치를 이용하여 노듈처리, 방청처리, 내열처리, 내약품처리, 실란처리를 수행하여 두께가 6um이고, M면 표면조도가 2.0um이며, 인장 강도가 38.0kg/mm2이고, 연신율이 0.5%인 전해 동박을 얻었다. 따라서, 이 전해 동박의 F값은 1.6이다. 이러한 표면처리 전해 동박에 대해 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과 및 기타 물성(작업성, 박리강도, 패턴형성 후의 잔동발생 유무)을 표 1에 나타내었다.
비교예 2
상기 비교예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여, 두께가 6um이고, M면 표면조도가 2.0um이며, 인장 강도가 38.0kg/mm2이고, 연신율이 25%인 전해 동박을 얻었다. 따라서, 이 전해 동박의 F값은 79.2이다. 이러한 표면처리 전해 동박에 대해 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과 및 기타 물성(작업성, 박리강도, 패턴형성 후의 잔동발생 유무)을 표 1에 나타내었다.
비교예 3
상기 비교예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여, 두께가 9um이고, M면 표면조도가 2.5um이며, 인장 강도가 5.0kg/mm2이고, 연신율이 7.2%인 전해 동박을 얻었다. 따라서, 이 전해 동박의 F값은 1.6이다. 이러한 표면처리 전해 동박에 대해 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과 및 기타 물성(작업성, 박리강도, 패턴형성 후의 잔동발생 유무)을 표 1에 나타내었다.
비교예 4
상기 비교예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여, 두께가 9um이고, M면 표면조도가 1.0um이며, 인장 강도가 81.0kg/mm2이고, 연신율이 8.6%인 전해 동박을 얻었다. 따라서, 이 전해 동박의 F값은 77.4이다. 이러한 표면처리 전해 동박에 대해 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과 및 기타 물성(작업성, 박리강도, 패턴형성 후의 잔동발생 유무)을 표 1에 나타내었다.
비교예 5
상기 비교예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여, 두께가 12um이고, M면 표면조도가 0.3um이며, 인장 강도가 30.2kg/mm2이고, 연신율이 9.2%인 전해 동박을 얻었다. 따라서, 이 전해 동박의 F값은 77.2이다. 이러한 표면처리 전해 동박에 대해 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과 및 기타 물성(작업성, 박리강도, 패턴형성 후의 잔동발생 유무)을 표 1에 나타내었다.
비교예 6
상기 비교예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여, 두께가 12um이고, M면 표면조도가 13.0um이며, 인장 강도가 30.0kg/mm2이고, 연신율이 8.5%인 전해 동박을 얻었다. 따라서, 이 전해 동박의 F값은 1.6이다. 이러한 표면처리 전해 동박에 대해 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과 및 기타 물성(작업성, 박리강도, 패턴형성 후의 잔동발생 유무)을 표 1에 나타내었다.
비교예 7
상기 비교예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여, 두께가 3um이고, M면 표면조도가 1.9um이며, 인장 강도가 38.0kg/mm2이고, 연신율이 11.5%인 전해 동박을 얻었다. 따라서, 이 전해 동박의 F값은 76.7이다. 이러한 표면처리 전해 동박에 대해 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과 및 기타 물성(작업성, 박리강도, 패턴형성 후의 잔동발생 유무)을 표 1에 나타내었다.
비교예 8
상기 비교예 1과 동일한 방법으로 제박 공정 및 표면 처리 공정을 수행하여, 두께가 75um이고, M면 표면조도가 2.9um이며, 인장 강도가 34.0kg/mm2이고, 연신율이 10.5%인 전해 동박을 얻었다. 따라서, 이 전해 동박의 F값은 1.6이다. 이러한 표면처리 전해 동박에 대해 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과와 작업성 및 기타 물성(작업성, 박리강도, 패턴형성 후의 잔동발생 유무)을 표 1에 나타내었다.
Figure 112009043695730-PAT00006
상기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전해 동박들은 MIT 횟수가 적어도 65회 이상을 기록하는 반면에, 비교예의 전해 동박들은 비교예 4의 경우를 제외하고는 대체로 MIT 횟수가 65회를 하회하고 있다. 즉, 비교예들의 전해 동박에 비해 본 발명의 전해 동박이 내굴곡성에서 더 우수한 특성을 나타낸다.
또한, 작업성 및 기타 물성(작업성, 박리강도, 패턴형성 후의 잔동발생 유무)의 평가 결과에 있어서도, 비교예의 경우 작업성이 저하되거나 박리 강도가 저하되거나, 또는 패턴 형성 후 잔동이 발생하는 등의 문제가 발생한 반면, 실시예의 경우 대체로 양호한 결과를 나타내었다.
따라서, 본 발명에 따른 전해 동박의 굴곡 인자(F)는 1.7 내지 76인 것이 바람직하다.
또한, 표 2는 표면처리가 되지 않은 미처리 동박에 함유된 전이 금속 불순물(Fe, Co, Ni 등)의 농도에 따른 굴곡성의 차이를 MIT 굴곡횟수로 평가한 결과이다. 평가 대상(시험편)은 길이 방향으로 12.5cm 및 폭방향으로 1.5cm 제단된 미처리 전해 동박으로서, M면 표면조도가 2.1um이고, 두께가 12um인 것을 사용하였다.
하기 조건하에서 굴곡을 반복하고, 시험편이 단선될 때까지의 횟수를 굴곡횟수로서 구하였다.
JIS C 6471 굴곡반경 : 0.38mm, 하중: 500g, 굴곡속도: 90회/분, 굴곡각도: 135°.
한편, 미처리 동박에 함유된 전이금속 불순물(Fe, Co, Ni 등)의 농도는, 전해 동박의 M면 및 S면에 전착된 표면 성분을 제거한 후 질산에 용해하여 AAS 및 ICP 장비로 분석하였다.
실시예 1
미처리 전해 동박에 함유된 Fe의 농도는 0.02%, Ni의 농도는 0.08%, Co의 농도는 0.08%이고, 전이 금속 전체의 농도는 0.42%인 전해 동박에 대하여 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
실시예 2
미처리 전해 동박에 함유된 Fe의 농도는 0.09%, Ni의 농도는 0.08%, Co의 농도는 0.08%이고, 전이 금속 전체의 농도는 0.42%인 전해 동박에 대하여 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
실시예 3
미처리 전해 동박에 함유된 Fe의 농도는 0.10%, Ni의 농도는 0.02%, Co의 농도는 0.08%이고, 전이 금속 전체의 농도는 0.44%인 전해 동박에 대하여 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
실시예 4
미처리 전해 동박에 함유된 Fe의 농도는 0.09%, Ni의 농도는 0.10%, Co의 농도는 0.10%이고, 전이 금속 전체의 농도는 0.45%인 전해 동박에 대하여 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
실시예 5
미처리 전해 동박에 함유된 Fe의 농도는 0.09%, Ni의 농도는 0.08%, Co의 농도는 0.01%이고, 전이 금속 전체의 농도는 0.42%인 전해 동박에 대하여 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
실시예 6
미처리 전해 동박에 함유된 Fe의 농도는 0.09%, Ni의 농도는 0.08%, Co의 농도는 0.09%이고, 전이 금속 전체의 농도는 0.49%인 전해 동박에 대하여 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
실시예 7
미처리 전해 동박에 함유된 Fe의 농도는 0.01%, Ni의 농도는 0.01%, Co의 농도는 0.01%이고, 전이 금속 전체의 농도는 0.05%인 전해 동박에 대하여 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
실시예 8
미처리 전해 동박에 함유된 Fe의 농도는 0.09%, Ni의 농도는 0.08%, Co의 농도는 0.09%이고, 전이 금속 전체의 농도는 0.48%인 전해 동박에 대하여 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
비교예 1
미처리 전해 동박에 함유된 Fe의 농도는 0.11%, Ni의 농도는 0.08%, Co의 농도는 0.09%이고, 전이 금속 전체의 농도는 0.44%인 전해 동박에 대하여 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
비교예 2
미처리 전해 동박에 함유된 Fe의 농도는 0.10%, Ni의 농도는 0.11%, Co의 농도는 0.08%이고, 전이 금속 전체의 농도는 0.45%인 전해 동박에 대하여 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
비교예 3
미처리 전해 동박에 함유된 Fe의 농도는 0.09%, Ni의 농도는 0.08%, Co의 농도는 0.11%이고, 전이 금속 전체의 농도는 0.42%인 전해 동박에 대하여 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
비교예 4
미처리 전해 동박에 함유된 Fe의 농도는 0.09%, Ni의 농도는 0.08%, Co의 농도는 0.09%이고, 전이 금속 전체의 농도는 0.52%인 전해 동박에 대하여 MIT 굴곡 시험을 수행하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
Figure 112009043695730-PAT00007
상기 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 전이 금속 전체의 농도가 0.5% 이하이고, 전이금속 중 Fe, Ni, Co의 농도가 각각 0.1% 이하인 본 발명의 실시예에 따른 전해 동박들은 MIT 회수가 적어도 80회 이상을 기록한다. 반면에, 비교예 4와 같이 전이 금속 전체의 농도가 0.5%를 초과하는 전해 동박은 MIT 횟수가 50회에도 미치지 못하는 결과를 나타내었다. 또한, 비교예 1 내지 3과 같이, 전이 금속 전체의 농도는 0.5% 이하이더라도 Fe, Ni, Co 중 일부 금속의 농도가 각각 0.1% 이상인 경우 MIT 횟수가 60회를 넘지 못하는 결과를 나타내었다.
따라서, 본 발명에 따른 전해 동박은 미처리 동박내에 함유된 전이 금속 불순물의 총량이 0.5% 이하인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 Fe, Ni, Co 각각의 함유량이 0.1% 이하인 것이 좋다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
도 1은, 전해 금속박 제조 장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 일실시예에 따라 표면처리 공정을 포함하는 전해 동박 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.

Claims (9)

  1. 제박공정을 통해 제조된 미처리 동박을 표면 처리한 전해 동박에 있어서,
    다음 수학식에 의하여 정의되는 상기 전해 동박의 굴곡 인자(F)가 1.7 내지 76인 것을 특징으로 하는 전해 동박.
    Figure 112009043695730-PAT00008
    여기서, EL, TS, Rz, T 및 C는, 각각 상기 전해 동박의 연신율, 인장강도, M면 표면조도, 두께 및 굴곡상관계수를 나타낸다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 미처리 동박 내에 함유된 전이금속 불순물의 함유량이 0.5% 이하인 것을 특징으로 하는 전해 동박.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 미처리 동박 내에 함유된 Fe, Co 및 Ni의 함유량이 각각 0.1% 이하인 것을 특징으로 하는 전해 동박.
  4. 전해 동박의 제조 방법에 있어서,
    미처리 전해 동박을 제조하는 제박 공정; 및
    상기 미처리 전해 동박의 표면을 전기 화학적 또는 화학적 처리함으로써 표면처리 전해 동박을 제조하는 표면처리 공정;을 포함하고,
    아래의 수학식으로 표현되는 굴곡 인자(F)가 1.7 내지 76인 것을 특징으로 하는 전해 동박의 제조 방법.
    Figure 112009043695730-PAT00009
    여기서, 상기 EL, TS, Rz, T 및 C는, 각각 상기 전해 동박의 연신율, 인장강도, M면 표면조도, 두께 및 굴곡상관계수를 나타낸다.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 표면처리 공정은 상기 미처리 동박에 대해 노듈처리, 내약품처리, 내열처리, 방청처리 및 실란처리중 적어도 하나 이상의 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 전해 동박의 제조 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 미처리 동박 내에 함유된 전이금속 불순물의 함유량이 0.5% 이하인 것을 특징으로 하는 전해 동박의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 미처리 전해 동박 내에 함유된 Fe, Co 및 Ni의 함유량이 각각 0.1% 이 하인 것을 특징으로 하는 전해 동박의 제조 방법.
  8. 제4항 내지 제7항중 선택된 어느 한 항의 제조 방법에 의하여 제조된 전해 동박의 적어도 어느 한 표면에 폴리이미드 수지층을 도포한 것을 특징으로 하는 플렉시블 동장적층판.
  9. 청구항 8의 동작적층판을 이용한 플렉시블 프린트 기판.
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