KR20120005965A - 금속박 적층체 제조 방법 - Google Patents

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창보 심
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스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 금속박 적층제를 생산하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 한 쌍의 금속박 사이 그리고 쌍의 금속 플레이트 사이에 절연 베이스 재료를 순차적으로 삽입하는 단계, 이어서 절연 베이스 재료의 양쪽 측면 상에 쌍의 금속박들이 부착되는 금속박 적층제가 생산되도록 가열 및 가압하는 단계를 포함하며, 절연 베이스 재료의 면적 대 각각의 금속 플레이트의 면적 비는 0.75 내지 0.95이다. 본 발명에 따라, 금속박 적층제가 큰 크기를 갖더라도 금속박 적층제의 밀착된 부착력이 충분하게 증가된다.

Description

금속박 적층체 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING METAL FOIL LAMINATE}
본 발명은, 주로, 인쇄 회로 기판용 재료로서 사용되는 금속박 적층체를 제조하는 제조 방법에 관한 것이다.
전자 장비의 다기능화가 해가 갈수록 가속적으로 진보되고 있다. 이렇게 만들어진 반도체 패키지의 개선과 함께, 이러한 다기능화 때문에, 전자 부품이 장착되는 인쇄 기판에 더 높은 성능이 요구되고 있다. 예컨대, 전자 장비의 최소화 및 중량 감소와 같은 요구조건을 충족하기 위해서, 인쇄 회로 기판의 치밀화의 필요성이 증가하고 있다. 이에 의해, 배선 기판의 다층화, 배선 피치의 미세화 및 홀 (hole) 을 통한 마이크로미아츄리제이션 (micromiaturization) 이 향상되고 있다.
이 인쇄 회로 기판에 사용되고 있는 재료인 금속박 적층체는, 도전성 부재로서 한 쌍의 구리박과 같은 금속박이 페놀 수지, 에폭시 수지 또는 액정 폴리에스테르와 같은 열경화성 수지를 포함하는 절연성 베이스 재료의 양측에 부착되는 구성을 갖는다.
이러한 금속박 적층체가 JP-A-2000-263577 에 개시된 바와 같이, 절연성 베이스 재료는 한 쌍의 금속박 사이 또는 한 쌍의 금속판 사이에 순차적으로 삽입되고, 이어서 핫 프레스 장치의 상부 핫 플래튼 및 하부 핫 플래튼 (hot platen) 쌍을 사용하여 가열되고 가압된다.
그러나, JP-A-2000-263577 에 개시된 기술에 따르면, 절연성 베이스 재료의 면적 대 금속 플레이트의 면적 비 (절연성 베이스 금속의 영역과 금속 플레이트의 면적을 분할함으로써 얻어지는 값) 는 약 0.5 ~ 0.6 과 같이 작은 값이다. 따라서, 특히, 금속박 적층체가 큰 사이즈를 가질 때, 금속박 적층체의 밀착 접합성은 반드시 충분한 것은 아니며, 이에 의해 금속박은 절연성 베이스 재료로부터 일부의 경우 박리되기 쉽다.
이러한 조건 하에서, 본 발명의 목적은, 금속박 적층제의 크기가 클때 조차 금속박 적층체의 밀착된 부착을 충분히 증가시킬 수 있는 금속박 적층체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 해결하기 위해서, 본 발명자들은, 절연성 베이스 재료가 금속박 쌍 사이와 금속 플레이트 쌍 사이에 순차적으로 삽입되고, 가열 및 가압이 후속될 때 금속박 적층체의 밀착된 부착을 증가시키는 데에 절연성 베이스 재료의 면적과 금속 플레이트의 면적 비가 중요하다는 것을 발견하였으며, 이에 따라 본 발명은 완성되고 있다.
즉, 본 발명은 금속박 적층체를 제조하는 방법을 제공하는데, 상기 방법은,
한 쌍의 금속박 사이 그리고 한 쌍의 금속 플레이트 사이에 절연성 베이스 재료를 순차적으로 삽입하는 단계, 이어서
상기 절연성 베이스 재료의 양측에 상기 한 쌍의 금속박이 부착되는 금속박 적층체를 형성하기 위해서 가열 및 가압하는 단계를 포함하고,
상기 절연성 베이스 재료의 면적 대 각각의 금속 플레이트의 면적 비는 0.75 ~ 0.95 이다.
본 발명에 따르면, 절연성 베이스 재료의 영역의 대 금속 플레이트의 영역의 비가 소정의 범위 내에 제한되어 있기 때문에, 금속박 적층체의 크기가 클지라도 금속박 적층체의 밀착된 부착성을 충분히 증가시킬 수 있게 된다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 금속박 적층체를 도시하는 도면인데, 도 1a 는 이 도면의 사시도이고, 도 1b 는 그의 단면도이다.
도 2 는 제 1 실시형태에 따른 금속박 적층체를 제조하는 방법의 단면도이다.
도 3 은 제 1 실시형태에 따른 핫 프레스의 개략적인 블록도이다.
도 4 는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 금속박 적층체를 제조하는 방법을 도시하는 단면도이다
본 발명의 실시형태를 하기에 설명한다.
[본 발명의 제 1 실시형태]
도 1 내지 도 3 에, 본 발명의 제 1 실시형태가 도시되어 있다. 제 1 실시형태에서, 일단계 구성, 즉 하나의 금속박 적층체가 단일 핫 프레싱에 의해 제조되는 경우에 대해 기술한다. 도 2 에서, 각각의 부재는 용이한 이해를 위해서 서로 분리된 상태로 도시되어 있다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 제 1 실시형태에 따른 금속박 적층체 (1) 는 정사각형판 형상 수지 함침 베이스 재료 (2) 를 포함하고, 정사각형 시트 형상 구리박 (3)(3A, 3B) 은 각각 수지 함침 베이스 재료 (2) 의 상부 면과 하부 면 사이에 일체로 부착된다. 여기서, 도 1b 에 도시된 바와 같이, 각각의 구리박 (3) 은 매트면 (matted surface)(3a) 과 광택 면 (shine surface)(3b) 을 포함하는 2층 구조를 가지며, 매트면 측에서 수지 함침 베이스 재료 (2) 와 접촉된다. 각각의 구리박 (3) 의 크기 (정사각형의 한변의 크기) 는 수지 함침 베이스 재료 (2) 의 크기보다 약간 크다. 만족스러운 표면 평활도를 갖는 금속박 적층체 (1) 를 얻기 위해서, 각각의 구리박 (3) 은 입수의 용이성 및 취급의 용이성의 관점으로부터, 18 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
여기서, 수지 함침 베이스 재료 (2) 는, 무기 섬유 (바람직하게는, 유리 천 (glass cloth)) 또는 탄소 섬유가 내열성 및 전기적 특성이 우수한 액정 폴리에스테르가 함침되는 프리프레그 (prepreg) 이다. 이 액정 폴리에스테르는, 광학적 이방성이 용융시 나타나고, 이방성 멜트가 450 ℃ 이하의 온도에서 형성되는 특징을 갖는 폴리에스테르이다. 본 발명에 사용되는 액정 폴리에스테르는 하기에 도시된 식 (1) 로 나타낸 중합 단위 (structural unit)(이하, "식 (1) 의 중합 단위" 라 함), 식 (2) 로 나타낸 중합 단위 (이하, "식 (2) 의 중합 단위" 라 함) 및 식 (3) 으로 나타낸 중합 단위 (이하, "식 (3) 의 중합 단위" 라 함) 를 포함하고, 모든 중합 단위의 총 함량 (액정 폴리에스테르를 구성하는 각각의 중합 단위의 질량은 물질량에 해당하는 양 (mol) 으로서 각각의 중합 단위의 함량을 판정하기 위해서 각각의 중합 단위의 식 중량으로 나뉘며, 이후 총 함량은 각각의 중합 단위의 함량을 총합함으로써 판정됨) 에 기초하여, 식 (1) 의 중합 단위의 함량은 30 ~ 45 mol% 이고, 식 (2) 의 중합 단위의 함량은 27.5 ~ 35 mol% 이고, 식 (3) 의 중합 단위의 함량은 27.5 ~ 35 mol% 이고:
(1) -O-Ar1-CO-,
(2) -CO-Ar2-CO-,
(3) -X-Ar3-Y-,
여기서, Ar1 은 페닐렌기 또는 나프틸렌기를 나타내며,
Ar2 는 페닐렌기, 나프틸렌기 또는 하기 도시된 식 (4) 에 의해 나타내는 기를 나타내며,
Ar3 은 페닐렌기 또는 하기 도시된 식 (4) 에 의해 나타내는 기를 나타내고,
X 및 Y 각각은 Ar1, Ar2, 또는 Ar3 에 의해 나타내는 기에 존재하는 O 또는 NH, 및 수소 원자를 독립적으로 나타내며, 각각은 할로겐 원자, 알킬기 또는 아릴기로 독립적으로 치환될 수도 있으며,
(4) -Ar11-Z-Ar12-
여기서, Ar11 및 Ar12 는, 페닐렌기 또는 나프틸렌기를 각각 독립적으로 나타내며, Z 는 O, CO 또는 SO2 를 나타낸다.
식 (1) 의 중합 단위는 방향족 히드록시카르복실산 (hydroxycarboxylic acid) 으로부터 유도된 중합 단위이며, 이러한 방향족 히드록시카르복실산의 예는 p-히드록시벤조산 (hydroxybenzoic acid), m-히드록시벤조산, 2-히드록시-6-나프토산 (naphtoic aicd), 2-히드록시-3-나프토산, 1-히드록시-4-나프토산 등을 포함한다.
식 (2) 의 중합 단위는 방향족 디카르복실산 (dicarboxylic acid) 으로부터 유도된 중합 단위이며, 이러한 방향족 디카르복실산의 예는 테레프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 1,5-나프탈렌디카르복실산, 디페닐에테르-4,4'-디카르복실산, 디페닐술폰-4,4'-디카르복실산, 디페닐케톤-4,4'-디카르복실산 등을 포함한다.
식 (3) 의 중합 단위는 방향족 디올 (diol), 페놀릭 히드록실기 (phenolic hydroxyl group) 또는 방향족 디아민으로부터 유도된 중합 단위이다. 이러한 방향족 디올의 예는 하이드로퀴논, 레조르신, 2,2-비스(bis)(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)프로판, 비스(4-히드록시페닐)에테르, 비스-(4-히드록시페넬)케톤, 비스-(4-히드록시페닐)술폰 등을 포함한다.
페놀릭 히드록실기를 갖는 이러한 방향족 아민의 예는 4-아미노페놀 (p-아미노페놀), 3-아미노페놀(m-아미노페놀) 등을 포함하고, 이러한 방향족 디아민의 예는 1,4-페닐렌디아민, 1,3-페닐렌디아민 등을 포함한다.
본 발명에 사용되는 액정 폴리에스테르는 용매에 용해가능하며, 용매의 용해도는, 50 ℃ 의 온도에서 1 mass % 이상의 농도로 용매에 용해가능한 것을 의미한다. 이 경우, 용매는 이하에 기술된 액체 조성물의 준비에 사용된 적절한 용매 중 임의의 일종이며, 하기에 상세히 설명한다.
용매의 용해도를 갖는 액정 폴리에스테르는, 식 (3) 의 중합 단위로서, 페놀릭 히드록실기를 갖는 방향족 아민으로부터 유도된 중합 단위 및/또는 방향족 디아민으로부터 유도된 중합 단위를 포함하는 액정 폴리에스테르인 것이 바람직하다. 즉, 얻어진 액정 폴리에스테르가 하기에 기술되는 적절한 용매 (비양자성 극성 용매 (aprotic polar solvent)) 에서 우수한 용해도를 가질 수도 있기 때문에, 식 (3) 의 중합 단위로서, X 및 Y 중 적어도 하나가 NH 인 중합 단위 (식 (3') 으로 나타낸 중합 단위, 이하 "식 (3')" 의 중합 단위" 라 함) 를 포함하는 것이 바람직하다. 특히, 식 (3) 의 실질적으로 전체의 중합 단위가 식 (3') 의 중합 단위인 것이 바람직하다. 식 (3') 의 이러한 중합 단위는, 액정 폴리에스테르의 용매에서의 충분한 용해도가 보장되고, 액정 폴리에스테르의 낮은 물 흡습성이 증가된다는 관점에서 유리하다:
(3') -X-Ar3-NH-
여기서, Ar3 및 X 는 상기 규정된 바와 같은 의미를 갖는다.
모든 중합 단위의 총 함량에 기초하여 30 ~ 32.5 mol % 의 비율로 식 (3) 의 중합 단위를 포함하는 것이 더 바람직하며, 이에 의해 용매의 용해도가 훨씬 만족스러워진다. 전술한 바와 같이, 식 (3) 의 중합 단위로서 식 (3') 의 중합 단위를 포함하는 액정 폴리에스테르는, 용매에서의 용해도 및 낮은 물 흡습성의 관점 이외에 후술하는 액체 조성물을 사용하여 수지 함침 베이스 재료 (2) 를 더 용이하게 생산할 수 있다는 이점을 갖는다.
모든 중합 단위의 총 함량에 기초하여 30 ~ 45 mol %, 더 바람직하게는 35 ~ 40 mol % 의 비율로 식 (1) 의 중합 단위를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 몰 분율로 식 (1) 의 중합 단위를 포함하는 액정 폴리에스테르는 메소모르피즘 (mesomorphism) 을 충분히 유지하면서 용매에서의 용해도를 더 양호하게 할 수도 있다. 또한, 식 (1) 의 중합 단위가 유도되는 방향족 히드록시카르복실산의 입수 가능성을 함께 고려하면, p-히드록시벤조산 및/또는 2-히드록시-6-나프토산이 이러한 방향족 히드록시카르복실산으로서 적절하다.
모든 중합 단위의 총 함량에 기초하여 27.5 ~ 35 mol %, 더 바람직하게는 30 ~ 32.5 mol % 내의 비율로 식 (2) 의 중합 단위를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 몰 분율로 식 (2) 의 중합 단위를 포함하는 액정 폴리에스테르는 메소모르피즘을 충분히 유지하면서 용매에서의 용해도를 더 양호하게 할 수도 있다. 또한, 식 (2) 의 중합 단위가 유도되는 방향족 디카르복실산의 입수 가능성을 함께 고려하면, 이러한 카르복실산으로서 테레프탈산, 이소프탈산 및 2,6-나프탈렌디카르복실산으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종이 바람직하다.
얻어진 액정 에스테르에서 나타나는 더 높은 수준의 메소모르피즘의 관점에서, 식 (3) 의 중합 단위에 대한 식 (2) 의 중합 단위의 몰 분율, 즉, [식 (2) 의 중합 단위]/[식 (3) 의 중합 단위] 는 0.9/1 ~ 1/0.9 범위 내가 적합하다.
액정 폴리에스테르를 제조하는 방법은 하기에 간략하게 설명할 것이다.
이러한 액정 폴리에스테르는 다양한 공지 방법에 의해 제조될 수 있다. 적절한 액정 폴리에스테르, 즉 식 (1) 의 중합 단위, 식 (2) 의 중합 단위 및 식 (3) 의 중합 단위를 포함하는 액정 폴리에스테르가 제조될 때, 이들 중합 단위가 유도되는 단량체를 에스테르- 및 아미드-형성 유도체로 전환하고, 이후 에스테르- 및 아미드-형성 유도체를 중합화시킴으로써 액정 폴리에스테를 제조하는 방법이 바람직한데, 이는 그의 작업이 단순하기 때문이다.
이러한 에스테르- 및 아미드-형성 유도체는 실시 형태를 통해 설명할 것이다.
방향족 히드록시카르복실산 또는 방향족 디카르복실산과 같은 카르복실기를 갖는 단량체의 에스테르- 및 아미드-형성 유도체의 실시 형태는, 카르복실기가 폴리에스테르 또는 폴리아미드를 제조하는 반응을 촉진시키기 위해서 산염화물 (acid chloride) 또는 산무수물 (acid anhydride) 과 같은 고반응 활동도를 갖는 기 (group) 인 것, 및 카르복실기가 에스테르- 및 아미드-교환 반응에 의해 폴리에스테르 또는 폴리아미드를 생산하기 위해서 알코올, 에틸렌 글리콜 등을 갖는 에스테르를 형성하는 것을 포함한다.
이러한 방향족 히드록시카르복실산 또는 방향족 디올과 같은 페놀릭 히드록실기를 갖는 단량체의 에스테르- 및 아미드-형성 유도체의 실시 형태는, 에스테르-교환 반응에 의해 폴리에스테르 또는 폴리아미드를 제조하기 위해서 페놀릭 히드록실기가 카르복실산에 의해 에스테르를 형성하는 것을 포함한다.
방향족 디아민과 같은 아미노 기를 갖는 단량체의 아미드-형성 유도체의 실시 형태는 아미드-교환 반응에 의해 폴리아미드를 제조하기 위해서 아미노기가 카르복실산에 의해 아미드를 형성하는 것을 포함한다
그 중에서, 에스테르- 및 아미드- 형성 유도체 (아실레이트) 를 얻기 위해서 지방산 무수물을 사용하여 방향족 디올, 페놀릭 히드록실기를 갖는 방향족 아민, 또는 방향족 디아민과 같은 아미노기 및/또는 페놀릭 히드록실기를 갖는 단량체 와 방향족 히드록시카르복실산을 아실화하고, 이후, 아실레이트의 아실기와 카르복실기를 갖는 단량체의 카르복실기가 에스테르- 및 아미드-인터체인지를 실행하도록 에스테르- 및 아미드-형성 유도체를 중합화함으로써 액정 폴리에스테르를 제조하는 방법이, 액정 폴리에스테르를 더 쉽고 단순하게 제조하기 위해서 특히 바람직하다.
액정 폴리에스테르를 제조하는 이러한 방법은, 예컨대 JP-A-2002-220444 호 또는 JP-A-2002-146003 호에 개시되어 있다.
아실화시 (acylation) 에, 지방산 무수물의 첨가량은, 페놀릭 히드록실기 및 아미노기의 총 함량에 기초하여, 1 배 ~ 1.2 배 (fold) 당량, 더 바람직하게는 1.05 ~ 1.1 배 당량이다. 지방산 무수물의 첨가량이 1 배 당량 미만인 경우, 아크릴레이트 및 원 (raw) 단량체는 중합시에 승화 (sublimation) 되며, 이에 따라 반응계는 막힘을 유발하게 된다. 이에 반해, 지방산 무수물의 첨가량이 1.2 배 당량을 초과하는 경우, 얻어진 액정 폴리에스테르는 격렬하게 유색화될 수도 있다.
아실화는 5 분 ~ 10 시간 동안 130 ~ 180 ℃, 더 바람직하게는 10 분 ~ 3 시간 동안 140 ~ 160 ℃ 에서 실행되는 것이 바람직하다.
비용 및 취급 특성의 관점에서, 아실화에 사용되는 지방산 무수물은 아세트산 무수물 (acetic anhydride), 프로피오닉 (propionic) 무수물, 부티릭 (butyric) 무수물, 이소부티릭 무수물, 또는 이로부터 선택된 2 종 이상의 혼합물이며, 특히 아세트산 무수물이 바람직하다.
아실화에 후속한 중합화가 실행되는 것이 바람직하며, 한편으로 온도는 0.1 ~ 50℃/분의 속도로 130 ~ 400 ℃, 더 바람직하게는 0.3 ~ 5℃/분의 속도로 150 ~ 350 ℃ 상승된다.
중합화시에, 아크릴레이트의 아실기의 양은 카르복실기에 기초하여 0.8 ~ 1.2 배 당량이 바람직하다.
아실화 및/또는 중합화의 경우에, 부산물로서 생산된 지방산 및 비반응 지방산 무수물은 르샤트릴에-브라운 법칙 (평형 이동의 법칙) 에 의한 평형 이동을 실행하기 위해서 기화 등에 의해 시스템 밖으로 분별증류된다.
아실화 및 중합화는 촉매의 존재 하에 실행될 수도 있다. 촉매로서, 폴리에스테르의 중합화용 촉매로서 공지된 것이 사용될 수 있고, 그의 예시는 마그네슘 아세테이트, 스탄누스 (stannous) 아세테이트, 테트라부틸 티타네이트, 아세트산납, 아세트산 나트륨, 아세트산 칼륨, 및 안티모니 트리옥사이드와 같은 금속염 촉매; 및 N,N-디메틸아미노피리딘과 N-메틸리미다졸과 같은 유기 화합물 촉매를 포함한다.
이들 촉매 중에서, N,N-디메틸아미노피리딘 또는 N-메틸이미다졸과 같은 2 이상의 질소 원자를 포함하는 헤테로사이클릭 화합물 (heterocyclic compound) 이 바람직하게 사용된다 (JP-A-2002-146003 호 참조).
통상, 이러한 촉매는 단량체가 충진될 때 동시에 충진되며, 아실화 후에 반드시 제거될 필요는 없다. 이 촉매가 제거되지 않을 때, 아실화는 그자체로 중합화로 시프트될 수 있다.
이러한 중합화로 얻어진 액정 폴리에스테르는 본 발명에서와 같이 사용될 수 있다. 내열성 및 메소모르피즘과 같은 특성을 더 향상시키기 위해서, 분자 중량이 바람직하게 증가되며, 고상 중합화가 분자 중량의 증가를 이루기 위해서 바람직하게 실행된다. 이러한 고상 중합화에 따른 일련의 작업이 하기에 기술된다. 상기 중합화에 의해 얻어진 비교적 작은 분자량을 갖는 액정 폴리에스테르가 취해져 분말 또는 플레이크로 분쇄된다. 이어서, 예컨대, 연삭후 액정 폴리에스테르가 고상에서 1 ~ 30 시간 동안 20 ~ 350 ℃ 의 온도로 질소와 같은 불활성 가스의 분위기 하에서 열처리되게 된다. 고상 중합화는 이러한 작업에 의해 실행될 수 있다. 이러한 고상 중합화가 교반되면서 실행될 수도 있고, 또는 교반되지 않고 그 상태로 실행될 수도 있다. 하기에 기술되는 적절한 유동 개시 온도를 갖는 액정 폴리에스테르를 얻는 관점에서, 이러한 고상 중합화의 적절한 조건이 상세히 설명된다면, 반응 온도는, 바람직하게는 210 ℃ 초과, 더 바람직하게는 220 ~ 350 ℃ 이다. 반응 시간은 1 ~ 10 시간으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용된 액정 폴리에스테르에 있어서, 유동 개시 온도는 수지 함침 베이스 재료 (2) 에 형성된 도전체 층과 절연층 (수지 함침 베이스 재료 (2)) 사이에 더 큰 밀착된 부착이 얻어진다는 점에서 250 ℃ 이상인 것이 바람직하다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 유동 개시 온도는, 액정 폴리에스테르의 용융 점도가 유량 시험기를 사용한 용융 점도의 평가시 9.8 MPa 의 압력 하에 4,800 Pa.s 이하가 되는 온도를 말한다. 이러한 유동 개시 온도는 액정 폴리에스테르의 분자량의 지표로서 당업자에게 잘 알려져 있다 (예컨대, Naoyuki Koide 에 의해 편집된, "Synthesis, Forming and Application of Liquid Crystal Polmer", pp. 95-105, CMC, 1987 년 6 월 5일 발행)
액정 폴리에스테르의 이러한 유동 개시 온도는 250 ℃ 이상 300 ℃ 이하인 것이 더 바람직하다. 유동 개시 온도가 300 ℃ 이하이면, 액정 폴리에스테르의 용매의 용해도가 더 만족스럽게 되고, 점도는 하기기술된 액체 조성물이 얻어질 때 현저하게 증가되지 않는다. 따라서, 이러한 액체 조성물의 취급 특성이 만족스럽게 될 수도 있다. 이의 관점으로부터, 260 ℃ 이상 290 ℃ 이하의 유동 개시 온도를 갖는 액정 폴리에스테르가 더 바람직하다. 이러한 적절한 범위 내에서 액정 폴리에스테르의 유동 개시 온도를 제어하기 위해서, 고상 중합화의 중합화 조건이 적절하게 최적화될 수도 있다.
수지 함침 베이스 재료 (2) 는, 액정 폴리에스테르 및 용매를 포함하는 액체 조성물 (특히, 용매에 액정 폴리에스테르를 용해시킴으로써 제조된 액체 조성물) 과 무기 섬유 (바람직하게는, 유리 천) 또는 탄소 섬유를 함침시키고, 이후, 용매를 제거하기 위해서 건조시킴으로써 얻어진 수지 함침 베이스 재료가 특히 바람직하다. 용매의 제거 후 수지 함침 베이스 재료 (2) 에 부착된 액정 폴리에스테르의 양은, 얻어진 수지 함침 베이스 재료 (2) 의 질량에 기초하여, 바람직하게는 30 ~ 80 mass %, 더 바람직하게는 40 ~ 70 mass % 이다.
전술한 적합한 액정 폴리에스테르, 특히 전술한 식 (3') 의 중합 단위를 포함하는 액정 폴리에스테르가 본 발명에서 사용되는 액정 폴리에스테르로서 사용되는 경우, 이 액정 폴리에스테르는 할로겐 원자를 포함하지 않는 비양자성 용매에 충분한 용해도를 나타낸다.
여기서, 할로겐 원자를 포함하지 않는 비양자성 용매의 예는, 디에틸에테르, 테트라히드로푸란 및 1,4-디옥산과 같은 에테르계 용매; 아세톤 및 시클로헥산과 같은 케톤계 용매; 아세트산 에틸과 같은 에스테르계 용매; γ-부티로락톤과 같은 락톤계 용매; 에틸렌 카보네이트 및 프로필렌 카보네이트와 같은 카보네이트계 용매; 트리에틸아민 및 피리딘과 같은 아민계 용매; 아세트니트릴 및 숙시노니트릴과 같은 니트릴계 용매; N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 테트라메틸우레아 및 N-메틸 피롤리돈과 같은 아미드계 용매; 니트로메탄 및 니트로벤젠과 같은 니트로계 용매; 디메틸 술폭사이드 및 술포란과 같은 술포계 (sulfur-based) 용매; 및 헥사메틸포스포릭산 아미드 및 트리-n-부틸포스포릭산과 같은 포스포러스계 용매를 포함한다. 액정 폴리에스테르의 용매의 전술한 용해도는 이들 용매로부터 선택된 적어도 1 종의 비양자성 용매에서의 용해도를 말한다.
액정 폴리에스테르의 용매에서의 용해도를 더 만족스럽게 함으로써 액체 조성물을 용이하게 얻는다는 관점에서, 예시화된 용매 가운데 3 이상 및 5 이하의 쌍극자 모멘트 (dipole moment) 를 갖는 비양자성 극성 용매를 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 아미노계 용매 및 락톤계 용매를 사용하는 것이 바람직하고, N,N-디메틸포름아미드 (DMF), N,N-디메틸아세트아미드 (DMAc) 및 N-메틸 피롤리돈 (NMP)을 사용하는 것이 더 바람직하다. 게다가, 용매가 1 atm 에서 180 ℃ 이하의 비등점을 갖는 고휘발성 용매인 경우, 액체 조성물을 시트에 함침시킨 후 용매를 제거하는 것이 용이하다는 이점이 있다. 이러한 관점으로부터, DMF 및 DMAc 가 특히 바람직하다. 이러한 아미드계 용매의 사용은, 두께 불균형 등이 수지 함침 베이스 재료 (2) 의 제조시 덜 발생하는 경향이 있어, 이 수지 함침 베이스 재료 (2) 상에 도전체 층을 용이하게 형성한다는 이점을 갖는다.
상기 비양자성 용매가 액체 조성물으로서 사용되는 경우, 액정 폴리에스테르는 이러한 비양자성 용매의 100 질량부에 기초하여, 바람직하게는 20 ~ 50 질량부, 더 바람직하게는 22 ~ 40 질량부에서 용해된다. 이 액체 조성물에서의 액정 폴리에스테르의 함량이 전술한 범위 내에 있는 경우, 액체 조성물에 의해 시트를 함침하는 효율은 수지 함침 베이스 재료 (2) 의 제조시 만족스러워지며, 이에 의해 용매가 함침후 건조에 의해 제거되는 경우 두께 불균일 등이 발생하기 어렵다는 문제점이 생기는 경향이 있다.
본 발명의 대상이 손상되지 않는 한, 액정 폴리에스테르 외에 1종 또는 2 종 이상의 수지 (들), 예컨대 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리에테르케톤, 폴리카보네이트, 폴리에테르술폰, 폴리페닐에테르 및 이들의 변형 물질 및 폴리에테르 이미드와 같은 열가소성 수지; 글리시딜 메타크렐레이트 및 폴리에틸렌의 공중합체에 의해 상징화되는 엘라스토머; 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지 및 시아네이트 수지와 같은 열경화성 수지가 액체 조성물에 추가될 수도 있다. 이러한 다른 수지가 사용될지라도, 다른 수지는 액체 조성물에 사용된 이러한 용매에서 바람직하게 용해될 수 있다.
게다가, 본 발명의 효과가 손상되지 않는 한, 다양한 첨가제, 예컨대 실리카, 알루미나, 티타늄 산화물, 바륨 티타네이트, 스트론튬 티타네이트, 알루미늄 히도록사이드, 칼슘 카보네이트 등의 무기 필러 (filler); 경화된 에폭시 수지, 가교 결합된 벤조구안아민 수지, 가교결합된 아크릴릭 중합체 등의 유기 필러; 실란 커플링제, 산화방지제, 자외선 차단제 등을 치수 안정성, 피로 (pyro) 도전성 및 전기적 특성을 개선하는 목적으로 이 액체 조성물에 1 종 또는 2 종 이상을 첨가할 수 있다.
이 액체 조성물에서, 용액에 포함된 미세한 외래 물질은 필터 등을 사용한 여과 처리에 의해 선택적으로 제거될 수도 있다.
게다가, 이 액체 조성물은 선택적으로 탈가스 처리될 수도 있다.
본 발명에 사용된 액체 폴리에스테르가 함침되는 베이스 재료는 무기 섬유 및/또는 탄소 섬유를 포함한다. 여기서, 무기 섬유는 유리로 상징되는 세라믹 섬유이며, 그의 예시는 유리 섬유, 알루미나계 섬유, 실리콘 함유 세라믹계 섬유 등이다. 이들 무기 섬유 가운데에서, 유리 섬유를 주로 포함하는 시트, 즉 유리 천이 큰 기계적 강도 및 만족스러운 입수 가능성 때문에 바람직하다.
유리 천은 알칼리 함유 유리 섬유, 비알칼리 유리 섬유 또는 저 유전성 유리 섬유를 포함하는 유리 천이 바람직하다. 유리 천을 구성하는 섬유로서, 유리 또는 탄소 섬유 이외의 세라믹을 포함하는 세라믹 섬유를 부분적으로 혼합하는 것이 바람직하다. 유리 천을 구성하는 섬유는 아미노실란계 커플링제, 에폭시실란계 커플링제 또는 티타네이트계 커플링제와 같은 커플링제에 의해 표면 처리될 수도 있다.
이러한 섬유를 포함하는 유리 천을 제조하는 제조 방법의 예시는 유리 천을 구성하는 섬유가 물에서 분산되고, 아크릴릭 수지와 같은 사이징제 (sizing agent) 가 선택적으로 추가되고, 초지기 (paper machine) 를 사용하여 시트를 만들고, 부직포를 얻기 위해서 추가로 건조하는 것이 후속되는 방법 및 공지된 방직기 (weaving machine) 를 사용하는 방법을 포함한다.
평직 방법 (plain weaving method), 새틴 (satin) 방직 방법, 트윌 (twill) 방직 방법, 매트 (mat) 방직 방법 등을 사용하여 섬유를 방직하는 것이 가능하다, 10 ~ 100 섬유/25 mm 의 방직 밀도 및 10 ~ 300 g/㎡ 의 유리 천의 단위 면적당 질량을 갖는 유리 천이 바람직하게 사용된다. 사용되는 유리 천의 두께는 통상 약 10 ~ 200 ㎛, 더 바람직하게는 10 ~ 180 ㎛ 이다.
시중에서 쉽게 입수가능한 유리 천을 사용할 수도 있다. 이러한 유리 천과 같이, 다양한 제품이 전자 부품의 절연성 함침 베이스 재료로서 상업적으로 입수가능한데, Asahi-Schwebel Co., Ltd., Nitto Boseki Co., Ltd., Arisawa Manufacturing Co., Ltd. 등으로부터 입수가능하다. 적절한 두께를 갖는 상업적으로 입수가능한 유리 천은 1035, 1078, 2116 및 7628 의 IPC 명칭을 갖는 것을 포함한다.
무기 섬유로서 적합한 유리 천에는, 통상, 유리 조성물이 장입되는 침지조를 준비하고, 이 침지조에 유리 천을 침지시킴으로써 액체 조성물이 함침될 수 있다. 여기서, 사용된 액체 조성물에서의 액정 폴리에스테르의 함량, 침지조에서의 침지 시간 및 액체 조성물이 함침된 유리 천의 잡아 당김 (pull-up) 속도가 적절하게 최적화되면, 전술한 액정 폴리에스테르의 적합한 부착량이 쉽게 제어될 수 있다.
수지 함침 베이스 재료 (2) 는 유리 천으로부터 용매를 제거함으로써 제조될 수 있고, 이에 의해 액체 조성물이 함침될 수 있다. 용매 제거 방법에 대해서는 특별한 제한은 없고, 용매 기화가 단순 작업의 관점에서 바람직하고, 가열 방법, 배기 (evacuation) 방법, 통기 방법 또는 이들의 조합 방법이 사용된다. 수지 함침 베이스 재료 (2) 의 제조시, 용매를 제거한 후 열처리가 추가로 실행된다. 이러한 열처리에 의해, 용매 제거 후 수지 함침 베이스 재료 (2) 에 포함된 액정 폴리에스테르의 분자량이 증가할 수 있다. 이러한 열처리에 따른 처리 조건에 대해서, 예컨대, 열처리가 1 ~ 30 시간 동안 240 ~ 330 ℃ 에서 질소와 같은 불활성 가스의 분위기 하에 실행된다. 더 만족스러운 내열성을 갖는 금속박 적층체를 얻는다는 관점에서, 이러한 열처리의 처리 조건에 대해서, 가열 온도는 바람직하게는 250 ℃ 초과, 260 ~ 320 ℃ 인 것이 더 바람직하다. 생산성의 관점에서, 이러한 열처리의 처리 시간은 1 ~ 10 시간에서 선택되는 것이 바람직하다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 전술한 금속박 적층체 (1) 를 제조하는 핫 프레스 장치 (11) 는 직사각형 솔리드 챔버 (12) 를 포함하고, 이 챔버 (12) 의 측면 (도 3 에서는 좌측) 에는, 개폐 가능한 방식으로 도어 (13) 가 부착된다. 챔버 (12) 의 내부가 미리정해진 압력 (바람직하게는, 2 kPa 이하의 압력) 으로 감압되도록 진공 펌프 (15) 가 챔버 (12) 에 연결된다. 게다가, 상하부 핫 플래튼 쌍 (상부 핫 플래튼 (16) 및 하부 핫 플래튼 (17)) 이 서로 대향되어 챔버 (12) 에 배치된다. 여기서, 상부 핫 플래튼 (16) 은 상승/하강하지 않도록 챔버 (12) 에 고정되는 한편, 하부 핫 플래튼 (17) 은 상부 핫 프래튼 (16) 에 화살표 A-B 방향으로 상승/하강 가능한 방식으로 배치된다. 가압면 (16a) 이 상부 핫 플래튼 (16) 의 하부면에 형성되는 한편, 가압면 (17a) 이 하부 핫 플래튼 (17) 의 상부면에 형성된다.
금속박 적층체 (1) 는 이러한 핫 프레스 장치 (11) 를 사용하여 하기 절차에의해 제조된다.
하기 기술된 제 1 적층체 제조 방법에서, 도 2 에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 상하부 정사각형 시트 형상 스페이서 구리박 (5)(5A, 5B) 이 사용된다. 각각의 스페이서 구리박 (5) 은 매트면 (5a) 과 광택면 (5b) 을 포함하는 2 층 구조를 갖는다.
하기 기술된 제 2 적층체 제조 방법에서, 한 쌍의 상하부 정사각형 시트 형상 SUS 플레이트 (10)(10A, 10B), 한 쌍의 상하부 정사각형 시트 형상 SUS 플레이트 (6)(6A, 6B), 및 한 쌍의 상하부 정사각형 시트 형상 아라미드 쿠션 (7)(7A, 7B) 이 사용된다. 여기서, 각각의 SUS 플레이트 (10) 의 크기로서, SUS 플레이트 (10) 의 면적과 수지 함침 베이스 재료 (2) 의 면적의 비율이 0.75 ~ 0.95 (바람직하게는, 0.85 ~ 0.95) 가 되도록, 수지 함침 베이스 재료 (2) 의 크기보다 약간 큰 크기가 적용된다. 이러한 면적 비율이 0.75 미만인 경우, 하기 기술된 제 2 적층체 가열/가압 단계에서, 상부 핫 플래튼 (16) 과 하부 핫 플래튼 (17) 으로부터의 압력이 수지 함침 베이스 재료 (2) 에 적절하게 전달되지 않고, 이에 따라 수지 함침 베이스 재료 (2) 와 각각의 구리박 (3) 사이의 밀착된 부착이 불충분해질 수도 있다. 이에 반해, 이 면적 비율이 0.95 초과인 경우, 하기 기술된 제 2 적층체 가열/가압 단계에서, 수지 함침 베이스 재료 (2) 와 각각의 구리박 (3) 사이에 밀착된 부착에는 문제가 발생하지 않는다. 그러나, 수지가 수지 함침 베이스 재료 (2) 의 둘레부로부터 유출되어 SUS 플레이트 (10B), 아라미드 쿠션 (7B) 및 하부 핫 플래튼 (17) 의 오염을 유발하는 문제점이 존재한다.
먼저, 제 1 적층체 제조 방법에서, 도 2 에 도시된 바와 같이, 수지 함침 베이스 재료 (2) 는, 한 쌍의 구리박 (3A, 3B) 사이와 한 쌍의 스페이서 구리박 (5A, 5B) 사이에서 순차적으로 삽입되어 제 1 적층체 (8) 가 제조된다.
이를 위해, 먼저 수지 함침 베이스 재료 (2) 가 2 개의 구리박 (3A, 3B) 사이에 삽입된다. 이때, 각각의 구리박 (3) 의 매트면 (3a) 은 내부 (수지 함침 베이스 재료 (2) 측) 를 향해 면하도록 허용된다. 다음으로, 이러한 구리박 (3A, 3B) 은 2 개의 스페이서 구리박 (5A, 5B) 사이에 삽입된다. 이때, 각각의 스페이서 구리박 (5) 의 광택면 (5b) 은 내부 (구리박 (3) 측) 를 향해 면하도록 허용된다. 따라서, 수지 함침 베이스 재료 (2), 한 쌍의 구리박 (3A, 3B) 및 한 쌍의 스페이서 구리박 (5A, 5B) 을 포함하는 제 1 적층제 (8) 가 얻어진다.
이렇게 얻어진 제 1 적층제 (8) 는 제 2 적층제 제조 프로세스로 이동되며 도 2 에 도시된 바와 같이, 제 1 적층제 (8) 는 제 2 적층제 (9) 가 제조되도록 순차적으로, 한 쌍의 SUS 플레이트 (10A, 10B) 사이, 한 쌍의 SUS 플레이트 (6A, 6B) 사이, 그리고 한 쌍의 아라미드 쿠션 (7A, 7B) 사이에 삽입된다.
이를 위해, 제 1 적층제 (8) 는 2 개의 SUS 플레이트 (10A, 10B) 사이에 삽입된다. 이러한 SUS 플레이트 (10A, 10B) 가 2 개의 SUS 플레이트 (6A, 6B) 사이에 삽입된 후에, 이러한 SUS 플레이트 (6A, 6B) 는 2 개의 아라미드 쿠션 (7A, 7B) 사이에 삽입된다. 따라서, 제 1 적층제 (8), 한 쌍의 SUS 플레이트 (10A, 10B), 한 쌍의 SUS 플레이트 (6A, 6B), 및 한 쌍의 아라미드 쿠션 (7A, 7B) 을 포함하는 제 2 적층제 (9) 가 얻어진다.
이때, 아라미드 쿠션 (7) 은 취급 특성에서 우수하기 때문에, 제 2 적층제 (9) 를 제조하는 동작이 쉽고 빠르게 수행될 수 있다.
이렇게 얻어진 제 2 적층제 (9) 는 제 2 적층제 가열/가압 단계로 이동되며, 제 2 적층제 (9) 는 상부 핫 플래튼 (16) 및 하부 핫 플래튼 (17) 에 의해 그의 적층 방향 (도 2 에서 수직 방향) 으로 가열 및 가압된다.
즉, 도 3 에 도시된 바와 같이, 먼저 도어 (13) 가 개방되고 제 2 적층제 (9) 가 하부 핫 플래튼 (17) 의 가압면 (17a) 상에 배치된다. 다음으로, 도어 (13) 가 폐쇄되고 진공 펌프 (15) 가 동작하여, 이로 인해 챔버 (12) 내부 압력은 미리 정해진 압력으로 감소된다. 이러한 상태에서, 하부 핫 플래튼 (17) 이 화살표 A 방향으로 적절하게 상승되고, 이로써 제 2 적층제 (9) 가 상부 핫 플래튼 (16) 과 하부 핫 플래튼 (17) 사이에 부드럽게 삽입됨으로써 고정된다. 다음으로, 상부 핫 플래튼 (16) 과 하부 핫 플래튼 (17) 의 온도가 상승된다. 온도가 미리 정해진 온도로 상승된 후, 화살표 A 방향으로 하부 핫 플래튼 (17) 을 더욱 상승시킴으로써 상부 핫 플래튼 (16) 과 하부 핫 플래튼 (17) 사이에서 제 2 적층제 (9) 가 가열되고 가압된다. 따라서, 금속박 적층제 (1) 가 상부 핫 플래튼 (16) 과 하부 핫 플래튼 (17) 사이에 형성된다.
이때, 앞서 언급한 바와 같이, 각각의 SUS 플레이트 (10) 의 크기는 수지 함침 베이스 재료 (2) 보다 약간 더 크다 (특히, 수지 함침 베이스 재료 (2)의 면적 대 SUS 플레이트 (10) 의 면적 비는 0.75 내지 0.95 이다). 따라서, 금속박 적층제 (1) 가 큰 크기를 갖더라도, 금속박 적층제 (1) 의 밀착된 부착이 충분하게 증가될 수 있다. 또한, 제 1 적층제 (8) 에서, 각각의 구리박 (3) 의 매트면 (3a) 은 수지 함침 베이스 재료 (2) 와 접촉되어, 한 쌍의 구리박 (3A, 3B) 은 앵커 효과 (anchor effect) 에 의해 수지 함침 베이스 재료 (2) 에 강하게 고정된다. 따라서, 금속박 적층제 (1) 의 형성 이후에 수지 함침 베이스 재료 (2) 로부터 각각의 구리박 (3) 이 벗겨지는 것을 철저하게 억제하는 것이 가능해지며, 따라서 금속박 적층제 (1) 로서의 상업적 가치가 증가될 수 있다.
이러한 제 2 적층제 가열/가압 단계에서 가열/가압 처리의 조건과 관련하여, 이렇게 얻어진 적층제가 만족스런 표면 평활도를 나타내도록 처리 온도 및 처리 압력을 적절하게 최적화시키는 것이 바람직하다. 이러한 처리 온도는 핫 프레싱에 사용되는 수지 함침 베이스 재료 (2) 가 생산될 때 사용되는 처리 온도의 처리 조건에 기반을 둘 수 있다. 특정하게, Tmax [℃] 가 수지 함침 베이스 재료 (2) 가 생산될 때 사용되는 가열 처리에 따른 온도 조건의 최대 온도를 표시하는 것이라고 가정하면, 핫 프레싱은 바람직하게 이러한 Tmax 보다 높은 온도에서 실행되며, 보다 바람직하게는 Tmax +5[℃] 또는 이보다 더 높은 온도에서 실행된다. 이러한 핫 프레싱에 따른 온도의 상한치는 사용되는 수지 함침 베이스 재료 (2) 에 함유된 액정 폴리에스테르의 분해 온도보다 낮도록 선택되며, 바람직하게는 이러한 조성물 온도 보다 30 ℃ 이상 낮은 온도로 조절된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 분해 온도는 열중량 분석 (thermogravimetric analysis) 과 같이 공지된 수단에 의해 결정된다. 이러한 핫 프레싱의 처리 시간은 10 분 내지 5 시간에서 선택되며, 프레스 압력은 바람직하게 1 내지 30 MPa 에서 선택된다.
이렇게 가압된 상태를 유지하면서 미리 정해진 시간의 경과 이후, 상부 핫 플래튼 (16) 과 하부 핫 플래튼 (17) 의 온도는 제 2 적층제 (9) 의 가압된 상태를 유지하면서 낮아진다. 이후, 온도가 미리 정해진 온도로 낮아질 때, 하부 핫 플래튼 (17) 은 화살표 B 방향을 적절히 하강되어, 상부 핫 플래튼 (16) 과 하부 핫 플래튼 (17) 사이에 제 2 적층제 (9) 가 소프트하게 삽입되는 상태가 산출된다. 다음, 챔버 (12) 의 배기 상태가 해제되고 하부 핫 플래튼 (17)이 화살표 B 방향으로 추가로 하강되어, 상부 핫 플래튼 (16) 의 가압면 (16a) 으로부터 제 2 적층제 (9) 가 분리된다. 마지막으로, 도어 (13) 가 개방되고 제 2 적층제 (9) 가 챔버 (12) 내부로부터 꺼내진다.
제 2 적층제 (9) 가 꺼내진 후, 금속박 적층제 (1) 는 이러한 제 2 적층제 (9) 와 분리된다. 이때, 각각의 구리박 (3) 의 광택면 (3b) 이 각각의 스페이서 구리박 (5) 의 광택면 (5b) 과 접촉되기 때문에, 각각의 구리박 (5) 은 각각의 구리박 (3) 으로부터 쉽게 벗겨질 수 있다.
여기서, 금속박 적층제 (1) 의 제조 과정이 완료되며, 금속박 적층제 (1) 가 얻어진다.
[발명의 제 2 실시 형태]
도 4 에서는 본 발명의 제 2 실시 형태가 도시된다. 제 2 실시 형태에서는 3 단계의 구성, 즉 싱글 핫 프레싱에 의한 3 개의 금속박 적층제를 제조하는 경우가 개시될 것이다. 도 4 에서, 각각의 부재는 이해를 돕기 위해 서로 분리되는 상태로 도시된다.
제 2 실시 형태에 따른 금속박 적층제 (1) 및 핫 프레스 디바이스 (11) 는 제 1 실시 형태와 동일한 구성을 갖는다.
금속박 적층제 (1) 가 이러한 핫 프레스 디바이스 (11) 를 사용하여 생산될 때, 3 개의 금속박 적층제 (1) 는 이후 개시되는 바와 같이, 제 1 실시 형태에서의 금속박 적층제 (1) 의 생산 과정에 따라 동시에 생산된다.
먼저, 제 1 적층제 제조 프로세스에서, 제 1 실시 형태에서와 동일한 방식으로, 도 4 에 도시된 바와 같이, 3 개의 제 1 적층제 (8) 를 제조하기 위해, 수지 함침 베이스 재료 (2) 가 한 쌍의 구리 포일 (3A, 3B) 사이 및 한 쌍의 스페이서 구리박 (5A, 5B) 사이에 순차적으로 삽입된다.
다음, 3 개의 제 1 적층제 (8) 는 도 4 에 도시된 바와 같이, 제 2 적층제 제조 프로세스로 이동되며 이러한 3 개의 제 1 적층제 (8) 는 3 개의 제 1 적층제가 한 쌍의 SUS 플레이트 (6A, 6B) 사이에 그리고 한 쌍의 아라미드 쿠션 (7A, 7B) 사이에 순차적으로 삽입되는 제 2 적층제 (9) 를 제조하기 위해 4 개의 SUS 플레이트 (10) 를 통해 그의 적층 방향으로 (도 4 에서 수직 방향) 하나 위에 다른 하나가 놓인다. 여기서, 각각의 SUS 플레이트로서, 수지 함침 베이스 재료 (2) 보다 약간 큰 크기를 가지는 (수지 함침 베이스 재료 (2) 의 면적 대 SUS 플레이트 (10) 의 면적 비는 0.75 내지 0.95 의 (바람직하게는 0.85 내지 0.95) 범위 내에 있음) SUS 플레이트가 제 1 실시 형태와 동일한 방식으로 사용된다.
마지막으로, 얻어진 제 2 적층제는 제 2 적층제 가열/가압 단계로 이동되며, 제 2 적층제 (9) 는 도 4 에 도시된 바와 같이, 제 1 실시 형태와 동일한 방식으로 상부 핫 플래튼 (16) 과 하부 핫 플래튼 (17) 에 의해 그의 적층 방향 (도 4 에서 수직 방향) 으로 가압되고 가열된다. 따라서, 3 개의 금속박 적층제 (1) 는 상부 핫 플래튼 (16) 과 하부 핫 플래튼 (17) 사이에 동시에 형성된다.
이때, 각각의 SUS 플래튼 (10) 의 크기는 앞서 언급된 바와 같이, 수지 함침 베이스 재료 (2) 보다 약간 더 크다 (특정하게, 수지 함침 베이스 재료 (2)의 면적 대 SUS 플레이트 (10) 의 면적의 비는 0.75 내지 0.95 이다). 따라서, 3 개이 금속박 적층제 (1) 가 큰 크기를 갖더라도, 각각의 금속박 적층제 (1) 의 밀착된 부착이 충분하게 증가될 수 있다. 또한, 각각의 제 1 적층제 (8) 에서, 각각의 구리박 (3) 의 매트면 (3a) 은 수지 함침 베이스 재료 (2) 와 접촉되며, 따라서 한 쌍의 구리박 (3A, 3B) 은 앵커 효과에 의해 수지 함침 베이스 재료 (2) 에 강하게 고정된다. 따라서, 3 개의 금속박 적층제 (1) 의 형성 이후에 수지 함침 베이스 재료 (2) 로부터 각각의 구리박 (3) 이 벗겨지는 것을 철저하게 억제하는 것이 가능해지며, 따라서 금속박 적층제 (1) 로서의 상업적 가치가 증가될 수 있다.
제 1 실시 형태와 동일한 방식으로, 제 2 적층제 (9) 가 챔버 (12) 내부로부터 꺼내지고 3 개의 금속박 적층제 (1) 가 이러한 제 2 적층제 (9) 와 분리된다. 이때, 각각의 구리박 (3) 의 광택면 (3b) 은 각각의 스페이서 구리박 (5) 의 광택면 (5b) 과 접촉되기 때문에, 각각이 스페이서 구리박 (5) 은 각각의 구리박 (3) 에서 쉽게 벗겨질 수 있다.
여기서, 금속박 적층제 (1) 의 제조 과정이 완료되며, 따라서 3 개의 금속박 적층제 (1) 가 얻어진다.
[발명의 다른 실시 형태]
절연성 베이스 재료로서 수지 함침 베이스 재료 (2) 를 이용하는 경우가 제 1 및 제 2 실시 형태에 개시되었지만, 수지 함침 베이스 재료 (2) 이외의 절연 베이스 재료가 수지 함침 베이스 재료 (예를 들어, 액정 폴리에스테르막 또는 폴리이미드막과 같은 수지막) 를 대체하거나 또는 수지 함침 베이스 재료와 조합하여 사용될 수도 있다.
금속박으로서 구리박 (3) 을 사용하는 경우가 제 1 및 제 2 실시 형태에 개시되었지만, 구리박 (3) 이외의 금속박 (예를 들어, SUS박, 금박, 은박, 니켈박, 알루미늄박 등) 이 구리박을 대체하거나 또는 구리박과 조합하여 사용될 수도 있다.
금속 플레이트로서 SUS 플레이트 (10) 를 사용하는 경우가 제 1 및 제 2 실시 형태에 개시되었지만, SUS 플레이트 (10) 이외의 금속 플레이트 (예를 들어, 알루미늄 플레이트 등) 가 SUS 플레이트를 대체하거나 또는 SUS 플레이트와 조합하여 사용될 수 있다.
수지 함침 베이스 재료 (2) 에서 무기 섬유 또는 탄소 섬유가 함침되는 수지로서 액정 폴리에스테르를 사용하는 경우가 제 1 및 제 2 실시 형태에 개시되었지만, 액정 폴리에스테르 이외의 수지 (예를 들어, 폴리이미드 및 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지) 가 액정 폴리에스테르를 대체하거나 또는 액정 폴리에스테르와 조합하여 사용될 수도 있다.
수지 함침 베이스 재료 (2), 구리박 (3), 스페이서 구리박 (5), SUS 플레이트 (10), SUS 플레이트 (6) 및 아라미드 쿠션 (7) 각각의 형상이 정사각 플레이트 형상 또는 정사각 시트 형상인 경우가 제 1 및 제 2 실시 형태에서 개시되었다. 그러나, 부재 각각의 형상은 정사각 플레이트 형상 또는 정사각 시트 형상으로 제한되지 않으며, 예를 들어 직사각 플레이트 형상 또는 직사각 시트 형상일 수 있다.
제 1 적층제 제조 프로세스에서 수지 함침 베이스 재료 (2) 가 한 쌍의 구리박 (3A, 3B) 사이 그리고 한 쌍의 스페이서 구리박 (5A, 5B) 사이에 순차적으로 삽입되는 제 1 적층제 (8) 를 생산하는 경우가 제 1 및 제 2 실시 형태에 개시되었다. 그러나, 제 1 적층제 (8) 는 한 쌍의 스페이서 구리박 (5A, 5B) 은 생략하고, 한 쌍의 구리박 (3A, 3B) 사이에 수지 함침 베이스 재료 (2) 를 삽입하는 것만으로 제조될 수 있다.
제 2 적층제 제조 프로세스에서 제 1 적층제 (8)가 한 쌍의 SUS 플레이트 (10A, 10B) 사이, 한 쌍의 SUS 플레이트 (6A, 6B) 사이 그리고 한 쌍의 아라미드 쿠션 (7A, 7B) 사이에 순차적으로 삽입되는 제 2 적층제 (9) 를 생산하는 경우가 제 1 및 제 2 실시 형태에 개시되었다. 그러나, 제 2 적층제 (9) 는 한 쌍의 SUS 플레이트 (6A, 6B) 및 한 쌍의 아라미드 쿠션 (7A, 7B) 은 생략하고, 한 쌍의 SUS 플레이트 (10A, 10B) 사이에 제 1 적층제 (8) 를 삽입하는 것만으로 제조될 수 있다.
3 스테이지 구성이 제 2 실시 형태에 개시되었지만, 일반적으로는 멀티-스테이지 구성 (예를 들어, 2 스테이지 구성, 5 스테이지 구성 등) 을 적응하는 것도 가능하다.
실시예
본 발명의 실시예가 하기에 개시된다. 본 발명은 실시예로 제한되지 않는다.
<수지 함침 베이스 재료의 제조>
교반기, 토크 미터(torque meter), 질소 가스 주입 튜브, 온도계 및 환류 콘덴서 (reflux condenser) 가 장착된 반응기에서, 1,976 g (10.5 mol) 의 2-히드록시-6-나프토산, 1,474 g (9.75 mol) 의 4-히드록실아세토아닐라이드 (hydroxyacetoanilide), 1,620 g (9.75 mol) 의 이소프탈산 및 2,374 g (23.25 mol) 의 아세트산 무수물이 충전되었다. 반응기의 분위기를 질소 가스로 충분히 교체한 후에, 질소 가스 흐름 하에 15 분에 걸쳐 온도가 150 ℃ 로 상승되었으며 혼합물은 상기 온도 (150 ℃) 를 유지함으로써 3 시간 동안 환류되었다.
이후, 온도는 아세트산을 증류하는 동안 170 분에 걸쳐 300 ℃ 로 상승되었으며 반응되지 않은 아세트산 무수물은 부산물로서 증류되었다. 토크 증가가 인지된 시점은 반응이 완료되었던 시점으로 간주되며, 이후 내용물이 꺼내진다. 내용물은 실온으로 냉각되며 비교적 낮은 분자량을 갖는 액정 폴리에스테르의 분말을 얻기 위해 연삭기에 의해 연삭된다. 이렇게 얻어진 분말의 유동 개시 온도는 유량계 (Shimadzu Coperation 에서 제조되는 "Model CFT-500") 에 의해 측정되었으며 235 ℃ 임이 발견되었다. 3 시간 동안 223 ℃ 의 질소 분위기 하의 가열 처리로 이러한 액정 폴리에스테르 분말을 처리함으로써 처리 고상 중합화가 실행되었다. 고상 중합화 이후 액정 폴리에스테르의 유동 개시 온도는 270 ℃ 였다.
이렇게 얻어진 액정 폴리에스테르 (2, 200 g) 에는 7,800 g 의 N, N-아세트아미드 (DMC) 가 첨가되었으며 이어서 액정 조성물을 얻기 위해 2 시간 동안 100 ℃ 에서의 가열이 실행되었다. 이러한 액정 조성물의 용액 점도는 320 cP 였다. 용융 점도는 Toki Sangyo Co., Ltd 에서 제조되는 B 타입 점도계 "Model TVL-20" (로터 No. 21; 회전률 : 5 rpm) 를 사용하여 23 ℃ 의 측정 온도에서 측정된 값이다.
유리 천 (Arisawa Manufacturing Co., Ltd. 에서 제조되는 IPC 명칭 1078, 두께가 45 ㎛ 로 측정되는 유리 천) 이 이렇게 얻어진 액정 조성물에 함침되어 수지 함침 베이스 재료가 제조되며 이러한 수지 함침 베이스 재료는 130 ℃ 의 온도에서 핫-에어 (hot-air) 타입 드라이어 세트에 의해 건조된 다음 3 시간 동안 290 ℃에서 질소 분위기 하의 가열 처리로 처리되어, 수지 함침 베이스 재료에서 액정 폴리에스테르의 분자량이 증가된다. 결과적으로, 가열 처리된 수지 함침 베이스 재료가 얻어진다.
<실시예 1>
앞서 언급된 가열 처리된 수지 함침 베이스 재료, 아라미드 쿠션 (Ichikawa Techno-Fabrics Co., Ltd. 에서 제조되며 두께 3 mm, 길이 520 mm 및 폭 520 mm 로 측정되는 아라미드 쿠션), SUS 플레이트 (두께 5 mm, 길이 500 mm, 및 폭 500 mm 로 측정되는 SUS304), SUS 플레이트 (두께 1 mm, 길이 500 mm, 및 폭 500 mm 로 측정되는 SUS304), 스페이서 구리박 (MITSUI MINING & SMELTING CO., LTD. 에서 제조되며 두께 18 ㎛ 로 측정되는 "3EC-VLP"), 금속박 적층제를 구성하는 구리박 (MITSUI MINING & SMELTING CO., LTD. 에서 제조되며 두께 18 ㎛, 길이 453 mm 및 폭 453 mm로 측정되는 "3EC-VLP"), 금속박 적층제를 구성하는 수지 함침 베이스 재료 (유리 천이 액정 폴리에스테르에 함침되며 두께 7 ㎛, 길이 433 mm 및 폭 433 mm 로 측정되는 수지침투가공재 (prepreg)), 금속박 적층제를 구성하는 구리박( MITSUI MINING & SMELTING CO., LTD. 에서 제조되며 두께 18 ㎛, 길이 453 mm 및 폭 453 mm 로 측정되는 "3EC-VLP"), 스페이서 구리박 (MITSUI MINING & SMELTING CO., LTD. 에서 제조되며 두께 18 ㎛ 로 측정되는 "3EC-VLP"), SUS 플레이트(두께 1 mm, 길이 500 mm, 및 폭 500 mm로 측정되는 SUS304), SUS 플레이트(두께 5 mm, 길이 500 mm, 및 폭 500 mm로 측정되는 SUS304), 및 아라미드 쿠션 (Ichikawa Techno-Fabrics Co., Ltd. 에서 제조되며 두께 3 mm, 길이 520 mm 및 폭 520 mm로 측정되는 아라미드 쿠션) 이 바닥부로부터 순차적으로 적층되었다. 고온 진공 프레스 머신 (KITAGAWA SEIKI Co., Ltd. 에서 제조되며 길이 300 mm 및 폭 300 mm 로 측정되는 "KVHC-PRESS") 을 이용하여, 이러한 제 2 적층제가 금속박 적층제를 얻기 위해 5 MPa 의 압력 (수지 함침 베이스 재료에 대한 특정 압력) 및 340 ℃ 의 온도 조건 하에서 30 분 동안 핫 프레싱에 의해 통합된다.
<실시예 2>
수지 함침 베이스 재료의 크기가 480 mm 제곱 (길이 480 mm, 폭 480 mm) 으로 설정되고 구리박의 크기가 수지 함침 베이스 재료의 크기에 따라 500 mm 제곱(길이 500 mm, 폭 500 mm) 으로 설정된다는 것을 제외하고, 실시예 1 과 동일한 방식으로, 금속박 적층제가 생산된다. 이러한 금속박 적층제에서, 구리박의 면적 대 SUS 플레이트의 면적 비는 0.92 가 되었다.
<비교예 1>
수지 함침 베이스 재료의 크기가 250 mm 제곱 (길이 250 mm, 폭 250 mm) 으로 설정되고 수지 함침 베이스 재료의 크기에 따라 구리박의 크기가 270 mm 제곱(길이 270 mm, 폭 270 mm) 으로 설정된다는 것을 제외하고, 실시예 1 과 동일한 방식으로, 급속박 적층제가 생산되었다. 이러한 금속박 적층제에서, 구리박의 면적 대 SUS 플레이트의 면적 비는 0.25 가 되었다.
<비교예 2>
수지 함침 베이스 재료의 크기가 353 mm 제곱(길이 353mm, 폭 353mm)으로 설정되고 수지 함침 베이스 재료의 크기에 따라 구리박의 크기가 373 mm 제곱(길이 373mm, 폭 373mm)으로 설정된다는 것을 제외하고, 예 1과 동일한 방식으로, 급속박 적층제가 생산되었다. 이러한 금속박 적층제에서, 구리박의 면적 대 SUS 플레이트의 면적 비는 0.5가 되었다.
<금속박 적층제의 접착력 평가>
실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1 및 비교예 2 와 관련하여, 금속박 적층제의 밀착된 부착력을 평가하기 위해 금속박 적층제의 박리 강도 (단위 : N/cm) 가 각각 측정되었다. 즉, 금속박 적층제들 각각은 10 개의 표본을 제조하기 위해 길이가 10 mm 로 측정되는 스트립 형상으로 절단된다. 각각의 표본과 관련하여, 금속박 적층제의 박리 강도 (90°박리 강도) 는 수지 함침 베이스 재료가 고정된 상태에서 90°의 각도 방향으로 50 mm/분의 박리 속도로 수지 함침 베이스 재료로부터 구리박을 벗겨냄으로써 측정되었으며, 10 개의 표본의 평균치가 계산되었다. 결과는 표 1 에 요약했다.
비교예 1 비교예 2 실시예 1 실시예 2
수지 함침 베이스 재료의 크기 250 mm 제곱 353 mm 제곱 433 mm 제곱 480 mm 제곱
구리박의 크기 270 mm 제곱 373 mm 제곱 453 mm 제곱 500 mm 제곱
수지 함침 베이스
재료의 면적 대 SUS 플레이트의 면적 비		 0.25 0.5 0.75 0.92
박리 강도(평균치) [N/cm]
 7.3 9.4 10.1 11.3
표 1 에서 알 수 있듯이, 비교예 1, 2 에서는, 구리박의 면적 대 SUS 플레이트의 면적 비가 이를 테면 각각 0.25 및 0.5 로 작기 때문에, 박리 강도는 최대 7.3 N/cm 및 9.4 N/cm 였다. 대조적으로, 실시예 1, 2 에서는, 구리박의 면적 대 SUS 플레이트 면적의 비가 이를 테면 각각 0.75 및 0.92 로 크기 때문에, 박리 강도는 10.1 N/cm 및 11.3 N/cm 로 증가했다.
본 발명은 금속박 적층체의 생산, 특히 인쇄 회로 보드용 재료로서 사용되는 대부분의 금속박 적층제의 생산에 적합하다.

Claims (5)

  1. 금속박 적층체를 제조하는 방법에 있어서, 상기 방법은,
    한 쌍의 금속박 사이 그리고 한 쌍의 금속 플레이트 사이에 절연성 베이스 재료를 순차적으로 삽입하는 단계, 이어서
    상기 절연성 베이스 재료의 양측에 상기 한 쌍의 금속박이 부착되는 금속박 적층체를 형성하기 위해서 가열 및 가압하는 단계를 포함하고,
    상기 절연성 베이스 재료의 면적 대 각각의 금속 플레이트의 면적 비는 0.75 ~ 0.95 인, 금속박 적층체를 제조하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연성 베이스 재료는, 무기 섬유 또는 탄소 섬유에 열가소성 수지가 함침된 프리프레그인, 금속박 적층체를 제조하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 250 ℃ 이상의 유동 개시 온도를 갖는 액정 폴리에스테르인, 금속박 적층체를 제조하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 액정 폴리에스테르로서, 하기에 도시된 식 (1), (2), (3) 에 의해 나타낸 중합 단위를 포함하는 액정 폴리에스테르를 사용하고,
    모든 중합 단위의 전체 함량에 기초하여, 식 (1) 로 나타낸 중합 단위의 함량은 30 ~ 45 mol% 이고, 식 (2) 로 나타낸 중합 단위의 함량은 27.5 ~ 35 mol% 이고, 식 (3) 으로 나타낸 중합 단위의 함량은 27.5 ~ 35 mol% 이고:
    (1) -O-Ar1-CO-,
    (2) -CO-Ar2-CO-,
    (3) -X-Ar3-Y-,
    여기서, Ar1 은 페닐렌기 또는 나프틸렌기를 나타내며,
    Ar2 는 페닐렌기, 나프틸렌기 또는 하기 도시된 식 (4) 에 의해 나타내는 기를 나타내며,
    Ar3 은 페닐렌기 또는 하기 도시된 식 (4) 에 의해 나타내는 기를 나타내고,
    X 및 Y 각각은 Ar1, Ar2, 또는 Ar3 에 의해 나타내는 기에 존재하는 O 또는 NH, 및 수소 원자를 독립적으로 나타내며, 각각은 할로겐 원자, 알킬기 또는 아릴기로 독립적으로 치환될 수도 있으며,
    (4) -Ar11-Z-Ar12-
    여기서, Ar11 및 Ar12 는, 페닐렌기 또는 나프틸렌기를 각각 독립적으로 나타내며, Z 는 O, CO 또는 SO2 를 나타내는, 금속박 적층체를 제조하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 식 (3) 에 의해 나타낸 중합 단위의 X 및 Y 중 적어도 하나는 NH 인, 금속박 적층체를 제조하는 방법.
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