KR20140015870A - 양면 스퍼터링 방법에 의한 양면 연성 금속 적층 필름의 제조방법 및 이에 의해 얻어진 연성 금속 적층 필름 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 양면 스퍼터링(Double Side Sputter Metalizing) 방법에 의한 양면 연성 금속 적층 필름의 제조방법 및 이에 의해 얻어진 양면 연성 금속 적층 필름에 대한 것으로, 상기한 본 발명의 양면 스퍼터링 방법에 의해 제조된 양면 연성 금속 적층 필름은 감압상태의 진공 탱크에서 40시간(hr) 이상 진공 건조 처리하여 진공 증착 공정인 스퍼터링 공정에서 산화물 및 기타 화합물 생성을 방지하고 에칭 공정에서의 에칭성을 확보하는 단계; 고분자 필름을 진공 상태에서 플라즈마 처리를 하여 표면 화학적 활성, 표면 클리닝, 거칠기 향상을 통하여 고분자 필름과 금속과의 접착력을 확보하는 단계; 상기 플라즈마 처리 후 고분자 필름 위에 시드 층을 진공 증착하는 단계; 상기 스퍼터링 방식을 이용한 진공 증착하는 단계 후 금속 증착 층 위에 금속 산화물층을 형성하기 위해 산소 가스 분위기에 노출하는 단계; 상기 금속 산화물층이 증착된 금속 증착 고분자 필름에 첨가제 및 보정제의 농도를 일정량으로 유지하여 전착시키는 단계; 및 상기 전착이 완료된 양면 연성 금속 적층 필름에 세정 및 금속 산화물층이 형성될 수 있는 순수 세정 및 건조가 이루어지는 단계에 의해 제조된 것임을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 고분자 필름의 양면에 시드 층을 증착하고 양면 혹은 일면에 금속 산화물을 형성하고 금속 산화물층이 밀착 강도 및 내구성을 하락시키지 않도록 제거하여 금속 전착(electrodeposition)이 될 수 있도록 하며 양면 전착이 완료된 후에 다시 금속 산화물을 형성할 수 있는 단계를 통하여 롤투롤 권취 압력과 금속 면의 접촉에 따른 상호 금속 면의 접합 불량(Blocking현상)을 일으키지 않는 방법을 제시하여 종래의 문제점을 완전하게 해결하였다.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 고분자 필름의 양면에 시드 층을 증착하고 양면 혹은 일면에 금속 산화물을 형성하고 금속 산화물층이 밀착 강도 및 내구성을 하락시키지 않도록 제거하여 금속 전착(electrodeposition)이 될 수 있도록 하며 양면 전착이 완료된 후에 다시 금속 산화물을 형성할 수 있는 단계를 통하여 롤투롤 권취 압력과 금속 면의 접촉에 따른 상호 금속 면의 접합 불량(Blocking현상)을 일으키지 않는 방법을 제시하여 종래의 문제점을 완전하게 해결하였다.
Description
본 발명은 양면 스퍼터링(Double Side Sputter Metalizing) 방법에 의한 양면 연성 금속 적층 필름의 제조방법 및 이에 의해 얻어진 양면 연성 금속 적층 필름에 대한 것으로, 더욱 자세하게는 미세 회로 전용의 양면 연성회로의 구성 재료로써 진공 상태에서의 스퍼터링 후 금속 산화물(Metallic Oxide) 층을 형성함에 따라 롤투롤(Roll to Roll) 권취 압력과 금속 면의 접촉에 따른 상호 금속 면의 접합 불량(Blocking 현상)을 일으키지 않는 방법을 제시하고, 이러한 방법을 사용하여 얻어진 양면 진공 증착이 이루어진 필름을 기반하여 제조된 양면 연성 금속 적층 필름에 대한 것이다.
현재 경향(Trend)에 따른 기술의 발전, 특히 전자산업 기술 분야에서 반도체 회로 및 연성회로의 발전에 따라 통상적으로 소형화 및 경량화, 내구성 및 높은 신뢰성을 요구하고 초고집적도가 구현되는 소재의 개발이 촉진되어, 현재로는 보편화된 접착제 방법과 캐스팅(Casting) 방법을 이용한 양면(Double Side) 금속 적층 필름으로부터 스퍼터링 방법을 이용하여 양면 연성 금속 적층 필름을 제조하고 이를 소재로 하여 미세 회로를 구현하려 하고 있는데, 예를 들어, 대한민국 특허공개공보 제2010-0086786호에서는, "(a) 제 1면 상에 제 1 폴리이미드층이 형성된 제 1 도전성 금속박; 및 (b) 제 1면 상에 제 2 폴리이미드층이 형성된 제 2 도전성 금속박을 포함하며, 상기 제 1 폴리이미드층과 제 2 폴리이미드층이 에폭시 접착제에 의해 서로 접합되어 있는 것이 특징인 연성 금속박 적층판 및 이의 제조방법"을 개시하고 있으며, 이에 의해 종래 연성 2층 양면 동박 적층판의 내열성 및 굴곡성 특성과 대등하게 발휘되면서도, 제조공정이 단순하고 간편하여 생산성 및 경제성을 높일 수 있다는 것을 제안하고 있다.
한편, 상기한 방법을 이용하여 얻어진 양면 연성 금속 적층 필름에 회로 패턴을 형성한 후, 회로 상에 반도체 칩 등의 전기 소자가 실장되거나 패널과 PCB 기판 사이에 신호를 전달해주는 전달 매체의 역할을 하거나 기판(Substrate) 등으로 사용하게 되는데, 최근에는 기존 회로 패턴의 피치(Pitch)를 줄이거나 치수의 변화량이 일정한 제품이 요구되고 있는 실정이며, 이러한 특성을 만족시키기 위해서 스퍼터링 방법을 이용한 양면 연성 금속 적층 필름의 개발이 요구되고 있으나, 기존의 양면 금속 적층 필름은 상기한 바와 같은 접착제 방법과 캐스팅 방법을 사용하여 제작함으로 금속 표면에 충분한 금속 산화 피막이 형성되어 상호 금속 면의 접합 불량은 발생하지 않고 또한 인식되고 있지도 않았다.
그러나, 스퍼터링 방법을 사용한 시드(Seed) 층 제작에 있어서 진공 공정 특유의 접합 문제가 발생하고 있으며 이에 대한 해결책이 절실하게 요구되고 있으나, 현재까지 어떤 방안도 제시되고 있지 못한 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 있어서의 기술적 문제점을 감안하여 된 것으로, 본 발명의 주요 목적은 진공 상태에서의 양면 플라즈마 스퍼터링 후 진공 증착된 금속의 표면에 금속 산화물층을 형성함에 따라 롤투롤 공정 특유의 권취 압력과 양면 금속 접촉에 따른 상호 금속 면의 접합 불량인 블로킹(Blocking) 현상을 일으키지 않을 뿐 아니라, 품질에 따라 연속 양면 스퍼터링과 2 프로세스(Process) 양면 스퍼터링에 적합한 양면 스퍼터링 방법에 의한 양면 연성 금속 적층 필름의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 금속 산화물층을 형성하는 방법을 통해 접합 불량이 없는 특성을 가지는 양면 스퍼터링 증착(Deposition)을 기반으로 제조된 양면 연성 금속 적층 필름을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 또한 상기한 명확한 목적 이외에 이러한 목적 및 본 명세서의 전반적인 기술로부터 이 분야의 통상인에 의해 용이하게 도출될 수 있는 다른 목적을 달성함을 그 목적으로 할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양면 스퍼터링 방법에 의한 양면 연성 금속 적층 필름의 제조방법은;
접합 불량이 없는 특성을 가지는 양면 스퍼터링 증착을 기반으로 제조되는 양면 연성 금속 적층 필름의 제조 방법에 있어서, 상기 방법은,
(1) 10-4 내지 10-2 Torr 범위의 감압상태의 진공 탱크(Tank)에서 40시간(hr) 이상 진공 건조 처리하여 진공 증착 공정인 스퍼터링(Sputtering) 공정에서 산화물 및 기타 화합물 생성을 방지하고 에칭 공정에서의 에칭성을 확보하는 단계;
(2) 고분자 필름을 10-6 내지 10-3 Torr 진공 상태에서 플라즈마 처리를 하여 표면 화학적 활성, 표면 클리닝(Cleaning), 거칠기 향상을 통하여 고분자 필름과 금속과의 접착력을 확보하는 단계;
(3) 상기 플라즈마 처리 후 고분자 필름 위에 물리기상증착법(PVD)인 스퍼터링 방식을 이용하여 비전도성 고분자 필름 표면에 전도층 역할을 하는 시드(Seed) 층(Metal)을 진공 증착하는 단계;
(4) 상기 스퍼터링 방식을 이용한 진공 증착하는 단계 후 금속 증착 층 위에 금속 산화물(Metallic Oxide) 층을 형성하기 위해 산소 가스 분위기에 노출하는 단계;
(5) 상기 금속 산화물층이 증착된 금속 증착 고분자 필름에 첨가제 및 보정제의 농도를 일정량으로 유지하여 전착시키는 단계; 및
(6) 상기 전착이 완료된 양면 연성 금속 적층 필름에 세정 및 금속 산화물층이 형성될 수 있는 순수 세정 및 건조가 이루어지는 단계로 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 (1) 단계의 진공 건조 처리에 사용되는 고분자 필름은 10-4 내지 10-2 Torr 범위의 감압상태에서 분해되지 않으며 두께가 100㎛ 이하인 것을 사용함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 (2) 단계의 플라즈마 처리는 RF 플라즈마 또는 이온 빔(Ion Beam)을 사용하여 표면을 개질하여 사용함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 (2), (3) 단계의 구성은 고분자 필름의 양면에 각각 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 (4) 단계의 구성은 양면을 동시에 진공 증착 가능한 멀티 드럼(Multi Drum) 방식의 롤투롤(Roll to Roll) 설비에서는 진공 분위기에서 양면 내지 한쪽 면에만 산소 가스를 투입하여 실시함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 (4) 단계의 구성은 양면을 동시에 진공 증착 불가능한 멀티 드럼(Multi Drum) 내지 싱글 드럼(Single Drum) 방식의 롤투롤(Roll to Roll) 설비에서는 진공 분위기에서 한쪽 면에 산소 가스를 투입하여 실시하거나 스퍼터(Sputter) 기기에서 꺼내 롤 상태로 공기 중에 40시간(hr) 이상 노출시키거나 재권취를 통하여 공기 중에 직접 노출될 수 있도록 하여 금속 산화물층이 형성될 수 있도록 함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 (5) 단계의 구성은 전착시키는 단계 전에 금속 산화물층을 제거하는 5% 이내의 산성 용액으로 전처리를 실시함을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 전 단계에서 권취 장력은 50 내지 150N으로 하여 실시함을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양면 스퍼터링 방법에 의해 제조된 양면 연성 금속 적층 필름은;
10-4 내지 10-2 Torr 범위의 감압상태의 진공 탱크(Tank)에서 40시간(hr) 이상 진공 건조 처리하여 진공 증착 공정인 스퍼터링(Sputtering) 공정에서 산화물 및 기타 화합물 생성을 방지하고 에칭 공정에서의 에칭성을 확보하는 단계; 고분자 필름을 10-6 내지 10-3 Torr 진공 상태에서 플라즈마 처리를 하여 표면 화학적 활성, 표면 클리닝(Cleaning), 거칠기 향상을 통하여 고분자 필름과 금속과의 접착력을 확보하는 단계; 상기 플라즈마 처리 후 고분자 필름 위에 물리기상증착법(PVD)인 스퍼터링 방식을 이용하여 비전도성 고분자 필름 표면에 전도층 역할을 하는 시드(Seed) 층(Metal)을 진공 증착하는 단계; 상기 스퍼터링 방식을 이용한 진공 증착하는 단계 후 금속 증착 층 위에 금속 산화물(Metallic Oxide) 층을 형성하기 위해 산소 가스 분위기에 노출하는 단계; 상기 금속 산화물층이 증착된 금속 증착 고분자 필름에 첨가제 및 보정제의 농도를 일정량으로 유지하여 전착시키는 단계; 및 상기 전착이 완료된 양면 연성 금속 적층 필름에 세정 및 금속 산화물층이 형성될 수 있는 순수 세정 및 건조가 이루어지는 단계에 의해 제조된 것임을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 양면 스퍼터링 방법에 의한 양면 연성 금속 적층 필름의 제조방법 및 이에 의해 얻어진 연성 금속 적층 필름은 고분자 필름의 양면에 시드 층을 증착하고 양면 혹은 일면에 금속 산화물을 형성하고 금속 산화물층이 밀착 강도 및 내구성을 하락시키지 않도록 제거하여 금속 전착(electrodeposition)이 될 수 있도록 하며 양면 전착이 완료된 후에 다시 금속 산화물을 형성할 수 있는 단계를 통하여 롤투롤 권취 압력과 금속 면의 접촉에 따른 상호 금속 면의 접합 불량(Blocking현상)을 일으키지 않는 방법을 제시하여 종래의 문제점을 완전하게 해결하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따라 제조된 상호 금속 면 사이 양면에 금속 산화물층이 형성되어있는 양면 연성 금속 적층 필름의 권취 상태의 단면을 나타낸 모식도이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 따라 제조된 상호 금속 면 사이 단 일면에 금속 산화물층이 형성되어있는 양면 연성 금속 적층 필름의 권취 상태의 단면를 나타낸 모식도이고,
도 3은 고분자 필름 위에 스퍼터링 방식을 이용한 진공 증착이 완료된 후 금속의 산화 막의 두께를 알기 위해 측정한 XPS 깊이 프로필 그래프(Depth Profile Graph)이고,
도 4는 종래의 기술인 비교예에 따라 제조된 양면 연성 금속 적층 필름의 접착현상으로 불량이 발생한 실제 현상을 나타낸 사진이고,
도 5는 본 발명에 따른 실시예 1에 따라 제조된 양면 연성 금속 적층 필름의 표면을 찍은 SEM 이미지 사진이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 따라 제조된 상호 금속 면 사이 단 일면에 금속 산화물층이 형성되어있는 양면 연성 금속 적층 필름의 권취 상태의 단면를 나타낸 모식도이고,
도 3은 고분자 필름 위에 스퍼터링 방식을 이용한 진공 증착이 완료된 후 금속의 산화 막의 두께를 알기 위해 측정한 XPS 깊이 프로필 그래프(Depth Profile Graph)이고,
도 4는 종래의 기술인 비교예에 따라 제조된 양면 연성 금속 적층 필름의 접착현상으로 불량이 발생한 실제 현상을 나타낸 사진이고,
도 5는 본 발명에 따른 실시예 1에 따라 제조된 양면 연성 금속 적층 필름의 표면을 찍은 SEM 이미지 사진이다.
이하, 본 발명을 첨부도면을 참고로 바람직한 실시형태에 의해 보다 자세하게 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 양면 스퍼터링(Double Side Sputter Metalizing) 방법 및 이로 얻어진 양면 연성 금속 적층 필름의 제조방법은 10-4 내지 10-2 Torr 범위의 감압상태의 진공 탱크(Tank)에서 40시간(hr) 이상 진공 건조 처리하여 진공 증착 공정인 스퍼터링 공정에서 산화물 및 기타 화합물 생성을 방지하고 에칭 공정에서의 에칭성을 확보하는 단계; 고분자 필름을 10-6 내지 10-3 Torr 진공 상태에서 플라즈마 처리를 하여 표면 화학적 활성, 표면 클리닝(Cleaning), 거칠기 향상을 통하여 고분자 필름과 금속과의 접착력을 확보하는 단계; 상기 플라즈마 처리 후 고분자 필름 위에 물리기상증착법(PVD)인 스퍼터링 방식을 이용하여 비전도성 고분자 필름 표면에 전도층 역할을 하는 시드 층(Metal)을 진공 증착하는 단계; 상기 스퍼터링 방식을 이용한 진공 증착하는 단계 후 금속 증착 층 위에 금속 산화물층을 형성하기 위해 산소 가스 분위기에 노출하는 단계; 상기 금속 산화물층이 증착된 금속 증착 고분자 필름에 첨가제 및 보정제의 농도를 일정량으로 유지하여 전착시키는 단계; 및 상기 전착이 완료된 양면 연성 금속 적층 필름에 세정 및 금속 산화물층이 형성될 수 있는 순수 세정 및 건조가 이루어지는 단계에 의해 제조된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명에 따라 진공 건조 처리에 사용되는 고분자 필름은 10-4 내지 10-2 Torr 범위의 감압상태에서 분해되지 않으며 두께가 100㎛ 이하인 것이 바람직하며, 플라즈마 처리는 RF 플라즈마 또는 이온 빔을 사용하여 표면을 개질하여 사용함이 바람직하다. 또한, 상기 구성은 고분자 필름의 양면에 각각 이루어져야 하며, 양면을 동시에 진공 증착 가능한 멀티 드럼 방식의 롤투롤 설비에서는 진공 분위기에서 양면 내지 한쪽 면에만 산소 가스를 투입하여 실시함을 특징으로 하고, 양면을 동시에 진공 증착 불가능한 멀티 드럼 내지 싱글 드럼(Single Drum) 방식의 롤투롤 설비에서는 진공 분위기에서 한쪽 면에 산소 가스를 투입하여 실시하거나 스퍼터(Sputter) 기기에서 꺼내 롤 상태로 공기 중에 40시간 이상 장시간 노출시키거나 재권취를 통하여 공기 중에 직접 노출될 수 있도록 하여 금속 산화물층이 형성될 수 있도록 한다. 상기 금속 산화물층이 형성되지 않고는 반대 면의 시드(Seed) 층(Metal)을 진공 증착하는 단계를 실시할 수 없다. 또한, 전착시키는 단계 전에 금속 산화물층을 제거하는 5% 이내의 산성 용액으로 전처리를 실시하며, 상기 전 단계에서 권취 장력은 50 내지 150N으로 하여 실시하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 양면 연성 금속 적층 필름의 제조에 있어서, 비전도성 고분자 필름을 10-4 내지 10-2 Torr 범위의 감압상태의 진공 탱크에서 40시간 이상 진공 건조 처리하는 것은 다음 단계인 진공 증착 공정인 스퍼터링 공정에서 산화물 및 기타 화합물 생성을 방지하고 에칭 공정에서의 에칭성을 확보하기 위함이다. 아래에 기술하는 본 발명의 실시예와 비교예에서는 비전도성 고분자 필름을 폴리이미드(PI)로 하여 실시하였으며 10-4 내지 10-2 Torr 범위의 감압상태의 진공 탱크에서 40시간 이상 진공 건조를 실시함으로써 롤 상태로 권취되어 있는 고분자 필름의 권취 내부와 권취 외부의 균일성을 확보할 수 있게 하였다. 이때, 고분자 필름의 두께는 두께가 100㎛ 이하인 것이 바람직하다. 최근 박막화 및 소형화가 이루어지는 추세에서 100㎛ 이상의 고분자 필름을 사용한 양면 연성 금속 적층 필름은 요구되지 않을 뿐더러 10-4 내지 10-2 Torr 범위의 감압상태의 진공 탱크에서 40시간 이상 진공 건조 처리하더라도 권취 내부와 권취 외부의 차이가 발생할 가능성이 있기 때문이다. 고분자 필름을 산소나 질소 등의 특정한 활성 기체나 아르곤(Ar)과 같은 불활성 기체를 혼합 또는 단독으로 이용하여 고분자 필름과 금속 간의 접착력을 향상시키기 위한 방안으로 플라즈마 처리 혹은 이온 빔 처리를 실시하면 그 효과는 표면의 거칠기를 증가시키고 표면의 화학적 결합을 끊어 금속과 잘 결합할 수 있는 활성화된 표면 상태로 만들어주는 단계를 구성한다.
그런데, 스퍼터링 방식을 이용한 진공 증착하는 단계 후 금속 증착층 위에 첨가제 및 보정제의 농도를 일정량으로 유지하여 전착시키는 단계를 바로 실시할 경우 양면의 금속이 롤 형태의 권취 장력에 따라 힘이 가해지며 진공상태에서 이것이 가중되게 됨으로써 금속과 금속의 접착 형태의 불량이 발생하게 된다.
본 발명에서는 금속 산화물층을 형성하기 위해 산소 가스 분위기에 노출하는 단계를 통하여 금속과 금속의 직접 접촉을 제거하고 이때 형성된 금속 산화물은 상기 전착이 실시되기 전 단계에서 금속 산화물층을 제거하는 5% 이내의 산성 용액으로 전처리를 실시하여 제거한다. 이는 도 3에 도시된 바와 같이 금속 산화물층의 두께가 20Å 수준이며 5% 이내의 산성 용액으로 충분히 제거될 수 있다. 전착 후에는 양면 연성 금속 적층 필름에 세정 및 금속 산화물층이 형성될 수 있는 순수 세정 및 건조 단계를 거치는 것이 바람직하다. 또한 금속과 금속의 접착 형태의 불량은 권취 장력이 강할수록 발생 정도가 심하기 때문에 가공 전 단계에서의 권취 장력은 50 내지 150N으로 하여 실시하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 진공 증착하는 단계 후 금속 증착(Metal)층 위에 금속 산화물(Metallic Oxide)층을 형성하기 위해 산소 가스 분위기에 노출하는 면을 단면과 양면으로 나누어 실시하였다. 이는 도 1에 도시된 바와 같이 금속과 금속 사이에 금속 산화물(Metallic Oxide)층을 양면으로 형성시키고, 도 2에 도시된 바와 같이 금속과 금속 사이에 금속 산화물층을 단면으로 형성되어 있게 하였다.
도 4는 본 발명의 비교예에 따라 제조된 접착 불량 현상을 나타내고 있다. 고분자 필름의 표면에 따라 수준의 차이는 보일 수 있으나 스퍼터링 방식을 이용한 진공 증착 이후 진공 보관을 실시할 경우 더욱 심한 불량 현상(높은 접착 형태)를 보이고 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 양면 연성 금속 적층 필름의 표면을 찍은 SEM 이미지 사진이다.
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해 더욱 상세히 설명하지만, 본 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
실시예 1
폴리이미드(Polyimide) 필름과 금속 간의 접착력 및 표면 클리닝, 거칠기 향상을 위하여, 다음의 조건으로 진공상태에서의 양면에 플라즈마 처리를 실시하였다. 즉, 플라즈마 처리 전력은 1.5kw로 하고, 투입 가스는 Ar 및 O2의 혼합가스로 그 구성비율은 50:50으로 하여 사용하였다.
이와 같이 플라즈마 처리한 폴리이미드 필름 위에 물리기상증착법(PVD)인 스퍼터링(Sputtering) 방식을 이용하여 비전도성 폴리이미드 필름 표면에 전도층 역할을 하는 타이(Tie) 층(Ni-Cr)과 시드(Seed) 층(Cu)을 순차적으로 양면에 진공 증착하고, 진공 상태에서 산소 가스를 투입하여 양면을 노출시켜 금속 산화물(Metallic Oxide)층을 형성하여 롤 상태로 권취하였다. 그 결과 도 1과 같은 형태로 권취가 된다.
권취된 롤은 5% 이하의 산에 전처리되고 금속 산화물이 제거된 상태로 상기 전도층이 증착된 폴리이미드 필름에 첨가제 및 보정제의 농도를 일정량으로 유지하여 양면에 Cu 전착시켜 양면 연성 금속 적층 필름을 제조하였다.
실시예 2
폴리이미드(Polyimide) 필름과 금속 간의 접착력 및 표면 클리닝, 거칠기 향상을 위하여, 다음의 조건으로 진공상태에서의 양면에 플라즈마 처리를 실시하였다. 즉, 플라즈마 처리 전력은 1.5kw로 하고, 투입 가스는 Ar 및 O2의 혼합가스로 그 구성비율은 50:50으로 하여 사용하였다.
이와 같이 플라즈마 처리한 폴리이미드 필름 위에 물리기상증착법(PVD)인 스퍼터링(Sputtering) 방식을 이용하여 비전도성 폴리이미드 필름 표면에 전도층 역할을 하는 타이(Tie) 층(Ni-Cr)과 시드(Seed) 층(Cu)을 순차적으로 양면에 진공 증착하고, 진공 상태에서 산소 가스를 투입하여 단면을 노출시켜 금속 산화물층을 한쪽 측면에만 형성하여 롤 상태로 권취하였다. 도 2와 같은 형태로 권취가 된다.
권취된 롤은 5% 이하의 산에 전처리되고 금속 산화물이 제거된 상태로 상기 전도층이 증착된 폴리이미드 필름에 첨가제 및 보정제의 농도를 일정량으로 유지하여 양면에 Cu 전착시켜 양면 연성 금속 적층 필름을 제조하였다.
단면에만 금속 산화물층을 형성시켜도 양면의 금속 박막층의 접착 물성에는 차이가 없었다.
실시예 3
폴리이미드(Polyimide) 필름과 금속 간의 접착력 및 표면 클리닝, 거칠기 향상을 위하여, 다음의 조건으로 진공상태에서의 한쪽 면에 플라즈마 처리를 실시하였다. 즉, 플라즈마 처리 전력은 1.5kw로 하고, 투입 가스는 Ar 및 O2의 혼합가스로 그 구성비율은 50:50으로 하여 사용하였다.
이와 같이 플라즈마 처리한 폴리이미드 필름 위에 물리기상증착법(PVD)인 스퍼터링(Sputtering) 방식을 이용하여 비전도성 폴리이미드 필름 표면에 전도층 역할을 하는 타이(Tie) 층(Ni-Cr)과 시드(Seed) 층(Cu)을 순차적으로 한쪽 면에 진공 증착하고, 재권취를 통하여 표준 상태의 공기 중에 직접 노출될 수 있도록 하여 금속 산화물층을 형성시켰다. 그리고 반대쪽 면에 상기 동일 플라즈마를 처리하고 스퍼터링(Sputtering) 방식을 이용하여 비전도성 폴리이미드 필름 표면에 전도층 역할을 하는 타이(Tie) 층(Ni-Cr)과 시드(Seed) 층(Cu)을 순차적으로 증착하였다. 도 2와 같은 형태로 권취가 된다.
권취된 롤은 5% 이하의 산에 전처리되고 금속 산화물이 제거된 상태로 상기 전도층이 증착된 폴리이미드 필름에 첨가제 및 보정제의 농도를 일정량으로 유지하여 양면 Cu 전착시켜 양면 연성 금속 적층 필름을 제조하였다.
단면에만 금속 산화물층을 형성시켜도 양면의 금속 박막층의 접착 물성에는 차이가 없었다.
비교예 1
금속 산화물(Metallic Oxide)층을 형성하지 않고, 권취 장력을 150N 이상으로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 양면 연성 금속 적층 필름을 제조하였다.
비교예 2
금속 산화물(Metallic Oxide)층을 형성하지 않고, 스퍼터링(Sputtring) 법으로 양면에 진공 증착하고 진공 건조를 24hr 이상 실시한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 양면 연성 금속 적층 필름을 제조하였다.
비교예 3
금속 산화물(Metallic Oxide)층을 형성하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 양면 연성 금속 적층 필름을 제조하였다.
실험예
상기 각 실시예 및 비교예에 따라 제조된 양면 연성 금속 적층 필름에 대하여 평가하여 그 결과를 다음 표 1에 나타냈다. 이때 접착력은 표준시험 조건(23℃ ± 2℃, 50% ± 5% RH)) 24시간 유지시킨 후 1.3mm 폭으로 패턴화시키고 90° 박리 강도(Peel Strength)(시험속도 50mm/min, 하중 5N)로 측정하였다.
| 항목 | 결과 |
| 실시예 1 | 접착력 : 0.69kgf/cm(A) 0.69kgf/cm(B) 금속 접착현상 미발생 |
| 실시예 2 | 접착력 : 0.69kgf/cm(A) 0.70kgf/cm(B) 금속 접착현상 미발생 |
| 실시예 3 | 접착력 : 0.69kgf/cm(A) 0.69kgf/cm(B) 금속 접착현상 미발생 |
| 비교예 1 | 금속 접착현상 발생 매우 심함 |
| 비교예 2 | 금속 접착현상 발생 매우 심함 |
| 비교예 3 | 금속 접착현상 발생 심함 |
Claims (7)
- 접합 불량이 없는 특성을 가지는 양면 스퍼터링 증착을 기반으로 제조되는 양면 연성 금속 적층 필름의 제조 방법에 있어서, 상기 방법은,
(1) 10-4 내지 10-2 Torr 범위의 감압상태의 진공 탱크(Tank)에서 40시간(hr) 이상 진공 건조 처리하여 진공 증착 공정인 스퍼터링(Sputtering) 공정에서 산화물 및 기타 화합물 생성을 방지하고 에칭 공정에서의 에칭성을 확보하는 단계;
(2) 고분자 필름을 10-6 내지 10-3 Torr 진공 상태에서 플라즈마 처리를 하여 표면 화학적 활성, 표면 클리닝(Cleaning), 거칠기 향상을 통하여 고분자 필름과 금속과의 접착력을 확보하는 단계;
(3) 상기 플라즈마 처리 후 고분자 필름 위에 물리기상증착법(PVD)인 스퍼터링 방식을 이용하여 비전도성 고분자 필름 표면에 전도층 역할을 하는 시드(Seed) 층(Metal)을 진공 증착하는 단계;
(4) 상기 스퍼터링 방식을 이용한 진공 증착하는 단계 후 금속 증착 층 위에 금속 산화물(Metallic Oxide) 층을 형성하기 위해 산소 가스 분위기에 노출하는 단계;
(5) 상기 금속 산화물층이 증착된 금속 증착 고분자 필름에 첨가제 및 보정제의 농도를 일정량으로 유지하여 전착시키는 단계; 및
(6) 상기 전착이 완료된 양면 연성 금속 적층 필름에 세정 및 금속 산화물층이 형성될 수 있는 순수 세정 및 건조가 이루어지는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 양면 스퍼터링 방법에 의한 양면 연성 금속 적층 필름의 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 (1) 단계의 진공 건조 처리에 사용되는 고분자 필름은 10-4 내지 10-2 Torr 범위의 감압상태에서 분해되지 않으며 두께가 100㎛ 이하인 것을 사용함을 특징으로 하는 양면 스퍼터링 방법에 의한 양면 연성 금속 적층 필름의 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 (2) 단계의 플라즈마 처리는 RF 플라즈마 또는 이온 빔(Ion Beam)을 사용하여 표면을 개질하여 사용함을 특징으로 하는 양면 스퍼터링 방법에 의한 양면 연성 금속 적층 필름의 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 (2), (3) 단계의 구성은 고분자 필름의 양면에 각각 이루어지는 것을 특징으로 하는 양면 스퍼터링 방법에 의한 양면 연성 금속 적층 필름의 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 (5) 단계의 구성은 전착시키는 단계 전에 금속 산화물층을 제거하는 5% 이내의 산성 용액으로 전처리를 실시함을 특징으로 하는 양면 스퍼터링 방법에 의한 양면 연성 금속 적층 필름의 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 전 단계에서 권취 장력은 50 내지 150N으로 하여 실시함을 특징으로 하는 양면 스퍼터링 방법에 의한 양면 연성 금속 적층 필름의 제조방법.
- 청구항 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 따라 제조된 것임을 특징으로 하는 양면 연성 금속 적층 필름.
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2012
- 2012-07-26 KR KR1020120081699A patent/KR20140015870A/ko not_active Application Discontinuation
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