KR20140035552A - 담체로서 매우 낮은 프로파일의 구리 호일을 갖는 초박형 구리 호일 - Google Patents

담체로서 매우 낮은 프로파일의 구리 호일을 갖는 초박형 구리 호일 Download PDF

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KR20140035552A
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난야 플라스틱스 코오퍼레이션
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Abstract

본 발명은 담체 호일, 이형 층 및 초박형 구리 호일을 포함하는, 담체로서 매우 낮은 프로파일의 구리 호일을 갖는 초박형 구리 호일에 관한 것이다. 양면이 매끄러운, 매우 낮은 프로파일을 갖는 구리 호일(즉 VLP 구리 호일)이 담체 호일로서 사용되며, 초박형 구리 호일을 지지하기 위한 상기 매우 낮은 프로파일의 구리 호일은 핀홀이 없고, 우수한 두께 균일성 및 낮은 표면 조도의 이점을 가져올 수 있다. 담체 호일과 초박형 구리 호일 사이의 접착 강도에 미치는 이형 층의 영향이 매우 현저하며, 이형 층은 박리가능한 4종 금속 합금으로 이루어진다. 매우 낮은 프로파일의 구리 호일 담체를 갖는 본 발명의 초박형 구리 호일은 낮은 담체 접착 강도를 나타내고, 예외적인 환경 내성을 가질 뿐 아니라, 여전히 고온, 수분, 산, 알칼리 내성 및 기타 특성을 나타내며, 상기 담체 호일 및 초박형 구리 호일은 고온의 열-압축된 환경에서도 우수한 스트리핑 특성을 갖는다.

Description

담체로서 매우 낮은 프로파일의 구리 호일을 갖는 초박형 구리 호일 {ULTRA THIN COPPER FOIL WITH VERY LOW PROFILE COPPER FOIL AS CARRIER}
본 발명은 담체로서 "매우 낮은 프로파일"(VLP)을 갖는 초박형 구리 호일, 특히 인쇄 회로 기판, 다층 인쇄 회로 기판, 필름 상 칩 등의 분야에서 고밀도 및 미세 라인 적용을 위한 기반 물질로 사용되는, 담체 호일, 이형 층 (박리가능한 층), 및 초박형 구리 호일을 포함하는 복합재에 관한 것이다.
담체를 갖는 초박형 구리 호일이 고밀도 및 미세 라인의 인쇄 회로 기판 조립품으로 전자 산업에 사용되며, 오늘날 강조되는 것은 회로 라인을 위한 가볍고, 얇고, 짧고 소형인, 정밀 요건이 정확도를 지향하고 있으며, 구리 호일을 얇게 하는 방법에 대한 요구가 점점 증가하고 있다. 담체를 갖는 현재의 초박형 구리 호일은 18 ~ 35 μm 두께의 담체 (구리 또는 알루미늄 호일)로 이루어지며, 그 위에 1 ~ 6 μm 두께의 초박형 구리 호일이 전기도금된 것이다.
다양한 전자 부품의 고밀도 요건으로 인하여, 그의 회로 기판 복합재 및 회로 패턴 또한 고밀도가 요구되는데, 예를 들어 패키지에 사용되는 인쇄 회로 기판의 경우, 회로 라인들 사이의 트랙 폭 및 트랙 간격은 고밀도 미세-회로의 경우 약 30 μm여야 하고, 두꺼운 전착된 구리 호일은 에칭 시간을 증가시킬 것이며, 그 결과 회로 패턴 측벽의 수직도(vertical degree)가 붕괴될 것이고; 넓은 라인 간격 회로에서는 단락 또는 파괴 회로가 형성되지 않겠으나, 좁은 라인 간격 회로에서는 일어날 수 있을 것이다.
담체 호일과 초박형 구리 호일 사이의 이형 층은 일반적으로 유기-기재 질소 함유 유기 화합물 또는 무기-기재 크로뮴 금속 또는 크로메이트 2종 합금 무기 필름이다. 유기 이형 필름 층을 사용하는 단점은 처리 비용 및 시간을 증가시키는 도금조 및 폐수의 폐기 처리뿐만 아니라, 고온의 회로 기판 제작 공정에서 발생하는 버블이 회로 기판 제작 품질에 영향을 주고 전기 시험 불안정성을 유도한다는 것이다. 한편, 이형 필름 층은 무기 기재의 2종 합금으로 이루어지며, 그 필름 두께의 비는 초박형 구리 호일과 담체 호일의 접착 강도를 조절하는 데 중요한 인자로서, 상기 비의 조절이 부실할 경우, 이는 불완전하게 벗겨지기 쉽거나 쉽게 벗겨져서 적층 후 산화 변색이 발생한다.
마이크로-씬 회로 패턴에 사용되는 초박형 구리 호일은 담체 호일의 이형 층 위의 직접 전기분해성 침착에 의해 형성되며, 상기 초박형 구리의 가장 좋은 두께는 5 μm 미만이다. 담체 호일의 표면 형태가 이형 층 및 초박형 구리 호일에 직접 영향을 주기 때문에, 담체 표면 조도가 높을수록, 이어지는 전기도금된 초박형 구리 호일도 높은 조도를 갖기 쉽고, 따라서 에칭이 영향을 받게 된다. 뿐만 아니라, 담체 호일의 고르지 않은 표면 형태는 또한 초박형 구리 호일의 두께 균일성에도 일정 시간 영향을 줄 것이다. 동시에, 담체 호일이 핀홀을 가질 경우, 초박형 구리 호일 또한 핀홀을 가질 것이다. 담체 호일은 이형층 및 초박형 구리 호일을 위한 기초이므로, 담체 구리 호일의 선택이 매우 중요하다. 종래의 HTE (고온 신장(High Temperature Elongation)) 구리 호일, 또는 롤 형태의 구리 호일이 종전의 발명에서 담체로 주로 사용되지만, HTE 구리 호일은 조악한 표면 균일성 및 핀홀 문제를 갖기 쉽다. 한편, 폭 및 비용 문제로 인하여, 롤 형태의 구리 호일은 제품의 응용에 제약을 가질 것이다.
뿐만 아니라 초박형 호일의 적층 표면 (무광택)은 에폭시 수지 기판으로 적층되고, 상기 초박형 호일의 적층 표면은 거칠게 하는 처리, 방청 처리 및 실란 코팅 처리 등이 진행되며, 그들은 모두 기판에 대한 접착에 밀접하게 관계되고, 이는 제품의 품질에 중대한 영향을 미친다.
담체를 가진 기존의 초박형 구리 호일의 단점을 극복하기 위해, 본 발명자들은 다년간의 경험 및 연구를 거친 후, 도 1에 나타낸 것과 같이 매우 낮은 프로파일의 구리 호일 담체, 4종 합금 이형 층 및 초박형 구리 호일로 이루어진, 담체로서 매우 낮은 프로파일 (VLP)의 구리 호일을 갖는 초박형 구리 호일을 개발하였다. 담체 층은 균일한 형태, 매끄러운 표면 및 핀홀-없는 특징을 갖는, 매우 낮은 프로파일을 갖는 난 야 플라스틱스 코포레이션(Nan Ya Plastics Corporation)으로부터 공급된 구리 호일이다. 이형 층의 측면에서, 상기 이형 층은 담체 호일과 초박형 구리 호일 사이의 접착 강도에 최대로 영향을 주며, 이형 층은 몰리브데넘, 니켈, 크로뮴 및 칼륨 금속으로 이루어진 4종 합금으로, 2종 합금보다 더 나은 산화방지 성질 및 에칭 성질을 나타내는 한편, 담체 호일과 초박형 구리 호일은 고온의 열-압축된 환경에서도 여전히 우수한 박리 성질을 갖는데, 이것이 본 발명의 중요한 특징이다.
담체로서 매우 낮은 프로파일의 구리 호일을 갖는 본 발명의 초박형 구리 호일은 우수한 박리 특성 및 환경에 대한 내성을 나타낼 뿐만 아니라, 에칭 특성도 매우 우수하여, 에칭 후, 회로 패턴 측벽이 양호한 수직성을 나타내고, 회로 패턴 측벽의 하부 가장자리에 잔류물이 없으며, 따라서 단락 또는 파괴 문제가 없다. 이러한 특징은 인쇄 회로 기판의 전기적 신뢰성 및 품질 안정성에 도움을 준다.
도 1은 구리 호일의 구조를 나타낸다.
도 2는 에칭 회로 패턴을 나타낸다.
도 3은 다양한 기판에 적용된 담체 호일과 초박형 구리 호일의 접착 강도를 나타낸다.
본 발명의 목적은, 초박형 구리 호일이 양호한 산화방지 성질 및 에칭 특성을 가지며, 고온의 열-압축된 환경에서도 우수한 박리 특징을 여전히 가지며, 담체 구리 호일이 두께 균일성 및 매우 적은 핀홀을 나타내는, 담체로서 매우 낮은 프로파일의 구리 호일을 갖는 초박형 구리 호일을 제공하는 것이다.
일반적으로 초박형 구리 호일을 위한 담체 호일은 금속 담체 호일, 예컨대 알루미늄 호일, 구리 호일, 티타늄 호일 및 스텐인레스 스틸 호일 등이며, 모든 담체 호일은 18 ~ 35 μm의 두께를 갖는 우수한 표면 평활성의 금속 호일이고, 그 광택 표면 조도 값, 즉 10개 지점의 평균 조도 Rz (단위 μm)는 1.5 μm 미만이다.
이형 층 및 초박형 구리 호일을 위한 기반으로서의 본 발명의 담체 층은 매우 낮은 프로파일 (VLP)의 구리 호일이며, 이는 양면의 광택, 낮은 조도, 균일한 두께 및 핀홀의 부재와 같은 양상을 특징으로 한다. 상기 특징은 이후 이형 층 및 초박형 구리 호일에도 유익하다. 그러나, 이후에 제안되는 본 발명의 우수한 이형 층 및 초박형 구리 호일 층 배합물에 기초하면, 담체 구리 호일의 종류나 두께가 어떻게 바뀌든, 담체를 갖는 본 발명의 구리 호일의 기본 특성 (예컨대 박리 특성, 에칭 특성 및 고온 성질 등)은 실질적으로 열화되지 않음이 강조된다. 그러나 고품질의 VLP 구리 호일이 사용될 경우, 담체 구리 호일을 갖는 초박형 구리 호일의 전체적인 특성이 향상될 것이다.
담체 호일과 초박형 구리 호일 사이에 있는 본 발명의 이형 층은 접착 강도에 가장 많은 영향을 주는 중요한 도금 층인데, 이형 층의 접착 강도가 너무 강할 경우 이는 스트리핑(stripping)될 수가 없고; 너무 약할 경우에는 담체 호일과 초박형 구리 호일이 고온의 열-압축된 조건에서 쉽게 분리되어 초박형 구리 호일의 광택 표면의 산화 변색 문제를 일으키기에, 이형 층의 균일성과 두께를 어떻게 효과적으로 조절하는지가 극복되어야 할 중요한 사안이다. 이러한 결점을 극복하기 위해, 본 발명자들은 일련의 시험을 수행하여, 이형 층이 박리가능한 특성을 갖는 몰리브데넘, 니켈, 크로뮴, 칼륨 등의 4종 합금으로 이루어질 경우, 상기 결점이 극복되고 본 발명의 목적이 달성될 수 있음을 발견하였다.
본 발명의 초박형 구리 호일은 먼저 pH = 6 ~ 10인 피로인산구리 도금조를 사용하고, 이어서 pH = 1 ~ 12의 황산구리 도금조를 사용하여 금속 담체 호일을 도금하고, 즉 먼저 이형 층 위에 피로인산구리를 도금하여 이형 층을 보호함으로써 황산구리 도금조에 의해 씻겨나가지 않고, 이어지는 초박형 구리 호일의 형성에 영향을 주지 않으며 박리 강도를 변화시키지 않도록 보호 층을 형성함으로써 제조된다. 그 후 황산구리 도금조에서 1 ~ 6 μm의 두께를 갖는 초박형 구리 호일이 형성된다. 심사 위원회(Review Committee)가 본 발명의 기술적 특징을 더 잘 이해하도록, 본 발명의 내용을 설명하고 지지하기 위한 실시양태 및 실시예를 기재한다.
본 발명에 따르면, 우수한 평면성의 구리 호일로 만들어진 담체를 10 ~ 50 g/L의 농도를 갖는 황산니켈 6수화물, 0.5 ~ 10 g/L의 농도를 갖는 몰리브데넘산나트륨 2수화물, K4P2O7: 50 ~ 100 g/L, CrO3: 0.5 ~ 2 g/L를 함유하는 도금조 안에 침지시켜 이형 층을 수득한 다음, 이 이형 층을 Cu2P2O7·3H2O: 10 ~ 60 g/L, K4P2O7: 100 ~ 400 g/L로 추가 도금하여 보호 층을 형성한 후, 구리 농도: 50 ~ 100 g/L, 황산: 90 ~ 125 g/L를 갖는 전해질 도금조 안에 침지시켜 3 μm 미만의 두께를 갖는 초박형 구리 호일을 수득한다.
초박형 구리 호일 표면과 기판 사이에 더 강한 박리 강도를 수득하기 위해, 본 발명의 초박형 구리 호일 표면은 거친 처리를 가지며, 그 후 수득된 거친 표면에 방청 및 내열 효과를 갖는 아연, 니켈 금속 및 크로메이트를 부착하여, 초박형 구리 호일과 기판 사이의 박리 강도를 더 향상시키고, 실란으로 코팅하여 박리 강도를 상승시킨다.
[실시예 1]
1. 18 μm의 두께, 1.5 μm 미만의 광택 표면 조도, 및 매우 양호한 평면성을 갖는 난 야 플라스틱스 코포레이션의 VLP 구리 호일을 담체 호일로 사용하였다.
2. 황산니켈 6수화물: 10 ~ 50 g/L, 몰리브데넘산나트륨 2수화물: 0.5 ~ 10 g/L, K4P2O7: 50 ~ 100 g/L, CrO3: 0.5 ~ 2 g/L를 함유하는 4종 합금 (몰리브데넘, 니켈, 크로뮴 및 칼륨) 도금조에 pH: 6 ~ 10, 도금조 온도: 10 ~ 50℃, 전류 밀도: 6 ~ 15 A/dm2, 전력-공급 시간: 20초로 하여, 담체 호일을 침지 및 전기도금하여 몰리브데넘, 니켈, 크로뮴 및 칼륨으로 이루어진 박리가능한 4종 합금 층을 수득한 다음;
3. Cu2P2O7·3H2O: 10 ~ 60 g/L, K4P2O7: 100 ~ 400 g/L, pH: 6 ~ 10, 도금조 온도: 10 ~ 60℃, 전류 밀도: 1 ~ 5 A/dm2, 전력-공급 시간: 15초의 조건 하에 이형 층을 다시 전기도금하여 상기 이형 층을 위한 보호 층을 보장하였다.
4. 그 후 이형 표면을 다시 구리 농도: 50 ~ 100 g/L, 황산: 90 ~ 125 g/L, 도금조 온도: 40 ~ 70℃, 전류 밀도: 25 A/dm2, 전력-공급 시간: 20초의 조건 하에 다시 전기도금하여 3 μm 두께의 초박형 구리 호일을 수득하고;
5. 마지막으로 수득된 적층 표면을 결합시켜 당 분야에 공지된 구리 입자 처리에 의해 무딘 표면을 제조한 다음, 아연 및 크로메이트 처리 및 실란 코팅으로 방청 작업을 수행하여, 매우 낮은 프로파일의 구리 담체를 갖는 초박형 구리 호일을 제조하였으며, 박리 시험 결과는 상기 담체 호일과 초박형 구리 호일이 박리될 수 없음을 보여준다.
[실시예 2]
18 μm의 두께, 1.5 μm 미만의 광택 표면 조도, 및 매우 양호한 평면성을 갖는 난 야 플라스틱스 코포레이션의 VLP 구리 호일을 담체 호일로 사용하였다.
2. 황산니켈 6수화물: 10 ~ 50 g/L, 몰리브데넘산나트륨 2수화물: 0.5 ~ 10 g/L, K4P2O7: 50 ~ 100 g/L, CrO3: 0.5 ~ 2 g/L를 함유하는 4종 합금 (몰리브데넘, 니켈, 크로뮴 및 칼륨) 도금조에 pH: 6 ~ 10, 도금조 온도: 10 ~ 50℃, 전류 밀도: 1 ~ 2.5 A/dm2, 전력-공급 시간: 20초로 하여, 담체 호일을 침지 및 전기도금하여 몰리브데넘, 니켈, 크로뮴 및 칼륨으로 이루어진 4종 합금 이형 층을 수득한 다음;
3. Cu2P2O7·3H2O: 10 ~ 60 g/L, K4P2O7: 100 ~ 400 g/L, pH: 6 ~ 10, 도금조 온도: 10 ~ 60℃, 전류 밀도: 1 ~ 5 A/dm2, 전력-공급 시간: 15초의 조건 하에 이형 층을 다시 전기도금하여 상기 이형 층을 위한 보호 층을 보장하였다.
4. 그 후 박리가능한 표면을 다시 구리 농도: 50 ~ 100 g/L, 황산: 90 ~ 125 g/L, 도금조 온도: 40 ~ 70℃, 전류 밀도: 25 A/dm2, 전력-공급 시간: 20초의 조건 하에 다시 전기도금하여 3 μm 두께의 초박형 구리 호일을 수득하고;
5. 마지막으로 수득된 적층 표면을 결합시켜 당 분야에 공지된 구리 입자 처리에 의해 무딘 표면을 제조한 다음, 아연 및 크로메이트 처리 및 실란 코팅으로 방청 작업을 수행하여, 매우 낮은 프로파일의 구리 담체를 갖는 초박형 구리 호일을 제조하였다. 측정 후, 상기 담체 호일과 초박형 구리 호일은 거의 접착 강도를 갖지 않았다.
[실시예 3]
18 μm의 두께, 1.5 μm 미만의 광택 표면 조도, 및 매우 양호한 평면성을 갖는 난 야 플라스틱스 코포레이션의 VLP 구리 호일을 담체 호일로 사용하였다.
2. 황산니켈 6수화물: 10 ~ 50 g/L, 몰리브데넘산나트륨 2수화물: 0.5 ~ 10 g/L, K4P2O7: 50 ~ 100 g/L, CrO3: 0.5 ~ 2 g/L를 함유하는 4종 합금 (몰리브데넘, 니켈, 크로뮴 및 칼륨) 도금조에 pH: 6 ~ 10, 도금조 온도: 10 ~ 50℃, 전류 밀도: 2.5 ~ 6 A/dm2, 전력-공급 시간: 20초로 하여, 담체 호일을 침지 및 전기도금하여 몰리브데넘, 니켈, 크로뮴 및 칼륨으로 이루어진 박리가능한 4종 합금 층을 수득한 다음;
3. Cu2P2O7·3H2O: 10 ~ 60 g/L, K4P2O7: 100 ~ 400 g/L, pH: 6 ~ 10, 도금조 온도: 10 ~ 60℃, 전류 밀도: 1 ~ 5 A/dm2, 전력-공급 시간: 15초의 조건 하에 이형 층을 다시 전기도금하여 상기 이형 층을 위한 보호 층을 보장하였다.
4. 그 후 박리가능한 표면을 다시 구리 농도: 50 ~ 100 g/L, 황산: 90 ~ 125 g/L, 도금조 온도: 40 ~ 70℃, 전류 밀도: 25 A/dm2, 전력-공급 시간: 20초의 조건 하에 다시 전기도금하여 3 μm 두께의 초박형 구리 호일을 수득하고;
5. 마지막으로 수득된 적층 표면을 결합시켜 당 분야에 공지된 구리 입자 처리에 의해 무딘 표면을 제조한 다음, 아연 및 크로메이트 처리 및 실란 코팅으로 방청 작업을 수행하여, 매우 낮은 프로파일의 구리 담체를 갖는 초박형 구리 호일을 제조하였다. 재팬 시맛주 코포레이션(Japan Shimadzu Corporation)의 제품인 인장 시험기로 측정된 상기 담체 호일과 초박형 구리 호일 사이의 접착 강도 값은 2.87 gf/cm였다.
[비교 실시예 1]
18 μm의 두께, 1.5 μm 미만의 광택 표면 조도, 및 매우 양호한 평면성을 갖는 난 야 플라스틱스 코포레이션의 VLP 구리 호일을 담체 호일로 사용하였다.
2. 황산니켈 6수화물: 10 ~ 50 g/L, 몰리브데넘산나트륨 2수화물: 0.5 ~ 10 g/L, K4P2O7: 50 ~ 100 g/L를 함유하는 3종 합금 (몰리브데넘, 니켈 및 칼륨) 도금조에 pH: 6 ~ 10, 도금조 온도: 10 ~ 50℃, 전류 밀도: 2.5 ~ 6 A/dm2, 전력-공급 시간: 20초로 하여, 담체 호일을 침지 및 전기도금하여 몰리브데넘, 니켈 및 칼륨으로 이루어진 박리가능한 3종 합금 층을 수득한 다음;
3. Cu2P2O7·3H2O: 10 ~ 60 g/L, K4P2O7: 100 ~ 400 g/L, pH: 6 ~ 10, 도금조 온도: 10 ~ 60℃, 전류 밀도: 1 ~ 5 A/dm2, 전력-공급 시간: 15초의 조건 하에 이형 층을 다시 전기도금하여 상기 이형 층을 위한 보호 층을 보장하였다.
4. 그 후 박리가능한 표면을 다시 구리 농도: 50 ~ 100 g/L, 황산: 90 ~ 125 g/L, 도금조 온도: 40 ~ 70℃, 전류 밀도: 25 A/dm2, 전력-공급 시간: 20초의 조건 하에 다시 전기도금하여 3 μm 두께의 초박형 구리 호일을 수득하고;
5. 마지막으로 수득된 적층 표면을 결합시켜 당 분야에 공지된 구리 입자 처리에 의해 무딘 표면을 제조한 다음, 아연 및 크로메이트 처리 및 실란 코팅으로 방청 작업을 수행하여, 매우 낮은 프로파일의 구리 담체를 갖는 초박형 구리 호일을 제조하였다. 재팬 시맛주 코포레이션의 제품인 인장 시험기로 측정된 상기 담체 호일과 초박형 구리 호일 사이의 접착 강도 값은 5.40 gf/cm였다.
[비교 실시예 2]
1. 18 μm의 두께, 1.5 μm 미만의 광택 표면 조도, 및 매우 양호한 평면성을 갖는 난 야 플라스틱스 코포레이션의 VLP 구리 호일을 담체 호일로 사용하였다.
2. 몰리브데넘산나트륨 2수화물: 0.5 ~ 10 g/L, K4P2O7: 50 ~ 100 g/L, CrO3: 50 ~ 100 g/L를 함유하는 3종 합금 (몰리브데넘, 칼륨 및 크로뮴) 도금조에 pH: 6 ~ 10, 도금조 온도: 10 ~ 50℃, 전류 밀도: 2.5 ~ 6 A/dm2, 전력-공급 시간: 20초로 하여, 담체 호일을 침지 및 전기도금하여 몰리브데넘, 칼륨 및 크로뮴으로 이루어진 박리가능한 3종 합금 층을 수득한 다음;
3. Cu2P2O7·3H2O: 10 ~ 60 g/L, K4P2O7: 100 ~ 400 g/L, pH: 6 ~ 10, 도금조 온도: 10 ~ 60℃, 전류 밀도: 1 ~ 5 A/dm2, 전력-공급 시간: 15초의 조건 하에 이형 층을 다시 전기도금하여 상기 이형 층을 위한 보호 층을 보장하고;
4. 그 후 박리가능한 표면을 다시 구리 농도: 50 ~ 100 g/L, 황산: 90 ~ 125 g/L, 도금조 온도: 40 ~ 70℃, 전류 밀도: 25 A/dm2, 전력-공급 시간: 20초의 조건 하에 다시 전기도금하여 3 μm 두께의 초박형 구리 호일을 수득하고;
5. 마지막으로 수득된 적층 표면을 결합시켜 당 분야에 공지된 구리 입자 처리에 의해 무딘 표면을 제조한 다음, 아연 및 크로메이트 처리 및 실란 코팅으로 방청 작업을 수행하여, 매우 낮은 프로파일의 구리 담체를 갖는 초박형 구리 호일을 제조하였으며, 박리 시험 결과는 상기 담체 호일과 초박형 구리 호일이 스트리핑될 수 없음을 보여주었다.
[비교 실시예 3]
1. 18 μm의 두께, 1.5 μm 미만의 광택 표면 조도, 및 매우 양호한 평면성을 갖는 난 야 플라스틱스 코포레이션의 VLP 구리 호일을 담체 호일로 사용하였다.
2. 황산니켈 6수화물: 10 ~ 50 g/L, K4P2O7: 50 ~ 100 g/L, CrO3: 0.5 ~ 2 g/L를 함유하는 3종 합금 (니켈, 칼륨 및 크로뮴) 도금조에 pH: 6 ~ 10, 도금조 온도: 10 ~ 50℃, 전류 밀도: 2.5 ~ 6 A/dm2, 전력-공급 시간: 20초로 하여, 담체 호일을 침지 및 전기도금하여 니켈, 칼륨 및 크로뮴으로 이루어진 박리가능한 3종 합금 층을 수득한 다음;
3. Cu2P2O7·3H2O: 10 ~ 60 g/L, K4P2O7: 100 ~ 400 g/L, pH: 6 ~ 10, 도금조 온도: 10 ~ 60℃, 전류 밀도: 1 ~ 5 A/dm2, 전력-공급 시간: 15초의 조건 하에 이형 층을 다시 전기도금하여 상기 이형 층을 위한 보호 층을 보장하고;
4. 그 후 박리가능한 표면을 다시 구리 농도: 50 ~ 100 g/L, 황산: 90 ~ 125 g/L, 도금조 온도: 40 ~ 70℃, 전류 밀도: 25 A/dm2, 전력-공급 시간: 20초의 조건 하에 다시 전기도금하여 3 μm 두께의 초박형 구리 호일을 수득하고;
5. 마지막으로 수득된 적층 표면을 결합시켜 당 분야에 공지된 구리 입자 처리에 의해 무딘 표면을 제조한 다음, 아연 및 크로메이트 처리 및 실란 코팅으로 방청 작업을 수행하여, 매우 낮은 프로파일의 구리 담체를 갖는 초박형 구리 호일을 제조하였으며, 박리 시험 결과는 상기 담체 호일과 초박형 구리 호일이 스트리핑될 수 없음을 보여주었다.
[비교 실시예 4]
1. 18 μm의 두께, 1.5 μm 미만의 광택 표면 조도, 및 매우 양호한 평면성을 갖는 난 야 플라스틱스 코포레이션의 VLP 구리 호일을 담체 호일로 사용하였다.
2. 황산니켈 6수화물: 10 ~ 50 g/L, 몰리브데넘산나트륨 2수화물: 0.5 ~ 10 g/L, CrO3: 0.5 내지 2 g/L를 함유하는 3종 합금 (몰리브데넘, 니켈 및 크로뮴) 도금조에 pH: 6 ~ 10, 도금조 온도: 10 ~ 50℃, 전류 밀도: 2.5 ~ 6 A/dm2, 전력-공급 시간: 20초로 하여, 담체 호일을 침지 및 전기도금하여 몰리브데넘, 니켈 및 크로뮴으로 이루어진 박리가능한 3종 합금 층을 수득한 다음;
3. Cu2P2O7·3H2O: 10 ~ 60 g/L, K4P2O7: 100 ~ 400 g/L, pH: 6 ~ 10, 도금조 온도: 10 ~ 60℃, 전류 밀도: 1 ~ 5 A/dm2, 전력-공급 시간: 15초의 조건 하에 이형 층을 다시 전기도금하여 상기 이형 층을 위한 보호 층을 보장하고;
4. 그 후 박리가능한 표면을 다시 구리 농도: 50 ~ 100 g/L, 황산: 90 ~ 125 g/L, 도금조 온도: 40 ~ 70℃, 전류 밀도: 25 A/dm2, 전력-공급 시간: 20초의 조건 하에 다시 전기도금하여 3 μm 두께의 초박형 구리 호일을 수득하고;
5. 마지막으로 수득된 적층 표면을 결합시켜 당 분야에 공지된 구리 입자 처리에 의해 무딘 표면을 제조한 다음, 아연 및 크로메이트 처리 및 실란 코팅으로 방청 작업을 수행하여, 매우 낮은 프로파일의 구리 담체를 갖는 초박형 구리 호일을 제조하였다. 재팬 시맛주 코포레이션의 제품인 인장 시험기로 측정된 상기 담체 호일과 초박형 구리 호일 사이의 접착 강도 값은 11.45 gf/cm였다.
[비교 실시예 5]
1. 18 μm의 두께, 1.5 μm 미만의 광택 표면 조도, 및 매우 양호한 평면성을 갖는 난 야 플라스틱스 코포레이션의 VLP 구리 호일을 담체 호일로 사용하였다.
2. 황산니켈 6수화물: 10 ~ 50 g/L, 몰리브데넘산나트륨 2수화물: 0.5 ~ 10 g/L, CrO3: 0.5 ~ 2 g/L, 시트르산나트륨: 100 ~ 350 g/L를 함유하는 4종 합금 (니켈, 몰리브데넘, 크로뮴 및 나트륨) 도금조에 pH: 6 ~ 10, 도금조 온도: 10 ~ 50℃, 전류 밀도: 2.5 ~ 6 A/dm2, 전력-공급 시간: 20초로 하여, 담체 호일을 침지 및 전기도금하여 니켈, 몰리브데넘, 크로뮴 및 나트륨으로 이루어진 박리가능한 4종 합금 층을 수득한 다음;
3. Cu2P2O7·3H2O: 10 ~ 60 g/L, K4P2O7: 100 ~ 400 g/L, pH: 6 ~ 10, 도금조 온도: 10 ~ 60℃, 전류 밀도: 1 ~ 5 A/dm2, 전력-공급 시간: 15초의 조건 하에 이형 층을 다시 전기도금하여 상기 이형 층을 위한 보호 층을 보장하고;
4. 그 후 박리가능한 표면을 다시 구리 농도: 50 ~ 100 g/L, 황산: 90 ~ 125 g/L, 도금조 온도: 40 ~ 70℃, 전류 밀도: 25 A/dm2, 전력-공급 시간: 20초의 조건 하에 다시 전기도금하여 3 μm 두께의 초박형 구리 호일을 수득하고;
5. 마지막으로 수득된 적층 표면을 결합시켜 당 분야에 공지된 구리 입자 처리에 의해 무딘 표면을 제조한 다음, 아연 및 크로메이트 처리 및 실란 코팅으로 방청 작업을 수행하여, 매우 낮은 프로파일의 구리 담체를 갖는 초박형 구리 호일을 제조하였으며, 박리 시험 결과는 상기 담체 호일과 초박형 구리 호일이 박리될 수 없음을 보여주었다.
[비교 실시예 6]
1. 18 μm의 두께, 1.5 μm 미만의 광택 표면 조도, 및 매우 양호한 평면성을 갖는 난 야 플라스틱스 코포레이션의 VLP 구리 호일을 담체 호일로 사용하였다.
2. 몰리브데넘산나트륨 2수화물: 0.5 ~ 10 g/L, K4P2O7: 50 ~ 100 g/L, CrO3: 50 ~ 100 g/L를 함유하는 3종 합금 (몰리브데넘, 니켈, 크로뮴 및 칼륨) 도금조에 pH: 6 ~ 10, 도금조 온도: 10 ~ 50℃, 전류 밀도: 2.5 ~ 6 A/dm2, 전력-공급 시간: 20초로 하여, 담체 호일을 침지 및 전기도금하여 몰리브데넘, 니켈, 크로뮴 및 칼륨으로 이루어진 박리가능한 3종 합금 층을 수득한 다음;
3. Cu2P2O7·3H2O: 10 ~ 60 g/L, K4P2O7: 100 ~ 400 g/L, pH: 6 ~ 10, 도금조 온도: 10 ~ 60℃, 전류 밀도: 1 ~ 5 A/dm2, 전력-공급 시간: 15초의 조건 하에 이형 층을 다시 전기도금하여 상기 이형 층을 위한 보호 층을 보장하고;
4. 그 후 박리가능한 표면을 다시 구리 농도: 50 ~ 100 g/L, 황산: 90 ~ 125 g/L, 도금조 온도: 40 ~ 70℃, 전류 밀도: 25 A/dm2, 전력-공급 시간: 20초의 조건 하에 다시 전기도금하여 3 μm 두께의 초박형 구리 호일을 수득하고;
5. 마지막으로 수득된 적층 표면을 결합시켜 당 분야에 공지된 구리 입자 처리에 의해 무딘 표면을 제조한 다음, 아연 및 크로메이트 처리 및 실란 코팅으로 방청 작업을 수행하여, 매우 낮은 프로파일의 구리 담체를 갖는 초박형 구리 호일을 제조하였다. 재팬 시맛주 코포레이션의 제품인 인장 시험기로 측정된 상기 담체 호일과 초박형 구리 호일 사이의 접착 강도 값은 10.8 gf/cm였다.
이형 층 형성 금속과 담체 접착 강도 사이의 관계
항목 담체 이형 층 형성 금속 담체 접착 강도
(RT, gf/cm)		 핀홀
1 2 3 4
실시예 1 VLP 크로뮴 몰리브데넘 니켈 칼륨 스트리핑 불가 -
실시예 2 VLP 크로뮴 몰리브데넘 니켈 칼륨 접착 강도 거의 없음 -
실시예 3 VLP 크로뮴 몰리브데넘 니켈 칼륨 2.87 0
비교 실시예 1 VLP - 몰리브데넘 니켈 칼륨 5.4 2
비교 실시예 2 VLP 크로뮴 몰리브데넘 - 칼륨 스트리핑 불가 -
비교 실시예 3 VLP 크로뮴 - 니켈 칼륨 스트리핑 불가 -
비교 실시예 4 VLP 크로뮴 몰리브데넘 니켈 - 11.45 3
비교 실시예 5 VLP 크로뮴 몰리브데넘 니켈 나트륨 스트리핑 불가 -
비교 실시예 6 HTE
(고온 신장)		 크로뮴 몰리브데넘 니켈 칼륨 10.8 5
상기 언급된 실시예, 비교 실시예 및 표 1에 근거하면, 실시예 1에서 4종 합금 도금 전류 밀도를 증가시킨 것은 너무 강한 담체 접착을 초래하여, 그것이 스트리핑될 수 없었다. 반대로, 4종 합금 전기도금 전류 밀도가 더 낮으면, 담체 접착 강도가 너무 약해서 실시예 2에서와 같이 초박형 구리 호일과 담체 호일 사이에 거의 접착 강도가 존재하지 않는다. 비교 실시예 1에서, 담체로서 매우 낮은 프로파일의 구리 호일을 갖는 초박형 구리 호일의 담체 접착 강도는 실시예 3에서의 2.87 gf/cm와 매우 근접한 5.40 gf/cm이며, 이는 초박형 구리 호일과 담체 호일 사이의 박리에 문제를 나타내지 않았으나, 비교 실시예 1에서는 초박형 구리 호일 광택 면의 산화방지 능력이 부족하여 약간의 산화를 나타냈다.
비교 실시예 4에서, 담체로서 매우 낮은 프로파일의 구리 호일을 갖는 초박형 구리 호일의 담체 접착 강도는 더 높아서, 담체 호일과 초박형 구리 호일 사이에 박리 문제가 없었으나, 4종 합금 도금조에 탁한 침전 현상이 있어, 도금조 관리 및 폐수의 배출이 많은 공정 시간과 비용을 증가시킬 것이다. 비교 실시예 1과 4의 이형 층 형성 금속은 둘 다 박리가능한 특징을 가졌지만, 불충분한 산화방지 능력 및 도금조의 탁한 침전의 단점은 그들이 최선의 선택이 아님을 의미한다.
비교 실시예 2, 3 및 5의 모든 이형 층 형성 금속은 너무 강한 담체 접착 강도를 나타냈고, 따라서 상기 이형 층들은 초박형 구리 호일로부터 매끈하게 스트리핑될 수 없었다. 담체로서 매우 낮은 프로파일의 구리 호일을 갖는 본 발명의 4종 초박형 구리 호일은 담체와의 낮은 결합력을 나타내고, 비교 실시예 4와 비교할 때, 담체 호일과 초박형 구리 호일 사이에 박리의 문제가 없으며, 본 발명의 실시예에 사용된 4종 합금 이형 층은 낮은 담체 접착 강도, 더 나은 가공성을 가지고, 도금조 혼탁 침전 및 폐수 처리 문제가 없으며, 따라서 4종 합금의 형성에서 임의의 금속이 없어도 된다. 본 발명에서 초박형 구리 호일과 매우 낮은 프로파일의 구리 호일 담체 사이의 접착 강도는 낮으며, 이형 층의 형성에서 4종 합금의 조합이 선행 기술에서는 발견되지 않았으므로, 이는 신규의 선구적인 기술이다.
본 발명의 실시예에서, 담체로서 매우 낮은 프로파일의 구리 호일을 갖는 초박형 구리 호일은 우수한 환경 내구성, 낮은 담체 박리 강도, 고온, 수분, 산, 알칼리 및 기타 특성에 대한 현저한 내성을 나타내고, 더 나아가서 고온의 열-압축된 환경에서도 담체 호일과 초박형 구리 호일 사이에 우수한 박리성이 나타나고, 예를 들어 수지 기판이 고온 열-적층되고, 적층 후, 담체 호일이 박리되어, 산화 변색 없는 초박형 구리 호일의 광택 표면을 관찰할 수 있는데, 이는 환경에 대한 매우 우수한 내성을 의미하고; 표 1에 나타난 것과 같이 실온 접착 강도 또한 매우 현저하며; 높은 유리 전이 온도를 갖는 다양한 기판과 열-적층 후, 담체 호일과 초박형 구리 호일 사이의 결합력 또한 표 2 및 도 3에 나타난 바와 같이 매우 우수하여, 담체와 초박형 구리 호일 사이의 접착 강도가 매우 양호함을 알 수 있다.
상이한 기판에 적용된 담체 호일과 초박형 구리 호일 사이의 접착 강도
기판 BT (gf/cm) NPG180IA (gf/cm) NP180 (gf/cm)
접착 강도 11.96 4.61 12.89
주:
BT: 미쓰비시 가스 캄파니(Mitsubishi Gas Company)의 수지, 비스멜라이미드 트리아젠 수지, 상품명 BT
NPG180IA = 난 야 플라스틱스 코포레이션의 할로겐-비함유 수지, 유리 전이 온도 (Tg) 180℃, 상품명 NPG180IA.
NP180 = 난 야 플라스틱스 코포레이션의 할로겐 수지, 유리 전이 온도 (Tg) 180℃, 상품명 NP180.
담체로서 매우 낮은 프로파일의 구리 호일을 갖는 본 발명의 초박형 구리 호일은 우수한 박리 특성 및 환경에 대한 내성을 나타낼 뿐만 아니라, 에칭 특성도 매우 우수하여, 에칭 후, 회로 패턴 측벽이 양호한 수직성을 나타내고, 회로 패턴 측벽의 하부 가장자리에 잔류물이 없으며, 따라서 단락 또는 파괴 문제가 없다. 이러한 특징은 인쇄 회로 기판의 전기적 신뢰성 및 품질 안정성에 도움을 준다. 도 2 참조.
<주요 요소에 대한 설명>
1. 초박형 구리 호일
2. 이형 층
3. 담체 호일
4. 에칭 회로 패턴
5. 에칭 기판 형태

Claims (3)

  1. 담체 호일, 이형 층, 및 전기도금에 의해 이루어진 초박형 구리 호일로 이루어진, 담체로서 매우 낮은 프로파일의 구리 호일을 갖는 초박형 구리 호일이며,
    (1) 담체 층은 그 양면이 밝고 매끄러우며 9 ~ 70 μm의 두께를 갖는 매우 낮은 프로파일을 갖는 구리 호일이고;
    (2) 이형 층은 몰리브데넘, 니켈, 크로뮴 및 칼륨을 포함하는 4종 합금조를 담체 호일 위에 전기도금하여 1 ~ 6 μm의 두께를 갖는 도금 층을 형성함으로써 제조되고, 상기 이형 층은 몰리브데넘, 니켈, 크로뮴 및 칼륨으로 이루어진 4종 합금, 또는 이들의 금속 혼합물로부터 제조되며;
    (3) 초박형 구리 호일의 제조는 먼저 Cu2P2O7·3H2O: 10 ~ 60 g/L, K4P2O7: 100 ~ 400 g/L, pH: 6 ~ 10, 도금조 온도: 10 ~ 60℃, 전류 밀도: 1 ~ 5 A/dm2, 전력-공급 시간: 15초의 조건 하에, 상기 이형 층 위에 보호 층을 도금한 다음, 그 위에 구리 농도: 50 ~ 100 g/L, 황산: 90 ~ 125 g/L, 도금조 온도: 40 ~ 70℃, 전류 밀도: 10 ~ 50 A/dm2, 전력-공급 시간: 20초의 조건 하에 1 ~ 6 μm의 두께를 갖는 초박형 구리 호일을 도금하는 것을 포함하는 것
    을 특징으로 하는 초박형 구리 호일.
  2. 제1항에 있어서, 담체 층이 매우 낮은 프로파일을 갖는 9 ~ 70 μm 두께의 구리 호일인, 담체로서 매우 낮은 프로파일의 구리 호일을 갖는 초박형 구리 호일.
  3. 제1항에 있어서, 고밀도 초미세 회로, 다층 인쇄 회로 기판, 필름 상 칩(COF) 수지 기판, 폴리이미드 필름 등을 갖는 인쇄 회로 기판에 사용될 수 있는, 담체로서 매우 낮은 프로파일의 구리 호일을 갖는 초박형 구리 호일.
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