KR20140046789A

KR20140046789A - 프리프레그, 동박적층판, 및 인쇄회로기판

Info

Publication number: KR20140046789A
Application number: KR1020120112889A
Authority: KR
Inventors: 이현준; 유성현; 이정규; 문진석; 이근용
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2014-04-21
Also published as: JP2014077106A; US20140106147A1

Abstract

본 발명은 프리프레그, 동박적층판, 및 인쇄회로기판을 제공한다. 보다 구체적으로는, 보강기재 및 상기 보강기재에 액정 올리고머 및 무기충전제를 함유한 고분자 수지를 함침하여 형성된 고분자 수지층을 포함하고, 상기 고분자 수지의 함침율을 60 내지 85중량%로 하여 보강기재의 표면에 형성된 적정 두께 범위의 고분자 수지층을 구비한 프리프레그를 제공함으로써, 이를 이용하여 제조된 제품의 열팽창 계수 및 열적 특성을 개선시킬수 있다.

Description

프리프레그, 동박적층판, 및 인쇄회로기판{PREPREG, COPPER CLAD LAMINATE, AND PRINTED CIRCUIT BOARD}

본 발명은 프리프레그, 동박적층판, 및 인쇄회로기판에 관한 것이다.

최근 전자제품은 다기능화 및 고속화의 추세가 빠른 속도로 진행되고 있다. 이런 추세에 대응하기 위해서 반도체칩은 더욱 빠른 속도로 발전하고 있다. 반도체칩에 저장할 수 있는 데이터의 양이 18개월마다 2배씩 증가한다는 무어의 법칙(Moore's law)을 뛰어넘는 속도로 반도체칩은 발전을 거듭하고 있으며, 이에 따라 반도체칩과 주기판(main board)을 연결시켜주는 반도체칩 실장기판도 매우 빠른 속도로 발전하고 있다. 이러한 반도체칩 실장기판의 발전에 요구되는 사항은 반도체칩 실장기판의 고속화 및 고밀도화와 밀접하게 연관되어 있으며, 이들을 만족시키기 위해서는 실장기판의 경박단소화, 미세 회로화, 우수한 전기적 특성, 고신뢰성, 고속 신호전달 구조 등 반도체칩 실장기판의 많은 개선 및 발전이 필요한 실정이다.

특히, 기판재료에 있어서는 완제품의 소형화를 위하여 다층화된 기판의 구현 필요성이 커지고 있다. 다층, 박형 기판의 제작에 있어서는 기판과 실리콘의 열팽창 계수의 차이에 의해 발생하는 휨(warpage) 변형으로 인하여 솔더 조인트 불량 등 반도체칩 실장기판에서의 불량 발생도 심화되고 있으며, 이를 해결하기 위해서 많은 기술들이 개발되고 있는 상황이다. 이러한 반도체칩 실장기판의 고밀도화 및 고속화를 달성하기 위해서는 반도체칩 실장기판의 핵심 자재가 되는 동박적층판 (Copper Clad Laminate:CCL)과 프리프레그 (Prepreg) 등과 같은 절연 자재의 개선이 우선되어야 한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 특허문헌 1에서는 열팽창 계수의 차이에 의하여 발생하는 휨 변형을 줄이기 위하여 열팽창 계수가 개선된 기판 재료를 개시하고 있다. 그러나, 상기 특허문헌 1에 개시된 것처럼, 보강기재에 함침된 액정 고분자 수지의 함침률을 44 내지 52 중량%로 하여 프리프레그 및 동박적층판을 제작한 경우, 열팽창 계수는 10ppm/℃ 이상으로 보다 박형, 다층화된 기판 재료로는 부적합하다.

특허문헌 1: 한국 공개특허 제2009-0049444호

이에 본 발명은 액정 고분자 수지와 최적화된 수지 함침율을 사용함에 의해 기재의 표면에 형성된 적정 두께 범위의 고분자 수지층을 구비함으로써, 이를 이용하여 제조된 제품이 개선된 열팽창 계수 및 우수한 열적 특성을 나타냄을 확인하였고, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.

따라서, 본 발명의 하나의 관점은 열팽창 계수가 낮고, 유리전이온도가 향상된 프리프레그를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 관점은 상기 프리프레그를 구비함으로써 열팽창 계수가 낮고, 유리전이온도가 향상된 동박적층판을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 관점은 상기 프리프레그를 구비한 인쇄회로기판을 제공하는데 있다.

상기 하나의 관점을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프리프레그(제 1 발명)는 보강기재; 및 상기 보강기재에 액정 올리고머 및 무기충전제를 함유한 고분자 수지를 함침하여 형성된 고분자 수지층;을 포함하고, 상기 고분자 수지의 함침율이 상기 보강기재 및 고분자 수지의 중량 합계를 기준으로 60 내지 85중량%이다.

제 1 발명에 있어서, 상기 무기충전제는 상기 액정 올리고머 100중량부에 대하여 250 내지 700중량부인 것을 특징으로 한다.

제 1 발명에 있어서, 상기 액정 올리고머는 하기 화학식 1, 화학식 2, 화학식 3, 또는 화학식 4로 표시되는 것을 특징으로 한다.

[화학식 1]

[화학식 2]

[화학식 3]

[화학식 4]

상기 화학식 1 내지 화학식 4에서, a는 13∼26의 정수, b는 13∼26의 정수, c는 9∼21의 정수, d는 10∼30의 정수, e는 10∼30의 정수이다.

제 1 발명에 있어서, 상기 보강기재는 유리 섬유 직물, 유리 섬유 부직포, 탄소 섬유 직물, 또는 유기고분자 섬유 직물로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 한다.

제 1 발명에 있어서, 상기 무기충전제는 실리카, 알루미나, 황산 바륨, 탈크, 진흙, 운모가루, 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 산화 마그네슘, 질화 붕소, 붕산 알루미늄, 티탄산바륨, 티탄산 칼슘, 티탄산 마그네슘, 티탄산 비스머스, 산화 티탄, 지르콘산 바륨, 및 지르콘산 칼슘으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 한다.

제 1 발명에 있어서, 상기 고분자 수지는 아마이드계 경화제, 폴리아민계 경화제, 산무수물 경화제, 페놀노볼락형 경화제, 폴리메르캅탄 경화제, 제3아민 경화제 또는 이미다졸 경화제로부터 하나 이상 선택되는 경화제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.

제 1 발명에 있어서, 상기 고분자 수지층의 두께 비율이 상기 보강기재 및 고분자 수지층의 두께 합계를 기준으로 9 내지 23%인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 관점을 달성하기 위한 동박적층판(제 2 발명)은 상기 프리프레그가 적어도 1장 적층된 프리프레그 적층체를 포함하고, 그 일면 또는 양면 상에 구리 박막이 적층된다.

제 2 발명에 있어서, 상기 프리프레그와 이에 접착된 구리 박막 간의 접착 강도가 0.5 내지 2.5N/㎜인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 관점을 달성하기 위한 인쇄회로기판(제 3 발명)은 상기 동박적층판을 포함한다.

본 발명에 따른 프리프레그는 액정 고분자 수지와 최적화된 수지 함침율을 사용하여 기재의 표면에 형성된 적정 두께 범위의 액정 고분자 수지층을 구비함으로써, 열팽창 계수가 낮고, 내열성이 우수하며, 유리전이온도가 높은 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 동박적층판 및 인쇄회로기판은 상기 프리프레그를 이용함으로써 저 열팽창율, 높은 유리전이온도, 높은 강성에 더불어 내열성 및 기계적 강도를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리프레그를 도시한 부분 사시도이다.
도 2는 도 1의 프리프레그를 구비한 동박적층판을 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 프리프레그를 구비한 인쇄회로기판을 도시한 단면도이다.

본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하기 전에, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니되며, 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 실시 예의 구성은 본 발명의 바람직한 하나의 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 아울러, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 프리프레그를 도시한 부분 사시도이다. 도 1을 참조하면, 프리프레그(10)는 보강기재(11) 및 고분자 수지층(12)을 포함한다. 또한, 구분하여 도시하지는 않았지만, 보강기재(11)의 내부에는 이에 함침된 고분자 수지가 포함되어 있고, 상기 고분자 수지의 일부가 보강기재의 표면 위로 삼출되어 고분자 수지층(12)을 형성한다.

상기 보강기재(11)는 유리 섬유 직물, 유리 섬유 부직포, 탄소 섬유 직물, 또는 유기고분자 섬유 직물이 사용될 수 있다. 유리 섬유는 그 사용상의 요구특성(기계적 특성, 열적 특성, 전기절연성, 유전 특성 등), 용해성, 방사성, 원료의 입수 용이성 그리고 경제성 등이 고려되어 유리 섬유의 조성을 결정하게 된다. 인쇄회로기판의 원자재 용도로는 성능, 가격의 면에서 균형이 잡힌 E-글라스 (glass)의 유리섬유가 주로 사용되고 있다. 이외에 특정 유리 조성으로 SiO₂의 비율이 높은 저 열팽창 고탄성 타입인 T-글라스 (또는 S-글라스)의 유리섬유, 저 유전율 타입인 NE-글라스의 유리 섬유 등이 개발되어 사용되고 있다. 유기고분자 섬유로는 아라미드(aramid) 수지, 액정 폴리에스테르(polyester) 수지, 폴리페닐렌 설파이드(Polyphenylene Sulfied: PPS), 폴리에테르 에테르 케톤(Polyether Ether Ketone: PEEK), 폴리프탈 아미드(Polyphthal Amide: PPA), 폴리설폰(Polysulfone: PSU), 폴리에테르 이미드(Polyether Imide: PEI), 폴리에테르 설폰(Polyether Sulfone: PES), 폴리페닐 설폰(Polyphenyl Sulfone: PPSU), 또는 폴리아미드 이미드(Polyamide Imide: PAI) 등을 사용할 수 있다.

상기 보강기재(11)는 수지와의 밀착성을 향상시키기 위해서, 보강기재(11)의 표면에 공지의 처리, 예를 들면, 실란 커플링제 처리, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 각종 약품 처리, 블라스트(blast) 처리 등을 할 수 있다.

또한, 상기 보강기재(11)의 두께는 특별히 제한은 없지만, 4 내지 200㎛이고, 바람직하게는 10 내지 150㎛가 적합하다.

상기 고분자 수지층(12)은 상기 보강기재(11)에 액정 올리고머 및 무기충전제를 함유한 고분자 수지를 함침하여 형성시킨다.

상기 액정 올리고머는 용제에 용해 가능한 것이라면 제한없이 사용할 수 있으나, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 하기 화학식 1 내지 4로 표시되는 액정 올리고머를 사용한다.

[화학식 1]

[화학식 2]

[화학식 3]

[화학식 4]

상기 화학식 1 내지 4로 표시되는 액정 올리고머는 유전 정접 및 유전 상수의 향상을 위하여 주쇄의 양 말단에 에스테르기를 포함하고, 결정성을 위해 나프탈렌(naphthalene)기를 포함하고 있으며, 난연성을 부여해주는 인성분을 함유할 수 도 있다.

상기 액정 올리고머의 수평균 분자량은 2,500 내지 6,500 g/mol이 바람직하며, 3,000 내지 6,000 g/mol이 더 바람직하며, 3,500 내지 5,000이 보다 더 바람직하다. 상기 액정 올리고머의 수평균 분자량이 2,500 g/mol 미만인 경우 기계적 물성이 취약한 문제점이 있으며, 6,500 g/mol 초과인 경우 용해도가 저하되는 문제점이 있다.

상기 액정 올리고머를 용해하는 용제로는 비할로겐 용제가 사용되는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 이밖에 극성 비프로톤계 화합물, 할로겐화 페놀, o-디클로로벤젠, 클로로포름, 염화메틸렌, 테트라클로로에탄 등이 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다. 특히, 비할로겐 용제에도 잘 용해되는 액정 올리고머를 사용할 경우에는 할로겐 원소를 함유하는 용제를 사용하지 않아도 되므로, 이를 포함한 금속적층판 또는 프린트 배선판의 금속 박막이 할로겐 원소를 함유하는 용제를 사용하는 경우에서와 같이 할로겐 원소로 인해 부식되는 일이 사전에 방지될 수 있다.

본 발명에 따른 프리프레그(10)의 제조시, 상기 액정 올리고머를 용제에 용해시킨 고분자 수지 용액을 상기 보강기재에 함침하는 시간은 통상 0.02분 내지 10분이 바람직하다. 상기 함침 시간이 0.02분 미만이면 상기 고분자 수지가 균일하게 함침될 수 없고, 10분을 초과하면 생산성이 저하될 수 있다. 그리고, 상기 액정 올리고머를 용제에 용해시킨 고분자 수지 용액을 상기 보강기재에 함침시키는 온도는 20 내지 190℃범위에서 가능하며, 실온에서 실행하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 고분자 수지가 보강기재(11)에 함침되는 비율(즉, 함침율)은 보강기재(11) 및 고분자 수지의 중량합계를 기준으로 60 내지 85중량%이다. 상기 함침율이 60 중량% 미만인 경우에는 보강기재(11)에 함침된 고분자 수지의 양이 부족하여 고분자 수지층(12)이 충분한 두께로 형성되지 않아, 후술하는 구리 박막(20) 적층시 기재(11)와 구리 박막(20)이 접착 매개체층 없이 직접 접촉하거나 너무 얇은 고분자 수지층(12)을 매개로 하여 접촉하므로 이들간의 접착강도가 약화되어서 바람직하지 않다. 또한, 이로 인해 기재의 표면 상에서 구리 박막(20)이 쉽게 이동(migration)하는 현상이 발생하게 된다. 반면에, 상기 함침율이 85중량%를 초과하는 경우에는 고분자 수지층(12)의 두께가 지나치게 두꺼워져서 상기 고분자 수지층(12)에 크랙이 발생하고 이로 인해 보강기재(11)와 구리 박막(20) 간의 접착강도가 약화되므로 바람직하지 않다. 상기와 같이 형성된 고분자 수지층(12)의 적정 두께 범위는, 두께 비율로서 고려할 때, 보강기재(11) 및 고분자 수지층(12)의 두께 합계를 기준으로 9 내지 23%인 것이 바람직하다.

상기 액정 고분자를 용제에 용해시킨 조성물 용액에는 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 유전율 및 열팽창률을 조절하기 위하여 실리카, 수산화 알미늄, 탄산칼슘과 같은 무기필러, 경화 에폭시, 가교 아크릴 등의 유기 필러가 첨가될 수 있다.

본 발명에 사용되는 무기 충전제의 구체적인 예로는 실리카, 알루미나, 황산바륨, 탈크, 진흙, 운모가루, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 산화마그네슘, 질화 붕소, 붕산 알루미늄, 티탄산바륨, 티탄산칼슘, 티탄산마그네슘, 티탄산비스머스, 산화 티탄, 지르콘산바륨, 지르콘산칼슘 등을 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 특히 낮은 유전 정접을 갖는 실리카가 바람직하다.

아울러, 무기 충전제는 평균 입경이 5㎛를 넘는 경우, 도체층에 회로 패턴을 형성할 때 미세패턴을 안정적으로 형성하는 것이 곤란하므로, 평균 입경은 5㎛ 이하의 것이 바람직하다. 또한, 무기 충전제는 내습성을 향상시키기 위해, 실란커플링제 등의 표면 처리제로 표면 처리되어 있는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 0.2 내지 2 ㎛의 직경을 갖는 실리카가 바람직하다.

이러한 무기 필러 또는 유기 필러의 첨가량은 액정 올리고머 100 중량부에 대하여 250 내지 700중량부의 비율인 것이 바람직하다. 상기 무기 필러 또는 유기 필러의 첨가량이 250중량부 미만이면 상기 함침율과의 관계에서 고분자 수지층의 두께가 지나치게 두꺼워지는 문제점이 발생하고, 700중량부를 초과하게 되면 액정올리고머의 바인더로서의 효과가 적어지게 되는 경향이 있다.

상기 프리프레그(10)는, 상기 액정 고분자를 용제에 용해시킨 조성물 용액을 상기 기재에 함침 또는 도포한 후 건조 및 압연(rolling) 시킴으로써 제조된다. 상기 건조 및 압연 과정은 순차적으로 이루어질 수도 있고, 또한 동시에 이루어질 수도 있다. 상기 건조 과정을 통해 프리프레그(10)에 포함되어 있던 용제가 제거되게 되고, 상기 압연 과정을 통해 프리프레그(10)는 원하는 두께를 갖게 된다. 상기 압연 과정은, 예를 들어, 압연 롤 압력이 10kgf/㎠, 압연 롤 온도가 120℃, 프리프레그 온도가 300℃인 조건에서 수행될 수 있다. 또한, 용제 제거방법은 특별히 한정되지는 않지만 용제 증발에 의하는 것이 바람직하다. 예를 들면 가열, 감압, 통풍 등에 의한 증발이 가능하다. 그 중에서도 기존 프리프레그 제조 공정에의 적용성, 생산 효율, 취급 측면을 고려할 때 용제 가열 증발이 바람직하고, 통풍가열에 의해 증발하는 것이 더욱 바람직하다.

상기 용제 제거시, 가열 온도는 상기 액정 고분자의 조성물 용액에 대해 20 내지 190℃의 범위에서 1분 내지 10분 동안 예비 건조하고, 190 내지 350℃의 범위에서 1분 내지 10시간까지 열처리를 실행하는 것이 바람직하다.

이와 같이 얻어진 본 발명에 따른 프리프레그(10)는 그 일면 또는 양면에 전술한 적정 두께를 갖는 고분자 수지층(12)을 구비한다. 구체적으로, 이러한 액정 고분자 수지층(12)은 보강기재(11)에 함침된 액정 고분자 수지가 주로 압연시 보강기재(11)의 표면 위로 일부 삼출되어 형성된다. 이와 같이 고분자 수지층(12)을 구비하고 이것이 접착 매개체로 작용함으로써, 프리프레그(10)와 금속 박막(20) 간의 접착강도가 증가하며, 이러한 접착강도 증가로 인해 후속 인쇄회로기판의 가공 중에 고온처리로 말미암아 금속 박막이 열팽창하는 경우에도 프리프레그(10)의 표면으로부터 금속 박막이 박리되는 등의 열변형 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 프리프레그(10)는 약 5 내지 200㎛, 바람직하게는 약 30 내지 150㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하며, 비유전율이 4.0이하인 것이 바람직하다. 상기 비유전율이 4.0을 초과하게 되면 고주파 영역에서의 절연기재로 부적합해서 바람직하지 않다.

본 발명에 따른 프리프레그는(10) 저흡습성 및 저유전 특성을 가지는 액정 고분자 수지와 기계적 강도가 뛰어난 유기 또는 무기 섬유 직포 및/또는 부직포를 사용하므로 치수 안정성이 뛰어나고 열변형이 적고 단단하여 비어홀 드릴가공 및 적층 가공에 유리하다.

또한, 상기 프리프레그(10)를 소정 매수 적층하고, 이를 가열 및 가압함으로써 프리프레그 적층체를 제조할 수도 있다.

도 2는 도 1의 프리프레그(10)를 구비하는 동박적층판(30)의 일 실시예를 도시한 단면도이다. 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 부재 또는 동일한 부재의 부분을 가리킨다.

본 실시예에 따른 동박적층판(30)은 프리프레그(10) 및 그 양면에 배치된 구리 박막(20)을 구비한다. 또한, 프리프레그(10)는 보강기재(11), 이에 함침된 고분자 수지(미도시), 및 상기 고분자 수지의 일부가 기재(11)의 표면위로 삼출되어 형성된 고분자 수지층(12)을 포함한다. 이러한 고분자 수지층(12)의 적정 두께 및 그 작용 효과는 전술한 바와 같으므로 여기에서는 이에 대한 자세한 설명을 생략하기로 한다.

전술한 바와 같이 상기 고분자 수지의 함침율을 조절함으로써 적정 두께 범위의 고분자 수지층(12)을 얻을 수 있고, 이러한 고분자 수지층(12)이 접착 매개체로 작용함으로써 프리프레그(10)와 이에 접착된 구리 박막(20) 간의 접착강도는 0.5 내지 2.5N/mm 수치 범위를 갖게 된다. 상기 접착강도가 0.5N/mm 미만이면 인쇄회로기판 가공시 열 및 기계적 외력에 의하여 변형이 일어나 구리 박막(20)의 박리 현상이 발생하므로 바람직하지 않으며, 2.5N/mm 를 초과하는 경우에는 에칭 및 스트리핑 공정 소요 시간이 과다해짐으로 바람직하지 않다.

이러한 동박적층판(30)은, 프리프레그(10) 또는 이를 소정 매수 적층한 프리프레그 적층체(미도시)의 일면 또는 양면에, 구리 박막(20)을 배치하고, 이들 전체를 가열 및 가압함으로써 제조될 수 있다. 이러한 동박적층판(30)에 있어서, 프리프레그(10) 또는 프리프레그 적층체 및 구리 박막(20) 각각의 두께는 특별히 한정되지는 않지만, 각각의 경우에 30 내지 200㎛ 및 1 내지 50㎛인 것이 바람직하다. 상기 프리프레그(10) 또는 프리프레그 적층체의 두께가 30㎛ 미만이면 권취 방식의 가공시 강도 부족으로 파열될 우려가 있어 바람직하지 않고, 200㎛를 초과하게 되면 한정된 두께의 다층 적층의 층수에 한정이 있어서 바람직하지 않다. 상기 구리 박막(20)의 두께가 1㎛ 미만이면 구리 박막 적층시 구리 박막의 파손이 발생하기 쉬워서 바람직하지 않고, 50㎛를 초과하게 되면 다층 적층에 불리해서 바람직하지 않다.

이러한 동박적층판(30)의 제조시 적용되는 가열 및 가압 공정은 바람직하게는 온도 250 내지 400℃, 압력 5 내지 100 Kgf/cm2 정도로 행하지만, 프리프레그(10)의 특성이나 고분자 수지 조성물의 반응성, 프레스기의능력, 목적으로 하는 동박적층판(30)의 두께 등을 고려하여 적당히 결정할 수 있으므로, 특별히 한정되지 않는다.

또한, 본 실시예에 따른 동박적층판(30)은, 프리프레그 또는 프리프레그 적층체와 금속 박막 간의 접합 강도를 높이기 위해 이들 사이에 개재되는 접착제층을 추가로 필요로 하지 않는다. 이에 따라, 제조공정을 단순화하고 제조비용을 절감할 수 있다.

도 3은 도 1의 프리프레그(10)를 구비하는 인쇄회로기판(100)의 일 실시예를 도시한 단면도이다. 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 부재 또는 동일한 부재의 부분을 가리킨다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판(100)은, 기재(11), 이에 함침된 액정 고분자 수지, 및 액정 고분자 수지층(12)를 구비한 프리프레그(10); 및 구리 박막(20)을 포함한다. 이러한 인쇄회로기판(100)은 프리프레그(10)의 양면에 구리 박막(20)을 위치시켜 가열 및 가압하고, 상기 구리 박막(20)에 회로(30a)를 형성함으로써 얻어질 수 있다. 회로의 형성은 서브트랙티브법 등과 같은 종래의 공지된 방법에 의해서 이루어질 수 있다. 또한, 이러한 인쇄회로기판(30)에는 프리프레그(10)와 구리 박막(20)을 관통하는 관통홀(40)이 형성되어 있으며, 관통홀(40)의 내벽에는 금속 도금층(50)이 도포되어 있다. 또한, 인쇄회로기판(30)에는 통상적으로 소정의 회로부품(미도시)이 실장되게 된다.

이하 실시 예 및 비교 예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.

제조 예 1

액정 올리고머의 제조

20L 유리반응기에 4-아미노페놀 218.26g(2.0mol), 이소프탈산 415.33g(2.5mol), 4-히드록시벤조산 276.24g(2.0mol), 6-히드록시-2-나프토산 282.27g(1.5mol), 9,10-디하이드록시-9옥사-10-포스파페난스렌-10-산화물(DOPO; 9,10-Dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide) 648.54g(2.0mol), 아세트산 무수물 1531.35g(15.0mol)을 첨가하였다. 반응기 내부를 질소 가스로 충분히 치환한 후, 반응기 내 온도를 질소 가스 흐름하에서 230℃의 온도로 상승시키고, 그 온도로 반응기 내부의 온도를 유지시키면서 4시간 동안 환류하였다. 말단 캡핑용 6-히드록시-2-나프토산 188.18g(1.0mol)를 추가로 첨가한 후 반응 부산물인 아세트산과 미반응 아세트산 무수물을 제거하여 분자량이 약 4500인 상기 화학식 3으로 표시되는 액정 올리고머를 제조하였다.

실시 예 1

프리프레그의 제조

상기 제조 예 1에서 수득한 액정 올리고머 33.0 g, 에폭시수지로서 Araldite MY-721 (Huntsmann 사) 22.0 g 및 경화 촉매로서 디시안디이미드(DICY) 0.22 g을 45.0g의 N,N'-디메틸아세트아미드 (DMAc)에 첨가하여 혼합 용액을 제조한다. 이 혼합용액에 실리카 필러 82.5 g (Admatech 사 제조)을 혼합하여 슬러리를 제조한다. 유리섬유 (Baotek사 제조 1078)에 상기 슬러리를 고르게 함침시킨다. 슬러리가 함침된 유리섬유는 200℃의 가열 영역 (heating zone)을 통과하여 반경화시켜 프리프레그를 수득한다. 이때 프리프레그 전체 중량에 대하여 고분자 중량, 즉 함침율은 63.9wt% 이다. 이 프리프레그를 진공 프레스에서 2.3 Mpa의 압력과 230℃의 온도를 가하면서 2시간 동안 경화시켜 특성을 평가한다.

실시 예 2

프리프레그의 제조

상기 제조 예 1에서 수득한 액정 올리고머 33.0 g, 에폭시수지로서 Araldite MY-721 (Huntsmann 사) 22.0 g 및 경화 촉매로서 디시안디이미드(DICY) 0.22 g을 45.0g의 N,N'-디메틸아세트아미드 (DMAc)에 첨가하여 혼합 용액을 제조한다. 이 혼합용액에 실리카 필러 128.3 g (Admatech 사 제조)을 혼합하여 슬러리를 제조한다. 유리섬유 (Baotek사 제조 1078)에 상기 슬러리를 고르게 함침시킨다. 슬러리가 함침된 유리섬유는 200℃의 가열 영역을 통과하여 반경화시켜 프리프레그를 수득한다. 이때 프리프레그 전체 중량에 대하여 고분자 중량, 즉 함침율은 67.3wt% 이다. 이 프리프레그를 진공 프레스에서 2.3 Mpa의 압력과 230℃의 온도를 가하면서 2시간 동안 경화시켜 특성을 평가한다.

비교 예 1

상기 제조 예 1에서 수득한 액정 올리고머 33.0 g, 에폭시수지로서 Araldite MY-721 (Huntsmann 사) 22.0 g 및 경화 촉매로서 디시안디이미드(DICY) 0.22 g을 45.0g의 N,N'-디메틸아세트아미드 (DMAc)에 첨가하여 혼합 용액을 제조한다. 유리섬유 (Baotek사 제조 1078)에 상기 혼합용액을 고르게 함침시킨다. 혼합용액이 함침된 유리섬유는 200℃의 가열 영역을 통과하여 반경화시켜 프리프레그를 수득한다. 이때 프리프레그 전체 중량에 대하여 고분자 중량, 즉 함침율은 50wt% 이다. 이 프리프레그를 진공 프레스에서 2.3 Mpa의 압력과 230℃의 온도를 가하면서 2시간 동안 경화시켜 특성을 평가한다.

비교 예 2

상기 제조 예 1에서 수득한 액정 올리고머 33.0 g, 에폭시수지로서 Araldite MY-721 (Huntsmann 사) 22.0 g 및 경화 촉매로서 디시안디이미드(DICY) 0.22 g을 45.0g의 N,N'-디메틸아세트아미드 (DMAc)에 첨가하여 혼합 용액을 제조한다. 이 혼합용액에 실리카 필러 55 g (Admatech 사 제조)을 혼합하여 슬러리를 제조한다. 유리섬유 (Baotek사 제조 1078)에 상기 슬러리를 고르게 함침시킨다. 슬러리가 함침된 유리섬유는 200℃의 가열 영역을 통과하여 반경화시켜 프리프레그를 수득한다. 이때 프리프레그 전체 중량에 대하여 고분자 중량, 즉 함침율은 51.5wt% 이다. 이 프리프레그를 진공 프레스에서 2.3 Mpa의 압력과 230℃의 온도를 가하면서 2시간 동안 경화시켜 특성을 평가한다.

열특성 평가

실시 예 1 및 2와 비교 예 1 및 2에 따라 제조된 프리프레그 시편의 유리전이온도 (Tg)는 동역학분석기 (DMA: Dynamic Mechanical Analyzer, TA Instruments DMA Q800)를 이용하여 측정하였으며 열팽창계수(CTE, Coefficient of Thermal Expansion)는 열분석기 (TMA: Thermomechanical Analyzer, TA Instruments TMA Q400)를 이용하여 질소 분위기에서 온도를 10℃/min로 승온하여 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

	실시예 1	실시예 2	비교예 1	비교예 2
유리전이온도(℃)	246	249	235	240
열팽창계수(ppm/℃)	9	7	13	11

상기 표 1 결과에서 무기충전제인 실리카 필러의 함량을 증가시켜 액정 고분자 수지의 함침율을 증가시킨 실시예 1 및 2에 따른 프리프레그는 비교예 1 및 2에 따른 프리프레그에 비하여 열팽창계수가(CTE)가 낮으며 유리전이온도(Tg)가 높은 특성을 보인다는 것을 알 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100: 인쇄회로기판 10: 프리프레그
11: 보강기재 12: 고분자 수지층
20: 구리 박막 30: 동박적층판
30a: 회로 40: 관통홀
50: 금속 도금층

Claims

보강기재; 및
상기 보강기재에 액정 올리고머 및 무기충전제를 함유한 고분자 수지를 함침하여 형성된 고분자 수지층;을 포함하고,
상기 고분자 수지의 함침율이 상기 보강기재 및 고분자 수지의 중량 합계를 기준으로 60 내지 85중량% 인 프리프레그.
청구항 1에 있어서,
상기 무기충전제는 상기 액정 올리고머 100중량부에 대하여 250 내지 700중량부인 것을 특징으로 하는 프리프레그.
청구항 1에 있어서,
상기 액정 올리고머는 하기 화학식 1, 화학식 2, 화학식 3, 또는 화학식 4로 표시되는 것을 특징으로 하는 프리프레그.
[화학식 1]

[화학식 2]

[화학식 3]

[화학식 4]

상기 화학식 1 내지 화학식 4에서, a는 13∼26의 정수, b는 13∼26의 정수, c는 9∼21의 정수, d는 10∼30의 정수, e는 10∼30의 정수이다.
청구항 1에 있어서,
상기 보강기재는 유리 섬유 직물, 유리 섬유 부직포, 탄소 섬유 직물, 또는 유기고분자 섬유 직물로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 프리프레그.
청구항 1에 있어서,
상기 무기충전제는 실리카, 알루미나, 황산 바륨, 탈크, 진흙, 운모가루, 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 산화 마그네슘, 질화 붕소, 붕산 알루미늄, 티탄산바륨, 티탄산 칼슘, 티탄산 마그네슘, 티탄산 비스머스, 산화 티탄, 지르콘산 바륨, 및 지르콘산 칼슘으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 프리프레그.
청구항 1에 있어서,
상기 고분자 수지는 아마이드계 경화제, 폴리아민계 경화제, 산무수물 경화제, 페놀노볼락형 경화제, 폴리메르캅탄 경화제, 제3아민 경화제 또는 이미다졸 경화제로부터 하나 이상 선택되는 경화제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 프리프레그.
청구항 1에 있어서,
상기 고분자 수지층의 두께 비율이 상기 보강기재 및 고분자 수지층의 두께 합계를 기준으로 9 내지 23%인 것을 특징으로 하는 프리프레그.
청구항 1 내지 7중 어느 한 항에 따른 프리프레그가 적어도 1장 적층된 프리프레그 적층체를 포함하고, 그 일면 또는 양면 상에 구리 박막이 적층된 동박적층판.
청구항 8에 있어서,
상기 프리프레그와 이에 접착된 구리 박막 간의 접착 강도가 0.5 내지 2.5N/㎜인 것을 특징으로 하는 동박적층판.
청구항 8에 따른 동박적층판을 포함한 인쇄회로기판.