KR20140048357A - 레이저 가공용 동박, 이를 채용한 동부착적층판 및 상기 동박의 제조방법 - Google Patents

레이저 가공용 동박, 이를 채용한 동부착적층판 및 상기 동박의 제조방법 Download PDF

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Abstract

동박; 상기 동박의 레이저 조사면에 형성된 미세조화입자층; 및 상기 미세조화입자층 상에 형성된 금속산화물층을 포함하는 레이저 가공용 동박, 상기 동박을 채용한 캐리어박 부착 극박동박, 이를 사용하는 동부착적층판, 및 상기 동박의 제조방법을 개시한다.

Description

레이저 가공용 동박, 이를 채용한 동부착적층판 및 상기 동박의 제조방법{Copper foil for laser hole drilling, copper-clad laminate and preparation method of the foil}
레이저 가공용 동박, 이를 채용한 동부착적층판 및 상기 동박의 제조방법에 관한 것이다.
전자기기의 소형화 경량화에 따라, 각종 전자 부품을 고집적화가 요구되고, 이에 대응하여 배선 패턴도 고밀도화가 요구됨에 의하여, 미세한 선폭이나 선간 피치의 배선으로 이루어지는 배선 패턴, 즉 미세 패턴의 프린트 배선 기판이 요구된다. 예를 들어, 선폭이나 선간 피치가 각각 20㎛ 전후인 고밀도 프린트 배선 기판이 요구된다.
배선 기판의 비아홀(via hole) 형성에는, 고생산성등의 이유로부터 이산화탄소(CO2) 가스 레이저에 의한 레이저 비아법이 주류가 되고 있다. 그러나, 종래의 동박에 이산화탄소 가스 레이저를 이용하는 경우, 이산화탄소 가스 레이저의 파장은 10,600nm 전후의 적외선 영역이기 때문에, 동박 표면이 이 영역 빛의 대부분을 반사해 버려 직접 비아홀 가공을 하지 못한다.
이러한 단점을 보완하기 위해서 고출력의 탄산가스 레이저 가공장치가 사용될 수 있지만, 이러한 고출력의 탄산가스 레이저를 사용하여 고에너지로 레이저 가공을 하는 경우는 동박과 함께 구멍이 뚫리게 되는 수지기판의 가공이 지나쳐서 수지 기판이 손상을 받으며 의도한 형상으로 구멍을 뚫는 것이 불가능하게 될 수 있다.
다르게는, 비아홀이 형성되는 부분의 동박을 미리 에칭하여 제거한 후, 기재에 비아홀 가공을 실시하는 콘포멀 마스크법을 사용하였다. 그러나, 콘포멀 마스크법은, 동박의 비하홀을 설치하고 싶은 부분에 에칭레지스트를 피복하지 않고, 다른 부분에는 에칭레지스터를 피복해, 미리 극박동박을 에칭한 후 이산화탄소 가스 레이저로 기판(수지 부분)에 비아홀 가공을 하는 복잡한 방식을 취하므로, 생산비가 증가한다.
또한, 동박 자체를 얇게 만들어 저에너지 레이저로 구멍을 뚫을 수 있는 방법도 제안되었다. 그러나, 실제로 사용되는 동박의 두께는 9∼36㎛이며, 서로 상이한 막 두께의 층들이 중첩되어 사용되므로 두께를 얇게 할 수 있는 것은 일부의 재료뿐이다. 또한, 동일한 저에너지의 조건에서 구멍을 뚫기 위해서는 동박을 3∼5 ㎛ 정도로 매우 얇게 할 필요가 있으며, 이렇게 얇게 하는 경우에는 취급이 어렵다.
따라서, 이산화탄소 가스 레이저에 대한 반사율이 낮추어 비아홀 가공에 적합한 동박이 요구된다.
한 측면은 새로운 구조의 레이저 가공용 동박을 제공하는 것이다.
다른 한 측면은 레이저 가공용 동박을 포함하는 동부착적층판을 제공하는 것이다.
또 다른 한 측면은 상기 레이저 가공용 동박의 제조방법을 제공하는 것이다.
한 측면에 따라
동박;
상기 동박의 레이저 조사면에 형성된 미세조화입자층; 및
상기 미세조화입자층 상에 형성된 금속산화물층을 포함하는 레이저 가공용 동박이 제공된다.
다른 한 측면에 따라,
상기에 따른 레이저 가공용 동박을 수지 기판에 적층하여 이루어지는 동부착적층판이 제공된다.
또 다른 한 측면에 따라,
전해동박의 광택면에 제 1 도금욕으로부터 미세조화입자층을 도금하는 단계; 및
상기 미세조화입자층 상에 제 2 도금욕으로부터 금속산화물층을 도금하는 단계;를 포함하는 레이저 가공용 동박의 제조방법이 제공된다.
한 측면에 따르면 레이저 가공용 동박이 미세조화입자층 및 금속산화물층을 포함함에 의하여 이산화탄소 가스 레이저를 사용한 천공 가공이 용이하다.
도 1은 본 발명의 예시적인 일구현예에 따른 레이저 가공용 동박의 단면 모식도이다.
<도면에 사용된 부호의 설명>
101: 동박 102: 미세조화입자층
103: 금속산화물층 100: 레이저 가공용 동박
이하에서 예시적인 하나 이상의 구현예에 따른 레이저 가공용 동박, 이를 채용한 동부착적층판 및 상기 동박의 제조방법에 관하여 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 일구현예에 따른 레이저 가공용 동박은 동박; 상기 동박의 레이저 조사면에 형성된 미세조화입자층; 및 상기 미세조화입자층 상에 형성된 금속산화물층을 포함한다. 상기 동박은 예를 들어 전해동박 또는 압연동박일 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 가공용 동박은 인쇄회로기판(PCB)용으로 사용될 수 있다.
상기 레이저 가공용 동박은 미세조화입자층 및 금속산화물층을 포함함에 의하여 이산화탄소 레이저의 흡수율이 높고, 잔사의 분리가 없으며 식각용이성도 향상될 수 있다.
상기 레이저 가공용 동박에서 상기 미세조화입자층은 0.01~3㎛의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 가공용 동박에서 상기 미세조화입자층은 0.1~2㎛의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 가공용 동박에서 상기 미세조화입자층은 0.1~1㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 미세조화입자층의 두께 범위에서 이산화탄소 레이저의 난반사가 유도되어 흡수율이 향상될 수 있다. 상기 미세조화입자층의 두께가 0.01㎛보다 작으면 조화 처리 효과가 미미할 수 있고, 상기 미세조화입자층의 두께가 3㎛를 초과하면 그 후에 부착되는 극박동박의 요철이 증가하여 동박 자체가 극박이어도 표면 조도가 큰 극박동박이 되어 미세 패턴용의 동박으로는 적합하지 않을 수 있다.
상기 레이저 가공용 동박에서 미세조화입자층은 구리를 포함할 수 있다. 상기 미세조화입자층은 구리 이외의 다른 금속을 추가적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 미세조화입자층은 구리와 다른 금속의 합금으로 이루어질 수 있다. 다르게는, 상기 미세조화입자층은 구리로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 미세조화입자층은 구리 미세입자가 중첩되어 이루어질 수 있다.
상기 레이저 가공용 동박에서 금속산화물층의 금속부착량은 500 ㎍/dm2 내지 20000 ㎍/dm2 일 수 있다. 상기 레이저 가공용 동박에서 금속산화물층의 금속부착량은 5000 ㎍/dm2 내지 10000 ㎍/dm2 일 수 있다. 상기 금속부착량이 500 ㎍/dm2 미만이면 레이저 흡수의 효과가 미미할 수 있으며, 상기 금속부착량이 20000 ㎍/dm2 초과이면 잔사가 분리되는 문제가 있을 수 있다.
상기 레이저 가공용 동박에서 금속산화물층은 Co, Ni, Fe, Sn, Zn, In 및 W로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 원소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 금속산화물층은 Co-Ni-O, Co-Fe-O, Co-Sn-O, Co-Zn-O, Co-In-O, Co-W-O로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 복합금속산화물을 포함할 수 있다.
상기 레이저 가공용 동박에서 금속산화물층의 표면에서 산소 함량이 1 내지 40중량%일 수 있다. 상기 산소 함량이 지나치게 작으면 레이저 흡수율이 저하될 수 있으며, 상기 산소 함량이 지나치게 많으면 잔사가 분리될 수 있다.
상기 레이저 가공용 동박에서 금속산화물층의 표면으로부터 동박 방향으로 산소의 함량이 감소하는 농도 구배를 가질 수 있다. 즉, 상기 금속산화물층의 표면에서 산소의 함량이 가장 낮으며 상기 동박의 표면에서 산소의 함량이 가장 높을 수 있다. 상기 레이저 가공용 동박이 상기와 같은 산소의 농도 구배를 가짐에 의하여 표면의 레이저 흡수율을 높일수 있으며, 내부에서는 잔사의 분리를 억제할 수 있다.
상기 레이저 가공용 동박에서 미세조화입자층은 상기 동박의 광택면(shiny side)에 형성될 수 있다. 동박의 광택면이 일반적으로 이산화탄소 레이저에 대한 반사율이 높기 때문이다.
상기 레이저 가공용 동박의 일구현예를 도 1에 나타내었다. 레이저 가공용 동박(100)은, 동박(101)의 일면에 미세조화입자층(102) 및 금속산화물층(103)을 상기 순서로 적층한 구성을 가질 수 있다. 또한, 상기 레이저 가공용 동박(100)은, 도시되지 않았으나, 동박(101)의 일면에 미세조화입자층(102)만이 형성된 구성을 가질 수 있다.
동박의 두께는 1~35㎛ 일 수 있다. 상기 동박은 매트면(조화면)과 광택면(비조화면)을 가지며 매트면의 경우 노듈레이션(nodulation)처리를 통해 형성하고 비조화면의 경우 미세조화입자층 및 금속산화물층을 형성하여 제조할 수 있다.
예를 들어, 상기 동박의 매트면(수지와 접합하는 면)에는, 금속박과 절연 수지와의 밀착성을 실용 수준 또는 그 이상으로 만들기 위해서 표면 처리가 실시될 수 있다. 동박 상에서의 표면 처리로서는, 예를 들면 내열 및 내화학성 처리, 크로메이트 처리, 실란 커플링 처리 중 어느 하나 또는 이들의 조합 등을 들 수 있고, 어떤 표면 처리를 실시하는가는 절연 수지로 이용하는 수지에 따라서 적절하게 검토할 수 있다.
상기 내열 및 내화학성 처리는, 예를 들면 니켈, 주석, 아연, 크롬, 몰리브덴 및 코발트 등의 금속 중 어느 하나 또는 이들의 합금을 스퍼터링 또는 전기 도금, 무전해 도금에 의해 금속박 상에 박막 형성함으로써 실시할 수 있다. 비용면에서는 전기 도금이 바람직하다. 금속 이온의 석출을 쉽게 하기 위해서 시트르산염, 타르타르산염, 설파민산 등의 착화제를 필요량 첨가할 수 있다.
상기 크로메이트 처리로서, 바람직하게는 6가 크롬 이온을 포함하는 수용액을 이용한다. 크로메이트 처리는 단순한 침지처리이어도 가능하지만, 바람직하게는 음극 처리로 행한다. 중크롬산 나트륨 0.1 내지 50 g/L, pH 1 내지 13, 욕온도 15 내지 60 ℃, 전류 밀도 0.1 내지 5 A/dm2, 전해 시간 0.1 내지 100 초의 조건에서 행하는 것이 바람직하다. 중크롬산 나트륨 대신에 크롬산 또는 중크롬산 칼륨을 이용하여 행할 수도 있다. 또한, 상기 크로메이트 처리는 상기 방청 처리 상에 실시하는 것이 바람직하고, 이에 의해 내습 및 내열성을 보다 향상시킬 수 있다.
상기 실란 커플링 처리에 사용되는 실란 커플링제로서는, 예를 들면 3-글리시독시프로필 트리메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 등의 에폭시 관능성 실란, 3-아미노프로필 트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필 트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸 디메톡시실란 등의 아미노 관능성 실란, 비닐트리메톡시 실란, 비닐페닐트리메톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란 등의 올레핀 관능성 실란, 3-아크릴록시프로필 트리메톡시실란 등의 아크릴 관능성 실란, 3-메타크릴록시프로필 트리메톡시실란 등의 메타크릴 관능성 실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란 등의 머캅토 관능성 실란 등이 이용될 수 있다. 이들은 단독으로 이용할 수도 있고, 복수개를 혼합하여 이용할 수도 있다. 이러한 커플링제는 물 등의 용매에 0.1 내지 15 g/L의 농도로 용해시켜 실온 내지 50 ℃의 온도에서 금속박에 도포하거나, 전착시켜 흡착시킬 수 있다. 이들 실란 커플링제는 금속박 표면의 방청 처리 금속의 수산기와 축합 결합함으로써 피막을 형성할 수 있다. 실란 커플링 처리 후에는 가열, 자외선 조사 등에 의해서 안정적 결합을 형성할 수 있다. 가열은 100 내지 200 ℃의 온도에서 2 내지 60 초 건조시킬 수 있다. 자외선 조사는 200 내지 400 nm, 200 내지 2500 mJ/cm2의 범위에서 행할 수 있다. 또한, 실란 커플링 처리는 동박의 최외층에 행할 수 있으며, 이에 의해 내습 및 절연 수지 조성물층과 금속박과의 밀착성을 보다 향상시킬 수 있다.
다른 일구현예에 따른 동부착적층판은 상기에 따른 레이저 가공용 동박을 수지 기판에 적층하여 이루어진다.
상기 동부착적층판은 도 1에 나타낸 레이저 가공용 동박의 매트면을 접착용 수지로 피복하고, 이 접착용 수지의 반경화 상태의 절연수지층이 동박에 밀착ㅇ접합한 구조를 이루고 있다. 여기서 말하는 반경화 상태는 이른바 B 단계 수지의 상태이고, 이 표면에 손가락을 대어도 점착감이 없으며, 상기 절연수지층을 중합하여 보관하는 것이 가능하고, 가열 처리를 거치면 경화 반응이 일어나는 상태를 말한다.
상기 절연수지층의 형성에는 열경화성 수지가 사용된다. 수지의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니며, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 다관능성 시안산 에스테르 화합물 등이 사용될 수 있으나 반드시 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 사용 가능한 수지라면 모두 가능하다.
이러한 수지를, 예를 들면 메틸 에틸 케톤(MEK), 톨루엔 등의 용제에 용해하여 수지액으로 하고, 이를 동박의 매트면에, 예를 들면 롤 코터 방법 등으로 도포하고, 그 후 필요에 따라 가열 건조하여 용제를 제거하여 B 단계 수지의 상태로 한다. 건조에는, 예를 들면 열풍 건조로를 이용하는 것이 가능하고, 건조 온도는 100℃ 내지 250℃, 예를 들어 130℃ 내지 200℃이다.
상기 동부착적층판은, 그 절연수지층을 기재에 중합한 후에 전체를 열압착하여 절연 수지층을 열경화시키고, 여기에 소정의 배선 패턴을 형성시키는 형태로 사용될 수 있다.
상기 절연수지층의 두께는 20㎛ 내지 80㎛일 수 있다. 절연수지층(5)의 두께가 20㎛ 미만이면 접착력이 저하하므로, 내층재를 갖춘 기재에 수지 침투 가공재(prepreg material)를 개재시키지 않고 이 수지 구비 동박을 적층할 경우, 내층재의 회로와의 사이에 층간 절연을 확보하기 어려울 수 있다. 절연수지층의 두께를 80㎛보다 두껍게 하면, 1회의 도포 공정으로 목적 두께의 절연 수지층을 형성하는 것이 곤란해지고, 여분의 재료비와 공수가 필요하므로 경제적으로 불리해질 수 있다. 또한, 형성된 절연 수지층의 유연성이 저하되므로, 취급 시에 균열 등이 발생하기 쉬워지고, 또한 내층재와의 열압착 시에 과잉의 수지 흐름이 발생하여 원활한 적층이 곤란해질 수 있다.
다른 일구현예에 따른 프린트 배선판은 상기 동부착적층판의 극박동박 상에 배선 패턴이 형성되어 이루어진다. 상기 프린트 배선판은 고밀도 미세 패턴용 인쇄회로 배선판, 다층 프린트 배선판, 칩 온 필름용 배선판, 가요성(flexible) 기판에 적합하다.
다른 일구현예에 따른 레이저 가공용 동박의 제조방법은 전해동박의 광택면에 제 1 도금욕으로부터 미세조화입자층을 도금하는 단계; 및 상기 미세조화입자층 상에 제 2 도금욕으로부터 금속산화물층을 도금하는 단계;를 포함한다.
상기 제조방법에서 제 1 도금욕이 Cu를 포함할 수 있다. 상기 도금욕은 일반적인 조화처리를 위한 구리 도금욕이 사용될 수 있다.
상기 제조방법에서 제 2 도금욕은 Co, Ni, Fe, Sn, Zn, In 및 W 로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 금속 및 착화제를 포함할 수 있다.
상기 제조방법에서 상기 착화제는 구연산, 글리신, 피로인산, 붕산으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있으나 반드시 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 착화제로 사용할 수 있는 것이라면 모두 가능하다. 상기 구연산은 금속염 형태일 수 있다. 예를 들어, 상기 구연산의 금속염은 구연산칼륨, 구연산나트륨, 구연산철, 구연산칼슘, 구연산삼나트륨, 구연산철암모늄 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 상기 구연산의 금속염은 도금욕에 첨가되면 시트레이트(citrate) 이온이 된다. 상기 시트레이트 이온은 도금액에 포함된 금속이 금속산화물 형태로 도금되는 것을 도와주는 역할을 하며 도금욕의 전압을 낮춰주는 역할을 한다.
상기 제조방법에서 제 2 도금욕은 금속 1~50g/L, 착화제 5 ~ 100g/L, 및 암모늄화합물염 5 ~ 100g/L 을 포함할 수 있다. 상기 암모늄화합물은 암모니아수, 황산암모늄, 염화암모늄 및 아세트산암모늄 등일 수 있으나 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 사용할 수 있는 것이라면 모두 가능하다.
이하 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
(레이져 흡수 동박 제조)
실시예 1:
1. 동박의 준비
광택면(S면)의 표면조도(Rz) 1.5㎛ 이하, 두께 12㎛의 전해 동박을 100g/L의 황산에서 5초 동안 침지하여 산세 처리 후 순수로 세척하였다.
2. 미세조화입자층의 형성
하기 조건의 도금욕에서 Cu 도금에 의한 미세조화입자층을 형성하였다.
Cu 농도: 20 g/L
황산농도 : 100 g/L
도금욕 온도: 30℃
전류 밀도: 15 A/dm2
통전 시간: 3초
형성된 구리 미세조화입자층의 두께는 0.5㎛ 이었다.
3. 금속산화물층의 형성
하기 조건의 도금욕에서 Co-Ni 도금에 의한 Co-Ni-O 금속산화물층을 형성하였다.
Co 농도: 5 g/L, Ni 농도: 2 g/L
구연산나트륨: 25g/L
황산암모늄 농도: 15 g/L
pH 5.4
도금욕 온도: 30 ℃
전류 밀도: 25 A/dm2
통전 시간: 7 초
형성된 금속산화물층의 금속부착량은 8000㎍/dm2, 금속산화물층의 전체 조성은 Co 50중량%, Ni 40중량% 및 O 10중량% 이었다.
실시예 2:
1. 동박의 준비
광택면(S면)의 표면조도(Rz) 1.5㎛ 이하, 두께 12㎛의 전해 동박을 100g/L의 황산에서 5초 동안 침지하여 산세 처리 후 순수로 세척하였다.
2. 미세조화입자층의 형성
실시예 1과 같은 조건의 도금욕에서 Cu 도금에 의한 미세조화입자층을 형성하였다.
3. 금속산화물층의 형성
하기 조건의 도금욕에서 Co-Fe 도금에 의한 Co-Fe-O 금속산화물층을 형성하였다.
Co 농도: 5g/L, Fe 농도: 3g/L
구연산나트륨: 25g/L
황산암모늄 농도: 15 g/L
pH 5.4
도금욕 온도: 30 ℃
전류 밀도: 25 A/dm2
통전 시간: 7 초
형성된 금속산화물층의 금속부착량은 8000㎍/dm2, 금속산화물층의 전체 조성은 Co 60중량%, Fe 30중량% 및 O 10중량% 이었다.
비교예 1:
1. 동박의 준비
광택면(S면)의 표면조도(Rz) 1.5㎛ 이하, 두께 12㎛의 전해 동박을 100g/L의 황산에서 5초 동안 침지하여 산세 처리 후 순수로 세척하였다.
2. 금속산화물층의 형성
하기 조건의 도금욕에서 Co-Ni 도금에 의한 Co-Ni-O 금속산화물층을 형성하였다.
Co 농도: 5 g/L, Ni 농도: 2 g/L
구연산나트륨: 25g/L
황산암모늄 농도: 15 g/L
pH 5.4
도금욕 온도: 30 ℃
전류 밀도: 25 A/dm2
통전 시간: 7 초
형성된 금속산화물층의 금속부착량은 8000㎍/dm2, 금속산화물층의 전체 조성은 Co 50중량%, Ni 40중량% 및 O 10중량% 이었다.
비교예 2:
1. 동박의 준비
광택면(S면)의 표면조도(Rz) 1.5㎛ 이하, 두께 12㎛의 전해 동박을 100g/L의 황산에서 5초 동안 침지하여 산세 처리 후 순수로 세척하였다.
2. 금속산화물층의 형성
하기 조건의 도금욕에서 Co-Fe 도금에 의한 Co-Fe-O 금속산화물층을 형성하였다.
Co 농도: 5g/L, Fe 농도: 3g/L
구연산나트륨: 25g/L
황산암모늄 농도: 15 g/L
pH 5.4
도금욕 온도: 30 ℃
전류 밀도: 25 A/dm2
통전 시간: 7 초
형성된 금속산화물층의 금속부착량은 8000㎍/dm2, 금속산화물층의 전체 조성은 Co 60중량%, Fe 30중량% 및 O 10중량% 이었다.
비교예 3:
1. 동박의 준비
광택면(S면)의 표면조도(Rz) 1.5㎛ 이하, 두께 12㎛의 전해 동박을 100g/L의 황산에서 5초 동안 침지하여 산세 처리 후 순수로 세척하였다.
2. 미세조화입자층의 형성
하기 조건의 도금욕에서 Cu 도금에 의한 미세조화입자층을 형성하였다.
Cu 농도: 20 g/L
황산농도: 100 g/L
도금욕 온도: 30℃
전류 밀도: 15A/dm2
통전 시간: 3초
형성된 구리 미세조화입자층의 두께는 0.5㎛ 이었다.
비교예 4:
1. 동박의 준비
광택면(S면)의 표면조도(Rz) 1.5㎛ 이하, 두께 18㎛의 전해 동박을 100g/L의 황산에서 5초 동안 침지하여 산세 처리 후 순수로 세척하였다.
2. 미세조화입자층의 형성
하기 조건의 도금욕에서 Cu 도금에 의한 미세조화입자층을 형성하였다.
Cu 농도: 20 g/L
황산농도: 100 g/L
도금욕 온도: 30℃
전류 밀도: 15A/dm2
통전 시간: 3초
형성된 구리 미세조화입자층의 두께는 0.5㎛ 이었다.
3. 금속층의 형성
하기 조건의 도금욕에서 Ni 도금에 의한 Ni 금속층을 형성하였다.
Ni 농도: 2g/L
차인산나트륨: 15g/L
붕산: 25 g/L
pH 4.5
도금욕 온도: 40 ℃
전류 밀도: 1 A/dm2
통전 시간: 3 초
형성된 금속산화물층의 금속부착량은 600㎍/dm2, 금속층 Ni 100중량% 이었다.
(동부착적층판의 제조)
실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 레이저 가공용 동박을 길이 200mm, 폭 200mm로 절단한 후, 그 매트면을, 열압착 후에 두께 1mm가 되는 유리 섬유 에폭시 프리프레그 시트(FR-4) 위에 올려놓고, 전체를 평활한 스테인레스 강판 사이에 넣어 온도 220℃, 압력 45kg/cmㅂ으로 2시간 열압착하여, 두께 1mm의 FR-4 동부착적층판을 제조하였다.
평가예 1: 표면 조성분석
실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 레이저 가공용 동박에 대하여 오제이 깊이(Auger depth) 분석을 실시하였다. 오제이 깊이(Auger depth) 분석방법은 수백 Å 크기의 전자빔(Electron beam)을 재료의 표면에 입사하여 방출되는 오제이 전자(Auger electron)의 에너지를 측정하여 재료표면을 구성하고 있는 원소의 종류 및 양을 분석해내는 표면분석 장비이다.
분석결과 실시예1에서 Co-Ni-O층의 분석결과 금속산화물층의 표면에서 O의 함량은 20중량%로 측정되었으며, 실시예 2에서 Co-Fe-O층의 분석결과 금속산화물층의 표면에서 O의 함량은 20중량%로 측정되었다. 또한 비교예 4의 표면 O의 함량은 0중량%로 측정되었다.
또한, 실시예 1 및 2에서 금속산화물층의 표면에서 내부로 들어감에 따라 O의 함량이 감소하였다.
평가예 2: 이산화탄소 가스 레이저 가공성 평가
실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 레이저 가공용 동박에 대하여, 아래와 같은 가공 조건으로 이산화탄소 가스 레이저 비아홀(via hole) 가공기를 사용하여, 마스크(mask) 1.4ㆈ, 펄스(pulse) 폭 17μsec, 32mJ의 펄스 에너지로 원샷(one-shot) 가공에 의한 동박에 형성된 비아홀의 관통성을 평가하였다. 비아홀의 관통성은 하기 기준에 따라 평가되었다. 평가 결과의 일부를 하기 표 1에 나타내었다. 현재 상업적으로 요구되는 비아홀의 표면층 직경은 펄스 에너지 32mJ에서 88ㅁ15㎛이다.
◎: 비아홀이 균일한 표면층 직경으로 가공된다.
△: 비아홀이 불균일한 표면층 직경으로 가공된다.
×: 레이저가 대부분 반사되어 비아홀이 실질적으로 가공되지 않는다.
평가예 3: 잔사 분리 여부 평가
실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 레이저 가공용 동박에 대하여, 육안으로 표면을 관찰하여 잔사의 분리 여부를 관찰하였다.
잔사 존재 여부는 하기 기준에 따라 평가되었다. 평가 결과의 일부를 하기 표 1에 나타내었다.
◎: 극박동박 표면에서 잔사의 분리가 전혀 없다.
△: 극박동박 표면에서 잔사가 극히 일부가 분리된다.
×: 극박동박 표면에서 잔사가 많이 분리된다.
평가예 4: 식각용이성 평가
실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 레이저 가공용 동박에 대하여, 아래와 같이 식각용이성을 평가하였다.
레이저 가공용 동박을 황산 에칭액에 30℃에서 5초 및 20초의 침지 시간에 따른 에칭 속도와 에칭 시 표면 얼룩 발생 유/무를 비교하여 식각용이성을 평가하였다.
레이저흡수층의 식각 용이성은 하기 기준에 따라 평가되었다. 평가 결과의 일부를 하기 표 1에 나타내었다.
◎: 극박동박 표면에 얼룩이 없으며 식각 속도가 빨라 공정 적용이 용이하다.
△: 극박동박 표면에 얼룩이 있으나 식각 속도가 빨라 공정 적용이 가능하다.
×: 극박동박 표면에 얼룩이 있으며 식각 속도가 느려 공정 적용이 어렵다.
레이저 가공성 잔사 식각용이성
실시예 1 ◎ ◎ ◎
실시예 2 ◎ ◎ ◎
비교예 1 △ ◎ ◎
비교예 2 △ ◎ ◎
비교예 3 × × ◎
비교예 4 × ◎ ×
상기 표 1 에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 2의 레이저 가공용 동박은 이산화탄소 레이저 가공성 및 식각용이성이 우수하고, 잔사도 거의 분리되지 않았으나, 비교예 1 내지 4의 레이저 가공용 동박은 이산화탄소 레이저 가공성이 부진하였으며, 비교예 3은 잔사가 많이 분리되었으며, 비교예 4는 식각용이성이 부진하였다.

Claims (15)

  1. 동박;
    상기 동박의 레이저 조사면에 형성된 미세조화입자층; 및
    상기 미세조화입자층 상에 형성된 금속산화물층을 포함하는 레이저 가공용 동박.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 미세조화입자층이 0.1~2㎛의 두께를 가지는 레이저 가공용 동박.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 미세조화입자층이 구리 또는 구리와 다른 금속의 합금으로 이루어진 레이저 가공용 동박.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 금속산화물층의 금속부착량이 500 ㎍/dm2 내지 20000 ㎍/dm2 인 레이저 가공용 동박.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 금속산화물층의 금속부착량이 5000 ㎍/dm2 내지 10000 ㎍/dm2 인 레이저 가공용 동박.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 금속산화물층이 Co, Ni, Fe, Sn, Zn, In 및 W로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 레이저 가공용 동박.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 금속산화물층이 Co-Ni-O, Co-Fe-O, Co-Sn-O, Co-Zn-O, Co-In-O, Co-W-O로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 복합금속산화물을 포함하는 레이저 가공용 동박.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 금속산화물층의 표면에서 산소 함량이 5 내지 40중량%인 레이저 가공용 동박.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 금속산화물층의 표면으로부터 동박 방향으로 산소의 함량이 감소하는 농도 구배를 가지는 레이저 가공용 동박.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 미세조화입자층이 상기 동박의 광택면에 형성되는 레이저 가공용 동박.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 레이저 가공용 동박을 수지 기판에 적층하여 이루어지는 동부착적층판.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 레이저 가공용 동박의 매트면이 수지 기판에 접하는 동부착 적층판
  13. 전해동박의 광택면에 제 1 도금욕으로부터 미세조화입자층을 도금하는 단계; 및
    상기 미세조화입자층 상에 제 2 도금욕으로부터 금속산화물층을 도금하는 단계;를 포함하는 레이저 가공용 동박의 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 도금욕이 Cu를 포함하는 레이저 가공용 동박의 제조방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 제 2 도금욕이 Co, Ni, Fe, Sn, Zn, In 및 W 로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 금속 및 착화제를 포함하는 레이저 가공용 동박의 제조방법.
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