KR20150100701A - 회로기판 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 회로기판을 구성하는 접착시트의 제조 방법을 제공한다. 상기 방법은, 사용되는 유리섬유포의 Dk 값과 동일 또는 근접한 유전상수(Dk)를 가진 예비 처리용 접착액을 이용하여 유리포를 예비 처리하는 단계를 포함한다. 본 발명은 또한 상기 방법으로 제조된 접착시트 및 회로기판을 제공한다. 본 발명에 따른 회로기판의 제조 방법은 설비를 변경 및 조정할 필요가 없고, 비용이 낮으며, 제조된 회로기판의 유전상수는 경도 방향과 위도 방향에서 차이가 더 작으며, 신호의 시간 지연 문제를 효과적으로 해결할 수 있다.

Description

회로기판 및 그 제조 방법 {Circuit substrate and Process for Preparing the same}
본 발명은 전자 재료 기술 분야에 속하며 회로기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 구체적으로 미세 구조의 동질성 및 등방성을 가진 회로기판 및 그 제작 방법에 관한 것이며, 더 구체적으로는 경도 방향과 위도 방향에서의 유전상수의 차이가 작은 회로기판 및 그 제작 방법에 관한 것이다.
근래에 전자 제품이 다기능화, 소형화 방향으로 발전함에 따라 사용되는 회로기판이 다층화, 배선의 고밀도화 및 신호 전송의 고속화 방향으로 발전하고 있으며, 회로기판인 금속박 적층판, 예를 들어 동박 적층판의 종합 성능에 대해 더 높은 요구를 제기하고 있다. 구체적으로, 매체의 유전상수(Dk)와 유전손실(Df)은 신호 전송 속도와 신호 품질에 영향을 미치는 중요한 지표이다. 전송 속도와 관련하여, 매체 재료의 유전상수값이 낮을 수록 신호 전송 속도가 빠르다. 또한, 신호의 완전성과 관련하여, 재료의 유전손실 특성으로 인해 신호는 전송시에 손실이 발생하며, 전송 주파수와 전송선 길이가 증가함에 따라 급격히 증가한다. 기재와 관련하여, 신호 완전성은 주로 매체 재료의 유전손실 및 동박 도체의 표면 거칠기와 관련되며, 매체 재료의 유전손실이 낮을 수록 신호의 전송 손실이 작으며, 특히 고주파수, 롱 링크 전송 상황에서 특히 두드러진다.
이와 동시에, 정보 통신 장치의 고성능화, 고기능화 및 네트워크화의 발전에 따라, 클라우드 연산, 빅데이터 시대에서 데이터 전송 속도는 점점 높아지고 점점 빨라진다. 데이터 전송 속도는 종래의 5Gbps로부터 10Gbps로 상승하였고 더 빠른 것은 25Gbps에 달한다. 데이터 전송 속도가 점점 높아지면 디지털 신호의 전송 파장은 점점 짧아진다. 전송 속도가 낮은 경우에, 디지털 신호의 전송 파장이 긴 관계로 신호 완전성에 대한 신호의 시간 지연의 영향이 작다. 그러나, 전송 속도가 10Gbps보다 높은 경우에 신호의 시간 지연은 고속 전송 링크에서 반드시 고려해야 할 과제가 된다.
통신 장치의 신호 전송을 위한 하나의 캐리어로서 동박 적층판은 신호 전송에서 핵심 역할을 하며, 전송 매체로서의 적층판 재료는 신호 전송 품질을 결정한다. 현재 동박 적층판 재료는 일반적으로 전자급 유리섬유포를 보강재로 사용하며, 열경화성 수지에 침지시킨 후 건조, 적층, 가열 가압을 거쳐 얻는다. 편직 재료를 보강재(예를 들어 유리섬유포)로 사용하므로, 편직 섬유포는 편직상의 원인 및 편직 섬유의 교차 부분의 크로스 노드의 존재로 인해, 회로기판의 절연 매체(예를 들어 유리 성분)는 균일하게 분포되지 않는다. 이는 도 1~도 5와 같다.
이 문제점을 해결하기 위해, 평면 방향에서 균일한 매체 재료의 제작이 근본적으로 필요하며, 주요한 기술 수단으로서, (1) 유리섬유포의 개섬 정도(fiber-opening extent)를 증가하고, (2) 필름 형태의 보강재로 섬유 편직 재료를 대신하고, (3) 유전상수가 더 낮은 보강재, 예를 들어 저유전상수 유리섬유포를 이용하는 것을 포함한다. 비록 개섬(fiber-opening) 방식으로 유리섬유포를 더 균일하게 할 수 있으나, 유리섬유포의 편직 공정 및 그 구조로 인해, 현재로서는 위도 방향으로만 균일하게 할 수 있으며, 경도 방향으로는 종래의 비개섬 섬유포(non-fiber-opened fiber cloth)에 비해 더 느슨해질 수 있을 뿐, 완전한 개섬과 균일화를 구현할 수 없으며, 이 또한 유리섬유포가 평면 방향에서 완전한 균일성을 이룰 수 없도록 한다. 필름 형태를 이용하는 것은 공정 실시시 곤란도가 매우 크고 작업성이 떨어지며 수지와의 결합성이 떨어지고 쉽게 층이 분리된다. 저유전상수 유리섬유포를 이용하면 일정 정도에서 보강재의 유전상수를 낮출 수 있으나, 현재 사용되는 저유전상수의 수지 조성물과는 차이가 크며, 평면 방향에서의 유전상수의 균일성을 만족시킬 수 없다.
지금까지, 동박 적층판 재료에 대한 고속 통신의 기술적 요구에 부합하기 위해, 본 분야의 기술자는 각종 기술수단을 통해 그 유전상수와 유전손실을 낮추기 위해 노력해 왔으며, 일반적으로 두 가지 측면을 통해 구현했다. 즉, 종래의 에폭시 수지를 변성 에폭시 수지, 시아네이트 수지, 비스말레이미드 수지, 폴리페닐에테르 수지, 탄화수소 수지, 및 열가소성 재료인 폴리테트라플루오르에틸렌, 액정 수지 등으로 대신하였다. 이들 수지 재료는 그 자체가 매우 낮은 유전상수와 유전손실 특성을 가지며, 더 우수한 고속 전송 특성을 제공할 수 있다. 한편, 보강재를 변경하는 것에 의해서도 동박 적층판 재료의 유전상수와 유전손실을 낮출 수 있다. 종래의 일반적인 보강재가 전자급 유리섬유포(E형 유리포)이고 그 자체의 유전상수가 6.2~6.6로서, 사용되는 수지 부분의 유전상수에 비해 크게 높으므로, 제조되는 동박 적층판 재료의 Dk는 일반적으로 3.5~4.5사이가 된다. 적층판 재료의 유전상수를 더 낮추기 위해, 본 분야의 기술자는 저유전상수 유리섬유포로 종래의 전자급 유리섬유포를 대신하는 방안도 제기하였다. 저유전상수 유리섬유포의 Dk가 4.4~4.6이므로 전체 적층판 재료의 유전상수를 크게 낮출 수 있으며, 신호의 전송 속도를 효과적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 그 유전손실(Df) 값이 전자급 유리섬유포보다 낮으므로 신호 전송 과정의 손실을 개선하는데 유리하며, 신호 전송 속도와 주파수 상승으로 인한 신호 완전성 문제점을 크게 개선할 수 있다.
상기로부터 알 수 있듯이, 동박 적층판 재료의 두 가지 필수 성분은 수지 조성물과 보강재이며, 이 두 성분의 유전상수의 차이로서 보강재의 Dk는 수지 조성물의 Dk보다 크게 높으며, 구체적으로 아래 표와 같다.
Figure pct00001
상기 표로부터 명료하게 볼 수 있듯이, 현재 고속 재료에 이용되는 수지 조성물의 유전상수는 보강재인 유리섬유포보다 현저하게 낮으며, 최종 적층판의 유전상수는 수지 조성물과 보강재의 가중치 합이며, 구체적으로 아래 식과 같다.
Dk적층판=Dk수지×V수지＋Dk보강재×V보강재
Dk적층판: 적층판 재료의 유전상수,
Dk수지: 수지의 유전상수,
V수지: 수지가 차지하는 부피 분율,
Dk보강재: 보강재의 유전상수,
V보강재: 보강재가 차지하는 부피 분율.
미세 구조로부터, 수지 조성물과 보강재로 구성된 동박 적층판 재료는 보강재의 편직 구조의 미세 구조상의 비균일성으로 인해 씨실과 날실이 교차하는 지점의 Dk가 매우 높으며, 날실 또는 씨실이 있는 지점의 Dk가 비교적 높으며, 실이 없는 지점의 Dk가 낮으며, 이러한 비균일성은 매체층의 유전상수의 미세 구조적 차이를 초래한다는 것을 어렵지 않게 볼 수 있다.
신호의 전송 시간은 전송 속도와 전송 거리에 의해 결정되며, 전송 거리가 동일한 경우에, 전송 속도는 전송 매체의 유전상수에 반비례한다. 전송선에 대응되는 주위 매체의 유전상수의 미세 구조적 차이로 인해, 송신단으로부터 수신단까지의 신호 전송 시간이 일치하지 않으며, 신호가 매칭되지 않는다. 즉 시간 지연 효과를 초래한다. 신호의 시간 지연은 경도 방향의 신호 시간 지연과 위도 방향의 신호의 시간 지연으로 구분되며, 경도 방향의 신호의 시간 지연은 전송선이 회로기판에서 경도 방향으로 배치된 경우의 신호의 시간 지연을 가리키고, 위도 방향의 신호의 시간 지연은 전송선이 회로기판에서 위도 방향으로 배치된 경우의 신호의 시간 지연을 가리킨다.
정리하면, 데이터 전송 속도가 끊임없이 향상됨에 따라, 시간 지연 문제는 고속 링크중 신호 전송과 관련하여 반드시 직면해야 하는 문제가 되었으며, 현재는 일부 설계 수단에 의해 시간 지연의 발생을 어느 정도 감소시킬 수 있으나, 비용의 대량 증가를 초래한다. 따라서 매체 재료 자체로부터 출발하여 어떻게 매체 재료인 적층판의 미세 구조적 동질성을 향상시켜 신호의 시간 지연 문제를 근본적으로 해결할 것인가 하는 것은 이미 고속 재료 기술 연구의 하나의 중요한 기술적 과제가 되었다.
그러나 상술한 바와 같이, 현재 보강재의 구조적 특성으로 인해 적층판 재료의 평면 방향의 비균일성을 초래하며, 미세 구조상의 적층판 재료의 유전상수와 유전손실이 이방성을 띠며, 동일 평면상의 서로 다른 지점의 미세 구조도 거대한 차이를 가진다. 고속 디지털 회로 설계시 엔지니어는 각종 조치를 취해 신호 완전성 문제를 해결하며, 그중의 한 가지 조치는 차동 회선을 이용하여 고속 디지털 신호를 전송하는 방법이다. PCB의 차동 회선은 결합 스트립 선로 또는 결합 마이크로스트립 선로이며, 신호가 그 위에서 전송될 때에는 기수모드 전송 방식을 이용한다. 따라서 차동 신호는 간섭 방지 성능이 강하고 매칭이 용이한 등의 장점을 가진다. 디지털 회로의 정보 전송 속도에 대한 사람들의 요구가 높아짐에 따라, 신호의 차동 전송 방식은 점점 더 광범위하게 적용될 것이다. 차동 회선의 우세는 주로, 간섭 방지 능력이 강하여 전자기 간섭을 효과적으로 억제할 수 있고, 순차 포지셔닝이 정확한 등이다. 따라서 차동 회선을 적용하여 고속 신호를 전송하면 PCB 시스템의 신호 완전성과 저전력소모 등 측면에서 크게 유익한 한편, PCB 설계 수준에 더욱 높은 요구를 제기한다.
중국특허 CN102548200A에 회로기판이 개시되었으며, 상기 회로기판은 표면 러프닝 처리를 거쳐 거친 층이 형성된 유리막, 상기 유리막 양측의 거친 층에 형성된 수지 접착층, 및 수지 접착층의 외측에 위치하는 금속박을 포함하며, 상기 유리막, 수지 접착층 및 금속박은 가압되어 하나로 결합된다. 유리막은 가압시 쉽게 부서지며, 유리막의 표면 러프닝 처리 공정이 번거롭고 제어가 어렵다. 또한 러프닝 처리 후, 일정 정도로 유리막의 등방성 특징을 파괴한다. 한편, 유리막을 이용한 생산 공정은 통상의 동박 적층판에 의한 생산 공정과 다르므로, 설비 변경과 조정이 필요하다.
유럽특허 EP1140373A에 따르면, 먼저 상대적으로 낮은 고형분을 가지고 경화 가능 수지를 함유한 용액을 이용하여 유리포를 함침 및 건조시킨 후, 다시 상대적으로 높은 고형분을 가지고 경화 가능 수지를 함유한 용액을 이용하여 함침시키고, 마지막에 경화시키며, 수지 용액의 고체 함량을 낮춤으로써 용매 함량을 증가시키고, 점착도를 낮춘다. 그 목적은 수지의 침투성을 향상시켜 반경화 시트와 경화 제품의 공극 수를 감소시키는 것이다. 그러나 어떻게 Dk를 낮추고 신호의 시간 지연 문제를 해결한 것인지에 대해서는 언급하지 않았다.
중국특허 CN101494949A에 따르면, 유리포의 글루잉 공정 전에 유리포에 대해 개섬 또는 편평화 처리를 진행한 후 에폭시 수지 접착액에 침지 및 건조시켜 절연 재료층을 제조하며, 이로써 동박 적층판의 신호 손실을 낮추고, 신호 전파 속도를 향상시키고 생산 비용을 낮춘다.
중국특허 CN101570640B에 따르면, 석영 유리섬유의 밀집도가 낮은 석영 유리포(바람직하게는 개섬)를 기재로 하여, 유전손실이 0.003 이하인 열경화성 수지 조성물에 함침시켜 프리프레그를 제조하며, 고주파 재료에 적용하여 유전상수를 확보함과 함께 가공 성능을 개선한다.
이상에서는 모두 통상의 생산 공정에서 회로기판의 평면 방향, 즉 경도 방향과 위도 방향에서의 신호의 시간 지연 문제를 간단하고도 편리하게 해결하는 방법에 대해서는 고려하지도 제기하지도 않았다.
본 발명의 하나의 목적은 회로기판을 구성하기 위한 접착시트를 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 상기 방법은 보강재에 대해 특별한 예비 처리를 진행하는 단계를 포함함으로써, 제조된 회로기판은 우수한 유전 성능을 가지고, 그 경도 방향과 위도 방향 유전상수의 차이가 매우 작아 유전상수의 미세 구조적 일치성을 확보한다.
상기 목적을 이루기 위해 본 발명은 아래와 같은 기술수단을 이용한다.
(1) 사용되는 보강재의 Dk와 동일 또는 근접한 Dk를 가진 예비 처리용 접착액을 제조한다.
(2) 상기 예비 처리용 접착액에 상기 보강재를 예비 함침시킨 후 용매를 건조시켜 예비 처리된 보강재를 얻는다.
(3) 상기 예비 처리된 보강재를 메인 함침시킨 후 용매를 건조시켜 접착시트를 얻는다.
일부 실시형태에서, 상기 예비 처리용 접착액은 수지 조성물을 유기 용매에 용해시켜 얻은 접착액이며, 바람직하게는 상기 접착액은 필러를 더 포함한다.
바람직한 일부 실시형태에서, 상기 수지 조성물은 수지와 경화제를 포함하며, 그중 수지는 에폭시 수지, 시아네이트 수지, 폴리페닐에테르 수지, 폴리부타디엔 수지, 폴리부타디엔-스티렌 공중합체 수지, 폴리테트라플루오르에틸렌 수지, 폴리벤즈옥사진 수지, 폴리이미드, 실리콘 함유 수지, 비스말레이미드 수지, 액정 폴리머, 비스말레이미드 트리아진 수지, 열가소성 수지로부터 선택되는 1종 또는 다수 종이며, 상기 경화제는 페놀계 경화제, 아민계 경화제, 고분자 산무수물계 경화제, 활성 에스테르, 라디칼 개시제로부터 선택되는 1종 또는 다수 종이며, 상기 유기 용매는 메탄올, 에탄올, 부탄올 등의 알코올계, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르 등의 에테르계, 아세톤, 부타논, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 사이클로헥사논 등의 케톤계, 톨루엔, 자일렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소계, 에톡시에틸아세테이트, 에틸아세테이트 등의 에스테르계, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈 등의 질소함유계 용매로부터 선택되는 1종 또는 적어도 2종의 혼합물이다. 바람직하게는, 상기 수지 조성물은 필러를 더 포함하며, 상기 필러는 실리카, 알루미나, 이산화티타늄, 티탄산바륨, 티탄산스트론튬, 티탄산마그네슘, 티탄산칼슘, 티탄산스트론바륨, 티탄산납, 유리 분말로부터 선택되는 1종 또는 다수 종이며, 상기 실리카는 용융 비정질 실리카와 비정질 실리카를 포함하며, 바람직하게는 용융 비정질 실리카이며, 상기 이산화티타늄은 루타일형과 아나타제형 이산화티타늄을 포함하며, 바람직하게는 루타일형 이산화티타늄이다.
바람직한 일부 실시형태에서, 상기 보강재는 회로기판용 전자급 유리섬유포, 유리섬유 무직포(glass fiber nonwoven fabric), 아라미드 또는 기타 유기섬유 편직포(fiber woven fabric)이며, 더 바람직하게는 상기 보강재는 전자급 유리섬유포이다.
바람직한 일부 실시형태에서, 상기 예비 처리된 유리포의 수지 함량은 20wt%~50wt%이다.
더 바람직한 일부 실시형태에서, 상기 예비 처리된 유리포의 단위면적당 질량이 30g/m2 미만일 때, 예비 처리된 유리포의 수지 함량은 25wt%~50wt%이며, 상기 예비 처리된 유리포의 단위면적당 질량이 30g/m2~100g/m2일 때, 예비 처리된 유리포의 수지 함량은 20wt%~45wt%이며, 상기 예비 처리된 유리포의 단위면적당 질량이 100g/m2~175g/m2일 때, 예비 처리된 유리포의 수지 함량은 20wt%~40wt%이다.
바람직한 또 다른 실시형태에서, 상기 유리포는 E형 유리포이며, 상응한 예비 처리용 접착액의 Dk(10GHz)는 6.2~6.6이다.
바람직한 또 다른 실시형태에서, 상기 유리포는 NE형 유리포이며, 상응한 예비 처리용 접착액의 Dk(10GHz)는 4.4~4.6이다.
바람직한 또 다른 실시형태에서, 상기 수지의 Dk는 유리포의 Dk±10% 범위 내에 있으며, 바람직하게는 상기 수지의 Dk는 유리포의 Dk±5% 범위 내에 있다.
본 발명의 두번째 목적은 본 발명의 제조 방법에 따라 제조된 접착시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 세번째 목적은 본 발명의 접착시트를 이용하여 제조된 회로기판을 제공하는 것이다.
도 1은 E형 유리섬유포의 평면 구조 개략도이다.
도 2는 E형 유리섬유의 개섬포(fiber-opened cloth)의 평면 구조 개략도이다.
도 3은 E형 유리섬유포의 횡단면 구조 개략도이다.
도 4는 E형 유리섬유포의 유전상수의 평면 비균일성을 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 예비 처리된 E형 유리섬유포의 유전상수의 평면 균일성을 나타낸다.
본 발명에서 사용된 Dk는 유전상수를 가리키며, 10GHz 주파수에서 SPDR법으로 측정되는 값이다.
본 발명에서 사용된 Df는 유전손실을 가리키며, 10GHz 주파수에서 SPDR법으로 측정되는 값이다.
본 발명에서 사용된 유리포는 유리섬유포를 가리키며, 유리포라고 약칭한다. 유리포는 E형 유리포, NE형 유리포, S형 유리포, D형 유리포 등의 유형을 포함하며, 각 유형의 유리포는 또한 7628, 2116, 1080, 106, 1037, 1078, 2112, 3313, 1500 등의 규격 모델로 구분된다. 본 분야의 기술자는 유리포가 회로기판 분야에 적용될 때 주로 회로기판의 보강재로서 기능한다는 것을 알 수 있다.
본 발명에서 사용되는 수지 조성물은 수지와 경화제를 포함하는 조성물을 가리킨다. 예를 들어, 에폭시 수지 조성물은 에폭시 수지와 적절한 경화제를 포함하는 조성물을 가리킨다. 본 분야의 기술자는 사용되는 수지를 토대로 적절한 경화제와 그 양을 선택할 수 있으며, 사용되는 수지 및 경화제를 토대로 적절한 유기 용매를 선택할 수도 있다.
본 발명에서 사용되는 필러는 충진 재료를 가리키며 필러라고 약칭한다. 동박 적층판 업계에서 필러를 사용하는 목적은 비용 절감뿐만 아니라 동박 적층판의 성능 향상, 예를 들어 CTE의 저감, 난연성의 향상, 열전도계수 및 판재의 역학적 성능의 향상 등을 위해서다. 필러 기술의 발전에 따라 점점 더 많은 새로운 형태의 필러가 동박 적층판에서 사용되고 있으며, 예를 들어 본 발명에서 예비 처리용 접착액의 Dk를 조절하기 위한 기능성 필러가 사용된다.
본 발명에서 사용되는 예비 처리용 접착액은 본 발명에 따른 수지 조성물을 적절한 유기 용매에 용해시켜 형성된 접착액을 가리킨다. 바람직하게는, 본 발명에서 사용되는 예비 처리용 접착액은 본 발명에 따른 수지 조성물을 적절한 유기 용매에 용해시킨 후 다시 필러를 넣어 얻은 분산 체계를 가리킨다. 본 분야의 기술자는 상기 예비 처리용 접착액중 필러의 사용량을 조정함으로써 상기 예비 처리용 접착액이 적절한 유전상수(Dk)를 가지도록 할 수 있다. 본 발명에서 상기 예비 처리용 접착액의 Dk는 예비 처리용 접착액으로부터 용매를 제거한 후 수득되는 건조 접착제의 Dk이며, 그 값은 수지 조성물 및 필러의 양과만 관련되며, 용매의 양과는 무관하다.
본 발명에서 사용되는 함침은 유리포를 접착액에 침지시킨 후 다시 글루잉 머신에 의해 용매를 건조시키는 작업을 가리킨다.
본 발명에서 사용되는 예비 함침은 유리포를 예비 제조된 접착액에 침지시킨 후 다시 글루잉 머신에 의해 용매를 건조시키는 작업을 가리킨다.
본 발명에서 사용되는 메인 함침은 유리포를 메인 접착액에 침지시킨 후 다시 글루잉 머신에 의해 용매를 건조시키는 작업을 가리킨다.
본 발명에서 사용되는 수지 함량은 예비 처리된 유리포, 접착시트 및 회로기판에서 보강재로서의 유리포를 제외하고, 수지를 포함한 고체 조성물의 질량 백분율 함량을 가리킨다. 예를 들어, 접착액의 수지 조성물 배합료에 수지, 경화제와 필러가 포함되면, 수지 함량은 수지, 경화제와 필러의 질량 백분율 함량이다. 수지 함량은 본 분야의 하나의 고정 용어이며, 본 분야의 기술자라면 상기 수지 함량은 예비 처리용 접착액의 고체 함량과 결합하여, 글루잉 공정시 글루잉 머신의 클램프축의 간격, 글루잉 머신의 글루잉 속도 등의 공정 파라미터를 조절함으로써 제어할 수 있음을 알 수 있다.
종래의 유리포(예를 들어 E형 유리포, NE형 유리포 등)를 예비 처리한다. 구체적인 방법은, 유리포의 Dk 특성과 비슷한 Dk를 가지고 매칭성이 좋은 예비 처리용 접착액을 이용하여, 먼저 유리포를 예비 처리하되, 유리포의 메쉬 및 공극을 충진하는 것을 기본적인 제어 목표로 하여 경도 방향과 위도 방향에서의 유전상수의 차이가 더 작아지도록 함으로써, 메인 함침을 위한 보강재의 반제품, 즉 예비 처리된 유리포를 형성한다.
본 발명에 따르면, 상기 예비 처리용 접착액은 Dk 등이 유리포의 Dk±10%인 수지를 선택할 수 있으며, 바람직하게는 Dk가 유리포의 Dk±5%인 수지를 선택한다. Dk가 유리포의 Dk에 근접할 수록, 경도 방향과 위도 방향에서의 유전상수의 차이가 작으며, 신호의 시간 지연도 더 작다.
본 발명에 따르면, 상기 유리포는 E형 유리포, NE형 유리포중의 하나이다.
본 발명에 따르면, 상기 E형 유리포를 예비 처리하며, 예비 처리용 접착액의 Dk(10GHz)는 6.2~6.6로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 NE형 유리포를 예비 처리하며, 예비 처리용 접착액의 Dk(10GHz)를 4.4~4.6로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 유리포는 예비 처리를 거친 후 그 수지 함량은 20wt%~50wt%가 된다.
수지 함량이 너무 높으면, 메인 함침 후 예비 함침 접착액은 메인 함침액에 용해 및 혼합되어, 메인 함침의 글루잉 양에 영향을 미칠 수 있다. 수지 함량이 너무 낮으면, 유리포의 공극이 충분하게 충진되지 않아, 경도 방향과 위도 방향에서의 유전상수의 일치성을 구현할 수 없고 신호 전송의 시간 지연에 영향을 미친다.
본 발명에 따르면, 상기 예비 처리된 유리포의 단위면적당 질량이 30g/m2 미만일 때, 예비 처리된 유리포의 수지 함량은 25wt%~50wt%이고, 상기 예비 처리된 유리포의 단위면적당 질량이 30g/m2~100g/m2일 때, 예비 처리된 유리포의 수지 함량은 20wt%~45wt%이며, 상기 예비 처리된 유리포의 단위면적당 질량이 100g/m2~175g/m2일 때, 예비 처리된 유리포의 수지 함량은 20wt%~40wt%이다.
유리포의 단위면적당 질량을 토대로 예비 처리된 유리포의 수지 함량을 선택하며, 수지 함량이 너무 높으면 메인 함침 후 예비 함침용 접착액이 메인 함침액에 용해 및 혼합되어 메인 함침의 글루잉 양에 영향을 미칠 수 있다. 동시에, 일반 유리포의 Dk가 메인 함침액의 Dk보다 훨씬 높으므로, 메인 함침을 거쳐 제조된 회로기판의 Dk가 과도하게 높아지며 회로기판의 유전 성능이 떨어진다. 수지 함량이 너무 낮으면 유리포의 공극이 충분하게 충진되지 않아 경도 방향과 위도 방향에서의 유전상수의 미세 구조적 일치성을 구현할 수 없으며 신호 전송의 시간 지연에 영향을 미친다.
본 발명에 따르면, 상기 수지 조성물은 수지와 경화제를 포함하며, 그중 수지는 에폭시 수지, 시아네이트 수지, 폴리페닐에테르 수지, 폴리부타디엔 수지, 폴리부타디엔-스티렌 공중합체 수지, 폴리테트라플루오르에틸렌 수지, 폴리벤즈옥사진 수지, 폴리이미드, 실리콘 함유 수지, 비스말레이미드 수지, 액정 폴리머, 비스말레이미드 트리아진 수지, 열가소성 수지로부터 선택되는 1종 또는 다수 종이다.
경화제는 페놀계 경화제, 아민계 경화제, 고분자 산무수물계 경화제, 활성 에스테르, 라디칼 개시제 등으로부터 선택되는 1종 또는 다수 종이다.
본 발명에 따르면, 상기 필러는 실리카(용융 비정질 실리카와 결정질 실리카), 알루미나, 이산화티타늄(루타일형과 아나타제형), 티탄산바륨, 티탄산스트론튬, 티탄산마그네슘, 티탄산칼슘, 티탄산스트론바륨, 티탄산납, 유리 분말로부터 선택되는 1종 또는 다수 종이다. 실리카는 비정질 실리카가 바람직하고, 이산화티타늄은 루타일형 이산화티타늄이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 상기 예비 처리된 유리포와 관련하여 수지 접착액중의 유기 용매를 건조시키고, 건조 과정에서 유리포상의 예비 처리용 접착액은 가교 반응이 발생할 수 있으며, 가교 반응이 발생하지 않을 수도 있다.
본 발명에 따르면, 상기 E형 유리포를 예비 처리하는 방법의 특징은 아래와 같다.
단계 1: 선택된 E형 유리포를 토대로, E형 유리포의 Dk(10GHz) 값을 조회 또는 측정한다.
단계 2: 선택된 E형 유리포의 Dk(10GHz) 값을 토대로, 예비 처리용 접착액을 제조하되, 예비 처리용 접착액은 Dk가 E형 유리포의 Dk±10%와 같은 수지 조성물을 선택하며, 바람직하게는 Dk가 E형 유리포의 Dk±5%와 같은 수지 조성물을 선택한다.
단계 3: 예비 처리된 유리포의 단위면적당 질량을 토대로, 예비 처리용 접착액의 고체 함량을 결합하여 글루잉시 글루잉 머신의 클램프축의 간격, 글루잉 머신의 글루잉 속도 등의 공정 파라미터를 조절하되, 예비 처리된 유리포의 단위면적당 질량이 30g/m2 미만일 때, 예비 처리된 유리포의 수지 함량을 25wt%~50wt%가 되도록 제어하고, 예비 처리된 유리포의 단위면적당 질량이 30g/m2~100g/m2일 때, 예비 처리된 유리포의 수지 함량을 20wt%~45wt%가 되도록 제어하며, 예비 처리된 유리포의 단위면적당 질량이 100g/m2~175g/m2일 때, 예비 처리된 유리포의 수지 함량을 20wt%~40wt%가 되도록 제어한다.
단계 4: 예비 함침된 E형 유리포중의 유기 용매를 건조시켜 특별히 예비 처리된 E형 유리포를 제조한다.
본 발명에 따르면, 상기 NE형 유리포를 예비 처리하는 방법의 특징은 아래와 같다.
단계 1: 선택된 NE형 유리포를 토대로, NE형 유리포의 Dk(10GHz) 값을 조회 또는 측정한다.
단계 2: 선택된 NE형 유리포의 Dk(10GHz) 값을 토대로, 예비 처리용 접착액을 제조하되, 예비 처리용 접착액은 Dk가 NE형 유리포의 Dk±10%와 같은 수지 조성물을 선택하고, 바람직하게는 Dk가 NE형 유리포의 Dk±5%와 같은 수지 조성물을 선택한다.
단계 3: 예비 처리된 유리포의 단위면적당 질량을 토대로, 예비 처리용 접착액의 고체 함량을 결합하여 글루잉시 글루잉 머신의 클램프축의 간격, 글루잉 머신의 글루잉 속도 등의 공정 파라미터를 조절하되, 예비 처리된 유리포의 단위면적당 질량이 30g/m2 미만일 때, 예비 처리된 유리포의 수지 함량을 25wt%~50wt%가 되도록 제어하고, 예비 처리된 유리포의 단위면적당 질량이 30g/m2~100g/m2일 때, 예비 처리된 유리포의 수지 함량을 20wt%~45wt%가 되도록 제어하며, 예비 처리된 유리포의 단위면적당 질량이 100g/m2~175g/m2일 때, 예비 처리된 유리포의 수지 함량을 20wt%~40wt%가 되도록 제어한다.
단계 4: 예비 함침된 NE형 유리포중의 유기 용매를 건조시켜 특별히 예비 처리된 NE형 유리포를 제조한다.
본 발명의 두번째 측면은 접착시트를 제공하는 것이며, 상기 접착시트는 상술한 바와 같은 특별히 예비 처리된 유리포와, 특별히 예비 처리된 유리포에 함침된 수지 조성물을 포함한다.
본 발명에 따르면, 상기 수지 조성물은 수지와 경화제를 포함하며, 그중 수지는 에폭시 수지, 시아네이트 수지, 폴리페닐에테르 수지, 폴리부타디엔 수지, 폴리부타디엔-스티렌 공중합체 수지, 폴리테트라플루오르에틸렌 수지, 폴리벤즈옥사진 수지, 폴리이미드, 실리콘 함유 수지, 비스말레이미드 수지, 액정 폴리머, 비스말레이미드 트리아진 수지로부터 선택되는 1종 또는 다수 종이다.
본 발명에 따르면, 상기 수지 조성물은 필러, 열가소성 수지, 다양한 난연 화합물 또는 첨가제 등을 더 포함하며, 이들은 필요에 따라 단독으로 사용하거나 또는 다수를 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 세번째 측면은 본 발명의 두번째 측면에 따른 접착시트를 포함한 회로기판을 제공하는 것이다.
대표적이지만 비한정적인 예시로서 상기 회로기판의 제작 방법은 아래 단계를 포함할 수 있다.
단계 1: 예비 처리용 접착액을 제조한다. 사용되는 유리포의 Dk를 토대로 예비 처리용 접착액을 제조하고, 예비 처리용 접착액의 용매를 건조시킨 후 건조 접착제의 Dk가 사용된 유리포의 Dk와 동일하거나 또는 근접하도록 한다.
단계 2: 예비 처리된 유리포를 제조한다. 상기 예비 처리용 접착액을 이용하여 유리포를 예비 함침시킨 후 용매를 건조시켜 예비 처리된 유리포를 얻는다.
단계 3: 접착시트를 제조한다. 상기 특별히 예비 처리된 유리포를 메인 함침시킨 후 용매를 건조시켜 접착시트를 얻는다.
단계 4: 하나 또는 다수의 상기 접착시트를 적층하고, 적층된 접착시트의 양면에 각각 하나의 금속박을 적층한다. 적층된 적층체를 프레서에 넣고 가열 가압하여 상기 회로기판을 제조한다. 이때 경화 온도는 100℃~400℃, 경화 시간은 1h~4h, 경화 압력은 10Kgf/cm2~65Kgf/cm2이다.
종래 기술에 비해 본 발명은 아래와 같은 유익한 효과를 가진다.
1. 일반적인 회로기판에 비해, 본 발명에 따른 회로기판은 경도 방향과 위도 방향에서의 유전상수의 차이가 작은 특징을 가지며, 고주파 분야에 적용하면 신호의 시간 지연 문제를 해결할 수 있다.
2. 유리막 적층판을 사용하는 것에 비해, 본 발명에 따른 회로기판은 메인 함침된 접착시트를 사용하며, 기판의 가압 제조시 부서지지 않으며, 층간 접착력이 크게 향상된다.
3. 유리막 적층판을 사용하는 것에 비해, 본 발명에 따른 회로기판은 메인 함침된 접착시트를 사용하며, 생산 공정은 통상의 동박 적층판 생산 공정과 완전히 같으며, 설비 변경과 조정을 필요로 하지 않는다.
4. 개섬포(fiber-opened cloth)를 사용하는 것에 비해, 본 발명에 따른 회로기판은 비용이 낮은 장점을 가지며, 또한 회로기판은 경도 방향과 위도 방향에서의 유전상수의 차이가 더 작은 장점을 가지며, 고주파 분야에 적용하면 신호의 시간 지연 문제를 해결할 수 있다.
실시예
본 발명을 더 명료하게 설명하여 본 발명에 따른 기술 수단을 이해하는데 편리하도록, 본 발명의 대표적이지만 비한정적인 실시예를 아래와 같이 제시한다.
상기에서 제조된 회로기판에 대해 그 유전상수(Dk), 유전손실(Df), 신호의 시간 지연 등의 성능을 테스트한다. 하기 실시예는 더 상세하게 설명하며, 그중 유기 수지의 질량부는 유기 고형분의 질량부를 기준으로 한다.
실시예 1
E형 1080 유리포(단위면적당 질량은 46.8g/m2)를 보강재로서 이용하며, 에폭시 수지 조성물을 용매에 용해시키고 필러를 넣어 예비 처리용 접착액으로 한다. 접착액의 배합료 조성 및 회로기판의 물성 데이터표는 표 1과 같다. 회로기판을 제작하는 단계는 아래와 같다.
단계 1: 예비 처리용 접착액을 제조한다. 적절한 용기를 취하여 40질량부의 에폭시 수지 조성물과 적절한 양의 부타논 용매를 넣고, 일정 시간 교반한 후, 다시 52질량부의 루타일형 이산화티타늄 필러와 8질량부의 비정질 실리카 필러를 넣고 충분히 교반하고, 유화 및 분산시키면 예비 처리용 접착액이 된다. 접착액의 Dk는 6.6이다.
단계 2: 예비 처리된 E형 유리포를 제조한다. 상기 예비 처리용 접착액을 이용하여 E형 유리포를 예비 함침시키고, 완료 후 용매를 건조시켜 수지 함량이 45wt%인 예비 처리된 유리포를 얻는다.
단계 3: 접착시트를 제조한다. 접착액의 Dk가 3.8인 통상의 에폭시 수지 체계의 접착액을 이용하여 상기 예비 처리된 E형 유리포를 메인 함침시키며, 완료 후 용매를 건조시켜 접착시트를 얻는다.
단계 4: 하나 또는 다수의 상기 접착시트를 적층하고, 적층된 접착시트의 양면에 각각 하나의 동박을 적층한다. 적층된 적층체를 프레서에 넣고 가열 가압하여 상기 회로기판을 제조한다. 경화 온도는 190℃, 경화 시간은 2h, 경화 압력은 35Kgf/cm2이다.
실시예 2
E형의 1080 유리포(단위면적당 질량은 46.8g/m2)를 보강재로 이용하고, 에폭시 수지 조성물을 용매에 용해시킨 후 필러를 넣어 예비 처리용 접착액으로 한다. 접착액의 배합료의 조성 및 회로기판의 물성 데이터표는 표 1과 같다. 회로기판을 제작하는 단계는 아래와 같다.
단계 1: 예비 처리용 접착액을 제조한다. 적절한 용기를 취하여 42질량부의 에폭시 수지 조성물과 적절한 양의 부타논 용매를 넣고, 일정 시간 교반한 후, 다시 50질량부의 루타일형 이산화티타늄 필러와 8질량부의 비정질 실리카 필러를 넣고 충분히 교반하고, 유화 및 분산시키면 예비 처리용 접착액이 된다. 접착액의 Dk는 6.5이다.
단계 2: 예비 처리된 E형 유리포를 제조한다. 상기 예비 처리용 접착액을 이용하여 E형 유리포를 예비 함침시키고, 완료 후 용매를 건조시켜 수지 함량이 45wt%인 예비 처리된 유리포를 얻는다.
단계 3: 접착시트를 제조한다. 접착액의 Dk가 2.6인 통상의 폴리페닐에테르 수지 조성물 접착액을 이용하여 상기 예비 처리된 E형 유리포를 메인 함침시키며, 완료 후 용매를 건조시켜 접착시트를 얻는다.
단계 4: 하나 또는 다수의 상기 접착시트를 적층하고, 적층된 접착시트의 양면에 각각 하나의 동박을 적층한다. 적층된 적층체를 프레서에 넣고 가열 가압하여 상기 회로기판을 제조한다. 경화 온도는 200℃, 경화 시간은 2h, 경화 압력은 35Kgf/cm2이다.
실시예 3
E형의 1080 유리포(단위면적당 질량은 46.8g/m2)를 보강재로 이용하고, 시아네이트 수지 조성물을 용매에 용해시킨 후 필러를 넣어 예비 처리용 접착액으로 한다. 접착액의 배합료의 조성 및 회로기판의 물성 데이터표는 표 1과 같다. 회로기판을 제작하는 단계는 아래와 같다.
단계 1: 예비 처리용 접착액을 제조한다. 적절한 용기를 취하여 40질량부의 시아네이트 수지 조성물과 적절한 양의 부타논 용매를 넣고, 일정 시간 교반한 후, 다시 54질량부의 루타일형 이산화티타늄 필러와 6질량부의 비정질 실리카 필러를 넣고 충분히 교반하고, 유화 및 분산시키면 예비 처리용 접착액이 된다. 접착액의 Dk는 6.5이다.
단계 2: 예비 처리된 E형 유리포를 제조한다. 상기 예비 처리용 접착액을 이용하여 E형 유리포를 예비 함침시키고, 완료 후 용매를 건조시켜 수지 함량이 45wt%인 예비 처리된 유리포를 얻는다.
단계 3: 접착시트를 제조한다. 접착액의 Dk가 2.6인 통상의 폴리페닐에테르 수지 조성물 접착액을 이용하여 상기 예비 처리된 E형 유리포를 메인 함침시키며, 완료 후 용매를 건조시켜 접착시트를 얻는다.
단계 4: 하나 또는 다수의 상기 접착시트를 적층하고, 적층된 접착시트의 양면에 각각 하나의 동박을 적층한다. 적층된 적층체를 프레서에 넣고 가열 가압하여 상기 회로기판을 제조한다. 경화 온도는 200℃, 경화 시간은 2h, 경화 압력은 35Kgf/cm2이다.
실시예 4
E형의 1080 유리포(단위면적당 질량은 46.8g/m2)를 보강재로 이용하고, 폴리페닐에테르 수지 조성물을 용매에 용해시킨 후 필러를 넣어 예비 처리용 접착액으로 한다. 접착액의 배합료의 조성 및 회로기판의 물성 데이터표는 표 1과 같다. 회로기판을 제작하는 단계는 아래와 같다.
단계 1: 예비 처리용 접착액을 제조한다. 적절한 용기를 취하여 38질량부의 폴리페닐에테르 수지 조성물과 적절한 양의 자일렌 용매를 넣고, 일정 시간 교반한 후, 다시 54질량부의 루타일형 이산화티타늄 필러와 8질량부의 비정질 실리카 필러를 넣고 충분히 교반하고, 유화 및 분산시키면 예비 처리용 접착액이 된다. 접착액의 Dk는 6.4이다.
단계 2: 예비 처리된 E형 유리포를 제조한다. 상기 예비 처리용 접착액을 이용하여 E형 유리포를 예비 함침시키고, 완료 후 용매를 건조시켜 수지 함량이 30wt%인 예비 처리된 유리포를 얻는다.
단계 3: 접착시트를 제조한다. 접착액의 Dk가 3.2인 통상의 시아네이트 수지 조성물 접착액을 이용하여 상기 예비 처리된 E형 유리포를 메인 함침시키며, 완료 후 용매를 건조시켜 접착시트를 얻는다.
단계 4: 하나 또는 다수의 상기 접착시트를 적층하고, 적층된 접착시트의 양면에 각각 하나의 동박을 적층한다. 적층된 적층체를 프레서에 넣고 가열 가압하여 상기 회로기판을 제조한다. 경화 온도는 200℃, 경화 시간은 2h, 경화 압력은 35Kgf/cm2이다.
실시예 5
E형의 1080 유리포(단위면적당 질량은 46.8g/m2)를 보강재로 이용하고, 폴리부타디엔 수지 조성물을 용매에 용해시킨 후 필러를 넣어 예비 처리용 접착액으로 한다. 접착액의 배합료의 조성 및 회로기판의 물성 데이터표는 표 1과 같다. 회로기판을 제작하는 단계는 아래와 같다.
단계 1: 예비 처리용 접착액을 제조한다. 적절한 용기를 취하여 34질량부의 폴리부타디엔 수지 조성물과 적절한 양의 자일렌 용매를 넣고, 일정 시간 교반한 후, 다시 56질량부의 루타일형 이산화티타늄 필러와 10질량부의 비정질 실리카 필러를 넣고 충분히 교반하고, 유화 및 분산시키면 예비 처리용 접착액이 된다. 접착액의 Dk는 6.2이다.
단계 2: 예비 처리된 E형 유리포를 제조한다. 상기 예비 처리용 접착액을 이용하여 E형 유리포를 예비 함침시키고, 완료 후 용매를 건조시켜 수지 함량이 20wt%인 예비 처리된 유리포를 얻는다.
단계 3: 접착시트를 제조한다. 접착액의 Dk가 2.6인 통상의 폴리페닐에테르 수지 조성물 접착액을 이용하여 상기 예비 처리된 E형 유리포를 메인 함침시키며, 완료 후 용매를 건조시켜 접착시트를 얻는다.
단계 4: 하나 또는 다수의 상기 접착시트를 적층하고, 적층된 접착시트의 양면에 각각 하나의 동박을 적층한다. 적층된 적층체를 프레서에 넣고 가열 가압하여 상기 회로기판을 제조한다. 경화 온도는 240℃, 경화 시간은 3h, 경화 압력은 55Kgf/cm2이다.
실시예 6
E형 1500 유리포(단위면적당 질량은 164.1g/m2)를 보강재로 이용하고, 예비 처리된 유리포의 수지 함량은 25wt%이다. 나머지는 실시예 5와 같다.
실시예 7
NE형 3313 유리포(단위면적당 질량은 81.4g/m2)를 보강재로 이용하고, 에폭시 수지 조성물을 용매에 용해시킨 후 필러를 넣어 예비 처리용 접착액으로 한다. 접착액의 배합료의 조성 및 회로기판의 물성 데이터표는 표 1과 같다. 회로기판을 제작하는 단계는 아래와 같다.
단계 1: 예비 처리용 접착액을 제조한다. 적절한 용기를 취하여 50질량부의 에폭시 수지 조성물과 적절한 양의 부타논 용매를 넣고, 일정 시간 교반한 후, 다시 42질량부의 루타일형 이산화티타늄 필러와 8질량부의 비정질 실리카 필러를 넣고 충분히 교반하고, 유화 및 분산시키면 예비 처리용 접착액이 된다. 접착액의 Dk는 4.6이다.
단계 2: 예비 처리된 NE형 유리포를 제조한다. 상기 예비 처리용 접착액을 이용하여 NE형 유리포를 예비 함침시키고, 완료 후 용매를 건조시켜 수지 함량이 20wt%인 예비 처리된 유리포를 얻는다.
단계 3: 접착시트를 제조한다. 접착액의 Dk가 3.2인 통상의 시아네이트 수지 조성물 접착액을 이용하여 상기 예비 처리된 NE형 유리포를 메인 함침시키며, 완료 후 용매를 건조시켜 접착시트를 얻는다.
단계 4: 하나 또는 다수의 상기 접착시트를 적층하고, 적층된 접착시트의 양면에 각각 하나의 동박을 적층한다. 적층된 적층체를 프레서에 넣고 가열 가압하여 상기 회로기판을 제조한다. 경화 온도는 200℃, 경화 시간은 2h, 경화 압력은 35Kgf/cm2이다.
실시예 8
NE형 2116 유리포(단위면적당 질량은 103.8g/m2)를 보강재로 이용하고, 시아네이트 수지 조성물을 용매에 용해시킨 후 필러를 넣어 예비 처리용 접착액으로 한다. 접착액의 배합료의 조성 및 회로기판의 물성 데이터표는 표 1과 같다. 회로기판을 제작하는 단계는 아래와 같다.
단계 1: 예비 처리용 접착액을 제조한다. 적절한 용기를 취하여 50질량부의 시아네이트 수지 조성물과 적절한 양의 부타논 용매를 넣고, 일정 시간 교반한 후, 다시 44질량부의 루타일형 이산화티타늄 필러와 6질량부의 비정질 실리카 필러를 넣고 충분히 교반하고, 유화 및 분산시키면 예비 처리용 접착액이 된다. 접착액의 Dk는 4.4이다.
단계 2: 예비 처리된 NE형 유리포를 제조한다. 상기 예비 처리용 접착액을 이용하여 NE형 유리포를 예비 함침시키고, 완료 후 용매를 건조시켜 수지 함량이 30wt%인 예비 처리된 유리포를 얻는다.
단계 3: 접착시트를 제조한다. 접착액의 Dk가 3.2인 통상의 시아네이트 수지 조성물 접착액을 이용하여 상기 예비 처리된 NE형 유리포를 메인 함침시키며, 완료 후 용매를 건조시켜 접착시트를 얻는다.
단계 4: 하나 또는 다수의 상기 접착시트를 적층하고, 적층된 접착시트의 양면에 각각 하나의 동박을 적층한다. 적층된 적층체를 프레서에 넣고 가열 가압하여 상기 회로기판을 제조한다. 경화 온도는 200℃, 경화 시간은 2h, 경화 압력은 35Kgf/cm2이다.
실시예 9
NE형 1078 유리포(단위면적당 질량은 47.8g/m2)를 보강재로 이용하고, 폴리페닐에테르 수지 조성물을 용매에 용해시킨 후 필러를 넣어 예비 처리용 접착액으로 한다. 접착액의 배합료의 조성 및 회로기판의 물성 데이터표는 표 1과 같다. 회로기판을 제작하는 단계는 아래와 같다.
단계 1: 예비 처리용 접착액을 제조한다. 적절한 용기를 취하여 48질량부의 폴리페닐에테르 수지 조성물과 적절한 양의 자일렌 용매를 넣고, 일정 시간 교반한 후, 다시 44질량부의 루타일형 이산화티타늄 필러와 8질량부의 비정질 실리카 필러를 넣고 충분히 교반하고, 유화 및 분산시키면 예비 처리용 접착액이 된다. 접착액의 Dk는 4.5이다.
단계 2: 예비 처리된 NE형 유리포를 제조한다. 상기 예비 처리용 접착액을 이용하여 NE형 유리포를 예비 함침시키고, 완료 후 용매를 건조시켜 수지 함량이 45wt%인 예비 처리된 유리포를 얻는다.
단계 3: 접착시트를 제조한다. 접착액의 Dk가 2.6인 통상의 폴리페닐에테르 수지 조성물 접착액을 이용하여 상기 예비 처리된 NE형 유리포를 메인 함침시키며, 완료 후 용매를 건조시켜 접착시트를 얻는다.
단계 4: 하나 또는 다수의 상기 접착시트를 적층하고, 적층된 접착시트의 양면에 각각 하나의 동박을 적층한다. 적층된 적층체를 프레서에 넣고 가열 가압하여 상기 회로기판을 제조한다. 경화 온도는 200℃, 경화 시간은 2h, 경화 압력은 35Kgf/cm2이다.
실시예 10
NE형 106 유리포(단위면적당 질량은 24.4g/m2)를 보강재로 이용하고, 폴리부타디엔 수지 조성물을 용매에 용해시킨 후 필러를 넣어 예비 처리용 접착액으로 한다. 접착액의 배합료의 조성 및 회로기판의 물성 데이터표는 표 1과 같다. 회로기판을 제작하는 단계는 아래와 같다.
단계 1: 예비 처리용 접착액을 제조한다. 적절한 용기를 취하여 44질량부의 폴리부타디엔 수지 조성물과 적절한 양의 자일렌 용매를 넣고, 일정 시간 교반한 후, 다시 46질량부의 루타일형 이산화티타늄 필러와 10질량부의 비정질 실리카 필러를 넣고 충분히 교반하고, 유화 및 분산시키면 예비 처리용 접착액이 된다. 접착액의 Dk는 4.5이다.
단계 2: 예비 처리된 NE형 유리포를 제조한다. 상기 예비 처리용 접착액을 이용하여 NE형 유리포를 예비 함침시키고, 완료 후 용매를 건조시켜 수지 함량이 50wt%인 예비 처리된 유리포를 얻는다.
단계 3: 접착시트를 제조한다. 접착액의 Dk가 2.6인 통상의 폴리페닐에테르 수지 조성물 접착액을 이용하여 상기 예비 처리된 NE형 유리포를 메인 함침시키며, 완료 후 용매를 건조시켜 접착시트를 얻는다.
단계 4: 하나 또는 다수의 상기 접착시트를 적층하고, 적층된 접착시트의 양면에 각각 하나의 동박을 적층한다. 적층된 적층체를 프레서에 넣고 가열 가압하여 상기 회로기판을 제조한다. 경화 온도는 240℃, 경화 시간은 3h, 경화 압력은 55Kgf/cm2이다.
표 1. 각 실시예의 배합료 조성 및 그 물성 데이터
Figure pct00002
실시예 11
E형 2116 유리포(단위면적당 질량은 103.8g/m2)를 보강재로 이용하고, 시아네이트 수지 조성물을 용매에 용해시킨 후 필러를 넣어 예비 처리용 접착액으로 한다. 접착액의 배합료의 조성 및 회로기판의 물성 데이터표는 표 2와 같다. 회로기판을 제작하는 단계는 아래와 같다.
단계 1: 예비 처리용 접착액을 제조한다. 적절한 용기를 취하여 40질량부의 시아네이트 수지 조성물과 적절한 양의 부타논 용매를 넣고, 일정 시간 교반한 후, 다시 54질량부의 루타일형 이산화티타늄 필러와 6질량부의 비정질 실리카 필러를 넣고 충분히 교반하고, 유화 및 분산시키면 예비 처리용 접착액이 된다. 접착액의 Dk는 6.5이다.
단계 2: 예비 처리된 E형 유리포를 제조한다. 상기 예비 처리용 접착액을 이용하여 E형 유리포를 예비 함침시키고, 완료 후 용매를 건조시켜 수지 함량이 35wt%인 예비 처리된 유리포를 얻는다.
단계 3: 접착시트를 제조한다. 접착액의 Dk가 3.2인 통상의 시아네이트 수지 조성물 접착액을 이용하여 상기 예비 처리된 E형 유리포를 메인 함침시키며, 완료 후 용매를 건조시켜 접착시트를 얻는다.
단계 4: 하나 또는 다수의 상기 접착시트를 적층하고, 적층된 접착시트의 양면에 각각 하나의 동박을 적층한다. 적층된 적층체를 프레서에 넣고 가열 가압하여 상기 회로기판을 제조한다. 경화 온도는 200℃, 경화 시간은 2h, 경화 압력은 35Kgf/cm2이다.
비교예 1
E형 1080 유리포(단위면적당 질량은 46.8g/m2)를 보강재로 이용하고, 제조된 예비 처리 유리포의 수지 함량은 10wt%이다. 나머지는 실시예 1과 같다.
비교예 2
E형의 1080 유리포(단위면적당 질량은 46.8g/m2)를 보강재로 이용하고, 시아네이트 수지 조성물을 용매에 용해시킨 후 필러를 넣어 예비 처리용 접착액으로 한다. 접착액의 배합료의 조성 및 회로기판의 물성 데이터표는 표 2와 같다. 회로기판을 제작하는 단계는 아래와 같다.
단계 1: 예비 처리용 접착액을 제조한다. 적절한 용기를 취하여 70질량부의 시아네이트 수지 조성물과 적절한 양의 부타논 용매를 넣고, 일정 시간 교반한 후, 다시 24질량부의 루타일형 이산화티타늄 필러와 6질량부의 비정질 실리카 필러를 넣고 충분히 교반하고, 유화 및 분산시키면 예비 처리용 접착액이 된다. 접착액의 Dk는 5.2이다.
단계 2: 예비 처리된 E형 유리포를 제조한다. 상기 예비 처리용 접착액을 이용하여 E형 유리포를 예비 함침시키고, 완료 후 용매를 건조시켜 수지 함량이 45wt%인 예비 처리된 유리포를 얻는다.
단계 3: 접착시트를 제조한다. 접착액의 Dk가 2.6인 통상의 폴리페닐에테르 수지 조성물 접착액을 이용하여 상기 예비 처리된 E형 유리포를 메인 함침시키며, 완료 후 용매를 건조시켜 접착시트를 얻는다.
단계 4: 하나 또는 다수의 상기 접착시트를 적층하고, 적층된 접착시트의 양면에 각각 하나의 동박을 적층한다. 적층된 적층체를 프레서에 넣고 가열 가압하여 상기 회로기판을 제조한다. 경화 온도는 200℃, 경화 시간은 2h, 경화 압력은 35Kgf/cm2이다.
비교예 3
E형의 1080 유리포(단위면적당 질량은 46.8g/m2)를 보강재로 이용하고, 폴리페닐에테르 수지 조성물을 용매에 용해시킨 후 필러를 넣어 예비 처리용 접착액으로 한다. 접착액의 배합료의 조성 및 회로기판의 물성 데이터표는 표 2와 같다. 회로기판을 제작하는 단계는 아래와 같다.
단계 1: 예비 처리용 접착액을 제조한다. 적절한 용기를 취하여 22질량부의 폴리페닐에테르 수지 조성물과 적절한 양의 자일렌 용매를 넣고, 일정 시간 교반한 후, 다시 70질량부의 루타일형 이산화티타늄 필러와 8질량부의 비정질 실리카 필러를 넣고 충분히 교반하고, 유화 및 분산시키면 예비 처리용 접착액이 된다. 접착액의 Dk는 7.8이다.
단계 2: 예비 처리된 E형 유리포를 제조한다. 상기 예비 처리용 접착액을 이용하여 E형 유리포를 예비 함침시키고, 완료 후 용매를 건조시켜 수지 함량이 30wt%인 예비 처리된 유리포를 얻는다.
단계 3: 접착시트를 제조한다. 접착액의 Dk가 3.2인 통상의 폴리페닐에테르 수지 조성물 접착액을 이용하여 상기 예비 처리된 E형 유리포를 메인 함침시키며, 완료 후 용매를 건조시켜 접착시트를 얻는다.
단계 4: 하나 또는 다수의 상기 접착시트를 적층하고, 적층된 접착시트의 양면에 각각 하나의 동박을 적층한다. 적층된 적층체를 프레서에 넣고 가열 가압하여 상기 회로기판을 제조한다. 경화 온도는 200℃, 경화 시간은 2h, 경화 압력은 35Kgf/cm2이다.
비교예 4
E형 1080 유리포(단위면적당 질량은 46.8g/m2)를 보강재로 이용하고, 제조된 예비 처리 유리포의 수지 함량은 60wt%이다. 나머지는 실시예 5와 완전히 같다.
비교예 5
NE형 3313 유리포(단위면적당 질량은 81.4g/m2)를 보강재로 이용하고, 제조된 예비 처리 유리포의 수지 함량은 15wt%이다. 나머지는 실시예 7과 완전히 같다.
비교예 6
NE형 106 유리포(단위면적당 질량은 24.4g/m2)를 보강재로 이용하고, 제조된 예비 처리 유리포의 수지 함량은 62wt%이다. 나머지는 실시예 10과 완전히 같다.
비교예 7
E형의 2116 유리포(단위면적당 질량은 103.8g/m2)를 보강재로 이용하고, 시아네이트 수지 조성물을 용매에 용해시킨 후 필러를 넣어 예비 처리용 접착액으로 한다. 접착액의 배합료의 조성 및 회로기판의 물성 데이터표는 표 2와 같다. 회로기판을 제작하는 단계는 아래와 같다.
단계 1: 통상의 수지 조성물 접착액을 제조한다. 적절한 용기를 취하여 90질량부의 시아네이트 수지 조성물과 적절한 양의 부타논 용매를 넣고, 일정 시간 교반한 후, 다시 10질량부의 비정질 실리카 필러를 넣고 충분히 교반하여 통상의 시아네이트 수지 조성물 접착액을 얻는다. 접착액의 Dk는 3.2이다.
단계 2: 예비 처리된 E형 유리포를 제조한다. 상기 접착액을 이용하여 E형 유리포를 예비 함침시키고, 완료 후 용매를 건조시켜 수지 함량이 35wt%인 예비 처리된 유리포를 얻는다.
단계 3: 접착시트를 제조한다. 상기 Dk가 3.2인 통상의 시아네이트 수지 조성물 접착액을 이용하여 상기 예비 처리된 E형 유리포를 메인 함침시키며, 완료 후 용매를 건조시켜 접착시트를 얻는다.
단계 4: 하나 또는 다수의 상기 접착시트를 적층하고, 적층된 접착시트의 양면에 각각 하나의 동박을 적층한다. 적층된 적층체를 프레서에 넣고 가열 가압하여 상기 회로기판을 제조한다. 경화 온도는 200℃, 경화 시간은 2h, 경화 압력은 35Kgf/cm2이다.
비교예 8
E형 1080 유리포(단위면적당 질량은 46.8g/m2)를 보강재로서 사용하며, 에폭시 수지 조성물을 용매에 용해시키고 필러를 넣어 E형 유리포를 함침시키는 접착액으로 한다. 접착액의 배합료 조성 및 회로기판의 물성 데이터표는 표 2와 같다. 회로기판을 제작하는 단계는 아래와 같다.
단계 1: 접착액을 제조한다. 적절한 용기를 취하여 85질량부의 에폭시 수지 조성물과 적절한 양의 부타논 용매를 넣고, 일정 시간 교반한 후, 다시 15질량부의 비정질 실리카 필러를 넣고 충분히 교반하여 에폭시 수지 조성물 접착액을 얻는다. 접착액의 Dk는 3.8이다.
단계 2: 접착시트를 제조한다. 상기 Dk가 3.8인 수지 조성물 접착액을 이용하여 E형 유리포를 함침시키며, 완료 후 용매를 건조시켜 접착시트를 얻는다.
단계 3: 하나 또는 다수의 상기 접착시트를 적층하고, 적층된 접착시트의 양면에 각각 하나의 동박을 적층한다. 적층된 적층체를 프레서에 넣고 가열 가압하여 상기 회로기판을 제조한다. 경화 온도는 190℃, 경화 시간은 2h, 경화 압력은 35Kgf/cm2이다.
비교예 9
E형 1080 개섬 섬유 유리포(단위면적당 질량은 46.8g/m2)를 보강재로서 사용하며, Dk가 3.8인 통상의 에폭시 수지 조성물 접착액을 개섬 섬유 유리포(fiber-opened glass fabric)를 함침시키는 접착액으로 한다. 접착액의 배합료 조성 및 회로기판의 물성 데이터표는 표 2와 같다. 회로기판을 제작하는 단계는 아래와 같다.
단계 1: 접착액을 제조한다. 적절한 용기를 취하여 85질량부의 에폭시 수지 조성물과 적절한 양의 부타논 용매를 넣고, 일정 시간 교반한 후, 다시 15질량부의 비정질 실리카 필러를 넣고 충분히 교반하여 에폭시 수지 조성물 접착액을 얻는다. 접착액의 Dk는 3.8이다.
단계 2: 접착시트를 제조한다. 상기 Dk가 3.8인 에폭시 수지 조성물 접착액을 이용하여 개섬 섬유 유리포를 함침시키며, 완료 후 용매를 건조시켜 접착시트를 얻는다.
단계 3: 하나 또는 다수의 상기 접착시트를 적층하고, 적층된 접착시트의 양면에 각각 하나의 동박을 적층한다. 적층된 적층체를 프레서에 넣고 가열 가압하여 상기 회로기판을 제조한다. 경화 온도는 190℃, 경화 시간은 2h, 경화 압력은 35Kgf/cm2이다.
표 2. 실시예 11, 비교예 1~9의 배합료 조성 및 그 물성 데이터
Figure pct00003
상기 성능의 테스트 방법은 아래와 같다.
(1) 유전 성능 Dk/Df: SPDR법을 이용하여 10GHz에서의 판재의 유전상수 Dk와 유전손실 Df를 테스트한다.
(2) 신호의 시간 지연: IPC TM-650 2.5.5.11에서 규정한 방법에 따라 측정하며, 테스트 주파수는 12.5GHz, 테스트 선의 길이는 40inch이다. 회로기판에서의 전송선의 방향이 다름에 따라, 테스트되는 신호의 시간 지연은 경도 방향 신호의 시간 지연과 위도 방향 신호의 시간 지연으로 구분된다. 경도 방향 신호의 시간 지연은 전송선이 회로기판의 경도 방향으로 배치된 경우에 테스트된 신호의 시간 지연을 가리키고, 위도 방향 신호의 시간 지연은 전송선이 회로기판의 위도 방향으로 배치된 경우에 테스트된 신호의 시간 지연을 가리킨다.
(3) 수지 함량: IPC TM-650 2.3.16.1에서 규정한 방법에 따라 측정한다.
물성 결과 분석:
표 1 및 표 2로부터 알 수 있듯이, 비교예 1은 실시예 1에 비해, 비교예 5는 실시예 7에 비해, 예비 처리된 유리포의 수지 함량이 너무 낮아 유리포의 공극이 모두 충진되지 않았으며, 회로기판은 신호의 시간 지연 문제가 존재한다. 비교예 2는 실시예 3에 비해, 예비 처리용 접착액의 Dk가 유리포의 Dk보다 많이 낮으므로, 회로기판은 신호의 시간 지연 문제가 존재한다. 비교예 3은 실시예 4에 비해, 예비 처리용 접착액의 Dk가 유리포의 Dk보다 많이 높으므로, 회로기판은 신호의 시간 지연 문제가 존재한다. 비교예 4는 실시예 5에 비해, 비교예 6은 실시예 10에 비해, 비록 회로기판에 신호의 시간 지연 문제가 존재하지 않으나, 예비 처리된 유리포의 수지 함량이 너무 높아 메인 함침의 글루잉 양이 감소되며, 이에 따라 회로기판의 Dk가 높아진다. 비교예 7은 실시예 11에 비해, 비록 그 역시 유리포를 예비 처리와 메인 함침하는 방식을 이용하지만 예비 처리와 메인 함침은 서로 같은 접착액을 사용하며, 예비 처리용 접착액의 Dk와 유리포의 Dk는 큰 차이를 가지므로, 회로기판은 신호의 시간 지연 문제가 존재한다. 비교예 8은 회로기판의 통상의 생산 방식이며, 1차 함침을 이용하며, 접착액의 Dk와 유리포의 Dk는 큰 차이를 가지며, 실시예 1에 비해, 회로기판은 신호의 시간 지연 문제가 존재한다. 비교예 9는 개섬 섬유 유리포를 1차 함침시키며, 접착액의 Dk와 개섬 섬유 유리포의 Dk는 큰 차이를 가지며, 실시예 1에 비해 회로기판은 여전히 신호의 시간 지연 문제가 존재하며, 특히 경도 방향에서의 신호의 시간 지연 문제가 심각하다.
상술한 바는 단지 본 발명의 바람직한 비교예일 뿐, 본 발명의 조성물 함량에 대해 그 어떤 한정도 하지 않는다. 본 분야의 기술자는 본 발명의 기술수단과 기술 사상을 토대로 상응한 변경 및 변형을 다양하게 할 수 있으며, 본 발명의 기술적 본질 또는 조성물 성분 또는 함량을 토대로 이상 비교예에 대해 진행한 그 어떤 미세한 수정, 균등 변화 및 수식은 모두 본 발명에 따른 기술수단의 범위에 속한다.

Claims (19)

  1. 회로기판을 구성하는 접착시트를 제조하는 방법에 있어서,
    (1) 사용되는 보강재의 유전상수(Dk)와 동일하거나 근접한 유전상수(Dk)를 가진 예비 처리용 접착액을 제조하는 단계,
    (2) 상기 예비 처리용 접착액에 상기 보강재를 예비 함침시킨 후 용매를 건조시켜 예비 처리된 보강재를 얻는 단계,
    (3) 상기 예비 처리된 보강재를 메인 함침시킨 후 용매를 건조시켜 접착시트를 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 예비 처리용 접착액은 수지 조성물을 유기 용매에 용해시켜 얻은 접착액인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수지 조성물은 수지와 경화제를 포함하며, 그중 상기 수지는 에폭시 수지, 시아네이트 수지, 폴리페닐에테르 수지, 폴리부타디엔 수지, 폴리부타디엔-스티렌 공중합체 수지, 폴리테트라플루오르에틸렌 수지, 폴리벤즈옥사진 수지, 폴리이미드, 실리콘 함유 수지, 비스말레이미드 수지, 액정 폴리머, 비스말레이미드 트리아진 수지, 열가소성 수지로부터 선택되는 1종 또는 적어도 2종의 혼합물인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 경화제는 페놀계 경화제, 아민계 경화제, 고분자 산무수물계 경화제, 활성 에스테르, 라디칼 개시제로부터 선택되는 1종 또는 다수 종인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 유기 용매는 메탄올, 에탄올, 부탄올 등의 알코올계, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르 등의 에테르계, 아세톤, 부타논, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 사이클로헥사논 등의 케톤계, 톨루엔, 자일렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소계, 에톡시에틸아세테이트, 에틸아세테이트 등의 에스테르계, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈 등의 질소함유계 용매로부터 선택되는 1종 또는 적어도 2종의 혼합물인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 예비 처리용 접착액은 필러를 더 포함하며, 상기 필러는 실리카, 알루미나, 이산화티타늄, 티탄산바륨, 티탄산스트론튬, 티탄산마그네슘, 티탄산칼슘, 티탄산스트론바륨, 티탄산납, 유리 분말로부터 선택되는 1종 또는 다수 종이며, 상기 실리카는 용융 비정질 상기 이산화티타늄은 루타일형과 아나타제형 이산화티타늄을 포함하며, 바람직하게는 루타일형 이산화티타늄인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 보강재는 회로기판용의 전자급 유리섬유포, 유리섬유 무직포, 아라미드 또는 기타 유기섬유 편직포인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보강재는 전자급 유리섬유포인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 예비 처리된 유리포의 수지 함량은 20wt%~50wt%인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 예비 처리된 유리포의 단위면적당 질량이 30g/m2 미만인 경우, 예비 처리된 유리포의 수지 함량이 25wt%~50wt%인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 예비 처리된 유리포의 단위면적당 질량이 30g/m2~100g/m2인 경우, 예비 처리된 유리포의 수지 함량이 20wt%~45wt%인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 예비 처리된 유리포의 단위면적당 질량이 100g/m2~175g/m2인 경우, 예비 처리된 유리포의 수지 함량이 20wt%~40wt%인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  13. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리포는 E형 유리포이고, 상응한 처리용 접착액의 Dk가 6.2~6.6인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  14. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리포는 NE형 유리포이고, 상응한 예비 처리용 접착액의 Dk가 4.4~4.6인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  15. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 예비 처리용 접착액의 Dk가 유리포의 Dk±10% 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 예비 처리용 접착액의 Dk가 유리포의 Dk±5% 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조된 접착시트.
  18. 제17항에 따른 접착시트를 이용하여 제조된 회로기판.
  19. 제18항에 따른 회로기판을 이용하여 제조된 인쇄회로기판.
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