KR20160029363A

KR20160029363A - 프리프레그 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20160029363A
Application number: KR1020140118779A
Authority: KR
Inventors: 이사용; 신상현; 김은실
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2014-09-05
Filing date: 2014-09-05
Publication date: 2016-03-15
Also published as: KR102163043B1; CN105407625A

Abstract

본 발명은 프리프레그 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 프리프레그는 심재; 상기 심재 상에 형성된 제1 절연층; 및 상기 심재가 함침되어 상기 제1 절연층 아래에 형성된 제2 절연층;을 포함하고, 상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층의 접합 계면에 상기 심재의 계면이 위치한다.

Description

프리프레그 및 그 제조 방법{PREPREG AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 프리프레그 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

전자기기의 제조기술의 발달에 의해서 전자기기에 필수적으로 내장되는 인쇄회로기판도 저중량화와 박판화 및 소형화가 요구되고 있다. 인쇄회로기판은 회로 연결을 위한 배선층과 층간 절연 역할을 하는 절연층이 교대로 적층되는데, 배선층은 주로 구리 등의 금속 재질로 형성되고 절연층는 레진 또는 에폭시 등의 고분자 수지로 형성된다.

이때, 인쇄회로기판은 박형화를 위해서 절연층의 두께를 얇게 유지하여야 하나, 절연층의 두께가 얇아질수록 휨(Warpage)에 대한 특성 조절이 어려운 문제점이 있다. 즉, 금속 재질의 배선층에 비해 절연층이 낮은 열팽창계수(Low CTE)와, 높은 유리전이온도(High Tg) 및 높은 모듈러스(High modulus)의 특성 조절이 어렵기 때문에 전기적, 열적, 기계적 특성이 저하된다.

이에 따라, 인쇄회로기판이 박형화될수록 기판의 품질이 불안정하여 유전상수, 유전손실 등이 저하되어 고주파 영역에서의 신호 전송 불량이 발생될 수 있고, 전자부품 실장시 휨 현상에 의해 접속 불량이 발생될 수 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 인쇄회로기판은 중앙부의 코어층의 유리전이온도와 모듈러스 및 강직도(stiffness)를 높이거나, 균일한 두께의 두꺼운 동박적층판(CCL)을 적용하고, 수지재에 의한 빌드업(Build-up)층을 형성하여 휨을 방지하고 치수 안정성을 부여한다.

일본국 공개특허공보 제2014-001384호

본 발명은 표면 조도(roughness)의 불균일이 작고, 표면 평탄성이 우수한 프리프레그가 제공됨에 발명의 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상기한 프리프레그의 제조 방법이 제공됨에 발명의 또 다른 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은, 상, 하 절연층의 접합 계면에 심재의 계면이 위치하는 프리프레그가 제공됨에 의해서 달성된다.

또한, 본 발명의 상기 목적은, 상부 절연층을 미리 C-스테이지(Stage) 상태로 경화한 후, C-스테이지 상태로 경화된 상부 절연층과 A-스테이지 상태의 하부 절연층 사이에 심재를 위치시킨 후 가압하여 프리프레그가 제조됨에 의해서 달성된다.

C-스테이지 상태의 상부 절연층은 기재 상에 A-스테이지 또는 B-스테이지 상태의 수지 조성물이 도포된 후 열처리 또는 UV 조사에 의해 경화되어 형성될 수 있다.

이때, 수지 조성물은 열경화성 수지 또는 자외선 경화성 수지를 포함한다.

본 발명에 따른 프리프레그는 상, 하부 절연층의 접합 계면과 상부 계면이 동일 선상에 위치되는 심재에 의해 표면 조도(roughness)의 불균일이 작고, 표면 평탄성이 우수하여, 프리프레그 상에 회로층 형성시 SPA 공법 적용이 가능하고, 불완전 에칭에 의한 회로의 단선, 단락을 개선하여 미세 회로 패턴의 구현이 가능하다.

또한, 본 발명에 따르면 UV 조사 또는 열처리에 의해 미리 C-스테이지 상태로 경화시킨 상부 절연층을 심재와의 가압에 이용하여 비교적 손쉽게 표면 평탄성이 우수한 프리프레그의 제작이 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프리프레그의 단면도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 프리프레그를 제조하는 공정의 일례를 나타내는 단면도들로서, 도 2는 C-스테이지 제1절연층의 준비 공정을 나타낸 단면도이고, 도 3은 C-스테이지 제1절연층과 A-스테이지 절연층 사이에 심재를 위치시킨 공정을 나타낸 단면도이며, 도 4는 위치 정렬된 C-스테이지 제1절연층, 심재 및 A-스테이지 절연층을 가압 및 경화한 공정을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 프리프레그를 롤 프레싱 라미네이팅 공정을 통해 제조하는 것을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

본 명세서에 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바의 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명확해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 프리프레그(Prepreg; PPG) 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프리프레그의 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예의 프리프레그(100)는 심재(110)와, 심재(110) 상에 형성된 제1 절연층(120a), 및 심재(110)에 절연 수지가 함침(impregnation)되어 제1 절연층(120a) 아래에 형성된 제2 절연층(120b)으로 구성된다.

심재(110)는 글라스 크로스(glass cloth) 또는 페브릭 크로스(febric cloth)로 구성되어 프리프레그(100)의 유리전이온도(Tg), 모듈러스(modulus) 및 강도를 높이면서 열팽창 계수(coefficient of expansion; CTE)를 작게 할 수 있다.

심재(110)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 프리프레그(100)의 박막화 관점에서 수십 ㎛ 이하, 일례로 10~30㎛로 형성됨이 바람직하다. 이때, 심재(110)의 두께가 10㎛ 미만이면, 취급이 곤란하고, 30㎛를 초과하면, 상대적으로 절연층이 얇아져 배선 매입성이 불충분할 수 있다.

심재(110)의 두께가 상기 범위 이내이면 프리프레그(100)의 강도를 유지하면서 박막화를 도모할 수 있다. 나아가서는, 층간 접속의 가공성이나 신뢰성이 뛰어난 프리프레그(100)를 얻을 수 있다.

제1 절연층(120a) 및 제2 절연층(120b)은 각각 C-스테이지 및 B-스테이지 상태로 경화된 절연 수지가 적층됨에 의해서 형성된다.

제1 절연층(120a)은 C-스테이지 상태로서 심재(110)의 상면에 형성되고, 제1 수지 조성물로 구성된다. 이때, 제1 수지 조성물은 열경화성 수지 또는 자외선 경화성 수지를 포함한다.

상기 열경화성 수지는 열에 의해 경화되는 수지이면 공지된 물질이 제한 없이 이용 가능하며, 예를 들면, 우레아 수지, 멜라민 수지, 비스마레이미드 수지, 폴리우레탄 수지, 벤조옥사진 환을 갖는 수지, 시아네이트에스테르 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지 및 비스페놀 S와 비스페놀 F의 공중합 에폭시 수지 등이 이용될 수 있다. 이들 중에서도, 특히 시아네이트 수지를 이용하는 것이 바람직하다.

제1 절연층(120a)이 열경화성 수지, 특히, 시아네이트 수지로 형성될 경우, 프리프레그(100)의 열팽창 계수를 작게 할수 있다. 또한, 프리프레그(100)의 전기 특성(저유전율, 저유전 정접) 등의 향상을 도모할 수도 있다.

상기 자외선 경화성 수지는 자외선에 의해 경화되는 수지이면 공지된 물질이 제한 없이 이용 가능하며, 일례로 아크릴계 수지가 이용될 수 있다.

이러한 경화성 수지의 함량은 특별히 제한되지 않지만, 제1 수지 조성물 전체의 5~50중량%가 바람직하다. 이때, 경화성 수지의 함량이 제1 수지 조성물 전체의 5중량% 미만이면, 제1 수지 조성물의 용융 점도 등에 따라서는 프리프레그(100)를 형성하는 것이 곤란할 수 있고, 50중량%를 초과하면, 경화성 수지의 종류나 중량평균분자량 등에 따라서는 프리프레그(100)의 강도가 저하될 수 있다.

제1 수지 조성물은 제조 공정상의 필요에 따라 경화속도를 높이기 위하여 경화촉진제를 추가로 함유할 수 있다. 경화촉진제는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 지방족 폴리아민, 방향족 폴리아민, 제2급 아민, 제3급 아민, 이미다졸 유도체, 유기산 히드라지드, 디시안디아미드 및 그 유도체, 요소 유도체 등이 이용될 수 있으며, 이들 중 이미다졸 유도체가 보다 바람직하다.

이와 같은 이미다졸 화합물을 사용함으로써, 제1 수지 조성물의 내열성을 향상시킬 수 있음과 동시에 이 제1 수지 조성물로 형성되는 제1 절연층(120a)에 저열팽창성(열에 의한 확장률이 낮은 성질)이나 저흡수성을 부여할 수 있다.

경화촉진제를 이용하는 경우, 그 함유량은 특별히 제한되지 않지만, 상기 제1 수지 조성물 전체의 0.01~3중량%가 바람직하다. 경화촉진제의 함량이 0.01중량% 미만이면, 경화를 촉진하는 효과가 불충분할 수 있고, 반면 3중량%를 초과하면, 프리프레그(100)의 보존시의 안정성이 저하될 수 있다.

또한, 제1 수지 조성물은 경화촉진제 외에 프리프레그(100)의 물리적 특성을 높이기 위해 무기필러 또는 유기필러를 추가로 함유할 수 있다.

제1 수지 조성물에 함유되는 무기필러는 프리프레그(100)의 유전특성을 저하시키는 않는 비전도성 재질이 바람직하다. 제1 수지 조성물에 함유되는 무기필러는 공지된 물질이 이용될 수 있으며, 예를 들어, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 탄산발륨, 산화아연, 산화티탄, 산화 마그네슘, 규산 마그네슘, 규산 칼슘, 규산 지르코늄, 수화 알루미나, 수산화마그네슘, 수산화 알루미늄, 황산바륨, 실리카, 탈크 등을 들 수 있다.

제1 수지 조성물에 함유되는 무기필러는 커플링제 등에 의해 미리 표면 처리되어 있는 것이어도, 혹은 표면 처리를 하고 있지 않는 것이어도 된다.

제1 수지 조성물에 함유되는 무기필러의 형상은, 특별히 한정되지 않고, 구상, 섬유형, 판형 등이어도 되나, 분산성을 양호하게 하고, 경화물의 표면 조도를 안정적으로 작게 억제하기 위해서, 미세한 구상인 것이 바람직하다.

제1 수지 조성물에 함유되는 무기필러의 평균 입자 지름은 0.01~0.5㎛일 수 있다. 무기필러의 평균 입자 지름을 상기 범위 이내로 제한함으로써, 프리프레그(100)의 표면 조도를 보다 적절한 범위로 할 수 있다.

한편, 제1 수지 조성물에 함유되는 유기 필러는 목분, 목펠렛, 목섬유 또는 지분에서 선택된 하나 이상일 수 있다.

제1 수지 조성물에 함유되는 무기필러 또는 유기필러는 제1 수지 조성물의 고형분 전체 대비 1~50중량%로 함유되어, 경화되어 얻어지는 프리프레그(100)의 표면 조도를 작게 유지하면서 선팽창 계수의 감소 효과를 높일 수 있다.

본 실시예의 제2 절연층(120b)은 B-스테이지 상태로서, 상부에 절연 수지에 함침된 심재(110)를 포함하여 형성된다.

즉, 제2 절연층(120b)은 글라스 크로스(glass cloth) 또는 페브릭 크로스(febric cloth)로 구성된 심재(110)가 절연 수지에 함침된 심재 함침층(125)을 상부에 포함하여 구성된다. 이때, 심재 함침층(125)은 심재(110)의 두께 방향의 일부에 절연 수지가 함침된 층이다.

이처럼, 제2 절연층(120b)은 심재(110)가 절연 수지에 함침되어 형성됨으로써 프리프레그(100)의 박막화를 도모하면서 모듈러스를 더 향상시킬 수 있다.

이러한 구성에 의해, 심재(110)를 제1 절연층(120a) 및 제2 절연층(120b)을 통해 보호할 수 있다. 이에 따라, 프리프레그(100)에 외부로부터의 충격이 가해지더라도 심재(10) 자체가 파괴되는 것을 방지할 수 있고, 심재(110)에 의해 프리프레그(100)의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.

또한, 제2 절연층(120b)은 B-스테이지 상태로 경화되어 형성됨에 따라 C-스테이지 상태인 제1 절연층(120b)보다 가요성이 높아 제2 절연층(120b)에 대한 배선 매립성을 향상시킬 수 있다.

특히, 본 실시예에 따르면, 제2 절연층(120b)은 일면(여기서, 상면)이 제1 절연층(120a)의 일면(여기서, 하면)과 접합되고, 이때, 제1 절연층(120a)과 제2 절연층(120b)의 접합 계면에 심재(110)의 상부 계면이 위치하게 된다.

즉, 제1 절연층(120a)과 제2 절연층(120b)의 접합 계면과 심재(110)의 계면이 동일 선상에 위치하게 된다.

이는 C-스테이지 상태로 경화된 제1 절연층(120a)이 심재(110)를 사이에 두고 A-스테이지 상태의 절연층과 가압된 후, A-스테이지 상태의 절연층이 B-스테이지 상태로 경화되어 제작되기 때문이다.

이에 따라, 본 실시예의 프리프레그(100)는 절연 수지에 심재(110)가 적용되더라도 제1 절연층(120a)의 표면이 심재(110)의 굴곡을 따라가지 않으므로 표면 조도(roughness)의 불균일이 작고, 표면 평탄성이 우수하다. 이때, 절연층(120a)의 표면조도 Ra는 0.02㎛~0.3㎛ 범위일 수 있다.

이와 같이 구성된 프리프레그(100)는 그 상부에 회로층 형성시 SPA 공법의 적용이 가능하고, 불완전 에칭에 의한 회로의 단선, 단락을 개선하여 미세 회로 패턴의 구현이 가능하다.

또한, 제2 절연층(120b)은 제1 절연층(120a)과 서로 다른 조성으로 형성될 수 있다. 제2 절연층(120b)은 제2 수지 조성물로 구성되며, 제2 수지 조성물은 제1 수지 조성물과 다른 조성을 갖는 것이 바람직하다. 이때, 조성이 다름은 수지 조성물을 구성하는 수지 및 그 외 성분의 종류나 함량, 수지의 분자량 등의 적어도 하나가 차이남을 의미한다.

제2 수지 조성물은 인쇄회로기판의 빌드업(build-up)에 적합한 통상의 열경화성 수지를 포함하고, 그 외에 전술한 무기필러 또는 유기필러를 추가로 함유할 수 있다.

이때, 제2 수지 조성물에 함유되는 열경화성 수지는 제1 수지 조성물에 함유되는 열경화성 수지와 이종인 것이 바람직하다. 또한, 제2 수지 조성물에 함유되는 무기필러 또는 유기필러는 제1 수지 조성물에 함유되는 무기필러 또는 유기필러와 동종 또는 이종일 수 있고, 공지된 물질이 제한 없이 이용될 수 있다.

제2 수지 조성물에 함유되는 무기필러 또는 유기필러의 함량은 제1 수지 조성물에서보다 높은 비율인 것이 바람직하며, 일례로 제2 수지 조설물의 고형분 전체에 대하여 50~85중량%일 수 있다. 본 발명에 있어서는, 제2 수지 조성물에서의 무기필러 또는 유기필러의 함량을 상기 범위로 설정함으로써, 프리프레그(100)의 선팽창 계수를 낮게 유지하면서 내열성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제2 절연층(120b)은 제1 절연층(120a)과 서로 다른 두께로 형성될 수 있으며, 이에 따라 프리프레그(100)의 절연층(120a, 120b) 간 두께비가 서로 다르게 구성될 수 있다.

구체적으로, 제1 및 제2 절연층(120a, 120b)의 두께를 각각 B와 D로 정의하고, 심재(110)의 두께를 Z로 정의하고, 심재(110)의 두께 중심선(CL)으로부터 제1 절연층(120a)의 상면 또는 제2 절연층(120b)의 바닥면까지의 두께를 각각 X, Y로 정의할 때, 이들 사이에는 심재(110)의 함침성과 배선 매입성을 고려하여, X+Y＞Z, D≥Z 및 Y≥X라는 관계를 만족하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 프리프레그(100)의 총 두께(즉, X+Y)는, 각 층의 두께에 의해 결정되지만 바람직하게는 20~100㎛로 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 제1 절연층(120a)을 구성하는 제1 수지 조성물과 제2 절연층(120b)을 구성하는 제2 수지 조성물이 서로 조성이 다르기 때문에, 프리프레그(100)의 양면에는 각각 다른 용도, 기능, 성능 또는 특성 등의 다른 물성이 부여된 제1 절연층(120a) 및 제2 절연층(120b)이 형성되게 된다.

이와 같이 구성된 프리프레그(100)는 제1 절연층(120a)과 제2 절연층(120b)의 조성을 달리하여 열팽창 계수(CTE), 모듈러스 및 유리전이온도(Tg) 등의 이종 특성을 조절함과 동시에 이들 층의 두께를 조절하여 기계적, 열적 및 전기적 특성을 유지하면서 휨(Warpage)을 개선할 수 있다.

한편, 제1 절연층(120a) 및 제2 절연층(120b) 상에는 각각 제1 기재(130a) 및 제2 기재(130b)가 적층될 수 있다.

제1 및 제2 기재(130a, 130b)는 금속박이나 절연필름 등을 들 수 있다. 금속박은, 일례로, 동박, 알루미늄박, 니켈박, 크롬박, 금박, 은박 등을 들 수 있다. 절연필름은, 일례로, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리에틸렌 나프타 레이트 필름, 폴리아릴레이트 필름, 나일론 필름 등을 들 수 있다. 이들의 필름 중, 내열성, 내약품성, 박리성 등의 관점으로부터 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 또는 폴리에틸렌 나프타 레이트 필름이 바람직하다.

바람직하게, 제1 및 제2 기재(130a, 130b) 각각은 SPA 공법, MSAP 공법 중 구현하고자 하는 미세 회로 패턴의 공법에 따라서 금속박 또는 절연필름 중 선택될 수 있다.

제1 및 제2 기재(130a, 130b)가 동박으로 구성될 경우 프리프레그(100)는 동박적층판(Copper Clad Laminate; CCL)으로 구성되며, 동박적층판의 동박층은 이후 다층 인쇄회로기판의 배선층으로 형성될 수 있다.

이와는 달리, 제1 및 제2 기재(130a, 130b) 중 어느 하나는 금속박으로 구성되고, 나머지 하나는 절연필름으로 구성될 경우, 금속박은 이후 다층 인쇄회로기판의 배선층으로 형성되고, 절연필름은 이후 다층 인쇄회로기판의 빌드업층(Build-up layer)으로 형성될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 프리프레그의 제조방법에 대하여 아래 도시된 도2 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 프리프레그를 제조하는 공정의 일례를 나타내는 단면도들로서, 도 2는 C-스테이지 제1절연층의 준비 공정을 나타낸 단면도이고, 도 3은 C-스테이지 제1절연층과 A-스테이지 절연층 사이에 심재를 위치시킨 공정을 나타낸 단면도이고, 도 4는 위치 정렬된 C-스테이지 제1절연층, 심재 및 A-스테이지 절연층을 가압 및 경화한 공정을 나타낸 단면도이며, 도 5는 본 발명의 프리프레그를 롤 프레싱 라미네이팅 공정을 통해 제조하는 것을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 프리프레그 제조방법은 먼저, C-스테이지 상태로 경화된 제1 절연층(120a)이 적층된 제1 기재(130a)를 준비한다.

이때, 제1 기재(130a)는 금속박 또는 절연 수지가 경화된 절연필름으로 구성될 수 있으며, 제1 기재(130a) 상에 수 ㎛의 두께로 C-스테이지 상태의 제1 절연층(120a)이 적층될 수 있다.

C-스테이지 상태의 제1 절연층(120a)은 열경화성 수지를 함유하는 제1 수지 조성물을 A-스테이지 또는 B-스테이지 상태로 제1 기재(130a) 상에 도포한 후 이를 열처리를 통해 완전경화시켜 제작할 수 있다.

이와는 달리, C-스테이지 상태의 제1 절연층(120a)은 자외선 경화성 수지를 함유하는 제1 수지 조성물을 제1 기재(130a) 상에 도포한 후 이에 UV를 조사하여 완전경화시켜 제작할 수도 있다.

제1 기재(130a) 상에 제1 수지 조성물을 도포하는 방법으로는 당업계에서 통상적으로 알려진 방법이라면 특별히 제한되지 않고 선택될 수 있으며, 일례로, 캐스팅(casting)법, 딥 코트법, 롤 코트법, 다이 코트법, 슬릿 코트법, 그라비어 코트법, 스핀 코팅법, 에어 커튼법, 스프레이법 등을 들 수 있다.

다음, 도 3에 도시된 바와 같이, C-스테이지 상태로 경화된 제1 절연층(120a)과 그 하부에 배치된 A-스테이지 상태의 절연층(120b') 사이에 글라스 크로스 또는 페브릭 크로스로 구성된 수십 ㎛ 이하의 심재(110)를 위치시킨다.

제1 기재(130a) 상에 적층된 C-스테이지 제1 절연층(120a)은 A-스테이지 절연층(120b')과 서로 마주보도록 배치된다.

A-스테이지 절연층(120b')은 금속박 또는 절연 수지가 경화된 절연필름으로 구성된 제2 기재(130b) 상에 수 ㎛의 두께로 열경화성 수지를 함유하는 제2 수지 조성물이 경화되지 않은 상태로 적층되어 형성된다. 이때, 제2 수지 조성물은 제1 수지 조성물과 다른 조성을 갖는다.

제2 기재(130b) 상에 제2 수지 조성물을 도포하는 방법은 전술한 제1 수지 조성물의 도포 방법과 동일할 수 있으므로, 중복 설명은 생략한다.

이에 따라, 위에서부터 차례로 C-스테이지 제1 절연층(120a), 심재(110) 및 A-스테이지 절연층(120b') 순으로 정렬된다.

다음, 위에서부터 차례로 위치 정렬된 C-스테이지 제1 절연층(120a), 심재(110) 및 A-스테이지 절연층(120b', 도 3 참조)을 가압한 후 A-스테이지 절연층(120b', 도 3 참조)을 B-스테이지 상태로 경화시켜 도 4에 도시된 프리프레그(100)를 완성한다. 이로써, 도 3의 A-스테이지 절연층(120b')이 B-스테이지 제2 절연층(120b)으로 변경된다.

여기서, 가압 공정은 라미네이터(laminator) 또는 프레스(press)로 수행될 수 있으며, 일례로, 가압 라미네이터, 진공 라미네이터(vaccum laminator), 진공 프레스, 롤 라미네이터(Roll laminator) 등의 가압기를 사용하여 가열 압착하는 방법을 들 수 있다.

이러한, 가압 공정에 의해서 심재(110)는 C-스테이지 제1 절연층(120a)에는 함침되지 못한채, 도 3의 A-스테이지 절연층(120b')의 상부에만 심재(110)의 두께 방향으로 함침된다.

일례로, 도 5를 참조하여 롤 라미네이터 가압기를 이용한 롤 프레싱 라미네이팅 공정을 통해 본 실시예의 프리프레그를 제조하는 방법을 간략히 설명한다.

제1 및 제3 풀림롤(510a, 510c)로부터 기재(미도시) 상에 절연 수지가 적층된 제1 및 제2 절연층(120a, 120b) 각각을 한 쌍의 가압롤(530) 사이에 상, 하 배치되도록 공급하고, 제2 풀림롤(510b)로부터 제1 절연층(120a)과 제2 절연층(120b) 사이에 배치되도록 글라스 크로스 또는 페브릭 크로스로 구성된 심재(110)를 한 쌍의 가압롤(530) 사이로 공급한다.

이때, 제1 및 제3 풀림롤(510a, 510c)로부터 A-스테이지 상태의 제1 및 제2 절연층(120a, 120b)을 이송 받는데, 이들 중 제1 절연층(120a)은 가이드롤(520)을 지날 때 경화부(540)를 통해 C-스테이지 상태로 경화시켜 한 쌍의 가압롤(530) 사이로 공급한다.

제1 절연층(120a)이 열경화성 수지를 포함하는 수지 조성물로 구설될 경우, 경화부(540)는 적외선(Infrared ray; IR) 조사를 통해 100~300℃ 온도로 절연 수지를 승온시켜 절연 수지를 C-스테이지 상태로 경화시킬 수 있다.

반면, 제1 절연층(120a)이 자외선 경화성 수지를 포함하는 수지 조성물로 구설될 경우, 경화부(540)는 UV 조사를 통해 절연 수지를 C-스테이지 상태로 경화시킬 수 있다.

이와 같은 구성의 롤 프레싱 라미네이팅 공정을 이용하면, 하나의 장치에서 상부 절연층의 경화 및 가압 공정을 동시에 진행할 수 있다는 장점이 있다.

한편, 상기에서, 가압 공정은 가압 온도, 가압 압력, 가압 시간 등을 적절히 조절하여 수행할 수 있으며, 가압 온도는 통상 30~250℃이며, 가압 압력은 통상 10 kPa~20MPa이며, 가압 시간은 통상 30초~5시간이 바람직하다.

또한, 가압 공정은 배선 패턴의 매입성을 향상시키고, 기포의 발생을 억제하기 위하여 감압 하에서 실시하는 것이 바람직하다. 가압 공정을 실시하는 감압 하의 압력은, 통상 100kPa~1Pa, 바람직하게는 40kPa~10Pa이다.

또한, 가압 후에 실시되는 경화 공정은 도 3 의 미경화 절연층(120b')이 B-스테이지 상태로 경화될 수 있도록 100~300℃의 온도에서 실시됨이 바람직하며, 이를 통해 최종 제2 절연층(120b)의 가요성을 높여 배선 매입성을 향상시킬 수 있다.

이로써, C-스테이지 절연층(120a)과, 그 하부에 심재 함침층(125)을 포함하는 B-스테이지 절연층(120b)으로 구성되며, C-스테이지 절연층(120a)과 B-스테이지 절연층(120b)의 접합 계면과 심재(110)의 상부 계면이 동일 선상에 위치하는 프리프레그(100)가 제작된다.

이와 같은 구성과 제조방법으로 제작되는 본 실시예의 프리프레그(100)는 심재(110)가 도입되더라도 심재(110)의 굴곡성을 따라가지 않는 비교적 평탄한 표면을 가진다.

이에 따라, 프리프레그(100)는 그 상부에 회로층 형성시 SPA 공법의 적용이 가능하고, 불완전 에칭에 의한 회로의 단선, 단락을 개선하여 미세 회로 패턴의 구현이 가능하다.

본 실시예의 프리프레그(100)는 심재(110)의 높은 모듈러스와 낮은 열팽창계수로 인하여 주로 인쇄회로기판의 코어로 적용되며, 휨 방지가 주목적인 다층의 인쇄회로기판에서 빌드업층에도 적용될 수 있다.

이렇듯, 본 발명에 따르면 UV 조사 또는 열처리에 의해 미리 C-스테이지 상태로 경화시킨 절연층을 심재와의 가압에 이용하여 비교적 손쉽게 표면 평탄성이 우수한 프리프레그(100)의 제작이 가능하다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

100: 프리프레그 110: 심재
120a: 제1 절연층 120b: 제2 절연층
125: 심재 함침층 130a : 제1 기재
130b : 제2 기재

Claims

심재;
상기 심재 상에 형성된 제1 절연층; 및
상기 심재가 함침되어 상기 제1 절연층 아래에 형성된 제2 절연층;을 포함하고,
상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층의 접합 계면에 상기 심재의 계면이 위치하는 프리프레그.
제1항에 있어서,
상기 제1 절연층은 열경화성 수지를 포함하는 프리프레그.
제1항에 있어서,
상기 제1 절연층은 자외선 경화성 수지를 포함하는 프리프레그.
제1항에 있어서,
상기 제1 절연층은 C-스테이지 상태이고, 상기 제2 절연층은 B-스테이지 상태인 프리프레그.
제4항에 있어서,
상기 제2 절연층은 상기 제1 절연층보다 가요성이 높은 프리프레그.
제1항에 있어서,
상기 제1 절연층은 상기 제2 절연층과 물성이 서로 다른 프리프레그.
제1항에 있어서,
상기 제1 절연층은 상기 제2 절연층과 두께가 서로 다른 프리프레그.
제7항에 있어서,
상기 제2 절연층은 상기 제1 절연층보다 두께가 두꺼운 프리프레그.
제1항에 있어서,
상기 제1 절연층 및 상기 제2 절연층 각각의 노출면에 금속박 또는 절연필름이 더 형성되는 프리프레그.
제1항에 있어서,
상기 심재는 글라스 크로스(glass cloth) 또는 페브릭 크로스(febric cloth)인 프리프레그.
제1항에 있어서,
상기 제1 절연층 또는 상기 제2 절연층 중 적어도 어느 한 층은 무기필러 또는 유기필러를 더 함유하는 프리프레그.
제1항에 있어서,
상기 제1 절연층은 경화촉진제를 더 함유하는 프리프레그.
제1항에 있어서,
상기 제2 절연층은 열경화성 수지를 포함하는 프리프레그.
B-스테이지 상태인 제2 절연층의 상부에 심재가 함침되고,
상기 심재의 계면이 상기 제2 절연층과 제1 절연층의 접합 계면과 동일 선상에 위치하도록 상기 제2 절연층 상에 상기 제1 절연층이 적층됨에 의해서,
상기 제1 절연층의 표면 조도가 0.02㎛ 내지 0.3㎛인 프리프레그.
C-스테이지 상태로 경화된 절연층을 준비하는 단계;
상기 C-스테이지 절연층과 하부의 A-스테이지 절연층 사이에 심재를 위치시키는 단계;
위에서부터 차례로 위치 정렬된 상기 C-스테이지 절연층, 상기 심재 및 상기 A-스테이지 절연층을 가압하는 단계; 및
가압된 상기 A-스테이지 절연층을 B-스테이지 상태로 경화시키는 단계;를 포함하는 프리프레그 제조 방법.
제15항에 있어서,
상기 C-스테이지 상태로 경화된 절연층을 준비하는 단계는
기재 상에 수지 조성물을 코팅하는 단계와,
코팅된 상기 수지 조성물을 C-스테이지 상태로 경화시키는 단계를 더 포함하는 프리프레그 제조 방법.
제16항에 있어서,
상기 수지 조성물은 열경화성 수지 또는 자외선 경화성 수지를 포함하는 프리프레그 제조 방법.
제16항에 있어서,
상기 코팅된 수지 조성물을 C-스테이지 상태로 경화시키는 단계는
열처리 또는 UV 조사에 의해 수행되는 프리프레그 제조 방법.
제15항에 있어서,
상기 위에서부터 차례로 위치 정렬된 상기 C-스테이지 절연층, 상기 심재 및 상기 A-스테이지 절연층을 가압하는 단계는
라미네이터 또는 프레스로 수행되는 프리프레그 제조 방법.