KR20160102734A - 수지 조성물 및 이를 포함하는 인쇄회로기판 - Google Patents

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KR20160102734A
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Abstract

본 발명은 수지 조성물 및 이를 포함하는 인쇄회로기판에 관한 것으로, 본 발명의 실시 예를 따르는 수지 조성물은, 에폭시 수지 및 테플론 수지를 포함하고, 상기 테플론 수지는 표면에 배치된 나노 실리카를 포함하고, 상기 나노 실리카의 입경은 5.0 μｍ 이하일 수 있고, 상기 테플론 수지의 함량은 수지 조성물 전체 중량을 기준으로 할 때, 20 wt% 내지 50 wt%이고, 필러로서 실리카 필러를 더 포함할 수 있다.

Description

수지 조성물 및 이를 포함하는 인쇄회로기판{Resin composition and printed circuit board comprising the same }
수지 조성물 및 이를 포함하는 인쇄회로기판에 관한 것이다.
컴퓨터, 반도체, 디스플레이, 통신 기기 등 다양한 전자 제품에는 특정한 전자 회로가 인쇄된 기판이 사용되고 있다. 기판 위에는 신호 전달을 위한 배선(signal lines), 배선 간의 단락 등을 방지하기 위한 절연막(insulating layers), 스위칭 소자(switching element) 등이 형성될 수 있다.
최근 소형화, 고주파화, 디지털화 되어가는 전자 기기의 발달로 인하여 부품 및 기판의 고집적화 및 고밀도화가 요구된다.
인쇄 회로 기판은 유리섬유(glass cloth)에 에폭시 수지를 함침시키고 반경화시킨 프리프레그를 회로가 형성된 내층 회로기판상에 적층하는 방식으로 형성될 수 있다.
또는 회로가 형성된 내층 회로 기판의 회로 패턴 상에 절연층을 교대로 적층하여 기판을 제조하는 빌드-업(build-up)공법으로 제조될 수 있다. 빌드-업 공법은 비아 홀(via hole)을 형성하여 배선 밀도를 증가시키고, 레이저 가공 등에 의해 회로를 형성하여 인쇄 회로 기판의 고밀도화 및 박판화가 가능할 수 있다.
최근 저중량화, 박판화 및 소형화되는 전자기기의 발달로 인하여 이러한 인쇄회로기판 또한 고집적화 및 고밀도화됨에 따라 전자 기기의 안정성 및 신뢰성을 위하여 인쇄회로 기판의 전기적, 열적, 기계적 안정성이 중요한 요소가 되고 있다.
일본 특허공개공보 제2009-144052호
본 발명은 높은 혼화성 및 분산성을 갖는 수지 조성물을 제공하고, 상기 수지 조성물로 제조된 절연층을 포함함으로써 저 유전정접 특성 및 도전성 회로에 대한 고 접착력을 갖는 인쇄회로기판을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예를 따르는 수지 조성물은, 에폭시 수지 및 테플론 수지를 포함하고, 상기 테플론 수지는 표면에 배치된 나노 실리카를 포함한다.
본 발명의 실시 예를 따르는 인쇄회로기판은, 절연층을 포함하고, 상기 절연층은 에폭시 수지 및 테플론 수지를 포함하고, 상기 테플론 수지는 표면에 배치된 나노 실리카를 포함하는 수지 조성물에 의해 제조된다.
본 발명의 실시 예를 따르는 수지 조성물은 높은 혼화성 및 분산성을 갖고, 상기 수지 조성물로 제조된 절연층을 포함하는 인쇄회로기판은 저 유전정접 특성 및 도전성 회로에 대한 고 접착력을 갖는다.
도 1은 본 발명의 실시 예를 따르는 수지 조성물의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예를 따르는 수지 조성물의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예를 따르는 인쇄회로기판을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
수지 조성물
도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 실시 예를 따르는 수지 조성물의 개념도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따르는 수지 조성물은, 에폭시 수지(2) 및 테플론(PTFE) 수지(3)를 포함하고, 상기 테플론 수지(3)는 표면에 배치된 나노 실리카(4)를 포함한다.
수지 조성물에 포함되는 고분자 필러는 에폭시 수지와의 높은 혼화성 및 분산성이 요구된다. 이는, 수지 조성물 내에서 고분자 필러가 고르게 분산되어야 목적하는 성질의 수지 조성물을 얻을 수 있기 때문이다.
일반적인 수지 조성물의 경우, 고분자 필러의 표면에너지가 충분히 높지 않아 에폭시 수지와의 혼화성 및 분산성에 문제가 있을 수 있다. 또한, 고분자 필러의 함량이 적은 경우 유전정접 특성이 상승하는 문제점이 있다. 종래에는 이러한 문제를 해결하기 위해 수지 조성물에 고분자 필러를 70 wt% 이상 함유하였다. 그러나, 수지 조성물 내에서 고분자 필러의 함량이 증가하면 수지 조성물에 의해 제조되는 절연층의 표면에 상기 고분자 필러가 다수 존재하게 되고, 이로 인하여 절연층 표면에 형성되는 도전성 회로와 절연층 사이의 접착력이 감소하여 도전성 회로가 절연층 표면에서 박리되는 문제점이 발생한다.
본 발명의 실시 예를 따르는 수지 조성물은 나노 실리카(4)가 표면에 배치된 테플론 수지(3)를 고분자 필러로 사용하고 있다. 나노 실리카(4)에 의해 테플론 수지(3)의 표면은 높은 표면에너지를 가지므로, 에폭시 수지(2)에 대하여 높은 혼화성 및 분산성을 가질 수 있다. 또한, 수지 조성물 내에서 테플론 수지(3)를 50 wt% 이하로 함유하여도 충분한 혼화성 및 분산성을 가지기 때문에, 상기 수지 조성물로 제조된 절연층과 도전성 회로와의 접착력이 감소하는 문제점이 개선된다. 또한, 상기 수지 조성물은 저 유전정접 특성을 갖는 고분자 필러를 포함하므로, 상기 수지 조성물에 의해 제조된 절연층은 저 유전정접 특성을 가질 수 있다.
본 발명에 포함되는 테플론 수지(3)는 특별히 제한되지 않지만, polytetrafluoroethylene (C2F4) 성분을 포함하는 수지상태(펠렛 타입)의 테플론 수지를 사용할 수 있다.
또한, 상기 테플론 수지(3)를 표면처리하여 나노 실리카(4)와 함께 열용융 혼합 후 파쇄 및 가공하여 표면에 나노 실리카(4)를 포함하는 수지 조성물을 제조하였다. 다만, 이러한 제조 방법은 일 실시 예에 불과하며, 본 발명이 여기에 제한되지 않는다.
본 발명에 포함되는 에폭시 수지(2)는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 오르트-크레졸 노볼락형(o-cresol novolac) 에폭시 수지, 나프톨 변성 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀 A(bisphenol-A)형 에폭시 수지, 비스페놀 F형(bisphenol-F) 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 트리페닐형 에폭시 수지 등의 페놀계 글리시딜에테르형 에폭시 수지; 디시클로펜타디엔 골격을 갖는 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지; 나프탈렌 골격을 갖는 나프탈렌형 에폭시 수지; 디하이드록시벤조피란형 에폭시 수지; 디아미노페닐메탄 등의 폴리아민을 원료로 한 글리시딜아민형 에폭시 수지; 트리페놀메탄형 에폭시 수지; 테트라페닐에탄형 에폭시 수지; 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 에폭시 수지(2)는 N,N,N',N'-테트라글리시딜-4,4'-메틸렌비스벤젠아민(N,N,N',N'-Tetraglycidyl-4,4'-methylenebisbenzenamine), 글리시딜에테르형 o-크레졸-포름알데히드 노볼락(Polyglycidyl ether of o-cresol-formaldehyde novolac) 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
본 발명에 포함되는 필러는 테플론 수지(3)이며, 표면에 나노 실리카(4)가 포함되어 있다. 본 발명에 포함되는 테플론 수지(3)는 특별히 제한되지 않으며, 입경은 5.0 μｍ 이하일 수 있다.
테플론 수지(3)의 입경이 0.5 μｍ 미만인 경우 비표면적이 커지기 때문에 고충진이 어려워 절연층 상에 형성되는 금속박과 접착력이 감소하는 문제점이 있다. 테플론 수지(3)의 입경이 5.0 μｍ을 초과하는 경우 입자가 너무 커서 분산성 및 혼화성에 문제를 일으킬 수 있고, 절연층을 제조하는 경우 테플론 수지(3)가 절연층의 표면으로 도출되어 도전성 회로와 절연층 사이의 접착력을 감소시키는 문제점이 발생한다. 테플론 수지(3)의 입경이 3.0 μｍ 이하인 경우 분산성, 혼화성 및 도전성 회로와 절연층 사이의 접착력에 있어서 보다 효과적이다. 따라서, 테플론 수지(3)의 입경은 5.0 μｍ 이하일 수 있으며, 바람직하게는 0.5 μｍ 내지 5.0 μｍ일 수 있고, 보다 더 바람직하게는 0.5 μｍ 내지 3.0 μｍ일 수 있다.
아래 표 1은 테플론 수지의 입경에 따른 밀착력, 분산성 및 혼화성을 조사한 것이다. 에폭시 수지는 비스페놀 A(bisphenol-A)형 에폭시 수지 및 오르트-크레졸 노볼락형(o-cresol novolac) 에폭시 수지를 1:1 비율로 함유한 것을 사용하였고, 경화제는 활성 에스테르(HPC-8000-65T, DIC社)를 사용하였다. 에폭시 수지와 경화제는 당량비 1:1로 혼합하였다. 필러로는 입경 0.2, 0.3, 0.5, 2, 3, 5, 7μｍ인 테플론 수지를 사용하였으며, 상기 테플론 수지는 에폭시 수지와 경화제를 합한 중량을 100 wt%로 할 때, 50 wt%로 함유하였다. 상기 테플론 수지는 polytetrafluoroethylene (C2F4) 성분을 포함하는 수지상태(펠렛 타입)의 테플론 수지를 사용하였다.
분산성은 필러 침강 시간 및 탈포 공정 안정성을 통해 평가하였다. 필러 침강 시간은, 테플론 수지를 포함한 수지 조성물을 용기에 담아 상온에 두었을 때 필러가 침강되어 수지 조성물이 층 분리가 되는 시간을 기록한 것이다. 수지 조성물을 이용하여 절연층을 형성하는 공정을 고려하여 2시간 이내 층 분리가 발생한 경우 분산성이 불량한 것으로 평가하고 2시간을 초과하여 층 분리가 발생한 경우를 양호한 것으로 평가할 수 있다. 탈포 공정 안정성은 탈포 공정 시 필러 침강 또는 필러 뭉침 현상이 발생하는 지 여부를 측정하여 평가하였다. 필러 침강 또는 필러 뭉침 현상이 발생하지 않은 경우는 O로 평가하고, 필러 침강 또는 필러 뭉침의 정도에 따라 X, XX, XXX로 평가하였다. X 및 XX의 경우 국부적으로 필러 침강 또는 필러 뭉침이 발생한 경우로 절연층 제조에 적용할 수 있는 경우이며, XXX의 경우 필러 침강 또는 필러 뭉침이 전체적으로 발생하여 절연층 제조에 적용할 수 없는 경우이다.
샘플 번호 테플론 수지 입경(μｍ) 필러 침강 시간(hr) 탈포 공정 안정성
실시 예1 0.2 24 이상 O
실시 예2 0.3 24 이상 O
실시 예3 0.5 24 이상 O
실시 예4 2 24 이상 O
실시 예5 3 8 X
실시 예6 5 3 XX
비교 예1 7 2 XXX
상기 표 1에 의하면, 테플론 수지 입경이 5 μｍ 초과하는 경우(비교 예1) 필러 침강 시간이 2시간 이내이고 탈포 공정 진행 시 전체적으로 필러 침강 또는 필러 뭉침이 발생하여 절연층 제조에 적용할 수 없음을 알 수 있다.
상기 테플론 수지(3)는 수지 조성물 전체 함량에 대하여 중량을 기준으로 20 wt% 내지 50 wt% 함유될 수 있다. 테플론 수지(3)의 함량이 20 wt% 미만인 경우 수지 조성물 내의 필러가 너무 적기 때문에 유전정접 특성이 상승하는 문제점이 있다. 테플론 수지(3)의 함량이 50 wt%를 초과하는 경우 수지 조성물 내의 필러가 너무 많아져 테플론 수지(3)의 분산성 및 혼화성에 문제가 생기고, 상기 수지 조성물로 제조되는 절연층과 도전성 회로 사이의 접착력이 감소하는 문제가 생긴다. 따라서, 수지 조성물에 함유되는 테플론 수지(3)는 중량을 기준으로 20 wt% 내지 50 wt%인 것이 바람직하다.
아래 표 2는 테플론 수지 함량에 따른 유전정접 특성, 분산성 및 혼화성을 조사한 것이다. 에폭시 수지 및 경화제는 표 1의 것과 동일한 것를 사용하였다. 필러로는 입경 2 μｍ인 테플론 수지를 사용하였으며, 상기 테플론 수지는 에폭시 수지와 경화제를 합한 중량을 100 wt%로 할 때, 10, 20, 30, 40, 50, 60 wt%로 함유하였다.
유전정접 특성은 공진법을 이용하여 측정하였으며, 10 GHz의 값을 측정한 것이다. 필러 침강 시간 및 탈포 공정 안정성에 관한 내용은 표 1의 기재 내용과 동일하다.
샘플 번호 테플론 수지 함량(중량%) 유전정접 특성 (tangent δ) 필러 침강 시간(hr) 탈포 공정 안정성
비교 예2 10 0.0055 12 O
실시 예7 20 0.0050 8 O
실시 예8 30 0.0049 5 O
실시 예9 40 0.0048 4.5 X
실시 예10 50 0.0046 4 X
비교 예3 60 0.0043 2 XXX
표 2를 참조하면, 테플론 수지 함량이 20 중량% 미만인 경우(비교 예2) 유전정접 특성이 0.005 tangent δ를 초과하며, 테플론 수지 함량이 50 중량%를 초과하는 경우(비교 예3) 필러 침강시간이 2시간 이하이고 탈포 공정 시 필러 침강 또는 뭉침 현상이 발생하여 절연층 제조에 적용하기 어려움을 알 수 있다.
테플론 수지(3)의 표면에는 나노 실리카(4) 입자가 배치된다. 본 발명에 포함되는 테플론 수지(3)는 특별히 제한되지 않으며, 입경은 10 nｍ 이하일 수 있다.
나노 실리카(4)의 입경이 10 nm를 초과하면 테플론 수지(3)의 표면 에너지를 충분히 증가시키지 못하여, 테플론 수지(3)가 수지 조성물 내에서 잘 분산되지 않는 문제점이 있다. 따라서, 나노 실리카(4)의 입경은 10 nm 이하인 것이 바람직하다.
아래 표 3은 나노 실리카(4)의 입경에 따른 분산성 및 혼화성을 평가한 것이다. 에폭시 수지 및 경화제는 상기 표 1과 동일하다. 필러로는 입경 2 μｍ인 테플론 수지를 사용하였으며, 상기 테플론 수지는 에폭시 수지와 경화제를 합한 중량을 100 wt%로 할 때, 50 wt%로 함유하였다.
필러 침강 시간 및 탈포 공정 안정성에 관한 내용은 표 1의 기재 내용과 동일하다.
샘플 번호 나노 실리카 입경(nm) 필러 침강 시간(hr)
비교 예4 10 24 이상
실시 예11 50 21
실시 예12 100 12
표 3을 참조하면, 나노 실리카 입경이 10nm 이하인 경우 필러 침강 시간이 24시간 이상이므로 분산성이 우수함을 알 수 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 수지 조성물은 실리카 필러(5)를 더 포함할 수 있다. 실리카 필러(5)는 수지 조성물 전체 중량을 기준으로 할 때 5 wt% 내지 20 wt% 함유될 수 있다.
실리카 필러(5)의 함량이 20 wt%를 초과하면 조성물내 전체 필러 함량이 높아지고 테프론 필러 입자 사이의 공극을 채우고 남은 실리카로 인해 분산성 및 혼화성이 불량해 지고, 조성물의 유전정접이 증가하고 접착강도가 감소하여 층간 접합이 어려울 수 있다. 또한, 실리카 필러(5)의 함량이 5 wt% 미만인 경우 테프론 필러 입자 사이의 공극을 완전히 채우지 못하여 충진율이 낮아 유전정접을 추가로 낮추는 효과가 적고 열팽창계수 감소 효과 역시 적은 단점이 있다. 따라서, 실리카 필러(5)는 수지 조성물 전체 중량을 기준으로 할 때 20 wt% 함유되는 것이 바람직하며, 5 wt% 내지 20 wt% 함유되는 것이 보다 바람직하다.
아래 표 4는 실리카 필러 함량에 따른 유전정접 특성, 분산성 및 혼화성을 평가한 것이다. 에폭시 수지 및 경화제는 상기 표 1과 동일하다. 필러로는 표면에 10 nm 이하의 입경을 가진 나노 실리카를 포함하고 입경이 2 μｍ인 테플론 수지를 사용하였으며, 상기 테플론 수지 및 실리카 필러는 에폭시 수지와 경화제를 합한 중량을 100 wt%로 할 때, 50 wt%로 함유하였다. 실리카 필러만의 함량은 0, 3, 5, 10, 20, 30 중량%로 하여 평가하였다.
유전정접 특성 평가, 필러 침강 시간 및 탈포 공정 안정성에 관한 내용은 표 1 내지 표 3의 기재 내용과 동일하다.
샘플 번호 실리카 필러 함량(중량%) 유전정접 특성 (tangent δ) 필러 침강 시간(hr) 탈포 공정 안정성
실시 예13 0 0.0046 12 O
실시 예14 3 0.0040 8 O
실시 예15 5 0.0032 5 O
실시 예16 10 0.0038 4.5 O
실시 예17 20 0.0045 3 X
비교 예5 30 0.0046 1.7 XXX
표 4를 참조하면, 실리카 필러의 함량이 20 중량%를 초과하는 경우 필러 침강 시간이 2시간 이하이고, 탈포 공정 시 필러 침강 또는 뭉침 현상이 발생하여 절연층 제조에 적용할 수 없음을 알 수 있다.
표 4에서, 실리카 필러를 포함하는 실시 예가 실리카 필러를 포함하지 않은 실시 예보다 유전정접 특성이 개선됨을 알 수 있다. 또한, 실리카 필러의 함량이 5 중량%인 경우가 3 중량%인 경우보다 유전정접 특성 개선 효과가 크게 나타남을 알 수 있다.
따라서, 실리카 필러의 함량은 20 중량% 이하임이 바람직하며, 5 내지 20 중량%가 보다 바람직하다.
본 발명에 따른 수지 조성물은 상기 기재된 필러와 다른 무기 필러, 유기 필러 또는 이들의 혼합물을 더 포함할 수 있다.
상기 무기 필러는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면 알루미나, 알루미늄나이트라이드, 보론나이트라이드, 용융실리카, 실리콘나이트라이드, 테플론으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 유기 필러는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면 열가소성 액정 고분자 수지, 셀룰로오스, 탄소나노튜브, 그라핀, 그라파이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상 또는 혼합 필러가 포함될 수 있다.
상기 무기 및 유기 필러의 함량은 수지 조성물에 의해 제조되는 절연층의 열팽창계수, 접착강도 등을 고려하여 자유로이 변경될 수 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 수지 조성물은 경화제를 더 포함할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 경화제는, 에폭시 수지(2)를 가교하여 경화할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 페놀계 경화제(페놀 수지), 시아네이트 에스테르계 경화제, 활성 에스테르계 경화제 등이 가능하다. 상기 경화제는 수지 조성물에 의해 제조되는 절연층의 표면 조도를 저하시킬 수 있다.
표 5는 본 발명의 실시 예를 따르는 수지 조성물로 제조된 절연층과, 본 발명의 실시 예를 따르지 않는 수지 조성물로 제조된 절연층의 유전정접 특성을 측정하여 비교한 것이다.
비교 예6은, 에폭시 수지는 비스페놀 A(bisphenol-A)형 에폭시 수지 및 오르트-크레졸 노볼락형(o-cresol novolac) 에폭시 수지를 1:1 비율로 함유한 것을 사용하였고, 경화제는 활성 에스테르(HPC-8000-65T, DIC社)를 사용하였다. 에폭시 수지와 경화제는 당량비 1:1로 혼합하였다. 필러는 실리카를 사용하였다. 상기 필러로 사용된 실리카(이하, 실리카 필러)는 아미노페닐 실란(aminophenyl silane)으로 표면 처리되어 표면에 아민 그룹을 포함하고 있다. 상기 실리카 필러는 에폭시 수지와 경화제를 합한 중량을 100 wt%로 할 때, 75 wt%로 함유하였다. 기타 첨가제로서, 열가소성 고분자로는 페녹시수지(phenoxy resin)을 사용하였고, 경화 촉매로는 4-디메틸아미노피리딘(DMAP: 4-dimethylaminopyridine)을 사용하였고, 절연층의 표면 특성 향상을 위하여 평활성 첨가제(leveling agent)로는 PDMS계 평활성 첨가제를 사용하였다. 상기 에폭시 수지, 경화제, 필러 및 기타 첨가제를 교반하여 균일하게 혼합한 후, 3단계 경화 공정을 거쳐 경화하여 절연층을 제조하였다.
비교 예7은, 에폭시 수지, 경화제 및 기타 첨가제는 상기 비교 예8과 동일하게 사용하였다. 필러로는 입경 2 μｍ인 테플론 수지를 사용하였으며, 상기 테플론 수지는 에폭시 수지와 경화제를 합한 중량을 100 wt%로 할 때, 50 wt%로 함유하였다. 절연층 제조 방법도 상기 비교 예8과 동일하다. 상기 테플론 수지는 polytetrafluoroethylene (C2F4) 성분을 포함하는 수지상태(펠렛 타입)의 테플론 수지를 사용하였다.
실시 예18은, 에폭시 수지, 경화제 및 기타 첨가제는 상기 비교 예8과 동일하게 사용하였다. 필러로는 표면에 10 nm 이하의 입경을 가진 나노 실리카를 포함하고 입경이 2 μｍ인 테플론 수지를 사용하였으며, 상기 테플론 수지는 에폭시 수지와 경화제를 합한 중량을 100 wt%로 할 때, 50 wt%로 함유하였다. 절연층 제조 방법도 상기 비교 예8과 동일하다. 상기 테플론 수지는 polytetrafluoroethylene (C2F4) 성분을 포함하는 수지상태(펠렛 타입)의 테플론 수지를 사용하였다. 또한, 상기 테플론 수지를 표면처리하여 나노 실리카와 함께 열용융 혼합 후 파쇄 및 가공하여 표면에 나노 실리카를 포함하는 테플론 수지를 제조하였다.
실시 예19는, 에폭시 수지, 경화제 및 기타 첨가제는 상기 비교 예8과 동일하게 사용하였다. 필러로는 표면에 10 nm 이하의 입경을 가진 나노 실리카를 포함하고 입경이 2 μｍ인 테플론 수지 및 입경 500 nm인 실리카 필러를 혼합하여 사용하였다. 상기 테플론 수지 및 실리카 필러는 에폭시 수지와 경화제를 합한 중량을 100 wt%로 할 때, 50 wt%로 함유하였다. 절연층 제조 방법도 상기 비교 예8과 동일하다. 상기 테플론 수지는 polytetrafluoroethylene (C2F4) 성분을 포함하는 수지상태(펠렛 타입)의 테플론 수지를 사용하였다. 또한, 상기 테플론 수지를 표면처리하여 나노 실리카와 함께 열용융 혼합 후 파쇄 및 가공하여 표면에 나노 실리카를 포함하는 테플론 수지를 제조하였다.
하기 표 5의 유전정접 특성은 공진법을 이용하여 측정하였으며, 10 GHz의 값을 측정한 것이다.
샘플 번호 유전정접 특성 (tangent δ)
비교 예6 0.0073
비교 예7 0.0061
실시 예18 0.0046
실시 예19 0.0032
표 5를 참조하면, 필러로서 실리카 필러 및 표면에 나노 실리카를 포함하지 않는 테플론 수지를 사용한 비교 예6 및 7에서 유전정접 특성이 0.005 tangent δ를 초과하였다. 반면, 필러로서 나노 실리카를 표면에 포함하는 테플론 수지를 사용한 실시 예18의 경우 유전정접 특성이 0.0046 tangent δ인 바, 비교 예6 및 7에 대하여 낮은 유전정접 특성을 보였다. 또한, 필러로서 나노 실리카를 표면에 포함하는 테플론 수지 및 실리카 필러를 사용한 실시 예19는 유전정접 특성이 0.0032 tangent δ인바, 가장 낮은 값을 보였다.
따라서, 필러로서 나노 실리카를 표면에 포함하는 테플론 수지를 사용함으로써 유전정접 특성이 0.005 tangent δ이하인 절연층을 제조할 수 있고, 필러로서 나노 실리카를 표면에 포함하는 테플론 수지 및 실리카 필러를 사용함으로써 유전정접 특성이 0.004 tangent δ이하인 절연층을 제조할 수 있다.
수지 조성물을 이용한 인쇄회로기판
도 3은 본 발명의 실시 예를 따르는 인쇄회로기판을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따르는 인쇄회로기판은, 절연층(11, 12, 13)을 포함하고, 상기 절연층(11, 12, 13)은 앞서 설명한 수지 조성물에 의해 제조된 것이다.
구체적으로 수지 조성물은 에폭시 수지 및 테플론 수지를 포함하고, 상기 테플론 수지는 표면에 배치된 나노 실리카를 포함한다. 상기 나노 실리카의 입경은 0.5 μｍ 내지 5.0 μｍ일 수 있고, 상기 테플론 수지의 함량은 수지 조성물 전체 중량을 기준으로 할 때, 20 wt% 내지 50 wt%이고, 필러로서 실리카 필러를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 실리카의 함량은 수지 조성물 전체 중량을 기준으로 할 때, 5 wt% 내지 20 wt%일 수 있다. 또한, 경화제로 에스테르를 더 포함할 수 있다.
상기 회로기판에 포함되는 절연층(11, 12, 13)의 유전정접 특성(DF: Dissipation Factor)은 0.0050 tangent δ이하이며, 바람직하게는 0.0040 tangent δ이하일 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 실시 형태에 따른 인쇄회로기판은 제1 내지 제3 절연층(11, 12, 13) 및 제1 내지 제3 절연층(11, 12, 13)의 일면 또는 양면에 형성된 회로패턴으로서의 수평배선(21) 및 비아전극(22)을 포함할 수 있다. 예컨대, 중간층으로서의 제1 절연층(11)을 마련하고, 제1 절연층(11)의 상면 및 하면에 각각 제2 절연층(12) 및 제3 절연층(13)을 적층하여 기판의 본체를 형성할 수 있다.
제1 내지 제3 절연층(11, 12, 13)의 일면 또는 양면에는 적어도 하나의 수평배선(21)이 형성되고, 비아전극(22)은 제1 내지 제3 절연층(11, 12, 13)을 수직으로 관통하여 연결함으로써 각각의 수평 배선(21)을 전기적으로 접속시키는 역할을 한다.
한편, 본 실시 형태에서는 4층 구조의 인쇄회로기판을 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며, 적층되는 절연층의 개수 및 형성되는 회로패턴에 따라 단층 또는 2층 이상의 다층 배선기판으로 구성할 수도 있다.
이러한 인쇄회로기판의 제1 내지 제3 절연층(11, 12, 13)은, 앞서 상세히 설명한 본 발명의 실시 예에 따르는 수지 조성물로 형성된 것이다.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
2: 에폭시 수지
3: 테플론 수지
4: 나노 실리카
5: 실리카 필러
11, 12, 13; 절연층
21; 수평배선
22; 비아전극

Claims (12)

  1. 에폭시 수지; 및
    테플론 수지를 포함하고,
    상기 테플론 수지는 표면에 배치된 나노 실리카를 포함하는 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 테플론 수지의 입경은 5.0 μｍ 이하인 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 나노 실리카의 입경은 10 nｍ 이하인 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 테플론 수지의 함량은 수지 조성물 전체 중량을 기준으로 할 때, 20 wt% 내지 50 wt%인 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    필러로서 실리카 필러를 더 포함하는 수지 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 실리카 필러의 함량은 수지 조성물 전체 중량을 기준으로 할 때, 5 wt% 내지 20 wt%인 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수지 조성물에 의해 제조된 절연층의 유전정접 특성(DF: Dissipation Factor)은 0.0050 tangent δ이하인 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 수지 조성물에 의해 제조된 절연층의 유전정접 특성(DF: Dissipation Factor)은 0.0040 tangent δ이하인 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    경화제로 에스테르를 더 포함하는 수지 조성물.
  10. 절연층을 포함하고,
    상기 절연층은 제1항 내지 제10항의 수지 조성물에 의해 제조된 인쇄회로기판.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 절연층의 유전정접 특성(DF: Dissipation Factor)은 0.0050 tangent δ이하인 인쇄회로기판.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 절연층의 유전정접 특성(DF: Dissipation Factor)은 0.0040 tangent δ이하인 인쇄회로기판.
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