KR20180037343A - 낮은 치수변화율을 갖는 연성동박적층필름 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

낮은 치수변화율을 가짐으로써 회로 패턴의 불량을 방지할 수 있는 연성동박적층필름 및 그 제조방법이 개시된다. 본 발명의 연성동박적층필름은 제1 면 및 그 반대 편의 제2 면을 갖는 비전도성 고분자 필름; 상기 비전도성 고분자 필름의 상기 제1 면 상의 제1 타이코트층; 상기 제1 타이코트층 상의 제1 구리층; 상기 비전도성 고분자 필름의 상기 제2 면 상의 제2 타이코트층; 및 상기 제2 타이코트층 상의 제2 구리층을 포함하고, 0 내지 -40 ㎛의 '펀칭 후 MD 수축율(RMD)' 및 0 내지 +20 ㎛의 '펀칭 후 TD 수축율(RTD)'을 갖는다.

Description

낮은 치수변화율을 갖는 연성동박적층필름 및 그 제조방법{Flexible Copper Clad Laminate of Low Rate of Dimensional Change and Method for Manufacturing The Same}
본 발명은 연성동박적층필름 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 낮은 치수변화율을 가짐으로써 회로 패턴의 불량을 방지할 수 있는 연성동박적층필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.
노트북 컴퓨터, 휴대폰, PDA, 소형 비디오 카메라 및 전자수첩 등의 전자기기들이 점점 소형화 및 경량화됨에 따라 TAB(Tape Automated Bonding), COF(Chip On Film) 등에 적용될 수 있는 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board: FPCB)에 대한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, FPCB 제조에 이용되는 연성동박적층필름(Flexible Copper Clad Laminate: FCCL)에 대한 수요도 증가하고 있다.
연성동박적층필름은 비전도성 고분자막과 구리층의 적층체로서 연성동박적층필름의 구리층을 선택적으로 제거하여 상기 비전도성 고분자막 상에 소정의 회로 패턴을 형성함으로써 연성인쇄회로기판이 얻어질 수 있다.
연성동박적층필름은, i) 동박을 제조한 후 코팅 또는 라미네이팅 공정을 통해 상기 동박 상에 비전도성 고분자막을 형성하거나, 또는 ii) 비전도성 고분자막 상에 구리를 증착함으로써 형성될 수 있다. 후자의 제조방법이 매우 얇은 두께의 구리층 형성을 가능하게 한다는 점에서 전자의 제조방법에 비해 유리하다.
상기 연성동박적층필름을 이용하여 회로패턴을 형성하는 방법으로는 i) 상대적으로 두꺼운 두께의 초기 구리층을 형성한 후 회로 배선 외의 나머지 부분을 제거하는 서브트랙티브(subtractive) 방법과, ii) 상대적으로 얇은 두께의 초기 구리층을 형성한 후 회로 배선에 대응하는 영역상에 구리 도금(이하, '구리 패턴 도금')을 추가로 실시하는 세미-어디티브(semi-additive) 방법이 있다.
더 좁은 피치(pitch)를 구현할 수 있다는 점에서 상기 세미-어디티브 방식이 상기 서브트랙티브 방식에 비해 선호되고 있다.
미세 회로 패턴의 형성이 가능한 상기 세미-어디티브 방식에서는, 비전도성 고분자막 상에 형성된 구리층의 두께를 1 내지 2 ㎛ 정도 감소시키는 화학적 연마 공정이 수행된 후에 8 내지 12 ㎛ 두께로 구리 패턴 도금이 수행된다.
상기 화학적 연마 공정을 수행하기 전에, 연마 공정 중 연성동박적층필름의 이동(feeding)을 위한 펀칭(punching) 작업이 일반적으로 수행되는데, 이와 같은 펀칭 작업은 연성동박적층필름의 수축(MD 및 TD)을 야기한다. 이러한 수축 자체는 물론이고 연성동박적층필름들 간의 수축율 차이로 인해, 미세 회로 패턴을 형성하는 과정에서 실시되는 노광 공정의 정확도가 현격히 저하된다. 이러한 노광 공정의 부정확성은 회로 패턴의 불량을 야기한다. 즉, 회로 패턴 형성시 제거되어야 할 구리층 부분이 완전히 제거되지 않고 그 일부가 잔존하게 됨으로써 회로 단락이 야기되거나, 회로 패턴 형성시 잔존하여야 할 구리층 부분이 제거됨으로써 회로 단선이 야기된다.
이러한 회로의 단락 또는 단선은, 연성인쇄회로기판(FPCB) 자체는 물론이고 그것이 적용되는 전자기기의 수율 및 신뢰성을 저하시킨다.
따라서, 본 발명은 위와 같은 관련 기술의 제한 및 단점들에 기인한 문제점들을 방지할 수 있는 연성동박적층필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 관점은, 낮은 치수변화율을 가짐으로써 회로 패턴의 불량을 방지할 수 있는 연성동박적층필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 관점은, 낮은 치수변화율을 가짐으로써 회로 패턴의 불량을 방지할 수 있는 연성동박적층필름을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
위에서 언급된 본 발명의 관점들 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 설명되거나, 그러한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
위와 같은 본 발명의 일 관점에 따라, 제1 면 및 그 반대 편의 제2 면을 갖는 비전도성 고분자 필름(nonconductive polymer film); 상기 비전도성 고분자 필름의 상기 제1 면 상의 제1 타이코트층(tiecoat layer); 상기 제1 타이코트층 상의 제1 구리층(copper layer); 상기 비전도성 고분자 필름의 상기 제2 면 상의 제2 타이코트층; 및 상기 제2 타이코트층 상의 제2 구리층을 포함하되, 상기 연성동박적층필름은, 아래의 식 1에 의해 정의되는 '펀칭 후 MD 수축율(post-punching MD shrinkage rate: RMD)'이 0 내지 -40 ㎛이고, 아래의 식 2에 의해 정의되는 '펀칭 후 TD 수축율(post-punching TD shrinkage rate: RTD)'이 0 내지 +20 ㎛인 것을 특징으로 하는 연성동박적층필름이 제공된다.
식 1: RMD = (MD3 + MD4)/2 - (MD1 + MD2)/2
식 2: RTD = (TD3 + TD4)/2 - (TD1 + TD2)/2
여기서, MD1 및 MD2는 상기 연성동박적층필름으로부터 얻어진 200mm(길이)×156mm(폭)의 샘플의 양 측면 가장자리들 각각에 32개의 1mm×1mm 정사각형 홀들을 MD 방향을 따라 3.75mm 간격으로 형성하는 펀칭 공정을 수행한 직후 각각 측정된 제1 측면 가장자리의 첫 번째 홀과 32 번째 홀 사이의 거리 및 제2 측면 가장자리의 첫 번째 홀과 32 번째 홀 사이의 거리이고, TD1 및 TD2는 상기 펀칭 공정 직후에 각각 측정된 상기 제1 측면 가장자리의 첫 번째 홀과 상기 제2 측면 가장자리의 첫 번째 홀 사이의 거리 및 상기 제1 측면 가장자리의 32 번째 홀과 상기 제2 측면 가장자리의 32 번째 홀 사이의 거리이고, MD3 및 MD4는 상기 펀칭된 샘플로부터 상기 제1 및 제2 타이코트층들 및 상기 제1 및 제2 구리층들을 제거하는 식각 공정을 수행하고 24 시간이 경과된 후 각각 측정된 상기 제1 측면 가장자리의 첫 번째 홀과 32 번째 홀 사이의 거리 및 상기 제2 측면 가장자리의 첫 번째 홀과 32 번째 홀 사이의 거리이며, TD3 및 TD4는 상기 식각 공정을 수행하고 24 시간이 경과된 후에 각각 측정된 상기 제1 측면 가장자리의 첫 번째 홀과 상기 제2 측면 가장자리의 첫 번째 홀 사이의 거리 및 상기 제1 측면 가장자리의 32 번째 홀과 상기 제2 측면 가장자리의 32 번째 홀 사이의 거리이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 비전도성 고분자 필름은 폴리이미드를 포함하고 10 내지 40 ㎛의 두께를 갖는다.
상기 제1 및 제2 타이코트층들 각각은 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 나이오븀(Nb), 철(Fe) 또는 이들 중 2 이상의 혼합물을 포함할 수 있고, 150 내지 300 Å의 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 타이코트층들 각각은 니켈 및 크롬을 포함하되 상기 크롬의 함량은 5 내지 25 중량%이다.
상기 제1 구리층은 상기 제1 타이코트층 상의 제1 구리 씨드층 및 상기 제1 구리 씨드층 상의 제1 구리 도금층을 포함하고, 상기 제2 구리층은 상기 제2 타이코트층 상의 제2 구리 씨드층 및 상기 제2 구리 씨드층 상의 제2 구리 도금층을 포함한다.
상기 제1 및 제2 구리 씨드층들 각각은 500 내지 1,500 Å의 두께를 가질 수 있고, 상기 제1 및 제2 구리 도금층들 각각은 1.8 내지 2.4 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따라, 비전도성 고분자 필름을 준비하는 단계; 스퍼터링 공정을 통해 상기 비전도성 고분자 필름의 제1 및 제2 면들 상에 제1 및 제2 타이코트층들을 각각 형성하는 단계; 스퍼터링 공정을 통해 상기 제1 및 제2 타이코트층들 상에 제1 및 제2 구리 씨드층들을 각각 형성하는 단계; 및 연속전기도금 공정을 통해 상기 제1 및 제2 구리 씨드층들 상에 제1 및 제2 구리 도금층들을 각각 형성하는 단계를 포함하되, 상기 연속전기도금 공정은 33 내지 37 ℃로 유지되는 황산구리 도금액 내에서 220 내지 300 N의 장력 하에 수행되는 것을 특징으로 하는, 연성동박적층필름의 제조방법이 제공된다.
상기 황산구리 도금액은 20 내지 60 g/L의 구리 및 100 내지 200 g/L의 황산을 포함할 수 있다.
상기 연속전기도금 공정은 상기 제1 및 제2 구리 도금층들 각각의 두께가 1.8 내지 2.4 ㎛가 될 때까지 1 내지 5 mpm의 속도로 수행될 수 있다.
상기 연속전기도금 공정 중에 가해지는 전류밀도는 1 내지 3.5 ASD일 수 있다.
상기 연속전기도금 공정은 수직 방식일 수 있다.
본 발명의 방법은, 상기 제1 및 제2 타이코트층들을 형성하기 전에, 진공 분위기에서 50 내지 300 ℃의 적외선 히터를 이용하여 상기 비전도성 고분자 필름으로부터 수분 및 잔류가스를 제거하는 단계; 및 상기 비전도성 고분자 필름의 상기 제1 및 제2 면들을 플라즈마로 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
위와 같은 본 발명에 대한 일반적 서술은 본 발명을 예시하거나 설명하기 위한 것일 뿐으로서, 본 발명의 권리범위를 제한하지 않는다.
본 발명의 연성동박적층필름은 낮은 치수변화율을 갖기 때문에 미세 회로 패턴을 형성하는 과정에서 연성동박적층필름의 수축으로 인한 노광 공정의 정확도 저하를 방지할 수 있다. 따라서, 노광 공정의 부정확성으로 인한 회로 패턴의 불량을 방지할 수 있어, 연성인쇄회로기판(FPCB) 자체는 물론이고 그것이 적용되는 전자기기의 수율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕고 본 명세서의 일부를 구성하기 위한 것으로서, 본 발명의 실시예들을 예시하며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성동박적층필름의 단면도이고,
도 2는 연성동박적층필름의 수축율 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명한다.
본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 다양한 변경 및 변형이 가능하다는 점은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은 특허청구범위에 필름된 발명 및 그 균등물의 범위 내에 드는 변경 및 변형을 모두 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성동박적층필름의 단면도이다.
도 1에 예시된 바와 같이, 본 발명의 연성동박적층필름(100)은 제1 면 및 그 반대 편의 제2 면을 갖는 비전도성 고분자 필름(nonconductive polymer film)(110), 상기 비전도성 고분자 필름(110)의 상기 제1 면 상의 제1 타이코트층(120a), 상기 제1 타이코트층(120a) 상의 제1 구리층(130a), 상기 비전도성 고분자 필름(110)의 상기 제2 면 상의 제2 타이코트층(120b), 및 상기 제2 타이코트층(120b) 상의 제2 구리층(130b)을 포함한다.
상기 비전도성 고분자 필름(110)는 폴리이미드를 포함할 수 있으며, 롤투롤(roll-to-roll) 장비의 활용을 가능하게 하고 연성동박적층필름(100)에 연성을 부여하기 위하여 10 내지 40 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 즉, 비전도성 고분자 필름(110)의 두께가 10㎛ 미만이면 열주름 및 공정 주행 문제가 야기되고, 상기 두께가 40㎛를 초과하면 낮은 연성으로 인해 내굴곡성이 감소된다.
상기 제1 및 제2 타이코트층들(120a, 120b)은, 상이한 물질로 이루어진 비전도성 고분자 필름(110)과 구리층(130a, 130b) 사이의 접착력을 향상시키기 위하여 이들 사이에 각각 개재된 것으로서, 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 나이오븀(Nb), 철(Fe) 또는 이들 중 2 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 타이코트층들(120a, 120b)은 니켈 합금이다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 타이코트층들(120a, 120b) 각각은 니켈 및 크롬을 포함할 수 있으며, 상기 제1 및 제2 타이코트층들(120a, 120b) 내 상기 크롬의 함량은 5 내지 25 중량%일 수 있다. 크롬 함량이 상기 범위를 벗어나면 비전도성 고분자 필름(110)과 구리층들(130a, 130b) 사이에 원하는 정도의 계면 접착력이 확보될 수 없다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제1 및 제2 타이코트층들(120a, 120b) 각각은 150 내지 300 Å의 두께를 갖는다. 상기 두께가 150 Å 미만이면 비전도성 고분자 필름(110)과 제1 구리층(130) 사이에 원하는 정도의 계면 접착력이 확보될 수 없고, 회로 패턴 형성 후 상기 타이코트층들(120a, 120b)이 구리 이온의 확산을 방지하는 기능을 적절히 수행할 수 없다. 반면, 상기 두께가 300 Å을 초과하면 후속의 회로 패턴 형성시 식각되어야 할 부분이 식각되지 않고 잔존할 위험이 커지게 된다.
도 1에 예시된 바와 같이, 상기 제1 구리층(130a)은, 상기 제1 타이코트층(120a) 상의 제1 구리 씨드층(131a) 및 상기 제1 구리 씨드층(131a) 상의 제1 구리 도금층(132a)을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 상기 제2 구리층(130b)은, 상기 제2 타이코트층(120b) 상의 제2 구리 씨드층(131b) 및 상기 제2 구리 씨드층(131b) 상의 제2 구리 도금층(132b)을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 구리 씨드층들(131a, 131b)은 스퍼터링 공정을 통해 500 내지 1,500 Å의 두께를 갖도록 각각 형성될 수 있다. 구리 씨드층(131a, 131b)의 두께가 500 Å 미만이면 후속의 전기도금 공정시 전류가 인가되지 않는 문제가 발생하고, 상기 두께가 1,500 Å을 초과하면 열변형이 야기될 위험이 증가할 뿐만 아니라 박막층 결함이 유발된다.
상기 제1 및 제2 구리 도금층들(132a, 132b)은 롤투롤 장비를 이용한 연속전기도금 공정을 통해 1.8 내지 2.4 ㎛의 두께를 갖도록 각각 형성될 수 있다.
본 발명의 연성동박적층필름(100)은 상기 제1 및 제2 구리층들(130a, 130b) 상에 보호층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 보호층은 상기 구리층들(130a, 130b)의 산화 및 부식을 방지하기 위한 것으로서 유기물로 형성될 수 있다.
본 발명의 연성동박적층필름(100)은 세미-어디티브 방식에 의한 연성인쇄회로기판의 제조에 적용되기 위한 것이다. 세미-어디티브 방식에 의하면, 상기 구리층(130a, 130b) 중에서 회로 배선에 대응하는 영역들 상에만 전해 도금을 통해 구리 패턴층이 추가적으로 형성된다. 따라서, 이러한 추가 도금 공정을 수행하기 전에, 구리 패턴층이 형성되지 말아야 할 영역들 상에는 도금 방지를 위한 패턴, 예를 들어 감광성 패턴을 형성하는 공정이 요구된다.
상기 감광성 패턴과 상기 구리층(130a, 130b) 사이의 접착력이 불충분하면, 상기 감광성 패턴이 전체적 또는 부분적으로 상기 구리층(130a, 130b)으로부터 박리될 위험이 있다. 상기 감광성 패턴과 상기 구리층(130a, 130b)의 박리는, 미세 회로 패턴 형성을 위한 상기 추가 도금 공정을 수행할 때 구리 패턴층이 원치 않는 곳에 형성되는 결과를 야기한다.
따라서, 상기 감광성 패턴과 상기 구리층(130a, 130b) 사이의 접착력을 향상시키기 위하여, 상기 감광성 패턴을 상기 구리층(130a, 130b) 상에 형성하기 전에 상기 구리층(130a, 130b)의 두께를 1 내지 2 ㎛ 정도 감소시키는 화학적 연마 공정이 수행된다. 상기 화학적 연마를 위하여 사용되는 구리 식각액은, 풍원화학社의 MFE-500(과산화수소 10중량%, 황산 23중량%, 물 67중량%) 원액을 20%로 희석함으로써 얻어질 수 있으며, 상기 화학적 연마는 상온(room temperature)에 수행될 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 화학적 연마 공정을 수행하기 전에, 연마 공정 중 연성동박적층필름(100)의 이동(feeding)을 위한 펀칭(punching) 작업이 일반적으로 수행되는데, 이와 같은 펀칭 작업은 연성동박적층필름(100)의 수축을 야기한다. 수축이 심각한 정도로 발생할 경우 회로 패턴의 불량이 야기된다.
따라서, 본 발명의 상기 연성동박적층필름(100)은, 아래의 식 1에 의해 정의되는 '펀칭 후 MD 수축율(post-punching MD shrinkage rate)'이 0 내지 -40 ㎛이고, 아래의 식 2에 의해 정의되는 '펀칭 후 TD 수축율(post-punching TD shrinkage rate)'이 0 내지 +20 ㎛이다.
식 1: RMD = (MD3 + MD4)/2 - (MD1 + MD2)/2
식 2: RTD = (TD3 + TD4)/2 - (TD1 + TD2)/2
여기서, MD1 및 MD2는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 연성동박적층필름(100)으로부터 얻어진 200mm(길이)×156mm(폭)의 샘플의 양 측면 가장자리들 각각에 32개의 1mm×1mm 정사각형 홀들을 MD 방향을 따라 3.75mm 간격으로 형성하는 펀칭 공정을 수행한 직후 각각 측정된 제1 측면 가장자리의 첫 번째 홀(H1)과 32 번째 홀(H32) 사이의 거리 및 제2 측면 가장자리의 첫 번째 홀(H1')과 32 번째 홀(H32') 사이의 거리이다.
TD1 및 TD2는 상기 펀칭 공정 직후에 각각 측정된 상기 제1 측면 가장자리의 첫 번째 홀(H1)과 상기 제2 측면 가장자리의 첫 번째 홀(H1') 사이의 거리 및 상기 제1 측면 가장자리의 32 번째 홀(H32)과 상기 제2 측면 가장자리의 32 번째 홀(H32') 사이의 거리이다.
MD3 및 MD4는 상기 펀칭된 샘플로부터 상기 제1 및 제2 타이코트층들(120a, 120b) 및 상기 제1 및 제2 구리층들(130a, 130b)을 제거하는 식각 공정을 수행하고 24 시간이 경과된 후 각각 측정된 상기 제1 측면 가장자리의 첫 번째 홀(H1)과 32 번째 홀(H32) 사이의 거리 및 상기 제2 측면 가장자리의 첫 번째 홀(H1')과 32 번째 홀(H32') 사이의 거리이다.
상기 식각 공정은 예를 들어 염화제2철(ferric chloride: FeCl3) 식각액으로 수행될 수 있다.
TD3 및 TD4는 상기 식각 공정을 수행하고 24 시간이 경과된 후에 각각 측정된 상기 제1 측면 가장자리의 첫 번째 홀(H1)과 상기 제2 측면 가장자리의 첫 번째 홀(H1') 사이의 거리 및 상기 제1 측면 가장자리의 32 번째 홀(H32)과 상기 제2 측면 가장자리의 32 번째 홀(H32') 사이의 거리이다.
상기 MD1-MD4 및 TD1-TD4는 3차원 치수 측정기로 측정될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 연성동박적층필름(100)의 제조방법을 구체적으로 설명한다.
먼저, 비전도성 고분자 필름(110)를 준비한다.
상기 비전도성 고분자 필름(110)은 10 내지 40 ㎛의 두께를 가질 수 있고, 열경화성 수지(예를 들어, 페놀 수지, 페놀알데하이드 수지, 알릴 수지, 에폭시 수지 등), 폴리올레핀 수지(예를 들어, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지 등), 폴리에스테르 수지(예를 들어, PET, PEN 등), 또는 폴리이미드 수지로 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 비전도성 고분자 필름(110)은 폴리이미드 수지로 형성된다. 예를 들어, 폴리이미드 전구체인 폴리아믹산을 압출하여 필름을 만들고, 상기 폴리아믹산의 이미드화를 위하여 상기 필름을 열처리함으로써 폴리이미드를 포함하는 비전도성 고분자 필름(110)을 제조할 수 있다.
상기 비전도성 고분자 필름(110)으로부터 수분 및 잔류 가스를 제거하기 위한 건조단계가 진공 분위기에서 적외선(IR) 히터를 이용하여 50 내지 300 ℃에서 수행될 수 있다. 적외선(IR) 히터의 온도가 50℃ 미만이면 수분이 제대로 제거될 수 없고, 적외선(IR) 히터의 온도가 300℃를 초과하면 비전도성 고분자 필름(110)이 손상되어 품질 저하가 야기된다.
선택적으로, 상기 건조단계 후에, 상기 비전도성 고분자 필름(110)의 표면 상에 있을 수도 있는 오염물질을 제거하고 표면 개질을 통해 후속 공정에서 형성될 타이코트층(120a, 120b)과의 접착력을 향상시키기 위하여, 상기 비전도성 고분자 필름(110)의 제1 및 제2 면들을 플라즈마로 처리할 수 있다.
이어서, 상기 비전도성 고분자 필름(110)의 제1 및 제2 면들 상에 제1 및 제2 타이코트층들(120a, 120b)을 각각 형성한다.
상기 제1 및 제2 타이코트층들(120a, 120b)은 DC 스퍼터링 장치를 이용한 스퍼터링 공정을 통해 150 내지 300 Å의 두께를 각각 갖도록 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 타이코트층들(120a, 120b)의 두께가 150 Å 미만인 경우에는 상기 비전도성 고분자 필름(110)와 후속 공정에서 형성될 제1 및 제2 구리층들(130a, 130b) 사이의 접착력이 불충분하게 된다. 반면, 상기 타이코트층들(120a, 120b)의 두께가 300 Å을 초과할 경우에는, 회로 패턴 형성을 위한 에칭 공정이 수행될 때, 제거되어야 할 타이코트층들(120a, 120b)의 일부가 잔존하게 되어 회로의 단락이 유발될 위험이 높아진다.
전술한 바와 같이, 상기 타이코트층들(120a, 120b)은 상기 비전도성 고분자 필름(110)과 후속 공정에서 형성될 구리층들(130a, 130b)의 접착력을 높이기 위한 것으로서, 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 나이오븀(Nb), 철(Fe) 또는 이들 중 2 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 타이코트층들(120a, 120b)은 니켈 합금이다. 예를 들어, 상기 타이코트층들(120a, 120b)은 니켈 및 크롬을 포함할 수 있으며, 상기 타이코트층들(120a, 120b) 내 상기 크롬의 함량은 5 내지 25 중량%일 수 있다.
상기 스퍼터링 장치의 전력 조절을 통해 상기 타이코트층들(120a, 120b)의 밀도가 조절될 수 있으며, 챔버의 진공도를 조절함으로써 타이코트층들(120a, 120b)의 산소 함량이 조절될 수 있다.
이어서, 상기 제1 및 제2 타이코트층들(120a, 120b) 상에 제1 및 제2 구리층들(130a, 130b)을 형성한다. 상기 구리층들(130a, 130b) 형성 단계는 상기 제1 및 제2 타이코트층들(120a, 120b) 상에 제1 및 제2 구리 씨드층들(131a, 131b)을 각각 형성하는 단계 및 상기 제1 및 제2 구리 씨드층들(131a, 131b) 상에 제1 및 제2 구리 도금층들(132a, 132b)을 각각 형성하는 단계를 포함한다.
상기 제1 및 제2 구리 씨드층들(131a, 131b)은 DC 스퍼터링 장치를 이용한 스퍼터링 공정을 통해 500 내지 1,500 Å의 두께를 갖도록 각각 형성될 수 있고, 상기 제1 및 제2 구리 도금층들(132a, 132b)은 롤투롤 장비를 이용한 연속전기도금 공정을 통해 1.8 내지 2.4 ㎛의 두께를 갖도록 각각 형성될 수 있다.
이하에서는, 상기 제1 및 제2 구리 도금층들(132a, 132b) 형성을 위한 본 발명의 연속전기도금 공정을 더욱 구체적으로 설명한다.
상기 타이코트층들(120a, 120b) 및 구리 씨드층들(131a, 131b)이 형성되어 있는 상기 비전도성 고분자 필름(110)이 황산구리 도금액을 통과함으로써 본 발명의 연속전기도금이 수행된다.
본 발명에 의하면, 연속전기도금 공정 중에 상기 황산구리 도금액은 33 내지 37 ℃로 유지된다. 또한, 연속전기도금 공정 중에, 상기 타이코트층들(120a, 120b) 및 구리 씨드층들(131a, 131b)이 형성되어 있는 상기 비전도성 고분자 필름(110)에는 220 내지 300 N의 구동장력이 가해진다.
상기 황산구리 도금액은 20 내지 60 g/L의 구리 및 100 내지 200 g/L의 황산을 포함할 수 있다. 상기 황산구리 도금액은 다른 첨가제(들)을 더 포함할 수 있다.
상기 연속전기도금 공정은 상기 제1 및 제2 구리 도금층들 각각의 두께가 1.8 내지 2.4 ㎛가 될 때까지 1 내지 5 mpm의 속도로 수행될 수 있다.
상기 연속전기도금 공정 중에 가해지는 전류밀도는 1 내지 3.5 ASD일 수 있다.
상기 연속전기도금 공정은 수직 방식일 수 있다.
이하에서는, 실시예들 및 비교예들을 통해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 다만, 하기의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐으로, 본 발명의 권리범위가 이들 실시예들로 제한되지 않는다.
실시예 1
폴리이미드 필름을 적외선(IR) 히터로 건조시킨 후 플라즈마 표면 처리를 수행하였다. 이어서, 스퍼터링 공정을 통해 상기 폴리이미드 필름의 양면 상에 200 Å 두께의 제1 및 제2 NiCr 타이코트층들을 각각 형성하였다. 이어서, 스퍼터링 공정을 통해 제1 및 제2 NiCr 타이코트층들 상에 600 Å 두께의 제1 및 제2 구리 씨드층들을 각각 형성하였다. 이어서, 34 ℃의 황산구리 도금액 온도, 260 N의 구동장력, 및 2.0 ASD의 전류밀도 조건 하에서 수직 연속전기도금을 수행함으로써 상기 제1 및 제2 구리 씨드층들 상에 2㎛ 두께의 제1 및 제2 구리 도금층들을 각각 형성하였다.
실시예 2
구동장력이 280 N이었다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 연성동박적층필름을 완성하였다.
실시예 3
도금액 온도가 35 ℃이었고 구동장력이 280 N이었다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 연성동박적층필름을 완성하였다.
실시예 4
도금액 온도가 36 ℃이었고 구동장력이 280 N이었다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 연성동박적층필름을 완성하였다.
실시예 5
도금액 온도가 36 ℃이었고 구동장력이 300 N이었다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 연성동박적층필름을 완성하였다.
비교예 1
도금액 온도가 32 ℃이었고 구동장력이 300 N이었다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 연성동박적층필름을 완성하였다.
비교예 2
도금액 온도가 32 ℃이었고 구동장력이 350 N이었다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 연성동박적층필름을 완성하였다.
비교예 3
도금액 온도가 38 ℃이었고 구동장력이 350 N이었다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 연성동박적층필름을 완성하였다.
비교예 4
도금액 온도가 38 ℃이었고 구동장력이 300 N이었다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 연성동박적층필름을 완성하였다.
위 실시예들 및 비교예들에 의해 제조된 연성동박적층필름들의 '펀칭 후 MD 수축율(post-punching MD shrinkage rate), '펀칭 후 TD 수축율(post-punching TD shrinkage rate)' 및 회로패턴 정확도를 아래의 방법들에 의해 각각 측정 또는 관찰하였고, 그 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.
* 펀칭 후 MD 수축율 및 펀칭 후 TD 수축율
연성동박적층필름으로부터 얻어진 200mm(길이)×156mm(폭)의 샘플의 양 측면 가장자리들 각각에 32개의 1mm×1mm 정사각형 홀들을 MD 방향을 따라 3.75mm 간격으로 형성하는 펀칭 공정을 수행한 직후, 제1 측면 가장자리의 첫 번째 홀과 32 번째 홀 사이의 거리(MD1), 제2 측면 가장자리의 첫 번째 홀과 32 번째 홀 사이의 거리(MD2), 상기 제1 측면 가장자리의 첫 번째 홀과 상기 제2 측면 가장자리의 첫 번째 홀 사이의 거리(TD1), 및 상기 제1 측면 가장자리의 32 번째 홀과 상기 제2 측면 가장자리의 32 번째 홀 사이의 거리(TD2)를 3차원 치수측정기로 각각 측정하였다.
이어서, 펀칭된 샘플로부터 제1 및 제2 타이코트층들 및 제1 및 제2 구리층들을 제거하는 식각 공정을 수행하고 24 시간이 경과된 후에, 제1 측면 가장자리의 첫 번째 홀과 32 번째 홀 사이의 거리(MD3), 제2 측면 가장자리의 첫 번째 홀과 32 번째 홀 사이의 거리(MD4), 상기 제1 측면 가장자리의 첫 번째 홀과 상기 제2 측면 가장자리의 첫 번째 홀 사이의 거리(TD3), 및 상기 제1 측면 가장자리의 32 번째 홀과 상기 제2 측면 가장자리의 32 번째 홀 사이의 거리(TD4)를 3차원 치수측정기로 각각 측정하였다.
이어서, '펀칭 후 MD 수축율(RMD)' 및 펀칭 후 TD 수축율(RTD)'을 아래의 식 1 및 식 2에 따라 각각 산출하였다.
식 1: RMD = (MD3 + MD4)/2 - (MD1 + MD2)/2
식 2: RTD = (TD3 + TD4)/2 - (TD1 + TD2)/2
* 회로 패턴의 정확도
위 실시예들 및 비교예들에 의해 제조된 연성동박적층필름들을 이용하여 통상의 세미-어디티브 방식에 따라 회로 패턴을 형성한 후 회로 패턴의 정확도를 관찰하였다.
전류밀도
(ASD)		 도금액 온도
(℃)		 구동 장력
(N)		 RMD
(㎛)		 RTD
(㎛)		 회로패턴 정확도
실시예1 2.0 34 260 -2 +16 정확
실시예2 2.0 34 280 -10 +18 정확
실시예3 2.0 35 280 -19 +16 정확
실시예4 2.0 36 280 -28 +15 정확
실시예5 2.0 36 300 -36 +17 정확
비교예1 2.0 32 300 0 +22 부정확
비교예2 2.0 32 350 -20 +25 부정확
비교예3 2.0 38 350 -74 +18 부정확
비교예4 2.0 38 300 -54 +15 부정확
100: 연성동박적층필름 110: 비전도성 고분자 필름
120a, 120b: 타이코트층 130a, 130b: 구리층
131a, 131b: 구리 씨드층 132a, 132b: 구리 도금층

Claims (11)

  1. 제1 면 및 그 반대 편의 제2 면을 갖는 비전도성 고분자 필름(nonconductive polymer film);
    상기 비전도성 고분자 필름의 상기 제1 면 상의 제1 타이코트층(tiecoat layer);
    상기 제1 타이코트층 상의 제1 구리층(copper layer);
    상기 비전도성 고분자 필름의 상기 제2 면 상의 제2 타이코트층; 및
    상기 제2 타이코트층 상의 제2 구리층을 포함하되,
    아래의 식 1에 의해 정의되는 '펀칭 후 MD 수축율(post-punching MD shrinkage rate: RMD)'이 0 내지 -40 ㎛이고, 아래의 식 2에 의해 정의되는 '펀칭 후 TD 수축율(post-punching TD shrinkage rate: RTD)'이 0 내지 +20 ㎛인 것을 특징으로 하는 연성동박적층필름:
    식 1: RMD = (MD3 + MD4)/2 - (MD1 + MD2)/2
    식 2: RTD = (TD3 + TD4)/2 - (TD1 + TD2)/2
    여기서, MD1 및 MD2는 상기 연성동박적층필름으로부터 얻어진 200mm(길이)×156mm(폭)의 샘플의 양 측면 가장자리들 각각에 32개의 1mm×1mm 정사각형 홀들을 MD 방향을 따라 3.75mm 간격으로 형성하는 펀칭 공정을 수행한 직후 각각 측정된 제1 측면 가장자리의 첫 번째 홀과 32 번째 홀 사이의 거리 및 제2 측면 가장자리의 첫 번째 홀과 32 번째 홀 사이의 거리이고,
    TD1 및 TD2는 상기 펀칭 공정 직후에 각각 측정된 상기 제1 측면 가장자리의 첫 번째 홀과 상기 제2 측면 가장자리의 첫 번째 홀 사이의 거리 및 상기 제1 측면 가장자리의 32 번째 홀과 상기 제2 측면 가장자리의 32 번째 홀 사이의 거리이고,
    MD3 및 MD4는 상기 펀칭된 샘플로부터 상기 제1 및 제2 타이코트층들 및 상기 제1 및 제2 구리층들을 제거하는 식각 공정을 수행하고 24 시간이 경과된 후 각각 측정된 상기 제1 측면 가장자리의 첫 번째 홀과 32 번째 홀 사이의 거리 및 상기 제2 측면 가장자리의 첫 번째 홀과 32 번째 홀 사이의 거리이며,
    TD3 및 TD4는 상기 식각 공정을 수행하고 24 시간이 경과된 후에 각각 측정된 상기 제1 측면 가장자리의 첫 번째 홀과 상기 제2 측면 가장자리의 첫 번째 홀 사이의 거리 및 상기 제1 측면 가장자리의 32 번째 홀과 상기 제2 측면 가장자리의 32 번째 홀 사이의 거리임.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비전도성 고분자 필름은 폴리이미드를 포함하고 10 내지 40 ㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는,
    연성동박적층필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 타이코트층들 각각은 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 나이오븀(Nb), 철(Fe) 또는 이들 중 2 이상의 혼합물을 포함하고 150 내지 300 Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는,
    연성동박적층필름.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 타이코트층들 각각은 니켈 및 크롬을 포함하되 상기 크롬의 함량은 5 내지 25 중량%인 것을 특징으로 하는,
    연성동박적층필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 구리층은,
    상기 제1 타이코트층 상의 제1 구리 씨드층; 및
    상기 제1 구리 씨드층 상의 제1 구리 도금층을 포함하고,
    상기 제2 구리층은,
    상기 제2 타이코트층 상의 제2 구리 씨드층; 및
    상기 제2 구리 씨드층 상의 제2 구리 도금층을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 구리 씨드층들 각각은 500 내지 1,500 Å의 두께를 갖고,
    상기 제1 및 제2 구리 도금층들 각각은 1.8 내지 2.4 ㎛의 두께를 갖는,
    연성동박적층필름.
  6. 비전도성 고분자 필름을 준비하는 단계;
    스퍼터링 공정을 통해 상기 비전도성 고분자 필름의 제1 및 제2 면들 상에 제1 및 제2 타이코트층들을 각각 형성하는 단계;
    스퍼터링 공정을 통해 상기 제1 및 제2 타이코트층들 상에 제1 및 제2 구리 씨드층들을 각각 형성하는 단계; 및
    연속전기도금 공정을 통해 상기 제1 및 제2 구리 씨드층들 상에 제1 및 제2 구리 도금층들을 각각 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 연속전기도금 공정은 33 내지 37 ℃로 유지되는 황산구리 도금액 내에서 220 내지 300 N의 장력 하에 수행되는 것을 특징으로 하는,
    연성동박적층필름의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 황산구리 도금액은 20 내지 60 g/L의 구리 및 100 내지 200 g/L의 황산을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    연성동박적층필름의 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 연속전기도금 공정은 상기 제1 및 제2 구리 도금층들 각각의 두께가 1.8 내지 2.4 ㎛가 될 때까지 1 내지 5 mpm의 속도로 수행되는 것을 특징으로 하는,
    연성동박적층필름의 제조방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 연속전기도금 공정 중에 가해지는 전류밀도는 1 내지 3.5 ASD인 것을 특징으로 하는,
    연성동박적층필름의 제조방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 연속전기도금 공정은 수직 방식인 것을 특징으로 하는,
    연성동박적층필름의 제조방법.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 타이코트층들을 형성하기 전에,
    진공 분위기에서 50 내지 300 ℃의 적외선 히터를 이용하여 상기 비전도성 고분자 필름으로부터 수분 및 잔류가스를 제거하는 단계; 및
    상기 비전도성 고분자 필름의 상기 제1 및 제2 면들을 플라즈마로 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    연성동박적층필름의 제조방법.
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