KR20200096419A - 전송 손실이 적은 인쇄 회로 기판용 전해 구리 호일 - Google Patents

전송 손실이 적은 인쇄 회로 기판용 전해 구리 호일 Download PDF

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Abstract

0.05 내지 0.6 μm3/μm2의 범위의 물질 용적(Vm) 및 17 내지 52의 범위의 황변 지수(YI)를 나타내는 표면-처리된 구리 호일이 보고되어 있다. 표면-처리된 구리 호일은 증착된 측면에서 처리되고 결절 층을 포함하는 처리 층을 포함한다. 이러한 표면-처리된 구리 호일은, 예를 들면 회로 기판에서 전도 손실이 낮은 도전성 물질로서 사용될 수 있다.

Description

전송 손실이 적은 인쇄 회로 기판용 전해 구리 호일 {ELECTROLYTIC COPPER FOIL FOR PRINTED CIRCUIT BOARD WITH LOW TRANSMISSION LOSS}
본 개시는 제어된 표면 특성을 갖는 전착된 구리 호일(electrodeposited copper foil)에 관한 것이다. 본 개시는 또한 전기 신호의 전송 손실(transmission loss)이 낮고 전착된 구리 호일을 이의 부품(component)으로서 포함하는 회로 기판 등에 관한 것이다.
대량의 데이터 전송에 대한 요구가 증가함에 따라 회로 기판의 부품 간에 신호 전송 속도의 증가가 계속 요구된다. 이러한 속도를 달성하기 위해, 주파수 범위는 필수적으로 1MHz 미만에서 1GHz, 10GHz 또는 그 이상으로 증가하고 있다. 이러한 비교적 높은 범위에서, 전류는 대부분 도체의 표면 근처에서 흐르는데, 이는 익히 공지되어 있는 "표피 효과(skin effect)", 즉 고주파 전류 밀도가 도체 표면에서 최대값이고 중심을 향할수록 지수적으로 감쇠되는 경향에 기인한다. 신호의 약 67 %가 전달되는 표피 깊이는 주파수의 제곱근에 반비례한다. 따라서, 1 MHz에서 표피 깊이는 65.2μm이고 1 GHz에서 2.1μm이며, 10 GHz에서 표피 깊이는 단지 0.7μm이다. 비교적 높은 주파수에서, 도체의 표면 토포그래피(topography) 또는 조도(roughness)는 표피 깊이 정도 또는 그보다 큰 조도가 신호 전송에 영향을 미치기 때문에 보다 더 중요해진다.
매우 낮은 프로파일(VLP) 구리 호일은 매우 낮은 조도를 갖는다. 이는 고주파수에서조차 신호 전송와 관련하여 매우 양호한 성능을 제공한다. 그러나, VLP 구리 호일은 회로 기판의 적층 구조물에 사용되는 수지층에 대한 접착성이 불량하다. 실제로, 양호한 접착을 위한 표면 조도와 양호한 신호 전송을 제공하기 위한 낮은 조도 사이의 균형을 맞추는 것은 도전이 된다. 일반적인 접근 방식은 의도적으로 도체 표면을 조면화하여 접착 특성을 개선하는 것이다. 조면화된 표면에서 표면 조도 Rz는 μm 정도가 전형적이며, 이는 접착성을 개선시킬 수 있지만 GHz 범위의 전송에 영향을 미칠 것이다. 따라서, 충분한 접착성을 보장하기 위한 높은 조도와 전송 손실을 최소화하기 위한 낮은 조도에 대한 상충되는 요구로 인해 양호한 구리 호일을 위한 설계가 제한된다.
그러므로, 회로 기판을 제조하기 위한 낮은 전송 손실 및 양호한 접착 강도를 갖는 구리 호일이 여전히 요구된다.
일반적으로, 본원의 개시는 회로 기판에서 도체로서 사용될 수 있는 전착된 구리 호일과 같은 구리 호일에 관한 것이다. 회로 기판에서 고주파수에서조차 낮은 전송 손실과 수지층에 대한 높은 접착성을 제공하는 제어된 표면 특성을 갖는 구리 호일이 제조되었다.
제1 양태에서, 본 개시는 전착된 구리 호일 및 처리층을 포함하는 표면처리된 구리 호일을 제공한다. 전착된 구리 호일은 드럼면 및 침착면을 포함한다. 처리층은 침착면 위에 놓이고 표면처리면을 제공하며, 상기 처리층은 노듈 층(nodule layer)을 포함한다. 표면처리면은 0.05 내지 0.6 μm3/μm2의 범위 내의 물질 부피(Vm), 17 내지 52의 범위 내의 황색도 지수(YI)를 나타낸다. 임의로, 표면처리면은 0.05 내지 0.5 μm3/μm2의 범위, 예를 들면, 0.05 내지 0.3　μm3/μm2의 범위 내의 Vm을 나타낸다. 임의로, 노듈 층은 구리 노듈을 포함한다.
일부 옵션에서, 표면처리면은 0.10 내지 0.85 μm3/μm2의 범위 내의 보이드 부피(void volume)(Vv)를 나타낸다. 임의로, 표면처리면은 0.39 내지 0.85 μm3/μm2의 범위 내의 보이드 부피(Vv)를 나타내거나, 임의로 상기 표면처리면은 0.50 내지 0.85 μm3/μm2의 범위 내의 보이드 부피(Vv)를 나타낸다.
일부 옵션에서, 표면처리된 구리 호일은 0.5 % 변형률(strain)에서 하중 하 신장 방법(extension under load method)을 기준으로 하여 8.5 kg/mm2 내지 26 kg/mm2의 범위 내의 항복 강도를 나타낸다. 임의로, 표면처리된 구리 호일은 0.5 % 변형률에서 하중 하 신장 방법을 기준으로 하여 8.5 kg/mm2 내지 20 kg/mm2의 범위 내의 항복 강도를 나타낸다. 임의로, 표면처리된 구리 호일은 0.5 % 변형률에서 하중 하 신장 방법을 기준으로 하여 8.5 kg/mm2 내지 17 kg/mm2의 범위 내의 항복 강도를 나타낸다.
일부 다른 옵션에서, 처리층은 장벽층, 변색방지층(anti-tarnish layer) 및 커플링층 중의 적어도 하나를 추가로 포함한다. 임의로, 장벽층은 금속 또는 금속을 함유하는 합금으로 구성되고, 금속은 Ni, Zn, Cr, Co, Mo, Fe, Sn, 및 V 중의 적어도 하나로부터 선택된다. 임의로, 커플링층은 규소를 포함한다.
제2 양태에서, 본 개시는 수지층 및 본 개시의 제1 양태에 따른 표면처리된 구리 호일을 포함하는 라미네이트를 제공한다. 표면처리된 구리 호일의 표면처리면은 수지층과 접촉하고, 0.05 내지 0.6 μm3/μm2의 범위 내의 물질 부피(Vm), 0.10 내지 0.85 μm3/μm2의 범위 내의 보이드 부피(Vv), 17 내지 52의 범위 내의 황색도 지수(YI), 및 0.5 % 변형률에서 하중 하 신장 방법을 기준으로 하여 8.5 kg/mm2 내지 26 kg/mm2의 범위 내의 항복 강도를 나타낸다.
제3 양태에서, 본 개시는 회로 기판 및 복수의 부품을 포함하는 디바이스(device)를 제공한다. 회로 기판은 제1 양태에 따른 표면처리된 구리 호일을 포함한다. 복수의 부품은 회로 기판 위에 탑재된다. 복수의 부품 중의 적어도 제1 부품 및 제2 부품은 회로 기판의 표면처리된 구리 호일을 통해 서로 전기적으로 연결된다.
상기 요약이 본 개시의 모든 실시양태 또는 모든 양태를 나타내도록 의도하지는 않는다. 오히려, 전술한 요약은 본원에 제시된 신규한 양태 및 특징 중 일부의 예를 제공할 뿐이다. 본 개시의 상기 특징 및 이점, 및 다른 특징 및 이점은 첨부 도면 및 첨부된 청구범위와 관련하여 본 개시를 수행하기 위한 대표적인 실시양태 및 방식의 하기 상세한 설명으로부터 쉽게 명백해질 것이다.
본 개시는 첨부 도면을 참조하여 예시적인 실시양태의 하기 설명으로부터 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 일부 실시양태에 따른 표면처리된 구리 호일을 도시한다.
도 2는 3D 표면 플롯 및 면적당 물질비 플롯(areal material ratio plot)을 도시한다.
도 3a은 물질 부피(Vm)를 설명한다.
도 3b는 보이드 부피(Vv)를 설명한다.
도 4는 항복 강도를 정량화하기 위한 하중 하 신장 방법을 설명하는 응력-변형률 플롯을 도시한다.
본 개시는 다양한 변형 및 대안적인 형태에 영향을 받기 쉽다. 일부 대표적인 실시양태가 도면에 예로서 도시되어 있으며 본원에서 상세하게 설명될 것이다. 그러나, 본 개시는 개시된 특정 형태로 제한되도록 의도되지 않았다는 것이 이해되어야 한다. 오히려, 본 개시는 첨부된 청구범위에 의해 정의된 바와 같이 본 개시의 요지 및 범위 내에 속하는 모든 수정, 등가물 및 대안을 포괄하는 것이다.
낮은 전송 손실을 나타내는 표면처리된 구리 호일이 기술된다. 표면처리된 구리 호일은 물질 부피 및 황색도 지수와 같은 제어된 표면 특성을 갖는다. 이러한 표면처리된 구리 호일은 인쇄 회로 기판 또는 절연체를 덮는 임의의 얇은 구리 호일과 같이 전기 신호의 낮은 전송 손실을 요하는 제품의 생산에 유용할 수 있다.
도 1은 전착된 구리 호일(102) 및 처리층(108)을 포함하는 표면처리된 구리 호일(100)의 실시양태의 개략적인 단면도를 도시한다. 전착된 구리 호일(102)은 침착면(104) 및 드럼면(106)을 갖는다. 처리층(108)은 침착면(104) 위에 놓이고 표면처리면(110)을 제공한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 전착된 구리 호일의 "드럼면" 또는 "광택면"은 전착 동안 사용되는 캐소드 드럼과 접촉하는 전착된 구리 호일의 표면이고, "침착면"은 드럼면의 반대면, 또는 전착된 구리 호일을 형성하는 전착 동안 전해액과 접촉하는 전착된 구리 호일의 표면이다. 이들 용어는 회전하는 캐소드 드럼 어셈블리를 구리 이온 함유 전해액 내로 부분적으로 함침시키는 단계를 포함하는 전착된 구리 호일을 생성하기 위한 제조방법에 관한 것이다. 따라서, 전류의 작동 하에서, 구리 이온이 캐소드 드럼으로 끌어 당겨져 환원되어, 캐소드 드럼의 표면 위에 구리 금속 도금을 생성하여 캐소드 드럼의 표면 위에 전착된 구리 호일을 형성한다. 이러한 전착된 구리 호일은, 캐소드 드럼을 회전시키고 형성된 구리 호일이 캐소드 드럼과 함께 회전함에 따라 전착된 구리 호일을 전해액으로부터 제거됨으로써, 연속식 공정으로 형성되고 캐소드 드럼으로부터 제거된다. 예를 들면, 전착된 구리 호일이 연속식 공정에 의해 형성되고 연속식 공정에서 롤러 상에 또는 롤러를 거쳐 통과함에 따라, 전착된 구리 호일이 캐소드 드럼으로부터 떨어져 나갈 수 있다.
전착된 구리 호일(102)은 이의 침착면(104) 및/또는 드럼면(106) 상에 표면처리로 추가로 처리되어 처리층을 형성할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 침착면(104)은 처리층(108)으로 덮여서, 처리층(108)의 외부 표면인 표면처리면(110)을 제공한다. 표면처리는 노듈 층(112)을 제공하기 위한 조면화 처리, 장벽층(114)을 제공하기 위한 패시베이션 처리, 변색방지층(116)을 제공하기 위한 변색방지 처리, 및 커플링층(118)을 제공하기 위한 커플링 처리와 같은 하나 이상의 처리를 포함할 수 있다. 따라서, 도 1에 도시한 실시양태에서, 노듈 층(112), 장벽층(114), 변색방지층(116), 및 커플링층(118)은 처리층(108)의 서브층(sub-layer)이다. 도 1에 도시된 처리층(108)의 표면처리 및 특정한 서브층들은 한 예시양태이고, 이에 추가해서 또는 이의 대안으로서 다른 표면처리 및 다른 서브층들이 일부 다른 실시양태에서 사용될 수 있다. 따라서, 서브층 중의 하나 이상이 처리층(108)의 다른 실시양태에서 존재할 수 있다.
표면처리면(110)의 표면 특성을 제어함으로써, 고주파에서 양호한 전송 손실을 유지하면서 양호한 접착성이 달성될 수 있다. 예를 들어, 표면처리면(110)은 물질 부피(Vm) 및 황색도 지수(YI)에 의해 특성화되는 제어된 표면 특성을 가질 수 있다. 또한, 표면처리된 구리 호일의 벌크 특성을 제어함으로써, 표면처리된 구리 호일의 컬(curl) 및 주름의 감소와 같은 양호한 기계적 특성이 달성될 수 있다. 예를 들면, 표면처리된 구리 호일은 항복 강도에 의해 특성화되는 제어된 기계적 특성을 가질 수 있다.
본원에 정의된 부피 파라미터는 도 2를 참조하여 예시되며, 이는 3D 표면 및 부피 파라미터를 얻기 위한 면적당 물질 플롯의 도출을 도시한다. 도 2의 좌측은 표면처리된 구리 호일의 표면처리면과 같은 표면의 표면 기하학적 구조의 3차원 그래픽 표시도이다. 도 2의 우측은 ISO 표준 방법 ISO 25178-2:2012를 사용하여 얻을 수 있는 면적당 물질비 곡선의 도출을 도시하는데, 이는 최고 피크(210)의 상단에서 0 %의 물질비(mr)로부터 mr이 100 %인 최저 밸리(212)까지 걸쳐 있다.
물질 부피(Vm)는 표면 상에 존재하는 피크들의 부피로서 기술될 수 있고, 표면 아래이면서 0 %(피크(210)의 상단)와 100 %(밸리(212)의 하단) 사이의 물질비(mr)에 해당하는 높이에서 설정된 수평 절단 평면 위에 있는 물질의 부피를 적분하여 정량화한다. 물질 부피(Vm)는 물질비가 100 %인 경우 최대이고, 물질비가 0%인 경우 물질 부피(Vm)는 0이다. 예를 들어, 70 % mr에서의 Vm은 도 2의 우측 플롯에서 음영 영역(213)으로 도시되어 있다.
보이드 부피(Vv)는, 표면 위이면서 0 %(피크(210)의 상단)와 100 %(밸리(212)의 하단) 사이에 지정된 물질비(mr)에 해당하는 높이에서 설정된 수평 절단 평면 아래에 있는 보이드의 부피를 적분하여 계산한다. 보이드 부피(Vv)는 물질비가 100 %인 경우 0이고, 물질비가 0%인 경우 보이드 부피(Vv)는 최대이다. 예를 들어, 70 % mr에서의 Vv는 도 2의 우측 플롯에서 음영 영역(214)으로 도시되어 있다.
도 3a는 물질 부피(Vm)를 도시하고, 도 3b는 보이드 부피(Vv)를 도시한다. 본원에서 사용되는 물질 부피(Vm)에 대해 열거된 값은, 달리 특정하지 않는 한, mr = 80 %인 경우의 값이다. mr = 80%에서의 Vm은 도 3a에서 음영 영역(313)으로 도시되어 있다. 본원에서 사용되는 보이드 부피(Vv)에 대해 열거된 값은, 달리 특정하지 않는 한, mr = 10 %인 경우의 값이다. mr = 10%에서의 Vv는 도 3b에서 음영 영역(314)으로 도시되어 있다.
부피 파라미터 이외에, 표면처리면과 같은 표면이 빛과 어떻게 상호작용하는 지가 표면을 특성화할 수 있다. 예를 들어, 특정 파장의 흡착 및 반사는 표면 토포그래피 및 조성의 특성화를 제공할 수 있다. 이러한 파라미터 중 하나는 황색도 지수(YI)이다. YI는 어떤 빛의 파장이 표면에 의해 반사되는 지 또는 간접적으로 어떤 파장이 표면에 의해 흡수되는 지를 나타내는 지표이다.
본원에서 사용되는 "항복 강도(yield strength)"는 물질이 소성적으로(plastically) 변형되기 시작하는 응력으로 정의된 물성이다. 일반적으로, 이는 응력을 가한 상태에서 변형률을 측정하고 예를 들어 응력-변형률 플롯을 통해 데이터를 분석하여 결정된다. 응력-변형률 플롯의 곡선은 시험된 물질의 성질에 따라 모양이 크게 다를 수 있으므로, 응력-변형률 플롯에서 항복 강도를 측정하고 식별하는 다양한 방법을 물질에 따라 사용할 수 있다.
일부 물질, 예를 들면, 저강도 금속(예: 얇은 구리 호일)의 경우, 상기 물질은 비선형 응력-변형률 관계를 가지므로 소성 변형을 정확하게 측정하기 어렵다. 따라서, 전착된 구리 호일과 같은 저강도 물질의 경우, 도 4에 도시된 응력 변형률 플롯을 참조하여 나타낸 바와 같은 접근법이 사용될 수 있다. 이 방법은 0.5 % 변형률에서 세로 좌표 라인(410)(라인 E-F)을 그려야하며, 이는 신도가 지정된 신장과 동일한 x- 축상의 지점으로부터 곡선(412)과 교차한다. 라인 E-F의 교차점인 점 Z에서의 응력 값은 "하중하 0.5 % 신장에서의 항복 강도"로서 정의되거나 "0.5 % EUL"은 상기 플롯에서 414로서 정의된다. 일부 실시양태에서, 항복 강도는 0.5 % EUL에서의 항복 강도이다.
일부 실시양태에서, 표면처리된 구리 호일(100)은 낮은 값과 높은 값 사이, 예를 들어 약 0.05 μm3/μm2의 낮은 값과 약 0.6 μm3/μm2의 높은 값 사이의 제어 된 범위로 표면처리면(110) 상에 Vm을 갖는다. 상기 범위는 연속적이고 이 범위 내의 임의의 값으로 나타낼 수 있음을 명백히 이해해야 한다. 일부 실시양태에서, Vm은 적어도 0.05, 0.10, 0.11, 0.13, 0.18, 0.20, 0.25, 0.30, 0.31, 0.32, 0.33, 0.34, 0.40, 0.45, 0.50, 0.55의 낮은 값을 갖는다. 일부 실시양태에서, Vm은 0.6, 0.55, 0.50, 0.46, 0.35, 0.34, 0.33, 0.32, 0.3, 0.25, 0.20, 0.19, 0.14, 0.12, 0.11, 0.057 또는 0.05 이하의 높은 값을 갖는다.
특정 메커니즘 또는 이론을 지지하지 않으면서, 더 높은 Vm은 예를 들어 수지에 대한 더 양호한 접착성을 제공할 수 있다. 표면처리면(110)의 Vm을 적절한 범위 내로 제어하면, 표면처리된 구리 호일이 수지와 양호한 박리 강도를 유지하게 하면서 전송 손실을 감소시킬 수 있다.
일부 실시양태에서, 표면처리된 구리 호일(100)은 낮은 값과 높은 값 사이, 예를 들어 약 0.1 μm3/μm2의 낮은 값과 약 0.85 μm3/μm2의 높은 값 사이의 제어 된 범위로 표면처리면(110) 상에 Vv를 갖는다. 상기 범위는 연속적이고 이 범위 내의 임의의 값으로 나타낼 수 있음을 명백히 이해해야 한다. 일부 실시양태에서, Vv는 적어도 0.10, 0.11, 0.16, 0.17, 0.20, 0.22, 0.25, 0.30, 0.31, 0.35, 0.39, 0.40, 0.41, 0.43, 0.44. 0.50, 0.55, 0.60. 0.65, 0.70, 0.75 또는 0.80의 낮은 값을 갖는다. 일부 실시양태에서, Vv는 0.85, 0.80, 0.75, 0.70, 0.65, 0.60, 0.55, 0.50, 0.44, 0.43, 0.41, 0.40, 0.39, 0.35, 0.31, 0.30, 0.25, 0.22, 0.20, 0.17, 0.16, 0.11 또는 0.10 이하의 높은 값을 갖는다.
임의의 특정 이론에 구속되지 않으면서, Vv는 수지 기판을 보유할 수 있는 부피로 볼 수 있는 것으로 제안된다. 따라서, Vv가 높을수록 수지와의 접착성 및 박리 강도가 높아질 수 있다. 반대로, Vv가 너무 높으면, 신호 중단으로 인해 고주파수에서의 전송 손실이 증가될 수 있다.
일부 실시양태에서, 표면처리된 구리 호일(100)은 낮은 값과 높은 값 사이, 예를 들면, 약 8.5 kg/mm2의 낮은 값과 약 26 kg/mm2의 높은 값 사이의 제어된 범위로 항복 강도, 예를 들면, 0.5 %에서의 하중하 신장 방법을 기준으로 하는 항복 강도를 갖는다. 항복 강도의 낮은 값과 높은 값 사이의 범위는 연속적이고 이 범위 내의 임의의 값으로 나타낼 수 있음을 명백히 이해해야 한다. 일부 실시양태에서, 항복 강도는 적어도 8.50, 8.7, 8.9, 9.0, 10, 11, 12, 13, 14, 14.3, 15, 16, 16.6, 17, 17.7, 18, 18.1, 19.0, 20, 21, 22, 22.5, 23.0, 24, 또는 25의 낮은 값을 갖는다. 일부 실시양태에서, 항복 강도는 26, 25, 24, 23.0, 22.5, 22, 21, 20, 19.0, 18.1, 18, 17.7, 16.6, 16, 15, 14.3, 14, 13, 12, 11, 10, 9.0, 8.9, 8.7 또는 8.50 이하의 높은 값을 갖는다.
임의의 특정 이론에 구속되지 않으면서, 전착된 구리 호일의 항복 강도가 약 26 kg/mm2 초과와 같이 너무 높으면, 전착된 구리 호일은 내부 응력이 너무 커서 컬 또는 뒤틀림이 발생할 수 있다고 제안된다. 반대로, 전착된 구리 호일의 항복 강도가 약 8.5 kg/mm2 미만과 같이 너무 낮은 경우, 전착된 구리 호일은 너무 쉽게 주름지는 경향이 있을 수 있다.
일부 실시양태에서, 표면처리된 구리 호일(100)은 낮은 값과 높은 값 사이, 예를 들면, 약 17의 낮은 값과 약 52의 높은 값 사이의 제어된 범위로 표면처리면(110) 상의 YI를 갖는다. 상기 값들의 범위는 연속적이고 상기 높은 값과 낮은 값을 포함해서 이들 사이의 임의의 값 YI가 선택될 수 있음을 명백히 이해해야 한다. 일부 실시양태에서, YI는 적어도 17, 18, 19, 20, 21, 25, 30, 35, 40, 45, 48, 49, 50, 또는 51의 낮은 값을 갖는다. 일부 실시양태에서, YI는 52, 51, 50, 49, 48, 45, 40, 35, 30, 25, 21, 20, 19 또는 18 이하의 높은 값을 갖는다.
특정 메커니즘을 언급하지 않으면서, YI는 표면처리면(110)의 토포그래피 및 조성에 의해 영향을 받는 특성이다. 일부 실시양태에서, YI에 의해 나타난 바와 같은 이러한 특성을 본원에 기재된 범위로 제어하면, 높은 박리 강도와 낮은 전송 손실이 제공된다.
일부 실시양태에서, 노듈 층(112)과 같은 노듈 층은 구리 노듈과 같은 금속 노듈을 포함할 수 있다. 노듈은, 예를 들면, 전착된 구리 호일 위에 금속을 전기도금시킴으로써 형성될 수 있다. 일부 실시양태에서, 구리 노듈은 구리 또는 구리 합금으로 구성될 수 있다. 일부 실시양태에서, Vm 및 Vv와 같은, 표면처리면(110)의 표면 조도는 노듈 층(112)에 의해 지배되는데, 그 이유는 임의로 조합된 장벽층(114), 변색방지층(116) 및 커플링층(118)이 노듈 층(112)보다 훨씬 더 얇을 수 있기 때문이다.
본원에서 사용되는 "장벽층"은 금속 또는 금속을 함유하는 합금으로 구성되는 층이다. 일부 실시양태에서, 장벽층(114)과 같은 장벽층은 아연(Zn), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 바나듐(V), 철(Fe), 주석(Sn) 및 이들의 조합으로부터 선택된 적어도 하나의 금속으로 구성된다. 일부 실시양태에서, 장벽층은 Ni를 포함한다. 일부 실시양태에서, 장벽층은 Zn을 포함한다. 일부 실시양태에서, 장벽층은 Ni 층 및 Zn 층을 포함한다.
변색방지층(116)과 같은, 본원에서 사용되는 "변색방지층"은 금속에 도포된 코팅으로서 상기 코팅된 금속을 부식으로 인한 분해와 같은 분해로부터 보호할 수 있다. 일부 실시양태에서, 변색방지층은 금속 또는 유기 화합물을 포함한다. 예를 들면, 크롬 또는 크롬 합금은 전착된 구리 호일 상의 금속 코팅으로서 사용될 수 있다. 변색방지층이 크롬 합금으로 구성되는 경우, 이는 아연(Zn), 니켈(Ni), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo) 및 바나듐(V) 중의 임의의 하나 이상을 추가로 함유한다. 변색방지층이 유기물로 구성되는 일부 실시양태에서, 상기 층은 트리아졸, 티아졸 및 이미다졸 또는 이들의 유도체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 구성원을 포함할 수 있다. 트리아졸 그룹은 오르토트리아졸(1,2,3-트리아졸), 벤조트리아졸, 톨릴트리아졸, 카복시벤조트리아졸, 염소 치환된 벤조트리아졸, 3-아미노-1,2,4-트리아졸, 2-아미노-1,3,4-트리아졸, 4-아미노-1,2,4-트리아졸, 1-아미노-1,3,4-트리아졸, 및 이들의 이성체 또는 이들의 유도체를 포함하지만 이로 제한되지 않는다. 티아졸 그룹은 티아졸, 2-머캅토벤조티아졸, 디벤조티아질디설파이드, 및 이들의 이성체 또는 이들의 유도체를 포함하지만 이로 제한되지 않는다. 이미다졸 그룹은 이미다졸, 2-메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸, 및 이들의 이성체 또는 이들의 유도체를 포함하지만 이로 제한되지 않는다.
커플링층(118)과 같은, 본원에서 사용되는 "커플링층"은 구리 호일과 수지층, 예를 들면, 회로 기판의 제조에 사용되는 수지층 사이의 결합을 개선시키기 위해 추가되는 층이다. 일부 실시양태에서, 이는 규소 및 산소를 포함하는 층을 제공하는 실란 처리에 의해 제공된다. 실란은 아미노계 실란, 에폭시계 실란 및 머캅토계 실란이 예시될 수 있지만, 이로 제한되지 않는다. 실란은 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필 메틸디메톡시실란, 3-글리시독시프로필 트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필 메틸디에톡시실란, 3-글리시독시프로필 트리에톡시실란, p-스티릴트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필 메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필 메틸디에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필 트리에톡시실란, 3-아크릴옥시프로필 트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡시실릴-N-(1,3-디메틸-부틸리덴)프로필아민의 부분 가수분해물, N-(비닐벤질)-2-아미노에틸-3-아미노프로필트리메톡시실란 하이드로클로라이드, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, 트리스-(트리메톡시실릴프로필)이소시아누레이트, 3-우레이도프로필트리알콕시실란, 3-머캅토프로필메틸디메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 및 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란으로부터 선택될 수 있지만, 이로 제한되지 않는다.
일부 실시양태에서, 처리층(108)의 서브층과 같은 서브층(sub-layer)은 노듈 층(112)을 장벽층(114)으로 덮고 장벽층(114)을 변색방지층(116)으로 덮으며 변색방지층(116)을 커플링층(118)으로 덮도록 제공되지만; 다른 실시양태에 따라 서브층의 스태킹 순서(stacking order) 또는 개수는 여기서 제한되지 않는다. 도 1에 도시된 실시양태에서, 표면처리면(110)의 최종 물리적 표면은 커플링층(118)으로 제공되지만, 이는 이후 라미네이트 구조에서 수지층에 커플링될 수 있다. 일부 실시양태에서, Vm 및 Vc와 같은, 표면처리면(110)의 표면 조도는 노듈 층(112)에 의해 지배되는데, 그 이유는 임의로 조합된 장벽층(114), 변색방지층(116) 및 커플링층(118)이 노듈 층(112)보다 훨씬 더 얇을 수 있기 때문이다.
일부 실시양태에서, 표면처리된 구리 호일(예를 들면, 100)과 수지층은 조합하여 적층 구조물을 형성한다. 상기 구조물은 구리 호일과 수지층이 교대하는 둘 이상의 층을 포함할 수 있다. 이들은, 예를 들면, 적어도 하나는 표면처리된 구리 호일(100)인 구리 호일과 수지층의 교호 시트를 스태킹하고 상기 스택을 가열하면서 프레스를 사용하여 상기 스택을 함께 압축시켜 형성한다. 일부 실시양태에서, 수지층은 표면처리된 구리 호일(100)의 표면처리면(110)과 접촉한다. 예를 들면, 적어도 하나는 표면처리된 구리 호일(100)인 3개 이상의 도전성 층이 수지층과 교대하는 경우, 라미네이트는 다중층 PCB(인쇄 회로 기판)를 제조하는 데 사용될 수 있는 다중층 구조이다.
본원에서 사용되는 "수지"는 표면처리된 구리 호일과 같은 기판 상에 시트 또는 층으로서 형성될 수 있는 유기 중합체 물질에 관한 것이다. 수지의 일부 예는 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지(예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트), 폴리이미드 수지, 아크릴, 포름알데히드 수지, 비스말레이미드 트리아진 수지, 시아네이트 에스테르 수지, 플루오로중합체, 폴리 에테르 설폰, 셀룰로스성 열가소성 물질, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 폴리프로필렌, 폴리설파이드 및 폴리우레탄을 포함한다. 수지는 충전제 물질 또는 아라미드, 탄소, 유리, 셀룰로스 및 무기 물질과 같은 강화 물질을 포함할 수 있으며, 이들 모두는 임의로 입자, 섬유, 절단 섬유(chopped fiber), 직물 또는 웨빙의 형태이다. 일부 실시양태에서, 수지는 복합 시트에서 하나 이상의 수지 및 하나 이상의 충전제 물질을 사용하여 시트로 형성된다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 수지층은 서로의 위에 직접 접촉하여 스태킹되어 때로는 다중 기판으로 지칭되는 멀티-스택 수지층을 제공한다. 본원에서 사용되는 수지층은 다중 기판과 같은 멀티-스택 수지층으로 지칭할 수 있다.
일부 실시양태에서, 표면처리된 구리 호일(100)은 회로 기판(예를 들면, 인쇄 회로 기판 또는 PCB)을 제조하는 데 사용된다. 예를 들어, 회로 기판은 구리 호일 및 수지층의 라미네이트(laminate)를 사용하여 형성한다. 도전(conducting) 라인 또는 트랙, 접촉 패드, 차폐 영역 및 도전 비아(via)의 제조와 같은 추가 처리는 리소그래피, 구리 에칭, 및 구리 호일/수지 라미네이트의 드릴링과 같은 공지된 처리 방법에 의해 달성될 수 있다. 배터리, 저항기, LED, 릴레이, 트랜지스터, 커패시터, 인덕터, 다이오드, 스위치, 마이크로 컨트롤러, 크리스탈 및 오실레이터와 같은 부품, 및 집적 회로는 공지된 방법에 의해 회로 기판에 탑재(예를 들어, 기계적으로 및 전기적으로 연결)될 수 있다. 예를 들어, 부품을 부착하고 조립을 위한 기술을 선택하고 배치하는 표면 탑재 방법 또는 구멍-관통 방법이다.
일부 실시양태에서, 표면처리된 구리 호일(100)은 디바이스에서 사용되는 회로 기판 상에 탑재된 복수의 부품을 포함하는 회로 기판을 제조하는 데 사용될 수 있다. 본원에서 사용되는 디바이스는 신호의 전압, 전류, 주파수 또는 전력의 조작에 의해 전기 신호를 처리하기 위한 임의의 아이템 또는 부품을 포함한다. 예를 들어, 랩탑, 데스크탑, 차량에서 사용되는 컴퓨터, 전화기, 측정 및 모니터링 장치(예 : 포도당 측정기, pH 측정기, 공기 모니터링 장치), 데이터 출력 장치(예 : 모니터, 프린터), 입력 장치(터치 스크린, 키보드, 마우스), 및 와이-파이, 지그비(Zigbee) 및 블루투스와 같은 무선 송신/수신 디바이스가 있지만, 이로 제한되지 않는다.
본 개시의 범위 내에서, 상기 언급된 기술적 특징 및 (실시예와 같이) 하기 언급된 기술적 특징이 자유롭게 상호 조합되어 새롭거나 바람직한 기술적 해결책을 형성할 수 있음이 이해되어야 하지만, 이는 간결성을 위해 생략된다.
실시예 및 비교 실시예
구리 호일 제조
전착된 구리 호일을 제조하기 위한 시스템은 금속 캐소드 드럼 및 불용성 금속 애노드를 포함한다. 금속 캐소드 드럼은 회전 가능하며 연마된 표면을 갖는다. 이러한 시스템에서, 불용성 금속 애노드는 금속 캐소드 드럼의 대략 하반부에 배치되고 금속 캐소드 드럼을 둘러싼다. 전착된 구리 호일은 금속 캐소드 드럼과 불용성 금속 애노드 사이에 황산구리 전해액을 흐르게 하고, 이들 사이에 전류를 인가하여 금속 캐소드 드럼으로 구리 이온을 끌어 당겨 환원시켜 금속 캐소드 드럼 상에 구리를 전착시킴으로써 전착된 구리 호일을 형성하고, 소정의 두께가 얻어지면 상기 전착된 구리 호일을 금속 캐소드 드럼으로부터 떼어냄으로써 연속식 전착을 사용하여 제조된다.
전착된 구리 호일 제조.
구리 와이어를 황산 수용액(50 중량%)에 용해시켜 320 g/L의 황산구리(CuSO4·5H2O) 및 95 g/L의 황산을 함유하는 황산구리 전해액을 제조하였다. 염산(RCI Labscan Ltd로부터 입수)을 첨가하여 황산구리 전해액에 30 mg/L의 클로라이드 이온 농도를 제공하였다. 0.5 내지 24.5 mg/L의 PEI(폴리에틸렌이민, 선형, Mn=5000, Sigma-Aldrich Company로부터 입수) 및 2 내지 10 mg/L의 사카린(1,1-디옥소-1,2-벤조티아졸-3-온, Sigma-Aldrich Company로부터 입수)이 또한 첨가되었다.
구리 함유 전해질의 제조 후, 전착된 구리 호일을 전착에 의해 제조하였다. 전착 동안, 황산구리 전해액의 액체 온도는 약 52 ℃로 유지되었고, 전류 밀도는 약 48 A/dm2로 유지되었다. 두께가 약 18 μm인 전착된 구리 호일을 제조하였다.
표면처리.
조면화 처리를 위한 제1 단계에서, 상기 개략한 바와 같이 전착된 구리 호일을 제조한 후, 전착된 구리 호일을 산 용액을 사용하여 세정한다. 130 g/L의 황산구리 및 50 g/L의 황산을 함유하는 전해질로 용기를 채우고 상기 용액에 대해 약 27 ℃의 온도를 유지하는 산 세척 용기를 이러한 과정에서 사용하였다. 전착된 구리 호일을 산 세척 용기로 보내어, 표면 상의 오일, 지방 및 산화물을 제거하기 위해 전해질에 30 초 동안 침지시켰다. 이어서, 전착된 구리 호일을 물로 세정하였다.
이어서, 전착된 구리 호일의 침착면의 표면에 전기도금에 의해 노듈 층을 형성하였다. 노듈 층을 도금하기 위해, 황산구리 70 g/L 및 황산 100 g/L을 함유하는 황산구리 용액을 도금 전해질로서 사용하였다. 황산구리 용액의 온도를 약 25 ℃로 유지하고, 전착된 구리 호일을 표에 열거된 바와 같이 29 내지 54 A/dm2에서 선택된 전류 밀도로 10 초 동안 전기 도금하였다. 이러한 조면화 처리는 침착면 위에 노듈 층을 제공한다.
노듈 층의 박리를 방지하기 위해, 구리 커버링이 전착에 의해 노듈 상에 침착되었다. 이러한 커버링 공정에서, 황산구리 및 황산의 농도가 각각 320 g/L 및 100 g/L인 황산구리 용액을 사용하였다. 전해액의 온도는 약 40 ℃로 유지되었다. 이러한 전착 단계 동안 전류 밀도는 표에 열거된 바와 같이 10 초 동안 5 내지 18 A/dm2의 범위에서 선택된다.
피복 도금 공정을 완료한 후, 2 개의 장벽층이 도포되었다. 먼저, 노듈 층의 표면에 니켈을 침착시켰다. 전해 조건은 다음과 같았다: 188 g/L의 황산니켈, 32 g/L의 붕산, 5 g/L의 차아인산, 온도 20 ℃, pH 3.5. 전류 밀도는 3 초 동안 0.5 A/dm2로 설정되었다. 둘째, 물로 세척한 후, 아연층은 니켈층 위에 침착되고, 이와 동시에 전착된 구리 호일의 드럼면 위에도 침착되었다. 아연은 11 g/L의 황산아연 용액에 의해 제공되고, 전착 동안 pH 13 및 온도 15℃로 유지되었다. 전류 밀도는 표에 열거된 바와 같이 3 초 동안 0.4 내지 2.5 A/dm2의 범위로 설정되었다.
장벽층을 형성한 후, 물로 세척을 수행하고, 도금 욕에서 전기 도금함으로써 크롬 변색방지층을 아연층 위에 형성하였다. 5 g/L의 크롬산을 함유하는 도금 욕을 pH 12.5 및 온도 17 ℃에서 유지시켰다. 3 초 동안 1.0 A/dm2의 전류 밀도로 도금을 수행하여 크롬층을 형성하였다.
최종적으로, 침착면에서 크롬층 위에 커플링층을 형성하였다. 실란 용액을 3 초 동안 크롬층 위에 분무한다. 실란 용액은 0.25 중량%의 3-아미노프로필트리에톡시실란을 함유하는 수용액이다.
실란 처리 후, 호일을 오븐에서 1분 체류 시간 동안 120℃에서 가열한 다음, 롤에 감았다.
구리 호일 특성화
상술한 바와 같이 제조되고 특정 조건을 갖는 구리 호일을 표에 나타내었다. 12개의 실시예 및 8개의 비교 실시예가 열거되었다. 열거된 데이터는 표면처리된 구리 호일의 일부 실시양태를 예시한다. 표면처리된 구리 호일의 양호한 특성은 약 0.40 N/mm 이상의 박리 강도; 약 35.0 % 미만의 가열 후 박리 강도 감쇠율; 약 -24.0 dB/m 초과의 값을 갖는 양호한 전송 손실 성능으로 간주된다. Vm 및 YI의 특정 범위는 실험 1-12에서 이러한 양호한 특성을 제공하는 반면, 다른 범위는 비교 실험 1-8에서 나타난 바와 같이 이러한 모든 특성을 제공하지는 않는다. 실시양태의 이해를 돕기 위해 일부 특정 실시예 및 비교 실시예가 논의된다. 또한, 특정 범위의 Vv를 나타내는 구리 호일은 적절한 박리 강도를 가질 수 있다. 또한, 표면처리된 구리 호일에 대한 컬이 약 10 mm 미만이고 주름이 형성되지 않는 특성과 같은 다른 특성은 특정 범위에서 항복 강도를 제어함으로써 추가로 개선될 수 있다.
실시예 3은 허용 가능한 Vm 0.051 μm3/μm2 및 YI 17을 나타내므로, 시험 샘플은 양호한 전송 손실 성능 -10 dB/m, 양호한 박리 강도 0.40 N/mm, 및 양호한 박리 강도 감쇠율 27.5　%를 나타낸다. 유사하게는, 실시예 10은 허용 가능한 Vm 0.057 μm3/μm2 및 YI 19를 나타내므로, 시험 샘플은 양호한 전송 손실 성능 -10.5 dB/m, 양호한 박리 강도 0.40 N/mm, 및 양호한 박리 강도 감쇠율 22.5　%를 나타낸다. 그러나, 비교 실시예 2는 더 낮은 Vm 0.035 μm3/μm2를 나타내므로, 박리 강도는 0.32 N/mm로 허용할 수 없을 정도로 낮아지고, 전송 시험은 수행되지 않는다. 또한, 실시예 3 및 실시예 10은 19 kgf/mm2 및 23.0 kg/mm2의 항복 강도를 나타내고, 이들은 주름이 형성되지 않으며 3 mm 및 7 mm의 낮은 컬을 갖지만; 이에 반해, 비교 실시예 2는 34.5 kg/mm2의 매우 높은 항복 강도를 가지며, 높은 항복 강도로 인해 컬이 15 mm로 허용될 수 없게 높아진다.
실시예 5는 높은 Vm 0.598 μm3/μm2 및 YI 20을 나타낸다. 실시예 5에 대한 박리 강도는 0.53 N/mm로 높지만, 전송 손실은 -23 dB/m로 여전히 허용 가능하다. 그러나, 비교 실시예 1은 0.747 μm3/μm2의 보다 더 높은 Vm을 갖는다. 비교 실시예 1에 대한 박리 강도는 0.61 N/mm로 매우 높지만, 전송 손실은 -32.5　dB/m으로 허용될 수 없다. 또한, 실시예 5는 가능하게는 9.0 kg/mm2로 적절한 항복 강도를 가짐으로 인해 주름이 없고 1 mm로 낮은 컬을 보여주지만, 비교 실시예 1은 가능하게는 6.9 kg/mm2의 낮은 항복 강도로 인해 주름이 생겼음을 알 수 있다.
실시예 6 및 비교 실시예 4는 매우 유사한 부피 파라미터를 갖는다. 따라서, 박리 강도가 양호하다. 그러나, 실시예 6에서의 전송 손실은 -16.9 dB/m로 양호한 반면, 비교 실시예 4에서의 전송 손실은 -25.6 dB/m로 허용 불가능하다. 이는 높은 YI에 의해 특성화되는 불량한 표면 특성 때문이다. 실시예 6의 YI가 52로 높은 경우, 이의 전송 손실은 여전히 허용 가능한 반면, 비교 실시예 4의 YI는 61로 지나치게 높고 전송 손실은 허용 불가능하다. 또한, 실시예 6 및 비교 실시예 4는 허용 가능한 항복 강도를 가지며; 따라서, 컬 및 주름 특성이 양호하다.
YI가 10인 비교 실시예 6은 YI가 지나치게 낮은 경우 박리 강도가 지나치게 낮고(0.35 N/mm) 가열후 박리 강도 감쇠율이 지나치게 높음(45.7　%)을 보여준다.
주목할 다른 데이터는 Vm 0.735 μm3/μm2 및 YI 17을 나타내는 비교 실시예 3, 및 Vm 0.650 μm3/μm2 및 YI 17을 나타내는 비교 실시예 7에 관한 것이다. 이들 부피 파라미터는 높고, 따라서 구리 호일의 특성은 비교 실시예 3의 경우 -29.4 dB/m 및 비교 실시예 7의 -29.3 dB/m의 허용할 수 없는 전송 손실로 인해 불량하다. 이들은 또한 비교 실시예 7의 경우 39.3 % 및 비교 실시예 3의 경우 46.6%의 매우 높은 가열 후 박리 강도 감쇠율을 나타낸다.
비교 실시예 5는 표에서 가장 낮은 부피 파라미터를 나타내며, Vm은 0.024 μm3/μm2이다. 박리 강도는 또한 표에서 0.31 N/mm로 가장 낮으며, 가열 후 박리 강도 감쇠율은 35.5 %로 높다. 비교 실시예 8은 또한 0.095 μm3/μm2의 낮은 Vm을 갖지만 허용 가능한 값에 가깝다. 그러나, YI는 60으로 높다. 0.42 N/mm의 박리 강도 및 11.9 %의 가열 후 박리 강도 감쇠율이 허용 가능한 경우, 전송 손실은 -24.9 dB/m으로 허용 불가능하다.
Figure pat00001
시험 방법
부피 파라미터
구리 호일의 물질 부피(Vm) 및 보이드 부피(Vv)는 레이저 현미경의 표면 텍스처(texture) 분석을 사용함으로써 ISO 25178-2: 2012에 따라 측정하였다. 레이저 현미경은 올림푸스(Olympus)에 의해 제조된 LEXT OLS5000-SAF이고, 이미지는 24±3 ℃의 공기 온도 및 63±3 %의 상대 습도에서 만들어졌다.
측정에 사용되는 설정은 다음과 같았다: 광원은 405 nm 파장 광원이었고; 대물 렌즈는 100 x 배율(MPLAPON-100xLEXT)이었으며; 광학 줌이 1.0x이었고; 면적은 129 μm x 129 μm이었으며; 해상도는 1024 픽셀 x 1024 픽셀이었고; 조건은 자동 틸트 제거(auto tilt removal)이었으며; 필터는 필터링되지 않음으로 설정되었다.
파라미터 "Vm"은 0 % 내지 80 %의 물질비로 계산된다. 파라미터 "Vv"는 10 % 내지 100 %의 물질비로 계산된다. 물질 부피 및 보이드 부피의 단위는 μm³/μm2이다.
황색도 지수 (YI)
황색도 지수는 코니카 미놀타(Konica Minolta)에 의해 제조된 분광 광도계 CM-2500c를 사용하여 측정되었다. 사용된 발광체는 D65이었다. 표준 관측자 함수는 2 °이었다. 사용된 표준은 CIE 1931이었다.
항복 강도(0.5　% EUL)
항복 강도 값은 IPC-TM-650 2.4.18의 방법을 통해 수득하였다.
각각의 실시예 및 비교 실시예에 대한 표면처리된 전착된 구리 호일을 절단하여 100 mm x 12.7 mm(길이 x 너비)의 크기를 갖는 시험 샘플을 수득하고, 시험 샘플을 실온(약 25 ℃)에서 Shimadzu Corporation에서 제조한 모델 AG-I 시험기를 사용하여 척 거리(chuck distance) 50mm 및 크로스 헤드 속도 50mm/분의 조건하에 측정하였다. 적용된 힘이 0.075kg을 초과한 후에 측정 기록이 시작되었다. 전술한 바와 유사한 변형률과 응력의 관계 곡선에서 변형률이 0.5 %(€ = 0.005)인 지점에서 Y 축(응력)에 평행한 직선을 그려 항복 강도 (0.5 % EUL)를 구하였다.
박리 강도 시험
표면처리된 구리 호일을 수지 기판(Panasonic corporation로부터의 Megtron6) 위에 놓고, 노듈 층을 갖는 처리층을 수지 기판과 접촉시켰다. 후속적으로, 구리 호일과 수지를 둘 다 진공 프레스 기계 내에 두었다. 사용된 적층 조건은 다음과 같았다: 프레싱 압력 30 kg/cm2; 온도 190℃; 프레스 시간 120분. IPC-TM-650 시험 방법을 사용하여 박리 강도를 평가하였다.
가열 후 박리 강도 감쇠율
표면처리된 구리 호일 및 수지를 조합하여 박리 강도 시험에서 전술한 바와 같이 라미네이트를 형성하였다. 상기 적층 샘플을 후속적으로 180 ℃ 오븐에 48시간 동안 두었다. IPC-TM-650 시험 방법을 사용하여 적층 샘플이 냉각된 후 박리 강도를 평가하였다.
Figure pat00002
전송 손실
스트립-라인 기술(strip-line technique)을 사용하여 전송 특성을 평가하였다. 구리 호일을 수지에 부착하여 추가로 스트립 라인으로 제조하고, 이 스트립 라인을 소스 전극으로 사용하였다. 수지의 두께(SyTech Corporation으로부터의 S7439G)는 152.4 μm이고, IPC-TM 650 No. 2.5.5.5에 의한 10 GHz 신호 시험 하에서 유전 상수(Dk) = 3.74이고 유전 상수(Df) = 0.006이었다. 스트립 라인은 길이 = 100 mm, 폭 = 120 μm, 및 두께 = 18 μm이었다.
스트립 라인을 제조한 후, 2개의 표면을 2개의 다른 수지(Sytech Corporation으로부터의 S7439G)로 각각 덮고, 2개의 다른 구리 호일을 접지 전극으로서 수지 위에 배치하였다. 이 어셈블리는 커버레이 필름(coverlay film)이 없고 약 50Ω의 특성 임피던스를 갖는다. 스트립 라인과 접지 전극에 의해 전달된 신호를 비교하여 전송 손실을 제공한다.
스트립 라인 및 접지 전극의 측정은 Agilent PNA N5230C 네트워크 분석기를 사용하여 수행되었다. 사용된 주파수 범위는 200 MHz 내지 15 GHz이고, 스위프 수(sweep number)는 6401 포인트이며, 보정은 TRL이고, 시험 방법은 Cisco S 방법이었다.
주름 시험
폭 1000 mm의 표면처리된 구리 호일에 약 30 내지 35 kgf의 장력을 가하였다. 육안 검사기를 사용한 육안 검사로 주름 발생 여부를 결정한다.
컬 시험
시험은 100 mm x 100 mm 표면처리된 구리 호일을 테이블 위에 배치하여 수행된다. 네 모서리의 높이는 눈금자를 사용하여 측정되며, 가장 높은 값이 컬의 척도이다.
본원에서 사용된 용어 "포함하는" 또는 "포함하다"는 청구된 발명에 필수적인 조성물, 방법, 및 이들의 각각의 구성 요소(들)를 참조하여 사용되지만, 필수적 이건 아니건간에 지정되지 않은 요소를 포함하는 것에 개방적이다
본 명세서 및 첨부된 청구범위에 사용된 바와 같이, 단수 형태(원문의 "a", "an" 및 "the")는 문맥상 명백하게 다르게 지시되지 않는 한 복수의 언급을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "방법"에 대한 언급은 본원에서 기술되고/되거나 본 개시 등을 읽을 때 당업자에게 명백할 타입의 하나 이상의 방법 및/또는 단계 등을 포함한다. 유사하게는, 용어 "또는"은 문맥상 명백하게 달리 나타내지 않는 한 "및"을 포함하는 것으로 의도된다.
작용 실시예 이외의, 또는 달리 지시된 경우에, 본원에 사용된 성분 또는 반응 조건의 양을 나타내는 모든 수는 모든 경우에 용어 "약"에 의해 수정된 것으로 이해되어야 한다. 용어 "약"은 언급되는 값의 ±5 %(예를 들어, ±4 %, ±3 %, ±2 %, ±1 %)를 의미할 수 있다.
값의 범위가 제공되는 경우, 상기 범위의 상한 및 하한 사이에 포함되는 각 수치는 본원에 개시된 바와 같이 고려된다. 본원에 인용된 임의의 수치 범위는 그 안에 포함된 모든 하위 범위를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "1 내지 10"의 범위는 언급된 최소값 1과 언급된 최대 값 10 사이에 포함되는, 즉 최소값이 1 이상이고 최대 값이 10 이하인 모든 하위 범위를 포함하는 것을 의도한다. 개시된 수치 범위는 연속적이기 때문에, 최소값과 최대 값 사이의 모든 값을 포함한다. 달리 명시하지 않는 한, 본 출원에 명시된 다양한 수치 범위는 근사치이다.
본 명세서에서 달리 정의되지 않는 한, 본 출원과 관련하여 사용된 과학 용어 및 기술 용어는 당업자에게 일반적으로 이해되는 의미를 가질 것이다. 또한, 문맥상 달리 요구되지 않는 한, 단수 용어는 복수를 포함하고 복수 용어는 단수를 포함해야 한다.
본 개시는 본원에 기술된 특정 방법론, 프로토콜, 시약 등에 제한되지 않으며 이와 같이 다양할 수 있음을 이해해야 한다. 본원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시양태를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시의 범위를 한정하려는 의도가 없으며, 이는 청구범위에 의해서만 한정된다.
본원에 개시된 ASTM, JIS 방법을 포함하는 임의의 특허, 특허 출원 및 공보는, 예를 들어, 본 개시와 관련하여 사용될 수 있는 이러한 공보에 기재된 방법론을 기술하고 개시할 목적으로 본원에 명백하게 참조로 인용된다. 이들 공보는 오직 본 출원의 출원일 이전의 이들의 개시에 대해서만 제공된다. 이와 관련하여 어떠한 것도 본 발명자들이 선행 개시에 의해 또는 임의의 다른 이유로 이러한 개시에 선행할 자격이 없다는 것을 인정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 이 문서의 내용에 대한 날짜 또는 표현에 대한 모든 진술은 출원인이 이용할 수 있는 정보를 기반으로 하며 이 문서의 날짜 또는 내용의 정확성에 대한 인정을 의미하지 않는다.

Claims (15)

  1. 드럼면(drum side) 및 침착면(deposited side)을 포함하는 전착된 구리 호일(electrodeposited copper foil); 및
    침착면 위에 놓여 표면처리면을 제공하는 처리층을 포함하는 표면처리된 구리 호일로서,
    처리층이 노듈 층(nodule layer)을 포함하고, 표면처리면이 0.05 내지 0.6 μm3/μm2의 범위 내의 물질 부피(material volume)(Vm) 및 17 내지 52의 범위 내의 황색도 지수(YI)를 나타내는, 표면처리된 구리 호일.
  2. 제1항에 있어서, 표면처리면이 0.05 내지 0.5 μm3/μm2의 범위 내의 물질 부피(Vm)를 나타내는, 표면처리된 구리 호일.
  3. 제2항에 있어서, 표면처리면이 0.05 내지 0.3 μm3/μm2의 범위 내의 물질 부피(Vm)를 나타내는, 표면처리된 구리 호일.
  4. 제1항에 있어서, 표면처리면이 0.10 내지 0.85 μm3/μm2의 범위 내의 보이드 부피(void volume)(Vv)를 나타내는, 표면처리된 구리 호일.
  5. 제4항에 있어서, 표면처리면이 0.39 내지 0.85 μm3/μm2의 범위 내의 보이드 부피(Vv)를 나타내는, 표면처리된 구리 호일.
  6. 제4항에 있어서, 표면처리면이 0.50 내지 0.85 μm3/μm2의 범위 내의 보이드 부피(Vv)를 나타내는, 표면처리된 구리 호일.
  7. 제1항에 있어서, 0.5 % 변형률에서 하중하 신장 방법(extension under a load method)을 기준으로 하여 8.5 kg/mm2 내지 26 kg/mm2의 범위 내의 항복 강도(yield strength)를 나타내는, 표면처리된 구리 호일.
  8. 제7항에 있어서, 0.5 % 변형률에서 하중하 신장 방법을 기준으로 하여 8.5 kg/mm2 내지 20 kg/mm2의 범위 내의 항복 강도를 나타내는, 표면처리된 구리 호일.
  9. 제7항에 있어서, 0.5 % 변형률에서 하중하 신장 방법을 기준으로 하여 8.5 kg/mm2 내지 17 kg/mm2의 범위 내의 항복 강도를 나타내는, 표면처리된 구리 호일.
  10. 제1항에 있어서, 처리층이 장벽층, 변색방지층 및 커플링층 중의 적어도 하나를 추가로 포함하는, 표면처리된 구리 호일.
  11. 제10항에 있어서, 장벽층이 금속 또는 금속을 함유하는 합금으로 구성되고, 금속은 Ni, Zn, Cr, Co, Mo, Fe, Sn, 및 V로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인, 표면처리된 구리 호일.
  12. 제10항에 있어서, 커플링층이 규소를 포함하는, 표면처리된 구리 호일.
  13. 제1항에 있어서, 노듈 층이 구리 노듈을 포함하는, 표면처리된 구리 호일.
  14. 수지층; 및
    표면처리된 구리 호일을 포함하는 라미네이트로서, 표면처리된 구리 호일이
    드럼면 및 침착면을 포함하는 전착된 구리 호일; 및
    침착면 위에 놓여 수지층과 접촉하는 표면처리면을 제공하는 처리층
    을 포함하고, 처리층이 노듈 층을 포함하며,
    표면처리면이 0.05 내지 0.6 μm3/μm2의 범위 내의 물질 부피(Vm), 17 내지 52의 범위 내의 황색도 지수(YI), 0.10 내지 0.85 μm3/μm2의 범위 내의 보이드 부피(Vv)를 나타내고,
    표면처리된 구리 호일이 0.5 % 변형률에서 하중하 신장 방법을 기준으로 하여 8.5 kg/mm2 내지 26 kg/mm2의 범위 내의 항복 강도를 나타내는, 라미네이트(laminate).
  15. 제1항의 표면처리된 구리 호일을 포함하는 회로 기판 및 상기 회로 기판 위에 탑재된 복수의 부품을 포함하는 디바이스(device)로서,
    복수의 부품 중의 적어도 제1 부품 및 제2 부품이 회로 기판의 표면처리된 구리 호일을 통해 서로 전기적으로 연결되는, 디바이스.
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