KR830000116B1 - 도금용 절연판 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

도금용 절연판

제1도는 금속박에 인지질체의 박층을 형성시킨 상태의 단면도(인지질체를 조성물에 첨가하는 경우에는 상술한 박층을 형성하지 않는다).

제2도는 인지질체 박층위에 또 하나의 조성물 박막을 형성시킨 때의 단면도(3층 구성체로 되어 있으며, 인지질체를 조성물에 첨가하여 사용하는 경우에는 금속박 위에 직접 조성물 박막을 형성하기 때문에 2층 구성체로 된다).

제3도는 조성물 박막과 열경화성 수지 프리프레그를 가열 및 가압하여 일체로 경화시키기 전의 상태를 나타낸 단면도.

제4도는 조성물 박막과 열경화성 수지 프리프레그를 일체로 경화시켜 도금용 절연판으로 했을때의 단면도(인지질체와 조성물을 일체화된 구성으로 된다).

제5도는 제2도의 구성체를 열경화수지 프리프레그를 겹친 것의 양쪽에 배분하여 일체로 겹친 것을 나타내는 단면도.

본 발명은 부가법(付加法)에 의한 프린트 배선판의 제조에 적합한 신규의 도금용 절연판에 관한 것이다.

좀더 상세히 설명하자면, 표면이 물리적으로 용이하게 박리할 수 있는 금속박으로 피복된 도금용 절연판에 관한 것이다.

종래부터 프린트 배선판은 절연판(열경화성 수지 적층판)의 한쪽면 또는 양쪽면에 두께 35미크론의 동박(銅箔) 적층판으로 방부인쇄, 도금 및 부식 등의 공정을 거쳐 제조되는 것이 일반적이며, ① 동박이 고가이고 ② 동박의 대부분(50-90%)을 용해 제거(부식)시키기 때문에 비경제적이며, 부식액의 소모도 심하며 ③ 두꺼운 동박을 부식하기 위하여 언더-커트(under-cut)를 일으키기 쉽고, 그 결과 배선도형 정밀도가 저하하고, 특히 이종 금속, 예컨데, 납땜 도금을 하는 일이 많은 관통구멍 프린트 배선판에 있어서는, 언더-커트에 기인하는 벗겨짐에 의하여 단락사고를 일으키는 등의 결점을 가지며, 또 얻어지는 프린트 배선판도 단가가 비쌌다.

그래서 동장 적층판을 이용하는 방법에 대신하여 절연판에 직접 필요한 도체회로를 형성하여 높은 정밀도의 프린트 배선판을 경제적으로 얻고자 하는 부가법이 제안되어 시도되어 왔다. 부가법의 대표적인 것으로서 특허공고 소 4-9,664호가 있다. 이것은 절연판과 도금에 의하여 형성되는 도체회로와의 밀착력을 얻기 위하여 니트릴 고무-페놀수지로 된 와니스를 도포하고, 반경화시킨 후 화학 등 도금을 행하고, 불필요한 부분을 내약품성을 갖는 유기피막(방부제)으로 전기 동도금에 의하여 필요로 하는 두께의 등을 도금한다. 그 다음 방부제와 그 하층의 화학동 도금 피막을 제거하고, 또다시 판을 가열하여 와니스를 완전 경화시키는 것으로, 와니스가 반경화 상태에서 화학동 도금을 실시하기 때문에 와니스와 절연판의 밀착력이 약하며, 화학동 도금 공정중 와니스 막에 기포를 일으키기 쉬울 뿐만 아니라, 납땜 내열성도 실용화되어 있지 않다.

상술한 방법의 결점을 해결하는 목적으로 동종류의 와니스를 절연판에 도포 후, 완전 경화하는 것도 시도되었으나, 와니스의 완전 경화에는 고온도 및 장시간의 열처리를 요하기 때문에 판이 휘거나 열화(劣化)를 수반하여 결과적으로 판의 내열성, 전기 특성이 저하하는 등의 문제점이 있었다.

또한 특허공개소 48-24,257호는 알루미늄 박의 표면을 양극 산화시키는 것으로 거친면을 가지는 산화 피막층을 형성하고, 이것을 열경화성 수지 프리프레그와 일체적으로 압축 성형하는 것으로 표면이 강고히 접착된 알루미늄 박에 의하여 피복된 절연판으로 하고, 그 다음 상술한 알루미늄 박을 화학적으로 용해 제거하여 산화 피막층의 거친 면을 전사(轉寫)시킨 절연판을 다음 화학도금 또는 전기동 도금의 병용으로 도체회로를 형성하고자 하는 것으로서, ① 양극 산화 피막의 거친 면을 이용하는 기계적 앵커링(anchoring) 효과로서는 충분한 밀착력을 얻기 힘들고 신뢰성이 떨어지며, ② 거친면의 전사에 이용한 알루미늄 박의 제거는 화학적 용해만으로 한정되어 박의 재이용이 불가능할 뿐만 아니라, 그에 부수하여 폐수처리를 필요로 하는 결점이 있다.

본 발명은 화학도금에 적합하도록 배합한 고무와 열경화성 수지로 된 조성물(이하 조성물이라 약칭함)에 화학도금의 석출을 촉진시키고, 조성물 박막과 열경화성 수지 프리프레그와의 접착성을 방해하지 않고, 또 절연판의 성형후 금속박의 박리를 물리적으로 용이하게 할 목적으로, 인지질을 0.01~5중량% 첨가하여 변성시키고, 이 변성 조성물 금속박 위에 도포하고, 열처리 후, 열 경화성 수지 프리프레그와 조합시켜 가열 가압하여 일체로 경화시키는 공정으로 구성되는 것으로, 성형된 도금용 절연판은 조성물의 박막이 열과 압력에 의하여 열경화성 수지 프리프레그와 완전히 일체화되어 충분히 경화가 진행되어 있기 때문에 열열화(熱劣化)에 의한 절연판의 품질 저하나 휨이 없이 강고한 도금 밀착성을 갖는 것이다.

또한 다음과 같은 방법으로도 동일 특성의 절연판을 만들 수가 있다. 즉 금속박 위에 미리 용매에 용해시킨 인지질체를 도포하여 건조시키고 여기에 조성물의 와니스로 도포하여 열처리하고, 이 금속박-조성물 필름을 열경화성 수지 프리프레그와 조합시켜 가열가압하여 일체적으로 성헝한다. 이때, 인지질체는 조성물 중의 방향족, 에스테르, 케톤 등의 용매에 용해되어 마치 미리 조성물에 첨가한 상술한 방법의 변성 조성물에 근사한 것으로 된다. 또 다시 적층판의 가열가압 조건에 놓여지면, 이 경향은 촉진되어 인지질체는 상술한 것과 같은 효과를 나타냄을 알았다.

다음에, 본 발명의 도금용 절연판의 구성을 도면에 의해 더육 상세히 설명한다.

제1도는 금속박(1)에 인지질체를 벤젠, 톨루엔 등의 유기용매에 용해한 것을 도포, 건조하여 다음 조성물 도포공정에 제공하거나, 미리 조성물에 첨가하는 경우 박층 (2)을 형성시킬 필요가 없다.

금속박(1)으로서는 구리, 주석, 알루미늄 등의 박이 사용되나, 경제적으로는 알루미늄박이 바람직하다.

이 경우 두께는 특히 한정되지 않으나, 작업성, 박리성, 핀홀(pinhole)의 관점에서 10-60미크론 범위의 것이 바람직하다. 또한 일지질체로서 인글리세리드가 바람직하며, 0.01~10중량% 농도가 양호한 결과를 얻는다.

다음에 화학 도금의 밀착성이 얻어지도록 배합한 조성물을 도포하여 열경화성 수지 프리프레그와 일체적으로 경화가 가능한 정도로 열처리하여 제2도와 같이 5~100미크론의 막 두께를 갖는 조성물의 박막(3)을 형성한다. 조성물 중의 고무 성분으로서 스티렌-부타디엔 고무, 니트릴 고무, 클로로프렌 고무 등의 합성고무가 사용되나, 열경화성 수지와의 상용성(相溶性) 및 내열성으로 니트릴 고무가 바람직하며, 열경화성 수지로서는 페놀수지, 경화제를 배합한 에폭시수지, 페놀수지와 에폭시 수지의 혼합물이 사용된다.

본 발명에 있어서는 니트릴 고무 100중량부에 열경화성 수지 100~300중량부 배합한 조성물을 메틸에틸케톤, 사이클로헥사논, 톨루엔, 키실렌, 디아세톤 알코올 등의 유기용매에 5-50중량%로 되도록 용해한 것이 특히 바람직하며, 열경화성 수지 성분이 상술한 배합비보다 많은 경우는 절연판과 도금에 의해 형성되는 도체회로와의 충분한 밀착력을 얻기 어렵다. 또한, 적은 경우, 즉, 니트릴 고무 성분이 많은 경우에는 얻어지는 절연판의 내(耐)용매성이 나쁘고, 도금 공정을 거쳐 얻어지는 프린트 배선판의 260℃에서의 납땜 내열성이 불충분하여, 부품의 실제 장치시에 도체회로가 절연판으로부터 박리하는 일도 있다. 이것을 제1도의 인지질체 박층(2)위에 로울러 피복, 브러쉬칠 등에 의해 도포하고 열처리하여 조성물 박막(3)을 형성한다. 인지질체를 미리 조성물에 첨가할 경우는 조성물에 대해서 0.01~5중량%로 되도록 첨가하여 금속박(1)에 직접 도포한다.

제2도의 구성체를 제3도와 같이 시판의 열경화성수지 프리프레그(1)를 10여매 겹친 것(4)과 이 구성체의 조성물 박막(3)이 접하도록 겹쳐서 경면판(鏡面板)에 끼워서 필요한 시간만큼 가열 가압하여 일체로 경화시켜 제4도에 4층 구조체를 갖는 도금용 절연판으로 한다. 단, 실제로는 제2, 제3층은 상용(相溶)하여서 일층으로 되어 있다. 이 경우 열경화성 수지 프리프레그는 종이, 유리섬유 등을 기재로 하여 이것에 페놀수지, 에폭시수지 등의 열경화성 수지를 함침(含浸)시킨 것으로, 통상 B-스테이지(B-stage)에서 반응을 진행시키고 있다. 제5도는 제2도의 구성체를 열경화성 수지 프리프레그로 겹친 것의 양쪽에 배분하여 일체로 경화시킨 것이며, 양면 프린트 배선판의 제조에 알맞다.

이상과 같이 하여 얻어지는 도금용 절연판은 표면을 금속박으로 피복하고 있으나, 변성 조성물의 금속 박리형 효과에 의해 필요시에 용이하게 손으로 박리할 수 있다. 이 상태의 도금용 절연판은 조성물 중에 인지질체가 혼입되어져 있으나, 부가법 프린트 배선판을 만드는데 있어서, 필수의 화학도금 공정을 하등에 방해하지 않는다.

본 발명의 구성에 있어서, 공지의 이형제(離型濟), 예컨데 실리콘, 지방산 및 그 염류는 이형성 화학도금 적성의 어느 쪽이든지 본 발명의 목적에 부합하는 것은 아니고, 인지질체에 한해서 그 효과가 인정되었다. 또한, 사용하는 이형제에 따라서는 조성물 박막과 열경화성수지 프리프레그와의 일체화를 방해하는 것도 있어 화학도금 공정에서의 이 박막의 부풀음이나 납땜 내열성의 저하를 수반한다.

이와 같이 인지질체가 이형성, 화학도금 적성을 만족시키는 것은 분자중에 소수, 친수의 양기로 갖고 있는 것으로 생각되며, 소수기는 조성물 박막과 열경화성 수지 프리프레그의 일체 경화과정에 있어서, 그 일부가 조성물 박막과 상용(相溶)하여 이 박막의 표면에 친수기가 노출한 형태로 존재하여, 그 결과, 화학도금의 석출성과 밀착성을 방해하지 않고 오히려 촉진시키는 것으로 생각되어진다.

조성물에 첨가한 경우도 일체 경화과정에 있어서, 인지질체는 같은 효과를 나타내는 것으로 생각한다.

또한, 금속박의 제거는 화학적 용해가 아니므로 화학도금전의 조성물 박막은 하등화학적인 악영향을 받는 일 없이 일정한 도금의 밀착성이 얻어진다.

또한, 본 발명에 금속박을 사용하는 효과로서, 얻어지는 절연판을 프린트 회로판에 가공하는 공정중에서의 관통용 구멍을 뚫는 가공의 경우, 절연기판을 보호하고 있으므로 표면의 수지막에 상처나 먼지를 붙이지 않을뿐 아니라, 구멍을 뚫는 가공시에 생기는 거친 부분을 방지하는 역할도 갖고 있다.

또다시 금속박을 사용하면 금속박의 표면에 미리 본 발명에 관계하는 수지를 도포하고, 건조시켜 반경화상태의 수지 박막을 형성한 후, 프리프레그와 겹쳐서 가열 및 가압할 수가 있으므로 제조공정의 합리화를 도모할 수가 있다.

화학도금된 도금용 절연체를 공지의 방법, 예컨대, 방부인쇄, 전기동도금, 필요하면 이종 금속도금을 하고, 이어서 방부제와 화학도금 피막을 제거하므로서 용이하게 부가법 프린트 배선판을 만들 수 있다.

화학도금은 공지의 동 또는 니켈의 어느 것이나 사용되며, 전기동 도금은 프린트 배선판의 제조에 사용되고 있는 욕(bath), 예턴대 화산옥, 피로인산옥이 사용된다.

이와 같이 하여 만들어진 프린트 배선판은 판의 휨 및 열화등을 인정되지 않고, 프린트 배선판으로서 필요한 특성을 모두 만족하여 값이 싸고, 배선도형의 정밀도도 뛰어난 것이다.

본 발명의 실시예의 일부를 기술하면 아래와 같다.

[실시예 1]

시판의 고(高)니트릴 고무 100중량부와 페놀수지 100중량부를 충분하게 로울러에서 혼합하여 조성물을 얻었다. 조성물 100중량부를 메틸에틸케톤 500중량부, 사이클로헥사논 200중량부, 톨루엔 200중량부로 되는 혼합용매에 팽윤 및 용해시켜, 시판의 20미크론 알루미늄 박(400x400mm)에 레시틴 5중량% 톨루엔 용액을 도포하여 건조시킨 것의 위에 로울러 피복을 행하여 약 30분간 바람으로 건조시키고, 120℃에서 20분간 열처리하여 평균막 두께 12미크론의 조성물 박막을 형성했다.

시판의 종이-페놀수지 프리프레그(330x330mm) 9매의 양쪽에 조성물 박막이 접하도록 알루미늄 박 구성체를 겹처 160℃ 및 150kg/㎠에서 50분간의 조건으로 압착시키면 도금용 절연체가 얻어진다. 내악후 표면의 알루미늄 박은 손으로 간단하게 제거되었다.

[실시예 2]

시판의 고니트릴고무 100중량부와 알킬페놀수지 200중량부를 충분히 로울러에서 혼합하여 조성물을 얻었다. 이 조성물 100중량부에 메틸에틸케톤 250중량부를 가해 용해시켜, 시판의 30미크론 알루미늄 박(400x400mm)에 레시틴 1중량% 톨루엔 용액을 도포하여 건조시킨 것의 위에 로울러 피복하여 약 30분간 바람으로 건조시키고, 130℃에서 10분간 열처리하여 평균 막 두께 20미크론의 조성물 박막을 형성하였다.

이어서 시판의 종이-에폭시 수지 프리프레그(330x330mm) 9매의 양쪽에 조성물 박막이 접하도록 알루미늄 박 구성체를 겹쳐 160℃ 및 100kg/㎠에서 60분간의 조건으로 압착시킴으로서 도금용 절연판이 얻어진다. 냉각후, 표면의 알루미늄 박은 손으로 용이하게 저거할 수가 있었다.

[실시예 3]

열처리 조건을 150℃ 및 15분으로 바꾼 이외는 실시예 1를 반복하여 조성물 박막을 형성하여 시판의 유리섬유-에폭시수지 프리프레그(330x330mm) 8매의 양쪽에 조성물 박막이 접하도록 알루미늄 박 구성체를 겹쳐 160℃ 및 60kg/㎠에서 60분간의 조건으로 압착시키면 도금용 절연판이 얻어지며, 냉각후, 알루미늄 박은 손으로 용이하게 저거할 수가 있었다.

[실시예 4]

실시예 1의 용매에 용해한 조성물 100중량부에 레시틴 0.3중량부를 가해, 시판의 20미크론 알루미늄 박(400x400mm)에 도포하여 10분간 바람으로 건조시킨 후 150℃에서 15분간 열처리 조건에 의해 평균막 두께 13미크론의 조성물 박막을 형성하여, 시판의 유리섬유-에폭시 수지 프리프레그(330x330mm) 8매의 양측에 중첩하여 160℃ 및 60kg/㎠에서 60분간의 압착시켜 도금용 절연판을 얻었다.

냉각후, 표면의 알루미늄 박은 실시예 1과 동일하게 용이하게 제거할 수가 있었다.

[비교예]

실시예 1의 용매에 용해한 조성물을 레시틴을 가하지 않은 시판의 20미크론 알루미늄 밖(330x330mm)에 도포하고, 약 10분간 바람으로 건조시킨 후 150℃에서 15분간 열처리하고, 막의 평균두께 11미크론의 조성물 박막을 형성했다. 이것을 시판의 유리섬유 에폭시 수지 프리프레그(330x330mm) 9매의 양측에 중첩하여 160℃ 및 60kg/㎠에서 60분간 압착시켜 도금용 절연판으로 하였다.

냉각 후, 알루미늄 박은 도금용 절연판의 표면에 접착하여 있으며, 손으로 박리하면 박이 부분적으로 파손되어 완전히 제거하기가 불가능하기 때문에 염화제2철 400g/l, 염산 20ml/l로 구성된 액에 40℃에서 10분간 침지하고 잔존하고 있는 알루미늄 박을 용해 제거했다.

실시예 1~4 및 비교예의 각 도금용 절연판은 통상의 화학도금공정에 의하여 일정 처리조건하에서 화학니켈 도금하고, 관통구멍 도금용 조성의 피로인산 동욕(銅浴)에 의하여 평균 동도금 두께가 30미크론으로 되도록 동도금을 행한다. 표면이 동으로 피복된 도금용 절연판을 작성하여 JIS-C-6,481~5에 판의 특성을 평가했다. 그 결과는 다음 표와 같으며 프린트 배선판으로서의 성능을 만족하는 것으로 충분히 실용적으로 견디어내는 것이었다.

Claims (1)

1. 열경화성 수지로 구성된 절연기판의 최소한 한쪽에, 인지질체를 함유하는 고무와 열경화성 수지로 구성된 수지박막을 형성하거나, 또는 고무와 열경화성 수지로 구성된 수지 박막을 다시 그 박막상에 인지질체 박막을 형성하고, 이들 박막상에 금속박을 결합하는 것을 특징으로 하는 도금용 절연판.

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