KR920002012B1 - 인쇄회로용 동박 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

인쇄회로용 동박

본 발명은 인쇄회로용 동박에 관한 것으로서, 특히 동박표면에 아연과 철의 합금, 아연과 철과 텅스텐의 합금, 아연과 철과 몰리브덴의 합금으로 된 합금 피막처리와 크로메이트 방청처리를 연속적으로 실시하여, 동박과 절연기판과의 접착력을 향상시키고 절연기판에 노란얼룩이 형성되는 것을 방지하며 열처리를 하여도 접착력의 저하가 적은 동박의 제조에 관한 것이다.

인쇄회로는 라디오, 텔레비젼, 콤퓨터 등 각종 전기, 전자기기의 정밀 제어회로로 널리 사용되고 있다. 특히, 최근에는 인쇄회로판의 고품질이 요구되고 있으며, 기판의 회로가 미세화되고 고집적화 되고 있다. 산업용 절연기판에는 주로 에폭시 수지를 함침시킨 유리섬유가 사용되는데 이때 동박과 에폭시 수지가 반응하여 절연기판에 노랗게 얼룩이 발생한다. 이러한 반응의 정확한 원인은 아직 완전히 규명되지는 않았지만, 동과 에폭시 수지의 화학반응에 기인하는 것으로 추정하고 있다. 또, 고온으로 열충격을 받을때 이와 같은 반응 때문에 절연기판과 동박의 접착력의 저하가 일어난다. 따라서, 동박의 엄격한 품질관리가 요구되고 있다.

이와 같은 문제를 극복하기 위해 다음과 같은 방법들이 제안되었다. 미국특허 제3,585,010호와 미국특허 제3,857,681호에서는 접착력이 우수하고 절연기판의 얼룩방지에 아주 좋은 방법이 제시되고 있다. 미국특허 제3,585,010호에서는 절연기판과 접합하는 동박의 면에 황동처리를 하며, 미국특허 제3,857,681호에서는 절연기판과 접합하는 동박면에 아연피복을 하는 방법이 제시되고 있다. 그러나 이러한 방법중에서 황동을 피복하는 방법은 아직까지 시안화 화합물을 이용하는 방법 이외에는 실용화되지 않고 있으며, 시안화 화합물을 이용할 경우 이 시안화 화합물의 독성 때문에 작업에 어려움이 있고, 폐수에 의한 환경오염도 큰 문제가 되고 있다. 또 아연을 피복하는 경우는 동박의 회로를 구성할 때 사용하는 에칭액에서 아연이 동보다 빨리 녹기 때문에 동박과 절연기판과의 사이에 있는 아연이 침식당하여 심한 경우 회로가 기판으로부터 분리될 염려가 있다. 이러한 현상을 ＂엇더컷트＂현상이라 한다. 이때 사용하는 에칭액으로는 염화제일구리용액이나 염화제이철용액 또는 과황산암모늄 등이 있다.

본 발명의 목적은 작업에 어려움이 있고 폐수처리에 문제가 있는 시안화 화합물을 사용하지 않으면서 높은 접착강도와 열충격에 의한 접착력의 저하가 적으며, 에칭액에 의한 언더컷트 현상이 적온 동박을 만드는데 있다. 이러한 목적을 달성하기 위해 절연기판과 접합하는 동박의 면에 아연과 철, 아연과 철과 몰리브덴, 아연과 철과 텅스텐등의 합금피막층을 전해법으로 피복시킨후에 크로메이트 방청처리를 한다. 이하에서 본 발명의 동박제조 방법에 대해 상세히 설명하겠다.

일반적으로 인쇄회로용 동박의 제조공정은 다음과 같다. 대한민국 특허공고번호 제84-1643호에서 제시한 방법으로 기본 동박을 연속 전해법으로 만들고, 이어서 미국특허 제3,220,897호나 미국 특허 제3,293,109호에서 제시한 방법으로 기계적인 접착력을 향상시킨 거침처리를 한다. 이어서, 일본특허공보 소53-43555호나 소51-35711호와 같은 방법으로 절연기판과의 접합면에 금속피막처리를 한후에 크로메이트 방청처리를 하면 인쇄회로용 동박이 만들어진다. 본 발명은 거침처리후에 그 위에 아연과 철, 아연과 철과 몰리브덴, 아연과 철과 텅스텐등의 합금피막을 피복시킨 다음 크로메이트 방청처리를 하는 방법이다. 더욱 자세히 설명하면 다음과 같다. 거침처리가 끝난 동박의 절연기판과의 접합면을 아연과 철, 아연과 철과 몰리브덴, 아연과 철과 터스텐등의 합금 피막을 전해법으로 피복한다. 이때, 아연과 몰리브덴 혹은 아연과 텅스텐만으로 전해처리하는 것도 효과가 있으나, 전(電)착성이 나빠서 도금이 잘되지 않고 도금이 되더라도 불균일하게 되기 때문에 반드시 철을 첨가시켜야 한다. 전해액의 농도는 아연의 경우 황산아연을 50g/1 내지 200g/1의 범위로 한다. 50g/1미만이면 농도 관리가 어렵고 전류효율이 낮아진다. 200g/1이상도 문제는 없지만 농도가 높을 경우 황산아연이 물에 용해할 때 흡열반응 때문에 액온도가 급격히 저하된다. 철의 경우 황산제일철로 5g/1 내지 20g/1 범위가 좋다. 5g/1 미만의 경우는 철의 석출량이 너무 적어 언더컷트를 막지 못하고, 20g/1 가 넘으면 철의 합량이 많아져 철의 산화때문에 접착력이 저하된다. 몰리브덴과 텅스텐의 경우는 몰리브덴산 암모늄이나 몰리브덴산 나트륨, 텅스텐산 암모늄이나 텅스텐산나트륨으로 0.1g/1이상 5g/1이내로 한다. 0.1g/1미만의 경우 전해액중에 텅스텐의 첨가량이 적어 전착된 합금중 텅스텐함량이 적기 때문에 텅스텐 합금의 효과인 동바과 절연기판과의 접착력 향상에 대한 효과가 적으며, 5g/1가 넘으면 고가 약품이기 때문에 비경제적이다. 이때 첨가하는 약품으로 구연산을 사용하는데 구연산은 아연과 철과 착화합물을 형성하여 합금전착을 돕는다. 첨가량은 60g/1이상 150g/1이내로 하는 것이 좋다. 첨가량이 적으면 착이온 형성이 불충분하여 합금전착이 불균일하고, 너무 많으며 전착효과에는 무관한 구연산의 소모가 심해진다. 액온도는 실온(20도씨에서 35도씨 사이)에서 한다. PH는 2.0에서 4.5사이로 한다. 4.5이상이 되면 아연수산화물 형성으로 침전물이 생겨 농도관리가 어렵다. 이때 합금층의 두께는 0.001㎛이상 0.2㎛이하로 한다. 0.001㎛미만이면 합금층의 효과가 떨어지고 0.2㎛이 넘으면 동박의 순도가 떨어지고, 에칭할때의 에칭이 잘안되는 경우도 있다. 이와 같은 합금피막의 두께를 얻으려면 처리시간을 조절하여 얻는다. 음극전류밀도는 0.2A/dm²이하로 한다. 전류밀도가 높으면 합금분말이 형성되어 좋지 않고, 전류밀도가 낮으면 처리시간이 길어져 연속작업시 생산성이 떨어진다. 이러한 방법으로 형성된 합금층이 절연기판과 접합되어, 동과 에폭시수지가 직접 접촉하여 일으키는 화학반응을 억제하여 절연기판에 나타나는 노란 얼룩의 발생을 방지한다. 이와 같은 합금 피막처리후에 증류수로 씻어내고 크로메이트 방청처리를 한다.

본 발명으로 만든 동박을 에폭시 수지를 함침시킨 유리섬유 기판에 고온, 고압으로 적층성형하여 200도씨의 건조기에서 24시간 열충격을 준 다음의 동박과 절연기판과의 접착강도는 1.85Kg/cm이상이었고, 절연기판에 노란 얼룩도 나타나지 않았다.

상기 방법으로 합금처리와 크로메이트 방청처리를 실시한 것을 실시예를 들어서 설명한다.

[실시예 1]

하기 액조성과 처리조건으로 합금피막처리를 한다.

액조성 : 황산아연 50-200g/1

황산제일철 5-20g/1

몰리브덴산암모늄 0.1-5g/1

구연산 60-150g/1

처리조건 : 액온도 20-30도씨

PH 2.0-4.5

전류밀도 0.2-5.0A/dm²

처리시간 5-30초

이와 같이 처리한뒤 수세하고 하기 조건으로 크로메이트 처리를 한다.

액조성 : 중 크롬산 나트륨 10g/1

처리조건 : 액온도 30도씨

전류밀도 0.2-5.0A/dm²

PH 3.5

처리시간 8초

이렇게 형성된 합층의 두께를 측정한다. 또 상기 동박을 에폭시 수지가 함침된 유리섬유가 적층형성시키고 접착강도를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.

[실시예 2]

하기와 같이 액조성과 처리조건을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 합금처리를 실시했다. 크로메이트 처리는 실시예 1과 동일하게 처리했다. 그런 다음, 실시예 1과 동일하게 성능을 측정하여 표 1에 나타내었다.

액조성 : 황산아연 100g/1

황산제일철 10g/1

텅스텐산암모늄 2g/1

처리조건 : 액온도 30도씨

PH 3.5

음극전류밀도 0.2A/dm²

처리시간 5초

[실시예 3]

하기와 같이 액조성과 처리조건을 사용한 것외에는 실시예 1과 동일하다.

액조성 : 황산아연 150g/1

황산제일철 10g/1

처리조건 : 액온도 25도씨

PH 3.5

음극전류밀도 0.2A/dm²

처리시간 10초

[비교예 1]

하기 액조성과 처리조건 외에는 실시예 1과 동일하다.

액조성 : 황산아연 120g/1

처리조건 : 액온도 25도씨

PH 2.5(황산으로 조절)

음극전류밀도 0.2A/dm²

처리시간 10초

[표 1]

이상의 실시예와 비교예에서 본 바와 같이, 본 발명에 의하면 작업에 어려움이 있고 공해를 유발하는 시안화 화합물을 사용하지 않고도 접착강도와 열충격에도 우수한 효과를 가지는 고품질의 인쇄회로기판을 얻을 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 절연판과 접합하는 동박면에 아연과 철의 합금 또는 아연과 철과 텅스텐의 합금 또는 아연과 철과 몰리브덴의 합금을 황산아연 50-200g/1, 황산제일철 5-20g/1, 몰리브덴산 암모늄 0.1-5g/1와, 구연산 60-150g/1로 한 액조성으로 액온도 20-30도씨, PH 2.0-4.5, 전류밀도 0.2-5.0A/dm²로 하여 처리시간을 5-30초로된 처리조건하에서 피막처리한 것을 특징으로 하는 인쇄회로용 동박.
2. 제1항에 있어서 ; 피막처리의 액조성은 : 황산아연 100g/1, 황산제일철 10g/1과 텅스텐산암모늄 2g/1로 하고, 처리조건 : 액온도 30도씨, PH 3.5, 음극전류밀도 2.0A/dm², 처리시간 5초로 하여서 된 것을 특징으로 하는 인쇄회로용 동박.
3. 제1항에 있어서 ; 피막처리의 액조성은 : 황산아연 150g/1과 황산제일철 10g/1로 하고, 처리조건은 : 액온도 25도씨, PH 3.5, 음극전류밀도 2.0A/dm². 처리시간 10초로 하여 된 것을 특징으로 하는 인쇄회로용 동박.