WO2012099290A1 - 캐스팅 및 스퍼터링을 이용한 양면동박적층기판 제조 방법 - Google Patents

캐스팅 및 스퍼터링을 이용한 양면동박적층기판 제조 방법 Download PDF

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WO2012099290A1
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layer
copper foil
sputtering
insulating layer
thickness
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PCT/KR2011/000561
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이상락
조동준
권현우
김영주
정연중
박상현
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에스디플렉스(주)
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    • H05K3/38—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
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    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
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    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/06—Wires; Strips; Foils

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a double-sided copper laminated substrate using casting and sputtering, wherein the copper foil formed on one surface of the copper laminated substrate is formed using a casting process, and the copper foil formed on the other surface is sputtered and By forming using a plating (Plating) process, to improve the adhesive force of the copper foil, and relates to a technology that makes it easy to manufacture a thin copper foil laminated substrate.
  • Plating plating
  • the printed circuit is a wiring diagram representing electrical wiring to be connected to a component according to a circuit design.
  • the printed circuit is a printed circuit board (PCB) or a printed wiring board (PC), which is reproduced as an electrical conductor on an insulator by a suitable method. PWB).
  • Printed circuit boards are used in mass production processes in which electronic components are mounted on pre-wired boards to complete wiring work at once.
  • a copper foil formed on one surface of a copper foil laminated substrate is formed using a casting process, and the copper foil formed on the other surface is formed using a sputtering and plating process, thereby achieving high resolution. It is an object of the present invention to provide a method for producing a double-sided copper-clad laminate substrate which can easily manufacture a suitable double-sided copper-clad laminate substrate.
  • the present invention is manufactured by the above-described method, the first copper foil layer, polyimide layer that can improve the adhesion of sputtering, Ni / Cr seed layer, Cu plating layer having a thickness that can ensure the electrical performance of the circuit (hereinafter referred to as It is an object of the present invention to provide a double-sided copper-clad laminate substrate formed of a double copper foil layer structure, which has excellent adhesive strength and is capable of high definition.
  • a method of manufacturing a double-sided copper clad laminate substrate may include casting an insulating layer on an upper portion of a first copper foil layer and curing the insulating layer, and sputtering Ni and Cr alloy targets on the insulating layer to form Ni / C. Forming a Cr seed layer, a Cu sputtering step of forming a Cu sputtering layer to enable electroplating on the Ni / Cr seed layer, and a Cu plating step of forming a second copper foil layer on the Cu sputtering layer; Characterized in that it comprises a.
  • the present invention is characterized by the surface roughness of the existing sputtering products and the surface roughness forming technology and manufacturing method of the insulating layer to enable the production of double-sided copper clad substrate.
  • the method for manufacturing a double-sided copper clad laminate substrate according to the present invention forms a Ni / Cr seed layer by forming an appropriate surface roughness on top of the insulating layer so as to solve the problem of adhesion of the conventional copper clad laminated film suitable for high-definition fine film, thereby forming a subsequent copper foil layer. Provides the effect to maximize the adhesion of the.
  • the present invention can secure the surface adhesive strength of the copper foil layer that could not be realized by the copper-clad laminate substrate manufacturing the sputtering process by the surface roughness control technology of the insulating layer using the Ni / Cr seed layer, copper foil suitable for high definition It provides the effect of ensuring the layer thickness.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a copper foil laminated substrate according to a comparative example of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a copper clad laminate board according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a copper clad laminate board according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 4 to 8 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a copper clad laminate board according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a copper foil laminated substrate according to a comparative example of the present invention.
  • the first copper foil layer 10 and the second copper foil layer 30 are provided on both surfaces of the insulating layer 20.
  • the first and second copper foil layers 10 and 20 are bonded by a laminating method.
  • a thin copper foil layer should be applied for high resolution, but until now, a technology for laminating thin copper foil layers has not been secured.
  • the copper foil laminated film for COF had a problem that the adhesion between the insulating layer and the Cu sputtering layer was very low, and it was not a suitable manufacturing method for implementing a double-sided structure, and there is no copper foil laminated film for COF on both sides.
  • the present invention provides a surface roughness forming technology of the insulating layer to solve the problem of the surface adhesion of the existing sputtering products, and to enable the production of double-sided copper laminated substrate.
  • the present invention by forming a sputtering copper foil layer on one side of the single-sided copper foil laminated film to the above problems, it is possible to produce a thin double-sided copper foil layer that can be easily applied to high resolution. Provide a way.
  • the adhesion of the sputtering surface is also changed to a structure that can maximize the contact area by adjusting the surface roughness of the insulating layer to achieve an improved adhesion of the copper foil layer.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a copper clad laminate board according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a copper foil laminated substrate may include a first copper foil layer 100, an insulating layer 110, a Ni / Cr seed layer 120, a Cu sputtering layer 130, and a second copper foil from below. It can be seen that the structure of the layer 140 is provided.
  • the insulating layer 110 is preferably formed of at least one of polyester (PET) and polyimide layer (PI).
  • the present invention provides the following production method.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a copper clad laminate board according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a first copper foil layer is prepared, and an insulating layer is cast on the first copper foil layer (S100).
  • the casting may include a step of curing the insulating layer continuously after forming the insulating layer.
  • Ni / Cr seed layer S110.
  • a Cu plating process is performed on the Cu sputtering layer to form a second copper foil layer (S130).
  • the first copper foil layer according to the present invention unlike the method of laminating the copper foil on the existing insulating layer, by using a method of casting the resin composition for manufacturing the insulating layer on the copper foil can be sufficient adhesive force is generated.
  • the adhesive force of the second copper foil layer formed on the insulating layer should be secured.
  • the composition of the insulating layer resin is optimized to adjust the roughness of the surface of the insulating layer, thereby increasing the adhesion area with the seed layer. To improve adhesion.
  • the filler which can participate in roughening formation is added to the resin composition which comprises an insulating layer.
  • the filler may be oxides such as silica, alumina, titania, magnesium oxide, complex oxides such as kaolin, talc, montmorillonite, carbonates such as calcium carbonate and barium carbonate, calcium sulfate, barium sulfate and the like.
  • oxides such as silica, alumina, titania, magnesium oxide, complex oxides such as kaolin, talc, montmorillonite, carbonates such as calcium carbonate and barium carbonate, calcium sulfate, barium sulfate and the like.
  • One or more kinds of substances may be used, but is not limited to, sulfates, titanates such as barium titanate and potassium titanate, and phosphates such as first calcium phosphate, second calcium phosphate, and third calcium phosphate.
  • the surface roughness (Rz) according to the present invention is preferably to be 0.5 ⁇ 2.0 ⁇ m in order to maximize the adhesive force, the optimal filler for this is suitable talc.
  • the adhesive strength of the second copper foil layer is lowered. If the surface roughness is more than 2.0 ⁇ m, the adhesive force may be improved, but the surface is roughened, making it difficult to form a circuit pattern using the copper foil. In other words, high definition is impossible.
  • the filler content for optimum surface roughness, it is preferable to make the filler content to 10 to 30% by weight based on the solid content.
  • the surface roughness of the insulating layer according to the present invention is transferred to the surface roughness of the seed layer, the surface roughness of the seed layer again affects the surface roughness of the Cu sputtering layer, and consequently of the second copper foil layer Adhesion can be improved.
  • each layer for surface roughness control can be determined as follows.
  • 4 to 8 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a copper clad laminate board according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a copper foil of 9 ⁇ m to 35 ⁇ m is prepared as the first copper foil layer 200.
  • the thickness of the first copper foil layer 200 is less than 9 ⁇ m, sufficient adhesive strength may not be exerted during the subsequent insulation layer casting, and when the thickness exceeds 35 ⁇ m, the thickness of the entire copper clad laminate substrate may be too thick. High-definition circuit patterns can be difficult to form.
  • an insulating layer 210 is formed on the first copper foil layer 200 by a casting method.
  • the insulating layer 210 is preferably formed using at least one of polyester (PET) and polyimide layer (PI), it is preferable to form a thickness of 12 ⁇ 25 ⁇ m.
  • the thickness of the insulating layer When the thickness of the insulating layer is formed to be less than 12 ⁇ m, it may be difficult to fully implement the surface roughness (Rz) of the above 0.5 ⁇ 2.0 ⁇ m. On the contrary, when the thickness of the insulating layer exceeds 25 ⁇ m, it may be difficult to implement a flexible printed circuit board for high definition.
  • the Ni / Cr seed layer 220 is formed to have a thickness of 100 to 300 ⁇ m on the insulating layer 210 according to the sputtering condition described with reference to FIG. 3.
  • the Ni / Cr seed layer serves as a buffer layer for improving the adhesion of the subsequent Cu sputtering layer, when the thickness is less than 100 ⁇ can not normally perform the function.
  • the thickness of the seed layer exceeds 300 kPa, the thickness thereof may be too thick to properly transfer the surface roughness of the insulating layer 210.
  • a Cu sputtering layer 230 having a thickness of 500 ⁇ 1500 ⁇ is formed on the Ni / Cr seed layer 220 by using a sputtering process.
  • the Cu sputtering layer is a layer formed so that the subsequent Cu plating process, which is a second copper foil layer forming process, may be easily performed.
  • the second copper foil layer may not be normally formed. have.
  • the thickness of the Cu sputtering layer exceeds 1500 kPa, the surface roughness effect of the seed layer is lost and the adhesion of the second copper foil layer may be remarkably reduced, and may also act as a factor for inhibiting high definition.
  • the second copper foil layer 240 is formed on the Cu sputtering layer 230 by using a Cu plating process.
  • the second copper foil layer 240 is formed to have a thickness of 3 to 20 ⁇ m.
  • the thickness of the second copper foil layer is formed to be less than 3 ⁇ m, sufficient adhesive force may not be exhibited and the peeling strength may decrease.
  • the thickness of the second copper foil layer is thickened to a thickness exceeding 20 ⁇ m, it is difficult to form a high-definition circuit pattern, which may lower productivity.
  • a 20 ⁇ m thick polyimide layer is formed on a 12 ⁇ m thick copper foil, a 200 ⁇ m Ni / Cr seed layer is formed on the polyimide layer, and a 1000 ⁇ m Cu sputtering layer is formed on the Ni / Cr seed layer.
  • a Cu plating layer having a thickness of 5 ⁇ m is formed on the Cu sputtering layer.
  • condition range for forming the Ni / Cr seed layer is to use the range according to the description of FIG. 3, and all other ranges are to be treated as comparative examples.
  • a mask pattern having a size of 15 cm * 1 mm was formed using an acid resistant tape or a photoresist on the copper foil laminated substrate according to the embodiment.
  • the copper foil laminated substrate was immersed in an etching solution of 45% FeCl 3 and 45 ° C. for 40 seconds to remove the copper foil layer except for the portion where the mask pattern was formed.
  • 3 to 5 times at room temperature distilled water, and washed twice or more for 10 minutes using an ultrasonic cleaner to completely remove the residue and blowing the compressed nitrogen to remove the sample was completed.
  • the copper clad laminate substrate according to the present invention has a high surface roughness according to the content of the filler (Filler), and as the roughness increases, the adhesive area of the second copper foil layer is widened so that the adhesive strength is increased. Increasing experimental results were obtained.
  • the filler content is too high exceeding 30% by weight, the surface roughness of the insulating layer may be increased, but the high-definition circuit pattern forming process becomes difficult, the threshold value for the adhesive strength of the second copper foil layer in this process is lowered It was found that the phenomenon that the peeling strength was lowered.

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Abstract

본 발명은 양면동박적층기판 제조 방법에 관한 것으로, 동박적층기판의 일면에 형성되는 동박은 캐스팅(Casting) 공정을 이용하여 형성하고, 타면에 형성되는 동박은 스퍼터링(Sputtering)을 이용한 Ni/Cr 시드층 및 Cu 스퍼터링층 형성 및 Cu 도금(Plating) 공정을 이용하여 형성함으로써, 동박의 접착력을 향상시키고, 얇은 두께의 동박적층기판을 용이하게 제조할 수 있도록 하는 발명에 관한 것이다.

Description

캐스팅 및 스퍼터링을 이용한 양면동박적층기판 제조 방법
본 발명은 캐스팅 및 스퍼터링을 이용한 양면동박적층기판 제조 방법에 관한 것으로, 동박적층기판의 일면에 형성되는 동박은 캐스팅(Casting) 공정을 이용하여 형성하고, 타면에 형성되는 동박은 스퍼터링(Sputtering) 및 플레이팅(Plating) 공정을 이용하여 형성함으로써, 동박의 접착력을 향상시키고, 얇은 두께의 동박적층기판을 용이하게 제조할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.
인쇄회로는 부품을 접속할 전기 배선을 회로 설계에 따라서 배선도형으로 표현한 것으로, 이것을 적당한 방법으로 절연물 위에 전기 도체로 재현한 것을 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board; PCB) 또는 인쇄 배선 기판(Printed Wiring Board; PWB)이라고 한다.
인쇄 회로 기판은 미리 배선된 기판에 전자 부품을 장착하여, 배선 작업을 한 번에 완성시키는 대량 생산 공정에 사용된다.
인쇄 회로 기판을 이용하면, 전자 장치의 소형 경량화를 실현하고, 저렴한 생산비와 배선의 높은 신뢰성을 얻을 수 있는 이점이 있다. 따라서, 최근의 전자 응용 기기는 가정용, 산업용을 막론하고 대부분 인쇄 회로 기판을 사용하고 있는 실정이다.
한편, 최근에는 LCD모니터, PDP, 노트북 컴퓨터, 휴대폰, PDA, 소형 비디오 카메라 및 전자수첩 등의 전자기기의 소형화에 따라 인쇄회로기판의 고정세화가 요구되었고, 이에 따라, 인쇄회로기판의 회로 형성층에 대한 박막화가 필요하다. 이와 같이, 고정세화의 회로기판을 만들기 위해서는 회로 형성을 시키는 동박층의 두께가 얇아야 한다.
기존의 미세 패턴(Fine Pattern) 형성 기술에는 고도의 에칭 기술을 적용하는 방법, 후막 동박층을 일정하게 소프트에칭을 통하여 박막화한 후에 에칭하는 방법, 스퍼터링을 통하여 만든 COF(Chip on Film)용 FCCL(Flexible Printed Circuit)을 사용하는 방법들이 있었다. 그러나, 이러한 방법들은 가속화되는 고정세화의 요구에 대응하기에는 한계가 있다.
본 발명은 동박적층기판의 일면에 형성되는 동박은 캐스팅(Casting) 공정을 이용하여 형성하고, 타면에 형성되는 동박은 스퍼터링(Sputtering) 및 플레이팅(Plating) 공정을 이용하여 형성함으로써, 고정세화에 적합한 양면동박적층기판을 용이하게 제조할 수 있도록 하는 양면동박적층기판 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
아울러, 본 발명은 상술한 방법으로 제조되어 제1동박층, 스퍼터링의 접착력을 개선시킬 수 있는 폴리이미드층, Ni/Cr 시드층, 회로의 전기적 성능을 확보할 수 있는 두께의 Cu 도금층(이하 제2동박층) 구조로 형성되어 접착력이 우수하고 고정세화가 가능한 양면동박적층기판을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 양면동박적층기판 제조 방법은 제1동박층 상부에 절연층을 캐스팅하고 상기 절연층을 경화시키는 단계와, 상기 절연층 상부에 Ni 및 Cr 합금 타겟을 스퍼터링하여 Ni/Cr 시드층을 형성하는 단계와, 상기 Ni/Cr 시드층 상부에 전해도금이 가능하도록 Cu 스퍼터링층을 형성하는 Cu 스퍼터링 단계 및 상기 Cu 스퍼터링층 상부에, 제2동박층을 형성하는 Cu 도금 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 기존의 스퍼터링 제품에서 갖고 있는 표면접착력의 문제와 양면동박적층기판의 제조를 가능하게 하기 위한 절연층의 표면조도 형성기술 및 제조방법을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 양면동박적층기판 제조 방법은 고정세화에 적합한 기존 COF용 동박적층필름의 접착력 문제를 해결할 수 있도록 절연층 상부에 적당한 표면조도를 형성시켜 Ni/Cr 시드층을 형성함으로써, 후속 동박층의 접착력을 극대화시킬 수 있는 효과를 제공한다.
아울러, Ni/Cr 시드층 상부에 전해도금이 가능하도록 형성되는 Cu 스퍼터링층을 형성함으로써, 실제 고정세화 구현을 위한 얇은 제2동박층을 형성시켜주는 Cu 도금 공정이 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
따라서, 본 발명은 Ni/Cr 시드층을 이용한 절연층의 표면조도 조절 기술로 기존의 스퍼터링 공정을 제조하던 동박적층기판이 구현할 수 없었던 동박층의 표면접착력을 확보할 수 있으며, 고정세화에 적합한 동박층 두께를 확보할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 비교예에 따른 동박적층기판을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동박적층기판을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동박적층기판을 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 동박적층기판 제조 방법을 나타낸 단면도들이다.
이하, 본 발명에 따른 양면동박적층기판 제조 방법 및 이를 이용한 인쇄회로기판 제조 방법에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 비교예에 따른 동박적층기판을 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 절연층(20)의 양면에 제1동박층(10) 및 제2동박층(30)이 구비된다. 기존에는 상기 제1 및 제2 동박층(10, 20)이 라미네이팅 방식에 의해서 접착되었다. 이때, 고정세화를 위해서는 얇은 동박층을 적용하여야 하나, 현재까지 얇은 동박층을 라미네이팅 할 수 있는 기술이 확보되지 않은 실정이다.
따라서, 박막의 동박층을 적용하여야 하는 분야에서는 폴리이미드 필름(PI Film) 상부에 Cu를 스퍼터링하여 만든 제품을 사용하였다. 그리고, 이것을 COF용 동박적층필름이라고 하였다.
그러나 COF용 동박적층필름은 절연층과 Cu스퍼터링층의 접착력이 매우 낮은 문제를 갖고 있었으며, 양면구조를 구현하기에는 적합한 제조방식이 아니어, 현재 양면의 COF용 동박적층필름은 없는 상태이다.
이에 본 발명에서는 기존의 스퍼터링 제품에서 갖고 있는 표면접착력의 문제를 해결하고, 양면동박적층기판의 제조를 가능하게 하기 위한 절연층의 표면조도 형성기술을 제공한다.
보다 구체적으로는, 본 발명에서는 상기와 같은 문제에 대해 단면 동박적층필름의 한쪽면에 스퍼터링 방식의 동박층을 형성시켜, 고정세화에 용이하게 적용할 수 있는 얇은 두께의 양면동박층을 제조할 수 있는 방법을 제공한다.
아울러, 스퍼터링 면의 접착력 또한 절연층의 표면조도를 조정하여 접촉면적을 최대화 할 수 있는 구조로 바꾸어 동박층의 접착력 향상을 달성하였다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동박적층기판을 나타낸 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 동박적층기판으로서, 하부에서부터 제1동박층(100), 절연층(110), Ni/Cr 시드층(120), Cu 스퍼터링층(130) 및 제2동박층(140)의 구조로 구비되는 것을 볼 수 있다.
여기서, 상기 절연층(110)을 폴리에스테르(PET) 및 폴리이미드층(PI) 중 하나 이상으로 형성하는 것이 바람직하다.
그러나, 이 경우 동박층의 접착력이 현저히 저하될 수 있으므로, 본 발명에서는 하기와 같은 제조 방법을 제공한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동박적층기판을 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3을 참조하면, 먼저 제1동박층을 마련하고, 상기 제1동박층 상부에 절연층을 캐스팅하는 단계(S100)를 수행한다. 이때, 캐스팅은 절연층 형성 후 연속적으로 절연층을 경화시키는 공정을 포함한다.
다음으로, 절연층 상부에 Ni 및 Cr 합금을 이용한 스퍼터링(Sputtering)을 수행하여 Ni/Cr 시드층을 형성하는 단계(S110)를 수행한다.
그 다음으로, Ni/Cr 시드층 상부에 Cu를 이용한 스퍼터링(Sputtering)을 수행하여, 후속 전해도금이 가능하도록 하는 Cu 스퍼터링층을 형성하는 단계(S120)를 수행한다.
그 다음으로, Cu 스퍼터링층 상부에 Cu 도금 공정을 수행하여 제2동박층을 형성하는 단계(S130)를 수행한다.
여기서, 본 발명에 따른 제1동박층은 기존 절연층에 동박 포일을 라미네이팅하는 방식과 달리, 동박 포일에 절연층 제조용 수지 조성물을 캐스팅하는 방식을 사용하여 충분한 접착력이 발생되도록 할 수 있다.
다음으로는 절연층 상부에 형성되는 제2동박층의 접착력을 확보하여야 하는데, 본 발명에서는 이를 위해서 절연층 수지의 조성을 최적화하여 절연층 표면의 조도를 조절함으로써, 시드층과의 접착면적을 높이는 효과로 접착력을 향상시켰다.
아울러, 절연층의 조도를 향상시키기 위하여, 절연층을 구성하는 수지 조성물에 조도형성에 참여할 수 있는 필러(Filler)를 첨가한다.
이때, 필러는 실리카, 알루미나, 티타니아, 산화 마그네슘 등의 산화물과, 카올린, 탈크(Talc), 몬모릴로나이트(montmorillonite) 등의 복합 산화물과, 탄산 칼슘, 탄산 바륨 등의 탄산염과, 황산 칼슘, 황산 바륨 등의 황산염과, 티탄산 바륨, 티탄산 칼륨 등의 티탄산염과, 인산 제1칼슘, 인산 제2칼슘, 인산 제3칼슘 등의 인산염 중 1 종 이상의 물질들이 이용할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
다만, 본 발명에 따른 표면 조도(Rz)는 접착력을 최대화 하기 위해서 0.5 ~ 2.0㎛이 되도록 하는 것이 바람직한데, 이를 위한 최적의 필러는 탈크가 적합하다.
표면 조도가 0.5㎛ 미만일 경우에는 제2동박층의 접착력이 저하되고, 표면 조도가 2.0㎛를 초과할 경우에는 접착력은 향상될 수 있으나, 표면이 거칠어져 동박을 이용한 회로 패턴 형성이 어려워진다. 즉, 고정세화가 불가능해 졌다.
또한, 최적의 표면 조도를 위해서는 필러(Filler) 함량을 고형분 기준으로 10 ~ 30 중량%가 되도록 하는 것이 바람직하다.
필러의 함량이 10 중량% 미만으로 낮으면 표면 조도 형성이 정상적으로 이루어지지 않고 제2동박층과의 접착력이 낮아졌다. 반대로 필러의 함량이 30 중량% 초과하여 높아지면 표면 조도가 지나치게 높아져 고정세 회로형성 시 패턴 불량이 발생되는 결과가 나타났다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 절연층의 표면 조도는 시드층의 표면 조도에 전사되고, 시드층의 표면 조도는 다시 Cu 스퍼터링층의 표면 조도에 영향을 미쳐서, 결론적으로 제2동박층의 접착력을 향상시킬 수 있다.
따라서, 표면 조도 조절을 위한 각 층의 세부 사항은 다음과 같이 결정될 수 있다.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 동박적층기판 제조 방법을 나타낸 단면도들이다.
먼저 도 4를 참조하면, 먼저 제1동박층(200)으로 9 ~ 35㎛ 두께의 동박 포일을 마련한다.
이때, 제1동박층(200)의 두께가 9㎛ 미만일 경우에는 후속 절연층 캐스팅 시 충분한 접착력을 발휘할 수 없으며, 두께가 35㎛를 초과할 경우에는 전체 동박적층기판의 두께가 너무 두꺼워 질 수 있으며, 고정세 회로 패턴 형성이 어려워 질 수 있다.
다음으로 도 5를 참조하면, 제1동박층(200) 상부에 절연층(210)을 캐스팅 방법으로 형성한다.
이때, 절연층(210)은 폴리에스테르(PET) 및 폴리이미드층(PI) 중 하나 이상을 이용하여 형성하는 것이 바람직하며, 12 ~ 25㎛의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.
절연층의 두께가 12㎛ 미만으로 형성될 경우에는 상술한 0.5 ~ 2.0㎛의 표면 조도(Rz)가 충분히 구현되기 어려울 수 있다. 반대로 절연층의 두께가 25㎛를 초과할 경우에는 고정세화를 위한 플렉서블 인쇄회로 기판의 구현이 어려워 질 수 있다.
그 다음으로 도 6을 참조하면, 상기 도 3에서 설명한 스퍼터링 조건에 따라서 절연층(210) 상부에 Ni/Cr 시드층(220)을 100 ~ 300Å 두께로 형성한다.
이때, Ni/Cr 시드층은 후속 Cu 스퍼터링층의 접착력 향상을 위한 버퍼층으로서의 기능을 수행하는데, 그 두께가 100Å 미만일 경우에는 상기 기능을 정상적으로 수행할 수 없게 된다. 반대로, 시드층의 두께가 300Å를 초과할 경우에는 그 두께가 지나치게 두꺼워 져서 상기 절연층(210)의 표면 조도를 제대로 전사하지 못할 수 있다.
그 다음으로 도 7을 참조하면, 스퍼터링 공정을 이용하여 Ni/Cr 시드층(220) 상부에 500 ~ 1500Å 두께의 Cu 스퍼터링층(230)을 형성한다.
이때, Cu 스퍼터링층은 후속 제2동박층 형성 공정인 Cu 도금 공정이 용이하게 수행될 수 있도록 형성하는 층으로, 그 두께가 500Å 미만으로 형성될 경우에는 제2동박층 형성이 정상적으로 이루어지지 않을 수 있다. 그리고 반대로, Cu 스퍼터링층의 두께가 1500Å을 초과할 경우에는 시드층의 표면 조도 영향이 상실되어 제2동박층의 접착력이 현저하게 감소될 수 있으며, 고정세화 저해 요인으로 작용될 수도 있다.
그 다음으로 도 8을 참조하면, Cu 스퍼터링층(230) 상부에 Cu 도금 공정을 이용하여 제2동박층(240)을 형성한다.
이때, 제2동박층(240)은 3 ~ 20㎛ 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 제2동박층의 두께가 3㎛ 미만으로 형성될 경우에는, 충분한 접착력이 발휘되지 못하여 박리 강도가 저하될 수 있다. 그리고 반대로 제2동박층의 두께가 20㎛을 초과한 두께로 두꺼워질 경우에는 고정세 회로 패턴 형성이 어려워 지고, 이로 인해 생산성이 저하될 우려가 있다.
이하에서는 상술한 본 발명의 제조 방법에 의하여 실제 형성된 동박적층기판의 실시예를 들어, 본 발명에 따른 접착력 향상 특성을 살펴보는 것으로 한다.
실시예
먼저, 12㎛ 두께의 구리 포일 상부에, 20㎛ 두께의 폴리이미드층을 형성하고, 폴리이미드층 상부에 200Å의 Ni/Cr 시드층을 형성하고, Ni/Cr 시드층 상부에 1000Å의 Cu 스퍼터링층을 형성하고, Cu 스퍼터링층 상부에 5㎛ 두께의 Cu 도금층을 형성한다.
이때, Ni/Cr 시드층 형성을 위한 조건 범위는 상기 도 3의 설명에 따른 범위를 이용하는 것으로 하고, 그 외 범위는 모두 비교예로 처리하는 것으로 한다.
다음으로, 상기 실시예에 따른 동박적층기판 상에 내산테이프 또는 포토레지스트를 이용하여 15cm*1mm 크기의 마스크 패턴을 형성하였다. 이어서, FeCl3 45%, 45℃의 에칭 용액에 동박적층기판을 40초 동안 침지시켜 마스크 패턴이 형성된 부분을 제외한 나머지 부분의 동박층을 제거하였다. 그리고 나서, 상온의 증류수에 3~5회 세척하고, 초음파 세척기를 이용하여 10분 동안 2회 이상 세척하여 잔유물을 완전히 제거하고 압축 질소를 불어주어 수분을 제거하여 시료 제작을 완료하였다.
상기와 같은 방법을 통해 시료 제작을 완료한 후, 박리강도를 측정하였다.
표 1
필러(중량%) 절연층표면조도(Rz) 제2동박층박리강도(Kgf/cm2)
실시예1 10 0.6 0.65
실시예2 15 0.9 0.73
실시예3 20 1.0 0.84
실시예4 25 1.5 0.85
실시예5 30 1.8 0.89
비교예1 0 0.2 0.46
비교예2 5 0.3 0.56
비교예3 35 2.3 0.56
상기 표 1을 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 동박적층기판은 필러(Filler)의 함량에 따라서 표면조도가 높아지고, 조도가 높아지면서 제2동박층의 접착면적이 넓어져서 접착강도가 증가하는 실험 결과를 얻을 수 있었다.
한편, 필러의 함량이 30중량%를 초과하여 지나치게 높아질 경우에는 절연층의 표면조도는 높아질 수 있으나, 고정세 회로 패턴 형성 공정이 어려워 지므로, 이 과정에서 제2동박층의 접착력에 대한 임계치가 저하되어 박리 강도가 낮아지는 현상이 발생함을 알 수 있었다.

Claims (6)

  1. 제1동박층 상부에 절연층을 캐스팅하고 상기 절연층을 경화시키는 단계;
    상기 절연층 상부에 Ni 및 Cr 합금 타겟을 스퍼터링하여 Ni/Cr 시드층을 형성하는 단계;
    상기 Ni/Cr 시드층 상부에 전해도금이 가능하도록 Cu 스퍼터링층을 형성하는 Cu 스퍼터링 단계; 및
    상기 Cu 스퍼터링층 상부에, 제2동박층을 형성하는 Cu 도금 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 양면동박적층기판 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1동박층의 두께는 9 ~ 35㎛이고, 상기 절연층의 두께는 12 ~ 25㎛이고, 상기 Ni/Cr 시드층의 두께는 100 ~ 300Å이고, 상기 Cu 스퍼터링층의 두께는 500 ~ 1500Å이고, 상기 제2동박층 두께는 3 ~ 20㎛인 것을 특징으로 하는 양면동박적층기판 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절연층은
    폴리에스테르(PET) 및 폴리이미드층(PI) 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 양면동박적층기판 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 절연층은
    고형분 기준으로 10 ~ 30 중량%의 표면조도 조절용 필러(Filler)를 포함하는 것을 특징으로 하는 양면동박적층기판 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 필러(Filler)는
    실리카, 알루미나, 티타니아, 산화 마그네슘, 카올린, 탈크(Talc), 몬모릴로나이트(montmorillonite), 탄산 칼슘, 탄산 바륨, 티탄산 바륨, 티탄산 칼륨, 황산 칼슘, 황산 바륨, 인산 제1칼슘, 인산 제2칼슘 및 인산 제3칼슘 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 양면동박적층기판 제조 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 절연층의 표면 조도(Rz)는
    0.5 ~ 2.0㎛인 것을 특징으로 하는 양면동박적층기판 제조 방법.
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