KR20010021473A

KR20010021473A - 가공된 표면을 가진 전해동박, 이의 제조방법, 및 이의용도

Info

Publication number: KR20010021473A
Application number: KR1020000051045A
Authority: KR
Inventors: 구라베히토시; 시바타미쓰히토; 미쓰하시마사카즈
Original assignee: 미야무라 심뻬이; 미쓰이 긴조꾸 고교 가부시키가이샤
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2001-03-15
Anticipated expiration: 2020-08-31
Also published as: EP1083248A2; CN1289225A; US6291081B1; JP3291482B2; CN1182766C; SG86438A1; MY120485A; KR100385699B1; JP2001073188A; EP1083248A3; ATE554202T1; TW538142B; EP1083248B1

Abstract

본 발명은 광택면 및 평균 표면조도가 2.5∼10 ㎛의 범위에 있는 무광택면을 포함하는 전해동박을 무광택면의 평균 표면조도가 1.5∼6 ㎛가 되도록 1차 기계연마를 실시하는 단계, 및 상기 1회 기계연마가 이루어진 무광택면의 평균 표면조도(Rz)가 1.0∼3.0 ㎛가 되도록 적어도 1회 추가로 기계연마를 실시하는 단계를 포함하는 전해동박의 제조방법에 관한 것이다. 무광택면의 철부(凸部)는 1차 기계연마에서 선택적으로 연마되고 1차 기계연마가 실시된 표면은 온화한 조건하에서 추가로 2차 기계연마가 실시된다. 따라서 우수한 표면특성을 가지고 매우 편편하게 연마된 표면을 얻을 수 있고 또한 요부는 연마되지 않아서 연마에 의한 동의 손실량은 극히 작다. 본 발명의 가공된 표면을 가진 전해동박을 사용하여 극히 미세한 피치의 배선패턴을 형성할 수 있다.

Description

가공된 표면을 가진 전해동박, 이의 제조방법, 및 이의 용도 {ELECTRODEPOSITED COPPER FOIL WITH ITS SURFACE PREPARED, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME AND USE THEREOF}

본 발명은 동의 전해석출이 종료된 무광택면(matte side)이 적어도 2회 이상 기계연마되어 가공되는 전해동박, 그의 제조방법, 및 이와 같이 가공된 표면을 가진 전해동박을 프린트 배선판에 사용한 것과 같은 용도에 관한 것이다.

최근 노트북 크기의 퍼스널 컴퓨터와 같은 전자 장치가 점점 소형화, 경량화되고 있다. 또한 IC의 배선도 미세화되고 있다.

이러한 전자장치에 사용되는 기판에 형성되는 배선패턴에서 리드 폭이 십수 마이크론(㎛)까지 미세화되고 있고, 이에 따라 배선패턴을 형성하는 금속박도 점차 얇아지고 있다. 특히, 종래에서는 리드 폭이 100 ㎛ 정도의 배선패턴을 형성하는 데 사용된 금속박의 두께는 이 배선패턴의 폭에 대응하여 15∼35 ㎛ 정도이지만 십여 ㎛의 배선패턴을 형성하는 데 사용되는 금속박의 두께도 이에 대응하여 얇아질 필요가 있다.

이와 같은 배선패턴을 형성하는 금속박으로는 알루미늄박, 동박 등이 사용되고 있다. 이와 같은 금속박 중에서는 동박이 바람직하고, 특히 전해동박을 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같은 배선패턴을 형성하기 위해 사용되는 전해동박은 드럼 표면에 동을 전해석출시키는 것에 의해 제조된다. 이렇게 제조된 전해동박에 있어서, 동의 석출이 시작되는 면, 즉 드럼과 접촉되는 면을 "광택면(shiny side)"이라 하고, 동의 석출이 종료되는 면을 "무광택면(matte side)"라 한다. 광택면의 표면상태는 드럼 표면상태와 대략 동일하다. 즉, 드럼의 평균 표면조도(Rz)는 1.2∼2.5 ㎛ 정도로 광택면의 평균 표면조도도 대략 비슷하다. 한편, 무광택면의 표면조도는 동의 석출상태 및 두께에 따라 다르지만, 무광택면의 표면조도는 광택면의 표면조도보다 큰 것으로, 일반적으로 2.5∼10 ㎛ 정도이다. 종래로부터 35 ㎛ 정도의 평균두께를 가진 전해동박에서 이러한 무광택면의 표면조도가 문제가 되는 것은 드물었지만 두께가 십여 ㎛의 전해동박에서는 이러한 무광택면의 표면조도는 전해동박 전체의 두께의 수십 %에 상당하고, 이러한 무광택면의 상태가 형성되는 배선패턴 특히 보드 자체의 전기적 특성에 커다란 영향을 미친다. 이러한 동박의 표면상태를 조정하는 방법으로서, 기계연마, 화학연마, 전해연마 등이 알려져 있다. 기계연마는 버프(buff) 등을 이용하여 동박의 표면을 평활하게 하는 방법이지만 얇은 동박을 이용하는 경우에는 동박에 기계적 응력을 가하여 동박이 파손되는 경우가 있으므로, 기계연마 방법은 비교적 두꺼운 동박의 표면에 사용하는 것이 적합하다. 한편, 화학연마 및 전해연마에서는 동박에 기계응력이 생기지 않기 때문에 비교적 얇은 동박도 화학연마 및 전해연마에 의해 파손되지 않으므로, 화학연마 및 전해연마가 비교적 얇은 동박의 표면의 가공(조정)에 접합한 방법으로 고려되고 있다.

예를 들면 일본 특허 공개 공보 평5-160208호에서는 전해석출에 의해 얻어진 무광택면의 전면이 조정된 전해동박을 이용한 리드패턴을 형성한 캐리어 테이프(tape carrier)를 개시하고 있다. 이 공보에서는 무광택면의 표면을 1∼2 ㎛로 화학연마한 전해동박을 사용하는 것을 개시하고 있고, 여기에 사용되고 있는 전해동박은 가공한 후의 동박두께가 18∼30 ㎛이다. 이와 같은 무광택면의 전면이 화학적으로 연마된 동박을 사용하는 것으로 소정의 리드 강도를 가지는 것과 동시에 높은 신뢰성을 가진 캐리어 테이프가 제공될 수 있다는 것을 개시하고 있다.

그러나 상기 공보에 기재되어 있는 것과 같이 동박을 화학연마에 의해 가공하면 무광택면의 철부(凸部)가 비교적 높은 선택율로 용해되어서 가공되지만 무광택면의 요부의 동도 또한 용출된다. 따라서 이러한 화학연마로는 동박 전체가 얇아지게 되는 경향이 있으므로 최근의 미세피치(fine pitch)화에 따라 사용되고 있는 얇은 전해동박, 예를 들면, 두께가 35 ㎛(1 온스), 또는 17.5 ㎛(1/2 온스), 또는 그 이하의 전해동박을 화학연마하면 전해동박 전체가 얇아지게 되어 배선패턴 또는 리드의 강도가 저해된다. 또한 이와 같은 화학연마 처리를 행하는 경우에는 광택면에 레지스트를 도포하여 보호한 후, 무광택면을 염화제2철과 같은 동의 부식액으로 처리하고, 처리 후에는 광택면의 레지스트를 제거하는 공정이 필요하게 되므로 대단히 복잡하고 시간이 소모된다. 또한, 이러한 화학적 연마처리에는 화학연마 반응을 제어하는 것이 어려워서 무광택면을 균일하게 처리하기 어렵게 된다는 문제가 있다. 이러한 화학연마에 대한 문제는 유사하게 동을 용해하는 전해연마에서도 또한 발생한다.

특히 일본 특허 공개 공보 평3-296238호에서는 가공되지 않은 동박으로 형성된 배선패턴을 사용하는 TAB 테이프의 제조방법이 개시되어 있고, 이 가공되지 않은 동박의 평균 표면조도는 0.01∼1 ㎛의 범위 내에 있는 것으로 기재되어 있다.

그러나 이 공보에 개시되어 있는 0.01∼1 ㎛의 범위 내에 있는 평균 표면조도(Rz)를 가진 처리되지 않은 동박은 압연동박으로, 이와 같은 처리되지 않은 압연동박은 표면조도가 너무 낮아서 충분한 박리강도(접착강도)를 확보하는 것이 불가능하다. 따라서 동박을 예비가열하든지 또는 롤러를 대형화해야할 필요가 있고, 압연동박 표면에 얇은 산화제1구리의 피막을 형성하는 것이 필요하므로, 이의 정제 공정이 번잡해진다는 문제가 있다. 또한 이와 같은 압연동박을 사용하게 되면 피치 폭이 30 ㎛이상 60㎛ 미만이 되므로 미세피치의 배선패턴을 형성하는 것은 극히 곤란하게 된다.

또한, 일본 특허 공개 공보 평9-195096호에는 전해동박의 노듈레이팅 처리공정(nodulating treatment) 후의 표면조도는 1.5∼2.0 ㎛이지만 노듈레이팅 처리 전의 전해동박의 무광택면의 표면조도(Rz)는 1.5이하인 것을 특징으로 하는 프린트 배선판용 전해동박의 발명이 개시되어 있다. 이와 같은 전해동박은 전해동박의 무광택면을 버프로 연마해서 노듈레이팅 처리하기 전의 표면조도를 1.5 ㎛이하로 하여 무광택면 상에 노듈레이팅 처리하여 표면조도를 1.5∼2 ㎛로 하는 방법에 의해 제조될 수 있다고 기재되어 있다.

그러나 이 공보에 기재되어 있는 바와 같이 버프연마를 하면, 버프연마 면에 줄무늬의 연마 상처가 생길 수도 있다. 연마 상처는 예정된 연마량보다 깊이 연마되어 생기는 상처이다. 종래와 같이 두꺼운 전해동박을 사용하는 경우에는 다소의 연마 상처는 문제가 되지 않지만, 이와 같은 연마상처 부분은 동이 과도하게 연마되기 때문에 얇은 동박을 사용하는 경우에는 이와 같은 연마상처 부분의 강도가 현저하게 저하되고 배선패턴 등에 있어서 이 부분에서 단선의 가능성이 높아지는 등 불량품의 발생원인이 되기 쉽다.

또한 이와 같은 버프연마를 행하는 경우에는 동박 표면의 철부에 버프의 회전방향에 따른 응력을 받아서 동박표면의 철부가 버프의 회전방향에 따라 변형되기 쉽다. 이와 같이 변형된 철부를 가진 버프처리된 동박에 균일한 노듈레이팅 처리를 실시하는 것은 어렵다. 따라서 노듈레이팅 처리가 불균일하게 되는 것에 의해 가장자리 필름에 대한 피접착성, 에칭의 균일성, 본딩의 신뢰성 등이 저하되는 문제가 생긴다. 특히 이와 같은 문제는 얇은 전해동박을 기계연마하는 경우에 특히 생기기 쉽다.

본 발명은 미세피치화에 적합한 가공된 표면을 가진 전해동박을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한 기계연마하는 것으로 무광택면의 철부를 선택적으로 연마하는 동시에 기계연마에 의해 전해동박의 변형 등을 최소화하여 가공된 표면을 가진 전해동박 및 표면의 가공방법 및 가공된 표면을 가진 전해동박의 용도를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 전해동박의 무광택면의 일례를 나타내는 단면도이다.

도 2는 1차의 버프(buff)연마를 실시한 후의 무광택면의 상태를 도시한 단면도이다.

도 3은 2차의 버프연마를 실시한 후의 무광택면의 상태를 도시한 단면도이다.

도 4(A)∼(C)는 버프연마한 경우 철부의 변형을 도식적으로 나타낸 단면도이다.

도 5는 조화처리(roughening treatment)되고 가공된 표면을 가진 전해동박의 상태를 도식적으로 도시한 도면이다.

도 6은 본 발명의 가공된 표면을 가진 전해동박을 폴리이미드 필름에 점착시킨 상태를 도식적으로 도시한 도면이다.

도 7은 기계연마시키기 전의 18 ㎛두께의 전해동박의 무광택면의 일례를 도시한 주사전자현미경(SEM) 사진이다.

도 8은 1차의 기계연마가 이루어진 18 ㎛ 두께의 전해동박의 무광택면의 일례를 도시한 SEM사진이다.

도 9는 2차의 기계연마가 이루어진 18 ㎛ 두께의 전해동박의 무광택면의 일례를 도시한 SEM사진이다.

도 10은 조화처리된 18 ㎛두께의 가공된 표면을 가진 전해동박의 무광택면의 일례를 도시한 SEM사진이다.

발명의 요약

본 발명의 가공된 표면을 가진 전해동박의 제조방법은

광택면 및 평균 표면조도가 2.5∼10 ㎛의 범위에 있는 무광택면을 포함하는 전해동박을 무광택면의 평균 표면조도가 1.5∼6 ㎛가 되도록 1차 기계연마를 실시하는 단계, 및

상기 1회 기계연마가 이루어진 무광택면의 평균 표면조도(Rz)가 1.0∼3.0 ㎛가 되도록 적어도 1회 추가로 기계연마를 실시하는 단계를 포함한다.

본 발명의 가공된 표면을 가진 전해동박은 광택면 및 평균 표면조도(Rz)가 1.0∼3.0 ㎛의 범위에 있는 가공된 무광택면을 포함하는 가공된 표면을 가진 전해동박으로,

상기 가공된 무광택면의 평균 표면조도(Rz)가 2.5∼10 ㎛의 범위에 있는 무광택면을 포함하는 전해동박을 무광택면의 평균 표면조도가 1.5∼6 ㎛가 되도록 1차 기계연마를 실시하는 단계, 및

상기 1차 기계연마된 무광택면의 평균 표면조도가 1.0∼3.0 ㎛가 되도록 적어도 1회 추가로 기계연마를 실시하는 단계로 제조된다.

본 발명의 프린트 배선판은 광택면 및 평균 표면조도(Rz)가 1.0∼3.0 ㎛의 범위 내에 있는 가공된 무광택면을 포함하는 가공된 표면을 가진 전해동박으로 형성되는 배선패턴을 표면에 가지는 절연기판을 포함하며,

상기 가공된 무광택면은 평균 표면조도(Rz)가 2.5∼10 ㎛인 전해동박의 무광택면을 평균 표면조도가 1.5∼6 ㎛가 되도록 1차 기계연마를 실시하는 단계, 및

상기 1차 기계연마된 무광택면을 평균 표면조도가 1.0∼3.0 ㎛가 되도록 적어도 1회 추가로 기계연마를 실시하는 단계에 의해 제조된다.

본 발명의 다층 프린트 배선판은 광택면 및 평균 표면조도가 1.0∼3.0 ㎛의 범위 내에 있는 가공된 표면을 가진 전해동박으로 형성되는 배선패턴을 가진 배선판을 2층 이상 적층한 적층물―여기서 적층물은 두께 방향으로 전기적으로 접속가능함―을 포함하는 다층 프린트 배선판에 있어서,

상기 1차 기계연마된 무광택면을 평균 표면조도가 1.0∼3.0 ㎛가 되도록 적어도 1회 추가로 기계연마를 실시하는 단계로 제조된다.

본 발명에서, 가공된 표면을 가진 전해동박에서 무광택면이 1차 연마방향과 반대방향으로 적어도 1회 추가하여 2차 기계연마를 실시하여 선반형의 변형이 없는 표면을 얻는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 전해동박의 무광택면을 적어도 2회의 기계 연마공정에 의해 연마하여 표면을 가공한다. 1회의 기계연마대신 수회로 나누어 무광택면을 기계연마하는 것으로 얇은 전해동박을 사용하는 경우에 있어서도 전해동박에 응력이 감소되고 전해동박이 파손되지 않고도 또한 응력이 적어지게 되어서 응력에 의해 철부의 변형 우려도 생기지 않는다. 특히, 복수의 회전 버프를 사용하여 이의 회전 버프의 회전방향을 반대로 하고 전해동박의 무광택면을 연마하는 것으로, 평활하고, 또한 균일하게 무광택면을 가공하는 것이 가능하다. 따라서 이와 같은 기계연마의 경우에는 화학연마 또는 전해연마의 경우와는 달리 연마되지 않는 광택면을 보호막처리해야 할 필요가 없다.

이와 같이 복수회로 나누어 무광택면을 기계연마한 후, 이 기계연마된 무광택면에 노듈레이팅 처리(조화처리)하는 것으로 연마된 무광택면에 입경이 균일한 동의 미립자를 균일하게 전착하는 것이 가능하다. 따라서 이와 같은 가공된 표면을 가진 전해동박을 무광택면이 절연필름의 표면과 마주하도록 가열압착하는 것으로 대단히 안정하게 절연필름과 전해동박을 접착시키는 것이 가능하다.

또한 복수회에 나누어 기계연마하는 것으로 일회의 기계연마에 의해 동박 표면의 연마량이 적어지고 따라서 과도한 연마에 의한 연마상처 등이 생기는 것을 방지할 수 있다.

발명의 구체적 설명

이하에서 본 발명의 가공된 표면을 가진 전해동박을 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다. 또한 이하에 나타난 도면에 있어서 공통의 부재에는 가능한 공통의 부호를 사용하였다.

본 발명의 설명에서는 예시적으로 나타난 기계연마 전의 평균 두께가 18 ㎛의 전해동박("18 ㎛두께의 전해동박"으로 칭함)은 무광택면의 평균 표면조도(Rz₀)가 2.5∼10 ㎛, 바람직하게 3∼8 ㎛ 정도이고 또한 표면조도가 작은 전해동박에서 무광택면의 표면조도(Rz₀)는 3∼7 ㎛정도이다. 이와 같은 평균 표면조도를 가진 동박의 예로는 VLP박(평균 표면조도(Rz) 3∼5 ㎛), HTE박(평균 표면조도(Rz): 4∼7 ㎛)를 예로 들 수 있다.

도 1은 두께 (T₀)가 18 ㎛이고, 평균 표면조도(Rz₀)가 4.5 ㎛의 전해동박의 무광택면의 일반적인 표면상태를 도식적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 1차 기계연마공정을 거친 평균 표면조도(Rz₁)가 1.5 ㎛인 가공된 표면을 전해동박을 도식적으로 나타낸 단면도이고, 도 3은 2차 기계연마공정을 거친 평균 표면조도(Rz₂)가 1.0 ㎛인 가공된 표면을 가진 전해동박을 도식적으로 나타낸 단면도이다. 도 7은 기계연마되기 전의 18 ㎛두께의 전해동박의 무광택면의 SEM 사진을 나타낸다.

도 1∼3에 있어서, "M면"으로 기재된 것은 전해동박의 무광택면이고, "S면"으로 기재된 것은 광택면이다. 도 1에 나타난 바와 같이 일반적으로 무광택면의 평균 표면조도(Rz)는 10점 평균조도(Rz)로 나타나고, 이 10점 평균조도(Rz)는 무광택면에 형성되어 있는 요부의 바닥에서 철부의 상부까지의 길이의 5개의 최대값, 5개의 최소값으로 이루어진 10개의 거칠기 값의 평균값이다. 무광택면에 형성된 요철은 균일하지 않고 요부의 가장 낮은 저부에서 철부의 가장 높은 상부까지의 거리(C₀)는 상기 평균 표면조도(Rz₀)가 4.5 ㎛의 전해동박에 있어서 6 ㎛정도가 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 1차 기계연마로 주로 무광택면의 돌출된 철부의 상부를 연마한다. 이와 같은 1차 기계연마에 의해 전해동박의 무광택면의 평균 표면조도(Rz₁)는 통상 1.5∼6 ㎛, 바람직하게 1.5∼3.5 ㎛, 특히 바람직하게 1.5∼2.5 ㎛의 범위에 있다. 이 1차 기계연마는 예를 들면 회전 버프 등을 사용하여 행하는 것이 가능하다.

즉, 피연마물인 전해동박을 가이드롤에 통과시키면서, 무광택면 측이 1차 회전버프를 눌러서 연마한다.

이 1차 버프연마에서 버프를 통상 100∼1500 rpm, 바람직하게 800∼1300 rpm의 회전수로 단일 방향으로 회전시키면서 기계연마한다. 버프 회전수가 100 rpm을 넘지 않으면 피연마면인 무광택면을 균일하게 연마하는 것이 어렵고, 또한 1500 rpm을 크게 초과하면 버프의 회전이 불안정할 뿐 아니라 전해동박이 파손되는 경우가 있다.

또한, 1차 버프연마에서 피연마물인 동박에 버프에 의해 발생된 압압(press force)은 전해동박을 파손하지 않고 또한 1차 버프연마로 무광택면을 과도하게 연마하지 않도록 선택조정되는 것이 가능하지만, 1차 버프의 압압을 최대가 되도록 하고 순차적으로 압압을 저하시키는 것이 바람직하다. 통상적으로 버프 압압은 버프의 회전구동모터의 부하전류로 조절된다. 본 발명에서는 버프모터 회전구동 전류치에 환산하여 1차의 버프 압압은 19∼30A(무부하시의 버프 모터 전류치는 약 10A이고, 따라서 1차 버프의 실제적인 압압은 버프모터 환치산전류치로 9∼20A이다)의 범위 내에 설정된다. 이 압압이 버프모터 전류치로 20A를 넘으면 전해동박의 파손이 빈번하게 발생한다. 또한 9A에 도달하지 않는 압압에서는 유효하게 전해동박을 연마할 수 없거나 또는 연마에 필요한 시간이 길어지게 된다.

상기와 같은 회전 버프에 의해 전해동박을 기계연마하는 경우, 연마하고자 하는 동박이 이동하는 속도, 즉, 선속도(line speed)가 통상 3∼15 m/분의 범위 내에 설정된다. 이 선속도는 기계연마의 균일성에 영향을 미치거나 선속도가 이 범위를 벗어나면 기계연마의 균일성이 손상받기 쉬워지는 경향이 있다.

상기와 같은 1차 기계연마는 통상 상기와 같은 회전버프를 이용하여 실시된다. 이와 같은 기계연마에서 예를 들면 버프를 사용하는 경우, 사용한 연마재의 종류에 특히 한정되지 않지만, 예를 들면 산화알루미늄을 부착시킨 No. 400∼1200 정도, 바람직하게 No. 800∼1200 정도의 버프를 사용하는 것이 가능하다.

상기와 같은 1차 기계연마를 실시하는 것에 의해 무광택면이 있는 철부의 비교적 높은 상부가 선택적으로 연마되어서, 예를 들면 도 1에 도시된 C₀= 6 ㎛가 도 2에 도시되는 바와 같이 C₁= 3㎛까지 연마가 감소된다. 즉, 1차 연마로 표면가공하기 전의 C₀에 대해서 C₁은 30∼50% 감소된다. 이와 같이해서 행해지는 1차 연마를 평균 표면조도로 표현하면 예를 들면 도 1에 도시된 전해동박에서는 평균 표면조도(Rz₀)는 4.5 ㎛이고 도 2에 나타난 바와 같이 1차 기계연마에 의한 평균 표면조도(Rz₁)는 2.5 ㎛이고, 제1차 기계연마에서 평균 표면조도(Rz)는 40∼60% 감소한다.

도 8에는 1차 기계연마가 이루어진 18 ㎛두께의 전해동박의 무광택면의 SEM사진을 나타낸 것이다.

이와 같은 1차 기계연마를 통하여 철부의 돌출된 상부가 선택적으로 연마된 동박에 2차의 기계연마를 추가로 실시한다.

상기와 같이 기계연마 공정을 다단계로 행하는 경우에는 1차 기계연마공정과 2차 기계연마공정을 연속적인 라인 상에서 실시하도록 하는 것이 유리하다. 따라서, 선속도는 통상 1차 기계연마공정과 동일하게 통상 3∼15 m/분의 범위 내에 설정된다.

이 경우, 2차 연마공정에서는 도 2에 도시된 바와 같이 주로 무광택면의 철부의 돌출된 상부가 선택적으로 연마되는 전해동박의 무광택면을 더욱 연마한다.

예를 들면 도 2에 나타난 바와 같이 1차 연마에 의해서는 기계연마 전의 C₀에서 C₁이 값으로 약 30∼50%의 거리감소가 나타나지만 전해동박의 무광택면에서 1차 연마에 의해서는 회전버프와 접촉하지 않는 철부가 다수 존재하게 된다.

본 발명의 2차 기계연마에서는 도 3에 나타난 바와 같이 상기와 같은 미연마 상태인 철부의 상부를 포함해서 심부까지 더욱 기계연마한다.

즉, 1차 기계연마에서는 주로 돌출된 철부의 상부를 연마하여 1차 기계연마에 의해 평균 표면조도(Rz₁)가 통상 1.5∼6 ㎛, 바람직하게는 1.5∼3.5 ㎛, 특히 바람직하게는 1.5∼2.5의 범위내 있도록 연마하는 것이지만, 2차 기계연마에서는 전해동박의 무광택면을 도 3에 도시된 바와 같이 이의 평균 표면조도(Rz₂)가 통상 1.0∼3.0 ㎛, 바람직하게는 1.0∼1.5㎛, 특히 바람직하게는 1.0∼1.2 ㎛의 범위 내에 있도록 추가로 기계연마한다.

이 2차 기계연마는 예를 들면 회전버프 등을 이용하여 행하는 것이 가능하다. 특히, 1차의 연마공정에 의해 연마된 전해동박을 가이드롤에 통과시키면서 무광택면 측에 2차 기계연마를 실시하기 위해서 회전버프를 무광택면에 대해서 압압하여 연마한다.

2차 버프연마에서는 버프를 통상은 100∼2000 rpm, 바람직하게는 800∼1500 rpm의 회전속도로 단일방향으로 회전시키면서 기계연마한다. 2차 기계연마 공정에서 버프의 회전속도는 1차 기계연마 공정에서 버프의 회전수와 독립하여 설정하는 것도 가능하지만, 본 발명에서는 2차 기계연마에서 버프의 회전수를 1차 기계연마의 버프의 회전수보다도 높게 설정하는 것이 바람직하다. 버프의 회전수가 100 rpm에 도달하지 못하면, 피연마면인 무광택면을 균일하게 연마하기가 어렵게되고, 또한 2000 rpm을 크게 초과하면 버프의 회전이 불안정하게되는 전해동박을 파손하는 경우가 있다. 또한, 이 버프의 회전방향은 1차 기계연마 방향과 반대가 되는 것이 바람직하다. 즉, 회전버프를 사용하여 전해동박의 무광택면을 연마하면 도 4(a)에 도시된 바와 같이 철부의 상부(110)가 버프의 회전방향에 따라 도 4(b)에 도시된 바와 같이 변형(111)되는 경우가 있다. 이와 같은 변형(111)은 버프의 압압이 높을수록 커지게 되고, 본 발명의 1차 버프연마에 적용된 약한 압압에서는 도 4(b)에 도시된 바와 같이 커다란 변형이 일어나지 않지만 사소한 변형이 생길 가능성이 있다. 이와 같은 변형(111)이 생긴 무광택면에 예를 들면 조화처리(roughening treatment; 자세한 것은 후에 기술함)를 행하면, 선반 형태의 변형(111) 부분에 과도한 노듈이 형성되고 선반 형태의 변형의 하부에는 정상의 노듈이 형성되지 않는 등의 부작용이 생기게 된다. 따라서 가공된 무광택면은 도 4(c)에 도시된 바와 같이 연마된 철부의 상면이 112로 설정된 평탄역(plateau)을 형성하는 것이 바람직하다.

이와 같이 연마된 철부의 상면을 상기와 같은 평탄역을 형성시키기 위해서는 1차 버프연마의 경우의 버프의 회전방향과 2차 버프의 회전방향을 반대로 하는 것이 바람직하다.

또한 2차 버프연마의 압압은 전해동박을 파손시키지 않고, 동시에 과도한 연마를 방치하도록 1차 버프연마의 압압과는 독립적으로 적절하게 조정하는 것으로 가능하지만 통상의 경우에는 2차 버프의 압압은 버프모터 전류치에 환산하여 19A 미만, 바람직하게는 11A 이상 19A 미만(동일하게, 부하가 없을때 버프모터 전류치는 약 10A이기 때문에 2차 버프의 실질적인 압압은 버프모터 전류치 환산값으로 9A 미만이고, 바람직하게는 1A 이상 9A 미만이다)의 범위 내에 설정한다. 이 압압이 버프모터 전류치 환산값으로 9A를 넘으면 전해동박의 파손이 빈번하게 발생할 수 있다. 또한 압압이 1A 미만이면 유효하게 전해동박을 연마할 수 없거나 또한 연마에 필요한 시간이 연장된다.

또한, 2차의 버프연마의 압압은 1차의 버프연마의 경우의 압압보다도 낮은 것이 바람직하다. 이와 같은 버프의 압압은 1차보다 낮아지는 것이 좋고 연마된 전해동박의 무광택면에 회전버프의 연마상처 등이 형성되는 일이 없고 또한 균일하게 가공되는 것이 가능하다.

상기와 같은 2차 기계연마는 일반적으로 상기와 같은 회전버프를 사용하여 실행된다. 이러한 기계연마에서 버프를 사용하는 경우에는 사용되는 연마재의 종류에 특히 제한은 없지만, 본 발명에는 예를 들면 산화알루미늄을 부착시켜서 통상은 No. 1000∼3000 정도, 바람직하게는 No. 1200∼3000 정도의 버프를 사용하는 것이 가능하다. 즉, 1차 기계연마공정에 사용된 버프보다도 더 미세한 연마입자의 버프를 사용하는 것으로 표면을 더욱 평활하게 가공하는 것이 가능하다.

상기와 같이하여 2차의 기계연마를 행하는 것으로 무광택면에 있는 철부의 비교적 높은 상부가 선택적으로 연마되어서 예를 들면 도 2에 도시한 C₁= 3 ㎛에서 도 3에 도시된 바와 같이 C₂= 2 ㎛까지 감소되도록 연마된다. 즉, 2차 연마에서 가공하기 전의 C₀에 대해서 C₂는 50∼80% 감소한다. 따라서, 1차 기계연마에서는 C₁은 C₀에 대해서 30∼50% 감소하기 때문에 이 2차 기계연마에서 C₂는 C₁에 대해서 30∼60% 감소한다. 이와 같이해서 행하는 2차 연마는 평균 표면조도로 평가하면 예를 들면 도 1에 도시된 전해동박에서는 평균 표면조도(Rz₀)는 4.5 ㎛이고 도 2에 도시된 바와 같이 1차 기계연마 후의 평균 표면조도(Rz₁)는 2.5 ㎛으로, 1차 기계연마에서 평균표면조도(Rz)가 40∼60% 감소하고, 도 3에 도시된 바와 같이 2차 기계연마 후의 평균 표면조도(Rz₁)는 1.0 ㎛이 되므로, 2차 기계연마에서는 1차 평균 표면조도(Rz₁)에 대해서 평균 표면조도(Rz₂)가 50∼70% 감소한다.

도 9에는 2차 기계연마가 이루어진 18 ㎛두께의 전해동박(가공된 표면을 가진 전해동박)의 무광택면의 SEM사진이 도시되어 있다.

또한 본 발명에는 상기 2차 기계연마의 조건과 유사한 조건하에서 3차, 또는 그 이상의 단계로 수회 기계연마를 행하는 것이 가능하다. 복수회 기계연마를 행하는 경우에는 순차 연마조건을 조절하는 것이 바람직하다.

이와 같이 복수회에 나누어 기계연마를 행하는 경우와 1회의 기계연마로 동등하게 기계연마하는 경우를 비교하면, 복수회에 나누어서 기계연마하는 것이 더욱 평활성이 높은 연마면이 얻어진다. 특히 1회의 연마로 동등한 연마효과를 얻고자 한다면, 버프의 압압을 높이고 높은 압압으로 버프와의 접촉시간을 연장하는 등 전해동박을 가혹한 연마조건으로 실시하지 않으면 안된다. 따라서 1회의 기계연마로 전해동박을 연마하면, 연마 중에 전해동박에 과도한 응력이 걸려서 파손되고 전해동박에 버프의 회전에 따른 연마상처가 생기게 되지만, 본 발명에 따라 복수회에 나누어 기계연마하게 되면 전해동박의 파손을 방지할 수 있는 동시에 연마상처 등의 발생이 억제된다.

이와 같이 복수회에 나누어서 전해동박의 무광택면을 기계연마한 후의 전해동박의 평균 두께는 기계연마하기 전의 전해동박의 평균 두께를 100%로 하는 경우, 본 발명에 따라 복수회 기계연마를 실시한 무광택면을 가진 전해동박의 평균두께는 통상 90∼98%, 바람직하게는 95∼97%가 된다. 이 값은 전해동박의 무광택면의 철부의 대부분이 편평한 평탄역 구조로 변경되는 상부면을 가질 정도까지 연마가 실시되었다는 것을 제안한다. 따라서 대단히 얇은 전해동박(예를 들면 평균 두께: 9∼15㎛)을 사용한 경우에서도 복수회로 나누어서 무광택면을 기계연마하는 것으로 연마에 의한 전해동박의 강도 등이 실질적으로 저하되지 않는다.

본 발명에서는 상기와 같이 복수회에 나누어서 전해동박의 무광택면을 기계연마 가공한 후, 도 5에 나타난 바와 같이 이 가공된 무광택면에 조화처리하는 것이 바람직하다.

조화처리는 상기와 같이해서 가공된 무광택면에 미세입자의 동을 부착시켜 처리하고 다른 조건의 도금 기술을 조합하여 사용하고 상기 가공된 무광택면에 미세한 동미립자를 형성하는 처리를 한다.

이때, 이 조화처리에 의해 절연기판과 동박의 접착성을 향상시키기 위해서 동박의 기계연마면에 평균 표면조도가 1.5∼4.0 ㎛, 바람직하게는 1.5∼3.5 ㎛, 특히 바람직하게는 1.5∼2.5 ㎛의 범위 내에 있도록 조화처리를 실시하는 것이 바람직하다. 따라서 복수의 기계연마공정에서 무광택면을 연마하는 것으로 무광택면을 균일하게 연마하는 것이 가능하고 이러한 균일한 연마면에는 미세한 동 입자가 균일하게 석출하기가 용이하다.

조화처리는 전해동박의 무광택면의 요철의 철부 선단에서 우선적으로 노듈상의 동입자가 전착되는 것이다. 따라서 상기와 같이해서 적어도 2회의 기계연마에 의해 무광택면의 철부의 상부가 평탄하게 연마되고 이 평탄역상의 철부 상면에 미세한 동입자가 균일하게 고밀도로 전착된다.

이 조화처리는 버언 도금, 시일 도금, 및 휘스커(whisker) 도금의 일련의 도금 처리에 의해 행해지지만 이 일련의 도금 처리는 예를 들면 이하에 표시된 바와 같은 도금 조건으로 실시된다.

(1) 버언 도금(burn plating)

버프연마에 의해 가공된 전해동박의 조화처리 측에 불용성 전극을 대향하여 배치하고 이하의 조건으로 전기도금을 실시한다:

동농도 : 3∼30 g/ℓ,

황산농도 : 50∼500 g/ℓ,

액체의 온도: 20∼30℃,

전류밀도: 20∼40A/dm², 및

시간 : 5∼15초.

이 도금 조건에 의해 "버언 도금"으로 칭해지는 입자상의 동 전착물층이 가공된 표면을 가진 전해동박의 조화처리면 측(무광택면 측)에 형성된다.

(2) 시일 도금(seal plating)

이어서, 상기 버언 도금 처리한 표면에 이하의 조건으로 시일 도금을 실시한다:

동농도 : 40∼80 g/ℓ,

황산농도 : 50∼150 g/ℓ,

액체의 온도: 45∼55 ℃,

전류밀도: 20∼40 A/dm², 및

시간 : 5∼15초.

상기 도금 조건에 의해 "시일 도금"으로 칭해지는 동박막에 상기 입자상의 동 전착층이 피복된다.

(3) 휘스커 도금(whisker plating)

또한, 상기와 같이 시일 도금 처리한 표면에 이하의 조건으로 휘스커 도금을 실시한다:

동농도 : 5∼30 g/ℓ,

황산농도 : 30∼60 g/ℓ,

액체의 온도: 20∼30℃,

전류밀도: 10∼40 A/dm², 및

시간 : 5∼15초.

상기 도금 조건에 의해 "휘스커 도금"으로 칭하여지는 휘스커상의 동 석출물(whiskery copper deposit)이 상기 시일 도금에 의해 형성된 동의 피복 상에 형성된다.

상기 기재는 조화처리의 일례를 나타낸 것으로, 종래로부터 사용되고 있는 다른 조화처리 조건에 의해서 노듈레이팅을 행하는 것이 가능하다.

도 10에 2회 기계연마된 무광택면에 조화처리된 표면을 가진 전해동박의 SEM 사진이 도시되어 있다.

이러한 조화처리한 후, 이 조화처리되고 가공된 표면을 가진 전해동박의 가공된 무광택면을 보호막처리(passivated)하는 것이 바람직하다. 이 보호막처리는 상기 조화처리한 면의 위에 아연, 니켈, 주석, 및 크롬과 같은 동보다 전기화학적으로 더 염기(baser)인 금속을 부착시킨다. 예를 들면 동에 대해서 부식방지 특성을 가진 금속의 얇은 도금층을 조화처리한 면 위에 형성한다.

예를 들면 아연 및/또는 크로메이트(chromate)를 사용한 보호막처리는 상기와 같은 적어도 2회 기계연마하여 가공된 전해동박을 조화처리하고 이어서 조화처리된 전해동박을 아연 도금조를 통과시켜 크로메이트 처리하는 일련의 공정에 의해 실시된다.

본 명세서에 채용된 아연처리조건의 일례를 나타내면 다음과 같다. 아연처리는 예를 들면 아연 농도 5 g/ℓ, 황산농도 50 g/ℓ, 액체의 온도 25℃의 전해용액을 사용하여 전류밀도 5A/dm²에서 8초간의 아연 도금을 실시하는 단계를 포함한다.

이와 같은 아연 도금층을 형성한 후, 이 아연 도금층의 표면을 크로메이트 처리한다. 이 크로메이트 처리조건의 예를 들면 다음과 같다: 크로메이트 처리는 무수 크롬산 2g/ℓ, pH 4의 전해용액을 사용하여 전류밀도 1A/dm²에서 5초간 전해 크로메이트 처리하는 단계를 포함한다. 최종적으로 이와 같은 크로메이트 처리된 표면에 예를 들면 실란 커플링제로서 γ-글리시독시프로필트리메톡시실란 등의 실란 화합물을 도포한다.

이러한 조화처리한 후, 보호막 처리한 18 ㎛ 전해동박은 통상 16∼20 ㎛, 바람직하게는 17∼19 ㎛의 평균 두께를 가진다. 가공 전의 전해동박의 평균 두께를 100%로 하는 경우에 상기와 같이해서 제조된 가공된 표면을 가진 전해동박(바람직하게는 조화처리된 가공된 표면을 가진 전해동박)의 평균 두께는 통상 90∼98%, 바람직하게는 95∼97%의 범위이다. 현저한 동의 연마 손실도 생기지 않는다. 또한, 상기와 같이해서 얻어지는 조화처리되고 가공된 표면을 가진 전해동박(연마후 노듈레이팅 처리에 의해 얻어진 가공된 표면을 가진 전해동박)의 무광택면의 평균표면조도(Rz)는 통상 1.5∼4.0 ㎛, 바람직하게 1.5∼3.5 ㎛이고, 특히 바람직하게는 1.5∼2.5 ㎛의 범위 내이다. 예를 들면 접착제층을 통해 절연 기판에 접착하는 경우, 또는 접착제를 사용하지 않고 절연기판과 적층하는 경우에는 절연 기판과 가공된 표면을 가진 전해동박과의 사이에는 대단히 균일하게 또한 높은 박리강도가 생성된다.

또한, 이와 같이해서 적어도 2회로 나누어서 기계연마하는 것으로 무광택면의 철부가 선택적으로 연마되고, 평탄역이 되기 때문에 예를 들면 도 4에 도시된 바와 같이 평탄역으로 연마된 철부의 연마면에 대단히 균일하게 노듈레이션 처리를 행해지는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 방법에서는 전해동박의 무광택면을 선택적으로 기계연마하는 것으로 광택면의 표면조도는 표면가공에 의해 변동하는 것이 아니고, 광택면의 평균 표면조도(Rz)가 표면가공 전과 동일하게 0.5∼3.5 ㎛의 범위 내가 된다.

상기와 같이하여 제조된 가공된 표면을 가진 전해동박, 바람직하게는 조화처리되고 가공된 표면을 가진 전해동박을 사용하여 프린트 회로판 및 프린트 배선판 등과 같이 절연기판 상에 배선패턴이 형성된 보드를 형성하는 것이 가능하다.

도 6은 본 발명의 가공된 표면을 가진 전해동박, 바람직하게는 조화처리된 가공된 표면을 가진 전해동박을 사용한 프린트 배선판(PWB)의 예를 들어 나타낸 단면도이다.

도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 PWB는 절연기판(10)과, 그 기판의 적어도 한쪽의 표면에 형성된 배선패턴(14)을 포함한다. 이 배선패턴은 접착제를 통해 또는 접착제를 사용하지 않고 절연기판 상에 가공된 표면을 가진 전해동박, 바람직하게는 조화처리되고 가공된 표면을 가진 전해동박을 적층하고, 이 전해동박을 소망의 형상으로 에칭하는 것으로 형성된다. 가공된 표면을 가진 전해동박, 바람직하게는 조화처리되고 가공된 표면을 가진 전해동박은 가공된 무광택면이 절연기판과 마주하도록 접착시킨다.

이 절연기판(10)과 가공된 표면을 가진 전해동박(바람직하게는 조화처리되고 가공된 표면을 가진 전해동박)을 가열하에서 가압하는 것으로 또는 가열경화하여 접착제(12)를 통해 가열하에서 압접하는 것으로 양자를 적층하는 것이 가능하다.

본 발명에서 사용하는 것이 가능한 절연기판(10)으로는 유리기판, 합성수지 기판, 및 종이/합성수지기판 등과 같은 다양한 기판을 사용하는 것이 가능하다. 또한, 여기서 적합하게 사용되는 절연기판은 에칭하는 경우 산 등에 접촉하는 것으로, 이러한 약액에 침투되지 않도록 내약성을 가진 것이 바람직하고 또한 디바이스 등을 본딩하는 경우 가열에 의해서도 변질하지 않도록 내열성을 가지고 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 절연기판을 형성하는 수지의 예로는 에폭시, BT(B는 말레이미드-트리아진), 폴리에스테르, 폴리아미드, 불소 함유수지(예를 들면 Teflon), 액정 폴리머 및 폴리이미드 등을 예로 들 수가 있다. 특히, 본 발명에서는 절연기판으로서 가요성 절연기판을 사용하는 경우에는 폴리이미드로부터 이루어지는 필름상 절연 기판을 이용하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 절연기판(10)을 구성하는 폴리이미드 필름으로서는 피로멜리트산 2무수물과 방향족 디아민으로 합성되는 전(全방)향족 폴리이미드, 또는 비페닐테트라카르본산 2무수물과 방향족 디아민으로 합성되는 디페닐 골격을 가진 전방향족 폴리이미드를 예로 드는 것이 가능하다. 특히 본 발명에서는 폴리이미드로서는 디페닐 골격을 가진 전 방향족 폴리이미드(예: 상품명: Ube Industries, Ltd 사의 Upilex)가 바람직하게 사용된다. 이와 같은 필름상의 절연 기판(10)의 두께는 통상 25∼125 ㎛, 바람직하게는 50∼75 ㎛의 범위 내에 있다

이와 같은 절연기판(10)에는 이의 용도에 따라서 디바이스 홀, 스프로켓 홀(sprocket hole) 및 외부리드의 절연구멍(outer lead cut hole) 등과 같은 관통구멍이 형성되어 있는 것이 좋다. 관통구멍은 펀칭으로 형성된다.

배선패턴(14)은 상기와 같은 소정의 구멍이 형성된 절연기판(10)에 절연성의 접착제(12)를 통해 가공된 표면을 가진 전해동박(바람직하게는 조화처리되고 가공된 표면을 가진 전해동박)을, 이의 접착제층(12)과 가공된 표면을 가진 전해동박의 무광택면이 접촉되도록 배치하여 적층하고 레지스트 형성후, 이 가공된 표면을 가진 전해동박(바람직하게는 조화처리되고 가공된 표면을 가진 전해동박)을 에칭하는 것으로 형성시킨다.

가공된 표면을 가진 전해동박(바람직하게는 조화처리되고 가공된 표면을 가진 전해동박)과 절연기판을 적층하는 경우에는 접착제를 사용하는 것이 가능하고 또한 접착제층을 통하지 않고 적층하는 것도 가능하다. 접착제를 사용하는 경우, 여기에 사용되는 접착제(12)에는 내열성, 내약품성, 접착력, 가소성 등의 특성이 필요하게 된다. 이와 같은 특성을 가진 접착제의 예로는 에폭시계 접착제 및 페놀계 접착제를 예로 들 수가 있다. 이와 같은 접착제는 우레탄 수지, 멜라민 수지, 폴리비닐아세탈수지 등으로 변성되어도 좋고, 에폭시수지 자체가 고무 변성되는 것도 좋다. 이와 같은 접착제는 가열경화성이다. 이와 같은 접착제층의 두께는 통상 3.7∼23 ㎛, 바람직하게는 10∼21 ㎛의 범위 내에 있다. 또한 접착제를 사용하는 경우에는 접착제층은 절연기판(10)의 표면에 배치되어 있는 것이 좋고, 가공된 표면을 가진 전해동박의 접착면인 무광택면에 형성되어 있어도 좋다.

상기와 같이해서 절연기판(10)에 적층된 가공된 표면을 가진 전해동박(바람직하게는 조화처리된 가공된 표면을 가진 전해동박)의 표면에 포토레지스트를 도포하고 배선패턴을 소성시킨 후, 현상하여 포토레지스트를 제거하고 이어서 에칭하는 것으로 배선패턴(14)이 형성된다.

이와 같이해서 절연기판(10)의 표면에 배선패턴을 형성한 후, 디바이스를 본딩하기 위한 본딩 또는 연결부(리드부) 이외의 부분에 솔더 레지스트 등의 보호수지를 도포하는 것이 가능하다. 보호수지를 도포한 후, 디바이스를 본딩한 리드부분에 니켈/금 도금, 주석 도금, 솔더 도금, 또는 금 도금을 실시한다. 또한, 상기와 같은 많은 경우, 보호수지를 우선 도포한 후, 이 보호수지가 도포되어 있지 않은 부분을 상기와 같이 도금하는 것은 예를 들면 휘스커(whisker)의 발생방지 및 도금액에 의해 배선패턴의 이상 부식을 방지하기 위해서 보호수지를 도포하기 전에 형성된 배선패턴의 표면에 상기 금속으로 이루어진 얇은 도금층을 형성시킨 후, 보호수지를 도포하고 여기에 보호수지에서 연장된 리드부에 도금처리하는 것도 가능하다. 이와 같은 도금법은 특히 휘스커가 발생하기 쉬운 주석도금을 채용하는 경우에 유용하다.

상기와 같이 도금층을 형성시킨 후, 와이어 본딩방식, TAB(Tape Automated Bonding) 방법, 및 플립칩 본딩 방식과 같은 공지의 방법을 이용하여 디바이스를 설치하는 것이 가능하다. 이와 같은 디바이스를 설치한 후, 솔더링, BGA(Ball Grid Array)법, Anistropic Conductive Film법 등으로 이 디바이스를 PWB(printed wired board)에 연결하기 위해서 시일수지를 도포하여 봉지하여 실제로 사용한다.

본 발명에서는 상술한 바와 같은 PWB를 적층하고 적층한 두께 방향으로 전기적 접속을 보장하는 다층 적층판을 제공할 수 있다. 두께 방향의 전기적 접속은 PWB에 드릴 또는 레이저 등으로 소정의 구멍을 형성하고, 이 구멍의 벽면에 도전성 금속을 석출시켜서 그 구멍에 전도성 금속을 함유한 도전성 수지 조성물을 충진한 두께방향의 도전성을 보호하고, PWB에 인쇄기술을 이용하여 도전성 돌기를 상호형성하고, 이 돌기에 의해 두께 방향의 도전성을 확보하는 등의 각종 방법에 의해 확보하는 것이 가능하다.

본 발명에 따르는 가공된 표면을 가진 전해동박은 TAB 테이프, 가요성 프린트 배선기판, 다층 프린트 배선판, 리기드(rigid) 플렉스 등의 PWB 등에 적합하게 사용하는 것이 가능하다. 특히 본 발명의 가공된 표면을 가진 전해동박은 무광택면이 상당히 균일하게 가공되어 있는 것과 동시에 균일하게 조화처리되어 있는 것으로 현재의 미세피치화 경향과 동시에 사용량의 증대가 예측되는 매우 얇은 전해동박으로 적합하게 사용된다.

다음은 본 발명의 실시예를 도시하여 본 발명을 구체적으로 설명하고 있지만, 본 발명은 이것에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

광택면의 평균 표면조도가 1.6 ㎛이고, 무광택면의 평균 표면조도(Rz₁)가 4.5 ㎛이고 평균두께가 18 ㎛의 전해동박(18 ㎛두께의 전해동박)을 사용하였다. 이 18 ㎛ 두께의 전해동박의 무광택면의 SEM 사진을 도 7에 도시하였다.

이 전해동박을 가이드롤에 통과시키면서 무광택면에 마모입자로 산화알루미늄을 포함하는 #1000의 버프(Tsunoda Brush K.K.사 제조)를 회전수 1200 rpm, 압압 19A, 선속도 10 m/분으로 1차 버프연마하였다(1차 기계연마). 1차 기계연마하기 전의 전해동박의 철부의 가장 높은 상부에서 요부의 가장 낮은 저부 사이의 거리가 6 ㎛이고, 평균 표면조도는 2.3 ㎛이였다. 이러한 1차 기계연마가 끝난 후에 18 ㎛ 두께의 전해동박의 무광택면의 SEM사진을 도 8에 도시하였다.

1차 기계연마를 완료한 후에, 1차 기계연마를 실시한 전해동박을 가이드롤에 통과시키면서 무광택면에 연마입자로 산화알루미늄을 포함하는 #2500의 버프(Tsunoda Brush K.K.사 제조)를 회전수 1200 rpm, 압압 18A, 선속도 10 m/분으로 2차 버프연마시켰다(2차 기계연마). 1차 기계마모하기 전의 전해동박의 철부의 가장 높은 상부에서 요부의 가장 낮은 저부 사이의 거리가 3 ㎛이고, 평균 표면조도는 1.1 ㎛이였다. 이러한 2차 기계연마가 끝난 후에 18 ㎛ 두께의 전해동박의 무광택면의 SEM사진을 도 9에 도시하였다.

이러한 가공된 표면을 가진 전해동박의 두께는 17.5 ㎛이고 2차 기계연마에 의해 절삭된 동의 함량은 0.5 ㎛이고 전체 동의 함량에 대해서 3 중량%의 동만이 2회의 기계연마에서 손실되었다.

이렇게 하여 얻어진 가공된 표면을 가진 전해동박을 시각적으로 관찰하여 보면, 연마 상처 등은 전혀 보이지 않고 대단히 평활하였다. 또한, 이 가공된 표면을 가진 전해동박의 표면을 SEM 사진에 의해 관찰하면, 무광택 면을 형성시킨 철부의 상부가 선택적으로 연마되고 철부의 대부분이 평탄역을 가지고 있었다.

상기와 같이 얻어진 가공된 표면을 가진 전해동박에 조화처리를 행하였다. 조화처리는 이하에 나타난 바와 같이 버언 도금, 시일 도금 및 휘스커 도금으로 이루어진 일련의 도금처리에 의해 행하여졌다.

(1) 버언 도금

전해동박의 버프연마된 무광택면에 대향하여 불용성 전극이 배치되고 이하의 조건으로 전기도금을 실시하였다:

동의 농도 : 5∼30 g/ℓ,

황산 농도 : 50∼150 g/ℓ,

액체의 온도 : 20∼30 ℃,

전류밀도 : 20∼40 A/dm², 및

시간 : 5∼15 초.

이 도금 조건에 의해 "버언 도금"으로 알려진 입자상의 동 전착물 층이 가공 표면을 가진 전해동박의 무광택면 상에 형성되었다.

(2) 시일 도금

다음은 상기와 같은 버언 도금 처리한 표면에 이하의 조건으로 시일도금을 실시하였다:

동의 농도 : 40∼80 g/ℓ,

황산 농도 : 50∼ g/ℓ,

액체의 온도 : 45∼150 ℃,

전류밀도 : 20∼40 A/dm², 및

시간 : 5∼15 초.

이 도금 조건에 의해 시일 도금으로 알려진 동박막이 상기 입자상의 동 전착물 층이 표면에 피복되었다.

(3) 휘스커 도금

상기와 같은 시일도금 처리된 표면에 이하의 조건으로 휘스커 도금을 실시하였다:

동의 농도 : 3∼30 g/ℓ,

황산 농도 : 30∼60 g/ℓ,

액체의 온도 : 20∼30 ℃,

전류밀도 : 20∼40 A/dm², 및

시간 : 5∼15 초.

이 도금 조건에 의해 "휘스커 도금"으로 알려진 휘스커 동 석출물이 상기 시일도금에 의해 형성된 동의 피복층 위에 형성되었다.

따라서 조화처리가 이루어진 무광택면의 평균 표면조도(Rz)가 2.3 ㎛이었다. 또한 이러한 조화처리되고 가공된 표면을 가진 전해동박의 평균두께는 19.2 ㎛이었다.

가공된 표면을 가진 전해동박의 표면을 조화처리하고, 이어서 이 조화처리 면에 아연에 의해 보호막처리를 행하였다. 아연에 의한 보호막처리는 아연농도 5 g/ℓ, 황산농도 50 g/ℓ, 액체의 온도 25 ℃의 전해용액을 사용하여 전해농도 5A/dm²이고 8초간의 조건으로 실시하였다. 형성된 아연층의 두께는 대단히 얇아서 통상 0.05 ㎛이하이다.

아연층을 형성한 후, 무수크롬산 2 g/ℓ, pH 4의 전해용액을 사용하여, 전류밀도 1 A/dm²이고 5초간, 전해 크로메이트 처리를 행하였다. 크로메이트 처리한 크로메이트층 표면을 γ-글리시독시프로필메톡시실란을 실란 커플링제로 도포하였다.

따라서 얻어진 가공된 표면을 가진 전해동박을 사용하여 PWB를 제조하였다.

즉, 두께 125 ㎛의 폴리이미드필름(열경화성 접착제)과 상기 가공된 표면을 가진 전해동박(보호층, 크로메이트층, 및 실란 커플링층을 제거한 후)을 가열가압하에 결합하였다.

이어서, 이 가공된 표면을 가진 전해동박 상에 감광성 수지를 도포하고 소망의 배선패턴에 노광하고 불필요한 부분을 용출제거하였다.

다음으로, 에칭액에 접촉시키는 것으로 마스킹하지 않은 부분의 동을 용출제거하고, 절연필름 상의 소망의 배선패턴을 형성시켰다. 통상의 방법에 따라 형성된 PWB를 여러 개 겹쳐서 두께 방향에 따라 형성하고 이 내부면에 동을 전착시켜서 깊이방향으로 전기적 접촉을 보장하였다.

상기와 방법에서 본 발명의 가공된 표면을 가진 전화동박을 사용하여 제조된 TAB 테이프 등의 PWB, 다층적층판, 가요성 프린트 배선기판은 불량율이 낮고 제특성이 우수하다.

본 발명의 가공된 표면을 가진 전해동박은 무광택면을 적어도 2회 기계연마하는 것으로 무광택면에 존재하는 철부의 돌출된 상부를 선택적으로 연마하는 것이다. 이어서 온화한 조건으로 1차 기계연마하여 무광택면의 철부를 선택적으로 연마하고, 이어서 1차의 기계연마에서보다 온화한 조건으로 2차 기계연마를 실시하여 무광택면의 철부의 상부를 더욱 연마하여 상당히 평활한 연마면을 얻는 것이 가능하다. 그러나 본 발명에서는 기계연마를 선택적으로 하는 것으로 요부가 연마되지 않기 때문에 연마에 의한 동의 손실은 극히 적어진다.

이와 같이 무광택면을 가공하는 것으로 가공된 무광택면에 균일하게 노듈레이션을 행하는 것이 가능하고, 접착강도, 본딩의 신뢰성 등, 상당히 우수한 특성의 PWB를 얻는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 방법에 의하면, 온화한 조건으로 전해동박의 무광택면을 복수회로 나누어서 기계연마하는 것이기 때문에 기계연마된 무광택면에 연마상처 등이 생기기 어렵다. 연마상처는 통상의 과잉 연마에 기인하기 때문에, 이 부분의 전해동박은 다른 부분에서도 얇아진다. 따라서 미세피치화 경향에 따른 대단히 얇은 동박에 이러한 연마상처를 가진 전해동박을 사용하면 이 부분의 배선패턴의 기계적 강도가 낮아지고 이 부분이 단선 등의 불량의 원인이 되기 쉽다. 본 발명의 방법으로 제조된 가공된 전해동박으로는 과잉연마에 의한 연마 상처는 생기지 않기 때문에 이 가공된 표면을 가진 전해동박을 사용하여 제조된 PWB등의 배선기판에서는 단선 등에 의한 불량품의 발생이 현저하게 낮아진다.

또한, 본 발명의 가공된 표면을 가진 전해동박은 절연기판과 적층, 또는 절연기판에 접착하고, 레지스트 형성 후, 에칭처리하여 배선패턴을 형성하면 형성된 배선(특히 리드부)의 상단부의 폭과 하단부의 폭에 차이가 적어지고, 따라서 사각형의 단면을 가진 배선패턴을 형성하는 것이 가능하다. 즉, 종래의 전해동박을 사용한 경우에는 배선패턴 상단부의 폭보다도 하단부의 폭이 넓어서 단면형상이 사다리꼴이 되는 경향이 있다. 그러나 본 발명의 가공된 표면을 가진 전해동박을 이용하는 경우에나, 상기와 같은 경향이 사라지고 사각형의 단면을 가진 배선패턴이 얻어진다. 또한, 이 배선패턴의 하단부가 직선적으로 에칭되고 절연기판면에서 잔류된 동이 보이지 않는다. 이러한 특성은 예를 들면 내부리드에 있어서도 중요한 특성이 있지만, 예를 들면 액정소자 등과 전기적으로 접속된 출력측 외부리드 등에 있어서는 특히 중요한 특성이다. 즉, 액정소자에 전기적으로 접속한 출력측 외부리드는 액정의 픽셀에 복수 접속되는 것으로 출력측 외부리드는 상당히 리드폭이 좁아지고, 또한 피치 폭도 좁게 형성되고 있다. 따라서 인접한 출력측 외부 리드는 인접한 리드와의 사이에 절연불량을 일으키기 쉽다. 예를 들면 출력측 외부리드의 직선성에 약간 손상되어서도 절연불량을 생길 우려가 있고, 또한, 출력측 외부리드의 하단부에는 상단부가 약간 넓으면 절연기판 표면에 절연불량이 생길 우려가 있고, 또한 절연기판에 동의 잔류물이 약간이라도 존재하면 절연불량이 생길 우려가 있다. 액정소자와 접속한 PWB(특히 TAB 테이프)의 출력측 외부리드부는 전자부품을 설치하는 내부리드와 동등 또는 그 이상으로 높은 정도로 동박을 에칭할 필요가 있다. 특히 액정소자용의 TAB 테이프의 출력용 외부리드는 절연기판 상에 증착된 전해동박을 에칭하여 절연기판 상에 형성시켜야만 내부리드와 비교하면 리드의 단면형상이 사다리꼴을 이루기 쉽고 또한 절연기판의 존재에 기인하여 동의 잔류량이 생기기 쉽게 되는 것으로 내부리드보다도 출구측 외부리드에서 더욱 미세피치화가 어렵게되어 있다.

그러나, 본 발명의 가공된 표면을 가진 전해동박을 사용하는 것으로 출력측 외부리드의 미세피치화가 용이하게 된다. 즉, 본 발명의 가공된 표면을 가진 전해동박을 사용하는 것으로 에칭에 의해 형성되는 출력측 외부리드의 단면형상이 사각형이 되고(상단면의 폭과 하단면의 폭이 실질적으로 동일하게 된다), 형성된 리드의 직선성이 높다. 또한 절연기판 표면에는 동이 잔존하지 않는다. 본 발명의 가공된 표면을 가진 전해동박이 상기와 같은 우수한 에칭 특성을 가진 것과 관련된 특별한 이유는 불분명하지만 복수회로 나누어서 기계연마하는 것으로 상기와 같은 효과가 특이적으로 발생된다.

본 발명의 가공된 표면을 가진 전해동박은 상술하는 바와 같은 무광택면이 상당히 균일하게 가공되고, 이 균일한 무광택면을 처리하는 것으로 균일하게 노듈레이팅하는 것이 가능하다. 균일하게 노듈레이팅을 행하는 것으로 절연기판에 대해서 양호한 접착하는 것이 가능하게 되고 균일하게 노듈레이팅 처리한 위에 도금처리하는 것으로 PWB에 디바이스를 확실하게 실장하는 것이 가능하다. 예를 들면 TAB 테이프의 경우, 내부리드 등으로 주석도금을 실시하고, 이 주석도금층으로 공급된 주석과 디바이스의 범프에서 공급되는 금이 작용하여 주석-금 공액정물(eutectic)이 형성되고 이 공급물에 의해 TAB 테이프의 내부리드와 범프가 전기적으로 접속되지만 본 발명의 방법에 의해 무광택면이 가공되는 것으로, 형성된 주석도금층에서 공급되는 주석과 범프로부터 공급되는 금의 함량은 적합하고, 따라서 미세피치화에 의해 리드폭이 좁아지게 되는 경우에도 인접한 리드 접합부에서 공액정물이 과도한 공급이 없고, 따라서 리드의 넓이 방향으로 과잉의 공액정물이 나와 단락을 형성하지 않는다.

또한, 예를 들면 와이어본딩의 경우에는 가공된 표면을 가진 전해동박에서 니켈 등의 경질금속을 도금한 후 금 도금한다. 따라서 와이어본딩에 사용되는 금와이어와 금도금층의 금을 초음파를 이용해 서로 융착한다. 이러한 와이어 본딩의 경우에는 금의 결정입자가 클수록 금와이어와 금 도금층 사이의 본딩의 신뢰성이 높아진다.

이와 같이 본 발명의 방법으로 얻어진 가공된 표면을 가진 전해동박은 절연기판과 접착성이 양호하게 되는 것은 물론 보드 상에 디바이스의 장착에서 상당히 높은 수율을 나타낸다.

Claims

가공된 표면을 가진 전해동박의 제조방법에 있어서,

광택면 및 평균 표면조도(Rz)가 2.5∼10 ㎛의 범위에 있는 무광택면을 포함하는 전해동박을 무광택면의 평균 표면조도(Rz)가 1.5∼6 ㎛가 되도록 1차 기계연마를 실시하는 단계, 및

상기 1차 기계연마가 이루어진 무광택면의 평균 표면조도(Rz)가 1.0∼3.0 ㎛가 되도록 적어도 1회 추가로 기계연마를 실시하는 단계

를 포함하는 전해동박의 제조방법.
제1항에 있어서,

1차 연마방향과 반대방향으로 적어도 1회 추가하여 2차 기계연마를 실시한 무광택면에 실질적으로 선반형의 변형이 없는 전해동박의 제조방법.
제1항에 있어서,

기계연마를 실시한 무광택면에 조화처리(roughening treatment)를 실시하는 전해동박의 제조방법.
제3항에 있어서,

조화처리를 실시한 무광택면의 평균 표면조도(Rz)가 1.5∼4.0 ㎛인 전해동박의 제조방법.
제1항에 있어서,

기계연마를 실시하기 전의 전해동박의 평균 두께가 5∼35 ㎛이고, 기계연마를 실시하여 가공된 표면을 가진 전해동박의 평균 두께가 4∼34 ㎛인 전해동박의 제조방법.
제1항에 있어서,

기계연마를 실시한 무광택면에 조화처리층을 형성하고, 상기 조화처리층 상에 부식방지층을 형성하는 전해동박의 제조방법.
제6항에 있어서,

상기 부식방지층이 아연층 및 그 위에 크로메이트층을 포함하는 전해동박의 제조방법.
제7항에 있어서,

부식방지층의 크로메이트층 위에 실란 커플링제층이 형성되는 전해동박의 제조방법.
광택면 및 평균 표면조도(Rz)가 1.0∼3.0 ㎛의 범위에 있는 가공된 무광택면을 포함하는 가공된 표면을 가진 전해동박에 있어서,

상기 가공된 무광택면은

평균 표면조도(Rz)가 2.5∼10 ㎛인 전해동박의 무광택면을 평균 표면조도가 1.5∼6 ㎛가 되도록 1차 기계연마를 실시하는 단계, 및

상기 1차 기계연마된 무광택면을 평균 표면조도(Rz)가 1.0∼3.0 ㎛가 되도록 적어도 1회 추가로 기계연마를 실시하는 단계

에 의해 제조되는 가공된 표면을 가진 전해동박.
제9항에 있어서,

1차 연마방향과 반대방향으로 적어도 1회 추가하여 2차 기계연마를 실시한 무광택면에 실질적으로 선반형의 변형이 없는 가공된 표면을 가진 전해동박.
제9항에 있어서,

기계연마를 실시한 무광택면에 조화처리를 실시하는 가공된 표면을 가진 전해동박.
제9항에 있어서,

조화처리를 실시한 무광택면의 평균 표면조도(Rz)가 1.5∼4.0 ㎛인 가공된 표면을 가진 전해동박.
제9항에 있어서,

기계연마를 실시하기 전의 전해동박의 평균 두께가 5∼35 ㎛이고, 기계연마를 실시하여 가공된 표면을 가진 전해동박의 평균 두께가 4∼34 ㎛인 가공된 표면을 가진 전해동박.
제9항에 있어서,

기계연마를 실시한 무광택면에 조화처리층을 형성하고, 상기 조화처리층 상에 부식방지층을 형성하는 가공된 표면을 가진 전해동박.
제14항에 있어서,

상기 부식방지층이 아연층 및 그 위에 크로메이트층을 포함하는 가공된 표면을 가진 전해동박.
제15항에 있어서,

부식방지층의 크로메이트층 상에 실란 커플링제층이 형성되는 가공된 표면을 가진 전해동박.
광택면 및 평균 표면조도(Rz)가 1.0∼3.0 ㎛의 범위 내에 있는 가공된 무광택면을 포함하는 가공된 표면을 가진 전해동박으로 형성되는 배선패턴을 표면에 가지는 절연기판을 포함하는 프린트 배선판에 있어서,

상기 가공된 무광택면은

평균 표면조도(Rz)가 2.5∼10 ㎛인 전해동박의 무광택면을 평균 표면조도가 1.5∼6 ㎛가 되도록 1차 기계연마를 실시하는 단계, 및

상기 1차 기계연마된 무광택면을 평균 표면조도가 1.0∼3.0 ㎛가 되도록 적어도 1회 추가로 기계연마를 실시하는 단계

에 의해 제조되는 프린트 배선판.
제17항에 있어서,

1차 연마방향과 반대방향으로 적어도 1회 추가하여 2차 기계연마를 실시한 무광택면에 실질적으로 선반형의 변형이 없는 프린트 배선판.
제17항에 있어서,

기계연마를 실시한 무광택면에 조화처리를 실시하는 프린트 배선판.
광택면 및 평균 표면조도가 1.0∼3.0 ㎛의 범위 내에 있는 가공된 표면을 가진 전해동박으로 형성되는 배선패턴을 가진 배선판을 2층 이상 적층한 적층물―여기서 적층물은 두께 방향으로 전기적으로 접속가능함―을 포함하는 다층 프린트 배선판에 있어서,

상기 가공된 무광택면은

평균 표면조도(Rz)가 2.5∼10 ㎛인 전해동박의 무광택면을 평균표면조도가 1.5∼6 ㎛가 되도록 1차 기계연마를 실시하는 단계, 및

상기 1차 기계연마된 무광택면을 평균 표면조도가 1.0∼3.0 ㎛가 되도록 적어도 1회 추가로 기계연마를 실시하는 단계

에 의해 제조되는 다층 프린트 배선판.
제20항에 있어서,

1차 연마방향과 반대방향으로 적어도 1회 추가하여 2차 기계연마를 실시한 무광택면에 실질적으로 선반형의 변형이 없는 다층 프린트 배선판.
제20항에 있어서,

기계연마를 실시한 무광택면에 조화처리되는 다층 프린트 배선판.
제3항에 있어서,

기계연마를 실시한 무광택면에 조화처리층을 형성하고, 상기 조화처리층 상에 부식방지층을 형성하는 전해동박의 제조방법.
제11항에 있어서,

기계연마를 실시한 무광택면에 조화처리층을 형성하고, 상기 조화처리층 상에 부식방지층을 형성하는 가공된 표면을 가진 전해동박.