KR101206882B1 - Metallic printed circuit board having Ion-beam mixed layer and fabrication method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 금속 인쇄 배선 회로기판의 제조방법은, 절연층과 구리층간에 이온빔 믹싱법으로 계면을 혼합시키고 열처리를 통하여 절연층과 구리층 사이에 중간상을 형성시킴으로써, 절연층과 구리층간의 접착력을 현저히 향상시킬 수 있으므로, 고온의 동작환경이 요구되는 기기의 회로기판으로 유용하게 사용될 수 있다.In the method of manufacturing a metal printed wiring board according to the present invention, an interface between an insulating layer and a copper layer is mixed by ion beam mixing, and an intermediate phase is formed between the insulating layer and the copper layer by heat treatment, thereby providing adhesion between the insulating layer and the copper layer. Since it can be significantly improved, it can be usefully used as a circuit board of a device requiring a high temperature operating environment.
Description
본 발명은 이온빔 믹싱층을 포함하는 금속 인쇄 배선 회로기판(printed circuit board, PCB) 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a metal printed circuit board (PCB) including an ion beam mixing layer and a method of manufacturing the same.
최근의 디지털 기기를 포함하는 전자기기는 집적화와 소형화 추세를 따르고 있다. 전자 기기의 소형화에 다른 여러 가지 문제 중에 하나는 발생하는 열의 효과적인 발산이다. 소형화되고 집적화된 전자 기기 내에서는 보다 많은 에너지가 열로 소모되고, 이러한 열은 다시 내부 전자부품의 열화를 일으켜 오작동, 수명 단축 등의 문제를 야기한다.
Recently, electronic devices including digital devices are following the trend of integration and miniaturization. One of the other problems in miniaturization of electronic devices is the effective dissipation of the heat generated. In a miniaturized and integrated electronic device, more energy is consumed as heat, which in turn causes internal electronic components to deteriorate, causing problems such as malfunction and shortened life.
전자기기 내에서 발생하는 열을 배출하기 위해, 종래부터 널리 사용하는 방법으로는, 팬(Fan)을 이용한 기기 내의 강제 대류 방법, 열원에 히트 싱크(Heat sink)를 부착하여 열의 발산을 극대화하는 방법 등이 일반적이었으며, 그 중에서도 최근에 발표되고 있는 금속 인쇄 배선 회로기판은 전기적 열 발생이 많은 고전압 전력전자 분야를 시작으로 주목받고 있다.
In order to dissipate heat generated in an electronic device, conventionally widely used methods include forced convection in a device using a fan and a method of maximizing heat dissipation by attaching a heat sink to a heat source. In general, metal printed wiring boards, which are recently published, are attracting attention, starting with the field of high voltage power electronics, which generate a lot of electrical heat.
종래의 일반적인 금속 인쇄 배선 회로기판의 원판 제조방법으로는, 금속 기판에 습식 도금을 통해 구리 막을 형성하는 습식도금법과, 금속기판과 동박 사이에 접착층을 삽입한 후 적층하는 적층법이 있다. 주로 적층법이 종래의 금속 인쇄회로기판의 제조에 사용되고 있다.
[0003] Conventional methods for manufacturing a raw plate of a metal printed wiring circuit board include a wet plating method of forming a copper film on a metal substrate through wet plating, and a lamination method in which an adhesive layer is inserted between a metal substrate and a copper foil and then laminated. The lamination method is mainly used for the manufacture of the conventional metal printed circuit board.
습식도금법의 경우, 원판은 기판과, 절연을 위해 기판상에 형성된 고분자 수지층, 수지층 상에 도금 후막을 형성하기 위한 종자층과, 종자층의 상부에 습식도금된 구리 막으로 구성된다. 이러한 습식도금 방법은 도금 과정에서 형성되는 막의 잔류 응력제어가 어려워 막의 두께에 제한이 있다.
In the wet plating method, the original plate is composed of a substrate, a polymer resin layer formed on the substrate for insulation, a seed layer for forming a plated thick film on the resin layer, and a wet-plated copper film on the seed layer. This wet plating method is difficult to control the residual stress of the film formed during the plating process is limited in the thickness of the film.
따라서, 인쇄회로기판을 위한 수백 마이크로미터의 후막을 형성하고자 하면, 잔류 응력으로 인한 접착성의 저하로 막이 박리되는 현상이 나타난다. 또한, 도금 후막은 그 밀도가 낮을 뿐 아니라, 낮은 도금 율로 인한 장시간의 공정 및 이에 따른 복잡한 공정, 독성의 전해액 사용으로 인한 환경오염의 문제가 있었다.
Therefore, when trying to form a thick film of several hundred micrometers for a printed circuit board, the phenomenon that the film is peeled off due to the decrease in adhesion due to residual stress. In addition, the plating thick film has a low density, there is a problem of environmental pollution due to a long process due to the low plating rate, and a complicated process, the use of toxic electrolyte solution.
상기에 언급한 적층법으로 기존의 플라스틱에 대비하여 열전도성이 우수한 금속 소재의 인쇄 배선 회로기판(printed circuit board, PCB)이 개발되어 사용되고 있으며, 그 구조는 도 2에서와 같이 기본적으로 금속판, 전기적 절연층, 그리고 전기회로를 위한 구리층으로 구성되며 금속판으로는 알루미늄이 주로 사용되고 그 위에 에폭시로 구리막을 접착하여 이루어지며, 이때 에폭시는 전기적 절연층의 역할을 하게 된다.
With the above-mentioned lamination method, a printed circuit board (PCB) made of a metal material having excellent thermal conductivity compared to conventional plastics has been developed and used, and its structure is basically a metal plate, electrical It is composed of an insulating layer and a copper layer for an electric circuit, and aluminum is mainly used as a metal plate, and a copper film is bonded with epoxy on the epoxy plate, and epoxy serves as an electrical insulating layer.
하지만, 에폭시는 열에 약한 특성을 보여 고온의 동작환경에서 장시간 사용시 구리층이 벗겨지는 현상이 발생할 수 있으며, 열 전도특성도 알루미늄과 구리에 비해 현저히 낮아 금속 PCB의 장점을 충분히 활용하지 못하는 측면이 있다. 또한, 낮은 열전도도는 LED의 장시간 사용을 어렵게 만들고 성능저하를 유발할 수 있다.
However, epoxy is weak in heat, which may cause the copper layer to peel off when used for a long time in a high temperature operating environment, and thermal conductivity is also significantly lower than that of aluminum and copper. . In addition, low thermal conductivity makes it difficult to use the LED for a long time and may cause performance degradation.
상기와 같은 에폭시의 단점을 보완하고 금속 PCB의 열전도 특성을 높이기 위해 도 3과 같이 에폭시를 사용하지 않고 알루미늄 표면에 산화피막을 형성하여 절연층으로 활용하고 그 위에 직접 구리층을 형성하여 에폭시에 의한 열전도 특성 저하를 막기위한 방법들이 시도되었으며, 이는 열전도 특성의 향상을 가져왔으나 절연층(산화층)과 구리층간의 약한 접착력 때문에 실용화가 어려운 문제가 있었다.
In order to compensate for the above disadvantages of epoxy and to improve the thermal conductivity of the metal PCB, as shown in FIG. 3, an oxide film is formed on the aluminum surface without using epoxy as an insulating layer, and a copper layer is formed directly on the aluminum layer. In order to prevent the degradation of the thermal conductivity, attempts have been made, which leads to an improvement in the thermal conductivity. However, due to the weak adhesion between the insulating layer (oxidation layer) and the copper layer, it is difficult to be practical.
대한민국 등록특허 10-0926064에서는, 금속기판에 스크린 인쇄 등의 방법으로 세라믹 층을 형성하고, 그 세라믹 층상에 전기를 전도하는 전도층인 금속층을 형성함으로써 제작되는 금속 인쇄회로기판이 개시되어 있다.
Korean Patent No. 10-0926064 discloses a metal printed circuit board fabricated by forming a ceramic layer on a metal substrate by screen printing or the like, and forming a metal layer which is a conductive layer for conducting electricity on the ceramic layer.
대한민국 공개특허 2010-0039810에서는, 칩 LED 패키지(chip LED package)에서 적용가능한 기판을 제공하고, 전도층, 절연층 및 열 소산 평판(heat-dissipation plate)을 순서대로 포함하는, 칩 LED 패키지(chip LED package)에서 적용가능한 기판을 개시하고 있다.
In Korean Patent Laid-Open Publication No. 2010-0039810, a chip LED package which provides a substrate applicable in a chip LED package and includes a conductive layer, an insulating layer, and a heat-dissipation plate in order. A substrate applicable to an LED package) is disclosed.
대한민국 공개특허 2009-0053725에서는, 열경화성 수지 조성물로 함침된 유리 섬유직물로 구성된 프리레그에 의해 형성된 절연층에 레이저를 조사하여 비어 홀을 형성하는 단계와, 비어 홀을 유리 에칭 용액으로 처리하고 산화제 용액으로 디스미어 처리를 실시하는 단계로 구성되는 다층 인쇄 배선 기판의 제조방법에 관하여 개시하고 있다.
In Korean Patent Laid-Open Publication No. 2009-0053725, a step of forming a via hole by irradiating a laser to an insulating layer formed by a preleg composed of a glass fiber fabric impregnated with a thermosetting resin composition, treating the via hole with a glass etching solution, and oxidizing agent solution The manufacturing method of the multilayer printed wiring board comprised by the step of performing a desmear process is disclosed.
그러나, 상술한 종래의 방법에 의해서도 여전히 절연층 위에 전도층을 코팅한 후 발생되는 계면간 박리 문제를 완전히 해결하지 못하고 있으며, 종래 알려진 어느 방법에도 이온빔 믹싱을 수행함과 동시에 열처리로 계면반응을 유도하여 새로운 중간상을 형성하여 절연층과 전도층간의 박리 문제를 해결하고자 하는 내용은 기재되어 있지 않다.
However, the above-described conventional methods still do not completely solve the interfacial separation problem generated after coating the conductive layer on the insulating layer, and induce any interfacial reaction by heat treatment at the same time by performing ion beam mixing. There is no description of forming a new intermediate phase to solve the peeling problem between the insulating layer and the conductive layer.
이에, 본 발명자들은 열전도성이 뛰어나며, 고온의 동작환경에서도 절연층과 구리층간의 접착력이 우수한 금속 인쇄배선 회로기판(PCB)를 제조하기 위해 연구하던 중, 이온빔 믹싱으로 절연층과 구리층의 계면을 혼합시키고, 열처리를 통하여 상기 두 층 사이에 중간상을 형성시켜 접착력을 현저히 향상시킬 수 있음을 알아내고, 본 발명을 완성하였다.
Accordingly, the inventors of the present invention are studying to manufacture a metal printed circuit board (PCB) having excellent thermal conductivity and excellent adhesion between the insulating layer and the copper layer even in a high temperature operating environment, and the interface between the insulating layer and the copper layer by ion beam mixing. After mixing, and forming an intermediate phase between the two layers through heat treatment, it was found that the adhesive force can be significantly improved, and completed the present invention.
본 발명의 목적은 절연층과 구리층 사이에 이온빔 믹싱층을 갖는 금속 인쇄 배선 회로기판을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a metal printed wiring board having an ion beam mixing layer between an insulating layer and a copper layer.
본 발명의 다른 목적은 상기 절연층과 구리층 사이에 이온빔 믹싱층을 갖는 금속 인쇄 배선 회로기판의 제조방법을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a metal printed wiring board having an ion beam mixing layer between the insulating layer and the copper layer.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 알루미늄 기판 상에 절연층 및 구리층이 차례로 형성되고, 상기 절연층과 구리층 사이에 이온빔 믹싱층이 형성되어 있는 금속 인쇄 배선 회로기판을 제공한다.
In order to achieve the above object, the present invention provides a metal printed wiring board in which an insulating layer and a copper layer are sequentially formed on an aluminum substrate, and an ion beam mixing layer is formed between the insulating layer and the copper layer.
또한, 본 발명은 알루미늄 기판의 표면을 산화시켜 절연층을 형성하는 단계(단계 1);In addition, the present invention comprises the steps of oxidizing the surface of the aluminum substrate to form an insulating layer (step 1);
상기 단계 1에서 얻은 절연층 표면을 이온빔으로 표면처리하는 단계(단계 2);Surface treating the surface of the insulating layer obtained in step 1 with an ion beam (step 2);
상기 단계 2의 표면처리된 절연층에 구리층을 증착시키는 단계(단계 3);Depositing a copper layer on the surface-treated insulating layer of step 2 (step 3);
상기 단계 3에서 절연층에 증착된 구리층에 이온빔 믹싱법을 사용하여 절연층과 구리층간의 계면을 혼합시키는 단계(단계 4);Mixing an interface between the insulating layer and the copper layer by using an ion beam mixing method on the copper layer deposited on the insulating layer in step 3 (step 4);
상기 단계 4의 절연층과 구리층의 계면이 혼합된 구리층 위에 추가로 구리층을 증착시키는 단계(단계 5);Depositing an additional copper layer on the copper layer in which the interface between the insulating layer and the copper layer of step 4 is mixed (step 5);
열처리를 통하여 절연층과 구리층간의 중간상을 형성시키는 단계(단계 6); 및Forming an intermediate phase between the insulating layer and the copper layer through heat treatment (step 6); And
증착된 구리층 위에 두꺼운 구리막을 형성시키는 단계(단계 7)로 이루어진 절연층과 구리층의 접착력이 향상된 금속 인쇄 배선 회로기판의 제조방법을 제공한다.
Provided is a method of manufacturing a metal printed wiring board having improved adhesion between an insulating layer and a copper layer, the method comprising forming a thick copper film on the deposited copper layer (step 7).
본 발명에 따른 금속 인쇄 배선 회로기판의 제조방법은, 절연층과 구리층간에 이온빔 믹싱법으로 계면을 혼합시키고 열처리를 통하여 절연층과 구리층 사이에 중간상을 형성시킴으로써, 절연층과 구리층간의 접착력을 현저히 향상시킬 수 있다.
In the method of manufacturing a metal printed wiring board according to the present invention, an interface between an insulating layer and a copper layer is mixed by ion beam mixing, and an intermediate phase is formed between the insulating layer and the copper layer by heat treatment, thereby providing adhesion between the insulating layer and the copper layer. Can be significantly improved.
도 1은 본 발명에 따른 PCB의 단면을 나타낸 개략도이다.
도 2는 종래의 방법으로 제조된 금속-폴리머 PCB의 단면을 나타낸 개략도이다.
도 3은 종래에 방법으로 제조된 이온빔 혼합층이 없는 금속 PCB의 단면을 나타낸 개략도이다.
도 4는 비교예 1에서 제조한 금속 PCB로 테이프 테스트 후 촬영한 사진이다.
도 5는 실시예 1에서 제조한 금속 PCB로 테이프 테스트 후 촬영한 사진이다.
도 6은 비교예 1에서 제조한 금속 PCB의 pull-off 테스트 결과를 찍은 사진이다.
도 7은 비교예 2에서 제조한 금속 PCB의 pull-off 테스트 결과를 찍은 사진이다.
도 8은 실시예 1에서 제조한 금속 PCB의 pull-off 테스트 결과를 찍은 사진이다.
도 9는 비교예 1에서 제조한 금속 PCB의 pull-off 테스트 후 표면을 현미경으로 관찰한 사진이다.
도 10은 비교예 2에서 제조한 금속 PCB의 pull-off 테스트 후 표면을 현미경으로 관찰한 사진이다.
도 11은 실시예 1에서 제조한 금속 PCB의 pull-off 테스트 후 표면을 현미경으로 관찰한 사진이다. 1 is a schematic view showing a cross section of a PCB according to the present invention.
2 is a schematic view showing a cross section of a metal-polymer PCB manufactured by a conventional method.
3 is a schematic view showing a cross section of a metal PCB without an ion beam mixed layer manufactured by a conventional method.
Figure 4 is a photograph taken after the tape test with a metal PCB prepared in Comparative Example 1.
Figure 5 is a photograph taken after the tape test with a metal PCB prepared in Example 1.
Figure 6 is a photograph taken the pull-off test results of the metal PCB prepared in Comparative Example 1.
7 is a photograph of a pull-off test result of the metal PCB manufactured in Comparative Example 2.
Figure 8 is a photograph taken the pull-off test results of the metal PCB prepared in Example 1.
9 is a photograph of the surface of the metal PCB prepared in Comparative Example 1 after the pull-off test under a microscope.
10 is a photograph of the surface of the metal PCB prepared in Comparative Example 2 after the pull-off test under a microscope.
11 is a photograph of the surface of the metal PCB prepared in Example 1 after the pull-off test under a microscope.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 알루미늄 기판 상에 절연층 및 구리층이 차례로 형성되고, 상기 절연층과 구리층 사이에 이온빔 믹싱층이 형성되어 있는 금속 인쇄 배선 회로기판(printed circuit board, PCB)을 제공한다(도 1 참조).
The present invention provides a metal printed circuit board (PCB) in which an insulating layer and a copper layer are sequentially formed on an aluminum substrate, and an ion beam mixing layer is formed between the insulating layer and the copper layer (FIG. 1). Reference).
종래의 금속기판 상의 절연층 위에 구리층을 증착시키는 방법으로 제조된 금속 PCB는 절연층과 구리층의 결합력이 약하여, 고출력 LED와 같은 고온의 동작환경에서 쉽게 박리되는 문제가 있다. 하지만 본 발명의 이온빔 믹싱층을 포함하는 알루미늄 PCB는 절연층과 구리층 사이에 형성되는 이온빔 믹싱층에 의해 그 결합력이 현저히 향상되는 것이다.A metal PCB manufactured by a method of depositing a copper layer on an insulating layer on a conventional metal substrate has a weak bonding force between the insulating layer and the copper layer, and thus has a problem of being easily peeled off in a high temperature operating environment such as a high power LED. However, in the aluminum PCB including the ion beam mixing layer of the present invention, the bonding force is remarkably improved by the ion beam mixing layer formed between the insulating layer and the copper layer.
이때, 상기 이온빔 믹싱층은 구리층 위에 이온빔을 조사하여 절연층과 구리층간의 계면을 혼합시키는 이온빔 믹싱법에 의해 형성되고, 열처리에 의해 혼합된 계면이 더욱 강한 결합력을 갖는 중간상을 형성하게 된다.
In this case, the ion beam mixing layer is formed by an ion beam mixing method of irradiating an ion beam on the copper layer to mix the interface between the insulating layer and the copper layer, and the interface mixed by heat treatment forms an intermediate phase having a stronger bonding force.
본 발명에 따른 금속 인쇄 배선 회로기판에 있어서, 기판으로 다양한 금속을 사용할 수 있으나, 열전도율과 가공성 등이 우수하다는 관점에서 알루미늄 기판을 사용하는 것이 바람직하다.
In the metal printed wiring board according to the present invention, various metals may be used as the substrate, but it is preferable to use an aluminum substrate from the viewpoint of excellent thermal conductivity and workability.
본 발명에 따른 금속 인쇄 배선 회로기판에 있어서, 상기 절연층은 알루미늄 기판을 아노다이징(anodizing)법으로 산화시켜 산화층을 형성시킴으로써 형성할 수 있으나 이에 제한하지 않는다.In the metal printed wiring board according to the present invention, the insulating layer may be formed by oxidizing an aluminum substrate by anodizing to form an oxide layer, but is not limited thereto.
본 발명에 따른 금속 인쇄 배선 회로기판에 있어서, 상기 절연층의 두께는 30~60 ㎛인 것이 바람직하고, 50 ㎛인 것이 더욱 바람직하다. 만약, 절연층의 두께가 30 ㎛ 미만일 경우에는 충분한 절연 효과가 나타나지 않는 문제가 있고, 60 ㎛를 초과할 경우에는 기판의 두께가 두꺼워져 열배출 성능이 저하되는 문제가 있다.
In the metal printed wiring board according to the present invention, the thickness of the insulating layer is preferably 30 to 60 µm, more preferably 50 µm. If the thickness of the insulating layer is less than 30 μm, there is a problem that a sufficient insulating effect does not appear. If the thickness of the insulating layer is more than 60 μm, the thickness of the substrate becomes thick and the heat dissipation performance is deteriorated.
본 발명에 따른 금속 인쇄 배선 회로기판에 있어서, 상기 구리층은 회로기판에서 전기전도층의 역할을 하며, 구리층의 두께는 15~60 ㎛인 것이 바람직하고, 20~40 ㎛인 것이 더욱 바람직하다. 만약, 구리층의 두께가 15 ㎛ 미만일 경우에는 충분한 전기전도율을 얻을 수 없는 문제가 있고, 60 ㎛를 초과하는 경우에는 두께 증가에 따른 더 이상의 전기전도율 향상이 없어 재료가 낭비되는 문제가 있다.
In the metal printed wiring board according to the present invention, the copper layer serves as an electrical conductive layer in the circuit board, the thickness of the copper layer is preferably 15 ~ 60 ㎛, more preferably 20 ~ 40 ㎛. . If the thickness of the copper layer is less than 15 μm, there is a problem in that sufficient electrical conductivity cannot be obtained. If the thickness of the copper layer is more than 60 μm, there is a problem in that the material is wasted because there is no further improvement in electrical conductivity due to the increase in thickness.
또한, 본 발명은 알루미늄 기판의 표면을 산화시켜 절연층을 형성하는 단계(단계 1);In addition, the present invention comprises the steps of oxidizing the surface of the aluminum substrate to form an insulating layer (step 1);
상기 단계 1에서 얻은 절연층 표면을 이온빔으로 표면처리하는 단계(단계 2);Surface treating the surface of the insulating layer obtained in step 1 with an ion beam (step 2);
상기 단계 2의 표면처리된 절연층에 구리층을 증착시키는 단계(단계 3);Depositing a copper layer on the surface-treated insulating layer of step 2 (step 3);
상기 단계 3에서 절연층에 증착된 구리층에 이온빔 믹싱법을 사용하여 절연층과 구리층간의 계면을 혼합시키는 단계(단계 4);Mixing an interface between the insulating layer and the copper layer by using an ion beam mixing method on the copper layer deposited on the insulating layer in step 3 (step 4);
상기 단계 4의 절연층과 구리층의 계면이 혼합된 구리층 위에 추가로 구리층을 증착시키는 단계(단계 5);Depositing an additional copper layer on the copper layer in which the interface between the insulating layer and the copper layer of step 4 is mixed (step 5);
열처리를 통하여 절연층과 구리층간의 중간상을 형성시키는 단계(단계 6); 및Forming an intermediate phase between the insulating layer and the copper layer through heat treatment (step 6); And
증착된 구리층 위에 두꺼운 구리막을 형성시키는 단계(단계 7)를 포함하는 절연층과 구리층의 접착력이 향상된 금속 인쇄 배선 회로기판의 제조방법을 제공한다.
Provided is a method of manufacturing a metal printed wiring board having improved adhesion between an insulating layer and a copper layer, the method including forming a thick copper film on the deposited copper layer (step 7).
이하, 본 발명을 단계별로 더욱 구체적으로 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail step by step.
본 발명에 따른 회로기판의 제조방법에 있어서, 상기 단계 1은 알루미늄 기판의 표면을 산화시켜 절연층을 형성시키는 단계이다. 구체적으로, 아노다이징(anodizing)법을 사용하여 알루미늄 기판 표면에 산화층을 형성시키는 것이다. 상기 산화층은 금속 인쇄 배선 회로기판과 전기회로 사이의 전기적 절연을 형성시켜주는 역할로 기존의 에폭시 등을 대체하기 위한 방법으로 사용되며 에폭시에 비해 열전도 특성이 우수하여 금속 인쇄 배선 회로기판 전체 구조의 열배출 성능을 향상시켜준다.In the method of manufacturing a circuit board according to the present invention, step 1 is a step of forming an insulating layer by oxidizing the surface of the aluminum substrate. Specifically, an oxide layer is formed on the surface of an aluminum substrate by using an anodizing method. The oxide layer serves to form electrical insulation between the metal printed wiring board and the electric circuit, and is used as a method for replacing an existing epoxy, and has excellent thermal conductivity compared to epoxy. Improves emission performance
이때, 기판으로 다양한 금속을 사용할 수 있으나, 열전도율과 가공성 등이 우수하다는 관점에서 알루미늄 기판을 사용하는 것이 바람직하다.In this case, although various metals may be used as the substrate, it is preferable to use an aluminum substrate from the viewpoint of excellent thermal conductivity and workability.
또한, 상기 절연층의 두께는 30~60 ㎛가 바람직하다. 만약, 절연층의 두께가 30 ㎛ 미만일 경우에는 충분한 절연 효과가 나타나지 않는 문제가 있고, 60 ㎛를 초과할 경우에는 기판의 두께가 두꺼워져 열배출 성능이 저하되는 문제가 있다.
In addition, the thickness of the insulating layer is preferably 30 ~ 60 ㎛. If the thickness of the insulating layer is less than 30 μm, there is a problem that a sufficient insulating effect does not appear. If the thickness of the insulating layer is more than 60 μm, the thickness of the substrate becomes thick and the heat dissipation performance is deteriorated.
본 발명에 따른 회로기판의 제조방법에 있어서, 상기 단계 2는 상기 단계 1에서 얻은 절연층(산화층) 표면의 이물질을 제거하고 균일한 표면을 얻기 위해 표면을 전처리하는 단계이다. In the method of manufacturing a circuit board according to the present invention, step 2 is a step of pretreating the surface to remove foreign substances on the surface of the insulating layer (oxidation layer) obtained in step 1 and to obtain a uniform surface.
구체적으로, 헬륨, 질소, 아르곤, 크립톤, 크세논 이온빔 등을 절연층 표면에 조사하여 이물질을 제거하고 균일한 표면을 얻을 수 있다. Specifically, helium, nitrogen, argon, krypton, xenon ion beam, etc. may be irradiated on the surface of the insulating layer to remove foreign substances and obtain a uniform surface.
이때, 이온빔의 세기는 5~10 keV인 것이 바람직하다. At this time, the intensity of the ion beam is preferably 5 ~ 10 keV.
만약, 이온빔의 세기가 5 keV 미만인 경우에는 충분한 표면처리가 이뤄지지 않는 문제가 있고, 10 keV를 초과할 경우에는 스퍼터링에 의한 표면처리보다 이온주입의 효과가 발생하는 문제가 있다.
If the intensity of the ion beam is less than 5 keV, there is a problem in that sufficient surface treatment is not performed. If the ion beam intensity is greater than 10 keV, the effect of ion implantation occurs more than the surface treatment by sputtering.
본 발명에 따른 회로기판의 제조방법에 있어서, 상기 단계 3은 절연층에 구리층을 증착시키는 단계이다. In the method of manufacturing a circuit board according to the present invention, step 3 is a step of depositing a copper layer on an insulating layer.
구체적으로, 스퍼터링법 또는 전자빔증착법과 같은 물리기상증착법을 사용하여 절연층 위에 구리층을 증착시키는 것이다. Specifically, the copper layer is deposited on the insulating layer using a physical vapor deposition method such as sputtering or electron beam deposition.
이때, 상기 구리층의 두께는 500~1,000 Å인 것이 바람직하다. At this time, the thickness of the copper layer is preferably 500 to 1,000 kPa.
만약, 상기 구리층의 두께가 500 Å 미만인 경우에는 다음 단계 4에서 사용할 이온빔의 대부분이 구리층을 통과하여 산화층으로 투과되므로 효과적인 계면의 혼합을 얻지 못하는 문제가 있고, 1000 Å을 초과할 경우에는 이온빔의 대부분이 구리층을 통과하지 못하여 절연층과 구리층간의 계면 혼합이 효과적으로 이뤄지지 않는 문제가 있다.
If the thickness of the copper layer is less than 500 mW, since most of the ion beams to be used in the next step 4 are transmitted through the copper layer to the oxide layer, there is a problem in that an effective interface mixture is not obtained. Since most of them do not pass through the copper layer, there is a problem that the interfacial mixing between the insulating layer and the copper layer is not effective.
본 발명에 따른 회로기판의 제조방법에 있어서, 상기 단계 4는 절연층과 구리층간의 계면을 혼합시키는 단계이다. In the method of manufacturing a circuit board according to the present invention, step 4 is a step of mixing an interface between the insulating layer and the copper layer.
구체적으로, 구리층 위에 헬륨, 질소, 아르곤, 크립톤, 크세논 이온빔 등을 조사하여 절연층과 구리층간의 계면을 혼합시키는 이온빔 믹싱법을 사용하는 것이다. Specifically, an ion beam mixing method of irradiating a helium, nitrogen, argon, krypton, xenon ion beam or the like on the copper layer to mix an interface between the insulating layer and the copper layer is used.
이때, 상기 이온빔의 세기는 50~100 keV인 것이 바람직하다. At this time, the intensity of the ion beam is preferably 50 ~ 100 keV.
만약, 상기 이온빔의 세기가 50 keV 미만일 경우에는 구리층을 통과하지 못하는 문제가 있고, 100 keV를 초과할 경우에는 장치비용이 고가이고 안정상의 문제가 있다. If the intensity of the ion beam is less than 50 keV, there is a problem that the copper layer does not pass through. If the ion beam exceeds 100 keV, the device cost is expensive and there is a problem of stability.
또한, 상기 이온빔의 주입량은 1×1016 ~ 5×1017 이온/cm2인 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that the injection amount of the ion beam is 1 × 10 16 to 5 × 10 17 ions / cm 2 .
만약, 이온빔의 주입량이 1×1016 이온/cm2 미만인 경우에는 이온빔 믹싱효과가 충분하지 못한 문제가 있고, 5×1017 이온/cm2을 초과하는 경우에는 생산성 저하의 문제가 있다.
If the ion beam injection amount is less than 1 × 10 16 ions / cm 2 , there is a problem that the ion beam mixing effect is not sufficient. If the ion beam is more than 5 × 10 17 ions / cm 2 , there is a problem of lowering productivity.
본 발명에 따른 회로기판의 제조방법에 있어서, 상기 단계 5는 상기의 과정을 거쳐 절연층과 계면 혼합된 구리층 위에 구리층을 추가로 증착하는 단계이다. In the method of manufacturing a circuit board according to the present invention, step 5 is a step of further depositing a copper layer on the copper layer interfacially mixed with the insulating layer through the above process.
구체적으로, 절연층과 계면 혼합된 구리층 위에 상기 단계 3에서 사용한 물리기상증착법을 사용하여 구리층을 추가로 증착하는 것이다. Specifically, the copper layer is further deposited on the copper layer interfacially mixed with the insulating layer using the physical vapor deposition method used in Step 3.
이때, 상기 추가로 증착되는 구리층의 두께는 4,000~6,000 Å인 것이 바람직하다. At this time, the thickness of the additionally deposited copper layer is preferably 4,000 ~ 6,000 kPa.
만약, 상기 추가로 증착되는 구리층의 두께가 4,000 Å 미만인 경우에는 전기도금으로 사용하기에 부족한 문제가 있고, 6,000 Å를 초과하는 경우에는 생산성이 저하되는 문제가 있다.
If the thickness of the additionally deposited copper layer is less than 4,000 kPa, there is a problem that it is insufficient to use as an electroplating, and if the thickness of more than 6,000 kPa, there is a problem that productivity is lowered.
본 발명에 따른 회로기판의 제조방법에 있어서, 상기 단계 6은 열처리를 통한 절연층과 구리층의 중간상을 형성시키는 단계이다. In the method of manufacturing a circuit board according to the present invention, the step 6 is a step of forming an intermediate phase between the insulating layer and the copper layer through heat treatment.
구체적으로, 진공분위기에서 열처리를 실시하여 중간상을 형성시키는 것이다. Specifically, heat treatment is performed in a vacuum atmosphere to form an intermediate phase.
이때, 고온으로 갈수록 구리층 및 금속기판과 산화층간의 열팽창의 차이가 커져 높은 온도의 열처리는 불가능하므로, 200~300 ℃에서 구리층의 산화를 막기 위하여 진공 분위기에서 1시간 가량 열처리하는 것이 바람직하다.
At this time, since the difference in thermal expansion between the copper layer and the metal substrate and the oxide layer increases as the temperature increases, heat treatment at a high temperature is impossible, and therefore, heat treatment is performed for about 1 hour in a vacuum atmosphere to prevent oxidation of the copper layer at 200 to 300 ° C.
본 발명에 따른 회로기판의 제조방법에 있어서, 상기 단계 7은 추가로 증착된 구리층 위에 구리막을 형성시키는 단계이다. In the method of manufacturing a circuit board according to the present invention, step 7 is a step of forming a copper film on the additionally deposited copper layer.
구체적으로, 추가로 증착된 구리층 위에 회로기판의 전기전도층으로 사용될 두꺼운 구리막을 전기도금 방법으로 형성시키는 것이다. Specifically, a thick copper film to be used as an electrically conductive layer of a circuit board is formed on the deposited copper layer by an electroplating method.
이때, 상기 구리막의 두께는 회로기판의 전기전도층으로 적합한 15~60 ㎛인 것이 바람직하다.
At this time, the thickness of the copper film is preferably 15 ~ 60 ㎛ suitable for the conductive layer of the circuit board.
본 발명에 따른 절연층과 구리층의 접착력이 향상된 금속 인쇄 배선 회로기판의 제조방법으로 제조되는 금속 PCB의 경우, 그 접착력이 일반 금속 PCB에 비하여 최대 4배 이상 증가하는 효과를 나타내었다(표 1 참조).
In the case of the metal PCB manufactured by the method of manufacturing the metal printed wiring circuit board with improved adhesion between the insulating layer and the copper layer according to the present invention, the adhesive force has an effect of increasing up to four times or more compared to the general metal PCB (Table 1). Reference).
따라서, 본 발명에 따른 금속 PCB는 고출력 LED와 같은 고온의 동작환경에서 장시간 사용시에도 절연층과 구리층의 접착력이 강하여 구리층이 벗겨지는 현상이 발생하지 않으므로, 고온의 동작환경이 조성되는 기기의 금속 인쇄 배선 회로기판으로 유용하게 사용될 수 있다.
Therefore, the metal PCB according to the present invention has a strong adhesive force between the insulating layer and the copper layer even when used for a long time in a high temperature operating environment, such as a high-power LED, so that the copper layer does not peel off, so that the high temperature operating environment of the device is formed. It can be usefully used as a metal printed wiring board.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 이에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the following examples are merely to illustrate the present invention, but the content of the present invention is not limited thereto.
<< 실시예Example 1> 이온빔 1> ion beam 믹싱Mixing 및 열처리를 통한 금속 And metal through heat treatment PCBPCB 의 제조Manufacturing
본 발명에 따른 이온빔 믹싱 및 열처리를 수행한 절연층과 구리층의 접착력이 향상된 금속 인쇄 배선 회로기판(printed circuit board)을 제조하기 위하여 다음과 같이 실시하였다(도 1 참조).In order to manufacture a metal printed circuit board with improved adhesion between the insulating layer and the copper layer subjected to ion beam mixing and heat treatment according to the present invention was performed as follows (see FIG. 1).
먼저, 알루미늄 기판을 아노다이징(anodizing)법을 사용하여 표면을 산화시켜 산화층(Al2O3)을 형성시킨 후, 10 keV 세기의 질소이온빔으로 표면처리하여 불순물을 제거하고 표면을 균일하게 처리하였다. First, an aluminum substrate was oxidized to form an oxide layer (Al 2 O 3 ) by oxidizing the surface by using an anodizing method, followed by surface treatment with a nitrogen ion beam of 10 keV intensity to remove impurities and to uniformly treat the surface.
다음으로, 상기에서 표면처리된 절연층 위에 전자빔 증착법을 사용하여 구리층을 700 Å 두께로 증착시킨 다음, 80 keV의 세기와 1×1017 이온/cm2 주입량의 질소이온빔을 상기 구리층 위에 조사하여 절연층과 구리층간의 계면을 혼합시켰다(이온빔 믹싱). Next, the copper layer was deposited to a thickness of 700 위에 on the surface-treated insulating layer by using an electron beam deposition method, and then a nitrogen ion beam having an intensity of 80 keV and an implantation amount of 1 × 10 17 ions / cm 2 was irradiated onto the copper layer. The interface between the insulating layer and the copper layer was mixed (ion beam mixing).
상기에서 계면이 혼합된 구리층 위에 상기에서 사용한 전자빔 증착법을 사용하여 구리층을 5,000 Å 두께로 한번 더 증착시키고, 절연층과 구리층간의 중간상을 형성시키기 위해서 250 ℃의 진공분위기 하에서 열처리를 1시간 동안 실시하였다. The copper layer was deposited on the copper layer mixed with the interface by using the electron beam evaporation method as described above, and the heat treatment was performed for 1 hour under vacuum atmosphere at 250 ° C. to form an intermediate phase between the insulating layer and the copper layer. Was carried out.
마지막으로, 상기의 과정을 거쳐 증착된 구리층을 회로기판의 전기전도층으로 사용하기에 충분한 두께로 형성시키기 위해서 전기도금법을 실시하여 20 ㎛ 두께의 구리막을 형성시켜, 본 발명에 따른 절연층과 구리층의 접착력이 향상된 금속 PCB를 제조하였다.
Finally, in order to form a copper layer deposited through the above process to a thickness sufficient to be used as an electrically conductive layer of a circuit board, an electroplating method is performed to form a copper film having a thickness of 20 μm, Metal PCB with improved adhesion of the copper layer was prepared.
<< 비교예Comparative example 1> 이온빔 1> ion beam 믹싱Mixing 및 열처리를 하지 않은 금속 And unheated metals PCBPCB 의 제조Manufacturing
이온빔 믹싱 및 열처리를 하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 금속 PCB를 제조하였다.
A metal PCB was manufactured in the same manner as in Example 1, except that ion beam mixing and heat treatment were not performed.
<< 비교예Comparative example 2> 이온빔 2> ion beam 믹싱Mixing 처리 후 열처리를 하지 않은 금속 PCB의 제조 Fabrication of metal PCBs without heat treatment after treatment
이온빔 믹싱 처리 후 열처리를 하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 금속 PCB를 제조하였다.
A metal PCB was manufactured in the same manner as in Example 1, except that heat treatment was not performed after the ion beam mixing.
<< 실험예Experimental Example 1> 이온빔 1> ion beam 믹싱Mixing 및 열처리를 거친 구리층의 접착력 평가 1 Evaluation of Adhesion of Copper Layer after Heat Treatment 1
실시예 1에서 제조한 이온빔 믹싱 및 열처리의 과정을 거친 금속 PCB에서 절연층과 구리층의 접착력을 알아보기 위하여 다음과 같이 실시하였다. In order to determine the adhesion between the insulating layer and the copper layer in the metal PCB prepared by the ion beam mixing and heat treatment in Example 1 as follows.
구체적으로, 비교예 1에서 제조한 이온빔 믹싱 및 열처리를 하지 않은 금속 PCB와 실시예 1에서 제조한 이온빔 믹싱 및 열처리를 거친 금속 PCB를 ASTM D3359에 의한 테이프 테스트(tape test)를 실시하였고, 그 결과를 도 4 및 도 5에 나타내었다.
Specifically, a tape test according to ASTM D3359 was performed on the metal PCB prepared in Comparative Example 1 and the metal PCB subjected to the ion beam mixing and heat treatment prepared in Example 1 and the heat treated metal PCB. 4 and 5 are shown.
도 4는 비교예 1에서 제조한 금속 PCB로 테이프 테스트 후 촬영한 사진이다.Figure 4 is a photograph taken after the tape test with a metal PCB prepared in Comparative Example 1.
도 5는 실시예 1에서 제조한 금속 PCB로 테이프 테스트 후 촬영한 사진이다.
Figure 5 is a photograph taken after the tape test with a metal PCB prepared in Example 1.
도 4 및 도 5에 나타난 바와 같이, 비교예 1에서 제조한 금속 PCB의 경우 구리층이 쉽게 박리되는 반면에, 실시예 1에서 이온빔 믹싱 및 열처리를 거친 금속 PCB의 구리층은 구리층이 전혀 박리되지 않음을 알 수 있다.
As shown in FIGS. 4 and 5, in the case of the metal PCB manufactured in Comparative Example 1, the copper layer is easily peeled off, whereas in Example 1, the copper layer of the metal PCB subjected to ion beam mixing and heat treatment is completely peeled off. It can be seen that.
따라서, 본 발명에 따른 금속 PCB의 제조방법은 절연층과 구리층의 접합력을 현저히 향상시키는 효과가 있으므로, 금속 PCB의 제조에 유용하게 사용될 수 있다.
Therefore, the manufacturing method of the metal PCB according to the present invention has an effect of remarkably improving the bonding strength of the insulating layer and the copper layer, it can be usefully used in the manufacture of the metal PCB.
<< 실험예Experimental Example 2> 이온빔 2> ion beam 믹싱Mixing 및 열처리를 거친 구리층의 접착력 평가 2 Evaluation of Adhesion of Copper and Heat Treated Copper Layers 2
실시예 1에서 제조한 이온빔 믹싱 및 열처리의 과정을 거친 금속 PCB에서 절연층과 구리층의 접착력을 알아보기 위하여 다음과 같이 실시하였다. In order to determine the adhesion between the insulating layer and the copper layer in the metal PCB prepared by the ion beam mixing and heat treatment in Example 1 as follows.
구체적으로, 비교예 1, 비교예 2 및 실시예 1에서 제조한 금속 PCB의 구리층 표면에 원형의 기구를 에폭시로 접착하고 이를 유압으로 끌어당기며, 접착면이 파괴되는 힘을 측정해 최대 접착력을 얻는 방법인 ASTM D4541에 의한 pull-off 테스트를 PosiTest Pull-Off Adhesion tester로 실시하였다. Specifically, the circular apparatus is bonded with epoxy on the copper layer surface of the metal PCB prepared in Comparative Example 1, Comparative Example 2 and Example 1 and pulled it by hydraulic pressure, and the maximum force is measured by measuring the force at which the adhesive surface is broken. The pull-off test according to ASTM D4541, which is a method of obtaining adhesive force, was performed with a PosiTest Pull-Off Adhesion tester.
상기 pull-off 테스트는 실시 후 표면을 현미경으로 관측하여 계면이 분리되었는지(adhesive), 박막이나 모재 자체가 파괴되었는지(cohesive)도 알 수 있는 장점이 있다. The pull-off test has an advantage in that the surface is observed under a microscope after implementation to determine whether the interface is separated (adhesive) or the thin film or the base material itself is cohesive.
상기 pull-off 테스트 결과 접착력을 표 1에 나타내었고, 테스트 후 각 금속 PCB의 표면을 도 6~8에 나타내었고, 각 금속 PCB의 표면을 현미경으로 관찰한 결과를 도 9~11에 나타내었다.
The results of the pull-off test are shown in Table 1, and the surface of each metal PCB after the test is shown in FIGS. 6 to 8, and the results of observing the surface of each metal PCB under a microscope are shown in FIGS. 9 to 11.
Adhesive pull-off test of insulation layer and copper layer
Adhesive force (MPa)
Comparative Example 1
Comparative Example 2
Example 1
도 6은 비교예 1에서 제조한 금속 PCB의 pull-off 테스트 결과를 찍은 사진이다.Figure 6 is a photograph taken the pull-off test results of the metal PCB prepared in Comparative Example 1.
도 7은 비교예 2에서 제조한 금속 PCB의 pull-off 테스트 결과를 찍은 사진이다.7 is a photograph of a pull-off test result of the metal PCB manufactured in Comparative Example 2.
도 8은 실시예 1에서 제조한 금속 PCB의 pull-off 테스트 결과를 찍은 사진이다.8 is a photograph of a pull-off test result of the metal PCB manufactured in Example 1.
도 9는 비교예 1에서 제조한 금속 PCB의 pull-off 테스트 후 표면을 현미경으로 관찰한 사진이다.9 is a photograph of the surface of the metal PCB prepared in Comparative Example 1 after the pull-off test under a microscope.
도 10은 비교예 2에서 제조한 금속 PCB의 pull-off 테스트 후 표면을 현미경으로 관찰한 사진이다.10 is a photograph of the surface of the metal PCB prepared in Comparative Example 2 after the pull-off test under a microscope.
도 11은 실시예 1에서 제조한 금속 PCB의 pull-off 테스트 후 표면을 현미경으로 관찰한 사진이다.
11 is a photograph of the surface of the metal PCB prepared in Example 1 after the pull-off test under a microscope.
표 1 및 도 6~11에 나타난 바와 같이, 비교예 1에서 제조한 아무런 처리도 하지 않은 일반 금속 PCB의 접착력에 비하여, 본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 금속 PCB의 접착력은 최대 4배 이상 향상됨을 알 수 있다. As shown in Table 1 and Figures 6 to 11, the adhesive strength of the metal PCB manufactured by the manufacturing method according to the present invention is improved up to 4 times or more, as compared to the adhesive strength of the general metal PCB without any treatment prepared in Comparative Example 1 It can be seen.
또한, 테스트 후 비교예 1의 금속 PCB 표면을 현미경으로 관찰한 결과를 보면 구리층이 모두 제거되고 산화층 표면이 그대로 드러나는 반면에, 실시예 1의 금속 PCB 표면에는 부분적으로 구리층이 남아있는 것을 확인할 수 있다. In addition, the microscopic observation of the surface of the metal PCB of Comparative Example 1 after the test showed that the copper layer was removed and the surface of the oxide layer was exposed as it was, whereas the copper layer was partially left on the metal PCB surface of Example 1. Can be.
상기 결과로, 비교예 1의 경우에는 절연층과 구리층간의 접착력이 약하여 계면의 분리가 일어났음(adhesive)을 알 수 있고, 비교예 2의 경우에는 절연층과 구리층의 결합이 이온빔 믹싱에 의해 향상되어 구리층의 파괴로 박리가 이뤄졌음을 알 수 있으며, 실시예 1의 경우에는 절연층과 구리층의 결합이 이온빔 믹싱 및 열처리에 의해 향상되어 구리층과 절연층의 파괴로 이루어졌음(cohesive)을 알 수 있다.
As a result, it can be seen that in Comparative Example 1, the adhesion between the insulating layer and the copper layer was weak, so that the interface was separated. In Comparative Example 2, the bonding of the insulating layer and the copper layer was applied to the ion beam mixing. It can be seen that the peeling was achieved by the breakdown of the copper layer, and in the case of Example 1, the bonding of the insulating layer and the copper layer was improved by ion beam mixing and heat treatment, resulting in the breakdown of the copper layer and the insulating layer ( cohesive).
따라서, 본 발명에 따른 금속 PCB의 제조방법은 절연층과 구리층의 접합력을 4배 이상 향상시키는 효과가 있으므로, 금속 PCB의 제조에 유용하게 사용될 수 있다.Therefore, the manufacturing method of the metal PCB according to the present invention has an effect of improving the bonding strength of the insulating layer and the copper layer by more than four times, it can be usefully used in the manufacture of the metal PCB.
Claims (19)
상기 단계 1에서 얻은 절연층 표면을 이온빔으로 표면처리하는 단계(단계 2);
상기 단계 2의 표면처리된 절연층에 구리층을 500~1,000 Å 두께로 증착시키는 단계(단계 3);
상기 단계 3에서 절연층에 증착된 구리층에 이온빔 믹싱법을 사용하여 절연층과 구리층간의 계면을 혼합시키는 단계(단계 4);
상기 단계 4의 절연층과 구리층의 계면이 혼합된 구리층 위에 추가로 구리층을 4,000~6,000 Å 두께로 증착시키는 단계(단계 5);
200~300 ℃의 진공분위기에서 열처리를 통하여 절연층과 구리층간의 중간상을 형성시키는 단계(단계 6); 및
증착된 구리층 위에 구리막을 15~60 ㎛ 두께로 형성시키는 단계(단계 7);를 포함하여 제조되는,
알루미늄 기판 상에 절연층 및 구리층이 차례로 형성되고, 상기 절연층과 구리층 사이에 이온빔 믹싱층이 형성되어 있는 금속 인쇄 배선 회로기판.
Oxidizing the surface of the aluminum substrate to form an insulating layer (step 1);
Surface treating the surface of the insulating layer obtained in step 1 with an ion beam (step 2);
Depositing a copper layer in a thickness of 500˜1,000 mm on the surface-treated insulating layer of step 2 (step 3);
Mixing an interface between the insulating layer and the copper layer by using an ion beam mixing method on the copper layer deposited on the insulating layer in step 3 (step 4);
Depositing a copper layer in a thickness of 4,000 to 6,000 kPa over the copper layer in which the interface between the insulating layer and the copper layer of step 4 is mixed (step 5);
Forming an intermediate phase between the insulating layer and the copper layer through heat treatment in a vacuum atmosphere at 200 ° C. to 300 ° C. (step 6); And
Forming a copper film to a thickness of 15 ~ 60 ㎛ on the deposited copper layer (step 7); prepared, including,
An insulating layer and a copper layer are sequentially formed on an aluminum substrate, and an ion beam mixing layer is formed between the insulating layer and the copper layer.
The metal printed wiring board according to claim 1, wherein the ion beam mixing layer has an interface between the insulating layer and the copper layer mixed by an ion beam mixing method, and the interface mixed by heat treatment forms an intermediate phase.
The metal printed wiring board of claim 1, wherein the insulating layer is an oxide layer obtained by oxidizing an aluminum substrate by an anodizing method.
The metal printed wiring board of claim 1, wherein the insulating layer has a thickness of 30 μm to 60 μm.
The metal printed wiring board of claim 1, wherein the copper layer has a thickness of 15 μm to 60 μm.
상기 단계 1에서 얻은 절연층 표면을 이온빔으로 표면처리하는 단계(단계 2);
상기 단계 2의 표면처리된 절연층에 구리층을 500~1,000 Å 두께로 증착시키는 단계(단계 3);
상기 단계 3에서 절연층에 증착된 구리층에 이온빔 믹싱법을 사용하여 절연층과 구리층간의 계면을 혼합시키는 단계(단계 4);
상기 단계 4의 절연층과 구리층의 계면이 혼합된 구리층 위에 추가로 구리층을 4,000~6,000 Å 두께로 증착시키는 단계(단계 5);
200~300 ℃의 진공분위기에서 열처리를 통하여 절연층과 구리층간의 중간상을 형성시키는 단계(단계 6); 및
증착된 구리층 위에 구리막을 15~60 ㎛ 두께로 형성시키는 단계(단계 7)로 이루어진 절연층과 구리층의 접착력이 향상된 금속 인쇄 배선 회로기판의 제조방법.
Oxidizing the surface of the aluminum substrate to form an insulating layer (step 1);
Surface treating the surface of the insulating layer obtained in step 1 with an ion beam (step 2);
Depositing a copper layer in a thickness of 500˜1,000 mm on the surface-treated insulating layer of step 2 (step 3);
Mixing an interface between the insulating layer and the copper layer by using an ion beam mixing method on the copper layer deposited on the insulating layer in step 3 (step 4);
Depositing a copper layer in a thickness of 4,000 to 6,000 kPa over the copper layer in which the interface between the insulating layer and the copper layer of step 4 is mixed (step 5);
Forming an intermediate phase between the insulating layer and the copper layer through heat treatment in a vacuum atmosphere at 200 ° C. to 300 ° C. (step 6); And
A method of manufacturing a metal printed wiring board having improved adhesion between an insulating layer and a copper layer, the step (step 7) of forming a copper film having a thickness of 15 to 60 μm on the deposited copper layer.
7. The method of claim 6, wherein the surface of the aluminum substrate of step 1 is oxidized by anodizing to form an insulating layer.
The method of claim 6, wherein the thickness of the insulating layer of step 1 is 30 ~ 60 ㎛.
7. The method of claim 6, wherein the ion beams of steps 2 and 4 are helium, nitrogen, argon, krypton or xenon ion beams.
10. The method of claim 9, wherein the ion beam for surface treatment of the insulating layer is a nitrogen ion beam having 5 to 10 keV energy.
The method of claim 6, wherein the method of depositing a copper layer in steps 3 and 5 is a physical vapor deposition method.
12. The method of claim 11, wherein the physical vapor deposition method is a sputtering method or an electron beam deposition method.
7. The method of claim 6, wherein the ion beam of step 4 is a nitrogen ion beam having an energy size of 50 to 100 keV.
15. The method of claim 14, wherein the injection amount of the nitrogen ion beam is 1 × 10 16 to 5 × 10 17 ions / cm 2 .
The method of claim 6, wherein the method of forming a copper film on the deposited copper layer of step 7 is an electroplating method.
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Patent Citations (2)
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