KR101247397B1 - 가요성 폴리이미드 금속 적층판의 제조 방법 및 장치 - Google Patents

가요성 폴리이미드 금속 적층판의 제조 방법 및 장치 Download PDF

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가부시키가이샤 노리타케 캄파니 리미티드
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Abstract

(과제) 도막의 이미드화를 위해 효율적으로 열처리할 수 있는 가요성 폴리이미드 금속 적층판의 제조 방법 및 장치를 제공한다.
(해결수단) 열처리 공정 (36) 또는 열처리 장치 (40) 에 있어서, 금속 박판 (12) 의 일면에 도착된 수지 전구체 (P) 가 원적외선을 사용하여 가열됨으로써 그 수지 전구체 (P) 에 축중합을 발생시켜, 금속 박판 (12) 의 일면에 폴리이미드 수지 필름 (14) 이 생성된다. 이 폴리이미드 수지 필름 (14) 의 생성에 있어서는, 원적외선에 의한 가열에 의해 축중합이 이루어지는데, 그 원적외선은 수지 전구체 (P) 의 도막 내부까지 침투하여 원적외선의 방사 에너지가 흡수되고, 도막 전체가 효율적으로 가열되어 이미드화가 이루어지기 때문에, 단시간에 균질한 폴리이미드 수지 필름 (14) 이 생성된다. 따라서, 단시간에 효율적으로 열처리가 이루어져, 열설비를 소형으로 할 수 있다.

Description

가요성 폴리이미드 금속 적층판의 제조 방법 및 장치 {METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING A FLEXIBLE POLYIMIDE METAL LAMINATE}
도 1 은 본 발명의 일 실시예인 2 층형 가요성 폴리이미드 금속 적층판을 나타내는 단면도이다.
도 2 는 3 층형 가요성 폴리이미드 금속 적층판을 나타내는 단면도이다.
도 3 은 도 1 의 가요성 폴리이미드 금속 적층판의 제조 방법의 요부를 설명하는 공정도이다.
도 4 는 도 1 의 가요성 폴리이미드 금속 적층판을 제조하는 것에 앞서, 금속 박판의 일면에 유동성의 수지 전구체 (P) 를 연속적으로 도포하는 도포 장치와, 도포된 수지 전구체 (P) 를 건조시키기 위한 건조 장치를 나타내는 도면이다.
도 5 는 금속 박판의 일면에 도착(塗着)된 수지 전구체 (P) 에 열처리를 실시하기 위한 열처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 6 은 도 5 의 열처리 장치의 요부를 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 7 은 도 6 의 가열 플레이트로부터 방사되는 원적외선의 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 8 은 도 6 의 가열 플레이트에 의해 가열되는 수지 전구체 (P) 및 폴리이미드 수지의 흡수 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 9 는 도 5 의 열처리 장치의 시작 시점에서의 불활성 가스의 치환 상태를 나타내는 타임 차트이다.
도 10 은 도 5 의 열처리 장치에 있어서 온도 제어된 히트 커브를 나타내는 도면이다.
도 11 은 도 5 의 열처리 장치의 히트 커브를, 열풍을 사용하여 수지 전구체 (P) 를 열처리하는 종래의 열처리 장치의 히트 커브와 대비하여 나타내는 도면이다.
도 12 는 본 발명의 다른 실시예의 열처리 장치의 요부를 나타내는 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10: 가요성 폴리이미드 금속 적층판
12: 금속 박판
14: 폴리이미드 수지 필름
34: 도착 공정
36: 열처리 공정
40: 열처리 장치
52: 가열 플레이트
62: 분사구멍
82: 반송 롤러
(특허문헌 1) 일본 공개특허공보 2000-169581
본 발명은, 폴리이미드 수지 필름의 일면에 금속 박판이 고착되어 이루어지는 폴리이미드 적층 필름의 제조 방법 및 장치에 관한 것이다.
폴리이미드 수지 필름과 금속 박판 또는 금속박이 서로 고착되어 이루어지는 필름형 (박판형) 의 가요성 폴리이미드 금속 적층판은, 플렉시블 프린트 기판 등으로도 불리워지고, 알려져 있다. 예를 들어, 5∼20㎛ 정도의 동박과 5∼100㎛ 정도의 폴리이미드 수지층이 적층된 플렉시블 동박 적층판 (FCCL: Flexible Copper Clad Laminates) 이 그것이다. 이러한 가요성 폴리이미드 금속 적층판은, 예를 들어, 에칭 등에 의해 금속 박판이 소정의 회로 패턴이 되도록 가공됨으로써, 금속 박판제 리드선이 부설된 개개의 IC 패키지로 분리가능한 테이프 오토메이티드 본딩 (TAB) 제품, 플렉시블한 접속 케이블 등으로서 전자기기, 디지털 카메라, 휴대전화기 등에 다용되고 있다.
상기 가요성 폴리이미드 금속 적층판은, 폴리이미드 수지 필름과 금속 박판을 접착제를 사용하여 부착시키는 라미네이팅법에 의해 얻어진 3 층 구조의 것과, 금속 박판의 일면에 수지 전구체를 도포하여 그것을 열경화시키는 캐스팅법에 의해 얻어진 2 층 구조의 것이 있다. 2 층 구조의 것은, 3 층 구조의 것과 비교하여 내열성, 파인 피치화, 경박화 및 다층화에 유리하기 때문에 그 수요가 급속히 증가 하고 있다. 이 2 층 구조의 가요성 폴리이미드 금속 적층판의 제조 방법의 일종으로, 폴리이미드 수지 전구체액을 코팅하고 그것을 가열하여 이미드화 (환화 중축합) 하는 캐스팅법이 있다. 예를 들어, 특허문헌 1 에 기재되어 있는 것이다.
그런데, 상기 종래의 캐스팅법에 의한 가요성 폴리이미드 금속 적층판의 제조에 있어서는, 폴리이미드 수지의 전구체인 폴리아미드산이 용매에 용해된 폴리아미드산 용액을 금속박의 일면에 도포한 후, 예를 들어 250℃ 정도까지의 처리 온도에서 가열 처리함으로써 경화시키면서 이미드화를 실시하여 폴리이미드 수지가 생성되는 것이지만, 폴리이미드 수지 전구체의 도막 표면으로부터 열풍에 의해 가열된다는 점에서 도막의 표면과 내부와의 온도차가 커, 그 도막의 표면으로부터 먼저 경화 및 이미드화가 진행되기 때문에 내부에 있는 용제의 제거가 늦어지거나, 내부와의 사이에서 환화 중축합차가 발생하기 쉬우며, 가열이 서서히 진행되는 것에 의해 장시간 열처리하지 않으면 안된다는 문제가 있었다. 또한, 그와 같은 장시간의 열처리때문에 생산 효율을 높이고자 하면 열설비가 대형화된다는 문제도 있었다.
본 발명은 이상의 사정을 배경으로 하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 도막의 이미드화를 위해 효율적으로 열처리할 수 있는 가요성 폴리이미드 금속 적층판의 제조 방법 및 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 청구항 1 에 관련된 발명의 요지는, 폴리이미드 수지 필름과 금속 박판이 서로 고착되어 이루어지는 가요성 폴리이미드 금속 적층판의 제조 방법으로서, 상기 금속 박판의 일면에 도착된 수지 전구체를 원적외선을 사용하여 가열함으로써 그 수지 전구체에 축중합을 발생시켜, 그 금속 박판의 일면에 상기 폴리이미드 수지 필름을 생성하는 것을 특징으로 한다.
또, 청구항 2 에 관련된 발명의 요지는, (a) 폴리이미드 수지 필름의 수지 전구체를 상기 금속 박판의 일면에 도착하는 수지 전구체 도착 공정과, (b) 그 수지 전구체 도착 공정에 있어서 상기 금속 박판의 일면에 도착된 상기 수지 전구체를 원적외선을 사용하여 가열함으로써 그 수지 전구체에 축중합을 발생시켜, 그 금속 박판의 일면에 상기 폴리이미드 수지 필름을 생성하는 열처리 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 3 에 관련된 발명의 요지는, 청구항 2 에 관련된 발명의 열처리 공정은, 원적외선을 방사하는 가열 플레이트로부터 상기 금속 박판의 일면을 향하여 방사되는 열복사와, 그 가열 플레이트에 형성된 분사구멍으로부터 상기 금속 박판의 일면을 향하여 분사되는 불활성 가스를 사용하여, 그 금속 박판의 일면에 도포된 상기 수지 전구체를 가열하는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 4 에 관련된 발명의 요지는, 청구항 2 또는 3 에 관련된 발명의 열처리 공정은, 상기 폴리이미드 수지 필름의 수지 전구체가 일면에 도포된 길이가 긴 금속 박판을, 그 일면측에 산형(山形)이 되는 반송로를 따라 길이방향으로 이동시키는 과정에서 열처리하는 것을 특징으로 한다.
또, 청구항 5 에 관련된 발명의 요지는, 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 관련된 발명의 수지 전구체가, 산무수물과 디아민의 반응에 의해 합성된 폴리아미드산을 함유하는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 6 에 관련된 발명의 요지는, 폴리이미드 수지 필름과 금속 박판이 서로 고착되어 이루어지는 가요성 폴리이미드 금속 적층판의 제조 장치로서, 상기 금속 박판의 일면에 도포된 상기 수지 전구체를 원적외선을 사용하여 가열함으로써 그 수지 전구체에 축중합을 발생시켜, 그 금속 박판의 일면에 상기 폴리이미드 수지 필름을 생성하는 열처리 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 청구항 7 에 관련된 발명의 요지는, 청구항 6 에 관련된 발명에 있어서, 상기 열처리 장치에 의한 열처리에 앞서, 상기 폴리이미드 수지 필름의 수지 전구체를 상기 금속 박판의 일면에 도착하는 수지 전구체 도착 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 8 에 관련된 발명의 요지는, 청구항 6 또는 7 에 관련된 발명에 있어서, 상기 열처리 장치는, 상기 금속 박판의 일면을 향하여 원적외선을 방사하는 가열 플레이트와, 상기 금속 박판의 일면을 향하여 불활성 가스를 분사하기 위해 그 가열 플레이트에 형성된 분사구멍을 구비하고, 그 가열 플레이트로부터 상기 금속 박판의 일면을 향하여 방사되는 열복사와, 그 분사구멍으로부터 상기 금속 박판의 일면을 향하여 분사되는 불활성 가스를 사용하여, 그 금속 박판의 일면에 도포된 상기 수지 전구체를 가열하는 것임을 특징으로 한다.
또한, 청구항 9 에 관련된 발명의 요지는, 청구항 6 내지 8 중 어느 한 항에 관련된 발명에 있어서, (a) 상기 금속 박판은, 소정 폭의 길이가 긴 금속 박판이고, (b) 상기 열처리 장치는, 롤형상으로 감겨진 상태로부터 풀려 나오며, 상기 폴리이미드 수지 필름의 수지 전구체가 일면에 도착된 상기 길이가 긴 금속 박판을, 그 일면에 산형의 반송로가 되도록 배치된 반송 롤러에 의해 지지시키면서 이동시키는 반송 장치를 구비하고, 그 반송 장치에 의해 상기 산형의 반송로 상에서 반송되는 과정에서, 일면에 상기 수지 전구체가 도착된 상기 길이가 긴 금속 박판을 열처리하는 것임을 특징으로 한다.
또한, 청구항 10 에 관련된 발명의 요지는, 청구항 6 내지 9 중 어느 한 항에 관련된 발명에 있어서, 상기 수지 전구체는, 산무수물과 디아민의 반응에 의해 합성된 폴리아미드산을 함유하는 것임을 특징으로 한다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
여기서 바람직하게는, 상기 폴리이미드 수지는 주쇄 중에 산이미드 결합을 갖는 고분자 물질로서, 예를 들어 피로멜리트산무수물, 테트라카르복실산무수물 등의 산무수물과, 예를 들어 m-페닐렌디아민 등의 디아민의 중합 반응에 의해 합성된 폴리아미드산이, 그 후에 다시 가열 등에 의한 반응에 의해 그 개환이 폐환화됨으로써 생성되는 것이다. 따라서, 이 폴리아미드산은 폴리이미드 수지의 전구체이다. 상기 폴리이미드 수지는, 경화 과정에서 축합수, 휘발분을 생성시키는 것이라도 지장은 없지만, 경화 과정에서 휘발분을 생성하지 않는 부가 중합형이어도 된다. 그 부가 중합형으로는, 나딕산 말단 반응형, 비스말레이이미드 (BMI) 형, 아세틸렌 말단형 등이 사용된다.
또한, 상기 수지 전구체는 상기 폴리아미드산이고, 용매에 가용이다. 이 수지 전구체는, 바람직하게는, 용매에 의해 용해됨으로써 유동체 (폴리아미드산 용액) 로 된 상태에서 금속 박판의 일면에 도포되고, 건조에 의해 그 용매가 어느 정도 제거됨으로써 금속 박판의 일면에 도착된다. 이 유동성의 수지 전구체는, 접착성, 접착 강도, 제조 수율, 제조 비용 등의 개선을 위해 각종 첨가물이 부여될 수 있다. 예를 들어, 상기 특허문헌 1 에 기재된 폴리아미드산 용액이어도 된다.
또한, 상기 가열 플레이트는, 전기 히터를 내장한 금속 플레이트와, 그 금속 플레이트의 방사면에 고착된 원적외선 방사체층을 구비하고, 금속 플레이트의 온도에 따른 크기의 복사 에너지로 원적외선 방사체층로부터 주로 원적외선을 포함하는 방사선을 방사한다. 상기 금속 플레이트는, 알루미늄 합금, 구리 합금, 탄소강, 스테인리스강 등의 비교적 높은 열전도율을 갖는 금속이 바람직하게 사용된다. 또한, 상기 원적외선 방사체층은, 예를 들어, SiO2, ZnO2, SnO2, TiO2, Y2O3, BeO, Al2O3, 2MgOㆍ2Al2O3ㆍ5SiO2, CoO, NiO, CrO3, Fe2O3 등의 Ⅱ-Ⅳ 족 금속 산화물 세라믹스, SiC, ZrC, TaC, ZrB2, Si3N4 등의 비산화물 세라믹스, 이들을 함유하는 복합 재료 등을 원적외선 방사체로서 포함한다.
또한, 바람직하게는, 상기 가열 플레이트는, 상기 불활성 가스를 유도하는 가스 통로와, 그 가스 통로에 연속하여 통하도록 상기 금속 플레이트의 방사면에 개구된 분사구멍을 구비하여, 가열된 불활성 가스가 반송 중인 상기 금속 박판의 일면을 향하여 분사되도록 구성되어 있다. 이 불활성 가스는 금속 박판의 표면 산화를 방지하기 위한 것으로, 그 금속 박판이 표면 산화되지 않도록 구성된 것인 경우에는 반드시 필요한 것은 아니며, 저렴하고 또한 도전성이 높은 동박 등이 금속 박판으로서 사용되는 경우에는 질소 가스, 아르곤 가스 등이 사용된다.
또한, 바람직하게는, 금속 박판의 일면에 도착된 수지 전구체로부터 발생하여 가열 플레이트와 그 금속 박판의 일면 사이에서 체류하는 휘발물을 빠르게 제거하기 위해, 그 간극이 노(爐)체에 접속된 배기관으로 연이어 통하는 간극이 가열 플레이트의 사이에 형성된다.
실시예
이하, 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또, 이하의 실시예에 있어서 도면은 적절히 간략화 또는 변형되어 있어, 각 부의 치수비 및 형상 등이 반드시 정확하게 도시되어 있지는 않다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시예의 가요성 폴리이미드 금속 적층판 (10) 의 단면을 나타내고 있다. 이 가요성 폴리이미드 금속 적층판 (10) 은 2 층형으로, 구리, 니켈, 클래드재 등으로 이루어지는 예를 들어 5∼20㎛ 바람직하게는 9∼18㎛ 의 두께를 갖는 금속 박판 (12) 의 일면에, 5∼100㎛ 정도의 두께를 갖는 시트형의 폴리이미드 수지 필름 (폴리이미드 수지층: 14) 이 직접적으로 고착됨으로써 구성되어 있다. 도 2 에 나타낸 3 층형 가요성 폴리이미드 금속 적층판 (16) 은, 접착제층 (18) 을 통해 금속 박판 (12) 과 폴리이미드 수지 필름 (14) 이 서로 고착되어 있기 때문에, 2 층형 가요성 폴리이미드 금속 적층판 (10) 쪽이 박형으로 구성되어, 내열성, 파인 피치화, 경박화 및 다층화에 있어서 유리하다.
도 3 은, 상기 가요성 폴리이미드 금속 적층판 (10) 의 제조 방법의 요부를 설명하는 공정도이다. 도 3 에 있어서, 조정 공정 (20) 에서는, 예를 들어, 피로멜리트산무수물, 테트라카르복실산무수물 등의 산무수물과 예를 들어 m-페닐렌디아민 등의 디아민이, 예를 들어 100℃ 이하의 저온 용액 중합법에 따른 중합 반응에 의해 폴리아미드산을 합성하고, 이 폴리아미드산을 용매에 용해시킴으로써 소정 점도의 유동성을 구비한 수지 전구체 (폴리아미드산 용액: P) 가 미리 준비된다.
계속되는 도포 공정 (22) 에서는, 금속 박판 (12) 이 감겨진 원통형의 롤 (24) 로부터 풀려 나온 길이가 긴 금속 박판 (12) 의 상면에, 예를 들어 도 4 에 나타내는 도포 장치 (26) 를 사용하여 상기 유동성의 수지 전구체 (P) 가 소정 두께로 연속적으로 도포되고, 이어서, 건조 공정 (28) 에서는, 도포 장치 (26) 에 인접하여 형성된 건조 장치 (30) 에 의해 건조된 후, 다시 감겨져 원통형의 롤 (32) 이 얻어진다. 이 롤 (32) 은, 수지 전구체 (P) 가 일면에 도착된 금속 박판 (12) 이 감겨진 것이다. 본 실시예에서는, 상기 도포 공정 (22) 및 건조 공정 (28) 이, 수지 전구체 (P) 를 금속 박판 (12) 의 일면에 도착하는 수지 전구체 도착 공정 (34) 을 구성하고 있다.
도 4 에 있어서, 원통형의 롤 (24) 로부터 풀려 나온 길이가 긴 금속 박판 (12) 은, 도포 장치 (26) 및 건조 장치 (30) 를 통과하지 않도록 반송된 후, 다시 감겨져 원통형의 롤 (32) 이 된다. 상기 도포 장치 (26) 는, 예를 들어 도포 롤을 구비하여, 그것을 통과하는 길이가 긴 금속 박판 (12) 의 상면에 유동성의 수 지 전구체 (P) 를 연속적으로 도포한다. 또한, 상기 건조 장치 (30) 는, 다시 감아서 원통형의 롤 (30) 로 되었을 때, 적어도 상기 도포된 수지 전구체 (P) 가 금속 박판 (12) 의 하면에 부착되지 않을 정도로 수지 전구체 (P) 중의 용매를 건조에 의해 제거한다. 본 실시예에서는, 상기 도포 장치 (26) 및 건조 장치 (30) 가 수지 전구체 도착 장치 (35) 를 구성하고 있다.
이어서, 열처리 공정 (36) 에서는, 예를 들어 도 5 에 나타내는 열처리 장치 (40) 에 있어서, 상기 수지 전구체 도착 공정 (34) 에서 금속 박판 (12) 의 일면에 도착된 수지 전구체 (P) 가 원적외선을 사용하여 가열됨으로써 그 수지 전구체 (P) 에 축중합하는 즉 이미드화 (환화 또는 폐환) 가 발생되어, 금속 박판 (12) 의 일면에 폴리이미드 수지 필름 (14) 이 생성된다.
도 5 에 있어서, 열처리 장치 (40) 는, 수지 전구체 (P) 가 일면에 도착된 금속 박판 (12) 를 롤 (32) 로부터 소정 속도로 감기 시작하는 권출 장치 (42) 와, 이 권출 장치 (42) 로부터 송출된 금속 박판 (12) 을 열처리 장치 (40) 를 통과시켜 소정의 장력을 유지하면서 일직선을 따라서 풀어내고 그것을 감아서 롤 (44) 로 하는 귄취 장치 (46) 와, 통과되는 금속 박판 (12) 의 일면에 도착된 수지 전구체 (P) 를 350 내지 400℃ 정도로 소정 시간 가열하는 터널형의 노 본체 (48) 와, 그 노 본체 (48) 로부터 나온 금속 박판 (12) 을 냉각하기 위한 냉각 장치 (50) 를 구비하고 있다. 본 실시예에서는, 상기 권출 장치 (42) 및 귄취 장치 (46) 가 금속 박판 (12) 의 반송 장치를 구성하고 있다. 또, 상기 노 본체 (48) 또는 냉각 장치 (50) 안 등에 있어서, 반송 중인 금속 박판 (12) 이 늘어져 쳐져 직선상으 로 되지 않는 경우 등에는, 그 금속 박판 (12) 의 하면을 지지하는 반송 롤러가 사용되어도 된다.
상기 노 본체 (48) 내에는, 도 6 에 자세히 나타내는 바와 같이, 노벽 (51) 으로 둘러싸인 공간 내에서 일직선을 따라서 수평방향으로 반송되는 금속 박판 (12) 의 상면측 및 하면측에 소정 거리를 두고 위치하며 또한 그 금속 박판 (12) 을 따라서 미소한 간극 (A) 를 사이에 두고 서로 인접하는 복수개의 평판형 가열 플레이트 (원적외선 히터: 52) 가 배치되어 있다.
이 가열 플레이트 (52) 는, 상기 금속 박판 (12) 의 반송 방향과 직교하는 방향에서 길이가 긴 형상을 갖는 금속제, 예를 들어 알루미늄 합금제의 플레이트 본체 (54) 와, 그 플레이트 본체 (54) 의 금속 박판 (12) 과 대향하는 측의 방사면 전체에 고착된 원적외선 방사체층 (56) 과, 플레이트 본체 (54) 내에 그 길이방향으로 매설된 복수개의 전기 히터 (58) 와, 질소 가스와 같은 불활성 가스를 유도하기 위해 이들 전기 히터 (58) 사이에 그것과 평행하게 형성된 가스로 (60) 와, 플레이트 본체 (54) 의 방사면에 있어서 가스로 (60) 에 연결되어 통하도록 뚫린 복수의 분사구멍 (62) 을 구비하고 있다. 즉, 상기 가열 플레이트 (52) 에는, 금속 박판 (12) 의 상면 및 하면을 향하여 원적외선이 방사되도록 원적외선 방사체층 (56) 이 형성되고, 가열 플레이트 (52) 에 의해 가열된 불활성 가스가 반송 중인 금속 박판 (12) 의 표면 및 이면을 향하여 분사되도록 가스로 (60) 및 분사구멍 (62) 이 형성되어 있다. 따라서, 이 열처리 장치 (40) 즉 열처리 공정 (36) 에서는, 원적외선을 방사하는 가열 플레이트 (52) 로부터 금속 박판 (12) 의 일면을 향하여 방사되는 열복사와, 그 가열 플레이트에 형성된 분사구멍 (62) 으로부터 금속 박판 (12) 의 일면을 향하여 분사되는 불활성 가스를 사용하여 금속 박판 (12) 의 일면에 도포된 수지 전구체 (P) 가 가열되도록 되어 있다.
상기 원적외선 방사체층 (56) 에는, Ⅱ-Ⅳ 족의 금속 산화물 세라믹스, 비산화물 세라믹스, 이들을 포함하는 복합 재료 등인 주로 원적외선을 포함하는 방사선을 방사하는 원적외선 방사체가 포함되어 있다. 도 7 은, 가열 플레이트 (52) 가 300℃ 일 때 상기 원적외선 방사체층 (56) 의 방사 파장 및 방사 에너지를 나타내고 있다. 본 실시예의 원적외선 방사체층 (56) 에서는 2㎛ 내지 20㎛ 의 파장대가 유효 파장대이다. 도 8 은, 상기 수지 전구체 (P) 및 폴리이미드 수지의 흡수율 곡선을 나타내고 있고, 원적외선의 파장대 특히 상기 2㎛ 내지 20㎛ 의 유효 파장대가 효과적으로 흡수되어, 고효율의 가열이 실시된다.
상기 노 본체 (48) 내에서는, 복수개의 평판형 가열 플레이트 (원적외선 히터: 52) 가 서로 인접하여 배치되어 있는 것에 의해 노벽 (51) 과 복수개의 가열 플레이트로 둘러싸인 배기 공간 (64) 이 형성되고, 노 본체 (48) 에 접속된 배기관 (66) 이 그 배기 공간 (64) 과 연결되어 통해 있다. 이것에 의해, 가열 플레이트 (52) 에 의해 가열된 불활성 가스가 분사구멍 (62) 으로부터 금속 박판 (12) 의 일면에 도착된 수지 전구체 (P) 를 향하여 분사되면, 그 수지 전구체 (P) 에서 발생하여 가열 플레이트 (52) 와 그 금속 박판 (12) 사이에 체류되는 휘발물은 불활성 가스와 함께 금속 박판 (12) 사이의 간극 (A) 을 통하여 상기 배기 공간 (64) 측으로 보내지고, 배기관 (66) 을 통해 제거되도록 되어 있다.
상기한 바와 같이, 가열되는 금속 박판 (12) 을 통과시키도록 노 본체 (48) 내의 가열 플레이트 (52) 로 둘러싸여 형성되는 터널형의 중앙 공간 (68) 과 노벽 (51) 사이에는, 상기 배기 공간 (64) 이 개재되어 간단한 머플 (muffle) 이 구성되어 있기 때문에, 불활성 가스의 치환을 실질적으로 상기 중앙 공간 (68) 내에서 할 수 있다는 점에서, 종래의 열처리 장치와 비교하여 치환 시간이나 소비량이 대폭 줄어든다. 도 9 는, 불활성 가스의 초기 주입 유량이 200ℓ/min 이고, 35분 경과시에 수 십ℓ/min 으로 했을 때의 산소 농도의 변화를 나타내고 있다. 50분이 조금 안되는 시간에서 40ppm (필름 로딩 상태) 이 달성되었다.
이상과 같이 구성된 열처리 장치 (40) 에는, 도시하지 않은 복수의 온도 센서로부터 검출된 노 본체 (48) 내의 각 부위의 온도에 근거하여, 예를 들어 도 10 에 나타내는 온도 (히트 커브) 가 되도록 각 가열 플레이트 (52) 의 출력을 제어하는 온도 조절 장치 (70) 가 설치되어 있다. 이 온도 조절 장치 (70) 에 의해, 불활성 가스의 유량이 200ℓ/min 일 때, 필름의 폭방향의 유지 온도는 380℃±2℃ 의 정밀도가 얻어졌다.
도 11 는, 상기 본 실시예의 열처리 장치 (40) 의 히트 커브를, 열풍 가열을 사용하는 종래 열처리 장치의 히트 커브와 대비하여 나타내는 도면이다. 본 실시예의 열처리 장치 (40) 에서는, 원적외선 가열을 사용하기 때문에 수지 전구체 (P) 의 도막 내부도 동시에 가열되어 내부의 용제도 빠르게 빠져 나올 수 있으므로 급속 승온이 가능하여, 대폭적으로 시간을 단축할 수 있었다. 이에 대하여, 열풍 가열을 사용하는 종래의 열처리 장치에서는, 수지 전구체 (P) 의 도막 표면이 먼저 경화되어 내부의 용제가 빠져 나오기 어렵기 때문에, 존 분할에 의한 온도 제어에 의해 완만한 히트 커브로 하지 않을 수 없어, 처리 시간이 본 실시예의 열처리 장치 (40) 에 대략 배 정도로 되어 있었다. 도 11 에 있어서, tIN 은 금속 박판 (12) 의 반입 시점을 나타내고, tOUT 은 금속 박판 (12) 의 반출 시점을 나타내고 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예의 가요성 폴리이미드 금속 적층판 (10) 의 제조 방법 또는 제조 장치에 의하면, 열처리 공정 (36) 또는 열처리 장치 (40) 에 있어서, 금속 박판 (12) 의 일면에 도착된 수지 전구체 (P) 가 원적외선을 사용하여 가열됨으로써 그 수지 전구체 (P) 에 축중합을 발생시켜, 금속 박판 (12) 의 일면에 폴리이미드 수지 필름 (14) 이 생성된다. 이 폴리이미드 수지 필름 (14) 의 생성에 있어서는, 원적외선에 의한 가열에 의해 축중합이 이루어지는데, 그 원적외선은 수지 전구체 (P) 의 도막 내부까지 침투하여 원적외선의 방사 에너지가 흡수되고, 도막 전체가 효율적으로 가열되어 이미드화가 이루어지기 때문에, 단시간에 균질한 폴리이미드 수지 필름 (14) 이 생성된다. 따라서, 단시간에 효율적으로 열처리가 이루어져, 열설비를 소형으로 할 수 있다.
또한, 본 실시예의 가요성 폴리이미드 금속 적층판 (10) 의 제조 방법 또는 제조 장치에 의하면, 수지 전구체 도착 공정 (34) 또는 수지 전구체 도착 장치 (35) 에 있어서, 폴리이미드 수지 필름 (14) 의 수지 전구체 (P) 가 금속 박판 (12) 의 일면에 도착된 후, 열처리 공정 (36) 에 있어서, 금속 박판 (12) 의 일면에 도착된 수지 전구체 (P) 가 원적외선을 사용하여 가열됨으로써 그 수지 전구체 (P) 에 축중합을 발생시켜, 금속 박판 (12) 의 일면에 폴리이미드 수지 필름 (14) 이 생성된다. 이 폴리이미드 수지 필름 (14) 의 생성에 있어서는, 원적외선이 수지 전구체 (P) 의 도막 내부까지 침투하여 원적외선의 방사 에너지가 흡수되어, 단시간에 도막 전체가 효율적으로 가열되어 이미드화가 실시된다.
또한, 본 실시예의 가요성 폴리이미드 금속 적층판 (10) 의 제조 방법 또는 제조 장치에 의하면, 열처리 공정 (36) 또는 열처리 장치 (40) 에서는, 원적외선을 방사하는 가열 플레이트 (52) 로부터 금속 박판 (12) 의 일면을 향하여 방사되는 열복사와, 그 가열 플레이트 (52) 에 형성된 분사구멍 (62) 으로부터 금속 박판 (12) 의 일면을 향하여 분사되는 불활성 가스를 사용하여 그 금속 박판 (12) 의 일면에 도포된 수지 전구체 (P) 가 가열되기 때문에, 한층 더 능률적으로 열처리가 이루어진다. 또한, 상기 분사구멍 (62) 으로부터 불활성 가스를 분사하는 것에 의해 용제 등과 같은 도막으로부터의 증발물, 승화물이 빠르게 제거되기 때문에, 금속 박판 (12) 의 일면에 대류하는 증발물, 승화물로 인해 도막으로의 열복사의 도달 및 도막의 건조가 방해받는 일이 없다. 더구나, 불활성 가스에 의해 금속 박판의 산화가 적절하게 방지되기 때문에, 구리 등의 금속을 사용하는 경우에 있어서 층 표면 처리를 하지 않더라도 땜납의 젖음성이 손상되지 않는다.
또한, 본 실시예에 있어서, 수지 전구체 (P) 는, 산무수물과 디아민의 반응에 의해 합성된 폴리아미드산을 함유하는 것이기 때문에, 그 폴리아미드산의 개환이 폐환화됨으로써 폴리이미드 수지 필름이 적절하게 생성된다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 대해 설명한다. 또, 이하의 설명에 있어서 전술한 실시예와 공통되는 부분에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
도 12 는, 전술한 열처리 장치 (40) 와 다른 예의 열처리 장치 (80) 의 요부 구성을 나타내는 도면이다. 도 12 에 있어서, 금속 박판 (12) 을 하면측으로부터 지지하기 위해, 그 금속 박판 (12) 을 지탱하는 복수개의 반송 롤러 (82) 가 노 본체 (48) 에 설치되어 있다. 이 복수개의 반송 롤러 (82) 는, 노 본체 (48) 의 길이방향의 중앙부일수록 높고, 노 본체 (48) 의 양 단부 즉 입구 및 출구에 가까이 갈수록 낮아지는 위치에 배치되어 있고, 반송 롤러 (82) 상에서 반송되는 금속 박판 (12) 이 그 상면측 즉 수지 전구체 (P) 도포측으로 산형 또는 볼록곡선이 되는 반송로 상에서 반송되도록 되어 있다. 또, 반송 롤러 (82) 가 노 본체 (48) 의 길이방향의 중앙부에 1 개만 설치되어도 된다. 본 실시예에서는, 상기 권출 장치 (42), 반송 롤러 (82), 및 귄취 장치 (46) 가 금속 박판 (12) 의 반송 장치를 구성하고 있다.
본 실시예에서는, 전술한 실시예와 동일한 효과가 얻어지는 것에 추가하여, 반송 장치에 의해 금속 박판 (12) 의 상면측에 산형이 되는 반송로 상에서 반송되는 과정에서, 일면에 수지 전구체 (P) 가 도착된 길이가 긴 금속 박판 (12) 이 열처리되기 때문에, 일면측에 산형이 되는 상태에서 열처리가 실시되어, 폴리이미드 수지 필름 (14) 과 금속 박판 (12) 사이의 열팽창차에 기인하는 만곡이 적절하게 억제된다.
이상, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명은 또 다른 양태로도 실시할 수 있으며, 그 주지를 일탈하지 않는 범위에서 각종 변경을 추가할 수 있는 것이다.
청구항 1 에 관련된 발명의 가요성 폴리이미드 금속 적층판의 제조 방법에 의하면, 금속 박판의 일면에 도착된 상기 수지 전구체가 원적외선을 사용하여 가열됨으로써 그 수지 전구체에 축중합을 발생시켜, 금속 박판의 일면에 폴리이미드 수지 필름이 생성된다. 이 폴리이미드 수지 필름의 생성에 있어서는, 원적외선에 의한 가열에 의해 축중합이 이루어지는데, 그 원적외선은 수지 전구체의 도막 내부까지 침투하여 원적외선의 방사 에너지가 흡수되고, 도막 전체가 효율적으로 가열되어 이미드화가 이루어지기 때문에, 단시간에 균질한 폴리이미드 수지 필름이 생성된다. 따라서, 단시간에 효율적으로 열처리가 이루어져, 열설비를 소형으로 할 수 있다.
청구항 2 에 관련된 발명의 가요성 폴리이미드 금속 적층판의 제조 방법에 의하면, 수지 전구체 도착 공정에 있어서 상기 폴리이미드 수지 필름의 수지 전구체가 금속 박판의 일면에 도착된 후, 열처리 공정에 있어서, 금속 박판의 일면에 도착된 상기 수지 전구체가 원적외선을 사용하여 가열됨으로써 그 수지 전구체에 축중합을 발생시켜, 금속 박판의 일면에 폴리이미드 수지 필름이 생성된다. 이 폴리이미드 수지 필름의 생성에 있어서는, 원적외선에 의한 가열에 의해 축중합이 이루어지는데, 그 원적외선은 수지 전구체의 도막 내부까지 침투하여 원적외선의 방사 에너지가 흡수되고, 도막 전체가 효율적으로 가열되어 이미드화가 이루어지기 때문에, 단시간에 균질한 폴리이미드 수지 필름이 생성된다. 따라서, 단시간에 효율적으로 열처리가 이루어져, 열설비를 소형으로 할 수 있다.
또, 청구항 3 에 관련된 발명에 의하면, 상기 열처리 공정에서는, 원적외선을 방사하는 가열 플레이트로부터 상기 금속 박판의 일면을 향하여 방사되는 열복사와, 그 가열 플레이트에 형성된 분사구멍으로부터 상기 금속 박판의 일면을 향하여 분사되는 불활성 가스를 사용하여 그 금속 박판의 일면에 도포된 상기 수지 전구체가 가열되기 때문에, 한층 더 능률적으로 열처리가 이루어진다. 또한, 상기 분사구멍으로부터 불활성 가스를 분사하는 것에 의해 용제 등과 같은 도막으로부터의 증발물, 승화물이 빠르게 제거되기 때문에, 금속 박판의 일면에 대류하는 증발물, 승화물로 인해 도막으로의 열복사의 도달 및 도막의 건조가 방해받는 일이 없다. 더구나, 불활성 가스에 의해 금속 박판의 산화가 적절하게 방지되기 때문에, 구리 등의 금속을 사용하는 경우에 있어서 층 표면 처리를 하지 않더라도 땜납의 젖음성이 손상되지 않는다.
또한, 청구항 4 에 관련된 발명에 의하면, 상기 열처리 공정에서는, 상기 폴리이미드 수지 필름의 수지 전구체가 일면에 도포된 길이가 긴 금속 박판이, 그 일면측에 산형이 되는 반송로를 따라 길이방향으로 이동시키는 과정에서 열처리가 실시되기 때문에, 폴리이미드 수지 필름과 금속 박판 사이의 열팽창차에 기인하는 만곡이 억제된다는 이점이 있다.
또한, 청구항 5 에 관련된 발명에 의하면, 상기 수지 전구체는, 산무수물과 디아민의 반응에 의해 합성된 폴리아미드산을 함유하는 것이기 때문에, 그 폴리아 미드산의 개환이 폐환화됨으로써 폴리이미드 수지 필름이 적절하게 생성된다.
또한, 청구항 6 에 관련된 발명의 가요성 폴리이미드 금속 적층판의 제조 장치에 의하면, 열처리 장치에 있어서, 금속 박판의 일면에 도착된 상기 수지 전구체가 원적외선을 사용하여 가열됨으로써 그 수지 전구체에 축중합을 발생시켜, 금속 박판의 일면에 폴리이미드 수지 필름이 생성된다. 이 폴리이미드 수지 필름의 생성에 있어서는, 원적외선에 의한 가열에 의해 축중합이 이루어지는데, 그 원적외선은 수지 전구체의 도막 내부까지 침투하여 원적외선의 방사 에너지가 흡수되고, 도막 전체가 효율적으로 가열되어 이미드화가 이루어지기 때문에, 단시간에 균질한 폴리이미드 수지 필름이 생성된다. 따라서, 단시간에 효율적으로 열처리가 이루어져, 열설비를 소형으로 할 수 있다.
또한, 청구항 7 에 관련된 발명의 가요성 폴리이미드 금속 적층판의 제조 장치에 의하면, 상기 열처리 장치에 의한 열처리에 앞서, 수지 전구체 도착 장치에 있어서 상기 폴리이미드 수지 필름의 수지 전구체가 금속 박판의 일면에 도착되기 때문에, 그 후에 상기 열처리 장치에 있어서, 금속 박판의 일면에 도착된 상기 수지 전구체가 원적외선을 사용하여 가열됨으로써 그 수지 전구체에 축중합을 발생시켜, 금속 박판의 일면에 폴리이미드 수지 필름이 생성된다. 이 폴리이미드 수지 필름의 생성에 있어서는, 원적외선에 의한 가열에 의해 축중합이 이루어지는데, 그 원적외선은 수지 전구체의 도막 내부까지 침투하여 원적외선의 방사 에너지가 흡수되고, 도막 전체가 효율적으로 가열되어 이미드화가 이루어지기 때문에, 단시간에 균질한 폴리이미드 수지 필름이 생성된다. 따라서, 단시간에 효율적으로 열처리가 이루어져, 열설비를 소형으로 할 수 있다.
또한, 청구항 8 에 관련된 발명에 의하면, 상기 열처리 장치에서는, 원적외선을 방사하는 가열 플레이트로부터 상기 금속 박판의 일면을 향하여 방사되는 열복사와, 그 가열 플레이트에 형성된 분사구멍으로부터 상기 금속 박판의 일면을 향하여 분사되는 불활성 가스를 사용하여 그 금속 박판의 일면에 도포된 상기 수지 전구체가 가열되기 때문에, 한층 더 능률적으로 열처리가 이루어진다. 또한, 상기 분사구멍으로부터 불활성 가스를 분사하는 것에 의해 용제 등과 같은 도막으로부터의 증발물, 승화물이 빠르게 제거되기 때문에, 금속 박판의 일면에 대류하는 증발물, 승화물로 인해 도막으로의 열복사의 도달 및 도막의 건조가 방해받는 일이 없다. 더구나, 불활성 가스에 의해 금속 박판의 산화가 적절하게 방지되기 때문에, 구리 등의 금속을 사용하는 경우에 있어서 층 표면 처리를 하지 않더라도 땜납의 젖음성이 손상되지 않는다.
또, 청구항 9 에 관련된 발명에 의하면, 상기 금속 박판은, 소정 폭의 길이가 긴 금속 박판이고, 상기 열처리 장치는, 롤형상으로 감겨진 상태로부터 풀려 나오며, 상기 폴리이미드 수지 필름의 수지 전구체가 일면에 도착된 상기 길이가 긴 금속 박판을, 그 일면측에 산형의 반송로가 되도록 배치된 반송 롤러에 의해 지지시키면서 이동시키는 반송 장치를 구비하고, 그 반송 장치에 의해 상기 일면측에 산형이 되는 반송로 상에서 반송되는 과정에서, 일면에 상기 수지 전구체가 도착된 상기 길이가 긴 금속 박판이 열처리된다는 점에서, 일면측에 산형이 되는 상태로 열처리가 실시되기 때문에 폴리이미드 수지 필름과 금속 박판 사이의 열팽창차에 기인하는 만곡이 억제된다는 이점이 있다.
또한, 청구항 10 에 관련된 발명에 의하면, 상기 수지 전구체는, 산무수물과 디아민의 반응에 의해 합성된 폴리아미드산을 함유하는 것이기 때문에, 그 폴리아미드산의 개환이 폐환화됨으로써 폴리이미드 수지 필름이 적절하게 생성된다.

Claims (10)

  1. 폴리이미드 수지 필름과 금속 박판이 서로 고착되어 이루어지는 가요성 폴리이미드 금속 적층판의 제조 방법으로서,
    폴리이미드 수지를 생성하기 위한 수지 전구체를 상기 금속 박판의 일면에 도착하는 수지 전구체 도착 공정과,
    상기 수지 전구체 도착 공정에 있어서, 상기 금속 박판의 일면에 도착된 수지 전구체를 원적외선을 사용하여 가열함으로써 그 수지 전구체에 축중합을 발생시켜, 그 금속 박판의 일면에 상기 폴리이미드 수지 필름을 생성하는 열처리 공정을 포함하고,
    상기 열처리 공정은, 원적외선을 방사하는 가열 플레이트로부터 상기 금속 박판의 일면을 향하여 방사되는 열복사와, 그 가열 플레이트에 형성된 분사구멍으로부터 상기 금속 박판의 일면을 향하여 분사되는 불활성 가스를 사용하여, 그 금속 박판의 일면에 도포된 상기 수지 전구체를 가열하는 것이고,
    또한, 상기 열처리 공정은 상기 수지 전구체를 가열하기 위한 노 본체에 있어서 노벽에 둘러싸인 공간 내에 있어서 상기 금속 박판의 상면측 및 하면측에 소정 거리를 두고 위치하도록 상기 가열 플레이트가 각각 배치됨으로써, 상기 가열 플레이트로 둘러싸여 형성된 터널형의 중앙 공간과 상기 노벽과의 사이에는 배기 공간이 개재되어 머플이 구성되어 있고, 상기 중앙 공간을 상기 불활성 가스로 치환하면서 상기 수지 전구체를 가열하는 것을 특징으로 하는 가요성 폴리이미드 금속 적층판의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 박판은, 롤형상으로 감겨진 상태로부터 풀려 나오는 소정 폭의 길이가 긴 금속 박판이고,
    상기 열처리 공정은, 상기 폴리이미드 수지 필름의 수지 전구체가 일면에 도포된 길이가 긴 금속 박판을, 그 일면측에 산형이 되는 반송로를 따라 길이방향으로 이동시키는 과정에서 열처리하는 것인 가요성 폴리이미드 금속 적층판의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 수지 전구체는, 산무수물과 디아민의 반응에 의해 합성된 폴리아미드산을 함유하는 것인 가요성 폴리이미드 금속 적층판의 제조 방법.
  6. 폴리이미드 수지 필름과 금속 박판이 서로 고착되어 이루어지는 가요성 폴리이미드 금속 적층판의 제조 장치로서,
    상기 폴리이미드 수지 필름의 수지 전구체를 상기 금속 박판의 일면에 도착하는 수지 전구체 도착 장치와,
    상기 수지 전구체 도착 장치에 의하여, 상기 금속 박판의 일면에 도포된 상기 수지 전구체를 원적외선을 사용하여 가열함으로써 그 수지 전구체에 축중합을 발생시켜, 그 금속 박판의 일면에 상기 폴리이미드 수지 필름을 생성하는 열처리 장치를 포함하고,
    상기 열처리 장치는, 상기 금속 박판의 일면을 향하여 원적외선을 방사하는 가열 플레이트와, 상기 금속 박판의 일면을 향하여 불활성 가스를 분사하기 위하여 그 가열 플레이트에 형성된 분사 구멍을 구비하고, 그 가열 플레이트로부터 상기 금속 박판의 일면을 향하여 방사되는 열복사와, 그 분사 구멍으로부터 상기 금속 박판의 일면을 향하여 분사되는 불활성 가스를 이용하여, 그 금속 박판의 일면에 도포된 상기 수지 전구체를 가열하기 위한 것이고,
    또한, 상기 열처리 장치는, 노벽에 둘러싸인 공간을 가지고, 상기 수지 전구체를 가열하기 위한 노 본체를 구비하고, 상기 공간 내에 있어서 상기 금속 박판의 상면측 및 하면측에 소정 거리를 두고 위치하도록 상기 가열 플레이트가 각각 배치됨으로써, 상기 가열 플레이트로 둘러싸여 형성된 터널형의 중앙 공간과 상기 노벽과의 사이에는 배기 공간이 개재되어 머플이 구성되어 있고, 상기 중앙 공간 내를 상기 불활성 가스로 치환하면서 상기 수지 전구체를 가열하는 것을 특징으로 하는 가요성 폴리이미드 금속 적층판의 제조 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 금속 박판은, 소정 폭의 길이가 긴 금속 박판이고,
    상기 열처리 장치는, 롤형상으로 감겨진 상태로부터 풀려 나오며, 상기 폴리이미드 수지 필름의 수지 전구체가 일면에 도착된 상기 길이가 긴 금속 박판을, 산형의 반송로가 되도록 배치된 반송 롤러에 의해 지지시키면서 이동시키는 반송 장치를 구비하고, 그 반송 장치에 의해 상기 일면측에 산형이 되는 반송로 상에서 반송되는 과정에서, 일면에 상기 수지 전구체가 도착된 상기 길이가 긴 금속 박판을 열처리하는 것인 가요성 폴리이미드 금속 적층판의 제조 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 수지 전구체는, 산무수물과 디아민의 반응에 의해 합성된 폴리아미드산을 함유하는 것인 가요성 폴리이미드 금속 적층판의 제조 장치.
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