KR101519045B1

KR101519045B1 - 복합 이중 흑화 동박 및 이를 제조하는 방법

Info

Publication number: KR101519045B1
Application number: KR1020130114638A
Authority: KR
Inventors: 밍젠 추; 구오-차오 첸; 피-야운 차오
Original assignee: 난야 플라스틱스 코오퍼레이션
Priority date: 2013-02-06
Filing date: 2013-09-26
Publication date: 2015-05-11
Also published as: TWI462662B; TW201433223A; JP2014152396A; JP5868890B2; US8957326B2; US20140220373A1; EP2765225A1; KR20140100397A

Abstract

복합 이중 흑화 동박은 동박 및 두 개의 흑화 층들을 포함한다. 동박은 광택 면 및 무광택 면을 가진다. 흑화 층들은 광택 면 및 무광택 면들 상에 각각 형성된다. 흑화 층들은 근본적으로 구리, 코발트, 니켈, 망간, 마그네슘 및 나트륨 이온들로 이루어지는 도금 수조 용액 안에서 전기 도금에 의해서 형성된 합금이다. 거친 층은 흑화 층과 광택 층 뿐만 아니라 무광택 층과의 사이에 선택적으로 형성된다. 동박의 양 면은 점이 없고, 가루가 없으며 에칭 품질이 양호하다. 동박은 전자기파, 근 적외선, 원하지 않는 빛 등을 차단하는데 효과적이다. 동박은 강력한 빛 흡수성을 보이며 직접 가스 레이저 드릴링에 적용할 수 있다. 복합 이중 흑화 동박을 제작하는 방법 역시 제공된다.

Description

복합 이중 흑화 동박 및 이를 제조하는 방법{Composite dual blackened copper foil and method of manufacturing the same}

본 발명은 표면 처리된 동박에 관련된다. 특히, 복합 이중 흑화(blackened) 동박 및 이를 제조하는 방법에 관련된다.

대형 화면 및 매우 빠른 속도의 플라스마 디스플레이 패널(PDP)은 화면표시 장치의 다양한 영역에서 사용되어왔다.

일반적으로, 플라스마 디스플레이 패널은 전기적으로 전하를 띤 이온화된 기체로부터 생성된다. 가시광은 자외선(UV) 광자들에 의해 셀들 상에 착색된 인광물질(phosphor)들을 떠남으로써 생성된다. 그러나, 가시 이미지를 형성함에 있어서, UV 광자들에 추가하여, 광자들은 근 적외선 영역 근처로부터도 생성된다. 근 적외선 광의 파장은 광 통신에서 사용되는 것에 근접한다. 결과적으로, 인근 장 간섭(near field interference)이, 예를 들어 마이크로웨이브 또는 초저주파수 전자기 파(super-low frequency electromagnetic wave)들과 일어날 수 있다.

근 적외선 광자 누출 또는 전자기파 간섭은 동박으로 만들어진 차폐 층을 디스플레이 패널 앞에 덧붙임으로써 감소될 수 있다. 차폐 층은 동박에 의해 형성되며, 이는 메쉬/그물모양 구조로 에칭된다. 그러나, 동박이 빛이 나고 외부 광을 반사하므로 화상의 명암비(contrast ratio)는 감소된다. 더욱이 동박은 내부 광을 반사하고 낮은 광 투자율(permeability)에 이르므로, 낮은 가시성을 초래한다.

상기 언급된 문제점들은 동박 흑화 처리(blackening treatment)를 수행함으로써 해소된다. 그러나, 종래의 기법에서는 종래 표면 처리에 있어서 동박의 오직 한 쪽면만이 처리된다. 그리하여 동박에 의한 광 반사는 처리되지 않은 면 상에서 여전히 존재한다. 처리되지 않은 면은 뒤이은 제조 프로세스에서 처리되고 이에 따라 비용은 상승한다. 추가적으로, 전자적 요소들은 최소화되고 고밀도로 배치되므로, 인쇄된 회로판상에서의 배선은 더욱 집약적으로 된다. 레이저 드릴링은 인쇄된 회로판 상에서 더욱 섬세한 핀홀 형성을 수행하기 위하여 전통적인 기계적 드릴링을 대체한다. 10 μm의 파장을 가진 CO₂ 가스 레이저는 동박 상에서 거의 100% 반사를 일어나게 한다. 말하자면, 전통적인 CO₂ 가스 레이저는 동박 상에서 비효율적인 드릴링 도구이다.

더욱이, HDI 프로세스에서는 컨포멀 마스크(conformal mask)가 사용된다. 동박 표면은 검은 산화된 층에 의해서 빛을 효율적으로 흡수하도록 흑화되며 종래의 가스 레이저 드릴링이 적용될 수 있다. 대체적으로, 동박은 먼저 얇게 되고 가스 레이저에 의해 드릴링된다. 위에 언급된 수단은 낮은 제조율, 복잡한 프로세스 및 높은 비용의 문제들을 여전히 가진다.

동박은 표면 상에 입자들을 씻어내기 위해 산성 황산 구리 용액에 의해 세척된다. 그런 다음 동박은 양 쪽 면들 상에 전기 도금을 위해 황산 구리 용액 안에 담가진다. 동박 구성 및 전기 도금 프로세스의 유형은 흑화되는 층의 평평함 및 색상에 영향을 미친다.

본 발명의 목적은 복합 이중 흑화 동박을 제공하는 것이다. 동박의 양 면은 흑화되며, 그리하여 광택 면 및 무광택 면은 흑화되고 부드럽고 가루가 없고 에칭에 적합하다. 표면 처리된 동박은 PDP, EMI, HDI 제조, 직접 레이저 드릴링, 내부 층 형성, FCCL 및 FPC에 적용된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 합성 이중 흑화 동박은 하나의 동박 및 두 개의 흑화된 층들을 포함한다. 동박은 광택 면과 무광택 면을 가진다. 흑화된 층들은 광이나는 면 및 무광택의 면 각각 위에 위치한다. 흑화된 층들은 구리, 코발트, 니켈, 망간, 마그네슘 및 나트륨 이온들로 이루어진 수조 안에서 전기 도금에 의한 합금으로 만들어진다.

본 발명의 일 실시예는 두 개의 거친 층(rough layer)을 추가로 포함한다. 거친 층들 중의 하나는 두 개의 흑화된 층들 중의 하나와 광택 면 사이에 배치되는 반면 다른 거친 층은 두 개의 흑화된 층들 중의 다른 하나와 무광택 면 사이에 배치된다.

합성 이중 흑화 동박을 제조하는 방법은, 먼저 광택 면 및 무광택 면을 가지는 동박을 제공함을 포함한다. 이어서, 광이나는 면과 무광택의 면들은 산성 용액으로 씻겨진다. 그리고는 제1 거친 층은 광택 면 상에 형성되고 제2 거친 층은 무광택 면 상에 형성된다. 제1 흑화층은 제1 거친 층 상에 형성되고 제2 흑화층은 제2 거친 층 상에 형성된다. 제1 및 제2 흑화층은 근본적으로 구리, 코발트, 니켈, 망간, 마그네슘 및 나트륨 이온들로 이루어진 도금 수조 용액 안에서 전기 도금되는 합금이다.

요약하자면, 합성 이중 흑화 동박의 흑화층은 근본적으로 구리, 코발트, 니켈, 망간, 마그네슘 및 나트륨 이온들로 이루어진 수조 안에서 전기 도금에 의해 만들어진다. 동박의 양면 상의 피치 블랙(pitch black)의 외관은 외부 또는 플라스마 디스플레이 패널(내부 스크린)으로부터의 광 반사를 효율적으로 감소시키며 그리하여 명암비 및 해상도를 향상시킨다.

추가적으로, 흑화층은 전자기파, 근 적외선, 원하지 않은 산란된 빛 등을 차단하기 위한 차폐 특성을 나타낸다. 복합 이중 흑화 동박은 PDP, EMI, HDI 제조, 직접 레이저 드릴링, 내부 층 형성, FCCL, FPC 등에 적용가능하다.

본 발명을 더 이해하기 위해서 다음의 실시예들이 본 발명의 이해를 돕기 위한 도면들과 함께 제공된다. 그러나 첨부된 도면들은 단지 참조 및 예시를 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용될 의도를 가지는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 이중 흑화 동박의 제조 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 이중 흑화 동박의 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 복합 이중 흑화 동박의 광택 면(S/S)을 보여주는 주사 전자 현미경으로부터의 다이어그램이다.
도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 복합 이중 흑화 동박의 무광택 면(M/S)을 보여주는 주사 전자 현미경으로부터의 다이어그램이다.
도 4는 본 발명의 제7 실시예에 따른 복합 이중 흑화 동박의 단면도이다.

상기 예시들 및 다음의 자세한 설명들은 본 발명의 범위를 더 설명하기 위한 목적의 예시이다. 본 발명에 관련된 다른 목적들 및 장점들은 다음에 이어지는 설명들 및 첨부된 도면들에서 설명될 것이다.

이제 도 1 및 도 2 에 주의를 기울인다. 도 1은 복합 이중 흑화 동박을 제조하는 방법을 도시하는 흐름도이다. 도 2는 본 방법에 의하여 만들어진 복합 이중 흑화 동박의 단면도를 도시한다. 본 발명은 여기의 실시예에 의해 더욱 정교하게 되나 이에 제한되지 않는다.

제 1 실시예

단계 S10: 동박(10)을 제공하는 단계. 동박은 광택 면(11) 및 무광택의 면(12)를 포함한다. 본 실시예에서, 동박(10)은 6 내지 35 μm 사이의 범위의 두께 및 1.5 미만의 거칠기(Rz)를 가진다. 특히, 제조 프로세스 때문에, 동박(10)은 음극(cathode) 부분 상에 미세한 입자들을 가지며 이는 더 밝고 더 부드러운 외관을 초래한다. 그러므로 음극 부분은 광택 면(11)이라 불린다. 이에 대비하여, 동박(10)의 양극(anode) 부분 상에서는, 형태가 기둥 모양의 입자들을 닮으며, 이는 광택 면(11)과 비교하여 더 거칠고 분홍 빛을 띤 외관을 초래한다. 그러므로 양극 부분은 무광택 면(12)으로 불린다.

단계 S11: 산성 용액에 의해서 동박(10)의 광택 면(11) 및 무광택 면(12)을 세척하는 단계. 특히, 산성 용액은 농도가 225 g/L 인 황산 구리(II) 5수화물(copper (II) sulfate pentahydrate) 및 농도가 95 g/L 인 황산염을 포함한다. 동박(10)의 광택 면(11) 및 무광택 면(12) 상의 임의의 잔여물을 제거하기 위해 세척 시간은 대략 8초 이다. 산성 세척 후에, 동박(10)은 그 표면을 깨끗하게 하고 산성 용액이 계속 이어지는 프로세싱에 영향을 주는 것을 방지하게 위해 물로 더 세척된다.

단계 S12는 거친 층(20)을 형성하는 단계이다. 단계 S12에서는, 제1 거친 층(21)은 광택 면(11) 상에 형성되고, 제2 거친 층(22)은 무광택 면(12) 상에 형성된다. 특히, 동박(10)은 86 g/L 의 황화 구리(II) 5수화물, 95 g/L 황산염 및 15 ppm 의 나트륨 인산텅스텐 수화물(sodium phosphotungstate hydrate) (Na₂O·P₂O₅·12WO₃·18H₂O)을 포함하는 전기 도금 수조에 담가진다.

이어서, 동박(10)은 물로 세척되고 같은 도금 수조에 다시 담가진다. 이번에는 대략 9.7초 동안 도금 전류 밀도는 1.34 A/dm² 내지 2.59 A/dm² 의 범위이다. 구리의 거친 형태(도면에 도시되지 않음)는 동박(10)의 광택 면(11) 및 무광택 면(12) 상에 형성된다. 동박(10)은 다시 물로 세척되고 같은 성분을 가진 같은 도금 수조에서 전기 도금된다. 거친 층(20)은 동박(10)의 광택 면(11) 및 무광택 면(12)을 완전히 코팅하게 된다. 복합 이중 흑화 동박(11) 및 기판(도시되지 않음) 사이의 결합 강도는 거친 층(20)의 존재에 의해서 더욱 향상된다.

단계 S13: 흑화 층(30)을 형성하는 단계. 단계 S13은 제1 흑화 층(31)을 제1 거친 층(21) 상에 형성하는 단계 및 제2 흑화 층(32)을 제2 거친 층(22) 상에 형성하는 단계를 포함한다. 특히, 완성된 거친 층(20)을 가지는 동박(10)은 먼저 물로 세척되고 근본적으로 65 g/L 황산 구리 5수화물(copper sulfate pentahydrate), 9 g/L 황산 니켈 6수화물(nickel sulfate hexahydrate), 45 g/L 황산 코발트 7수화물(cobalt sulfate heptahydrate), 20 g/L 황산 망간 수화물(manganese sulfate hydrate), 35 g/L 황산 마그네슘 7수화물(magnesium sulfate heptahydrate) 및 95 g/L 구연산 나트륨 2수화물(sodium citrate dihydrate)로 이루어진 도금 수조 용액 안에서 전기 도금된다.

본 실시예에서는, 수조 온도는 35°C, pH 5.5, 그리고 도금 전류 밀도는 6 A/dm² 내지 8 A/dm² 사이의 범위이다. 동박(10)은 대략 15초 동안 수조에서 처리된다. 흑화 층(30)들은 제1 및 제2 거친 층들(21, 22) 상에서 각각 형성되며 동박(10)은 양 면상에서 두꺼운 검정 외관을 가진다. 도 3a 및 도 3b를 참조한다. 제1 및 제2 흑화 층들(31, 32)은 점이 없고 가루가 없다.

단계 S14: 부식 방지 층(40)을 형성하는 단계. 단계 S14는 제1 부식 방지 층(41)을 제1 흑화 층(31)에 형성하고 제2 부식 방지 층(42)을 제2 흑화 층(32) 상에 형성하는 단계를 포함한다. 특히, 완성된 거친 층(20) 및 흑화 층(30)을 가지는 동박(10)은 물에 의해서 먼저 세척되고 나서 전기 도금된다. 도금 수조는 근본적으로 3 g/L 황화 아연 7수화물(zinc sulfate heptahydrate), 2 g/L 크롬산(chromic acid) 및 25 g/L 수산화 나트륨(sodium hydroxide)으로 이루어진다. 수조 온도는 60°C 인 한편 도금 전류 밀도는 1 A/dm²이다. 동박(10)은 대략 7초 동안 처리되고 부식 방지 층(40)은 제1 및 제2 흑화 층들(31, 32)상에 형성되어 녹이 형성되는 것을 방지한다.

단계 S15: 실레인(silane) 층(50)을 제1 또는 제2 부식 방지 층(41, 42) 상에 형성하는 단계. 특히, 동박(10)은 물로 세척되고, 그리고 0.5 wt% 3-아미노 트라이메틸실레인(3-amino trimethylsilane)이 제1 또는 제2 부식 방지 층(41, 42) 상에 뿌려진다. 이어서, 동박(10)은 부식 방지 층들(41, 42) 중의 하나 위에 실레인 층(50)의 형성을 마치기 위해서 오븐 안에서 150°C 로 8초 동안 구워진다.

더욱이, 실레인 층(50)은 다양하게 의도된 목적을 위한 절연 층, 광학 층, 릴리즈 층(release layer), 또는 습기 방지 층(fog proofing layer) 이 될 수 있다. 표면은 친수성, 소수성, 전자의 지향, 흡수 또는 투과성을 나타내도록 처리될 수 있다. 복합 이중 흑화 동박(1)의 성질은 표 2에 표시되어 있다.

제2 실시예

제1 및 제2 실시예들 사이의 차이는 단계 S12로부터 나타나며 나머지 프로세스는 동일하다. 특히, 동박(10)은 근본적으로 86 g/L 황화 구리 5수화물(copper sulfate pentahydrate), 95 g/L 황산염(sulfate) 및 400 ppm 3산화 비소(arsenic trioxide)로 이루어진 도금 수조안에서 전기 도금된다. 수조 온도는 25°C, 이며 도금 전류 밀도는 13.8 A/dm² 내지 22.6 A/dm².사이의 범위이다. 동박(10)은 광택 면(11) 및 무광택 면(12)을 사전 프로세싱하기 위해 대략 6.5초 동안 처리된다.

이어서, 동박(10)은 물로 세척되고 같은 도금 수조안에서 전기 도금된다. 도금 전류 밀도는 1.74 A/dm² 내지 2.89 A/dm² 사이의 범위이고 도금 시간은 9.7초가 걸린다. 동박(10)의 광택 면(11) 및 무광택 면(12) 상의 거친 형태는 구리에 의해서 형성된다. 다시, 동박(10)은 물로 세척되고 같은 조건하에서 같은 도금 수조 용액 안에서 전기 도금 된다. 거친 면(20)은 복합 이중 흑화 동박(1)과 기판 사이의 결합력을 향상시키기 위해서 동박(10)의 광택 면(11) 및 무광택 면(12) 상에서 완성된다.

간단히 말하면, 제2 실시예에서, 도금 수조의 성분 및 처리 조건이 변경된다. 제2 실시예에서 만들어지는 복합 이중 흑화 동박(1)의 성질은 표 2에 표시되어 있다.

제3 실시예

제1 및 제3 실시예 사이의 차이는 단계 S13에 있으며 나머지 프로세스는 동일하다. 특히, 완성된 거친 층(20)을 가지는 동박(10)은 근본적으로 55 g/L 황화 구리 5수화물(copper sulfate pentahydrate), 12 g/L 황화 니켈 6수화물(nickel sulfate hexahydrate), 45 g/L 황화 코발트 7수화물(cobalt sulfate heptahydrate), 20 g/L 황화 망간 수화물(manganese sulfate hydrate), 35 g/L 황화 마그네슘 7수화물(magnesium sulfate heptahydrate) 및 95 g/L 구연산 나트륨 2수화물(sodium citrate dihydrate)로 이루어진 도금 수조 용액 안에서 전기 도금 된다.

제3 실시예에서는, 황화 구리 5수화물(copper sulfate pentahydrate) 농도는 황화 니켈 6수화물(nickel sulfate hexahydrate) 농도가 증가되는 동안 감소된다. 제3 실시예에서 만들어진 복합 이중 흑화 동박(1)의 성질은 표 2에 표시되어 있다.

제4 실시예

제1 및 제4 실시예는 단계 S13과 유사하지만 다르다. 특히, 완성된 거친 면(20)을 가지는 동박(10)은 근본적으로 65 g/L 황화 구리 5수화물(copper sulfate pentahydrate), 9 g/L 황화 니켈 6수화물(nickel sulfate hexahydrate), 45 g/L 황화 코발트 7수화물(cobalt sulfate heptahydrate), 27 g/L 황화 망간 수화물(manganese sulfate hydrate), 48 g/L 황화 마그네슘 7수화물(magnesium sulfate heptahydrate) 및 95 g/L 구연산 나트륨 2수화물(sodium citrate dihydrate)로 이루어진 도금 수조안에서 전기 도금된다.

제 4 실시예에서는, 황화 망간 수화물 및 황화 마그네슘 7수화물의 농도가 증가된다. 제 4 실시예에 따른 복합 이중 흑화 동박(1)의 성질은 표 2에 표시되어 있다.

제5 실시예

제1 및 제5 실시예 사이의 차이점은 단계 S13으로부터 나오는 한편 나머지는 동일하다. 특히, 완성된 거친 층(20)을 가지는 동박(10)은 근본적으로 65 g/L 황화 구리 5수화물(copper sulfate pentahydrate), 9 g/L 황화 니켈 6수화물(nickel sulfate hexahydrate), 45 g/L 황화 코발트 7수화물(cobalt sulfate heptahydrate), 20 g/L 황화 망간 수화물(manganese sulfate hydrate), 35 g/L 황화 마그네슘 7수화물(magnesium sulfate heptahydrate) 및 115 g/L 구연산 나트륨 2수화물(sodium citrate dihydrate)로 이루어진 도금 수조 용액 안에서 전기 도금된다.

다른 말로는, 제 5 실시예에서, 구연산 나트륨 2수화물(sodium citrate dihydrate)의 농도는 증가된다. 제 5 실시예에서 만들어진 복합 이중 흑화 동박(1)의 성질은 표2에 표시되어 있다.

제6 실시예

제1 및 제6 실시예 사이의 차이점은 단계 S13에 있고 나머지 프로세스는 동일하다. 특히, 완성된 거친 층(20)을 가지는 동박(10)은 근본적으로 65 g/L 황화 구리 5수화물(copper sulfate pentahydrate), 9 g/L 황화 니켈 6수화물(nickel sulfate hexahydrate), 38 g/L 황화 코발트 7수화물(cobalt sulfate heptahydrate), 20 g/L 황화 망간 수화물(manganese sulfate hydrate), 48 g/L 황화 마그네슘 7수화물(magnesium sulfate heptahydrate) 및 95 g/L 구연산 나트륨 2수화물(sodium citrate dihydrate)로 이루어진 도금 수조 용액 안에서 전기 도금된다.

황화 코발트 7수화물의 농도가 감소된다. 제 6 실시예에서 만들어진 복합 이중 흑화 동박(1)의 성질은 표 2 에서 나열 된다.

제7 실시예

도 6를 참조한다. 제 1 및 제 7 실시예 사이의 차이는 단계 S12가 제7 실시예에서 생략된다는 점에 있다. 특히, 동박(10)은 근본적으로 70 g/L 황화 구리 5수화물(copper sulfate pentahydrate), 12 g/L 황화 니켈 6수화물(nickel sulfate hexahydrate), 50 g/L 황화 코발트 7수화물(cobalt sulfate heptahydrate), 25 g/L 황화 망간 수화물(manganese sulfate hydrate), 40 g/L 황화 마그네슘 7수화물(magnesium sulfate heptahydrate) 및 135 g/L 구연산 나트륨 2수화물(sodium citrate dihydrate)로 이루어진 도금 수조 용액 안에서 전기 도금된다.

제 7 실시예에서는, 제1 및 제 2 거친 층들(21, 22)은 복합 이중 흑화 동박(1) 상에 형성되지 않는다. 그러므로 제1 흑화 층(31)은 동박의 광택 면(11) 상에 형성되는 한편 제2 흑화 층(32)은 동박(10)의 무광택 면(12) 상에 형성된다. 제1 및 제2 흑화 층들(31, 32)은 강한 흑색 피치(pitch)를 보인다.

비교 예 1

비교 예 1은 단계 S12가 생략되었으므로 제1 실시예와 다르다. 다른 말로는, 거친 층(20)은 없고 나머지 프로세스는 동일하다. 비교 예1 에서 만들어진 복합 이중 흑화 동박(1)의 성질은 표 2에 나열되어 있다.

비교 예 2

본 예와 제 1 실시예 사이의 차이점은 단계 S13에서 나오며 나머지는 동일하게 남는다. 특히, 완성된 거친 층(20)을 가지는 동박(10)은 근본적으로 65 g/L 황화 구리 5수화물(copper sulfate pentahydrate), 9 g/L 황화 니켈 6수화물(nickel sulfate hexahydrate), 45 g/L 황화 코발트 7수화물(cobalt sulfate heptahydrate), 20 g/L 황화 망간 수화물(manganese sulfate hydrate), 35 g/L 황화 마그네슘 7수화물(magnesium sulfate heptahydrate) 및 70 g/L 구연산 나트륨 2수화물(sodium citrate dihydrate)로 이루어진 도금 수조 용액 안에서 전기 도금된다.

구연산 나트륨 2수화물의 농도는 비교 예 2에서 감소된다. 비교 예 2 에서 만들어진 복합 이중 흑화 동박의 성질은 표 2에 나열되어 있다.

비교 예 3

비교 예 3과 제 1 실시예 사이의 차이점은 단계 S13에 있으며 나머지 프로세스는 동일하다. 특히, 동박(10)은 근본적으로 65 g/L 황화 구리 5수화물(copper sulfate pentahydrate), 9 g/L 황화 니켈 6수화물(nickel sulfate hexahydrate), 45 g/L 황화 코발트 7수화물(cobalt sulfate heptahydrate), 20 g/L 황화 망간 수화물(manganese sulfate hydrate) 및 95 g/L 구연산 나트륨 2수화물(sodium citrate dihydrate)로 이루어진 도금 수조 용액 안에서 전기 도금된다.

다른 말로는, 제 3 실시예에서, 황화 마그네슘 7수화물(magnesium sulfate heptahydrate)은 도금 수조에 없다. 비교 예 3에 의해서 만들어진 복합 이중 흑화 동박(1)의 성질은 표 2에 나타나 있다.

도금 수조 안의 황화 구리 5수화물(copper sulfate pentahydrate)의 농도가 40 g/L보다 작으면 흑색 피치는 불충분하다. 이에 반하여, 도금 수조 안의 황화 구리 5수화물의 농도가 80 g/L보다 크면 구리 입자들이 동박으로부터 떨어질 수 있다. 도금 수조 안의 황화 니켈 6수화물(nickel sulfate hexahydrate)의 농도가 5 g/L 보다 작으면 흑색 피치는 불충분하다. 도금 수조안의 황화 니켈 6수화물(nickel sulfate hexahydrate)의 농도가 15 g/L 보다 크면, 에칭 품질이 감소할 수 있다. 도금 수조안의 황화 코발트 7수화물(cobalt sulfate heptahydrate)의 농도가 30 g/L 보다 작으면, 흑색 피치는 불충분하다. 도금 수조 안의 황화 코발트 7수화물(cobalt sulfate heptahydrate)의 농도가 60 g/L 보다 크면, 점들이 나타날 수 있다. 도금 수조 안의 황화 망간 수화물(manganese sulfate hydrate)의 농도가 15 g/L 보다 작으면, 흑색 피치는 불충분하다. 도금 수조 안의 황화 망간 수화물(manganese sulfate hydrate)의 농도가 30 g/L 보다 크면 구리 입자들이 떨어질 수 있다. 도금 수조 안의 황화 마그네슘 7수화물(magnesium sulfate heptahydrate)의 농도가 20 g/L보다 작으면, 흑색 피치는 불충분하다. 도금 수조 안의 황화 마그네슘 7수화물(magnesium sulfate heptahydrate)의 농도가 50 g/L보다 크면, 점들이 나타날 수 있다. 도금 수조 안의 구연산 나트륨 2수화물(sodium citrate dihydrate)의 농도가 80 g/L 보다 작으면, 흑색 피치는 불충분하다. 도금 수조 안의 구연산 나트륨 2수화물(sodium citrate dihydrate)의 농도가 150 g/L보다 크면, 도금 수조 안에 침전이 나타난다.

더욱이, 수조 온도가 20°C 보다 작으면, 점들이 나타날 수 있다. 다른 한편, 수조 온도가 60°C 보다 크면 흑색 피치는 불충분하다. 수조 pH가 4보다 작으면, 도금 수조 침전이 일어난다. 수조 pH가 7 보다 크면, 흑색 피치는 불충분하다. 도금 전류 밀도가 3 A/dm² 보다 작으면 흑색 피치는 불충분하다. 도금 전류 밀도가 20 A/dm² 보다 크면 구리 입자들이 떨어질 수 있다. 도금 시간이 10초 보다 작으면, 흑색 피치는 불충분하다. 도금 시간이 30초보다 크면 구리 입자들이 떨어질 수 있다.

표 1 및 표2를 참조한다. 표 1은 각각의 실시예들 및 비교 예들을 구성하는 도금 수조를 나타낸다. 표 2는 상이한 프로세스들에 의해 만들어진 복합 이중 흑화 동박(1)의 물리적 성질을 나타낸다. 물리적 성질들의 시험 목표들은 다음을 포함한다.

A: 얼룩들; 외관상 검은 점들 또는 줄무늬; 눈으로 판단됨.

B: 채도(chroma) Y 값; 색도계(color meter)에 의해 측정됨.

C: 광택도(Gloss); 광택도계(gloss meter)에 의해서 측정됨.

D: 입자 접착력; 광택 면(11) 및 무광택 면(12)의 가로방향 부분 상에 필터 종이를 누름, 왼쪽으로부터 오른쪽으로 대략 30 cm 에 대해 필터 종이를 미끄러지게 함, 그리고 등급을 매기기 위해서 샘플 카드에 필터 종이의 상태를 비교함.

<입자 접착력 마킹>

○: ≤ 1 등급

△: 1 등급< (입자 접착력) < 2 등급

×: ≤ 2 등급

E: 에칭 품질; 라인 피치/ 라인 폭이 75/75 μm 인 시험 시트를 만듦, 시험 시트를 근본적으로 265.9 g/l 염화 구리(copper chloride), 150 ml/l 과산화 수소(hydrogen peroxide), 및 224 ml/l HCl 로 이루어진 산성 에칭 용액에 55°C 에서 5분간 담금, 3 wt% NaOH 에서 48°C 에서 코팅을 제거함, 물로 시험 시트를 세척함, 그리고 마지막으로 광학 현미경과 주사 전자 현미경 하에서 프린지(fringe)를 검사함.

<에칭 품질 마킹>

○: 에칭 후에 기판 상에 프린지가 없음

△: 에칭 후에 기판 상에 약간의 프린지

×: 에칭 후에 기판 상에 상당한 프린지

조건들		황화 구리 5수화물(g/L)	황화 니켈 6수화물(g/L)	황화 코발트 7수화물(g/L)	황화 망간 수화물(g/L)	황화 마그네슘 7수화물(g/L)	구연산 나트륨 2수화물(g/L)	거칠기를 위한 이중 전기 도금
실시예 `	1	65	9	45	20	35	95	Y
	2	65	9	45	20	35	95	Y
	3	55	12	45	20	35	95	Y
	4	65	9	45	27	48	95	Y
	5	65	9	45	20	35	115	Y
	6	65	9	38	20	35	95	Y
	7	70	12	50	25	40	135	N
비교예	1	65	9	45	20	35	95	N
	2	65	9	45	20	35	70	Y
	3	65	9	45	20	-	95	Y

물리적 성질들
		얼룩들		채도(Y)		광택도 [GS(60°)]		입자 접착력		에칭 품질
		S/S	M/S	S/S	M/S	S/S	M/S	S/S	M/S	S/S	M/S
실시예	1	O	O	3.89	3.85	0.3	0.4	O	O	O	O
	2	O	O	3.66	3.68	0.2	0.3	O	O	O	O
	3	O	O	3.92	3.86	0.3	0.6	O	O	O	O
	4	O	O	3.83	3.78	0.6	0.8	O	O	O	O
	5	O	O	3.78	3.86	0.4	0.4	O	O	O	O
	6	O	O	3.80	3.82	0.3	0.5	O	O	O	O
	7	O	O	3.98	3.96	0.3	0.6	O	O	O	O
비교예	1	X	X	7.03	7.02	48.9	48.3	O	O	O	O
	2	X	X	5.43	5.38	23.4	22.8	O	O	O	O
	3	X	X	5.28	5.14	21.3	20.6	O	O	O	O

(S/S: 광택 면; M/S: 무광택 면)

본 결과들은 본 발명의 제 1 내지 제 6 실시예가 비교 샘플들에 비교하여 더 나은 채도, 광택도, 입자 접착력 및 에칭 품질을 가진다는 것을 보여준다.

이제 상기 방법에 의해 만들어진 복합 이중 흑화 동박(1)을 도시하는 도 2를 참조한다. 복합 이중 흑화 동박(1)은 동박(10), 두 개의 거친 층들(20), 두 개의 흑화 층들(30), 두 개의 부식 방지 층들(40) 및 실레인 층(50)을 포함한다. 동박(10)은 광택 면(11) 및 무광택 면(12)을 가진다. 두 거친 층들(20)은 광택 면(11) 및 무광택 면(12) 상에 각각 형성된다. 두 개의 흑화 층들(30)은 거친 층들(20) 상에 각각 형성된다. 흑화 층들(30)은 근본적으로 구리, 코발트, 니켈, 망간, 마그네슘 및 나트륨 이온들로 이루어진 도금 수조 용액 안에서 전기 도금에 의해서 형성된 합금이다. 두 개의 부식 방지 층들(40)은 흑화 층들(30) 상에 각각 형성된다. 실레인 층(50)은 부식 방지 층들(40) 중의 하나 위에 형성된다.

특히, 흑화 층들(30)은 근본적으로 65 g/L 황화 구리 5수화물(copper sulfate pentahydrate), 9 g/L 황화 니켈 6수화물(nickel sulfate hexahydrate), 45 g/L 황화 코발트 7수화물(cobalt sulfate heptahydrate), 20 g/L 황화 망간 수화물(manganese sulfate hydrate), 35 g/L 황화 마그네슘 7수화물(magnesium sulfate heptahydrate) 및 95 g/L 구연산 나트륨 2수화물(sodium citrate dihydrate)로 이루어진 도금 수조 용액 안에서 전기 도금에 의해서 형성된 합금이다.

바람직하게는, 동박(10)은 6 내지 35 μm 사이의 두께를 가지며, 광택 면(11)은 1.0 과 2.0 사이의 거칠기(Rz)를 가지며, 무광택 면(12)은 1.0 과 2.0 사이의 거칠기(Rz)를 가진다. 색도계에 의해서 측정된 두 개의 흑화 층들(30)의 채도 Y 값은 2 와 10 사이에 있어야 하며 바람직하게는 4 보다 작거나 4와 같다. 광택도계에 의해서 측정된 두 개의 흑화 층들(30)의 광택도는 0.1 과 10 사이에 있어야 하고 바람직하게는 1 보다 작거나 1과 같다.

결론적으로, 본 발명은 복합 이중 흑화 동박을 제공하는데, 이는 전문화된 처리 용액에서 전기분해를 거친다. 그리하여 동박은 양 면상에서 외관상 적합한 흑색의 피치를 나타내고, 동시에 점이 없고 가루가 없고 에칭 품질에 있어서 양호하다. 더욱이, 동박의 양 면들은 임의의 잔여물들 또는 얼룩들을 제거하기 위하여 산성 용액에 의해서 세척되며 그리하여 흑화 층이 형성된다. 그리하여 흑화 층의 채도 및 광택도는 균일하다.

또한 복합 이중 흑화 동박은 전자기파들, 근 적외선, 원하지 않은 빛 등을 차단하는 차폐 효과를 나타내며, PDP, EMI, HDI 제조, 직접 레이저 드릴링, 내부 층 제작, FCCL, FPC 등에 적용될 수 있다.

상기 설명들은 본 발명의 단지 바람직한 실시예들을 제시한 것이다. 그러나 본 발명의 특징들은 여기에만 제한되는 것이 결코 아니다. 본 기술 분야에 익숙한 사람들에 의해서 용이하게 고려될 수 있는 모든 변경들, 교체들 또는 수정들은 다음의 청구범위에 의해서 기술되는 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 여겨진다.

Claims

복합 이중 흑화 동박(composite dual blackened copper foil)은:
광택 면 및 무광택 면을 포함하는 동박; 및
상기 광택 면 및 상기 무광택 면 상에 각각 형성되는 두 개의 흑화 층(blackened layer)들;을 포함하며, 상기 흑화 층들은 본질적으로 구리, 코발트, 니켈, 망간, 마그네슘 및 나트륨 이온들로 이루어지는 도금 수조 용액 안에서 전기 도금에 의해서 형성된 합금이고,
상기 복합 이중 흑화 동박은, 상기 흑화 층과 상기 광택 면 사이, 그리고 상기 흑화 층과 상기 무광택 면 사이, 각각에 형성되는 두 개의 거친 층(rough layer)들을 더 포함하는, 복합 이중 흑화 동박.
삭제
제1항에 있어서,
상기 복합 이중 흑화 동박은, 상기 흑화 층들 상에 형성되는 두 개의 부식 방지 층들 및 상기 부식 방지 층의 하나 상에 형성되는 실레인(silane) 층을 더 포함하는, 복합 이중 흑화 동박.
제1항에 있어서,
상기 흑화 층들은 근본적으로 40 내지 80 g/L 황화 구리 5수화물(copper sulfate pentahydrate), 5 내지 15 g/L 황화 니켈 6수화물(nickel sulfate hexahydrate), 30 내지 60 g/L 황화 코발트 7수화물(cobalt sulfate heptahydrate), 15 내지 30 g/L 황화 망간 수화물(manganese sulfate hydrate), 20 내지 50 g/L 황화 마그네슘 7수화물(magnesium sulfate heptahydrate) 및 80 내지 150 g/L 구연산 나트륨 2수화물(sodium citrate dihydrate)로 이루어진 도금 수조 용액 안에서, 수조 온도는 20°C 와 60°C 사이, pH 값은 4 와 7 사이, 도금 전류 밀도는 3 A/dm² 와 20 A/dm² 사이 그리고 도금 시간은 10초와 30 초 사이의 범위인, 전기 도금에 의해서 형성된 합금인, 복합 이중 흑화 동박.
제1항에 있어서,
상기 동박의 두께는 6 μm 와 35 μm 사이의 범위이고, 상기 광택 면의 거칠기는 1.0 과 2.0 사이의 범위이고, 상기 무광택 면의 거칠기는 1.0 과 2.0 사이의 범위인, 복합 이중 흑화 동박.
제1항에 있어서,
색도계에 의해서 측정된 상기 흑화 층들의 채도 Y 값이 2 와 10 사이의 범위이고 광택도계에 의해서 측정된 상기 흑화 층들의 광택도가 0.1 과 10 사이의 범위인, 복합 이중 흑화 동박.
복합 이중 흑화 동박을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은:
광택 면 및 무광택 면을 가지는 동박을 제공함;
산성 용액에 의해서 상기 광택 면 및 무광택 면들을 세척함;
상기 광택 면 상에 제1 거친 층을 형성하고 상기 무광택 면 상에 제2 거친 층을 형성함; 및
상기 제1 거친 층 상에 제1 흑화 층을 형성하고 상기 제2 거친 층 상에 제2 흑화 층을 형성함;을 포함하며,
상기 제1 및 제2 흑화 층들은 근본적으로 구리, 코발트, 니켈, 망간, 마그네슘 및 나트륨 이온들로 이루어지는 도금 수조 용액 안에서 전기 도금에 의해 형성되는 합금인, 복합 이중 흑화 동박을 제조하는 방법.
제7항에 있어서,
복합 이중 흑화 동박을 제조하는 상기 방법은, 상기 제1 및 제2 흑화 층들을 형성하는 단계 이후에:
상기 제1 흑화 층 상에 제1 부식 방지 층을 형성하고 상기 제2 흑화 층 상에 제2 부식 방지 층을 형성함; 및
상기 부식 방지 층들 중의 하나 위에 실레인 층을 형성함;을 더 포함하는, 복합 이중 흑화 동박을 제조하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 제1 및 제2 흑화 층들은 근본적으로 40 내지 80 g/L 황화 구리 5수화물(copper sulfate pentahydrate), 5 내지 15 g/L 황화 니켈 6수화물(nickel sulfate hexahydrate), 30 내지 60 g/L 황화 코발트 7수화물(cobalt sulfate heptahydrate), 15 내지 30 g/L 황화 망간 수화물(manganese sulfate hydrate), 20 내지 50 g/L 황화 마그네슘 7수화물(magnesium sulfate heptahydrate) 및 80 내지 150 g/L 구연산 나트륨 2수화물(sodium citrate dihydrate)로 이루어진 도금 수조 용액 안에서, 수조 온도는 20°C 와 60°C 사이, pH 값은 4 와 7 사이, 도금 전류 밀도는 3 A/dm² 와 20 A/dm² 사이 그리고 도금 시간은 10초와 30 초 사이의 범위인, 전기 도금에 의해서 형성된 합금인, 복합 이중 흑화 동박을 제조하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 동박의 두께는 6 μm 와 35 μm 사이의 범위이고, 상기 광택 면의 거칠기는 1.0 과 2.0 사이의 범위이고, 상기 무광택 면의 거칠기는 1.0 과 2.0 사이의 범위인, 복합 이중 흑화 동박을 제조하는 방법.
제7항에 있어서,
색도계에 의해서 측정된 상기 흑화 층들의 채도 Y 값이 2 와 10 사이의 범위이고 광택도계에 의해서 측정된 상기 흑화 층들의 광택도가 0.1 과 10 사이의 범위인, 복합 이중 흑화 동박을 제조하는 방법.