KR102128007B1

KR102128007B1 - Pet 레이저 드릴 가공 방법

Info

Publication number: KR102128007B1
Application number: KR1020200029741A
Authority: KR
Inventors: 김형준
Original assignee: 디에스하이테크 주식회사
Priority date: 2020-03-10
Filing date: 2020-03-10
Publication date: 2020-06-29

Abstract

본 발명은 PET 레이저 드릴 가공 방법에 관한 것으로, PET 필름층 및 동박의 순서로 적층된 동박적층판으로, PET 필름을 적층 시, 들뜸 현상을 방지하여 생산 수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 레이저 드릴을 이용하여 미리 가공된 동박의 홀에 대응되도록, 적층된 PET 필름층에 홀을 형성하는 것이며, 상기 홀의 형성 시, 직경의 크기에 제한되지 않고, 깨끗한 단면의 홀을 형성할 수 있다.

Description

PET 레이저 드릴 가공 방법{PET laser drill processing method}

본 발명은 PET 레이저 드릴 가공 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 내열성 필름 및 동박의 순서로 적층된 동박 적층판의 홀 가공을 위한 PET 레이저 드릴 가공 방법에 관한 것이다.

전자 산업의 급속한 발달과 함께 대부분의 전자기기들이 경박단소(輕薄短小)화 및 고기능화 되면서 이들 전자기기에 장착되는 인쇄회로기판(PCB) 역시 점점 고집적화 및 초박막화 되고 있으며, 이러한 추세에 따라 최근에는 마이크로 비아홀(micro-via hole)이나, 빌드업(build-up) 기법 등의 신기술을 통해 기판의 회로 설계 자유도를 증진시키려는 다양한 노력들이 진행되고 있다.

그리고 MLB(multilayer board) PCB의 경우는 전층을 통과하는 스루 비아홀(through via hole)로만 이루어지지만, 빌드업 PCB의 경우에는 더욱 세밀한 고밀도 배선이 요구되기 때문에 선택적인 층간 도통이 가능한 블라인드 비아홀(blind via hole)이 각광받고 있다.

또한, 내층의 층간을 연결하는 버라이드 비아홀(buried via hole)도 있다.

지금까지 PCB에 비아홀을 형성하는 방법은 기계적 드릴링 공법, 플라즈마 에칭 공법, 포토비아 공법 및 레이저 공법 등이 알려져 있으며, 이중에서 레이저 공법은 현재 PCB의 블라인드 비아홀을 형성하기 위하여 가장 널리 사용되는 방법으로서, 통상적으로 150㎛ 이하의 깊이 및 250㎛ 이하의 지름을 갖는 블라인드 비아홀의 가공에 적합하다.

종래에 레이저를 이용한 PCB 비아홀 가공방법을 간략하게 요약해 보면, 먼저 절연수지층에 동박(copper foil)을 라미네이팅하여 동박 적층판(copper clad laminate)을 제조하는 단계와, 상기 동박적층판을 소정의 규격으로 재단하여 PCB용 코어보드(cord board)를 제조하는 단계와, 기계적 드릴(mechanical drill)을 이용하여 상기 코어 보드에 홀(guide hole)을 천공하는 단계, 상기 코어보드에 산화막을 처리하는 단계, 그리고 레이저 드릴을 이용하여 비아홀을 형성하는 단계로 이루어진다.

상기와 같은 종래의 비아홀 가공방법에서는 홀을 가공할 때 기계적 드릴링 과정에서 배출되는 버(burr) 또는 칩(chip)으로 인해서, 또한 산화막 처리과정에서 상기 홀의 스케일(scale)에 편차가 발생함으로 인해서 비아홀 가공 시 상기 홀을 위치를 인식하는데 상당한 오차가 발생할 수 있고, 이러한 오차는 결국 PCB의 회로 불량을 유발하는 원인이 된다.

또한, 홀은 회로 패턴이 적층되지 않은 영역, 즉 절연층만 적층된 영역에 드릴링하게 되는데, 홀 주변의 레진이 드릴비트에 의해 밖으로 밀리거나 가공 영역이 손상을 입어서 홀의 경계가 정확하게 형성되지 못할 우려가 있고, 이로 인해서 역시 PCB 회로의 불량률이 높아지는 문제점이 있었다.

PCB 회로의 불량률을 낮출 수 있는 가공 방법의 개발이 필요하다.

연성 동박적층판(flexible copper clad laminate, FCCL)은 FPC의 주요 제품이다. FCCL은 에폭시 수지, 폴리에스터, 또는 아크릴 수지와 같은 에폭시계 수지 접착제로 제조된 접착제를 통해 구리 호일과 같은 금속 호일을 폴리이미드 필름으로 대표되는 내열성 필름의 표면에 함께 접착함으로써 제조된다.

FCCL은 주로 대략 180℃에서 적층된 구조를 고온 가압(hot-pressing)함으로써 생산된다. 에폭시계 수지 접착제의 주사슬(main chain)이 단단하기 때문에, 고온 가압 동안 적층판 그 자체의 뒤틀림 현상으로 알려진 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 상기한 3층의 연성 동박적층판의 접착제층이 제거되며, 이는 2층 연성 동박적층판(2L FCCL)이라 불린다. 이는 폴리이미드(polyimide, PI) 필름으로 대표되는 기판 필름의 표면에 구리 호일을 형성하기 위해 주조 방법, 스퍼터링 방법, 또는 적층 방법에 의해 제조된다.

그러나, 재료의 특성으로 인해, 3층 및 2층을 포함하는 FCCL은 낮은 이온 이동 저항(ion-migration resistance)을 갖는다. 기판의 재료인 폴리이미드 및 에폭시 수지 또는 아크릴 수지와 같은 접착제는 높은 극성을 갖고 친수성이다.

예를 들어, FCCL은 액정 표시장치(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 또는 플라즈마 디스플레이 장치와 같은 미세 피치 배선(fine pitch wiring)의 고전압 기구에서 사용된다.

고전압 작동시, 이들 장치는 리드 사이의 짧은 거리가 배선 또는 전극으로 사용되는 구리에 이온 이동 현상을 유발하는 단점을 갖는 것으로 알려져 있다. 이는 종종 리드 사이의 증가된 누설 전류 흐름 및 단락과 같은 전기 고장을 일으킨다.

반면에, 2층의 연성 동박적층판은, 기판인 PI로 인해, 높은 극성을 갖고 친수성이다. 상기 이온 이동 현상이라는 단점은 여전히 존재한다.

동박 적층판의 가공 시, 내열성 필름의 들뜸 현상을 방지하고, 레이저 드릴 가공법을 적용 시, 홀의 직경에 제한되지 않고 가공이 가능하며, 동판 내 홀 직경과 내열성 필름에 형성할 홀의 직경이 완전히 일치할 수 있는 제조 방법의 개발이 필요하다.

(특허 문헌 1) KR 10-1312029 B1

본 발명의 목적은 PET 레이저 드릴 가공 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 PET 필름층 및 동박의 순서로 적층된 동박적층판으로, PET 필름을 적층 시, 들뜸 현상을 방지하여 생산 수율을 향상시킨 PET 레이저 드릴 가공 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 레이저 드릴을 이용하여 미리 가공된 동박의 홀에 대응되도록, 적층된 PET 필름층에 홀을 형성하는 것이며, 상기 홀의 형성 시, 직경의 크기에 제한되지 않고, 깨끗한 단면의 홀을 형성할 수 있는 PET 레이저 드릴 가공 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 PET 레이저 드릴 가공 방법은 1) 가공된 동박의 일면을 가공하는 단계; 2) 상기 가공된 동박의 일면 또는 양면에 PET 필름을 가압하여 적층하는 단계; 및 3) 상기 PET 필름이 적층된 동박 적층판에 홀을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 3) 단계는 레이저 드릴 가공법을 이용하여, 제1홀의 원주 방향을 따라 직경이 0.1 내지 3㎛인 레이저 빔을 연속적으로 조사하여 가공된 동박에 형성된 홀과 일치하도록 PET 필름에 제2홀을 형성할 수 있다.

상기 3) 단계는 동박 적층판의 임의의 4곳을 기준점으로 잡고, 동박 적층판에 형성된 홀의 위치를 인식한 후, 레이저 드릴에 의해 PET 필름에 가공된 동박에 형성된 홀과 동일한 직경의 홀을 형성할 수 있다.

상기 3) 단계는 1 내지 800㎛의 직경을 갖는 홀을 형성할 수 있다.

상기 2) 단계의 PET 필름은 두께가 30 내지 100㎛이다.

상기 2) 단계의 PET 필름은 실리콘 이형 코팅된 것일 수 있다.

상기 2) 단계는 PET 필름의 일면에 형성된 접착층이 동박에 위치하도록 적층한 후, 80 내지 90℃에서 가압하여 접착하는 것이다.

상기 접착층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다:

[화학식 1]

여기서,

n은 1 내지 10의 정수이다.

이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

PCB용 기판에 이용될 수 있는 본 발명의 동박적층판(CCL, Copper Clad Laminate)은 동박의 일면 또는 양면에 PET 필름층이 적층된 동박적층판이며, 상기 PET 필름층은 다수의 홀이 형성되며, 상기 홀은 PET 레이저 드릴 가공 방법에 의해 형성된다.

일반적인 동박적층판은, 동박의 양면에 PCB용 회로가 형성되어, 홀이 사전에 가공된 형태로 제공되고, 상기 가공된 동박의 일면 또는 양면에 PET 필름층이 적층되고, 적층된 PET 필름층은, 동박에 가공된 홀과 동일한 크기의 홀을 가지도록 가공된다.

즉, 가공된 동박 내 형성된 홀과 동일한 직경을 갖도록 PET 필름층에도 홀을 형성하는 것이 매우 주요한 특징이라 할 것이다.

종래, 레이저 드릴을 이용하여, PET 필름층을 가공하는 경우에는, 레이저 드릴에 의해 형성될 수 있는 홀의 직경이 제한적으로, 레이저 드릴의 직경보다 큰 사이즈의 홀을 가공하기 어려운 문제가 있다.

즉, 레이저 드릴의 직경보다 큰 홀을 가공해야되는 경우에는, 원의 형태로의 가공이 어려워, 제품 성형성이 떨어지는 문제가 있다.

보다 구체적으로, 일반적으로 레이저 드릴 가공 방법에 의해 홀을 형성할 경우, 상기 홀의 최대 직경은 2.5㎛ 정도이며, 레이저 드릴 가공 방법을 이용하여, 더 큰 직경을 갖는 홀의 제조는 사실상 불가능하다.

다만, 본 발명에서는 CO₂ 레이저 드릴 가공 방법을 이용하여, 직경이 1 내지 800 ㎛인 홀을 형성할 수 있다.

보다 구체적으로, 레이저 드릴 가공 방법은 동박적층판의 PET 필름에 레이저를 조사하여, 홀을 형성하는 것으로 레이저 조사에 의해 형성되는 홀의 직경인 2.5㎛인데, 이는 레이저 조사에 의해 형성될 수 있는 최대치의 직경 크기에 해당된다.

홀의 크기를 크게 제조하기 위하여 본 발명에서는 제1홀의 원주 방향을 따라 직경이 0.1 내지 3㎛인 레이저 빔을 연속적으로 조사하여 가공된 동박에 형성된 홀과 일치하도록 PET 필름에 제2홀을 형성할 수 있다.

즉, 동박에 형성된 홀의 크기를 인식하고, 인식된 홀의 크기를 따라 가상의 원을 상정하고, 가상의 원의 원주를 따라, 레이저 빔을 연속적으로 조사하여 동박에 형성된 홀과 동일한 크기의 홀을 형성할 수 있다.

일 예시로, 직경이 1 내지 7㎛인 가상의 원을 상정하고, 상기 가상의 원의 원주를 레이저 빔의 중심으로 설정하고, 가상의 원의 원주를 따라, 레이저 빔을 조사하여, 홀을 제조할 수 있다.

이때, 레이저 빔의 직경은 2 내지 3㎛이며, 상기 레이저 빔을 연속적으로 조사하여, 원 형상의 홀을 제조하게 된다.

상기 레이저 빔을 원주 방향으로 조사하는 경우에, 연속적으로 레이저 빔을 조사하지 않는 경우, 직경이 큰 홀을 제조 시, 원 형상의 홀의 제조가 불가능한 문제가 있다.

즉, 연속적인 레이저 빔의 조사에 의해, 원이 중첩되어, 레이저 빔의 직경보다 큰 직경을 갖는 홀의 제조가 가능하게 된다.

또한, 직경이 2㎛ 미만인 레이저 빔을 연속으로 조사하는 경우에는 상기 직경이 1 내지 7㎛인 가상의 원과 비교하여 더 큰 홀의 제조가 불가능하며, 직경이 3㎛를 초과하는 레이저 빔의 경우에는 레이저 빔 자체의 크기가 3㎛를 초과하도록 설정하는 것이 어렵고, 초과하여 조사하더라도, 형성된 홀이 원 형상이 아닌 점에서, 홀로 사용이 불가능한 문제가 있다.

이에, 본 발명의 PET 레이저 드릴 가공 방법은, 1) 가공된 동박의 일면을 가공하는 단계; 2) 상기 가공된 동박의 일면 또는 양면에 PET 필름을 가압하여 적층하는 단계; 및 3) 상기 PET 필름이 적층된 동박 적층판에 홀을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 3) 단계는 레이저 드릴 가공법을 이용하여, 제1홀의 원주 방향을 따라 직경이 0.1 내지 3㎛인 레이저 빔을 연속적으로 조사하여 가공된 동박에 형성된 홀과 일치하도록 PET 필름에 제2홀을 형성하는 것이다.

상기 3) 단계는, 앞서 설명한 바와 같이 가공된 동박의 홀과 적층된 PET 필름층에 동일한 크기의 홀을 형성하기 위한 것으로, 레이저 드릴의 직경보다 큰 홀을 형성하기 위해서는, 가공된 동박 내 홀의 직경을 인식하고, 인식된 직경을 토대로 가상의 원을 형성한 후, 상기 가상의 원의 원주를 따라 레이저 드릴을 연속적으로 조사하여 가공하는 방식을 통해 홀을 형성할 수 있다.

또한, 상기 레이저 드릴을 이용하여 홀을 형성하기 위해서는, 가공된 동박 내 홀을 정확하게 인식하고 가상의 원을 형성하는 것이 매우 주요한 특징에 해당된다.

상기 동박 내 홀을 인식하기 위해서는, 상기 3) 단계는 동박 적층판의 임의의 4곳을 기준점으로 잡고, 동박 적층판에 형성된 홀의 위치를 인식한 후, 레이저 드릴에 의해 PET 필름에 가공된 동박에 형성된 홀과 동일한 직경의 홀을 형성하는 것을 특징으로 한다.

이때, 기준점을 잡는 방식으로, 동박 적층판의 모서리 4곳에 노광 필름을 부착하여, 동박 적층판의 기준점을 설정한다.

이후, 동박 적층판의 전체에 대해, 빛을 조사하여, 빛이 반사되는 영역과 홀에 의해 빛이 투과되는 영역을 인식하고, 인식된 홀에 대해 크기를 인식하기 위한 추가 빛 조사 공정을 통해 정확한 홀의 크기 및 위치를 인식하게 된다.

동박 적층판 내 사전 가공된 홀의 크기를 정확하게 인식하게 되면, 미리 설정된 프로그램을 통해, 측정된 홀의 크기에 맞는 가상의 원이 각각 형성되게 되고, 가상의 홀의 원주 방향을 따라, 레이저 빔을 연속적으로 조사하여 동박 내 홀과 동일한 홀을 PET 필름층에 형성할 수 있다.

본 발명의 동박적층판은 동박의 일면 또는 양면에 PET 필름층이 적층된 것으로, 인쇄회로 기판 위에 반도체 등을 얹어 플립칩용 BGA 패키지 등의 제품을 제작하기 위한 소재로서, 소재의 압착을 통하여 다층화가 가능하고, 도금에 의해서 선로를 형성함으로써 미세 선폭을 지닌 회로를 구현하는 특성을 가진다.

PET 필름이 적층된 동박적층판을 이용하는 경우, 박형의 미세 선로 구현을 통한 기능성 인쇄회로 기판의 구현이 가능하다.

상기 동박적층판의 PET 필름은 PET 필름층 및 접착층을 포함한다. 보다 구체적으로, PET 필름층의 일면에 접착층이 형성된다. PET 필름과 동박을 적층시킬 때, 상기 PET 필름의 접착층 방면으로 동박에 접착시킨다.

동박적층판의 제조 시, PET 필름에 접착층이 없이, PET 필름 만을 이용하여 라미네이팅 방식으로 동박에 접착시키는 방법도 이용이 가능한 점에서, 본 발명의 PET 필름층의 일면에 접착층이 형성된 PET 필름이나, 접착층이 없는 PET 필름만 이용하는 것도 제한없이 가능하다.

상기 PET 필름을 가공된 동박에 적층 시, 80 내지 90℃에서 가압하여 접착시킬 수 있다.

상기 1) 단계에서 동박의 일면 또는 양면은, 회로의 형상을 포함하도록 가공되며 이때, 바이홀 등을 미리 성형하게 된다.

상기 1) 단계에서 가공된 동박의 일면 또는 양면에 PET 필름을 적층하게 되는데, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 PET 필름은 일면에 접착층이 형성되고, 접착층이 형성된 면을 동박에 위치시킨 후, 가압하여 접착시키게 된다.

상기 PET 필름층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)을 포함한다.

상기 PET 필름층은 실리콘 이형 코팅되어, 가압 단계에서 접착 시 들뜸 현상이 발생하지 않는 것을 주요 특징으로 한다.

즉, PET 필름의 일면에 실리콘 이형 코팅되고, 상기 실리콘 이형 코팅된 면에 접착층을 형성한 후, 이를 동박과 가압하여 접착하게 되면, 실리콘 이형 코팅층과 접착층 간에 결합력이 높아지게 되어, 동박과 접착 시 들뜸 현상을 방지할 수 있다.

동박적층판을 구성하는 PET 필름층은 일반적으로 절연 필름으로, 고온에서도 절연성을 확보하기 위하여, PET 및 PEN을 포함한다. 이때, 상기 PET 100 중량부에 대하여, PEN 1 내지 10 중량부로 포함한다. 상기 중량 범위 내에서, 사용하는 경우에 고온에서 절연성을 확보할 수 있다.

바람직하게, 상기 PET 필름층은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 추가로 포함할 수 있다:

[화학식 2]

여기서,

m은 1 내지 50의 정수이며,

R₁ 내지 R₄는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 탄소수 2 내지 10의 알케닐기 및 탄소수 6 내지 10의 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된다.

보다 바람직하게 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물일 수 있다:

[화학식 3]

여기서,

r은 1 내지 50의 정수이다.

동박적층판에 사용되는 PET 필름은 PI(폴리이미드) 필름에 비해 가격이 저렴한 특성이 있으나, 사용상 80℃ 이상에서 노출되지 않는 곳에서만 사용이 가능하다. 또한 내굴곡성이 요구되지 않는 용도로만 사용이 가능하다고 할 것이다.

이에, PI 필름을 대체할 수 있는 정도의 물성을 가지기 위해, 본 발명에서는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)에 상기 화학식 1로 구성되는 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 PET 100 중량부에 대하여, PEN 1 내지 10 중량부 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 1 내지 5 중량부로 포함한다. 상기 범위에 의하는 경우에, 100℃ 이상에서 노출되더라도 절연성에 문제가 없고, 내굴곡성이 향상된다:

[화학식 2]

여기서,

m은 1 내지 50의 정수이며,

상기 PET 필름은 실리콘 이형 코팅된 것으로, 하기 화학식 4로 표시되는 실리콘 오일을 포함하는 실리콘 이형제에 의해 실리콘 이형층이 형성된 것을 특징으로 한다:

[화학식 4]

여기서,

p 및 q는 1 내지 100의 정수이며,

s는 1 내지 10의 정수이다.

상기 실리콘 이형제는, 폴리실록산, 하기 화학식 4로 표시되는 실리콘 오일, 실리콘 계면활성제, 실란 커플링제 및 촉매를 포함한다:

[화학식 4]

여기서,

p 및 q는 1 내지 100의 정수이며,

s는 1 내지 10의 정수이다.

상기 폴리실록산은 알케닐폴리실록산, 하이드로전 폴리실록산 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 알케닐폴리실록산이지만, 상기 예시에 국한되지 않는다.

상기 촉매는 백금 촉매이지만, 예시에 국한되지 않고 제한 없이 모두 사용이 가능하다.

상기 실리콘 이형제는 폴리실록산 100 중량부에 대하여, 실리콘 오일 1 내지 15 중량부, 실리콘 계면활성제 0.5 내지 1 중량부, 실란 커플링제 1 내지 5 중량부 및 촉매 0.01 내지 0.05 중량부로 포함할 수 있다.

상기 범위 내에서 실리콘 이형제를 혼합하여 사용하는 경우, 박리력 및 실리콘 전사량이 최소화된 실리콘 이형층을 형성할 수 있다.

본 발명의 PET 필름의 접착층은 하기 화학식 1로 표시되는 에폭시 화합물; 에폭시 경화제, 페녹시 수지 및 무기 충전제를 포함한다:

[화학식 1]

여기서,

n은 1 내지 10의 정수이다.

상기 에폭시 화합물은 에폭시기 이외에, 노보난 기를 추가로 포함하고 있어 내열성이 우수하고, 접착성을 높일 수 있다.

상기 에폭시 경화제는 구체적으로, 에폭시 경화제로서는, 아민계 경화제, 구아니딘계 경화제, 이미다졸계 경화제, 페놀계 경화제 및 산무수물계 경화제를 이용할 수 있으며, 보다 구체적으로 질소 원자를 함유하는 페놀계 경화제를 사용하는 것이 바람직하다.

PET 필름의 접착층으로 이용되나, PET 필름은 절연 필름으로 이용되는 점을 고려하여, 절연층으로서 요구되는 내열성, 난소성, 접착성을 향상시키기 위하여, 질소 원자를 가지는 페놀계 경화제를 사용할 수 있으며, 보다 구체적으로 4,4'-디아미노디페닐 설폰을 사용할 수 있다.

상기 페녹시 수지는 상온에서 접착제 조성물을 고체 상태로 유지하기 위한 성막 보조를 목적으로 하여 사용되는 것으로, 구체적으로 노볼락형 페녹시 수지, 나프탈렌형 페녹시 수지, 비페닐형 페녹시 수지 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도 되고, 복수를 조합시켜 사용해도 된다. 페녹시 수지의 중량 평균 분자량은 30,000 내지 70,000인 것이 바람직하다. 이들 페녹시 수지는 상온에서 접착제 조성물을 고체 상태로 유지하기 위해서 사용된다. 또, 반응에 의해 예기치 않는 경화가 발생하는 것을 방지하기 위해서, 페녹시 수지로서는 미변성의 것이 보다 바람직하다.

상기 무기 충전제는 구체적으로 실리카, 알루미나, 탈크, 마이카, 세리사이트, 수산화마그네슘 등을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 탈크를 사용할 수 있다. 상기 무기 충전제를 접착층의 1 구성 성분으로 사용함에 따라, 내열성을 향상시킬 수 있다.

상기 접착층은 바람직하게 하기 화학식 1로 표시되는 에폭시 화합물을 포함하며, 상기 에폭시 화합물 100 중량부에 대하여, 에폭시 경화제 1 내지 5 중량부, 페녹시 수지 10 내지 50 중량부 및 무기 충전제 1 내지 5 중량부로 포함한다. 상기 범위에 의하는 경우, 우수한 내열성, 난소성 및 접착성을 나타낼 수 있다.

상기 PET 필름층의 두께는 0.3 내지 0.7mm로, 0.3mm 미만인 경우 동박의 일면에 PET 필름층을 적층 시킬 때, 들뜸 현상이 발생하는 문제가 발생하며, 0.7mm 초과인 경우에는 성형성이 떨어지는 문제가 있다.

본 발명의 PET 레이저 드릴 가공 방법은 PET 필름층 및 동박의 순서로 적층된 동박적층판으로, PET 필름을 적층 시, 들뜸 현상을 방지하여 생산 수율을 향상시킬 수 있다.

또한, 레이저 드릴을 이용하여 미리 가공된 동박의 홀에 대응되도록, 적층된 PET 필름층에 홀을 형성하는 것이며, 상기 홀의 형성 시, 직경의 크기에 제한되지 않고, 깨끗한 단면의 홀을 형성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PET 레이저 드릴 가공 방법에 의해 가공된 홀의 측정 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PET 레이저 드릴 가공 방법에 의해 가공된 홀의 측정 사진이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

제조예 1

PET 필름의 제조

1. PET 필름의 제조

폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 레진, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 레진 및 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 레진을 혼합하여, 압출공정, 제막공정 Slitting 및 포장 공정을 반복하여, PET 필름을 제조하였다.

PET 필름을 제조하기 위한 레진 조성비는 하기 표 1과 같다. PET 레진 및 PEN 레진은 구매하여 이용하였으며, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물 레진은 구매하여 이용하였고, 중량 평균 분자량은 5,500 내지 15,500이다.

[화학식 3]

여기서,

r은 25의 정수이다.

	AD1	AD2	AD3	AD4	AD5
PET	100	100	100	100	100
PEN	0.5	1	5	10	15
화학식 3	0.5	1	3	5	7

(단위 중량부)2. 실리콘 이형층의 형성

알케닐폴리실록산 100 중량부에 대하여, 하기 화학식 4로 표시되는 실리콘 오일 10 중량부, 실리콘 계면활성제 1 중량부, 실란 커플링제 1 중량부 및 백금 촉매 0.01중량부를 물에 희석하여 실리콘 이형제를 제조하였다.

[화학식 4]

여기서,

p는 50의 정수이고,

q는 15의 정수이며,

s는 10의 정수이다.

상기 제조예에서 제조된 AD1 내지 AD5의 PET 필름은 코로나 방전 처리하고, 방전 처리된 일면에 상기 실리콘 이형제를 도포하였다. 도포 후 130 내지 140℃에서 건조시키고, 200 내지 220℃에서 5 내지 10초 동안 열처리하여 실리콘 이형 코팅층을 형성하였다.

3. 접착층의 형성

하기 화학식 1로 표시되는 에폭시 화합물; 4,4'-디아미노디페닐 설폰; 중량 평균 분자량이 50,000인 트리아진 구조 함유 페놀 노볼락 수지; 및 탈크를 혼합하여 접착 조성물을 제조하였다. 상기 접착 조성물의 함량 비율은 하기 표 2와 같다. 상기 페놀 노블락 수지, 탈크 및 4,4'-디아미노디페닐 설폰는 구매하여 이용하였으며, 화학식 1로 표시되는 에폭시 화합물도 구매하여 이용하였고, 중량 평균 분자량은 8,800 내지 22,000이다.

하기 표 3의 함량 비율로 제조된 접착 조성물을 상기 PET 필름층에 50㎛의 두께로 도포하였다. 상기 접착 조성물이 도포된 필름을 100℃에서 2분 건조하고, 이후 150℃에서 2분 동안 건조시켜 접착 필름을 제조하였다:

[화학식 1]

여기서,

n은 10의 정수이다.

	ADD1	ADD2	ADD3	ADD4	ADD5
에폭시 화합물	100	100	100	100	100
경화제	0.5	1	3	5	7
페녹시 수지	5	10	30	50	70
무기 충전제	0.5	1	3	5	7

(단위 중량부)

표 1 및 표 2의 PET 필름층과 접착층의 조합에 의해 제조한 PET 필름은 하기 표 3과 같다.

	PET 필름층	접착층
DS1	AD1	ADD1
DS2	AD1	ADD3
DS3	AD1	AD5
DS4	AD2	ADD1
DS5	AD2	ADD2
DS6	AD2	ADD3
DS7	AD2	ADD4
DS8	AD2	ADD5
DS9	AD3	ADD3
DS10	AD4	ADD3
DS11	AD5	ADD3

상기 AD2의 PET 필름층에 실리콘 이형 처리하지 않은 것을 제외하고, DS9와 동일하게 제조한 PET 필름은 DS12로 하였다.

제조예 2

동박적층판의 제조

동박의 일면에 상기 표 3에 따른 DS1 내지 DS12의 PET 필름을 적층시켜 동박 적층판을 제조하였다.

실험예

1. 들뜸현상 발생 여부

동박 적층판의 제조 시, PET 필름과 동박을 적층 시에 들뜸 현상이 발생하는지 여부에 대한 평가를 진행하였다.

PET 필름 및 동박의 적층 시 들뜸 현상이 발생하는 것은 PET 필름층의 내열성 및 접착층의 내열성과 직접적으로 연결되는 부분으로 육안으로 쉽게 확인이 가능하며, 들뜸 현상이 발생한 동박적층판은 불량품으로 사용이 불가능하다.

객관적인 평가를 진행하기 위하여, DS1 내지 DS12의 PET 필름을 각 20개씩 동박과 적층시킨 이후, 들뜸 현상이 발생하였는지 확인을 진행하였고, 들뜸 현상이 발생한 동박적층판의 개수가 1개 미만인 경우는 X로, 1 내지 5개인 경우는 △로, 5개 초과인 경우는 O로 표시하였다.

	들뜸 발생 여부
DS1	O
DS2	△
DS3	O
DS4	△
DS5	X
DS6	X
DS7	X
DS8	△
DS9	X
DS10	X
DS11	△
DS12	O

상기 표 4에 따르면, DS5 내지 7, DS9 및 DS10은 동박적층판의 제조 시, 들뜸 현상이 1개도 발생하지 않았으나, DS1 및 DS3은 5개를 초과하여 들뜸 현상이 발생함을 확인하였다. DS2, DS4, DS8 및 DS11의 경우에는 5개 이하로 들뜸 현상이 발생하였으나, 생산 효율을 고려할 때, 불량률이 최대 25%로 높은 불량률을 나타낸다고 할 것이다.

또한, 실리콘 이형층을 형성하지 않은 DS12의 경우에도 5개를 초과하여 들뜸 현상이 나타남을 확인하였다.

2. PET 필름의 내열성 평가

260℃의 납땜 열에 180초 동안 노출한 이후, 부풀음 현상의 발생 여부((JIS C6484에 의한 납땜열에 대한 내열성 테스트)를 진행하였다. 부풀음 현상이 발생하면 O로 표시하고, 발생하지 않는 경우는 X로 표시하였다.

	내열성 평가
DS1	O
DS2	O
DS3	O
DS4	O
DS5	X
DS6	X
DS7	X
DS8	O
DS9	X
DS10	X
DS11	O
DS12	O

상기 표 5에 나타낸 바와 같이, DS5 내지 DS7, DS9 및 DS10에서는 내열성 시험 결과 부풀음이 발생하지 않았다. 다른 실험 결과에서는 부풀음이 발생함을 육안으로 확인하였다.

상기 실험을 통해, 동박 적층판의 내열성은, PET 필름의 구성, 접착층의 구성 및 실리콘 이형층의 형성에 의해 종합적으로 영향을 받는다는 것을 의미한다.

3. 성형성 평가

DS1 내지 DS12의 동박 적층판에 대해, 300 내지 320㎛의 홀을 성형하고 이에 대한 X200 내지 500 배율의 사진을 촬영하여 형성된 홀의 정밀도를 측정하였다. 도 1과 같이 완전한 원에 가까운 정도는 O로 표시하고, 도 2와 같이 굴곡이 형성된 홀은 X로 표시하여 성형성을 평가하였다.

	내열성 평가
DS1	X
DS2	X
DS3	X
DS4	X
DS5	O
DS6	O
DS7	O
DS8	X
DS9	O
DS10	O
DS11	X
DS12	X

상기 표 6에 따르면, PET 필름, 접착층 및 실리콘 이형 코팅층의 형성 여부에 따라 성형성에서 차이가 나타남을 확인하였다.

DS5 내지 DS7, DS9 및 DS10의 경우에는 홀을 형성 시 매끈한 원으로 형성되는 것을 확인할 수 있었으나, 다른 동박 적층판의 경우에는 굴곡진 원으로 성형성이 상대적으로 떨어지는 것을 실험을 통해 확인하였다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

1) 가공된 동박의 일면을 가공하는 단계;
2) 상기 가공된 동박의 일면 또는 양면에 PET 필름을 가압하여 적층하는 단계; 및
3) 상기 PET 필름이 적층된 동박 적층판에 홀을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 3) 단계는 레이저 드릴 가공법을 이용하여, 제1홀의 원주 방향을 따라 직경이 0.1 내지 3㎛인 레이저 빔을 연속적으로 조사하여 가공된 동박에 형성된 홀과 일치하도록 PET 필름에 제2홀을 형성하며,
상기 2) 단계는 PET 필름의 일면에 형성된 접착층이 동박에 위치하도록 적층한 후, 80 내지 90℃에서 가압하여 접착하며,
상기 접착층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는
PET 레이저 드릴 가공 방법:
[화학식 1]

여기서,
n은 1 내지 10의 정수이다.

제1항에 있어서,
상기 3) 단계는 동박 적층판의 임의의 4곳을 기준점으로 잡고, 동박 적층판에 형성된 홀의 위치를 인식한 후,
레이저 드릴에 의해 PET 필름에 가공된 동박에 형성된 홀과 동일한 직경의 홀을 형성하는 것인
PET 레이저 드릴 가공 방법.

제1항에 있어서,
상기 3) 단계는 1 내지 800㎛의 직경을 갖는 홀을 형성하는
PET 레이저 드릴 가공 방법.

제1항에 있어서,
상기 2) 단계의 PET 필름은 두께가 30 내지 100㎛인
PET 레이저 드릴 가공 방법.

제1항에 있어서,
상기 2) 단계의 PET 필름은 실리콘 이형 코팅된 것인
PET 레이저 드릴 가공 방법.

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