KR20210119392A - 양면 금속 클래드 적층체와 그 제조 방법, 절연 필름 및 전자 회로 기판 - Google Patents

Abstract

열가소성 액정 폴리머로 이루어지는 이방성이 강한 절연 필름을 이용하는 것이 가능하고, 열가소성 액정 폴리머층의 면배향도가 작고 가열시의 치수 변화의 이방성도 작은 양면 금속 클래드 적층체와 그 제조 방법을 제공한다. 또한 절연 필름 및 전자 회로 기판을 제공한다. 한 쌍의 엔드리스 벨트(3) 사이에 절연 필름과 2장의 금속박을 연속적으로 공급하는 공급 공정, 엔드리스 벨트(3) 사이에서 절연 필름을 금속박 사이에 끼운 상태로 특정의 조건으로 가열 가압하여 적층체로 만드는 가열 가압 공정, 및 적층체를 냉각시키는 냉각 공정을 갖고, 절연 필름은 두께가 10~500μm, 면배향도가 30% 이상, MD 방향의 평균 선팽창률이 -40~0ppm/K, TD 방향의 평균 선팽창률이 0~120ppm/K인 양면 금속 클래드 적층체의 제조 방법이다. 또한 상기 제조 방법에 따르는 양면 금속 클래드 적층체, 상기 제조 방법에 이용하는 절연 필름, 상기 양면 금속 클래드 적층체를 이용한 전자 회로 기판이다.

Description

양면 금속 클래드 적층체와 그 제조 방법, 절연 필름 및 전자 회로 기판

본 발명은 양면 금속 클래드 적층체와 그 제조 방법, 이 제조 방법에 이용되는 절연 필름 및 양면 금속 클래드 적층체를 이용한 전자 회로 기판에 관한 것이다.

열가소성 액정 폴리머(LCP)는 내열성, 기계적 강도, 전기적 특성 등이 우수하여 전기·전자 분야나 차량 탑재 부품 분야에서 전자 회로 기판 등의 절연 필름으로서 널리 이용되고 있다.

열가소성 액정 폴리머 필름은 직쇄상의 강직한 분자쇄가 규칙적으로 정렬된 구조를 가지므로 이방성이 발생하기 쉽다. 이 때문에 열가소성 액정 폴리머를 T다이 등에 의해 압출 성형하여 얻어진 필름은 일반적으로 평면내에서 압출 방향으로 고도의 분자 배향이 발생하기 쉽다. 그 결과 압출 방향과 그 직각 방향에 있어서 가열시의 선팽창률에 차이가 생겨 외관이 변형될 우려가 있다.

따라서 열가소성 액정 폴리머 필름을 절연 필름으로서 이용하여 양면 금속 클래드 적층체를 제조하는 경우에는 열가소성 액정 폴리머 필름이 갖는 이방성을 저감시키는 처리를 수행한 후에 금속박과 적층시켜 일체화하는 방법을 취하고 있다.

열가소성 액정 폴리머 필름을 이용하여 양면 금속 클래드 적층체를 제조하는 방법에 대해서는 이미 복수의 제조 기술이 개시되어 있다. 예를 들어 특허문헌 1에는 한 쌍의 엔드리스 벨트 사이에 액정 폴리머로 이루어지는 절연 필름과 금속박을 연속적으로 공급하고 열압 성형하여 플렉서블 프린트 배선판용 적층판을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에서는 금속박의 표면 거칠기와 열압 성형시의 가열 온도를 규정하고 있다. 또한 특허문헌 2에는 한 쌍의 엔드리스 벨트 사이에 액정 폴리머로 이루어지는 절연 필름과 금속박을 연속적으로 공급하고 열압착시켜 플렉서블 적층판을 제조하는 제조 방법이 개시되어 있다. 이 방법에서는 플렉서블 적층판의 최고 온도와 엔드리스 벨트로부터 반출될 때의 출구 온도를 규정하고 있다.

일본 특허 제5411656호 공보 일본 특허출원 공개 제2016-129949호 공보

그러나, 특허문헌 1에 개시된 제조 방법은 열압 성형시의 가열 온도가 액정 폴리머의 융점 이상이기는 하나 이방성이 강한 열가소성 액정 폴리머 필름을 사용하면 이방성이 잔류할 우려가 있다. 필름에 이방성이 잔류하면 적층판에 휘어짐이나 변형이 발생하거나 천공 가공시에 버(burr)나 깨짐이 발생할 우려가 있다. 또한 특허문헌 2에 개시된 제조 방법은 열압착시의 가열 온도가 액정 폴리머의 융점 미만이기 때문에 특허문헌 1의 방법과 마찬가지로 이방성이 강한 열가소성 액정 폴리머 필름을 이용하면 이방성이 잔류할 우려가 있다.

본 발명은 이상과 같은 상황을 감안하여 이루어진 것이다. 즉 본 발명의 과제는 열가소성 액정 폴리머로 이루어지는 이방성이 강한 절연 필름을 이용하는 것이 가능하고, 양면 금속 클래드 적층체의 열가소성 액정 폴리머층에서의 면배향도가 작고 가열시의 치수 변화의 이방성도 작은 양면 금속 클래드 적층체와 그 제조 방법을 제공하는 것이다. 또한 상기 제조 방법에 바람직하게 이용되는 절연 필름 및 상기 양면 금속 클래드 적층체를 이용한 전자 회로 기판을 제공하는 것이다.

본 발명자들은 한 쌍의 엔드리스 벨트 사이에 열가소성 액정 폴리머로 이루어지는 절연 필름을 2장의 금속박 사이에 끼운 상태로 특정의 온도, 압력 및 시간을 선택하여 가열 가압함으로써 놀랍게도 절연 필름의 이방성이 비교적 쉽게 개선됨을 알아냈다. 또한 종래 수행하던 미리 열가소성 액정 폴리머 필름이 갖는 이방성을 저감시키기 위한 처리를 수행하지 않고서도 이방성이 강한 절연 필름을 이용하여 이방성이 저감된 양면 금속 클래드 적층체를 얻을 수 있음을 알아냈다. 본 발명은 이러한 지견을 바탕으로 도달할 수 있던 것이다. 즉 본 발명은 이하와 같은 구성을 갖고 있다.

(1) 본 발명의 양면 금속 클래드 적층체의 제조 방법은 열가소성 액정 폴리머로 이루어지는 절연 필름을 2장의 금속박 사이에 끼운 구성을 갖는 양면 금속 클래드 적층체의 제조 방법으로서, 한 쌍의 엔드리스 벨트 사이에 상기 절연 필름과 2장의 상기 금속박을 연속적으로 공급하는 공급 공정, 상기 엔드리스 벨트 사이에서 상기 절연 필름을 2장의 상기 금속박 사이에 끼운 상태로 가열 가압하여 적층체로 만드는 가열 가압 공정, 및 상기 적층체를 냉각시키는 냉각 공정을 갖고, 상기 절연 필름은 두께가 10~500μm, 면배향도가 30% 이상, MD 방향의 평균 선팽창률이 -40~0ppm/K, TD 방향의 평균 선팽창률이 0~120ppm/K이고, 상기 열가소성 액정 폴리머의 융점을 Tm(℃)라 했을 때 상기 가열 가압 공정에서의 가열 온도 T(℃)가 (Tm＋20)<T≤(Tm＋70)을 만족하고, 상기 가열 가압 공정에서의 압력이 0.5~10MPa이고, 상기 가열 가압 공정에서의 가열 가압 시간이 30~360초인 것을 특징으로 하고 있다.

(2) 본 발명의 양면 금속 클래드 적층체의 제조 방법은, 얻어진 양면 금속 클래드 적층체의 금속박을 제거한 후의 열가소성 액정 폴리머층가 면배향도가 30% 미만, MD 방향의 평균 선팽창률이 0~40ppm/K, TD 방향의 평균 선팽창률이 0~40ppm/K일 수 있다.

(3) 본 발명의 양면 금속 클래드 적층체의 제조 방법은 상기 금속박이 동박인 것이 바람직하다.

(4) 본 발명의 절연 필름은 한 쌍의 엔드리스 벨트 사이에 절연 필름과 2장의 금속박을 연속적으로 공급하는 공급 공정, 상기 엔드리스 벨트 사이에서 상기 절연 필름을 2장의 상기 금속박 사이에 끼운 상태로 가열 가압하여 적층체로 만드는 가열 가압 공정 및 상기 적층체를 냉각시키는 냉각 공정을 갖는 양면 금속 클래드 적층체의 제조 방법에 이용하는 절연 필름으로서, 열가소성 액정 폴리머로 이루어지고, 두께가 10~500μm, 면배향도가 30% 이상, MD 방향의 평균 선팽창률이 -40~0ppm/K, TD 방향의 평균 선팽창률이 0~120ppm/K인 것을 특징으로 하고 있다.

(5) 본 발명의 양면 금속 클래드 적층체는 열가소성 액정 폴리머로 이루어지는 절연 필름을 2장의 금속박 사이에 끼운 구성을 갖는 양면 금속 클래드 적층체로서, 상기 (1) 또는 상기 (2)에 기재된 양면 금속 클래드 적층체의 제조 방법으로 제조되고, 금속박을 제거한 후의 열가소성 액정 폴리머층은 면배향도가 30% 미만, MD 방향의 평균 선팽창률이 0~40ppm/K, TD 방향의 평균 선팽창률이 0~40ppm/K인 것을 특징으로 하고 있다.

(6) 본 발명의 양면 금속 클래드 적층체는 상기 금속박이 동박인 것이 바람직하다.

(7) 본 발명의 전자 회로 기판은 상기 (5) 또는 상기 (6)에 기재된 양면 금속 클래드 적층체를 이용한 것이다.

본 발명의 양면 금속 클래드 적층체의 제조 방법은 열가소성 액정 폴리머로 이루어지는 이방성이 강한 절연 필름을 이용하는 것이 가능하고, 양면 금속 클래드 적층체의 열가소성 액정 폴리머층에서의 면배향도가 작고 가열시의 치수 변화의 이방성도 작은 양면 금속 클래드 적층체를 얻을 수 있다.

도 1은 본 실시 형태의 양면 금속 클래드 적층체의 제조 장치의 모식적 단면도이다.
도 2(a)는 X선 회절에서의 2차원 회절 화상이고, 도 2(b)는 강도 곡선이다.

이하 본 발명의 실시 형태를 상세히 설명한다. 단, 본 발명의 기술적 범위는 이하에 설명하는 구체적인 예로서의 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.

(열가소성 액정 폴리머)

열가소성 액정 폴리머는 용융시에 액정 상태 혹은 광학적으로 복굴절하는 성질을 갖는 열가소성 폴리머를 말한다. 열가소성 액정 폴리머로서는 용액 상태로 액정성을 나타내는 리오트로픽 액정 폴리머나 용융시에 액정성을 나타내는 서모트로픽 액정 폴리머가 있다. 열가소성 액정 폴리머는 열변형 온도에 따라 I형, II형, III형으로 분류되고 어느 형태여도 무방하다.

열가소성 액정 폴리머로서는 예를 들어 열가소성의 방향족 액정 폴리에스테르 또는 이것에 아미드 결합이 도입된 열가소성의 방향족 액정 폴리에스테르아미드 등을 들 수 있다. 열가소성 액정 폴리머는 방향족 폴리에스테르 또는 방향족 폴리에스테르아미드에 추가로 이미드 결합, 카보네이트 결합, 카보디이미드 결합이나 이소시아누레이트 결합 등의 이소시아네이트 유래의 결합 등이 도입된 폴리머일 수도 있다.

열가소성 액정 폴리머의 융점은 DSC법으로 220~400℃인 것이 바람직하고, 260~380℃인 것이 보다 바람직하다. 열가소성 액정 폴리머의 융점이 상기 범위내에 있으면 압출 성형성이 우수하고 아울러 내열성이 뛰어난 필름을 얻을 수 있다.

열가소성 액정 폴리머는 분자가 강직한 막대형 구조를 가지고 있고 분자가 성형 흐름 방향으로 정렬된 상태인 채로 굳어져 성형품의 치수 안정성이 뛰어난 반면, 이방성이 나타나기 쉬운 특성을 갖고 있다.

(절연 필름)

절연 필름은 열가소성 액정 폴리머를 성형하여 제조된 필름이다. 열가소성 액정 폴리머로 절연 필름을 제조하는 성형 방법은 특별히 한정되지 않고 인플레이션법이나 T다이법 등의 압출 성형법, 캐스트법, 캘린더법 등의 공지의 성형 방법을 들 수 있다. 이 중에서는 T다이법이 가장 범용적이다. 그러나 T다이법으로 필름 성형한 경우에는 T다이를 통과할 때에 MD 방향으로 쉐어(shear)가 가해져 열가소성 액정 폴리머 분자가 배향하여 MD 방향으로 이방성이 나타나기 쉽다. 여기서 MD 방향은 필름면내에서의 성형 흐름 방향(Machine Direction)이고, TD 방향은 필름면내에서 MD 방향과 수직인 방향이다.

절연 필름은 두께가 10~500μm이고, 15~400μm가 바람직하다. 절연 필름의 두께가 상기 범위내에 있으면 엔드리스 벨트 사이에서 절연 필름을 2장의 금속박 사이에 끼운 상태로 가열 가압했을 때 폴리머 분자의 유동에 의해 이방성을 저감시킬 수 있다.

상기한 바와 같이 T다이법에 의해 열가소성 액정 폴리머로 필름을 성형하면 MD 방향으로 쉐어가 가해져 필름이 배향하여 MD 방향으로 이방성이 나타날 수 있다. T다이법으로 성형한 필름은 면배향도가 30% 이상이 되고, MD 방향의 평균 선팽창률이 -40~0ppm/K가 되고, TD 방향의 평균 선팽창률이 0~120ppm/K가 되는 경우가 많다. 본 실시 형태의 양면 금속 클래드 적층체의 제조 방법에서는 후술하는 바와 같이 절연 필름으로서 면배향도가 30% 이상이고, MD 방향의 평균 선팽창률이 -40~0ppm/K이고, TD 방향의 평균 선팽창률이 0~120ppm/K인 이방성이 강한 절연 필름을 이용할 수 있다.

면배향도는 이하와 같이 구할 수 있다. 먼저, 광각 X선 회절 장치를 이용하여 필름면에 수직인 방향에서 필름면으로 X선을 조사하여 2차원 회절 화상을 얻는다. 이어서, 얻어진 2차원 회절 화상에서의 원주 방향의 강도를 플롯함으로써 강도 곡선을 얻는다. 얻어진 강도 곡선에서, 측정 강도의 베이스 부분의 적분값을 B로 하고, 측정된 피크 부분에서 베이스 부분을 차감한 부분의 적분값을 A로 했을 때 면배향도는 하기 식으로 산출된다.

면배향도(%)={A/(A＋B)}×100

평균 선팽창률은 JIS K7197에 준거한 TMA법에 의해 측정된다.

[양면 금속 클래드 적층체의 제조 장치]

도 1은 본 실시 형태의 양면 금속 클래드 적층체의 제조 장치(20)의 모식적 단면도이다. 양면 금속 클래드 적층체의 제조 장치(20)는 액압식 더블 벨트 프레스 방식의 제조 장치로서, 절연 필름을 2장의 금속박 사이에 끼운 상태로 연속적으로 가열 가압하여 적층체로 만들 수 있어 양면 금속 클래드 적층체의 생산성이 우수하다.

제조 장치(20)에는 절연 필름의 롤(11)과, 절연 필름의 양면에 적층되는 2장의 금속박의 롤(12)이 설치되어 있다. 롤(11)로부터 인출된 절연 필름은 롤(12)로부터 인출된 2장의 금속박 사이에 끼워진 상태로 2대의 컨베이어 장치(14)의 사이로 공급된다.

제조 장치(20)는 2대의 컨베이어 장치(14)를 상하에 갖고 있다. 컨베이어 장치(14)는 2개의 엔드리스 벨트 롤(1, 2)에 의해 엔드리스 벨트(3)를 구동시킨다. 컨베이어 장치(14)는 그 내부에, 가열 히터 블록(5) 및 냉각 블록(6)을 내장한 가압 블록(4)를 갖고 있다. 2대의 컨베이어 장치(14)는 그 사이에 투입되는 절연 필름 및 금속박을 연속적으로 소정의 압력으로 가압하면서 가열하고 그 후 냉각할 수 있다. 엔드리스 벨트(3)의 재질은 특별히 한정되지 않고 금속, 수지, 고무 등을 사용할 수 있으나, 내열성이나 열팽창이 적으므로 금속이 바람직하다.

가압 블록(4)은 절연 필름 및 금속박을 소정의 압력으로 가압할 수 있는 능력을 갖고 있다. 가압 블록(4)의 내부에는 오일이 충전되어 있다. 가압 블록(4)내의 오일은 가압할 수 있다. 유압으로 가압하면 필름면내로 균일하게 압력을 가할 수 있어 외관 불량이 쉽게 일어나지 않는다. 가열 히터 블록(5)은 절연 필름 및 금속박을 열가소성 액정 폴리머의 융점 이상의 소정의 온도로 가열하는 기능을 갖고 있다. 냉각 블록(6)은 절연 필름 및 금속박을 열가소성 액정 폴리머의 고화 온도 이하의 온도로 소정의 냉각 속도로 냉각시키는 기능을 갖고 있다.

제조 장치(20)는 절연 필름이나 금속박을 이송하기 위한 복수의 가이드 롤(7)을 구비하고 있다. 또한 제조 장치(20)는 2대의 컨베이어 장치(14)에서 일체화된 절연 필름과 금속박으로 이루어지는 적층체를 롤(13)로서 권취할 수 있다.

금속박으로서는 동, 동 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 철, 철 합금 등의 금속박을 이용할 수 있다. 전자 회로 기판 등의 용도로 이용할 때에는 동박이 바람직하다.

금속박의 두께는 5~100μm가 바람직하고, 7~50μm가 보다 바람직하다. 금속박의 두께가 100μm를 넘으면 열전도의 관계상 제조 장치(20)에서의 열가소성 액정 폴리머의 가열 용융이 불충분해질 우려가 있다. 또한 금속박은 절연 필름과의 밀착성 향상을 위해 표면 처리를 실시한 것이 바람직하다. 표면 처리 방법으로서는 조면화 처리, 커플링제 등의 도포, 산·알칼리 처리, 산화 처리 등의 방법이 있다. 이 표면 처리 방법들은 공지의 방법을 적절히 이용할 수 있다.

[양면 금속 클래드 적층체의 제조 방법]

본 실시 형태의 양면 금속 클래드 적층체의 제조 방법은 (1) 한 쌍의 엔드리스 벨트 사이에 절연 필름과 2장의 금속박을 연속적으로 공급하는 공급 공정, (2) 엔드리스 벨트 사이에서 절연 필름을 2장의 금속박 사이에 끼운 상태로 가열 가압하여 적층체로 만드는 가열 가압 공정, (3) 적층체를 냉각시키는 냉각 공정, 및 (4) 적층체를 권취하는 권취 공정을 갖고 있다. 도 1에는 이러한 4가지 공정이 도시되어 있다. 양면 금속 클래드 적층체의 제조 방법의 각 공정은 배치(batch) 방식으로도 실시할 수 있으나, 생산성을 위해 연속 방식으로 실시하는 편이 바람직하다. 이하 각 공정에 대해 설명한다.

(공급 공정)

공급 공정은 제조 장치(20)의 2대의 컨베이어 장치(14)가 갖는 한 쌍의 엔드리스 벨트(3) 사이에 절연 필름과 2장의 금속박을 연속적으로 공급하는 공정이다. 절연 필름은 롤(11)로부터 공급되고, 절연 필름의 양면에 적층되는 2장의 금속박은 롤(12)로부터 공급된다.

(가열 가압 공정)

가열 가압 공정은 엔드리스 벨트(3) 사이에서 절연 필름을 2장의 금속박 사이에 끼운 상태로 가열 가압하여 적층체로 만드는 공정이다.

본 발명자들은 강한 이방성을 갖는 절연 필름을 이용하여 그 이방성의 저감 방법에 대한 검토를 진행했다. 제조 장치(20)를 사용하여 엔드리스 벨트(3) 사이에서 2장의 금속박과 절연 필름을 가열 가압할 때의 온도, 압력 및 시간에 대해 여러 가지 검토를 가했다. 그 결과, (1) 열가소성 액정 폴리머의 융점 이상의 특정의 온도로 가열하면 열가소성 액정 폴리머가 용융되고 용융 상태에서 폴리머 분자들의 엉킴이 풀려 용융 점도가 급격하게 저하되어 용융 폴리머의 유동성이 크게 증대되는 것, (2) 특정 압력하에서 특정 시간 동안 높은 유동 상태를 유지함으로써, 성형시에 형성된 폴리머 분자의 배향이 무너져 이방성이 크게 저감되는 것, (3) 냉각시켜 절연 필름의 폴리머 분자의 배향이 무너진 상태를 고정화함으로써, 금속박 사이에 끼워진 열가소성 액정 폴리머층에서의 면배향도가 작아지고 가열시의 치수 변화의 이방성도 작아지는 것, 이 판명되었다.

열가소성 액정 폴리머의 융점을 Tm(℃)이라 했을 때 가열 가압 공정에서의 가열 온도 T(℃)는 (Tm＋20)<T≤(Tm＋70)을 만족해야 한다. 가열 가압 공정에서의 가열 온도 T(℃)는 (Tm＋20)<T≤(Tm＋60)이 보다 바람직하다. 가열 가압 공정에서의 가열 온도가 상기 식의 범위내에 있으면 열가소성 액정 폴리머의 용융 점도를 크게 저하시킬 수 있어 폴리머 분자를 유동시키고 분자간의 엉킴을 풀어 이방성을 크게 저감시킬 수 있다. 가열 온도 T(℃)가 (Tm＋70)을 초과하면 열가소성 액정 폴리머를 열화(劣化)시키거나 용융 폴리머가 유동하여 금속박에서 흘러나와 장치를 오염시킬 염려가 있다.

가열 가압 공정에서의 압력은 0.5~10MPa이고 0.8~8MPa가 바람직하다. 가열 가압 공정에서의 압력이 0.5MPa 이상이면 절연 필름과 금속박이 충분히 밀착되므로 절연 필름으로 열을 용이하게 전달시킬 수 있다. 또한 가열 가압 공정에서의 압력이 10MPa 이하이면 절연 필름의 두께가 크게 감소하지 않고, 따라서 용융 폴리머가 유동하여 이방화될 우려가 적다.

가열 가압 공정에서의 가열 가압 시간은 30~360초이고, 60~300초인 것이 바람직하다. 가열 가압 시간이 상기 범위내에 있으면 열가소성 액정 폴리머를 용융시켜 이방성을 저감시키는 시간을 확보할 수 있다.

상기의 가열 가압 공정을 갖는 본 실시 형태의 제조 방법에서는 면배향도가 30% 이상이고, MD 방향의 평균 선팽창률이 -40~0ppm/K이고, TD 방향의 평균 선팽창률이 0~120ppm/K인 이방성이 강한 절연 필름을 이용한 경우에도, 양면 금속 클래드 적층체의 열가소성 액정 폴리머층을 이방성이 적은 층으로 제조할 수 있다. 이방성이 적은 열가소성 액정 폴리머층은 면배향도가 30% 미만, MD 방향의 평균 선팽창률이 0~40ppm/K, TD 방향의 평균 선팽창률이 0~40ppm/K인 폴리머층이다.

아울러 상기 이방성이 강한 절연 필름보다 면배향도, MD 방향의 평균 선팽창률 및 TD 방향의 평균 선팽창률 중 어느 하나의 수치가 작은 절연 필름이면 본 실시 형태의 양면 금속 클래드 적층체의 제조 방법의 절연 필름으로서 이용할 수 있다. 또한 절연 필름의 면배향도는 80% 이하인 것이 바람직하다.

본 실시 형태의 제조 방법에서 상기와 같이 열가소성 액정 폴리머층의 이방성이 크게 개선되는 이유로서 다음과 같이 생각할 수 있다. 절연 필름은 2장의 금속박에 끼워져 구속된 상태로 가열되므로 용융 폴리머의 용융 점도가 크게 저하되어도 용융 폴리머가 유동하여 형태가 크게 무너지지 않을 수 있다. 그리고 그 상태로 필름 내부의 폴리머 분자의 미크로한 자유 운동에 의해 폴리머 분자의 배향이 랜덤화하기 때문인 것으로 추정된다.

(냉각 공정)

냉각 공정은 가열 가압 공정에서 얻어진 적층체를 열가소성 액정 폴리머의 고화 온도 이하의 온도로 냉각시키는 공정이다. 가열 가압 공정에서 가열 가압하여 이방성이 저감된 절연 필름을 냉각 고화시켜 이방성이 완화 저감된 열가소성 액정 폴리머층을 제조한다. 냉각 공정에서는 성형 왜곡이 남지 않도록 균등하게 냉각시키는 것이 바람직하다.

(권취 공정)

제조 장치(20)에서 가열 가압 공정 및 냉각 공정을 거쳐 일체화된 적층체는 양면 금속 클래드 적층체로서 귄취 롤(13)에 권취된다. 또한 권취 공정을 수행하지 않고 소정 길이의 사각형의 양면 금속 클래드 적층체로서 잘라 쌓아갈 수도 있다. 제조 장치(20)의 라인 속도는, 가열 가압 공정에서의 가열 가압 시간으로서 30~360초를 확보할 수 있는 속도로 조정된다.

(양면 금속 클래드 적층체)

본 실시 형태의 양면 금속 클래드 적층체는 상기의 양면 금속 클래드 적층체의 제조 장치(20)를 이용하여 양면 금속 클래드 적층체의 제조 방법에 따라 제조된다. 본 실시 형태의 양면 금속 클래드 적층체의 제조 방법에 의하면, 이용한 절연 필름의 이방성이 크게 개선되므로 양면 금속 클래드 적층체의 열가소성 액정 폴리머층은 면배향도가 작고 가열시의 치수 변화의 이방성도 작은 것이 된다. 즉 얻어진 양면 금속 클래드 적층체는 금속박을 제거한 후의 열가소성 액정 폴리머층이 면배향도가 30% 미만이고, MD 방향의 평균 선팽창률이 0~40ppm/K이고, TD 방향의 평균 선팽창률이 0~40ppm/K이다. 아울러 열가소성 액정 폴리머층의 면배향도는 20% 이하가 바람직하다.

양면 금속 클래드 적층체는 열가소성 액정 폴리머층의 이방성이 저감되어 있어 휘어짐이나 변형이 쉽게 발생하지 않고 천공 가공시에 버나 깨짐이 쉽게 발생하지 않는 것이다.

아울러 본 실시 형태의 양면 금속 클래드 적층체는, 금속박을 제거한 후의 열가소성 액정 폴리머층의 규정에 주목하면, 본 실시 형태의 양면 금속 클래드 적층체의 제조 방법과는 다른 제조 방법을 이용하여 제조할 수 있다. 즉 종래의 미리 절연 필름이 갖는 이방성을 저감시키기 위한 처리를 수행한 후에 상기 절연 필름을 2장의 금속박 사이에 끼운 상태로 가열 가압하여 적층체로 만드는 방법에 의해서도 제조할 수 있다. 그러나, 본 실시 형태의 양면 금속 클래드 적층체와 상기 종래의 방법으로 제조된 양면 금속 클래드 적층체 간의 차이를 그 구조 또는 특성에 의해 직접 특정하는 것은 현시점에서는 어렵다. 따라서, 본 실시 형태의 양면 금속 클래드 적층체가 다른 제조 방법에 의한 양면 금속 클래드 적층체와는 다른 것을 명시하기 위해 본 실시 형태의 양면 금속 클래드 적층체를 그 제조 방법으로 규정하기로 했다.

종래에는 미리 열가소성 액정 폴리머 필름이 갖는 이방성을 저감시키기 위한 처리를 수행하였던 바, 본 실시 형태의 양면 금속 클래드 적층체의 제조 방법은 그러한 공정을 생략할 수 있는 것이다. 즉 본 실시 형태의 양면 금속 클래드 적층체의 제조 방법은 제조 공정이 종래보다 간략화되어 생산성이 우수한 제조 방법이다.

양면 금속 클래드 적층체의 용도로서는 전기·전자 분야나 차량 탑재 부품 분야에서의 프린트 배선판이나 모듈 기판 등의 전자 회로 기판이 있다. 또한 다른 용도로서 고내열성의 플렉서블 프린트 기판, 솔라패널 기판, 고주파용 배선 기판 등이 있다. 특히 절연 필름을 기판으로서 이용한 플렉서블 동 클래드 적층판에 적합하다.

실시예

이하에 실시예와 비교예를 이용하여 본 발명의 실시의 형태를 더욱 구체적으로 설명하나, 본 발명은 이 예들로 한정되는 것은 아니다.

실시예 및 비교예에 이용한 재료는 이하와 같다.

(1) 절연 필름

절연 필름 1: 우에노제약사 LCP 수지(품번 A-5000, 융점 280℃결정화 온도 230℃)를 단축 압출기와 T다이로 제막한 두께 12μm, 100μm, 480μm 및 600μm의 필름

절연 필름 2: 폴리플라스틱사 LCP 수지(품번 C950RX, 융점 320℃결정화 온도 275℃)를 단축 압출기와 T다이로 제막한 두께 100μm의 필름

절연 필름 3: 우에노제약사 LCP 수지(품번 P-9000, 융점 340℃결정화 온도 305℃)를 단축 압출기와 T다이로 제막한 두께 100μm의 필름

(2) 금속박

동박: 미츠이금속광업사, 품번 TQ-M7-VSP, 두께 12μm

(실시예 1~8, 비교예 1~5)

도 1에 도시된 제조 장치(20)를 이용하여, 표 1에 기재한 각종 시판의 절연 필름의 양면을 2장의 금속박과 접촉시킨 상태로 표 1에 기재한 여러 조건으로 가열 가압 공정을 수행하여 적층체로 만들고 그 후 냉각시켜 양면 금속 클래드 적층체를 제작했다.

얻어진 각 양면 금속 클래드 적층체에 대해, 염화제2철을 주성분으로 하는 기판 제작용 식각액(산하야트사, 식각액 H-20L)에 담궈 동박을 용해 제거한 후 각 열가소성 액정 폴리머층을 꺼냈다. 얻어진 열가소성 액정 폴리머층은 세정 후 자연 건조시켰다.

각 열가소성 액정 폴리머층에 대해 이하에 기재한 방법에 따라 면배향도, 평균 선팽창률을 평가했다. 또한 각 양면 금속 클래드 적층체에 대해 동박 박리 강도를 평가했다. 평가 결과를 표 1에 나타냈다.

(면배향도)

전자동 다목적 X선 회절 장치(주식회사 리가쿠, SmartLab(3kW), 2D-WAXS 구성)을 이용하여 X선 회절을 수행했다. 측정 조건을 이하에 나타냈다.

X선원: Cu 봉입관

인가 전압: 40kV

전류: 40mA

X선 출력: 1.6kW

검출기: 다차원 픽셀 검출기 HyPix-3000

X선 조사 방향: 필름면에 대해 수직

적산 시간: 10분

해석 2θ 각도 범위: 10°~ 30°

2 차원 회절 화상의 원주 방향에서 강도를 플롯할 때의 샘플링 폭: 5°

열가소성 액정 폴리머층을 측정했을 때의 강도로부터, 이 층을 장치에 세트하지 않고 측정한 경우의 강도를 블랭크로서 차감하여 열가소성 액정 폴리머층의 강도로 하였다.

얻어진 2 차원 회절 화상(도 2(a))에서 원주 방향의 회전 각도 β에 대해 강도를 플롯함으로써 도 2(b)의 강도 곡선을 얻었다. 도 2(b)에서 원주 360°만큼의 측정 강도의 베이스 부분의 적분값(베이스 면적)을 B라 하고, 측정된 피크 부분으로부터 베이스 부분을 차감한 부분의 적분값(피크 면적)을 A라 했다. 이 때 면배향도를 하기 식으로 산출했다.

면배향도(%)={A/(A＋B)}×100

면배향도가 30% 미만일 때 합격으로 판정했다.

(평균 선팽창률)

JIS K 7197에 준거하여 TMA법에 따라 MD 방향, TD 방향에서 23~200℃의 온도 범위에서의 평균 선팽창률(ppm/K)을 구했다. 팽창했을 때는 ＋(플러스)의 수치이고 수축했을 때는 -(마이너스)의 수치이다.

(동박 박리 강도)

JIS C 6481에 준거하여 양면 금속 클래드 적층체의 동박을 폭 10mm, 속도 50mm/분으로 180° 박리했을 때의 박리력(N/mm)을 측정했다.

동박 박리 강도는 0.5N/mm 이상일 때 양호로 판정했다.

표 1의 평가 결과를 보면, 실시예 1~8은 모두 면배향도가 30% 미만, MD 방향 및 TD 방향의 평균 선팽창률이 0~40ppm/K이고, 동박 박리 강도에서도 양호한 성능을 갖고 있다. 한편, 비교예 1은 가열 가압 공정에서의 가열 온도가 낮아 면배향도와 평균 선팽창률이 떨어지는 것이었다. 비교예 2는 가열 가압 공정에서의 가열 온도가 너무 높아 MD 방향의 평균 선팽창률이 떨어지는 것이었다. 비교예 3은 가열 가압 공정에서의 가열 가압 시간이 짧아 평균 선팽창률이 떨어지는 것이었다. 비교예 4는 절연 필름의 두께가 너무 큰 것으로서 TD 방향의 평균 선팽창률이 떨어지는 것이었다. 비교예 5는 가열 가압 공정에서의 압력이 작아 TD 방향의 평균 선팽창률이 떨어지는 것이었다.

1, 2 엔드리스 벨트 롤
3 엔드리스 벨트
4 가압 블록
5 가열 히터 블록
6 냉각 블록
7 가이드 롤
11, 12, 13 롤
14 컨베이어 장치
20 제조 장치

Claims (7)

1. 열가소성 액정 폴리머로 이루어지는 절연 필름을 2장의 금속박 사이에 끼운 구성을 갖는 양면 금속 클래드 적층체의 제조 방법으로서,
   한 쌍의 엔드리스 벨트 사이에 상기 절연 필름과 2장의 상기 금속박을 연속적으로 공급하는 공급 공정,
   상기 엔드리스 벨트 사이에서 상기 절연 필름을 2장의 상기 금속박 사이에 끼운 상태로 가열 가압하여 적층체로 만드는 가열 가압 공정, 및
   상기 적층체를 냉각시키는 냉각 공정을 갖고,
   상기 절연 필름은 두께가 10~500μm, 면배향도가 30% 이상, MD 방향의 평균 선팽창률이 -40~0ppm/K, TD 방향의 평균 선팽창률이 0~120ppm/K이고,
   상기 열가소성 액정 폴리머의 융점을 Tm(℃)이라 했을 때, 상기 가열 가압 공정에서의 가열 온도 T(℃)가 (Tm＋20)<T≤(Tm＋70)을 만족하고,
   상기 가열 가압 공정에서의 압력이 0.5~10MPa이고,
   상기 가열 가압 공정에서의 가열 가압 시간이 30~360초인 것을 특징으로 하는 양면 금속 클래드 적층체의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 얻어진 양면 금속 클래드 적층체의 상기 금속박을 제거한 후의 열가소성 액정 폴리머층은 면배향도가 30% 미만, MD 방향의 평균 선팽창률이 0~40ppm/K, TD 방향의 평균 선팽창률이 0~40ppm/K인 것을 특징으로 하는 양면 금속 클래드 적층체의 제조 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속박이 동박인 양면 금속 클래드 적층체의 제조 방법.
4. 한 쌍의 엔드리스 벨트 사이에 절연 필름과 2장의 금속박을 연속적으로 공급하는 공급 공정, 상기 엔드리스 벨트 사이에서 상기 절연 필름을 2장의 상기 금속박 사이에 끼운 상태로 가열 가압하여 적층체로 만드는 가열 가압 공정 및 상기 적층체를 냉각시키는 냉각 공정을 갖는 양면 금속 클래드 적층체의 제조 방법에 이용하는 절연 필름으로서,
   열가소성 액정 폴리머로 이루어지고,
   두께가 10~500μm, 면배향도가 30% 이상, MD 방향의 평균 선팽창률이 -40~0ppm/K, TD 방향의 평균 선팽창률이 0~120ppm/K인 것을 특징으로 하는 절연 필름.
5. 열가소성 액정 폴리머로 이루어지는 절연 필름을 2장의 금속박 사이에 끼운 구성을 갖는 양면 금속 클래드 적층체로서,
   제1항에 기재된 양면 금속 클래드 적층체의 제조 방법으로 제조되고,
   상기 금속박을 제거한 후의 열가소성 액정 폴리머층은 면배향도가 30% 미만, MD 방향의 평균 선팽창률이 0~40ppm/K, TD 방향의 평균 선팽창률이 0~40ppm/K인 것을 특징으로 하는 양면 금속 클래드 적층체.
6. 제5항에 있어서, 상기 금속박이 동박인 양면 금속 클래드 적층체.
7. 제5항 또는 제6항에 기재된 양면 금속 클래드 적층체를 이용한 전자 회로 기판.

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