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접착 필름 및 연성 금속장적층판 및 이들의 제조 방법 document_id A220623043827

분류
의약학
라벨 상태 (label_status)
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문맥 (context)
최근, 전자 제품의 경량화, 소형화, 고밀도화에 따라 각종 인쇄 기판의 수요가 증가하고 있고, 그 중에서도 연성 적층판(연성 인쇄 배선판(FPC) 등이라고도 칭함)의 수요가 특히 증가하고 있다. 연성 적층판은 절연성 필름 상에 금속박으로 이루어지는 회로가 형성된 구조를 갖고 있다. 연성 적층판은 일반적으로 각종 절연 재료에 의해 형성되고, 유연성을 갖는 절연성 필름을 기판으로 하고, 이 기판의 표면에 각종 접착 재료를 개재하여 금속박을 가열·압착함으로써 접합시키는 방법에 의해 제조된다. 상기 절연성 필름으로서는 폴리이미드 필름 등이 바람직하게 이용되고 있다. 상기 접착 재료로서는 에폭시계, 아크릴계 등의 열 경화성 접착제가 일반적으로 이용되고 있다(이들 열 경화성 접착제를 이용한 FPC를 이하에서는 3층 FPC라고도 함). 열 경화성 접착제는 비교적 저온에서의 접착이 가능하다는 이점이 있다. 그러나, 향후 내열성, 굴곡성, 전기적 신뢰성과 같은 요구 특성이 엄격해짐에 따라 열 경화성 접착제를 이용한 3층 FPC로는 대응이 곤란해질 것으로 생각된다. 이에 대하여, 절연성 필름(폴리이미드 필름)에 직접 금속층을 설치하거나, 접착층에 열가소성 폴리이미드를 사용한 FPC(이하, 2층 FPC라고도 함)이 제안되었다. 이 2층 FPC는 3층 FPC보다 우수한 특성을 가지기 때문에 향후 수요가 증가할 것으로 기대된다. 2층 FPC에 사용하는 연성 금속장적층판의 제조 방법으로는, 금속박 상에 폴리이미드의 전구체인 폴리아미드산을 유연, 도포한 후에 이미드화하는 캐스팅법, 스퍼터링, 도금에 의해 폴리이미드 필름 상에 직접 금속층을 설치하는 메탈라이징법, 열가소성 폴리이미드를 개재시켜 폴리이미드 필름과 금속박을 접합시키는 라미네이트법을 들 수 있다. 이 중에서, 라미네이트법은 대응할 수 있는 금속박의 두께 범위가 캐스팅법보다 넓고, 장치 비용이 메탈라이징법보다 낮다는 점에서 우수하다. 라미네이트를 행하는 장치로는, 롤상의 재료를 계속 투입하면서 연속적으로 라미네이트하는 열 롤 라미네이트 장치 또는 더블 벨트 프레스 장치 등이 사용되고 있다. 상기 중, 생산성 측면에서 보면, 열 롤 라미네이트법을 보다 바람직하게 사용할 수 있다. 종래에 3층 FPC를 라미네이트법으로 제조할 때에는 접착층에 열경화성 수지를 사용했었기 때문에, 라미네이트 온도는 200 ℃ 미만에서 행하는 것이 가능하였다(일본 특허 공개 (평)9-199830호 공보 참조). 이에 반해, 2층 FPC는 열가소성 폴리이미드를 접착층으로서 사용하기 때문에, 열 융착성을 발현시키기 위해서 200 ℃ 이상, 경우에 따라서는 400 ℃ 부근의 고온을 가할 필요가 있다. 그 때문에, 라미네이트되어 얻어진 연성 금속장적층판에 잔류 변형이 발생하여, 에칭하여 배선을 형성할 때, 및 부품을 실장하기 위해 땜납 리플로우를 행할 때에 치수 변화가 되어 나타난다. 특히, 라미네이트법의 일례를 들면, 폴리이미드 필름 상에 열가소성 폴리이미드를 함유하는 접착층을 설치할 때에, 열가소성 폴리이미드의 전구체인 폴리아미드산을 유연, 도포한 후에 연속적으로 가열하여 이미드화를 행하고, 금속박을 접합시키는 방법이 있지만, 이미드화의 공정뿐만 아니라 금속층을 접합시킬 때에도 연속적으로 가열 가압을 행하기 때문에, 재료는 장력이 걸린 상태에서 가열 환경하에 놓이는 경우가 많다. 그 결과, 연성 적층판으로부터 금속박을 에칭할 때와 땜납 리플로우를 통해 가열할 때에 이 변형이 해방되어, 이들 공정 전후에 치수 변화가 되어 나타나는 경우가 많았다. 최근 들어 전자 기기의 소형화, 경량화를 달성하기 위해 기판에 설치되는 배선은 미세화가 진행되고 있고, 실장하는 부품도 소형화, 고밀도화된 것이 탑재된다. 이 때문에, 미세한 배선을 형성한 후의 치수 변화가 커지면, 설계 단계에서의 부품 탑재 위치에서 벗어나므로, 부품과 기판이 양호하게 접속되지 않는 문제가 발생한다. 이에, 라미네이트 압력의 제어나 접착 필름의 장력 제어에 의해 치수 변화를 억제하는 시도가 이루어지고 있다(일본 특허 공개 제2002-326308호 또는 일본 특허 공개 제2002-326280호 공보 참조). 그러나, 이들 수단에 의해 치수 변화는 개선되지만, 아직 불충분하여 추가적인 치수 변화의 개선이 요구되고 있다.
지시문 (instruction)
주어진 원문을 읽고 필요한 정보를 파악하여, 원문에 근거해 질문에 답하라.
질문 (question)
2층 FPC 제조를 위한 라미네이트법 중, 폴리이미드 필름 상에 열가소성 폴리이미드를 함유하는 접착층을 설치할 때 발생하는 공정상의 특징과 그로 인해 발생하는 문제점은 무엇인가?
추론 과정 (compact_reasoning)
  1. 1과제 해석task_interpretation

    2층 FPC의 라미네이트 공정 방식과 그 과정에서 발생하는 문제의 인과관계를 파악한다.

    • 폴리이미드 필름 상에 열가소성 폴리이미드를 함유하는 접착층을 설치할 때에
  2. 2정보 추출information_extraction

    공정의 구체적 단계와 환경적 특징을 추출한다.

    • 폴리아미드산을 유연, 도포한 후에 연속적으로 가열하여 이미드화를 행하고, 금속박을 접합시키는 방법
    • 이미드화의 공정뿐만 아니라 금속층을 접합시킬 때에도 연속적으로 가열 가압을 행하기 때문에, 재료는 장력이 걸린 상태에서 가열 환경하에 놓이는 경우가 많다
  3. 3근거 선택evidence_selection

    문제 발생의 직접적인 원인이 되는 '장력이 걸린 상태에서의 가열'과 '치수 변화'를 연결한다.

    • 재료는 장력이 걸린 상태에서 가열 환경하에 놓이는 경우가 많다. 그 결과, 연성 적층판으로부터 금속박을 에칭할 때와 땜납 리플로우를 통해 가열할 때에 이 변형이 해방되어, 이들 공정 전후에 치수 변화가 되어 나타나는 경우가 많았다.
  4. 4논리 통합logical_integration

    연속적 가열/가압 공정 → 장력이 걸린 상태에서의 가열 → 변형 해방 → 치수 변화라는 인과 구조를 정리한다.

  5. 5결론 도출conclusion_formulation

    공정 특징(연속적 가열/가압 및 장력이 걸린 상태의 가열)과 문제점(에칭 및 리플로우 시 치수 변화)을 결합한다.

    • 재료는 장력이 걸린 상태에서 가열 환경하에 놓이는 경우가 많다. 그 결과, 연성 적층판으로부터 금속박을 에칭할 때와 땜납 리플로우를 통해 가열할 때에 이 변형이 해방되어, 이들 공정 전후에 치수 변화가 되어 나타나는 경우가 많았다.
  6. 6답변 생성answer_generation

    질문에 요구된 공정 특징과 문제점을 명확히 기술한다.

최종 답변 (final_answer)
폴리이미드 필름 상에 열가소성 폴리이미드 접착층을 설치할 때, 이미드화 공정과 금속층 접합 시 연속적으로 가열 및 가압을 행한다. 이 과정에서 재료가 장력이 걸린 상태로 가열 환경에 놓이게 되는데, 이로 인해 이후 금속박을 에칭하거나 땜납 리플로우를 통해 가열할 때 장력이 해방되면서 치수 변화가 발생하는 문제가 나타난다.
핵심 해석 (core_interpretation)
2층 FPC 제조 시 폴리이미드 필름 상에 열가소성 폴리이미드 접착층을 설치하는 과정에서 연속적인 가열과 가압으로 인해 재료에 장력이 걸리며, 이는 후속 공정인 에칭 및 땜납 리플로우 시 치수 변화를 야기하는 원인이 된다.