진공 웹 코터를 이용한 2층 연성 동박적층 회로기판 제작

Abstract

본 연구에서는 연성 기판 제작을 위한 부피 800 ℓ 용량의 진공 웹 코터 원형 (prototype) 장비를 설계 제작하고 300 mm 저 에너지 이온빔(Hall effect plasma thrusters)를 제작하였다. 제작 되어진 진공 웹 코터는 2개의 터보 펌프 및 폴리콜드를 장착한 비코팅 부분인 상실부와 각각 1개씩의 터보 펌프를 사용한 표면 처리 및 코팅 부분인 하실부의 진공 배기 특성을 측정하였다. 300 mm 저 에너지 이온빔 소스는 패러데이 컵을 사용하여 대 면적 이온원의 이온 전류 밀도 및 이온빔 에너지를 측정 하였다. 2층 연성 동박 적층 필름의 접착력 향상을 위하여 polyimide film을 300 mm 저 에너지 이온빔을 Ar, O2, N2O 가스 이온에 대한 표면 처리 조건에 따른 접촉각 변화와 표면거칠기 변화와 화학 성분의 변화를 x-선 분광학을 사용하여 조사 하였다. O2, N2O 가스를 사용하였을 때 8ℓ촉각을 나타냄을 확인하였고, 표면에너지는 증가하였으며 표면 거칠기 또한 표면 처리 후 거칠기가 증가 하였다. 표면 처리 후의 polyimide의 화학성분변화를 알아본 결과 C-O 및 C=O bonding이 생성 됨을 알 수 있었다. 이러한 표면 처리과정을 통해 polyimide의 접촉각이 낮고 표면에너지가 높은 조건하에서 Ni-Cr-Mo와 Cu를 DC 마그네트론 스퍼터링 방법으로 증착 후 전기 도금을 이용하여 Cu를 9㎛ 두께로 동 도금하여 접착력 테스트를 실시하였다. 표면 처리 되지 않은 Cu/polyimide는 0.2 ㎏f/㎝, Cu/Ni-Cr -Mo/polyimide는 0.4 ㎏f/㎝의 접착 강도를 나타내었으며, 이 결과 Ni-Cr-Mo가 접착력 향상을 가져왔다. O2 이온빔과 Ni-Cr-Mo를 사용하였을 때 0.71 ㎏f/㎝, N2O 이온빔과 Ni-Cr-Mo를 사용하였을 경우에는 0.73 ㎏f/㎝의 우수한 접착력을 알 수 있었다. 또한, 진공 웹 코터 장비와 300 mm 저 에너지 이온빔을 이용하여 2층 연성 동박 적층 회로기판을 제작할 수 있었다.; In this research a vacuum web coater prototype, which is equipped with 800 ℓ volume capacity to produce ductility substrate and 300 mm width low energy ion beam source(hall effect plasma thrusters) Ion current density is measured up to 500 ㎂/㎠ by faraday cup system and ion beam energy is evaluated to have about 2/3 of discharge voltage. To improve adhesive strength of 2-layered laminated copper coated film polyimide film is irradiated by low energy ion beam of Ar, O2, and N2O. Polyimide surface characteristics such as contact angle change, surface roughness, and change of chemical element are varied by surface-treated condition with different ion species. When film is irradiated by O2 and N2O gas, contact angle of film decreases down to 8ℓand surface energy was enhanced. Film roughness is increased after surface treatment. Through examining change of chemical elements on polyimide by X-ray spectroscopy, it shows C-O and C=O bondings are created. In optimized condition of enhancing surface energy of films, 2-layered laminated copper coated film polyimide film is processed. After sputtering Ni-Cr-Mo layer and Cu seed layer by using DC magnetron sputtering method, 9 ㎛ Cu layer is electroplated and its adhesive strength is measured. When there is no surface irradiation, adhesive strength is measured about 0.2 ㎏f/㎝ in Cu/polyimide and 0.4 ㎏f/㎝ in Cu/Ni-Cr-Mo/ polyimide. From there results, it is shown that Ni-Cr-Mo layer is effective for more adhesive strength. When O2 ion beam is irradiated and Ni-Cr-Mo layer is deposited on film, adhesion strength 0.71 ㎏f/㎝. In case of irradiating N2O ion beam on polyimide film with Ni-Cr-Mo layer 0.73 ㎏f/㎝ is measured. Both of them are promising result for producing good 2-layered laminated copper coated circuit.