KR102703886B1 - 에칭 저항성 잉크 조성물, 이로부터 제조된 광경화 필름 및 이를 이용한 인쇄회로기판의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에칭 저항성이 우수한 잉크 조성물과 이로부터 제조된 광경화 필름 및 이를 이용한 인쇄회로기판의 제조방법에 대한 것으로, 구체적으로 토출이 용이하고 짧은 경화시간을 가지며 에칭 용액에 대한 저항성이 우수하고, 박리 용액에서 용이하게 용해되는 잉크 조성물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 에칭 저항성이 우수한 잉크 조성물과 이로부터 제조된 광경화 필름 및 이를 이용한 인쇄회로기판의 제조방법에 대한 것으로, 구체적으로 토출이 용이하고 짧은 경화시간을 가지며 에칭 용액에 대한 저항성이 우수하고, 박리 용액에서 용이하게 용해되는 잉크 조성물에 관한 것이다.
기존에 금속 패턴이 형성된 인쇄회로기판을 제조하기 위해서 동박이 형성된 비전도성 기판을 준비하고 포토레지스트 드라이필름을 동박 상에 부착하고 패턴 마스크를 적용하여 상기 포토레지스트 층에 UV를 노출시킨 뒤(감광성 공정), 상기 비노출된 포토레지스트 층을 현상액으로 제거하고 에칭으로 원하지 않는 구리를 제거하고(에칭 공정), 알칼리 스트리핑 조(alkaline stripping bath)로 상기 노출된 포토레지스트 층을 제거(박리 공정)함으로써, 상기 비전도성 기판 상에 존재하는 원하는 전도성 구리 패턴만을 남기는 방법을 채택하였다.
최근 전자부품들이 경박단소화되고 hard 소재와 flexible 소재가 결합한 복합소재의 새로운 형태가 개발되고 있으며, 이를 이용하여 인쇄회로기판를 제조하기 위해서는 상기 부품들의 결합부위에서 단차가 발생하는 문제를 해결해야 한다. 하지만, 상기 포토레지스트 드라이필름을 이용하여 인쇄회로기판을 제조한다면 상기 결합부위에 생기는 단차 문제를 극복하기 역부족이다.
이에 상기 문제를 해결하기 위하여 수많은 국내/외 연구진들은 포토레지스트 드라이필름 대신 UV 경화 가능한 잉크를 이용하여 인쇄, 잉크젯 프린팅 또는 에어로졸 패터닝 등의 방법에 대하여 연구개발을 진행하고 있다.
상기 UV 경화 가능한 잉크는 상술한 인쇄회로기판을 제조하기 위해서 상기 감광성 공정에서 UV에 의하여 효율적으로 광경화 가능해야 하며, 에칭 공정에서 용해되면 안되기 때문에 에칭저항성이 있어야 하고, 박리 공정에서 용이하게 박리될 수 있어야 하기 때문에 우수한 박리성이 요구된다. 또한, 효율적인 프린팅 및 패터닝 작업성을 위해 토출성이 우수해야한다.
따라서, 속경화성, 에칭 저항성, 박리성 및 토출성이 우수한 잉크 조성물에 대한 연구개발이 필요한 실정이다.
종래의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 속경화성, 에칭 저항성, 박리성 및 토출성이 우수한 잉크 조성물을 제공하는 것이다. 구체적으로 UV 광원에 의하여 쉽고 빠르게 경화될 수 있고, 에칭 저항성이 우수하며 낮은 점도를 가져 토출성이 높고, 차후에 박리 공정을 통하여 금속 패턴으로부터 박리가 용이한 잉크 조성물을 제공하는 것이 목적으로 한다.
본 발명의 또다른 목적은 필름 형태가 아닌 잉크 형태로서 잉크젯 프린칭 또는 패터닝하여 제조되어 단차 발생의 문제를 극복한 광경화 필름 및 이를 이용한 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.
본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위하여 속경화성, 에칭 저항성, 박리성 및 토출성이 우수한 잉크 조성물에 대하여 끊임없이 연구한 결과, 지환족 헤테로 고리를 갖는 (메타)아크릴계 단량체, 다관능성 (메타)아크릴계 단량체, 포스페이트기를 포함하는 (메타)아크릴계 단량체 및 광개시제를 포함하는 에칭 저항성 잉크 조성물의 경우, 낮은 점도를 가져 토출성이 높고 UV 광원에 의하여 쉽고 빠르게 경화될 수 있고, 에칭 저항성이 우수하며, 차후에 박리 공정을 통하여 금속 패턴으로부터 박리가 용이하여, 효율적인 인쇄회로기판 제조가 가능하다는 것을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 지환족 헤테로 고리를 갖는 (메타)아크릴계 단량체, 다관능성 (메타)아크릴계 단량체, 포스페이트기를 포함하는 (메타)아크릴계 단량체 및 광개시제를 포함하는 에칭 저항성 잉크 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 지환족 헤테로 고리를 갖는 (메타)아크릴계 단량체의 지환족 헤테로 고리는 탄소수 4 내지 6을 포함하고, 질소, 산소 및 황 등으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 또는 둘의 헤테로 원소를 가지는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 다관능성 (메타)아크릴계 단량체는 디프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 카르복시에틸 아크릴레이트, 히드록시 피발산 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸롤프로판 트리아크릴레이트 및 트리메틸롤프로판 트리메타크릴레이트 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 포스페이트기를 포함하는 (메트)아크릴계 단량체는 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트 포스페이트, 2-메타크릴로일 옥시에틸 포스페이트, 비스(2-메타크릴로일 옥시 에틸) 포스페이트, 2-아크릴로일 옥시 에틸 포스페이트, 비스(2-아크릴로일 옥시 에틸) 포스페이트, 메틸-(2-메타크릴로일 옥시 에틸) 포스페이트, 에틸 메타크릴로일 옥시 에틸 포스페이트, 메틸 아크릴로일 옥시 에틸 포스페이트 및 에틸 아크릴로일 옥시 에틸 포스페이트 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 지환족 헤테로 고리를 갖는 (메타)아크릴계 단량체는 에칭 저항성 잉크 조성물 전체 중량에 대하여 30 내지 55 중량%로 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 다관능성 (메타)아크릴계 단량체는 에칭 저항성 잉크 조성물 전체 중량에 대하여 30 내지 55 중량%로 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 포스페이트기를 포함하는 (메타)아크릴계 단량체는 에칭 저항성 잉크 조성물 전체 중량에 대하여 1 내지 10 중량%로 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 광개시제는 에칭 저항성 잉크 조성물 전체 중량에 대하여 5 내지 15 중량%로 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 에칭 저항성 잉크 조성물은 25 ℃에서의 점도 값이 50 mPa·s 미만일 수 있다.
본 발명은 상술한 에칭 저항성 잉크 조성물로부터 제조된 광경화 필름을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 광경화 필름은 ASTM D 3359 규격에 따른 접착성이 5B 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 광경화 필름은 50 ℃, 5 % NaOH 수용액에서 박리성 테스트 결과값이 8분 이하일 수 있다.
본 발명은 동박적층필름의 동박층 상에 소정의 패턴이 형성되도록 상술한 에칭 저항성 잉크 조성물을 도포하고, 광 조사하여 패터닝된 도포층을 형성하는 단계; 상기 도포층이 형성되지 않은 구역을 에칭(etching)하는 단계; 및 상기 도포층을 제거하는 단계;를 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 패터닝된 도포층을 형성하는 단계에서, 광 조사 후 열경화를 더 수행하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 에칭 저항성 잉크 조성물은 지환족 헤테로 고리를 갖는 (메타)아크릴계 단량체, 다관능성 (메타)아크릴계 단량체, 포스페이트기를 포함하는 (메타)아크릴계 단량체 및 광개시제를 포함함에 따라, 낮은 점도를 가져 토출성이 높고 UV 광원에 의하여 쉽고 빠르게 경화될 수 있고, 에칭 저항성이 우수하며, 차후에 박리 공정을 통하여 금속 패턴으로부터 박리가 용이하다는 점에서 효율적인 인쇄회로기판 제조가 가능하다는 장점이 있다.
이하 첨부된 도면들을 포함한 구체예 또는 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 “위에” 또는 “상에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분 “바로 위에” 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
본 명세서에서, (메트)아크릴계는 아크릴계 및 메타크릴계를 모두 포함한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 에칭 저항성 잉크 조성물에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명은 지환족 헤테로 고리를 갖는 (메타)아크릴계 단량체, 다관능성 (메타)아크릴계 단량체, 포스페이트기를 포함하는 (메타)아크릴계 단량체 및 광개시제를 포함하는 에칭 저항성 잉크 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 지환족 헤테로 고리를 갖는 (메타)아크릴계 단량체는 지환족 헤테로 고리를 측쇄에 하나 이상 함유하는 (메타)아크릴계 단량체일 수 있고, 상기 지환족 헤테로 고리를 갖는 (메타)아크릴계 단량체의 지환족 헤테로 고리는 탄소수 2 내지 12, 구체적으로 탄소수 3 내지 10, 더욱 구체적으로 탄소수 4 내지 6을 포함하며, 동시에 질소(N), 산소(O) 및 황(S) 등으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 또는 둘의 헤테로 원소, 구체적으로 질소 및 산소를 함유할 수 있다. 바람직하게 상기 지환족 헤테로 고리를 갖는 (메타)아크릴계 단량체는 지환족 헤테로 고리를 갖는 아크릴로일 단량체일 수 있다. 상기 지환족 헤테로 고리를 갖는 (메타)아크릴계 단량체의 예를 들면 Cyclic trimethylolpropane formal acrylate, Tetrahydrofurfuryl acrylate 및 4-Acryloylmorpholine 등에서 선택하는 하나 또는 둘 이상의 조합일 수 있다. 상기 지환족 헤테로 고리를 갖는 (메타)아크릴계 단량체를 포함하는 에칭 저항성 잉크 조성물의 경우, 방향족 단량체를 사용하는 것보다 낮은 점도를 나타낼 수 있고, 경화시 수축을 방지하고 우수한 절연성을 구현할 수 있으며, 경화 후 박리 공정에서 우수한 박리성을 구현할 수 있다.
상기 다관능성 (메타)아크릴계 단량체는 1 내지 10개, 구체적으로 2 내지 7개의 중합성 아크릴레이트 작용기를 함유할 수 있고, 선택적으로 하이드록시, 카르복실, 싸이올, 및 아민 등에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 관능기를 더 함유할 수 있다. 구체적으로 상기 다관능성 (메타)아크릴계 단량체는 예를들어 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-Hexanediol Diacrylate), 1,4-부탄디올디아크릴레이트(1,4-Buthanediol diacrylate), 디프로필렌글리콜 디아크릴레이트(Dipropylene glycol diacrylate), 카르복시에틸 아크릴레이트(2-Carboxyethyl acrylate), 히드록시 피발산 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트 (Hydroxyl pivalic acid neopentyl glycol diacrylate, HPNDA), 테트라에틸렌 디아크릴레이트(Tetraethylene glycol diacrylate), 디프로필렌글리콜 디아크릴레이트(Dipropylene glycol diacrylate), 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트(tripropylene glycol diacrylate), 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(PEGDA), 트리메틸롤프로판 트리아크릴레이트(Trimethylolpropane triacrylate), 트리메틸롤프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate), 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(pentaerythritol triacrylate) 및 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(Dipentaerythritol hexaacrylate) 등에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 조합일 수 있으며, 목표로 하는 물성을 달성하기 위하여 다양한 조합의 다관능성 (메타)아크릴계 단량체를 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 다관능성 (메타)아크릴계 단량체를 포함하는 에칭 저항성 잉크 조성물의 경우, 광경화가 빠르게 이루어질 수 있고 경화 후에 에칭 저항성이 탁월하게 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 포스페이트기를 포함하는 (메트)아크릴계 단량체는 히드록시 작용기를 함유하는 (메트)아크릴계 단량체와 포스페이트와 포스페이트 에스테르반응을 하여 제조된 것일 수 있으며, 예를 들면 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트 포스페이트, 2-메타크릴로일 옥시에틸 포스페이트, 비스(2-메타크릴로일 옥시 에틸) 포스페이트, 2-아크릴로일 옥시 에틸 포스페이트, 비스(2-아크릴로일 옥시 에틸) 포스페이트, 메틸-(2-메타크릴로일 옥시 에틸) 포스페이트, 에틸 메타크릴로일 옥시 에틸 포스페이트, 메틸 아크릴로일 옥시 에틸 포스페이트 및 에틸 아크릴로일 옥시 에틸 포스페이트 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 상기 포스페이트기를 포함하는 (메트)아크릴계 단량체를 포함하는 에칭 저항성 잉크 조성물의 경우, 경화 후 박리 공정에서 우수한 박리성을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 지환족 헤테로 고리를 갖는 (메타)아크릴계 단량체는 에칭 저항성 잉크 조성물 전체 중량에 대하여 20 내지 75 중량%, 구체적으로 25 내지 65 중량%, 더욱 구체적으로 30 내지 55 중량%로 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 다관능성 (메타)아크릴계 단량체는 에칭 저항성 잉크 조성물 전체 중량에 대하여 20 내지 75 중량%, 구체적으로 25 내지 65 중량%, 더욱 구체적으로 30 내지 55 중량%로 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 포스페이트기를 포함하는 (메타)아크릴계 단량체는 에칭 저항성 잉크 조성물 전체 중량에 대하여 1 내지 10 중량%, 구체적으로 3 내지 8 중량%, 더욱 구체적으로 4 내지 7 중량%로 포함될 수 있다.
상술한 함량범위를 만족하는 지환족 헤테로 고리를 갖는 (메타)아크릴계 단량체, 다관능성 (메타)아크릴계 단량체 및 포스페이트기를 포함하는 (메타)아크릴계 단량체가 포함된 에칭 저항성 잉크 조성물의 경우, 낮은 점도에 따른 우수한 토출성, 빠른 광경화성 및 탁월한 에칭 저항성을 구현할 수 있고, 동시에 박리 용액에 대한 우수한 박리성을 나타낸다는 점에서 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 광개시제는 방사선 또는 자외선 등의 빛에너지에 의해 활성화되어 상술한 아크릴레이트계 단량체의 이중결합을 활성화시켜 경화반응을 개시할 수 있다. 상기 광개시제의 비제한적인 예로, 알파-케톤계 화합물, 아세토페논계 화합물, 케탈계 화합물, 방향족 술포닐클로라이드계 화합물, 광활성 옥심계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 캄포퀴논계 화합물, 할로겐화케톤계 화합물, 아실포스피녹시드계 화합물, 아실포스포네이트계 화합물 등으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 사용할 수 있으며, 구체적으로 235 내지 293nm의 파장 영역을 흡수하는 광개시제 일 수 있고, 더욱 구체적으로는 2-isopropylthioxanthone (ITX), TPO-L(Ethyl (2, 4, 6-trimethylbenzoyl) phebylphophineoxide), Ethyl 4-dimethyaminobenzoate (EPD) 및 1-hydroxy-cyclohexylphenyl keton 등에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 조합일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 상기 광개시제는 에칭 저항성 잉크 조성물 전체 중량에 대하여 0.1 내지 20 중량%, 구체적으로 1 내지 15 중량%, 더욱 구체적으로 5 내지 15 중량%로 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 에칭 저항성 잉크 조성물은 25 ℃에서의 점도 값이 100 mPa·s 미만, 좋게는 50 mPa·s 미만, 더 좋게는 1 내지 35 mPa·s일 수 있다. 상기 점도 범위를 만족할 경우, 낮은 점도에 따라 우수한 토출성을 나타내어 동박층 상에 패턴 프린팅이 매우 용이하다는 장점이 있다.
본 발명은 상술한 에칭 저항성 잉크 조성물로부터 제조된 광경화 필름을 제공할 수 있다. 구체적으로 상기 에칭 저항성 잉크 조성물에 광을 조사하여 경화된 광경화 필름을 제조할 수 있고, 상기 광경화 필름은 상기 조성물을 도포하는 방법에 따라 다양한 형태로 제조될 수 있다. 만약 상기 에칭 저항성 잉크 조성물을 특정한 패턴대로 프린팅하여 광을 조사할 경우, 프린팅된 패턴 모양대로 경화되어 패터닝된 광경화 필름을 제조할 수 있다. 또한, 상기 광경화 필름은 광을 조사한 뒤, 60 내지 100℃, 좋게는 70 내지 90℃의 온도에서 30분 이하, 좋게는 1초 내지 10분 이하 동안 열경화를 추가로 수행하여 제조될 수 있다. 상기 필름의 두께는 0.1 내지 100㎛, 좋게는 1 내지 50㎛일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 광경화 필름은 빠른 광경화성과 탁월한 에칭저항성을 나타낼 수 있다. 상기 광경화성은 끈적임이 사라질 때까지 광을 조사하고 경화에 걸린 시간을 측정하여 평가할 수 있고, 상기 에칭 저항성은 통상적으로 사용하는 에칭 용액에 일정 시간(1 내지 10분)동안 침지하여 샘플에 결함이 발생하는 정도를 통해 평가할 수 있다. 또한, 밀착성은 ASTM D 3359 규격에 따른 cross cut 접착성을 측정할 수 있는데, 구체적으로 접착성이 5B 이상인 경우 밀착성이 우수하다고 평가할 수 있고, 상기 박리성은 상기 광경화 필름을 50 ℃, 5 % NaOH 수용액에 침지하여 필름이 동박에서 모두 박리될 때까지의 시간을 측정한 것일 수 있으며, 구체적으로 측정된 박리성 테스트 결과값이 10분 이하, 좋게는 8분 이하, 더 좋게는 5분 이하 또는 2분 이하일 수 있고, 상한은 크게 제한되지 않지만, 1초 이상일 수 있다. 상술한 광경화성, 에칭 저항성 및 박리성은 상기 광경화성 필름을 제조하는데 사용된 광의 세기에 따라 조절될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서 10 내지 25 mW/㎠의 범위의 광세기를 선택하여 사용하였다.
본 발명은 상술한 에칭 저항성 잉크 조성물을 이용하여 인쇄회로기판을 제조할 수 있으며, 상기 인쇄회로기판은 통상적으로 사용되거나 공지된 방법이라면 크게 제한없이 사용할 수 있다. 구체적으로 동박층이 형성된 비전도성 기판을 준비하고, 상기 동박층 상에 상술한 에칭 저항성 잉크 조성물을 이용하여 패턴을 형성한 뒤, UV 광원을 노출시켜 광경화시키는 감광성(광경화) 공정 단계를 수행할 수 있다. 이어서 상기 에칭 저항성 잉크 조성물이 패턴을 형성하지 않은 영역을 에칭하여 원하지 않는 동박을 제거하는 에칭 공정을 수행하고, 마지막으로 상기 경화된 잉크 조성물을 제거하는 박리 공정을 수행함으로써, 상기 비전도성 기판 상에 전도성 동박 패턴이 형성된 인쇄회로기판을 제조할 수 있다.
구체적으로 본 발명은 동박적층필름의 동박층 상에 소정의 패턴이 형성되도록 상술한 에칭 저항성 잉크 조성물을 도포하고, 광 조사하여 패터닝된 도포층을 형성하는 단계; 상기 도포층이 형성되지 않은 구역을 에칭(etching)하는 단계; 및 상기 도포층을 제거하는 단계;를 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법을 제공할 수 있다.
상기 동박적층필름은 비전도성 기판 상에 동박층이 형성된 필름일 수 있고, 상기 비전도성 기판은 통상적으로 사용되거나 공지된 비전도성 기판이라면 크게 제한없이 사용할 수 있다.
상기 에칭 저항성 잉크 조성물을 도포하는 방법은 통상적으로 사용되거나 공지된 방법을 선택하여 수행될 수 있으며, 구체적으로 스핀코팅, 인쇄, 잉크젯 프린팅 또는 에어로졸 패터닝 등의 방법을 사용할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
상기 광 조사에서 사용되는 광원은 상기 에칭 저항성 잉크 조성물이 경화될 수 있는 파장 영역의 광원이라면 크게 제한되지 않고 사용할 수 있고, 통상적으로 인쇄회로기판의 제조를 위하여 감광성 공정에서 사용되는 광원을 사용할 수 있다. 구체적으로 230 내지 330 nm 파장 영역의 UV 램프를 사용할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 또한, 광 조사하여 패터닝된 도포층을 형성하는 단계는 패턴 마스크를 사용할 수 있고, 상술한 바와 같이 패턴을 프린팅하여 상기 패터닝된 도포층을 형성할 수 있지만, 통상적으로 사용되거나 공지된 방법이라면 크게 제한되지 않고 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 패터닝된 도포층을 형성하는 단계에서, 광 조사 후 60 내지 100℃, 좋게는 70 내지 90℃의 온도에서 30분 이하, 좋게는 1초 내지 20분 이하 동안 열경화를 더 수행하는 것일 수 있다. 상기 열경화 공정을 더 수행함에 따라 접착성을 보다 향상시켜 우수한 에칭 저항성을 가질 수 있다. 또한, 선택적으로 광 조사하지 않아 미경화된 잉크 조성물을 제거하는 단계까지 포함할 수 있다.
상기 도포층이 형성되지 않은 구역을 에칭(etching)하는 단계는 상기 패터닝된 도포층을 제외한 나머지 동박 부분을 에칭 용액을 사용하여 에칭하는 단계이며, 상기 에칭용액은 통상적으로 사용되거나 공지된 것을 사용할 수 있으며, 구체적으로 구리용 산화제, 예를 들면 과산화수소, 과황산암모늄 및/또는 염산/염소산 나트륨 수용액 등을 사용할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
이어서, 상기 패터닝된 도포층을 제거하는 단계에서는 광 조사하여 경화된 도포층을 박리 용액을 이용하여 동박으로부터 박리시키는 단계이며, 상기 박리 용액은 상기 도포층을 동박으로부터 박리시킬 수 있으며 통상적으로 사용되거나 공지된 것이라면 크게 제한없이 사용할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 알칼리 용액, 구체적으로 1 내지 10 %의 NaOH 수용액을 사용하지만, 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 일 실시예에 따른 에칭 저항성 잉크 조성물을 이용하여 형성된 상기 도포층은 용이하기 박리가 가능하여 제조 공정에서 작업성을 보다 효율적으로 향상시킬 수 있다. 상술한 단계를 통해 원하는 동박 패턴이 형성된 인쇄회로기판을 제조할 수 있다.
이하 실시예 및 비교예를 바탕으로 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 의해 제한되는 것은 아니다.
[물성 측정 방법]
1) 광경화성 평가 : 하기 평가 기준을 토대로 5 수준의 경화가 이루어질 때까지의 광경화시간을 하기 표 2에 기록하였다.
-경화 안됨 : 1
-일부만 경화됨 : 2
-경화가 되었으나 미반응 단량체가 묻어 나옴 : 3
-끈적임이 있으나 아무것도 묻어나오지 않음 : 4
-끈적임이 없음 : 5
2) 밀착성 평가 : ASTM D 3359 규격에 따라 cross cut하여 접착성 평가 결과가 5B(절단면이 깨끗하고 격자의 사각형이 분리되지 않은 상태)가 나올 때까지의 광세기에 따른 경화시간을 기록하여 하기 표 2에 나타내었다.
3) 에칭 저항성 평가 : 실시예 및 비교예에서 제조된 광경화 필름을 50℃의 에칭 용액인 염산/염소산 나트륨 수용액에 5분간 침지하여 에칭 저항성을 평가하였다. 상기 광경화 필름을 에칭 용액에 침지 후 면봉으로 문질렀을 때 샘플에 손상이 가지 않는 상태의 평가 결과가 나올 때까지의 광세기에 따른 경화시간을 기록하여 하기 표 2에 나타내었다.
4) 박리성 평가 : 실시예 및 비교예에서 제조된 광경화 필름을 에칭 저항 평가한 시편을 50℃ 온도조건에서 박리 용액인 5% NaOH 수용액에 침지하였으며, 시편이 모두 박리될 때까지의 시간을 측정하였다.
5) 점도 : 실시예 및 비교예에서 제조된 잉크 조성물을 AND 진동형 저점도 점도계로 25±1 ℃의 온도에서 측정하였다.
[실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 6]
하기 표 1에 따라 에칭 저항성 잉크 조성물을 제조(실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 3)하였으며, 제조한 잉크 조성물을 바코팅하여 30㎛의 두께로 코팅한 뒤, 365nm의 UV LED램프로 광경화하여 CCL 기판 위에 광경화 필름을 제조(실시예 3 내지 4 및 비교예 4 내지 6)하였으며, 하기 표 2에 따라 광세기와 광 조사시간(3초, 5초, 10초, 15초)을 조절하여 테스트를 진행하였다.
또한, 상기 실시예 4에 따라 제조된 광경화 필름을 80℃의 오븐에 10분 동안 열경화시켜 실시예 5에 따른 광경화 필름을 제조하였다.
| (중량%) | ACMO | TMPTA | HMP | ITX | 점도(cP) |
| 실시예 1 | 41.86 | 40.81 | 5.09 | 12.24 | 33 |
| 실시예 2 | 52.30 | 30.36 | 5.09 | 12.24 | 29 |
| 비교예 1 | - | 82.7 | 5.09 | 12.21 | 88 |
| 비교예 2 | 82.7 | - | 5.09 | 12.21 | 25 |
| 비교예 3 | 44.12 | 43.01 | - | 12.87 | 31 |
- ACMO : Acryloylmorphonile
- TMPTA : Trimethylol propane triacrylate
- HMP : 2-Hydroxyethyl methacrylate phosphate
- ITX : 2-isopropylthioxanthone
| 물성항목 | 광세기 [mW/㎠] |
실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | 비교예 4 | 비교예 5 | 비교예 6 |
| 잉크 조성물 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 1 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | |
| 광경화시간 | 10.84 | 10초 | 10초 | 10초 | 10초 | 15초 | 10초 |
| 18.45 | 10초 | 10초 | 10초 | 5초 | 15초 | 10초 | |
| 24.3 | 3초 | 3초 | 3초 | 3초 | 10초 | 3초 | |
| 밀착성 | 10.84 | 10초 | 10초 | 10초 | 15초 | 15초 | 10초 |
| 18.45 | 10초 | 10초 | 5초 | 10초 | 15초 | 10초 | |
| 24.3 | 3초 | 3초 | 3초 | 10초 | 10초 | 3초 | |
| 에칭저항성 | 10.84 | 5초 | 5초 | 5초 | 15초 | 15초 | 10초 |
| 18.45 | 5초 | 5초 | 3초 | 10초 | 15초 | 10초 | |
| 24.3 | 3초 | 3초 | 3초 | 10초 | 10초 | 5초 | |
| 박리성 (5초간) |
10.84 | 23초 | 37초 | 31초 | 54초 | 42초 | 2분6초 |
| 18.45 | 1분40초 | 4분52초 | 4분56초 | 6분10초 | 5분34초 | 8분40초 | |
| 24.3 | 1분18초 | 5분26초 | 5분10초 | 9분39초 | 8분41초 | 15분7초 | |
상기 표 1 및 2에서 보는 바와 같이, 실시예에서 제조한 에칭 저항성 잉크 조성물을 50 이하의 점도를 나타내어 우수한 토출성을 구현할 수 있으며, 나아가 비교예에 비하여 빠른 광경화시간, 에칭 저항성 및 박리성을 나타냄을 확인하였다. 특히, 실시예들은 모두 10초 이하, 좋게는 5초 이하의 조사 시간에서 광경화가 이루어질 수 있고, 광세기가 24.3 mW/㎠인 조건에서는 단 3초만에 광경화가 이루어질 수 있고, 박리성도 모두 8분, 좋게는 6분 이하로, 특히 실시예 1의 경우 2분 이내의 결과를 나타냄을 확인하였다.
나아가, 실시예들은 모두 5초 이하의 조사시간 조건에서 우수한 에칭 저항성을 갖는다는 것을 확인하였으며, 또한, 실시예 5의 경우 열경화를 추가로 수행하여 보다 향상된 에칭 저항성을 나타냄을 확인할 수 있었다.
이를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 에칭 저항성 잉크 조성물은 빠른 경화시간 및 우수한 에칭저항성을 가지며, 동시에 탁월한 박리성을 가짐으로써, 인쇄회로기판 제조공정에서 보다 향상된 작업성을 구현할 수 있음을 확인할 수 있었다.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Claims (14)
- 지환족 헤테로 고리를 갖는 (메타)아크릴계 단량체, 다관능성 (메타)아크릴계 단량체, 포스페이트기를 포함하는 (메타)아크릴계 단량체 및 광개시제를 포함하는 에칭 저항성 잉크 조성물로,
상기 지환족 헤테로 고리를 갖는 (메타)아크릴계 단량체는 조성물 전체 중량에 대하여 25 내지 65 중량%로 포함되고,
상기 다관능성 (메타)아크릴계 단량체는 조성물 전체 중량에 대하여 25 내지 65 중량%로 포함되고,
25 ℃에서의 점도 값이 50 mPa·s 미만인 에칭 저항성 잉크 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 지환족 헤테로 고리를 갖는 (메타)아크릴계 단량체의 지환족 헤테로 고리는 탄소수 4 내지 6을 포함하고 질소, 산소 및 황으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 또는 둘의 헤테로 원소를 가지는 것인, 에칭 저항성 잉크 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 다관능성 (메타)아크릴계 단량체는 디프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 카르복시에틸 아크릴레이트, 히드록시 피발산 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸롤프로판 트리아크릴레이트 및 트리메틸롤프로판 트리메타크릴레이트에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인 에칭 저항성 잉크 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 포스페이트기를 포함하는 (메트)아크릴계 단량체는 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트 포스페이트, 2-메타크릴로일 옥시에틸 포스페이트, 비스(2-메타크릴로일 옥시 에틸) 포스페이트, 2-아크릴로일 옥시 에틸 포스페이트, 비스(2-아크릴로일 옥시 에틸) 포스페이트, 메틸-(2-메타크릴로일 옥시 에틸) 포스페이트, 에틸 메타크릴로일 옥시 에틸 포스페이트, 메틸 아크릴로일 옥시 에틸 포스페이트 및 에틸 아크릴로일 옥시 에틸 포스페이트에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인 에칭 저항성 잉크 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 지환족 헤테로 고리를 갖는 (메타)아크릴계 단량체는 에칭 저항성 잉크 조성물 전체 중량에 대하여 30 내지 55 중량%로 포함되는 것인 에칭 저항성 잉크 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 다관능성 (메타)아크릴계 단량체는 에칭 저항성 잉크 조성물 전체 중량에 대하여 30 내지 55 중량%로 포함되는 것인 에칭 저항성 잉크 조성물. - 제1항에 있어서,
포스페이트기를 포함하는 (메타)아크릴계 단량체는 에칭 저항성 잉크 조성물 전체 중량에 대하여 1 내지 10 중량%로 포함되는 것인 에칭 저항성 잉크 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 광개시제는 에칭 저항성 잉크 조성물 전체 중량에 대하여 5 내지 15 중량%로 포함되는 것인 에칭 저항성 잉크 조성물. - 삭제
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 에칭 저항성 잉크 조성물로부터 제조된 광경화 필름.
- 제10항에 있어서,
상기 광경화 필름은 ASTM D 3359 규격에 따른 접착성이 5B 이상인 광경화 필름. - 제10항에 있어서,
상기 광경화 필름은 50 ℃, 5 % NaOH 수용액에서 박리성 테스트 결과값이 8분 이하인 광경화 필름. - 동박적층필름의 동박층 상에 소정의 패턴이 형성되도록 상기 청구항 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 에칭 저항성 잉크 조성물을 도포하고, 광 조사하여 패터닝된 도포층을 형성하는 단계;
상기 도포층이 형성되지 않은 구역을 에칭(etching)하는 단계; 및
상기 도포층을 제거하는 단계;
를 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법. - 제13항에 있어서,
상기 패터닝된 도포층을 형성하는 단계에서, 광 조사 후 열경화를 더 수행하는 것인 인쇄회로기판의 제조방법.
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