연성인쇄회로기판의 에폭시수지와 폴리이미드 사이의 계면접착력 및 신뢰성 평가

Interfacial Adhesion and Reliability between Epoxy Resin and Polyimide for Flexible Printed Circuit Board

연성인쇄회로기판에서 금속 배선 도포층 에폭시수지와 폴리이미드 기판 사이의 계면접착력과 신뢰성 확보를 위해 3가지 폴리이미드 표면처리 및 열처리 조건에 따라 계면접착력 평가를 하였다. 또한 고온고습처리 조건에 따른 에폭시수지와 폴리이미드 사이의 계면 신뢰성을 180° 필 테스트를 통해 정량적으로 측정하였다. 폴리이미드 표면 KOH 전처리 전의 에폭시수지와 폴리이미드 사이의 필 강도는 29.4 g/mm이지만, 85℃/85%상대습도의 고온고습 환경에서 100 시간이 지난 후 10.5 g/mm로 감소하였다. 그러나, 폴리이미드 표면처리 후 열처리를 한 경우 29.6 g/mm의 필강도값을 가지며, 고온고습 환경 후에도 27.5 g/mm로 유지되었다. 파면 미세구조 분석 및 박리면 X-선 광전자 분광법 분석 결과, 폴리이미드 표면 습식 개질전처리 후 적절한 열처리를 하는 경우 폴리이미드 표면 잔류 불순물들의 효과적인 제거 및 습식공정에 의한 폴리이미드 손상 회복으로 인해, 고온고습환경에서도 계면접착력이 높게 유지되는 것으로 생각된다.

The effects of KOH pretreatment and annealing conditions on the interfacial adhesion and the reliability between epoxy resin and polyimide substrate in the flexible printed circuit board were quantitatively evaluated using 180° peel test. The initial peel strength of the polyimide without the KOH treatment was 29.4 g/mm and decreased to 10.5 g/mm after 100hrs at 85℃/85% R.H. temperature/humidity treatment. In case of the polyimide with annealing after KOH treatment, initial peel strength was 29.6 g/mm and then maintained around 27.5 g/mm after 85℃/85% R.H. temperature/humidity treatment. Systematic X-ray photoelectron spectroscopy analysis results showed that the peel strength after optimum annealing after KOH treatment was maintained high not only due to effective recovery of the polyimide damage by the polyimide surface treatment process, but also effective removal of metallic ions and impurities during various wet process.