JP2015215585A - Photosensitive insulator film for via hole formation, and via hole formation method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ビアホール形成用感光性絶縁フィルム及びそれを用いたビアホールの形成方法に関する。 The present invention relates to a photosensitive insulating film for forming a via hole and a method for forming a via hole using the same.
印刷回路基板は、高分子樹脂などのような材質の基板上に配線のための銅箔を積層し、パターン印刷及びエッチングなどの技術により、設計回路と一致するようにパターンを形成したものである。 The printed circuit board is obtained by laminating a copper foil for wiring on a substrate made of a material such as a polymer resin, and forming a pattern so as to match the design circuit by techniques such as pattern printing and etching. .
最近では、電子技術の発達により、印刷回路基板も次第に高密度化している。これにより、印刷回路基板の大きさと厚さが減少し、印刷回路基板に設けられるビアの数はさらに増加している。 Recently, with the development of electronic technology, the density of printed circuit boards has been gradually increased. As a result, the size and thickness of the printed circuit board are reduced, and the number of vias provided in the printed circuit board is further increased.
従来では、多層プリント配線板の層間絶縁フィルムとしてエポキシ樹脂組成物を硬化させて硬化膜を形成した後、レーザードリル(Laser Drill)やドリルチップ(Drill Tip)工程により印刷回路基板にビアホールを形成していた。 Conventionally, an epoxy resin composition is cured as an interlayer insulating film of a multilayer printed wiring board to form a cured film, and then via holes are formed in a printed circuit board by a laser drill or drill tip process. It was.
しかし、レーザードリルやドリルチップ工程は、最近、印刷回路基板のビアホールの数がパネル当たりに数万から数十万個を超えているため、多くの設備と時間を要するという問題がある。 However, the laser drill and drill tip process has a problem in that it requires a lot of equipment and time since the number of via holes in the printed circuit board has recently exceeded tens of thousands to hundreds of thousands per panel.
そのため、フォトリソグラフィ法でビアホールを形成する方法が用いられている。これは、エポキシ樹脂等を変性させ、光開始剤を導入して露光及び現像工程によりビアホールの形成を可能にした技術である。 Therefore, a method of forming a via hole by photolithography is used. This is a technique in which an epoxy resin or the like is modified and a photoinitiator is introduced so that a via hole can be formed by exposure and development processes.
この技術は、一度に多数の孔が形成できるという長所はあるが、露光量によってビアホールのオープン(open)不良が発生したり、形成されるビアホールの形状によってビアフィル(via fill)めっき時に不良が発生するという問題があった。 Although this technique has the advantage that a large number of holes can be formed at one time, an open defect of a via hole occurs depending on the exposure amount, or a defect occurs during via fill plating depending on the shape of the via hole formed. There was a problem to do.
本発明の一実施形態は、露光及び現像工程によりビアホールを形成する際にビアホールのオープン不良を防止し、ビアフィルめっき時に不良が発生しない形状のビアホールを形成することができるビアホール形成用感光性絶縁フィルム及びそれを用いたビアホールの形成方法に関する。 One embodiment of the present invention is a photosensitive insulating film for forming a via hole that can prevent a via hole open defect when forming a via hole by exposure and development processes, and can form a via hole having a shape that does not cause a defect during via fill plating. And a via hole forming method using the same.
本発明の一実施形態は、ベース基材と、上記ベース基材上に形成された第1絶縁フィルムと、上記第1絶縁フィルム上に形成された第2絶縁フィルムと、を含み、上記第1絶縁フィルムの光感度が上記第2絶縁フィルムの光感度より大きいビアホール形成用感光性絶縁フィルムを提供する。 One embodiment of the present invention includes a base substrate, a first insulating film formed on the base substrate, and a second insulating film formed on the first insulating film. Provided is a photosensitive insulating film for forming a via hole, wherein the photosensitivity of the insulating film is higher than the photosensitivity of the second insulating film.
上記第1絶縁フィルムと上記第2絶縁フィルムの露光量の差は100mJ/cm2〜1000mJ/cm2であってもよい。 The difference in the exposure amount of the first insulating film and the second insulating film may be 100mJ / cm 2 ~1000mJ / cm 2 .
上記第1絶縁フィルムと上記第2絶縁フィルムの露光量の差は200mJ/cm2〜500mJ/cm2であってもよい。 The first difference in the exposure amount in the insulating film and the second insulating film may be 200mJ / cm 2 ~500mJ / cm 2 .
上記第1絶縁フィルムの厚さは10μm〜100μmであってもよい。 The first insulating film may have a thickness of 10 μm to 100 μm.
上記第2絶縁フィルムの厚さは1μm〜50μmであってもよい。 The thickness of the second insulating film may be 1 μm to 50 μm.
上記第1絶縁フィルムと第2絶縁フィルムの厚さ比は1:1〜100:1であってもよい。 The thickness ratio between the first insulating film and the second insulating film may be 1: 1 to 100: 1.
本発明の他の一実施形態は、ベース基材と、上記ベース基材上に形成された第1絶縁フィルムと、上記第1絶縁フィルム上に形成され、上記第1絶縁フィルムより光感度の小さい第2絶縁フィルムと、を含み、上記第1絶縁フィルム及び第2絶縁フィルムを貫通するビアホールが形成され、上記ビアホールは、上部径が下部径より大きいテーパー(taper)状であるビアホール形成用感光性絶縁フィルムを提供する。 Another embodiment of the present invention is a base substrate, a first insulating film formed on the base substrate, and formed on the first insulating film and having a lower photosensitivity than the first insulating film. A via hole penetrating the first insulating film and the second insulating film, wherein the via hole has a taper shape with an upper diameter larger than a lower diameter. Insulating film is provided.
上記ビアホールは、上部径に対する下部径の比が0.6以上であってもよい。 The via hole may have a ratio of a lower diameter to an upper diameter of 0.6 or more.
上記第1絶縁フィルムと上記第2絶縁フィルムの露光量の差は100mJ/cm2〜1000mJ/cm2であってもよい。 The difference in the exposure amount of the first insulating film and the second insulating film may be 100mJ / cm 2 ~1000mJ / cm 2 .
上記第1絶縁フィルムと上記第2絶縁フィルムの露光量の差は200mJ/cm2〜500mJ/cm2であってもよい。 The first difference in the exposure amount in the insulating film and the second insulating film may be 200mJ / cm 2 ~500mJ / cm 2 .
上記第1絶縁フィルムの厚さは10μm〜100μmであってもよい。 The first insulating film may have a thickness of 10 μm to 100 μm.
上記第2絶縁フィルムの厚さは1μm〜50μmであってもよい。 The thickness of the second insulating film may be 1 μm to 50 μm.
上記第1絶縁フィルムと第2絶縁フィルムの厚さ比は1:1〜100:1であってもよい。 The thickness ratio between the first insulating film and the second insulating film may be 1: 1 to 100: 1.
本発明の他の一実施形態は、ベース基材と、上記ベース基材上に形成された第1絶縁フィルムと、上記第1絶縁フィルム上に形成された第2絶縁フィルムと、を含み、上記第1絶縁フィルムの光感度が上記第2絶縁フィルムの光感度より大きいビアホール形成用感光性絶縁フィルムを用意する段階と、上記感光性絶縁フィルム上にパターニングされたマスクを形成して露光する段階と、上記露光された感光性絶縁フィルムを現像する段階と、を含むビアホールの形成方法を提供する。 Another embodiment of the present invention includes a base substrate, a first insulating film formed on the base substrate, and a second insulating film formed on the first insulating film, Providing a photosensitive insulating film for forming a via hole having a photosensitivity of the first insulating film greater than the photosensitivity of the second insulating film; and forming and exposing a patterned mask on the photosensitive insulating film; and And developing the exposed photosensitive insulating film. A method for forming a via hole is provided.
上記第1絶縁フィルムと上記第2絶縁フィルムの露光量の差は200mJ/cm2〜500mJ/cm2であってもよい。 The first difference in the exposure amount in the insulating film and the second insulating film may be 200mJ / cm 2 ~500mJ / cm 2 .
上記第1絶縁フィルムの厚さは10μm〜100μmであってもよい。 The first insulating film may have a thickness of 10 μm to 100 μm.
上記第2絶縁フィルムの厚さは1μm〜50μmであってもよい。 The thickness of the second insulating film may be 1 μm to 50 μm.
上記第1絶縁フィルムと第2絶縁フィルムの厚さ比は1:1〜100:1であってもよい。 The thickness ratio between the first insulating film and the second insulating film may be 1: 1 to 100: 1.
本発明の一実施形態によるビアホール形成用感光性絶縁フィルムは、露光及び現像工程によりビアホールを形成する際にビアホールのオープン不良を防止し、ビアフィルめっき時に不良が発生しない形状のビアホールを形成することができる。 The photosensitive insulating film for forming a via hole according to an embodiment of the present invention can prevent a via hole from being defective when forming a via hole by an exposure and development process, and can form a via hole having a shape that does not cause a defect during via fill plating. it can.
以下では、添付の図面を参照し、本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art. The shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for a clearer description.
図1は、本発明の一実施形態によるビアホール形成用感光性絶縁フィルムの断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a photosensitive insulating film for forming a via hole according to an embodiment of the present invention.
図1を参照すると、本発明の一実施形態のビアホール形成用感光性絶縁フィルム100は、ベース基材10と、上記ベース基材10上に形成された第1絶縁フィルム21と、上記第1絶縁フィルム21上に形成された第2絶縁フィルム22と、を含み、上記第1絶縁フィルム21は、上記第2絶縁フィルム22より光感度が大きくてもよい。
Referring to FIG. 1, a photosensitive
上記ベース基材10は、支持機能を行うことができるものであれば特に制限されず、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネートなどを含んでもよく、5μm〜100μmの厚さであってもよい。
The
上記第1絶縁フィルム21及び第2絶縁フィルム22は、感光性材料を含んで形成されてもよく、光開始剤、光増感剤などの種類及び含量を調整することで、光感度を調節することができる。
The first
上記第1絶縁フィルム21の光感度を第2絶縁フィルム22より大きく形成することで、露光及び現像工程によりビアホールを形成する際、ビアフィルめっき時に不良が発生しないようにビアホールの形状を制御することができる。
By forming the photosensitivity of the first
図2は、本発明の一実施形態によるビアホールが形成された感光性絶縁フィルムの断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view of a photosensitive insulating film in which a via hole is formed according to an embodiment of the present invention.
図2を参照すると、第1絶縁フィルム21及び第2絶縁フィルム22を貫通するように形成されたビアホール30は、上部径が下部径より大きいテーパー状であってもよい。
Referring to FIG. 2, the
上記第1絶縁フィルム21の光感度が第2絶縁フィルム22より大きいため、露光時に、光感度の小さい第2絶縁フィルム22より光感度の大きい第1絶縁フィルム21により多く光硬化が起き、これにより、上部径が下部径より大きいテーパー状のビアホール30が形成されることができる。
Since the photosensitivity of the first
図3は、第2絶縁フィルム24の光感度が第1絶縁フィルム23の光感度より大きい絶縁フィルムに形成されたビアホールを示した断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a via hole formed in an insulating film in which the photosensitivity of the second insulating film 24 is greater than the photosensitivity of the first
第2絶縁フィルム24の光感度が第1絶縁フィルム23の光感度より大きいと、第2絶縁フィルム24により多く光硬化が起きるため、図3に示したように、上部径が下部径より小さいテーパー状のビアホール40が形成される。このようなビアホール40の形状では、ビアフィルめっき時にめっき不均一による気孔(void)が発生するという問題が発生し得る。
If the photosensitivity of the second insulating film 24 is greater than the photosensitivity of the first insulating
従って、ビアフィルめっき時の不良発生を防止するために、本発明の一実施形態に従って、第1絶縁フィルム21の光感度を第2絶縁フィルム22より大きく形成することで、上部径が下部径より大きいテーパー状のビアホール30を形成することができる。
Accordingly, in order to prevent defects during via fill plating, the upper diameter is larger than the lower diameter by forming the photosensitivity of the first insulating
上記第1絶縁フィルム21と第2絶縁フィルム22の露光量の差は100mJ/cm2〜1000mJ/cm2であってもよい。
The difference in the exposure amount of the first insulating
露光量の差が100mJ/cm2未満では、下部に位置する第1絶縁フィルム21の硬化が少なく起きてビアホールの下部にアンダーカット(undercut)が発生したり、上部径が下部径より小さいテーパー状のビアホールが形成されて、ビアフィルめっき時に不良が発生する恐れがあり、露光量の差が1000mJ/cm2を超えると、第1絶縁フィルム21の光硬化が過度に起きてビアホールのオープン不良が発生する恐れがある。
When the difference in exposure dose is less than 100 mJ / cm 2 , the first insulating
第1絶縁フィルム21と第2絶縁フィルム22の露光量の差は、200mJ/cm2〜500mJ/cm2であることがより好ましい。
A first insulating
上記露光量の差を満たすときに形成されるビアホールは、上部径r1に対する下部径r2の比(r2/r1)が0.6以上である。また、露光及び現像工程後の第1及び第2絶縁フィルム21、22の厚さは、露光及び現像工程前の厚さの70%以上である。
The via hole formed when the difference in exposure amount is satisfied has a ratio of the lower diameter r 2 to the upper diameter r 1 (r 2 / r 1 ) of 0.6 or more. Moreover, the thickness of the 1st and 2nd insulating
上記第1絶縁フィルム21の厚さは10μm〜100μmであってもよく、上記第2絶縁フィルム22の厚さは1μm〜50μmであってもよい。
The first insulating
上記第1絶縁フィルム21と第2絶縁フィルム22の厚さ比は1:1〜100:1であってもよい。
The thickness ratio between the first insulating
上記第1絶縁フィルム21と第2絶縁フィルム22の厚さ比が上記範囲を満たすと、ビアホールのオープン不良を防止し、上部径が下部径より大きいテーパー状のビアホールを効果的に形成することができる。
When the thickness ratio of the first insulating
図4は、ビアホールの上部径及び下部径を示した本発明の一実施形態によるビアホールが形成された感光性絶縁フィルムの断面図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view of a photosensitive insulating film having a via hole according to an embodiment of the present invention, showing an upper diameter and a lower diameter of the via hole.
図4を参照すると、上記ビアホール30は、上部径r1に対する下部径r2の比をr2/r1で表すことができ、r2/r1は0.6以上であってもよい。
Referring to FIG. 4, the via
r2/r1が0.6未満では、ビアホール30の下部径r2が小さすぎてビアホールのオープン不良が発生したり、ビアフィルめっき時のめっき不均一による気孔が発生する恐れがある。
If r 2 / r 1 is less than 0.6, the lower diameter r 2 of the via
ビアフィルめっき時の不良を防止するために、ビアホール30の上部径r1が下部径r2より大きいテーパー状であることが好ましいため、上記r2/r1は0.6≦r2/r1<1を満たすことができる。
In order to prevent defects during via fill plating, it is preferable that the upper diameter r 1 of the via
上記第1絶縁フィルム21と第2絶縁フィルム22の露光量の差は200mJ/cm2〜500mJ/cm2を満たすことがより好ましく、これにより、r2/r1が0.6以上のビアホール30が形成される。
The first insulating
上記第1絶縁フィルム21及び第2絶縁フィルム22は、耐熱性及び強度などの物性を向上させるために、無機フィラーをさらに含んでもよい。
The first insulating
通常、無機フィラーとして用いられる電気絶縁性物質であれば特に限定されず、例えば、タルク、シリカ、硫酸バリウム、及び酸化チタンからなる群より選択される1つ以上であってもよい。上記無機フィラーの直径は10μm以下であってもよい。無機フィラーの直径が10μmを超えると、ビアホールがうまく形成されない恐れがある。 Usually, it will not specifically limit if it is an electrically insulating substance used as an inorganic filler, For example, 1 or more selected from the group which consists of a talc, a silica, barium sulfate, and a titanium oxide may be sufficient. The inorganic filler may have a diameter of 10 μm or less. If the diameter of the inorganic filler exceeds 10 μm, the via hole may not be formed well.
図5〜図7は、本発明の一実施形態によるビアホールの形成方法を順に示したものである。 5 to 7 sequentially illustrate a method for forming a via hole according to an embodiment of the present invention.
図5を参照すると、本発明の一実施形態による第1絶縁フィルム21の光感度が第2絶縁フィルム22の光感度より大きいビアホール形成用感光性絶縁フィルム100を用意し、上記ビアホール形成用感光性絶縁フィルム100上にパターニングされたマスクを形成した後、露光することができる。
Referring to FIG. 5, a via hole forming photosensitive
露光時、UV波長は特に制限されないが、通常、350〜450nm波長のUVで露光することができる。 At the time of exposure, the UV wavelength is not particularly limited, but the exposure can usually be performed with UV having a wavelength of 350 to 450 nm.
図6を参照すると、上記露光したビアホール形成用感光性絶縁フィルム100は、上記パターニングされたマスクで覆われて光が届かない部分を除き、光硬化が起きることができる。
Referring to FIG. 6, the exposed via hole forming photosensitive
このとき、光感度の大きい第1絶縁フィルム21は、第2絶縁フィルム22より広範囲の領域に光硬化が起きることができる。
At this time, the first insulating
図7を参照すると、上記露光したビアホール形成用感光性絶縁フィルム100を現像してビアホール30を形成することができる。
Referring to FIG. 7, the exposed via hole forming photosensitive
現像する段階において、現像液としては、単独有機溶媒、混合有機溶媒または水を混合した有機溶媒を使用してもよく、1つ以上の界面活性剤が含まれでもよい。 In the developing stage, as the developer, a single organic solvent, a mixed organic solvent, or an organic solvent mixed with water may be used, and one or more surfactants may be included.
上記現像液を絶縁フィルムにスプレー噴射する方法、現像液に絶縁フィルムを浸漬してからシェイクする方法、及び現像液に絶縁フィルムを浸漬して超音波処理する方法からなる群より選択される何れか一つの方法で行うことができる。 Any one selected from the group consisting of spraying the developer onto the insulating film, shaking after immersing the insulating film in the developer, and sonicating the insulating film in the developer. This can be done in one way.
本発明の一実施形態によるビアホールの形成方法によると、ビアホールのオープン不良を防ぐことができ、上部径が下部径より大きいテーパー状にビアホール30が形成されて、ビアフィルめっき時の不良を防止することができる。
According to the method for forming a via hole according to an embodiment of the present invention, the open defect of the via hole can be prevented, and the via
図8は、第2絶縁フィルムの光感度が第1絶縁フィルムの光感度より大きい絶縁フィルムに形成されたビアホールを走査電子顕微鏡(SEM)で観察した写真であり、ビアホールの下部にアンダーカットが発生したことが分かる。 FIG. 8 is a photograph of a via hole formed in an insulating film where the photosensitivity of the second insulating film is greater than the photosensitivity of the first insulating film, observed with a scanning electron microscope (SEM). I understand that.
図9〜図10は、本発明の一実施形態によるビアホールが形成された感光性絶縁フィルムの断面を走査電子顕微鏡で観察した写真である。 9 to 10 are photographs obtained by observing a cross section of a photosensitive insulating film in which a via hole is formed according to an embodiment of the present invention with a scanning electron microscope.
図9は、第1絶縁フィルムと第2絶縁フィルムの露光量の差が500mJ/cm2を超える場合であり、下部の第1絶縁フィルムが過度に硬化されてビアホールのオープン不良が発生した。従って、第1絶縁フィルムと第2絶縁フィルムの露光量の差は200mJ/cm2〜500mJ/cm2であることがより好ましい。 FIG. 9 shows a case where the difference in the exposure amount between the first insulating film and the second insulating film exceeds 500 mJ / cm 2 , and the lower first insulating film was excessively cured, resulting in open defects in the via holes. Therefore, it is more preferable that the difference of the exposure amount of the first insulating film and the second insulating film is 200mJ / cm 2 ~500mJ / cm 2 .
図10は、第1絶縁フィルムと第2絶縁フィルムの露光量の差が350mJ/cm2である場合であり、上部径が下部径より大きいテーパー状のビアホールが形成されたことを分かる。これにより、ビアフィルめっき時の不良を防止することができる。 FIG. 10 shows a case where the difference in exposure amount between the first insulating film and the second insulating film is 350 mJ / cm 2 , and it can be seen that a tapered via hole having an upper diameter larger than the lower diameter was formed. Thereby, the defect at the time of via fill plating can be prevented.
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。 The embodiment of the present invention has been described in detail above, but the scope of the present invention is not limited to this, and various modifications and variations can be made without departing from the technical idea of the present invention described in the claims. It will be apparent to those having ordinary knowledge in the art.
100 ビアホール形成用感光性絶縁フィルム
10 ベース基材
21、23 第1絶縁フィルム
22、24 第2絶縁フィルム
30、40 ビアホール
100
Claims (18)
前記ベース基材上に形成された第1絶縁フィルムと、
前記第1絶縁フィルム上に形成された第2絶縁フィルムと、を含み、
前記第1絶縁フィルムの光感度が前記第2絶縁フィルムの光感度より大きい、ビアホール形成用感光性絶縁フィルム。 A base substrate;
A first insulating film formed on the base substrate;
A second insulating film formed on the first insulating film,
A photosensitive insulating film for forming via holes, wherein the photosensitivity of the first insulating film is greater than the photosensitivity of the second insulating film.
前記ベース基材上に形成された第1絶縁フィルムと、
前記第1絶縁フィルム上に形成され、前記第1絶縁フィルムより光感度の小さい第2絶縁フィルムと、を含み、
前記第1絶縁フィルム及び第2絶縁フィルムを貫通するビアホールが形成され、前記ビアホールは上部径が下部径より大きいテーパー状である、ビアホール形成用感光性絶縁フィルム。 A base substrate;
A first insulating film formed on the base substrate;
A second insulating film formed on the first insulating film and having a lower photosensitivity than the first insulating film;
A photosensitive insulating film for forming a via hole, wherein a via hole penetrating the first insulating film and the second insulating film is formed, and the via hole has a tapered shape with an upper diameter larger than a lower diameter.
前記感光性絶縁フィルム上にパターニングされたマスクを形成し、露光する段階と、
前記露光された感光性絶縁フィルムを現像する段階と、
を含む、ビアホールの形成方法。 A base substrate, a first insulating film formed on the base substrate, and a second insulating film formed on the first insulating film, wherein the photosensitivity of the first insulating film is the second insulating film. Preparing a photosensitive insulating film for via hole formation greater than the photosensitivity of
Forming a patterned mask on the photosensitive insulating film and exposing;
Developing the exposed photosensitive insulating film;
A method for forming a via hole including:
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