KR0127665B1 - 구리부착적층판 및 프린트배선판 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 박리강도를 저하시키는 일없이, 높은 값의 에칭팩터를 얻게 되는, 또한 배선패턴의 최하부에 구리입자가 부착하여 구리입자가 남아있는 일이 없고, 미세한 피치의 배선패턴을 가진 프린트배선판 및 이 프린트 배선판에 사용되는 구리부착적층판을 제공하는 것을 목적으로 한 것이며, 그 구성에 있어서, 광택면(1a)쪽에 구리전착물(2)이 형성된 전해구리박(1)을, 광택면(1a)쪽에서, 기판(3)의 한쪽면 또는 양면에 접착해서 이루어진 것을 특징으로 하는 구리부착적층판 및 이 구리부착적층판을 사용하여 제조한 프린트 배선판을 제공한다.

Description

구리부착적층판 및 프린트 배선판

제1도는 배선패턴의 에칭팩터(etching factor)에 대한 설명도.

제2도는 본 발명에 의한 구리부착적층판의 제조공정도.

제3도는 실시예 1에 의해 얻은 미세피치의 배선패턴의 단면도.

제4도는 비교예 2에 의해 얻은 미세피치의 배선패턴의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 전해구리박,1a : 광택면,

1b : 거친면,2 : 구리전착물(입자상구리층),

3 : 기판,4 : 미세피치배선(회로)패턴,

5 : 구리잔량

본 발명은 구리부착적층판 및 프린트 배선판에 관한 것으로써, 특히 미세한 피치의 배선(회로)패턴을 가지고 또한 높은 에칭팩터(etching factor)를 나타내는 프린트 배선판 및 이 프린트 배선판의 제조에 적합하게 사용되는 구리부착적층판에 관한 것이다.

프린트 배선판의 제조에 사용되는 구리부착적층판은, 유리 에폭시수지기판 등의 기판의 한쪽면 또는 양면에, 도전층인 구리박을 접착시킴으로써 주로 얻게 된다. 이 구리박은 에칭 등에 의해서 배선패턴이 된다. 이 기판과 구리박은, 그 사이에 접착제를 개재하거나 접착제를 사용함이 없이, 가열하면서 서로 접착된다.

이와 같은 구리박으로서, 일반적으로 전해구리박이 사용된다. 전해구리박은 드럼에 석출한 구리박을 박리함으로써 얻는다. 드럼으로부터 박리된 전해석출개시면(광택면)은 비교적 평활하나, 반대면인 전해석출종료면(거친면)은 일반적으로 요철을 가진다. 전해구리박의 단면조직에 있어서, 광택면쪽의 조직, 즉 석출초기의 조직은 결정입자직경이 작은 랜덤배향이고, 석출이 진행됨에 따라서 결정조직은 석출방향을 향해서 방향성이 있고, 또한 결정입사직경이 크게 된다. 종래의 구리부착층판에서는, 접착강도나 처리의 용이도 등 때문에, 전해구리박의 거친면이 기판과 접착된다. 그리고, 기판과의 박리강도를 향상시키기 위하여, 구리박의 거친면에 0.2~3.5㎛의 구리미립자를 부착시키고 있다.

이와 같은 구리부착적층판을 에칭하여, 배선패턴을 형성할 때에, 결정방위 또는 결정입자계의 영향에 의해 에칭팩터가 작아진다고 하는 결점이 있었다.

상기 에칭팩터가 작다고 하는 것은 예민한 에치(sharp edge) 및 양호한 에칭 방향성을 얻지 못한다는 것을 의미한다. 이와 같은 에칭팩터에 대한 설명도를 제1도에 표시한다.

이와 같이 에칭팩터가 작으면, 상부가 좁고, 하부가 넓어진다. 즉, 도체패턴 사이의 공간(갭)이 좁아지고, 이에 의해 이동이 발생하기 쉬운 문제가 야기된다. 따라서, 미세패턴의 형성이 곤란하였다.

미세패턴을 얻는 방법의 하나로서 구리박을 얇게 하는 것을 들 수 있다. 이 경우에는, 도체의 단면적이 작아지고, 흐르는 전류량이 작아진다. 따라서, 충분한 도전량을 허용하기 위해서는, 에칭에 의해서 얻는 이 배선패턴위에, 다시 구리도금을 하고, 도체의 단면적을 증가시켜야 한다. 또, 구리층을 얇게한 경우, 내부리이드를 가진 필름캐리어(TAB 등)에서는 리이드의 굴곡이 발생한다.

또, 미세패턴을 형성하기 위한 상기한 종래의 구리부착적층판의 에칭시에, 프린트 배선판의 기판의 에칭팩터의 최하부에 구리입자가 부착되어 구리입자가 남아 있는 상태로 되고, 이와 같이 남아 있는 구리전착입자가 도체간의 절연저항의 감소나 심한 경우에는 쇼트의 원인이 된다.

이와 같이 구리박에 구리전착물을 형성하는 것에 대해 설명하는 각종의 보고서가 발생되었다. 예를 들면, 구리박의 양면에 입자상구리층을 전착하는 보고가 있으나, 이것은 다층배선판의 내부도전층으로 사용되는 구리박이고, 또한 전착의 목적은 2차 접착시에 기판에 내부구리박을 기판과 접착하는 것을 보장하기 위한 흑색산화처리를 대체하는데 있다. 광택면에 패턴인쇄를 실시하고, 광택면쪽부터 에칭을 행한다. 다른 종래예인 일본국 특개평 5-29740호 공보에는, 전해구리박의 양면에 광택도금을 실시하고, 한쪽의 면에 거칠기 처리 등의 표면처리를 실시한 전해구리박에 대해서 기재되어 있다. 이 종래예에서도 광택면쪽부터 에칭을 행한다.

본 발명은, 상기한 종래기술의 과제를 해소하기 위하여 이루어진 것으로, 박리강도를 저하시키는 일없이, 높은 값의 에칭팩터를 나타내고, 또한 배선패턴의 최하부에 구리입자가 부착되어 구리입자가 남아있는 일이 없고, 미세한 피치의 배선패턴을 가진 프린트 배선판 및 이 프린트 배선판에 사용되는 구리부착적층판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 상기 목적은, 전해구리박의 광택면에 구리전착물을 형성한 다음에 이 구리박의 광택면쪽을 기판과 접착함으로써 달성된다.

즉, 본 발명에 의하면, 광택면쪽에 형성된 구리전착물을 가지는 전해구리박을 광택면쪽에서, 기판의 한쪽면 또는 기판의 양면에 접착해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 구리부착적층판 및 이 구리부착적층판을 사용하여 제조한 프린트 배선판을 제공한다.

이하에, 본 발명의 구리부착적층판 및 프린트 배선판을 더 상세히 설명한다.

제2도(a)~제2도(c)는 본 발명의 구리부착적층판의 제조공정도이다.

제2(a)에 표시된 바와 같이, 전해구리박(1)의 광택면(1a)에 구리전착물(2)을 형성한다. 이 구리전착물의 높이는 0.2~2.0㎛의 범위내에 있는 것이 바람직하다. 이 구리전착물(2)로서는, 수염형상, 나무가지형상 또는 혹형상의 구리전착물이 예시되고 있다. 이와 같은 구리전착물(2)은 상온에서 고전류밀도로 전기도금을 행함으로써 형성된다. 또, 이때의 도금욕(plating bath)으로서는, 예를 들면 구리농도 10~30g/ℓ, 황산 50~150g/ℓ로 이루어진 황산구리도금욕이 사용된다. 또, 이 구리전착물(2)의 위에 구리농도 50~80g/ℓ, 황산 50~150g/ℓ, 액체온도 40~50℃에서 구리도금(도시않음)을 실시하여, 구리전착물의 구리박으로의 밀착력을 향상시킨다. 또, 적절한 방청처리를 실시한다.

다음에, 구리박(1)은 적당한 폭으로 먼저 슬릿된 후, 제2도(b)에 표시된 바와 같이, 구리전착물(2)이 형성되고, 또 구리도금된 광택면(1a)에서 구리박(1)과 기판(3)을 접착한다. 기판(3)을 특히 한정되지 않으나 유리·에폭시수지기판, 종이·페널수지기판, 폴리이미드수지기판, 폴리에스테르수지기판 등이 일반적이다. 구리박(1)은 직접 또는 접착제를 개재해서 기판(3)과 가열압착한다. 접착제를 사용하는 경우에는 에폭시수지계 열경화형 접착제 등이 사용된다.

이와 같이 해서 구리박(1)과 기판(3)이 적층(접착)된 구리부착적층판을 얻게 되나, 이 구리박(1)의 노출면은 거친면(1b)이고, 표면거칠기(Rz)가 4~12㎛ 정도의 요철을 가지고 있는 경우에는, 이 위에 레지스트를 균일하게 도포할 수는 없다. 그래서, 제2도(c)에 도시되는 바와 같이, 에칭 등의 화학적 연마나 버프(buff) 등의 물리적 연마에 의해 평활화 한다. 이 화학연마에 사용되는 에칭액으로서는, 염화 제2구리, 염산 및 과산화수소수로 이루어진 것 등이 예시된다. 이 평활화에 의해 표면거칠기(Rz)를 4㎛ 미만으로 하는 것이 바람직하다. 이보다 표면거칠기가 크면, 균일하고 또한 예민한 형상의 레지스트 패턴의 형성이 곤란해진다. 한편, 구리박(1)의 거친면(1b)의 표면거칠기(Rz)가 4㎛ 미만의 경우에는, 이와 같은 평활화는 불필요하다.

이상과 같은 공정에서 구리부착적층판을 얻게 된다.

평활화한 구리박의 노출면(거친면)의 표면에 레지스트를 도포하고, 사진석판법에 의해 노광, 현상, 에칭으로 이루어진 통상의 방법에 의해서 150㎛ 피치 이하의 미세배선패턴을 형성함으로써, 상기 구리부착적층판으로부터 미세한 피티의 배선패턴을 가진 프린트 배선판을 제조한다.

이와 같이 해서 얻는 프린트 배선판은 에칭팩터가 높고, 기판의 에칭패턴의 최하부에 구리입자가 부착하여 남아 있는 일이 없다.

본 발명의 구리부착적층판은, 전해구리박의 광택면에서 기판과 접착되어 있고, 광택면쪽은 거친면쪽과 비교해서 결정입자직경이 작은 랜덤배향이고, 거친면쪽은 석출방향을 향해서 방향성이 있는 큰 결정조직으로 되어 있다. 따라서, 거친면쪽으로부터 에칭하면, 에칭은 입자계면을 따라서 이루어지기 때문에, 입자직경이 크고 배향성이 높은 결정에서는 사이드에칭량이 적고, 입자직경이 작고 랜덤배향의 광택면(기판쪽)에서는 사이드에칭되기 쉽다. 따라서, 이와 같은 구리부착적층판을 사용함으로써, 에칭팩터가 높고 또한 예민하게 에칭된 미세피치의 배선패턴을 가진 프린트 배선판을 얻게 된다. 또, 동일피치에서도 선폭을 굵게 또는 높게 설계하는 것이 가능하게 때문에, 배선패턴의 강도가 그 만큼 강하게 된다. 또한, 여러 가지의 구리박을 사용하는 것이 가능하고, 예를 들면 신장(elongation), 가요성 등의 물성이 우수함에도 불구하고, 거친면의 요철이 크기 때문에 통상의 방법으로서는 미세한 피치의 배선패턴을 형성할 수 없었던 여러 가지 구리박을 사용하는 것도 가능해진다. 또는, 에칭에 의해 두께조정이 가능하기 때문에, 저항치나 강도를 겸비한 회로설계의 자유도가 증대하게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의해, 다음과 같은 효과를 나타낸다.

① 에칭팩터가 크고 에칭특성이 양호한 구리부착적층판을 얻게 되고, 미세한 전기회로를 필요로 하는 용도에 널리 적용할 수 있다.

② 설계대로의 배선피치를 얻게 되므로, 기판의 임피던스 제어가 가능해진다.

③ 고밀도의 배선이 용이하기 가능해지고, 이에 의해 프린트 배선판의 생산성이 향상된다.

④ 동일한 배선패턴이 종래보다 두꺼운 구리박으로 가능하므로, 전기용량에 대응하기 위해, 상기 형성된 배선패턴위에, 부가적인 도금공정이 불필요하게 된다.

이하, 실시예 등에 의거해서 본 발명을 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

광택면거칠기(Rz) 1.2㎛, 거친면 거칠기(Rz) 2.3㎛를 가진 35㎛ 두께의 전해구리박의 광택면에, 입자상 구리층(2)을 도금에 의해 전착하였다. 이 결과, 광택면쪽의 거칠기(Rz)는 2.7㎛이 되었다.

상기 도금조건은, 구리농도 12g/ℓ, 황산농도 100g/ℓ의 황산욕을 사용하여, 전류밀도 30A/dm²에서 10초간 연소도금(burnt deposit plating)을 실시한 후, 구리농도 60g/ℓ, 황산농도 100g/ℓ의 황산욕을 사용하여, 전류밀도 30A/dm²에서 10초간 피복도금을 실시해서 입자상 구리층을 형성하였다.

이 전해구리박의 양면에, 다음과 같이해서 방청처리를 행하였다. 즉, 아연 5g/ℓ, 황산 50g/ℓ의 황산아연욕을 사용하여, 전류밀도 5A/dm²에서 8초간 도금을 실시한 후, 무수크로움산 10g/ℓ의 욕(bath)에 10초간 침지한 후, 흐르는 물로 10초간 세정해서 온풍으로 건조하였다.

이와 같이 해서 얻은 전해구리박은 광택면쪽에 형성된 구리전착물을 가진다. 광택면쪽에서 상기 전해구리박을 유리·에폭시수지 FR-4(기판)의 한쪽면에 가압접착하여, 구리부착적층판을 얻었다.

다음에, 드라이 필름(일본국 니치고 알파사제품)을 이 구리부착적층판을 라미네이트하고, 레지스트폭 50㎛, 회로간격 70㎛의 패턴필름을 사용해서 UV 노광에 의해서 패턴을 작성하였다. 에칭은 시판의 염화구리에칭액을 사용해서, 액온 50℃, 50초간 에칭하였다.

이와 같이 해서 얻게된 프린트 배선판의 배선패턴부분의 개략도를 제3도에 표시한다. 동도면에 있어서, (3)은 기판을 표시하고, (4)는 파인피치의 배선(회로)패턴을 표시한다. 이 배선패턴의 상부바닥은 42.2㎛이고, 하부바닥은 49.2㎛이고, 높이는 31.7㎛이고, 에칭팩터는 9.0이고, 기판(유리·에폭시수지)위의 에칭패턴의 최하부에는 구리입자가 전혀 부착하지도 않았고 또한 잔존하지도 않았다. 또, 에칭후의 박리강도는 1.55kg/cm이였다.

[실시예 2]

광택면거칠기(Rz) 1.3㎛, 거친면 거칠기(Rz) 5.4㎛를 가진 35㎛ 두께의 전해구리박의 광택면에, 입자상 구리층을 도금에 의해 전착하였다. 이 결과, 광택면쪽의 거칠기(Rz)는 2.9㎛이 되었다. 이 도금조건은 실시예 1과 동일하다.

상기 전해구리박의 양면에, 실시예 1과 마찬가지 조건에서 방청처리를 행하였다.

이와 같이 해서 얻은 전해구리박은 광택면쪽에 형성된 구리전착물을 가진다. 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 광택면쪽에서 전해구리박을 유리·에폭시수지 FR-4(기판)의 한쪽면에 접착하고, 구리부착적층판을 얻었다.

이 구리부착적층판의 구리박의 거친면을 버프(buff) 연마하였다. 버프연마는, #600버프(일본국 쯔노아브러시사 제품)를 사용, 회전수 500rpm, 압력 0.5kg, 라인스피드 3m/분에서 연마하였다.

다음에, 실시예 1과 마찬가지로, 레지스트 폭 50㎛, 회로간격 70㎛의 패턴필름을 사용해서 UV 노광에 의해서 패턴을 작성하고, 또 에칭을 행하여, 프린트 배선판을 얻었다.

이와 같이 해서 얻게된 프린트 배선판의 배선패턴의 상부는 41.7㎛이고, 하부는 49.0㎛이고, 높이는 30.8㎛이고, 에칭팩터는 8.4이고, 기판(유리에폭시수지기판)위의 에칭패턴의 최하부에 구리입자가 전혀 부착하지도 않았고 또한 잔존하지도 않았다. 또, 에칭후의 박리강도는 1.49kg/cm이였다.

[비교예 1]

실시예 1에서 사용한 전해구리박과 마찬가지의 것을 사용하여, 전해구리박의 거친면에, 입자상 구리층을 도금에 의해 전착하였다. 이 결과, 거친면쪽의 거칠기(Rz)는 4.2㎛이 되었다. 이 도금조건은 실시예 1과 동일하다.

이와 같이 해서 얻은 전해구리박은 거친면쪽에서 형성된 구리전착물을 가진다.

실시예 1과 마찬가지 방법으로 거친면쪽에서 전해구리박을 유리·에폭시수지 FR-4(기판)의 한쪽면에 접착하고, 구리부착적층판을 얻었다.

다음에, 실시예 1과 마찬가지로, 레지스트 폭 50㎛, 회로간격 70㎛의 패턴필름을 사용해서 UV 노광에 의해서 패턴을 작성하고, 또 에칭을 행하고, 프린트 배선판을 얻었다.

이와 같이 해서 얻은 프린트 배선판의 배선패턴의 상부는 40.3㎛이고, 하부는 56.3㎛이고, 높이는 32.0㎛이고, 에칭팩터는 4.0이였다. 또, 에칭후의 박리강도는 1.71kg/cm이였다.

[비교예 2]

실시예 2에서 사용한 전해구리박과 마찬가지의 것을 사용하여, 전해구리박의 거친면에, 입자상 구리층을 도금에 의해 전착하였다. 이 결과, 거친면쪽의 거칠기(Rz)는 6.7㎛이 되었다. 이 도금조건은, 실시예 1과 동일하다.

이와 같이 해서 얻은 전해구리박은 거친면쪽에서 형성된 구리전착물을 가진다. 실시예 1과 마찬가지 방법으로 거친면쪽에서 전해구리박을 유리 에폭시수지 FR-4(기판)의 한쪽면에 접착하여, 구리부착적층판을 얻었다.

다음에, 실시예 1과 마찬가지로, 레지스트 폭 50㎛, 회로간격 70㎛의 패턴필름을 사용해서 UV 노광에 의해서 패턴을 작성하고, 또 에칭을 행하고, 프린트 배선판을 얻었다.

이와 같이 해서 얻은 프린트 배선판의 배선패턴부분의 개략도를 제4도에 표시한다. 이 배선패턴의 상부는 37.2㎛이고 하부는 66.3㎛이고, 높이는 35.0㎛이고, 에칭팩터는 2.4이고, 기판(유리 에폭시수지기판)면에 구리입자가 구리잔량(5)으로서 부착하여 잔존하고 있었다. 또, 에칭후의 박리강도는 2.18kg/cm이였다.

Claims (3)

1. 광택면(1a)과 거친면(1b)을 가진 전해구리박(1)과 ; 양면을 가진 기판(3)을 구비한 구리부착적층판에 있어서, 입자상구리층(2)은 상기 광택면(1a) 위에 전착되고 ; 상기 광택면(1a)은 상기 입자상구리층(2)을 개재하여 상기 기판(3)의 적어도 한쪽면과 접착하는 것을 특징으로 하는 구리부착적층판.
2. 상기 제1항의 구리부착적층판을, 전해구리박(1)의 거친면(1b)으로부터 전해구리박(1)의 광택면(1a)의 방향으로 에칭함으로써 프린트 배선판을 제조하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판.
3. 제1항에 있어서, 상기 입자상구리층(2)은 0.2~2.0㎛의 높이로 전착되는 것을 특징으로 하는 구리부착적층판.