KR100415363B1

KR100415363B1 - 복합 부재의 제조 방법

Info

Publication number: KR100415363B1
Application number: KR10-2001-0014677A
Authority: KR
Inventors: 야스유끼 호따; 도시로 히라오까; 고지 아사까와; 시게루 마따께
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2001-03-21
Publication date: 2004-01-16
Also published as: US6709806B2; US20020004180A1; KR20010094992A

Abstract

도전부가 절연체에 선택적으로 형성되는 복합 부재의 제조 방법이 기재되어 있다. 본 발명의 방법은 280 nm 이상의 파장의 광조사시 이온 교환기를 형성하는 화합물을 함유하는 감광성 조성물 층을 절연체의 표면내 또는 표면상에 형성시키는 단계, 상기 감광성 조성물 층을 280 nm 이상의 파장의 빛에 선택적으로 노출시키는 단계, 노광부에 이온 교환기를 형성하는 단계, 및 감광성 조성물 층의 노광부에서 형성된 이온 교환기에 금속 이온 또는 금속을 결합시키는 단계를 포함한다.

Description

복합 부재의 제조 방법 {Method of Forming Composite Member}

본 출원은 2000년 3월 31일에 출원된 일본 특허 출원 제2000-159163호의 우선권을 기초로 하여 그의 이익을 청구하며, 그의 전체 내용은 본원 명세서에 참고로 포함된다.

본 발명은 전기 기구, 전자 기구, 및 전기 및 전자 통신 분야에서 배선 기판 등에 사용되며 절연체에 도전부가 형성되는 복합 부재의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 복합 부재의 제조 방법에 적합하게 사용될 수 있는 감광성 조성물 및 절연 물질에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 본 발명의 제조 방법에 의해 제조되는 복합 부재, 및 특정 복합 부재를 포함하는 다층 배선 기판 및 전자 패키지에 관한 것이다.

최근에, 반도체 디바이스를 포함하여 다양한 전자 및 전기 부품의 고집적화 및 소형화가 촉진되고 있다. 향후, 이러한 특정 경향이 더욱 촉진될 것이 확실하다. 이와 관련하여, 다양한 수단이 제안되고 있으며, 인쇄 회로 기판에 금속 배선의 미세 패턴 및 미세 피치의 형성, 및 입체 배선의 형성을 포함하는 고밀도 마운팅을 수행하는 것이 시도되고 있다.

특히, 입체 배선은 고밀도 마운팅에 필수적이고, 따라서, 다양한 방법이 입체 배선을 갖는 배선 기판을 제조하고자 하는 시도에서 제안되고 있다. 일반적으로, 입체 배선은 2차원 인쇄 배선 기판을 적층함으로써 제조되는 빌트업(built-up) 배선 기판 및 다층 배선 기판과 같은 다층 구조물로 이루어진다. 자유 3차원 형상을 갖는 입체 배선을 형성하는 것은 어렵다. 빌트업 배선 기판 또는 다층 배선 기판은 인접한 배선층이 비아(via)라 불리는 도전성 칼럼에 의해 서로 연결되어 있는 구조물을 갖는다. 비아는 절연층을 감광성 폴리이미드 또는 레지스트를 사용하는 포토리소그래피 공정으로 처리한 후, 비아를 선택적으로 도금하거나 비아를 전도성 페이스트로 충전시킴으로써 형성된다. 그러한 방법으로 비아를 형성하기 위해, 레지스트 코팅, 노광 및 에칭 단계를 수회 반복하는 것이 필요하므로, 비아를 형성하기 매우 힘이든다. 이외에, 수율을 개선시키기가 어렵다.

또한, 인쇄 배선 기판을 구성하는 절연 기판에 소정의 크기의 관통홀(비아 홀)을 드릴 또는 CO₂레이저를 사용하여 형성한 후, 비아 홀을 도금하거나 비아 홀을 전도성 페이스트로 충전시킴으로써 비아를 형성하는 것이 가능하다. 그러나, 이러한 방법으로, 수십 마이크론 이하 크기의 미세한 비아를 소정의 위치에 자유롭게 형성하는 것이 어렵다.

일본 특허 공보 제7-207450호에 개시된 방법에서, 친수성 기를 갖는 화합물이 PTFE 필름과 같은 3차원 다공질 필름의 기공중으로 도입된다. 이러한 조건하에, 필름이 저압 수은 램프(185 nm 및 254 nm의 파장)를 사용하여 소정의 패턴으로 노광되고, 그럼으로써, 3차원 다공질 필름상에 친수성 기를 형성한다. 또한, 금속 도금이 3차원 다공질 필름에 수행된다.

그러나, 상기 기재된 통상의 방법에서, 3차원 다공질 필름을 형성하는 물질은 단파장을 갖는 광 빔이 노광에 사용되기 때문에 악화된다. 또한, 노광 광은 3차원 다공질 필름에 의해 흡수되고, 따라서, 다공질체의 내부 영역에 도달하지 못함으로써 미세한 비아를 형성하지 못한다.

또한, 상기 기재된 통상의 방법에서, 3차원 다공질 필름을 형성하는 PTFE는 친수성 기를 선택적으로 형성하도록 노광시 빛과 반응한다. 그러나, PTFE는 성형 가공성이 낮고, 가격이 비싸다는 단점이 있다.

비아를 형성하는 또다른 방법은 일본 특허 공보 제11-24977호에 기재되어 있다. 이러한 방법에서, 다공질 절연 부재의 전체 표면은, 예를 들어, 감광성 환원제 및 금속 염을 함유하는 감광성 조성물로 함침된다. 그 후, 노광부에서 금속 염의 양이온을 금속핵으로 환원시키도록 노광이 함침된 절연 부재에 소정의 패턴으로 수행된 후, 비노광부에서 감광성 조성물을 세척하여 제거한다. 또한, 상기 잔류하는 금속핵에 무전해 도금 또는 납땜을 수행하여 소망하는 패턴의 비아를 형성한다.

그러나, 상기 기재된 방법에서, 다공질 절연 부재의 전체 표면이 상기 기재된 금속 염을 함유하는 감광성 조성물로 함침되고, 이는 노광 단계후 비노광부에 해당하는 부분에 흡착된 금속염을 완전히 제거하는 것을 어렵게 한다. 그 결과, 후속 환원 단계에서 금속핵이 소망하지 않는 부분에 침전되는 어려움이 발생된다. 그러한 금속핵의 비정상적인 침착은 패턴의 미세화 과정에서 인접하는 비아사이에 및 인접하는 배선층사이에 절연 특성에 문제를 발생시킨다.

또한, 배선 기판의 통상적인 제조 방법에 의해 절연 기판에 형성된 비아에서는 절연체 및 도전부가 직접 접촉된다. 이 경우, 절연체와 도전부사이의 밀착성이 불량하고, 도전부가 사용중에 절연 기판으로부터 박리되는 문제가 발생한다.

또한, 다층 배선 기판이 배선 기판의 통상적인 제조 방법에 의해 제조된 다수의 배선 기판을 적층함으로써 제조되는 경우, 배선 기판의 배선층사이에 전기적 접촉 및 배선의 전도도를 추가로 개선시키는 것이 필요하다.

본 발명의 목적은 도전 회로의 설계에서 자유도가 크고, 노광에 의해 절연체의 악화가 발생되지 않고, 절연체상에 금속의 비정상적인 침착이 발생하지 않음으로써 미세한 패턴을 갖는 도전부를 형성하는, 복합 부재의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 또다른 목적은 도전 회로의 설계에서 자유도가 크고, 낮은 제조 비용으로 절연부의 재료 선택성 및 성형 가공성에 악영향을 주지 않으면서 절연체상에 금속의 비정상적인 침착이 발생하지 않음으로써 미세한 패턴을 갖는 도전부를 형성하는, 복합 부재의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 상기 복합 부재의 제조 방법에 사용되는 감광성 조성물 및 절연 물질을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 상기 방법에 의해 제조된 복합 부재를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 상기 방법에 의해 제조된 복합 부재를 포함하는 다층 배선 기판을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 상기 방법에 의해 제조된 복합 부재 또는 다층 배선 기판을 사용하여 전자 패키지를 제공하는 것이다.

본 발명의 제1 측면에 따라,

(1) 280 nm 이상의 파장의 광조사시 이온 교환기를 형성하는 화합물을 함유하는 감광성 조성물 층을 절연체의 표면내 또는 표면상에 형성시키는 단계;

(2) 상기 감광성 조성물 층을 280 nm 이상의 파장의 빛에 선택적으로 노출시켜 노광부에 이온 교환기를 형성하는 단계; 및

(3) 노광에 의해 노광부에서 형성된 이온 교환기에 금속 이온 또는 금속을 결합시킴으로써 도전부를 형성하는 단계

를 포함하는, 도전부가 절연체에 선택적으로 형성된 복합 부재의 제조 방법이 제공된다.

본 발명의 제2 측면에 따라,

(1) 이온 교환기를 갖는 화합물을 함유하는 감광성 조성물 층을 절연체의 표면내 또는 표면상에 형성시키는 단계;

(2) 상기 감광성 조성물 층을 280 nm 이상의 파장의 빛에 선택적으로 노출시켜 이온 교환기가 노광부에서 제거되고 비노광부에 잔류하도록 하는 단계; 및

(3) 노광후 비노광부에 잔류하는 이온 교환기에 금속 이온 또는 금속을 결합시킴으로써 도전부를 형성하는 단계

본 발명의 제3 측면에 따라,

(1) 오늄 염 유도체, 술포늄 에스테르 유도체, 카르복실산 유도체 및 나프토퀴논 디아지드 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되며 광조사시 이온 교환기를 형성하는 화합물을 함유하는 감광성 조성물 층을 절연체의 표면내 또는 표면상에 형성시키는 단계;

(2) 상기 감광성 조성물 층을 빛에 선택적으로 노출시켜 노광부에 이온 교환기를 형성하는 단계; 및

본 발명의 제4 측면에 따라,

(2) 상기 감광성 조성물 층을 빛에 선택적으로 노출시켜 이온 교환기가 노광부에서 제거되고 비노광부에 잔류하도록 하는 단계; 및

(3) 패턴 노광후 비노광부에 잔류하는 이온 교환기에 금속 이온 또는 금속을 결합시킴으로써 도전부를 형성하는 단계

본 발명의 추가의 측면에 따라,

(1) 산 및 광산 발생제의 존재하에 이온 교환기를 형성하는 화합물을 함유하는 감광성 조성물 층을 절연체의 표면내 또는 표면상에 형성시키는 단계;

(2) 상기 감광성 조성물 층을 빛에 선택적으로 노출시키고 가열시킴으로써 노광부에 이온 교환기를 형성하는 단계; 및

제3 단계에서 형성된 도전부의 표면에 무전해 도금을 적용하는 단계를 추가로 포함하는 것이 본 발명의 방법에 바람직하다.

본 발명의 또다른 실시 양태에 따라, 복합 부재를 제조하는데 사용되는 나프토퀴논 디아지드 유도체 및 폴리카르보디이미드 유도체를 함유하는 감광성 조성물이 제공된다.

본 발명의 또다른 실시 양태에 따라, 나프토퀴논 디아지드 유도체를 함유하는 감광성 조성물로 피복된 기공의 내표면을 갖는 다공질 절연체가 제공된다.

본 발명의 또다른 실시 양태에 따라, 다공질 절연체의 표면과 내부 영역중 적어도 하나에 유기 화합물을 개재시켜 형성된 도전부를 가지며, 절연체 표면의 단위 면적당 절연체와 도전부사이에 존재하는 유기 화합물의 양이 도전부와 접촉하지 않는 유기 화합물의 양보다 큰 복합 부재가 제공된다.

본 발명의 또다른 실시 양태에 따라, 각각의 기판이 미세 기공을 갖는 다공질 절연체 및 이러한 다공질 절연체의 미세 기공의 표면과 내부 영역중 적어도 하나에 형성된 도전부를 포함하며, 각각의 기판의 도전부의 최외곽 표면상에 절연체성분을 함유하지 않는 도전체로 형성된 층이 형성되어 있는, 적층된 다수의 기판을 포함하는 다층 배선 기판이 제공된다.

또한, 본 발명의 또다른 실시 양태에 따라, 상기 기재된 복합체로 이루어진 배선 기판 또는 상기 기재된 다층 배선 기판 및 이러한 배선 기판에 전기적 연결된 전자 부품을 포함하는 전자 패키지가 제공된다.

도 1a 내지 1e는 복합체를 제조하기 위한 본 발명의 방법을 개략적으로 및 총체적으로 나타내는 단면도이다.

도 2는 본 발명의 방법에 의해 제조된 복합체를 개략적으로 나타낸다.

도 3은 본 발명의 방법에 의해 제조되는, 복합체를 포함하는 다층 배선 기판을 개략적으로 나타낸다.

도 4는 다층 기판을 제조하는데 사용되는 복합체를 나타낸다.

도 5는 다층 배선 기판을 제조하는데 사용되는 복합 부재를 나타내는 단면도이다.

도 6은 실시예 1에서 얻어진 복합 부재의 도전부를 나타내는 사진이다.

도 7은 실시예 3에서 얻어진 복합 부재의 도전부를 나타내는 사진이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 21, 41: 절연체 2, 22: 감광성 조성물 층

23, 42: 도전부 24: 유기 화합물

31: 다층 배선 기판 32: 비아

33: 배선 34, 51: 절연체

본 발명은 하기에 상세히 기재될 것이다.

도 1a 내지 1e는 도전부가 쉬이트형 절연체의 평면 방향 및 두께 방향으로 연장되도록 형성되는 경우를 망라하는, 복합 부재를 제조하기 위한 본 발명의 방법을 총체적으로 나타낸다.

도 1a 내지 1e는 복합 부재를 제조하기 위한 본 발명의 방법을 개략적으로 및 총체적으로 나타내는 단면도이다.

본 발명의 방법에서, 필요한 경우, 미세한 패턴을 갖는 도전부가 하기 나타낸 단계 (1) 내지 (3) 및 단계 (4) 및 (5)에 의해 절연체에 형성된다. 설명되는 부분은 광조사시 이온 교환기를 형성하는 화합물을 함유하는 감광성 조성물을 사용하는 경우를 포함한다. 본 발명에 사용된 단계 (1) 내지 (5)는 하기와 같다:

단계 (1): 제1 단계에서, 도 1a에서와 같이, 광 조사시 이온 교환기를 형성하는 화합물을 함유하는 감광성 조성물 층(2)를 절연체(1)상에 형성한다. 도전 패턴이 절연체(1)의 평면 방향 및 두께 방향으로 연장되도록 형성되는 경우에 있어, 절연체(1)이 다공질인 경우 도전 패턴이 고정확도로 용이하게 형성될 수 있다.

단계 (2): 도 1b에 나타낸 바와 같이, 절연체(1)상에 형성된 감광성 조성물 층(2)를 감광성 조성물 층(2)의 노광부(4)에 이온 교환기를 생성하도록 마스크(3)을 사용하여 일정 패턴으로 빛에 선택적으로 노출시킨다. 절연체(1)이 다공질인 경우, 절연체(1)의 내부 영역을 또한 빛에 노출시킨다.

단계 (3): 도 1c에 나타낸 바와 같이, 금속 이온 또는 금속을 단계 (2)에서 일정 패턴으로 빛에 노출된 노광부(4)에서 형성된 이온 교환기에 결합시킨다.

단계 (4): 필요한 경우, 도 1d에서 나타낸 바와 같이 노광부(4)에서 이온 교환기에 결합된 금속 이온에 환원 처리를 수행하여 금속 이온을 금속으로 전환시킴으로써 전도도를 개선시킨다.

단계 (5): 필요한 경우, 도 1e에 나타낸 바와 같이 전도도를 개선시키기 위해 노광부(4)에 형성된 도전부에 무전해 도금(5)를 수행한다.

광 조사시 이온 교환기를 제거하는 화합물을 함유하는 감광성 조성물을 사용하는 경우, 단계 (2)에서의 노광부에서 이온 교환기가 제거됨으로써 이온 교환기가 비노광부에서 잔류하며, 그럼으로써 네가티브 패턴이 형성된다.

레지스트 코팅, 레지스트 패턴의 에칭 및 박리와 같은 곤란한 공정은, 필요한 경우, 복합 부재를 제조하기 위한 본 발명의 방법의 단계 (1) 내지 (3) 및 단계 (4) 및 (5)에 포함되지 않는다. 따라서, 관통 홀이 포토리소그래피 또는 기계적 수단에 의해 형성되는 배선 기판의 통상적인 제조 방법과 비교하여 제조 공정이 단순화될 수 있다. 또한, 다공체가 절연체로서 사용되는 경우, 도전성 페이스트를 선택적으로 도금하거나 부가함으로써 도전부를 형성하는 단계를 사용하는 것이 불필요하므로 도전부의 형성을 용이하게 한다. 이외에, 도전부의 패턴 형상의 정확도가 개선될 수 있고, 이는 수십 마이크론 이하 크기의 미세 패턴을 용이하게 형성할 수 있게 함으로써, 절연체에 형성되는 도전부의 설계에서 자유도를 개선시킨다.

일본 특허 공보 제11-24977호에 기재된 배선 기판의 제조 방법에서, 절연체의 전체 표면상에 금속염을 함유하는 감광성 조성물 층을 형성하는 것이 필연적이다. 그러나, 본 발명의 방법에서, 상기 방법은 사용할 필요가 없으며, 따라서, 금속핵이 소망하지 않는 부분상에 침착되지 않는다. 그 결과, 미세 패턴의 도전부를 단지 소망하는 부분에만 정확하게 형성시킬 수 있다.

본 발명의 제1 및 제 2 측면의 각각에서, 280 nm 이상의 파장의 광조사시 이온 교환기를 형성하는 화합물이 광 조사시 이온 교환기가 형성되거나 제거되게 하는 화합물로서 사용되며, 280 nm 이상의 파장의 광 비임이 노광 단계에 사용된다. 그 결과, 광 조사에 의해 절연체에 행해지는 손상 및 절연체의 악화를 억제할 수 있다. 절연체에서 노광의 흡수가 감소된다. 이는 특히 다공질 절연체를 사용함으로써 절연체의 두께 방향으로 절연체를 통해 연장되는 도전부를 형성하는데 유리하다. 특히, 절연체가 중합체로부터 형성되는 경우, 배선 기판에 복합 부재를 사용하는데 내열성 중합체를 사용하는 것이 필요하다. 많은 경우, 내열성 중합체는 주쇄 또는 측쇄상에 벤젠 고리와 같은 방향족 또는 헤테로시클릭 구조를 갖는다. 그러한 방향족 또는 헤테로시클릭 구조는 자외선 영역의 빛을 흡수한다. 예를 들어, 벤젠 고리는 254 nm 근처에서 흡수 피크를 갖는다. 따라서, 280 nm 이하의 단파장을 갖는 빛이 실질적으로 완전히 흡수됨으로써 절연체의 두께 방향으로 절연체를통해 연장되는 방식으로 노광을 적용하는 것이 어렵게 된다. 노광 단계에서 방향족 또는 헤테로시클릭 구조에 의해 덜 흡수되는 장파장을 갖는 빛을 사용함으로써 고정확도로 미세 패턴을 갖는 도전부를 형성할 수 있다.

본 발명의 제3 측면에서, 광 조사시 이온 교환기를 형성하는 화합물로서 오늄 염 유도체, 술포늄 에스테르 유도체, 카르복실산 유도체 및 나프토퀴논 디아지드 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 유도체를 함유하는 광감성 조성물이 사용된다. 상기 열거된 화합물은 범용성이 풍부하고, 광 조사시 이온 교환기를 형성할 수 있고, 이는 고 정확도로 미세 패턴을 갖는 도전부를 형성할 수 있게 한다. 또한, 세라믹체 또는 유기 절연체와 같은 임의의 절연체가 상기 열거된 특정 화합물을 함유하는 감광성 조성물로 용이하게 코팅될 수 있다. 따라서, 성형 가공성이 풍부한 저비용의 절연체를 사용할 수 있다.

일본 특허 공보 제7-207450호에 기재된 PTFE를 사용하는 방법에서, 친수성기를 갖는 화합물로서 일반적으로 물 또는 알코올과 같은 액체를 사용하고 이러한 액체로 습윤된 다공질 필름을 노광시키는 것이 필요하므로 공정 및 노광 장치가 복잡하게 되는 문제가 발생한다. 그러나, 본 발명에서, 그러한 문제는 발생하지 않으며, 도전부가 용이하게 형성될 수 있다.

나프토퀴논 디아지드 유도체 및 카르보디이미드 유도체를 함유하는 감광성 조성물이 바람직하게는 본 발명의 제조 방법에 사용된다.

나프토퀴논 디아지드 유도체는 감광성 성분으로서 작용한다. 필름 형성 능력의 측면에서 그러한 유도체로서 페놀계 수지-첨가된 유형의 화합물과 같은 고분자량 화합물에 첨가된 유도체를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 경우에, 나프토퀴논 디아지드 유도체는 i-라인의 파장(365 nm) 이상의 파장을 갖는 광 조사시 양호한 분해능으로 이온 교환 카르복실기를 쉽게 형성한다. 단지 질소만이 반응시 부산물로서 형성되고, 따라서 형성된 질소는 계의 외부로 기상 물질로서 쉽게 방출된다. 따라서, 후속 공정에서 수행되는 금속 이온 치환 반응 및 무전해 도금에 역효과가 발생되지 않는다.

폴리카르보디이미드 유도체는 알코올, 티올, 아민 등에 함유된 활성 수소 화합물과의 고 반응성을 나타내는 카르보디이미드 구조를 갖는다. 그러한 폴리카르보디이미드 유도체를 혼합시킴으로써 나프토퀴논 디아지드 유도체와의 반응이 용이하게 수행될 수 있다. 이러한 2종의 유도체사이의 반응에 의해, 감광성 조성물 층이 3차원 방향으로 겔화되는 구조를 갖는 것으로 추정할 수 있다. 그 결과, 감광성 조성물 층은 임의의 수성 용매 및 유기 용매중에 불용성이 된다. 이외에, 감광성 조성물 층의 내열성이 개선될 수 있다. 그 결과, 도전부와 절연체 사이의 결합 강도가 개선될 수 있고, 전체 복합 부재의 내약품성 및 내열성을 개선시킬 수 있다.

본 발명에서, 절연체로서 다공체를 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 다공체의 기공의 내표면이 나프토퀴논 디아지드 유도체를 함유하는 감광성 조성물로 피복되는 경우, 앞서 기재된 단계 (2)의 공정을 수행함으로써 고정확도의 패턴 형상을 갖는 도전부를 형성할 수 있다.

절연체의 평면 방향 및 두께 방향으로 연장되는 도전부가 쉬이트형 절연체를사용함으로써 본 발명의 방법에 의해 형성되는 경우, 얻어진 복합 부재는 하기 기재되는 구조를 갖는 것으로 추정하는 것이 바람직하다. 특정 구조가 도 2를 참고로 하여 기재될 것이다.

특히, 도 2는 본 발명의 방법에 의해 제조된 복합 부재의 예를 개략적으로 나타낸다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 광 조사시 이온 교환기를 형성하는 화합물을 함유하는 감광성 조성물 층(22)가 다공질 절연체(21)의 표면상에 형성된다. 광 조사를 수행함으로써, 이온 교환기를 함유하는 유기 화합물(24)가 노출부에서 형성된다. 이온 교환 반응 또는 흡착 반응에 의해 형성된 금속 이온 또는 미세 금속 입자는 유기 화합물(24)의 이온 교환기상에 지지된다. 그 후, 합리적인 두께를 갖는 도전부(23)을 형성하도록 무전해 도금을 수행한다. 이러한 방식으로, 복합 부재가 본 발명의 방법에 의해 제조된다. 유기 화합물(24)는 각각의 절연체(21) 및 도전부(23)에 강하게 결합됨으로써 절연체(21)과 도전부(23)사이에 결합 강도를 개선시킨다. 유기 화합물(24)가 절연체(21)과 도전부(23)사이에 개재되는 복합 부재에서, 절연체(21)의 표면상에 존재하는 유기 화합물(24)의 양은 하기 조건을 충족시키는 것이 바람직하다. 특히, 도전부(23)과 접촉하지 않는 상태로 존재하는 유기 화합물(24)의 양은 절연체(21)과 도전부(23)사이의 계면에 존재하는 유기 화합물(24)의 양보다 적은 것이 바람직하다. 친수성 이온 교환기는 도전부(23)과 절연체(21)사이의 결합 강도의 개선에 기여한다. 그러나, 유기 화합물의 친수성 기가 도전부(23)이 형성되는 부분이외의 부분에 존재하는 경우, 금속의 이동이 인접하는 도전부(23)사이에 발생하는 경향이 있다. 또한, 절연체 특성을 낮추도록흡습성이 증가된다.

본 발명의 방법에 의해 제조된 복합 부재를 사용함으로써 다층 배선 기판을 제조할 수 있다. 제1 단계에서, 쉬이트형 절연체의 평면 방향 및 두께 방향으로 연장되는 도전부가 본 발명의 방법에 의해 형성되어 복합 부재가 제조된다. 제조된 다수의 복합 부재를 적층함으로써 제조된 다층 배선 기판은 도 3을 참고로 하여 기재될 것이다.

특히, 도 3은 본 발명의 방법에 의해 제조된 복합 부재를 사용함으로써 제조된 다층 배선 기판(31)의 예를 개략적으로 나타낸다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 다층 배선 기판(31)은 비아(32) 및 배선(33)과 같은 도전부가 제공된 절연체(34)로 각각 이루어진 다수의 다공질 필름을 적층함으로써 제조된다. 비아(32) 및 배선(33)은 금속을 다공질 필름의 미세 기공의 내표면상에 또는 다공질 필름의 내부에 부가함으로써 형성된다. 금속과 같은 도전성 물질 단독으로 형성된 도전부(35)가 도전부의 말단 표면상에 형성된다.

특히, 다층 배선 기판(31)에서 절연 성분을 함유하지 않는 전도체로 형성된 층(35)는 각각의 다공질 필름에서 도전부(32) 및 (33)의 최외곽 표면 각각에 형성되고, 그 결과, 도전부의 저항이 낮아진다. 특히, 고주파수를 갖는 영역에서, 임피던스 특징은 이러한 구조의 외피(skin) 효과에 의해 개선될 수 있다.

본 발명의 방법에 의해 제조된 단일 복합 부재가 다수의 복합 부재를 적층하지 않으면서 배선 기판으로서 사용될 수 있다. 또한, 전자 부품을 단일 복합 부재로 제조된 배선 기판 또는 다층 배선 기판에 전기적 연결시킴으로써 전자 패키지를얻을 수 있다. 제조된 전자 패키지에 포함된 배선 기판에 미세 패턴을 갖는 도전부가 고정확도로 형성되기 때문에, 고밀도 마운팅을 달성할 수 있다. 단일 복합 부재로 제조된 배선 기판 및 다층 배선 기판의 구체적 예에는, 예를 들어, 휴대형 장치 및 마이크로 기계와 같은 고밀도 마운팅, 플립 칩 및 볼 반도체의 마운팅에 필수적인 다층 배선 기판 및 인터포우저(interposer), 입체 배선 등에 적합하게 사용되는 다층 배선 및 3차원 배선이 포함된다.

본 발명은 하기 더욱 상세히 기재될 것이다.

본 발명에서, 예를 들어, 수지 및 세라믹 물질을 포함하는 임의의 절연 물질이 배선 및 비아와 같은 도전부가 형성되는 절연체로서 사용될 수 있다.

특히, 본 발명에 사용되는 수지는, 예를 들어, 유리 에폭시 수지, 비스말레이미드-트리아진 수지 및 PPE 수지와 같은 인쇄 회로 기판의 절연체로서 광범위하게 사용되는 수지, 폴리올레핀, 아크릴 중합체, 폴리알릴 에테르와 같은 폴리에테르, 폴리알릴레이트와 같은 폴리에스테르, 폴리아미드 및 폴리에테르 술폰과 같은 엔지니어링 플라스틱이라 총칭되는 수지를 포함한다.

다른 한 편, 본 발명에 사용되는 세라믹 물질은, 예를 들어, 유리, 알루미나 및 알루미늄 질화물을 포함한다.

도전부가 본 발명에서 3차원 방향으로 형성되는 경우, 즉, 쉬이트형 절연체의 평면 방향뿐만 아니라 두께 방향으로 연장되는 도전부가 형성되는 경우, 도전부가 절연 물질로 이루어진 다공질체를 사용함으로써 고정확도로 용이하게 형성될 수있다. 수지로 형성된 다공질체는 습식 방법 또는 건식 방법에 의해 용이하게 제조될 수 있다. 예를 들어, 다공질 수지 쉬이트가 습식 방법에 의해 제조되는 경우, 기공 형성제로서 사용되는 무기 미세 분말 및 유기 용매가 먼저 수지에 가해지고, 생성된 물질은 혼합물을 제조하도록 혼련된다. 그 후, 혼합물을 필름으로 형성한 후, 용매를 사용함으로써 무기 미세 분말 및 유기 용매를 추출한다. 또한, 필요한 경우, 생성된 필름을 연신한다.

다공질 수지 쉬이트가, 예를 들어, 건식 방법으로 제조되는 경우, 습식 방법을 사용하는 경우과 같이 제조된 혼합물을 압출시켜 쉬이트를 형성한다. 그 후, 필요한 경우, 열처리를 생성된 쉬이트에 수행한 후, 쉬이트를 일축 또는 이축 연신시킨다.

다공질 수지 쉬이트가 임의의 습식 방법 및 건식 방법에 의해 제조되는 경우, 바람직한 경우 치수 안정성을 위해 연신후 수지 쉬이트에 열처리를 수행할 수 있다. 또한, 목적하는 다공질 수지 쉬이트가 수지 쉬이트의 형성후 수지 쉬이트를 연신시켜 다공성으로 제조함으로써 상기 기재된 첨가제를 사용하지 않고 용이하게 수득될 수 있다.

또한, 세라믹 다공질체, 예를 들어, 알루미나가 전해액내에서 알루미늄을 양극 산화 처리함으로서 제조될 수 있다.

도전부가 본 발명의 복합 부재의 제조 방법에 의해 3차원 방향으로 연장되는 방식으로 형성되는 경우, 즉, 도전부가 쉬이트형 절연체의 평면 방향뿐만 아니라 두께 방향으로 연장되도록 형성되는 경우, 노광이 다공질체의 내부 영역에 도달하도록 수행된다. 이 경우, 다공질체의 기공 직경은 노광 광의 산란을 방지하기 위해 노광에 사용되는 빛의 파장과 비교하여 충분히 작은 것이 바람직하다. 그러나, 기공 직경이 과도하게 작은 경우, 다공질체는 감광성 조성물로 함침되지 못하는 경향이 있거나 노광 광이 다공질체중으로 투과하지 못하는 경향이 있다. 특히, 배선을 형성하는 경우, 부가된 금속은 기공내에서 충분히 연속적일 필요가 있다. 그러나, 기공 직경이 과도하게 작은 경우, 부가된 금속은 기공내에서 분리되어 미립자 상태로 형성되는 경향이 있다. 그러한 불편함을 방지하기 위해, 다공질체의 기공 직경은 바람직하게는 30 nm 내지 2,000 nm, 더욱 바람직하게는 50 내지 1,000 nm, 가장 바람직하게는 100 nm 내지 500 nm이다.

심지어 기공 직경이 상기 범위내에 있지 않으며 광조사에 사용되는 빛의 파장보다 상당히 큰 경우에도, 다공질체의 굴절율과 동일하거나 근접한 굴절율을 갖는 액체 또는 낮은 비점을 갖는 무정형 고체 물질이 광산란 방지를 위해 기공내에 부가되는 경우 노광 광의 산란을 방지할 수 있다. 그러나, 기공 직경이 과도하게 큰 경우, 기공을, 예를 들어, 도금에 의해 금속으로 완전히 충전시키는 것은 어렵다. 이외에, 수십 마이크론 이하의 폭을 갖는 도전부를 형성하는 것이 어렵다. 또한, 다층 배선 기판을 제조하는 경우 복합 부재의 인접층들사이에 단락이 발생하는 경향이 있다. 이러한 환경하에, 다공질체의 기공 직경은 심지어 노광 단계에서 광산란 방지용 액체를 사용하는 경우조차도 5 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.

또한, 도전부가 다공질체의 두께 방향으로 연장되는 패턴을 형성하는 방식으로 형성되는 복합 부재, 특히, 2차원 방향으로 서로 접촉하는 선형부가 형성된 복합 부재를 제조하기 위해 다공질체는 3차원 방향으로 서로 접촉하는 기공을 갖는것이 바람직하다.

또한, 다공질체내에 존재하는 연속적인 기공은 광조사에 사용되는 빛의 산란을 방지하기 위해 규칙적으로 및 균일하게 형성되는 것이 바람직하다. 이는 미세 도전성 라인을 제조하는데 또한 효과적이다.

또한, 다공질체내의 연속적인 기공은 다공질체의 외부에 개방되는 것이 필요하고, 외부에 개방된 개방 말단을 갖지 않는 밀폐된 셀은 가능한한 감소시키는 것이 바람직하다. 또한, 배선의 전도성을 개선시키기 위해, 다공도는 다공질체의 기계적 강도가 유지될 수 있는 범위내에서 가능한한 높은 것이 바람직하다. 특히, 다공도는 40% 이상, 바람직하게는 60% 이상인 것이 바람직하다.

3차원 방향으로 서로 접촉하는 기공을 갖는 다공질체는 다양한 방법으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 비드를 적층함으로써 제조된 다공질체, 금형으로서 그린 쉬이트 또는 비드의 적층체 구조를 사용함으로써 제조된 다공질체, 금형으로서 기포 또는 액포의 적층체 구조를 사용함으로써 제조된 다공질체, 실리카졸을 초임계 건조시켜 얻어진 실리카 에어로겔, 중합체가 나타내는 미세 상 분리 구조물로부터 적합한 상을 제거함으로써 형성된 다공질체, 중합체 및 실리카를 함유하는 혼합물의 스피노달 분해에 의해 형성된 공연속 상 분리 구조물과 같은 상 분리 구조물로부터 적합한 상을 제거함으로써 제조된 다공질체를 사용할 수 있다. 또한, 에멀젼 템플레이팅(templating) 방법에 의해 제조된 다공질체를 사용할 수 있다. 또한, 예를 들어, 문헌(B.H. Cumpston et al., Nature, vol. 398, 51, 1999) 및 문헌(M. Campbell et al., Nature, vol. 404, 53, 2000)에 기재된 바와 같이 3차원 광 성형 방법에 의해 제조된 다공질체를 사용할 수 있다.

비드의 적층체 구조의 기공에 수지 또는 금속 산화물 겔을 부가한 후, 부가된 물질을 경화시키고, 이어서, 비드를 제거함으로써 제조된 다공질체는, 예를 들어, 문헌(Y.A. Vlasov et al., Adv.Mater.11, No.2, 165, 1999) 및 문헌(S.A.Johnson et al., Science Vol.283, 963, 1999)에 기재되어 있다.

또한, 규칙적으로 배열된 기공 및 고 다공도를 갖는 다공질체를 저비용으로 제조할 수 있기 때문에, 예를 들어, 금형으로서 기포 또는 액포의 적층체 구조를 사용함으로써 제조된 중합체의 다공질체를 사용하는 것이 바람직하다. 특정 다공질체는, 예를 들어, 문헌(S.H.Park et al., Adv. Mater. 10, No.13, 1045, 1998) 및 문헌(S.A.Jenekhe et al., Science Vol. 283, 372, 1999)에 기재되어 있다.

다공도가 90% 이상이며 기공 직경이 약 100 nm 이하인 실리카 에어로겔을 사용하는 것이 바람직하며, 이는 특정 실리카 에어로겔이 고 다공도를 가지며 투명성이 우수하기 때문에 실리카 졸을 초임계 건조시킴으로써 수득된다.

예를 들어, 중합체가 나타내는 상 분리 구조물로부터 형성되는 다공질체를 사용하는 것이 가장 바람직한데, 이는 기공 직경이 용이하게 제어될 수 있으며 특정 다공질체가 저비용으로 제조될 수 있기 때문이다.

미세 상 분리 구조물로부터 제조된 다공질체의 기공의 내부 표면의 상태를 용이하게 제어할 수 있다. 특히, 미세 상 분리 구조물의 하나의 상을 제거할 때, 상이 기공의 내부 표면상에 부분적으로 잔류하도록 완전히 제거되지는 않는다. 그 결과, 기공의 내부 표면의 표면 상태를 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 다공질체는 상 A 및 C의 각각의 분자량이 상 B의 분자량과 비교하여 충분히 큰 A-B-C 형의 삼블록 공중합체를 사용함으로써 형성된다. 상 A로 이루어진 다공질체가 삼블록 공중합체로부터 상 C를 제거함으로써 제조되는 경우, 상 B는 기공의 내부 표면상에 배열된다. 따라서, 일반적으로, 다공질체의 특성을 현저하게 변화시키지 않으면서 기공의 내부 표면의 특성을 변화시킬 수 있다. 따라서, 함침된 수지와 다공질체 사이의 결합 강도를 개선시킬 수 있다. 이 경우, 상 B 및 상 A는 화학 결합에 의해 서로 완전히 커플링되고, 따라서, 이러한 커플링은 표면 흡착형의 통상적인 표면 처리제에 의해 달성되는 커플링보다 월등하다.

중합체가 나타내는 상 분리 구조물은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 중합체 블렌드가 나타내는 스피노달 분해로 형성된 상 분리 구조물, 및 블록 공중합체 또는 그래프트 공중합체가 나타내는 미세 상 분리 구조물을 포함한다. 블록 공중합체 또는 그래프트 공중합체가 나타내는 미세 상 분리 구조물은 기공 직경이 용이하게 제어될 수 있고 규칙적인 다공질 구조를 형성할 수 있기 때문에 가장 바람직하다.

특히, 미세 상 분리 구조물중에 2-연속 구조물은 3차원 방향으로 서로 연속적인 2개의 상으로 이루어진 상 분리 구조물이고, 3차원 방향으로 연속적인 기공을 갖는 다공질체는 하나의 상을 선택적으로 제거함으로써 형성될 수 있다. OBDD 구조 및 자이로이드(Gyroid) 구조가 공연속 구조중에 바람직하다. 또한, 다공질체를 구성하는 공중합체내 중합체 사슬의 중량 분율은 30 내지 70%의 범위내로 고정되어야 한다.

상 분리 구조물로부터 제거되는 상을 구성하는 중합체 사슬의 분자량에 따라 다공질체의 기공 직경을 제어할 수 있다. 또한, 중합체 사슬과 상용적인 단독중합체를 혼합시킴으로써 다공질체의 기공 직경을 제어할 수 있다. 공중합체 단독에 의해 제조하기에 어려운 기공 직경이 100 nm 이상인 다공질체는 단독중합체를 혼합하는 기술을 사용하여 비교적 용이하게 제조될 수 있다. 그러나, 단독중합체의 혼합량이 과도하게 큰 경우, 상 분리 구조물의 규칙성은 낮아진다. 그러한 상황에서, 단독중합체의 혼합량은 공중합체를 기준으로 10 중량% 이하인 것이 바람직하다.

공연속 구조로부터 제조된 3차원 다공질체는 3차원 다공질 구조를 구성하는 미세 도메인의 단면 회전 반경의 각각 2√3 배 및 4 배의 상대 거리를 갖는 연속 기공을 갖는다. 이는 소각 x-선 산란 방법 또는 광산란 방법에 의해 확인될 수 있다. 또한, "상대 거리를 갖는"이란 표현은 소정의 도메인의 중심으로부터 거리 r에 대한 주변 도메인의 존재 확률, 즉, 거리 r에 있는 지점이 도메인을 형성하는 부가된 영역일 확률이 측정되는 경우, 존재 확률이 최대인 거리가 존재한다라는 것을 의미한다.

미세 상 분리 구조물로부터 하나의 상을 선택적으로 제거하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 다양한 방법이 하나의 상을 선택적으로 제거하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 테레케릭(terekeric) 중합체를 사용하여 커플링 부분을 화학 절단한 후, 중합체 사슬중 하나를 에칭하는 방법을 사용할 수 있다. 또한, 선택적 오존 산화에 의해 하나의 상을 분해 제거하는 방법 및 산소 플라즈마 또는 광분해에 의한 제거 방법을 사용할 수 있다. 또한, β-선과 같은 에너지 빔을 조사함으로써 하나의 상을 선택적 분해 제거할 수 있다.

상 분리 구조물로부터 다공질체를 제조하는데 사용되는 중합체 물질은 특별히 제한되지 않으며, 임의적인 중합체 물질이 사용될 수 있다. 특히, 사용되는 중합체 물질은, 예를 들어, 폴리올레핀, 아크릴계 중합체, 폴리알릴 에테르와 같은 폴리에테르, 폴리알릴레이트와 같은 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리이미드 및 폴리에테르 술폰을 포함한다.

다공질체가 배선을 형성하기 위한 기재로서 사용되는 경우, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리알릴 에테르, 폴리알릴레이트 및 폴리에테르 술폰과 같은 내열성 중합체를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 또한, 1,2-커플링 형 또는 1,4-커플링 형 폴리부타디엔과 같은 측쇄 또는 주쇄에 이중결합을 갖는 공액 디엔 단량체를 중합하여 제조된 중합체를 가교결합함으로써 제조된 가교결합된 중합체를 사용할 수 있다.

폴리이미드로 이루어진 다공질체는 하기의 방법에 의해 제조될 수 있다. 제1 단계에서, 폴리이미드의 전구체인 폴리아미드산을 폴리에틸렌 옥시드, 폴리프로필렌 옥시드 또는 폴리(메틸 메타크릴레이트)와 같은 열분해성 중합체와 혼합한다. 이 경우, 블록 공중합체 또는 그래프트 공중합체로서 상분리를 달성할 수 있다. 그 후, 열처리를 수행하여 폴리아미드산을 폴리이미드로 전환시키는 동시에, 증발에 의해 열분해성 중합체를 제거한다.

구조의 규칙성의 관점에서 블록 공중합체 또는 그래프트 공중합체를 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 직경이 각각 100 nm 이상인 기공을 형성하는 경우, 열분해성 중합체 사슬의 분자량이 약 100,000를 초과하기 때문에 블록 공중합체를 합성하기가 비교적 어렵다. 따라서, 예를 들어, 커플링기를 열분해성 중합체 사슬의 말단에 도입한 후, 그래프트 공중합체를 합성하는 것이 바람직하다. 또한, 단독 중합체를 블록 공중합체 또는 그래프트 공중합체 가함으로써 다공질체의 기공 직경을 제어할 수 있다. 그러나, 단독중합체의 혼합량이 과도하게 큰 경우, 상 분리 구조물의 규칙성이 낮아지는 것을 주목해야 한다. 그러한 상황에서, 단독중합체의 혼합량은 공중합체를 기준으로 10 중량% 이하인 것이 바람직하다. 비스말레이미드와 같은 가교성 가소제가 첨가되는 경우, 미세 상 분리 구조물의 형성이 촉진되는 동시에, 다공질체의 내열성 및 기계적 강도가 개선된다.

경화된 중합체의 내열성, 전기 특성, 내습성 및 기계적 특성이 우수해지도록 1,2-커플링 형 폴리부타디엔, 즉 폴리(비닐에틸렌)은 라디칼 발생제 또는 가교화제의 첨가에 의해 3차원적으로 가교결합될 수 있음을 주목해야 한다. 또한, 폴리(비닐에틸렌)이 계속해서 중합 가능하기 때문에, 고분자량 및 분자량 분포가 균일한 블록 공중합체를 얻을 수 있다. 결과적으로, β-선을 조사함으로써 분해 및 제거할 수 있는 폴리(비닐에틸렌)과 폴리(메타크릴산 에스테르) 간의 블록 공중합체를 사용하는 경우, 가교결합된 폴리(비닐에틸렌)으로 구성되고 목적하는 기공 직경의 기공이 규칙적으로 배열된 다공질체를 얻을 수 있다. 또한, 이경우 다공질체의 기공 직경은 단독중합체를 첨가함으로써 조절할 수 있다.

널리 알려진 유기 과산화물, 예를 들면 디쿠밀 퍼옥시드 및 아조니트릴, 예를 들면 아조비스부티로니트릴을 라디칼 발생제로 사용할 수 있다. 특히, 다관능성 라디칼 발생제는 가교화제 기능도 수행할 수 있기 때문에, 2,2-비스(4,4-디-t-부틸 퍼옥시 시클로헥실)프로판 및 3,3',4,4'-테트라(t-부틸-퍼옥시카르보닐)벤조페논과 같은 다관능성 라디칼 발생제를 사용하는 것이 바람직하다.

라디칼 발생제의 첨가량은 가교결합될 중합체 사슬을 기준으로 0.1 내지 20 중량%, 바람직하게는 1 내지 5 중량%이어야 한다. 라디칼 발생제를 과도하게 소량으로 첨가하면, 가교결합 밀도가 낮아 진다. 그러나, 첨가량이 과도하게 높으면, 가교결합체는 다공질화하고, 미세 상 분리 구조물이 불안정해진다.

가교화제로 비스-말레이미드, 예를 들면 비스(4-말레이미드 페닐)메탄, 비스(4-말레이미드 페닐)에테르, 2,2'-비스[4-(파라-아미노페녹시)페닐]프로판 및 2,2'-비스[4-(파라-아미노페녹시)페닐]헥사플루오로프로판을 사용하는 것이 바람직하다. 첨가량은 가교결합될 중합체 사슬을 기준으로 0.1 내지 20 중량%, 바람직하게는 1 내지 5 중량%의 범위내로 감소시켜야 한다. 가교화제의 첨가량이 과도하게 적으면, 가교결합의 밀도가 낮아진다. 그러나, 첨가량이 과도하게 크면, 미세 상 분리 구조물이 불안정해진다.

미세 상 분리 구조물이 형성되기 전에 가교결합 반응이 진행되면, 미세 상 분리 구조물의 형성이 감소된다. 따라서, 미세 상 분리 구조물이 충분하게 형성된 후에 가교결합 반응을 개시하는 것이 바람직하다. 미세 상 분리 구조물의 형성은 공중합체를 형성하는 각 중합체 사슬의 유리 전이 온도 이상의 온도에서 진행된다. 따라서, 중합체 사슬의 유리 전이 온도는 라디칼 발생제의 라디칼 생성 온도보다 충분히 낮은 것이 바람직하다.

가장 바람직한 조성물은 2,2-비스(4,4-디-t-부틸 퍼옥시 시클로헥실)프로판또는 3,3',4,4'-테트라(t-부틸 퍼옥시 카르보닐)벤조페논을 폴리(비닐에틸렌) 사슬과 폴리(메틸 메타크릴레이트) 또는 폴리(α-메틸 스티렌) 사슬의 이블록 공중합체 또는 삼블록 공중합체에 폴리(비닐에틸렌) 사슬을 기준으로 1 내지 5 중량%의 양으로 첨가하여 제조한 조성물을 예로 들 수 있다. 특히, 라디칼 발생제로 3,3',4,4'-테트라(t-부틸 퍼옥시 카르보닐)벤조페논을 사용하는 것이 가장 바람직하다.

미세 상 분리 구조물은 우선 각 중합체 사슬의 유리 전이 온도 이상의 온도에서 가열하고, 이어서 가열 온도를 서서히 증가시켜 라디칼 발생제의 열 분해 온도 이상의 온도에서 가열함으로써 가교 결합 및 경화를 수행한다. 그러나, 가열 온도가 과도하게 높으면, 가교결합이 충분하게 수행되어 계가 용융에 의해 균일해지기 전에 질서-무질서 전이 온도를 초과하게 됨을 주목해야 한다. 이러한 측면에서, 3,3',4,4'-테트라(t-부틸 퍼옥시 카르보닐)벤조페논을 사용하는 것이 간편한데, 이는 라디칼이 열 분해 및 자외선 조사에 의해 생성되기 때문이다.

폴리(비닐에틸렌) 사슬과 폴리(메틸 메타크릴레이트) 사슬 사이의 이블록 공중합체 또는 삼블록 공중합체에서, 가교결합 반응은 미세 상 분리 구조물이 충분하게 형성되기 전에 발생하는 경향이 있는데, 이는 폴리(메틸 메타크릴레이트)의 유리 전이 온도가 약 105℃로 비교적 높기 때문이다. 그러나, β-선을 조사할 경우, 폴리(메틸 메타크릴레이트)는 열 분해로 인해 증발되며, 그 결과 폴리(메틸 메타크릴레이트)는 용매를 사용하여 세척하거나 비교적 낮은 온도로 열 처리함으로써 다공질화될 수 있다. 폴리(메틸 메타크릴레이트)의 유리 전이 온도가 가교결합 개시 온도와 비슷하기 때문에, 용액에서 용매를 서서히 증발시켜 캐스트 필름을 형성함으로써 미세 상 분리 구조물을 형성할 수 있다. 이 경우, 용매를 라디칼 발생제의 열 분해 온도보다 충분하게 낮은 온도에서 증발시키면, 미세 상 분리 구조물의 형성은 가교결합에 의해 감소되지 않는다. 그러나, 이와 같은 캐스트 필름의 제조는 비교적 장시간이 소요되고, 따라서 생산성이 높지 않다. 폴리(α-메틸 스티렌)을 폴리(메틸 메타크릴레이트) 대신 사용하는 경우도 사정은 마찬가지이다.

폴리(메틸 메타크릴레이트) 또는 폴리(α-메틸 스티렌) 대신에 탄소수 3 내지 6의 알킬기가 치환된 폴리메타크릴산 에스테르 또는 상기 알킬기가 페닐기로 치환되어 있는 폴리(α-메틸 스티렌)을 사용하는 경우, 유리 전이 온도가 감소하며 이로써 상기한 문제점을 배제할 수 있다. 보다 구체적으로, 미세 상 분리 구조물은 유리 전이 온도 이상의 온도에서 공중합체 필름 (또는 공중합체 성형품)을 열 처리함으로써 즉시 형성될 수 있다. 예를 들면, 폴리 (n-프로필 메타크릴레이트) 및 폴리(n-부틸 메타크릴레이트)는 각각 35℃ 내지 25℃의 낮은 유리 전이 온도를 갖는다. 또한, 4-위치가 부틸화된 폴리(α-메틸 스티렌)은 낮은 유리 전이 온도를 갖는다. 알킬기를 형성하는 탄소 수가 6보다 큰 경우, 유리 전이 온도는 더욱 낮아진다. 그러나, 동시에 가교결합 반응은 β-선을 조사할 경우 발생한다. 낮은 유리 전이 온도 및 β-선 조사에 의한 분해 촉진을 모두 만족하는 중합체로는, 예를 들면 폴리(n-프로필 메타크릴레이트), 폴리(n-부틸 메타크릴레이트) 및 폴리(s-부틸 메타크릴레이트)가 포함된다. 특히, 폴리(n-부틸 메타크릴레이트) 및 폴리(s-부틸 메타크릴레이트)를 사용하는 것이 가장 바람직하다.

알킬기가 2-에틸 헥실기와 같이 분지된 경우, β-선 조사에 의한 분해 촉진은 억제되지 않으며, 따라서 분지된 알킬기를 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 분지된 알킬기를 갖는 폴리(메타크릴레이트)는 폴리(n-부틸 메타크릴레이트) 및 폴리(s-부틸 메타크릴레이트)보다 실용성이 불량한데, 이는 분지된 알킬기를 갖는 폴리메타크릴레이트의 단량체를 얻기가 어렵기 때문이다.

또한, 상기한 중합체 이외에 낮은 유리 전이 온도 및 β-선 조사에 의해 분해 촉진을 모두 만족하는 중합체 사슬로 폴리이소부틸렌 및 폴리프로필렌을 사용할 수 있다.

β-선의 조사량은 본 발명에서 구체적으로 제한하지 않았지만 100 Gy 내지 10 MGy, 바람직하게는 1 KGy 내지 1 MGy, 가장 바람직하게는 10 KGy 내지 200 KGy의 범위내여야 한다. 조사량이 과도하게 적으면, 분해성 중합체 사슬을 충분하게 분해하기 어렵다. 또 한편으로, 조사량이 과도하게 많으면, 분해성 중합체 사슬의 분해 생성물이 3차원적으로 가교결합하여 경화된다. 또한, 분해되지 않는 중합체 사슬도 분해되는 경향이 있다. 공중합체의 성형체의 두께, 즉 성형체로의 β-선의 침투 길이에 따른 가속 전압은 약 수십 ㎛ 이하의 두께를 갖는 얇은 필름의 경우 바람직하게는 약 20 kV 내지 2 MV의 범위내이고, 100 ㎛ 이상의 두께를 갖는 필름 및 벌크와 같은 성형체의 경우 바람직하게는 약 500 kV 내지 10 MV의 범위내이다. 금속 성형체가 성형체에 함유되어 있는 경우, 가속 전압을 더 증가시킬 수 있다.

β-선을 조사하는 경우, 1,2-커플링 형 폴리부타디엔 사슬은 가교결합되고, 따라서 라디칼 발생제의 양을 감소시키거나 라디칼 발생제를 전혀 첨가하지 않을수 있다. 이 경우, 유리 전이 온도를 감소시키는 것이 반드시 필요한 것은 아니다. 가교결합된 폴리(비닐에틸렌)은 우수한 특성을 나타내고, 따라서 가교결합된 중합체가 배선 재료로 사용된 구리에 대한 접착성이 만족스럽지는 않지만, 가교결합된 폴리(비닐에틸렌)을 배선기판에 사용해볼 수 있다. 그러나, 본 발명은 이와 같은 어려움을 피할 수 있는데, 이는 구리로 이루어진 배선 및 비아가 본 발명의 다공질체와 일체화되기 때문이다.

본 발명의 복합 부재의 제조 방법의 각 공정을 도 1a 내지 1e를 들어 설명한다.

<공정 1>

공정 (1): 제1 단계에서, 도 1a에 나타낸 바와 같이 노광에 의해 이온 교환수지기를 생성 또는 제거하는 화합물을 함유하는 감광성 조성물 층 (2)를 절연체 (1)상에 형성한다. 도 1a 내지 1e에서, 노광에 의해 이온교환기를 형성하는 화합물을 함유하는 감광성 조성물의 사용을 예시하고 있다.

도전부가 절연체 (1)의 평면 방향 및 두께 방향으로 연장되어 형성된 경우, 도전부는 다공질인 절연체 (1)을 사용함으로써 용이하게 높은 정확도로 형성될 수 있다.

본 발명의 복합 부재 형성 방법에 사용되는 감광성 조성물은 광조사에 의해 이온교환기를 형성하는 화합물 또는 광조사에 의해 이온교환기를 제거하는 화합물을 함유한다. 이와 관련하여 이온교환기를 형성하는 화합물이 광조사에 의해 개시된 화학 반응으로 야기되는 다단계 반응에 의해 이온교환기를 생성하는 화합물일수 있음을 주목해야 한다. 이와 같은 화합물에서 화학 반응은 광조사에 의해 개시되어 이온교환기의 전구체를 얼마간 형성하며, 이어서 전구체는 추가의 화학 반응을 수행하여 이온교환기를 형성한다.

광조사에 의해 이온교환기를 형성하는 화합물에는 광조사에 의해 이온교환이 가능한 관능기를 생성하는 화합물 (i)이 포함된다.

또 한편으로, 광조사에 의해 이온교환기를 제거하는 화합물로는 노광전에는 이온교환이 가능한 관능기를 갖고, 노광후에는 물에 용해되지 않거나 팽윤되지 않는 소수성을 나타내는 관능기를 생성하는 화합물(ii)이 포함된다.

상기한 화합물 (i) 및 (ii)에 포함되는, 이온교환이 가능한 관능기로는 -COOX기, -SO₃X기, -PO₃X₂기 (X는 수소 원자, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 주기율표의 1 및 2족에 속하는 전형적인 금속 및 암모늄기로 부터 선택됨) 및 -NH₂OH와 같은 친수성 관능기가 포함된다.

특히, 화합물 (i) 및 (ii)에서 이온교환이 가능한 관능기가 양이온 교환기인 것이 바람직한데, 이는 양이온 교환기가 금속 이온과의 이온 교환을 용이하게 수행하기 때문이다. 양이온 교환기가 -COOX기, -SO₃X기 또는 -PO₃X₂기 (X는 수소 원자, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 주기율표의 1 및 2족에 속하는 전형적인 금속 및 암모늄기로 부터 선택됨)와 같은 산성기인 것이 특히 바람직하다. 이와 같은 산성기를 함유할 경우, 후속 금속 이온교환 공정후 환원에 의해 형성된 금속 또는 금속 미립자의 안정한 흡착을 얻을 수 있다.

상기한 양이온 교환기 중, 물 중 이온 해리 정수 (dissociation characteristic)로부터 얻은 pKa 값이 7.2 이하인 양이온 교환기가 보다 바람직하다. pKa 값이 7.2를 초과하는 경우, 금속 이온 또는 금속을 결합시키는 후속 단계 (단계 (3))에서 단위 면적 당 결합이 감소하며, 그 결과 이후 형성되는 도전부에서 목적하는 충분한 전도도를 얻을 수 없다.

본 발명의 제1 및 제2 측면에서는 280 nm 이상의 파장의 광조사에 의해 이온교환기를 생성 또는 제거하는 화합물로 광조사에 의해 이온교환기를 생성 또는 제거하는 화합물을 사용한다.

280 nm 이상의 파장의 광조사에 의해 이온교환기를 생성 또는 제거하는 특정 화합물로는, 예를 들면 나프토퀴논 디아지드 유도체, o-니트로벤질 에스테르 유도체, p-니트로벤질 에스테르 술포네이트 유도체 및 나프틸 또는 프탈이미드 트리플루오로 술포네이트 유도체가 포함된다.

특히, 나프토퀴논 디아지드 유도체를 사용하는 경우, 에너지가 낮은 280 nm 이상의 파장의 빛으로 단시간에 충분하게 미세 패터닝 (patterning)을 달성할 수 있다. 또한, 나프토퀴논 디아지드 유도체를 노광 공정에서 광 블리칭 (bleaching)하여 약 300 nm 이상의 파장 대역에서 투명화한다. 결과적으로 다공질 쉬이트의 두께 방향으로 깊은 영역까지 노광할 수 있다. 명확하게, 나프토퀴논 디아지드 유도체는 다공질 쉬이트의 두께 방향으로 다공질 쉬이트를 관통하여 노광할 경우에 사용하는 것이 특히 적합하다.

노광 반응은, 예를 들면 이온교환기를 형성하는 화합물로 나프토퀴논 디아지드 유도체를 사용할 경우 하기 반응식 1에 나타낸 바와 같이 나타낸다.

반응식 1에 나타낸 바와 같이, 절연체 중에 형성된 나프토퀴논 디아지드는 노광 공정 및 후속 공정에서 물의 존재하에 -COOH기를 생성한다.

또한, 감광성 조성물 층은 후속 공정에서 금속 이온을 함유하는 수용액 또는 알칼리성 또는 산성 수용액에 노출된다. 이온교환 반응에 의해 이온화된 감광성 조성물은 수용액에 용이하게 용해되고, 감광성 조성물 층은 기판으로 사용된 절연체로부터 용이하게 박리된다. 이와 같은 상황에서, 기판으로부터 감광성 조성물 층이 박리되는 것을 방지하기 위해, 이온교환기를 생성하는 기가 중합체와 같은 고분자량 화합물로 지지되거나 고분자량 화합물과 결합하는 것이 바람직하다. 이온교환기를 생성하는 기가 공유 결합에 의해 고분자량 화합물에 화학적으로 결합되는 것이 가장 바람직하다.

이 경우, 중합체 또는 고분자량 화합물의 분자량은 1000 이상, 보다 바람직하게는 2000 이상인 것이 바람직하다. 분자량 1000 미만의 중합체를 사용할 경우, 기판을 형성하는 절연체에 비하여 코팅 특성이 불량해지고, 균일한 코팅을 얻기 어렵다. 또한, 예를 들면 도금 공정에서 알칼리성 또는 산성 수용액에 노출됨으로써 악화를 야기하기도 한다.

기판으로부터의 박리를 간단하게 방지하려면, 기판 및 이온교환기와 화학 결합이 가능한 기를 갖는 저분자량 화합물의 단일분자 필름을 기판의 표면에 형성하는 것으로 충분하다. 예를 들면, 일본 특허 공보 제6-202343호에서는 유리 기판의 표면에 감광시 이온교환기를 형성하는 나프토퀴논 디아지드기를 갖는 실란 커플링제의 단일분자 필름을 형성하는 방법을 개시하고 있다.

그러나, 본 발명자들에 의해 수행된 연구에 따르면, 단일분자 필름의 경우 도금 핵의 흡착량이 적으면, 충분한 도금을 얻지 못한다. 중합체-형 감광성 조성물을 사용함으로써, 기판의 표면을 적합한 두께의 조성물 층으로 덮을 수 있다. 충분한 양의 도금 핵이 흡착되기 때문에, 만족스러운 도금을 달성할 수 있다.

상기와 같은 상황을 고려할 때, 280 nm 이상의 파장의 빛을 조사하여 이온교환기를 형성하기 위한 본 발명에 사용된 화합물로는, 예를 들면 1,2-나프토퀴논 디아지드 술포닐-치환된 페놀 수지 유도체 및 1,2-나프토퀴논 디아지드 술포닐-치환된 폴리스티렌 유도체가 포함된다.

280 nm 이상의 파장의 광 조사에 의해 이온교환기를 생성하는 화합물의 또다른 예는 중합체의 구조에 포함된 카르복실기와 같이 이온교환기에 도입된 보호기를 갖는 화합물이다. 특정한 화합물을 사용하는 경우, 280 nm 이상의 파장의 빛을 조사하여 이온교환기를 생성하는 광산발생제가 감광성 조성물에 첨가된다. 산은 후속 공정에서 노광에 의해 광산발생제로부터 생성되고 보호기는 상기와 같이 생성된 산에 의해 분해되어 이온교환기를 형성한다. 또한, 상기한 중합체로는, 예를 들면 페놀-노볼락 수지, 크실레놀-노볼락 수지, 비닐 페놀 수지, 크레졸 노볼락 수지와 같은 페놀 수지, 및 폴리아미드산, 폴리아크릴산 및 폴리메타크릴산과 같은 카르복실기를 갖는 중합체가 포함된다.

페놀 수지의 보호기로는, 예를 들면 tert-부톡시 카르보닐 메틸기 및 tert-부톡시 카르보닐 에틸기와 같은 tert-부틸 에스테르 유도체의 치환체가 포함된다.

또 한편으로, 폴리아미드산 또는 폴리아크릴산에 포함된 카르복실기의 보호기로는, 예를 들면 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 알콕시기, 예를 들면 벤질 알콕시기, 2-아세톡시 에틸기, 2-메톡시 에틸기, 메톡시 메틸기, 2-에톡시 에틸기 및 3-메톡시-1-프로필기, 및 트리메틸 실릴기, 트리에틸 실릴기 및 트리페닐 실릴기와 같은 알킬 실릴기가 포함된다.

또한, o-니트로벤질 에스테르기는 광산발생제를 사용하지 않고도 광조사에 의해 카르복실기와 같은 이온교환기를 형성하는 보호기로 사용될 수 있다.

보호기의 탈보호에 적합한 광산발생제로는, 예를 들면 CF₃SO₃ ^-, p-CH₃PhSO₃ ^-, p-NO₂PhSO₃ ^-등과 같은 카운터 음이온을 제공하는 오늄염, 디아조늄염, 포스포늄염 및 요오도늄염과 같은 염, 유기 할로겐 화합물 및 o-퀴논 디아지드 술폰산 에스테르가 포함된다.

화학 증폭 반응에 의해 이온교환기를 생성하는 조성물을 사용함으로써, 광감도를 개선할 수 있다. 상기 조성물은 필름의 두께 방향으로 광투과가 요구되는, 다공질체에 3차원적인 패턴을 형성하는 것과 같은 미세 패턴 형성에 유용하다.

또 한편으로, 280 nm 이상의 파장의 광조사에 의해 이온교환기를 제거하는 관능기, 즉 노광전에는 이온교환능을 나타내고 노광후에는 물에 용해되지 않거나 팽윤되지 않는 소수성을 나타내는 관능기를 생성하는 화합물로서, 그의 조성물 골격 중에 -COOX기, -SO₃X기 또는 -PO₃X₂기 (X는 수소 원자, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 주기율표의 1 및 2족에 속하는 전형적인 금속 및 암모늄기로 부터 선택됨)와 같은 산성기를 갖고 광조사에 의해 이온교환능이 소실되는 화합물을 사용할 수 있다.

노광전에는 이온교환능을 나타내고 노광후에는 물에 용해되지 않거나 팽윤되지 않는 소수성을 나타내는 관능기를 생성하는 화합물로는 염기성 물질의 존재하에 광조사에 의해 탈카르복실화 반응으로 분해되는 카르복실기를 갖는 화합물이 포함된다. 이 경우, 광산발생제 및 염기성 화합물을 카르복실기를 갖는 화합물과 함께 감광성 조성물에 첨가한다. 특별한 조성물에서, 노광에 의해 생성되는 산은 탈카르복실화 반응에서 생성된 염기성 화합물을 중화한다. 결과적으로, 노광부의 이온교환능은 카르복실기가 노광부에서 유지되고 탈카르복실화 반응이 비노광부에서 진행되는 메카니즘에 의해 소실된다.

탈카르복실화 반응에 의해 분해될 수 있는 카르복실기를 갖는 화합물로 임의의 화합물이 선택될 수 있지만, 염기성 화합물의 존재하에 탈카르복실화 반응을 진행할 수 있는 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 화합물로는 카르복실기의 α 또는 β위치에 전자흡인기 또는 불포화 결합이 존재하는 화합물이 포함된다. 전자흡인기는 카르복실기, 시아노기, 니트로기, 아릴기, 카르보닐기 또는 할로겐 원자인 것이 바람직하다.

카르복실기를 갖는 특정한 화합물로는, 예를 들면 α-시아노 카르복실산 유도체, α-니트로 카르복실산 유도체, α-페닐 카르복실산 유도체, 및 β,γ-올레핀 카르복실산 유도체가 포함된다.

상기한 광산발생제를 감광성 조성물에 첨가할 수 있다. 광산발생제가 280 nm 이상의 파장의 광조사에 의해 산을 생성하는 것이 특히 바람직하다.

화합물이 광산발생제로부터 방출된 산에 의해 중화될 수 있고 카르복실기를 갖는 화합물의 탈카르복실화 반응에 대한 촉매 기능을 수행할 수 있는 한 감광성 조성물에 임의의 염기성 화합물이 첨가될 수 있다. 염기성 화합물은 유기 화합물 또는 무기 화합물일 수 있고, 염기성 화합물이 질소-함유 화합물인 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 바람직한 염기성 화합물로는, 예를 들면 암모니아, 1급 아민, 2급 아민 및 3급 아민이 포함된다. 이러한 염기성 화합물은 0.1 내지 30 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 15 중량%의 감광성 조성물을 함유해야 한다. 염기성 화합물의 양이 0.1 중량% 미만일 경우, 탈카르복실화 반응은 충분하게 진행되지 않는다. 또 한편으로, 염기성 화합물의 양이 30 중량%를 초과하면, 비노광 부분에존재하는 카르복실기를 갖는 화합물의 악화가 촉진된다.

감광성 조성물 층은 후속 공정에서 금속 이온 함유 수용액 또는 알칼리성 또는 산성 수용액에 노출된다. 따라서, 감광성 조성물 층이 용액에 용해되는 것을 방지하기 위해 중합체 또는 고분자량 화합물에 의해 지지되거나 중합체 또는 고분자량 화합물에 결합된 이온교환기를 제거할 수 있는 반응을 야기하는 기가 바람직하다. 상기한 바와 같이, 중합체 또는 1000 이상의 분자량을 갖는 고분자량 화합물에 화학적으로 결합된 이온교환기의 제거 반응을 야기하는 기가 가장 바람직하다.

본 발명의 제3 측면에서, 오늄염 유도체, 술포늄 에스테르 유도체, 카르복실산 유도체 및 나프토퀴논 디아지드 유도체에서 선택된 1종 이상의 유도체는 노광에 의해 이온교환기를 형성하는 화합물로 사용된다.

본 발명에서 사용된 오늄염 유도체로는, 예를 들면 CF₃SO₃ ^-, p-CH₃PhSO₃ ^-, p-NO₂PhSO₃ ^-등과 같은 카운터 음이온을 제공하는 디아조늄염, 포스포늄염, 요오도늄염 및 술포늄염이 포함된다. 보다 구체적으로, 본 발명에서 사용되는 오늄염에는, 예를 들면 디페닐 요오도늄, 4,4'-디부틸페닐 요오도늄, 트리페닐 술포늄, 나프틸 술포늄과 같은 트리플루오로 아세테이트계 유도체, 트리플루오로메탄 술포네이트 유도체, 및 톨루엔 술포네이트 유도체가 포함된다.

본 발명에서 사용된 술포늄 에스테르 유도체로는, 예를 들면 아릴 술폰산의벤조인 토실레이트계 유도체, o-니트로벤질 토실레이트계 유도체, p-니트로벤질 에스테르계 유도체, 및 p-니트로벤질-9,10-디에톡시안트라센-2-술포네이트계 유도체가 포함된다.

본 발명에서 사용된 카르복실산 유도체로는, 예를 들면 히드록실기 또는 카르복실기가 보호된 상기한 페놀 수지, 폴리아미드산 및 폴리아크릴산의 중합체가 포함되며, 상기 중합체에는 페놀 수지 유도체, 예를 들면 페놀 노볼락 수지 유도체, 크실레놀 노볼락 수지 유도체, 비닐 페놀 수지 유도체, 크레졸 노볼락 수지 유도체, 및 폴리아미드산 유도체, 폴리아크릴산 유도체 및 폴리메타크릴산 유도체와 같은 카르복실기를 갖는 중합체 유도체가 포함된다.

페놀 수지 유도체의 보호기로는, 예를 들면 tert-부톡시 카르보닐 메틸기 및 tert-부톡시 카르보닐 에틸기와 같은 tert-부틸 에스테르 유도체를 포함하는 치환기가 포함된다.

또 한편으로, 폴리아미드산 또는 폴리아크릴산에 포함된 카르복실기의 보호기로는, 예를 들면 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 및 벤질 알콕시기, 2-아세톡시 에틸기, 2-메톡시 에틸기, 메톡시 메틸기, 2-에톡시 에틸기 및 3-메톡시-1-프로필기와 같은 알콕시기, 및 트리메틸 실릴기, 트리에틸 실릴기 및 트리페닐 실릴기와 같은 알킬 실릴기가 포함된다. 이와 같은 보호기는 적합한 광산발생제와 반응하여 카르복실기를 생성한다.

또한, 본 발명에서 사용된 나프토퀴논 디아지드 유도체에는, 예를 들면 나프토퀴논 디아지드-4-술폰산 유도체, 나프토퀴논 디아지드-5-술폰산 유도체 및 나프토퀴논 디아지드 술포닐 할라이드계 유도체가 포함된다.

상기 화합물을 함유하는 감광성 조성물 층은 후속 공정에서 금속 이온 함유 수용액 또는 알칼리성 또는 산성 수용액에 노출된다. 따라서, 감광성 조성물 층이 수용액에 용해되는 것을 방지하기 위해, 중합체 또는 고분자량 화합물에 의해 지지되거나 중합체 또는 고분자량 화합물에 결합된 이온교환기를 형성하는 반응을 수행하는 것이 바람직하다. 상기 지적한 바와 같이, 중합체 또는 분자량 1000 이상의 고분자량 화합물에 화학적으로 결합된 이온교환기를 형성하는 반응을 수행하는 것이 가장 바람직하다.

이와 같은 조건하에, 1,2-나프토퀴논 디아지드 술포닐-치환된 페놀 수지 유도체, 1,2-나프토퀴논 디아지드 술포닐-치환된 폴리스티렌 유도체 또는 광산발생제를 사용하여 중합체 관능기의 보호기를 탈보호시킴으로써 이온교환기를 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제4 측면에 따라서, 광조사에 의해 이온교환기를 제거하는, 즉 노광전에는 이온교환능을 나타내고 노광후에는 화합물이 물에 용해 또는 팽윤되지 않는 소수성을 나타내는 관능기를 생성하는 화합물을 함유하는 감광성 조성물을 사용한다. 이와 같은 화합물은 그의 골격에 이온교환기를 가지며 광조사에 의해 이온교환능이 소실된다. 이온교환기는 -COOX기, -SO₃X기 또는 -PO₃X₂기 (X는 수소 원자, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 주기율표의 1 및 2족에 속하는 전형적인 금속 및 암모늄기로부터 선택됨)와 같은 산성기를 갖는다.

노광전에는 이온교환능을 나타내고 노광후에는 화합물이 물에 용해 또는 팽윤되지 않는 소수성을 나타내는 관능기를 생성하는 화합물로는 탈카르복실화에 의해 분해되는 카르복실기를 갖는 화합물이 포함된다. 이 경우, 광산발생제 및 염기성 화합물은 카르복실기를 갖는 화합물과 함께 감광성 조성물에 첨가된다. 특정한 조성물에서는 노광에 의해 생성된 산이 탈카르복실화 반응에서 생성된 염기성 화합물을 중화한다. 결과적으로, 노광부의 이온교환능은 노광부에서 카르복실기가 유지되고 탈카르복실화 반응이 비노광부에서 진행되는 메카니즘에 의해 소실된다.

탈카르복실화 반응에 의해 분해될 수 있는 카르복실기를 갖는 화합물로 임의의 화합물이 선택될 수 있지만, 염기성 화합물의 존재하에 탈카르복실화를 진행할 수 있는 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 화합물로는 카르복실기의 α- 또는 β-위치에 전자흡인기 또는 불포화 결합이 존재하는 화합물이 포함된다. 전자흡인기는 카르복실기, 시아노기, 니트로기, 아릴기, 카르보닐기 또는 할로겐 원자인 것이 바람직하다.

화합물이 광산발생제로부터 방출된 산에 의해 중화될 수 있고 카르복실기를 갖는 화합물의 탈카르복실화 반응에 대한 촉매 기능을 수행할 수 있는 한 감광성조성물에 임의의 염기성 화합물이 첨가될 수 있다. 염기성 화합물은 유기 화합물 또는 무기 화합물일 수 있고, 염기성 화합물은 질소-함유 화합물인 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 바람직한 염기성 화합물로는, 예를 들면 암모니아, 1급 아민, 2급 아민 및 3급 아민이 포함된다. 이러한 염기성 화합물은 0.1 내지 30 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 15 중량%의 양으로 감광성 조성물을 함유해야 한다. 염기성 화합물의 양이 0.1 중량% 미만일 경우, 탈카르복실화 반응은 충분하게 진행되지 않는다. 또 한편으로, 염기성 화합물의 양이 30 중량%를 초과하면, 비노광부에 존재하는 카르복실기를 갖는 화합물의 악화가 촉진된다.

감광성 조성물 층은 후속 공정에서 금속 이온 함유 수용액 또는 알칼리성 또는 산성 수용액에 노출된다. 따라서, 감광성 조성물 층이 용액에 용해되는 것을 방지하기 위해 중합체 또는 고분자량 화합물에 의해 지지되거나 중합체 또는 고분자량 화합물에 결합된 이온교환기를 제거할 수 있는 반응을 야기하는 기가 바람직하다. 상기한 바와 같이, 중합체 또는 분자량 1000 이상의 고분자량 화합물에 화학적으로 결합된 이온교환기의 제거 반응을 야기하는 기가 가장 바람직하다.

상기한 바와 같이 본 발명의 방법에 따라서, 감광성 조성물 층을 선택적인 패턴으로 노광하여 감광성 조성물 층의 노광부 또는 비노광부에 이온교환기를 선택적으로 배열한다. 이온교환기가 배열된 영역이 친수성일지라도 이온교환기가 배열되지 않은 영역은 많은 경우에 소수성일 수 있음을 주목해야 한다. 그러나, 본 발명에서는 이온교환기가 배열되지 않은 영역도 친수성으로 물에 대한 습윤성을 갖는다. 이온교환기가 배열되지 않은 영역의 소수성이 과도하게 크면, 도금 용액과 기판 사이의 접촉이 하기한 표제 "<단계 (5)>"의 도금 공정에서 불충분해지며, 그 결과 기포가 기판에 부착될 수 있다. 기포가 기판에 부착될 경우, 기포가 부착된 기판의 부분은 도금되지 않으며, 그 결과 만족스러운 금속 패턴을 형성할 수 없다. 특히, 기판으로 다공질체를 사용하는 경우 도금 용액이 다공질체의 내부로 스며들지 못한다. 따라서, 이온교환기가 배열되지 않은 영역의 소수성이 과도하게 크면, 다공질체의 내부를 도금하기가 어렵다.

일본 특허 공보 제6-202343호에서는 친수성 영역 및 소수성 영역으로 이루어진 패턴을 우선 기판에 형성하고, 이어서 친수성 영역을 선택적으로 도금하여 목적하는 금속 패턴을 형성하는 금속 패턴 형성 방법을 개시하고 있다. 상기 선행 기술에서는 소수성 영역을 선택적으로 불소화하여 소수성 영역의 소수성을 증가시킴으로써 도금의 선택성을 개선한다. 불소화는 친수성 영역과 소수성 영역 간의 물에 대한 습윤성의 차이를 증가시킨다. 상기 선행 기술에서는 도금 용액을 친수성 지역과 선택적으로 접촉시켜 도금의 선택성을 개선한다.

그러나, 상기 선행 기술에서는 상기한 바와 같이 기포가 친수성 영역에 부착될 수 있으며, 그 결과 만족스러운 도금을 얻을 수 없다. 또한, 도금 용액이 다공질체의 내부로 스며들지 못하기 때문에 다공질체의 내부를 도금하기가 매우 어렵다.

이와는 달리 본 발명의 방법에서는 친수성 영역 및 소수성 영역을 형성하는 것이 불필요하다. 정반대로, 기판으로 사용된 절연체의 전체 표면을 친수성화함으로써 기판을 본 발명의 도금 용액과 충분하게 접촉시켜 만족스러운 도금을 얻는다.

물에 대한 습윤성은 물방울이 편평한 표면에 떨어져 있을 때, 접촉각에 의해 용이하게 측정된다. 본 발명에서는 이온교환기가 배열되지 않은 영역에서도 접촉각이 60°이하, 바람직하게는 40°이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 제조 방법에서 사용된 감광성 조성물은 노광에 의해 이온교환기를 생성하는 화합물 이외에 목적에 따라서 첨가제를 함유할 수 있다. 예를 들면, 감광성 조성물은 기판의 두께 방향으로 분해능 및 투과성을 개선하기 위한 광증감제를 함유할 수 있다. 본 발명에서 사용된 광증감제는 노광에 의해 이온교환기를 형성하는 화합물을 감광할 수 있는 한 특별히 제한되지 않는다. 사용된 화합물 및 광원의 종류에 따라서 광증감제를 적합하게 선택할 수 있다.

본 발명에서 사용된 광증감제의 구체적인 예로는, 예를 들면 방향족 탄화수소 및 그의 유도체, 벤조페논 및 그의 유도체, o-벤조일 벤조산 에스테르 및 그의 유도체, 아세토페논 및 그의 유도체, 벤조인 및 벤조인 에테르 및 그의 유도체, 크산톤 및 그의 유도체, 티오크산톤 및 그의 유도체, 디술파이드 화합물, 퀴논-계 화합물, 할로겐화 탄화수소-함유 화합물, 아민, 크산텐 착색제, 예를 들면 에오신 B (C.I. No. 45400), 에오신 J (C.I. No. 45380), 시아노신 (C.I. No. 45410), 벵갈로즈, 에리트로신 (C.I. No. 45430), 2,3,7-트리히드록시-9-페닐 크산텐-6-온 및 로다민 6G (Rodamine 6G), 티아진 착색제, 예를 들면 티오닌 (C.I. No. 52000), 아줄 A (C.I. No. 52005) 및 아줄 C (C.I. No. 52002), 피로닌 착색제, 예를 들면 피로닌 B (C.I. No. 45005), 피로닌 GY (C.I. No. 45005), 및 쿠마린 착색제, 예를 들면 3-아세틸 쿠마린, 3-아세틸-7-디에틸아미노 쿠마린이 포함된다.

광증감제의 혼합량은 노광에 의해 이온교환기를 형성하는 화합물의 양을 기준으로 통상 0.001 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.01 내지 5 중량%이다.

나프토퀴논 디아지드 유도체가 노광에 의해 이온교환기를 생성하는 화합물로 사용될 경우, 카르보디이미드 유도체 또는 아민 유도체를 가교화제로 첨가하는 것이 바람직하다. 도전부를 형성한 후 감광성 조성물을 열 처리하여 감광성 조성물을 경화함으로써 얻어진 절연체에 내열성을 부여할 수 있다. 가교화제의 혼합량은, 예를 들면 서로 반응하는 상호 관능기의 양을 기준으로 적합하게 결정된다.

본 발명의 방법에서 사용된 감광성 조성물로 나프토퀴논 디아지드 유도체 및 폴리카르보디이미드 유도체를 함유하는 감광성 조성물을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 감광성 조성물을 사용하는 경우, 나프토퀴논 디아지드 유도체 및 카르보디이미드 유도체로부터 생성된 이온교환기는 도전부가 형성된 후 열 처리에 의해 서로 가교결합된다. 결과적으로, 도전부와 절연체 간의 접촉 특성이 개선되며, 내열성이 높고 미세 패턴을 갖는 도전부를 포함하는 복합 부재를 얻을 수 있다.

상기한 감광성 조성물에서, 친수성 이온교환기는 노광부에서 선택적으로 형성되어 감광성 조성물 층의 노광부와 비노광부간의 용해도 차이를 발생한다. 상기한 용해도의 차이를 이용함으로써 감광성 조성물의 패턴을 용이하게 형성할 수 있다.

또한, 예를 들면 빌트업 기판용 층간 절연막, 칼라 액정 디스플레이 장치, 전자발광 디스플레이, 칼라 형광 디스플레이 장치, 플라즈마 디스플레이 패널, OA센서 및 고체촬상소자에 사용되는 광학 칼라 필터의 제조에 사용되는 광차단 감광성 수지 조성물로 사용될 수 있는 특정한 감광성 조성물을 사용할 수 있다. 특정한 감광성 조성물은 내약품성, 내수성, 내열성 및 기판에 대한 높은 접착성 측면에서 탁월한 특성을 나타내며, 따라서 감광성 조성물로 유용하다.

1,2-나프토퀴논 디아지드 술포닐-치환된 페놀 수지, 1,2-나프토퀴논 디아지드 술포닐-치환된 폴리스티렌 수지 등이 상기한 감광성 조성물에 함유된 특히 바람직한 나프토퀴논 디아지드 유도체를 구성한다. 감광성 조성물이 상기한 특정 나프토퀴논 디아지드 유도체를 함유할 경우, 조성물의 필름-형성능이 개선되어 얇은 필름을 형성할 수 있다. 특히, 감광성 조성물이 1,2-나프토퀴논 디아지드 술포닐-치환된 페놀 수지를 함유할 경우, 페놀 히드록시기 및 폴리카르보디이미드 유도체는 서로 상호 가교결합하여 경화되며, 그 결과 감광성 조성물의 내열성이 가장 우수해진다.

상기한 감광성 조성물에 함유된 카르보디이미드 유도체가 하기 화학식 1로 표현되는 것이 바람직하다.

상기 식에서, R1은 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 이소프렌기 및 부타디엔기로 대표되는 탄소수 1 내지 20의 유기기이다.

폴리카르보디이미드 유도체는 상기 화학식 1로 나타낸 바와 같이 지방족 골격을 가지며, 조성물을 낮은 점도로 설정할 수 있다. 따라서, 스핀 코팅법이나 딥 코팅법과 같은 용매를 사용하는 코팅의 경우, 유기 감광성 조성물의 얇은 필름을 형성하기 위해 특정한 구조의 폴리카르보디이미드 유도체를 사용하는 것이 바람직하다.

상기한 감광성 조성물에서, 나프토퀴논 디아지드 유도체 및 폴리카르보디이미드 유도체의 양은 서로 상호 반응하는 관능기 당량을 고려하여, 카르보디이미드기 1 몰에 대하여 반응기의 양이 0.01 몰 내지 1 몰이 되도록 나프토퀴논 디아지드 유도체를 함유하는 것이 바람직하다. 반응기의 양이 0.01 몰 미만이면 반응성이 불량해지고, 목적하는 내열성을 얻기가 어려워 진다. 또한, 반응기의 양이 1 몰을 초과하면, 실온에서의 보존 안정성이 불량해지며, 그 결과 본 발명의 공정이 저해된다. 반응기의 양이 상기한 범위내에서 조절되면, 반응 온도를 약 100℃로 설정하는 것이 가능하며 이 공정이 완료된 후에 반응을 수행하는 것이 바람직하다.

본 발명의 방법에 따라 복합 부재를 형성하기 위해 사용된 감광성 조성물은 구성 성분의 혼합물을 성형함으로써 쉬이트로 제조하거나, 또는 구성 성분의 혼합물을 적합한 용매에 용해시킴으로써 용액으로 제조할 수 있다.

절연체상에 감광성 조성물 층을 형성하기 위해, 감광성 조성물을 쉬이트 형태로 절연체에 부착시켜 절연체 표면상에 감광성 조성물 층을 형성할 수 있다. 별법으로, 절연체의 표면을 용액 형태의 감광성 조성물로 코팅하여 절연체 표면상에 감광성 조성물 층을 형성할 수 있다. 도전부를 형성한 후의 복합 부재의 내구성을 고려할 때, 절연체의 표면을 감광성 조성물의 용액으로 코팅하여 감광성 조성물 층을 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 3차원적으로 연장된 도전부가 다공질 절연체를 사용하여 형성된 경우, 다공질 절연체의 내부가 용액에 함침되도록 다공질 절연체를 감광성 조성물의 용액에 함침시켜 감광성 조성물 층을 형성한다. 별법으로, 다공질 절연체의 표면을 감광성 조성물의 용액으로 코팅하여 표면으로부터 내부로 연장된 감광성 조성물 층을 형성한다.

침지법, 스핀코팅법, 스프레이법, 진공증착법 및 적층법 중 어떠한 것을 코팅법으로 사용할 수 있다.

복합 부재를 제조하기 위한 본 발명의 방법에서, 생산성의 개선을 고려할 때 절연체 위에 미리 형성된 감광성 조성물 층을 갖는 절연체를 사용하는 것이 바람직하다.

그 위에 미리 형성된 감광성 조성물 층을 갖는 절연체로는 다공질 절연체의 기공의 내부 표면이 나프토퀴논 디아지드 유도체를 함유하는 감광성 조성물로 덮힌 다공질 절연체가 포함된다. 다공질 절연체의 기공의 내부 표면이 나프토퀴논 디아지드 유도체를 함유하는 감광성 조성물로 덮힌 다공질 절연체를 사용함으로써, 패턴의 정확도가 높은 패턴화된 도전부를 3차원적으로 형성할 수 있다.

<단계 (2)>

상기한 단계 (1)에서 절연체(1) 위에 형성된 감광성 조성물 층 (2)는 선택적으로 노광되어 도 1b에 나타낸 바와 같이 목적하는 도전 패턴을 형성하며, 그 결과 이온교환기가 감광성 조성물 층 (2)의 노광부 (4)에 선택적으로 형성되거나 그로부터 소실된다.

도 1b에 나타낸 일례에서, 감광성 조성물 층 (2)는 도전 패턴이 형성된 마스크 (3)을 통해 선택적으로 노광된다. 그러나, 본 발명은 특정한 공정에 제한되지 않는다. 별법으로, 도전 패턴의 음화상을 형성한 마스크를 사용함으로써 도전 패턴부 이외의 부분의 이온교환기를 생성 또는 소실시킬 수 있다.

노광시, 마스크를 반드시 사용할 필요는 없다. 예를 들면, 노광하기 위해 레이저 빔을 사용하여 도전부와 일치하는 패턴을 묘사할 수 있다. 또한, 광 간섭에 의해 발생하는 간섭 패턴과 같은 주기적인 광 강도 패턴을 사용하여 주기적 패턴을 노광할 수 있다.

또한, 노광 패턴은 2차원적인 패턴으로 제한되지 않는다. 3차원적인 패턴을 형성하도록 노광할 수 있다. 3차원적인 패턴을 형성하도록 노광하기 위해서, 공지되어 있는 다양한 3차원적인 노광법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 렌즈를 사용하여 노광 광을 집광하고 집광된 광의 스폿 (spot)을 3차원적으로 주사하여 패턴을 형성한다.

본 발명의 제1 및 제2 측면에서, 감광성 조성물 층은 280 nm 이상의 파장의 광으로 조사된다. 낮은 노광도로 야기된 절연체의 악화를 억제하기 위해, 노광을 위해 사용된 광의 파장은 300 nm 이상, 바람직하게는 350 nm 이상인 것이 바람직하다.

다공질체가 방향족 화합물 구조를 갖는 경우, 예를 들면 다공질체의 내부의 두께 방향으로 노광한 경우, 장파장의 노광 광을 사용하는 것이 중요하다. 다공질체가, 예를 들면 방향족 폴리이미드로 구성된 경우, 많은 경우에 폴리이미드 흡수의 흡수단이 450 nm 이상이다. 이와 같은 경우에는 500 nm 이상의 파장을 갖는 노광 광으로 패턴을 형성하기 위해 선택적으로 노광하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제3 및 제4 측면에서는 노광에 사용되는 노광 광의 파장이 특별히 문제되지 않는다.

목적하는 파장의 노광 광을 방출하는, 단계 (2)에서 사용되는 노광 광의 광원은 자외광원, 가시광원 및 β-선 (전자선) 및 X-선에서 적절하게 선택될 수 있다. 자외광원 및 가시광원은 수소 방전관, 희소 가스 방전관, 텅스텐 램프 또는 할로겐 램프와 같은 연속 스펙트럼 광원 및 다양한 레이져 또는 수은 램프와 같은 불연속 스펙트럼 광원에서 선택될 수 있다.

후속 단계 (3)에서 금속 이온과 감광성 조성물 층의 이온교환기와의 결합량을 증가시키기 위해, 이온교환기를 중화하거나 단계 (2)에서 이온교환기가 형성되는 영역을 팽윤시키는 것이 바람직하다. 이 목적을 위해 절연체를 블로우잉 (blowing) 및 침지에 의해 산성 또는 알칼리성 용액과 접촉시킨다. 특히, 물에 수산화 리튬, 수산화 칼륨 또는 수산화 나트륨과 같은 수산화물, 탄산 리튬, 탄산 칼륨 또는 탄산 나트륨과 같은 알칼리 금속 염, 소듐 메톡시드 또는 칼륨 메톡시드와 같은 금속 알콕시드 또는 수소화붕소나트륨을 용해시켜 알칼리성 용액을 제조하는 것이 바람직하다. 절연체를 알칼리성 용액에 침지시켜 제조한다. 제조된 알칼리성 수용액을 단독으로 또는 이와 같은 수용액의 2종 이상의 혼합물의 형태로 사용하는 것이 바람직하다.

<단계 (3)>

다음 단계에서는 금속 이온 또는 금속 미립자를 이온교환기와 선택적으로 결합시켜 도 1c에 나타낸 바와 같이 도전부를 형성한다. 도 1c에 나타낸 일례에서는 노광부 (4)가 도전부를 형성한다.

노광부에서 형성된 이온교환기는 금속 이온과 교환 반응을 수행한다. 이온교환기와 금속 이온 간에 수행되는 교환 반응의 일례를 하기 반응식 2로 나타낸다.

상기 식에서, X는 수소 원자, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 주기율표의 1 및 2족에 속하는 전형적인 금속 및 암모늄기를 나타내고, M은 금속 성분을 나타낸다.

이온교환기와 금속 이온간의 교환 반응은, 예를 들면 금속 염의 수용액에서 목적하는 패턴으로 선택적으로 노광한 후, 절연체를 간단하게 침지함으로써 용이하게 수행될 수 있다.

금속 이온으로 사용된 금속 성분에는, 예를 들면 구리, 은, 팔라듐, 니켈, 코발트, 주석, 티타늄, 납, 백금, 금, 크롬, 몰리브덴, 철, 이리듐, 텅스텐 및 로듐이 포함된다.

이와 같은 금속 성분은 술페이트, 아세테이트, 니트레이트, 클로라이드 및 카르보네이트와 같은 금속염의 형태로 수용액에 함유되어 있다. 황산 구리가 특히바람직하다. 용액 중의 금속 이온의 농도가 0.001 M 내지 10 M, 바람직하게는 0.01 M 내지 1 M의 범위가 되도록 금속 염을 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, 금속 염을 용해시키는 용매로 물, 또는 메탄올 또는 이소프로판올과 같은 유기 용매를 사용할 수 있다.

금속 염을 함유하는 용액의 pH 값이 7 이하, 바람직하게는 6.5 이하인 것이 바람직하다. 본 발명에서는, 물에서의 이온 해리 상수로부터 결정된 pKa 값이 7.2 이하인 이온 교환기를 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 이온 교환량은 금속 염을 함유하는 수용액의 pH값이 7에 접근함에 따라 실질적으로 일정하게 유지된다.

또한, 금속 염을 함유하는 용액의 pH 값이 7을 초과하는 경우, 금속 이온은 이온 교환기가 아닌 극성 기, 즉 페놀계 히드록실기 및 실란올기와 같은 극성기에 흡착되어 양호한 패턴을 얻는 데 실패한다. 예를 들어, 유리판이 예를 들어, 스핀 코팅법을 통해 광증감제로 코팅되는 경우, 히드록실기는 광증감제로 코팅되지 않은 유리판의 배면에 노출된다. 금속 염을 함유하고 pH 값이 7을 초과하는 수용액에 상기 유리판이 침지되는 경우, 금속 이온은 히드록실기에 흡착된다. 그 결과, 후속 단계에서 금속화가 일어나고, 따라서 광증감제가 코팅되어 있지 않은 배면이 도금된다. 이러한 상황에서, 금속 염을 함유하는 용액의 금속 염 농도 및 pH 값이 상기 기재된 범위 안에 드는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 금속 미립자가 분산되어 있는 용액을 사용하는 것이 가능하다. 이온 교환기 및 콜로이드 금속 미립자는 정전기적 상호 작용에 의해 서로 선택적으로 커플링된다 따라서, 이온 교환기와 금속 미립자 사이의 커플링은 금속미립자가 분산되어 있는 용액에 절연체를 단순 침지시킴으로써 용이하게 달성될 수 있다.

예를 들어, 절연체는 산성의 염산 수용액에서 염화 팔라듐과 염화주석을 혼합함으로써 제조되고 무전해 도금용 촉매로서 사용된 팔라듐-주석 콜로이드에 침지시키거나 또는 팔라듐의 할로겐화물, 산화물 또는 아세틸화 착체를 분산시켜 제조된 용액에 침지시킨다. 그 결과, 금속 미립자의 결합이 용이하게 이온교환기상에서 선택적으로 달성될 수 있다.

상술한 바와 같이, 복합 부재는 본 발명의 방법에 의해 절연체 내에 도전부를 형성함으로써 얻을 수 있다. 복합 부재의 도전부의 전도성을 추가로 개선시키기 위해, 이하에 설명되는 단계 (4) 및 단계 (5) 중 어느 하나 또는 둘 모두를 수행하는 것이 바람직하다.

<단계 (4)>

이온 교환에 의해 형성된 도전부 (4)의 전도성을 추가로 개선시키기 위해, 이온 교환기와 커플링된 금속 이온을 환원제와 접촉시켜 금속 이온을 원소 금속으로 환원시킨다.

금속 이온의 금속화 반응의 예를 하기 화학식 3에 나타낸다.

본 발명에서 특별히 한정되지 않는 사용된 환원제에는 예를 들어, 디메틸 아민 보란, 트리메틸 아민 보란, 히드라진, 포르말린, 수소화붕소나트륨, 및 하이포아인산나트륨과 같은 하이포아인산염이 포함된다. 도전부 (4)는 이러한 환원제를 함유하는 용액에 절연체를 침지시켜 금속화될 수 있다.

<단계 (5)>

도전부 (4)의 전도성을 개선시키기 위해, 도 1e에 도시한 바와 같이 무전해 도금 (5)을 적용한다. 그 결과, 도전부 (4)의 기공이 금속으로 어느 정도는 충전될 수 있다.

금속으로서 구리를 사용하는 것이 가장 바람직한데, 이는 구리가 낮은 전기 저항을 가지며 비교적 부식되기 어렵기 때문이다. 보다 구체적으로는, 구리를 촉매 핵심으로 사용된, 이전 단계에서 형성된 도전부가 있는 무전해 도금액과 접촉시킨다.

무전해 도금액은 예를 들어, 구리, 은, 팔라듐, 니켈, 코발트, 백금, 금 및 로듐의 금속 이온을 함유한 용액을 통해 제공될 수 있다.

무전해 도금액에는 상술한 금속 염의 수용액 외에도 포름알데히드, 히드라진, 하이포아인산나트륨, 수소화붕소나트륨, 아스코르브산 또는 글리옥살산과 같은 환원제, 및 아세트산나트륨, EDTA, 타르타르산, 사과산, 시트르산 또는 글리신과 같은 착화제 또는 침전 조절제가 함유된다. 이들 환원제, 착화제 및 침전 조절제 중 여러가지를 시중에서 용이하게 입수할 수 있다. 도전 필름이 무전해 도금을 통해 원하는 두께로 형성될 때까지 또는 무전해 도금액을 다공질 절연체의 내부 영역에 부가하는 것이 종료될 때까지 도전부가 내부에 형성되어 있는 다공질 절연체를 무전극판 용액에 침지한 채로 유지하는 것이면 충분하다.

부수적으로, 절연체로서 다공질체를 사용하는 경우에는 복합 부재의 전기 절연 특성 및 기계적 강도를 개선시키기 위해 이하에 설명되는 단계 (6)을 추가로 수행하는 것이 바람직하다.

<단계 (6)>

다공질체의 기공에는 함침 수지 또는 무기 물질이 부가된다. 본 발명에 사용된 함침 수지에는 예를 들어, 에폭시 수지, 폴리이미드, BT 수지, 벤조시클로부텐 수지 또는 가교결합된 폴리부타디엔 수지와 같은 경화성 수지가 포함된다. 다른 한편, 다공질체의 기공에 부가되는 무기 물질에는 예를 들어, 실리카졸로부터 형성된 실리카, 실세스퀴옥산 또는 폴리실라잔이 포함된다.

기공이 절연체의 내부에 존재하는 경우, 절연체의 전기적 절연 특성은 기공의 표면에 수분이 흡수되어 악화되는 경향이 있다. 그러나, 기공이 도전부의 크기보다 충분히 작은, 즉 배선의 비아 직경 또는 도선폭 또는 도선 피치보다 더 작은 밀폐된 셀로 형성되는 경우, 절연 특성을 어느 정도 유지하는 것이 가능하다.

본 발명에서 특별히 한정되는 것은 아니지만, 다공질 절연체의 기공에 부가되는 물질에는 예를 들어, 상기 기술된 함침 수지 및 무기 물질이 포함된다. 부가 용량, 밀착성 등을 고려하면 함침 수지를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 필요에 따라, 나노미터 크기의 무기 충전제를 함침 수지와 혼합하는 것이 바람직하다.

실리카 및 알루미나와 같은 금속 산화물, 질화규소 및 질화알루미늄과 같은 금속 질화물, 및 백금 및 팔라듐의 금속 초미립자를 무기 충전제로 사용하는 것이 가능하다. 무기 충전제를 함침 수지와 혼합한 후, 다공질 절연체를 혼합된 함침수지로 함침시키는 것이 가능하다. 또는, 무기 충전제의 전구체를 함침 수지와 먼저 혼합한 후, 다공질 절연체를 상기 혼합물로 함침시키고, 이어서 무기 충전제를 다공질 절연체의 기공 내에 형성시키는 것도 가능하다. 무기 충전제의 전구체로서 실세스퀴옥산 또는 폴리실라잔을 효과적으로 사용하는 것이 가능하다.

본 발명의 제조 방법에서는, 도전부가 형성되는 목적부를 제외한 감광성 조성물 층 내에 이온 교환기를 갖는 유기 화합물이 형성되는 것을 가능한 한 피할 필요가 있다. 따라서, 단파장 빛으로부터 보호되는 황색 실험실 내에서 도금 단계까지의 조작을 수행하는 것이 바람직하다.

복합 부재 제조를 위한 본 발명의 방법에서는, 용이하게 제거될 수 있는 절연체, 예를 들어 열분해성 절연체를 사용하는 것이 가능하다. 이 경우, 먼저 도전부가 절연체의 소정의 영역에 형성된다. 이어서, 다공질체는 예를 들어, 다공질체가 상술한 방법을 통해 함침 수지로 함침되고 경화되기 전에 가열 제거된다. 특정 방법을 사용함으로써 함침 수지로 된 경화 물질로 형성된 비아 및 배선을 갖는 배선 기판을 제조하는 것이 가능하다. 이 경우, 도전부는 최종적으로 도전부를 형성하는 데 사용된 절연체와는 상이한 재료로 형성된다.

부수적으로, 함침된 수지를 경화시 절연체를 가압하여 압착하는 경우, 도전부로 된 다공질체는 다공질체 내에 형성된 공극을 붕괴하도록 제거되며, 그 결과 도전 재료는 서로 결합된다. 이는 도전성 칼럼의 전도성이 개선될 수 있기 때문에 바람직하다.

본 발명의 방법을 통해 제조된 복합 부재에서, 감광성 조성물로부터 유래된유기 화합물은 절연체와 도전부 사이의 계면에 남는다. 이 경우, 도 2와 관련하여 상술한 바와 같이, 절연체 표면상의 단위 표면적 당 유기 화합물의 함량을 조절하는 것이 바람직하다. 그 결과, 도전부와 절연체 사이의 밀착력을 개선하는 것과, 도전부의 전기적 특성을 개선하는 것이 가능하다.

보다 구체적으로는, 본 발명의 방법을 통해 제조되는 복합 부재에서, 도전부 (23)는 도 2에 도시된 바와 같이, 다공질 절연체 (21)의 표면상 또는 내부 영역내의 유기 화합물 (24)을 통해 부분 형성된다. 절연체 (21) 표면상의 단위 표면적 당 유기 화합물 (24)의 함량이 다음에 주어진 관계를 충족하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 절연체 (21)와 도전부 (23) 사이에 존재하는 유기 화합물 (24)의 양은 전도체 (21)와 도전부 (23) 사이의 영역을 제외한 영역에 존재하는 유기 화합물 (24)의 함량보다 더 커야한다.

복합 부재의 내습성을 개선하고 이동성을 막기 위하여, 절연체 (21)와 도전부 (23) 사이의 유기 화합물 (24)의 함량이 절연체 (21)와 도전부 (23) 사이의 영역을 제외한 영역에 존재하는 유기 화합물의 함량에 비해 5 배 이상, 바람직하게는 10 배 이상 더 높은 것이 바람직하다.

이 경우, 유기 화합물 (24)은 복합 부재 제조를 위한 본 발명의 방법에 사용된 감광성 조성물로부터 유래된 것이거나 또는 또다른 유기 화합물인 것이 가능하다. 특히, 절연체 (21)와 감광성 조성물이 구조면에서 서로 상이한 것이 바람직한데, 이는 절연체가 빛의 조사시 악화되지 않고, 절연체의 재료 선택성에 제한이 없기 때문이다.

예를 들어, 본 발명이 다층 배선 기판에 응용되는 경우, 절연부가 일반적인 목적 수지, 예컨대 에폭시 수지, 페놀계 수지 및 비스말레이미드-트리아진 (BT) 수지 또는 내열성 중합체, 예컨대 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리알릴 에테르, 폴리알릴레이트 및 폴리에테르 술폰으로 형성되는 것이 가능하다. 또한, 절연부의 유전 상수를 저하시키는 것이 바람직한 경우, 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)계 중합체, 벤조시클로부텐 (BCB) 수지 등을 사용하는 것이 가능하다. 요컨대, 절연 재료는 용도에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 절연체가 노광 단계에서 원치않게 광-악화와 같은 손상을 입기 때문에 절연체의 두께 등을 자유롭게 설정할 수 있음도 주지해야 한다.

본 발명의 방법에 의해 제조된 복합 부재를 사용하여 다층 배선 기판을 제조하는 것이 가능하다. 본 발명의 복합 부재를 사용하여 다층 배선 기판을 제조하는 방법이 이제 도 4와 관련하여 설명될 것이다.

구체적으로, 도 4는 다층 배선 기판의 제조에 사용된 복합 부재를 총체적으로 도시하는 경사도 및 단면도이다. 제1 단계에서, 복합 부재는 본 발명의 방법을 통해 제조된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 배선 패턴을 형성하는 도전부 (42)는 쉬이트형 복합 부재 (a, b 및 c) 각각의 다공질 절연체 (41)의 표면상 및(또는) 내부 영역에 형성된다. 또한, 비아 패턴을 형성하는 또다른 도전부 (42)는 쉬이트형 복합 부재 (d)에서 다공질 절연체 (41)의 표면상 및(또는) 내부 영역에 형성된다. 비아 패턴 및 배선 패턴이 복합 부재 (b)와 같이 동일한 쉬이트에 형성되는 것이 가능하다.

비아 패턴이 내부에 형성된 복합 부재 (d)로부터 명백한 바와 같이, 비아를 형성하는 도전부 (42)의 단면이 쉬이트 표면으로부터 돌출된 날카로운 지그재그 구조를 갖는 것이 바람직한데, 이는 비아와 배선 사이가 양호하게 연결될 수 있기 때문이다.

비아의 단면을 땜납으로 코팅하는 것도 가능하다. 이 경우, 비아의 단면이 날카로운 지그재그 구조를 갖는 것이 더욱 바람직하다. 그러나, 땜납을 사용하는 경우, 플럭스가 증발되어 적층 단계에서 공극이 생길 수 있음을 주지해야 한다. 따라서, 니켈 합금과 같은 비교적 경질인 금속을 사용하여 비아 단면에 날카로운 지그재그 구조를 형성하는 것이 바람직하다. 비아 단면이 편평한 경우, 단면은 함침된 수지로 피복되어 전기적 연결을 손상시킨다. 날카로운 지그재그 구조는 예를 들어, Cu/Ni 공융 합금계의 침상형 도금을 적용함으로써 형성될 수 있다.

3차원 배선이 내부에 형성된 다층 배선 기판은 배선 패턴이 내부에 형성된 복합 부재 (a), (b), (c), 및 다수배의 비아 패턴이 내부에 형성된 복합 부재 (d)를 차례로 적층하여 얻을 수 있다.

다층 배선 기판은 먼저, 각각 배선 패턴 또는 비아 패턴이 내부에 형성된 다수의 복합 부재를 제조하고, 이어서 이들 복합 부재를 서로의 위에 전체적으로 적층함으로써 제조할 수 있다. 또는, 다층 배선 기판은 배선 패턴 또는 비아 패턴이 형성되어 있지 않은 다공질체를 배선 패턴 또는 비아 패턴이 내부에 형성된 복합 부재상에 포개는 공정을 반복한 후, 노광 및 도금을 적용하여 배선 패턴을 형성함으로써 제조할 수 있다.

다층 배선 기판에 포함된 복합 부재에 접촉 결합을 적용하여 복합재를 서로의 위에 적층시키는 것이 바람직하다. 접촉 결합을 적용할 때, 복합재의 인접하는 쉬이트들 사이에 접착층을 삽입하는 것이 가능하다.

또한, 에폭시 수지, 폴리이미드, BT 수지 또는 벤조시클로부텐 수지와 같은 함침 수지를 다공질체에 부가하고, 접촉 결합 후에 경화하는 경우, 보다 강한 다층 배선 기판을 형성하는 것이 가능하다. 물론, 함침 수지 외에 실리카졸로부터 형성된 실리카, 실세스퀴옥산 또는 폴리실라잔과 같은 무기 물질을 부가하는 것도 가능하다. 접촉 결합 단계 전에 다공질체를 함침 수지로 함침시킨 후, 접촉 결합을 적용하면서 함침 수지를 경화시키는 것도 물론 가능하다. 그러나, 이 경우에는 비아의 단면이 함침 수지로 피복되는 것이 가능하다.

놀랍게도, 다공질 필름형 절연체를 사용하여 복합체를 형성하는 방식으로 배선 패턴을 형성함으로써 배선부와 비배선부 사이의 단계를 줄이는 것이 가능하다. 이러한 단계가 배제될 수 있기 때문에, 경우에 따라 다수의 복합 부재를 용이하게 적층하는 것이 가능하다. 또한, 복합 부재를 보다 가늘게 하는 것과, 다층 배선 기판에 적층된 복합 부재의 개수를 증가시키는 것이 가능하다. 특히, 다공질 필름형 절연체의 두께가 수 마이크론만큼 얇은 경우, 상기와 같은 효과가 현저하게 생길 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서 다층 배선 기판은 배선층이 내부에 형성된 복합 부재 및 비아가 내부에 형성된 또다른 복합 부재를 적층함으로써 제조될 수 있다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시양태에 국한되지는 않는다. 예를 들어, 배선 패턴과 비아 모두가 내부에 형성된 다수의 복합 부재를 적층함으로써 다층 배선 기판을 제조하는 것도 가능하다.

도 5는 배선 패턴과 비아가 내부에 형성된 복합 부재를 도시한 단면도이다. 도 5에 도시된 복합 부재에서, 배선 패턴 및 비아는 쉬이트형 다공질 절연체 (51)에 깊이가 서로 상이한 도전부를 형성함으로써 단일 부재로 형성한다. 이러한 복합재를 사용하여 다층 배선 기판을 제조하는 경우, 서로의 위에 적층된 복합재의 개수를 줄여서 제조 공정을 단순화하는 것이 가능하다.

쉬이트형 다공질 절연체에 깊이가 서로 상이한 도전부를 형성하기 위해, 쉬이트형 다공질 절연체, 즉 다공질 절연 쉬이트로의 노광 동안 빛의 투과 길이는, 노광 동안 빛에 대한 다공질 절연 쉬이트의 흡수를 빛의 투과 길이가 쉬이트의 두께 방향으로 다공질 절연 쉬이트내에 위치하도록 조절하여 조절된다. 특정 노광을 사용하여 배선 패턴을 한쪽에서 나온 빛에 노출시키고, 비아 패턴을 다른 쪽에서 나온 빛에 노출시킨다. 이어서, 무전해 도금을 적용하여 배선 패턴 및 비아 모두가 내부에 형성된 복합 부재를 얻는다. 또는, 비아 패턴을 다공질 절연체에 의해 덜 흡수되는 일정 파장의 빛에 노출시키는 것이 가능하다. 상술한 방법을 사용하여 내부 비아를 매우 용이하게 형성하는 것이 가능하다. 배선 패턴 및 비아가 원칙적으로 동일한 방법에 의해 제조되기 때문에 제조 공정을 단순화시킬 수 있음을 주지해야 한다. 배선 패턴이 절연체의 양면 모두에서 노광되는 경우, 이중면 배선 기판을 제작하는 것이 가능하다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 방법은 미세한 비아 및 배선이 자유롭고 정확하게 형성되는 복합 부재를 제조하는 것을 가능하게 한다. 이같이 제조된 복합 부재는 기계적 강도 및 전기적 절연 특성이 우수하다.

부수적으로, 다수의 복합 부재를 적층하여 제조된 다층 배선 기판에서, 절연 성분을 함유하지 않은 전도체로 이루어진 층 (35)은 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 복합 부재의 도전부 (32 및 33)의 각각의 최외곽 표면 각각에 형성되는 것이 바람직하다. 절연 성분을 함유하지 않은 전도체로 이루어진 층 (35)이 기판의 도전부 (32 및 33)의 각각의 최외곽 표면에 형성된 경우, 도전부들 사이의 접촉 상태가 개선될 수 있으며, 따라서 층 (35)이 존재하는 것이 도전부의 저항을 저하시키는 데 효과적이다.

절연 성분을 함유하지 않고 도전부 (32 및 33)의 각각의 최외곽 표면에 형성되는 전도체로 이루어진 층 (35)으로서 저항이 낮은 구리와 같은 금속으로 된 층을 사용하는 것이 바람직하다. 절연 성분을 전도체내 절연 성분의 함량이 용적 분율을 기준으로 5%가 넘지 않게 함유해서는 안된다. 층 (35)의 두께는 각 층의 평면을 기준으로 20 ㎛ 이하, 특히 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 층 (35)의 두께는 절연 성분을 함유하는 다공질체에 형성된 전도체의 두께를 기준으로 1 내지 50%, 바람직하게는 5 내지 20%인 것이 바람직하다. 층 (35)이 과도하게 두꺼우면, 도전부로부터의 수준 차가 증가되어 적층을 달성하기 어렵게 한다. 다른 한편, 층 (35)의 두께가 과도하게 작은 경우, 도전부의 저항을 저하시키는 효과가 충분하게 얻어질 수 없다.

전도체로 만들어진 층 (35)은 오랜 시간 동안 상술한 단계 (1)에 사용된 무전해 도금을 적용하여 형성될 수 있다. 또는, 도전층 (35)은 패턴화된 도전부를 절연체 내에 형성하고, 이어서 절연체를 도금조 안에 다시 침지시킴으로써 형성될 수 있다. 도전부의 최외곽 표면의 형태에 자유도를 부여하기 위하여, 금속 포일을 도전부의 단면에 부착하는 것이 바람직하다.

특정 구조의 다층 배선 기판을 얻기 위해서는, 먼저 다공질 쉬이트를 빛에 노출시키고, 이어서 도금을 적용하여 배선부 및 비아부로 이루어진 도전부를 형성시킨다. 이어서, 도전부를 제외한 다공질 쉬이트의 표면을 에폭시 수지 또는 폴리이미드 (폴리아미드산)와 같은 접착제로 코팅하여 금속 포일을 결합하고 도전부와 금속 포일 사이를 연결한다.

접착제의 코팅은 실크 스크린법, 잉크젯법 등을 통해 수행될 수 있다. 접착제를 코팅하기 전, 도전부의 단면에 땜납 도금을 적용하는 것이 바람직하다.

금속 포일로 결착시킨 후, 다공질 쉬이트의 양면상의 금속 포일은 공제(subtracting) 방법과 같은 통상의 방법을 통해 가공되어 회로 패턴을 형성한다. 다층 배선 기판은 적절한 함침 수지를 각각의 복합 부재내에 주입한 후, 고온 압착에 의해 복합 부재를 적층시킴으로써 제조될 수 있다.

또는, 금속 포일 (구리 포일)을 다공질 필름의 하부 표면에 부착시킨 후, 도전부를 노광 및 도금에 의해 다공질 필름내에 원하는 패턴으로 형성한다. 이어서, 또다른 금속 포일 (구리 포일)을 다공질 필름의 상부 표면에 부착시켜 도전부와, 그리고 다공질 필름의 상부 및 하부에 부착된 금속 포일과 전기적 연결을 달성한 후, 다공질 쉬이트의 상부 및 하부 표면상에 구리 포일을 패턴화시켜 회로 패턴을형성하며, 따라서 원하는 복합 부재를 얻는다. 다층 배선 기판은 상술한 방법을 통해 제조된 다수의 복합 부재를 적층시켜 얻을 수 있다.

또한, 전도체 층은 여러가지 방법을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 금속 포일 대신에 앞서 형성된 금속 배선 패턴을 전사시켜 다공질 필름에 결착되도록 하여 전도체 층을 형성하는 것이 가능하다.

물론, 전도체 층은 수준 차가 생겨 적층 단계에서 문제점을 야기한다. 그러나, 다공질체 내에 형성된 도전부 및 전도체 층이 총괄적으로 전기 도전 역할을 수행하기 때문에 전도체 층의 두께를 감소시키는 것이 가능하다. 특히, 고주파용으로 사용되는 배선에서, 전체 배선의 전도 특성은 외피 효과 때문에 배선의 표면 전도성에 크게 의존한다. 전도체 층의 두께가 작을지라도 충분한 효과가 기대될 수 있을 것이다. 도 3에 도시된 구조의 다층 배선 기판은 이러한 용도에 적합하게 된다.

복합 부재의 제조를 위한 본 발명의 방법은 다층 배선 기판 및 3차원 배선 기판의 제조 외에도 반도체 장치의 다층 칩들 사이의 배선 제조에 적용될 수 있다. 보다 구체적으로는, 본 발명의 방법은 각각 상부 및 하부 표면에 형성된 패드를 갖는 반도체 칩을 적층하는 데 사용된 층간 배선의 형성에 적용할 수 있다. 예를 들어, 원주형 배선이 쉬이트형 다공질 절연체의 두께 방향으로 연장되게 형성되거나 또는 특히 반도체 칩 패드의 배열을 따르지 않게 형성된다. 2개의 인접 반도체 칩들 사이의 배선은 원주형 배선이 내부에 형성된 쉬이트를 2개의 반도체 칩들 사이의 영역에 삽입하고 생성된 구조물을 적층함으로써 형성될 수 있다. 나중에, 산소회분화 (ashing) 또는 열분해를 통해 상기 쉬이트를 제거하는 것이 가능하다. 또한, 다공질 쉬이트를 제거한 후, 다공질로 만들어진 배선을 전기도금 또는 무전해 도금에 의해 치밀하게 하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 방법에 의해 제조된 복합 부재는 유리 에폭시 기판과 같은 배선 기판과 합할 수 있다.

사용된 배선 기판에는 예를 들어, 공지된 방법에 의해 제조된 유리 의복과 같은 강화 섬유를 함침하여 제조된 수지 쉬이트, 또는 함침 수지를 갖는 아라미드 섬유로 된 부직포가 포함된다. 본 발명의 방법에 의해 제조된 복합 부재를 합함으로써 요구되는 굴곡 강도를 용이하게 보장하는 것이 가능하다.

본 발명은 이제, 본 발명의 실시예를 참고로 설명될 것이다. 물론, 본 발명의 기술적 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

<실시예 1>

절연체 표면상에 배선 패턴의 형성

비스말레이미드-트리아진 수지 쉬이트를 절연체로서 제조하였다. 다른 한편, 나프토퀴논 디아지드 (나프토퀴논 디아지드 함량 33 당량몰%)를 함유하는 페놀계 수지를 아세톤중에 용해시켜 농도가 1 중량%인 감광성 조성물 용액을 제조하였다. 사용된 페놀계 수지의 분자량은 2500이었다. 수지 쉬이트를 스핀 코팅법에 의해 생성 용액으로 코팅시켜 두께가 0.1 ㎛인 코팅 필름을 형성하였다. 또한, 코팅물을 실온에서 30 분 동안 건조시켜 감광성 조성물층을 형성하였다.

이어서, CANON PLA501 및 선폭이 10 ㎛이고 공간폭이 30 ㎛인 마스크를 사용하여 수지 쉬이트를 장파장이 436 nm인 빛에 500 mJ/cm²의 광량으로 노출시켜 인덴 카르복실산으로 이루어진 잠상을 형성하였다.

또한, 패턴화 잠상이 형성되어 있는 수지 쉬이트를 0.5 M로 조정된 황산구리 수용액에 침지시킨 채로 5 분 동안 유지한 후, 증류수로 세척하고, 이를 3회 반복하였다. 황산구리 수용액의 pH값은 4.1이었다. 세척 후에 수지 쉬이트를 0.01 M 수소화붕소나트륨을 함유하는 수용액에 침지시킨 채로 30 분 동안 유지하고, 이어서 증류수로 세척하여 복합 부재를 얻었다. 구리로 이루어지고 상기 마스크와 같이 선폭이 10 ㎛이고 공간폭이 30 ㎛인 패턴화된 도전부를 상기와 같이 얻은 복합 부재에 형성시켰다.

도 6은 본 실시예에서 얻은 복합 부재에 포함된 도전부 표면을 관찰한 광학 현미경 사진이다. 이 현미경 사진은 180배 배율의 반사 광학 현미경 사진이다.

부수적으로, 본 실시예에서 얻은 복합 부재의 단면 구획과 관련하여 테트라브로모페놀 블루를 사용하여 산 염색 시험을 수행하였다. 인덴 카르복실산으로부터 유래된 카르복실산이 도전부와 절연체 사이의 계면에 존재함을 발견하였다. 이러한 복합 부재에서, 인덴 카르복실산은 절연체와 도전부 사이의 계면을 제외한 부분에서는 발견되지 않았다.

또한, 이렇게 얻은 복합 부재, 즉 도전 패턴이 내부에 형성된 다공질 쉬이트를 무전해 도금액 PS-503에 침지한 채로 30 분 동안 유지하여 구리 도금을 도전부에 적용함으로써 배선 패턴을 형성하였다.

도전부와 절연체 사이의 밀착성은 다음과 같이 평가하였다. 당업계에서는, 도금 금속의 박리 강도가 실온에서 약 1.0 kN/m인 다층 배선 기판을 시중에서 용이하게 입수할 수 있다. 상술한 바와 유사한 조건하에 얻어진 BT 수지 쉬이트-Cu층 구조의 복합 부재에서, 박리 강도는 BT 수지 쉬이트가 정착되고 Cu부가 50 nm/분의 속도로 90 도 방향으로 당겨지는 조건하에 측정하였다. 박리 강도는 1.9 kN/m인 것으로 밝혀졌고, 이는 도전부와 절연체 사이의 밀착성이 상기 당업계와 비교하여 만족스럽다는 것을 지지한다. 본 발명의 방법에 의해 제조된 복합 부재에서 감광성 조성물은 접착층 기능을 충분하게 수행하였음이 명백해졌다.

<실시예 2>

다공질 절연체상에 배선 패턴의 형성

공경이 500 nm이고 두께가 20 ㎛인 PTFE 다공질 필름을 절연체로 사용하고, 실시예 1에 사용된 것에 해당하는 감광성 조성물 용액을 사용한 침지법을 통해 필름의 전체 표면을 코팅하였다. 이같은 조작을 통해, 다공질 필름내 기공의 내부 표면을 나프토퀴논 디아지드 함유 페놀계 수지로 피복하였다. 이어서, 복합 부재, 즉 도전 패턴이 내부에 형성된 다공질 쉬이트를, 도트 직경이 50 ㎛이고 공간 직경이 50 ㎛인 마스크를 사용하여 실시예 1에 사용된 것과 유사한 조작을 통해 제조하였다. 이렇게 제조된 복합 부재에서, 도트 직경이 50 ㎛이고 공간 직경이 50 ㎛인 도전부가 절연체의 전체 내부 영역에 걸쳐 형성되었다.

<실시예 3>

무전해 도금 처리

실시예 2에서 얻은, 도전 패턴이 내부에 형성된 다공질 쉬이트를 무전해 도금액 PS-503에 침지한 채로 30 분 동안 유지하여 도전부에 구리 도금을 적용함으로써 배선 패턴을 얻었다. 다공질 필름의 배면상에 유사 패턴이 형성되었다.

도 7은 본 실시예에서 얻은 복합 부재내 배선 패턴의 표면을 관찰한 광학 현미경 사진이다. 광학 현미경 사진은 180배 배율의 반사 광학 현미경 사진이다.

본 실시예에서 얻은 복합 부재에서, 인덴 카르복실산으로부터 유래된 카르복실산이 도전부와 절연체 사이의 계면, 및 실시예 1에서 관찰된 절연체와 도전부 사이의 계면을 제외한 영역에 존재하였다. 인덴 카르복실산으로부터 유래된 카르복실산은 절연체와 도전부 사이의 계면에서만 관찰되었다. 또한, 도전부와 절연체 사이의 밀착성은 만족스러웠다.

<실시예 4>

이중면이 인쇄된 회로 기판

비스(4-멜레이미드 페닐 메탄)과, 하기 화학식으로 표시되는 폴리아미드산과 폴리에틸렌 옥사이드 사이의 그래프트 공중합체와의 혼합물을 함유하는 NMP 용액을 제조하였다. 폴리에틸렌 사슬의 분자량은 약 20,000이었다. 폴리아미드산 성분 대 폴리에틸렌 옥사이드 성분의 중량비는 2:5이었다. 또한, 그래프트 공중합체 대비스(4-말레이미드 페닐 메탄)의 혼합비는 중량비 기준으로 7:1이었다.

캐스팅법을 사용하여 상기 용액으로부터 쉬이트를 제조하였다. 이렇게 제조된 쉬이트의 온도를 질소 기체 스트림하에서 30 분에 걸쳐 실온으로부터 150 ℃로 승온하고, 쉬이트를 150 ℃에서 1 시간 동안 가열하였다. 이어서, 온도를 30 분에 걸쳐 250 ℃로 승온시키고, 쉬이트를 1 시간 동안 250 ℃에서 가열하였다. 또한, 온도를 30 분에 걸쳐 350 ℃로 승온시키고, 쉬이트를 1 시간 동안 350 ℃에서 가열유지하여 두께가 10 ㎛인 폴리이미드 다공질 쉬이트를 얻었다.

가열 처리 후에 쉬이트를 투과 전자 현미경으로 관찰하여, 공경이 각각 약 0.2 ㎛인 연속 기공이 3차원 방향으로 연장되게 형성된 것을 발견하였다.

다른 한편, 나프토퀴논 디아지드 (나프토퀴논 디아지드 함량 33 당량몰%)를 함유한 페놀계 수지를 아세톤중에 용해시켜 농도가 1 중량%인 용액을 제조하였다. 페놀계 수지의 분자량은 2500이었다. 폴리이미드 다공질 쉬이트의 전체 표면을 침지법을 통해 생성 용액으로 코팅하여 코팅 필름을 형성하였다. 이같은 조작에 의해 다공질 쉬이트 내의 기공 내부 표면을 나프토퀴논 디아지드를 함유하는 페놀계 수지로 피복하였다.

이어서, CANON PLA501, 및 도트 직경이 50 ㎛이고 공간 직경이 50 ㎛인 마스크를 사용하여 폴리이미드 다공질 쉬이트를 장파장이 436 nm인 빛에 3 J/cm²의 광량으로 인덴 카르복실산으로 이루어진 잠상을 형성하였다.

또한, 패턴화된 잠상이 형성되어 있는 수지 쉬이트를 0.5 M로 조정된 황산구리 수용액에 침지한 채로 5 분 동안 유지한 후, 증류수로 세척하였으며, 이를 3회 반복하였다. 황산구리 수용액의 pH값은 4.1이었다. 세척 후 수지 쉬이트를 0.01 M 수소화붕소나트륨을 함유한 수용액에 침지한 채로 30 분 동안 유지한 후, 증류수로 세척하였다. 세척 후, 쉬이트를 무전해 구리 도금액 PS-503에 침지한 채로 30 분 동안 유지하여 구리 도금을 도전부에 적용함으로써 복합 부재를 얻었다. 구리로 이루어지고 마스크와 유사하게 도트 직경이 50 ㎛이고 공간 직경이 50 ㎛인 도전부를 생성된 복합 부재에 형성하였다.

<실시예 5>

이중면이 인쇄된 회로 기판

두께가 10 ㎛인 폴리이미드 다공질 쉬이트를 실시예 4에서와 같이 제조하였다. 각각의 기공 직경이 약 0.2 ㎛이고 3차원 방향으로 연장되어 있는 연속 기공을 폴리이미드 다공질 쉬이트에 형성하였다.

비아 직경이 50 ㎛인 패턴을 갖는 마스크를 사용하여 비아 쉬이트를 실시예 4에서와 같이 생성된 다공질 쉬이트에 형성하였다. 이어서, 땜납 도금을 비아의 단면에 적용하여 비아 쉬이트를 얻었다. 또한, 유사한 다공질 쉬이트를 사용하여 선폭이 30 ㎛인 배선 쉬이트를 유사하게 제조하였다.

또한, 비아 쉬이트 및 배선 쉬이트를 서로의 위에 적층하여 비아와 배선을 서로 전기적으로 연결함으로써 비아 쉬이트/배선 쉬이트/비아 쉬이트 구조를 형성하고, 이어서 가열 압착기를 사용하여 적층 구조를 가열 및 압착함으로써 다층 배선 기판을 얻었다.

<실시예 6>

두께가 40 ㎛인 폴리이미드 다공질 쉬이트를 실시예 4에서와 같이 제조하였다. 각각의 직경이 약 0.2 ㎛이고 3차원 방향으로 연장되어 있는 연속 기공을 폴리이미드 다공질 쉬이트에 형성하였다.

비아 직경이 50 ㎛인 패턴을 갖는 마스크를 사용하여 비아 쉬이트를 실시예 4에서와 같이 생성된 다공질 쉬이트에 형성하였다. 이어서, 땜납 도금을 비아의 단면에 적용하여 비아 쉬이트를 얻었다. 또한, 유사한 다공질 쉬이트를 사용하여 선폭이 30 ㎛인 배선 쉬이트를 유사하게 제조하였다. 비아 쉬이트 형성의 경우와 유사한 방법에 의해 도전부를 형성한 후, 땜납 도금을 배선 쉬이트에도 적용하였다.

비아 쉬이트 및 배선 쉬이트의 도전부를 제외한 표면부를 실크 스크린법을 통해 폴리이미드 바니쉬로 코팅하였다.

다른 한편, 두께가 0.3 mm인 스테인레스 강판을 시중에서 입수가능한 포지티브형 포토레지스트로 스핀 코팅법을 통해 코팅하여 두께가 0.2 ㎛인 포토레지스티 필름을 형성하였다. 이렇게 얻어진 포토레지스트 필름을 노광시킨 후, 현상하여 비아 전사용 기판 및 배선 패턴 전사용의 또다른 기판을 제조하였다. 비아 전사용기판의 제조시, 노광은 비아 직경이 55 ㎛인 마스크를 사용하여 수행하였다. 다른 한편, 배선 패턴 전사용 기판의 제조시, 노광은 선폭이 33 ㎛인 마스크를 사용하여 수행하였다. 이들 마스크는 다공질 쉬이트에 형성된 비아 및 배선 패턴에 대한 피치에 필적하였다.

이들 전사 기판을 구리 전극과 마주보게 배치하고, 황산구리 도금조에 침지시켜 2 A/dm²의 전류 밀도하에 15 분 동안 전기도금하였다. 황산구리 도금조의 pH값은 4.1이었다. 구리를 전사 기판 각각의 포토레지스트가 제거된 부분에 약 5 ㎛의 두께로 침전시켜 금속 패턴을 형성하였다. 금속 패턴이 형성된 전사 기판을 금속 전사용 원판으로 사용하였다.

다공질 쉬이트에 형성된 도전부가 금속 전사 원판의 금속 패턴에 상응하게끔 배치된 금속 전사 원판 및 상응하는 패턴 형상을 갖는 비아 쉬이트를 150 ℃에서 접촉 결착시켜 전사 원판의 금속부를 다공질 쉬이트상에 전사시켰다. 마찬가지로, 전사 원판의 금속부를 배선 쉬이트에 대하여 전사시켰다.

또한, 비아 쉬이트 및 배선 쉬이트를 서로의 위에 적층하여 비아와 배선을 서로 전기적으로 연결함으로써 비아 쉬이트/배선 쉬이트/비아 쉬이트 구조를 형성하고, 이어서 실시예 5에서와 같이 가열 압착기를 사용하여 적층 구조를 가열 및 압착하였다. 그 결과, 도 3에 도시된 바와 같은 다층 배선 기판을 얻었다.

적층된 쉬이트의 상단 및 하단에서 저항이 1 mΩ인 것으로 밝혀졌다.

<실시예 7>

이방성 도전 쉬이트

Cu/Ni계열 공융 합금 도금을 실시예 2 및 3에서 각각 제조된, 도전 패턴이 내부에 형성된 PTFE 다공질 쉬이트에 대해 적용하여 높이가 2 내지 3 ㎛인 날카로운 지그재그 구조물을 구리 칼럼의 단면에 형성하였다. 구리 칼럼이 내부에 형성된 PTFE 다공질 쉬이트에서 함침에 사용된 수지 조성물을 다음과 같이 제조하였다.

구체적으로, 등량의 3,3',4,4'-벤조페논 테트라카르복실산 이무수물과 등량의 2,2'-비스[4-(p-아미노페녹시)페닐]프로판 사이의 반응을 디메틸 아세트아미드중에서 수행하여 폴리아미드산 바니쉬를 제조하였다. 이어서, 30 중량%의 2,2-비스[4-(4-말레이미드페녹시)페닐]을 상기와 같이 제조된 폴리아미드산에 첨가하여 함침 용액을 제조하였다.

구리 칼럼이 내부에 형성된 PTFE 다공질 쉬이트를 상기와 같이 얻은 함침 용액으로 함침시킨 후, 고온의 공기로 건조시켜 용매를 제거하였다. 이어서, 200 ℃에서 30 분 동안 가열하여 접착성 이방성 도전 필름을 얻었다.

<실시예 8>

다공질 절연체에서 배선 패턴의 형성

하기 화학식 2의 구조이고 분자량이 10,000인 화합물 5 g, N-히드록시나프틸이미드 트리플루오로메탄 술포네이트 0.1 g 및 산 발생제로 사용된 시클로헥실 아민 0.04 g을 메톡시 메틸 프로피오네이트 100 g중에 용해시켜 유기 감광성 조성물 용액을 제조하였다.

기공 직경이 500 nm이고 두께가 20 ㎛인 PTFE 다공질 필름을 절연체로서 제조하였다. 상기와 같이 제조된 유기 감광성 조성물 용액을 사용한 침지법을 통해 PTFE 다공질 필름의 전체 표면을 코팅하고, 100 ℃에서 90 초 동안 베이킹한 후, 선폭이 50 ㎛이고 공간폭이 100 ㎛인 마스크를 사용하여 실시예 1에서와 같이 노광시켰다. 또한, 140 ℃에서 15 분 동안 PEB (후노광 베이킹)을 행한 후, 도전 패턴 형성 공정을 실시예 1에서와 같이 수행하여 복합 부재를 얻었다. 선폭이 100 ㎛이고 공간폭이 50 ㎛인 도전부를 상기와 같이 얻어진 복합 부재의 전체 내부 영역에 걸쳐 형성하였다.

<실시예 9>

나프토퀴논 디아지드를 33 당량몰% 함유한 페놀계 수지 0.9 g 및 폴리(에틸렌-카르보디이미드) 0.5 g을 아세톤 100 ml에 용해시켜 유기 감광성 조성물 용액을 제조하였다. 페놀계 수지의 분자량은 2500이었다. 이같이 제조된 용액을 사용하여 실시예 1에서와 같이 복합 부재를 제조하였다. 이같이 얻어진 복합 부재에는 실시예 1에서와 같이 양호한 패턴이 형성되었다.

복합 부재를 80 ℃에서 1 시간 동안 가열처리한 후, 박리 강도를 평가하였다. 박리 강도는 2.6 kN/m인 것으로 밝혀졌다.

<실시예 10>

폴리(p-니트로벤질-p-비닐 벤젠 카르보네이트-co-스티렌)을 톨루엔중에 용해시켜 농도가 1 중량%인 유기 감광성 조성물 용액을 제조하였다. 사용된 수지의 분자량은 15,000이었다. 상기 특정 용액이 실시예에 사용된 것을 제외하고는 배선 패턴을 실시예 2에서와 같이 PTFE 다공질 필름에 형성하였다. 그 결과, 마스크와 정확히 일치하는 양호한 도전 패턴을 얻었다.

<실시예 11>

리빙 음이온 중합 방법을 통해 폴리(비닐 스티렌)과 폴리(메틸 메타크릴레이트) 사이의 디블록 공중합체를 합성하였다. 이렇게 얻어진 디블록 공중합체의 중량 평균 분자량 Mw은 287,000이었다. 폴리(비닐 스티렌)의 분자량은 91,000이었다. 폴리(메틸 메타크릴레이트)의 분자량은 196,000이었다. 또한, Mw/Mn비는 1.10이었다. 이어서, 라디칼 발생제로 사용된 3,3',4,4'-테트라-(t-부틸 퍼옥시 카르보닐) 벤조페논 1.7 중량%를 상기와 같이 제조된 디블록 공중합체에 첨가하고, 생성된 혼합물을 시클로헥사논에 용해시켜 농도가 10 중량%인 용액을 제조하였다.

도포기를 사용하여 이같이 제조된 시클로헥사논 용액으로 PTFE판을 코팅한 후, 코팅물을 건조시켜 두께가 15 ㎛인 필름을 얻었다. 이렇게 얻은 필름을 질소 기체 스트림하에 135 ℃에서 24 시간 동안 가열처리하였다. 가열처리 후, 필름을 2 MV의 가속 전압하에 160 KGy에서 β-선으로 조사하였다. 조사 후, 필름을 에틸 락테이트로 세척하여 가교결합된 폴리(비닐에틸렌)으로 된 다공질 필름을 얻었다.

이렇게 얻은 다공질 필름을 투과 전자 현미경으로 관찰하여 각각의 기공 직경이 약 50 ㎛이고 3차원 방향으로 연장되어 있는 연속 기공들을 발견하였다.

다른 한편, 나프토퀴논 디아지드를 33 당량몰%의 양으로 함유하는 페놀계 수지를 아세톤중에 용해시켜 농도가 0.5 중량%인 감광성 조성물 용액을 제조하였다. 이미 언급된 다공질 필름을 아세톤 용액으로 함침시킨 후, 함침된 다공질 필름을 실온에서 건조시켜 쉬이트를 얻었다. 이렇게 얻어진 쉬이트는 CANON PLA501을 사용한 마스크를 통해 선택적으로 노광시켜 배선 패턴 및 비아 패턴을 형성함으로써 인덴 카르복실산으로 이루어진 잠상을 형성하였다. 배선 패턴은 선폭이 20 ㎛이고 공간폭이 30 ㎛이었다. 또한 비아 직경은 10 ㎛이었다. 노광은 500 mJ/cm²의 광량하에 장파장이 436 nm인 빛을 사용하여 수행하였다.

또한, 패턴화된 잠상이 내부에 형성된 수지 쉬이트를 0.5 M로 조정된 황산구리 수용액에 침지시킨 채로 5 분 동안 유지한 후, 증류수로 세척하였으며, 이를 3회 반복하였다. 황산구리 수용액의 pH값은 4.1이었다. 세척 후의 수지 쉬이트는 0.01 M 수소화붕소나트륨을 함유한 수용액에 침지시킨 채로 30 분 동안 유지한 후, 증류수로 세척하였다. 세척 후, 쉬이트를 무전해 구리 도금액 PS-503에 30 분 동안 침지시킨 채로 유지하여 도전부에 구리 도금을 적용함으로써 각각 구리로 이루어진 배선 패턴과 비아 패턴이 형성된 다공질 쉬이트를 얻었다.

또한, 배선 패턴이 내부에 형성된 다공질 쉬이트 (배선 쉬이트)에서 무전해 도금을 적용하여 구리 단독으로만 이루어지고 두께가 2 ㎛인 층을 배선 패턴의 단면에 형성하였다. 또한, 비아 패턴이 내부에 형성된 다공질 쉬이트 (비아 쉬이트)에서 Cu/Ni 공융 합금의 도금을 단면에 적용하여 높이가 2 내지 3 ㎛인 날카로운 지그재그 돌출 구조를 형성하였다.

2장의 배선 쉬이트 및 이들 사이에 삽입된 1장의 비아 쉬이트로 이루어진 적층 구조물을 제조하고, 수지 용액으로 함침시켰다. 메틸 이소부틸 케톤 50 중량부를 XU13005 (다우 케미칼 인크.에 의해 제조된 벤조시클로부텐 수지 용액의 상표명) 100 중량부에 첨가하여 함침 수지 용액을 제조하였다. 상기 쉬이트로 된 적층체를 접촉 결착시킨 후, 용매를 적층체로부터 제거하였다. 또한, 적층체를 질소 기체 스트림하에 240 ℃에서 1 시간 동안 열경화시켜 이중면 배선 기판을 얻었다.

유사하게는, 4장의 배선 쉬이트 및 3장의 비아 쉬이트를 교대로 적층하여 4층 구조물로 된 다층 배선 기판을 제조하였다. 또한, 단일 비아 쉬이트 및 단일 배선 쉬이트를 배선폭이 75 ㎛인 4층 구조물로 된 FR-4 유리 에폭시 기판의 상부 표면 및 하부 표면상에 각각 적층시켜 6층 구조물로 된 다층 배선 기판을 제조하였다. 또한, 4층 구조물로 된 기판 외에 2장의 비아 쉬이트 및 2장의 배선 쉬이트를 사용하여 8층 구조물로 된 다층 배선 기판을 제조하였다.

이렇게 제조된 다층 배선 기판 각각에 구리 단독으로만 이루어진 층을 배선 기판의 도전부 단면상에 형성하였다. 따라서, 이들 각각의 다층 배선 기판은 구리층이 도전부의 단면상에 형성되지 않은 다층 배선 기판의 저항보다 낮은 저항을 나타내었다. 다른 한편, 유리 에폭시 기판을 코어 층으로 포함하는 다층 배선 기판은 굴곡 강도가 우수한 것으로 밝혀졌다.

<실시예 12>

두께가 20 ㎛인 폴리이미드 다공질 쉬이트를 실시예 4에서와 같이 제조하였다. 각각의 기공 직경이 약 0.2 ㎛인 연속 기공들을 3차원 방향으로 연장되는 방식으로 폴리이미드 다공질 쉬이트에 형성하였다.

다른 한편, tert-부톡시 카르보닐 메틸기에 의해 캡핑된 OH기를 갖는 페놀 노볼락 수지 유도체 10 g, DTBPI-TF (비스(4-tert-부틸페닐)요오도늄 트리플루오로메탄 술포네이트 0.5 g, 및 산발생제로 사용된 아크리딘 오렌지 0.08 g을 메틸 셀로솔브 200 g에 용해시켜 유기 감광성 조성물 용액을 제조하였다.

이어서, 앞서 제조된 폴리이미드 다공질체 쉬이트를 유기 감광성 조성물 용액으로 함침시킨 후, 80 ℃에서 10 분 동안 건조시켜 유기 감광성 조성물로 피복된 폴리이미드 다공질체 쉬이트를 얻었다.

선폭이 50 ㎛이고 공간폭이 50 ㎛인 배선 패턴으로 된 마스크를 통해 저압 수은 램프로부터 약 10 mJ/cm²의 광량으로 나오는 254 nm 파장의 빛에 쉬이트를 노출시켰다. 이어서, 쉬이트를 노광후에 100 ℃에서 5 분 동안 가열하여 카르복실기를 함유한 페놀 노볼락 수지로 이루어진 잠상을 형성하였다. 패턴의 쉬이트내로의 투과 깊이는 상기 조건하에 약 5 ㎛이었다.

이어서, 비아 패턴 마스크를 쉬이트의 배면상에 배치하여 노광을 행하였다. 사용된 비아 패턴 마스크에서 각각의 직경이 50 ㎛인 비아부를 한 피치를 100 ㎛로 하여 배열하였다. 비아 마스크 패턴은 비아부를 쉬이트의 하부에 그려진 노광부를통해 연장되도록 배열하였다. 생성된 구조물은 CANON PLA501을 사용하여 장파장이 546 nm인 빛에 500 mJ/cm²의 광량으로 노출시켜 카르복실기를 갖는 페놀 노볼락 수지로 이루어진 잠상을 형성하였다.

노광 후의 쉬이트에서, 연장된 비아 노출부가 선 노출부에 도달하는 잠상을 형성하였다.

또한, 패턴화된 잠상이 내부에 형성된 쉬이트를 증류수로 세척하고, 이어서 0.5 M로 조정된 황산구리 수용액에 침지시킨 채로 5 분 동안 유지한 후, 증류수로 세척하였으며, 이를 3회 반복하였다. 황산구리 수용액의 pH값은 4.1이었다. 세척 후에 쉬이트를 0.01 M 수소화붕소나트륨을 함유하는 수용액에 침지시킨 채로 30 분 동안 유지하고, 이어서 증류수로 세척하였다. 세척 후, 쉬이트를 무전해 구리 도금액 PS-503에 침지시킨 채로 30 분 동안 유지하여 구리 도금을 도전부에 적용하였으며, 그 결과 도 5에 도시된 바와 같이 구리로 된 배선 패턴이 내부에 형성된 복합 부재를 얻었다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 도전 회로의 디자인에 비해 자유도가 높고 절연체가 노광에 의해 악화되지 않으며 금속이 절연체상에서 비정상적으로 침착되지 않는, 미세 패턴을 갖는 도전부를 용이하게 형성하는 것을 가능하게 하였다.

본 발명에 따르면, 도전 회로의 디자인에 비해 자유도가 높고 제조비용이 낮으며 절연부의 재료 선택도 및 성형 가공성에 악영향을 미치지 않고 금속이 절연체상에 비정상적으로 침착되지 않는, 미세 패턴을 갖는 도전부를 용이하게 형성하는것이 가능하다.

본 발명에 따르면, 상술한 복합 부재의 제조 방법에 사용될 수 있는 감광성 조성물 및 절연체가 제공된다.

본 발명에 따르면, 상술한 방법에 의해 제조된 복합 부재가 제공된다.

본 발명에 따르면, 상술한 방법에 의해 제조된 복합 부재를 포함하는 다층 배선 기판이 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상술한 방법에 의해 제조된 다층 배선 기판 또는 복합 부재를 사용한 전자 패키지가 제공된다.

본 발명은 각종 광학 기능 소자 및 다층 배선 기판의 제조와 같은 다양한 용도에 적합하게 사용될 수 있으므로 공업적 가치가 매우 높다.

당업계 숙련자라면 추가의 이점 및 변형을 용이하게 인식할 것이다. 따라서, 보다 넓은 면에서의 본 발명은 본 명세서에 나타내고 기술된 상세한 설명 및 대표적인 실시양태에 국한되지 않는다. 따라서, 첨부된 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 한정되는 바와 같은 일반적 발명의 개념의 정신 또는 범위를 벗어나지 않는 여러가지 변형이 가능할 수 있다.

본 발명에 따라, 도전 회로의 디자인에 비해 자유도가 높고 절연체가 노광에 의해 악화되지 않으며 금속이 절연체상에서 비정상적으로 침착되지 않는, 미세 패턴을 갖는 도전부를 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 도전 회로의 디자인에 비해 자유도가 높고 제조비용이 낮으며 절연부의 재료 선택도 및 성형 가공성에 악영향을 미치지 않고 금속이 절연체상에 비정상적으로 침착되지 않는, 미세 패턴을 갖는 도전부를 용이하게 형성할 수 있다.

Claims

(1) 280 nm 이상의 파장의 광조사시 이온 교환기를 형성하는 화합물을 함유하는 감광성 조성물 층을 절연체의 표면내 또는 표면상에 형성시키는 단계;

(2) 상기 감광성 조성물 층을 280 nm 이상의 파장의 빛에 선택적으로 노출시켜 노광부에 이온 교환기를 형성하는 단계; 및

(3) 노광에 의해 노광부에서 형성된 이온 교환기에 금속 이온 또는 금속을 결합시킴으로써 도전부를 형성하는 단계

를 포함하는, 도전부가 절연체에 선택적으로 형성된 복합 부재의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 도전부의 표면에 무전해 도금시키는 단계를 추가로 포함하는 복합 부재의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 절연체가 미세 상 분리 구조물로부터 제조된 다공질체인 복합 부재의 제조 방법.
제1항에 있어서, 감광성 조성물이 1,000 이상의 분자량을 갖는 고분자량 화합물을 함유하며, 상기 광 조사시 이온 교환기를 형성하는 화합물이 상기 고분자량 화합물에 화학 결합되는 것인 복합 부재의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 도전부가 금속 이온을 함유하며 pH가가 7 이하인 수용액중에 절연체를 침지시킴으로써 형성되는 것인 복합 부재의 제조 방법.
(1) 이온 교환기를 갖는 화합물을 함유하는 감광성 조성물 층을 절연체의 표면내 또는 표면상에 형성시키는 단계;

(2) 상기 감광성 조성물 층을 280 nm 이상의 파장의 빛에 선택적으로 노출시켜 이온 교환기가 노광부에서 제거되고 비노광부에 잔류하도록 하는 단계; 및

(3) 노광후 비노광부에 잔류하는 이온 교환기에 금속 이온 또는 금속을 결합시킴으로써 도전부를 형성하는 단계

를 포함하는, 도전부가 절연체에 선택적으로 형성된 복합 부재의 제조 방법.
제6항에 있어서, 상기 도전부의 표면에 무전해 도금시키는 단계를 추가로 포함하는 복합 부재의 제조 방법.
제6항에 있어서, 상기 절연체가 미세 상 분리 구조물로부터 제조된 다공질체인 복합 부재의 제조 방법.
제6항에 있어서, 감광성 조성물이 염기성 물질, 이러한 염기성 물질의 존재하에 광 조사시 탈카르복실화 반응을 발생시키는 카르복실기를 갖는 화합물 및 광산발생제를 함유하는 것인 복합 부재의 제조 방법.
제6항에 있어서, 상기 도전부가 금속 이온을 함유하며 pH가가 7 이하인 수용액중에 절연체를 침지시킴으로써 형성되는 것인 복합 부재의 제조 방법.
(1) 오늄 염 유도체, 술포늄 에스테르 유도체, 카르복실산 유도체 및 나프토퀴논 디아지드 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되며 광조사시 이온 교환기를 형성하는 화합물을 함유하는 감광성 조성물 층을 절연체의 표면내 또는 표면상에 형성시키는 단계;

(2) 상기 감광성 조성물 층을 빛에 선택적으로 노출시켜 노광부에 이온 교환기를 형성하는 단계; 및

(3) 노광에 의해 노광부에서 형성된 이온 교환기에 금속 이온 또는 금속을 결합시킴으로써 도전부를 형성하는 단계

를 포함하는, 도전부가 절연체에 선택적으로 형성된 복합 부재의 제조 방법.
제11항에 있어서, 상기 도전부의 표면에 무전해 도금시키는 단계를 추가로 포함하는 복합 부재의 제조 방법.
제11항에 있어서, 상기 절연체가 미세 상 분리 구조물로부터 제조된 다공질체인 복합 부재의 제조 방법.
제11항에 있어서, 감광성 조성물이 1,000 이상의 분자량을 갖는 고분자량 화합물을 함유하며, 상기 광 조사시 이온 교환기를 형성하는 화합물이 상기 고분자량 화합물에 화학 결합되는 것인 복합 부재의 제조 방법.
제11항에 있어서, 상기 도전부가 금속 이온을 함유하며 pH가가 7 이하인 수용액중에 절연체를 침지시킴으로써 형성되는 것인 복합 부재의 제조 방법.
(1) 이온 교환기를 갖는 화합물을 함유하는 감광성 조성물 층을 절연체의 표면내 또는 표면상에 형성시키는 단계;

(2) 상기 감광성 조성물 층을 빛에 선택적으로 노출시켜 이온 교환기가 노광부에서 제거되고 비노광부에 잔류하도록 하는 단계; 및

(3) 패턴 노광후 비노광부에 잔류하는 이온 교환기에 금속 이온 또는 금속을 결합시킴으로써 도전부를 형성하는 단계

를 포함하는, 도전부가 절연체에 선택적으로 형성된 복합 부재의 제조 방법.
제16항에 있어서, 상기 도전부의 표면에 무전해 도금시키는 단계를 추가로 포함하는 복합 부재의 제조 방법.
제16항에 있어서, 상기 절연체가 미세 상 분리 구조물로부터 제조된 다공질체인 복합 부재의 제조 방법.
제16항에 있어서, 감광성 조성물이 1,000 이상의 분자량을 갖는 고분자량 화합물을 함유하며, 광 조사시 이온 교환기를 제거하는 화합물이 상기 고분자량 화합물에 화학 결합되는 것인 복합 부재의 제조 방법.
제16항에 있어서, 상기 도전부가 금속 이온을 함유하며 pH가가 7 이하인 수용액중에 절연체를 침지시킴으로써 형성되는 것인 복합 부재의 제조 방법.
(1) 산 및 광산발생제의 존재하에 이온 교환기를 형성하는 화합물을 함유하는 감광성 조성물 층을 절연체의 표면내 또는 표면상에 형성시키는 단계;

(2) 상기 감광성 조성물 층을 빛에 선택적으로 노출시키고 가열시킴으로써 노광부에 이온 교환기를 형성하는 단계; 및

(3) 노광에 의해 노광부에서 형성된 이온 교환기에 금속 이온 또는 금속을 결합시킴으로써 도전부를 형성하는 단계

를 포함하는, 도전부가 절연체에 선택적으로 형성된 복합 부재의 제조 방법.
제21항에 있어서, 상기 감광성 조성물이 광증감제를 포함하는 것인 복합 부재의 제조 방법.
제21항에 있어서, 상기 도전부의 표면에 무전해 도금시키는 단계를 추가로포함하는 복합 부재의 제조 방법.
제21항에 있어서, 상기 절연체가 미세 상 분리 구조물로부터 제조된 다공질체인 복합 부재의 제조 방법.
제21항에 있어서, 감광성 조성물이 1,000 이상의 분자량을 갖는 고분자량 화합물을 함유하며, 상기 광 조사시 이온 교환기를 형성하는 화합물이 상기 고분자량 화합물에 화학 결합되는 것인 복합 부재의 제조 방법.
제21항에 있어서, 상기 도전부가 금속 이온을 함유하며 pH가가 7 이하인 수용액중에 절연체를 침지시킴으로써 형성되는 것인 복합 부재의 제조 방법.