KR100492465B1

KR100492465B1 - 인쇄 회로 기판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR100492465B1
Application number: KR10-2001-7000113A
Authority: KR
Inventors: 엔혼틴; 종후이
Original assignee: 이비덴 가부시키가이샤
Priority date: 1998-07-08
Filing date: 1999-07-01
Publication date: 2005-05-31
Also published as: DE69942467D1; EP1940209A3; EP1102523A1; EP1940209A2; KR20010083090A; CN1316175A; TW535480B; WO2000003570A1; TW535481B; EP1102523A4; EP1940209B1

Abstract

본 발명은 납땜 패드를 위한 도전체 회로(31)와 납땜 패드를 위한 도전체 회로(31) 상에 형성된 납땜 저항막(38)을 포함하며, 납땜 저항막(38)이 땜납 몸체와 함께 제공되는 개구부들(37, 36)에 형성되는 인쇄 배선 기판(39)을 제공한다. 본 발명에 따른 인쇄 배선 기판(39)에 있어서, 납땜 패드를 위한 도전체 회로(31)는 구리(Ⅱ) 착화합물과 유기산을 함유하는 식각 용액으로 처리된 거친 표면(32)을 구비하며, 납땜 저항막(38)은 거친 표면(32) 상에 형성된다. 본 발명에 따른 인쇄 배선 기판에 있어서, 미세하게 배선된 도전체 회로와 납땜 저항막 사이의 접착 특성이 개선되고, 상기 도전체 회로와 납땜 저항막이 땜납 융기가 형성되는 부분들에서 벗겨짐이 없이 서로 강하게 부착되며, 땜납 융기가 형성되는 부분에서 연속성의 불량이 발생하지 않는다.

Description

인쇄 회로 기판 및 그 제조 방법{Printed-circuit board and method for manufacturing thereof}

본 발명은 인쇄 회로 기판(printed wiring board)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 납땜 패드를 위한 도전체 회로, 납땜 저항막 및 땜납 융기 사이의 접착 특성과 강도를 향상시킬 수 있는 인쇄 회로 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근에 들어서, 이른바 조립식 다층 배선 기판(multilayer wiring board)이 다층 배선 기판의 고밀도화에 대한 요구라는 관점으로부터 상당히 주목을 받고 있다. 이러한 조립식 다층 배선 기판은, 예를 들면 일본국 등록 특허 평4-55555호 (JP-B-4-5555)에 개시된 방법에 따라 제조된다.

상기 방법에 따르면, 무전해 도금을 위한 감광성 접착제로부터 제조된 절연 물질이 코어 기판(core substrate) 상에 도포되고, 건조, 노광 및 현상되어 비어 홀을 위한 개구부를 갖는 층간 절연 수지층을 형성하게 된다. 그 후에, 산화제와 같은 물질로 처리하여 상기 층간 절연 수지층의 표면을 거칠게(rough) 만들고, 도금 저항체를 상기 거친 표면상에 배치한 다음, 이어서 비저항체를 형성하는 부분들에 무전해 도금을 실시하여 비어 홀을 포함하는 2층의 도전체 회로 패턴을 형성한다. 이러한 공정들은 다층의 조립식 배선 기판을 형성하기까지 수회 반복된다.

상술한 인쇄 배선 기판에 있어서, 땜납 융기(bump)들은 각각의 땜납 패드들을 위한 도전체 회로들 상에 표면으로서 배열되며, 상기 기판은 상기 융기들을 통하여 집적 회로(IC) 칩에 접속된다. 상기 납땜 패드들을 위한 도전체 회로들을 보호하고, 상기 땜납 융기들간의 용융을 방지하기 위하여, 납땜 저항막이 표면층으로서 상기 인쇄 배선 기판에 배치된다.

또한, 상기 인쇄 회로 기판의 납땜 패드들을 위한 도전체 회로에 대한 상기 납땜 저항막의 접착성을 향상시키기 위하여, 상기 납땜 패드들을 위한 도전체 회로들의 표면이 거칠어지게 처리된다. 상기 도전체 회로를 거칠게 처리하는 방법으로는, 흑연화-환원(graphitization-reduction) 처리, 과산화 황산 수소를 사용한 식각 또는 바늘형의 구리-니켈-인의 합금 도금 등과 같은 방법들이 있다.

최근에, 도전체 회로의 고밀도화가 미세 배선으로 달성 가능하기 때문에 인쇄 배선 기판의 도전체 패턴으로 미세 배선을 이용하는 기술이 주목받고 있다.

그러나, 이러한 미세하게 배선된 도전체 회로들에 있어서, 상기 도전체 회로와 납땜 저항막간의 접촉 영역이 상당히 작아지고, 따라서 상기 도전체 회로와 납땜 저항막 사이의 접착 특성이 저하된다. 특히, 도전체 회로가 인쇄 배선 기판의 표면층에 거친 상태에서 배열될 경우, 상기 도전체 회로와 납땜 저항막간의 접착 특성이 더욱 저하된다.

또한, 상기 납땜 융기의 강도가 미세하게 배선된 납땜 패드들 위한 도전체 회로 내에서 유지되기 어려우며, 이에 따라 납땜 융기가 탈거되는 현상이 야기될 수 있다.

더욱이, 본 발명자들은, 미세하게 배선된 도전체 회로의 거친 표면이 산화 내지 부식 등에 의해 열화될 경우, 납땜 저항막에 대한 접착 특성이 현저하게 저하된다는 점을 확인하였다. 특히, 상기 도전체 회로가 인쇄 배선 기판의 표면층에 거친 상태로 배열될 경우, 도전체 회로와 납땜 저항막 사이의 접착 특성이 더욱 저하된다.

따라서, 본 발명의 일 목적은, 미세하게 배선된 도전체 회로와 납땜 저항막간의 접착 특성을 향상시킬 수 있으며, 열화 땜납 융기 형성 부분들에서도 벗겨짐이 없이 상기 도전체 회로를 상기 납땜 저항막에 강하게 접착하여 땜납 융기 형성 부분들에서 연속성이 저하되지 않는 인쇄 배선 기판을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 납땜 패드를 위한 도전체 회로와 높은 위치의 땜납 융기 사이의 접착 부분의 강도를 유지할 수 있으며, 상기 땜납 융기가 탈거되는 것을 방지할 수 있는 인쇄 배선 기판을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 거친 표면의 제1 예를 설명하기 위한 현미경 사진이다.

도 2는 본 발명에 따른 거친 표면의 제2 예를 설명하기 위한 현미경 사진이다.

도 3은 본 발명에 따른 거친 표면의 제3 예를 설명하기 위한 현미경 사진이다.

도 4는 본 발명에 따른 거친 표면의 개략적인 도면이다.

도 5는 본 발명에 따른 거친 표면의 개략적인 단면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 거친 표면의 개략적인 단면도이다.

도 7은 본 발명에 따른 거친 표면의 개략적인 단면도이다.

도 8은 본 발명에 따른 거친 표면의 개략적인 단면도이다.

도 9는 본 발명에 따른 다른 거친 표면의 개략적인 단면도이다.

도 10은 본 발명에 따른 다른 거친 표면의 개략적인 단면도이다.

도 11은 본 발명에 따른 다른 거친 표면의 개략적인 단면도이다.

도 12는 본 발명에 따른 다른 거친 표면의 개략적인 단면도이다.

도 13은 본 발명에 따른 부식 방지막이 제공된 거친 표면의 일 예를 나타내는 개략적인 단면도이다.

도 14는 본 발명에 따른 부식 방지막이 제공된 거친 표면의 다른 예를 나타내는 개략적인 단면도이다.

도 15는 본 발명에 따른 인쇄 배선 기판의 일 예를 제조하는 단계를 나타내는 도면이다.

도 16은 본 발명에 따른 인쇄 배선 기판의 일 예를 제조하는 단계를 나타내는 도면이다.

도 17은 본 발명에 따른 인쇄 배선 기판의 일 예를 제조하는 단계를 나타내는 도면이다.

도 18은 본 발명에 따른 인쇄 배선 기판의 일 예를 제조하는 단계를 나타내는 도면이다.

도 19는 본 발명에 따른 인쇄 배선 기판의 일 예를 제조하는 단계를 나타내는 도면이다.

도 20은 본 발명에 따른 인쇄 배선 기판의 일 예를 제조하는 단계를 나타내는 도면이다.

도 21은 본 발명에 따른 인쇄 배선 기판의 일 예를 제조하는 단계를 나타내는 도면이다.

도 22는 본 발명에 따른 인쇄 배선 기판의 일 예를 제조하는 단계를 나타내는 도면이다.

도 23은 본 발명에 따른 인쇄 배선 기판의 일 예를 제조하는 단계를 나타내는 도면이다.

도 24는 본 발명에 따른 인쇄 배선 기판의 일 예를 제조하는 단계를 나타내는 도면이다.

도 25는 본 발명에 따른 인쇄 배선 기판의 일 예를 제조하는 단계를 나타내는 도면이다.

도 26은 본 발명에 따른 인쇄 배선 기판의 일 예를 제조하는 단계를 나타내는 도면이다.

도 27은 본 발명에 따른 인쇄 배선 기판의 일 예를 제조하는 단계를 나타내는 도면이다.

도 28은 본 발명에 따른 인쇄 배선 기판의 일 예를 제조하는 단계를 나타내는 도면이다.

도 29는 본 발명에 따른 인쇄 배선 기판의 일 예를 제조하는 단계를 나타내는 도면이다.

도 30은 본 발명에 따른 인쇄 배선 기판의 일 예를 제조하는 단계를 나타내는 도면이다.

도 31은 본 발명에 따른 인쇄 배선 기판의 일 예를 제조하는 단계를 나타내는 도면이다.

도 32는 본 발명에 따른 인쇄 배선 기판의 일 예를 제조하는 단계를 나타내는 도면이다.

도 33은 본 발명에 따른 인쇄 배선 기판의 다른 예의 개략적인 단면도이다.

도 34는 본 발명에 따른 인쇄 배선 기판의 또 다른 예의 개략적인 단면도이다.

도 35는 본 발명에 따른 인쇄 배선 기판의 또 다른 예의 개략적인 부분 단면도이다.

도 36은 바늘형 합금으로 이루어진 거친 층을 설명하기 위한 현미경 사진이다.

본 발명은, 납땜 패드들을 위한 도전체 회로들, 상기 납땜 패드를 위한 도전체 회로 상에 형성된 납땜 저항막 그리고 땜납 몸체를 배치하기 위하여 상기 납땜 저항막에 형성된 개구부를 포함하되, 상기 납땜 패드를 위한 도전체 회로는 구리(Ⅱ) 착화합물과 유기산을 포함하는 식각 용액으로 처리된 거친 표면을 가지며, 상기 납땜 저항막은 상기 거친 표면상에 배열되는 인쇄 배선 기판을 제시한다.

또한, 본 발명은, 납땜 패드들을 위한 도전체 회로들, 상기 납땜 패드들을 위한 도전체 회로 상에 형성된 납땜 저항막 그리고 땜납 몸체를 배치하기 위하여 상기 납땜 저항막에 형성된 개구부를 포함하되, 상기 도전체 회로는 거친 표면을 가지며, 상기 거친 표면은 다수의 앵커 부분들, 리세스 부분들 및 마루 라인들을 구비하고, 상기 앵커 부분들, 리세스 부분들 및 마루 라인들은 분산된 상태로 형성되며, 인접한 앵커 부분들이 상기 마루 라인들을 통해 각기 연결되고, 상기 리세스 부분은 상기 앵커 부분들 및 상기 마루 라인들로 에워싸이며, 상기 납땜 저항막이 상기 거친 표면상에 배열되는 인쇄 배선 기판을 제시한다.

더욱이, 본 발명은, 납땜 패드들을 위한 도전체 회로들, 상기 납땜 패드들을 위한 도전체 회로 상에 형성된 납땜 저항막 그리고 땜납 몸체를 배치하기 위하여 상기 납땜 저항막에 형성된 개구부를 포함하되, 상기 납땜 패드를 위한 도전체 회로는 구리(Ⅱ) 착화합물과 유기산을 포함하는 식각 용액으로 처리된 거친 표면을 가지고, 상기 거친 표면은 티타늄(Ti), 아연(Zn), 철(Fe), 인듐(In), 탈륨(Tl), 코발트(Co), 니켈(Ni), 주석(Sn), 납(Pb), 비스무스(Bi) 및 귀금속으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 금속으로 구성된 금속층으로 덮이며, 상기 납땜 저항막은 상기 금속층 상에 배열되는 인쇄 배선 기판을 제시한다.

또한, 본 발명은, 납땜 패드들을 위한 도전체 회로들, 상기 납땜 패드들을 위한 도전체 회로 상에 형성된 납땜 저항막 그리고 땜납 몸체를 배치하기 위하여 상기 납땜 저항막에 형성된 개구부를 포함하되, 상기 도전체 회로는 거친 표면을 가지고, 상기 거친 표면은 다수의 앵커 부분들, 리세스 부분들 및 마루 라인들을 구비하며, 상기 앵커 부분들, 리세스 부분들 및 마루 라인들은 분산된 상태로 배치되고, 인접한 앵커 부분들이 상기 마루 라인들을 통하여 서로 연결되며, 상기 리세스 부분들은 상기 앵커 부분들과 상기 마루 라인들로 에워싸이고, 상기 거친 표면은 티타늄, 아연, 철, 인듐, 탈륨, 코발트, 니켈, 주석, 납, 비스무스 및 귀금속으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 금속으로 구성된 금속층으로 덮이며, 상기 납땜 저항막은 상기 금속층 상에 배열되는 인쇄 배선 기판을 제시한다.

또한, 본 발명은, 납땜 패드들을 위한 도전체 회로들, 상기 납땜 패드들을 위한 도전체 회로 상에 형성된 납땜 저항막 그리고 땜납 몸체를 배치하기 위하여 상기 납땜 저항막에 형성된 개구부를 포함하되, 상기 도전체 회로는 거친 표면을 가지며, 부식 방지막이 상기 납땜 패드를 위한 도전체 회로 상에 배열되고, 상기 납땜 저항막은 상기 부식 방지막 상에 배열되는 인쇄 배선 기판 및 그 제조 방법을 제시한다.

또한, 본 발명은, 납땜 패드들을 위한 도전체 회로들, 상기 납땜 패드들을 위한 도전체 회로 상에 형성된 납땜 저항막 그리고 땜납 몸체를 배치하기 위하여 상기 납땜 저항막에 형성된 개구부를 포함하되, 상기 도전체 회로는 거친 표면을 포함하며, 부식 방지막을 위하여 티타늄, 아연, 철, 인듐, 탈륨, 코발트, 니켈, 주석, 납, 비스무스 및 귀금속으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 금속으로 구성된 금속층이 상기 거친 표면상에 배열되고, 부식 방지막이 상기 부식 방지막을 위한 금속층 상에 배열되며, 상기 납땜 저항막은 상기 부식 방지막 상에 배열되는 인쇄 배선 기판 및 그 제조 방법을 제공한다.

본 발명자들은, 다층 인쇄 배선 기판의 표면층과 납땜 저항막의 접착 특성 및 강도와 다층 인쇄 배선 기판의 표면층과 납땜 패드 사이의 접착 특성 및 강도를 개선하기 위하여 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 표면을 거칠게 하는 방법에 대하여 다양한 연구를 수행하였다. 특히, 본 발명자들은, 50㎛를 넘지 않는 미세 배선에 형성된 도전체 회로와 납땜 저항막 사이의 접착 특성 및 강도와 도전체 회로와 땜납 융기 사이의 접착 특성 및 강도를 향상시키고자 하는 요구, 특히 향상시켜 신뢰성 테스트 후에 납땜 패드와 땜납 융기의 벗겨짐과 탈거를 방지하기 위하여 접착 강도를 향상시키고자하는 요구에 부응하여 흑연화-환원 처리, 과산화황산 수소 등을 사용한 식각 처리, 구리-니켈-인의 바늘형 합금 도금 등에 대해 연구하였다.

그 결과, 흑연화-환원 처리, 과산화 황산 수소 등을 사용한 식각 처리 등이 미세 배선이 제공된 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 표면을 거칠게 처리함에 적합하지 않다는 점을 예기치 않게 확인하였다. 상기 흑원화-환원 처리, 과산화 황산 수소 등을 사용한 식각 처리 등에 있어서, 50㎛ 이하의 미세 배선을 갖는 배선 밀도가 거칠게 형성될 경우, 거친 표면의 상부에 형성된 볼록한 부분에 의해 도전체 회로와 납땜 저항막 사이의 접촉 영역이 작아지며 납땜 저항막의 접착력이 개선될 수 없다는 점을 확인하였다. 특히, 열 순환 조건 하에서 배선 밀도가 거친 부분 내에서 상기 납땜 저항막이 벗겨진다는 점을 확인하였다. 또한, 흑연화-환원 처리 등에 의해 납땜 패드에서 귀금속이 벗겨지거나, 파손이 유발되어 땜납 융기의 탈거를 초래하게 된다.

더욱이, 구리-니켈-인의 바늘형 합금 도금을 통한 거친 표면을 형성하는 것이 도전체 회로와 납땜 저항막 사이의 접착 특성에 있어 우수하며, 50㎛ 이하의 미세 배선의 경우, 특히 이러한 배선의 거친 부분에서도 충분한 접착력을 나타낸다는 점을 확인하였다. 그러나, 거친 표면이 도금에 의해 형성되면, 미세 배선의 밀도가 치밀해지고, 침전된 바늘형 합금이 층간 수지 절연층 상에서 연장되어 상기 도전체 회로를 서로 연결하여 회로 단락을 유발한다.

구리-니켈-인의 바늘형 합금 도금을 통한 거친 표면의 형성에 있어서, 상기 바늘형 합금의 연장에 기인하는 비정상적인 침전을 방지하기 위하여 도금 용액의 엄정한 유지와 조절이 필수적이다.

또한, 수지로 이루어진 납땜 저항막은 땜납 융기를 형성하는 부분들에서 노광 및 현상함으로써 제거된다. 이 경우, 구리-니켈-인의 바늘형 합금으로 구성된 상기 거친 표면 내에서 바늘형 돌출부들이 서로 밀집하기 때문에 상기 돌출부들 사이의 간격은 좁아지고, 따라서 땜납 융기들을 형성하는 부분들을 형성하기 위해 노광 및 현상 처리에 의해 상기 납땜 저항막이 제거될 때, 현상 용액이나 잔류 수지를 제거하기 위한 산화제 용액 또는 알칼리 용액이 상기 개구부 내로 흘러 들어가지 못하게 됨으로써, 상기 돌출부들 사이의 납땜 저항막이 상기 개구부의 저면에 수지를 형성하는 납땜 저항막의 유기 잔류물이 남게 된다. 이러한 유기 잔류물은 상기 개구부 내의 납땜 패드를 위한 도전체 회로와 땜납 융기 아래의 금속층 사이의 불량한 연속성과 배선의 파손을 유발할 수 있다. 또한, 상기 유기 잔류물은 납땜 패드 내에 귀금속의 형성을 유도하지 못하거나 그에 대해 불량한 형성을 유발함으로써, 납땜 패드와 납땜 패드를 위한 도전체 회로 사이의 강도를 저하시킨다.

전술한 지식 하에서, 본 발명자들은 또 다른 거칠게 처리하는 방법에 대해 더욱 연구하였다. 그 결과, 구리(Ⅱ) 착화합물과 유기산을 함유하는 식각 용액으로 상기 도전체 회로의 표면을 처리하는 것이 수지를 형성하는 납땜 저항막에 대한 접착 특성과 땜납 융기 아래의 금속에 대한 접착 특성에 있어 우수하고, 땜납 융기의 형성에 매우 적합하다는 점을 발견하였으며, 그에 따라 본 발명이 완성되었다.

본 발명에 따른 인쇄 배선 기판에 있어서, 전술한 식각 용액에 의해 형성된 임의의 거친 형상을 갖는 거친 표면은 도전체 회로 상에 형성되며, 납땜 저항막은 그러한 거친 표면을 통해 배열된다. 상기 거친 표면은, 구리-니켈-인의 바늘형 합금 도금으로서 불량한 연속성의 유발 없이 50㎛ 이하의 미세 배선이 제공된 높은 배선 밀도를 갖는 도전체 회로 상에 형성될 수 있다.

또한, 상기 거친 표면은 납땜 저항막에 대한 접착 특성에 있어 우수하며, 도전체 회로와 납땜 저항막 사이의 작은 접촉 영역을 형성하기 위하여 납땜 저항막이 땜납 융기를 형성하는 부분에서 제거될 경우, 미세 배선이 제공된 배선 밀도가 거친 상태인 인쇄 배선 기판에 있어서도 도전체 회로와 납땜 저항막 사이의 충분한 접착 특성을 확보할 수 있다.

더욱이, 땜납 융기의 형성을 위한 개구부를 형성하기 위해 납땜 저항막이 제거될 경우, 수지 잔류물이 거친 표면의 상부에 덜 남게되어, 상기 거친 표면은 땜납 융기 아래의 금속에 대해 우수한 접착 특성을 가지며, 땜납 융기를 형성하는 부분에서 불량한 연속성을 유발하지 않는다.

한편, 본 발명자들은 땜납 융기의 강도를 향상시키기 위하여 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 거친 표면을 상세하게 연구하였다.

그 결과, 본 발명자들은, 산화, 부식 등에 의해 상기 거친 표면이 현저하게 열화된다는 점을 발견하였다. 본 발명자들이 연구한 바에 따르면, 상기 거친 표면의 열화가 일어남에 따라 상기 표면 상부의 평탄하지 않은 부분의 강도가 현저하게 저하되며, 상기 평탄하지 않은 표면이 산, 알칼리 등과 같은 용제에 의해 용해된다는 점을 확인하였다. 이와 같은 거친 표면의 열화는 납땜 저항막과 거친 표면 사이 또는 거친 표면과 땜납 융기 아래의 금속 사이의 접착 강도를 현저하게 약하게 하며, 그 사이에서 벗겨짐을 유발한다.

전술한 지식을 바탕으로, 본 발명자들은 납땜 저항막과 거친 표면 사이 또는 거친 표면과 땜납 융기 아래의 금속 사이의 접착 강도를 증가시키고 그 사이의 벗겨짐을 방지하기 위하여 상기 거친 표면의 처리에 대해 더욱 연구하였다.

그 결과, 본 발명자들은, 아연, 철, 인듐, 탈륨, 코발트, 니켈, 주석, 납, 비스무스 및 귀금속으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 금속으로 구성된 금속층으로 상기 거친 표면을 덮고, 상기 납땜 저항막을 상기 금속층 상에 배열함으로써 제조된 인쇄 배선 기판에서 땜납 융기의 강도가 상당히 증가한다는 점을 발견하였으며 그 결과로서 본 발명이 완성되었다.

본 발명에 있어서, 상기 금속층은 거친 표면의 산화, 부식 등을 방지하며, 상기 거친 표면의 표면 열화도 방지한다. 또한, 본 발명에 따르면, 상기 금속층은 산, 알칼리 등과 같은 용제에 대하여 상기 거친 표면의 평탄하지 않은 부분들을 보호하며, 상기 거친 표면이 전술한 용제에 함침되는 경우에도 상기 거친 표면 내의 평탄하지 않은 부분들의 용해를 방지한다.

본 발명에 따르면, 상기 금속층은 상기 거친 표면의 강도의 저하를 방지하며, 상기 금속층으로 덮인 거친 표면은 그 강도와 형상을 유지함으로써, 상기 거친 표면과 납땜 저항막 사이의 벗겨짐과 상기 납땜 패드 내에 금속층이 형성되지 않는 것이나 불량하게 형성되는 것이 방지한다.

상기 금속층으로 덮인 거친 표면에 있어서, 납땜 저항막과 땜납 융기의 배열에 있어 상기 거친 표면이 금속층으로 덮이지 않은 경우와 비교할 때 거친 표면의 표면 열화가 발생하지 않으며, 따라서 상기 거친 표면의 형상이 균일하게 되고 화학 물질을 통한 상기 거친 표면의 산화나 용해를 방지할 수 있다.

이러한 거친 표면을 사용한 인쇄 배선 기판에 있어서, 납땜 패드를 위한 도전체 회로와 땜납 융기 사이의 접착 강도가 현저하게 개선된다. 예를 들면, 땜납 융기의 강도가 적어도 10％ 정도 향상된다. 또한, 신뢰성 테스트의 경우에서도, 납땜 저항막의 벗겨짐, 금속층의 벗겨짐, 땜납 융기의 탈거 및 파손 등이 발생하지 않는다.

본 발명에 따른 인쇄 배선 기판에 있어서, 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 거친 표면을 상기 금속층으로 덮음으로써 납땜 저항막에 대해 우수한 형상 및 강도와 땜납 융기 아래의 금속에 대한 접착 특성이 유지되며, 따라서 상기 땜납 융기의 강도가 현저하게 증가하고 땜납 융기의 탈거 현상이 방지될 수 있다.

또한, 본 발명자들은 다양한 연구를 하여 납땜 패드를 위한 미세하게 배선된 도전체 회로 상에 형성된 거친 표면이 산화, 부식 등에 의해 열화됨으로써, 납땜 저항막과 흑연화-환원 처리, 과산화 황산 수소를 사용한 식각 처리 등에 의해 형성된 납땜 패드를 위한 도전체 회로 사이의 접착 강도가 현저하게 저하된다는 점을 발견하였다.

수지를 형성하는 상기 납땜 저항막이 납땜 패드를 위한 도전체 회로 상에 적용될 경우, 수지를 형성하는 상기 납땜 저항막의 습윤성(wettability)이 다르기 때문에 상기 도전체 회로가 열화된다면 도전체 회로와 납땜 저항막 사이의 접촉 영역에서 상기 납땜 저항막의 접착 특성이 저하된다. 또한, 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 거친 표면 상부에 배열된 상기 납땜 저항막이 개방될 경우, 상기 도전체 회로가 열화되기 때문에 노광에 기인하여 도전체 회로는 용해되고, 따라서 납땜 패드를 위한 도전체 회로와 납땜 패드 사이의 접착 특성이 저하되며, 땜납 융기의 강도가 떨어진다.

이와 같은 지식을 바탕으로 하여, 본 발명자들은 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 열화를 조절하기 위하여 다양한 수단을 강구하였다. 그 결과, 상기 도전체 회로 상에 거친 표면을 형성하고 그 상부에 납땜 저항막이 배열되며 납땜 패드를 위한 개구부가 형성된 후 부식 방지막이 상기 도전체 회로 상에 형성될 경우, 상기 도전체 회로의 열화가 방지될 수 있으며, 납땜 저항막에 대한 접촉 표면과 상기 개방된 표면 상부의 도전체 회로의 거친 표면이 유지되고, 따라서 납땜 패드를 위한 도전체 회로와 납땜 저항막 사이 또는 납땜 패드와 납땜 패드를 위한 도전체 회로 사이의 접착 특성이 유지되고, 상기 납땜 저항막과 상기 땜납 융기의 강도가 향상되며, 그에 따라 본 발명이 완성되었다.

본 발명에 따르면, 상기 거친 표면의 표면 층과 납땜 패드를 위한 도전체 회로 전면의 금속 상태가 상기 거친 표면의 상부에 부식 방지막을 형성함으로써 산화, 부식 등에 기인하는 열화로부터 방지될 수 있다. 상기 납땜 저항막의 형성에 있어서, 납땜 패드를 위한 도전체 회로에 대한 습윤성의 차이가 제거되며, 납땜 패드를 위한 도전체 회로와 습윤성의 차이로부터 유래하는 납땜 저항막 사이의 벗겨짐이 발생하지 않는다.

상기 납땜 패드를 위한 도전체 회로 상의 부식 방지막이 도전체 회로의 열화를 방지하기 때문에, 본 발명에 따르면, 납땜 저항막 상에 납땜 패드를 위한 개구부가 형성되는 경우에도 도전체 회로의 용해가 소거되며, 납땜 패드에 대해 우수한 접착 특성을 갖는 거친 표면이 유지될 수 있다.

한편, 본 발명자들은 납땜 패드의 강도를 개선하기 위하여 다양한 수단을 강구하였다.

그 결과로서, 본 발명자들은, 아연, 철, 인듐, 탈륨, 코발트, 니켈, 주석, 납, 비스무스 및 귀금속으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 금속으로 구성된 금속층이 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 상기 거친 표면 상부에 형성되고, 상기 금속층 상에 부식 방지막이 형성되며, 상기 부식 방지막 상에 납땜 저항막이 배열되고, 땜납 몸체를 위한 개구부가 형성되는 인쇄 배선 기판에 있어서, 납땜 저항막과 납땜 패드 사이에서 우수한 접착 특성을 갖는 거친 표면의 형상이 유지되고, 상기 개구부에 노출되는 거친 표면의 상부에서 납땜 패드의 강도가 더욱 개선되는 점을 발견하였으며, 이에 따라 본 발명이 완성되었다.

상기 부식 방지막을 위한 금속층으로 덮인 거친 표면은 산화, 부식 등에 기인하는 거친 표면의 열화와 산이나 알칼리 용액 내에 함침되는 평탄하지 않은 표면의 용해를 방지할 수 있다. 그러므로, 상기 거친 표면은 균일한 형상과 강도를 유지하며, 따라서 납땜 저항막의 벗겨짐이 유발되지 않으며, 납땜 패드 내에 금속층이 형성되지 않는 것과 땜납 융기의 탈거를 방지할 수 있다.

또한, 전술한 거친 표면은 납땜 저항막 내의 개구부의 형성에 있어서 수지 잔류물에 기인하는 불량한 연속성을 유발하지 않는다. 왜냐하면, 부식 방지막을 위한 금속층으로 덮이기 때문에 열화가 발생하지 않으며, 거친 표면의 습윤성이 균일해 지고, 수지의 유기 잔류물 자체가 남지 않기 때문이다.

또한, 땜납 융기의 형성을 위한 개구부을 형성하기 위하여 납땜 저항막이 제거될 경우, 상기 거친 표면은 그 상부에 수지 잔류물을 생성하지 않으며, 땜납 융기 아래의 금속에 대해 우수한 접착 특성을 가지며, 땜납 융기들을 형성하는 부분들에 불량한 연속성을 유발하지 않는다.

더욱이, 납땜 저항막과 땜납 융기들을 부식 방지막을 위한 금속층으로 덮이지 않은 거친 표면 상부에 형성하는 경우와 비교할 때, 상기 부식 방지막을 위한 금속층으로 덮인 거친 표면은 그 거핀 표면의 형상을 균일하게 지지하고 유지하며, 생성되는 땜납 융기의 강도를 개선하여, 화학 약품들을 통한 거친 표면의 산화 또는 용해가 방지될 수 있으며, 땜납 융기의 전단 강도가 적어도 10％ 정도 향상된다. 또한, 신뢰성 테스트의 경우에 있어서도, 납땜 저항막의 벗겨짐, 금속층의 벗겨짐, 파손 및 탈거 현상이 발생하지 않는다.

본 발명에 따른 인쇄 배선 기판에 있어서, 상기 거친 표면 상에 잔류하는 물과 여분의 화학 약품들은 상기 부식 방지막에 의해 제거되며, 이에 따라 상기 신뢰성 테스트 후에도 납땜 저항막의 팽창이나 벗겨짐이 발생하지 않으며, 연결 신뢰성이 개선된다. 특히, 상기 거친 표면이 식각에 의해 제거될 경우, 열 처리에서도 제거되기 어려운 잔류 수분이 평탄하지 않은 부분에서 쉽게 이탈되며, 따라서 본 발명에 따라 부식 방지막을 이용하는 것이 효과적이다.

본 발명에 따른 인쇄 배선 기판의 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 거친 표면은 상기 부식 방지막으로 보호되며, 이에 따라 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 열화가 방지되며, 납땜 저항막과 납땜 패드에 대해 우수한 접착 특성을 갖는 거친 표면의 형상이 유지되고, 따라서 납땜 저항막과 제공된 미세 배선 거친 배선 상태를 갖는 납땜 패드를 위한 도전체 회로 사이의 접착 특성이 증가되며, 상기 도전체 회로와 납땜 저항막이 땜납 융기를 형성하는 부분들에서도 벗겨짐이 없이 서로 강하게 부착되며, 땜납 융기를 형성하는 부분들 내에 불량한 연속성이 발생하지 않는다.

본 발명에 따른 인쇄 배선 기판에 있어서, 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 거친 표면은 주어진 금속으로 덮이고 부식 방지막으로 보호되며, 따라서 납땜 저항막의 일부가 개방된 후 납땜 패드가 적용되는 경우에도 상기 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 표면이 납땜 패드에 대한 우수한 접착 특성을 갖는 형상을 유지하고, 상기 납땜 저항막으로부터 생성되는 수지가 남지 않으므로 상기 납땜 패드를 위한 도전체 회로와 상기 납땜 저항막 사이 및 상기 납땜 패드를 위한 도전체 회로와 상기 납땜 패드간의 강도가 향상되며, 땜납 융기 하부의 상기 금속에 대하여 우수한 접착 특성을 갖는 땜납 융기가 형성된다.

이하, 본 발명을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 따라 납땜 패드를 위한 도전체 회로가 식각 용액으로 처리될 때, 그 표면은 바늘형 합금 도금의 경우와 다르게 되며, 도 1 내지 도 8에 도시한 바와 같이 앵커 부분들을 포함하는 거친 표면으로 된다. 도 1은 본 발명에 따른 거친 표면의 제1 예를 설명하기 위한 현미경 사진이다. 상기 현미경 사진은 전자 현미경을 이용하여 거친 표면으로부터 비스듬히 도시되었다. 도 2는 본 발명에 따른 거친 표면의 제2 예를 설명하기 위한 현미경 사진이다. 이 현미경 사진도 도 1의 경우와 같이 고배율로 확대되어 도시되었다. 도 3은 본 발명에 따른 거친 표면의 제3 예를 설명하기 위한 현미경 사진이다. 이러한 현미경 사진은 전자 현미경을 이용하여 상기 거친 표면의 상부를 도 2와 같이 확대하여 도시되었다.

본 발명에 따른 인쇄 배선 기판에 있어서, 상기 전자 현미경 사진에 도시된 바와 같이 도전체 회로 상에 형성된 상기 거친 표면을 통하여 납땜 저항막이 납땜 패드를 위한 도전체 회로 상에 배열된다.

도 4 내지 도 8은 그러한 거친 표면의 개략적인 도면들이다.

도 4는 평면도이고, 도 5는 도 4의 Ａ－Ａ선을 따른 종단면도이며, 도 6은 앵커 부분과 리세스 부분 사이를 절단한 종단면도이고, 도 7은 앵커 부분들 사이의 마루 라인들을 설명하기 위한 종단면도이며, 도 8은 마루 라인과 리세스 부분 사이를 절단한 종단면도이다.

도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 거친 표면은 다수의 앵커 부분들(1), 다수의 리세스 부분들(2) 및 다수의 마루 라인들(3)을 포함하며, 상기 앵커 부분들(1), 리세스 부분들(2) 및 마루 라인들(3)은 분산된다. 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 리세스 부분(2)은 상기 앵커 부분(1)과 그에 인접한 앵커 부분(1) 사이에 형성된다. 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 앵커 부분(1) 및 그에 인접한 다른 앵커 부분(1)은 상기 마루 라인(3)을 통해 서로 연결된다. 상기 리세스 부분(2)은, 도 6 및 도 8에 도시한 바와 같이 상기 앵커 부분(1)과 상기 마루 라인(3)에 의해 에워싸인다.

비교를 위하여, 도금에 의해 종래의 바늘형 합금으로 구성된 거친 층의 현미경 사진이 도 36에 도시되어 있다. 상기 전자 현미경 사진으로 도시된 거친 층에 있어서, 바늘형 합금들은 서로 겹쳐져 있으며, 바늘형 합금들 사이에 공간이 형성된다. 이러한 구리-니켈-인(Cu-Ni-P)의 바늘형 합금의 구조에 있어서, 바늘 돌기들은 서로 밀집되어 상기 돌기들 사이의 간격이 협소하며, 이에 따라 현상액이나 잔류 수지를 제거하기 위한 산화제 용액이 흐르지 못하게 되고, 상기 돌기들 사이에 수지가 유지되어 수지 잔류물을 생성하게 된다.

이에 비하여, 본 발명에 따른 거친 표면은 복잡하고 평탄하지 않은 형상을 나타내며, 앵커 부분이 가장 높은 부분이 되고 리세스 부분이 상기 앵커 부분을 둘러싸는 가장 낮은 부분이 되며, 상기 앵커 부분보다는 낮지만 상기 리세스 부분보다는 높은 마루 라인을 통해 상기 앵커 부분과 그에 인접한 앵커 부분이 서로 연결된다. 이와 같이 복잡하고 평탄하지 않은 형상을 갖는 거친 표면에 있어서, 앵커 부분들은 납땜 방지막으로 들어가 도전체 회로를 납땜 방지막에 강하게 결합시킴으로써, 땜납 융기가 형성되는 부분에서, 특히 미세한 배선이 제공된 배선 밀도가 거친 경우에도 상기 도전체 회로와 납땜 방지막 사이의 벗겨짐이 발생하지 않는다. 또한, 거친 표면이 도금 용액에 대해 우수한 친화력을 갖기 때문에 도금막이 상기 거친 표면의 리세스 부분 내로 통과되어 상기 거친 표면의 앵커 부분에 접착됨으로써, 상기 앵커 부분들이 상기 땜납 융기 아래의 금속으로 파고 들어가며, 이에 따라 도전체 회로와 땜납 융기 사이의 접착 특성이 저하되지 않는다.

그러한 거친 표면에 있어서, 상기 앵커 부분들은 서로 군집되지 않으며, 상기 앵커 부분들을 연결하는 마루 라인들도 수지의 유동을 방해하지 않은 형상을 갖는다. 그러므로, 그러한 거친 표면에 있어서, 현상 용액 또는 수지 잔류물을 제거하기 위한 산화제 용액이 리세스 부분들 사이 내지 앵커 부분들 사이로 용이하게 흐르게 되며 수지를 형성하는 납땜 저항막이 거의 남지 않는다. 이러한 결과로써, 본 발명에 따른 거친 표면은 현상 처리 후에 수지 잔류물을 포함하지 않으며 땜납 융기 아래의 금속에 대해 우수한 접착 특성을 갖게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 거친 표면은, 도전체 회로와 납땜 저항막 사이의 접착 특성 및 도전체 회로와 땜납 융기 아래의 금속 사이의 접착 특성을 유지하면서도 현상 처리 후에 수지 잔류물을 방지하는 최적의 형상을 갖는다.

본 발명에 따른 거친 표면은, 예를 들면 구리(Ⅱ) 착화합물 및 유기산을 함유하는 식각 용액을 사용하여 상기 도전체 회로의 표면으로부터 탈거되는 금속 결정 입자들에 의해 형성될 수 있다. 상기 거친 표면에 있어서, 상기 금속 결정 입자들로부터 탈거되는 부분들은 리세스 부분들(오목한 부분들)을 형성한다. 상기 리세스 부분들은 본래부터 금속 결정 입자인 대체로 다면체 형상에 상응하는 형상으로 형성될 수 있다. 본 발명에 있어서, "대체로 다면체의 형상"이라는 용어는 삼면체, 사면체, 오면체, 육면체 등과 같은 다면체와 이러한 다면체의 2 내지 그 이상의 조합을 의미한다. 상기 리세스 부분은 현상 처리 후의 수지 잔류물을 방지할 수 있다.

또한, 상기 거친 표면의 앵커 부분들은 금속 결정 입자들의 탈거에 의해 남는 부분들로서 형성될 수 있다. 따라서, 앵커 부분들은 네모진 볼록한 부분들로 형성되며 상기 리세스 부분들로 둘러싸임으로써, 서로 겹쳐지지 않는다. 전술한 복잡하고 평탄하지 않은 형상을 갖는 상기 거친 표면은, 수지를 형성하는 납땜 저항막과 땜납 융기 아래의 금속에 대한 접착 특성들을 유지하면서도 현상 처리 후의 수지 잔류물을 방지할 수 있다.

더욱이, 상기 거친 표면의 마루 라인들은 인접하는 금속 결정 입자들의 탈거에 의해 형성된다. 이러한 마루 라인들은 상기 앵커 부분의 높이보다 낮은 위치에서 상기 앵커 부분과 서로 인접하는 다른 앵커 부분을 연결한다. 상기 마루 라인들은 3 또는 그 이상의 인접하는 금속 결정 입자들의 탈거에 의해 분기된 상태로 형성될 수 있다. 또한, 상기 마루 라인들은 금속 결정 입자들이 대체로 다면체 형상으로 탈거되기 때문에 날카로운 단부 상태로 형성될 수 있다. 상기 마루 라인들은 상기 리세스 부분들과 마루 라인들로 상기 앵커 부분들을 둘러싸기 위해 앵커 부분들에 분산된다. 이와 같이 더욱 복잡하고 평탄하지 않은 형상을 갖는 거친 표면에 있어서, 수지 또는 땜납 융기 아래의 금속에 대한 접촉 영역이 확장되어 접착 특성을 향상시키며, 수지 잔류물이 한층 방지될 수 있다.

상기 거친 표면은 0.5∼10㎛ 정도의 최대 거칠기(Rmax)를 갖는 것이 바람직하다. 거칠기가 0.5㎛ 보다 작을 경우, 납땜 저항막에 대한 접착 특성과 땜납 융기 아래의 금속에 대한 접착 특성이 현저하게 저하되며, 반면에 거칠기가 10㎛를 초과할 때에는 현상 처리 후에 수지 잔류물이 생성되고, 이는 배선 단락과 같은 문제를 유발하기 쉽다.

또한, 상기 거친 표면은 평균적으로 25㎛² 마다 2∼100개의 앵커 부분들과 2∼100개의 리세스 부분들을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 앵커 부분들의 수가 평균적으로 25㎛² 마다 2∼100개일 경우, 상기 거친 표면과 땜납 융기 아래의 금속 사이의 접착 특성을 유지하면서 현상 처리 후의 수지 잔류물이 방지되고, 반면 상기 리세스 부분들의 수가 평균적으로 25㎛² 마다 2∼100개일 경우, 앵커 부분들의 밀집이 방지되어 현상 처리 후의 수지 잔류물의 생성을 조절할 수 있으며, 또한 상기 거친 표면과 땜납 융기 아래의 금속 사이의 접착 특성을 유지할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 마루 라인들의 수는 평균적으로 25㎛² 마다 3∼3000개인 것이 바람직하다. 상기 마루 라인들의 수가 전술한 범위 내일 경우, 상기 거친 표면의 형상이 복잡해지고 납땜 저항막과 땜납 융기 아래의 금속에 대한 접촉 영역이 확장됨으로써, 납땜 저항막 및 그 유사물에 대한 접착 특성이 향상될 수 있으며 동시에 수지 잔류물이 용이하게 방지될 수 있다.

더욱이, 전자 현미경을 이용하여 5000배로 확대한 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 상기 거친 표면이 45°이상의 각도로 비스듬하고 상향으로 도시될 경우, 각 앵커 부분들, 리세스 부분들 및 마루 라인들의 수는 측정된 값들의 평균치로 표시되며, 각 수는 25㎛² 의 임의의 영역에서 측정된다.

본 발명에 있어서, 상기 거친 표면은 금속층으로 덮인다. 도 9 내지 도 12는 본 발명에 따른 거친 표면의 다른 예를 도시한 단면도들이다. 도 9 내지 도 12에 있어서, 도 4 내지 도 8에 도시한 바와 같이 상기 거친 표면은 금속층(51)으로 덮인다.

도 9 내지 도 12에 도시한 바와 같이 상기 금속층(51)은, 거의 산화되지 않거나 부식되지 않는 금속, 또는 비록 그 자체가 산화되거나 부식되더라도 수지를 형성하는 상기 납땜 저항막에 대한 접착 특성이나 땜납 융기 아래의 금속에 대한 접착 특성에 손상을 주지 않는 금속으로 이루어진다.

또한, 상기 금속층은 상기 거친 표면상에 산화막 또는 부식막이 형성되는 것을 방지하고, 상기 거친 표면의 형상을 유지하는 상태에서 상기 거친 표면을 덮으며, 상기 거친 표면과 수지를 형성하는 상기 납땜 저항막 또는 땜납 융기 아래의 상기 금속 사이의 접착 특성에 손상을 주지 않는다.

이와 같은 금속층은 상기 거친 표면과 납땜 저항막 사이의 접착력 또는 상기 거친 표면과 땜납 융기 아래의 금속 사이의 접착력의 저하를 방지한다.

상기 금속층이 상기 거친 표면을 구성하는 금속의 경도를 증가시킬 수 있기 때문에, 상기 거친 표면에서 금속의 파손이 발생하지 않으며, 따라서 상기 거친 표면과 상기 납땜 저항막 사이 또는 상기 거친 표면과 상기 땜납 융기 아래의 금속 사이의 벗겨짐이 한층 방지된다.

본 발명에 따른 인쇄 배선 기판에 있어서, 상기 거친 표면은 금속층을 포함하며, 따라서 상기 거친 표면상에 산화 또는 부식 막이 형성되기 어렵다. 산화 또는 부식 막이 형성될 경우, 수지를 형성하는 납땜 저항막 또는 땜납 융기 아래의 금속에 대한 접착 특성이 유지되고, 따라서 상기 거친 표면과 상기 수지를 형성하는 납땜 저항막 사이 또는 상기 거친 표면과 상기 땜납 아래의 금속 사이의 벗겨짐이 가열에 의해서도 발생하지 않는다.

상기 금속층은, 티타늄(Ti), 아연(Zn), 철(Fe), 인듐(In), 탈륨(Tl), 코발트(Co), 니켈(Ni), 주석(Sn), 납(Pb), 비스무스(Bi) 및 귀금속으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 금속으로 구성된다.

상기 금속들은 산화 또는 부식되기 어려우며, 상기 금속들이 산화 내지 부식되는 경우에도 수지를 형성하는 상기 납땜 저항막 또는 땜납 융기 아래의 금속에 대한 접착 특성이 저하되지 않는다.

또한, 상기 금속들은 구리보다는 크지만 티타늄보다는 작지 않은 이온화 경향을 갖는 귀금속이나 금속이다. 상기 거친 표면이 이와 같은 금속으로 덮일 경우, 상기 납땜 저항막을 거칠게 하는 부분적인 전극 반응을 통한 상기 도전체 회로의 용해가 방지된다.

상술한 산화 또는 부식이 어려운 금속으로서 니켈, 주석, 코발트 및 귀금속과 같은 산화되지 않는 금속이 논의될 수 있다. 귀금속으로는 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt) 가운데 적어도 하나가 바람직하다.

금속이 산화되거나 부식되는 경우에도 금속층과 수지를 형성하는 납땜 저항막 사이의 접착 특성을 저하시키지 않는 금속으로서는 티타늄, 아연, 철, 인듐, 탈륨, 납 및 비스무스를 언급할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 거친 표면이 티타늄, 아연, 철, 인듐, 탈륨, 코발트, 니켈, 주석, 납, 비스무스 및 귀금속으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 금속으로 구성된 금속층으로 덮일 경우, 현상 처리 후의 수지 잔류물을 방지하기에 적합한 상기 거친 형상이 유지되며, 상기 납땜 패드를 위한 도전체 회로와 납땜 저항막 사이의 접착 특성, 상기 납땜 패드를 위한 도전체 회로와 땜납 융기 아래의 금속 사이의 접착 특성 및 땜납 융기의 강도를 향상시킬 수 있다.

상기 금속층으로 상기 거친 표면을 덮는 방법으로는 도금(전해 도금, 무전해 도금, 치환 도금), 기상 증착, 전기영동 증착, 스퍼터링 및 이와 유사한 방법을 사용할 수 있다.

상기 금속층은 0.01∼1㎛ 범위 내의 두께, 바람직하게는 0.03∼0.5㎛의 두께를 갖는다. 이러한 범위의 두께를 갖는 상기 금속층은 상기 거친 표면의 평탄하지 않은 형상을 유지하면서 구리 도전체의 산화 또는 부식을 방지할 수 있다. 상기 금속층의 두께가 0.01㎛ 이하일 경우, 상기 거친 표면이 완전히 덮이지 않을 수 있으며, 상기 금속층의 두께가 1㎛를 초과할 때는 금속이 상기 거친 표면의 틈으로 침투하여 상기 거친 표면의 불규칙성을 상쇄하고, 상기 거친 표면과 납땜 저항막 또는 상기 거친 표면과 땜납 융기 아래의 금속 사이의 접착 특성을 저하시킬 수 있다.

본 발명에 따른 거친 표면은 납땜 패드를 위한 도전체 회로를 구리(Ⅱ) 착화합물과 유기산을 함유하는 식각 용액으로 처리하여 형성할 수 있다. 이러한 식각 용액은 분무, 기포 생성 및 이와 유사한 산소가 존재하는 조건 하에서 구리 도전체 회로를 용해시킬 수 있다. 이 경우, 식각은 다음과 같은 반응식 1에 따라 진행되는 것으로 여겨진다.

Cu＋Cu(Ⅱ)Ａ_n→2Cu(Ⅰ)Ａ_n/2 →폭기(aeration) →

2Cu(Ⅰ)Ａ_n/2＋n/4Ｏ₂＋ｎＡＨ →2Cu(Ⅱ)Ａ_n＋n/2Ｈ₂Ｏ

여기서, Ａ는 착화제(킬레이트제로 기능함)이며, ｎ은 배위수이다.

상기 반응식에 나타낸 바와 같이, 생성되는 구리(Ⅰ) 착화합물은 산에 용해되고 산소와 결합하여 구리(Ⅱ) 착화합물을 형성하며, 다시 구리의 산화에 기여한다.

본 발명에 이용되는 상기 구리(Ⅱ) 착화합물은 아졸의 구리 착화합물이 바람직하다. 이러한 형태의 구리(Ⅱ) 착화합물은 금속 구리 등을 산화시키는 산화제로 작용한다. 상기 아졸로는 디아졸(diazoles), 트리아졸(triazoles) 및 테트라아졸(tetrazoles)을 언급할 수 있다. 이들 가운데 이미드아졸(imidazole), 2-메칠이미드아졸(2-methylimidazole), 2-에칠이미드아졸(2-ethylimidazole), 2-에칠-4-메칠이미드아졸(2-ethyl-4-methylimidazole), 2-페닐이미드아졸(2-phenylimidazole) 및 2-언데실이미드아졸(undecylimidazole) 등이 바람직하다. 상기 아졸의 구리(Ⅱ) 착화합물의 첨가량은 바람직하게는 1∼15 중량 퍼센트이다. 왜냐하면, 상기 착화합물은 전술한 범위 내에서는 용해도와 안정도가 우수하기 때문이다.

상기 유기산은 산화구리를 용해시키기 위한 구리(Ⅱ) 착화합물과 혼합된다. 상기 아졸의 구리(Ⅱ) 착화합물을 사용하는 경우, 상기 유기산은 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 길초산, 카프로산, 아크릴산, 크로톤산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 말레산, 벤조산, 글리콜산, 젖산, 말산 및 술팜산으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나인 것이 바람직하다. 산화된 구리의 용해도를 유지하고 용해 안정도를 확보하기 위하여 상기 유기산의 첨가량은 0.1∼30 중량 퍼센트의 범위 이내가 바람직하다.

구리의 용해 및 아졸의 산화 반응을 돕기 위하여 본 발명에 따른 식각 용액에 불소 이온, 염소 이온, 브롬 이온 등과 같은 할로겐 이온이 첨가될 수 있다. 그러한 할로겐 이온은 염산 또는 염화나트륨 등으로서 공급될 수 있다. 생성되는 거친 표면과 납땜 저항막 사이의 접착 특성이 우수하기 때문에 상기 할로겐 이온의 첨가량은 0.01∼20 중량 퍼센트의 범위 이내인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 식각 용액은 상기 아졸의 구리(Ⅱ) 착화합물과 유기산(필요한 경우에는 할로겐 이온도)을 물에 용해시켜 제조할 수 있다. 또한, 예를 들면 메크사(Mech Corporation)의 상품 명칭인 "메크 에치본드(Mech Etchbond)" 와 같은 상업적으로 이용 가능한 식각 용액을 사용할 수도 있다.

상기 식각 용액을 사용한 평균 식각량은 0.1∼10㎛의 범위 이내가 바람직하다. 식각량이 0.1㎛ 이하일 경우, 상기 거친 표면과 납땜 저항막 사이의 접착 특성이 저하되며, 식각량이 10㎛를 초과할 경우에는 수지 잔류물이 생성되기 쉬우며, 50㎛를 넘지 않는 미세 배선에서 배선의 단락 등과 같은 현상이 용이하게 발생한다.

본 발명에 있어서, 상기 금속층이 적용되어 거친 표면이 형성된다. 이 경우, 상기 금속층은 전술한 바와 같이 티타늄, 아연, 철, 인듐, 탈륨, 코발트, 니켈, 주석, 납, 비스무스 및 귀금속으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 금속으로 구성된다. 상기 금속층의 형성은 도금, 기상 증착, 전기영동 증착 또는 스퍼터링 방법에 의해 이루어진다. 생성되는 금속층의 균일성의 관점에서 살피면 도금 방법이 바람직하다.

상기 금속층을 균일하게 형성하기 위하여 본 발명에 따르면, 상기 금속층을 형성하기 전에 거칠게 만드는 처리 후의 거친 층을 열처리할 수 있다. 상기 식각 용액 및 잔류하는 성분들이 열처리에 의해 증발되기 때문에 상기 거친 층의 표면 상태가 균일해지며, 상기 금속층의 형성을 용이하게 한다.

상기 열처리의 온도는 거친 표면의 향상과 두께, 금속 성분들, 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 두께 등에 따라 다양한 범위로 세팅될 수 있다. 특히, 상기 온도는 50∼250℃의 범위 이내인 것이 바람직하다. 상기 온도가 50℃보다 낮을 경우, 열처리의 효과가 관찰되지 않으며, 반면에 온도가 250℃를 초과할 경우에는 상기 거친 표면이 산화되고 생성되는 금속층이 불균일해진다.

이하, 본 발명에 따라 부식 방지막이 제공된 인쇄 배선 기판을 도면을 참조하여 설명한다.

도 13은 본 발명에 따라 부식 방지막이 제공된 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 일 예를 도시한 종단면도이다. 도 14는 본 발명에 따라 부식 방지막이 제공된 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 다른 예를 도시한 종단면도이다.

본 발명에 따라 상기 부식 방지막이 마련된 납땜 패드를 위한 도전체 회로는 인쇄 배선 기판의 최외곽층 상에 배치되며, 땜납 융기를 통해 집적회로(IC) 칩 등에 연결된다. 이와 같은 납땜 패드를 위한 도전체 회로는 외부로부터 직접적으로 고온과 고압에 노출되지 않도록 납땜 저항막으로 보호되며, 상기 납땜 저항막에 대한 우수한 접착 특성 및 납땜 패드에 대한 높은 접착 특성을 획득하기 위하여 그 표면이 거친 표면으로 제공된다.

본 발명에 따른 부식 방지막의 형성을 위한 상기 거친 표면은, 도 13에 도시한 바와 같이 흑연화-환원 처리, 식각 등을 통해 납땜 패드를 위한 도전체 회로(101)의 본체(102)의 표면을 거칠게 하여 형성되는 거친 표면(103)과, 도 14에 도시한 바와 같이 납땜 패드를 위한 도전체 회로(104)의 본체(105)의 표면상의 무전해 도금막 등으로 이루어진 거친 층(106)을 침전시켜 형성되는 거친 표면(107)을 구비한다.

본 발명에 따른 부식 방지막이 제공된 인쇄 배선 기판에 있어서, 상기 거친 표면은, 다양한 단계를 통해 도전체 회로가 제공되는 상기 인쇄 배선 기판의 표면층으로서 납땜 패드를 위한 도전체 회로 상에 형성된다. 부식 방지막의 형성을 위한 상기 거친 표면의 형성은, 산화-환원 처리, 무전해 도금 및 식각 처리 가운데 임의의 방법으로 수행된다. 특히, 구리-니켈-인 합금으로 구성된 거친 표면의 형성과 구리(Ⅱ) 착화합물 및 유기산을 함유하는 식각 용액을 사용해 형성되는 거친 표면이 납땜 저항막에 대한 접착 특성과 거친 표면의 균일성의 관점에서 볼 때 바람직하다.

거친 표면이 산화-환원 처리에 의해 형성될 경우, 알칼리 등으로 도전체 회로를 갖는 인쇄 배선 기판을 세척하거나, 산으로 처리하거나, 산화 조(oxidation bath)(흑연화 조)로서 NaOH, NaClO₂, Na₂PO₄ 등을 함유하는 용액에 담그고, 환원 조(reduction bath)로서 NaOH 및 NaBH₄를 함유하는 용액에 담그는 과정에 의해 사익 거친 표면이 형성될 수 있다. 상기 거친 표면의 최대 높이는 0.01∼2㎛의 범위 이내이다.

상기 산화 조(흑연화 조)는 NaOH 1∼30ｇ/Ｌ, NaClO₂ 5∼6ｇ/Ｌ 및 Na₃PO₄ 0.1∼20ｇ/Ｌ의 농도 범위를 사용하는 것이 바람직하며, 질소를 기재로 하거나 요소를 기재로 하는 계면활성제 등을 포함할 수 있다. 상기 도전체 회로를 30∼70℃의 온도에서 1∼15분 동안 이러한 도금 용액에 담그는 것이 바람직하다. 후속하는 환원 조는 NaOH 1∼30ｇ/Ｌ 및 NaBH₄ 0.5∼20ｇ/Ｌ의 조성 범위를 갖는 것이 바람직하며, 다양한 첨가제를 포함할 수 있다. 상기 도전체 회로를 30∼70℃의 온도에서 1∼15분 동안 상기 도금 용액에 담그는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 거친 표면이 도전체 회로의 표면층 상에 형성된다.

상기 거친 표면이 무전해 도금 방법으로 형성될 경우, 알칼리 등으로 세척한 후에 상기 도전체 회로가 형성된 인쇄 배선 기판을 무전해 도금 용액에 적시거나, 식각, 산을 사용한 처리, 촉매를 적용한 활성화 등에 의해 상기 거친 표면을 형성할 수 있다. 상기 거친 표면의 최대 높이는 0.1∼10㎛의 범위 이내가 된다.

무전해 도금에 의해 거친 표면을 형성하는 한 가지 방법으로서, 구리-니켈-인 합금으로 이루어진 거친 표면을 형성하는 방법이 있다. 이 경우, 도금 용액은 구리(황산구리, 염화구리 등의 금속염) 1∼40ｇ/Ｌ, 니켈(황산 니켈 등의 금속염) 0.1∼6ｇ/Ｌ, 구연산 10∼20ｇ/Ｌ, 하이포아인산염 10∼100ｇ/Ｌ, 붕산 10∼40ｇ/Ｌ 및 계면활성제 0.01∼10ｇ/Ｌ를 포함하는 것이 바람직하며, 다양한 첨가제, 안정화제 등을 포함할 수 있다. 상기 도전체 회로를 50∼80℃의 온도에서 5∼20분 동안 상기 도금 용액에 담그는 것이 바람직하다. 따라서, 도금 층 및 거친 층으로 구성된 거친 표면이 도전체 회로의 표면층 상에 형성될 수 있다.

상기 거친 표면의 형상으로는, 바늘 형상, 다공성 형상 및 이들의 조합 등이 있다. 형성의 용이성 및 접착 특성의 관점에서는 상기 바늘 형상이 바람직하다. 상기 거친 표면의 최대 높이는 0.5∼10㎛의 범위, 바람직하게는 1∼5㎛의 범위 이내이다. 상기 높이가 0.5㎛ 이하일 경우, 납땜 저항막에 대한 접착 특성이 저하되며, 상기 높이가 10㎛를 초과할 경우에는 산화-환원 처리 및 무전해 도금 과정에서 상기 거친 표면의 균일성이 유지되지 못하기 때문에 납땜 저항막의 벗겨짐과 균열이 발생한다.

식각 용액으로 상기 거친 표면을 형성하는 방법의 한가지 예로서는, 전술한 구리(Ⅱ) 착화합물과 유기산을 함유하는 식각 용액으로 처리하는 방법을 들 수 있다. 이 경우, 상기 식각 용액은 분무, 기포 생성 등과 같이 산소가 존재하는 조건 하에서 구리 도전체 회로를 용해시킬 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 부식 방지막은 상술한 납땜 패드를 위한 도전체 회로 상에 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 부식 방지막은 주성분으로서 1,2,3-벤조트리아졸(benzotriazole), 토릴트리아졸(tollyltriazole) 및 이들의 유도체들로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 방부제를 함유하는 것이 바람직하다.

여기서, 1,2,3-벤조트리아졸 및 트리아졸 유도체들이란, 메칠군, 에칠군 등과 같은 알칼리군, 카르복실군, 아미노군 또는 히드록실군 등이 하기의 화학식 1 및 2에 도시한 바와 같은 벤젠 고리에 결합된 화합물을 의미한다.

이러한 화합물들은 구리의 산화 반응을 조절하기 때문에 우수한 구리의 부식 방지 효과를 보인다. 또한, 상기 화합물들은, 상기 납땜 저항막의 노광 및 현상에 사용되는 용제에 쉽게 용해되기 때문에 납땜 패드를 위해 노출된 도전체 회로의 패드 상에 잔류하지 않는다. 그 결과, 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 패드에 개구부가 형성되는 경우에도 도전체 회로와 땜납 융기 사이의 연속성이 절연됨 없이 보장된다.

반면에, 상기 부식 방지막은 납땜 패드를 위한 도전체 회로와 납땜 저항막의 경계면에 잔류한다. 그 결과, 잔류하는 부식 방지막이, 고온, 고압 및 다습 조건 하에서 납땜 저항막과 납땜 패드 부분으로부터 침투되는 수분, 공기 등에 기인하는 산화 및 부식에 의해 납땜 패드를 위한 도전체 회로가 변형 및 열화되는 것을 방지할 수 있다.

상기 부식 방지막의 형성은 코팅, 분무 또는 함침 등에 의해 수행된다. 특히, 상기 거친 표면을 손상시키지 않고 상기 부식 방지막이 도전체 회로 상에 평탄하게 형성될 수 있기 때문에 함침 방법이 바람직하다. 상기 함침 방법의 한가지 예로서, 20∼60℃의 온도에서 10∼600초의 함침 시간 동안 대체적으로 도전체 회로의 전체에 상응하는 깊이를 갖는 탱크 내에 인쇄 배선 기판을 함침시켜 상기 부식 방지막을 인쇄 배선 기판 내의 도전체 회로의 거친 표면상에 형성한다.

본 발명에 있어서, 상기 부식 방지막 상에 납땜 저항막이 형성되고 개구부를 형성하기 위해 노광 및 현상된 다음, 상기 개구부 내에 노출되는 부식 방지막은 가스 플라즈마에 의해 제거된다.

그러한 처리 방법으로는, 노광 및 현상을 통해 형성된 납땜 패드를 위한 상기 개구부 가 제공된 상기 인쇄 배선 기판을 진공 상태 및 내부에 산소, 질소, 이산화탄소 가스 또는 사불화탄소가 방전된 장치 내에 위치시키고, 상기 개구부 내에 잔류하는 방부제, 납땜 저항막의 잔류물 및 납땜 저항막의 표면상의 산화막을 제거하는 방법을 언급할 수 있다.

상기 플라즈마 처리의 경우에 있어서, 땜납 융기의 오염을 제거하고 불충분한 장착을 저하시킬 수 있는 최적의 조건은 500∼1000Ｗ의 플라즈마 방전량, 100∼500sec/Ｍ의 가스 공급양 및 1∼15분 동안의 처리 시간 등이다.

상기 개구부에 존재하는 방부제와 납땜 저항막의 잔류물은 상기 플라즈마 처리에 의해 확실히 제거되며, 따라서 땜납 융기의 불충분한 전도성도 소거된다. 이와 동시에, 납땜 저항막 표면상의 산화막이 제거됨에 따라서 납땜 저항막의 습윤성(wettability)을 저하시키지 않고 후속하는 도금 단계 및 장착 단계에서의 불편을 방지할 수 있다.

더욱이, 본 발명에 따르면, 도전체 회로 상에 거친 표면이 형성된 다음, 티타늄, 아연, 철, 인듐, 탈륨, 코발트, 니켈, 주석, 납, 비스무스 및 귀금속으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 금속으로 구성된 부식 방지막을 위한 금속층이 방부제가 적용되기 전에 상기 거친 표면상에 형성될 수 있다.

이러한 부식 방지막을 위한 금속층의 형성은 도금(전해 도금, 무전해 도금 및 치환 도금 가운데 임의의 방법), 기상 증착, 전기 영동 증착 또는 스퍼터링 방법에 따라 수행될 수 있다. 상기 부식 방지막을 위한 금속층이 치환 도금 방법으로 형성될 경우, 상기 금속층은 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 거친 표면의 일부 표면층 상에 형성된다.

본 발명에 따라 부식 방지막을 위한 언더 코팅으로서 형성되는 상기 금속층의 두께는 0.01∼1㎛의 범위, 보다 상세하게는 0.03∼0.5㎛의 범위 이내가 바람직하다. 상기 금속층의 두께가 0.01㎛ 이하일 경우, 상기 거친 표면이 완전히 덮이지 못하게 되며, 반면에 상기 금속층의 두께가 1㎛를 초과할 경우에는 덮이는 금속이 상기 거친 표면으로 침투하여 거친 표면을 상쇄함으로써, 접착 특성을 저하시킨다.

전술한 부식 방지막은 부식 방지막을 위한 금속층으로 덮인 거친 표면 상부에 형성된다. 그 결과, 산화 등을 통한 상기 거친 표면의 변형과 열화가 상기 금속층과 부식 방지막의 상조적인 작용에 의해 방지되고, 따라서 납땜 저항막에 대한 접착 특성과 강도가 균일해지며, 땜납 융기의 이탈 강도가 향상된다.

그러므로, 신뢰성 테스트에 있어 고온, 고압 및 다습한 조건 하에서도 상기 거친 표면의 형상이 열화되기 어려우며, 납땜 저항막과 땜납 융기의 강도가 개선된다.

본 발명에 따르면, 상기 거친 표면 내로의 방부제의 투과성을 향상시키고 상기 거친 표면을 덮는 부식 방지막을 위한 금속층의 두께 및 조성을 균일하게 하기 위하여, 상기 거친 표면 형성 후의 납땜 패드를 위한 도전체 회로가 상기 금속층과 부식 방지막의 형성 전에 50∼250℃ 정도의 온도 범위 이내에서 열처리 될 수 있다.

상기 열처리 조건은, 생성되는 상기 거친 표면의 형상, 두께 및 재질과 상기 거친 표면을 덮는 부식 방지막을 위한 금속층의 조성 및 두께 등에 따라 조절될 수 있다.

이와 같은 열처리에 의하여, 상기 거친 표면과 그 잔류 성분의 생성을 위해 사용되는 화학 물질의 여분의 성분이 증발되고, 상기 거친 표면의 표면 층과 전체적인 도전체 회로의 금속 상태가 균일해지며, 금속층과 부식 방지막을 용이하게 형성할 수 있게 된다.

상기 열처리 온도가 50℃ 이하일 경우, 열처리 효과가 관찰되지 않으며, 반면에 열처리 온도가 250℃를 초과할 경우에는 상기 거친 표면이 산화되고, 생성되는 금속층과 부식 방지막이 불균일해진다.

본 발명에 있어서, 납땜 저항막은 전술한 바에 따라 형성된 주어진 형상을 갖는 거친 표면상에 형성된다. 상기 납땜 저항막의 두께는 2∼40㎛인 것이 바람직하다. 그 두께가 너무 얇을 경우, 상기 납땜 저항막은 납땜 시에 댐으로서 기능하지 못하게 되며, 반면에 그 두께가 너무 두꺼울 경우에는 땜납 융기를 위한 개구부를 형성하기 어렵고, 또한 땜납 몸체에 접촉되어 땜납 몸체의 균열을 유발할 수 있다.

상기 납땜 저항막은 다양한 수지로부터 제조될 수 있다. 예를 들면, 납땜 저항막은, 비스페놀(bisphenol) Ａ형 에폭시 수지 또는 그 아크릴레이트(acrylate), 또는 노볼락(novolac)형 에폭시 수지 또는 아민 경화제나 이미드아졸 경화제 등을 포함하는 그 아크릴레이트 등을 경화하여 형성될 수 있다.

특히, 상기 납땜 저항막이 그 상부에 땜납 융기가 배치되도록 개방될 경우, 상기 노볼락형 에폭시 수지 또는 이미드아졸 경화제가 함유된 그 아크릴레이트를 경화시키는 것이 바람직하다. 이와 같은 수지로 구성된 상기 납땜 방지막은 납의 이동(납 이온이 납땜 방지막 내로 확산되는 현상)이 덜하다는 장점을 갖는다.

또한, 노볼락형 에폭시 수지의 아크릴레이트가 이미드아졸 경화제로 경화될 경우, 생성되는 납땜 방지막은 우수한 내열성과 내알칼리성을 가지며, 납땜의 용융 온도(약 200℃)에서도 열화되지 않고, 니켈 도금 용액 또는 금 도금 용액과 같은 강한 염기 도금 용액에서도 분해되지 않는다. 노볼락형 에폭시 수지의 아크릴레이트로서는, 페놀 노볼락이나 크레졸 노볼락의 글리시딜(glycidyl) 에테르를 아크릴산 또는 메타크릴산 등과 반응시켜 형성된 에폭시 수지를 들 수 있다.

그러나, 상기 노볼락형 에폭시 수지의 아크릴레이트로 이루어진 납땜 저항막은 단단한 조직으로 구성됨으로써, 상기 도전체 회로로부터 벗겨지기 쉽다. 이러한 연결에 있어서, 본 발명에 따른 거친 표면은 전술한 벗겨짐을 방지할 수 있는 장점을 갖는다.

상기 이미드아졸 경화제는 쉽게 균일하게 혼합될 수 있기 때문에 25℃에서 액체로 되는 것이 바람직하다. 이러한 경화제로는, 1-벤질-2-메칠미이드아졸(1-benzyl-2-methylimidazole(상품명: 1B2ZM), 1-시아노에칠-2-에칠-4-메칠이미드아졸(1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole)(상품명: 2E4MZ-CN) 및 4-메칠-2-에칠이미드아졸(상품명: 2E4MZ).

전술한 수지와 경화제를 글리콜 에테르(glycol ether)와 같은 용제에 용해시킨 조성을 갖는 납땜 저항막을 형성하는 것이 바람직하다. 상기 납땜 저항막이 그러한 조성으로 형성될 때, 유리 산소(free oxygen)가 생성되지 않으므로 구리 패드의 표면이 산화되지 않으며, 인체에 대한 유해성이 감소된다.

상기 글리콜 에테르 용제로는 다음의 화학식 3으로 나타낸 용제로 이루어진 것을 사용할 수 있다.

CH₃―(CH₂CH₂O)n―CH₃ (n=1∼5)

바람직하게는, 디에칠렌 글리콜 디메칠 에테르(diethylene glycol dimethyl ether; DMDG) 및 트리에칠렌 글리콜 디메칠 에테르(DMTG) 가운데 적어도 하나를 사용한다. 이와 같은 용제는 약 30∼50℃에서 데움으로써 벤조페논(benzophenone), 마이클러 케톤(Michler ketone) 등과 같은 반응 개시제를 완전히 용해시킬 수 있다. 상기 용제의 양은 납땜 저항막 조성에 대하여 10∼40 중량 퍼센트의 범위 이내인 것이 바람직하다.

상기 이미드아졸 경화제의 첨가량은 납땜 저항막 조성의 전체 고체량을 기초로 하여 1∼10 중량 퍼센트가 되는 것이 바람직하다. 첨가량이 전술한 범위 이내일 경우, 균일한 혼합이 쉽게 얻어진다.

상기 납땜 저항막 조성에는 기포 방지제, 평탄화제, 반응 개시제, 감광제, 내열성과 내염기성 및 주어진 유연성을 개선하기 위한 열경화성 수지, 해상도를 개성하기 위한 감광성 단량체(monomer) 등과 같은 물질이 첨가될 수 있다.

상기 평탄화제로는 아크릴 에스테르의 중합체가 바람직하다. 상기 반응 개시제로는 이르가쿠아 I907(시바 게이지(Ciba Geigy)사의 상품명)이 바람직하다. 상기 감광제로는 DETX-S(일본 카야쿠(Kayaku) 주식회사의 상품명)가 바람직하다.

상기 열경화성 수지로는 비스페놀형 에폭시 수지가 사용될 수 있다. 상기 비스페놀형 에폭시 수지로는 비스페놀 Ａ형 에폭시 수지와 비스페놀 Ｆ형 에폭시 수지가 있다. 전자는 염기에 대한 저항성을 향상시키는 경우에 사용되며, 후자는 점성을 감소(즉, 적응성의 향상)시킬 경우에 사용된다.

상기 감광성 단량체로는 해상도를 향상시킬 수 있기 때문에 다원자가의 아크릴 단량체가 사용될 수 있다. 예를 들면, DPE-6A(일본 카야쿠 주식회사의 상품명), R-604(쿄에이샤(Kyoeisha) 카야쿠 주식회사의 상품명) 등과 같은 다원자가의 아크릴 단량체가 사용될 수 있다.

또한, 상기 납땜 저항막 조성은 배선 패턴의 차광을 위하여 착색 물질, 안료 등을 포함할 수 있다. 상기 착색 물질로는 프탈로시아닌 블루(phthalocyanine blue)를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 납땜 저항막 조성은 롤(roll) 코팅기를 통해 용이한 적응성을 갖도록 5∼10Paㆍs, 바람직하게는 25℃에서 1∼10Paㆍs의 점성을 갖는 것이 바람직하다.

상기 납땜 저항막 조성으로 제조된 납땜 저항막에 있어서, 노광 및 현상 처리에 의해 개구부가 형성된다.

이하, 본 발명에 따른 인쇄 배선 기판을 제조하는 방법을 설명한다. 상기 방법은 반-첨가 공정에 의해 주로 수행되지만 완전-첨가 공정도 적용될 수 있다.

본 발명에 있어서, 배선 기판은 먼저 기판 표면에 납땜 패드로서 도전체 회로를 형성함으로써 마련된다. 상기 기판으로는 글라스 에폭시 수지 기판, 폴리이미드 기판, 비스말레이미드 트리아진(bismaleimide triazine) 기판 등과 같은 수지 절연 기판, 세라믹 기판, 금속 기판 등을 사용할 수 있다.

이와 같은 배선 기판은 내부에 다수의 도전체 회로층들이 제공된 다층 인쇄 배선 기판이 될 수 있다. 상기 다수의 도전체 회로층들을 형성하는 방법에 있어서, 예를 들면 상기 기판 상에 형성된 하부의 도전체 회로 상의 층간 절연 수지층으로서 무전해 도금을 위한 접착제로 이루어진 접착층을 형성하는 공정, 그 표면을 거칠게 하는 공정, 상기 거친 표면 전체를 무전해 박막 도금시키는 공정, 그 상부에 도금 저항막을 형성하는 공정, 상기 도금 저항막이 형성되지 않은 부분을 전해 박막 도금하는 공정, 상기 도금 저항막을 제거하는 공정, 식각을 통해 무전해 도금된 막과 전해 도금된 막의 2개 층으로 구성된 도전체 회로를 형성하는 공정 등이 있다. 어떤 경우에 있어서도 상기 도전체 회로가 구리 패턴인 것이 바람직하다.

상기 무전해 도금을 위한 접착제는, 산이나 산화제에 용해되는 경화된 내열성 수지 입자들 또는 산이나 산화제에 녹기 어려운 경화되지 않은 내열성 수지 입자들을 분산시켜 형성하는 것이 가장 적합하다. 이러한 내열성 수지 입자들은 산이나 산화제로 처리함으로써 제거되며, 따라서 문어 항아리형 형상의 앵커들을 포함하는 거친 표면이 형성된다. 더욱이, 상기 무전해 도금을 위한 접착제는 서로 다른 조성을 갖는 2개의 층으로 구성된다.

산이나 산화제에 용해 가능한 상기 경화된 내열성 수지 입자들로는, (1) 평균 입경이 10㎛를 넘지 않는 내열성 수지 입자들, (2) 평균 입경이 2㎛를 넘지 않는 내열성 수지 분말의 응집 입자들, (3) 2∼10㎛의 평균 입경을 갖는 내열성 수지 분말 입자들과 2㎛ 이하의 평균 입경을 갖는 내열성 수지 분말 입자들의 혼합체, (4) 적어도 하나의 내열성 수지 분말과 2㎛ 이하의 평균 입경을 갖는 무기물 분말을 2∼10㎛의 평균 입경을 갖는 내열성 수지 분말의 표면에 접착하여 수득되는 일시적인 입자들, (5) 0.1∼0.8㎛의 평균 입경을 갖는 내열성 수지 분말과 0.8㎛ 보다는 크지만 2㎛를 넘지 않는 평균 입경을 갖는 내열성 수지 분말의 혼합체, 그리고 (6) 0.1∼1.0㎛의 평균 입경을 갖는 내열성 수지 분말로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나가 바람직하다. 이러한 입자들은 보다 복잡한 앵커들을 형성한다. 이러한 입자들로부터 형성되는 거친 표면은 0.1∼20㎛의 최대 거칠기(Rmax)를 갖는 것이 가능해진다.

상기 내열성 수지 입자들의 양은 내열성 수지로 구성되는 매트릭스의 고체 함량을 기준으로 하여 5∼50 중량 퍼센트, 바람직하게는 10∼40 중량 퍼센트가 사용된다. 상기 내열성 수지 입자들을 형성하는 수지로는 아미노 수지(멜라민(melamine) 수지, 요소 수지, 구아나민(guanamine) 수지 등), 에폭시 수지 등이 바람직하다.

산이나 산화제에 용해되기 어려운 상기 경화되지 않은 내열성 수지로는, 열경화성 수지와 열가소성 수지의 합성 수지 또는 감광성 수지와 열가소성 수지의 합성 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 전자는 내열성이 우수한 반면 후자는 사진 식각 공정을 통해 비어 홀을 위한 개구부를 형성할 수 있다.

상기 열경화성 수지로는, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리이미드 수지 등을 사용할 수 있다. 이러한 수지를 감광시킬 경우에 있어서, 아크릴산 또는 메타아크릴산으로 열경화성 그룹을 아크릴화시킨다. 특히, 에폭시 수지의 아크릴레이트가 가장 적합하다. 상기 에폭시 수지로는, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지 등과 같은 노볼락형 에폭시 수지와 디사이클로펜타딘(dicyclopentadiene) 등으로 변경된 치환형 에폭시 수지 등을 사용할 수 있다.

상기 열가소성 수지로는 폴리에테르 술폰(poly ether sulphone)(PES), 폴리술폰(PSF), 폴리페닐렌 술폰(PPS), 술리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide)(PPES), 폴리페닐렌 에테르(PPE), 폴리에테르 이미드(PI) 등이 사용될 수 있다.

상기 열가소성 수지에 대한 상기 열경화성 수지(감광성 수지)와의 홉합 비율은 95：5∼50：50이 바람직하다. 이러한 범위 이내에서는 내열성을 손상시키지 않고 우수한 특성을 얻을 수 있다.

상기 무전해 도금을 위한 접착제는 경화되어 층간 절연 수지층을 형성하며, 그 동안 상기 층간 절연 수지층 상에 비어 홀의 형성을 휘한 개구부가 형성된다.

상기 무전해 도금을 위한 접착제의 수지 매트릭스가 열경화성 수지일 경우에는 상기 비어 홀의 형성을 위한 개구부는 레이저 빔, 산소 플라즈마 등에 의해 형성되거나, 상기 수지 매트릭스가 감광성 수지일 경우에는 노광 및 현상 처리에 의해 형성된다. 더욱이, 상기 비어 홀의 형성을 위한 원형의 패턴이 전사된 포토마스크(유리 기판이 바람직하다)가 상기 감광성 층간 절연 수지층 상에 위치하여 상기 층에 대해 상기 원형의 패턴을 폐쇄한 다음, 상기 노광 및 현상 처리가 수행된다.

이어서, 비어 홀의 형성을 위한 개구부가 제공된(무전해 도금을 위한 접착제층) 상기 층간 절연 수지층의 표면이 거칠게 처리된다. 특히, 산이나 산화제로 무전해 도금을 위한 접착제층의 표면상에 존재하는 내열성 수지 입자들을 용해 및 제거함으로써, 상기 접착제층의 표면이 거칠게 된다. 따라서, 상기 거친 표면이 상기 층간 절연 수지층 상에 형성된다.

상술한 산으로는, 인산, 염산, 황산 등과 같은 무기산 또는 포름산, 아세트산, 등과 같은 유기산이 사용될 수 있다. 특히, 상기 비어 홀로부터 노출된 금속 도전체층을 거의 부식시키지 않기 때문에 유기산을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 산화제로는, 크롬산, 황산크롬 및 과망간산염(permanganate)(과망간산 백금) 등을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 거친 표면은 0.1∼20㎛의 최대 거칠기(Rmax)를 갖는 것이 바람직하다. 상기 거칠기가 상한치를 초과할 경우, 상기 층간 절연 수지층 자체가 손상되거나 벗겨지기 쉬우며, 반면에 상기 거칠기가 하한치 이하일 경우에는 접착 특성이 저하된다. 특히, 접착 특성을 확보하는 동안 무전해 도금막이 벗겨지기 때문에 상기 거칠기는 반-첨가 공정에서는 0.1∼5㎛인 것이 바람직하다.

촉매의 핵이 상기 거친 층간 절연 수지층에 적용된 다음, 무전해 도금막이 상기 층의 전면에 형성된다. 상기 무전해 도금막은 무전해 구리 도금된 막인 것이 바람직하며, 1∼5㎛의 두께, 바람직하게는 2∼3㎛의 두께를 갖는다. 상기 무전해 구리 도금 용액으로는 이 분야에서 통상적으로 사용되는 조성을 사용할 수 있다. 예를 들면, 황산구리 10g/L, EDTA 50g/L, 수산화나트륨 10g/L 및 37％의 포름알데히드 10㎖(pH=11.5)의 조성을 갖는 도금 용액을 들 수 있다.

이어서, 감광성 수지막(건조막)이 그 상부에 라미네이트 되어 무전해 도금된 막을 형성하며, 도금 저항막 패턴이 전사된 포토마스크(유리 기판이 바람직하다)가 상기 감광성 수지막 상부에 위치하여 노광 및 현상 처리됨으로써, 상기 도금 저항막 패턴에 상응하는 비전도체 부분이 형성된다.

그 후에, 비전도체 부분보다는 무전해 도금된 막의 상부에 전해 도금된 막이 형성되어 도전체 회로와 비어 홀에 상응하는 도전체 부분들이 형성된다. 상기 전해 도금으로는, 전해 구리 도금이 바람직하며, 전해 도금된 막의 두께는 5∼20㎛인 것이 바람직하다.

상기 비전도체 부분들에 상응하는 도금 저항막이 제거된 다음, 황산과 과산화수소의 혼합 용액 또는 과황산나트튬, 과황산암모늄, 염화철, 염화구리 등과 같은 식각 용액으로 무전해 도금된 막도 제거됨으로써, 각기 무전해 도금된 막과 전해 도금된 막으로 구성된 2개 층을 포함하는 독립적인 도전체 회로와 비어 홀이 얻어진다. 더욱이, 비도전체 부분으로부터 노출되는 거친 표면상에 존재하는 촉매 핵은 크롬산, 황산 및 과산화수소 등에 의해 용해되고 제거된다.

이어서, 본 발명에 따른 거친 표면이 납땜 패드를 위한 도전체 회로 상에 표면 층으로서 형성된다. 이러한 거친 표면은 도전체 회로의 표면에 대해 전술한 구리(Ⅱ) 착화합물과 유기산을 포함하는 식각 용액을 분무하거나 상기 식각 용액에 도전체 회로를 함침시킨 다음 기포를 발생시킴으로써 형성될 수 있다. 또한, 얇은 구리 막을 식각하여 형성된 도전체 회로에 거친 표면을 형성하는 것이 어렵기 때문에 상기 도전체 회로는 무전해 도금된 막 또는 전해 도금된 막으로 형성되는 것이 바람직하다.

상술한 거친 표면은 식각 처리, 연마 처리, 산화 처리, 산화-환원 처리 등을 거치거나 후속하는 공정에서 도금된 막으로 덮일 수 있다.

또한, 티타늄, 아연, 철, 인듐, 탈륨, 코발트, 니켈, 주석, 납, 비스무스 및 귀금속으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 금속으로 구성된 금속층으로 상기 거친 표면이 덮일 수 있다. 이러한 금속층은 도금(전해 도금, 무전해 도금 및 치환 도금 가운데 한 가지), 기상 증착, 전기 영동 증착, 스퍼터링 등과 같은 방법으로 덮일 수 있다.

본 발명에 따라 부식 방지막이 제공된 상기 거친 표면은 산화-환원 처리, 무전해 도금 또는 식각 처리를 통하여 0.5∼10㎛, 바람직하게는 1∼5㎛의 최대 높이로 형성되는 것이 바람직하다.

무전해 도금 용액으로 거친 표면을 형성하는 한가지 예로서, 구리-니켈-인의 도금 용액에 함침시키는 방법이 있다.

식각에 의해 거친 표면을 형성하는 한가지 예로서는, 도전체 회로 표면에 식각 용액으로 아졸의 구리(Ⅱ) 착화합물과 유기산을 함유하는 수용액을 분무하는 방법 또는 상기 도전체 회로를 전술한 식각 용액에 함침시키고 기포 처리하는 방법이 있다.

전술한 바와 같이 형성된 거친 표면은 티타늄, 아연, 철, 인듐, 탈륨, 코발트, 니켈, 주석, 납, 비스무스 및 귀금속으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 금속으로 구성된 부식 방지막을 위한 금속층으로 형성될 수 있다. 이러한 과정은 도금(전해 도금, 무전해 도금 및 치환 도금 중 하나), 기상 증착, 전기 영동 증착 또는 스퍼터링 방법에 의해 수행된다.

본 발명에 있어서, 부식 방지막은 전술한 거친 표면의 상부 또는 부식 방지막을 위한 금속층의 상부에 형성될 수 있다. 상기 부식 방지막의 형성은 부식 방지제를 적용하거나 부식 방지제를 분무하거나 또는 납땜 패드를 위한 상기 도전체 회로를 부식 방지제에 함침시킴에 따라 수행된다. 특히, 부식 방지막을 휘한 거친 표면에 손상을 주지 않고 도전체 회로 상에 평탄하게 부식 방지막을 형성할 수 있기 때문에 상기 함침 방법이 바람직하다.

상기 함침 방법의 한가지 예로서, 상기 거친 표면 또는 부식 방지막을 위한 금속층을 10∼600초의 함침 시간 동안 20∼60℃의 온도에서 인쇄 배선 기판의 도전체 회로가 완전히 함침되는 깊이를 갖는 탱크 내에 함침시킴으로써, 부식 방지막이 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 거친 표면 내지 상기 거친 표면 상에 형성되는 부식 방지막을 위한 금속층 표면에 형성될 수 있다.

상술한 납땜 저항막은 전술한 바와 같이 처리된 거친 표면을 갖는 도전체 회로 상에 형성된다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 하기의 실험예들과 비교예들을 중심으로 상세하게 설명한다.

실험예 1

무전해 도금을 위한 접착제(상부층을 위한 접착제)의 준비를 위한 조성물의 착수

[수지 조성물 Ａ]

본 조성물은, 25％의 크레졸 노볼락형 에폭시 수지의 아크릴레이트(일본 카야쿠 주식회사 제조, 분자량; 2500)를 80 중량 퍼센트의 농도에서 DMDG 내에 용해시켜 형성된 수지 용액 35 중량부(weight part), 감광성 단량체(아로닉스(Aronix) M315, 토아 고세이(Toa Gosei) 주식회사의 상품명) 3.15 중량부, 기포 방지제(S-65, 산노푸코(Sannopuco) 주식회사의 상품명) 0.5 중량부 그리고 NMP 3.6 중량부를 휘저어 혼합물을 형성함으로써 수득된다.

[수지 조성물 Ｂ]

본 조성물은, 폴리에테르 술폰(PES) 12 중량부, 1.0㎛의 평균 입경을 갖는 에폭시 수지(폴리메르폴(Polymerpole), 산요 카세이(Sanyo Kasei) 주식회사의 상품명) 7.2 중량부 그리고 0.5㎛의 평균 입경을 갖는 동일한 수지 3.09 중량부를 혼합한 다음, NMP 30 중량부를 첨가하여 비드 밀(bead mill) 에서 섞어 주면서 혼합하여 수득된다.

[경화제 조성물 Ｃ]

본 조성물은, 이미드아졸 경화제(2E4MZ-CN, 시코쿠 카세이(Shikoku Kasei) 주식회사의 상품명) 2 중량부, 광반응 개시제(일가쿠아(Irgaquar) I-907, 시바 게이지사의 상품명) 2 중량부, 감광제(DERTX-S, 일본 카야쿠 주식회사의 상품명) 0.2 중량부, 그리고 NMP 1.5 중량부를 휘저어 혼합함으로써 수득된다.

층간 수지 절연제(하지층을 위한 접착제)의 준비를 위한 조성물의 착수

[수지 조성물 Ｄ]

본 조성물은, 25％의 크레졸 노볼락형 에폭시 수지의 아크릴레이트(일본 카야쿠 주식회사 제조, 분자량: 2500)를 80 중량 퍼센트의 농도에서 DMDG에 용해시켜 형성된 수지 용액 35 중량부, 감광성 단량체(아로닉스 M315, 토아 고세이 주식회사의 상품명) 4 중량부, 기포 방지제(S-65, 산노푸코 주식회사의 상품명) 0.5 중량부, 그리고 NMP 3.6 중량부를 휘저어 혼합함으로써 수득된다.

[수지 조성물 Ｅ]

본 조성물은, 폴리에테르 술폰(PES) 12 중량부 및 0.5㎛ 이하의 평균 입경을 갖는 에폭시 수지(폴리메르폴, 산요 카세이 주식회사의 상품명) 14.49 중량부를 혼합한 다음, NMP 30 중량부를 첨가하고 비드 밀에서 혼합하여 수득된다.

[경화제 조성물 Ｆ]

본 조성물은, 이미드아졸 경화제(2E4MZ-CN, 시코쿠 카세이 주식회사의 상품명) 2 중량부, 광반응 개시제(일가쿠아 I-907, 시바 게이지사의 상품명) 2 중량부, 감광제(DETX-S, 일본 카야쿠 주식회사의 상품명) 0.2 중량부 그리고 NMP 1.5 중량부를 휘저어 혼합함으로써 수득된다.

수지 충전재의 준비를 위한 조성물의 착수

[수지 조성물 Ｇ]

본 조성물은, 비스페놀 Ｆ형 에폭시 단량체(YL983U, 유카 쉘(Yuka Shell) 주식회사의 상품명, 분자량: 310) 100 중량부, 실란(silane) 결합제로 코팅되고 1.6㎛의 평균 입경을 갖는 구형의 SiO₂ 입자들(CRS 1101-CE, 아도마텍(Adomatec) 주식회사의 상품명, 최대 입경이 후술하는 구리 패턴의 내부층의 두께(15㎛)를 넘지 않는다.) 170 중량부, 그리고 평탄화제(페레놀(Perenol), 산노푸코 주식회사의 상품명) 1.5 중량부를 휘저어 혼합함으로써, 생성되는 혼합물의 점도가 23±1℃의 온도에서 45,000∼49,000cps를 갖도록 수득된다.

[경화제 조성물 Ｈ]

이미드아졸 경화제(2E4MZ-CN, 시코쿠 카세이 주식회사의 상품명) 6.5 중량부.

인쇄 배선 기판의 제조

본 발명에 따른 인쇄 배선 기판의 한가지 예가 도 15 내지 도 32에 도시된 일련의 제조 단계들에 따라 제조된다.

(1) 시작 물질로서는, 도 15에 도시된바와 같이 18㎛ 두께의 구리 포일(5)이 글라스 에폭시 수지 또는 1㎜의 두께를 갖는 비스말레이미드 트리아진(BT) 수지로 이루어진 기판(4)의 각 표면에 라미네이팅(laminating)되어 얻어진 구리가 덮인 라미네이트(6)가 제공된다.

처음에, 도 16에 도시한 바와 같이 천공된 홀(7)이 형성된 다음, 구리가 덮인 라미네이트(6)가 무전해 도금 처리되며, 패턴의 형태로 식각되어 내층 구리 패턴(도전체 회로의 하지층)과 상기 기판(6)의 양 표면에 관통 홀(9)을 형성한다.

(2) 상기 내층구리 패턴(8)과 관통 홀(9)이 제공된 기판을 물로 세척, 건조하고, 산화조(흑연화조)로서 NaOH(10g/L), NaClO₂(40g/L) 및 Na₃PO₄(6g/L)를 사용하고, 환원조로서 NaOH(10g/L) 및 NaBH₄(6g/L)를 사용하는 산화-환원 처리를 수행하여 상기 내층 구리 패턴(8) 상부와 관통 홀(9)의 표면에 거친 표면들(10, 11)을 형성함으로써, 도 16에 도시한 바와 같은 배선 기판(12)을 제조한다.

(3) 상기 수지 조성물 Ｇ와 경화제 조성물 Ｈ를 혼합 및 반죽하여 수지 중전재를 준비한다. 준비 후 24 시간 이내에, 롤 코팅기를 사용하여 상기 도전체 회로들(8)과 상기 관통 홀(9)을 채우도록 상기 수지 충전재를 상기 기판(12)의 양 표면에 적용하고, 70℃에서 20분 동안 가열하여 건조시켜 수지층들(13, 14)을 형성한다.

(4) 상술한 (3)의 처리가 완료된 후, 상기 수지 중전재가 상기 내층 구리 패턴(8)과 관통 홀(9)의 영역(11)의 표면상에 남지 않도록 ＃600 벨트 연마지(산쿄 리카가쿠(Sankyo Rikagaku) 주식회사 제조)를 사용하여 벨트 사포지 연마 공정으로 기판의 한쪽 표면을 연마하고 상기 벨트 사포지 연마로 생성된 흠을 제거하기 위하여 부드럽게 닦는다. 상기 기판의 다른 표면도 전술한 바와 동일하게 처리된다.

(5) 이어서, 상기 수지 중전재를 100℃에서 1시간 동안, 120℃에서 3시간 동안, 150℃에서 1시간 동안, 그리고 180℃에서 7시간 동안 가열하여 도 17에 도시한 바와 같은 배선 기판(15)을 형성한다. 상기 배선 기판(15)에 있어서, 상기 관통 홀(9) 등에 채워진 상기 수지 중전재의 표면 부분 상의 거친 표면들(10, 11)과 내층 도전체 회로(8)의 상부 표면은 제거되어 상기 기판의 표면이 부드럽게 되며, 반면에 상기 수지층(13), 상기 도전체 회로(8)의 측면 및 상기 관통 홀(9)의 영역 표면은 상기 거친 표면들(10a, 11a)을 통해 서로 강하게 접착되며, 상기 관통 홀(9)의 내부 벽면과 상기 수지층(14)은 상기 거친 표면(11a)을 통하여 서로 강하게 접착된다. 즉, 상기 수지층들(13, 14)의 표면들과 내층 구리 패턴(8)의 표면은 본 단계에서 동일한 평면으로 된다.

(6) 상기 도전체 회로가 제공된 인쇄 배선 기판(15)은 알칼리에 함침되고, 부드럽게 식각되며, 팔라듐(Pd) 촉매를 형성하기 위한 염화팔라듐과 유기산을 함유하는 촉매 용액으로 처리된다. 이러한 촉매 용액의 활성화 후, 3.2×10^－2 mol/L의 황산구리, 3.9×10^－3 mol/L의 황산니켈, 5.4×10^－2 mol/L의 구연산나트륨, 3.3×10^－1 mol/L의 하이포인산나트륨 그리고 1.1×10^－4 mol/L의 계면활성제(설필(Surfeel), 니산 카가쿠 코교(Nisshin Kagaku Kogyo) 주식회사의 상품명)를 함유하는 pH=6 정도의 무전해 도금 용액에 함침시킨다. 1분 정도의 상기 함침 후, 4초당 1회 정도 진동시켜 도 18에 도시한 바와 같이 상기 구리 도전체들(8)의 표면과 상기 관통 홀(9)의 영역 상에 구리-니켈-인의 바늘형 합금의 거친 층들(16, 17)을 형성한다.

또한, 구리-주석 치환 반응이 0.1mol/L의 주석 불화붕소, 1.0mol/L의 티오요소(thiourea), 35℃의 온도 및 pH=2 정도의 조건 하에서 수행되어 상기 거친 층들(16, 17)의 표면상에 0.3㎛의 두께로 주석(Sn)층이 형성된다. 더욱이, 상기 주석층은 도시되지 않았다.

(7) 전술한 수지 조성물 Ｄ, 수지 조성물 Ｅ 및 경화제 조성물 Ｆ를 휘저어 혼합하여 점도를 1.5Paㆍs까지 조절함으로써, 층간 수지 절연체(하지층을 위한)가 수득된다. 이어서, 전술한 수지 조성물 Ａ, 수지 조성물 Ｂ 및 경화제 조성물 Ｃ를 휘저어 혼합하여 점도를 7Paㆍs까지 조절함으로써, 무전해 도금(상부층을 위한)을 위한 접착제 용액을 수득한다.

(8) 상기 (7) 단계에 따라 1.5Paㆍs의 점도를 갖는 상기 층간 수지 절연체(하지층을 위한)가 준비 후 24시간 이내에 롤 코팅기를 사용하여 상기 (6) 단계에 따른 기판(18)의 양 표면에 적용되고, 20분 동안 수평 상태를 유지하도록 남겨지며, 60℃에서 30분 동안 건조(베이킹(baking))된다. 이어서, 상기 (7) 단계에 따라 7Paㆍs의 점도를 갖는 감광성 접착제 용액(상부층을 위한)이 준비 후 24 시간 이내에 적용되며, 20 분 동안 수평 상태로 유지되게 남겨지고, 60℃에서 30분 동안 건조(베이킹)되어 도 19에 도시한 바와 같이 35㎛의 두께를 갖는 접착제층(19)이 형성된다.

(9) 도 20에 도시한 바와 같이, 직경 85㎛의 검은 원들이 전사된 포토마스크(21)가 상기 (8) 단계에 따라 접착제층(19)이 제공된 상기 기판의 각 표면에 부착되고, 500mJ/㎠의 초고압 수은 램프에 노광된다. 상기 기판은 DMTG 용액을 분무하여 현상되고, 3000mJ/㎠의 초고압 수은 램프에 노광되며, 100℃에서 1시간 동안, 120℃에서 1시간 동안, 150℃에서 3시간 동안 열처리(포스트 베이킹)됨으로써, 도 21에 도시한 바와 같이 상기 포토마스크막(21)에 대응하는 매우 정확한 사이즈인 직경 85㎛의 개구부(비어 홀을 형성하기 위한 개구부)(22)를 갖는 35㎛ 두께의 층간 수지 절연층(2층 구조)(19)이 형성된다. 더욱이, 상기 주석 도금된 층은 비어 홀을 위한 개구부(22) 내에서 부분적으로 노출된다.

(10) 상기 개구부(22)가 제공된 기판이 크롬산에 19분 동안 함침되어 상기 층간 수지 절연층(19)의 표면에 존재하는 에폭시 수지 입자들을 용해하고 제거하여 상기 층간 수지 절연층(19)의 표면을 거칠게 함으로써, 도 22에 도시한 바와 같이 거친 표면들(16, 17)이 형성된다. 그 후에, 중성 용액(시플레이(Shipley)사 제조)에 함침되고 물로 세척된다.

더욱이, 팔라듐 촉매(아토텍사 제조)가 거칠게 만드는 처리(거칠게 처리된 깊이: 6㎛) 상기 기판의 표면에 적용되어 촉매 핵이 상기 층간 수지 절연층(19)의 표면(23)과 상기 비어 홀을 위한 개구부의 내측 벽면(24)에 주어진다.

(11) 전술한 바에 따라 형성된 배선 기판은 다음과 같은 조성을 갖는 무전해 구리 도금 수용액에 함침되어 도 23에 도시한 바와 같이 상기 거친 표면의 전면에 0.6㎛ 두께의 무전해 구리 도금된 막(25)이 형성된다.

[무전해 구리 도금 수용액]

EDTA 50g/L

황산구리 10g/L

HCHO 8mL/L

NaOH 10g/L

α,α'-비피리딜(bipyridyl) 80mg/L

PEG 0.1g/L

[무전해 도금 조건]

용액 온도 70℃, 30분

(12) 도 24에 도시한 바와 같이, 상업적으로 이용 가능한 검은 원들(26)이 전사된 감광성 건조 막(27)이 상기 (11) 단계에 따라 형성된 무전해 구리 도금된 막(25)에 부착되고 그 상부에 마스크가 위치하여, 100mJ/㎠의 광에 노광되고 0.8％ 탄산나트륨으로 현상되어 도 25에 도시한 바와 같이 15㎛ 두께의 도금 저항막(28)이 형성된다.

(13) 이어서, 상기 도금 저항막이 형성되지 않은 부분들이 다음과 같은 조건으로 전해 구리 도금되어 도 26에 도시한 바와 같이 15㎛ 두께의 전해 구리 도금된 막(29)이 형성된다.

[전해 구리 도금 수용액]

황산 180g/L

황산구리 80g/L

첨가제(카파라시드(Kaparasid) GL, 일본 아토텍사의 상품명) 1mL/L

[전해 구리 도금 조건]

유동 밀도 1A/dm²

시간 30 분

온도 상온

(14) 상기 도금 저항막(28)이 5％의 수산화칼륨(KOH)으로 벗겨지고 제거된 다음, 상기 도금 저항막(28) 아래의 무전해 도금된 막(25)이 황산과 과산화수소의 혼합 용액으로 식각함으로써 용해되고 제거되어 도 27에 도시한 바와 같이 무전해 도금된 막(25)과 전해 도금된 막(29)(비어 홀(31)을 포함하는)으로 구성된 18㎛ 두께의 도전체 회로(30)가 형성된다.

(15) 상기 (6) 단계와 동일한 처리를 수행하여 구리-니켈-인의 바늘형 합금의 거친 표면을 형성하고 그 표면에 주석 치환 공정을 수행한다.

(16) 상기 (7)∼(15) 단계를 반복 수행하여 상층 도전체 회로들을 형성함으로써, 다층 배선 기판을 수득한다.

(17) 도 28에 도시한 바와 같이, 이미드아졸 구리(Ⅱ) 착화합물 10 중량부, 글리코산 7 중량부 및 염화칼륨 5 중량부를 함유하는 식각 용액(메크에치본드(Mechetchbond), 메크(Mech)사의 상품명)을 이송 롤(roll)들을 통해 분무하여 표면층으로서 도전체 회로를 식각하여 3㎛의 두께를 갖는 거친 표면들(32)을 형성한다. 상기 주석 치환 공정은 상기 거친 표면에는 적용되지 않는다.

주사 전자 현미경(5000배의 배율)을 사용하여 상술한 거친 표면을 관찰할 경우, 도 1 내지 도 8에 도시한 바와 같은 앵커 부분(1)이 평균적으로 11개, 리세스 부분이 평균적으로 11개, 그리고 마루 라인들의 수가 평균적으로 22개인 것을 확인하였다.

(18) 50 중량 퍼센트의 에폭시군과 60 중량 퍼센트의 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(일본 카야쿠 주식회사 제조)가 DMDG에 용해된 감광성 저중합체(분자량: 4000) 46.47g, 메칠 에칠 케톤에 용해된 80 중량 퍼센트의 비스페놀 Ａ형 에폭시 수지(에피코트(Epikote) 1001, 유카 쉘 주식회사의 상품명) 15g, 이미드아졸 경화제(시코쿠 카세이 주식회사 제조) 1.6g, 감광성 단량체로서 다원자가의 아크릴 단량체 3g, 다원자가의 아크릴 단량체(쿄에이샤 카가쿠(Kyoeisha Kagaku) 주식회사 제조) 1.5g 그리고 분산 거품방지제(산노푸코 주식회사 제조, S-65) 0.71g을 혼합하고, 광반응개시제로서 벤조페논(칸토 카가쿠(Kanto Kagaku) 주식회사 제조) 2g과 감광제로서 미클러 케톤(Michler ketone)(칸토 카가쿠 주식회사 제조) 0.2g을 첨가하여 생성되는 혼합물이 25℃에서 2.0Paㆍs의 점도로 조절되도록 납땜 저항막을 위한 조성물을 수득한다. 또한, 상기 점도는 60rpm에서 4번 축차(rotor)와 6rpm에서 3번 축차를 사용하는 Ｂ형 점도계에 의해 측정되었다.

(19) 도 29에 도시한 바와 같이, 납땜 저항막을 위한 상기 조성물(33)은 상기 (16) 단계에서 수득된 다층 배선 기판의 양 표면들에 20㎛의 두께로 적용된다. 70℃에서 20분 및 70℃에서 30분 동안 건조 처리한 다음, 도 30에 도시한 바와 같이 원형 패턴(마스크 패턴)이 전사된 5㎜ 두께의 포토마스크막(35)을 그 상부에 위치시키고, 1000mJ/㎠로 자외선 노광하고 DMDG로 현상한다. 이어서, 80℃에서 1시간, 100℃에서 1시간, 120℃에서 1시간 및 150℃에서 3시간 동안 열처리하여 도 31에 도시한 바와 같이 납땜 패드 부분(36)(비어 홀 및 그 영역(37)을 포함하는)에 대해 개방된(개방 직경: 200㎛) 납땜 저항막(38)(두께: 20㎛)을 형성함으로써, 인쇄 배선 기판이 제조된다.

(20) 이어서, 상기 납땜 저항막(38)이 제공된 상기 기판을 염화니켈 30g/L, 하이포인산나트륨 10g/L 및 구연산나트륨 10g/L을 함유하는 pH=5 정도의 무전해 니켈 도금 용액에 20분 동안 함침시켜 도 32에 도시한 바와 같이 상기 개구부(36, 37) 상에 5㎛ 두께의 니켈 도금된 막(40)을 형성한다. 또한, 상기 기판을 칼륨 금 시아나이드 2g/L, 염화암모늄 75g/L, 구연산나트륨 50g/L 및 하이포인산나트륨 10g/L을 함유하는 무전해 금 도금 용액에 93℃에서 23초 동안 함침시켜 상기 니켈 도금된 막(40) 상에 0.03㎛의 금 도금된 막(41)을 형성한다.

(21) 그 후에, 납땜 페이스트(paste)가 상기 납땜 저항막(38)의 개구부 상에 인쇄되고, 200℃에서 리플로우 되어 땜납 융기(땜납 몸체)(42)를 형성함으로써, 상기 땜납 융기(42)를 포함하는 인쇄 배선 기판(43)이 제조된다. 이러한 인쇄 배선 기판에 있어서, 통상적인 배선 부분(라인 폭: 75㎛)과 미세 배선 부분(라인 폭: 50㎛)이 배치되며, 상기 미세 배선 부분은 거친 배선 밀도(간격: 400㎛)를 갖는 부분들과 치밀한 배선 밀도(간격: 50㎛)를 갖는 부분들로 나누어진다.

실험예 2

도 33은 인쇄 배선 기판(44)의 개략적인 단면도를 도시한 것이다. 본 실험예에 있어서, 단계 (17)에서 도 9 내지 도 12에 도시한 바와 같이 표면층 도전체 회로들(납땜 패드를 위한 도전체 회로)의 거친 표면이 금속층(51)으로 덮이는 점을 제외하면, 제조 단계들은 기본적으로 실험예 1의 경우와 동일하다. 상기 금속으로는 니켈이 사용되며, 무전해 도금에 의해 적용된다. 이에 따라 형성된 니켈층은 0.04㎛의 두께를 갖는다.

본 실험예에 있어서, 상기 땜납 융기들(땜납 몸체)(54)은 상기 단계 (18) 내지 (21)에서 도 33에 도시한 바와 같이 상기 니켈층(51) 상의 니켈 도금된 막(52)과 그 상부의 금 도금된 막(53)을 통하여 상기 납땜 저항막(38)의 개구부 상에 형성된다.

실험예 3

납땜 패드를 위한 도전체 회로의 거친 표면을 덮는 금속층으로 무전해 도금을 통한 니켈층 대신 치환 도금을 통한 주석층이 형성되는 점을 제외하면, 본 실험예는 기본적으로 실험예 2와 동일하다. 이러한 주석층은 0.03㎛의 두께를 갖는다.

실험예 4

납땜 패드를 위한 도전체 회로의 거친 표면을 덮는 금속층으로 무전해 도금을 통한 니켈층 대신 무전해 도금을 통한 아연층이 형성되는 점을 제외하면, 본 실험예는 실험예 2와 기본적으로 동일하다. 이러한 아연층은 0.05㎛의 두께를 갖는다.

실험예 5

납땜 패드를 위한 도전체 회로의 거친 표면을 덮는 금속층으로 무전해 도금을 통한 니켈층 대신 기상 증착을 통한 금속층이 형성되는 점을 제외하면, 본 실험예는 실험예 2와 기본적으로 동일하다. 이러한 금속층은 철 또는 코발트로 구성되며, 0.05㎛의 두께를 갖는다.

실험예 6

상기 실험예 1의 (1) 내지 (14) 단계 후, 도 34에 도시한 바와 같은 인쇄 배선 기판(45)이 하기의 단계들을 통하여 제조된다.

(22) 실험예 1의 상기 (6) 내지 (14) 단계들을 반복 수행하여 다층 인쇄 배선 기판을 수득하고, 상층의 도전체 회로를 형성한다. 상기 단계들을 통해 형성된 내층 도전체 회로는 도시되지 않았다. 또한, 도 34에서 인쇄 배선 기판의 최외곽층 내의 납땜 패드를 위한 도전체 회로는 실험예 1의 상기 (14) 단계에서 형성된 도전체 회로들(납땜 패드를 위한 도전체 회로들)(30, 31)에 의해 도시되었다.

(23) 표면층으로 상기 도전체 회로가 제공된 인쇄 배선 기판은 알칼리에 함침되고, 부드럽게 식각되며, 팔라듐 촉매를 부여하기 위해 염화팔라듐과 유기산을 함유하는 촉매 용액으로 처리된다. 이러한 촉매의 활성화 후, 3.2×10^－2 mol/L의 황산구리, 3.9×10^－3 mol/L의 황산니켈, 5.4×10^－2 mol/L의 구연산나트륨, 3.3×10 ^－1 mol/L의 하이포인산나트륨 그리고 1.1×10^－4 mol/L의 계면활성제(설필 465, 니산 카가쿠 코교 주식회사의 상품명)를 함유하는 pH=9 정도의 무전해 도금 용액에 함침된다. 1분 동안의 함침 후에, 4초당 1회로 진동되어 상기 도전체 회로들(30, 31)의 표면 상에 구리-니켈-인의 바늘형 합금의 거친 표면(39)을 형성한다.

(24) 이어서, 상기 거친 표면(39) 상에 부식 방지막(108)을 형성한다. 부식 방지제로는 1,2,3-벤조트리아졸이 사용된다. 상기 거친 표면(39)은 45℃의 온도에서 1분 동안 이러한 부식 방지제 15 중량 퍼센트를 함유하는 용액 속에 함침되고, 물로 세척되어 상기 거친 표면(39) 상에 부식 방지막(108)이 형성된다.

(25) 그 후에, 실험예 1의 상기 (18) 및 (19) 단계에 따라 도 34에 도시한 바와 같이 납땜 패드 부분(36)(비어 홀과 그 영역 부분(37)을 포함하는) 내에 개방된(개방 직경: 200㎛) 납땜 저항막(38)(두께: 20㎛)이 형성됨에 따라 상기 인쇄 배선 기판이 제조된다.

또한, 상기 부식방지제와 상기 개구부 내의 납땜 저항막의 잔류물은 산소 플라즈마(플라즈마 세척 장치, 모델 PC12F-G, 큐슈 마츠시다(Kyushu Matsusshita) 주식회사 제조)에 의해 제거된다. 상기 인쇄 배선 기판을 진공 상태에 위치시킨 다음, 1000Ｗ의 플라즈마 방전량, 0.4MPa의 산소 공급 압력, 500sec/M의 산소 공급 속도 및 2 분간의 처리 시간 등의 조건에서 이러한 플라즈마 처리가 수행된다.

(26) 이어서, 상기 플라즈마 처리된 기판을 실험예 1의 (20) 및 (21) 단계에 따라 처리하여 도 34에 도시한 바와 같이 니켈 도금된 막(55)과 상기 개구부들(36, 37) 상에 무전해 금 도금된 막(56)을 형성함으로써, 땜납 융기들(57)을 포함하는 인쇄 배선 기판(45)이 제조된다.

(27) 상기 인쇄 배선 기판은 라우터를 포함하는 장치에 의해 적절한 사이즈로 분리 절단되며, 단락-회로와 인쇄 기판의 배선 단락을 검사하기 위한 점검 단계를 통과하여 원하는 인쇄 배선 기판을 수득하게 된다. 또한, 산소 또는 사염화질소 등을 사용하는 플라즈마 처리가 문자 인식 생산품 등을 형성하기 위한 문자-인쇄 단계와 상기 납땜 저항막의 일관성을 개선하기 위하여 적절히 부가될 수도 있다.

(28) 그 후에, 상기 다층 인쇄 배선 기판의 땜납 융기들은 적절한 조임 장치를 사용하여 상기 기판의 타겟 마크가 제공된 집적 회로(IC) 칩의 각 융기들에 대해 배치되며, 상기 땜납 융기들은 땜납 융기와 결합하여 융기가 되도록 리플로우 된다. 다음에, 하부의 중전 수지가 상기 집적 회로와 인쇄 배선 기판 사이에 충전되어 상기 집적 회로에 연결된 인쇄 배선 기판을 수득하게 된다.

실험예 7

상기 거친 표면의 형성에 있어, 이미드아졸 구리(Ⅱ) 착화합물 10 중량부, 글루코산 7 중량부 및 염화갈륨 5 중량부를 함유하는 식각 용액(즉, 메크에치본드, 메크사의 상품명)을 롤들을 통해 이송되는 동안 분무하여 식각함으로써 3㎛의 두께를 갖는 거친 표면을 형성하는 점을 제외하면, 본 실험예는 기본적으로 실험예 6과 동일하다. 그 후에, 실온에서 실험예 6의 경우와 동일한 부식방지제를 분무함으로써, 상기 부식 방지막이 상기 거친 표면상에 형성된다.

실험예 8

산화조(흑연화조)로서 NaOH(10g/L), NaClO₂(40g/L) 및 Na₃PO₄(6g/L)를 사용하고, 환원조로서 NaOH(10g/L) 및 NaBH₄(6g/L)를 사용하는 흑연화-환원 처리에 의해 3㎛의 최대 높이를 갖는 거친 표면이 형성되는 점을 제외하면, 본 실험예는 기본적으로 실험예 6과 동일하다. 그 후에, 롤 코팅기를 통해 양 표면에 부식방지제로서 토릴트리아졸 10 중량 퍼센트의 용액을 적용함에 의해 부식 방지막이 상기 거친 표면상에 형성된다.

실험예 9

도 35는 본 실험예에 따른 인쇄 배선 기판(46)의 부분 단면도를 도시한 것이다. 상기 거친 표면(39)의 형성 후의 치환 도금에 의해 0.03㎛ 두께의 주석층(109)이 형성되고, 납땜 패드들 위한 도전체 회로의 주석층(109)을 50℃에서 1분 동안 부식방지제로서 10 중량 퍼센트의 토릴트리아졸을 포함하는 용액에 함침시켜 부식 방지막(110)이 상기 주석층(109) 상에 형성되는 점을 제외하면, 상기 기판은 실험예 6의 경우와 동일한 방법으로 제조된다.

실험예 10

이미드아졸 구리(Ⅱ) 착화합물 10 중량부, 글루콜산 7 중량부 및 염화칼륨 5 중량부를 함유하는 식각 용액(즉, 메크에치본드, 메크사의 상품명)을 롤들을 통해 이송되는 동안 분무하여 식각함으로써 3㎛의 최대 높이를 갖는 거친 표면을 형성하는 점을 제외하면, 본 실험예는 실험예 6과 기본적으로 동일하다. 무전해 도금에 의해 0.04㎛의 두께를 갖는 니켈층이 상기 거친 표면상에 형성된다. 그 후에, 상기 니켈층을 55℃의 온도에서 45초 동안 부식방지제로서 5 중량 퍼센트의 1,2,3-벤조트리아졸과 5 중량 퍼센트의 토릴트리아졸을 포함하는 용액에 함침시킴으로써, 상기 거친 표면상에 부식 방지막이 형성된다.

실험예 11

산화조(흑연화조)로서 NaOH(10g/L), NaClO₂(40g/L) 및 Na₃PO₄(6g/L)를 사용하고, 환원조로서 NaOH(10g/L) 및 NaBH₄(6g/L)를 사용하는 흑연화-환원 처리에 의해 3㎛의 최대 높이를 갖는 거친 표면이 형성되는 점을 제외하면, 본 실험예는 기본적으로 실험예 6과 동일하다. 이어서, 스퍼터링에 의해 0.05㎛의 두께를 갖는 아연층이 생성되는 거친 표면 상에 형성되고, 실온에서 상기 아연층에 대한 부식방지제로서 1,2,3-벤조트리아졸 5 중량 퍼센트 및 토릴트리아졸 5 중량 퍼센트를 포함하는 용액을 분무하여 그 상부에 부식 방지막을 형성한다.

비교예 1, 2

상기 비교예들은 기본적으로 실험예 1의 경우와 동일하다. 그러나, 비교예 1에 있어서, 산화조(흑연화조)로서 NaOH(10g/L), NaClO₂(40g/L) 및 Na₃PO₄(6g/L)를 사용하고, 환원조로서 NaOH(10g/L) 및 NaBH₄(6g/L)를 사용하는 흑연화-환원 처리에 의해 거친 표면이 도전체 회로 상에 표면층으로서 형성되는 반면, 비교예 2에서는 3.2×10^－2 mol/L의 황산구리, 3.9×10^－3 mol/L의 황산니켈, 5.4×10^－2 mol/L의 착화합제, 3.3×10^－1 mol/L의 하이포인산나트륨 그리고 1.1×10^－4 mol/L의 계면활성제(설필 465, 니산 카가쿠 코교 주식회사의 상품명)를 함유하는 pH=9 정도의 무전해 도금 용액을 사용하여 구리-니켈-인의 바늘형 합금으로 구성된 거친 표면이 표면층으로 도전체 회로 상에 형성된다. 비교예 1 및 2의 인쇄 배선 기판들에 있어서, 통상적인 배선 부분들과 미세한 배선 부분들뿐만 아니라 거친 배선 밀도 부분과 치밀한 배선 밀도 부분들이 실험예 1과 같이 형성된다.

비교예 3

산화조(흑연화조)로서 NaOH(10g/L), NaClO₂(40g/L) 및 Na₃PO₄(6g/L)를 사용하고, 환원조로서 NaOH(10g/L) 및 NaBH₄(6g/L)를 사용하는 흑연화-환원 처리에 의해 거친 표면이 도전체 회로 상에 표면층으로 형성되는 점을 제외하면 본 비교예는 실험예 2와 기본적으로 동일하다. 본 비교예에 있어서, 통상의 배선 부분들과 미세한 배선 부분들뿐만 아니라 거친 배선 밀도 부분과 치밀한 배선 밀도 부분들이 실험예 1과 같이 형성된다.

비교예 4

3.2×10^－2 mol/L의 황산구리, 3.9×10^－3 mol/L의 황산니켈, 5.4×10^－2 mol/L의 착화합제, 3.3×10^－1 mol/L의 하이포인산나트륨 그리고 1.1×10^－4 mol/L의 계면활성제(설필 465, 니산 카가쿠 코교 주식회사의 상품명)를 함유하는 pH=9 정도의 무전해 도금 용액을 사용하여 구리-니켈-인의 바늘형 합금으로 구성된 거친 표면이 표면층으로 도전체 회로 상에 형성되는 점을 제외하면 본 비교예는 실험예 2와 기본적으로 동일하다. 본 비교예에 있어서, 통상의 배선 부분들과 미세한 배선 부분들뿐만 아니라 거친 배선 밀도 부분과 치밀한 배선 밀도 부분들이 실험예 1과 같이 형성된다.

비교예 5

부식 방지제가 거친 표면에 적용되지 않는 점을 제외하면 본 비교예는 실험예 6과 기본적으로 동일하다.

비교예 6

이미드아졸 구리(Ⅱ) 착화합물 10 중량부, 글루콜산 7 중량부 및 염화칼륨 5 중량부를 함유하는 식각 용액(즉, 메크에치본드, 메크사의 상품명)을 롤들을 통해 이송되는 동안 분무하여 식각하며, 거친 표면에 부식 방지제가 적용되지 않음으로써 3㎛의 최대 높이를 갖는 거친 표면을 형성하는 점을 제외하면 본 비교예는 실험예 7과 기본적으로 동일하다.

납땜 방지막의 벗겨김 테스트

실험예 1과 비교예 1 및 2에 따라 제조된 인쇄 배선 기판들에 대하여, 납땜 방지막의 형성 및 신뢰성 테스트(열 순환 조건 하에서) 후에 납땜 방지막의 벗겨짐 테스트를 수행하였다. 또한, 도전체 회로들 사이의 불량한 연속성의 존재를 거친 배선 밀도 부분과 치밀한 배선 밀도 부분 사이에서 비교하였으며, 개구부의 저면에서 유기산 잔류물의 존재를 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

평가 항목	평가 부분	실험예 1	비교예 1	비교예 2
납땜 저항막 형성 후의 벗겨짐 ＊1	배선 밀도-거침	존재하지 않음	존재하지 않음	존재하지 않음
납땜 저항막 형성 후의 벗겨짐 ＊1	배선밀도-치밀함	존재하지 않음	존재하지 않음	존재하지 않음
열 순환 테스트 후의 벗겨짐 ＊2	배선 밀도-거침	존재하지 않음	존재하지 않음	존재하지 않음
열 순환 테스트 후의 벗겨짐 ＊2	배선밀도-치밀함	존재하지 않음	존재하지 않음	존재하지 않음
도전체 회로들 사이의 연속성 불량 ＊1	배선 밀도-거침	존재하지 않음	존재하지 않음	존재하지 않음
도전체 회로들 사이의 연속성 불량 ＊1	배선밀도-치밀함	존재하지 않음	존재하지 않음	존재함
유기 잔류물 ＊3	비어 홀의 저면	존재하지 않음	존재하지 않음	존재함

＊1 현미경(50배)으로 관찰함.

＊2 ＋120℃와 －20℃에서 100 시간 동안 열 순환 테스트를 반복함.

이 후에, 현미경(50배)으로 납땜 저항막을 관찰함.

＊3 주사 전자 현미경(5000배)으로 관찰함.

상기 표 1에 나타낸 바와 같이 실험예 1에 따른 인쇄 배선 기판에 있어서, 납땜 저항막의 벗겨짐과 도전체 회로들 사이의 불량한 연속성이 발생하지 않으며, 유기 잔류물이 관찰되지 않는다. 비교예 1의 인쇄 배선 기판에 있어서는, 열 순환 테스트 후에 거친 배선 밀도 부분에 벗겨짐이 발생한 반면, 비교예 2의 인쇄 배선 기판에서는 도전체 회로들 사이의 불량한 연속성이 발생하였으며, 개구부의 저면에서 유기 잔류물이 관찰되었다.

납땜 저항막과 땜납 융기의 벗겨짐 테스트

실험예 2∼5와 비교예 3 및 4의 인쇄 배선 기판들에 대하여, 땜납 융기의 형성과 신뢰성 테스트(열 순환 조건 하에서) 후에 납땜 저항막과 땜납 융기의 벗겨짐, 균열 등을 조사하였고, 땜납 융기의 전단 강도를 측정하였으며, 검사기를 통해 연속성 테스트를 수행하여 배선 파손과 회로 단락의 존재를 판정하였다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.

항목	평가 항목	판정	실험예				비교예
항목	평가 항목	판정	2	3	4	5	3	4
땜납 융기의 형성 후	납땜 저항막 상태	벗겨짐의 존재 ＊2	존재하지않음	존재하지않음	존재하지않음	존재하지않음	존재함	존재하지않음
	땜납 융기의 벗겨짐	벗겨짐 및 균열의 존재 ＊2	존재하지않음	존재하지않음	존재하지않음	존재하지않음	존재하지않음	존재하지않음
	연속성 테스트	모니터 결과 ＊3	양호	양호	양호	양호	양호	불량
	땜납 융기의 전단 강도	전단 강도[kgf/㎠] ＊4	2.00	2.00	2.00	2.00	1.60	2.00
신뢰성 테스트 후 ＊1	납땜 저항막 상태	벗겨짐의 존재 ＊2	존재하지 않음	존재하지 않음	존재하지 않음	존재하지 않음	존재하지 않음	존재하지 않음
	땜납 융기의 벗겨짐	벗겨짐 및 균열의 존재 ＊2	존재하지 않음	존재하지 않음	존재하지 않음	존재하지 않음	존재하지 않음	존재함
	연속성 테스트	모니터 결과 ＊3	양호	양호	양호	양호	불량	불량
	땀납 융기의 전단 강도	전단 강도[kgf/㎠] ＊4	1.90	1.90	1.90	1.90	1.50	1.60

＊1 열 순환(액체 탱크 내에서 135℃에서 3분 동안 및 －65℃에서 3분

동안)을 1000회 반복한 다음 측정함.

＊2 현미경(50배)을 사용하여 절단부를 측정함.

＊3 땜납 융기와 BGA(Ball Grid Array) 패드사이의 연속성을 확인함.

접촉 저항이 1μΩ를 넘지 않는 값을 가질 경우에는 양호하며, 접촉

저항이 1μΩ를 초과할 경우에는 불량함.

＊4 인장 시험기의 상단이 땜납 융기에 부착되고 수직 방향으로 당겨질

경우, 땜납 융기가 떨어질 때의 인장 시험기의 수치값을 읽음.

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 실험예 2∼5의 인쇄 배선 기판에 있어서, 납땜 저항막 및 땜납 융기의 벗겨짐과 균열이 발생하지 않으며, 비교예 3 및 4의 인쇄 배선 기판들과 비교할 때 땜납 융기의 연속성과 전단 강도가 우수하다. 또한, 납땜 저항막과 땜납 융기 사이의 강도가 충분하게 유지되며, 신뢰성 테스트 후에도 배선의 파손 및 회로의 단락이 발생하지 않는다.

또한, 실험예 6∼11과 비교예 5 및 6에 따라 제조된 인쇄 배선 기판들에 대하여, 땜납 융기의 형성 및 신뢰성 테스트(열 순환 조건 하에서) 후에 납땜 저항막과 땜납 융기의 벗겨짐, 균열 등을 조사하였으며, 땜납 융기의 강도를 측정하였으며, 검사기를 통해 연속성 테스트를 수행하여 배선의 파손 및 회로의 단락의 존재를 판단하였다. 그 결과를 표 3 및 표 4에 나타낸다.

항목	평가 항목	판단	실험예
항목	평가 항목	판단	6	7	8	9
땜납 융기의 형성 후	납땜 저항막 상태	벗겨짐의 존재 ＊2	존재하지 않음	존재하지 않음	존재하지 않음	존재하지 않음
	땜납 융기의 벗겨짐	벗겨짐 및 균열의 존재 ＊2	존재하지 않음	존재하지 않음	존재하지 않음	존재하지 않음
	연속성 테스트	모니터 결과 ＊3	양호	양호	양호	양호
	땜납 융기의 전단 강도	전단 강도[kgf/㎠] ＊4	1.96	1.99	2.06	2.15
신뢰성 테스트 후 ＊1	납땜 저항막 상태	벗겨짐의 존재 ＊2	존재하지 않음	존재하지 않음	존재하지 않음	존재하지 않음
	땜납 융기의 벗겨짐	벗겨짐 및 균열의 존재 ＊2	존재하지 않음	존재하지 않음	존재하지 않음	존재하지 않음
	연속성 테스트	모니터 결과 ＊3	양호	양호	양호	양호
	땜납 융기의 전단 강도	전단 강도[kgf/㎠] ＊4	1.97	1.95	2.05	2.15

동안)을 1000회 반복한 다음 측정함.

＊2 현미경(50배)을 사용하여 절단부를 측정함.

＊3 땜납 융기와 BGA 패드 사이의 연속성을 확인함. 접촉 저항이 1μΩ를

넘지 않는 값을 가질 경우에는 양호하며, 접촉 저항이1μΩ를 초과할

경우에는 불량함.

항목	평가항목	판단	실험예		비교예
항목	평가항목	판단	10	11	5	6
땜납 융기의 형성 후	납땜 저항막의 상태	벗겨짐의 존재 ＊2	존재하지 않음	존재하지 않음	존재함	존재하지 않음
	땜납 융기의 벗겨짐	벗겨짐 및 균열의 존재 ＊2	존재하지 않음	존재하지 않음	존재하지 않음	존재하지 않음
	연속성 테스트	모니터 결과 ＊3	양호	양호	양호	불량
	땜납 융기의 전단 강도	전단 강도[kgf/㎠] ＊4	2.15	2.08	1.32	1.41
신뢰성 테스트 후 ＊1	납땜 저항막의 상태	벗겨짐의 존재 ＊2	존재하지 않음	존재하지 않음	존재하지 않음	존재하지 않음
	땜납 융기의 벗겨짐	벗겨짐 및 균열의 존재 ＊2	존재하지 않음	존재하지 않음	존재하지 않음	존재함
	연속성 테스트	모니터 결과 ＊3	양호	양호	불량	불량
	땜납 융기의 전단 강도	전단 강도[kgf/㎠] ＊4	2.15	2.06	1.28	1.37

동안)을 1000회 반복한 다음 측정함.

＊2 현미경(50배)을 사용하여 절단부를 측정함.

넘지 않는 값을 가질 경우에는 양호하며, 접촉 저항이 1μΩ를 초과

할 경우에는 불량함.

상기 납땜 저항막의 개구부를 현미경(50배)으로 관찰할 때, 수지 잔류물이 비교예들의 인쇄 배선 기판들에서는 관찰된 반면, 실험예들의 인쇄 배선 기판들에서는 수지 잔류물이 관찰되지 않았다. 또한, 상기 표 3 및 4에 나타낸 바와 같이, 실험예 6∼11의 인쇄 배선 기판들에 있어서는 납땜 저항막과 땜납 융기의 벗겨짐 및 균열이 발생하지 않았으며, 연속성과 땜납 융기의 전단 강도가 비교예 5 및 6의 인쇄 배선 기판들에 비하여 우수하였다. 또한, 납땜 저항막과 땜납 융기 사이의 강도가 충분히 유지되었으며, 신뢰성 테스트 후에도 배선의 파손이나 회로의 단락이 발생하지 않았다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 인쇄 배선 기판에 있어서, 주어진 형상을 갖는 거친 표면이 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 표면에 형성되고 납땜 저항막이 상기 거친 표면을 통해 그에 강하게 부착되어, 상기 납땜 저항막이 땜납 융기를 형성하는 부분에서 제거될 때나 상기 도전체 회로가 미세한 배선으로 구성되고 배선 밀도가 거친 경우에도 상기 도전체 회로와 납땜 저항막 사이의 충분한 접착 특성이 확보되어 상기 도전체 회로와 납땜 저항막 사이의 접촉 영역이 감소한다.

본 발명에 따른 인쇄 배선 기판에 있어서, 수지를 형성하는 납땜 저항막의 잔류물이 땜납 융기의 형성을 위한 개구부에 노출되는 상기 거친 표면에 남지 않으므로, 땜납 융기 아래의 금속에 대한 접착 특성이 우수하며, 땜납 융기를 형성하는 부분들에서 연속성의 불량이 발생하지 않는다.

또한, 본 발명에 따른 인쇄 배선 기판에 있어서, 상기 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 거친 표면을 금속층으로 덮음으로써 납땜 저항막과 땜납 융기 아래의 금속에 대해 우수한 접착 특성을 갖는 형상 및 강도가 유지되므로, 땜납 융기의 강도가 증가하고, 땜납 융기의 탈거를 방지할 수 있다.

더욱이, 본 발명에 따른 인쇄 배선 기판에 있어서, 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 거친 표면이 부식 방지막으로 보호되어 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 열화가 방지되며, 납땜 저항막과 납땜 패드에 대해 우수한 접착 특성을 갖는 거친 표면의 형상이 유지되므로, 납땜 패드를 위한 도전체 회로가 미세하게 배선되고 거친 배선 밀도로 형성될 경우, 납땜 패드를 위한 도전체 회로와 납땜 저항막 사이의 접착 특성이 향상되며, 땜납 융기를 형성하는 부분들이 고온이나 고압에 노출되는 경우에도 상기 도전체 회로가 벗겨짐이 없이 납땜 저항막에 강하게 부착되기 때문에 땜납 융기가 형성되는 부분들에서 연속성의 불량이 발생하지 않는다.

또한, 본 발명에 따른 인쇄 배선 기판에 있어서, 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 거친 표면이 주어진 금속으로 구성된 부식 방지막을 위한 금속층으로 덮이고, 부식 방지막으로 보호됨으로써, 납땜 패드를 형성하기 위해 납땜 저항막의 일부가 개방되는 경우에도 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 표면이 납땜 패드에 대해 우수한 접착 특성을 갖는 형상을 유지하게 되고, 납땜 저항막의 수지가 상기 개구부에 잔류하지 않으며, 따라서 납땜 패드를 위한 도전체 회로와 납땜 저항막 사이의 접착 특성 및 강도와 납땜 패드를 위한 도전체 회로와 납땜 패드 사이의 강도가 개선되며, 땜납 융기 아래의 금속에 대해 우수한 접착 특성을 갖는 땜납 융기가 형성된다.

Claims

납땜 패드들을 위한 도전체 회로들, 상기 납땜 패드를 위한 도전체 회로 상에 형성된 납땜 저항막 그리고 땜납 몸체를 배치하기 위하여 상기 납땜 저항막에 형성된 개구부를 포함하되, 상기 납땜 패드를 위한 도전체 회로는 구리(II) 착화합물과 유기산을 포함하는 식각 용액으로 처리된 거친 표면을 가지며, 상기 납땜 저항막은 상기 거친 표면상에 배열되며, 상기 거친 표면은 다수의 앵커 부분들, 리세스 부분들 및 마루 라인들을 구비하고, 상기 앵커 부분들, 리세스 부분들 및 마루 라인들은 분산된 상태로 형성되며, 인접한 앵커 부분들이 상기 마루 라인들을 통해 각기 연결되고, 상기 리세스 부분은 상기 앵커 부분들 및 상기 마루 라인들로 에워싸이며, 상기 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 라인 폭은 50㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 인쇄 배선 기판.
삭제
삭제
납땜 패드들을 위한 도전체 회로들, 상기 납땜 패드들을 위한 도전체 회로 상에 형성된 납땜 저항막 그리고 땜납 몸체를 배치하기 위하여 상기 납땜 저항막에 형성된 개구부를 포함하되, 상기 납땜 패드를 위한 도전체 회로는 구리(II) 착화합물과 유기산을 포함하는 식각 용액으로 처리된 거친 표면을 가지고, 상기 거친 표면은 다수의 앵커 부분들, 리세스 부분들 및 마루 라인들을 구비하며, 상기 앵커 부분들, 리세스 부분들 및 마루 라인들은 분산된 상태로 배치되고, 인접한 앵커 부분들이 상기 마루 라인들을 통하여 서로 연결되며, 상기 리세스 부분들은 상기 앵커 부분들과 상기 마루 라인들로 에워싸이고, 상기 거친 표면은 티타늄, 아연, 철, 인듐, 탈륨, 코발트, 니켈, 주석, 납, 비스무스 및 귀금속으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 금속으로 구성된 금속층으로 덮이며, 상기 납땜 저항막은 상기 금속층 상에 배열되며, 상기 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 라인 폭은 50㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 인쇄 배선 기판.
삭제
제4항에 있어서, 상기 금속층은 0.01~1㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 인쇄 배선 기판.
제 1 항 또는 제4항에 있어서, 상기 리세스 부분은 금속 결정 입자들을 식각하여 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄 배선 기판.
제 1 항 또는 제4항에 있어서, 상기 리세스 부분은 대체로 다면체의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄 배선 기판.
제 1 항 또는 제4항에 있어서, 상기 마루 라인들은 인접하는 금속 결정 입자들이 탈거되어 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄 배선 기판.
제 1 항 또는 제4항에 있어서, 상기 마루 라인은 분기되는 것을 특징으로 하는 인쇄 배선 기판.
제 1 항 또는 제4항에 있어서, 상기 마루 라인은 날카로워지는 것을 특징으로 하는 인쇄 배선 기판.
제 1 항 또는 제4항에 있어서, 상기 앵커 부분은 상기 앵커 부분 주변의 금속 결정 입자들을 식각하여 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄 배선 기판.
제 1항 또는 제4항에 있어서, 상기 앵커 부분들은 분산되며, 상기 리세스 부분들 및 상기 마루 라인들에 의해 에워싸이는 것을 특징으로 하는 인쇄 배선 기판.
제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 거친 표면은 0.5~10㎛의 최대 거칠기(Rmax)를 갖는 것을 특징으로 하는 인쇄 배선 기판.
제 1항 또는 제 4항에 있어서, 상기 거친 표면은 25㎛² 당 2~100개의 앵커 부분들 및 2~100개의 리세스 부분들을 갖는 것을 특징으로 하는 인쇄 배선 기판.
무전해 도금된 막과 상기 무전해 도금된 막 상에 형성된 전해 도금된 막을 포함하는 납땜 패드들을 위한 도전체 회로들, 상기 납땜 패드들을 위한 도전체 회로 상에 형성된 납땜 저항막, 그리고 땜납 몸체를 배치하기 위하여 상기 납땜 저항막에 형성된 개구부를 포함하되, 상기 도전체 회로는 거친 표면을 가지며, 상기 거친 표면은 구리(II) 착화합물과 유기산을 포함하는 식각 용액을 사용하여 형성되고, 부식 방지막이 상기 납땜 패드를 위한 도전체 회로 상에 배열되고, 상기 납땜 저항막은 상기 부식 방지막 상에 배열되며, 상기 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 라인 폭은 50㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 인쇄 배선 기판.
무전해 도금된 막과 상기 무전해 도금된 막 상에 형성된 전해 도금된 막을 포함하는 납땜 패드들을 위한 도전체 회로들, 상기 납땜 패드들을 위한 도전체 회로 상에 형성된 납땜 저항막 그리고 땜납 몸체를 배치하기 위하여 상기 납땜 저항막에 형성된 개구부를 포함하되, 상기 도전체 회로는 거친 표면을 포함하며, 상기 거친 표면은 구리(II) 착화합물과 유기산을 포함하는 식각 용액을 사용하여 형성되고, 부식 방지막을 위하여 티타늄, 아연, 철, 인듐, 탈륨, 코발트, 니켈, 주석, 납, 비스무스 및 귀금속으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 금속으로 구성된 금속층이 상기 거친 표면상에 배열되고, 부식 방지막이 상기 부식 방지막을 위한 금속층 상에 배열되며, 상기 납땜 저항막은 상기 부식 방지막 상에 배열되며, 상기 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 라인 폭은 50㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 인쇄 배선 기판.
삭제
삭제
삭제
제17항에 있어서, 상기 부식 방지막은 1,2,3-벤조트리아졸(benzotriazole), 토릴트리아졸(tolyltriazole) 및 그 유도체로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 부식 방지제를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 배선 기판.
납땜 패드들을 위한 도전체 회로들, 상기 납땜 패드들을 위한 도전체 회로 상에 형성된 납땜 저항막 그리고 땜납 몸체를 배치하기 위하여 상기 납땜 저항막에 형성된 개구부를 포함하는 인쇄 배선 기판의 제조 방법에 있어서,

상기 납땜 패드를 위한 도전 회로를 구리(II) 착화합물과 유기산을 포함하는 식각 용액으로 처리하여 상기 납땜 패드를 위한 도전체 회로 상에 거친 표면을 형성하는 단계, 티타늄, 아연, 철, 인듐, 탈륨, 코발트, 니켈, 주석, 납, 비스무스 및 귀금속으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 금속으로 구성된 금속층으로 상기 거친 표면을 덮는 단계, 그리고 상기 납땜 저항막을 상기 금속층 상에 형성하는 단계를 포함하며, 상기 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 라인 폭은 50㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 인쇄 배선 기판의 제조 방법.
제22항에 있어서, 상기 금속층을 형성하기 전에 상기 거친 표면을 50∼250℃의 온도에서 열처리하는 것을 특징으로 하는 인쇄 배선 기판의 제조 방법.
무전해 도금된 막과 상기 무전해 도금된 막 상에 형성된 전해 도금된 막을 포함하는 납땜 패드들을 위한 도전체 회로들, 상기 납땜 패드들을 위한 도전체 회로 상에 형성된 납땜 저항막 그리고 땜납 몸체를 배치하기 위하여 상기 납땜 저항막에 형성된 개구부를 포함하며, 상기 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 라인 폭은 50㎛ 이하인 인쇄 배선 기판의 제조 방법에 있어서,

(a) 상기 납땜 패드를 위한 도전체 회로 상에 구리(II) 착화합물과 유기산을 포함하는 식각용액을 이용하여 거친 표면을 형성하는 단계;

(b) 상기 납땜 패드를 위한 도전체 회로의 거친 표면상에 부식 방지막을 형성하는 단계;

(c) 상기 부식 방지막 상에 납땜 저항막을 형성하는 단계;

(d) 상기 납땜 저항막 및 상기 부식 방지막에 개구부를 형성하는 단계; 그리고

(e) 상기 개구부 상에 땜납 융기를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 배선 기판의 제조 방법.
제24항에 있어서, 상기 납땜 패드를 위한 도전체 회로는 상기 (b) 단계 후 및 상기 (b) 단계 전에 50∼250℃의 온도에서 열처리되는 것을 특징으로 하는 인쇄 배선 기판의 제조 방법.
제24항에 있어서, 상기 거친 표면을 상기 (a) 단계 후에 티타늄, 아연, 철, 인듐, 탈륨, 코발트, 니켈, 주석, 납, 비스무스 및 귀금속으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 금속으로 구성된 금속층으로 덮는 것을 특징으로 하는 인쇄 배선 기판의 제조 방법.
제26항에 있어서, 상기 납땜 패드를 위한 도전체 회로는 상기 금속층을 형성하기 전에 50∼250℃의 온도에서 열처리되는 것을 특징으로 하는 인쇄 배선 기판의 제조 방법.