KR100592780B1

KR100592780B1 - 롤코터용 네가형 액상 포토레지스트.

Info

Publication number: KR100592780B1
Application number: KR1020040076704A
Authority: KR
Inventors: 김준극
Original assignee: 김준극
Priority date: 2004-09-23
Filing date: 2004-09-23
Publication date: 2006-06-26
Also published as: KR20040096841A

Abstract

본 발명은 종래의 PCB(Printed Circuit Board) 제조 공정 시 포토공정에서 포토레지스트로 고체인 드라이필름을 사용함으로써 발생하는 문제점을 해소하기 위하여 네가형 액상 포토레지스트를 제공한다. 또한 종래의 네가형 액상 포토레지스트는 보존기간이 짧고 세선밀착력이나 해상도가 그다지 뛰어나지 못하며 코팅성이 좋지 않을 뿐만 아니라 핀홀 등의 결함이 발생하는 문제가 있다. 본 발명에서는 상기한 문제점을 해소하고 보존기간이 종래의 제품(3개월)보다 긴(12개월) 네가형 액상 포토레지스트를 제공한다.

포토레지스트, 네가형, 광중합개시제, 해상성, 노광

Description

롤코터용 네가형 액상 포토레지스트.{The negative type liquid photoresist for the use of Roll Coater.}

도 1은 베이스고분자의 GPC 측정 (분자량 측정)한 그래프.

도 2는 도 1의 상세 그래프.

도 3은 베이스고분자의 UV파장 대 광흡수율 측정 그래프.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

본 발명은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, 이하 PCB라 함) 제작 시 사용되는 롤코터(Roll Coater)용 네가형 액상 포토레지스트(Negative Type Liquid Photoresist 이하 LPR이라함)에 관한 것으로서, 상세하게는 종래의 LPR 보다 해상도가 향상되고 보존기간이 길며 건조 후 태킹(Tacking)이 발생하지 않는 LPR에 관한 것이다.

포토레지스트(Photoresist이하 PR이라 함)는 기판 상에 이미지를 형성하기 위해 사용하는 감광성 물질이다. 기판상에 PR의 코팅층을 형성한 다음, 코팅층을 포토마스크를 통과한 활성화광원에 노광시키면 광선이 포토마스크를 통과한 영역의 코팅층은 화학적 변형이 일어나며 포토마스크에 의해 광선이 차단된 영역의 코팅층은 화학적 변형이 일어나지 않는다. 이로 인해 포토마스크의 패턴이, PR이 코팅된 기판상에 전사되고, 기판의 선택적 처리가 가능한 릴리프(Relief) 이미지를 얻게 된다.

PCB에 회로를 형성하는 데에는 드라이 필름 레지스트(Dry Film Resist 이하 DFR이라 함)를 주로 사용하고 있으나, PCB의 소형화 및 회로선폭의 미세화(집적화) 추세에 따라 고해상도의 PR(Photoresist)이 요구되고 있으나, DFR은 그 특성(고체이며 막 두께가 20㎛ 이상)상 상기의 요구사항에 대응하기에 한계가 있으며 공정시 많은 불량원인(기판에 밀착력 저하 핀홀 발생)을 가지고 있으며, 라미네이팅(Laminating) 시 DFR 보호용 PET필름을 벗겨내야 하는 번거러움으로 작업속도가 느려지고 가격 또한 비싼 편이다. 따라서 요즈음 상기 DFR의 문제점을 해소하기 위하여 액상 PR(Liquid Photoresist 이하 LPR이라 함)을 사용하는 추세이다. 본 발명의 LPR은 DFR과 비교하여 표1과 같은 장점들을 가지고 있다.

기판에 LPR을 코팅(Coating)하는 방법에는 롤코팅(Roll Coating)법, 스크린(Screen)법, 디핑(Dipping)법, 커튼(Curtain)법, 스프레이(Spray)법 등이 있는데 본 발명의 LPR은 롤코팅(Roll Coating)용으로 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 LPR을 롤코팅(Roll Coating)용으로 사용 시는, 일반적인 리소(Litho)공정을 따르면 된다. 즉, 코팅, 건조(온도 80℃, 2분), 노광, 현상의 순서로 진행하면 된다.

그런데, 종래의 LPR은 코팅 시 기판에의 밀착력이 약하고, 건조 후 기판 적 층시 태킹(Tacking)이 발생하며, 현상 및 부식 과정에서 해상도가 떨어지는 문제가 있다.

또한 종래의 LPR은 보존기간(3개월)이 짧고, 가격이 비싸서 제조원가가 상승하는 문제점을 가지고 있다.

본 발명에서는 상기와 같은 종래의 LPR의 문제점을 해소하여, 보존기간(저장안정성)이 종래의 LPR보다 길며(12개월 이상), 해상도가 향상되고, 기판에의 밀착력이 우수하고, 건조 후 기판 적층 시 태킹(Tacking)이 발생하지 않는 LPR을 제공한다.

[표 1]

본 발명의 목적은 상기한 종래의 LPR의 문제점을 해소하는데 있으며, 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 화학식1로 표시되는 베이스고분자는 20∼23중량%, 화학식2로 표시되는 광중합단량체인 디펜타에리트리톨 카프로락톤 헥사 아크릴레이트로 10∼16 중량%, 화학식3, 화학식4로 표시되는 광중합개시제 4∼12 중량%, 기타첨가제는 3∼5중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 LPR조성물을 제공한다.

본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 베이스 고분자, 광중합개시제, 광중합 단량체 및 첨가제를 주성분으로 하는 LPR에 있어서, 각 성분 물질들의 성질 및 역할을 아래에 서술 한다.

베이스고분자(Resin) 자체는 감광성이 없고, 평균분자량 및 분포도(도1과 도2 참조) 에 따라서 LPR의 경도(Pencil Hardness), 밀착성(Adhesion), 현상성(Development), 박리성(Stripping), 보존기간(Shelf Life), 해상도(Resolution) 등 가장 기본적인 물성을 결정하는 역할을 한다.

광개시제(Photoinitiator)는 LPR에 감광성을 부여하는 역할을 한다. 즉, 광개시제(Photoinitiator)는 광을 조사했을 때, 베이스고분자의 광흡수율(도3 참조)이 저조한 파장 대에서 화학적 활성을 부여하여 광파장의 고른 영역에서 LPR이 감광성을 띠게 한다.

광중합단량체(Oligomer)는, 광 조사를 받으면 베이스고분자들을 결합시켜서 경화시키는 성질이 있다. 즉, 광 조사를 받으면 베이스고분자의 광 흡수율이 저조한 파장 대에서 광개시제(Photoinitiator)가 화학적 활성을 부여하고, 광중합단량체(Oligomer)는 베이스고분자들을 결합시켜서 경화시키는 것이다.

상기 한 베이스 고분자, 광중합개시제, 광중합 단량체의 성질에 따라서 LPR이 광 조사를 받으면 광파장의 고른 영역에서 광화학반응으로 경화됨으로써 약알카리 현상액에서 불용성이 된다. 따라서 포토마스크의 패턴을 이용하면 필요한 포지 형(Positive Type) 또는 네가형(Negative Type)의 미세화상을 얻을 수 있다.

첨가제에는 용제 및 희석제, 염료, 광이미지 형성제 등을 사용하며, LPR의 액상 상태 유지, 코팅 후 검사의 필요성, 노광 후 회로인식의 필요성 등 LPR의 요구조건에 따라서 첨가하여 사용할 수 있다.

이하 본 발명을 보다 더 상세하게 설명 한다.

본 발명에서 사용되는 중합체의 구체적인 예는 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 프로필메타크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 헥실메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 사이클로헥실메타크릴레이트, 부틸아크릴레크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 사이클로헥실아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 하이드록시에틸메타크릴레이트, 하이드록시프로필메타크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 모노아크릴산, 말레인산, 푸마르산, 스티렌, 하이드록시 스티렌, 아크릴로 니트릴, 비닐아세테이트 등이 포함되지만 본 발명의 범위가 이들로 한정되지 않는다.

( R₁은 CH₃ 또는 H이고 R₂는 탄소수가 1∼9의 Alkyl기, n은 중합체 수)

상기 화학식1의 베이스고분자의 사용량은 전체조성물에 대하여 20∼23 중량% 함유하는 것이 바람직하다

본 발명에서 사용하는 광중합 단량체는, 에틸렌 불포화 화합물은 다, 단관능기를 포함하고 가교결합성이 있는 것으로 이중결합을 갖는 모노머(Monomer)는 가교결합하여 매우 큰 무한의 분자량을 가진 중합된 3차원 망상구조를 형성한다. 도금액, 에칭액에 대하여 물리적 내약품성이 강하며 현상액에 용해력을 갖는다. 노광되지 않는 부분에서 산작용 폴리머는 약알칼리 용액에서 염처리 되지만, 노광된 영역에서는 영향이 없다. 또한 박리(Stripping)하는 동안 중합(경화)된 박리액 2∼4% 가성소다 영역에서 분해 되어 제거 된다.

본 발명에 유용한 광중합단량체의 예로는 트리비닐벤젠, 디비닐톨루엔, 디비닐피리딘, 디비닐나프탈렌 및 디비닐크실렌, 에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 트리메티롤프로판 트리아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디비닐에테르, 트리비닐사이크로헥산, 알릴 메타크릴레이트, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 프로필렌글리콜 디메타크릴레이트, 프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 트리메티롤프로판 트리메타크릴레이트, 디비닐벤젠, 글리시딜 메타크릴레이트, 2,2-디메틸프로판 1,3-디아크릴레이트, 1,3-부틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 1,3-부틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 1,4-부탄디올 디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디메타크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 테트라 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리 콜 200 디아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 에톡시화 비스페놀에이 디아크릴레이트, 에톡시화 비스페놀에이 디메타크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜600 디메타크릴레이트, 폴리(부탄디올) 디아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 트리메티롤프로판 트리에톡시 트리아크릴레이트, 글리세릴프로폭시 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨 모노하이드록시펜타아크릴레이트, 디비닐 실란, 트리비닐 실란, 디메틸 디비닐 실란, 디비닐 메틸 실란, 메틸 트리비닐 실란, 디페닐 디비닐 실란, 디비닐 페닐 실란, 트리비닐 페닐 실란, 디비닐 메틸 페닐 실란, 테트라비닐 실란, 디메틸 비닐 디실록산, 폴리(메틸 비닐 실록산), 폴리(비닐 하이드로 실록산), 폴리(페닐 비닐 실록산) 및 이들의 혼합물이 포함되나 본 발명의 범위가 이들에 한정되지 않는다.

특히 적합한 가교 결합제는 디펜타에리트리톨 카프로락톤 헥사 아크릴레이트로서 아래 화학식2를 갖는 것들이다.

활성수소를 흡착하여 결합력을 갖는 1분자에 3∼6개의 관능기를 갖는 아크릴 에스테르 화합물로서 화학식 2로 표시되는 하나 또는 그 이상 선택하여 사용하고, 바람직하게는 화학식 2로 표기된 것을 주로 사용하여, 추종성, 경도, 밀착성, 장기보관 및 해상도, 태키(Tacky)성을 크게 개선 상기 광중합단량체의 사용량은 전체 조성물에 대하여 10∼16중량%함유하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용하는 광중합개시제(Photoinitiator), 광증감제(Photosensitive ), 광산발생제(Photo Acid Generator)는 광 조사에 의하여 파장범위가 200∼450nm인 영역에서 단시간 내에 분자구조의 화학적(자유라디칼), 물리적 변화가 일어나 어떠한 용제에 대한 용해도변화(즉, 가용성화 또는 불용성화), 착색, 경화(Curing)등의 물성변화가 생기는 고분자의 조성물계를 말한다.

광에 의하여 베이스고분자는 모노머가 고분자로 되는 광중합 (Photopolymerization)이 있고, 삼차원의 가교고분자로 변하는 광가교반응(Photocrosslinking Reaction)이 있으며 광개시제의 함유량 또는 노광장비의 광원에 따라 산란광용, 평행광용 LPR을 제조할 수 있으며, 에너지 및 원료의 절감이 가능하고 광선에 따라 작업을 신속 정확하게 수행할 수 있다.

본 발명에 사용되는 광중합개시제의 예로는, 벤조인, 벤조인 메틸에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조인 이소부틸에테르 등의 벤조인 알킬에테르류, 아세토 페논, 2,2-디메톡시-2-아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐 아세토 페논, 1,1-디클로로 아세토페논, 4-메톡시-2,2-디클로로 아세토페논 등의 아세토 페논류, 2-메틸안트라퀴논, 2-털트-부틸 안트라퀴논, 1-클로로안트라퀴논 및 2-아밀안트라퀴논 등 의 안트라퀴논류, 2,4-디메틸티오르산톤, 2,4-디에틸티오르산톤, 1-클로로티오르산톤, 2,4-디이소프로필티오르산톤,2-이소프로필티오르산톤, 1-크로로-4-프로펙시티오르산톤 등의 티오르산톤류, 아세토페논디메틸케탈, 벤질디메틸케탈 및 2,2-디에톡시-1,2-디페닐에타논 등의 케탈류, 벤조페논, 4-클로로 벤조페논, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 4-(4'-디메틸페닐티오)벤조페논 등의 벤조페놀류, 2,4,6-트리메틸벤조인디페닐 포스핀옥사이드, 2,4,6-트리메틸벤조인디페닐 포스피닉 엑시드 에스테르, 비스( 2,4,6-트리메틸벤조인)-페닐 포스핀옥사이드 및 아크릴 포스핀 옥사이드류, 비스[2-(2-클로로페닐)-4,5-디페닐-이미다졸,2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4'5,5'테트라 페닐-1,2'비이미다졸,2-에틸 안트라퀴논, 2-(O-클로로페닐)-4,5-디페닐 이미다졸 다이머, 2-(O-클로로페닐)-4,5-디(m-메톡시)페닐 이미다졸 다이머, 2-(O-플루오르페닐)-4,5-디페닐 이미다졸 다이머, 2,4-디(P-메톡시페닐)-5-디페닐 이미다졸 다이머, 2-(2,4-디메톡시페닐)-4,5-디페닐 이미다졸 다이머, 2-(P-메틸.. 캅토페닐)-4,5-디페닐 이미다졸 다이머 및 2,4,5-트리아닐 이미다졸 다이머 등의 미셀레니우스(Misellaneous)류, 4,4' 비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4비스(디에틸아미노)벤조페논, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-몰포리노페닐)-부타논-1, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-몰포리노프로판-메틸-4-(디메틸 아미노) 벤조에이트, 2-에틸핵실-4-(디메틸아미노)벤조에이트, 1-하이드록시-사이클로핵실-페닐케톤, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1- α하이드록시 및 아미노 알킬페논류를 포함하나 본 발명의 범위가 이에 제한되지 않는다.

상기 광중합개시제의 사용량은 전체 조성물에 대하여 4∼12중량%함유하는 것 이 바람직하며 통상 아래 화학식3의 2,4,6-트리메틸벤조인디페닐 포스핀옥사이드, 화학식4의 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4', 5,5'테트라 페닐-1,2'비이미다졸를 함유하는 것으로 노광기의 광원에 따라 산란광용 또는 평행광용 LPR을 제조할 수 있다.

특히, 광개시제인 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4', 5,5'테트라 페닐-1,2'비이미다졸과 4-(4'-디메틸페닐티오)벤조페논을 2∼5중량%를 함유되게 하여 산란광용 LPR을 제조하는 것이 바람직하다.

또한, 광개시제인 2,4,6-트리메틸벤조인디페닐 포스핀옥사이드, 2-이소프로틸티오르산톤, 벤질디메틸케탈, .2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4', 5,5'테트라 페닐-1,2'비이미다졸을 10∼13중량 %가 함유되게 하여 평행광용 LPR을 제조하는 것이 바람직하다..

[화학식 4]

기타 첨가제(Additive)로서 본 발명에서 사용되는 용제(Solvent) 및 희석제(Diluent)로는 LPR의 조성물은 하나 이상의 적합한 용매에 용해, 분산(교반)하여 제조할 수 있으며, 코팅방법에 따라 점도(Viscosity), 고형분(%), 또는 용매의 비점(Boiling Point)에 따라 선택적으로 사용가능하며, 적합한 용매로는 아세톤, 메틸에틸케톤, 사이클로헥사논, 메틸이소아밀케톤 및 2-헵타논 등의 케톤류, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌글리콜 모노 아세테이트, 디에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 모노아세테이트, 프로필렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 모노 메틸에테르 아세트산, 디프로필렌글리콜 모노 아세테이트 등의 폴리하이드릭 알코올류, 모노메틸, 모노에틸, 모노프로필, 모노부틸 등의 사이클릭에테르용매류, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트 등의 에스테르 용매류, 메틸셀로솔부 및 에틸셀로솔부 등의 셀로솔부류, 아크릴로 니트릴 등의 니트릴류 등이 있다.

본 발명에서 첨가제로는 상기한 혼합물 중에서 반응성, 취기(보건성) 등을 고려하여 선택하고, 희석제로 가능하나 본 발명의 범위가 이들에 한정되지 않는다.

기타 첨가제로는 블루염료(Dyestuffs)를 사용하는데 이는 코팅 검사 시 핀홀, 피시아이, 크레이터 등 코팅성 유무를 판별하는데 용이하며, 노광 후 칼라 변화를 위해 보조안료를 배합하며, 광산화제(Photo oxidation) 또는 광이미지 형성제로는 노광후 경화된 부분이 착색되어 회로인식목적(작업성)을 주고, 색상, 이미지 형성에 작용하는 화합물로서 산 발생에 의해 발색되는 로이코 크리스탈 바이올렛, 페닐트리브로모 메틸설폰, p-니트로 페닐트리브로모 메틸설폰 등 염료를 사용할 수 있다.

또한 LPR 조성물에는 필요에 따라 첨가제를 선택 사용할 수 있다. 예를 들면, 중합금지제로는 히드로퀴논, 히드로퀴논 모노메틸에테르, 페노티아닌, 중점제로는 올벤, 벤톤, 소포제(Deformer) 및 레벨링제로는 실리콘계, 불소계, 고분자계 밀착부여제로는 이미다졸, 티아졸계, 트리아졸계 및 실란카플링제 등을 선택적으로 사용할 수 있다.

상기 첨가제사용량은 전체조성물에 대하여 3∼5중량% 함유하는 것이 바람직하다.

또한 무기충진제로는 황산바륨, 티탄산바륨, 산화규소, 무정행실리카, 탈크, 클레이, 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 산화알루미늄, 수산화알루미늄 등을 사용할 수 있지만 PCB 제조공정상 불량을 초래하므로 필러(Filler)성분이 없는 논필러타입(Non-Filler Type) LPR을 제공하는데 있다.

[실시예]

이하 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명의 범위가 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

본 발명에서는 LPR조성물에 대한 실험조건, 방법, 측정 장비 및 설비 등을 아래와 같이 각 공정별(조건)로 설정하였다.

작업장(Clean Room)온도 : 23±2℃

작업장(Clean Room)상대습도 : 50±10%

기판전처리 : 화학연마(Soft Etching)혹은 브러쉬연마 #320∼#600

Roller Coater M/C : Burkle社 model명:DRC4000/k2 양면동시코팅

코팅속도 : 2∼6m/min (4.5m/min 적용)

48TPI /90° Roll사용

LPR 고형분(%) : 45±2%

LPR 점도 (pa.s) : 1.3±0.2pa.s

LPR Coating Thickness(건조후) : 10±1 ㎛

감도(sensitivity) : 21step Tabulate stouffer (7단)

아트워크(Art Work Film : Test Pattern) :

A pattern( Nega : posi =1:1, 4:1 )

R pattern( Nega : posi =1:1, 4:1 )

연필경도(Pencil Hardness) : JIS.K-5400. 614. 노광전/후측정(2H/5H)

밀착력(Adhesion) : JIS D-0202. 8. 12 (Cross cutter 100/100)

( 3M社, OPP Tape 사용)

해상도(Resolution) : 레지스트 패턴크기는 최대 해상도를 갖는 회로에 비해 ±20%오차범위 내이어야 하며, line/space는 현미경으로 관찰하여 판정한다.

점도계(Viscometer) : Brookfield社, model 명 : HBDV-Ⅲ cone/plate Type

spindle : cp52

항온조 : TC-500 (25℃)

speed : 5 RPM

현미경(Microscope) : Sometech社 model명 ICS-305A

분자량분포(평균분자량) :Waters 450 GPC-polystyrene 12129로 측정.

광량계 : International Light社 IL290A

코팅(도막)두께 측정기 : kett社 model명 : LH-300C

건조기(Dryer) - IR/열풍 step cure혹은 일반

-실제 기판표면의 건조온도 80±5℃,90∼120sec

- 건조후 Holding Time (최소15분, 노광전 48hr, 현상전 최대 72hr)

- 차폐등(Yellow Light) 2m에서 6시간 방치시 완전차광할 것.

노광기(Exposure) : OTS(YH-7090) 5∼8kw 산란광노광기

Perkin -Emer TM(5kw) 평행광노광기 (단위 mJ/㎠)

현상기(Development) : 농도 1.0중량% Na₂CO₃

온도 30±2℃

spray 압력 : 2kgf/㎠

B.P (Break Point) : 55±5% , 1.4∼2배

최소현상시간-현상 후 현상잔분 없을 것.

박리기(Stripping) : 농도는 2.0∼4.0중량% NaOH

온도 45±5℃

spray압력 2.0kgf/㎠

표2는 베이스고분자의 합성 조성비이다.

[표 2]

상기 표2에 나타난 베이스고분자 합성은 아조비스이소부티로니트릴을 촉매로 사용하였고, 용제로는 프로필렌글리콜 모노메틸아세테이트, 반응 온도는 110∼140℃에서 환류반응(4시간), 교반속도 60RPM으로 베이스고분자를 합성하였다. 단량체 선정은 베이스고분자의 산가(Acid Value), 유리전이온도(Tg), 분자량(MW)에 따라 결정하며, 최적 조건의 유리전이온도는 170±20 ℃, 산가는 70±10mgKOH/g, 분자량은 50,000±1,000인 것이 바람직하다. 따라서 표 2에서 실시예 1이 베이스고분자로서 가장 적합함으로, 아래 표 3의 LPR조성물에는 실시예 1의 베이스고분자를 이용 한다.

베이스고분자의 분자량이 80,000 이상 또는 40,000 이하이면, LPR로서의 요구물성을 갖지 못하고 유리전이 온도는 낮아지며 상온 상태에서 코팅 후 보관 시 끈적임(기판 붙는 현상)이 발생하여 PR로써 사용불가능하고, 산가가 상기 조건에 적합하지 않으면 현상성, 박리성에 크게 불량을 초래 한다.

LPR 조성물은 아래 표3에 표기한 성분비율로 배합하여 제조하였다.

[표 3]

상기 표3 의 LPR 조성물은, 점도 1.3±0.2 pa.s, 고형분 45 ± 2 %에서 롤코터(Roll Coater) 적용 시 최적의 코팅성을 보이며 또한 건조 온도는 80℃에서 2분간이 적당하고, 건조온도가 120℃이상에서는 미현상이 발생한다.

평행광용 LPR은, 산란광용 LPR의 약 80mJ/㎠에서 감도가 1/2 감소를 보이며 광원의 빛 파장에 의해 전사(스크랫치발생) 여부를 구별할 수 있고, 광개시제에서 2,4,6-트리메틸벤조인디페닐 포스핀옥사이드는 장파장영역에서 속경화에 적합하고, 벤질 디메틸 케탈은 단파장 영역에서 표면경화에 적합하다. 광중합단량체는 5관능기 이하에서 LPR 조성물이 건조 후에 끈적임을 보이며, 이에 사용된 디펜타에리트리톨 카프로락톤 헥사 아크릴레이트는 그러한 현상을 보이지 않으며, 해상성, 감도, 장기보관이 적합하다.

특히, 화학식 2로 표현되는 디펜타에리트리톨 카프로락톤 헥사 아크릴레이트를 10∼16 중량 % 함유하여 태키(Tacky)성을 개선하고 장기보관 시 12개월 이상 저장안정성이 있는 산란광 및 평행광용 LPR 조성물에 적합하다.

표4는 노광조건에 따른 해상도를 측정한 것이다.

[표 4]

상기 표4의 노광 조건에 따른 해상도(산란광, 평행광) 측정에는 광량(mJ/㎠)에 대한 스텝(Step), 해상도의 변화를 보여 주고 있다. 현상액 농도, 온도, 속도, 코팅두께에 따라 감도와 해상도는 변화될 수 있으며, 노광량과 감도의 상관관계는 노광량이 부족하면 현상 후 레지스트 표면이 현상액에 침식을 보이며, 노광량이 적당하면 표면이 광택을 띠게 된다.

노광량은 양산 시 에너지 절약과 생산성 수율에 관계된다. 즉, 노광량이 많 아지면 작업시간이 길어지고 전기에너지도 많이 소모하게 된다.

표 4에 따르면, 본 발명의 LPR은 20㎛ 까지 해상성이 있으며, 이것은 본 발명의 LPR의 기판 밀착력 또한 적합성을 가지고 있다는 것을 간접적으로 입증하고 있는 것이다.

표 5는 LPR을 기판에 코팅한 후 건조한 다음 밀착력을 실험한 것이다. 각 시료에 단위 인치(Inch)당 100개의 셀(Cell)이 생성되도록 코팅면을 크로스커팅(Cross Cutting)한 후 쓰리엠(3M)사의 오피피테이프(OPP Tape)로 반복 실험 하였다. 그 결과 밀착성이 우수함을 보이고 있다.

[표 5]

표 6는 LPR 조성물에 대한 박리 특성을 측정한 것이다. 표 6에 따르면 본 발명의 LPR조성물의 박리특성이 우수함을 보이고 있다.

[표 6]

[표 7]

표7은 LPR 조성물을 표3에 주어진 비율로 배합하여, 2003년 2월 10일 제조(점도 1.3±0.2 pa.s)한 후 장기간 보관하였다가 2004년 6월 2일 LPR의 점도를 측정한 결과이다. 표6에 나타난 바와 같이 제조 당시와 비교하여 점도변화가 거의 없다. 이것은 LPR의 물성에 변화가 거의 없으며, 따라서 제조 당시와 거의 같은 물성 을 가지고 있으므로 12개월 이상 장기보관 시 저장안정성이 있음을 의미한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 LPR은 종래의 LPR 보다 보존기간(12개월)이 길며, 해상도가 향상되고, 기판에 밀착력이 우수하고, 건조 후 적층 시 태킹(Tacking)이 발생하지 않는다.

따라서 롤코팅법에 따라 PCB 제조 시, 종래의 DFR이나 LPR로 PCB를 제조할 때 보다 세밀한 회로를 제작할 수 있고, 불량률을 줄여서 수율 향상에 기여할 수 있으며 제조단가 면에서도 종래보다 저렴한 제품을 DFR의 면적(㎡)당 비교 시 제조원가의 약60%에 제공할 수가 있다.

Claims

화학식1로 표시되는 베이스고분자 20∼23중량%, 화학식2로 표시되는 광중합단량체인 디펜타에리트리톨 카프로락톤 헥사 아크릴레이트 10∼16중량%, 화학식3 및 화학식4로 표시되는 광중합개시제 4∼12중량%, 기타첨가제 3∼5중량% 및 잔량의 용제를 포함하는 네가형 액상포토레지스트(LPR)조성물.

[화학식 1]

( R₁은 CH₃ 또는 H이고 R₂는 탄소수가 1~9의 Alkyl기, n은 중합체 수)

[화학식 2]

[화학식 3]

[화학식 4]
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제 1항에 있어서, 상기 조성물은 태기(Tacky)성을 개선하며 장기보관시 12개월 이상 저장안정성이 있는 산란광 및 평행광용인 것을 특징으로 하는 네가형 액상포토레지스트(LPR) 조성물.