KR100663266B1 - Method for producing fine wiring and conductive board - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 미세 배선의 형성방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing a method for forming a fine wiring according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 베이스 기재 20: 알칼리금속 수산화 용액10: base substrate 20: alkali metal hydroxide solution
23: 알칼리금속 수산화 용액의 처리부 30: 잉크젯 헤드 40: 약산 처리부 50: 소수성 잉크23: treatment part of alkali metal hydroxide solution 30: inkjet head 40: weak acid treatment part 50: hydrophobic ink
53: 도전성 배선53: conductive wiring
본 발명은 베이스 기재상에 미세 배선을 형성하는 방법에 관한 것으로, 특히 잉크젯 방식에 있어서 미세 배선의 형성에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming fine wiring on a base substrate, and more particularly, to the formation of fine wiring in an inkjet method.
종래에 베이스 기재에 배선을 형성하기 위한 방법으로 부식 레지스트법이 있었으나 이 방법으로는 미세 배선을 형성시키기 어렵고, 또 레지스트를 제거 해야 하는 공정상의 번거로움이 있었다. 미세배선을 형성하기 위한 다른 방법으로 레이저 법이 있다. 이 방법은 베이스 기재 전체에 발수성 가공막을 형성한 후, 레이저 광으로 이 발수성 가공막의 일부를 제거하고, 이 가공막이 제거된 영역에 도전성 잉크를 분사하여 도전성 배선을 형성하는 방법이다. 이 방법에 의하면 레이저 광 발생장치의 구비가 별도로 요구되어 제조단가가 상승되고, 배선을 직접적으로 구성하지 않는 발수성 가공막의 도입과 제거라는 단계를 거쳐야 하므로 번거롭고 비효율적인 문제점이 있다.Conventionally, there has been a corrosion resist method as a method for forming wiring on a base substrate, but it is difficult to form fine wiring by this method, and there is a process inconvenience in that the resist must be removed. Another method for forming microwiring is the laser method. This method is a method of forming a conductive wiring by forming a water-repellent processed film over the entire base substrate, then removing a part of the water-repellent processed film by laser light, and spraying conductive ink on a region where the processed film is removed. According to this method, since the provision of the laser light generating device is required separately, the manufacturing cost is increased, and the process of introducing and removing the water-repellent processed film which does not directly constitute the wiring has to go through, which is cumbersome and inefficient.
따라서 최근에는 잉크젯 방식으로 베이스 기재에 미세 배선을 형성하는 방법이 제시되고 있는데, 이 방법은 선택적으로 미세배선을 형성할 수 있는 등의 여러 가지 장점이 있으나, 아직까지 이 방법에 의해서는 인쇄 기술의 해상도에 있어서 문제점이 있다. 이 해상도는 잉크젯 헤드로부터 토출되는 잉크의 직경과 잉크의 표면 장력 및 계면 장력에 따라 정해지는데, 도전성을 가지는 배선을 형성하기 위해 금속 나노 입자를 포함해야 하는 등의 문제로 잉크젯 헤드의 크기와 토출되는 방울의 직경을 줄이는데 한계가 있다. 또한 잉크젯 방식으로 토출 가능한 점도로 기재 표면에 잉크를 토출하였을 때의 퍼짐성이 문제가 되고있다. 따라서 이 잉크젯 방식에 의해서 미세 배선을 형성하기 위한 다양한 노력이 시도되고 있다. Therefore, in recent years, a method of forming a fine wiring on the base substrate by an inkjet method has been proposed, this method has a number of advantages, such as the ability to selectively form a fine wiring, but by this method has yet to There is a problem with resolution. This resolution is determined by the diameter of the ink ejected from the inkjet head, the surface tension and the interface tension of the ink, and the size and ejection of the inkjet head may be increased due to the problem of including metal nanoparticles to form conductive wiring. There is a limit to reducing the diameter of the droplets. Moreover, the spreadability at the time of discharging ink to the surface of a base material with the viscosity which can be discharged by the inkjet system becomes a problem. Accordingly, various efforts have been made to form fine wirings by this inkjet method.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하여 잉크를 토출하기 전에 베이스 기재를 전 처리하여 잉크의 퍼짐성을 완화시켜 저비용으로 간단하게 미세 배선을 형성하는 방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 이러한 미세 배선을 배선을 포함하는 고밀도의 도전성 기판을 제공한다.The present invention solves this problem and provides a method for preforming the base substrate before discharging ink to mitigate the spreading of the ink, thereby forming fine wirings at low cost. In addition, the present invention provides a high-density conductive substrate including such fine wiring as wiring.
본 발명의 일 측면에 따르면, (a) 알칼리금속 수산화 용액으로 베이스 기재 상의 형성하고자 하는 배선패턴의 적어도 일측을 처리하는 단계, 및 (b) 상기 형성하고자 하는 배선패턴을 따라 소수성 잉크를 처리하는 단계를 포함하는 미세 배선의 형성방법을 제시할 수 있다. According to one aspect of the invention, (a) treating at least one side of the wiring pattern to be formed on the base substrate with an alkali metal hydroxide solution, and (b) treating hydrophobic ink along the wiring pattern to be formed It can present a method of forming a fine wiring comprising a.
여기서 상기 단계 (a)에 있어서 상기 형성하고자 하는 배선패턴의 양측을 동시에 처리할 수 있고, 상기 단계 (b) 전에 상기 알칼리금속 수산화 용액의 처리부에 약산용액을 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에 따르면, 상기 약산용액은 포름산 및 탄소수 1 내지 20의 알카노익산으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나이상의 약산이 바람직하다. In the step (a), it is possible to simultaneously process both sides of the wiring pattern to be formed, and further comprising the step of treating the weak acid solution to the treatment portion of the alkali metal hydroxide solution before the step (b). According to a preferred embodiment, the weak acid solution is preferably at least one weak acid selected from the group consisting of formic acid and alkanoic acid having 1 to 20 carbon atoms.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 알칼리금속 수산화 용액은 KOH, NaOH 및 LiOH로 이루어진 군으로부터 선택된 하나이상의 수산화물을 포함할 수 있으며, 상기 알칼리금속 수산화 용액의 농도는 0.1 내지 10M인 것이 바람직하고, 상기 소수성 잉크는 테트라데칸계 용매를 포함하는 것이 바람직하다. According to a preferred embodiment, the alkali metal hydroxide solution may include one or more hydroxides selected from the group consisting of KOH, NaOH and LiOH, the concentration of the alkali metal hydroxide solution is preferably 0.1 to 10M, the hydrophobic ink It is preferable that a tetradecane solvent is included.
여기서 베이스 기재는 폴리이미드 필름이 바람직하고, 상기 알칼리 금속 수산화 용액 또는 상기 소수성 잉크를 잉크젯 방식으로 처리할 수 있다.The base substrate is preferably a polyimide film, and the alkali metal hydroxide solution or the hydrophobic ink may be treated by an inkjet method.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 미세 배선의 형성방법에 의해 형성된 배선을 포함하는 도전성 기판을 제시할 수 있다. 여기서 형성된 배선은 그 폭이 1 내지 80㎛이 바람직하다.According to another aspect of the present invention, it is possible to provide a conductive substrate including a wiring formed by the method for forming the fine wiring. It is preferable that the width | variety of the wiring formed here is 1-80 micrometers.
이하, 본 발명에 따른 미세 배선의 형성방법과 도전성 기판의 바람직한 실시예들을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a method of forming a fine wiring according to the present invention and preferred embodiments of a conductive substrate will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 미세 배선의 형성방법을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하여 설명하면, 단계 (A)는 형성하고자 하는 배선패턴의 적어도 일측을 알칼리금속 수산화 용액으로 처리하는 단계이고, 단계 (B)는 이 알칼리금속 수산화 용액과 베이스 기재가 반응하여 베이스 기재의 표면이 개질되는 단계이다. 선택적으로 수행될 수 있는 단계 (C)는 알칼리금속 수산화 용액의 처리부에 약산용액을 처리하는 단계이고, 단계 (D)는 형성하고자 하는 배선패턴을 따라 소수성 잉크를 토출시키는 단계이다. 또 단계 (E)는 이렇게 형성된 배선을 포함하는 기판을 소성시키는 단계로 이러한 단계들을 통하여 고밀도 기판을 얻을 수 있다. 1 is a view schematically showing a method for forming a fine wiring according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, step (A) is a step of treating at least one side of a wiring pattern to be formed with an alkali metal hydroxide solution, and step (B) is a base substrate by reacting the alkali metal hydroxide solution with a base substrate. The surface of is modified. Step (C), which may optionally be performed, is a step of treating the weak acid solution in the treatment portion of the alkali metal hydroxide solution, and step (D) is a step of discharging the hydrophobic ink along the wiring pattern to be formed. In addition, step (E) is a step of firing the substrate including the wiring thus formed to obtain a high density substrate through these steps.
이를 단계별로 구체적으로 살펴보면, 단계 (A)에서 알칼리금속 수산화 용액(20)으로 베이스 기재(10) 상의 형성하고자 하는 배선패턴의 적어도 일측을 처리한다. 본 발명에서 베이스 기재(10)는 알칼리금속 수산화 용액과 반응하여 화학적인 표면 개질이 일어날 수 있는 기재이면 제한 없이 사용될 수 있으며, 폴리머 기재가 바람직 하고, 폴리이미드 기재가 보다 바람직하다. 이 폴리이미드 기재는 PCB회로나 반도체 집적회로 등 여러 용도의 플렉시블 기판의 베이스 기재로 사용되고 있고, 두께가 수 ㎛의 필름형태나 이 보다 두꺼운 수 mm의 쉬트 형태 등이 있다. 본 발명에서 폴리이미드 기재는 이러한 필름의 두께나 형태에 제한을 받지 않는다. Looking in detail step by step, at least one side of the wiring pattern to be formed on the
여기서 형성하고자 하는 배선 패턴의 일측 또는 바람직하게는 양측을 처리하는 것은 후 단계에서 소수성 잉크가 토출되었을 때 잉크의 퍼짐성을 조절하기 위한 것이다. 따라서 알칼리금속 수산화 용액의 처리부는 후 단계에서 형성될 소망하는 배선의 폭에 따라, 적정한 간격을 두고 알칼리금속 수산화 용액으로 기재표면을 처리하면 된다. 이때 알칼리금속 수산화 용액의 기재 표면에서의 퍼짐성도 고려해야 한다. 일반적으로 알칼리금속 수산화 용액을 토출시켰을 때 기재의 표면에서 액적의 크기는 잉크젯 헤드(30)에서 토출되는 액적의 크기의 1.2 내지 2배 정도가 되며 화학적 표면 개질이 일어날 수 있는 반응 수율을 떨어뜨리지 않는 범위 내에서 액적의 크기가 작을수록 바람직하다. 이 때 알칼리금속 수산화 용액이 처리된 부분이 균일하고 연속적인 경계를 이룰 수 있도록 일정한 간격으로 처리될 필요가 있으며, 따라서 액적의 크기가 작을수록 그 간격을 더 좁아져야 할 것이다. 이는 후 단계에서 실직적으로 형성하고자 하는 균일한 배선의 형성에 영향을 미치기 때문이다.Processing one side or preferably both sides of the wiring pattern to be formed here is for adjusting the spreadability of the ink when the hydrophobic ink is discharged in a later step. Therefore, the treatment part of the alkali metal hydroxide solution may treat the substrate surface with the alkali metal hydroxide solution at appropriate intervals, depending on the width of the desired wiring to be formed in a later step. At this time, the spreadability of the alkali metal hydroxide solution on the substrate surface should also be considered. In general, when the alkali metal hydroxide solution is discharged, the size of the droplets on the surface of the substrate is about 1.2 to 2 times the size of the droplets ejected from the
배선 패턴의 양측을 동일한 알칼리금속 수산화 용액으로 처리 할 수 있고, 다른 종류의 알칼리금속 수산화 용액으로도 처리 할 수 있다. Both sides of the wiring pattern can be treated with the same alkali metal hydroxide solution, and can also be treated with other kinds of alkali metal hydroxide solutions.
여기서 알칼리금속 수산화 용액은 KOH, NaOH 및 LiOH로 이루어진 군으로부터 선택된 하나이상의 수산화물을 포함하는 용액으로, 이러한 고상의 수산화물을 물에 녹이고, 여기에 에틸렌 글리콜을 더 포함한다. 이 에틸렌 글리콜은 용액의 휘발정도, 점도, 표면장력, 폴리이미드 기판상의 퍼짐성을 조절하기 위하여 첨가된 다. The alkali metal hydroxide solution is a solution containing at least one hydroxide selected from the group consisting of KOH, NaOH and LiOH, and dissolves this solid hydroxide in water, and further includes ethylene glycol. This ethylene glycol is added to control the degree of volatilization, viscosity, surface tension, and spreadability of the polyimide substrate.
이 때 에틸렌 글리콜의 첨가비율은 첨가되는 물 1에 대하여 0.1 내지 1의 부피비로 첨가되는 것이 바람직하고, 물 1에 대하여 0.3의 부피비로 첨가되는 것이 더 바람직한데, 이 부피비로 첨가되는 것이 알칼리금속 수산화 용액의 점도나 폴리이미드 기재 상에서의 퍼짐성이 좋기 때문이다. 에틸렌 글리콜이 1의 부피비보다 많은 양이 첨가되면 기재표면에서의 반응 수율이 떨어지게 되고, 0.1 부피비 보다 적은 양이 첨가되면 기재 상에서 알칼리금속 수산화 용액의 퍼짐성이 증가하여 바람직하지 않다. At this time, the addition ratio of ethylene glycol is preferably added in a volume ratio of 0.1 to 1 with respect to the water 1 to be added, and more preferably added in a volume ratio of 0.3 to water 1, which is added in this volume ratio of alkali metal hydroxide. This is because the viscosity of the solution and spreadability on the polyimide substrate are good. If an amount of ethylene glycol is added in an amount greater than 1, the reaction yield on the surface of the substrate is lowered. If an amount of ethylene glycol is added in an amount less than 0.1 volume ratio, the spreadability of the alkali metal hydroxide solution on the substrate is increased, which is not preferable.
또 알칼리금속 수산화 용액에서 KOH, NaOH 및 LiOH로 이루어진 군으로부터 선택된 하나이상의 수산화물의 농도는 0.1 내지 10M이 바람직하며, 이 농도가 베이스 기재의 표면을 개질시키기 적정한 농도이다. 0.1M보다 낮은 농도는 액적의 균일하고 연속적인 경계를 이루기에 바람직하지 않고, 10M보다 높은 농도는 알칼리금속 수산화물의 용해도가 떨어져 바람직하지 않다. In addition, the concentration of the at least one hydroxide selected from the group consisting of KOH, NaOH and LiOH in the alkali metal hydroxide solution is preferably 0.1 to 10 M, which is an appropriate concentration for modifying the surface of the base substrate. Concentrations lower than 0.1 M are undesirable for achieving uniform and continuous boundaries of droplets, and concentrations higher than 10 M are undesirable due to poor solubility of alkali metal hydroxides.
이 알칼리금속 수산화 용액으로 처리하는 단계는 주변의 온도 및 습도에 따라 반응시간이 달라질 수 있으며, 18 내지 99℃에서 1분 내지 24시간 처리하는 것이 바람직하다. 18℃이하에서는 반응이 너무 느리게 이루어져 적정하지 않고 100℃이상에서는 용매로 사용된 물이 끓어버려 반응조절이 어렵기 때문에 바람직하지 않다. 1M 농도의 알칼리금속 수산화 용액으로 50℃에서 5분간 처리하는 것이 더 바람직하다. 일반적으로 폴리이미드 기재의 표면에서 일어나는 이러한 반응은 발열반응이기 때문에 따로 온도를 가할 필요는 없다. 이러한 알칼리금속 수산화 용액의 농 도나 처리온도, 처리시간은 폴리이미드 기재의 두께와도 관련이 있으며, 수 ㎛의 폴리이미드 필름의 경우 단시간 내에 중온에서 처리하는 것이 바람직하고, 표면 개질 이상으로 폴리이미드 필름을 손상시켜서는 안 된다. The step of treating with the alkali metal hydroxide solution may vary the reaction time according to the temperature and humidity of the surroundings, it is preferable to process for 1 minute to 24 hours at 18 to 99 ℃. It is not preferable because the reaction is too slow at 18 ° C. or lower, and it is difficult to control the reaction because water used as a solvent boils at 100 ° C. or higher. It is more preferable to process it for 5 minutes at 50 degreeC with the alkali metal hydroxide solution of 1M concentration. In general, this reaction that occurs on the surface of the polyimide substrate is exothermic, so it is not necessary to apply a temperature separately. The concentration of the alkali metal hydroxide solution, the treatment temperature, and the treatment time are also related to the thickness of the polyimide substrate, and in the case of a polyimide film of several μm, it is preferable to treat at a medium temperature within a short time. Do not damage it.
이러한 알칼리금속 수산화 용액은 마스크 방식이나 잉크젯 방식으로 처리할 수 있으며, 잉크젯 방식으로 처리하는 것이 미세배선을 형성하는 데 바람직하다. Such an alkali metal hydroxide solution can be treated by a mask method or an inkjet method, and it is preferable to process the inkjet method in order to form fine wiring.
단계 (B)에서 위와 같이 알칼리금속 수산화 용액으로 기재를 처리하면 기재의 표면이 화학적으로 개질(23)된다. 예를 들면 폴리이미드 기재의 경우 표면에 -N-C0-기가 알칼리금속 수산화 용액에 의해 그 결합이 깨어져 -NH 및 -CO-0- 기가 형성되고 수산화물의 알칼리 금속은 K+, Na+, Li+ 의 양이온형태로 카르복실기를 가지는 폴리이미드 표면에 흡착된 형태를 띄게 된다. 이러한 카르복실기 또는 카르복실기 이온을 가지는 폴리이미드 표면은 친수성으로 개질되어 소수성 용액에 대하여 반발력을 가지게 된다. Treatment of the substrate with an alkali metal hydroxide solution as described above in step (B) results in a
단계 (C)에서 알칼리금속 수산화 용액의 처리부(23)에 약산용액을 처리(40)하는 단계이다. 이 단계는 선택적으로 수행될 수 있으며 폴리이미드 표면에 단계(B)에서 형성된 카르복실 기를 더 안정적으로 도입시킬 수 있다. 이 단계에서 알칼리금속 수산화 용액의 처리부에 약산으로 처리하면 알칼리 금속 양이온이 약산과 반응하여 불필요한 알칼리 금속 양이온을 제거해 주기 때문이다. In step (C), the process of treating the
이러한 약산용액의 예로는 아세트산, 포름산, 인산, 탄산 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 카르복실 그룹을 가지는 포름산 및 아세트산과 같은 탄소수 1 내 지 20의 알카노익산으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나이상의 약산을 선택하는 것이다. 이러한 약산용액은 0.01 내지 5N 농도가 바람직하다. 이 약산으로 폴리이미드 기판을 18 내지 50℃에서 1분 내지 24시간 처리하는 것이 바람직하다. 18℃이하에서는 반응이 너무 느려서 바람직하지 않고, 상온에서 일반적으로 반응이 수행될 수 있기 때문에 굳이 50℃이상으로 고온으로 처리할 필요가 없다. 반응 온도와 시간은 폴리이미드 기재의 표면에서 상술한 것과 같은 반응이 완전히 이루어지기까지의 적정한 범위 내에서 정하면 되고, 1N 농도의 알카노익산으로 20℃에서 10분간 수행하는 것이 더 바람직하다.Examples of such weak acid solutions include acetic acid, formic acid, phosphoric acid, and carbonic acid. Preferably, at least one weak acid selected from the group consisting of formic acid having a carboxyl group and alkanoic acid having 1 to 20 carbon atoms such as acetic acid is used. To choose. The weak acid solution is preferably 0.01 to 5N concentration. It is preferable to process a polyimide substrate with this weak acid at 18-50 degreeC for 1 minute-24 hours. Below 18 ° C., the reaction is too slow to be undesirable, and since the reaction can generally be carried out at room temperature, it is not necessary to treat it at high temperature above 50 ° C. What is necessary is just to set reaction temperature and time in the appropriate range until the reaction as mentioned above is made completely on the surface of a polyimide base material, and it is more preferable to carry out for 10 minutes at 20 degreeC with 1N alkanoic acid.
또 단계 (D)는 형성하고자 하는 배선패턴을 따라 소수성 잉크(50)를 토출시키는 단계이다. 잉크 토출 전에 형성하고자 하는 배선패턴의 적어도 일측을 처리하여 폴리이미드 기재의 표면이 친수성으로 개질되어 있다. 따라서 본 발명에서는 친수성이 약한 잉크를 사용할 수록 더 바람직하다. 이러한 친수성이 약한 잉크 즉, 소수성 잉크는 그 종류에 제한 없이 사용가능하나, 도전성 배선을 형성하기 위한 것이므로 금속 나노 입자를 포함하는 잉크이어야 함은 물론이다. 이와 같은 소수성 잉크의 예로 테트라 데칸, 헥산, 옥탄, 톨루엔, 2-부톡시에틸 아세테이트(2-butoxyethyl acetate), 아크릴 모노머, 에폭시 모노머와 같은 용매를 사용한 전도성 잉크를 들 수 있다. In addition, step (D) is a step of discharging the
여기서 테트라 데칸계 용매를 포함하는 잉크는 비점이 높아 헤드에서 토출될 때 헤드 막힘의 문제가 발생하지 않아 장기간 사용에 유리한 장점에도 불구하고 기재표면에서 퍼짐성이 커 사용상 곤란한 점이 있다. 그러나 본 발명의 배선형성 방법에 의하면 이러한 퍼짐성을 제어하여 미세 배선을 형성할 수 있다. 또한 위와 같은 방법으로 형성하고자 하는 배선 패턴의 측면을 개질하면 잉크의 퍼짐성을 개선시켜 토출된 잉크가 일정한 높이를 가질 수 있다. 이는 도전성 배선의 전도도와 밀접한 관련이 있는 문제로 잉크가 일정한 높이를 가져야 형성된 배선의 전도도를 보장 받을 수 있기 때문이다. 따라서 본 발명과 같은 배선 형성방법으로는 미세 배선을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 전도도가 우수한 배선을 형성할 수 있는 효과적인 방법이다. 일반적으로 베이스 기재에 형성되는 잉크의 액적 크기는 사용된 노즐 크기의 1.2 내지 2배가 된다. 본 발명에서 베이스 기재의 표면에 인쇄되는 잉크의 액적은 이 베이스 기재의 표면과 만나는 접촉각이 줄어들어 종래보다 작은 1.2배 이하의 크기로 인쇄될 수 있다.Here, the ink containing the tetradecane-based solvent has a high boiling point so that the problem of head clogging does not occur when it is ejected from the head. However, according to the wiring forming method of the present invention, it is possible to form fine wirings by controlling such spreadability. In addition, by modifying the side surface of the wiring pattern to be formed by the above method, the spreading of the ink may be improved, so that the ejected ink may have a constant height. This is because the conductivity of the formed wiring can be guaranteed only when the ink has a certain height, which is closely related to the conductivity of the conductive wiring. Therefore, the wiring forming method as in the present invention is an effective method capable of forming a fine wiring and a wiring having excellent conductivity. Generally, the droplet size of the ink formed in the base substrate is 1.2 to 2 times the nozzle size used. In the present invention, the droplets of the ink printed on the surface of the base substrate may be printed with a size of 1.2 times or less, which is smaller than that of the conventional art, due to a decrease in the contact angle of the ink.
또한 단계 (E)는 이렇게 형성된 배선을 포함하는 기판을 소성시키는 단계로 이러한 단계들을 통하여 고밀도 기판을 얻을 수 있다. 상기 단계의 반응액이나 잉크 내의 불필요한 유기성분을 날려버리고 전도성을 가지는 금속 성분들이 잔류하여 융합되도록하기 위해 소성시킨다. 이 소성은 80 내지 350℃에서 1분 내지 5시간 소성할 수 있고, 고온의 경우 폴리이미드가 오래 견디지 못하므로 단시간 내에 소성키는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에 따르면 테트라 데칸계 용매를 사용한 잉크의 경우 70℃에서 20분간 소성하는 것이 바람직하다. 소성은 위와 같이 대기분위기에서 할 수 있지만, 질소나 아르곤 분위기 하에서 소성 온도를 낮추어 행할 수도 있다. 또한 포름산을 넣어준 상태에서 행할 수도 있다. In addition, step (E) is a step of firing the substrate including the wiring thus formed to obtain a high density substrate through these steps. Undesired organic components in the reaction liquid or ink of the step are blown and fired to allow the conductive metal components to remain and fuse. This firing can be fired at 80 to 350 ° C. for 1 minute to 5 hours, and at high temperatures, polyimide is not tolerated for a long time. According to a preferred embodiment, the ink using a tetradecane-based solvent is preferably baked at 70 ° C. for 20 minutes. Firing can be carried out in an air atmosphere as above, but can also be carried out by lowering the firing temperature under nitrogen or argon atmosphere. It may also be carried out with formic acid.
이렇게 형성된 도전성 배선(53)을 포함하는 기판을 필요에 따라 적층 시키 고, 솔더 레지스트, 심벌마트의 인쇄, HASL 등의 공법으로 마감 표면처리, 단자 도금 및 홀이나 외관가공 등의 추가적 단계를 더 거쳐 완성된 도전성 기판을 얻을 수 있다. The substrate including the
본 발명에서의 도전성 기판은 단층이나 다층의 PCB, 반도체 실장용 기판, LTCC, MLC 등을 예로 들 수 있으며, 상술한 바와 같은 방법으로 배선을 형성시킬 수 있는 기판이면 기판의 용도에 제한을 받지 않는다. 본 발명에 의해 형성된 배선은 그 폭이 1 내지 80㎛까지 형성할 수 있어 고밀도 배선기판을 형성할 수 있다. Examples of the conductive substrate in the present invention include a single layer or a multilayer PCB, a semiconductor mounting substrate, LTCC, MLC, and the like, and the substrate is not limited to the use of the substrate as long as it can form wiring by the above-described method. . The wiring formed by the present invention can have a width ranging from 1 to 80 mu m, thereby forming a high density wiring board.
이상에서 미세 배선의 형성방법을 일반적으로 도시한 개념도로 설명하였으며, 이하에서는 본 발명에 따른 구체적인 실시예들를 기준으로 설명하기로 한다. In the above description, the method of forming the fine wiring has been described in general, and the following description will be made based on specific embodiments according to the present invention.
[실시예 1]Example 1
물 730㎖에 고형의 KOH 57g을 혼합하여 녹인 후, 에틸렌 글리콜 230㎖을 첨가하여 수산화 칼륨 용액을 만들었다. 이를 상온에서 잉크젯 방식으로 폴리이미드 필름 상에 형성하고자 하는 배선의 양측을 동시에 처리하였다. 이때 노즐의 크기가 30㎛인 잉크젯 헤드를 사용하여 헤드간의 간격을 80㎛로 하여 수산화 칼슘 용액을 처리하였다. 곧 폴리이미드 기판상에서 5분이 경과 된 후, 5N의 아세트산으로 수산화 칼슘 용액이 처리된 부분을 처리한 후 10 분간 둔다. 그 후 폴리이미드 필름 상의 개질된 부분의 사이에 테트라 데칸계 잉크를 노즐크기 30㎛인 잉크젯 헤드를 통해 토출시켰다. 이렇게 형성된 기판을 70℃에서 20분간 소성하였다. 이렇게 형성된 배선 폭은 평균 30㎛이었고, 전기비저항을 측정하니 3.1μΩ·cm 였다.57 g of solid KOH was mixed and dissolved in 730 ml of water, and 230 ml of ethylene glycol was added to form a potassium hydroxide solution. Both sides of the wiring to be formed on the polyimide film by the inkjet method at room temperature were simultaneously processed. At this time, a calcium hydroxide solution was treated using an inkjet head having a nozzle size of 30 µm with a distance of 80 µm between the heads. Immediately after 5 minutes had elapsed on the polyimide substrate, the portion treated with calcium hydroxide solution with 5N acetic acid was treated and left for 10 minutes. Thereafter, tetradecane-based ink was discharged through an inkjet head having a nozzle size of 30 μm between the modified portions on the polyimide film. The substrate thus formed was baked at 70 ° C. for 20 minutes. The wiring width thus formed was an average of 30 μm, and the electrical resistivity was measured to be 3.1 μΩ · cm.
[실시예 2]Example 2
물 730㎖에 고형의 NaOH 41g을 혼합하여 녹인 후, 에틸렌 글리콜 230㎖을 첨가하여 수산화 나트륨 용액을 만들었다. 이를 상온에서 잉크젯 방식으로 폴리이미드 필름 상에 형성하고자 하는 배선의 양측을 동시에 처리하였다. 이때 노즐의 크기가 30㎛인 잉크젯 헤드를 사용하여 헤드간의 간격을 80㎛로 하여 수산화 나트륨 용액을 처리하였다. 곧 폴리이미드 기판상에서 5분이 경과 된 후, 5N의 아세트산으로 수산화 나트륨 용액이 처리된 부분을 처리한 후 10 분간 둔다. 그 후 폴리이미드 필름 상의 개질된 부분의 사이에 테트라 데칸계 잉크를 노즐크기 30㎛인 잉크젯 헤드를 통해 토출시켰다. 이렇게 형성된 기판을 70℃에서 20분간 소성하였다. 이렇게 형성된 배선 폭은 평균 30㎛이었고, 전기비저항을 측정하니 2.9μΩ·cm 였다.41 g of solid NaOH was mixed and dissolved in 730 ml of water, and 230 ml of ethylene glycol was added to form a sodium hydroxide solution. Both sides of the wiring to be formed on the polyimide film by the inkjet method at room temperature were simultaneously processed. At this time, a sodium hydroxide solution was treated using an inkjet head having a nozzle size of 30 µm with an interval of 80 µm between the heads. Immediately after 5 minutes had elapsed on the polyimide substrate, the portion treated with sodium hydroxide solution with 5N acetic acid was treated and left for 10 minutes. Thereafter, tetradecane-based ink was discharged through an inkjet head having a nozzle size of 30 μm between the modified portions on the polyimide film. The substrate thus formed was baked at 70 ° C. for 20 minutes. The wiring width thus formed was an average of 30 μm, and the electrical resistivity was measured to be 2.9 μΩ · cm.
실시예 1과 같은 조건으로 테트라 데칸계 잉크를 노즐크기 30㎛인 잉크젯 헤드를 통해 토출시키고, 이렇게 배선이 형성된 기판을 70℃에서 20분간 소성하였을 때 배선 폭은 평균 40㎛가 넘었다. 따라서 본 발명에 따라 배선을 형성시킨 경우 미세 배선을 형성할 수 있음을 알았다.When the tetradecane-based ink was discharged through an inkjet head having a nozzle size of 30 μm under the same conditions as in Example 1, and the substrate on which the wiring was formed was baked at 70 ° C. for 20 minutes, the wiring width exceeded an average of 40 μm. Therefore, it was found that fine wiring can be formed when the wiring is formed according to the present invention.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.The present invention is not limited to the above embodiments, and many variations are possible by those skilled in the art within the spirit of the present invention.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 배선의 형성방법은 잉크를 토출하기 전에 베이스 기재를 전 처리하여 잉크의 퍼짐성을 완화시켜 저비용의 간단한 공정으로 미세 배선을 형성할 수 있다. 또한 이 방법에 의해 형성된 배선은 일정한 높이로 형성될 수 있어 우수한 전기전도도를 가질 수 있다. 또한 종래에 사용이 제한되어 왔던 테트라 데칸계 용매를 포함하는 잉크를 사용하여 미세 배선을 형성할 수 있는 장점이 있다.As described above, the wiring forming method according to the present invention can pre-treat the base substrate before discharging ink to mitigate the spreading of the ink to form fine wiring in a simple and low-cost process. In addition, the wiring formed by this method can be formed at a constant height and can have excellent electrical conductivity. In addition, there is an advantage in that fine wiring can be formed using an ink containing a tetradecane-based solvent, which has been conventionally limited in use.
또한 본 발명은 이러한 미세 배선을 배선을 포함하는 고밀도의 우수한 전기전도도를 가지는 도전성 기판을 형성할 수 있다.In addition, the present invention can form a conductive substrate having such a high-density excellent electrical conductivity including the wiring.
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