KR100665290B1 - Method for manufacturing thin film capacitor embeded printed circuit board - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 박막 커패시터가 내장된 인쇄회로기판을 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a printed circuit board incorporating a conventional thin film capacitor.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 박막 커패시터가 내장된 인쇄회로기판을 나타내는 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a printed circuit board having a thin film capacitor according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 제조공정을 나타내는 공정 순서의 일례도이다.3 is an example of a process sequence showing a manufacturing process of a printed circuit board according to the present invention.
US 6,818,469US 6,818,469
본 발명은 박막 커패시터 내장형 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마 표면개질처리에 의해 표면조도를 증가시켜 박막 캐패시터의 층간 접착력을 개선할 수 있는 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing a thin film capacitor-embedded printed circuit board, and more particularly, to a method for manufacturing a printed circuit board which can improve the interlayer adhesion of a thin film capacitor by increasing the surface roughness by plasma surface modification. .
최근 들어 전자장치들의 고성능화를 위한 고집적의 수동소자들에 대한 요구가 증대 되고 있다. 그러나, 인쇄회로기판 상에 탑재되던 각종 수동소자는 전자장치를 소형화하는데 있어 큰 장애요인으로 작용되고 있는 것으로 인식되고 있다. 특히, 반도체 능동소자가 점차 내장화되고 그 입출력 단자수가 증가함에 따라 그 능동소자 주위에 보다 많은 수동소자를 위한 공간이 요구되고 있으나, 이러한 요구는 간단하게 해결될 수 있는 문제가 아니다.Recently, there is an increasing demand for highly integrated passive devices for high performance of electronic devices. However, it has been recognized that various passive elements mounted on printed circuit boards act as a major obstacle in miniaturizing electronic devices. In particular, as semiconductor active devices are increasingly embedded and the number of input / output terminals thereof increases, space for more passive devices is required around the active devices, but such a requirement is not simply a problem that can be solved.
대표적인 수동소자로는 커패시터가 있다. 상기 커패시터는 운용주파수의 고주파화에 따라 인덕턴스를 감소시키기 위하여 적절하게 배치되는 것이 요구된다. 예를 들어, 안정적으로 전원을 공급하기 위하여 사용되는 디커플링용 커패시터는 고주파화에 따른 유도 인덕턴스를 저감시키기 위하여 입력단자와 최 근접 거리에 배치되는 것이 요구된다.A typical passive element is a capacitor. The capacitor is required to be disposed appropriately to reduce the inductance as the frequency of the operating frequency increases. For example, the decoupling capacitor used to stably supply power is required to be disposed at the closest distance to the input terminal in order to reduce the inductance caused by the high frequency.
이러한 요구에 부응하여 커패시터를 인쇄회로기판의 내부에 내장하는 방안에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그 예가 도 1에 나타나 있다. 절연기재(10a,10b)의 사이에 하부전극(20), 유전체(30), 상부전극(40)의 적층구조를 갖는 캐패시터가 내장되는 것이다. In order to meet these demands, research into the method of embedding a capacitor in a printed circuit board has been actively conducted. An example is shown in FIG. 1. A capacitor having a stacked structure of the
상기 내장형 커패시터는 메모리카드, PC 메인보드 및 각종 RF 모듈에 사용되어 제품의 크기를 획기적으로 감소시킬 수 있다. 또한, 능동소자의 입력단자에 근접하여 배치시키는 것이 가능하여 도선의 길이를 최소화하고 유도 인덕턴스를 크게 저감시 킬 수 있는 등의 장점을 가지고 있다. The built-in capacitor can be used in memory cards, PC motherboards and various RF modules to significantly reduce the size of the product. In addition, it is possible to arrange close to the input terminal of the active element has the advantage of minimizing the length of the lead wire and significantly reduce the inductance.
그러나, 상기 내장형 커패시터는 전극과 유전체와 같이 이종재료간의 접합이 어렵기 때문에 전극을 두껍게 형성하기 어려운 문제점이 있다. 즉, 유전층이 1.0㎛ 이하일 때 상하부 전극이 각각 1.0㎛ 정도이면 어느 정도의 접합이 가능하나, 상하부 전극이 그 이상이면 금속층의 잔류응력에 의해 유전층과의 박리현상을 초래하는데, 이는 유전체 재료와 전극의 금속 재료가 서로 결정구조가 다르기 때문에 발생하는 문제점이다.However, the built-in capacitor has a problem that it is difficult to form the electrode thick because the bonding between different materials such as the electrode and the dielectric is difficult. That is, when the upper and lower electrodes are each about 1.0 μm when the dielectric layer is 1.0 μm or less, a certain amount of bonding is possible. However, when the upper and lower electrodes are larger than that, the peeling phenomenon of the dielectric layer is caused by the residual stress of the metal layer. This is a problem caused by the different metallic structures of the metal materials.
상기와 같은 내장형 커패시터의 문제점을 해결하기 위한 종래기술로는 미국 특허 US 6,818,469호에 개시된 발명이 있다. 이 종래기술에서는 상하부전극을 스퍼터링, E-빔 등과 같은 PVD 방식을 이용하여 형성하는 방법이다. 따라서, 전극의 두께를 두껍게 하기 위해서는 비용적인 측면에서 어려움이 있다. 또한, 상기와 같은 PVD 방식을 이용하여 형성된 전극의 경우에는 그 전극의 표면조도가 통상 100nm 이하여서 층간 접착력이 약하여 박리될 수 있다. 즉, 도 1에서 상부전극(40)의 표면조도가 100nm정도의 경우에 절연 기재(10b)와의 접착력이 확보되기 어렵다. The prior art for solving the problems of the built-in capacitor as described above is the invention disclosed in US Pat. No. 6,818,469. In this prior art, the upper and lower electrodes are formed by using a PVD method such as sputtering and an E-beam. Therefore, there is a difficulty in terms of cost in order to increase the thickness of the electrode. In addition, in the case of the electrode formed using the PVD method as described above, the surface roughness of the electrode is usually 100 nm or less, so that the interlayer adhesion strength may be weak and peeled off. That is, in FIG. 1, when the surface roughness of the
본 발명은 인쇄회로기판에 내장되는 박막 캐패시터의 층간 접착력을 개선할 수 있는 인쇄회로기판의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a printed circuit board which can improve the interlayer adhesion of the thin film capacitor embedded in the printed circuit board.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인쇄회로기판의 제조방법은,Method of manufacturing a printed circuit board of the present invention for achieving the above object,
절연기재상에 하부전극, 유전체박막, 상부전극 및 절연기재를 순차적으로 형성하는 단계,Sequentially forming a lower electrode, a dielectric thin film, an upper electrode, and an insulating substrate on the insulating substrate;
상기 하부전극, 유전체박막, 상부전극의 적어도 하나의 표면에 대해 그 상부층의 형성 전에 표면개질을 위한 플라즈마 처리 단계가 추가로 행해지는 것을 포함하여 구성된다. And at least one surface of the lower electrode, the dielectric thin film, and the upper electrode is further subjected to a plasma treatment step for surface modification before formation of the upper layer.
본 발명에서 상기 유전체박막은 비정질의 유전체가 바람직하다. 비정질의 유전체의 대표적인 예는 BiZnNb계 금속산화물로서, BixZnyNbzO7으로 표현할 때 상기 x,y,z는 1.3<x<2.0, 0.8<y<1.5, 1.4<z<1.6로 조성되는 것이다.In the present invention, the dielectric thin film is preferably an amorphous dielectric. A representative example of an amorphous dielectric material is BiZnNb-based metal oxide, where x, y, and z are 1.3 <x <2.0, 0.8 <y <1.5, 1.4 <z <1.6 when expressed as Bi x Zn y Nb z O 7 . Will be.
본 발명의 플라즈마 개질처리는 전극층을 PVD방식에 의해 형성할 때도 적용할 수 있으며, 물론 전극을 도금에 의해 형성할 때 적용할 수도 있는 것이다. The plasma reforming treatment of the present invention can be applied when the electrode layer is formed by the PVD method, and of course, when the electrode is formed by plating.
도금에 의해 상부전극과 하부전극을 형성할 때의 바람직한 예는 다음과 같다. The preferable example at the time of forming an upper electrode and a lower electrode by plating is as follows.
상기 하부전극의 형성단계는 The forming of the lower electrode
제1하부전극으로 무전해 도금층을 형성한 다음, 제2하부전극으로 전해 도금층을 형성하고 상기 전해도금층에 대해 표면개질을 위한 플라즈마 처리하는 것이다. After forming an electroless plating layer with a first lower electrode, an electroplating layer is formed with a second lower electrode and plasma treatment for surface modification is performed on the electroplating layer.
상기 상부전극의 형성단계는,Forming the upper electrode,
제1상부전극으로 금속씨드층을 형성한 다음, 제2상부전극으로 전해도금층을 형성하고, 금속씨드층에 대해 표면개질을 위한 플라즈마 처리하는 것이다.After forming the metal seed layer with the first upper electrode, the electroplating layer is formed with the second upper electrode, and plasma treatment for surface modification to the metal seed layer.
상기 상부전극과 하부전극은 Cu, Ni, Al, Pt, Ta, Ag의 그룹에서 선택된 1종의 금속이 바람직하다. The upper electrode and the lower electrode are preferably at least one metal selected from the group consisting of Cu, Ni, Al, Pt, Ta, and Ag.
상기 금속씨드층은 PVD 또는 무전해도금에 의해 형성하는 것이 바람직하다. The metal seed layer is preferably formed by PVD or electroless plating.
상기 금속씨드층은 PVD에 의해 형성하는 경우에 형성한 금속씨드층은 표면개질을 위한 플라즈마 처리하는 것이 바람직하다. 상기 금속씨드층은 Cu, Ni, Ti, Au, Co, Ag, Pt 및 Pd로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종의 금속이 바람직하다. 상기 금속씨드층의 두께는 1.0㎛ 이하가 바람직하다. When the metal seed layer is formed by PVD, the formed metal seed layer is preferably subjected to plasma treatment for surface modification. The metal seed layer is preferably one metal selected from the group consisting of Cu, Ni, Ti, Au, Co, Ag, Pt, and Pd. As for the thickness of the said metal seed layer, 1.0 micrometer or less is preferable.
본 발명에서 표면개질을 위한 플라즈마 처리는 표면조도를 높이기 위한 것이다. 플라즈마 처리는 대기압에서 5~15초 행하는 것이 바람직하다. 플라즈마 처리는 헬룸 5slm이상 바람직하게는 5-30slm 또는 상기 조건의 헬룸과 함께 산소 3slm이하의 조건에서 행하는 것이 바람직하다. Plasma treatment for surface modification in the present invention is to increase the surface roughness. It is preferable to perform a plasma process for 5 to 15 second at atmospheric pressure. Plasma treatment is preferably performed in a condition of 5 slm or more of Hellum, preferably 5-30 slm or less than 3 slm of oxygen together with Hellum of the above conditions.
본 발명에서는 상기 유전체박막과 상기 상부전극의 사이에는 완충층을 추가로 형성할 수도 있다. 완충층으로 Ti 또는 Cr에서 선택된 1종의 금속이 바람직하다. In the present invention, a buffer layer may be further formed between the dielectric thin film and the upper electrode. As the buffer layer, one metal selected from Ti or Cr is preferable.
본 발명에서 상기 유전체 박막의 두께는 2.0㎛ 이하, 상기 상부전극의 두께는 10㎛ 이하, 상기 제 1하부전극의 두께는 1.0㎛ 이하, 상기 제 2하부전극의 두께는 1~10㎛가 바람직하다. In the present invention, the thickness of the dielectric thin film is 2.0 μm or less, the thickness of the upper electrode is 10 μm or less, the thickness of the first lower electrode is 1.0 μm or less, and the thickness of the second lower electrode is preferably 1-10 μm. .
이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 박막 캐패시터를 내장하는 인쇄회로기판의 제조방법에서 층간의 접착력을 개선하기 위해 표면조도를 높이기 위한 표면개질하는데 특징이 있다. 표면개질은 플라즈마처리를 이용하는 것이다. 박막 캐패시터에서 표면조도를 높이는 것이 요구되는 층에 플라즈마 처리를 적용하면 된다.The present invention is characterized in that the surface modification to increase the surface roughness to improve the adhesion between the layers in the method of manufacturing a printed circuit board containing a thin film capacitor. Surface modification uses plasma treatment. Plasma treatment may be applied to the layer where the surface roughness of the thin film capacitor is required.
그 예로는 금속전극과 유전체재료 또는 금속전극과 절연기재와 같이 이종재료간 접합되는 경우이다. 또는 PVD방식에 의해 형성되는 전극층은 표면조도가 낮기 때문에 표면개질을 위한 플라즈마 처리가 적용되는 것이 바람직하다. An example is a case where a metal electrode and a dielectric material or a heterogeneous material such as a metal electrode and an insulating substrate are joined. Alternatively, since the electrode layer formed by the PVD method has low surface roughness, plasma treatment for surface modification is preferably applied.
표면조도를 높이기 위한 표면개질(surface modification)에는 습식방식과 건식방식이 있다. 습식방식은 황산용액에 의해 표면조도를 높여 밀착력을 높이는 방법으로서 접촉각(contact angle)이 약 40°에서 약 15°로 낮출 수 있다. 건식방식은 플라즈마에 의해 표면조도를 높이는 방식으로, 접촉각을 약 40°에서 약 10°로 낮출 수 있다. Surface modifications to increase the surface roughness include wet and dry methods. The wet method is a method of increasing the surface roughness by the sulfuric acid solution to increase the adhesion, the contact angle can be reduced from about 40 ° to about 15 °. The dry method is to increase the surface roughness by the plasma, it is possible to lower the contact angle from about 40 ° to about 10 °.
박막 캐패시터의 경우에는 유전체층과 전극층의 두께가 얇아서 습식방식을 적용하기 어렵다. 특히, 유전체박막으로 비정질의 유전체를 사용하는 경우에는 습식용액 에서 용해되기 때문에 적용할 수 없다. In the case of a thin film capacitor, the thickness of the dielectric layer and the electrode layer is so small that it is difficult to apply the wet method. In particular, when an amorphous dielectric is used as the dielectric thin film, it cannot be applied because it is dissolved in a wet solution.
이러한 측면을 고려하여 본 발명에서는 건식방법을 적용하는 것이다. In consideration of this aspect, the present invention is to apply a dry method.
본 발명을 적용하여 제조되는 가장 바람직한 박막캐패시터 내장형 인쇄회로기판의 예가 도 2에 나타나 있다. 이러한 인쇄회로기판을 제조하는 방법을 도 3을 통해 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 이하의 설명은 하나의 실시예로서 본 발명이 이러한 구조를 갖는 박막캐패시터의 적용되는 것으로 한정하여 해석 해석되어서는 안 된다.An example of the most preferred thin film capacitor embedded printed circuit board manufactured by applying the present invention is shown in FIG. A method of manufacturing such a printed circuit board will be described in more detail with reference to FIG. 3. The following description should not be construed as limiting the application of the present invention to a thin film capacitor having such a structure as one embodiment.
도 3(a)와 같이 절연기재상(10a)에 하부전극(21,22)을 형성한다. As shown in FIG. 3A,
상기 절연 기재(10a)는 인쇄회로기판에서 널리 이용되는 것이면 가능하다. 그러한 예로는 폴리이미드 또는 에폭시가 대표적이며, 여기에 한정되는 것은 아니다. The insulating
하부전극(21, 22)은 박막 캐패시터에 적용되는 도전성 금속이며 적용 가능하다. 바람직하게는 널리 이용되는 Cu, Ni, Al, Pt, Ta 및 Ag로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종이다. 가장 바람직하게는 Cu가 좋다. The
상기 절연 기재(10a)가 열에 약한 폴리머 기재임을 고려하여, 하부 전극은 저온성막공정을 이용하여야 한다. 그러한 예로는 저온스퍼터링법, 증발법, 무전해도금법 또는 전해도금법 등과 같은 저온성막공정을 이용하는 것이 바람직하다.Considering that the insulating
시간과 비용에 측면에서 전해도금법이 가장 유리하다. 따라서, 무전해도금 또는 PVD방식에 의해 제1하부전극을 얇게 형성하고, 그 위에 전해도금으로 제2하부전극을 형성하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 제1하부전극은 무전해도금으로 하는 것이다. 무전해도금층과 전해도금층의 접착력은 좋은 편이다. The electroplating method is most advantageous in terms of time and cost. Therefore, it is preferable to form the first lower electrode thin by electroless plating or PVD, and to form the second lower electrode by electroplating thereon. Preferably, the first lower electrode is made of electroless plating. The adhesion between the electroless plating layer and the electroplating layer is good.
제1하부전극은 약 1㎛이하로 하고 제2하부전극은 필요에 따라 두껍게 형성하는 것이다. 바람직하게는 제2하부전극은 약 1~10㎛로 형성하는 것이다. The first lower electrode is about 1 탆 or less and the second lower electrode is thickly formed as necessary. Preferably, the second lower electrode is formed to about 1 ~ 10㎛.
도 3a에는 하부전극으로 제1하부전극(21)과 제2하부전극(22)을 형성하도록 도시되어 있으나, 필요에 따라 무전해도금이나 PVD방식에 의해 하부전극을 한번에 형성할 수도 있는 것이다. Although FIG. 3A illustrates the first
도 3(b)와 같이 하부전극의 표층에 유전체박막을 형성한 다음, 유전체박막의 표면을 플라즈마처리에 의해 개질한다. 하부전극의 표층도 플라즈마처리를 적용할 수 있다. 다만, 하부전극의 표면조도가 높아지고 유전체박막의 두께가 너무 얇아지는 경우에는 하부전극과 상부전극이 쇼트가 발생할 수 있으므로, 이에 대한 고려가 필요하다. After forming the dielectric thin film on the surface layer of the lower electrode as shown in Fig. 3 (b), the surface of the dielectric thin film is modified by plasma treatment. Plasma treatment may also be applied to the surface layer of the lower electrode. However, when the surface roughness of the lower electrode is increased and the thickness of the dielectric thin film becomes too thin, shorting may occur between the lower electrode and the upper electrode.
유전체박막은 박막캐패시터에 적용되는 것이면 가능한데, 인쇄회로기판의 공정특성상 약 400℃이하의 저온에서 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 공정으로는 스퍼터링 공정, PLD 공정 또는 CVD법 등이 있다. 저온에서 형성되어도 충분한 유전율을 나타내는 금속산화물을 적용될 수 있다. 그러한 예로는 비정질의 금속산화물이 있으며, 이 금속산화물은 결정화를 위한 고온의 열처리공정이 요구되지 않는다. 비정질의 유전체의 대표적인 예는 BiZnNb계 금속산화물로 조성되는 것으로, The dielectric thin film may be applied to a thin film capacitor, and is preferably formed at a low temperature of about 400 ° C. or less due to the process characteristics of the printed circuit board. Such a process includes a sputtering process, a PLD process or a CVD method. Metal oxides exhibiting sufficient permittivity even when formed at low temperatures can be applied. An example is an amorphous metal oxide, which does not require a high temperature heat treatment process for crystallization. A representative example of an amorphous dielectric is composed of BiZnNb-based metal oxides,
BixZnyNbzO7으로 표현할 때 상기 x,y,z는 1.3<x<2.0, 0.8<y<1.5, 1.4<z<1.6로 조성되는 것이다. BiZnNb계 비정질 유전체를 인쇄회로기판의 박막 캐패시터에 이용하는 기술은 대한민국 특허출원 2005-57907호에 제시된 바 있다. 이 특허출원에는 형성방법에 대해서도 자세히 제시되어 있다. When expressed as Bi x Zn y Nb z O 7 , x, y, z is 1.3 <x <2.0, 0.8 <y <1.5, 1.4 <z <1.6. A technique of using a BiZnNb-based amorphous dielectric in a thin film capacitor of a printed circuit board has been presented in Korean Patent Application No. 2005-57907. This patent application also details the formation method.
유전체박막의 두께는 2.0㎛ 이하가 바람직하다. The thickness of the dielectric thin film is preferably 2.0 μm or less.
플라즈마 처리한 유전체박막상부에는 도 3(c)와 3(d)와 같이Plasma-treated dielectric thin film portions as shown in Figs. 3 (c) and 3 (d).
상부전극을 형성하고 플라즈마 처리한다. The upper electrode is formed and plasma treated.
유전체의 상부에 상부전극을 전해도금하기 위해서는 금속씨드층(41)이 요구된다. 물론, 무전해도금이나 PVD방식에 의해 상부전극을 바로 형성할 수 도 있다. 그러나, 이러한 방법은 많은 시간과 비용이 요구된다. The
따라서, 제1상부전극(41)으로 금속씨드층을 형성한다. 상기 제1상부전극(41)은 무전해도금 방법 또는 PVD방식을 이용하여 형성되는 것이 바람직하다. Therefore, the metal seed layer is formed of the first
상기 금속씨드층은 Cu, Ni, Ti, Au, Co, Ag, Pt 및 Pd로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종의 금속이 바람직하다. 금속씨드층의 두께는 1.0㎛ 이하가 바람직하다. The metal seed layer is preferably one metal selected from the group consisting of Cu, Ni, Ti, Au, Co, Ag, Pt, and Pd. As for the thickness of a metal seed layer, 1.0 micrometer or less is preferable.
상기 제1상부전극(41)에도 표면개질을 위한 플라즈마처리가 적용되는 것이 바람직하다.The plasma treatment for surface modification is also applied to the first
제1상부전극(41)의 상부에는 제2상부전극(42)을 형성한다. 제2상부전극(42)은 전해도금을 적용하는 것이 바람직하다. 상기 상부전극은 인쇄회로기판에 적용되는 도전성 금속이면 적용 가능하다. 그러한 예로는 Cu, Ni, Al, Pt, Ta 및 Ag로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종의 금속이 적용되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 Cu로 조성되는 것이다. 또한, 상부전극은 10㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. The second
제2상부전극의 표면은 플라즈마 개질처리한다. The surface of the second upper electrode is plasma modified.
상기 제2상부전극(42)상에 절연 기재(10b)를 적층한 후, 그 적층체를 압착하는 통상의 공정을 이용하여 그 내부에 박막 커패시터가 내장된 인쇄회로기판을 제조할 수 있다.After the
본 발명에서 무전해도금을 이용하는 경우, 무전해도금 방법은 특별하게 제한되는 것은 아니다. 예를 들어 Cu 무전해도금의 경우, 무전해 도금욕은 Cu이온, EDTA, NaOH, 포름알데히드 성분들을 포함할 수 있다. 이때 상기 NaOH 투입량을 제어하여 도금욕의 pH를 11 이상으로 올려주면, 상기 포름알데히드에 강력한 환원작용이 일어나 전자를 발생시킨다. 이렇게 발생된 전자는 Cu이온으로 흘러가 도금될 수 있는 것이다. When the electroless plating is used in the present invention, the electroless plating method is not particularly limited. For example, in the case of Cu electroless plating, the electroless plating bath may include Cu ions, EDTA, NaOH, formaldehyde components. At this time, when the pH of the plating bath is raised to 11 or more by controlling the NaOH input amount, a strong reducing action occurs in the formaldehyde to generate electrons. The electrons thus generated flow into Cu ions and can be plated.
본 발명에서 유전체박막과 상부전극의 사이에는 도 2(b)와 같이 완충층(50)을 추가로 형성할 수 있다. 완충층(50)은 비정질 유전체와 상부전극의 사이에서 접착력을 향상시킬 수 있으며, 상부전극을 이루는 금속원자의 이동(migration)을 방지하는 역할을 한다. 따라서, 완충층을 형성하면 전극의 두께를 두껍게 할 수 있다. 완충층(26)은 Ti 또는 Cr으로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 완충층의 두께는 1.0㎛ 이하가 바람직하다. 상기 완충층은 PVD 방식으로 형성되는 것이 바람직하며, 이는 상기 비정질 상유전체막과의 접착력을 향상시킬 수 있기 때문이다.In the present invention, a
완충층(36)은 스퍼터링법 또는 E-빔 등과 같은 PVD 방식으로 형성시키는 것이 바람직하다. The buffer layer 36 is preferably formed by a PVD method such as sputtering or E-beam.
상술한 바와 같이, 본 발명은 절연 기재상에 박막 커패시터를 순차적으로 형성시켜, 이를 통상의 빌드-업(build-up) 인쇄회로기판 제조공정을 통하여 박막 커패시터가 내장된 인쇄회로기판을 효과적으로 제조할 수 있다.As described above, the present invention is to form a thin film capacitor sequentially on the insulating substrate, it is effective to manufacture a printed circuit board containing a thin film capacitor through a conventional build-up printed circuit board manufacturing process Can be.
또한 종래의 박막 커패시터에서 발생하던 상부전극과 절연 기재간이 박리현상을 효과적으로 방지함으로써 제품의 신뢰성을 제고할 수 있다.In addition, it is possible to improve the reliability of the product by effectively preventing the peeling phenomenon between the upper electrode and the insulating substrate that occurred in the conventional thin film capacitor.
본 발명에서 표면개질을 위한 플라즈마 처리는 표면의 조도를 높이기 위한 것으로, 표면개질 측면에서 플라즈마 조건을 선정하는 것이다. 표면개질 측면에서 플라즈마 처리를 하기 때문에 대기압상태에서도 적용 가능하다. 처리시간은 5~15초가 가장 바람직하다. 플라즈마 처리에서 가스는 반응측면이나 비용을 고려할 때, 헬룸(He)단독 또는 헬룸(He)과 산소(O2)를 함께 사용하는 것이 바람직하다. 헬룸(He)과 함께 산소(O2)를 사용하면 산소가 활성화 역할을 한다. Plasma treatment for surface modification in the present invention is to increase the roughness of the surface, it is to select the plasma conditions in terms of surface modification. Plasma treatment in terms of surface modification can be applied even at atmospheric pressure. The treatment time is most preferably 5 to 15 seconds. In the plasma treatment, in consideration of the reaction aspect and the cost, it is preferable to use Hell alone or Hell (He) and oxygen (O 2 ) together. When oxygen (O 2 ) is used together with Hellum (He), oxygen plays an active role.
He의 경우에는 5slm이상 보다 바람직하게는 5-30slm의 조건이 바람직하다. O2를 함께 사용하는 경우에 O2는 3slm이하가 바람직하다. He 이나 O2의 양이 상기한 조건을 초과하거나 처리시간이 상기 조건 보다 길어지면 유전층이 파괴될 우려가 있고, 전극층에 손상을 주어 흐르는 전류량이 일정하지 않아 전기적 특성 저하의 원인이 될 수 있다. In the case of He, 5 slm or more is more preferably 5-30 slm. In the case of using O 2 together, O 2 is preferably 3 slm or less. If the amount of He or O 2 exceeds the above conditions or the processing time is longer than the above conditions, the dielectric layer may be destroyed, and the amount of current flowing due to damage to the electrode layer is not constant, which may cause deterioration of electrical characteristics.
본 발명의 실시예에서는 750torr(1 atm)에서 10초간, He:10slm, O2: 2 slm의 조건에서 플라즈마 처리한 것이다. In the embodiment of the present invention, the plasma treatment was carried out at 750 torr (1 atm) for 10 seconds under conditions of He: 10 slm and O 2 : 2 slm.
본 발명에서 slm은 standard liters per minute로서, 1slm은 1 atm의 기압에서 분당 1 리터 소모량에 해당하는 것이다. 이를 단위로 환산하면 다음과 같다. In the present invention, slm is standard liters per minute, and 1 slm corresponds to a consumption of 1 liter per minute at a pressure of 1 atm. When converted into units, it is as follows.
1slm= 1000 sccm(standard cc per minute) 1slm = 1000 sccm (standard cc per minute)
= 60000 sccs(standard cc per second) = 60000 sccs (standard cc per second)
= 60000 atm cc/s = 60000 atm cc / s
플라즈마처리에서 기체량은 압력과 부피의 곱으로 표시하고 누설량은 [압력 x 부피] / [시간]으로 표시한다. In the plasma treatment, the gas volume is expressed as the product of pressure and volume, and the leakage volume is expressed as [pressure x volume] / [time].
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
[실시예]EXAMPLE
도 2(a)와 같은 박막 캐패시터 내장형 인쇄회로기판을 제조할 때, 유전체층과 상부전극에 대해 플라즈마 처리하였다. When manufacturing a thin film capacitor-embedded printed circuit board as shown in FIG. 2 (a), plasma treatment was performed on the dielectric layer and the upper electrode.
유전체층은 Cu의 하부전극상부에 PLD공정을 BZN의 금속산화물을 4000Å두께로 형성하였다. PLD 타겟은 Bi1.5Zn1.0Nb1.5조성을 갖는 것을 사용하였다. In the dielectric layer, a PLD process was formed on the lower electrode of Cu to form a metal oxide of BZN with a thickness of 4000 kPa. As the PLD target, one having a Bi 1.5 Zn 1.0 Nb 1.5 composition was used.
상부전극은 0.5㎛의 Cu 씨드층상에 Cu를 9㎛의 두께로 전해도금하였다.The upper electrode was electroplated with a thickness of 9 µm on a Cu seed layer of 0.5 µm.
플라즈마 처리는 He(헬룸) 10slm과 O2(산소) 2slm의 조건으로 750Torr에서 10초간 행하였다. Plasma treatment was performed at 750 Torr for 10 seconds under conditions of He (helum) 10 slm and O 2 (oxygen) 2 slm.
유전체박막과 상부전극의 표면에 플라즈마 적용전과 적용후의 표면조도(Ra)를 5회 측정하고 그 결과를 표 1, 2에 나타내었다. 표 1은 유전체박막의 경우이고, 표 2는 상부전극에 대한 것이다. Surface roughness (Ra) was measured five times before and after plasma application on the surfaces of the dielectric thin film and the upper electrode, and the results are shown in Tables 1 and 2. Table 1 is for the dielectric thin film, and Table 2 is for the upper electrode.
상기 표 1, 2에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 인쇄회로기판에서 유전체박막과 상부전극의 표면조도가 향상되어 접합력의 개선을 기대할 수 있는 것이다. As can be seen from Tables 1 and 2, the surface roughness of the dielectric thin film and the upper electrode in the printed circuit board manufactured according to the present invention is expected to improve the bonding strength.
본 발명에서 상기 실시형태는 하나의 예시로서, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다. 따라서, 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 형태의 치환, 변형, 변경이 가능할 것이며, 이러한 것들은 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다. 예를 들어 본 발명의 실시예에서는 BiZnNb계 금속산화물을 비정질 유전체로 사용하고 있지만, 이외에도 다른 유전체를 이용할 수 있는 것이다. In the present invention, the above embodiment is only one example, and the present invention is not limited thereto. Anything that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and achieves the same operation and effect is included in the technical scope of the present invention. Accordingly, various forms of substitution, modification, and alteration may be made within the scope of the present invention by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims of the present invention. Will belong. For example, in the embodiment of the present invention, although BiZnNb-based metal oxide is used as an amorphous dielectric, other dielectrics can be used.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 박막 커패시터가 내장된 인쇄회로기판에서 플 라즈마 표면개질처리에 의해 표면조도를 높여 접합력이 향상에 의해 제품의 신뢰성을 제고할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to improve the reliability of the product by improving the surface roughness by the plasma surface modification treatment in the printed circuit board in which the thin film capacitor is embedded.
Claims (18)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020050110406A KR100665290B1 (en) | 2005-11-17 | 2005-11-17 | Method for manufacturing thin film capacitor embeded printed circuit board |
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KR1020050110406A KR100665290B1 (en) | 2005-11-17 | 2005-11-17 | Method for manufacturing thin film capacitor embeded printed circuit board |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101017154B1 (en) | 2008-12-26 | 2011-02-25 | 순천향대학교 산학협력단 | Temperature Compensated Multi-layer Capacitor Dielectric Ceramic Compositions |
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2005
- 2005-11-17 KR KR1020050110406A patent/KR100665290B1/en active IP Right Grant
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