KR100679072B1 - 기판의 표면처리방법, 기판의 제조방법 및 기판 - Google Patents
기판의 표면처리방법, 기판의 제조방법 및 기판 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100679072B1 KR100679072B1 KR1020060005019A KR20060005019A KR100679072B1 KR 100679072 B1 KR100679072 B1 KR 100679072B1 KR 1020060005019 A KR1020060005019 A KR 1020060005019A KR 20060005019 A KR20060005019 A KR 20060005019A KR 100679072 B1 KR100679072 B1 KR 100679072B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- substrate
- group
- surface treatment
- wiring
- methoxy
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 140
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 90
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 22
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 20
- YEYFMAJLCDWWEJ-UHFFFAOYSA-N CO[C]F Chemical compound CO[C]F YEYFMAJLCDWWEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 229920001774 Perfluoroether Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 37
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 18
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 8
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 6
- 125000001301 ethoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])O* 0.000 claims description 6
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 6
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 claims description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 125000004177 diethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 3
- 125000001891 dimethoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 claims description 3
- 125000000118 dimethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 claims description 3
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 3
- -1 triethoxy group Chemical group 0.000 claims description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 abstract description 7
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 abstract 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 abstract 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 51
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- BGHCVCJVXZWKCC-UHFFFAOYSA-N tetradecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCC BGHCVCJVXZWKCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 3
- IKCLCGXPQILATA-UHFFFAOYSA-N 2-chlorobenzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1Cl IKCLCGXPQILATA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N decane Chemical compound CCCCCCCCCC DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N hexadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 2
- VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethyl acetate Chemical compound CCCCOCCOCCOC(C)=O VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010336 energy treatment Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000007646 gravure printing Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- ARYZCSRUUPFYMY-UHFFFAOYSA-N methoxysilane Chemical compound CO[SiH3] ARYZCSRUUPFYMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
- H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
- H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
Abstract
플루오르를 포함하는 계면활성제로 처리하여 기판의 표면에너지를 낮추어 잉크의 퍼짐성을 개선하기 위하여, 계면활성제로 처리한 후 열처리 단계를 거쳐 기판과 표면처리막간의 결합을 안정적으로 형성할 수 있는 기판의 표면처리방법 및 기판의 제조방법을 제공한다. 또한, 미세배선을 형성할 수 있는 기판의 표면처리방법, 기판의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 기판을 제공한다. 본 발명의 일 측면에 따르면, (a) 플루오로 카본(fluoro carbon)계 용매에 퍼플루오로 알콕시 폴리머(perfluoro alkoxy polymer)를 포함하는 실란계 커플링제를 포함하는 메톡시 플루오로 카본(methoxy fluoro carbon)계 용질을 포함하는 계면활성제로 기재의 적어도 일면을 도포하는 단계 및 (b) 상기 단계(a)의 상기 기재를 열처리하는 단계를 포함하는 기판의 표면처리방법을 제시할 수 있다.
플루오르, 계면활성제, 플루오로 카본, 플루오로 알킬 실란, 표면처리방법
Description
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기판의 제조방법을 나타내는 순서도;
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도포방법을 나타내는 도면; 및
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 제조된 기판이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 계면활성제 용액 120 : 처리조
130 : 기재 140 : 롤러
150 : 표면처리막 160 : 도전성 잉크
170 : 접촉각
본 발명은 기판의 표면처리방법 및 기판의 제조방법에 관한 것으로, 특히 미세배선을 형성하기 위한 기판의 표면처리방법 및 기판의 제조방법에 관한 것이다.
종래에 기재에 배선을 형성하기 위한 방법으로 부식 레지스트법이 있었으나 이 방법으로는 미세 배선을 형성시키기 어렵고, 또 레지스트를 제거 하여야 하는 공정상의 번거로움이 있었다. 미세배선을 형성하기 위한 다른 방법으로 레이저 법이 있다. 이 레이저 법은 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.
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 위해서는 금속 나노 입자를 일정한 중량이상 포함해야 하기 때문에 잉크젯 헤드의 크기와 토출되는 방울의 직경을 줄이는데 한계가 있다. 또한 잉크를 잉크젯 방식으로 토출 가능한 점도로 기재 표면에 토출하였을 때의 퍼짐성이 문제가 되고 있다. 따라서 이 잉크젯 방식에 의해서 소형, 경량 및 박막화되고 있는 전자부품에서 요구하고 있는 더욱 미세한 배선을 형성하기 위한 다양한 노력이 시도되고 있다.
본 발명은 플루오르를 포함하는 계면활성제로 처리하여 기판의 표면에너지를 낮추어 잉크의 퍼짐성을 개선한 기판의 표면처리방법 및 기판의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 계면활성제로 처리한 후 열처리 단계를 거쳐 기판과 표면처리막간의 결합을 안정적으로 형성할 수 있는 기판의 표면처리방법 및 기판의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 미세배선을 형성할 수 있는 기판의 표면처리방법, 기판의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 기판을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, (a) 플루오로 카본(fluoro carbon)계 용매에 퍼플루오로 알콕시 폴리머(perfluoro alkoxy polymer)를 포함하는 실란계 커플링제를 포함하는 메톡시 플루오로 카본(methoxy fluoro carbon)계 용질을 포함하는 계면활성제로 기재의 적어도 일면을 도포하는 단계 및 (b) 상기 단계(a)의 상기 기재를 열처리하는 단계를 포함하는 기판의 표면처리방법을 제시할 수 있다.
여기서 상기 플루오로 카본은 CnF2n+2의 구조를 가지고, 여기서 n은 1 내지 10의 정수를 가지는 화합물일 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면 상기 플루오르 카본은 C2F6, C6F14, C7F16, C8F18, C9F20 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나이상의 화합물이다.
여기서 상기 실란계 커플링제는
의 구조식을 가지고, 여기서, R은 메톡시기, 메틸 디메톡시기, 에톡시 디메틸기, 트리에톡시기, 에틸 디에톡시기, 및 에톡시 디에틸기 중 어느 하나이고, n과 m은 각각 1 내지 10의 정수일 수 있다.
또한 여기서 상기 메톡시 플루오로 카본계 용질은 CF3(CF2)nOCH3 구조의 화합물을 포함하는 용질로, 여기서 n은 1 내지 10의 정수일 수 있다.
또한 여기서 플루오르 카본계 용매 100중량부에 대하여 상기 메톡시 플루오로 카본계용질이 1 내지 10중량부로 포함될 수 있고, 상기 실란계 커플링제는 상기 메톡시 플루오로 카본 100중량부에 대하여 0.1 내지 0.3중량부로 포함될 수 있다.
또한 여기서 기재는 폴리이미드 기재일 수 있다.
또한 여기서 상기 도포는 상기 계면활성제를 포함하는 용액을 준비하는 단계 및 상기 기재를 롤러방식으로 상기 용액 내로 이송 및 회수하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 여기서 상기 롤러의 회전 속도는 1 내지 10mm/s일 수 있고, 상기 열처리는 200 내지 300℃에서 1 내지 2시간 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, (c) 상술한 표면처리 방법을 거친 상기 기재 상에 도전성 잉크로 배선을 형성하는 단계 및 (d) 상기 단계(c)의 상기 기재를 열처리하는 단계를 포함하는 기판의 제조방법을 제시할 수 있다.
여기서 상기 도전성 잉크는 은(Ag), 동(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 철(Fe) 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 하나이상의 금속 나노입자를 포함할 수 있다.
또한 여기서 상기 단계(c)는 잉크젯 방식에 의하여 상기 도전성 잉크를 토출하여 수행될 수 있다.
또한 여기서 상기 배선의 폭이 5 내지 500㎛일 수 있고, 상기 기판과 상기 배선의 접촉각이 35 내지 55°일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상술한 기판의 제조방법에 의하여 제조되는 기판을 제시할 수 있고, 여기서 상기 배선의 폭이 5 내지 500㎛일 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 기판의 표면처리방법, 기판의 제조방법 및 이에 따라 제조된 기판의 바람직한 실시예들을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기에 앞서 잉크의 퍼짐성에 대해서 먼저 설명하기로 한다.
본 발명에서 '기재'는 기판을 완성하기 위하여 코어 또는 절연층으로 사용되는 베이스 기재를 칭하는 것으로, 예를 들면 폴리이미드 기재, 에폭시 기재, 유리 개지 또는 이들을 포함하는 프리프레그(prepreg) 일 수 있다. 또한 본 발명에서 '기판'은 절연 기재 표면에 도체 패턴이 형성되어 있는 것을 말한다. 예를 들면, 단 면, 양면, 다층 등의 인쇄회로기판(PCB) 또는 반도체 실장용 패키지를 들 수 있으며, 전자제품의 박막화, 고밀도화 되는 추세에 따라, 기판 내부에 포함되는 배선도 수 내지 수십㎛까지 미세할 것이 요구되고 있다.
잉크의 퍼짐성에 영향을 미치는 요소로는 잉크의 성질, 잉크에 포함되는 금속입자의 크기 및 농도, 노즐의 크기, 토출되는 액적의 크기 또는 표면장력, 잉크와 이 잉크가 토출되는 기재의 성질관계, 기재의 표면에너지 또는 표면처리상태 등을 들 수 있다. 이때 토출되는 액적의 크기가 일정하다고 가정하면, 잉크의 표면장력과 기재의 표면에너지의 역학적 관계가 중요한 변수가 된다. 예를 들면 잉크의 표면장력이 기재의 표면에너지보다 크다면 잉크의 퍼짐성은 작을 것이다. 반대로 잉크의 표면장력이 기재의 표면에너지보다 작다면 잉크의 퍼짐성을 증가하게 된다. 따라서 잉크 액적의 크기와 표면장력이 고정되어 있다면, 기재의 표면에너지를 낮춘다면 잉크의 퍼짐성을 개선시킬 수 있다. 이러한 잉크의 퍼짐성을 접촉각으로 측정이 가능하다. 본 발명에서는 플루오르가 포함된 계면활성제로 기재를 처리하고, 다시 열처리를 통하여 기재의 표면에너지를 낮추는 기판의 표면처리방법 및 기판의 제조방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기판의 제조방법을 나타내는 순서도이다. 도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기판의 표면처리단계를 포함하여 도시되어 있다. 본 발명의 기판의 제조방법에서 표면처리단계(1)는 크게 단계 10과 단계 15를 포함한다. 여기서 단계 10에서 플루오로 카본(fluoro carbon)계 용매와 메톡시 플루오로 카본(methoxy fluoro carbon)계 용질을 포함하는 계면활성제로 기재의 적어도 일면을 도포한다. 그 후 단계 15에서 계면활성제가 도포된 기재를 열처리한다. 단계 20에서는 이와 같이 표면처리단계(1)를 거친 기판에 상에 도전성 배선을 형성한 후, 단계 25에서 열처리하여 본 발명의 기판을 제조한다. 이하, 이 방법을 단계별로 차례로 설명하기로 한다.
단계 10은 계면활성제를 기판에 도포하는 단계이다. 본 발명과 같이 플루오르(F)를 포함하는 계면활성제는 플루오르 원자를 함유하고 있는 소수성 직쇄분자 내의 말단에 수용성 관능기를 치환 반응시켜 제조되는데, 현존하는 계면활성제 중 가장 표면장력 저항력이 우수하다. 이와 같은 플루오르계 계면활성제는 물과 기름에 대한 반발력이 우수하고, 내약품성이 좋은 고기능성 계면활성제이다.
본 발명의 플루오르를 포함하는 계면활성제는 플루오로 카본계 용매와 메톡시 플루오로 카본(methoxy fluoro carbon)계 용질을 포함한다. 여기서 플루오로 카본은 CnF2n+2의 구조를 가지고, 여기서 n은 1 내지 10의 정수를 가지는 화합물이다. 보다 구체적으로 예를 들면 C2F6, C6F14, C7F16, C8F18, C9F20 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나이상의 화합물을 들 수 있다.
또한 본 발명의 메톡시 플루오로 카본계 용질은 CF3(CF2)nOCH3 구조의 화합물을 포함하는 용질로, 여기서 n은 1 내지 10의 정수이다. 여기에 기재와 안정적인 실록산 (Si-O-) 결합을 형성하기 위한 실란계 커플링제를 포함한다. 이 실란계 커플링제는
구조식을 가지고, 여기서, R은 메톡시기, 메틸 디메톡시기, 에톡시 디메틸기, 트리에톡시기, 에틸 디에톡시기, 및 에톡시 디에틸기 중 어느 하나이고, n과 m은 각각 1 내지 10의 정수이다. 여기서 기는 퍼플루오로 알콕시 폴리머기로 플루오르 원자를 포함하고 있어 기재에 도포하였을 때 발액성을 나타내도록 하는 요소 중 하나이다.
본 발명의 계면활성제는 플루오르 카본계 용매 100중량부에 대하여 상기 메톡시 플루오로 카본계용질이 1 내지 10중량부로 혼합하여 제조될 수 있다. 또한 실란계 커플링제는 상기 메톡시 플루오로 카본 100중량부에 대하여 0.1 내지 0.3중량부로 포함시킬 수 있다. 이와 같은 비율로 혼합하면 기판에 표면에너지를 가장 낮출 수 있는 표면처리막을 형성할 수 있다.
이와 같은 구성요소를 가지는 계면활성제로 기재, 예를 들면 폴리이미드 기재를 처리하면 실란기는 기재의 아민기와 결합하여 안정적인 결합을 형성하고, 표면에는 CF3 등의 플루오르기를 갖기 때문에, 기재의 표면은 젖지 않도록 개질된다. 즉, 낮은 표면에너지를 가지는 표면처리막을 형성하게 된다. 여기서 기재는 본 발명의 플루오르를 포함하는 계면활성제로 도포하였을 때, 안정적으로 표면처리막을 형성할 수 있는 기재이면 제한 없이 사용될 수 있으며, 폴리이미드 기재가 바람직하다.
본 발명에서 상술한 계면활성제를 기판에 도포하는 방법으로 스프레이 코팅,스핀 코팅, 함침 등의 여러 가지 방법이 있다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니나 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도포방법을 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 기판을 계면활성제가 포함된 용액에 함침시키는 일 예를 나타내는 것으로, 계면활성제 용액(110)을 준비하는 단계 및 기재(130)를 롤러방식으로 상기 용액 내로 이송 및 회수하는 단계를 포함한다. 계면활성제 용액(110)은 처리조(120)에 담겨 준비가 이루어진다. 여기서 롤러방식은 기재의 상면 또는 하면이 롤러와 결합될 수 있도록 하여 롤러의 회전에 상응하여 기재가 이동할 수 있는 방식을 말한다.
여기서 롤러의 회전속도는 1 내지 10mm/s인 것이 바람직하고, 기재가 계면활성제 용액(110) 내에서 10초 내지 1분 정도 함침되는 것이 바람직하다. 이 회전속도와 함침시간이면 기재의 표면에 계면활성제에 의하여 표면처리막을 형성하기에 바람직하기 때문이다.
다음으로 열처리 단계(15)를 거치게 되는데, 이 단계를 통하여 표면처리막과 기재와의 결합력을 높여 안정적인 표면처리막을 형성할 수 있다. 이 공정은 당해 기술분야의 통상의 열처리 방법과 같이 수행될 수 있으며, 예를 들면 전기오븐이나 건조오븐에 전체 기판을 공급하여 열을 가할 수 있다. 이 열처리는 200 내지 300℃에서 1 내지 2시간 수행하는 것이 바람직하다.
이상 기판의 표면 에너지를 낮추기 위한 표면처리방법을 기재하였으며, 이하 이들 단계를 포함하는 기판의 제조방법을 설명하기로 한다. 본 발명의 기판의 제조 방법은 상술한 바와 같이 표면처리막이 형성된 기재 상에 도전성 잉크로 배선을 형성하는 단계(단계 20) 및 이 기재를 열처리하는 단계(단계 25)를 포함한다.
여기서 도전성 잉크는 당해 기술분야의 통상의 방법에 의하여 제조되며, 금속입자와 함께 혼합되는 용매의 성질에 따라 수계 또는 비수계 잉크로 나뉜다. 예를 면 도전성 잉크는 은(Ag), 동(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 철(Fe) 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 하나이상의 금속 나노입자를 포함할 수 있다. 이러한 금속 나노입자의 크기는 미세배선을 형성하기 위하여 점착 작아지는 추세에 있으며, 일반적으로는 5 내지 50nm, 바람직하게는 20nm 내외의 금속 나노 입자가 도전성 잉크에 사용되고 있다.
또한 비수계 잉크의 용매로 이에 한정되는 것은 아니나, 일반적으로 탄화수소계 화합물을 사용하는데, 구체적인 예를 들면 헥산, 옥탄, 데칸, 테트라데칸, 헥사데칸, 1-헥사데신, 1-옥타데신, 톨루엔, 크실렌 및 클로로벤조익산으로 이루어진 군에서 적어도 하나 선택할 수 있다. 이중 톨루엔, 크실렌, 1-헥사데신, 클로로벤조익산, 테트라데칸 또는 1-옥타데신이 바람직하게 사용될 수 있다.
또한 수계 잉크의 용매로는 이에 한정되는 것은 아니나, 예를 들면 디에틸렌 글리콜 부틸 에테르 아세테이트와 에탄올 수용액, 에틸렌 글리콜을 사용할 수 있다.
이러한 도전성 잉크로 배선을 형성하는 방법은 스크린 인쇄, 그라비어 인쇄, 잉크젯 인쇄 등의 방식이 있으며, 이중 미세배선을 형성하기 위해서는 잉크젯 방식이 바람직하다.
배선이 형성된 기판을 금속 입자간에 결합을 형성하기 위하여 다시 열처리 단계를 거친다. 이는 잉크젯 방식으로 배선을 형성하는 경우 통상적으로 수행되는 열처리 공정에 의하여 수행될 수 있다. 예를 들면 100 내지 250℃에서 20 내지 120분 정도 열처리할 수 있다. 이와 같이 배선에 우수한 전기 전도도를 부여할 수 있는 조건으로 열처리한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 제조된 기판이다. 도 3을 참조하면, 기재(130) 상에 상술한 방법에 의하여 실란기가 기판과 결합하고 플루오르기가 표면으로 향하는 표면처리막(150)이 형성된다. 이 표면처리막(150)은 열처리에 의하여 더욱 견고하게 기재(130)와 결합될 수 있다. 여기에 잉크젯 방식에 의하여 도전성 잉크(160)가 토출되면, 표면처리막(150)의 낮은 표면에너지를 가져 잉크와 표면처리막간의 접촉각(170)은 커진다. 따라서 잉크의 퍼짐성이 개선되어 미세배선이 형성될 수 있다. 여기서 접촉각(170)은 표면처리막에서 도전성 잉크 내부를 거쳐 잉크 표면에 이르는 각을 측정한 값이다.
이렇게 형성된 배선은 잉크의 퍼짐성 종래보다 30 내지 40% 개선되어 배선 폭이 5 내지 500㎛까지 미세한 배선을 형성할 수 있다.
이상에서 기판의 표면처리방법, 기판의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 기판을 일반적으로 도시한 도면으로 설명하였으며, 이하에서는 구체적인 실시예를 기준으로 설명하기로 한다.
<비교예 1>
20nm 내외의 은 나노 입자를 포함하는 테트라데칸 용매의 비수계 잉크를 35㎛ 직경을 가지는 노즐을 통하여 38 내지 49㎛ 직경을 가지는 액적으로 미처리된 폴리이미드 기재 상에 토출하였다. 이때 비수계 잉크의 표면장력은 28.8dyne/cm였다. 이를 6회에 걸쳐 반복한 후, 토출된 잉크와 기판 간의 접촉각을 측정하여 표 1에 기재하였다. 접촉각은 평균 29.41 °였다. 이와 같은 방법에 의하여 100㎛내외의 배선을 형성할 수 있었다.
[표 1](단위는 °)
<실시예 1>
두께가 51㎛인 폴리이미드 기재를 퍼플루오로 알콕시 폴리머를 포함하는 메톡시 실란계 커플링제(Mw=2250) 0.1g에 CF3(CF2)3OCH3 99.9g을 혼합한 용질(3M, EGC-1720) 5g을 C6F14 용매(3M, FC-77) 100g와 혼합하여 계면활성제 용액을 제조하였다. 계면활성제 용액이 담긴 처리조에 3mm/s의 속도로 롤러방식으로 이동시켜 표면처리하였다. 이때 기재는 계면활성제 용액에 15초 내외로 함침되어 이동되도록 하였다. 이렇게 표면처리된 기재에 비교예 1과 같은 비수계잉크를 동일한 조건으로 토출하였다. 이를 6회 반복하여 기재와 잉크간의 접촉각을 측정한 것을 표 2에 기재하였다. 접촉각의 평균이 37.54°로 비교예 1과 대비하여, 접촉각이 증가하여 잉크의 퍼짐성이 감소되었음을 알 수 있었다.
[표 2](단위는 °)
이와 같이 계면활성제로 처리된 기재를 건조 오븐에서 250℃에서 1시간 동안 열처리하였다. 이 기재의 표면에 비교예 1과 같은 수계잉크를 동일한 조건으로 토출하였다. 이를 6회 반복하여 기재와 잉크 간의 접촉각을 측정한 것을 표 3에 기재하였다. 접촉각의 평균이 53.31°로 비교예 1과 대비하였을 때, 잉크의 퍼짐성이 현저하게 감소되었다는 것을 알 수 있었다. 이와 같이 수계잉크로 60 내지 70㎛의 폭을 가지는 배선을 형성할 수 있었다.
[표 3](단위는 °)
또한 계면활성제로 처리한 후 열처리 단계를 거친 폴리이미드 기재의 XPS 성분을 분석한 결과를 표 4에 기재하였다.
[표 4] 분자 농도표(%)
C1s | N1s | O1s | F1s | ||
비교예 1 | 77.53 | 6.5 | 15.33 | 0.6 | |
실시예 1 | 열처리 전 | 63.23 | 5.6 | 16.22 | 13.95 |
열처리 후 | 56.95 | 4.94 | 16.86 | 21.26 |
표 4에서 C-F의 결합이 증가하는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에서 열처리를 거친는 경우 기판과 표면처리막 간에 안정적인 결합을 형성한다는 것을 알 수 있었다.
<비교예 2>
3 내지 5nm의 은 나노 입자를 포함하는 에틸렌 글리콜을 용매로 하는 수계 잉크를 35㎛ 직경을 가지는 노즐을 통하여 38 내지 49㎛ 직경을 가지는 액적으로 미처리된 폴리이미드 기재 상에 토출하였다. 토출된 잉크는 500 내지 600㎛로 퍼져 배선 간에 간격을 둘 수 없어 미세배선을 형성할 수 없었다.
<실시예 2>
실시예 1과 같이 계면활성제로 처리한 후 열처리한 기판상에 비교예 2과 동일한 잉크를 동일한 조건에서 토출하였다. 그 결과 비교예 1과는 달리 100㎛ 내외의 배선을 형성할 수 있었다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 기판의 표면처리방법 및 기판의 제조방법은 플 루오르를 포함하는 계면활성제로 처리하여 기판의 표면 에너지를 낮추어 잉크의 퍼짐성을 개선할 수 있고, 계면활성제로 처리한 후 열처리 단계를 거쳐 기판과 표면처리막간의 결합을 안정적으로 형성할 수 있다. 또한, 본 발명은 미세배선을 형성할 수 있는 기판의 표면처리방법, 기판의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 기판을 제공한다.
Claims (19)
- (a)플루오로 카본(fluoro carbon)계 용매에 퍼플루오로 알콕시 폴리머(perfluoro alkoxy polymer)를 포함하는 실란계 커플링제를 포함하는 메톡시 플루오로 카본(methoxy fluoro carbon)계 용질을 포함하는 계면활성제로 기재의 적어도 일면을 도포하는 단계; 및(b) 상기 단계(a)의 상기 기재를 열처리하는 단계를 포함하는 기판의 표면처리방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 플루오로 카본계 용매는 CnF2n+2의 구조의 화합물을 포함하는 용매로, 여기서 n은 1 내지 10의 정수인 기판의 표면처리방법.
- 청구항 2에 있어서,상기 플루오르 카본계 용매는 C2F6, C6F14, C7F16, C8F18, C9F20 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나이상의 화합물인 기판의 표면처리방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 메톡시 플루오로 카본계 용질은 CF3(CF2)nOCH3 구조의 화합물을 포함하는 용질로, 여기서 n은 1 내지 10의 정수인 기판의 표면처리방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 플루오르 카본계 용매 100중량부에 대하여 상기 메톡시 플루오로 카본계용질이 1 내지 10중량부로 포함되는 기판의 표면처리방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 실란계 커플링제는 상기 메톡시 플루오로 카본 100중량부에 대하여 0.1 내지 0.3중량부로 포함되는 기판의 표면처리방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 기재는 폴리이미드 기재인 기판의 표면처리방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 도포는상기 계면활성제를 포함하는 용액을 준비하는 단계; 및상기 기재를 롤러방식으로 상기 용액 내로 이송 및 회수하는 단계를 포함하는기판의 표면처리방법.
- 청구항 9에 있어서,상기 롤러의 회전 속도는 1 내지 10mm/s인 기판의 표면처리방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 열처리는 200 내지 300℃에서 1 내지 2시간 수행하는 기판의 표면처리방법.
- (c) 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항의 방법을 거친 상기 기재 상에 도전성 잉크로 배선을 형성하는 단계; 및(d) 상기 단계(c)의 상기 기재를 열처리하는 단계를 포함하는 기판의 제조방법.
- 청구항 12에 있어서,상기 도전성 잉크는 은(Ag), 동(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 철(Fe) 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 하나이상의 금속 나노입자를 포함하는 기판의 제조방법.
- 청구항 12에 있어서,상기 단계(c)는 잉크젯 방식에 의하여 상기 도전성 잉크를 토출하여 수행되 는 기판의 제조방법.
- 청구항 12에 있어서,상기 배선의 폭이 5 내지 500㎛인 기판의 제조방법.
- 청구항 12에 있어서,상기 기판과 상기 배선의 접촉각이 35 내지 55°인 기판의 제조방법.
- 청구항 12에 있어서,상기 열처리는 100 내지 300℃에서 10분 내지 120분 수행하는 기판의 제조방법.
- 청구항 12의 방법에 의하여 제조되는 기판.
- 청구항 18에 있어서,상기 배선의 폭이 5 내지 500㎛인 기판.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060005019A KR100679072B1 (ko) | 2006-01-17 | 2006-01-17 | 기판의 표면처리방법, 기판의 제조방법 및 기판 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060005019A KR100679072B1 (ko) | 2006-01-17 | 2006-01-17 | 기판의 표면처리방법, 기판의 제조방법 및 기판 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR100679072B1 true KR100679072B1 (ko) | 2007-02-06 |
Family
ID=38105453
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020060005019A KR100679072B1 (ko) | 2006-01-17 | 2006-01-17 | 기판의 표면처리방법, 기판의 제조방법 및 기판 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100679072B1 (ko) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100861832B1 (ko) * | 2007-05-03 | 2008-10-07 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 반도체 소자의 양자 점층 형성 방법 |
KR20160064466A (ko) | 2014-11-28 | 2016-06-08 | 주식회사 아모센스 | 연성 인쇄회로기판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 연성 인쇄회로기판 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20040084679A (ko) * | 2003-03-26 | 2004-10-06 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 표면 처리 방법, 표면 처리 장치, 표면 처리 기판, 전기광학 장치 및 전자 기기 |
-
2006
- 2006-01-17 KR KR1020060005019A patent/KR100679072B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20040084679A (ko) * | 2003-03-26 | 2004-10-06 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 표면 처리 방법, 표면 처리 장치, 표면 처리 기판, 전기광학 장치 및 전자 기기 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1020040084679 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100861832B1 (ko) * | 2007-05-03 | 2008-10-07 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 반도체 소자의 양자 점층 형성 방법 |
KR20160064466A (ko) | 2014-11-28 | 2016-06-08 | 주식회사 아모센스 | 연성 인쇄회로기판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 연성 인쇄회로기판 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4128885B2 (ja) | 微細配線パターンの形成方法 | |
JP4431543B2 (ja) | Ag−Pd合金ナノ粒子を用いる配線基板製造方法 | |
KR101923330B1 (ko) | 금속 패턴의 형성 방법 및 도전체 | |
CN101384425A (zh) | 多孔性薄膜及使用了多孔性薄膜的层叠体 | |
EP3491082B1 (en) | Copper ink and conductive solderable copper traces produced therefrom | |
KR20160044062A (ko) | 금속 구리막 및 그 제조 방법, 금속 구리 패턴 및 그것을 이용한 도체 배선, 금속 구리 범프, 열전도로, 접합재, 및 액상(液狀) 조성물 | |
KR20120110554A (ko) | 전도성 잉크 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 전도성 박막 제조 방법 | |
WO2008045351A2 (en) | Composition and associated method | |
CN107148154A (zh) | 一种基于喷墨打印的导电线路印刷工艺 | |
JP4208203B2 (ja) | 表示装置用基板の製造方法および表示装置用基板 | |
KR100679072B1 (ko) | 기판의 표면처리방법, 기판의 제조방법 및 기판 | |
JP2008263129A (ja) | プリント配線板の製造方法 | |
US20110159207A1 (en) | Method for producing build-up substrate | |
KR20110017956A (ko) | 배선패턴의 형성방법 | |
KR101416579B1 (ko) | 도금층을 구비한 도전성 페이스트 인쇄회로기판 및 이의 제조방법 | |
KR100856100B1 (ko) | 기판의 표면처리방법 및 이를 이용한 배선 패턴의 형성방법 | |
JP5495044B2 (ja) | 緻密な金属銅膜の製造方法及びそれに用いる液状組成物、それから得られる緻密な金属銅膜、導体配線、熱伝導路、接合体 | |
JP2010536162A (ja) | 導体パターンおよびそれらを使用する方法 | |
KR100783471B1 (ko) | 실리콘계 점착제 조성물, 이를 이용한 기판의 표면처리방법및 미세 패턴의 형성방법 | |
CN1301048C (zh) | 配线基板的制造方法 | |
JP2013189661A (ja) | 積層体の製造方法および積層体 | |
JP4606192B2 (ja) | 回路板の製造方法 | |
JP3951722B2 (ja) | 導電性積層体及びその製造方法 | |
KR100862002B1 (ko) | 기판의 표면처리방법 및 기판의 제조방법 | |
Suganuma et al. | Ink-jet printing of nano materials and processes for electronics applications |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120116 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130111 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |