KR101055593B1 - 패턴부의 리페어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패턴부의 리페어 방법에 관한 것으로, (A) 패턴부의 오픈 불량부에 도전성 재료를 충진하는 단계, (B) 상기 도전성 재료를 소결하는 단계, 및 (C) 접착력 향상을 위해 상기 소결된 도전성 재료에 자기 조립 단분자막(self-assemble monolayer; SAM)을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며, 미세패턴에도 대응이 가능하며, 리페어 수율이 증대될 수 있을 뿐만 아니라, 리페어 회로의 계면 접착력을 향상시킬 수 있는 패턴부의 리페어 방법을 제공한다.

패턴부, 리페어, 오픈 불량부, 페이스트, 소결, 자기 조립 단분자막, 메탈 잉크

Description

패턴부의 리페어 방법{A repair method of pattern parts}

본 발명은 패턴부의 리페어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 패턴부의 오픈성 불량을 리페어 할 수 있는 패턴부의 리페어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 인쇄회로기판은 각종 열경화성 합성수지로 이루어진 보드의 일면 또는 양면에 동선으로 배선한 후 보드 상에 IC 또는 전자부품들을 배치 고정하고 이들간의 전기적 배선을 구현하여 절연체로 코팅한 것이다.

최근, 전자산업의 발달에 전자 부품의 고기능화, 경박단소화에 대한 요구가 급증하고 있고, 이러한 전자부품을 탑재하는 인쇄회로기판 또한 고밀도 배선화 및 박판이 요구되고 있으며, 이는 인쇄회로기판의 제조 가격의 상승을 초래하고 있다.

이에 대처하기 위한 하나의 방법으로, 인쇄회로기판의 제조과정에서 발생하는 패턴부 불량에 대한 리페어(repair) 기술이 주목받고 있는 실정이다.

도 1에는 패턴부에 발생되는 결함을 나타내는 도면이 도시되어 있다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 인쇄회로기판의 제조과정에서 패턴부(10)에는 단선(open; 12), 결손(14), 굵어짐(16), 핀홀(pin hole; 18), 단락(short; 20), 돌기(22), 가늘어짐(24), 단선 직전의 결손(26)과 같은 다양한 결함이 발생된다.

이때, 단락(20), 굵어짐(16), 및 돌기(22)와 같은 쇼트성 불량에 대해서는 레이저 어블레이션(laser ablation) 방식을 이용한 상용장비가 자동화되어 리페어 공정이 수행되고 있으나, 단선(12), 결손(14), 핀홀(18), 가늘어짐(24), 단선 직전의 결손(26)과 같은 오픈성 불량에 대해서는 별도의 자동화 설비가 없어 수작업에 의한 리페어 공정이 수행되고 있는 실정이다.

즉, 오픈성 불량의 경우 작업자가 수작업을 통해 오픈성 불량 부분에 시드층(seed layer)을 형성하고, 도금액을 통해 도금두께를 맞추고 규격을 벗어난 부위를 칼로 잘라내는 방식으로 진행되는 메뉴얼 리페어(manual repair) 공정에 의해 리페어 공정이 수행되고 있다.

그러나, 메뉴얼 리페어 공정은 고사양의 미세패턴의 경우 대응이 불가능할 뿐만 아니라, 리페어 수율이 현저히 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 미세패턴에도 대응이 가능하며, 리페어 수율이 증대될 수 있는 패턴부의 리페어 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 리페어된 패턴부의 접착성능을 향상시킬 수 있는 패턴부의 리페어 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 패턴부의 리페어 방법은,

(A) 패턴부의 오픈 불량부에 도전성 재료를 충진하는 단계;

(B) 상기 도전성 재료를 소결하는 단계; 및

(C) 접착력 향상을 위해 상기 소결된 도전성 재료에 자기 조립 단분자막(self-assemble monolayer; SAM)을 형성하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 (A) 단계 이전에, 상기 패턴부의 불량 여부를 검사하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 도전성 재료는 도전성 메탈 잉크 또는 도전성 페이스트인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 도전성 재료는 금(Au), 은(Ag), 또는 구리(Cu)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (A) 단계에서, 도전성 재료의 충진은 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 마이크로 컨택 프린팅, 또는 디스펜싱 방법에 의해 수행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (B) 단계에서, 상기 도전성 재료의 소결은 열처리 또는 레이저 처리에 의해 수행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (C) 단계는, (C1) 전사형 스탬프의 표면에 자기 조립 단분자(self assembly molecule)를 코팅하는 단계, 및 (C2) 상기 전사형 스탬프를 컨택 프린팅(contact printing) 하여 상기 소결된 도전성 재료에 자기 조립 단분자막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (C) 단계는 상기 패턴부를 자기 조립 단분자를 포함하는 용액에 딥핑함으로써 수행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 자기 조립 단분자를 포함하는 용액은 에탄올 용매에 알칸 싸이올(alkan thiol) 자기 조립 단분자가 녹은 용액인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명은 도전성 재료를 오픈 불량부에 충진, 소결하여 리페어 회로를 형성함으로써 수작업에 의한 리페어 공정에 비해 미세패턴에도 대응이 가능하며, 리페어 수율이 증대될 수 있는 패턴부의 리페어 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 리페어 회로 영역에 자기 조립 단분자막을 형성함으로써 계면 접착력을 향상시킬 수 있는 패턴부의 리페어 방법을 제공한다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 패턴부의 리페어 방법을 공정순서대로 도시한 공정단면도이다.

이하, 이를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 패턴부의 리페어 방 법에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 2에 도시한 바와 같이, 패턴부(104)의 손상여부를 검사하여 오픈 불량부(106)를 감지한다.

이때, 패턴부(104)의 손상 여부는 검사용 핀(프로브)을 패턴부(104)에 접촉시켜 이상 유무를 검사하는 BBT(Bare Board Test), 확대경을 이용한 외관 검사, 영상 센서와 컴퓨터의 패턴부 이식 기술을 이용하여 외관 상태를 자동으로 검사하는 AOI(Automatic Optical Inspection) 등에 의해 수행된다.

한편, 도 2에는 도시의 편의를 위해 패턴부(104)가 하나의 절연층(102) 상에 직선 형태 구조를 채용하여 배치되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 오픈성 불량을 갖는 다양한 구조의 패턴부를 단순하게 도시한 것으로서 예시적인 것에 불과하다 할 것이다.

다음, 도 3에 도시한 바와 같이, 패턴부(104)의 오픈 불량부(106)에 도전성 재료(110)를 충진한다.

이때, 도전성 재료(110)는 도전성을 가짐으로써 오픈 불량부(106)에 충진되어 패턴부(104)의 오픈 불량을 보완할 수 있는 재료로서, 도전성 메탈 잉크 또는 도전성 페이스트가 사용된다. 이때, 도전성 재료(110)는, 예를 들어 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 도전성 재료(110)의 충진은 일반적인 방법에 의해 수행될 수 있다. 예 를 들어, 잉크젯 프린팅(inkjet printing), 스크린 프린팅(screen printing), 마이크로 컨택 프린팅(micro contact printing), 디스펜싱 등의 방법에 의해 수행될 수 있다.

한편, 도 3에는 편의를 위해 디스펜서(108)에 의해 도전성 재료(110)가 충진되는 것으로 도시하였다.

다음, 도 4에 도시한 바와 같이, 오픈 불량부(106)에 충진된 도전성 재료(110)를 소결하여 소결된 도전성 재료(110a)를 형성한다.

본 단계는 도전성 재료(110)에 포함된 유기물을 태워 없애, 치밀한 구조를 갖도록 하기 위한 것으로서, 소정온도 이상으로 도전성 재료(110)를 열처리를 하거나 레이저 처리를 함으로써 수행될 수 있다.

즉, 도전성 재료(110)에 포함된 유기물을 없앰으로써 도전성이 향상되어 유기물에 의한 오픈 현상이 제거될 수 있다.

마지막으로, 도 5에 도시한 바와 같이, 접착력 향상을 위해 소결된 도전성 재료(110a)에 자기 조립 단분자막(self-assemble monolayer; SAM)(112)을 형성한다.

본 단계는 이후 공정에서 패턴부(104)의 상부에 절연층이 적층되는 경우, 표면 조도를 갖는 동박으로된 패턴부(104)에 비해 소결된 도전성 재료(110a)는 접착력이 떨어지기 때문에 이를 향상시키기 위해 수행된다.

비록 도 5에는 소결된 도전성 재료(110a)의 상부에만 자기 조립 단분자막(112)가 형성되는 것으로 도시하였으나, 패턴부(104) 상부 전체에 걸쳐 자기 조립 단분자막(112)이 형성되는 것도 본 발명의 범주 내에 포함된다 할 것이다.

한편, 자기 조립 단분자막(112)은 컨택 프린팅(contact printing) 공정 또는 딥핑 공정에 의해 수행될 수 있다.

먼저, 컨택 프린팅 공정에 의해 자기 조립 단분자막을 형성하는 방법에 대해 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

컨택 프린팅 공정은 소정 형상을 가지며, 실리콘 고무 또는 폴리 디메틸 실록산(poly dimethyl siloxane; PDMS) 등으로 형성된 전사형 스탬프에 전사용 자기 조립 단분자막을 형성하고, 이를 소결된 도전성 재료(110a)에 컨택 프린팅 함으로써 수행된다.

이때, 전사용 자기 조립 단분자막은 자기 조립 단분자가 녹은 용액에 전사형 스탬프를 딥핑(dipping) 한 후, 전사형 스탬프(130)에 녹은 용액을 건조시킴으로써 형성되거나, 전사형 스탬프에 자기 조립 단분자가 녹은 용액을 스핀 코팅 방법으로 그 표면에 코팅함으로써 형성될 수 있다.

또한, 컨택 프린팅시 전사용 스탬프에 형성된 전사용 자기 조립 단분자막은 금(Au)에 전사가 용이하므로, 소결된 도전성 재료(100a)은 금(Au)으로 형성된 것이 바람직하다.

한편, 컨택 프린팅 후 전사형 스탬프를 박리함으로써 도전성 재료(110a)에 자기 조립 단분자막이 형성되는데, 이때, 전사형 스탬프가 투명한 부재로 구성하고, 자외선 레이저(예를 들어, 엑시머 레이저(excimer laser))의 빔(beam)을 조사함으로써 전사형 스탬프와 자기 조립 단분자막(112) 사이의 계면에서 빔의 광 흡수 에너지에 의하여 가스 등을 발생시켜 양호하게 박리될 수 있다.

다음, 딥핑 공정에 의해 자기 조립 단분자막(112)을 형성하는 방법에 대해 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

딥핑 공정은 소결된 도전성 재료(110a)가 충진된 패턴부(104)를 자기 조립 단분자가 녹은 용액이 수용된 챔버 내부에 딥핑(dipping)함으로써 수행된다.

이때, 챔버 내부에는, 예를 들어 에탄올과 같은 용매에 알칸 싸이올(alkan thiol) 자기 조립 단분자(self assembly molecule)가 녹은 용액이 수용되고, 패턴부(104)가 삽입되면 소결된 도전성 재료(110a)에 싸이올기가 성장됨으로써 자기 조립 단분자막(112)이 형성될 수 있다.

또한, 소결된 도전성 재료(110a)는 자기 조립 단분자막(112)의 형성이 용이하도록 금(Au)으로 형성되는 것이 바람직하다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 패턴부의 리페어 방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

도 1은 패턴부에 발생되는 결함을 나타내는 도면이다.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 패턴부의 리페어 방법을 공정순서대로 도시한 공정단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

102 : 절연층 104 : 패턴부

106 : 오픈 불량부 110 : 도전성 재료

112 : 자기 조립 단분자막

Claims (9)

1. (A) 패턴부의 오픈 불량부에 도전성 재료를 충진하는 단계;

   (B) 상기 도전성 재료를 소결하는 단계; 및

   (C) 상기 소결된 도전성 재료의 접착력 향상을 위해 자기 조립 단분자막(self-assemble monolayer; SAM)을 상기 소결된 도전성 재료상에 형성하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴부의 리페어 방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 (A) 단계 이전에, 상기 패턴부의 불량 여부를 검사하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 패턴부의 리페어 방법.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 도전성 재료는 도전성 메탈 잉크 또는 도전성 페이스트인 것을 특징으로 하는 패턴부의 리페어 방법.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 도전성 재료는 금(Au), 은(Ag), 또는 구리(Cu)를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴부의 리페어 방법.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 (A) 단계에서, 도전성 재료의 충진은 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 마이크로 컨택 프린팅, 또는 디스펜싱 방법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 패턴부의 리페어 방법.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 (B) 단계에서, 상기 도전성 재료의 소결은 열처리 또는 레이저 처리에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 패턴부의 리페어 방법.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 (C) 단계는,

   (C1) 전사형 스탬프의 표면에 자기 조립 단분자(self assembly molecule)를 코팅하는 단계; 및

   (C2) 상기 전사형 스탬프를 컨택 프린팅(contact printing) 하여 상기 소결된 도전성 재료에 자기 조립 단분자막을 형성하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴부의 리페어 방법.
8. 청구항 1에 있어서,

   상기 (C) 단계는 상기 패턴부를 자기 조립 단분자를 포함하는 용액에 딥핑함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 패턴부의 리페어 방법.
9. 청구항 8에 있어서,

   상기 자기 조립 단분자를 포함하는 용액은 에탄올 용매에 알칸 싸이올(alkan thiol) 자기 조립 단분자가 녹은 용액인 것을 특징으로 하는 패턴부의 리페어 방법.

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