KR101380097B1 - 절연된 도전성 패턴의 제조 방법 및 적층체(2) - Google Patents

절연된 도전성 패턴의 제조 방법 및 적층체(2) Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판상에 도전성 패턴을 형성하는 단계 및 상기 도전성 패턴을 커버링(covering)하도록 상기 도전성 패턴 상에 절연층 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연된 도전성 패턴의 제조 방법, 및 이에 따라 제조된 적층체를 제공한다. 본 발명에 따르면, 기존의 공정에 비해 공정 수가 대폭 줄어들고, 경제성이 크게 향상될 수 있다.
도전성 패턴, 절연층, 포토리소그래피

Description

절연된 도전성 패턴의 제조 방법 및 적층체(2){PREPARATION METHOD FOR INSULATED CONDUCTIVE LAYER AND LAMINATE(2)}
본 발명은 절연된 도전성 패턴의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 적층체에 관한 것이다.
일반적인 종래의 도전성 패턴의 제조 공정은 도 1과 같이, 기판(1)상에 형성된 도전성 막(2)에 포토레지스트(4)를 균일하게 도포하고, 이것을 선택적으로 노광, 현상 처리하여 포토레지스트 패턴을 형성한 다음, 패턴화된 포토레지스트막을 마스크로 하여 상기 도전성 막을 에칭하여 도전성 패턴을 포토레지스트 하부층에 전사한 후 불필요해진 포토레지스트층을 박리액으로 제거하는 과정을 거친다. 그 후에, 패턴화된 상기 도전성 막 상에 절연층(3)을 균일하게 도포한 후, 다시 상기 절연층의 패턴화 과정을 거치면 절연된 도전성 막이 제조된다.
이러한 종래의 공정은, 실제로 도전성 패턴 자체의 구성 요소가 아닌 포토레지스트 물질 및 박리액을 사용한 후 폐기함에 따라 발생하는 비용 상승 및 환경 오염의 문제가 있고, 공정 수가 많고 복잡하여 추가적인 시간 및 비용 상승이 발생하며, 포토레지스트 물질을 충분히 박리하지 못할 경우 최종 제품에서 불량이 발생하 는 등의 문제점이 있다.
이의 해결을 위해, 공정 내 이물의 관리 및 박리액의 재활용 방법 개발이나 환경 친화성 개선 또는 효율적인 박리액 개발 등의 노력이 꾸준히 이루어져 왔으나, 이는 근본적인 해결 방법이 될 수 없다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 종래의 공정에 비해 공정 수가 줄어들고 경제성이 크게 향상된, 절연된 도전성 패턴의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 절연된 도전성 패턴의 제조 방법을 사용하여 제조된 적층체를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은 a) 기판상에 도전성 패턴을 형성하는 단계; 및 b) 상기 도전성 패턴을 커버링(covering)하도록 상기 도전성 패턴 상에 절연층 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 절연된 도전성 패턴의 제조 방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 두 번째 측면은 기판, 상기 기판 상에 형성된 도전성 패턴 및 상기 도전성 패턴을 커버링하는 절연층 패턴을 포함하는 적층체를 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 세 번째 측면은 기판, 상기 기판 상에 형성된 도전성 패턴 및 상기 도전성 패턴을 커버링하는 절연층 패턴을 포함하고, 상기 절연된 도전성 패턴의 제조 방법을 사용하여 제조된 적층체를 제공한다.
본 발명의 방법에 따르면, 도전성 패턴의 절연시 포토레지스트 물질 및 박리 액을 사용하지 않으므로, 이에 따라 발생하는 비용 상승 및 환경 오염의 문제가 없고, 기존의 포토리소그래피 공정에 비해 공정이 단순하여 경제성이 있으며, 포토레지스트 물질을 박리할 필요 없기 때문에, 기판에 이물질이 남지 않아 쇼트가 발생하지 않는다.
이하, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.
본 발명의 일 측면은,
a) 기판상에 도전성 패턴을 형성하는 단계; 및
b) 상기 도전성 패턴을 커버링(covering)하도록 상기 도전성 패턴 상에 절연층 패턴을 형성하는 단계
를 포함하는 절연된 도전성 패턴의 제조 방법에 관한 것이다.
상기 기판의 재료는 본 발명에 따른 절연된 도전성 패턴의 제조 방법을 적용하고자 하는 분야에 따라 적절하게 선택될 수 있으며, 바람직한 예로는 유리 혹은 무기 재료 기판, 플라스틱 기판 또는 기타 플렉시블 기판 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 상기 도전성 패턴 재료는 특별히 한정되지 않지만, 금속인 것이 바람직하다. 상기 도전성 패턴 재료의 구체적인 예로는 알루미늄, 구리, 네오디윰, 몰리브덴 또는 이들의 합금을 포함하는 단층 또는 다층인 것이 바람직하다. 여기서, 상기 도전성 패턴의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 0.01~10 ㎛인 것이 도전층의 전도도 및 형성 공정의 경제성 측면에서 바람직하다.
상기 a) 단계에서 상기 도전성 패턴을 형성하는 방법은 인쇄법, 포토리소그래피법, 포토그래피법, 마스크를 이용한 방법 또는 레이져 전사(예컨대, thermal transfer imaging)인 것이 바람직하며, 인쇄법 또는 포토리소그래피법이 더욱 바람직하다.
상기 인쇄법은 도전성 재료를 포함하는 페이스트를 목적하는 패턴 형태로 기판 상에 전사한 후 소성하는 방식으로 수행될 수 있다. 상기 전사 방법으로는 특별히 한정되지 않으나, 요판 또는 스크린 등 패턴 전사 매체에 상기 패턴 형태를 형성하고, 이를 이용하여 원하는 패턴을 기판에 전사할 수 있다. 상기 패턴 전사 매체에 패턴 형태를 형성하는 방법은 당 기술 분야에 알려져 있는 방법을 이용할 수 있다.
상기 인쇄법으로는 특별히 한정되지 않으며, 오프셋 인쇄(또는 리버스 오프셋 인쇄), 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄 등의 인쇄법이 사용될 수 있다. 오프셋 인쇄(또는 리버스 오프셋 인쇄)는 패턴이 새겨진 요판에 페이스트를 채운 후 블랑킷(blanket)이라고 부르는 실리콘 고무로 1차 전사를 시킨 후, 상기 블랑킷과 기판을 밀착시켜 2차 전사를 시키는 방식으로 수행될 수 있다. 스크린 인쇄는 패턴이 있는 스크린 위에 페이스트를 위치시킨 후, 스퀴지를 밀면서 공간이 비워져 있는 스크린을 통하여 직접적으로 기판에 페이스트를 위치시키는 방식으로 수행될 수 있다. 그라비아 인쇄는 롤 위에 패턴이 새겨진 블랑킷을 감고 페이스트를 패턴 안에 채운 후, 기판에 전사시키는 방식으로 수행될 수 있다. 본 발명에서는 상기 방식뿐만 아니라 상기 방식들이 복합적으로 사용될 수도 있다. 또한 그 외의 당업자들에 게 알려진 인쇄 방식을 사용할 수도 있다.
오프셋 인쇄법(또는 리버스 오프셋 인쇄법)의 경우, 블랑킷이 갖는 이형 특성으로 인하여 페이스트가 기판에 거의 대부분 전사되기 때문에 별도의 블랑킷 세정 공정이 필요하지 않다. 상기 요판은 목적하는 기판을 정밀 에칭하여 제조할 수 있다. 상기 요판은 금속판을 에칭하여 제조할 수도 있다.
본 발명에서는 인쇄법을 사용하는 것이 바람직하며, 그 중에서도 오프셋 인쇄법, 리버스 오프셋 인쇄법 또는 그라비아 인쇄법을 사용하는 것이 바람직하다.
오프셋 인쇄법 또는 리버스 오프셋 인쇄법을 사용할 경우, 상기 도전성 패턴 재료가 포함된 인쇄용 잉크의 점도는 0 cps 초과 1000 cps 이하인 것이 바람직하고, 5 cps 내지 10 cps인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 그라비아 인쇄법을 사용할 경우, 상기 잉크의 점도가 6000 cps 내지 12000 cps인 것이 바람직하고, 7000 cps 내지 8000 cps 범위인 것이 더욱 바람직하다. 잉크의 점도가 상기 범위일 때 각 인쇄에 해당하는 잉크의 코팅이 적절하게 이루어지면서도 공정중에 잉크의 안정성(잉크의 공정유지능력)이 유지될 수 있다.
본 발명에서 상기 도전성 패턴을 형성하는 방법은 전술한 인쇄법에 한정되지 않고, 포토리소그래피법을 사용할 수도 있다. 예컨대, 기판 위에 감광성과 내산성(에칭에 대한 내성)을 지니는 도전성 층을 형성하고 이를 패턴화하여 식각하는 방법으로 수행될 수 있다.
상기 도전성 패턴이 형성된 후에, 도전성 패턴과 기판의 테이퍼각(taper angle)은 0도 초과 90도 이하인 것이 바람직하며, 0도 초과 70도 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 도전성 패턴의 단면 형상은 반원형인 것이 바람직하다. 도전성 패턴과 기판의 테이퍼각이 상기 범위일 때, 도전성 패턴을 절연층 패턴이 충분히 커버링할 수 있다.
상기 b) 단계에서 상기 절연층 패턴은 인쇄법에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 이미 형성되어 있는 도전성 패턴을 커버링하도록 상기 도전성 패턴의 위에 인쇄법에 의해 상기 절연층 패턴이 형성될 수 있다.
상기 인쇄법에 대한 일반적인 설명은 상기 기술된 도전성 패턴을 형성하는 방법과 같다.
상기 인쇄법으로는 특별히 한정되지 않으며, 오프셋 인쇄(또는 리버스 오프셋 인쇄), 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄 등의 인쇄법이 사용될 수 있으며, 그 중에서도 오프셋 인쇄법, 리버스 오프셋 인쇄법 또는 그라비아 인쇄법을 사용하는 것이 바람직하다.
오프셋 인쇄법 또는 리버스 오프셋 인쇄법을 사용할 경우, 상기 절연층 패턴 재료가 포함된 인쇄용 잉크의 점도는 0 cps 초과 1000 cps 이하인 것이 바람직하고, 5 cps 내지 10 cps인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 그라비아 인쇄법을 사용할 경우, 상기 잉크의 점도가 6000 cps 내지 12000 cps인 것이 바람직하고, 7000 cps 내지 8000 cps 범위인 것이 더욱 바람직하다. 잉크의 점도가 상기 범위일 때 각 인쇄에 해당하는 잉크의 코팅이 적절하게 이루어지면서도 공정중에 잉크의 안정성(잉크의 공정유지능력)이 유지될 수 있다.
상기 절연층 패턴은 절연성 및 도전성 패턴과의 충분한 접착력을 갖는 재료 가 바람직하다. 특히, 본 발명의 절연 방법에서는 내산성을 가지고 있는 고분자 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 재료의 예로는 이미드계 고분자, 비스페놀계 고분자, 에폭시계 고분자 또는 에스테르계 고분자를 포함하는 내산성 고분자가 있으며, 이중에서도 PI(폴리이미드)또는 노볼락(Novolac) 수지가 바람직하다.
또한, 상기 절연층 패턴이 상기 도전성 패턴을 충분히 커버링하기 위해서는 상기 절연층 패턴의 두께는 상기 도전성 패턴의 두께보다 큰 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 절연층 패턴의 폭은 본 발명의 절연 방법이 적용되는 분야에 따라 당업자가 적절히 선택할 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다.
본 발명에 있어서"커버링(covering)"이라는 용어는 절연층 패턴이 인쇄에 의해 기판과 밀착되면서 도전성 패턴을 외부와 절연시키는 것을 의미한다.
본 발명의 두 번째 측면은 기판, 상기 기판 상에 형성된 도전성 패턴 및 상기 도전성 패턴을 커버링하는 절연층 패턴을 포함하는 적층체에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 세 번째 측면은 기판, 상기 기판 상에 형성된 도전성 패턴 및 상기 도전성 패턴을 커버링하는 절연층 패턴을 포함하고, 상기 도전성 막의 절연 방법을 사용하여 제조된 적층체에 관한 것이다.
본 발명에 따른 도전성 패턴의 제조 방법이 도 2에 예시되어 있다. 먼저 기판(1) 상에 금속 전극(2)을 패터닝한다. 그 후에, 절연층으로서 폴리이미드(PI)(3)를, 상기 PI가 금속 전극(2)을 커버링하도록, 인쇄법에 의해 금속 전극(2)의 패턴 상에 패터닝한다.
도 1은 종래의 포토리소그래피 공정에 따른 도전성 막의 절연 방법을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 도전성 막의 절연 방법의 일례를 도시한 개략도이다.
<도면의 기호 설명>
1: 기판
2: 금속 전극
3: 폴리이미드
4: 포토레지스트

Claims (12)

  1. a) 기판상에 도전성 패턴을 형성하는 단계; 및
    b) 상기 도전성 패턴을 커버링(covering)하도록 상기 도전성 패턴 상에 절연층 패턴을 형성하는 단계
    를 포함하는 절연된 도전성 패턴의 제조 방법으로서,
    상기 절연층 패턴은 그라비아 인쇄법, 오프셋 인쇄법 또는 리버스 오프셋 인쇄법에 의하여 형성되고,
    상기 절연층 패턴은 폴리이미드 또는 노볼락(novolac) 수지를 포함하고,
    상기 도전성 패턴은 알루미늄, 구리, 네오디윰, 몰리브덴 또는 이들의 합금을 포함하는 단층 또는 다층이며,
    상기 도전성 패턴의 두께는 0.01~10 ㎛인 것을 특징으로 하는 절연된 도전성 패턴의 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 a) 단계에서 상기 도전성 패턴을 형성하는 방법은 인쇄법 또는 포토리소그래피법인 것인, 절연된 도전성 패턴의 제조 방법.
  3. 삭제
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 인쇄법은 그라비아 인쇄법 또는 리버스 오프셋 인쇄법인 것인, 절연된 도전성 패턴의 제조 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 기판, 상기 기판에 형성된 도전성 막 패턴 및 상기 도전성 막 패턴을 커버링하는 절연층 패턴을 포함하고, 청구항 1, 2 및 4 중 한 항에 따른 절연된 도전성 패턴의 제조 방법을 사용하여 제조된 적층체.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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