KR101469614B1 - 양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법 - Google Patents

양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법 Download PDF

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허진영
이장훈
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한국생산기술연구원
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Abstract

본 발명은 일측면에만 금속층 또는 금속 시드층을 형성한 상태에서 시효 처리, 단시간의 전류인가, 또는 분위기 중에서의 시효 처리를 수행한 후 일측면에 금속회로패턴을 형성하여 상기 일측면에서 형성된 금속층의 대부분이 패턴형성으로 제거된 후에, 타측면에 금속층 또는 금속 시드층을 형성한 상태에서 시효 처리, 단시간의 전류인가, 또는 분위기 중에서의 시효 처리를 수행한 후 타측면에 금속회로패턴을 형성함에 따라 양면 연성회로기판의 금속회로패턴의 접합력이 상당히 향상되도록 하는 양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법은, (a) 폴리머 필름의 일측면 상에 제1 금속층을 형성하는 단계; (b) 상기 제1 금속층에 대해 시효 처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상의 처리를 수행하는 단계; (c) 상기 제1 금속층에 대해 패턴 형성 처리를 수행하여 제1 금속회로패턴을 형성하는 단계; (d) 상기 폴리머 필름의 타측면 상에 제2 금속층을 형성하는 단계; (e) 상기 제2 금속층에 대해 시효 처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상의 처리를 수행하는 단계; 및 (f) 상기 제2 금속층에 대해 패턴 형성 처리를 수행하여 제2 금속회로패턴을 형성하는 단계;를 포함하여 구성된다.

Description

양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법{METHOD FOR FORMING METAM PATTERNS OF DOUBLE SIDE FLEXIBLE PRINTEDCIRCUIT BOARD}
본 발명은 양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 연성회로기판의 양측에 형성되는 금속회로패턴의 접합력을 향상시킬 수 있는 양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법에 관한 것이다.
현재 연성회로기판, 패키지용 유전체로 사용되는 폴리머 필름 소재 상에 금속 회로 패턴을 형성하는 기술로는, 얇은 구리 포일(foil)이 적층 혹은 증착된 폴리머의 표면에 포토레지스터 공정을 이용하여 일정한 형태의 회로패턴을 형성하고 구리를 식각(etching) 처리하여 금속회로패턴을 제조하는 방법이 일반적으로 널리 사용되고 있다.
한편, 폴리머 소재 상에 금속층을 형성하는 방법으로는, 접합력을 향상시키기 위하여 플라즈마 이온을 이용하여 폴리머 필름에 대한 표면개질(surface modification) 처리를 실시한 후 스퍼터링 혹은 금속 증착 등 건식 표면처리기술을 이용하여 전도성 금속 접합층을 폴리머 필름의 표면에 형성시키는 방법, 제품조건에 따라 전기도금기술을 이용하여 금속 피막층을 형성하는 방법, 구리 필름을 폴리머 필름의 표면에 직접 결합시키는 라미네이트(Laminate) 방법, 캐스팅(Casting) 방법 등이 사용되고 있다.
그런데, 이러한 방법들은 균일한 금속층의 형성이 쉽지 않거나 고가의 공정비용이 요구되는 등의 문제점이 있다.
이러한 문제점을 극복하기 위하여, 습식공정을 통해 폴리머 필름의 금속화 처리에 관한 연구개발이 활발히 진행되고 있으나, 금속층과 폴리머 필름과의 낮은 접합력과 같은 물성 특성이 시장의 요구조건에 부합되지 않아 제품 적용에까지는 이르지 못하고 있는 실정이다.
특히, 양면에 각각 금속회로패턴이 형성되는 연성회로기판을 습식공정을 통해 제조할 경우, 금속회로패턴과 폴리머 필름과의 접합력은 더욱 낮아지는 문제점이 있다.
그러나, 습식공정은 단순한 공정과 설비, 낮은 원가, 높은 생산성과 균일한 금속 피막층 형성 등의 장점이 있어, 금속과 폴리머 계면 사이의 접합력 개선과 같은 시장의 요구 조건만 해결된다면, 잠재력이 매우 큰 공정이다.
본 발명은 전술한 종래의 양면 연성회로기판의 제조 시의 문제점을 해결하기 위해 연구개발된 것으로, 습식공정을 통해 폴리머 필름상에 금속층을 형성함에 있어서, 간소한 공정을 통해 폴리머 필름과 이 필름상에 형성되는 금속회로패턴 간의 접착력을 현저하게 향상시킬 수 있는 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 발명의 다른 과제는, 상기 방법에 의하여 금속회로패턴과의 접착력이 향상된 양면 연성회로기판을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 측면은, (a) 폴리머 필름의 일측면 상에 제1 금속층을 형성하는 단계; (b) 상기 제1 금속층에 대해 시효 처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상의 처리를 수행하는 단계; (c) 상기 제1 금속층에 대해 패턴 형성 처리를 수행하여 제1 금속회로패턴을 형성하는 단계; (d) 상기 폴리머 필름의 타측면 상에 제2 금속층을 형성하는 단계; (e) 상기 제2 금속층에 대해 시효 처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상의 처리를 수행하는 단계; 및 (f) 상기 제2 금속층에 대해 패턴 형성 처리를 수행하여 제2 금속회로패턴을 형성하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 제1 측면에 있어서, 상기 (a) 단계는, 롤투롤 도금 방식으로 상기 폴리머 필름의 일측면과 타측면을 도금처리한 후 상기 폴리머 필름의 타측면에 도금된 금속층을 제거하여 상기 제1 금속층을 형성할 수 있다.
본 발명의 제1 측면에 있어서, 상기 (a) 단계는, 상기 폴리머 필름의 타측면을 커버하도록 마스킹층을 형성한 상태에서 상기 폴리머 필름을 롤투롤 도금방식으로 도금처리한 후 상기 마스킹층을 제거하여 상기 제1 금속층을 형성할 수 있다.
본 발명의 제1 측면에 있어서, 상기 (d) 단계는, 상기 폴리머 필름의 제1 금속회로패턴을 포함하는 일측면을 커버하도록 마스킹층을 형성한 상태에서 상기 폴리머 필름을 롤투롤 도금방식으로 도금처리하여 상기 제2 금속층을 형성할 수 있다.
본 발명의 제1 측면에 있어서, 상기 (e) 단계 이전 내지 상기 (f) 단계 이후 중 어느 한 시점에, 상기 마스킹층을 제거할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제2 측면은, (a) 폴리머 필름의 일측면 상에 제1 금속 시드층을 형성하는 단계; (b) 상기 제1 금속 시드층 상에 제1 금속층을 형성하는 단계; (c) 상기 제1 금속 시드층 및 제1 금속층에 대해 패턴 형성 처리를 수행하여 제1 금속회로패턴을 형성하는 단계; (d) 상기 폴리머 필름의 타측면 상에 제2 금속 시드층을 형성하는 단계; (e) 상기 제2 금속 시드층 상에 제2 금속층을 형성하는 단계; 및 (f) 상기 제2 금속 시드층 및 제2 금속층에 대해 패턴 형성 처리를 수행하여 제2 금속회로패턴을 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 (a)단계 후에 형성된 상기 제1금속 시드층에 대해 시효처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상을 수행한 후 다음 단계를 수행하거나, 상기 (b)단계 후에 형성된 제1금속층에 대해 시효처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상을 수행하며, 상기 (d)단계 후에 형성된 상기 제2금속 시드층에 대해 시효처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상을 수행한 후 다음 단계를 수행하거나, 상기 (e)단계 후에 형성된 제2금속층에 대해 시효처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상을 수행한다.
본 발명의 제2 측면에 있어서, 상기 (a) 단계는, 롤투롤 도금 방식으로 상기 폴리머 필름의 일측면과 타측면을 도금처리한 후 상기 폴리머 필름의 타측면에 도금된 금속 시드층을 제거하여 상기 제1 금속 시드층을 형성할 수 있다.
본 발명의 제2 측면에 있어서, 상기 (a) 단계는, 상기 폴리머 필름의 타측면을 커버하도록 마스킹층을 형성한 상태에서 상기 폴리머 필름을 롤투롤 도금방식으로 도금처리한 후 상기 마스킹층을 제거하여 상기 제1 금속 시드층을 형성할 수 있다.
본 발명의 제2 측면에 있어서, 상기 (d) 단계에서, 상기 폴리머 필름의 제1 금속회로패턴을 포함하는 일측면을 커버하도록 마스킹층을 형성한 상태에서 상기 폴리머 필름을 롤투롤 도금방식으로 도금처리하여 상기 제2 금속 시드층을 형성하거나, 상기 (e) 단계에서, 상기 폴리머 필름의 제1 금속회로패턴을 포함하는 일측면을 커버하도록 마스킹층을 형성한 상태에서 상기 폴리머 필름을 롤투롤 도금방식으로 도금처리하여 상기 제2 금속층을 형성하도록 이뤄질 수 있다.
본 발명의 제2 측면에 있어서, 상기 제2 금속 시드층 또는 제2 금속층에 대한 전류인가 또는 시효처리 전, 또는 상기 (f) 단계 이후 중 어느 한 시점에, 상기 마스킹층을 제거할 수 있다.
본 발명의 제1 측면 또는 제2 측면에 있어서, 상기 폴리머 필름은, 열 경화성 수지, 열 가소성 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리이미드 수지, 축중합체, PEN(Polyethylene naphthalate), PET(Polyethylene Terephtalate), PC(Polycarbonate) 또는 이들로부터 선택된 적어도 2 이상의 혼합물 중 적어도 하나로 이루어진 단일층 또는 복합층의 필름일 수 있다.
본 발명의 제1 측면 또는 제2 측면에 있어서, 상기 제1 및 제2 금속층은, Cu, Ni, Co, Ti, Al, Cr, Mo 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 제1 측면 또는 제2 측면에 있어서, 상기 시효 처리는 12 시간 이상 수행할 수 있다.
본 발명의 제1 측면 또는 제2 측면에 있어서, 상기 시효 처리는, 상온에서 상대습도가 10% 이상인 분위기에서 수행할 수 있다.
본 발명의 제1 측면 또는 제2 측면에 있어서, 상기 전류 인가 처리는 금속층 표면에 ㎠당 0.1mA ~ 1A로 인가할 수 있다.
본 발명의 제1 측면 또는 제2 측면에 있어서, 상기 (a) 단계 이전에, 폴리머 필름의 표면 개질 처리를 수행하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 측면 또는 제2 측면에 있어서, 상기 표면 개질 처리는, 산 또는 알칼리 용액에의 침지, UV 처리, 또는 플라즈마 처리 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에 따라 금속층 또는 금속 시드층에 대한 시효 처리, 전류 인가 처리, 특정 분위기 하에서의 시효 처리 등을 단독 또는 복합하여 수행하면, 폴리머 필름상에 형성된 금속회로패턴의 접합력이 상당히 향상되는 이점이 있다.
특히, 일측면에만 금속층 또는 금속 시드층을 형성한 상태에서 시효 처리, 단시간의 전류인가, 또는 분위기 중에서의 시효 처리를 수행한 후 일측면에 금속회로패턴을 형성하여 상기 일측면에서 형성된 금속층의 대부분이 패턴형성으로 제거된 후에, 타측면에 금속층 또는 금속 시드층을 형성한 상태에서 시효 처리, 단시간의 전류인가, 또는 분위기 중에서의 시효 처리를 수행한 후 타측면에 금속회로패턴을 형성함에 따라 양면 연성회로기판의 금속회로패턴의 접합력이 상당히 향상되는 이점이 있다.
또한, 금속층 및/또는 금속 시드층에 대한 시효 처리, 단시간의 전류인가, 또는 분위기 중에서의 시효 처리와 같은 간소한 공정을 통해 수행되므로, 저비용으로 접합력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 양면 연성회로기판의 일측면에 금속회로패턴을 형성하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 양면 연성회로기판의 타측면에 금속회로패턴을 형성하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 양면 연성회로기판의 일측면에 금속회로패턴을 형성하는 과정의 일부를 도시한 순서도이다.
도 4는 시효 처리에 따른 접합력 변화를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 전류 인가 처리에 따른 접합력 변화를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 분위기하의 시효 처리에 따른 접합력 변화를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 7은 분위기하의 시효 처리 후 대기 방치에 따른 접합력 변화를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 양면 연성회로기판의 일측면에 금속회로패턴을 형성하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 양면 연성회로기판의 타측면에 금속회로패턴을 형성하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 양면 연성회로기판의 일측면에 금속회로패턴을 형성하는 과정의 일부를 도시한 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 그 범위가 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명자들은 폴리머 필름상에 금속층을 형성할 때, 특히 저비용으로 금속층의 형성이 가능한 습식공정을 통해 금속층을 형성할 때, 폴리머 필름과 금속층 간의 접합력을 향상시키기 위해 연구한 결과, 폴리머 필름상에 금속층(금속 시드층)을 형성한 후, 금속층에 대한 시효 처리(특히, 수분 분위기 또는 수중 분위기 하에서의 시효) 또는 전류 인가 처리와 같은 소정의 처리를 수행하면, 폴리머와 금속층 간의 접합력이 현저하게 향상됨을 밝혀내고 본 발명에 이르게 되었다.
그런데, 습식공정에서 일반적으로 사용되는 롤투롤 도금 방식으로 폴리머 필름의 양면에 금속 시드층 또는 금속층을 동시에 형성한 후 시효 처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상의 처리를 수행할 경우에는, 아래 표 1에서 확인되는 바와 같이, 일면에만 금속 시드층 또는 금속층을 형성한 후 시효처리를 한 경우와 달리, 접합력의 향상이 미미하였다.
구분 샘플1 샘플2 샘플3 평균
EL3ED0 26.68 4.250 3.314 11.4
EL3ED0
(뒷면)		 2.866 3.078 0.776 2.24
EL8ED0 59.51 161.1 85.25 101.9
EL18ED0 56.74 175.1 112.9 114.9
EL29ED0 313.0 295.0 242.6 283.6
EL39ED0 271.6 144.3 60.19 158.7
<양면 도금한 폴리머 기판의 시효처리에 따른 접합력 변화, (단위, gf/cm)>
*ELxED0 : 무전해 도금으로 시드층 형성 후 x day동안 시효처리한 후에 전기도금을 진행한 뒤 바로 접합력 테스트를 진행한 샘플
폴리머 필름의 양면을 무전해 도금한 후에 시효처리를 진행한 결과 단면샘플대비 접합력의 증가가 현저하게 느림을 확인할 수 있었으며, 29일이 지난 후에도 300 gf/cm 이하의 접합력을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 앞면과 뒷면의 접합력은 모두 서서히 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
이에 따라, 본 발명자들은 양면에 도금이 되어 있는 경우, 폴리머 기판과 금속층 간의 계면 결합력에 영향을 줄 수 있는 성분의 배출이 원활하지 못할 수 있다는 점에 착안하여, 양면 도금을 수행한 후 한 면을 제거한 후 시효처리를 수행한 후의 접합력에 대해 조사하였으며, 하기 표 2는 그 결과를 나타낸 것이다.
구분 샘플1 샘플2 샘플3 평균
EL4ED0
(단면)		 483.5 516.9 489.0g 496.5
LE4ED0
(양면)		 7.022 5.334 5.285 5.880
EL4ED0
(무전해 양면 도금 후 바로 한면 제거)
500.4
489.3
531.5
507.1
EL26ED3
(무전해 양면 도금 후 26일 시효처리 후 한면을 제거한 뒤에 전기도금한 후 3일 간 시효처리)
436.6
424.6
433.6
431.6
<양면 도금한 폴리머 기판과 양면 무전해 도금 후 한면을 제거한 샘플의 접합력(단위, gf/cm)>
무전해 도금 후 4일간 시효처리한 후 전기도금 후 접합력을 평가한 샘플의 경우 비교하면 양면 도금한 후 시효 처리한 샘플의 경우 10 gf/cm 이하의 접합력을 나타내었으나, 단면만 도금한 경우 및 양면 무전해 도금 후 바로 한면을 제거한 경우에는 500 gf/cm 이상의 접합력을 나타내었다. 또한, 무전해 양면 도금 후 26일 시효처리 후 한면을 제거한 뒤에 전기도금한 후 3일간 시효처리한 샘플이 양면 도금한 후 29일간 시효처리한 후에 전기도금 한 후 접합력을 평가한 샘플(표 1의 EL29ED0)보다 높은 값을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
상기 표 2에서 확인되는 바와 같이, 폴리머 필름의 양면 도금처리가 된 상태에서 시효 처리, 단시간의 전류인가, 또는 분위기 중에서의 시효 처리를 수행한 경우에는, 롤투롤 도금 공정에 의해 폴리머 필름 내부로 유입된 수분 등이 도금층과의 계면에서 외부로 배출되지 못하여 접합력이 향상되지 못하고, 폴리머 필름의 일측면에만 도금처리가 된 상태에서 시효 처리, 단시간의 전류인가, 또는 분위기 중에서의 시효 처리를 수행한 경우에는 폴리머 필름 내부로 유입된 수분 등이 도금층이 형성되지 않은 면을 통해 원활하게 배출되어 접합력에 향상된 것으로 이해해볼 수 있다.
상술한 바와 같은 실험결과를 고려하여, 폴리머 필름의 일측면에만 금속층 또는 금속 시드층을 형성한 상태에서 시효 처리, 단시간의 전류인가, 또는 분위기 중에서의 시효 처리를 수행한 후 일측면에 금속회로패턴을 형성하여 상기 일측면에서 형성된 금속층의 대부분이 패턴형성으로 제거된 후에, 폴리머 필름의 타측면에 금속층 또는 금속 시드층을 형성한 상태에서 시효 처리, 단시간의 전류인가, 또는 분위기 중에서의 시효 처리를 수행한 후 타측면에 금속회로패턴을 형성함에 따라 양면 연성회로기판의 금속회로패턴의 접합력이 향상되도록 하였다.
본 발명의 제1실시예에 따른 양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, (a) 폴리머 필름(100)의 일측면 상에 제1 금속층(210)을 형성하는 단계, (b) 상기 제1 금속층(210)에 대해 시효 처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상의 처리를 수행하는 단계, (c) 상기 제1 금속층(210)에 대해 패턴 형성 처리를 수행하여 제1 금속회로패턴(210A)을 형성하는 단계, (d) 상기 폴리머 필름(100)의 타측면 상에 제2 금속층(220)을 형성하는 단계, (e) 상기 제2 금속층(220)에 대해 시효 처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상의 처리를 수행하는 단계, 및 (f) 상기 제2 금속층(220)에 대해 패턴 형성 처리를 수행하여 제2 금속회로패턴(220A)을 형성하는 단계를 포함하여 이뤄진다.
먼저, 상기 (a) 단계에 대하여 설명하도록 한다.
상기 (a) 단계는, 도 1의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이, 폴리머 필름(100)의 일측면 상에 제1 금속층(210)을 형성하는 단계이다.
상기 폴리머 필름(100)은, 열 경화성 수지, 열 가소성 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리이미드 수지, 축중합체, PEN(Polyethylene naphthalate), PET(Polyethylene Terephtalate), PC(Polycarbonate) 또는 이들로부터 선택된 2 이상의 혼합물 중 적어도 하나로 이루어진 단일층 또는 복합층의 필름일 수 있다.
또한, 상기 열 경화성 수지로는 페놀 수지, 페놀알데하이드 수지, 푸란 수지, 아미노플라스트 수지, 알키드 수지, 알릴 수지, 에폭시 수지, 에폭시 프리프레그(prepreg), 폴리우레탄 수지, 열 경화성 폴리에스테르 수지, 실리콘 수지 등이 사용될 수 있다.
또한, 상기 열 가소성 수지로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌/비닐 공중합체, 에틸렌 아크릴산 공중합체 등이 사용될 수 있다.
또한, 상기 폴리에스테르 수지로는 2가 지방족과 방향족 카르복실산과 디올또는 트리올로 제조된 것들이 사용될 수 있다.
상기 축중합체로는 폴리아미드, 폴리에테르 이미드, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리벤즈아졸, 방향족 폴리술폰 등이 사용될 수 있다.
한편, 상기 폴리머 필름(100)의 일측면 상에 제1 금속층(210)을 형성하는 방법으로는, 도 1의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이, 롤투롤 도금 방식으로 상기 폴리머 필름(100)의 일측면과 타측면을 함께 도금처리한 후 상기 폴리머 필름(100)의 타측면에 도금된 금속층(212)을 제거하여 상기 제1 금속층(210)을 형성할 수 있다.
구체적으로, 복수의 롤을 사용하여 상기 폴리머 필름(100)을 도금액에 침지시켜 폴리머 필름(100)의 일측면과 타측면에 금속층(210, 212)이 형성되도록 한 후에 타측면의 금속층(212)을 부식 또는 연마 등의 방식으로 제거하여 제1 금속층(210)을 형성하는 것이다.
한편, 상기 폴리머 필름(100)의 일측면 상에 제1 금속층(210)을 형성하는 다른 방법으로는, 도 3의 (a) 내지 (d)에 도시된 바와 같이, 상기 폴리머 필름(100)의 타측면을 커버하도록 마스킹층(M)을 형성한 상태에서 상기 폴리머 필름(100)을 롤투롤 도금방식으로 도금처리한 후 상기 마스킹층(M)을 제거하여 상기 제1 금속층(210)을 형성할 수 있다.
상기 마스킹층(M)은 도금액의 침투를 방지하기 위한 층으로서, 공지의 마스킹 액, 마스킹 테이프 등을 상기 폴리머 필름(100)의 타측면에 도포 또는 부착시킴에 따라 폴리머 필름(100)의 타측면에 도금액이 침투하지 않도록 한다.
상기 제1 금속층(210)은, Cu, Ni, Co, Ti, Al, Cr, Mo 또는 이들의 합금과 같은 재질이 사용되고 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 상술한 바와 같이, 폴리머 필름(100)의 일측면 상에 제1 금속층(210)을 형성하기 이전에, 상기 폴리머 필름(100)의 표면 개질 처리를 수행하는 것이 바람직하다.
상기 폴리머 필름(100)의 표면 개질 처리는, 폴리머의 종류에 따른 산 또는 알칼리 용액에의 침지, UV 처리, 또는 플라즈마 처리와 같은 다양한 표면 처리가 수행될 수 있다. 이러한 표면 개질 처리에는, 1차적인 표면 처리를 수행한 후, 촉매와 활성화 공정을 수행할 수 있다.
한편, 상기 폴리머 필름(100)의 표면 개질 처리 후 폴리머 필름(100)의 일측면 상에 제1 금속층(210)을 형성하기 이전에, 상기 폴리머 필름(100)상에 타이코트층(tiecoat)을 형성할 수 있다.
상기 타이코트층으로는, 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 코발트(Co) 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다.
상기 타이코트층은 1nm ~ 40nm 의 두께로 형성되는 것이 바람직하며, 이는, 타이코트층의 형성두께가 1nm 미만일 경우 접합력 향상에 충분하지 않고, 40nm를 초과할 경우 후속되는 에칭 공정이 용이하지 않을 수 있기 때문이다.
다음으로, 상기 (b) 단계에 대하여 설명하도록 한다.
상기 (b) 단계는, 상기 제1 금속층(210)에 대해 시효 처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상의 처리를 수행하는 단계이다.
상기 시효 처리는, 폴리머 필름상에 금속층 또는 금속 시드층을 형성한 후, 적어도 12시간, 바람직하게는 24시간, 가장 바람직하게는 48시간 동안 상기 금속층 또는 금속 시드층에 후속 공정을 수행하지 않고 방치하는 처리를 의미한다.
즉, 상기 (b) 단계의 시효 처리는, 상기 폴리머 필름(100)의 일측면에 제1 금속층(210)을 형성한 후 적어도 12시간, 바람직하게는 24시간, 가장 바람직하게는 48시간 동안 상기 제1 금속층(210)에 후속 공정을 수행하지 않고 방치하는 처리를 의미한다.
이때, 상기 시효 처리의 분위기는 대기 분위기도 가능하지만, 일반적인 대기 분위기보다 수분이 리치(rich)한 상태에서 수행하는, 소위 '분위기 처리'를 병행하여 행해지는 것이 보다 바람직하다.
분위기 처리 시에는, 상온에서 상대습도가 적어도 10% 이상이어야 하고, 50% 이상이 바람직하며, 80% 이상이 가장 바람직하다.
상기 전류 인가 처리는, 금속층 또는 금속 시드층, 특히 습식공정으로 무전해 도금으로 금속 시드층을 형성한 후 금속 시드층 상에 전해도금으로 금속층을 형성할 경우에 상기 금속 시드층에, 순간적으로 금속층 표면에 제곱센티미터당 0.005mA ~ 1A로 0.1초 ~ 1시간 동안 인가하는 공정으로, 이 공정을 통해 금속층과 폴리머 필름 간의 접합력을 크게 높일 수 있다.
상기 전류 인가 처리 시간은 최소 0.1초 이상으로 실시하는 것이 바람직하며, 1시간 이상 실시하더라도 그 효과가 포화되므로 1시간 이상 전류 인가 처리를 하는 것은 바람직하지 않기 때문이다.
즉, 상기 (b) 단계의 전류 인가 처리는, 상기 폴리머 필름(100)의 일측면에 제1 금속층(210)을 형성한 후, 순간적으로 제1 금속층(210) 표면에 제곱센티미터당 0.005mA ~ 1A로 0.1초 ~ 1시간 동안 전류를 인가하는 공정이다.
구체적으로, 아래의 실험예 1 내지 3을 통해, 시효 처리 또는 전류 인가 처리와 같은 소정의 처리를 수행한 경우에 폴리머 필름과 금속층 간의 접합력이 어떻게 변화하는지 설명하도록 한다.
[실험예 1]
실험예 1은 폴리머 필름상에 무전해도금과 전해도금을 통해 구리 도금막을 형성함에 있어서, 무전해도금층 형성 후 또는 전해도금층 형성 후에 대기 중에 소정 시간 유지하는, 시효 처리(aging treatment)를 실시하는 것이다.
구체적으로, 폴리머 필름으로 미국 듀폰사의 캡톤(Kapton) 25㎛ 폴리이미드 필름을 사용하였다.
먼저, 상기 폴리이미드 필름에 대한 전처리로서, 표면 개질 처리, 수세 처리, 중성화 처리, 수세 처리, 촉매 처리, 수세 처리 및 활성화 처리의 순서로 실시하였다.
상기 표면 개질 처리는, 1M KOH와 0.9M EDA 혼합용액을 사용하여 50℃에서 5분간 폴리이미드 필름을 침지하는 방식으로 수행하였고, 상기 중성화 처리는 0.2M HCl 용액에 5분간 침지하는 방식으로 수행하였다. 또한, 촉매와 활성화 공정은 SnCl2와 PdCl2를 이용하여 실온에서 각각 4분과 2분씩 처리하였다.
이와 같이 전처리가 수행된 폴리이미드 필름을, 황산구리 용액 (10g/L)에 포름알데히드(20mL/L)를 환원제로, 롯셀염(50g/L)을 착화제로, 수산화나트륨을 pH 조절제로 첨가한 무전해 구리 도금액을 사용하여 pH 12.5에서 10분간 도금을 수행하였다. 이를 통해 형성된 무전해 구리 도금층의 두께는 대략 100nm였다.
이어서, 상기 무전해 구리 도금층에 구리 전해도금을 실시하여, 두께 약 10㎛의 도금층을 형성하였다.
그리고, 전해 구리도금층은 무전해 구리도금을 마친 샘플을 곧바로 전해 도금을 한 후 전해 구리도금층이 형성된 샘플을 각각 0시간, 12시간, 24시간, 48시간 동안 유지한 후, 접합력을 평가하였다.
또한, 무전해 구리도금층을 각각 0시간, 12시간, 24시간, 48시간 동안 대기 중에 유지한 후 곧바로 전해 구리도금층을 형성한 것에 대한 구리 도금층의 접합력도 평가하였다.
즉, 무전해 구리도금과 전해 구리도금을 연속적으로 한 후에 시효처리를 실시하는 경우와, 무전해 도금(즉, 시드층)을 한 후 중간에 시효처리를 하고 전해 구리도금을 실시한 경우, 폴리이미드 필름과 구리 도금층 간의 결합력의 차이에 어떠한 차이가 있는지를 평가하였다.
접합력 측정은 인스트론 3344(Universal Testing Machine)로 T-Peel 테스트(180°peel) 방법으로 크로스헤드(crosshead) 속도 50.8 mm/min에서 폴리머 필름(100)과 구리 도금층 간의 접합력을 측정하였으며, 도 4는 그 결과를 나타낸 것이다.
도 4에서 확인되는 바와 같이, 무전해 도금과 전해 도금을 연속적으로 수행한 후에 시효 처리를 한 샘플과, 무전해 도금 후 시효처리를 한 후에 전해 도금을 한 경우 모두 동일하게, 시효처리를 수행하면 접합력이 24시간까지는 급격하게 증가한 후, 포화되는 경향을 보인다.
그런데, 무전해 도금층(시드층)에 대한 시효처리를 실시한 후에 전해도금층을 형성한 경우가, 무전해 도금과 전해 도금을 연속적으로 실시한 경우에 비해, 약 20% 이상 접합력이 높음을 알 수 있다. 즉, 시드층에 대한 시효처리가 금속층을 완성한 후에 시효처리를 하는 것에 비해, 폴리머 필름과 금속층 간의 접합력을 향상시키는데 보다 유리하다.
[실험예 2]
실험예 2는, 폴리머 필름상에 무전해도금과 전해도금을 통해 구리 도금막을 형성함에 있어서, 무전해 도금층 및/또는 전해도금층에 소정의 전류를 인가하는 전류 인가 처리를 하는 것이다.
상기 실험예 1과 동일한 무전해 구리도금 및 전해 구리도금 공정 조건을 통해, 무전해 구리도금과 전해 구리도금을 연속적으로 수행한 후, 2일간 대기 중에서 시효처리를 한 후 2가지 조건으로 전류인가처리를 한 경우와, 전류 인가 처리의 영향을 비교하기 위한 2일간 시효처리만 한 경우의 샘플을 각 경우당 3개씩 제조하였다.
전류 인가 처리는, 2일간의 시효처리를 한 후 1초간 1mA의 전류를 인가한 경우와, 2일간의 시효처리를 한 후 20분간 1mA의 전류를 인가한 경우의 2가지로 수행하였다. 이때, 상기 샘플에 형성된 도금층의 면적은 60㎠ 이다.
이와 같이 제작한 샘플에 대한 접합력을 측정하였으며, 그 결과를 도 5에 나타내었다.
도 5에서 확인되는 바와 같이, 전류 인가 처리를 하지 않고 2일간의 시효처리만을 한 경우에는 약 397gf/cm 정도의 평균 필(Peel) 강도를 나타내었으나, 전류를 인가한 2가지의 경우에는, 각각 454gf/cm, 471gf/cm의 평균 필(Peel) 강도를 나타내었으며, 이러한 결과는 금속층에 대한 전류 인가 처리가 폴리머 필름과 금속층 간의 접합력 향상에 효과적임을 의미한다. 특히, 전류 인가 처리는 단시간에 이루어지고, 공정 비용도 거의 들지 않기 때문에, 가장 효율적인 금속층 접합력 향상 방법으로 사용될 수 있다.
[실험예 3]
실험예 3은 폴리머 필름(100)상에 무전해도금과 전해도금을 통해 구리 도금막을 형성함에 있어서, 무전해도금층 형성 후 또는 전해도금층 형성 후에 시효처리를 함에 있어서, 시효처리를 하는 분위기를 조절하는 것이다.
상기 실험예 1과 동일한 무전해 구리도금 및 전해 구리도금 공정 조건을 통해, 무전해 구리도금과 전해 구리도금을 연속적으로 수행한 후, 각각 25℃ 상대습도 95%의 분위기와, 질소 가스 분위기, 진공 분위기, 수중 분위기에 방치한 후, 시간에 따른 접합력을 측정하였으며, 그 결과를 도 6에 나타내었다.
상기 분위기 하에서 1일 이상 시효처리를 할 경우, 수중 분위기에서 처리한 경우와, 25℃ 상대습도 95%에서 처리를 한 경우가, 가장 높은 필(Peel) 강도를 나타내었으며, 그 다음으로는 대기 중, 질소 분위기, 진공 분위기 순으로 접합력을 나타내었다. 이로부터, 폴리이미드 필름과 구리도금층의 접합력을 향상시키는데는 대기 분위기보다는 수중 또는 습도가 높아 수분이 많은 분위기에서 시효처리를 수행하는 것이 유리함을 알 수 있다.
또한, 도 6으로부터 시효처리가 수행되는 분위기에 따라 폴리이미드 필름과 구리층 간의 접합력이 약 2배까지 차이가 발생하며, 충분한 접합력 향상을 위해서는 적어도 1일 이상의 분위기 하에서의 시효처리가 필요함을 알 수 있다.
또한, 도 7은 25℃에서 상대습도 95% 분위기 하에서 시효처리를 한 후 대기 중에 방치할 경우 증가된 필(Peel) 강도가 대기중에 방치한 상태로 회귀하는지 확인하기 위하여 5일간 25℃에서 95% 분위기 하에 방치하고 4일간 대기 중에 방치한 샘플과, 25℃에서 95% 분위기 하에서 9일간 방치한 샘플의 접합력을 비교하였다.
도 7에서 확인되는 바와 같이, 분위기를 대기 중으로 바꾼 뒤 4일간 방치한 경우에도 오히려 다소 높은 필(Peel) 강도를 나타내었으며, 같은 조건에서 대기 중에 6일간 방치되어 있는 샘플의 필(Peel) 강도가 약 450gf/cm인 점을 고려할 때, 분위기 중에서 시효처리를 통해 증가된 접합력은 그 분위기가 바뀌어도 그대로 유지됨을 알 수 있다.
상술한 바와 같은 실험예 1 내지 3을 통해, 시효 처리 또는 전류 인가 처리와 같은 소정의 처리를 수행한 경우에 폴리머 필름과 금속층 또는 금속 시드층 간의 접합력이 향상됨을 알 수 있으며, 상기 폴리머 필름(100)에 형성된 제1 금속층(210)에 대해 시효 처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상의 처리를 수행하는 (b) 단계를 통해 상기 폴리머 필름(100)과 제1 금속층(210) 간의 접착력을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 상기 (c) 단계에 대하여 설명하도록 한다.
상기 (c) 단계는, 도 1의 (d) 내지 (f)에 도시된 바와 같이, 상기 제1 금속층(210)에 대해 패턴 형성 처리를 수행하여 제1 금속회로패턴(210A)을 형성하는 단계이다.
상기 제1 금속층(210)에 대해 패턴 형성 처리를 수행하여 제1 금속회로패턴(210A)을 형성하는 과정은 공지의 금속회로패턴을 형성하는 과정과 동일 내지 유사하게 이뤄질 수 있으며, 예를 들어, 도 1의 (d) 내지 (f)에 도시된 바와 같이, 상기 제1 금속층(210)에 금속회로패턴을 형성하기 위한 포토레지스트층(PR)을 형성한 후 제1 금속층(210)을 식각처리하여 제1 금속회로패턴(210A)을 형성할 수 있다.
다음으로, 상기 (d) 단계에 대하여 설명하도록 한다.
상기 (d) 단계는, 도 2의 (g) 내지 (i)에 도시된 바와 같이, 상기 폴리머 필름(100)의 타측면 상에 제2 금속층(220)을 형성하는 단계이다.
상기 제2 금속층(220)은 상기 폴리머 필름(100)을 롤투롤 도금방식으로 도금처리하여 형성될 수 있으며, 이때, 상기 폴리머 필름(100)의 일측면에 형성된 제1 금속회로패턴(210A)에 도금이 방지되도록 상기 제1 금속회로패턴(210A)을 포함하는 일측면을 커버하도록 마스킹층(M)을 형성한 상태에서 롤투롤 도금처리를 수행한다.
상기 제2 금속층(220)의 형성이 완료되면 도 2의 (i)와 같이 상기 마스킹층(M)이 제거되는 것이 제2 금속층의 접합력 향상에 바람직하나, 얇은 마스킹층(M)을 사용할 경우 시효처리 등에 거의 영향을 주지 않고 제2 금속회로패턴(220A)의 형성에도 마스킹층이 필요할 수 있고 이 경우 마스킹층을 다시 형성하고 제거할 필요가 없어 경제적이므로 제2 금속회로패턴(220A)의 형성 이후에 제거할 수도 있다.
상기 제2 금속층(220)도 제1 금속층(210)과 마찬가지로, Cu, Ni, Co, Ti, Al, Cr, Mo 또는 이들의 합금과 같은 재질이 사용되고 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 상기 제2 금속층(220)을 형성하기 이전에 상기 폴리머 필름(100)의 표면 개질 처리 및/또는 상기 폴리머 필름(100)상에 타이코트층(tiecoat)을 형성할 수 있으며, 구체적인 내용은 상기 (a) 단계와 동일 내지 유사하므로 설명을 생략한다.
다음으로, 상기 (e) 단계에 대하여 설명하도록 한다.
상기 (e) 단계는, 상기 제2 금속층(220)에 대해 시효 처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상의 처리를 수행하는 단계이다.
상기 (e) 단계의 시효 처리는, 상기 폴리머 필름(100)의 일측면에 제2 금속층(220)을 형성한 후 적어도 12시간, 바람직하게는 24시간, 가장 바람직하게는 48시간 동안 상기 제2 금속층(220)에 후속 공정을 수행하지 않고 방치하는 처리를 의미하고, 전류 인가 처리는, 상기 폴리머 필름(100)의 일측면에 제2 금속층(220)을 형성한 후, 순간적으로 제2 금속층(220) 표면에 제곱센티미터당 0.005mA ~ 1A로 0.1초 ~ 1시간 동안 전류를 인가하는 공정이며, 이러한 처리에 따른 효과는 상기 (b) 단계와 동일 내지 유사하므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
한편, 상기 폴리머 필름(100)의 일측면에 제1 금속회로패턴(210A)이 형성된 상태에서 상기 폴리머 필름(100)의 타측면에 형성된 제2 금속층(220)에 대해 시효 처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상의 처리를 수행하면, 상기 폴리머 필름(100)의 일측면이 제거된 경우와 실질적으로 동일한 효과를 얻을 수 있다.
구체적으로, 상기 폴리머 필름(100)의 일측면은, 제1 금속층(100)이 거의 제거되고 제1 금속회로패턴(210A)을 형성하는 일부만 남아 있는 상태이므로, 상기 폴리머 필름(100)의 타측면에 형성된 제2 금속층(200)에 대해 시효 처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상의 처리를 수행하면, 폴리머 필름(100)의 일측면이 제거된 상태에서 시효 처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상의 처리를 하는 경우와 실질적으로 동일한 효과를 얻을 수 있는 것이다.
다음으로, 상기 (f) 단계에 대하여 설명하도록 한다.
상기 (f) 단계는, 도 2의 (j) 내지 (l)에 도시된 바와 같이, 상기 제2 금속층(220)에 대해 패턴 형성 처리를 수행하여 제2 금속회로패턴(220A)을 형성하는 단계이며, 구체적인 과정은 상기 (c) 단계와 동일 내지 유사하므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
상술한 바와 같이, (a) 단계 내지 (f) 단계를 통해 양면 연성회로기판의 금속회로패턴을 형성할 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 따른 양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법은, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, (a) 폴리머 필름(100)의 일측면 상에 제1 금속 시드층(230)을 형성하는 단계, (b) 상기 제1 금속 시드층(230)에 대해 시효 처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상을 수행하는 단계, (c) 상기 제1 금속 시드층(230) 상에 제1 금속층(240)을 형성하는 단계, (d) 상기 제1 금속 시드층(230) 및 제1 금속층(240)에 대해 패턴 형성 처리를 수행하여 제1 금속회로패턴(230A, 240A)을 형성하는 단계, (e) 상기 폴리머 필름(100)의 타측면 상에 제2 금속 시드층(250)을 형성하는 단계, (f) 상기 제2 금속 시드층(250)에 대해 시효 처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상을 수행하는 단계, (g) 상기 제2 금속 시드층(250) 상에 제2 금속층(260)을 형성하는 단계, 및 (h) 상기 제2 금속 시드층(250) 및 제2 금속층(260)에 대해 패턴 형성 처리를 수행하여 제2 금속회로패턴(250A, 260A)을 형성하는 단계를 포함하여 이뤄진다.
먼저, 상기 (a) 단계에 대하여 설명하도록 한다.
상기 (a) 단계는, 도 8의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이, 폴리머 필름(100)의 일측면 상에 제1 금속 시드층(230)을 형성하는 단계이다.
상기 폴리머 필름(100)의 일측면 상에 제1 금속 시드층(230)을 형성하는 방법으로는, 도 8의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이, 롤투롤 도금 방식으로 상기 폴리머 필름(100)의 일측면과 타측면을 함께 도금처리한 후 상기 폴리머 필름(100)의 타측면에 도금된 금속 시드층(232)을 제거하여 상기 제1 금속 시드층(230)을 형성할 수 있다.
구체적으로, 복수의 롤을 사용하여 상기 폴리머 필름(100)을 도금액에 침지시켜 폴리머 필름(100)의 일측면과 타측면에 금속 시드층(230, 232)이 형성되도록 한 후에 타측면의 금속 시드층(232)을 부식 또는 연마 등의 방식으로 제거하여 제1 금속 시드층(230)을 형성하는 것이다.
한편, 상기 폴리머 필름(100)의 일측면 상에 제1 금속 시드층(230)을 형성하는 다른 방법으로는, 도 10의 (a) 내지 (d)에 도시된 바와 같이, 상기 폴리머 필름(100)의 타측면을 커버하도록 마스킹층(M)을 형성한 상태에서 상기 폴리머 필름(100)을 롤투롤 도금방식으로 도금처리한 후 상기 마스킹층(M)을 제거하여 상기 제1 금속 시드층(230)을 형성할 수 있다.
한편, 상기 제1 금속 시드층(230)을 형성하기 이전에 상기 폴리머 필름(100)의 표면 개질 처리 및/또는 상기 폴리머 필름(100)상에 타이코트층(tiecoat)을 형성할 수 있으며, 구체적인 내용은 실시예1과 동일 내지 유사하므로 설명을 생략한다.
다음으로, 상기 (b) 단계에 대하여 설명하도록 한다.
상기 (b) 단계는, 상기 제1 금속 시드층(230)에 대해 시효 처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상을 수행하는 단계이다.
상기 (b) 단계의 시효 처리는, 상기 폴리머 필름(100)의 일측면에 제1 금속 시드층(230)을 형성한 후 적어도 12시간, 바람직하게는 24시간, 가장 바람직하게는 48시간 동안 상기 제1 금속 시드층(230)에 후속 공정을 수행하지 않고 방치하는 처리를 의미한다.
상기 (b) 단계의 전류 인가 처리는, 상기 폴리머 필름(100)의 일측면에 제1 금속 시드층(230)을 형성한 후 순간적으로 제1 금속 시드층(230) 표면에 제곱센티미터당 0.005mA ~ 1A로 0.1초 ~ 1시간 동안 전류를 인가하는 공정이다.
제2실시예의 상기 (b) 단계는 제1실시예의 (b) 단계와 동일 내지 유사하므로구체적인 설명은 생략하도록 한다.
다음으로, 상기 (c) 단계에 대하여 설명하도록 한다.
상기 (c) 단계는, 도 8의 (d)에 도시된 바와 같이, 상기 제1 금속 시드층(230) 상에 제1 금속층(240)을 형성하는 단계이다.
상기 제1 금속 시드층(230) 상에 제1 금속층(240)을 형성하는 것은 롤투롤 전해도금방식으로 이뤄질 수 있으며, 상기 제1 금속층(240)은, Cu, Ni, Co, Ti, Al, Cr, Mo 또는 이들의 합금과 같은 재질이 사용되고 있으나, 이에 한정되지 않는다.
다음으로, 상기 (d) 단계에 대하여 설명하도록 한다.
상기 (d) 단계는, 도 8의 (e) 내지 (g)에 도시된 바와 같이, 상기 제1 금속 시드층(230) 및 제1 금속층(240)에 대해 패턴 형성 처리를 수행하여 제1 금속회로패턴(230A, 240A)을 형성하는 단계이다.
상기 제1 금속 시드층(230) 및 제1 금속층(240)에 대해 패턴 형성 처리를 수행하여 제1 금속회로패턴(230A, 240A)을 형성하는 과정은 공지의 금속회로패턴을 형성하는 과정과 동일 내지 유사하게 이뤄질 수 있으며, 예를 들어, 도 8의 (e) 내지 (g)에 도시된 바와 같이, 상기 제1 금속층(240)에 금속회로패턴을 형성하기 위한 포토레지스트층(PR)을 형성한 후 상기 제1 금속 시드층(230) 및 제1 금속층(240)을 식각처리하여 제1 금속회로패턴(230A, 240A)을 형성할 수 있다.
다음으로, 상기 (e) 단계에 대하여 설명하도록 한다.
상기 (e) 단계는, 도 9의 (h) 내지 (k)에 도시된 바와 같이, 상기 폴리머 필름(100)의 타측면 상에 제2 금속 시드층(250)을 형성하는 단계이다.
상기 제2 금속 시드층(250)은 상기 폴리머 필름(100)을 롤투롤 도금방식으로 도금처리하여 형성될 수 있으며, 이때, 상기 폴리머 필름(100)의 일측면에 형성된 제1 금속회로패턴(230A, 240A)에 도금이 방지되도록 상기 제1 금속회로패턴(230A, 240A)을 포함하는 일측면을 커버하도록 마스킹층(M)을 형성한 상태에서 롤투롤 도금처리를 수행한다.
상기 제2 금속 시드층(250)의 형성이 완료되면, 도 9의 (m)과 같이 상기 마스킹층(M)은 제거되는 것이 제2 금속 시드층(250)의 접합력 향상에 바람직하나, 얇은 마스킹층(M)을 사용할 경우 시효처리 등에 거의 영향을 주지 않고 제2 금속회로패턴(220A)의 형성에도 마스킹층이 필요할 수 있고 이 경우 마스킹층을 다시 형성하고 제거할 필요가 없어 경제적이므로 제2 금속회로패턴(220A)의 형성 이후에 제거할 수도 있다.
한편, 상기 제2 금속 시드층(250)을 형성하기 이전에 상기 폴리머 필름(100)의 표면 개질 처리 및/또는 상기 폴리머 필름(100)상에 타이코트층(tiecoat)을 형성할 수 있으며, 구체적인 내용은 상기 (a) 단계과 동일 내지 유사하므로 설명을 생략한다.
다음으로, 상기 (f) 단계에 대하여 설명하도록 한다.
상기 (f) 단계는, 상기 제2 금속 시드층(250)에 대해 시효 처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상을 수행하는 단계이다.
상기 (f) 단계의 시효 처리는, 상기 폴리머 필름(100)의 일측면에 제2 금속 시드층(250)을 형성한 후 적어도 12시간, 바람직하게는 24시간, 가장 바람직하게는 48시간 동안 상기 제2 금속 시드층(250)에 후속 공정을 수행하지 않고 방치하는 처리를 의미하고, 전류 인가 처리는, 상기 폴리머 필름(100)의 일측면에 제2 금속 시드층(250)을 형성한 후, 순간적으로 제2 금속 시드층(250) 표면에 제곱센티미터당 0.005mA ~ 1A로 0.1초 ~ 1시간 동안 전류를 인가하는 공정이며, 이러한 처리에 따른 효과는 상기 (b) 단계와 동일 내지 유사하므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
한편, 상기 폴리머 필름(100)의 일측면에 제1 금속회로패턴(230A, 240A)이 형성된 상태에서 상기 폴리머 필름(100)의 타측면에 형성된 제2 금속 시드층(250)에 대해 시효 처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상의 처리를 수행하면, 상기 폴리머 필름(100)의 일측면이 제거된 경우와 실질적으로 동일한 효과를 얻을 수 있다.
구체적으로, 상기 폴리머 필름(100)의 일측면은, 제1 금속 시드층(230) 및 제1 금속층(240)이 거의 제거되고 제1 금속회로패턴(230A, 240A)을 형성하는 일부만 남아 있는 상태이므로, 상기 폴리머 필름(100)의 타측면에 형성된 제2 금속 시드층(200)에 대해 시효 처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상의 처리를 수행하면, 폴리머 필름(100)의 일측면이 제거된 상태에서 시효 처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상의 처리를 하는 경우와 실질적으로 동일한 효과를 얻을 수 있는 것이다.
다음으로, 상기 (g) 단계에 대하여 설명하도록 한다.
상기 (g) 단계는, 도 9의 (l)에 도시된 바와 같이, 상기 제2 금속 시드층(250) 상에 제2 금속층(260)을 형성하는 단계이다.
상기 제2 금속 시드층(250) 상에 제2 금속층(260)을 형성하는 것은 롤투롤 전해도금방식으로 이뤄질 수 있으며, 상기 제2 금속층(260)은, Cu, Ni, Co, Ti, Al, Cr, Mo 또는 이들의 합금과 같은 재질이 사용되고 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이때, 상기 폴리머 필름(100)의 일측면에 형성된 제1 금속회로패턴(230A, 240A)에 도금이 방지되도록 상기 제1 금속회로패턴(230A, 240A)을 포함하는 일측면을 커버하도록 마스킹층(M)을 형성한 상태에서 롤투롤 도금처리를 수행하여 제2 금속층(260)을 형성한다.
상기 제2 금속층(260)의 형성이 완료되면, 상기 마스킹층(M)은 제거한다.
다음으로, 상기 (h) 단계에 대하여 설명하도록 한다.
상기 (h) 단계는, 도 8의 (m) 내지 (o)에 도시된 바와 같이, 상기 제2 금속 시드층(250) 및 제2 금속층(260)에 대해 패턴 형성 처리를 수행하여 제2 금속회로패턴(250A, 260A)을 형성하는 단계이며, 구체적인 과정은 상기 (d) 단계와 동일 내지 유사하므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
상술한 바와 같이, (a) 단계 내지 (h) 단계를 통해 양면 연성회로기판의 금속회로패턴을 형성할 수 있다.
본 발명의 제3실시예에 따른 양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법은, (a) 폴리머 필름(100)의 일측면 상에 제1 금속 시드층(230)을 형성하는 단계, (b) 상기 제1 금속 시드층(230) 상에 제1 금속층(240)을 형성하는 단계, (c) 상기 제1 금속 시드층(230) 및 제1 금속층(240)에 대해 시효 처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상을 수행하는 단계, (d) 상기 제1 금속 시드층(230) 및 제1 금속층(240)에 대해 패턴 형성 처리를 수행하여 제1 금속회로패턴(230A, 240A)을 형성하는 단계, (e) 상기 폴리머 필름(100)의 타측면 상에 제2 금속 시드층(250)을 형성하는 단계, (f) 상기 제2 금속 시드층(250) 상에 제2 금속층(260)을 형성하는 단계, (g) 상기 제2 금속 시드층(250) 및 제2 금속층(260)에 대해 시효 처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상을 수행하는 단계, (h) 상기 제2 금속 시드층(250) 및 제2 금속층(260)에 대해 패턴 형성 처리를 수행하여 제2 금속회로패턴(250A, 260A)을 형성하는 단계를 포함하여 이뤄진다.
제3실시예에 따른 양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법은 제2실시예에 따른 양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법과 비교할 때, 상기 제1 금속 시드층(230) 상에 제1 금속층(240)을 형성한 후 상기 제1 금속 시드층(230) 및 제1 금속층(240)에 대해 시효 처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상을 수행하고, 또한, 상기 제2 금속 시드층(250) 상에 제2 금속층(260)을 형성한 후 상기 제2 금속 시드층(250) 및 제2 금속층(260)에 대해 시효 처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상을 수행한다는 점에서 차이가 있을 뿐 나머지 처리과정은 제2실시예에 따른 양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법과 동일 내지 유사하므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.
100:폴리머 필름
210:제1 금속층
210A:제1 금속회로패턴
220:제2 금속층
220A:제2 금속회로패턴
230:제1 금속 시드층
240:제1 금속층
230A, 240A:제1 금속회로패턴
250:제2 금속 시드층
260:제2 금속층
250A, 260A:제2 금속회로패턴

Claims (17)

  1. (a) 폴리머 필름의 일측면 상에 제1 금속층을 형성하는 단계;
    (b) 상기 제1 금속층에 대해 시효 처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상의 처리를 수행하는 단계;
    (c) 상기 제1 금속층에 대해 패턴 형성 처리를 수행하여 제1 금속회로패턴을 형성하는 단계;
    (d) 상기 폴리머 필름의 타측면 상에 제2 금속층을 형성하는 단계;
    (e) 상기 제2 금속층에 대해 시효 처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상의 처리를 수행하는 단계; 및
    (f) 상기 제2 금속층에 대해 패턴 형성 처리를 수행하여 제2 금속회로패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    롤투롤 도금 방식으로 상기 폴리머 필름의 일측면과 타측면을 도금처리한 후 상기 폴리머 필름의 타측면에 도금된 금속층을 제거하여 상기 제1 금속층을 형성하는 것을 특징으로 하는 양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    상기 폴리머 필름의 타측면을 커버하도록 마스킹층을 형성한 상태에서 상기 폴리머 필름을 롤투롤 도금방식으로 도금처리한 후 상기 마스킹층을 제거하여 상기 제1 금속층을 형성하는 것을 특징으로 하는 양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    상기 폴리머 필름의 제1 금속회로패턴을 포함하는 일측면을 커버하도록 마스킹층을 형성한 상태에서 상기 폴리머 필름을 롤투롤 도금방식으로 도금처리하여 상기 제2 금속층을 형성하는 것을 특징으로 하는 양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 (e) 단계 이전 내지 상기 (f) 단계 이후 중 어느 한 시점에,
    상기 마스킹층을 제거하는 것을 특징으로 하는 양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법.
  6. (a) 폴리머 필름의 일측면 상에 제1 금속 시드층을 형성하는 단계;
    (b) 상기 제1 금속 시드층 상에 제1 금속층을 형성하는 단계;
    (c) 상기 제1 금속 시드층 및 제1 금속층에 대해 패턴 형성 처리를 수행하여 제1 금속회로패턴을 형성하는 단계;
    (d) 상기 폴리머 필름의 타측면 상에 제2 금속 시드층을 형성하는 단계;
    (e) 상기 제2 금속 시드층 상에 제2 금속층을 형성하는 단계; 및
    (f) 상기 제2 금속 시드층 및 제2 금속층에 대해 패턴 형성 처리를 수행하여 제2 금속회로패턴을 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 (a)단계 후에 형성된 상기 제1 금속 시드층에 대해 시효처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상을 수행한 후 다음 단계를 수행하거나, 상기 (b)단계 후에 형성된 제1 금속층에 대해 시효처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상을 수행하며,
    상기 (d)단계 후에 형성된 상기 제2 금속 시드층에 대해 시효처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상을 수행한 후 다음 단계를 수행하거나, 상기 (e)단계 후에 형성된 제2 금속층에 대해 시효처리 또는 전류 인가 처리 중에서 선택된 하나 이상을 수행하는 양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    롤투롤 도금 방식으로 상기 폴리머 필름의 일측면과 타측면을 도금처리한 후 상기 폴리머 필름의 타측면에 도금된 금속 시드층을 제거하여 상기 제1 금속 시드층을 형성하는 것을 특징으로 하는 양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    상기 폴리머 필름의 타측면을 커버하도록 마스킹층을 형성한 상태에서 상기 폴리머 필름을 롤투롤 도금방식으로 도금처리한 후 상기 마스킹층을 제거하여 상기 제1 금속 시드층을 형성하는 것을 특징으로 하는 양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서,
    상기 폴리머 필름의 제1 금속회로패턴을 포함하는 일측면을 커버하도록 마스킹층을 형성한 상태에서 상기 폴리머 필름을 롤투롤 도금방식으로 도금처리하여 상기 제2 금속 시드층을 형성하거나,
    상기 (e) 단계에서,
    상기 폴리머 필름의 제1 금속회로패턴을 포함하는 일측면을 커버하도록 마스킹층을 형성한 상태에서 상기 폴리머 필름을 롤투롤 도금방식으로 도금처리하여 상기 제2 금속층을 형성하도록 이뤄진 것을 특징으로 하는 양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 금속 시드층 또는 제2 금속층에 대한 전류인가 또는 시효처리 전, 또는 상기 (f) 단계 이후 중 어느 한 시점에,
    상기 마스킹층을 제거하는 것을 특징으로 하는 양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법.
  11. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 폴리머 필름은, 열 경화성 수지, 열 가소성 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리이미드 수지, 축중합체, PEN(Polyethylene naphthalate), PET(Polyethylene Terephtalate), PC(Polycarbonate) 또는 이들로부터 선택된 적어도 2 이상의 혼합물 중 적어도 하나로 이루어진 단일층 또는 복합층의 필름인 것을 특징으로 하는 양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법.
  12. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 금속층은, Cu, Ni, Co, Ti, Al, Cr, Mo 또는 이들의 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법.
  13. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 시효 처리는 12 시간 이상 수행하는 것을 특징으로 하는 양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 시효 처리는, 상온에서 상대습도가 10% 이상인 분위기에서 수행하는 것을 특징으로 하는 양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법.
  15. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 전류 인가 처리는 금속층 표면에 ㎠당 0.1mA ~ 1A로 인가하는 것을 특징으로 하는 양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법.
  16. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 (a) 단계 이전에,
    폴리머 필름의 표면 개질 처리를 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 표면 개질 처리는, 산 또는 알칼리 용액에의 침지, UV 처리, 또는 플라즈마 처리 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 연성회로기판의 금속회로패턴 형성방법.
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