KR101766426B1 - Method for forming copper layer - Google Patents

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이종현
이창현
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서울과학기술대학교 산학협력단
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Abstract

Disclosed is a method of manufacturing a copper layer on a substrate. According to a specific example of the present invention, a copper formate paste is manufactured by mixing copper formate powder with a solvent; and the manufactured copper formate paste is printed on one substrate of a glass substrate, a ceramic substrate, and a silicon substrate using screen printing process. By performing heat treatment in a nitrogen environment, a pure copper layer having an adhesive force on a substrate is formed such that a manufacturing process is able to be simplified. Accordingly, manufacturing costs are able to be reduced, and the copper layer with much higher conductivity is able to be obtained by increasing a density and thickness of the manufactured copper layer by a following copper plating process.

Description

구리층 제조 방법{METHOD FOR FORMING COPPER LAYER}[0001] METHOD FOR FORMING COPPER LAYER [0002]

본 발명은 구리층 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구리 포메이트 분말을 용매와 혼합하여 페이스트(paste)화한 후 구리 포메이트계 페이스트를 유리, 세라믹, 및 실리콘 중 하나의 기판 상에 스크린 프린트 공법으로 인쇄하고 열처리하여 기판 상에 접합된 순수 구리층을 형성하고, 후속 구리 도금 공정을 통해 순수 구리층의 치밀한 조직 및 두께 증가로 전기전도도가 우수한 구리층을 형성하여 순수 구리 배선 또는 패드(pad)를 가지는 기판을 저가로 제작할 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a method of manufacturing a copper layer, and more particularly, to a method of manufacturing a copper layer by mixing a copper foamate powder with a solvent and then paste. The copper foamate paste is then screen printed on one of glass, A pure copper layer is formed on the substrate by printing and heat treatment to form a copper layer having a high electrical conductivity by a dense texture and thickness of the pure copper layer through a subsequent copper plating process to form a pure copper wiring or pad The present invention relates to a technique for manufacturing a substrate having a low cost.

일반적으로 전자부품 제조 시 저가의 인쇄 공정으로 전도성 금속층의 형성 방법, 예를 들면, 금속 페이스트를 인쇄한 후 열처리(소성 또는 소결)하는 공정이 사용되고 있다. 이 경우 은(Ag)을 주원료로 한 전도성 페이스트가 주로 사용되는데, 이는 은의 낮은 비저항 특성과 우수한 내산화성으로 인해 열처리 후 낮은 전기저항 특성이 안정적으로 확보되기 때문이다. Generally, a method of forming a conductive metal layer in a low-cost printing process when manufacturing electronic parts, for example, a process of printing a metal paste and then performing a heat treatment (firing or sintering) is used. In this case, a conductive paste mainly composed of silver (Ag) is mainly used because the low resistivity characteristic of silver and excellent oxidation resistance enable stable low electric resistance characteristic after heat treatment.

이 경우 은(Ag)은 분말 형태로 페이스트에 첨가되며, 페이스트는 에폭시(epoxy)와 같은 레진(resin) 성분이 들어가는 경우와 들어가지 않는 경우도 제조될 수 있는데, 전자의 경우가 기판 소재와의 접합력이 우수한 관계로 월등히 많이 사용되나 레진 성분에 의한 전기전도도 감소는 피할 수 없게 된다. 어떠한 경우가 되었든 은(Ag)을 사용하는 경우에서는 높은 가격으로 인해 전자 부품에 전도성 배선을 형성하기 위한 재료로서 점차 경쟁력을 잃고 있으며, 구리(Cu) 또는 니켈(Ni) 등의 저가 금속을 활용하기 위한 연구가 지속되고 있다. In this case, silver (Ag) is added to the paste in the form of powder, and the paste can be produced with or without a resin component such as an epoxy. In the former case, But it is inevitable to reduce the electrical conductivity due to the resin component. In any case, silver (Ag) is used as a material for forming conductive wirings in electronic parts because of its high price, and it is gradually losing its competitiveness and utilizing low-cost metal such as copper (Cu) or nickel Research is continuing.

그러나 구리 및 니켈은 대기 중 뿐만 아니라 질소 또는 아르곤과 같은 불활성 분위기에서도 산화되어 열처리 후 배선의 전기저항치가 크게 높아질 수 있으므로 상기 용도로의 실제 사용은 매우 드문 상황이다.However, since copper and nickel are oxidized not only in the atmosphere but also in an inert atmosphere such as nitrogen or argon, the electric resistance value of the wiring can be greatly increased after the heat treatment.

한편 유리, 세라믹 및 실리콘 기판 상 구리 배선 형성은 포토리소그래피(photo lithography) 공정 후 티타늄(Ti) 또는 크롬(Cr) 등의 접착층을 진공 증착하고, 이 후 구리층을 연속 증착하여 포토 리지스트(photo resist)를 떼어내는 lift off 방식, 티타늄 또는 크롬 등의 접착층과 구리층을 연속적으로 진공 증착하고 그 위에 포토리소그래피 공정을 실시하여 에칭(etching)을 통해 패터닝(patterning)하는 방식 및 구리 분말 및 글래스 프릿(glass frit) 분말을 혼합 첨가한 페이스트를 제조하고, 제조된 페이스트를 기판 상에 패턴 인쇄한 후 소결 열처리하여 기판 상에 구리층을 형성하는 방식이 존재한다.On the other hand, the formation of the copper wiring on the glass, ceramic and silicon substrate can be accomplished by vacuum deposition of an adhesive layer such as titanium (Ti) or chromium (Cr) after a photo lithography process and then continuously depositing a copper layer a lift off method in which a resist is removed, a method in which an adhesive layer such as titanium or chrome and a copper layer are successively vacuum-deposited, and a photolithography process is performed thereon and patterning is performed through etching, there is a method of producing a paste in which a paste of glass frit powder is mixed, pattern printing is performed on the paste, and sintering heat treatment is performed to form a copper layer on the substrate.

그러나, 포토리소그래피법을 사용할 경우 제조 공정이 매우 복잡하여 가격 경쟁력이 떨어지는 단점이 있었고, 글래스 프릿을 사용할 경우는 최종 생성층의 조성이 순수 구리가 아니므로 전기 전도도가 낮은 문제점이 있었다.However, when the photolithography method is used, there is a disadvantage that the manufacturing process is very complicated and the price competitiveness is poor. In the case of using the glass frit, the composition of the final product layer is not pure copper.

이에 본 출원인은 구리 포메이트 분말을 합성하여 페이스트 형태로 제조한 후 유리, 세라믹 및 실리콘 중 하나의 기판 상에 스크린 프린팅 공법으로 인쇄하고, 질소 분위기에서 열처리하여 접착력을 가지는 순수 구리층을 기판 상에 형성함으로써 유리, 세라믹 및 실리콘 중 하나의 기판에 접합된 순수 구리층을 형성함에 있어 제조 공정을 극도로 간소화할 수 있고, 추가적인 구리 도금 공정을 통해 제조된 구리층의 치밀한 조직 및 두께를 증가시켜 전기전도도를 극대화할 수 있는 방안을 제안하고자 한다.The applicant of the present invention synthesized a copper formate powder to prepare a paste, printed on one of glass, ceramics and silicon by a screen printing method, and heat treated in a nitrogen atmosphere to form a pure copper layer having an adhesive force on a substrate The formation process of the pure copper layer bonded to one of the substrates of glass, ceramics and silicon can be extremely simplified and the fine structure and thickness of the copper layer produced through the additional copper plating process can be increased, We propose a method to maximize the conductivity.

본 발명은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 구리 포메이트 분말을 용매와 혼합하여 구리 포메이트계 페이스트를 제조하고, 제조된 구리 포메이트계 페이스트를 유리, 세라믹 및 실리콘 중 하나의 기판 상에 스크린 프린팅 공법으로 인쇄하고, 질소 분위기에서 열처리함에 따라 기판 상에 순수 구리 필름이 접착되어 구리층을 형성할 수 있고, 이에 유리, 세라믹 및 실리콘 중 하나의 기판 상에 순수 구리 필름이 접합되어 구리층을 형성함에 있어 제조 공정을 간소할 수 있고, 추가적인 구리 도금 공정을 통해 상기 구리층의 치밀도 및 두께를 증가시켜 전기전도도를 극대화할 수 있는 구리층 제조 방법을 제공하고자 함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve all the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a copper foaming paste, which comprises a copper foamate powder mixed with a solvent to prepare a copper foamate paste, Ceramics, and silicon, and a pure copper film is adhered on the substrate by heat treatment in a nitrogen atmosphere to form a copper layer, and a substrate of one of glass, ceramics and silicon A pure copper film is bonded to a copper layer to simplify the manufacturing process and to increase the density and thickness of the copper layer through an additional copper plating process to maximize electrical conductivity. .

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 과제는,Technical Solution In order to achieve the above object,

구리 포메이트 분말을 제조하는 구리 포메이트 분말 제조 공정;A copper formate powder producing process for producing a copper formate powder;

구리 포메이트 분말을 용매와 혼합하여 구리 포메이트계 페이스트를 제조하는 페이스트 제조 공정;A paste manufacturing process for producing a copper formate-based paste by mixing a copper formate powder with a solvent;

세척된 유리, 세라믹, 및 실리콘 중 하나의 기판 표면에 상기 구리 포메이트계 페이스트를 인쇄한 후 질소 분위기에서 열처리하여, 상기 기판 상에 순수 구리 필름이 접합되어 구리층을 형성하는 구리층 형성 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.A copper layer forming step of printing the copper formate paste on the surface of one of the cleaned glass, ceramics and silicon and then performing heat treatment in a nitrogen atmosphere to bond the pure copper film to the substrate to form a copper layer .

바람직하게 상기 구리 포메이트 분말 제조 공정은, 산화 구리와 포름산과 그라인딩 볼을 혼합한 후 밀링하여 구리 포메이트를 제조하는 단계; 합성된 구리 포메이트에 세척 용매를 장입한 후 거름종이로 거르는 단계; 및 걸러진 구리 포메이트를 진공상태에서 건조하여 구리 포메이트 분말을 형성하는 단계로 구성된다. Preferably, the copper foamate powder is produced by mixing copper oxide, formic acid, and a grinding ball, followed by milling to form a copper formate; Charging the synthesized copper formate with a washing solvent, and then filtering with a filter paper; And drying the filtered copper formate in a vacuum to form a copper formate powder.

바람직하게 상기 구리 포메이트 분말 제조 공정에서 밀링 단계는, 200 내지 300 rpm으로 회전하는 자(jar) 내에서 수행할 수 있고, 상기 구리 포메이트 분말 제조 공정에서 세척 용매는 이소프로필알콜(이소프로판올), 에탄올, 메탄올, 증류수 중 하나 또는 이들의 혼합액을 포함할 수 있으며, 세척 시 초음파 배스(bath)를 사용할 수도 있고, 상기 구리 포메이트 분말 제조 공정에서 상기 건조 단계는, 진공상태에서 40 ℃ 내지 70 ℃ 온도 범위에서 수행할 수 있다.Preferably, the milling step in the copper foamate powder manufacturing process may be performed in a jar rotating at 200 to 300 rpm. In the copper formate powder manufacturing process, the washing solvent may be isopropyl alcohol (isopropanol) Ethanol, methanol, distilled water, or a mixed solution thereof. The ultrasonic bath may be used for washing. In the copper foamate powder manufacturing process, the drying step may be performed at a temperature of 40 to 70 ° C Temperature range.

바람직하게 상기 페이스트 제조 공정은, 건조된 구리 포메이트 분말을 용매와 배합 및 혼합하여 구리 포메이트계 페이스트를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 바람직하게 페이스트 제조 공정의 용매는 터피놀, 이소프로필알콜, 에탄올, 메탄올, 부탄올, 글리세롤, 디에텔렌 글리콜, 에틸 아세테이트, 부틸아세테이트, 프로필 아세테이트, 메틸에틸 케톤, 벤젠, 테트라데칸, 톨루엔 및 증류수 중 하나 또는 이들의 혼합액이 사용될 수 있다.Preferably, the paste manufacturing process may include mixing and mixing the dried copper formate powder with a solvent to produce a copper formate-based paste. Preferably, the solvent of the paste manufacturing process is selected from the group consisting of terpineol, isopropyl alcohol, ethanol, methanol, butanol, glycerol, diethylene glycol, ethyl acetate, butyl acetate, propyl acetate, methyl ethyl ketone, benzene, tetradecane, toluene and distilled water One or a mixed solution thereof may be used.

바람직하게 상기 구리층 형성 공정은, 제조된 구리 포메이트계 페이스트를 세척한 기판 상에 인쇄한 후, 열처리하여 상기 기판 상에 순수 구리가 접착되어 구리층을 형성할 수 있다. 상기 구리층 형성 공정에서 인쇄 공법은 패턴닝이 필용한 경우 스크린 프린팅 공법이 가장 바람직하나, 패턴닝이 불필요한 경우 닥터 블레이드 코팅법, 스핀 코팅법, 스프레이 코팅법 중 하나로 수행될 수 있다. 상기 스크린 프린팅법 적용 시 스크린의 두께는 1 μm 내지 100 μm 범위가 바람직하며, 이에 인쇄 후 구리층의 두께는 0.1 μm 내지 0.9 μm 범위일 수 있다. Preferably, the copper layer forming process may be performed by printing the copper foil-based paste on the cleaned substrate, then heat-treating the pure copper layer to form a copper layer on the substrate. The printing method in the copper layer forming step is most preferably a screen printing method when patterning is used, but may be performed by one of doctor blade coating method, spin coating method and spray coating method when patterning is unnecessary. In the screen printing method, the thickness of the screen is preferably in the range of 1 μm to 100 μm, and the thickness of the copper layer after printing may range from 0.1 μm to 0.9 μm.

바람직하게 상기 구리층 형성 공정에서 열처리는, 질소 분위기에서 가열 온도를 분당 5 ℃ 내지 30 ℃ 범위로 승온하고, 230 ℃ 내지 300 ℃ 범위의 소결 온도에서 10 분 내지 2시간 범위의 시간 동안 수행될 수 있다.Preferably, the heat treatment in the copper layer forming step may be carried out in a nitrogen atmosphere at a sintering temperature ranging from 230 ° C to 300 ° C for a time ranging from 10 minutes to 2 hours, have.

바람직하게 구리층이 형성된 기판을 2차 세척할 수 있고, 이후 구리 도금 용액에 침지시켜 순수 구리를 추가적으로 도금하여 생성된 구리층의 밀도를 증가시키고 구리층의 두께를 증가시키는 후처리 공정을 더 포함할 수 있다. 상기 도금 공정은 무전해 도금 또는 전해 도금으로 진행될 수 있다. Preferably further comprising a post-treatment step in which the substrate on which the copper layer has been formed can be secondly cleaned and then further plated with pure copper by immersion in a copper plating solution to increase the density of the resulting copper layer and increase the thickness of the copper layer can do. The plating process may be performed by electroless plating or electrolytic plating.

본 발명에 따르면 구리 포메이트 분말에 용매를 혼합하여 구리 포메이드계 페이스트를 제조한 후, 제조된 구리 포메이드계 페이스트를 스크린 프린팅 공법으로 유리, 세라믹 및 실리콘 상에 인쇄하고, 질소 분위기에서 열처리하여, 상기 기판 상에 필름 형태로 접착된 순수 구리층을 형성함에 따라 유리, 세라믹 및 실리콘 중 하나의 기판 상에 접합된 순수 구리층을 형성함에 있어 제조 공정을 간소화할 수 있고, 이에 따라 제조 단가를 낮출 수 있는 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, after a copper foaming paste is prepared by mixing a copper foamate powder with a solvent, the copper foams paste is printed on glass, ceramics and silicon by a screen printing method and heat-treated in a nitrogen atmosphere By forming a pure copper layer adhered in the form of a film on the substrate, the manufacturing process can be simplified in forming a pure copper layer bonded on one of glass, ceramics and silicon, The effect can be obtained.

또한 본 발명에 의하면, 상기 생성된 구리층의 밀도 및 두께를 후속 구리 도금 공정으로 증가시킴으로써 우수한 전기전도도를 얻을 수 있게 된다.In addition, according to the present invention, the density and thickness of the copper layer are increased by the subsequent copper plating process, so that excellent electric conductivity can be obtained.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 구리층 제조 방법을 보인 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 구리층 제조 방법 중 구리 포메이트 분말의 제조 공정에 대한 세부적인 구성을 보인 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 구리층 제조 방법 중 순수 구리층 형성 공정의 세부적인 구성을 보인 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 구리층 제조 방법에서 생성된 구리 포메이트 분말의 외관 및 SEM 이미지를 보인 도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 구리층 제조 방법에서 생성된 구리 포메이트 분말의 XRD 패턴을 보인 도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 구리층 제조 방법에서 구리 포메이트와 터피놀 용매의 배합비에 따라 생성된 구리층의 접착력을 보인 도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 구리층 제조 방법에서 생성된 구리층의 표면 및 측단면의 SEM 이미지를 보인 도들이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 구리층 제조 방법에서 열처리 시간에 따른 생성 금속층의 XRD 패턴을 보인 도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 구리층 제조 방법에서 생성된 구리층의 두께 변화를 보인 도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 구리층 제조 방법에서 열처리 온도에 따라 생성된 구리층의 접착력을 보인 도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 구리층 제조 방법에서 사용 기판 별 형성 구리층의 표면 및 측단면의 SEM 이미지를 보인 도들이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 구리층 제조 방법의 무전해 구리 도금 공정 후 구리층의 표면 SEM 이미지를 보인 도이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 구리층 제조 방법의 무전해 구리 도금 공정 후 구리층의 XRD 패턴을 보인 도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further understand the technical idea of the invention. And should not be construed as limiting.
FIG. 1 is a flowchart showing a copper layer manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart showing a detailed configuration of a process for producing copper formate powder in a copper layer manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart showing a detailed configuration of a pure copper layer forming process in a copper layer manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a SEM image showing the appearance and appearance of the copper formate powder produced in the copper layer manufacturing method according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view showing an XRD pattern of a copper formate powder produced in a copper layer manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing the adhesive strength of the copper layer formed according to the blending ratio of copper formate and terpineol solvent in the copper layer manufacturing method according to the embodiment of the present invention.
7 is a SEM image of a surface and a cross-sectional view of the copper layer produced in the copper layer manufacturing method according to the embodiment of the present invention.
8 is a view showing an XRD pattern of a generated metal layer according to a heat treatment time in a copper layer manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph showing a change in the thickness of the copper layer produced in the copper layer manufacturing method according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a graph showing the adhesion of the copper layer formed according to the heat treatment temperature in the copper layer manufacturing method according to the embodiment of the present invention.
11 and 12 are SEM images of the surface and side cross-section of the copper layer formed on each substrate in the copper layer manufacturing method according to the embodiment of the present invention.
13 is a SEM image of a copper layer after electroless copper plating in the copper layer manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
14 is a view showing an XRD pattern of a copper layer after an electroless copper plating process in a copper layer manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 도면에 따라서 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged to illustrate the present invention in order to clarify the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. Also, the terms " part, "" module," and " module ", etc. in the specification mean a unit for processing at least one function or operation and may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software have.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 포름산 구리를 이용한 금속 박막 형성방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of forming a metal thin film using copper formate according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 구리층 제조 방법을 보인 흐름도이고, 도 2는 도 1에 도시된 구리 포메이트 분말의 제조 공정(100)의 세부적인 구성을 보인 도이며, 도 3은 도 1에 도시된 구리층 형성 공정(300)에 대한 세부적인 구성을 보인 도로서, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 구리층 제조 방법은 구리 포메이트 분말에 용매를 혼합하여 구리 포메이트계 페이스트를 제조한 후, 제조된 구리 포메이트계 페이스트를 스크린 프린팅 공법으로 유리, 세라믹 및 실리콘 중 하나의 기판 상에 인쇄하고, 질소 분위기에서 열처리하여 기판 상에 접착력을 가지는 순수 구리층을 형성하도록 구비될 수 있고, 이에 유리, 세라믹 및 실리콘 중 하나의 기판 상 순수 구리층을 제조 방법은, 구리 포메이트 분말 제조 공정(100), 페이스트 제조 공정(200), 및 구리층 형성 공정(300)을 포함할 수 있다.FIG. 1 is a flow chart showing a copper layer manufacturing method according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of the copper foamate powder manufacturing process 100 shown in FIG. 1, 1 to 3, a method of manufacturing a copper layer according to an embodiment of the present invention includes mixing a copper foamate powder with a solvent The copper formate paste thus prepared is printed on one of glass, ceramics and silicon substrates by a screen printing method and heat-treated in a nitrogen atmosphere to obtain pure copper Layer, and the method of manufacturing the pure copper layer on one of the glass, the ceramic and the silicon may include a copper formate powder manufacturing process 100, a paste manufacturing process 200, And a copper layer forming process 300.

구리 포메이트 분말 제조 공정(100)은, 단계(101, 103)를 통해 순도 95%인 23 g의 산화 구리와 순도 85% 인 103.52 ㎖의 포름산과 탭부피 86.27 ㎖의 그라인딩 볼을 혼합하여 300 rpm으로 25℃ 에서 5시간 밀링하여 구리 포메이트를 제조할 수 있다.The copper formate powder manufacturing process 100 is a process for producing copper formate powder by mixing 23 g of copper oxide having a purity of 95% and 103.52 ml of formic acid having a purity of 85% and a grinding ball having a tap volume of 86.27 ml through steps 101 and 103 at 300 rpm At 25 DEG C for 5 hours to prepare a copper formate.

그리고,단계(105)(107)에서 합성된 구리 포메이트를 세척 용매(바람직하게 이소프로필알콜)로 반복 세척하면서 거름종이로 거른 후, 50℃의 진공상태에서 7시간 동안 건조하여 구리 포메이트 분말이 제조될 수 있다.Then, the copper formate synthesized in the steps (105) and (107) was repeatedly washed with a washing solvent (preferably isopropyl alcohol), filtered through filter paper, and dried in a vacuum state at 50 ° C for 7 hours to obtain a copper formate powder Can be produced.

여기서, 상기 세척 용매는 이소프로필알콜, 에탄올, 메탄올, 및 증류수 중 하나 또는 이들의 혼합물로 사용될 수 있다.Here, the washing solvent may be used as one of isopropyl alcohol, ethanol, methanol, and distilled water, or a mixture thereof.

그리고 페이스트 제조 공정(200)은, 상기 건조된 구리 포메이트 분말을 용매와 배합 및 혼합하여 구리 포메이트계 페이스트를 생성할 수 있다. 이때 용매는 터피놀, 이소프로필알콜, 에탄올, 메탄올, 부탄올, 글리세롤, 디에텔렌 글리콜, 에틸 아세테이트, 부틸아세테이트, 프로필 아세테이트, 메틸에틸 케톤, 벤젠, 테트라데칸, 톨루엔 및 증류수 중 하나 또는 이들의 혼합액이 사용될 수 있다.Then, the paste manufacturing process 200 may mix and dry the dried copper formate powder with a solvent to produce a copper formate-based paste. The solvent may be one of terpineol, isopropyl alcohol, ethanol, methanol, butanol, glycerol, diethylene glycol, ethyl acetate, butyl acetate, propyl acetate, methyl ethyl ketone, benzene, tetradecane, toluene, Can be used.

이 후 세척된 기판 상에 생성된 구리 포메이트 페이스트를 스크린 프린팅 공법으로 인쇄한 후, 질소 분위기에서 가열 온도를 분당 10℃로 승온시켜 250℃의 소결온도에서 30분 이상 동안 열처리할 수 있다(단계 301, 303). 이에 유리, 세라믹, 및 실리콘 중 하나의 기판 상에 순수 구리 필름이 접합되어 구리층이 형성된다. After the copper foil paste is printed on the cleaned substrate by a screen printing method, the heating temperature may be elevated to 10 ° C per minute in a nitrogen atmosphere, and then heat-treated at a sintering temperature of 250 ° C for 30 minutes or more 301, 303). A pure copper film is then bonded on one of the substrates of glass, ceramic, and silicon to form a copper layer.

여기서 기판의 소재로는 유리, 세라믹 및 실리콘 등이 가능하며, 특히 세라믹으로 알루미나(Al2O3) 또는 실리카(SiO2)와 같은 산화물계, 질화알루미늄(AlN)과 같은 질화물계, 탄화실리콘(SiC)과 같은 탄화물계 등이 이용될 수 있다.Examples of the material of the substrate include glass, ceramics, silicon, and the like. Particularly, ceramics can be used as an oxide such as alumina (Al 2 O 3 ) or silica (SiO 2 ), a nitride such as aluminum nitride (AlN) SiC), or the like may be used.

인쇄 공법은 패턴닝이 가능한 스크린 프린팅 공법을 일예로 설명하고 있으나, 패턴닝이 불필요한 경우에는 통상의 방법에 따라, 예를 들어, 닥터 블레이드 코팅법, 스핀 코팅법, 스프레이 코팅법 등으로 이용될 수 있다. 이때 스크린 두께는 1 μm 내지 100 μm 범위일 수 있다.The printing method describes a screen printing method capable of patterning. However, when patterning is unnecessary, the printing method can be used in accordance with a usual method, for example, a doctor blade coating method, a spin coating method, a spray coating method, have. The screen thickness may range from 1 [mu] m to 100 [mu] m.

한편 열처리는 질소 분위기에 수행할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 질소 및 아르곤 등의 불활성 가스와 수소와 같은 환원성 가스, 그리고 이들의 혼합된 분위기에서 수행될 수 있다.On the other hand, the heat treatment can be performed in a nitrogen atmosphere, but is not limited thereto. For example, the heat treatment may be performed in an inert gas such as nitrogen and argon, a reducing gas such as hydrogen, and a mixed atmosphere thereof.

다음으로, 본 발명의 구리층 제조 방법은, 구리층 형성 공정(300)에서 형성된 구리층을 가지는 기판을 세척한 후, 구리 도금 용액에 장입하여 무전해 도금 또는 전해 도금으로 순수 구리를 추가로 도금하여 구리층의 밀도 및 두께를 증가시켜 전기전도도가 증가되는 후처리 공정(400)를 더 포함할 수 있다.Next, the method for manufacturing a copper layer of the present invention is characterized in that the substrate having the copper layer formed in the copper layer forming step 300 is washed and then charged into a copper plating solution to further coat pure copper by electroless plating or electrolytic plating And a post-treatment process (400) in which the electrical conductivity is increased by increasing the density and thickness of the copper layer.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

먼저 구리 포메이트 분말을 제조하기 위해, 순도 95%인 23 g의 산화 구리와 순도 85%인 103.52 ㎖의 포름산과 탭부피 86.27 ㎖의 그라인딩 볼을 혼합하여 300 rpm으로 25℃ 에서 5시간 밀링하여 구리 포메이트를 합성하고, 합성된 구리 포메이트를 이소프로필알콜로 반복적으로 세척한 후 거름종이로 거른 다음 50℃의 진공상태에서 7시간 동안 건조하였다.First, 23 g of copper oxide having a purity of 95%, 103.52 ml of formic acid having a purity of 85%, and a grinding ball having a tap volume of 86.27 ml were mixed and milled at 25 DEG C for 5 hours at 300 rpm to prepare a copper formate powder. The formate was synthesized, and the synthesized copper formate was repeatedly washed with isopropyl alcohol, filtered with a filter paper, and then dried in a vacuum state at 50 ° C for 7 hours.

상기 구리 포메이트 분말에 대해, 획득된 SEM(Scanning Electron Microscope) 영상과 XRD(X-ray Diffraction) 패턴은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같다. 즉, SEM 분석으로부터 구리 포메이트 분말의 크기는 284 nm 내지 826 ㎚의 크기를 가지는 것을 확인할 수 있다. The obtained SEM (Scanning Electron Microscope) image and X-ray diffraction (XRD) pattern for the copper formate powder are shown in FIGS. 4 and 5. That is, it can be confirmed from the SEM analysis that the size of the copper formate powder has a size of 284 nm to 826 nm.

이 후 50 wt%의 포름산 구리 분말과 50 wt%의 터피놀 용매를 혼합하여 구리 포메이트계 페이스트를 제조한 후 소다라임(soda lime) 유리 기판 상에 스크린 프린팅 공법으로 인쇄한 다음, 질소 분위기에서 가열 온도를 분당 10℃로 승온시켜 250℃의 소결 온도에서 60분 동안 열처리하여 소다라임(soda lime) 유리 기판 상에 접착된 필름 형태의 순수 구리층을 형성하였으며, 이후 cross cut test를 통해 접착력을 분석하여 도 6에 나타내었다. 포름산 구리 분말과 터피놀 용매의 배합비에 따른 cross cut test 분석으로부터 상기 방법에 의해 제조된 구리층의 접착력은 60 wt%의 구리 포메이트 분말과 40 wt%의 터피놀 용제의 혼합 조건에서 최대임을 확인할 수 있다. 도 6을 참조하면, 구리 포메이트 분말이 60 내지 70 중량부를 차지하는 경우에 접착력이 양호한 것을 알 수 있다.Then, copper formate paste was prepared by mixing 50 wt% of copper formate powder and 50 wt% of terpinol solvent, and then printed on a soda lime glass substrate by a screen printing method. Then, in a nitrogen atmosphere The heating temperature was raised to 10 ° C per minute and the film was annealed at a sintering temperature of 250 ° C for 60 minutes to form a pure copper film layer adhered on a soda lime glass substrate. The analysis is shown in FIG. From the cross cut test analysis according to the mixing ratio of the copper formate copper powder and the terpineol solvent, it was confirmed that the adhesion strength of the copper layer prepared by the above method was maximum in the mixing condition of the copper formate powder of 60 wt% and the terpineol solvent of 40 wt% . Referring to FIG. 6, it can be seen that when the copper formate powder accounts for 60 to 70 parts by weight, the adhesive strength is good.

부착력을 분석하는 방법으로 기존에 사용하던 cross cut test 분석을 통해 이루어지는 것을 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 국한하지 아니한다.But the present invention is not limited to this, for example, by analyzing the adhesive force through a conventional cross cut test analysis.

그리고, 생성 구리층의 표면 및 커팅면의 상태를 SEM 영상을 통해 분석하여 도 7에 도시되었고, XRD 패턴 분석하여 도 8에 도시되었다. SEM 영상 분석에 따르면 구리층이 유리 기판과 접합됨과 동시에 미세 구리 입자 간에 확연한 네킹(necking) 구조가 형성되었음을 확인할 수 있고, 열처리 시 구리 포메이트의 상변화 과정에서 생성되는 CO2 및 H2O 가스에 의한 다수의 공동(void)이 형성되므로 구리층의 치밀도는 낮으나, 그 조직이 비교적 균일하여 재현 가능성이 높을 수 있음을 확인할 수 있다. 또한 XRD 분석으로부터 250℃의 소결 온도에서 5분 유지부터 구리 포메이트는 없어지고, 순수 구리만이 생성됨을 확인할 수 있다.Then, the state of the surface of the produced copper layer and the state of the cutting surface are analyzed by SEM image and shown in FIG. 7, and XRD pattern analysis is shown in FIG. SEM image analysis shows that the copper layer is bonded to the glass substrate and a distinctive necking structure is formed between the fine copper particles and that the CO 2 and H 2 O gases generated during the phase change of the copper formate during the heat treatment It can be confirmed that the density of the copper layer is low, but the structure is comparatively uniform and the reproducibility is high. From the XRD analysis, it can be confirmed that the copper formate disappears from the retention time of 5 minutes at the sintering temperature of 250 ° C, and only pure copper is produced.

한편 생성된 구리층의 두께 변화는 도 9에 나타내었다. 즉, 구리층 두께 변화 분석으로부터 구리층의 두께는 260.8 내지 592.3 ㎚ 범위로 존재하였다. The change in the thickness of the resulting copper layer is shown in Fig. That is, from the copper layer thickness change analysis, the thickness of the copper layer was in the range of 260.8 to 592.3 nm.

아울러 전술한 실시 예에서 제조된 60 wt% 의 구리 포메이트 분말과 40 wt%의 터피놀 용제를 혼합하여 페이스트를 제조한 후, 소다라임 유리 기판 상에 스크린 프린팅 공법으로 인쇄한 후 질소 분위기에서 250℃의 소결온도에서 30분 동안 열처리하여 얻어진 구리층에 대한 비저항 특성 분석으로부터 도 10에 도시된 바와 같이, 4점 프로브(probe)로 측정한 결과 면저항은 0.30 Ω/sq. 이고, 비저항은 14.77 μΩ·㎝임을 확인할 수 있다.The paste was prepared by mixing the 60 wt% copper formate powder and the 40 wt% terpineol solvent prepared in the above-described example, and then printed on a soda lime glass substrate by a screen printing method. Then, 250 As shown in FIG. 10, from the analysis of the resistivity characteristics of the copper layer obtained by the heat treatment for 30 minutes at the sintering temperature of 0.degree. C., the sheet resistance was 0.30? / Sq. As measured by a four point probe. , And the specific resistance is 14.77 [micro] [Omega] .cm.

한편, 전술한 실시예에서 제조된 구리 포메이트계 페이스트를 질화 알루미늄 및 실리콘 웨이퍼에 각각 스크린 프린팅 공법으로 인쇄 후 열처리하여 얻어진 구리층의 표면 및 단면에 대한 SEM 이미지들은 도 11 및 도 12에 각각 도시된 바와 같으며, SEM 이미지 분석으로부터 질화 알루미늄 및 실리콘 웨이퍼 모두 구리층이 기판과 접합됨과 동시에 미세 구리 입자 간에 네킹 구조가 형성되었음을 확인할 수 있었다.On the other hand, SEM images of the surface and cross-section of the copper layer obtained by printing the copper formate paste prepared in the above-mentioned embodiment on the aluminum nitride and silicon wafer by screen printing method and then heat-treating them are shown in FIGS. 11 and 12, respectively. SEM image analysis showed that both the aluminum nitride and silicon wafers were bonded to the copper layer and the necking structure was formed between the fine copper particles.

<실시예 2>&Lt; Example 2 >

순도 99%의 카파 설페이트 펜타하이드레이트 0.75 g과, 순도 98.5%의 테트라소듐이디티에이 1.46 g과, 2,2바이피리딜 0.1 g과, 폴리에틸렌글리콜 0.03 g과, 순도 99.5%의 프로말알데히드 0.3 g과, 증류수 500 ㎖를 혼합시킨 구리 도금 용액(pH=12.5)을 60℃로 가열시킨 후 실시예 1에서 제조된 구리층이 형성된 소다라임 유리 기판을 3분 동안 장입하여 순수 구리를 추가 도금한 후 비저항을 측정하였다.0.75 g of kappa sulfate pentahydrate having a purity of 99%, 1.46 g of tetrasodium dithiophosphate having a purity of 98.5%, 0.1 g of 2,2-bipyridyl, 0.03 g of polyethylene glycol, and 0.3 g of propaldehyde having a purity of 99.5% (PH = 12.5) mixed with 500 ml of distilled water was heated to 60 ° C, and the sodalime glass substrate on which the copper layer prepared in Example 1 was formed was charged for 3 minutes to further coat pure copper The resistivity was measured.

이때 하기 표에 도시된 바와 같이 무전해 구리 도금을 실시한 후 면 저항이 크게 감소되었음을 확인할 수 있었다.As shown in the following table, it was confirmed that the surface resistance was greatly reduced after electroless copper plating.

무전해 도금 공정 전Before electroless plating process 무전해 도금 공정 후After electroless plating process 면저항(sheet Resistance)Sheet Resistance 0.295463 Ω/sq0.295463? / Sq 0.08441 Ω/sq0.08441 Ω / sq

이러한 무전해 구리 도금 공정의 추가를 통해 얻어진 구리층의 표면에 대한 SEM 이미지는 도 13에 도시된 바와 같고, XRD 분석 결과는 도 14에 나타내었다. 전술한 방법에 의해 제조된 구리층은 SEM 이미지 및 XRD 분석으로부터 미세구조가 치밀해지고 그 두께도 증가하였으며, 구리 포메이트는 여전히 존재하기 않고 순수 구리만이 존재함음을 확인할 수 있다. The SEM image of the surface of the copper layer obtained through the addition of the electroless copper plating process is as shown in FIG. 13, and the XRD analysis result is shown in FIG. From the SEM image and XRD analysis, the copper layer produced by the above-mentioned method shows that the microstructure becomes dense and the thickness thereof is increased, and copper formate still does not exist and only pure copper exists.

따라서, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 구리층 제조 방법은 구리 포메이트 분말에 용매를 혼합하여 구리 포메이트계 페이스트를 제조한 후, 제조된 구리 포메이트계 페이스트를 스크린 프린팅 공법으로 유리, 세라믹 및 실리콘 중 하나의 기판 상에 인쇄하고, 질소 분위기에서 열처리하여 기판 상에 접착력을 가지는 필름 형태의 순수 구리층을 형성함에 따라 제조 공정을 간소화할 수 있고, 이에 따라 제조 단가를 낮출 수 있고, 생성된 구리층의 밀도 및 두께를 후속 구리 도금 공정으로 증가시킴으로써 우수한 전기전도도를 얻을 수 있게 된다.Accordingly, the copper layer manufacturing method according to an embodiment of the present invention is a method of manufacturing a copper foil paste by mixing a copper foamate powder with a solvent to prepare a copper foamate paste, then coating the copper foamate paste by glass printing, By printing on one of the silicon substrates and forming a film-like pure copper layer having an adhesive force on the substrate by heat treatment in a nitrogen atmosphere, the manufacturing process can be simplified, the manufacturing cost can be reduced, By increasing the density and thickness of the copper layer to the subsequent copper plating process, it is possible to obtain excellent electrical conductivity.

이상에서 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. will be. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by all changes or modifications derived from the scope of the appended claims and equivalents of the following claims.

구리 포메이트 분말에 용매를 혼합하여 구리 포메이트계 페이스트를 제조한 후, 제조된 구리 포메이트계 페이스트를 스크린 프린팅 공법으로 유리, 세라믹 및 실리콘 중 하나의 기판 상에 인쇄하고, 질소 분위기에서 열처리하여 기판 상에 접착력을 가지는 필름 형태의 순수 구리층을 형성함에 따라 제조 공정을 간소화할 수 있고, 이에 따라 제조 단가를 낮출 수 있으며, 생성된 구리층의 밀도 및 두께를 후속 구리 도금 공정으로 증가시킴으로써 우수한 전기전도도를 얻을 수 있는 구리층 제조 방법은 기존에 보고되지 않은 완전히 새로운 공정으로 유리, 세라믹 및 실리콘 기판 상에 순수 구리 배선 및 패드 등의 구리층을 형성할 수 있고, 기존의 포토리소그래프 공정, 진공증착 공정 및 접착층 사용을 배제함으로써 제조 공정상의 가격 경쟁력이 우수하며, 레진의 사용을 배제함으로써 금속(구리)층만으로 이루어지는 우수한 전기전도도의, 그리고 기판 상에 접합된 형태의 필름 구조 확보가 가능하고, 확보된 가격 및 양산 경쟁력을 고려할 때 각종 전기전자, 디스플레이, 반도체, 자동차용 모듈, ICT 기기, 의료기기, 지능형 로봇 등의 분야에서 유리, 세라믹 또는 실리콘 기판을 이용한 부품의 제조 시 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 수준의 기술이므로 향후 산업상 이용가능성이 매우 높은 발명이다.A copper formate-based paste is prepared by mixing a copper foamate powder with a solvent, and then the produced copper formate-based paste is printed on one of glass, ceramic and silicon substrates by a screen printing method and heat-treated in a nitrogen atmosphere By forming a film-like pure copper layer having an adhesive force on the substrate, the manufacturing process can be simplified, thereby lowering the manufacturing cost, and by increasing the density and thickness of the resulting copper layer to a subsequent copper plating process, The copper layer manufacturing method which can obtain the electric conductivity is a completely new process which has not been reported before, and copper layers such as pure copper wires and pads can be formed on glass, ceramics and silicon substrates and the conventional photolithographic process, By eliminating the vacuum deposition process and the use of the adhesive layer, By eliminating the use of resin, it is possible to secure the film structure of the excellent electrical conductivity of only the metal (copper) layer and the shape bonded on the substrate, In the field of semiconductors, automobile modules, ICT devices, medical devices, intelligent robots and the like, it is a technology that can be practically and clearly practiced in manufacturing parts using glass, ceramics or silicon substrates, .

Claims (10)

산화 구리와 포름산과 그라인딩 볼을 혼합한 후 밀링하여 구리 포메이트를 제조하는 밀링 단계를 포함하는 구리 포메이트 분말 제조 공정;
구리 포메이트 분말을 용매와 혼합하여 구리 포메이트계 페이스트를 제조하되, 전체 페이스트 중 구리 포메이트 분말이 60 내지 70 중량부를 차지하도록 제조하는 페이스트 제조 공정;
세척된 유리, 세라믹, 및 실리콘 중 하나의 기판 표면에 상기 구리 포메이트계 페이스트를 인쇄한 후 질소 분위기에서 열처리하여 구리 포메이트를 전부 구리로 변화시키고 구리 입자 간에 네킹(necking) 구조를 형성시켜 상기 기판 상에 접합된 필름 형태의 구리층을 형성하는 구리층 형성 공정; 및
구리층이 형성된 기판을 구리 도금 용액에 장입하여 구리층에 구리를 추가로 도금하여, 기존에 형성된 구리층의 밀도를 증가시키고 구리층의 두께를 증가시키는 후처리 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 구리층 제조 방법.
A milling step of mixing copper oxide, formic acid, and a grinding ball followed by milling to produce a copper formate;
A paste manufacturing process for producing a copper formate based paste by mixing the copper formate powder with a solvent so that the copper formate powder accounts for 60 to 70 parts by weight of the total paste;
The copper formate paste is printed on the surface of one of the cleaned glass, ceramic, and silicon and then heat-treated in a nitrogen atmosphere to change the copper formate to copper in its entirety and form a necking structure between the copper particles, A copper layer forming step of forming a film layer of a copper layer bonded onto the substrate; And
And a post-treatment step of charging the copper-layer-formed substrate into the copper plating solution to further coat the copper layer with copper to increase the density of the copper layer formed and increase the thickness of the copper layer Lt; / RTI &gt;
제1항에 있어서, 상기 구리 포메이트 분말 제조 공정은,
상기 구리 포메이트를 제조하는 밀링 단계에서 합성된 구리 포메이트에 세척 용매를 장입하여 세척한 후 거름종이로 거르는 단계; 및
걸러진 구리 포메이트를 진공상태에서 건조하여 구리 포메이트 분말을 형성하는 건조 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구리층 제조 방법.
The process for producing a copper foil powder according to claim 1,
Washing the copper formate synthesized in the milling step for preparing the copper formate, washing the copper formate, and filtering the copper formate with the filter paper; And
And drying the filtered copper formate in a vacuum to form a copper formate powder.
제1항에 있어서, 상기 구리 포메이트 분말 제조 공정에서 밀링 단계는,
200 내지 300 rpm으로 회전하는 자(jar) 내에서 수행하는 것을 특징으로 하는 구리층 제조 방법.
The method according to claim 1, wherein in the copper foamate powder manufacturing process, In the step,
Is carried out in a jar rotating at 200 to 300 rpm.
제2항에 있어서, 상기 구리 포메이트 분말 제조 공정에서 세척 용매는 이소프로필알콜(이소프로판올), 에탄올, 메탄올, 증류수 중 하나 또는 이들의 혼합액인 것을 특징으로 하는 구리층 제조 방법.
[3] The method of claim 2, wherein the cleaning solvent in the copper foamate powder manufacturing process is one of isopropyl alcohol (isopropanol), ethanol, methanol, distilled water, or a mixture thereof.
제2항에 있어서, 상기 구리 포메이트 분말 제조 공정에서 상기 건조 단계는, 진공상태에서 40℃ 내지 70℃ 온도 범위에서 수행하는 것을 특징으로 하는 구리층 제조 방법.
The method according to claim 2, wherein the drying step in the copper foamate powder production step is performed in a vacuum state at a temperature ranging from 40 ° C to 70 ° C.
제1항에 있어서, 상기 페이스트 제조 공정은,
건조된 구리 포메이트 분말을 용매와 배합 및 혼합하여 구리 포메이트계 페이스트를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구리층 제조 방법.

The method according to claim 1,
And mixing and mixing the dried copper formate powder with a solvent to produce a copper formate-based paste.

제6항에 있어서, 상기 페이스트 제조 공정의 용매는
터피놀, 이소프로필알콜, 에탄올, 메탄올, 부탄올, 글리세롤, 디에텔렌 글리콜, 에틸 아세테이트, 부틸아세테이트, 프로필 아세테이트, 메틸에틸 케톤, 벤젠, 테트라데칸, 톨루엔 및 증류수 중 하나 또는 이들의 혼합액인 것을 특징으로 하는 구리층 제조 방법.
7. The process of claim 6, wherein the solvent in the paste manufacturing process comprises
And is a mixture of one or more of terpineol, isopropyl alcohol, ethanol, methanol, butanol, glycerol, diethylene glycol, ethyl acetate, butyl acetate, propyl acetate, methyl ethyl ketone, benzene, tetradecane, toluene and distilled water By weight.
제1항에 있어서, 상기 구리층 형성 공정은,
제조된 구리 포메이트계 페이스트를 세척한 기판 상에 인쇄한 후 열처리하여 상기 기판 상에 접착된 필름 형태의 순수 구리층을 형성하되,
상기 인쇄 공법은 패터닝이 필요한 경우 스크린 프린팅 공법으로 수행되고, 패턴닝이 불필요한 경우 닥터 블레이드 코팅법, 스핀 코팅법, 스프레이 코팅법 중 하나로 수행되는 것을 특징으로 하는 구리층 제조 방법.
The method according to claim 1,
The copper foil paste is printed on a cleaned substrate and then heat treated to form a film-like pure copper layer on the substrate,
Wherein the printing method is performed by a screen printing method when patterning is required and is performed by one of a doctor blade coating method, a spin coating method and a spray coating method when patterning is unnecessary.
제8항에 있어서, 상기 스크린 프린팅 공법 적용 시
스크린의 두께는 1 μm 내지 100 μm 범위이고,
인쇄 후 구리층의 두께는 0.1 μm 내지 0.9 μm 범위인 것을 특징으로 하는 구리층 제조 방법.
9. The method according to claim 8,
The thickness of the screen ranges from 1 m to 100 m,
Wherein the thickness of the copper layer after printing is in the range of 0.1 mu m to 0.9 mu m.
제1항에 있어서,
상기 도금 공정은 무전해 도금 또는 전해 도금으로 진행되는 것을 특징으로 하는 구리층 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the plating process is performed by electroless plating or electrolytic plating.
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