KR102142522B1 - 드라이 필름 레지스트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 인쇄회로기판의 회로 형성에 사용되는 드라이 필름 레지스트의 감광 특성을 부분적으로 변경함으로써 미세회로를 구현할 수 있는 드라이 필름 레지스트에 관한 발명이다.

Description

드라이 필름 레지스트{DRY FILM RESIST}
본 발명은 드라이 필름 레지스트에 관한 발명으로, 보다 구체적으로, 인쇄회로기판의 회로 형성에 사용되는 드라이 필름 레지스트에 관한 것이다.
인쇄회로기판(Printed Circuit Board)에서 회로를 형성하는 데에는 통상적으로 레지스트(Resist)가 사용되며, 레지스트는 통상 액상 형태의 레지스트와 건상 형태의 레지스트로 나뉘어진다.
액상 레지스트의 경우 인쇄회로기판이나 반도체 칩 리드프레임의 제조기재인 금속표면과의 접착이 용이하며, 얇은 두께로 코팅을 할 수 있어 높은 해상도를 지니는 장점이 있으나, 코팅건조의 시간이 많이 소요되어 생산성이 떨어지며, 높은 노광량을 필요로 하여 노광기 램프의 노후를 촉진하고 박리시간이 길어져 생산성이 떨어지는 문제점이 있다. 이에 따라, 이러한 액상 레지스트의 생산성 저하를 해결하는 수단으로써 건상 형태의 드라이 필름 레지스트(Dry Film Resist:DFR)가 널리 사용되고 있는 실정이다.
드라이 필름 레지스트를 이용한 회로 형성 과정에서, 드라이 필름 레지스트를 인쇄회로기판에 부착 후 선택적으로 노광을 실시하게 되는데, 이때, 노광 방식은 크게 아트워크(포토 마스크)를 사용하는 콘택트(Contact) 노광 방식과, 포토 마스크를 사용하지 않는 레이저 다이렉트 이미지(Laser Direct Image;LDI) 노광 방식으로 나누어진다. 이중에서, 최근 미세회로의 구현과 함께 다(多)공정화에 의한 제품 스케일(Scale)의 변화량이 커짐에 따라 LDI노광 방식의 비중이 증가하고 있다.
LDI노광 방식 중에서도 특히, 디지털 마이크로 미러 디바이스(Digital Micro-mirror Device) 타입은 레이저를 사용하여 픽셀(Pixel) 단위로 이미징(Imaging)을 하게 되는데, 여기서, 최소 단위의 레이저 빔 사이즈(Laser beam size)를 스팟(Spot)이라 부르며, LDI노광 방식은 이 스팟을 중첩하여 노광하게 된다(한국 공개특허공보 제 10-2009-0076458호 참조).
도 4는 종래 노광 공정에서의 문제점을 설명하기 위한 도면으로, 도 4를 참조하면, 인쇄회로기판(1)에 부착된 드라이 필름 레지스트를 선택적으로 노광하여 패턴(2)을 형성하게 되는데, 이때, 패턴(2)의 최외곽부에서는 스팟의 중첩수가 적어지게 되고, 그 결과, 노광량의 저하로 경화 정도가 낮아지게 된다. 이에 따라, 현상(develop) 공정 시 패턴(2)의 하지부에서 수지의 용출 현상이 발생하게 되어 패턴(2)의 하지부 측벽이 풋(Foot) 형태(A)로 나타나는 불량이 나타날 수 있다.
그리고, 도 5(a)처럼 전해도금을 실시하여 패턴(2) 사이로 금속을 석출시킨 후 도 5(b)처럼 패턴(2)을 박리하면, 회로패턴(4)의 하지부는 네거 풋(Nega foot) 형태(B)가 되고, 이후, 도 5(c)처럼 시드층(3) 제거를 위한 에칭 공정 진행 시 네거 풋 부분의 에칭이 빠르게 진행되어 회로패턴(4)이 인쇄회로기판으로부터 떨어져 나가버리는 제품 불량이 야기될 수 있다. 이는 결국 미세 회로폭 구현에 제한이 된다.
한국 공개특허공보 제 10-2009-0076458호
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 창출된 것으로, 드라이 필름 레지스트의 감광 특성을 부분적으로 변경함으로써 미세회로를 구현할 수 있는 드라이 필름 레지스트를 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 제1 실시예는, 바인더 폴리머가 함유된 감광성 수지조성물로 이루어지는 감광층을 구성으로 하는 드라이 필름 레지스트에 있어서, 상기 감광층은 하부로 갈수록 상기 바인더 폴리머의 중량비가 증가하는 것을 특징으로 하는, 드라이 필름 레지스트를 제공한다.
여기서, 상기 바인더 폴리머는 40중량% 내지 80중량%의 범위로 함유된 것을 특징으로 하는, 드라이 필름 레지스트를 제공한다.
그리고, 상기 감광층의 상부면과 하부면 중 적어도 어느 하나의 면에 커버 필름이 더 접합된, 드라이 필름 레지스트를 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 제2 실시예는, 바인더 폴리머가 함유된 감광성 수지조성물로 이루어진 제1 감광층과, 상기 제1 감광층과 상이한 중량비의 바인더 폴리머가 함유된 감광성 수지조성물로 이루어진 제2 감광층이 접합된, 드라이 필름 레지스트를 제공한다.
여기서, 상기 제1 감광층과 제2 감광층 중 바인더 폴리머의 중량비가 높은 감광층이 하부에 배치된 것을 특징으로 하는, 드라이 필름 레지스트를 제공한다.
그리고, 상기 제1 감광층과 제2 감광층 중 하부에 배치된 감광층에는 60중량% 내지 80중량%의 바인더 폴리머가 함유되고, 상부에 배치된 감광층에는 40중량% 내지 70중량%의 바인더 폴리머가 함유된 것을 특징으로 하는, 드라이 필름 레지스트를 제공한다.
또한, 상기 제1 감광층과 제2 감광층 중 하부에 배치된 감광층의 두께는 드라이 필름 레지스트 전체 두께의 0.05배 내지 0.5배인 것을 특징으로 하는, 드라이 필름 레지스트를 제공한다.
본 발명의 드라이 필름 레지스트를 이용하여 인쇄회로기판의 회로 형성 시, 레이저 스팟의 중첩이 적은 패턴 최외곽부의 하부에서도 높은 경화도가 발생하므로, 종래의 풋(Foot) 불량을 방지할 수 있어 높은 수준의 미세회로 구현이 가능하다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 드라이 필름 레지스트의 단면도이다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 감광층의 높이에 따른 바인더 폴리머의 중량비를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 드라이 필름 레지스트의 단면도이다.
도 4는 종래 노광 공정에서의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 5(a) 내지 도 5(c)는 현상 공정 이후 회로 형성 과정을 순서대로 도시한 공정도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 기술 등은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 함과 더불어, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공될 수 있다.
한편, 본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용효과를 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 드라이 필름 레지스트의 단면도이다. 부가적으로, 도면의 구성요소는 반드시 축척에 따라 그려진 것은 아니고, 예컨대, 본 발명의 이해를 돕기 위해 도면의 일부 구성요소의 크기는 다른 구성요소에 비해 과장될 수 있다. 한편, 각 도면에 걸쳐 표시된 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하며, 도시의 간략화 및 명료화를 위해, 도면은 일반적 구성 방식을 도시하고, 본 발명의 설명된 실시예의 논의를 불필요하게 불명료하도록 하는 것을 피하기 위해 공지된 특징 및 기술의 상세한 설명은 생략될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 드라이 필름 레지스트(100)는, 바인더 폴리머(111)가 함유된 감광성 수지조성물로 이루어지는 감광층(110)으로 구성될 수 있다. 본 발명은 상기 바인더 폴리머(111)의 조성 비율에 특징이 있는 것으로, 여기서 상기 바인더 폴리머(111)의 입자를 실제보다 과장되게 표현하였음을 미리 밝혀둔다.
본 발명의 드라이 필름 레지스트(100)는, 상기 감광층(110)을 보호하기 위하여, 감광층(110)의 상부면과 하부면 중 적어도 어느 하나의 면에 폴리에스테르 또는 폴리에틸렌 등의 커버 필름(120)이 더 접합된 구조를 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 드라이 필름 레지스트 사용 시, 상기 커버 필름(120)을 제거한 후 감광층(110)을 라미네이션롤을 이용하여 열과 압력으로 인쇄회로기판에 부착하게 된다.
상기 감광층(110)에 대해 보다 구체적으로 살펴보면, 도면에 구체적으로 나타내지는 않았으나, 상기 감광층(110)의 수지조성물에는 바인더 폴리머(111) 외에도 빛에 의해 광중합을 하는 단관능 또는 2관능, 3관능 이상의 다관능 모노머(monomer)와, 광중합이 일어나도록 빛에 의해 라디칼(radical)을 유도하는 광개시제(photoinitiator), 그리고 안정제(stabilizer), 접착촉진제(adhesion promotor), 열중합 방지제(inhibitor) 등의 기타 첨가제가 더 함유될 수 있다.
여기서, 바인더 폴리머(111)로서는, 예를 들면, 아크릴계 중합체, 스틸렌계 중합체, 에폭시계 중합체, 아미드계 중합체, 아미드 에폭시계 중합체, 알키드계 중합체, 페놀계 중합체 등을 들 수 있고, 이들 중합체 중 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있으며, 이들 중합체 중에서도 카르복실기 함유 폴리머가 바람직하다.
이러한 상기 바인더 폴리머(111)는, 광중합 조성물의 기계적 강도와 함께, 인쇄회로기판의 회로용 금속(예를 들어, Cu)과의 화학적 접착성 및 인쇄회로기판에 있는 여러 크기의 무수히 많은 홀에 대한 작업성, 즉 텐팅성을 결정짓는 물질로서, 그 중량비에 따라 노광 공정 시 빛에 대한 경화도가 달라지게 된다.
본 발명은 이러한 바인더 폴리머(111)의 특성을 이용하여, 두께 방향에 따라 상이한 중량의 바인더 폴리머(111)가 함유된 감광층(110)을 가지는 것을 특징으로 한다. 다만, 여기서, 상기 바인더 폴리머(111)가 너무 많이 함유되면 다른 조성물, 예컨대, 모노머의 중량비가 상대적으로 감소하게 되어 유동성 저하로 인해 회로용 금속과의 접착성이 떨어지게 되고, 반대로 너무 적게 함유되면 노광 시 경화가 충분히 일어나지 않게 되므로, 상기 바인더 폴리머(111)는 40중량% 내지 80중량%의 범위로 함유되는 것이 바람직하다.
상기 범위내에서 본 발명의 제1 실시예에 따른 드라이 필름 레지스트(100)는, 하부로 갈수록, 즉, 라미네이션 공정 시 인쇄회로기판과 직접 열압착되는 면에 가까운 쪽으로 갈수록 바인더 폴리머(111)의 중량비가 증가되게 상기 감광층(110)을 구성할 수 있다.
이에 따라, 상기 감광층(110)의 최상부에는 40중량%의 바인더 폴리머(111)가 함유될 있고, 최하부에는 80중량%의 바인더 폴리머(111)가 함유될 수 있다. 이때, 감광층(110)의 높이에 따른 바인더 폴리머(111)의 중량비 그래프는 도 2(a)에 도시된 것처럼 계단식으로 증가하거나, 또는 도 2(b)에 도시된 것처럼 점진적으로 증가할 수도 있다.
이러한 구조에 따라, 본 발명의 제1 실시예에 따른 드라이 필름 레지스트(100)는 하부로 갈수록 감광 특성이 증가하게 되고, 그 결과, 감광층(110)의 하부에서는 적은 노광량에도 민감하게 반응함으로써 높은 경화도가 발생할 수 있다. 이에 따라, LDI노광 방식에서 스팟의 중첩이 적은 패턴 최외곽부의 하부에서도 높은 경화도가 발생하므로, 도 4에 도시된 패턴의 풋(Foot) 현상과 도 5(b)에 도시된 회로의 네거 풋(Nega foot) 현상을 방지할 수 있어 높은 수준의 미세회로 구현이 가능해진다.
이제, 본 발명의 제2 실시예에 따른 드라이 필름 레지스트에 대해 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 드라이 필름 레지스트의 단면도이다. 이를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 드라이 필름 레지스트(200)는, 바인더 폴리머(211)가 함유된 감광성 수지조성물로 이루어진 제1 감광층(210a)과, 마찬가지로 바인더 폴리머(211)가 함유된 감광성 수지조성물로 이루어진 제2 감광층(210b)이 두께 방향으로 서로 접합된 구조로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 제1 감광층(210a)과 제2 감광층(210b)은 서로 다른 중량비의 바인더 폴리머(211)를 함유하는 것을 특징으로 할 수 있다. 구체적으로, 도 3에 도시된 것처럼, 상기 제2 감광층(210b)이 제1 감광층(210a)보다 하부에 배치되어 있다고 가정할 경우, 상기 제2 감광층(210b)이 제1 감광층(210a)보다 더 높은 중량비의 바인더 폴리머(211)를 함유할 수 있다. 물론, 도면과 달리 제1 감광층(210a)이 제2 감광층(210b)보다 하부에 배치되어 있는 경우에는 제1 감광층(210a)이 제2 감광층(210b)보다 더 높은 중량비의 바인더 폴리머(211)를 함유할 것이다.
즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 드라이 필름 레지스트(200)는, 라미네이션 공정 시 인쇄회로기판과 직접 열압착되는 하부층의 감광 특성을 높임으로써 스팟의 중첩이 적은 최외곽부에서도 높은 경화도가 발생시키는 것을 목적으로 한다. 그 결과, 패턴의 최외곽부 하부에서도 높은 경화도가 발생할 수 있어 도 4에 도시된 패턴의 풋(Foot) 현상과 도 5(b)에 도시된 회로의 네거 풋(Nega foot) 현상을 방지할 수 있다.
여기서, 상부에 배치된 제1 감광층(210a)의 경우 기존과 유사한 중량비의 바인더 폴리머(211), 예컨대, 40중량% 내지 70중량%의 바인더 폴리머(211)가 함유될 수 있고, 하부에 배치된 제2 감광층(210b)의 경우 적은 노광량에도 민감하게 반응할 수 있도록 60중량% 내지 80중량%의 바인더 폴리머(211)가 함유될 수 있도록 한다. 물론, 상기 수치범위는 본 발명의 목적이 부합되는 범위내에서 드라이 필름 레지스트의 전체 두께 및 노광량에 따라 변동될 수 있음은 당업자 입장에서 자명하다.
한편, 바인더 폴리머(211)의 중량비가 높은 제2 감광층(210b)의 두께가 드라이 필름 레지스트의 전체 두께 대비 너무 두껍게 설정되면, 모노머를 비록한 기타 다른 조성물의 중량비가 상대적으로 감소하게 되어 유동성 저하로 인한 회로용 금속과의 접착성이 떨어지게 되고, 반대로, 제2 감광층(210b)의 두께가 너무 얇게 설정되면 노광 시 하부에서 경화가 충분히 일어나지 않게 된다. 따라서, 하부에 배치되는 제2 감광층(210b)의 두께는 드라이 필름 레지스트 전체 두께의 0.05배 내지 0.5배 범위내에서 설정하는 것이 바람직하다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100,200: 드라이 필름 레지스트 111,211: 바인더 폴리머
110: 감광층 210a: 제1 감광층
210b: 제2 감광층 120: 커버 필름

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 바인더 폴리머 및 감광성 수지조성물을 포함하는 제1 감광층; 및
    상기 제1 감광층과 접하여 배치되며, 바인더 폴리머 및 감광성 수지조성물을 포함하는 제2 감광층;을 포함하며,
    상기 제1 감광층의 바인더 폴리머의 중량비와 상기 제2 감광층의 바인더 폴리머의 중량비는 서로 다른 드라이 필름 레지스트.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 감광층과 제2 감광층 중 바인더 폴리머의 중량비가 높은 감광층이 하부에 배치된 것을 특징으로 하는, 드라이 필름 레지스트.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 감광층과 제2 감광층 중 하부에 배치된 감광층에는 60중량% 내지 80중량%의 바인더 폴리머가 함유되고, 상부에 배치된 감광층에는 40중량% 내지 70중량%의 바인더 폴리머가 함유된 것을 특징으로 하는, 드라이 필름 레지스트.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 감광층과 제2 감광층 중 하부에 배치된 감광층의 두께는 드라이 필름 레지스트 전체 두께의 0.05배 내지 0.5배인 것을 특징으로 하는, 드라이 필름 레지스트.
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