KR20040015235A

KR20040015235A - 막에 대한 기판의 부착력 향상 방법

Info

Publication number: KR20040015235A
Application number: KR10-2003-7014291A
Authority: KR
Inventors: 스코룹스키에드워드씨; 그레이제프리티; 안드레사키스존에이; 헤릭웬디
Original assignee: 오우크-미츠이, 인크 .
Priority date: 2001-05-01
Filing date: 2002-04-11
Publication date: 2004-02-18
Also published as: JP2005512305A; WO2002089546A1; CA2445604A1; MY124850A; US20020162218A1; CA2445604C; CN1284430C; EP1386526A1; CN1505918A; US6629348B2; TW543351B

Abstract

본 발명은 층간 부착력이 향상된 인쇄 회로 기판의 제조에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 성능이 우수하고 고밀도 회로를 제조하는 데 유용한 접착제 없는 가요성 인쇄 회로 기판에 관한 것이다. 금속 포일은 폴리이미드막이 상부에 있는 폴리이미드 기판의 식각된 표면에 적층된다. 기판 표면을 식각하면 기판에 대한 순수한 폴리이미드막의 부착력을 강하게 할 수 있다.

Description

막에 대한 기판의 부착력 향상 방법{SUBSTRATE ADHESION ENHANCEMENT TO FILM}

인쇄 회로 기판은 광범위한 용례에 사용되고 있다. 예컨대, 라디오 및 텔레비젼 세트, 통신 시스템, 자동차 대시보드 및 컴퓨터의 내부에서 인쇄 회로 기판을 발견할 수 있다. 인쇄 회로 기판은 또한 항공 전자 및 안내 시스템의 작동에서 중요한 역할을 담당한다. 인쇄 회로 기판을 제조하는 데에는 우수한 가요성 특질과 양호한 전기 특성으로 인해 폴리이미드막이 사용되고 있다. 보다 구체적으로는, 도전성 금속 포일의 층을 폴리이미드막에 부착하여 전기 도체의 패턴이 마련될 수 있는 표면을 제공하는 것이 보통이다. 그러한 경우에, 폴리이미드막 상에서 금속 포일의 임의의 이동이 인쇄 회로 기판이 합체된 장비의 성능을 잠재적으로 손상시킬 수 있다고 당업계에 알려져 있다. 이러한 문제를 피하기 위해, 도전성 금속층을 폴리머 기판에 견고하게 부착하여 폴리이미드막 상에서 금속층의 임의의 변위를 방지하는 것이 필요하다.

인쇄 회로 기판의 성형시에 양호한 내열성과 저렴한 제조 비용을 유지하면서 폴리머 기판에 대한 금속 포일의 부착력을 향상시키는 노력이 당업계에 존재하였다. 미국 특허 제4,382,101호는 이 문제에 대한 한 가지 해법을 제안하고 있는데, 이 특허에서는 기판을 플라즈마 식각액으로 식각한 다음에 이 식각된 기판 표면에 금속을 기상 증착시킨다. 식각된 표면 상에 직접적으로 금속의 기상 증착이 필요한 이 공정은 비용이 많이 든다. 미국 특허 제4,615,763호는 수지 재료와 무기 입자 재료로 구성된 기판의 수지 부분을 선택적으로 식각하여 기판에 대한 감광성 재료의 부착력을 향상시키는 방법을 제공한다. 미국 특허 제4,639,285호는 기판 표면을 저온 플라즈마로 처리한 후에 금속 포일을 중간에 있는 실리콘계 접착층에 의해 합성 수지 기판의 표면에 부착시키는 공정을 교시하고 있다. 상기 특허에서 사용된 저온 플라즈마는 무기 가스, 예컨대 산소를 포함하는 유기 실리콘 화합물이다. 미국 특허 제4,755,424호는 무기 분말이 분산되어 있는 폴리이미드로부터 제조된 폴리이미드막을 제공한다. 무기 분말의 입자는 막의 표면으로부터 돌출되어 막을 거칠게 한다. 이어서, 막의 표면을 코로나 방전 처리법으로 처리하여 막 표면의 화학적 성질을 변경시킨다. 미국 특허 제4,863,808호는 기상 증착된 크롬층과 기상 증착된 구리층으로 피복한 후 구리에 전기 도금을 행한 폴리이미드층을 교시하고 있다. 미국 특허 제5,861,192호는 습식 화학법에 기계적 및 돌출 연마를 제공하여 폴리이미드막 표면의 부착력을 증가시킨다.

본 발명은 층간 부착력이 개선된 인쇄 회로 기판의 제조에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 열 성능이 우수하고 고밀도 회로를 제조하는 데 유용한 접착제 없는 가요성 인쇄 회로 기판에 관한 것이다.

본 발명은 종래 기술에 비해 개선된 해법을 제공한다. 폴리머 막이 식각된폴리머 기판의 적어도 하나의 표면 상에 피복되고, 이 피복된 막 상에 금속 포일을 적층하는 인쇄 회로 기판의 형성 방법이 제공된다. 기판 표면은 화학 식각액 또는 플라즈마 식각액으로 식각되고, 폴리머 막과 동일하거나 상이한 재료로 이루어질 수도 있다. 그 결과, 내열성이 높고 전기 절연 특성이 우수한 기판을 갖는 인쇄 회로 기판이 제공된다.

본 발명은,

a) 평탄한 폴리머 기판의 양면 중 적어도 한면을 식각하는 단계와,

b) 상기 폴리머 기판의 식각된 한면 또는 양면에 폴리머막을 부착하는 단계와,

c) 상기 폴리머막 상에 금속 포일을 적층하여 부착하는 단계

를 포함하는 인쇄 회로 기판의 형성 방법을 제공한다.

본 발명은 또한

c) 상기 폴리머막에 금속 포일을 적층하여 부착하는 단계와,

d) 상기 금속 포일에 포토레지스트를 증착하는 단계와,

e) 상기 포토레지스트를 노출시켜 현상함으로써, 상기 금속 포일의 아래 부분을 드러나게 하는 단계와,

f) 상기 금속 포일이 드러난 아래 부분을 제거하는 단계

를 포함하는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 범위 내에서 추가 폴리머막 또는 금속 포일층들을 통합함으로써 다층식 인쇄 회로 기판 또는 복합물을 형성할 수 있다. 이들 실시예의 설명은 본 명세서에 포함된다.

본 발명은 종래 기술에 비해 층간 부착력이 개선되고, 열적 안정성이 향상되며, 전기 절연 특성이 우수한 인쇄 회로 기판 지지부를 제공한다.

본 발명의 공정의 제1 단계는 적절한 기판의 2개의 양표면 중 적어도 하나의 표면을 적절한 식각액으로 식각함으로써, 식각된 제1 표면을 형성하는 것이다. 전형적인 기판은 인쇄 회로나 그 외에 마이크로일렉트로닉 소자로 처리되기에 적절한 것이다. 본 발명에 바람직한 기판은 폴리머 기판와, 폴리에스테르, 폴리이미드, 액정 폴리머 및 유리 섬유, 아라미드[케블라(Kevlar)], 아라미드 페이퍼[써마운트(Thermount)], 폴리벤즈옥살레이트 페이퍼 또는 그 조합과 같은 재료로 강화된 폴리머로 이루어지는 재료를 비제한적으로 포함한다. 이들 중에 폴리이미드 기판이 가장 바람직하다. 또한 적절한 재료로는 반도체 재료, 예컨대 갈륨 비소(GaAs)와, 실리콘과, 결정질 실리콘, 폴리실리콘, 비결정질 실리콘, 에피택셜 실리콘 및 이산화실리콘을 함유하는 조성물 및 그 혼합물이 있다. 기판의 바람직한 두께는 약 5㎛ 내지 약 200㎛, 보다 바람직하게는 약 5㎛ 내지 약 50㎛이다.

식각액은 기판 표면의 일부를 선택적으로 제거할 수 있는 것이 적절하다. 본 발명에 바람직한 식각액은 플라즈마 식각액 및 농축 수성 식각액을 포함하지만이것에 제한되지 않는다. 알칼리 수용액이 바람직하고, 주기율표의 Ⅰ족 또는 Ⅱ족으로부터 유래하는 원소의 수산화물, 예컨대 수산화나트륨 및 수산화칼륨을 포함하는 Ⅰ족 또는 Ⅱ족 수산화물을 포함하지만 이것에 제한되지 않는다. 수산화암모늄이 또한 사용될 수도 있다. 유용한 수성 식각액의 농도는 식각될 기판의 화학 조성에 의해 변경된다. 통상 유용한 식각액의 농도는 약 5 중량% 내지 약 25 중량%, 바람직하게는 10 중량% 내지 약 20 중량%의 식각액 재료를 갖는다. 예컨대, 유용한 수성 식각액 중 하나로는 약 8% 내지 약 12% 농도의 수산화칼륨을 갖는 수산화칼륨 용액이 있다. 또한, 약 8 중량% 내지 약 16 중량% 농도의 수산화나트륨를 갖는 수산화나트륨 용액이 적절하다.

폴리머 기판을 식각하는 데 적절한 어떠한 플라즈마 식각법도 사용될 수 있다. 이 플라즈마 식각액은 양 및 음으로 하전된 종으로 막 표면에 충격을 가하여 표면 상의 불순물을 감소시킬 뿐만 아니라 막 표면을 제거하는 고도로 하전된 가스이다. 이들에는 플라즈마 식각 재료를 함유하는 할로겐과 플라즈마 식각 재료를 함유하는 산소가 포함된다. 바람직한 플라즈마 식각액은 산소(O₂)와 4불화메탄(CF₄)의 기상 혼합물을 포함한다. 바람직하게는, 플라즈마 식각액은 산소 플라즈마와, 적어도 약 3%의 4불화메탄을 함유하는 4불화메탄 플라즈마의 혼합물을 포함하고, 보다 바람직하게는 약 3% 내지 20%, 더 더욱 바람직하게는 약 7% 내지 약 20%의 4불화메탄과 나머지는 산소를 포함한다. 이 최소량의 4불화메탄은 기판의 식각에 걸쳐 임의의 식각을 방지하는 데 중요하다.

본 발명의 방법의 식각 단계는 폴리머막을 수계 식각액 또는 플라즈마 식각액과 접촉시킴으로써 달성된다. 식각은 식각될 기판의 영역을 식각액 재료와 접촉시킴으로써 수행된다. 플라즈마 식각은 기판의 적어도 하나의 표면으로부터 적어도 약 0.45 ㎛를 제거하기에 충분한 조건 하에서 수행된다. 그러한 절차는 당업계에 널리 알려져 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 기판의 양표면을 식각하고, 기판에 대한 부착력이 우수한 본 발명의 인쇄 회로 기판 지지부에 추가 층들이 추가되게 한다.

수계 식각액을 사용하는 경우에, 식각 단계의 기간은 또한 기판의 화학 조성을 기초로 하여 결정되며, 대체로 약 10 초 내지 약 4 분이다. 예컨대, KOH 식각액을 사용하는 경우에, 폴리이미드 기판의 식각 시간은 약 20 초 내지 약 3 분이다. 식각액은 약 40℃ 내지 약 65℃의 온도로 유지되는 것이 바람직하다. 표면을 묽은 무기산으로 중화시켜 가용성 염을 형성한 후에, 표면을 탈이온수로 깨끗하게 헹구는 것이 바람직하다고 판명되었다. 또한, 막의 체류 시간을 변경시킴으로써, 식각 속도를 변경시킬 수 있다.

식각이 플라즈마 식각법에 의해 행해지는 경우, 당업계에 널리 알려진 플라즈마 식각 챔버 내에서 수행될 수도 있다.

다음 단계는 폴리머 기판의 식각된 한쪽 또는 양쪽 표면 상에 폴리머막을 부착시키는 것이다. 상기 폴리머막은 폴리머 두께의 제어 및 균일화가 가능하도록 코팅, 증발 또는 기상 증착법에 의해 액체로서 막 상에 증착되는 것이 바람직하다. 바람직한 폴리머 재료는 폴리이미드, 폴리에스테르, 공중합체를 함유하는 폴리에스테르, 폴리아릴렌 에테르, 액정 폴리머, 폴리페닐렌 에테르, 아민 및 그 조합을 포함하는 것이 바람직하다. 이들 중에 폴리이미드가 가장 바람직하다. 본 발명의 다른 실시예에서, 폴리머막과 폴리머 기판은 동일한 폴리머를 포함한다.

폴리이미드는 전기적 강도가 높고, 절연 특성이 우수하며, 연화점이 높고, 많은 화학물에 대해 불활성이기 때문에 폴리머막에 바람직하다. 약 160℃ 내지 약 320℃의 유리 전이 온도(Tg), 바람직하게는 약 190℃ 내지 약 270℃의 유리 전이 온도를 갖는 폴리이미드가 바람직하다. 폴리머막의 두께는 약 2㎛ 내지 약 100㎛가 바람직하고, 약 5㎛ 내지 약 50㎛가 보다 바람직하다.

폴리머막은 적절한 용액을 기판 상에 코팅하고 건조시킴으로써 폴리머 기판에 부착될 수도 있다. 상기 용액은 폴리머 전구체, 전구체와 폴리머의 혼합 또는 적당한 폴리머와 유기 용매로 구성될 수도 있다. 각 용액에는 단일 용매가 사용되는 것이 바람직하다. 유용한 용매로는 아세톤, 메틸-에틸 케톤, N-메틸 피롤리돈 및 그 혼합물이 있다. 가장 바람직한 단일 용매는 N-메틸 피롤리돈이다. 폴리머 용매 용액의 점성은 통상 약 5,000 내지 약 35,000 센티푸아즈, 바람직하게는 15,000 내지 27,000 센티푸아즈이다. 상기 폴리머 용매 용액은 약 10 중량% 내지 약 60 중량%의 폴리머, 보다 바람직하게는 약 15 중량% 내지 약 30 중량%의 폴리머를 포함하고, 용액의 나머지 부분은 하나 이상의 용매를 포함한다. 부착 후에, 용매는 기판 상에 폴리머막을 남겨 두고 증발된다. 별법으로서, 박판의 폴리머가 가열 및 가압되어 기판 상에 적층될 수도 있다. 다른 실시예에서, 용융된 폴리머 재료의 대부분은 기판 상에 압출 피복될 수도 있다.

폴리머막에는 또한 필요에 따라 충전재가 통합될 수도 있다. 바람직한 충전재는 세라믹, 질화붕소, 이산화규소, 티탄산 바륨, 티탄산 스트론튬, 티탄산 바륨 스트론튬, 석영, 유리 비드(미소구), 산화알루미늄, 비세라믹 충전제 및 그 조합을 포함하지만 이것으로 제한되지 않는다. 통합된다면, 충전제의 양은 막의 약 5 중량% 내지 80 중량%가 바람직하고, 막의 약 10 중량% 내지 약 50 중량%가 보다 바람직하다.

다음에, 금속 포일이 기판 표면에 적층되는데, 이 기판 표면에는 폴리머막이 형성되어 있다. 적층은 오토클레이브 적층법, 진공식 유압 압착법, 비진공식 유압 압착법 또는 열간 압연 적층법에 의해 수행되는 것이 바람직하다. 적층은 또한 ADARA™프레스를 이용하여 수행될 수도 있는데, 금속 포일을 통해 전류를 흐르게 함으로써 폴리머막을 연화시키기에 충분한 양만큼 금속 포일을 가열하여 폴리머막을 기판에 부착시키는 것을 포함한다. 진공 프레스를 이용하는 경우에, 적층은 약 275℃의 온도에서 약 5-30 분 동안 수행되는 것이 바람직하다. 프레스는 적어도 28 인치의 수은의 진공 하에 있고, 약 150 psi의 압력으로 유지되는 것이 바람직하다.

본 발명의 인쇄 회로 기판 지지부에 바람직한 금속 포일은 구리, 아연, 황동, 크롬, 니켈, 알루미늄, 스테인레스강, 철, 금, 은, 티타늄 및 그 조합과 합금을 포함한다. 금속 포일은 구리로 이루어지는 것이 가장 바람직하다. 구리 포일은 당업계에 널리 알려져 있는 회전 금속 드럼 상에서 용액으로부터 구리를 전착시킴으로써 제조되는 것이 바람직하다. 상기 금속 포일의 두께는 약 3㎛ 내지 약200㎛가 바람직하고, 약 5㎛ 내지 약 50㎛가 보다 바람직하다. 별법으로서, 정제한 구리 포일이 사용될 수도 있다. 그러나, 압연 공정은 18 미크론 이상의 두께의 포일을 제조하는 것으로 제한되는 것이 효과적이다.

금속 포일의 한면 또는 양면을, 예컨대 미세 식각법에 의해, 매끄러운 면에 대해 전해 처리되어 거칠게 된 구리 증착물을 형성함으로써, 및/또는 광택이 없는 면에 대해 전해 결합 처리되어 표면 위에 또는 표면 내에 금속이나 금속 합금의 미세 노둘(nodule)을 증착시킴으로써 임의로 거칠게 할 수도 있다. 이들 노둘은 구리나 구리 합금이 바람직하고, 폴리머막에 대한 부착력을 증가시킨다. 포일의 표면 미세 구조는 표면 조도계(profilometer), 예컨대 미국 오하이오주 신시내티 소재의 Mahr Feinpruef사에서 시판 중인 표면 조도 측정기 모델 M4P 또는 S5P에 의해 측정될 수 있다. 피크와 골의 표면 입자 구조의 지형 측정은 미국 일리노이주 60062 노스브루크 샌더스 로드 2115 소재의 회로 상호 연결 및 패키징 협회(Institute for Interconnecting and Packaging Circuits)의 산업 표준 IPC-TM-650 섹션 2.2.17에 따라 이루어진다. 거칠기 변수를 초래하는 피크와 골을 갖는 표면 구조를 만들기 위한 표면 처리가 수행되고, 여기서 평균 거칠기(Ra)는 약 1 내지 약 10 미크론이고, 피크 대 골의 평균 높이(Rz)는 약 2 내지 약 10 미크론이다.

거칠기 변수를 갖게 만들어지는 피크와 골을 갖는 표면 구조를 제조하도록 포일의 매끄러운면을 선택적으로 거칠게 하는 것이 수행되는 것이 바람직하고, 여기서 Ra는 약 1 내지 약 4 미크론, 바람직하게는 약 2 내지 4 미크론, 가장 바람직하게는 약 3 내지 약 4 미크론이다. Rz 값은 약 2 내지 4.5 미크론, 바람직하게는 약 2.5 내지 4.5 미크론, 보다 바람직하게는 약 3 내지 약 4.5 미크론이다.

거칠기 변수를 초래하는 피크와 골을 갖는 표면 구조를 제조하도록 포일의 광택이 없는 면을 선택적으로 거칠게 하는 것이 수행되는 것이 바람직하고, 여기서 Ra는 약 4 내지 10 미크론, 바람직하게는 약 4.5 내지 약 8 미크론, 가장 바람직하게는 약 5 내지 7.5 미크론이다. Rz 값은 약 4 내지 약 10 미크론, 바람직하게는 약 4 내지 약 9 미크론, 보다 바람직하게는 약 4 내지 약 7.5 미크론이다.

포일의 매끄러운면에 대한 선택적인 구리 증착은 약 2 내지 약 4.5 ㎛의 구리 증착물을 만들어 내어 2 ㎛ 이상의 평균 Ra 값을 초래한다. 광택이 없는 면에 대한 선택적인 노둘 증착은 약 4 내지 약 7.5 ㎛로 제조된 Ra 값을 갖게 되는 것이 바람직하다. 금속 또는 합금의 미세 노둘은 약 0.5 ㎛의 크기를 갖게 된다. 필요에 따라, 그외의 금속, 예컨대 아연, 인듐, 코발트, 황동, 청동 등이 미세 노둘로서 증착될 수도 있다. 이 공정은 미국 특허 제5,679,230호에 보다 자세하게 설명되어 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 매끄러운 표면의 최소 박리 강도는 약 0.7 kg/linear cm, 바람직하게는 약 0.7 kg/linear cm 내지 약 1.6 kg/linear cm, 보다 바람직하게는 약 0.9 kg/linear cm 내지 약 1.6 kg/linear cm이다. 광택이 없는 표면의 최소 박리 강도는 약 0.9 kg/linear cm, 바람직하게는 약 0.9 kg/linear cm 내지 약 2 kg/linear cm, 보다 바람직하게는 약 1.1 kg/linear cm 내지 약 2 kg/linear cm이다. 박리 강도는 산업 표준 IPC-TM-650 섹션 2.4.8 개정판 C에 따라 측정된다.

본 발명의 다른 실시예에서, 금속 포일을 폴리머막 상에 적층하기 전에, 선택적으로 금속 박층을 금속 포일의 어느 한 면에 전해 증착할 수도 있다. 금속 포일을 폴리머막에 적층한 후에, 선택적으로 금속 박층을 코팅, 스퍼터링, 증발에 의해 또는 포일층 상에 적층하여 폴리머막 반대측의 포일 표면 상에 증착할 수도 있다. 금속 박층은 박막이고 니켈, 주석, 팔라듐 플래티늄, 크롬, 티타늄, 몰리브덴 또는 그 합금과 같이 선택된 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 금속 박층은 니켈 또는 주석을 포함하는 것이 가장 바람직하다. 금속 박막의 두께는 약 0.01㎛ 내지 약 10㎛가 바람직하고, 약 0.2㎛ 내지 약 3㎛가 보다 바람직하다.

결과적인 적층물의 박리 강도는 폴리머막의 두께와 기판 표면의 제거량에 기초하여 폭넓게 변경된다. 예컨대, 적어도 4 lbs/inch의 적절한 박리 강도를 갖는 적층물을 얻기 위해서는, 기판 표면으로부터 적어도 0.45㎛를 제거하는 것이 필요하다.

금속 포일을 코팅된 기판 상에 적층한 후에, 다음 단계는 금속 포일 또는 금속 포일과 선택적인 금속 박막의 일부를 선택적으로 식각하여, 식각된 회로 배선 패턴을 형성하고 포일 또는 포일과 선택적인 금속 박막에 소정 간격을 두는 것이다. 이 식각된 패턴은 포토레지스트 조성물을 이용하는 널리 알려진 포토리소그래픽 기법에 의해 형성된다. 먼저, 포토레지스트를 금속 포일 또는 선택적인 금속 박막 상에 증착한다. 포토레지스트 조성물은 포지티브 작용하거나 네가티브 작용하며 대개 시판되고 있다. 적절한 포지티브 작용 포토레지스트는 당업계에 널리알려져 있으며 o-퀴논 디아지드 복사 증감제를 포함한다. 상기 o-퀴논 다이지드 증감제는 미국 특허 제2,797,213호, 제3,106,465호, 제3,148,983호, 제3,130,047호, 제3,201,329호, 제3,785,825호 및 제3,802,885호에 개시된 o-퀴논-4-술포닐-디아지드 또는 o-퀴논-5-술포닐-디아지드를 포함한다. o-퀴논 디아지드가 사용되면, 바람직한 결합 수지는 물에 녹지 않고, 알칼리 수용해성 또는 팽창성의 결합 수지를 포함하고, 바람직하게는 노볼락이다. 적절한 광유전성 포지티브 수지는, 예컨대 미국 뉴저지주 섬머빌 소재의 Clariant사로부터 AZ-P4620의 상표명으로 상업적으로 얻을 수 있고 또한 쉬플리 I-라인(Shipley I-line) 포토레지스트로서 얻을 수있다. 네가티브 포토레지스트도 또한 널리 시판 중에 있다.

이어서, 포토레지스트를 마스크를 통해 스펙트럼의 가시 광선, 자외선 또는 적외선 영역의 광과 같은 화학선 복사에 이미지 방식으로 노출시키거나 전자빔, 이온 또는 중성자 빔 또는 X선 복사에 의해 주사시킨다. 화학선 복사는 비간섭성 광 또는 간섭성 광, 예컨대 레이저로부터의 광의 형태일 수도 있다. 이후에, 포토레지스트는 적절한 용매, 예컨대 알칼리 수용액을 이용하여 이미지 방식으로 형성됨으로써, 금속 포일 또는 선택적인 금속 박막의 기부가 드러난다.

이어서, 금속 포일 또는 금속 포일과 선택적인 금속 박막이 드러난 기부를 널리 알려진 식각법, 예컨대 산 또는 알칼리 식각법을 통해 제거하지만, 나머지 포토레지스트 아래에 있는 부분은 제거하지 않는다. 적절한 식각액은 산성 용액, 예컨대 염화제2구리(니켈의 식각에 바람직함) 또는 질산(주석의 식각에 바람직함)을 포함하지만 이것에 제한되지는 않는다. 또한 염화제2철 또는 과산화황(황산이 있는 과산화수소)이 바람직하다. 적절한 식각액은 또한 알칼리 용액, 예컨대 염화암모늄/수산화암모늄을 포함하지만 이것에 제한되지 않는다.

선택적인 금속 박막이 포함되면, 이 단계는 금속 박막의 식각된 부분 아래에 있는 금속 포일 부분을 드러나게 한다. 그래서, 이러한 패턴의 금속 박막은 금속 포일을 식각하는 고품질 식각 마스크로서 유용하다. 금속 박막이 식각된 후에, 다음의 단계는 식각에 의해 금속 포일의 아래에 있는 드러난 부분은 제거하고, 선택적인 금속 박막의 제거되지 않은 부분 아래에 있는 금속 포일 부분과, 식각된 금속 포일 아래에 있는 폴리머막이 드러난 부분은 제거하지 않는 것이다.

선택적인 금속 박막이 포함되지 않으면, 금속 포일의 식각된 부분 아래에 있는 폴리머막 부분을 나타내도록 금속 포일을 직접 식각한다. 이어서, 적층물을 헹구고 건조시킨다. 그 결과로 인쇄 회로 기판은 분해능과 균일성이 우수하고, 내열성이 양호하며 층간 부착력이 우수하게 된다.

회로 배선과 간격이 금속 포일을 통해 식각된 후에, 적절한 용매로 박리시키거나 널리 알려진 애싱 기법에 의해 애싱 처리함으로써 나머지 포토레지스트를 선택적으로 제거할 수 있다. 포토레지스트는 또한 선택적인 금속 박막을 식각한 후 금속 포일을 식각하기 전에 제거될 수도 있다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 상기 공정들은 기판의 반대면에 대해 반복될 수도 있다. 이 실시예에서, 기판의 2개의 양표면은 전술한 기법에 의해 식각되고, 폴리머막 재료층은 각 식각된 표면 상에 코팅되거나 적층된 후에, 금속 포일층이 각 폴리머막 상에 적층된다. 이어서, 각 금속 포일층은 선택적인 금속 박막을 이용하는 것을 비롯하여 전술한 기법에 의해 패터닝되고 식각된다.

아래의 비제한적인 예는 본 발명을 예시하는 역할을 한다.

예 1

폴리이미드막 기판을 산소(O₂)와 4불화메탄(CF₄)의 고도로 하전된 플라즈마 식각액 가스 혼합물로 플라즈마 처리하였으며, 상기 가스 혼합물은 CF₄를 7% 함유하였다. 상기 플라즈마 식각액은 양 및 음으로 하전된 종으로 막 표면에 충격을 가하여 막 표면 상의 불순물을 감소시킬 뿐만 아니라 막 표면을 제거한다. 이 식각 단계는 막 표면으로부터 대략 0.7㎛의 재료를 제거한다. 이어서, 식각된 표면을 연속적인 폴리이미드층으로 코팅하여 8㎛ 두께의 층을 달성한다. 이 후에, 코팅된 기판와 구리 포일층을 적어도 28 인치의 수은의 진공 하에 약 275℃로 약 30 분 동안 진공 프레스에서 함께 적층하고 약 150 psi의 압력으로 유지시킨다. 그 결과로 생긴 적층물의 박리 강도는 약 4 lbs/inch이다.

예 2

폴리이미드 기판을 산소(O₂)와 4불화메탄(CF₄)의 가스 혼합물로 이루어지는 식각액을 사용하여 예 1과 유사하 조건 하에서 플라즈마 처리하였으며, 상기 가스 혼합물은 CF₄를 7% 함유하였다. 그러나, 식각 단계를 수행하여 막의 표면으로부터 대략 0.475㎛의 재료를 제거하였다. 예 1과 같이 식각된 표면을 폴리이미드막으로 코팅한 후에 코팅된 기판을 구리 포일과 함께 적층하였으며, 그 결과로 생긴 적층물의 박리 강도는 약 4.5 lbs/inch이였다.

예 3(비교예)

CF₄를 3%만 함유하는 식각액을 사용하는 것을 제외하고는 예 1을 반복하였고 식각 단계를 막의 표면으로부터 대략 0.7㎛의 재료를 제거하도록 제한하였으며, 식각 단계를 약 15 분 동안 지속시켰다. 이 결과 너무 식각된 적층물은 박리 강도가 감소하였다. 15 분 후에 적층물의 박리 강도는 단지 0.5 lbs/inch이였다.

예 4

예 1을 반복하였지만, 식각된 기판을 단지 8㎛의 폴리이미드층으로 코팅하고 12㎛의 폴리이미드 코팅을 피복하였다. 이 결과로 생긴 적층물의 박리 강도는 약 7 lbs/inch이였다.

예 5

예 1을 반복하였지만, 식각된 기판을 단지 8㎛의 폴리이미드층으로 코팅하고 30㎛의 폴리이미드 코팅을 피복하였다. 이 결과로 생긴 적층물의 박리 강도는 약 9 lbs/inch이였다.

예 6

예 1과 유사한 식각 조건을 사용하여 25㎛의 폴리이미드 기판의 양면을 식각하였다. 각 식각된 표면을 12㎛의 폴리이미드층으로 코팅한 후에, 예 1과 유사한 조건 하에서 기판의 양면 상의 각 폴리이미드층 위에 구리 포일을 적층하였따. 그 결과로 생긴 적층물은 박리 강도가 7 lbs/inch를 초과하는 약 50㎛의 폴리이미드 유전체이다.

예 7

막을 47℃의 12 중량% NaOH의 수용액에 통과시킴으로써 25㎛의 폴리이미드 기판을 화학적으로 식각한 후에 5%의 황산으로 중화시키고 최종적으로 탈이온수로 헹구었다. 이어서, 상기 기판을 5㎛의 폴리이미드로 코팅하였다. 이후에, 예 1과 유사한 조건 하에서 코팅된 기판에 9㎛의 구리 포일을 적층하였다. 그 결과로 생긴 적층물의 박리 강도는 6 lbs/inch이였다.

예 8(비교예)

식각되지 않은 25㎛의 폴리이미드 기판을 5㎛의 폴리이미드로 코팅하였다. 예 1과 유사한 조건 하에서 상기 코팅된 기판에 9㎛의 구리 포일을 적층하였다. 그 결과로 생긴 적층물의 박리 강도는 단지 약 0.5 lbs/inch이였다.

바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 특정하게 도시 및 설명하였지만, 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게 쉽게 이해될 것이다. 청구 범위는 개시된 실시예, 전술한 변경예 및 그 등가물 전부를 포함하도록 해석된다.

Claims

a) 평탄한 폴리머 기판의 양면 중 적어도 한면을 식각하는 단계와,

b) 상기 폴리머 기판의 식각된 한면 또는 양면에 폴리머막을 부착하는 단계와,

c) 상기 폴리머막 상에 금속 포일을 적층하여 부착하는 단계

를 포함하는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제1항에 있어서, 상기 기판의 하나의 식각면 상에 상기 폴리머막을 부착하는 단계를 포함하는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제1항에 있어서, 상기 폴리머막은 상기 기판의 하나의 식각면 상에 적층에 의해 부착되는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제1항에 있어서, 상기 폴리머막은 상기 기판의 하나의 식각면 상에 코팅에 의해 부착되는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제1항에 있어서, 상기 기판의 양면이 모두 식각되는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제1항에 있어서, 상기 기판의 양쪽 식각면에 폴리머막을 부착하고, 그 양쪽 폴리머막에 금속 포일을 적층하여 부착시키는 단계를 포함하는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제6항에 있어서, 상기 기판의 양쪽 식각면에 적층에 의해 폴리머막을 부착하는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제6항에 있어서, 상기 기판의 양쪽 식각면에 코팅에 의해 폴리머막을 각각 부착하는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제1항에 있어서, 상기 폴리머막과 폴리머 기판은 동일한 폴리머를 포함하는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제1항에 있어서, 상기 기판은 폴리에스테르를 포함하는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제1항에 있어서, 상기 기판은 폴리이미드를 포함하는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제1항에 있어서, 상기 폴리머막은 폴리에스테르를 포함하는 것인 인쇄 회로기판의 형성 방법.
제1항에 있어서, 상기 폴리머막은 폴리이미드를 포함하는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제1항에 있어서, 상기 금속 포일은 구리, 아연, 황동, 크롬, 니켈, 알루미늄, 스테인레스강, 철, 금, 은, 티타늄 및 이들의 조합과 합금으로 이루어지는 군으로부터 선택된 재료를 포함하는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제1항에 있어서, 상기 금속 포일은 구리를 포함하는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제1항에 있어서, 상기 폴리머막의 두께는 약 3㎛ 내지 약 50㎛인 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제1항에 있어서, 상기 금속 포일의 두께는 약 3㎛ 내지 약 200㎛인 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제1항에 있어서, 상기 식각 단계(a)는 알칼리 수용액에 의해 수행되는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제1항에 있어서, 상기 식각 단계(a)는 Ⅰ족 수산화물 또는 Ⅱ족 수산화물을 포함하는 수용액에 의해 수행되는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제1항에 있어서, 상기 식각 단계(a)는 NaOH 또는 KOH를 포함하는 알칼리 수용액에 의해 수행되는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제1항에 있어서, 상기 식각 단계(a)는 플라즈마 식각액에 의해 수행되는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제1항에 있어서, 상기 식각 단계(a)는 산소(O₂)와 4불화메탄의 혼합물을 포함하는 플라즈마 식각액에 의해 수행되는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제22항에 있어서, 상기 플라즈마 식각액은 적어도 약 3%의 4불화메탄을 포함하는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제22항에 있어서, 상기 플라즈마 식각액은 약 7%를 초과하는 4불화메탄을 포함하는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제1항에 있어서, 상기 식각 단계(a)는 기판 표면이 약 0.45㎛ 이상 제거되도록 수행되는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제1항에 있어서, 상기 적층 단계는 오토클레이브 적층법, 진공식 유압 압착법, 비진공식 유압 압착법, 열간 압연 적층법에 의해서, 또는 금속 포일을 통해 전류를 흐르게 하여 폴리머막을 연화시키기에 충분한 양만큼 금속 포일을 가열하여 그 폴리머막을 기판에 부착시키는 것에 의해서 수행되는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
a) 평탄한 폴리머 기판의 양면 중 적어도 한면을 식각하는 단계와,

b) 상기 폴리머 기판의 식각된 한면 또는 양면에 폴리머막을 부착하는 단계와,

c) 상기 폴리머막에 금속 포일을 적층하여 부착하는 단계와,

d) 상기 금속 포일에 포토레지스트를 증착하는 단계와,

e) 상기 포토레지스트를 노출시켜 현상함으로써, 상기 금속 포일의 아래 부분을 드러나게 하는 단계와,

f) 상기 금속 포일이 드러난 아래 부분을 제거하는 단계

를 포함하는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제27항에 있어서, 상기 단계(d) 전에 상기 폴리머막 반대측의 금속 포일 표면을 거칠게 하는 단계를 더 포함하는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제28항에 있어서, 상기 금속 포일의 거친 표면의 평균 거칠기 값은 약 1 내지 약 10 미크론인 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제28항에 있어서, 상기 금속 포일의 거친 표면은 그 거친 표면 상에 또는 표면 내에 금속이나 금속 합금의 미세 노둘(nodule)을 포함하는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제28항에 있어서, 상기 금속 포일의 거친 표면은 미세 식각법에 의해 거칠게 되는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제27항에 있어서, 상기 단계(f) 후에 임의의 나머지 포토레지스트를 제거하는 단계를 더 포함하는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제27항에 있어서, 상기 금속 포일의 드러난 부분은 산성 식각에 의해 제거되는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.
제27항에 있어서, 상기 금속 포일의 드러난 부분은 기판에 대한 알칼리 식각에 의해 제거되는 것인 인쇄 회로 기판의 형성 방법.