KR20070100428A

KR20070100428A - 프린트 배선 기판 및 이를 이용한 회로 장치

Info

Publication number: KR20070100428A
Application number: KR1020077022082A
Authority: KR
Inventors: 타츠오 카타오카; 요시카즈 아카시; 유타카 이구치
Original assignee: 미쓰이 긴조꾸 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2003-12-05
Filing date: 2004-12-02
Publication date: 2007-10-10
Also published as: US7523548B2; KR20060127417A; CN1891018A; JP4253280B2; KR100902970B1; WO2005055681A1; JP2005191524A; TWI397963B; US20070101571A1; KR100814564B1; TW200520110A

Abstract

본 발명의 프린트 배선 기판은, 절연 필름과 상기 절연 필름의 적어도 일측의 표면에 형성된 배선 패턴을 가지고, 상기 배선 패턴은 절연 필름의 표면에 석출된 기재 금속층과 도전성 금속층으로 이루어지며, 상기 배선 패턴을 구성하는 기재 금속층이 상기 배선 패턴을 구성하는 도전성 금속층보다 폭 방향으로 돌출되어 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 마이그레이션 등이 현저히 발생하기 어려워져 매우 신뢰성 높은 프린트 배선 기판을 얻을 수 있다.

Description

프린트 배선 기판 및 이를 이용한 회로 장치{PRINTED WIRING BOARD AND CIRCUIT DEVICE USING THE SAME}

본 발명은, 절연 필름의 표면에 배선 패턴이 접착제층을 개재하지 않고 직접 형성되어 있는 프린트 배선 기판 및 이 프린트 배선 기판을 제조하는 방법 및 전자 부품이 실장된 회로 기판에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은, 기판이 되는 절연 필름과 이 절연 기판의 표면에 형성된 금속층으로 이루어지는 2층 구성의 기판으로 형성되는 프린트 배선 기판 및 그 제조 방법 및 전자 부품이 실장된 회로 장치에 관한 것이다.

종래부터 폴리이미드 필름 등의 절연 필름의 표면에 접착제를 이용하여 동박을 적층시킨 동박 적층판을 이용하여 배선 기판이 제조되고 있다.

상기와 같은 동박 적층판은 표면에 접착제층이 형성된 절연 필름에 동박을 가열압착함으로써 제조된다. 따라서, 이와 같은 동박 적층판을 제조할 때에는 동박을 단독으로 취급하지 않으면 안 된다. 그러나, 동박은 얇아질수록 인장 강도가 약해져 단독으로 취급할 수 있는 동박의 하한은 9 ~ 12㎛ 정도이며, 이보다 얇은 동박을 사용할 경우에는, 예를 들어, 지지체를 가진 동박을 이용할 필요가 있게 되는 등 그 취급이 매우 번잡해진다. 또한, 절연 필름의 표면에 접착제를 이용하여 상기와 같이 얇은 동박을 점착시킨 동박 적층판을 사용하여 배선 패턴을 형성하면, 동박을 점착하기 위해 사용한 접착제의 열 수축에 의해 프린트 배선 기판에 휨 변형이 발생한다. 특히, 전자기기의 소형·경량화에 수반하여 프린트 배선 기판도 박형화, 경량화가 진행되고 있으며 이와 같은 프린트 배선 기판에는 절연 필름, 접착제 및 동박으로 이루어지는 3층 구조의 동박 적층판으로는 대응할 수 없다.

따라서, 이와 같은 3층 구조의 동박 적층판 대신 절연 필름의 표면에 직접 금속층을 적층시킨 2층 구조의 적층체가 사용되고 있다. 이와 같은 2층 구조의 적층체는 폴리이미드 필름 등과 같은 절연 필름의 표면에 무전해 도금법, 증착법, 스퍼터링법 등에 의해 시드층 금속을 석출시킴으로써 제조된다. 그리고 상기와 같이 하여 석출된 금속의 표면에, 예를 들어, 구리 도금을 부착시킨 후 포토레지스트를 도포하고, 노광·현상하고, 이어서 에칭함으로써 원하는 배선 패턴을 형성할 수 있다. 특히, 2층 구성의 적층체는 금속(예를 들어, 구리)층이 얇기 때문에 형성될 배선 패턴의 피치 폭이 30㎛에 미치지 않는 매우 미세한 배선 패턴을 제조하는데 적합하다.

그런데, 특허 문헌 1(일본 특허 공개 제 2003-188495호 공보)에는 폴리이미드 수지 필름에 건식제막법으로 형성된 제 1 금속층과 제 1 금속층 위에 도금법으로 형성된 도전성을 가지는 제 2 금속층을 가지는 금속 피복 폴리이미드 필름에, 에칭법에 의해 패턴을 형성하는 프린트 배선 기판의 제조 방법에 있어서, 상기 에칭 후에 에칭 표면을 산화제에 의해 세정 처리하는 것을 특징으로 하는 프린트 배 선 기판의 제조 방법의 발명이 개시되어 있다. 또한, 이 특허 문헌 1의 실시예 5에는 니켈·크롬 합금을 두께 10nm로 플라즈마 증착하고, 이어서 도금법으로 구리를 8㎛ 두께로 석출시킨 예가 제시되어 있다.

그러나, 상기 특허 문헌 1에 기재되어 있는 방법에서는 패턴을 에칭에 의해 형성한 후 산화제에 의해 폴리이미드 수지 필름 표면에 있는 제 1 금속층을 처리하는 것이 기재되어 있으나, 이와 같은 산화제를 이용한 처리에서는 상기 제 1 금속이 상당량 잔존하는데다 이 부동태화가 완전하게는 이루어져 있지 않기 때문에 가혹한 환경에서는 비교적 단기간에 단락 등이 발생하는 경우가 있다. 또한, 상기 특허 문헌 1에 있어서, 제 1 금속층을 형성하는 금속은 모두 산화제로 처리되어 있으나 이들 금속 중에는 산화되기 어려운 것도 있으며, 이와 같은 경우에는 배선 패턴 사이에 양호한 절연성이 형성되지 않을 경우도 있을 수 있다. 또한, 특허 문헌 1에서 채용되어 있는 처리에서는 미량의 잔존하는 금속이 부동태화되기 어렵기 때문에 제조 초기의 배선 패턴 사이의 절연 저항은 양호한 값을 나타내나, 예를 들어, 1000시간 이상 계속해서 전압을 건 후의 절연 저항은 전압을 인가하기 전의 값보다 낮아지는 경향이 발생한다.

또한, 특허 문헌 2(일본 특허 공개 제 2003-282651호 공보)의 단락 [0004], [0005]에는 가요성 절연 필름(2)의 표면에 가요성 절연 필름과 배선 패턴의 접착 강도를 확보하기 위하여 구리와 구리 이외의 금속의 합금으로 이루어지는 금속층(1)을 마련하고, 이 금속층(1)의 표면에 동박을 배치한 복합체로부터 플렉서블 회로 기판을 제조하는 것이 기재되어 있다. 또한, 이와 같은 복합체를 이용하여 형 성된 배선 패턴의 리드 부분에는 도 5에 나타내는 바와 같이, 가장자리 하부에 금속층(1)이 미제거부로 잔류한다고 기재되어 있고, 이 미제거부가 원인이 되어 도금 금속의 이상 석출(6)이 형성된다고 기재되어 있으며, 이 도금 금속의 이상 석출(6) 부분으로부터 주석의 결정이 성장하여 ‘휘스커’가 되고 이에 의해 배선 패턴에 쇼트가 발생한다고 기재되어 있다. 즉, 특허 문헌 2에 있어서는, 배선 패턴의 접착 강도를 확보하기 위해 마련한 금속층(1)의 상태 그대로 그 표면에 주석 도금층을 형성하면 형성된 주석 도금층으로부터 휘스커가 발생하므로 단락 [0023]에 나타내는 바와 같이, 이 금속층(1)을 완전히 제거하고 있다.

그러나, 이러한 금속층(1)을 배선 패턴의 외주로부터 완전히 제거하는 것은 극히 곤란하고, 특허 문헌 2에 기재되어 있는 방법으로는 미량이지만 배선 패턴의 외주 하부에 금속층(1)이 그 상태 그대로 잔존하며, 이러한 잔존 금속층(1)에 기인하여 석출된 주석도금층으로부터의 휘스커 발생을 완전히 방지할 수 없다.

특허 문헌 1: 일본 특허 공개 제 2003-188495호 공보

특허 문헌 2: 일본 특허 공개 제 2003-282651호 공보

그리고, 상기와 같은 2층 구성의 적층체를 이용하여 배선 패턴을 형성하면 비교적 단시간에 배선 패턴 사이의 절연성이 손상되는 경우가 있음을 알았다.

이러한 현상에 대해 검토해 보면, 2층 구성의 적층체를 이용하여 형성된 배선 패턴은 절연 필름의 표면에 직접 배치된 제 1 금속층(시드층)과 이 제 1 금속층 위에 형성된 구리층으로 형성되어 있으며, 구리층과 이 하부에 있는 제 1 금속층에 의해 마이그레이션이 발생하기 쉬워져 인접하는 배선 패턴 사이에 마이그레이션에 의한 단락이 단기간에 발생하는 문제의 원인이 된다.

본 발명은, 이와 같은 마이그레이션에 의한 단락이 발생하기 어렵고, 장기적으로 전기적으로 안정된 상태를 유지할 수 있는 프린트 배선 기판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

또한, 본 발명은, 상기와 같은 방법에 의해 제조된 특이한 구조를 가짐과 함께 마이그레이션 등에 의한 단락이 발생하기 어려운 프린트 배선 기판을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 프린트 배선 기판의 제조 방법은, 절연 필름의 표면에 기재 금속을 석출시켜 기재 금속층을 형성하고, 상기 기재 금속층의 표면에 구리 등의 도전성 금속을 석출시키는 공정을 거쳐 형성된 표면 금속층(기재 금속층과 도전성 금속층의 적층체)을 에칭법에 의해 선택적으로 제거하여 배선 패턴을 형성하는 공정을 가지는 프린트 배선 기판의 제조 방법에 있어서,

상기 표면 금속층을 에칭법에 의해 선택적으로 제거하여 배선 패턴을 형성한 후 상기 기재 금속층을 형성하는 금속을 용해 및/또는 부동태화가능한 처리액으로 처리하는 것을 특징으로 하고 있다.

즉, 본 발명의 프린트 배선 기판의 제조 방법은, 절연 필름의 적어도 일측의 표면에 기재 금속을 석출시켜 기재 금속층을 형성하고, 상기 기재 금속층의 표면에 구리 혹은 구리 합금을 석출시켜 도전성 금속층을 형성하는 공정을 거쳐 형성된 기재 필름의 금속층을 에칭법에 의해 선택적으로 제거하여 배선 패턴을 형성하는 공정을 가지는 프린트 배선 기판의 제조 방법에 있어서,

상기 기재 필름의 금속층을 에칭법에 의해 선택적으로 제거하여 배선 패턴을 형성한 후 상기 기재 금속층을 형성하는 금속을 용해 및/또는 부동태화가능한 처리액으로 처리하는 것을 특징으로 하고 있다.

예를 들어, 상기의 제조 방법에 의해 얻을 수 있는 본 발명의 프린트 배선 기판은, 절연 필름과 상기 절연 필름의 표면에 형성된 배선 패턴으로 이루어지고, 상기 배선 패턴은 석출된 기재 금속층과 상기 기재 금속의 표면에 석출된 구리층 등의 도전성 금속층으로 이루어지며, 상기 배선 패턴의 폭 방향의 단면에 있어서의 기재 금속층의 상단부가 상기 기재 금속층의 표면에 석출된 도전성 금속층의 하단부로부터 폭 방향으로 돌출되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

즉, 본 발명의 프린트 배선 기판은, 절연 필름과 상기 절연 필름의 적어도 일측의 표면에 형성된 배선 패턴을 가지고, 상기 배선 패턴은 절연 필름의 표면에 형성된 기재 금속층과 상기 기재 금속의 표면에 형성된 도전성 금속층으로 이루어지며, 상기 배선 패턴을 구성하는 기재 금속층이 상기 배선 패턴을 구성하는 도전성 금속층보다 폭 방향으로 돌출되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명의 프린트 배선 기판은, 상기 도전성 금속층이 마스킹 패턴과 대략 동일한 형태를 가지고 있으며, 배선 패턴과 절연 필름은 도전성 금속층으로 이루어지는 배선 패턴의 하단부 및 상기 배선 패턴의 주위에 도전성 금속층으로부터 폭 방향으로 돌출되어 형성된 기재 금속층에 의해 접합되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 배선 패턴을 형성하는 절연 필름의 표면측에 기재 금속이 잔존하고 있는 경우에는 이 기재 금속의 노출면이 부동태화되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이, 배선 패턴의 주위에 있는 기재 금속층을 부동태화함으로써 이 기재 금속층의 표면에 형성된 도금층으로부터는 휘스커가 발생하지 않는다.

또한, 본 발명의 회로 장치는, 상기의 프린트 배선 기판에 전자 부품이 실장되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명은, 절연 필름의 표면에, 예를 들어, 스퍼터링 등에 의해 기재 금속층(시드층 혹은 제 1 금속층)을 형성하고, 또한 이 기재 금속층의 표면에, 예를 들어, 도금법에 의해 구리 등의 도전성 금속을 석출시키며, 이 도전성 금속의 표면에 포토레지스트를 도포하고, 노광·현상하여 경화시킨 포토레지스트를 마스킹재로 하여 동박을 선택적으로 에칭하여 원하는 배선 패턴을 형성하고, 또한 절연 필름의 표면에 형성된 기재 금속층을 형성하는 금속을 용해 및/또는 부동태화가능한 에칭액을 사용하여 처리함으로써 선 사이에 존재하는 기재 금속층을 형성하는 금속의 대부분을 제거하는 것이 가능한 공정과 선 사이에 미량으로 잔류하는 기재 금속층 형성 금속 및 도전성 금속측의 주위에 윤곽상으로 돌출된 기재 금속층의 표면을 산화시키고 이들 산화 피막으로 피복된 기재 금속의 표면이 고온 고습 분위기 중 혹은 산 등의 용액 중에서도 이온화되지 않도록 부동태화하는 공정으로 이루어지며, 이들 처리에 의해 마이그레이션 등이 현저히 발생하기 어렵고 절연 저항값이 높으며 매우 신뢰성 높은 프린트 배선 기판을 얻을 수 있다.

이어서, 본 발명의 프린트 배선 기판에 대하여 제조 방법에 따라 구체적으로 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 프린트 배선 기판을 제조하는 공정에 있어서의 기판의 단면을 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 프린트 배선 기판의 제조 방법에서는, 절연 필름의 적어도 일측면에 형성된 기재 금속층(13) 및 도전성 금속층(20)으로 이루어지는 금속층이 형성된 필름을 기재 필름으로 사용하여 이 표면에 형성된 금속층을 선택적으로 에칭하여 배선 패턴을 형성한다. 이 금속층은 절연 필름의 일측면에 형성되어 있어도 되고 절연 필름의 양면에 형성되어 있어도 된다.

이하, 절연 필름의 일측면에 금속층이 형성된 예를 나타내어 본 발명의 프린트 배선 기판의 제조 방법을 설명한다. 도 1의 (a), 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 프린트 배선 기판의 제조 방법에서는, 절연 필름(11)의 적어도 일측의 표면에 기재 금속을 석출시켜 기재 금속층(13)을 형성한다. 본 발명에서 사용하는 절연 필름(11)으로는 폴리이미드 필름, 폴리이미드아미드 필름, 폴리에스테르, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에테르이미드 및 액정 폴리머 등을 들 수 있다. 즉, 이들 절연 필름(11)은 기재 금속층(13)을 형성할 때의 열에 의해 변형되는 일이 없으며, 또한 에칭 시에 사용되는 에칭액 혹은 세정 시에 사용되는 알칼리 용액 등에 침식되는 일이 없을 정도로 내산·내알칼리성을 가지고, 또한 기재 금속층(13) 등을 형성할 때의 가열에 의해 변형되는 일이 없을 정도의 내열성을 가지고 있다. 이러한 특성을 가지는 절연 필름(11)으로는 폴리이미드 필름이 바람직하다.

이와 같은 절연 필름(11)은 통상적으로는 7 ~ 150㎛, 바람직하게는 7 ~ 50㎛, 특히 바람직하게는 15 ~ 40㎛의 평균 두께를 가지고 있다. 본 발명의 프린트 배선 기판 및 그 제조 방법은 얇은 기판을 형성하는데 적합하므로 보다 얇은 폴리이미드 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 한편, 이와 같은 절연 필름(11)의 표면은 하기의 기재 금속층(13)의 밀착성을 향상시키기 위해 히드라진(hydrazine)·KOH액 등을 이용한 조화(粗化) 처리, 플라즈마 처리 등이 수행되어도 된다.

이와 같은 절연 필름의 표면에는 도 1의 (b) 및 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이, 기재 금속층(13)을 형성한다. 이 기재 금속층(13)은 절연 필름(11)의 적어도 일측면에 형성되고 이 기재 금속층(13)의 표면에 형성되는 도전성 금속층(20)과 절연 필름(11)의 밀착성을 향상시키는 것이다.

이와 같은 기재 금속층(13)을 형성하는 금속의 예로는 구리, 니켈, 크롬, 몰 리브덴, 텅스텐, 실리콘, 팔라듐, 티탄, 바나듐, 철, 코발트, 망간, 알루미늄, 아연, 주석 및 탄탈 등을 들 수 있다. 이들 금속은 단독으로 혹은 조합하여 사용할 수 있다. 이들 금속 중에서도 니켈, 크롬 또는 이것들의 합금을 사용하여 기재 금속층(13)을 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같은 기재 금속층(13)은 절연 필름(11)의 표면에 증착법, 스퍼터링법 등의 건식 제막법을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같은 기재 금속층의 두께는 통상적으로는 1 ~ 100nm, 바람직하게는 2 ~ 50nm 범위 내에 있다. 이 기재 금속층(13)은 이 층 위에 도전성 금속층(20)을 안정적으로 형성하기 위한 것이며, 기재 금속의 일부가 절연 필름의 표면에 물리적으로 파고들 정도의 운동 에너지를 가지고 절연 필름과 충돌함으로써 형성되는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명에서는, 기재 금속층(13)은 상기와 같은 기재 금속의 스퍼터링층인 것이 특히 바람직하다.

상기와 같이 기재 금속층(13)을 형성한 후, 도 1의 (c)에 나타내는 바와 같이, 이 기재 금속층(13)의 표면에 직접 구리층 등의 도전성 금속층(20)을 형성한다. 이 도전성 금속층은 도금법, 예를 들어, 전해 도금법 혹은 무전해 도금법 등에 의해 형성할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 이 기재 금속층(13)을 형성하고 이 기재 금속층(13)의 표면에 도전성 금속층(20)을 형성하기 전에 도 1(c)에 나타내는 바와 같이, 도 1(c)에 나타내는 바와 같이, 상기의 기재 금속층(13)의 표면에 직접 형성되는 도전성 금속층(예를 들어, 구리층)과 동일한 금속을 이용하여 기재 금속층(13)을 형성 한 것과 동일한 방법으로 스퍼터링 구리층(15)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 기재 금속층(13)을 니켈 및 크롬을 이용한 스퍼터링법으로 제조했을 경우에는 그 기재 금속층(13)의 표면에 도전성 금속층으로 형성되는 도전성 금속층(20)의 일부로서 스퍼터링에 의해 구리층(15)을 형성하고 이리하여 형성된 스퍼터링 구리층(15) 위에 도전성 금속층(20)의 나머지 층(17)을 더 형성할 수 있다. 이때의 스퍼터링 구리층(15)의 두께는 통상적으로는 1O ~ 2000nm, 바람직하게는 20 ~ 500nm이다. 또한, 기재 금속층(13)의 평균 두께와 스퍼터링 구리층(15)의 두께 비는 통상적으로는 1:20 ~ 1:100, 바람직하게는 1:25 ~ 1:60 범위 내에 있다.

상기와 같이 하여 스퍼터링 구리층(15)을 형성한 후, 도 1의 (d)에 나타내는 바와 같이, 이 스퍼터링 구리층(15)의 표면에 나머지 도전성 금속층을 더 형성하여 도전성 금속층(20)으로 한다. 여기서 더 적층되는 나머지 도전성 금속층(예:구리층 혹은 구리 합금층)은 도 1의 (d)에서는 참조부호 17로 나타내고 있다.

이 참조부호 17의 도전성 금속층은 스퍼터링법, 증착법 등의 방법으로 형성하는 것도 가능하나 전해 도금법 혹은 무전해 도금법 등의 도금법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 이 도금 도전성 금속층(17)에는 배선 패턴을 형성하는데 필요한 두께를 가지고 있을 필요가 있으며, 따라서 전해 도금법 혹은 무전해 도금법 등의 도금법에 의해 효율적으로 도전성 금속을 석출시킬 수 있다. 이와 같이 하여 형성되는 도금 도전성 금속층(17)의 평균 두께는 통상적으로는 O.5 ~ 40㎛, 바람직하게는 O.5 ~ 17.5㎛, 더욱 바람직하게는 1.5 ~ 11.5㎛ 범위 내에 있으며, 또한 전술한 스퍼터링 구리층(15)과 이 도금 도전성 금속층(17)의 합계의 두께는 통상적으 로는 1 ~ 40㎛, 바람직하게는 1 ~ 18㎛, 더욱 바람직하게는 2 ~ 12㎛ 범위 내에 있다. 한편, 여기서 형성되는 스퍼터링 구리층(15)과 도금 도전성 금속층(17)은 도금법에 의해 형성되는 도전성 금속층이 도금 구리층인 경우에는 도금 도전성 금속층(17)이 형성된 후에는 그 단면의 구조로부터 양자의 경계를 찾아내는 것은 지극히 곤란하며, 본 발명에서는 특별히 양자를 구별하여 기재할 필요가 없는 경우에는 양자를 종합하여 도전성 금속층(20)으로 기재한다.

이와 같이 도전성 금속층(20)을 형성한 후, 도 1의 (e) 및 도 2의 (d)에 나타내는 바와 같이, 도전성 금속층(20)의 도전성 금속의 표면에 감광성 수지를 도포하고 이 감광성 수지를 노광현상하여 감광성 수지로 이루어지는 원하는 패턴(22)을 형성한다. 여기서 사용할 수 있는 감광 수지로는 빛이 조사됨으로써 경화되는 타입의 감광성 수지를 사용하는 것도 가능하고 빛의 조사에 의해 수지가 연화되는 타입의 감광성 수지를 사용하는 것도 가능하다.

상기와 같이 하여 감광성 수지를 이용하여 형성된 패턴(22)을 마스킹재로 하여 도 1의 (f), 도 2의 (e), 도 3, 도 4에 나타내는 바와 같이, 도전성 금속층(20)을 선택적으로 에칭하여 원하는 배선 패턴을 형성한다.

여기서 사용하는 에칭제는 도전성 금속, 특히 구리에 대한 에칭제이며, 이와 같은 도전성 금속 에칭제의 예로는 염화 제 2 철을 주성분으로 하는 에칭액, 염화 제 2 구리를 주성분으로 하는 에칭액, 황산 + 과산화수소 등의 에칭제가 있으며, 이와 같은 도전성 금속에 대한 에칭제는 도전성 금속층(20)을 뛰어난 선택성으로 에칭하여 배선 패턴을 형성시킬 수 있음과 함께 이 도전성 금속층(20)과 절연 필 름(11) 사이에 있는 기재 금속(13)에 대해서도 상당한 에칭 기능을 가지고 있다. 따라서, 상기와 같은 도전성 금속 에칭제를 이용하여 에칭을 행하면 도 1의 (f) 및 도 2의 (e), 도 3, 도 4에 나타내는 바와 같이, 기재 금속층(13)을 수 nm 정도의 매우 얇은 층으로 하여 절연 필름(11)의 표면에 잔존하는 정도로까지 에칭하는 것이 가능하다. 즉, 도 3, 도 4에 나타내는 바와 같이, 도전성 금속으로 형성되는 배선 패턴 주위에서는 기재 금속층은 도전성 금속의 아래와 거의 같은 두께를 가지며 배선 패턴 사이에서는 극박층으로 되어 있다.

또한, 배선 패턴의 형성 시에 감광성 수지를 경화시켜 형성된 원하는 패턴(22)은 상기와 같이 하여 에칭 공정을 거친 후 다음 처리 공정에서 마이크로 에칭 처리를 행하기 전에, 예를 들어, 알칼리 세정 등에 의해 제거된다.

본 발명에서는 후술하는 바와 같이 하여 기재 금속층(13)을 소정의 처리액으로 처리하기 전에 배선 패턴을 형성하는 도전성 금속층(20)의 표면이나 참조부호 13으로 나타내는 기재 금속을 에칭(예를 들어, 산세)하여 표면에 있는 산화물 막 등을 제거하는 마이크로 에칭(petty etching)을 행하는 것이 바람직하다.

이 마이크로 에칭으로는 통상적으로 사용하는 에칭액을 사용가능하며, 예를 들어, 과황산칼륨(K₂S₂O₈) 용액, HCl 용액이나 상술한 배선 패턴을 형성할 때에 사용한 에칭액을 사용할 수 있다. 그러나, 에칭액과의 접촉시간이 길면 배선 패턴을 형성하는 도전성 금속인 구리의 용출량이 많아져 배선 패턴 자체가 가늘어지므로 액온 20 ~ 60℃에서 이 마이크로 에칭에 있어서의 에칭액과 배선 패턴의 접촉 시간 은 통상적으로는 2 ~ 60초간, 바람직하게는 10 ~ 45초간 정도이다.

본 발명에서는 상기와 같이 하여 도전성 금속(20)을 선택적으로 에칭한 후 마이크로 에칭을 행하고 이어서 도 1의 (g), 도 2의 (f), 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 기재 금속층(13)을 형성하는 금속을 용해 및/또는 부동태화가능한 처리액으로 처리한다. 이 기재 금속층(13)은 상술한 바와 같이, 구리, 니켈, 크롬, 몰리브덴, 티탄, 바나듐, 철, 코발트, 알루미늄, 아연, 주석, 및 탄탈을 단독으로 혹은 조합하여 사용함으로써 형성되어 있다. 본 발명에서는 이들 금속을 용해 혹은 부동태화가능한 처리액으로 처리한다. 예를 들어, 기재 금속층이 니켈 및 크롬을 이용하여 형성되어 있는 경우에는 니켈에 대해서는, 예를 들어, 각 농도 5 ~ 15 중량% 정도의 황산·염산 혼합액을 사용할 수 있고, 또한 크롬에 대해서는, 예를 들어, 과망간산칼륨 + KOH 수용액, 중크롬산칼륨 수용액, 과망간산나트륨 + NaOH 수용액을 사용하는 것이 가능하다. 본 발명에 있어서, 과망간산칼륨 + KOH 수용액을 사용하는 경우, 과망간산칼륨의 농도는 통상적으로는 10 ~ 60g/리터, 바람직하게는 25 ~ 55g/리터이고, KOH의 농도는 통상적으로는 10 ~ 30g/리터이다. 본 발명에 있어서, 상기와 같은 액을 이용한 처리의 처리 온도는 통상적으로는 40 ~ 70℃, 처리 시간은 통상적으로는 10 ~ 60초간이다.

이와 같이 본 발명에서는 형성하는 기재 금속층(13)에 함유되는 금속에 대응시켜 이들 금속을 용해할 수 있는 에칭액을 사용하고, 이 에칭액은 이들 금속이 미량에 잔존한 경우에 있어서 이들 금속을 부동태화할 수 있는 기능을 가지고 있다.

특히, 본 발명에서는 이 기재 금속층(13)이 적어도 2종류의 서로 다른 금속 으로 형성된 합금층이거나, 적어도 2 종류의 서로 다른 금속이 각각 독립적으로 적층된 적층체이거나, 서로 다른 금속으로 이루어지는 합금의 적층체인 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서, 기재 금속층(13)을, 예를 들어, 니켈 및 크롬을 이용하여 형성할 경우 이 기재 금속층(13)이 니켈과 크롬의 합금으로 형성되어 있는 층이거나 혹은 니켈층과 크롬층으로 이루어지는 적층체인 것이 바람직하다.

이와 같이 기재 금속층(13)을 형성하는 금속에 대응한 처리액을 사용함으로써 도 1의 (g), 도 2의 (f), 도 5 , 도 6에 나타내는 바와 같이, 절연 필름(11) 위의 기재 금속층(13)은 제거되거나 혹은 부동태화된다. 따라서, 이 공정을 거침으로써 형성된 배선 패턴이 각각 전기적으로 독립한 상태가 된다. 또한, 이와 같이 처리함으로써 배선 패턴의 절연 필름(11) 위에 적층된 기재 금속층(13)의 측단부(23)가 부동태화되므로 이 기재 금속층(13)의 측단부(23)로부터의 마이그레이션 발생을 방지할 수 있다.

한편, 니켈 및 크롬을 함유하는 기재 금속층(13)을 처리할 때에는 니켈 및 크롬을 모두 부동태화시키고, 또한 배선 패턴 사이(선 사이)에 존재하는 크롬층을 용해시키면서 또한 용해되지 않고 미량으로 잔존하는 크롬을 부동태화하는 것이 바람직하다.

이와 같이 하여 얻어진 프린트 배선 기판의 배선 패턴은 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 배선 패턴의 폭 방향의 단면에 있어서의 기재 금속층(13)의 상단부(26)가 도전성 금속층(20)의 하단부(25)로부터 패턴의 주위에 윤곽상으로 형성되어 있는 구조를 가지게 된다. 즉, 도전성 금속층(20)은 에칭되나 기재 금속 층(13)은 에칭되기 어렵기 때문에 형성된 배선 패턴의 폭 방향의 단면에 있어서, 도전성 금속층(20)으로 이루어지는 배선 패턴의 하단부(25)의 폭보다 기재 금속층(13)의 상단부(26)의 폭이 커진다. 이와 같이 기재 금속층(13)의 상단부(26)가 도전성 금속층(20) 보다 폭 방향으로 돌출되어 형성되어 있다. 즉, 배선 패턴은 도 7 및 도 8 에 나타내는 바와 같이, 절연 필름(11)의 표면에 기재 금속층(13)과 도전성 금속층(20)으로 이루어지는 배선 패턴이 형성되어 있고, 또한 이 배선 패턴을 형성하는 도전성 금속층(20)의 주위를 둘러싸고 윤곽상이 되도록 기재 금속층(13)이 도전성 금속층(20) 보다 돌출되어 형성되어 있다. 상술한 바와 같이, 도전성 금속층은 마스킹 패턴과 대략 동일한 형태를 가지고 있으며 배선 패턴과 절연 필름은 도전성 금속층으로 이루어지는 배선 패턴의 하단부 및 이 배선 패턴의 주위에 도전성 금속층으로부터 폭 방향으로 돌출되어 형성된 기재 금속층에 의해 접합되어 있다. 이와 같이 도전성 금속층의 하단부 주위에 도전성 금속층으로부터 폭 방향으로 돌출되는 기재 금속층을 형성함으로써 도전성 금속층의 도전성 금속 이온(예를 들어, Cu 이온)이 절연 필름층에 이를 때까지의 거리가 증대되고, 또한 후술하는 주석 도금층이 도전성 금속층과 기재 금속층의 경계를 보다 확실하게 씰링하기 때문에 도전성 금속 이온의 절연 필름 표면으로의 확산이 억제된다고 생각된다.

이와 같은 도전성 금속층의 폭 방향으로 돌출되어 형성되고 부동태화된 기재 금속을 형성함으로써 이와 같이 윤곽상으로 형성된 기재 금속층(13)은 부동태화된 상태로 잔존하고 있다. 이와 같이 배선 패턴의 주위에 있는 기재 금속층을 부동태화하여 잔존시킴으로써 이 부동태화된 기재 금속층의 표면에 주석 도금층을 형성하 더라도 이 도금층으로부터의 휘스커는 발생하지 않으며, 따라서 본 발명의 프린트 배선기판에서는 이러한 부분으로부터의 휘스커 성장에 의한 단락이 발생하지 않는다.

이와 같은 단면 구조를 가지는 본 발명의 프린트 배선 기판에 있어서 기재 금속층(13)의 상단부의 폭(26)이 도전성 금속(20)의 하단부의 폭(25)에 대하여 통상적으로는 1.001배 ~ 1.5배, 바람직하게는 1.01배 ~ 1.25배 범위 내가 되도록 함으로써 마이그레이션 등의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.

본 발명의 프린트 배선 기판에는 상기와 같이 절연 필름의 표면에 스퍼터링 등에 의해 형성된 기재 금속층과 이 기재 금속층을 형성하는 금속과는 특성이 서로 다른 금속으로 형성된 도전성 금속층(예: 도금법에 의해 형성된 구리층 혹은 스퍼터링 구리층과 이 위에 형성된 도금 구리층)이 적층되어 이루어지고, 이 적층된 도전성 금속층을 선택적으로 에칭함으로써 도전성 금속층으로 이루어지는 배선 패턴을 형성하고 이어서 마이크로 에칭 처리에 의해 주로 도전성 금속층의 표면을 처리하고 또한 기재 금속층을 형성하는 금속을 용해 및/또는 부동태화가능한 처리액으로 처리함으로써 배선 패턴 간에 노출된 기재 금속층을 형성하는 금속의 대부분을 용해하여 제거하고 또한 이와 같은 처리에 의해서도 용해되지 않고 잔존하는 극히 미량의 금속(예; 크롬)을 부동태화함으로써 형성된 것이다. 특히, 본 발명의 프린트 배선 기판에서는 기재 금속층을 복수의 금속을 스퍼터링함으로써 형성되고, 이리하여 형성된 기재 금속층을 에칭하기 위해 산세한 후 산세에 의해 제거되지 않고 잔존하는 기재 금속층 형성 금속을, 예를 들어, 산화성 처리액을 이용하여 부동태 화함으로써 절연 저항값이 높고 또한 단락 등이 생기기 어려워 신뢰성 높은 프린트 배선 기판을 얻을 수 있다.

특히 본 발명의 프린트 배선 기판은, 마이그레이션 등이 발생하기 어렵고, 장시간 전압을 계속해서 인가한 후의 절연 저항과 전압을 인가하기 전의 높은 절연 저항 사이에 실질적인 변동이 발견되지 않아 프린트 배선 기판으로서 매우 높은 신뢰성을 가진다.

본 발명의 프린트 배선 기판은 배선 패턴(혹은 리드)의 폭이 30㎛ 이하, 바람직하게는 25 ~ 5㎛ 폭의 배선 패턴을 가지고, 또한 피치 폭이 50㎛ 이하, 바람직하게는 40 ~ 10㎛ 피치 폭을 가지는 프린트 배선 기판에 적합하다. 이와 같은 프린트 배선 기판에는 프린트 회로 기판(PWB), TAB(Tape Automated Bonding) 테이프, COF(Chip On Film), CSP(Chip Size Package), BGA(Ball Grid Array), μ-BGA(μ-Ball Grid Array), FPC(Flexible Printed Circuit) 등이 있다. 또한, 상술한 설명에서는 본 발명의 프린트 배선 기판은 절연 필름의 표면에 배선 패턴이 형성된 것이었으나 이 배선 패턴의 일부에 전자 부품이 실장되어 있어도 된다.

이와 같은 프린트 배선 기판에 바람직하게는 솔더 레지스트층을 더 형성하고 단자부분을 도금 처리한 후 전자 부품을 실장함으로써 회로 기판을 얻을 수 있다.

또한, 상기의 배선 패턴에는 도금 처리를 할 수 있다. 여기서 채용되는 도금의 예로서 주석 도금, 금 도금, 니켈-금 도금, 땜납 도금, 무연납 땜납 도금을 들 수 있다. 또한, 상기 도금 처리를 행할 경우, 솔더 레지스트를 도포하기 전에 배선 패턴에 얇은 도금층을 형성하고 이 얇은 도금층 위에 솔더 레지스트층을 형성하고 또한 솔더 레지스트층으로부터 노출되어 있는 접속 단자에 다시 도금 처리를 행해도 된다. 이러한 도금층의 두께는 도금의 종류에 따라 적절히 선택할 수 있으나 도금층의 합계의 두께는 무전해 주석 도금의 경우, 통상적으로는 O.2 ~ 0.8㎛, 바람직하게는 O.3 ~ 0.6㎛ 범위 내의 두께로 설정된다.

이어서, 본 발명의 프린트 배선 기판 및 그 방법에 대하여 구체적으로 실시예를 들어 설명하나 본 발명은 이것들에 의해 한정되는 것은 아니다.

한편, 이하에 기재하는 실시예 및 비교예의 절연 저항값은 모두 항온항습조 외에서의 실온에서의 측정값이다.

실시예 1

평균 두께 75㎛의 폴리이미드 필름(우베흥산(주) 제조, 유피렉스 S(UPILEX S))의 일측 표면을 역스퍼터(back-sputter)에 의해 조화 처리한 후, 이하의 조건에서 니켈·크롬 합금을 스퍼터링하여 평균 두께 40nm의 크롬·니켈 합금층을 형성하여 기재 금속층으로 하였다.

즉, 스퍼터링 조건을 75㎛ 두께 폴리이미드 필름을 100℃에서 3 X 10^-5Pa에서 10분간 처리하고 탈가스한 후 100℃ X O.5 Pa로 설정하여 크롬·니켈 합금의 스퍼터링을 행하였다.

상기와 같이 하여 형성된 기재 금속층 위에 구리를 100℃ X O.5 Pa 조건에서 스퍼터하여 평균 두께 300nm의 스퍼터링 구리층을 더 형성하였다.

상기와 같이 하여 형성된 스퍼터링 구리층의 표면에 전기 도금법에 의해 구 리를 석출시켜 두께 8㎛의 전해 구리층(전기 도금 구리층)을 형성했다.

이리하여 형성된 도전성 금속층인 구리층의 표면에 감광성 수지를 도포하고 노광·현상하여 배선 피치가 30㎛(라인 폭; 15㎛, 스페이스 폭; 15㎛)가 되도록 빗형 전극의 패턴을 형성하고, 이 패턴을 마스킹재로 하여 구리층을 HCl; 10Og/리터를 포함하는 농도 12%의 염화 제 2 구리 에칭액을 이용하여 30초간 에칭하여 배선 패턴을 제조하였다.

마스킹재로 사용한 노광·현상된 감광성 수지로 이루어지는 패턴을 박리한 후 마이크로 에칭액으로서 K₂S₂O₈ + H₂SO₄ 용액으로 30℃ X 10초 처리하고 구리층의 표면 및 기재 금속층(Ni-Cr 합금)의 표면을 산세하였다.

이어서, 농도 40g/리터의 과망간산 칼륨 + 20g/리터의 KOH 에칭액을 이용하여 40℃ X 1분 가하여 Ni-Cr 합금 돌출부(26)를 부동태화하고, 또한 선 사이에 미량으로 잔존하는 크롬을 가능한 한 용출함과 함께 완벽하게 제거할 수 없었던 크롬을 산화 크롬으로 부동태화하였다. 그 후, 계속해서 수세했다.

또한, O.5㎛ 두께의 무전해 Sn 도금을 행하고 가열하여 소정의 순 Sn층을 형성했다. 이리하여 빗형 전극이 형성된 프린트 배선 기판을 85℃ 85% RH 조건에서 40V의 전압을 인가하여 1000시간 도통 시험(HHBT)을 행하였다. 이 도통 시험은 촉진 시험으로 단락이 발생할 때까지의 시간, 예를 들어, 절연 저항값이 1 X 10⁸Ω 미만이 될 때까지의 시간이 1000시간에 달하지 않는 것은 일반적인 기판으로 사용할 수 없다. 또한, 절연 신뢰 시험 전의 절연 저항은 비교예에 비해 높아 5 X 10¹⁴ Ω 이고, 절연 신뢰성 시험 후에 측정한 절연 저항은 2 X 10¹⁴Ω이며, 양자 간에 전압을 인가함에 수반되는 절연 저항의 실질적인 차이는 발견되지 않았다.

그 결과를 표 1에 나타낸다.

실시예 2

평균 두께 75㎛의 폴리이미드 필름(우베흥산(주) 제조, 유피렉스 S)의 일측 표면을 역스퍼터에 의해 조화 처리한 후, 이하의 조건에서 니켈·크롬 합금을 스퍼터링하여 평균 두께 40nm의 크롬·니켈 합금층을 형성하여 기재 금속층으로 하였다.

즉, 스퍼터링 조건을 75㎛ 두께 폴리이미드 필름을 100℃에서 3 X 10^-5Pa에서 10분간 처리하여 탈가스한 후 100℃ X O.5 Pa로 설정하여 크롬·니켈 합금의 스퍼터링을 행하였다.

상기와 같이 하여 형성된 기재 금속층의 표면에 전기 도금법에 의해 구리를 석출시켜 두께 8㎛의 전해 구리층(전기 도금 구리층)을 형성했다.

마스킹재로 사용한 노광·현상된 감광성 수지로 이루어지는 패턴을 박리한 후 마이크로 에칭액으로 K₂S₂O₈ + H₂SO₄ 용액으로 30℃ X 10초 처리하여 구리층의 표면 및 기재 금속층(Ni-Cr 합금)의 표면을 산세하였다.

이어서, 농도 40g/리터의 과망간산 칼륨 + 20g/리터의 KOH 에칭액을 이용하여 40℃ X 1분 가하여 Ni-Cr 합금 돌출부(26)를 부동태화하고, 또한 선 사이에 미량으로 잔존하는 크롬을 가능한 한 용출함과 함께 완벽하게 제거할 수 없었던 크롬을 산화 크롬으로 부동태화하였다.

상기와 같이 하여 형성된 배선 패턴의 전자현미경 사진의 일예를 도 7에 나타낸다. 도 8은 이 도 7에 나타내는 전자현미경 사진을 트레이스한 것으로 폴리이미드 필름인 절연 필름(11)의 표면에 기재 금속층(13)과 도전성 금속층(20)으로 이루어지는 배선 패턴이 형성되어 있고, 이 배선 패턴의 주위에 기재 금속층(13)이 윤곽상으로 돌출되어 있으며, 이 기재 금속층(13)의 표면은 부동태화되어 있다.

이리하여 형성된 배선 패턴에 O.5㎛ 두께의 무전해 Sn 도금을 행하고 가열하여 소정의 순 Sn층을 더 형성하였다.

이리하여 빗형 전극이 형성된 프린트 배선 기판을 85℃ 85% RH 조건에서 40V의 전압을 인가하여 1000시간 도통 시험(HHBT)을 행하였다. 또한, 절연 신뢰 시험전의 절연 저항은 높은 값을 나타내어 5 X 10¹⁴Ω이고, 절연 신뢰성 시험 후에 측정한 절연 저항은 2 X 10¹⁴Ω이며, 양자 간에 전압을 인가함에 수반되는 절연 저항의 실질적인 차이는 발견되지 않았다.

그 결과를 표 1에 나타낸다.

실시예 3

실시예 1에 있어서, 평균 두께 38㎛의 폴리이미드 필름(우베흥산(주) 제조, 유피렉스 S)을 사용하고 폴리이미드 필름의 일측 표면을 역스퍼터에 의해 조화 처리한 후 실시예 1과 마찬가지로 하여 니켈·크롬 합금을 스퍼터링하여 평균 두께 30nm의 크롬·니켈 합금층(기재 금속층)을 형성하여 기재 금속층으로 하였다.

상기와 같이 하여 형성된 기재 금속층 위에 실시예 1과 마찬가지로 하여 구리를 스퍼터링하여 평균 두께 200nm의 스퍼터링 구리층을 형성했다.

상기와 같이 하여 형성된 스퍼터링 구리층의 표면에 전기 도금법에 의해 구리를 석출시켜 두께 8㎛의 전해 구리층(도전성 금속층)을 형성했다.

이리하여 형성된 전해 구리층의 표면에 감광성 수지를 도포하고 노광·현상하여 배선 피치가 30㎛가 되도록 빗형 전극의 패턴을 형성하고, 이 패턴을 마스킹재로 하여 구리층을 HCl; 10Og/리터를 포함하는 농도 12%의 염화 제 2 구리 에칭액을 이용하여 30초간 에칭하여 배선 패턴을 제조하였다.

이어서, 마이크로 에칭액으로서 HCl 용액을 사용하여 40℃ X 15초 처리하고 구리층의 표면 및 기재 금속층(Ni-Cr 합금)의 표면을 산세하였다.

또한, O.5㎛ 두께의 무전해 Sn 도금을 행하고 가열하여 소정의 순 Sn층을 형 성하였다.

이리하여 빗형 전극이 형성된 프린트 배선 기판을 85℃ 85% RH 조건에서 40V의 전압을 인가하여 1000시간 도통 시험(HHBT)을 행하였다. 또한, 절연 신뢰 시험전의 절연 저항은 비교예에 비해 높아 7 X 10¹⁴Ω이고, 절연 신뢰성 시험 후에 측정한 절연 저항은 9 X 10¹³Ω이며, 양자 간에 전압을 인가함에 수반되는 절연 저항의 실질적인 차이는 발견되지 않았다.

그 결과를 표 1에 나타낸다.

실시예 4

실시예 2에 있어서, 평균 두께 38㎛의 폴리이미드 필름(우베흥산(주) 제조, 유피렉스 S)을 사용하고 폴리이미드 필름의 일측 표면을 역스퍼터에 의해 조화 처리한 후 실시예 1과 마찬가지로 하여 니켈·크롬 합금을 스퍼터링하여 평균 두께 30nm의 크롬·니켈 합금층(기재 금속층)을 형성하여 기재 금속층으로 하였다.

상기와 같이 하여 형성된 스퍼터링층의 표면에 전기 도금법에 의해 구리를 석출시켜 평균 8㎛의 전해 구리층(도전성 금속층)을 형성했다.

이어서, 마이크로 에칭액으로서 HCl 용액을 사용하여 40℃ X 15초 처리하고 구리와 기재 금속층(Ni-Cr 합금)을 산세하였다.

또한, O.5㎛ 두께의 무전해 Sn 도금을 행하고 가열하여 소정의 순 Sn층을 형성하였다.

이리하여 빗형 전극이 형성된 프린트 배선 기판을 85℃ 85% RH 조건에서 40V의 전압을 인가하여 1000시간 도통 시험(HHBT)을 행하였다. 또한, 절연 신뢰 시험전의 절연 저항은 비교예에 비교하여 높아 7 X 10¹⁴Ω이고, 절연 신뢰성 시험 후에 측정한 절연 저항은 7 X 10¹³Ω이며, 양자 간에 전압을 인가함에 수반되는 절연 저항의 실질적인 차이는 발견되지 않았다.

그 결과를 표 1에 나타낸다.

〔비교예 1]

두께 25㎛의 폴리이미드 필름(도레이·듀퐁사 제조, 상품명 ‘카프톤 100EN’ 의 편면을 30% 히드라진-KOH 수용액 중에서 60초간 처리했다. 그 후, 순수로 10분간 세정하고 실온에서 건조시켰다. 이 폴리이미드 필름을 진공 증착 장치에 배치하고 플라즈마 처리 후 스퍼터링으로 Ni·Cr 합금을 40nm 증착하고, 또한 도금법으로 구리를 8㎛ 성막하여 금속 피복 폴리이미드 기판을 얻었다.

얻어진 기판을 염화 제 2 철 용액 40° Be(보메)를 이용하여 40㎛ 피치(라인 폭 2O㎛, 스페이스 폭 20㎛)의 빗형 패턴을 형성하고 35℃의 과망간산 칼륨 O.5 중량%, 수산화 칼륨 O.5 중량% 수용액으로 세정 후 수세, 건조하여 85℃ 85% RH 분위기의 항온항습조 내에서 샘플에 40V의 바이어스를 가하여 절연 신뢰성 시험(HHBT)을 실시한 결과, 유지 시간은 1000시간 이상이고 절연 신뢰성 시험 개시 시의 절연 저항은 5 X 10¹²Ω 이었으나 1000시간 경과 후의 절연 저항은 2 X 10¹⁰Ω으로 저하되어 있으며 장시간 전압을 인가함으로써 경시적으로 절연 저항의 저하를 볼 수 있었다.

[비교예 2]

실시예 1에 있어서, 평균 두께 38㎛의 폴리이미드 필름(우베흥산(주) 제조, 유피렉스 S)을 사용하여 폴리이미드 필름의 일측 표면을 역스퍼터에 의해 조화 처리한 후 실시예 1과 마찬가지로 하여 니켈·크롬 합금을 스퍼터링하여 평균 두께 30nm의 크롬·니켈 합금층을 형성하여 기재 금속층으로 하였다.

상기와 같이 하여 형성된 기재 금속층 위에 실시예 1과 마찬가지로 하여 구리를 스퍼터하여 평균 두께 200nm의 스퍼터링 구리층을 형성했다.

상기와 같이 하여 형성된 스퍼터링 구리층의 표면에 전기 도금법에 의해 구리를 석출시켜 두께 8㎛의 전해 구리층을 형성했다.

이리하여 형성된 구리층의 표면에 감광성 수지를 도포하고 노광·현상하여 배선 피치가 30㎛가 되도록 빗형 전극의 패턴을 형성하고, 이 패턴을 마스킹재로 하여 구리층을 HCl; 10Og/리터를 포함하는 농도 12%의 염화 제 2 구리 에칭액을 이용하여 30초간 에칭하여 배선 패턴을 제조하였다.

이어서, 마이크로 에칭액으로서 K₂S₂O₈ + H₂SO₄ 용액을 사용하여 30℃ X 10초간 에칭하여 구리 패턴과 Ni-Cr으로 이루어지는 기재 금속층의 돌출부를 산세했다. 또한, O.5㎛ 두께의 Sn 도금을 행하고 가열하여 소정의 순 Sn층을 형성하였다.

이리하여 빗형 전극이 형성된 프린트 배선 기판을 85℃ 85% RH 조건에서 40V의 전압을 인가하여 도통 시험을 행하였다. 절연 신뢰 시험 전의 절연 저항은 2 X 10⁸Ω이었으나, 10시간 후에 측정된 절연 저항 5 X 10⁶Ω으로 저하되어 있었다.

그 결과를 표 1에 나타낸다.

	절연 필름	기재 금속층	스퍼터링층		도금층		에칭제			HHBT
	폴리 이미드	니켈·크롬	금속	두께	금속	두께	Cu 에칭	마이크로 에칭	니켈· 크롬	1000시간 후의 절연 저항값
실시예1	75㎛	40nm	구리	300nm	전해 구리	8㎛	염화 제 2 구리	K₂S₂O₈ +H₂SO₄	KMnO₄+KOH	2×10¹⁴Ω
실시예2	75㎛	40nm	-	-	전해 구리	8㎛	염화 제 2 구리	K₂S₂O₈ +H₂SO₄	KMnO₄+KOH	2×10¹⁴Ω
실시예3	38㎛	30nm	구리	200nm	전해 구리	8㎛	염화 제 2 구리	HCl	KMnO₄+KOH	9×10¹³Ω
실시예4	38㎛	30nm	-	-	전해 구리	8㎛	염화 제 2 구리	HCl	KMnO₄+KOH	7×10¹³Ω
비교예1	25㎛	40nm	구리	300nm	전해 구리	8㎛	염화 제 2 철	없음	KMnO₄+KOH	2×10¹⁰Ω
비교예2	38㎛	30nm	구리	200nm	전해 구리	8㎛	염화 제 2 구리	K₂S₂O₈ +H₂SO₄	없음	10Hr 경과 후 5×10⁶Ω

상기와 같이 본 발명의 프린트 배선 기판의 제조 방법 및 이 방법에 의해 얻 어진 프린트 배선 기판은 절연 필름의 표면에 형성된 기재 금속층이 이 기재 금속층 위에 형성되는 도전성 금속층과는 다른 처리가 행해져 있기 때문에 이 부분에서 마이그레이션 등이 발생하기 어려우며 형성된 배선 패턴 사이에서 장기간 안정된 절연 상태가 유지된다.

또한, 장시간 계속해서 전압을 인가하더라도 배선 패턴 사이의 절연 저항이 변동되지 않으며, 경시적으로 보아 전기적으로 매우 안정된 프린트 배선 기판을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 프린트 배선 기판을 제조하는 공정에 있어서의 기판의 단면을 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명의 프린트 배선 기판을 제조하는 공정에 있어서의 기판의 단면을 나타내는 도면이다.

도 3은 구리층을 선택적으로 에칭하여 원하는 배선 패턴을 형성했을 때의 도면이다.

도 4는 구리층을 선택적으로 에칭하여 원하는 배선 패턴을 형성했을 때의 도면이다.

도 5는 기재 금속층을 제거한 후 마이크로 에칭을 했을 때의 배선 패턴의 단면도이다.

도 6은 기재 금속층을 제거한 후 마이크로 에칭을 했을 때의 배선 패턴의 단면도이다.

도 7은 본 발명의 프린트 배선 기판에 형성된 배선 패턴의 SEM 사진이다.

도 8은 도 7에 제시한 SEM 사진을 설명하기 위한 설명도이다.

[참조 부호에 대한 간단한 설명]

11…절연 필름

13…기재 금속층(제 1 금속층, 시드층)

15…스퍼터링 구리층

17…도금 도전성 금속층(나머지 도전성 금속층)

20…도전성 금속층(구리층)

22…감광성 수지로 이루어지는 원하는 패턴

23…기재 금속층의 측부

25…기재 금속층의 하단부

26…기재 금속층의 상단부(Ni, Cr 합금 돌출부)

Claims

절연 필름과 상기 절연 필름의 적어도 일측의 표면에 형성된 배선 패턴을 가지고, 상기 배선 패턴은 절연 필름의 표면에 형성된 기재 금속층과 상기 기재 금속의 표면에 형성된 도전성 금속층으로 이루어지며, 상기 배선 패턴을 구성하는 기재 금속층이 상기 배선 패턴을 구성하는 도전성 금속층보다 폭 방향으로 돌출되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판.
제 1항에 있어서,

상기 기재 금속층이 니켈 또는 크롬을 함유하는 금속으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판.
제 1항에 있어서,

상기 도전성 금속층이 구리 혹은 구리 합금으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판.
제 1항에 있어서,

상기 배선 패턴의 폭 방향으로 돌출되어 형성되어 있는 기재 금속층으로 이루어지는 배선 패턴의 표면의 적어도 일부가 부동태화되어 있는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판.
제 1항에 있어서,

상기 도전성 금속층은 마스킹 패턴과 동일한 형태를 가지고 있고, 배선 패턴과 절연 필름은 도전성 금속층으로 이루어지는 배선 패턴의 하단부 및 상기 배선 패턴의 주위에 도전성 금속층으로부터 폭 방향으로 돌출되어 형성된 기재 금속층에 의해 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판.
제 1항에 있어서,

상기 기재 금속층과 도전성 금속층이 특성이 서로 다른 금속 혹은 합금으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판.
상기 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 기재된 프린트 배선 기판에 전자 부품이 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 회로 장치.