KR20080092256A

KR20080092256A - 칩 온 필름 배선기판 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20080092256A
Application number: KR1020080030470A
Authority: KR
Inventors: 히로끼 하타
Original assignee: 스미토모 킨조쿠 고우잔 팩키지 메터리얼즈 가부시키가이샤
Priority date: 2007-04-11
Filing date: 2008-04-01
Publication date: 2008-10-15
Also published as: JP2008263026A; TW200841447A

Abstract

본 발명은 배선층 두께의 불균일함이 없고, 게다가 배선 단면 형상의 구형성을 손상시킴 없이, 간단하고 또한 원료에 대한 제품의 비율 좋게 제작할 수 있는 COF 배선기판을 제공한다.

본 발명의 COF 배선기판은, 절연필름(1)과, 절연필름(1)의 표면에 설치된 배선패턴으로 이루어지고, 상기 배선패턴이, 절연필름(1)의 면측으로부터, 순차적으로 적층된, 시드층(2)과, 도전층(3)과, 전기도금층으로 구성되고, 시드층(2)과 도전층(3)은 건식도금법으로 작성되어 있다.

칩 온 필름, COF, 배선기판, 배선패턴, 건식도금법

Description

칩 온 필름 배선기판 및 그 제조방법{WIRING BOARD FOR CHIP ON FILM AND PREPARING METHOD THEREOF}

본 발명은, 각종 전기기기(電氣機器)에 사용되는 반도체 패키지용 배선기판(配線基板), 특히 액정 디스플레이, 액정 TV 등에 사용되는 COF(칩 온 필름: Chip on Film) 배선기판에 관한 것이다.

COF 배선기판은, 폴리이미드필름 등의 절연성 필름의 표면에 금속배선이 형성된 박형(薄型) 필름 기판이고, 주로 액정 디스플레이의 드라이브 IC용 반도체 패키지의 배선재료로서 이용된다.

종래 COF 배선기판은, 금속배선패턴의 두께에 상당하는 금속층부착 절연성 필름을 출발재료로 하고, 금속층을 에칭하고 금속배선패턴을 형성하여, 이른바 서브드랙티브법에 의해 제조하는 것이 일반적이었다. 그러나, 이 방법에 의해 형성된 배선패턴은, 그 단면 형상이 대형(臺形)이 되어, 배선 상면의 폭과 비교하여 배선 하면의 폭이 넓게 된다. 따라서, 단면이 구형(矩形) 형상의 배선패턴과 비교하면, 서브드랙티브법에 의해 미세한 배선패턴을 형성하려 하면, 절연성이 양호한 상태가 되는 간격으로 배선 간격(間隔)을 확보하는 것이 어렵게 된다. 또한, 배선의 단면 형상이 대형이기 때문에, 단면 형상이 구형인 배선 보다 단면적이 적게 되고, 배선의 전기저항이 크고, 방열성(放熱性)도 떨어지게 된다.

따라서, 미세한 배선으로 고밀도화된 배선패턴을 갖는 COF 배선기판을 얻기 위해서는, 배선패턴의 배선 단면이 구형 형상인 COF 배선기판을 얻는 것이 필요하게 된다. 이 문제를 해결하기 위하여, 이른바 세미어디티브법으로 COF 배선기판을 제조하는 것이 행해지고 있다.

세미어디티브법으로 COF 배선기판을 제작하는 데에는, 예를 들면, 우선 절연성 필름 위에 스퍼터 또는 무전해(無電解) 도금으로 얇은 하지구리층(下地銅層)을 형성하고, 다음에 상기 하지구리층의 표면에 도금용의 포토레지스트의 마스크 패턴을 형성하고, 이어 전해도금법으로 구리 배선패턴을 형성하고, 이어, 포토레지스트의 마스크 패턴을 박리하고, 최후에, 소프트에칭으로 하지구리층의 불필요하게 된 부분을 제거함으로써, 구리배선(銅配線) 패턴을 형성하도록 하고 있었다.

이 방법에 따르면, 확실하게, 서브드랙티브법 보다도 미세한 패턴을 형성할 수 있지만, 하지구리층을 스퍼터나 무전해 도금으로 형성하기 위하여 구리배선패턴과 절연성 필름과의 사이에 충분한 밀착강도가 얻어지지 않는 문제가 발생한다. 나아가, 소프트 에칭 공정으로 하지구리층의 불필요하게 된 부분을 제거할 때에 구리배선패턴에도 데미지를 주게 되는 문제도 발생한다.

이들 새로운 문제를 해결하기 위하여, 일본국 특개 2003-78234호 공보에는, 동박(銅箔)부착 절연기판을 이용하고, 화학 연마액으로 동박을 에칭하여 얇게 하여, 전해 도금 도통용(導通用)의 두께 0.1~10㎛의 하지구리층을 형성하고, 전해도 금법으로 구리배선패턴을 형성하고, 마스크 패턴을 박리하고, 이어 소프트에칭에 의해 불필요하게 된 하지구리층을 제거하여, 소요되는 배선패턴을 형성하는 방법이 개시되어 있다.

그러나, 절연성 필름의 표면에 마련된 구리층을 에칭하여 얇게 하고, 이를 이용하여 세미어디티브법으로 COF 배선기판을 작성하면, 하지층(下地層) 자체 두께의 불균일이 크게 되고, 후의 소프트 에칭에 의한 하지제거공법으로, 배선층 두께의 불균일이 크게 된다는 문제나, 하지층에 포함된 습식(濕式) 도금 특유의 도금 결함을 해소하지 않아, 배선층에 이 결함이 반영된다는 문제가 있고, 원료에 대한 제품의 비율(步留) 좋게 구상 형상의 금속배선패턴을 형성할 수 없다는 문제가 있다.

또한, 이 방법으로는, 배선 폭이 더욱 좁게 된 경우에는, 배선과 절연 필름과의 밀착성은, 반드시 양호하게는 되지 않는다.

본 발명은, 관련된 문제점을 감안하여 나온 것으로, 본 발명의 목적은, 배선층 두께의 불균일이 없고, 게다가 배선의 단면 형상의 구형성을 손상시킴 없이, 간단하고 또한 원료에 대한 제품의 비율 좋게 제작할 수 있는 COF 배선기판을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 제 1 발명에 의한 COF 배선기판은, 절연필름과, 그 절연필름의 표면에 설치된 배선패턴으로 이루어지는 COF 배선기판에 있어서, 상기 배선패턴이, 상기 절연필름의 면상(面上)에 순차적으로 적층된, 시드층과, 도전층과, 전기도금층으로 구성되고, 시드층과 도전층이 건식도금법으로 작성 되는 것을 특징으로 한다.

본 제 2 발명에 의하면, 상기 COF 배선기판에서 상기 건식도금법은, 스퍼터링법 또는 증착법에 의해 실현된다.

본 제 3 발명에 의하면, 상기 COF 배선기판에서 상기 시드층의 두께가 50~400Å이고, 상기 도전층의 두께가 0.1~0.6㎛이다.

본 제 4 발명에 의하면, 상기 COF 배선기판에서 상기 시드층의 재질이 Ni, Co, Cr, Ti, Mo 또는 이들을 주성분으로 하는 합금이고, 도전층이 구리 또는 구리를 주성분으로 하는 합금이다.

본 제 5 발명에 의하면, 상기 COF 배선기판의 제조방법은, COF 배선기판용 기재를 이용하여 세미어디티브법에 의해 COF 배선기판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 COF 배선기판용 기재로서, 절연필름의 표면에 건식도금법으로 시드층을 설치하고, 이 시드층 위에 건식도금법으로, 구리 또는 구리를 주성분으로 하는 도전층을 설치한 것을 특징으로 한다.

본 제 6 발명에 의하면, 상기 COF 배선기판의 제조방법에서 상기 건식도금법은, 스퍼터링법 또는 증착법에 의해 실현된다.

본 제 7 발명에 의하면, 상기 COF 배선기판의 제조방법에서 상기 시드층의 두께는 50~400Å이고, 상기 도전층의 두께는 0.1~0.6㎛이다.

본 제 8 발명에 의하면, 상기 COF 배선기판의 제조방법에서 상기 시드층의 재질은 Ni, Co, Cr, Mo, Ti 또는 이들을 주성분으로 하는 합금이고, 도전층은 구리 또는 구리를 주성분으로 하는 합금이다.

본 발명에 의하면, 두께 50~400Å의 시드층과, 두께 0.2~0.5㎛의 도전층을 스퍼터링법이나 증착법이라는 건식도금법으로 형성하기 때문에, 시드층과 도전층의 두께를 균일하게 할 수 있다. 그럼으로써 세미어디티브법으로, 미세한 배선이 집적(集積)된 배선패턴을 형성한후, 배선패턴 이외의 도전층과 시드층을 제거할 때에, 도전층의 두께 불균일성에 의한 배선패턴의 부분적인 과잉 에칭을 방지할 수 있고, 얻어진 배선 단면형상의 구형성을 손상시킴 없이, 간단하고 또한 원료에 대한 제품의 비율 좋게 목적의 COF 배선기판을 제조하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 COF 배선기판으로는, 배선의 구형성을 지키는 것으로, 일반적인 에칭방식과 비교하여 보다 배선간격의 조밀하고 미세한 배선형성이 가능하게 된다. 또한, 배선을 구형으로 유지하는 것으로 배선의 전기저항이 낮고, 배선 표면적이 넓어지는 것으로 방열성도 높은 COF 기판의 제조가 용이하게 가능하게 된다.

이하, 본 발명의 실시형태를, 도 1에 예시한 COF 배선기판을 제조하는 주요 공정으로 얻어지는 요부 단면도를 이용하여 설명한다.

도 1(1)은 절연필름(1)의 단면도를 나타낸 것이다. 본 실시예에서는, 시판되고 있는 일반적인 폴리이미드필름을 이용하고 있지만, 폴리이미드필름 등의 다른 절연성 필름도 사용할 수 있다. 일반적인 폴리이미드필름으로서는, 동레듀폰사제의 카프톤(상품명), 우부흥산제(宇部興産製)의 유피렉스(상품명), 카네카제의 아피칼(상품명) 등이 있다. 폴리이미드필름의 두께는, 소망에 따라 선정하지만, 근래에 요구되고 있는 미세한 배선이 집적된 COF 배선기판용으로서는, 20~40㎛의 것이 바람직하다.

도 1(2)는 절연필름(1) 위에 시드층(2)을 설치한 것의 단면도이다. 시드층(2)의 재질로서는, 니켈, 코발트, 크롬, 티탄, 몰리브덴이나 이들을 주성분으로 하는 합금을 사용할 수 있다. 이러한 재질을 선택하는 것은, 절연필름(1)과 시드층(2)의 밀착성과 내식성(耐蝕性)이 확보되기 때문이다.

시드층을 얻는 방법으로는, 스퍼터링법이나 증착법이라 하는 건식도금법을 적용한다. 이렇게 하는 것은, 건식도금법에 의하면, 극박(極薄)이면서, 또한 두께가 균일한 시드층을 폴리이미드필름 표면에 직접 설치할 수 있기 때문이다.

시드층의 두께로는 50~400Å이 바람직하다. 이 범위보다 얇으면, 건식도금법으로 성막(成膜)한 막 자체에 흠결이 많게 되고, 후공정에서 도전층(3)을 형성할 때에 균질한 막이 되지 않기 때문이다. 또한 이 범위를 초과하면, 배선 형성시의 시드층(2)의 제거공정에서의 시드층(2)의 용해 시간이 길게 되고, 배선 선단부(先端部) 하부의 시드층까지 침식되어, 배선의 신뢰성을 손상시킬 우려가 나오기 때문이다.

또한, 본 실시예에서는, 니켈ㆍ크롬 합금을 타겟으로 하고, 스퍼터링법에 의해 두께 230Å의 니켈ㆍ크롬 합금막을 성막하였다.

도 1(3)은, 상기 시드층(2) 위에 도전층(3)을 설치한 것의 단면도이다. 이 도전층(3)은, 배선을 형성하는 재질과 적어도 용해 특성이 동일한 것이 바람직하다. 따라서, 통상은 구리 또는 구리합금을 이용한다.

도전층(3)의 두께는 0.1~0.6㎛, 바람직하게는 0.2~0.5㎛로 한다. 도전층(3) 두께를 이와 같이 하는 것은, 이 이하에서는 배선패턴을 전해도금법으로 형성할 때에 전기저항이 높게 되고 현저하게 생산성이 떨어지기 때문이고, 이 이상에서는 후에 배선패턴 이외의 부분 도전층(3)을 제거할 때, 배선패턴 부분의 용해량도 많게 되어 단면 형상이나 길이(寸法) 정도(精度)가 나빠지게 되고, 제거하기 위한 약품사용량이 많게 되어 비용이 증가하게 되기 때문이다.

이어, 도전층의 표면에 감광성(感光性) 드라이필름 레지스트를 첩합(貼合)하고, 또는 감광성 액상 레지스트를 도포하여 레지스트층을 형성하고, 소망하는 배선패턴을 갖는 마스크를 이용하여 자외선 노광(露光)을 행하고, 현상(現像)하여 도금용 마스크를 얻는다. 이때, 최종 COF 기판의 배선부에 해당하는 부분의 레지스트가 제거되어 개구(開口)가 형성된다. 도 1(4)는 이렇게 얻어진 배선부 단면도의 예이다.

이어, 도금용 마스크의 개구부에 전해도금법에 의해 구리, 또는 구리합금을 전석(電析)시켜 배선패턴을 형성한다. 이때, 도전층(3)의 두께가 지나치게 얇으면, 통전저항이 높게 되고, 양호한 전착(電着)이 얻어지지 않을 뿐만아니라, 심한 경우에는 도전층(3)이 용해되고 만다. 그렇기 때문에, 도전층(3)의 두께는 0.1㎛ 이상이 되는 것이 바람직하다. 또한, 도 1(5)는, 전해도금법에 의해 배선패턴을 형성한 것의 배선부의 단면도 예이다.

이어, 도금용 마스크를 제거하고(도 1 (6)), 배선(4)과 도전층(3)을 소프트에칭하여 도전층(3)을 완전하게 제거한다(도 1 (7)). 이 때, 하지층이 지나치게 두 꺼우면, 배선층의 표면이 거칠어, 바람직하지 않다. 따라서, 도전층의 두께를 0.6㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.

이어, 시드층(2)을 제거하고, 도 1(8)에 도시되어 있는 것과 같이, 배선패턴을 완성시키지만, 통상, 시드층(2)을 제거하기 위한 에칭액에는, 구리 또는 구리합금이 용해하기 어려운 것을 선정한다. 그러나, 이와 같이 에칭액을 선정한 것으로서도, 에칭액이 구리나 구리합금과 장시간 접촉하면, 구리나 구리합금도 침범(犯)되어지기 때문에 배선표면이 거칠어질 우려가 있다. 또한, 상기한 것과 같이, 배선 단연부(端緣部) 시드층이 침범되어, 배선(4)의 신뢰성을 손상시킬 우려가 있다. 따라서, 시드층(2) 제거에 필요로 되는 시간은 짧으면 짧을수록 바람직하다. 이를 위하여, 시드층(2)의 두께는, 상기한 것과 같이 400Å 이하로 하는 것이 바람직하다.

이 후 도 1(9), 도 1(10)에 도시되어 있는 바와 같이, 배선패턴의 소망개소에는 도금(5)을 하고, 소정 부분에는 솔다 레지스트(6)를 코팅하여 COF 기판을 완성시킨다. 솔다 레지스트(6)의 코팅은 배선(4)으로의 도금공정 전에 행하는 것도 좋다. 배선(4)으로의 도금은, 주석도금이나 니켈금도금 등을 이용한다. 또한, 솔다 레지스트(6)로서는 일본폴리테크사제의 NPR-3300 등이 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 COF 배선기판을 제조하는 주요 공정을 설명하기 위한 각 공정의 주요 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 절연성 필름

2 : 시드층

3 : 도전층

4 : 구리도금 배선

5 : 주석, 니켈 및 금 등의 도금

6 : 솔다 레지스트

Claims

절연필름과, 그 절연필름의 표면에 설치된 배선패턴으로 이루어지는 COF 배선기판에 있어서, 상기 배선패턴이, 상기 절연필름의 면 위에 순차적으로 적층된, 시드층과, 도전층과, 전기도금층으로 구성되고, 상기 시드층과 도전층이 건식도금법으로 작성되어 있는 것을 특징으로 하는 COF 배선기판.
청구항 1에 있어서,

건식도금법이 스퍼터링법 또는 증착법인 것을 특징으로 하는 COF 배선기판.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 시드층의 두께가 50~400Å이고, 상기 도전층의 두께가 0.1~0.6㎛인 것을 특징으로 하는 COF 배선기판.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

상기 시드층의 재질이 Ni, Co, Cr, Ti, Mo 또는 이들을 주성분으로 하는 합금이고, 상기 도전층이 구리 또는 구리를 주성분으로 하는 합금인 것을 특징으로 하는 COF 배선기판.
COF 배선기판용 기재를 이용하여 세미어디티브법에 의해 COF 배선기판을 제 조하는 방법에 있어서, 상기 COF 배선기판용 기재로서, 절연필름의 표면에 건식도금법으로 시드층을 설치하고, 이 시드층 위에 건식도금법으로 구리 또는 구리를 주성분으로 하는 도전층을 설치한 것을 특징으로 하는 COF 배선기판 제조방법.
청구항 5에 있어서,

상기 건식도금법이 스퍼터링법 또는 증착법인 것을 특징으로 하는 COF 배선기판 제조방법.
청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,

상기 시드층의 두께가 50~400Å이고, 또한 상기 도전층의 두께가 0.1~0.6㎛인 것을 특징으로 하는 COF 배선기판 제조방법.
청구항 5 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,

상기 시드층의 재질이 Ni, Co, Cr, Mo, Ti 또는 이들을 주성분으로 하는 합금이고, 상기 도전층이 구리 또는 구리를 주성분으로 하는 합금인 것을 특징으로 하는 COF 배선기판 제조방법.