KR20090113995A - 금속 촉매층 및 금속 시드층을 포함하는 전해도금용 기판,및 이를 이용한 인쇄회로기판의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속 촉매층 및 금속 시드층을 포함하는 전해도금용 기판, 및 이를 이용한 인쇄회로기판의 제조 방법에 관한 것으로, 전해도금용 기판은, 경성 기판, 금속 촉매층, 및 금속 시드층을 포함한다. 경성 기판은 반응성 작용기를 포함하는 표면 처리 층을 포함한다. 금속 촉매 층은 경성 기판의 표면 처리 층 상에, 건식 증착 공정에 의해, 연속적으로 또는 불연속적으로 형성된다. 금속 시드층은 금속 촉매 층이 형성된 경성 기판 전면에, 건식 증착 공정에 의해 형성된다. 금속 촉매 층은 가열 공정에 의해 활성화된다. 본 발명에 따른 전해도금용 기판 및 이를 이용한 인쇄회로기판의 제조 방법은, 인쇄회로기판의 제조 시, 전해 도금 공정 중 전해 도금 막에 생성되어, 금속 시드층과 경성 기판 간의 접착력을 저하시키는데 큰 영향을 미치는 수소 및 수분을, 가열 공정 및 가열 공정에 의해 활성화된 금속 촉매층에 의해 제거하여, 전해 도금 후 저하되는 경성 기판과 금속 시드층 간의 접착력 회복 시간을 단축할 수 있고, 경성 기판과 금속 시드층간의 접착력을 증가시키고, 전해 도금 막의 스트레스 완화 및 안정화를 도모할 수 있다.

표면 처리, 금속 촉매 층, 금속 시드층, 건식 증착, 전해 도금

Description

금속 촉매층 및 금속 시드층을 포함하는 전해도금용 기판, 및 이를 이용한 인쇄회로기판의 제조 방법{Board for the use of electroplating including metal catalyst layer and metal seed layer, and fabrication method of printed circuit board using the board }

본 발명은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)의 재료 및 인쇄회로기판의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 금속 촉매층 및 금속 시드층을 포함하는 전해도금용 기판, 및 이를 이용한 인쇄회로기판의 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 반도체 제조 기술이 발달함에 따라 인쇄회로기판이 경박 단소화 되고 있다. 이로 인하여, 인쇄회로기판상의 금속 배선의 폭과, 반도체 소자가 접속되는 비아 홀(via hole)의 크기도 점점 작아지고 있고, 더욱 미세한 회로패턴을 형성하기 위한 방법이 요구되고 있는 실정이다. 통상적으로 인쇄회로기판의 제조 과정에는 텐팅(tenting) 방식과 세미어디티브(semiadditive) 방식이 사용되고 있다. 텐팅 방식은 기판상에 적층된 동박 층 중, 회로 배선을 제외한 나머지 부분의 동박 층을 습식 에칭으로 제거하여 회로 패턴을 형성하는 것이다. 하지만 텐팅 방식은 습식 에칭의 특성상 미세 회로 패턴을 형성하는 데에 한계가 있다. 따라서 텐팅 방식은 비교적 넓은 배선 폭을 갖는 회로 패턴을 형성하는 데에 주로 사용되고 있다.

한편, 텐팅 방식에 비하여 비교적 정교하고 세밀한 회로 패턴을 형성할 수 있는 세미어디티브 방식은 미세 회로 패턴을 형성하는 데에 주로 사용되고 있다. 일반적인 세미어디티브 방식은 무전해 도금 공정 또는 건식 증착 공정에 의해 기판의 표면에 금속 시드층을 형성하고, 이 금속 시드층을 플래시(flash) 에칭에 의해 회로 배선 모양으로 패터닝한 후, 패터닝된 금속 시드층을 따라 전해 도금 공정에 의해 구리를 도금하는 것이다. 여기에서, 무전해 도금 공정 또는 건식 증착 공정에 의해 형성된 금속 시드층과, 기판 간의 접착력은, 인쇄회로기판을 이루는 재료에 따라 다양하나, BT(bismaleimide triazine), ABF(ajinomoto build-up film) 와 같은 유리섬유 강화 에폭시계의 경성 기판 표면에, 무전해 도금 또는 건식 증착에 의해 경성 기판과의 충분한 접착력을 갖는 금속 시드층을 형성하는 것은 어렵다. 따라서 금속 시드층과 기판 간의 접착력을 강화시키기 위한 다양한 표면처리 방법들이 개발되고 있다. 하지만 금속 시드층과 기판 간의 접착력을 강화시키기 위한 종래의 표면처리 방법들은 아직까지 금속 시드층과 기판 간의 충분한 접착력을 실현하지 못하고 있다. 한편, 금속 시드층 형성 공정 이후에 실행되는 전해 도금 공정으로 인하여 금속 시드층과 기판 간의 접착력이 더욱 저하되는 현상이 발생하는데 이로 인해 금속 시드층과 기판 간의 접착력이 더욱 감소하므로 기판 재료를 형성하는 것이 힘들다. 도금 공정으로 인하여 발생하는 접착력 저하 현상은 시간이 경과함에 따라 회복되지만, 기판을 이루는 재료와, 금속 시드층과 기판 간의 접착력을 강화시키는 표면처리 공정의 종류에 따라, 접착력의 회복 시간과 회복되는 접착력 의 값이 다르기 때문에, 아직까지 종래의 세미어디티브 방식을 사용하여 기판상에 미세 회로 패턴을 형성하는 데에는 제약이 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 표면 처리되어 반응성 작용기가 형성된 경성 기판과, 금속 시드층 사이에 연속 또는 불연속적으로 형성된 금속 촉매층을 포함함으로써, 인쇄회로기판의 제조 시, 전해 도금 공정 중 전해 도금 막에 생성되어, 금속 시드층과 경성 기판 간의 접착력을 저하시키는데 큰 영향을 미치는 수소 및 수분 등을 포함한 여러 인자들을, 가열 공정 및 가열 공정에 의해 활성화된 금속 촉매층에 의해 제거하여, 전해 도금 후 저하되는 경성 기판과 금속 시드층 간의 접착력 회복 시간을 단축할 수 있고, 전해 도금 막의 스트레스를 완화시키고 안정화시킬 수 있는 전해도금용 기판을 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 표면 처리되어 반응성 작용기가 형성된 경성 기판과, 금속 시드층 사이에 연속 또는 불연속적으로 금속 촉매층을 형성하고, 전해 도금하여 인쇄회로기판을 형성한 후, 인쇄회로기판을 가열 처리함으로써, 전해 도금 공정 중 전해 도금 막에 생성되어, 금속 시드층과 경성 기판 간의 접착력을 저하시키는데 큰 영향을 미치는 수소 및 수분 등을 포함한 여러 인자들을, 가열 공정 및 가열 공정에 의해 활성화된 금속 촉매층에 의해 제거하여, 전해 도금 후 저하되는 경성 기판과 금속 시드층 간의 접착력 회복 시간을 단축할 수 있고, 전해 도금 막의 스트레스를 완화시키고 안정화시킬 수 있는 인쇄회로기판의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전해도금용 기판은, 경성 기판, 금속 촉매 층, 및 금속 시드(seed) 층을 포함한다. 경성 기판은 표면 처리 공정에 의해 형성된, 반응성 작용기를 포함하는 표면 처리 층을 포함한다. 금속 촉매 층은 경성 기판의 표면 처리 층 상에, 건식 증착 공정에 의해, 연속적으로 또는 불연속적으로 형성된다. 금속 시드층은 금속 촉매 층이 형성된 경성 기판 전면에, 건식 증착 공정에 의해 형성된다. 금속 촉매 층은 가열 공정에 의해 활성화되고, 활성화된 금속 촉매 층은, 인쇄회로기판의 제조 시, 금속 시드층 상에 회로 패턴을 형성하는 전해 도금 공정 중, 전해 도금 층 내에 생성된 수소와, 상기 전해 도금 층 내에 유입된 수분을 제거함으로써, 상기 수소 및 수분에 의해 감소된 상기 경성 기판과 상기 금속 시드층간의 접착력의 회복 시간을 단축시킨다.

상기한 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 제조 방법은, 표면 처리 공정에 의해, 경성 기판의 표면에 반응성 작용기를 포함하는 표면 처리 층을 형성하는 단계; 상기 경성 기판의 상기 표면 처리 층 상에, 건식 증착 공정에 의해, 연속적으로 또는 불연속적으로 금속 촉매 층을 형성하는 단계; 상기 금속 촉매 층이 형성된 상기 경성 기판 전면에 건식 증착 공정에 의해 금속 시드층을 형성하는 단계; 상기 금속 시드층상에 드라이 필름을 증착하는 단계; 상기 드라이 필름을 노광 및 현상하여 패터닝하는 단계; 드라이 필름 패턴을 식각 마스크로 사용하는 플래시 에칭(flash etching) 공정을 실행하여, 상기 드라이 필름 패턴을 제외한 나머지 부분의 금속 시드층을 제거하는 단계; 상기 드라이 필름 패턴을 제거한 후, 상기 드라이 필름 패턴에 대응하게 패터닝된 금속 시드층상에 전해 도금 공정을 실행하여, 도금 층을 형성하는 단계; 및 상기 도금 층이 형성된 경성 기판을 가열하는 가열 공정을 실행하는 단계를 포함한다. 상기 가열 공정에 의해 활성화된 금속 촉매 층과, 상기 가열 공정에 의해, 상기 전해 도금 공정 중, 상기 도금 층 내에 생성된 수소와 상기 도금 층 내에 유입된 수분이 제거됨으로써, 상기 수소 및 수분에 의해 감소된 상기 경성 기판과 상기 금속 시드층간의 접착력의 회복 시간이 단축된다.

상술한 것과 같이, 본 발명에 따른 금속 촉매층 및 금속 시드층을 포함하는 전해도금용 기판, 및 이를 이용한 인쇄회로기판의 제조 방법은, 인쇄회로기판의 제조 시, 전해 도금 공정 중 전해 도금 막에 생성되어, 금속 시드층과 경성 기판 간의 접착력을 저하시키는데 큰 영향을 미치는 수소 및 수분 등을 포함하는 접착력 저해 인자들을, 가열 공정 및 가열 공정에 의해 활성화된 금속 촉매층에 의해 제거하여, 전해 도금 후 저하되는 경성 기판과 금속 시드층 간의 접착력 회복 시간을 단축할 수 있고, 전해 도금 막의 스트레스 완화 및 안정화를 도모할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 전해도금용 기판(101)의 제조 과정을 나타내는 단면도이다. 도 1a에 도시된 것과 같이, 경성 기판(110)에 표면 처리 공정이 실행된다. 표면 처리 공정은 이온보조 반응법, 이온빔 처리법, 플라즈마 처리법 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 즉, 이온보조 반응법, 이온빔 처리법, 플라즈마 처리법 중 어느 하나, 또는 둘 이상의 방법을 혼용하여, 상기 표면 처리 공정이 실행될 수 있다. 플라즈마 처리법은 상압 플라즈마 처리법, DC 플라즈마 처리법, RF 플라즈마 처리법 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 표면 처리 공정에서 사용되는 이온 입자는, 아르곤을 포함하는 불활성 가스들 중 하나, 또는 질소, 수소, 헬륨, 산소, 암모니아를 포함하는 반응성 가스들 중 하나, 또는 상기 불활성 가스들 및 상기 반응성 가스들 중 적어도 두 개를 포함하는 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 표면 처리 공정에서 사용되는 반응성 가스는, 산소, 질소, 암모니아, 수소를 포함하는 활성 가스들 중 하나, 또는 상기 활성 가스들 중 적어도 두 개를 포함하는 혼합 가스를 포함할 수 있다. 상기 표면 처리 공정의 결과, 도 1b에 도시된 것과 같이, 경성 기판(110)의 표면에 반응성 작용기(미도시)를 포함하는 표면 처리 층(120)이 형성된다.

이 후, 도 1c에 도시된 것과 같이, 경성 기판(110)의 표면 처리 층(120) 상에, 건식 증착 공정에 의해, 불연속적으로 금속 촉매 층(130a)이 형성된다. 상기 금속 촉매 층(130a)을 형성하기 위한 건식 증착 공정은, 이온빔 스퍼터링법, DC 스퍼터링법, RF 스퍼터링법, 증발법(evaporation) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 금속 촉매 층(130a)은 니켈(Ni), 크롬(Cr), 니켈 합금, 크롬 합금 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 금속 촉매 층(130a)은, 니켈(Ni), 크롬(Cr), 니켈 합금, 크롬 합금 중 어느 하나를 포함하는 금속의, 산화물 또는 질화물을 포함할 수 있다. 도 1d에 도시된 것과 같이, 금속 촉매 층(130a)이 형성된 경성 기판(110) 전면에 건식 증착 공정에 의해 금속 시드층(140)이 형성된다. 상기 금속 시드층(140)을 형성하기 위한 건식 증착 공정은, 이온빔 스퍼터링법, DC 스퍼터링법, RF 스퍼터링법, 증발법(evaporation) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 금속 시드층(140)은 구리(Cu)를 포함한다.

상술한 과정에 의해 제조된 전해도금용 기판(101)을 이용하여 인쇄회로기판을 제조할 때, 금속 시드층(140) 상에 전해 도금 공정 및 가열 공정을 실행하면, 금속 촉매 층(130a)이 가열 공정에 의해 활성화된다. 활성화된 금속 촉매 층(130a)은, 인쇄회로기판의 제조 시, 금속 시드층(140) 상에 회로 패턴을 형성하는 전해 도금 공정에 의해 감소된 경성 기판(110)과 금속 시드층(140)간의 접착력이, 회복되는데 걸리는 시간을 단축시킨다. 또한, 상기 표면 처리 공정에 의해, 경성 기판(110)과 금속 시드층(140)간의 접착력이 증진될 수 있다.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전해도금용 기판(102)의 제조 과정을 나타내는 단면도이다. 전해도금용 기판(102)의 제조 과정은 한 가지 차이점을 제외하고 상술한 전해도금용 기판(101)의 제조 과정과 유사하다. 따라서 설명의 중복을 피하기 위해, 본 실시예에서는 전해도금용 기판들(102, 101)의 제조 과정들 간의 차이점을 중심으로 설명하기로 한다. 전해도금용 기판들(102, 101)의 제조 과정들 간의 차이점은, 전해도금용 기판(102)의 제조 과정에서, 도 2c에 도시 된 것과 같이, 경성 기판(110)의 표면 처리 층(120) 상에, 금속 촉매 층(130b)이 건식 증착 공정에 의해, 연속적으로 형성되는 것이다. 경성 기판(110)의 표면 처리 층(120) 상에, 금속 촉매 층(130b)이 연속적으로 형성되므로, 전해도금용 기판(102)을 이용하여 인쇄회로기판을 제조할 때, 금속 시드층(140) 상에 전해 도금 공정 및 가열 공정을 실행한 후의 경성 기판(110)과 금속 시드층(140)간의 접착력의 회복 시간이 더욱 단축될 수 있다.

도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조 과정을 나타내는 단면도이다. 도 3a에 도시된 것과 같이, 전해도금용 기판(101)(도 1a 내지 도 1d에 도시된 과정에 의해 제조된 전해도금용 기판)의 금속 시드층(140)상에 드라이 필름(210)이 증착된다. 여기에서, 전해도금용 기판(101)의 제조 과정은 상술한 것과 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략된다.

도 3b에 도시된 것과 같이, 드라이 필름(210)이 노광 및 현상되고, 그 결과, 도 3c에 도시된 것과 같이, 드라이 필름(210)이 설정된 회로 배선에 대응하게 패터닝(patterning) 된다. 이 후, 도 3d에 도시된 것과 같이, 드라이 필름 패턴(211)을 식각 마스크로 사용하는 플래시 에칭(flash etching) 공정이 실행되어, 드라이 필름 패턴(211)을 제외한 나머지 부분의 금속 시드층(140)이 제거된다. 드라이 필름 패턴(211)을 제거하면, 도 3e에 도시된 것과 같이, 드라이 필름 패턴(211)에 대응하게 패터닝된 금속 시드층(141)이 남는다. 그 후, 도 3f에 도시된 것과 같이, 패터닝된 금속 시드층(141)상에 전해 도금 공정이 실행되어, 도금 층(220)이 형성된다. 도 3g에 도시된 것과 같이, 도금 층(220)이 형성된 경성 기판(110)을 가열하는 가열 공정이 실행된다. 경성 기판(110)은 유리섬유 강화 에폭시계의 수지를 포함하는 기판일 수 있다. 유리섬유 강화 에폭시계의 수지는 예를 들어, FR-4(flame retardant-4), BT(bismaleimide triazine), ABF(ajinomoto build-up film) 등을 포함할 수 있다. 상기 가열 공정에서 최고 가열 온도는 유리 전이 온도(Tg; glass transition temperature)로 설정될 수 있고, 가열 시간의 범위는 10분∼120분으로 설정될 수 있다.

상술한 과정에 의해 제조된 인쇄회로기판(201)은 경성 기판(110)과 금속 시드층(140) 사이에 금속 촉매 층(130a)을 포함하므로, 상기 전해 도금 공정으로 인하여 저하될 수 있는 경성 기판(110)과 금속 시드층(141)간의 접착력이, 가열 공정에 의해 활성화된 금속 촉매 층(130a)에 의해 빠르게 회복될 수 있다. 상기 전해 도금 공정이 실행되는 동안, 도금 층(220) 내에 수소가 생성되고, 도금 층(220) 내에 수분이 유입될 수 있다. 하지만 상기 전해 도금 공정 이 후, 가열 공정이 실행되므로, 가열 공정 및 가열 공정에 의해 활성화된 금속 촉매 층(130a)에 의해, 경성 기판(110)과 금속 시드층(141)간의 접착력을 저하시키는 주요 요인인, 상기 수소와 수분이 제거될 수 있고, 전해 도금 막의 스트레스 완화 및 안정화를 도모할 수 있다. 활성화된 금속 촉매 층(130a)과, 상기 가열 공정에 의해, 상기 수소와 수분이 제거되므로, 상기 수소 및 수분에 의해 감소된 경성 기판(110)과 금속 시드층(141)간의 접착력의 회복 시간이 단축될 수 있다.

도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조 과정을 나타내는 단면도이다. 인쇄회로기판(202)의 제조 과정은 한 가지 차이점을 제 외하고 상술한 인쇄회로기판(201)의 제조 과정과 유사하다. 따라서 설명의 중복을 피하기 위해, 본 실시예에서는 인쇄회로기판들(202, 201)의 제조 과정들 간의 차이점을 중심으로 설명하기로 한다. 인쇄회로기판들(202, 201)의 제조 과정들 간의 차이점은, 인쇄회로기판(202)의 제조 과정에서, 도 4a에 도시된 것과 같이, 전해도금용 기판(102)(도 2a 내지 도 2d에 도시된 과정에 의해 제조된 전해도금용 기판)이 사용된 것이다. 전해도금용 기판(102)은 경성 기판(110)의 표면 처리 층(120) 상에, 연속적으로 형성된 금속 촉매 층(130b)을 포함한다. 따라서, 전해 도금 공정에 의해 저하될 수 있는 경성 기판(110)과 금속 시드층(140)간의 접착력이, 가열 공정에 의해 활성화된 금속 촉매 층(130b)에 의해 더욱 빠르게 회복될 수 있다.

즉, 활성화된 금속 촉매 층(130b)과, 상기 가열 공정에 의해, 상기 전해 도금 공정 중, 도금 층(220) 내에 생성된 수소와 도금 층(220) 내에 유입된 수분이 제거되므로, 상기 수소 및 수분에 의해 감소된 경성 기판(110)과 금속 시드층(141)간의 접착력의 회복 시간이 단축될 수 있다. 또, 가열 공정 및 가열 공정에 의해 활성화된 금속 촉매 층(130b)에 의해, 경성 기판(110)과 금속 시드층(141)간의 접착력을 저하시키는 주요 요인인, 상기 수소와 수분이 제거되므로, 전해 도금 막의 스트레스 완화 및 안정화를 도모할 수 있다.

다음으로, 도 5a 내지 도 5c를 참고하여, 경성 기판과 금속 촉매 층의 재료와, 각 공정 조건에 따른 실험용 인쇄회로기판의 박리 강도를 설명한다. 도 5a는 도 1d에 도시된 전해도금용 기판의 전체 표면상에 전해 도금한 후 가열처리한 실험용 인쇄회로기판의 단면도이고, 도 5b는 도 5a에 도시된 인쇄회로기판의 대조용으 로서 금속 촉매층을 포함하지 않는 인쇄회로기판의 단면도이다. 도 5c는 도 5a 및 도 5b에 도시된 인쇄회로기판의 구성 및 각 공정 조건에 따른 박리 강도를 나타내는 표를 도시한 도면이다.

(실험 1)

BT(bismaleimide triazine) 원자재를 포함하는 9개의 경성 기판을, 도 5c의 표에서 참고되는 것과 같이, 이온빔 보조 반응법(IAR; Ion Assist Reaction)에 의해 각각 표면 처리하거나 또는 표면 처리 없이, DC 스퍼터링법 또는 이온빔 스퍼터링법을 이용하여, 8개의 경성 기판상에 약 1∼20㎚의 두께로 니켈, 니켈/크롬의 합금, 니켈/구리의 합금의 금속 촉매 층(130a)을 각각 불연속적으로 증착하였다. 이 후, 금속 촉매 층(130a)을 형성하는 방법과 동일한 스퍼터링법에 의해, 9개의 경성 기판상에 구리를 포함하는 금속 시드층(140)을 500㎚의 두께로 건식 증착하였다. 그 후, 도 5a 또는 도 5b에 도시된 것과 같이, 금속 시드층(140)의 전면에 전해 도금을 실행하여, 20㎛의 두께로 구리 도금 층(150)을 형성하여, 9개의 인쇄회로기판을 제조하였다. 구리 도금 층(150)이 형성된 9개의 인쇄회로기판들의 경성 기판(110)과 금속 시드층(140) 간의 박리 강도를 각각 측정하였다. 마지막으로, 도금 층(150)에 생성된 수소와, 도금 층(150)에 유입된 수분을 제거하여, 도금 층(150)의 스트레스 완화 및 안정화를 위해, 9개의 인쇄회로기판을 가열 온도 80℃에서 60분 동안 가열하였다. 가열 공정 후, 9개의 인쇄회로기판들의 경성 기판(110)과 금속 시드층(140) 간의 박리 강도를 각각 측정하였다.

(실험 2)

ABF(ajinomoto build-up film)와 BT(bismaleimide triazine) 원자재를 포함하는 8개의 경성 기판을, 도 5c의 표에서 참고되는 것과 같이, 상압 플라즈마 처리법(APP; Atmospheric Pressure Plasma)에 의해 표면 처리하거나 또는 표면 처리 없이, DC 스퍼터링법 또는 이온빔 스퍼터링법을 이용하여, 6개의 경성 기판상에 약 1 또는 3㎚의 두께로 니켈/크롬의 합금 또는 니켈/구리의 합금의 금속 촉매 층(130a)을 각각 불연속적으로 증착하였다. 이 후, 금속 촉매 층(130a)을 형성하는 방법과 동일한 스퍼터링법에 의해, 8개의 경성 기판상에 구리를 포함하는 금속 시드층(140)을 500㎚의 두께로 건식 증착하였다. 그 후, 도 5a 또는 도 5b에 도시된 것과 같이, 금속 시드층(140)의 전면에 전해 도금을 실행하여, 20㎛의 두께로 구리 도금 층(150)을 형성하여, 8개의 인쇄회로기판을 제조하였다. 구리 도금 층(150)이 형성된 8개의 인쇄회로기판들의 경성 기판(110)과 금속 시드층(140) 간의 박리 강도를 각각 측정하였다. 마지막으로, 도금 층(150)에 생성된 수소와, 도금 층(150)에 유입된 수분을 제거하여, 도금 층(150)의 스트레스 완화 및 안정화를 위해, 8개의 인쇄회로기판을 가열 온도 80℃에서 60분 동안 가열하였다. 가열 공정 후, 8개의 인쇄회로기판들의 경성 기판(110)과 금속 시드층(140) 간의 박리 강도를 각각 측정하였다.

(실험 3)

FR-4(flame retardant-4) 원자재를 포함하는 8개의 경성 기판 중 하나는 표면 처리하지 않고, 나머지는 도 5c의 표에서 참고되는 것과 같이, 이온빔 보조 반응법(IAR; Ion Assist Reaction)에 의해 각각 표면 처리한다. 이 후, 표면 처리된 7개의 경성 기판 중 6개의 경성 기판상에, DC 스퍼터링법 또는 이온빔 스퍼터링법을 이용하여, 약 1 또는 3㎚의 두께로 니켈, 니켈/크롬의 합금, 니켈/구리의 합금의 금속 촉매 층(130a)을 각각 불연속적으로 증착하였다. 이 후, 금속 촉매 층(130a)을 형성하는 방법과 동일한 스퍼터링법에 의해, 8개의 경성 기판상에 구리를 포함하는 금속 시드층(140)을 500㎚의 두께로 건식 증착하였다. 그 후, 도 5a 또는 도 5b에 도시된 것과 같이, 금속 시드층(140)의 전면에 전해 도금을 실행하여, 20㎛의 두께로 구리 도금 층(150)을 형성하여, 8개의 인쇄회로기판을 제조하였다. 구리 도금 층(150)이 형성된 8개의 인쇄회로기판들의 경성 기판(110)과 금속 시드층(140) 간의 박리 강도를 각각 측정하였다. 마지막으로, 도금 층(150)에 생성된 수소와, 도금 층(150)에 유입된 수분을 제거하여, 도금 층(150)의 스트레스 완화 및 안정화를 위해, 8개의 인쇄회로기판을 가열 온도 80℃에서 60분 동안 가열하였다. 가열 공정 후, 8개의 인쇄회로기판들의 경성 기판(110)과 금속 시드층(140) 간의 박리 강도를 각각 측정하였다.

상기의 실험 1 내지 실험 3에서 각각 측정된 박리 강도는 도 5c의 표에 나타낸 것과 같다. 도 5c의 표에서 참고되는 것과 같이, 금속 촉매 층(130a)을 포함하지 않는 인쇄회로기판에 비하여, 금속 촉매 층(130a)을 포함하는 인쇄회로기판의 박리 강도가 더 크고, 표면 처리 공정을 실행하지 않은 인쇄회로기판에 비하여 표면 처리 공정을 실행한 인쇄회로기판의 박리 강도가 더 큰 것을 알 수 있다. 또한, 가열 공정을 실행하기 전에 비하여, 가열 공정을 실행한 후의 인쇄회로기판의 박리 강도가 더 증가한 것을 알 수 있다.

상술한 것과 같이, 본 발명에 따른 전해도금용 기판, 및 이를 이용한 인쇄회로기판의 제조 방법은, 표면 처리된 경성 기판과 금속 시드층 사이에 연속 또는 불연속적으로 형성된 금속 촉매 층 및 가열 공정에 의해, 전해 도금 후 나타나는 경성 기판과 금속 시드층간의 접착력 저하 현상을 완화 및 보완하고, 신속한 접착력의 회복 및 안정화를 이룰 수 있다. 또한, 경성 기판과 금속 시드층간의 접착력이 강화된 전해도금용 기판을 이용하여 세미어디티브 방식으로, 미세 회로 패턴을 포함하는 인쇄회로기판의 제조가 가능해진다.

상기한 실시 예들은 본 발명을 설명하기 위한 것으로서 본 발명이 이들 실시 예에 국한되는 것은 아니며, 본 발명의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능하다. 또한 설명되지는 않았으나, 균등한 수단도 또한 본 발명에 그대로 결합되는 것이라 할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 전해도금용 기판의 제조 과정을 나타내는 단면도이다.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전해도금용 기판의 제조 과정을 나타내는 단면도이다.

도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조 과정을 나타내는 단면도이다.

도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조 과정을 나타내는 단면도이다.

도 5a는 도 1d에 도시된 전해도금용 기판의 전체 표면상에 전해 도금한 후 가열처리한 실험용 인쇄회로기판의 단면도이다.

도 5b는 도 5a에 도시된 인쇄회로기판의 대조용으로서 금속 촉매층을 포함하지 않는 인쇄회로기판의 단면도이다.

도 5c는 도 5a 및 도 5b에 도시된 인쇄회로기판의 구성 및 각 공정 조건에 따른 박리 강도를 나타내는 표를 도시한 도면이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

101, 102: 전해도금용 기판 110: 경성 기판

120: 표면 처리 층 130a, 130b: 금속 촉매 층

140: 금속 시드층 150, 220: 도금 층

201, 202: 인쇄회로기판 210: 드라이 필름

Claims (13)

1. 표면 처리 공정에 의해 형성된, 반응성 작용기를 포함하는 표면 처리 층을 포함하는 경성 기판;

   상기 경성 기판의 상기 표면 처리 층 상에, 건식 증착 공정에 의해, 연속적으로 또는 불연속적으로 형성된 금속 촉매 층; 및

   상기 금속 촉매 층이 형성된 상기 경성 기판 전면에, 건식 증착 공정에 의해 형성된 금속 시드(seed) 층을 포함하고,

   상기 금속 촉매 층은 가열 공정에 의해 활성화되고, 활성화된 금속 촉매 층은, 인쇄회로기판의 제조 시, 상기 금속 시드층 상에 회로 패턴을 형성하는 전해 도금 공정 중, 전해 도금 층 내에 생성된 수소와, 상기 전해 도금 층 내에 유입된 수분을 제거함으로써, 상기 수소 및 수분에 의해 감소된 상기 경성 기판과 상기 금속 시드층간의 접착력의 회복 시간을 단축시키는 전해도금용 기판.
2. 제1항에 있어서,

   상기 금속 촉매 층은, 니켈(Ni), 크롬(Cr), 니켈 합금, 크롬 합금 중 어느 하나를 포함하는 전해도금용 기판.
3. 제1항에 있어서,

   상기 금속 촉매 층은, 니켈(Ni), 크롬(Cr), 니켈 합금, 크롬 합금 중 어느 하나를 포함하는 금속의, 산화물 또는 질화물을 포함하는 전해도금용 기판.
4. 제1항에 있어서,

   상기 금속 시드층은 구리(Cu)를 포함하는 전해도금용 기판.
5. 표면 처리 공정에 의해, 경성 기판의 표면에 반응성 작용기를 포함하는 표면 처리 층을 형성하는 단계;

   상기 경성 기판의 상기 표면 처리 층 상에, 건식 증착 공정에 의해, 연속적으로 또는 불연속적으로 금속 촉매 층을 형성하는 단계;

   상기 금속 촉매 층이 형성된 상기 경성 기판 전면에 건식 증착 공정에 의해 금속 시드층을 형성하는 단계;

   상기 금속 시드층상에 드라이 필름을 증착하는 단계;

   상기 드라이 필름을 노광 및 현상하여 패터닝하는 단계;

   드라이 필름 패턴을 식각 마스크로 사용하는 플래시 에칭(flash etching) 공정을 실행하여, 상기 드라이 필름 패턴을 제외한 나머지 부분의 금속 시드층을 제거하는 단계;

   상기 드라이 필름 패턴을 제거한 후, 상기 드라이 필름 패턴에 대응하게 패터닝된 금속 시드층상에 전해 도금 공정을 실행하여, 도금 층을 형성하는 단계; 및

   상기 도금 층이 형성된 경성 기판을 가열하는 가열 공정을 실행하는 단계를 포함하고,

   상기 가열 공정에 의해 활성화된 금속 촉매 층과, 상기 가열 공정에 의해, 상기 전해 도금 공정 중, 상기 도금 층 내에 생성된 수소와 상기 도금 층 내에 유입된 수분이 제거됨으로써, 상기 수소 및 수분에 의해 감소된 상기 경성 기판과 상기 금속 시드층간의 접착력의 회복 시간이 단축되는 인쇄회로기판의 제조 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 경성 기판은 유리섬유 강화 에폭시계의 수지를 포함하는 기판이고,

   상기 가열 공정의 최고 가열 온도는 유리 전이 온도(Tg; glass transition temperature)이고, 가열 시간의 범위는 10분∼120분인 인쇄회로기판의 제조 방법.
7. 제5항에 있어서,

   상기 금속 촉매 층은, 니켈(Ni), 크롬(Cr), 니켈 합금, 크롬 합금 중 어느 하나를 포함하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
8. 제5항에 있어서,

   상기 금속 촉매 층은, 니켈(Ni), 크롬(Cr), 니켈 합금, 크롬 합금 중 어느 하나를 포함하는 금속의, 산화물 또는 질화물을 포함하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
9. 제5항에 있어서,

   상기 표면 처리 공정은, 이온보조 반응법, 이온빔 처리법, 플라즈마 처리법 중 적어도 어느 하나를 포함하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
10. 제9항에 있어서,

    상기 표면 처리 공정에서 사용되는 이온 입자는, 아르곤을 포함하는 불활성 가스들 중 하나, 또는 질소, 수소, 헬륨, 산소, 암모니아를 포함하는 반응성 가스들 중 하나, 또는 상기 불활성 가스들 및 상기 반응성 가스들 중 적어도 두 개를 포함하는 혼합물을 포함하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
11. 제9항에 있어서,

    상기 표면 처리 공정에서 사용되는 반응성 가스는, 산소, 질소, 암모니아, 수소를 포함하는 활성 가스들 중 하나, 또는 상기 활성 가스들 중 적어도 두 개를 포함하는 혼합 가스를 포함하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
12. 제5항에 있어서,

    상기 금속 촉매 층 또는 상기 금속 시드층을 형성하기 위한 건식 증착 공정은, 이온빔 스퍼터링법, DC 스퍼터링법, RF 스퍼터링법, 증발법(evaporation) 중 어느 하나를 포함하는 인쇄회로기판의 제조 방법.
13. 제5항에 있어서,

    상기 금속 시드층은 구리(Cu)를 포함하는 인쇄회로기판의 제조 방법.

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