KR20110004306A - 프린트 배선 기판 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

내절성이 뛰어난 배선을 갖는 프린트 배선 기판 및 그 제조 방법을 제공한다. 절연 기재(10)의 표면에 하지층(23)과, 그 위에 세미 애디티브법에 의해 형성된 동도금층(24)을 포함하는 배선 패턴을 갖는 프린트 배선 기판으로서, 상기 동도금층(24)이 다층 구조를 갖고, 쌍정입경이 5㎛ 미만이다.

Description

프린트 배선 기판 및 그 제조 방법{PRINTED CIRCUIT BOARD AND ITS MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 COF 필름 캐리어 테이프 등의 프린트 회선 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

절연 필름, 접착제층 및 도전성 금속박으로 이루어진 배선 패턴이 형성된 3층 구조의 TAB 테이프 혹은 절연 필름 상에 직접 도전성 금속박으로 이루어지는 배선 패턴이 형성된 2층 구조의 COF 테이프 등의 프린트 배선판의 출력측 외부 리드 및 입력측 외부 리드는, 예를 들면 액정 패널 혹은 리지드 프린트 배선판의 회로부와 이방성 도전 필름(ACF;Anisotoropic Conductive Film)으로 전기적으로 접속된다.

최근 액정 화면의 고정밀화에 수반하여 드라이버 IC 칩의 금 범프의 미세 피치화가 진행됨에 따라, COF 등의 IC 실장용 프린트 배선판에 있어서도 내부 리드 피치가 20㎛ 이하로 세선화된 회로를 형성할 필요성이 대두되어 왔으며, 15㎛ 피치도 시야에 들어왔다.

최근에는 세미 애디티브(Semi-Additive)법에 의한 초미세 피치 배선 패턴의 형성 기술이 진보하여, 이 기술에 의해 Cu 등의 도체 두께가 8㎛ 이상으로 두꺼워도 20㎛ 피치 이하의 배선 패턴을 형성하는 것이 가능하게 되었다.

이와 같은 세미 애디티브법은, 절연체층 상에 하지층을 형성하고, 계속해서 이 위에 배선 패턴의 반대가 되는 레지스트 패턴을 형성한 후 전기 도금을 하고, 그 다음 레지스트를 박리하고 하지층을 제거해 배선 패턴을 형성하는 것이다.

또한, 세미 애디티브법에 의한 배선이 도금층 상부에서 치밀한 결정 구조가 형성되지 않고 미소 균열(crack)이 발생한다는 문제를 해결하기 위해, 동도금의 사이에 스퍼터링층을 넣어 다층으로 하여 치밀성을 향상시키는 방법이 제안되어 있다(특허 문헌 1 참조).

그러나, 파인 피치화에 수반하여 배선폭이 좁아짐으로써 프린트 배선 기판 상의 배선 패턴의 내절성(耐折性)이 저하한다는 문제가 있다. 한편, 특허 문헌 1의 기술에서는 이 점에 대해서 검토하지 않았지만, 어차피 스퍼터링층을 넣어 다층으로 하는 것이기 때문에 제조 효율의 면에서 문제가 있다.

특허 문헌 1: 일본 특허공개 2006-278950호 공보

본 발명은 전술한 사정을 감안하여, 내절성이 뛰어난 배선을 갖는 프린트 배선 기판 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1 형태는, 절연 기재의 표면에 하지층과, 그 위에 세미 애디티브법에 의해 형성된 동도금층을 포함하는 배선 패턴을 갖는 프린트 배선 기판으로서, 상기 동도금층이 다층 구조를 갖고, 쌍정입경(雙晶粒徑)이 5㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판이다.

이와 같은 제1 형태에서는, 세미 애디티브법에 의한 동도금층이 다층 구조를 갖고, 쌍정입경이 5㎛ 미만이므로, 배선 패턴의 내절성이 뛰어난 것이 된다.

본 발명의 제2 형태는, 상기 다층 구조의 각 층의 두께가 4㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 제1 형태에 기재된 프린트 배선 기판이다.

이와 같은 제2 형태에서는, 다층 구조의 각 층의 두께가 4㎛ 이하로서, 보다 효과적으로 내절성이 향상된다.

본 발명의 제3 형태는, 상기 동도금층의 쌍정립 종횡비가 0.45 미만인 것을 특징으로 하는 제1 또는 제2 형태에 기재된 프린트 배선 기판이다.

이와 같은 제3 형태에서는, 동도금층의 쌍정립 종횡비가 0.45 미만으로서, 보다 효과적으로 내절성이 향상된다.

본 발명의 제4 형태는, 상기 다층 구조의 각 층의 적층 방향 하면에는 각 층을 형성했을 때의 도금 전류 밀도보다 낮은 전류 밀도로 형성한 경계층이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 제1 내지 제3 형태 중 어느 하나에 기재된 프린트 배선 기판이다.

이와 같은 제4 형태에서는, 경계층을 개재함으로써, 동도금층이 보다 확실하게 다층 구조를 갖고 또한 쌍정입경이 5㎛ 미만인 것이 된다.

본 발명의 제5 형태는, 상기 다층 구조의 각 층이 적층 방향 하측의 층보다 상측의 층이 얇은 것을 특징으로 하는 제1 내지 제4 형태 중 어느 하나에 기재된 프린트 배선 기판이다.

이와 같은 제5 형태에서는, 적층 방향 하측의 층보다 상측의 층을 얇게 함으로써, 효과적으로 내절성이 향상된다.

본 발명의 제6 형태는, 상기 다층 구조의 적층 방향 최상면의 층이 가장 얇은 것을 특징으로 하는 제1 내지 제5 형태 중 어느 하나에 기재된 프린트 배선 기판의 제조 방법이다.

이와 같은 제6 형태에서는, 다층 구조의 적층 방향 최상면의 층을 가장 얇게 함으로써, 효과적으로 내절성이 향상된다.

본 발명의 제7 형태는, 절연 기재의 표면에 도전성의 하지층을 형성하고, 그 하지층의 표면에 포토레지스트층을 형성하고 그 포토레지스트층에 소정의 패턴을 노광·현상하여 패터닝함으로써 상기 하지층을 노출시키는 오목부를 형성하고, 이 오목부의 하지층 상에 동도금층을 형성한다. 그 후, 패터닝된 포토레지스트층을 박리하고, 계속해서 포토레지스트층의 박리에 의해 노출된 하지층을 제거해 배선 패턴을 형성하는 프린트 배선 기판의 제조 방법에 있어서, 상기 동도금층의 도금을 다단으로 분할해 행하여 상기 동도금층이 다층 구조를 갖고, 쌍정입경이 5㎛ 미만인 것으로 하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 제조 방법이다.

이와 같은 제7 형태에서는, 세미 애디티브법에 의한 동도금층을 다층 구조로 하고, 쌍정입경을 5㎛ 미만으로 함으로써, 내절성이 뛰어난 배선 패턴을 제조할 수 있다.

본 발명의 제8 형태는, 상기 다단으로 분할한 도금의 사이에, 각 층의 도금의 전류 밀도보다 낮은 전류 밀도로 경계층을 형성하는 것을 특징으로 하는 제7 형태에 기재된 프린트 배선 기판의 제조 방법이다.

이와 같은 제8 형태에서는, 경계층을 개재하여 다층 구조로 함으로써, 동도금층이 보다 확실히 다층 구조를 갖고, 또한 쌍정입경이 5㎛ 미만인 것을 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 프린트 배선 기판의 제조 방법으로 제조한 프린트 배선 기판의 일례를 나타내는 개략 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 프린트 배선 기판의 제조 방법의 각 공정을 설명하는 단면도이다.
도 3은 동도금층의 확대 단면도이다.
도 4는 제1 실시예 및 제1 비교예의 배선의 단면 사진이다.

이하, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 프린트 배선 기판 및 그 제조 방법을 설명한다.

도 1은 일 실시 형태에 따른 프린트 배선 기판인 COF 필름 캐리어 테이프를 나타낸 도면이다.

도 1에 나타내는 본 실시 형태의 COF 필름 캐리어 테이프(1)는, 폴리이미드층으로 이루어지는 절연 기재(10) 상에, 도체층으로 이루어지는 원하는 패턴을 갖는 배선 패턴(20)을 형성한 것이며, 배선 패턴(20)은 일반적으로 단자가 되는 내부 리드(21A, 22A) 및 외부 리드(21B, 22B)를 갖는 배선을 구비한다. COF 필름 캐리어 테이프(1)의 절연 기재(10)의 폭 방향 양측에는, 일반적으로 스프로킷 홀(2)이 형성되고, 배선 패턴(20)의 내부 리드(21A, 22A) 및 외부 리드(21B, 22B)를 제외하는 영역에는, 배선 패턴(20)을 덮도록 솔더 레지스트층(3)이 형성된다.

여기에서, 단자부가 되는 배선, 예를 들면 내부 리드(21A, 22A)는 배선의 피치가 30㎛ 이하, 바람직하게는 20㎛ 이하, 선폭이 6㎛ 이상, 바람직하게는 7㎛ 내지 15㎛, 선폭간의 간격이 15㎛ 이하, 바람직하게는 13㎛ 이하이며, 배선의 두께가 6 내지 15㎛, 바람직하게는 6 내지 12㎛이다.

여기에서, 도 1의 프린트 배선 기판의 제조 방법에 대해 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 실시 형태에 따른 프린트 배선 기판의 제조 방법의 각 공정에서의 기판 단면의 예를 나타내는 도면이다.

도 2의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 프린트 배선 기판의 제조 방법에서는, 절연 기재(10)의 적어도 한쪽 표면에 도전성 금속박층으로 이루어지는 시드층(21)을 형성한다. 여기에서 절연 기재(10)는, 절연성 수지로 이루어지는 판, 필름, 시트, 프리프레그 등 통상적인 절연 기재로서 사용되는 것이면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있다. 단, 본 발명의 프린트 배선 기판을 릴·투·릴(Reel-to-reel) 방식으로 연속적으로 제조하기 위해서는, 이 절연 기재(10)가 가요성을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 프린트 배선 기판을 제조하는 공정에서, 이 절연 기재(10)는 산성 용액 혹은 알칼리성 용액과 접촉하는 일이 있으므로 내약품성이 뛰어난 것이 바람직하다. 또한, 고온에 노출되는 일이 있으므로 내열성이 뛰어난 것이 바람직하다. 또한, 이 절연 기재(10)를 이용하여 도금 공정에 의해 배선 패턴을 제조하기 때문에, 물과의 접촉에 의해 변성 혹은 변형하지 않는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 본 발명에서 사용하는 절연 기재(10)로는 내열성의 합성 수지 필름을 사용하는 것이 바람직하고, 특히 폴리이미드 필름, 폴리아미드이미드 필름, 폴리에스테르 수지 필름, 불소 수지 필름, 액정 수지 필름 등 프린트 배선 기판의 제조에 통상적으로 사용되는 수지 필름을 사용하는 것이 바람직하고, 이들 중에서도 내열성, 내약품성, 내수성 등의 특성이 뛰어난 폴리이미드 필름이 특히 바람직하다.

또한, 본 발명에서 절연 기재(10)는 상기와 같은 필름상일 필요성은 없고, 예를 들면 섬유상 물질과 에폭시 수지 등의 복합체로 이루어지는 판상의 절연 기재라도 무방하다.

본 발명에서 상기와 같은 절연 기재(10)에는, 스프로킷 홀(2) 외에 필요에 따라 절곡용 슬릿 등 필요한 관통공을 형성할 수 있다. 이들 관통공은 펀칭법, 레이저 천공법 등에 의해 형성할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 전술한 바와 같이, 절연 기재(10)의 적어도 한쪽 면에 도전성 금속박층으로 이루어지는 시드층(21)을 형성한다. 이 시드층(21)은 그 표면에 전기 도금에 의해 금속층을 적층할 때의 전극이 되는 층으로서, 통상적으로는 니켈, 크롬, 동, 코발트, 니켈-크롬 합금, Ni-Zn, Ni-Cr-Zn 등의 금속 혹은 이들의 금속을 함유하는 합금으로 형성할 수 있다. 이와 같은 시드층(21)은, 절연 기재(10)의 표면에 전술한 도전성 금속이 석출되는 방법이면 그 형성법에 특별히 제한은 없지만, 스퍼터링에 의해 형성하는 것이 유리하다. 스퍼터링에 의해 시드층(21)을 형성함으로써 스퍼터링되는 금속 혹은 합금이 절연 기재(10)의 표면에 들러붙어, 절연 기재(10)와 스퍼터링된 시드층(21)이 강고하게 접합한다. 따라서, 본 발명의 프린트 배선 기판을 제조할 때에는 절연 기재(10)와 시드층(21)의 사이에 접착제층을 마련하는 필요가 없다.

또한, 시드층(21)의 평균 두께는 통상적으로는 10 내지 1000Å, 바람직하게는 50 내지 300Å의 범위 내에 있다.

이와 같이 시드층(21)을 형성한 후, 도 2의 (c)에 나타내는 바와 같이, 시드층(21)의 표면에 동박막층(22)을 형성하여 시드층(21)과 함께 하지층(23)으로 하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 이 동박막층(22)은, 예를 들면, 스퍼터링함으로써 형성하는 것이 바람직하다. 단, 이 동박막층(22)은 스퍼터링에 한정하지 않고, 진공 증착법, 무전해 도금법 등 여러 가지의 방법으로 형성하는 것이 가능하지만, 스퍼터링에 의해 형성된 동박막층으로 한 경우에는 접합력이 양호해 강도가 높은 동 금속 회로를 형성할 수 있다. 동박막층(22)은 동을 주성분으로 하는 층이지만, 이 층의 특성이 손상되지 않는 범위 내에서 동 이외의 금속이 함유되어도 된다. 동박막층의 평균 두께는, 통상적으로는 0.01 내지 1㎛, 바람직하게는 0.1 내지 0.5㎛의 범위 내에 있다. 이와 같은 평균 두께로 동박막층(22)을 형성함으로써, 동박막층(22)의 표면에 형성되는 세미 애디티브법에 의해 형성되는 동층과의 친화성이 향상된다.

상기와 같이 하여 시드층(21) 상에 동박막층(22)을 형성하여 하지층(23)으로 하는데, 동박막층(22)은 반드시 마련할 필요는 없고, 이 경우에는 시드층(21)이 하지층(23)이 된다.

하지층(23)을 형성한 후, 그대로 다음 공정으로 이행할 수도 있지만, 동박막층(22)의 표면에는 산화막 등이 형성되어 있는 경우가 있으므로, 황산, 염산 등의 강산으로 동박막층(22)의 표면을 단시간 산세(酸洗)한 후, 다음 공정으로 이행하는 것이 바람직하다.

본 실시 형태에서는, 하지층(23)을 형성한 후, 도 2의 (d)에 나타내는 바와 같이, 동박막층(22) 표면의 전면에 감광성 수지로 이루어지는 포토레지스트층(31)을 형성한다. 포토레지스트층(31)을 형성하는 수지는, 빛을 조사한 부분이 경화하여 현상액에 의해 용해되지 않는 네거티브 타입과, 빛을 조사한 부분이 현상액에 의해 용해되는 포지티브 타입이 있는데, 본 발명에서는 모든 타입의 감광성 수지를 사용할 수 있다. 또한, 액상으로 한정하지 않고, 필름 등의 필름상 레지스트를 라미네이트하여 사용해도 된다. 본 실시 형태에서는, 네거티브 타입의 드라이 필름 레지스트를 적층하여 포토레지스트층(31)으로 하였다.

여기에서, 포토레지스트층(31)은 형성하려고 하는 배선 패턴(20)의 높이보다 두껍게 하는 것이 바람직하고, 예를 들면 포토레지스트층(31)의 두께는 5 내지 25㎛, 바람직하게는 13 내지 20㎛이다.

다음으로, 포토레지스트층(31)의 표면에, 도 2의 (e)에 나타내는 바와 같이, 원하는 패턴이 형성된 포토마스크(32)를 배치하고, 포토마스크(32) 위에서 빛을 조사해 포토레지스트층(31)을 감광시키고, 계속해서 현상함으로써 배선 회로를 형성할 부분의 감광성 수지가 제거되어 레지스트 패턴(33)이 형성된다(도 2의 (f)). 이렇게 하여 형성된 레지스트 패턴(33)의 오목부(33a)의 바닥부에는, 상기 도 2의 (c)에서 형성한 하지층(23)이 노출된다.

계속해서, 본 실시 형태에서는, 하지층(23)을 노출시킨 상태로, 이 기판을 전기 동도금욕으로 옮겨 하지층(23)을 한쪽 전극으로 하고 도금욕에 마련된 다른 쪽 전극과의 사이에 도금 전압을 인가해 전해 도금을 행하여, 하지층(23)의 표면에 동도금층(24)을 형성한다(도 2의 (g)).

여기에서, 전해 도금의 인가 전압은 직류 전압이라도 펄스 전압이라도 무방하며, 동도금층(24)의 두께는 레지스트 패턴(33)의 두께보다 얇게 하는 것이 바람직하고, 동도금층(24)의 두께를 레지스트 패턴(33) 두께의 반 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 그 후의 레지스트 패턴(33)의 박리를 순조롭게 행하기 위함이다.

여기에서, 전해 도금을 행하는 동도금액으로는 3-메르캅토-1-프로판술폰산("MPS"라고 칭함) 또는 비스(3-술포프로필)디술파이드("SPS"라고 칭함)로부터 선택된 적어도 일종과 환상 구조를 갖는 4급 암모늄염 중합체와 염소를 함유하고, 동 농도가 23 내지 55 g/L, 바람직하게는 25 내지 40 g/L이며, 황산 농도는 50 내지 250 g/L, 바람직하게는 80 내지 220 g/L인 것을 이용하는 것이 바람직하다.

이와 같은 조성의 도금액을 이용함으로써 세미 애디티브법에 의한 배선 형성을 고효율로 행할 수 있어, 형성한 배선은 버닝이나 형상의 이상이 없고 표면이 평탄한 것이 되기 때문이다.

또한, 세미 애디티브용 황산계 동도금액은, MPS 또는 SPS로부터 선택된 적어도 일종, 환상 구조를 갖는 4급 암모늄염 중합체, 염소의 3 성분의 존재를 필수로 하는 것으로서, 3 성분을 이용함으로써 전술한 효과를 충분히 발휘한다. 또한, MPS 및/또는 SPS의 농도는 8 내지 12 mg/L로 하는 것이 바람직하다. MPS 및/또는 SPS의 농도가 전술한 범위이면, 전류 효율의 저하가 없고 배선 횡단면의 표면이 평탄하게 되어 바람직하다. 또한, 상기 황산계 동전해액 중의 환상 구조를 갖는 4급 암모늄염 중합체의 농도는 35 내지 85 mg/L, 바람직하게는 40 내지 80 mg/L이다. 환상 구조를 갖는 4급 암모늄염 중합체의 황산계 동전해액 중의 농도를 상기 범위로 하면, 전류 효율의 저하가 없고 배선 횡단면의 표면이 평탄하게 되어 바람직하다. 여기에서, 환상 구조를 갖는 4급 암모늄염 중합체로는 여러 가지의 것을 이용할 수 있지만, 전술한 효과를 생각하면, 염화디알릴디메틸암모늄("DDAC"라고 칭함) 중합체를 이용하는 것이 가장 바람직하다.

또한, 세미 애디티브용 황산계 동도금액 중의 염소 농도는, 30 내지 55 mg/L, 바람직하게는 35 내지 50mg/L이다. 염소 농도를 상기 범위로 하면, 전류 효율의 저하가 없어 바람직하다. 한편, 여기에서 염소 농도는 DDAC 유래의 염소도 포함하는 것이다.

이상 설명한 세미 애디티브용 황산계 동도금액은, 액 중의 MPS 또는 SPS와 DDAC 중합체와 염소의 성분 밸런스가 가장 중요하고, 이들의 양적 밸런스를 상기 범위로 하면, 표면이 평탄한 배선을 효율적으로 제조할 수 있다.

그리고, 세미 애디티브용 황산계 동도금액을 이용해 세미 애디티브법으로 배선을 형성하는 경우, 액온은 실온, 예를 들면 15℃ 내지 30℃, 바람직하게는 15 내지 25℃로 하고, 전류 밀도를 10 A/d㎡ 이하, 바람직하게는 2 내지 6 A/d㎡ 이하로 전해하여 배선을 형성하는 것이 바람직하다. 한편, 필요에 따라 전해 공정을 복수의 단계로 하거나, 펄스 전해나 PR 전해를 채용해도 되는 것은 물론이다.

이와 같은 세미 애디티브용 황산계 동도금액을 이용해 배선을 형성했을 경우, 배선을 고효율로 형성할 수 있고, 또한 배선의 버닝이나 형상의 이상이 없고, 배선 횡단면의 표면이 평탄하다는 효과를 나타낸다. 또한, 특히, 소정 조성의 세미 애디티브용 황산계 동도금액을 이용한 경우, 한층 더 내절성이 뛰어난 배선을 얻을 수 있다는 효과가 있다.

다음으로, 도 2의 (h)에 나타내는 바와 같이, 레지스트 패턴(33)을 제거한다. 이 레지스트 패턴(33)의 제거에는, 알칼리 세정액, 유기용매 등을 사용할 수 있지만, 알칼리 세정액을 이용해 레지스트 패턴(33)을 제거하는 것이 바람직하다. 알칼리 세정액은 본 발명의 프린트 배선 기판을 구성하는 소재에 악영향을 미치지 않고, 또한 유기용매의 증발·확산 등에 의한 환경 오염도 생기지 않기 때문이다.

계속해서, 도 2의 (i)에 나타내는 바와 같이, 레지스트 패턴(33)을 제거함으로써 노출된 영역의 하지층(23)을 제거한다.

한편, 이와 같이 하여 배선 패턴(20)이 형성된 프린트 배선 기판의 표면에, 전술한 솔더 레지스트층(3)을 형성하여 프린트 배선 기판(1)으로 할 수 있다.

여기에서, 본 실시 형태의 동도금층(24)은, 도 3에 상세히 나타낸 바와 같이, 다층 구조를 갖는다. 일례로는, 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 동도금층(24)은 제1 동도금층(24a), 제2 동도금층(24b), 제3 동도금층(24c), 제4 동도금층(24d)의 4층 구조를 갖는다. 또한, 동도금층(24)의 쌍정입경은 5㎛ 미만, 바람직하게는 1㎛ 이상 5㎛ 미만이 된다. 한편, 도 3의 (a)의 예에서, 제4 동도금층(24d)은 제1 내지 제3 동도금층(24a 내지 24c)과 같은 두께로 도금한 것이지만, 하지층(23)의 제거 공정에서 표면이 에칭되므로, 제1 내지 제3 동도금층(24a 내지 24c)보다 다소 막두께가 얇게 된다.

여기에서, 다층 구조란, 각 층의 결정이 독립적으로 형성되어 다층이 된 것을 의미하며, 제1 내지 제4 동도금층(24a 내지 24d)을 독립적인 도금으로 형성함으로써 형성할 수 있다. 예를 들면, 제1 내지 제 4 동도금층(24a 내지 24d)의 각 도금을 행한 후, 피도금체를 도금욕으로부터 꺼내 다음 도금을 독립적으로 행해도 되고, 각 도금을 행한 다음 제1 내지 제 4 동도금층(24a 내지 24d)의 도금 조건과는 다른 조건으로 경계가 될 수 있는 경계층을 매우 얇게 형성한 후, 다음 도금층을 형성해도 된다. 한편, 제조 공정상 바람직하지는 않지만, 각 도금층의 사이에 스퍼터링법에 의한 박막을 형성하여 경계층으로 할 수도 있다.

이와 같이, 각 도금층을 독립적인 다층 구조로 함으로써 쌍정입경이 5㎛ 미만인 동도금층(24)을 형성하기 쉬워지고, 쌍정입경이 5㎛ 미만인 점과 더불어 배선의 내절성을 현저하게 향상시키게 된다. 한편, 다층이란 2층 이상을 말하는데, 3층 이상이 바람직하고, 4층 이상이 보다 바람직하지만, 4층보다 많은 다층으로 해도 효과의 향상은 현저하지 않으므로, 2 내지 8층이 바람직하고, 4층 전후가 특히 바람직하다.

또한, 상세히는 후술하지만, 동도금층(24)의 쌍정립 종횡비(종/횡)가 0.45 미만, 특히 0.3 내지 0.4의 경우에, 보다 현저하게 내절성이 향상되는 것을 알 수 있다.

도 3의 (b)는, 제1 내지 제4 동도금층(24a 내지 24d)의 도금에 앞서, 그 도금 조건보다 전류 밀도가 낮은 전류 밀도, 예를 들면 1/5 내지 1/15 정도의 전류 밀도에서 도금을 행하여 경계층(24e 내지 24h)을 형성한 것이다. 예를 들면, 제1 내지 제4 동도금층(24a 내지 24d)을 전류 밀도 5 A/d㎡에서 형성한 경우, 경계층(24e 내지 24h)의 전류 밀도는 0.5 A/d㎡ 정도로 한다. 이와 같은 경계층(24e 내지 24h)을 마련함으로써, 동도금층(24a 내지 24d)의 독립적인 다층 구조를 보다 확실히 형성할 수 있다.

경계층은 모든 층간의 경계에 마련해도 되지만, 일부의 층간에만 마련해도 된다. 한편, 경계층(24e)은 각 층과의 경계를 형성한다는 의미에서는 반드시 형성할 필요는 없지만, 본 실시 형태에서는 하층과 제1 동도금층(24)과의 밀착성 향상의 목적 등에 의해 형성한다. 경계층을 마련하는 경우, 그 두께는 0.05㎛ 이하이며, 단면을 관찰해도 보이지 않는 경우도 있다. 또한, 이와 같은 경계층(24e 내지 24h)은 다층 구조의 각 층에는 해당하지 않고, 제1 내지 제4 동도금층(24a 내지 24d)과 함께 각 층을 형성한다.

또한, 여기에서 쌍정 결정이란, 서로 이웃하는 결정립이 〈111〉을 공통 회전축으로 하여 약 60° 회전한 위치 관계에 있는 경우에 그 결정립계를 쌍정립계라고 했을 경우의 결정으로서 정의되는 것이며, 쌍정 결정의 쌍정립의 입경을 쌍정입경이라고 정의한다.

이와 같은 쌍정입경은, 동도금층(24)을 다층 구조로 하는지의 여부에 따라 크게 변화하고, 또한 동도금의 조건이나 각 층의 두께 등에 의해 변화한다.

한편, 쌍정입경은 결정입경과의 상관은 없고, 결정입경과는 독립적인 것이다. 참고로, 결정입경은 동일한 도금 조건이면, 다층으로 하는지의 여부에 따라서는 큰 변화가 없다.

여기에서, 쌍정입경은 EBSD 해석에 의해 구해지는 것으로서, 단면 관찰에 의해 쌍정립을 특정하고, 쌍정립의 단면적에 상당하는 원으로 근사시켜 그 원의 직경을 그 쌍정립의 쌍정입경으로 하여, 이를 평균한 평균치로서 산출한 것이며, 특별히 기재하지 않는 한, 동도금층(24)의 쌍정입경이란 다층 구조의 전체의 쌍정입경의 평균치를 나타내는 것이다.

또한, 쌍정립 종횡비는, 전술한 바와 같이 특정한 쌍정립의 장경과 단경의 비(단경/장경)이며, 특별히 기재하지 않는 한, 동도금층(24)의 쌍정립 종횡비란 다층 구조의 전체의 쌍정립 종횡비의 평균치를 나타내는 것이다. 한편, 쌍정립의 장경은, 본 실시 형태에서의 동도금층(24)이 다층 구조인 것에 기인해 통상적으로는 각 층의 면방향과 일치하고, 단경은 두께 방향과 일치하게 된다.

또한, 쌍정입경이나 쌍정립 종횡비는 각 층마다 산출할 수도 있지만, 내절성을 향상시키는 파라미터로서 사용하는 경우에는, 전체의 쌍정입경이나 쌍정립 종횡비를 이용하는 것이 좋다.

한편, 각 층의 쌍정입경이나 쌍정립 종횡비와 내절성을 대비하면, 최상층의 쌍정입경이나 쌍정립 종횡비가 내절성과 상관이 크고, 최상층의 쌍정입경은 4㎛ 이하, 최상층의 쌍정립 종횡비는 0.32 이하, 특히 0.20 내지 0.32가 바람직하다. 이와 같이 최상층의 쌍정입경 및 쌍정립 종횡비가 전술한 범위에 있으면, 파단시에 프린트 배선 기판의 표면으로부터 생기는 균열이 최상층과 그 바로 밑의 층의 경계에서 멈추어, 큰 균열로 성장하기 어렵다는 효과가 있다. 한편, 본 발명의 프린트 배선 기판에서 얻어지는 쌍정입경의 하한치는 경험적으로 0.3㎛ 정도이다.

또한, 각 층의 두께는 4㎛ 이하가 바람직하고, 전체 두께는 16㎛ 이하, 특히 12㎛ 이하, 나아가서는 10㎛ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 이것은 각 층의 두께 및 전체 두께를 이 범위 내로 함으로써 다층 구조로 하는 효과가 현저해지고, 또한 쌍정입경이 5㎛ 미만이 되기 쉽기 때문이다. 한편, 제조 안정성의 관점에서, 각 층의 두께는 1㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 다층 구조의 각 층의 두께는 동일해도 상이해도 무방하지만, 하지층과는 반대측, 즉, 상측의 층일수록 얇게 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 전체의 하측 절반의 층의 수보다 상측 절반의 층의 수를 많게 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 하측 절반을 1층 또는 2층으로 하고, 상측 절반을 3층 또는 4층으로 한 것을 예로 들 수 있다.

[실시예]

다음으로, 본 발명의 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.

[제1 실시예]

두께 35㎛의 폴리이미드 필름의 전처리측 표면에 Ni-Cr(20 at%)를 250Å의 두께로 스퍼터링하여 시드층을 형성하였다. 또한, 이 시드층의 표면에 동을 0.3㎛의 두께로 스퍼터링하여 동박막층을 형성하였다. 계속해서, 동박막층측 표면에 두께 15㎛의 네거티브형 드라이 필름 레지스트(아사히카세이사 제품)를 라미네이터로 접합하였다.

계속해서 30㎛ 피치로 폭 15㎛의 배선으로 이루어지는 배선 패턴을 묘화한 유리 포토마스크를 배치한 노광 장치(우시오덴키(주) 제품)를 이용하여 약 180 mJ/㎠로 자외선 노광하였다.

노광 후, 10% 탄산소다 용액에 의해 현상해 미노광 부분을 용해하여, 각 피치의 포토레지스트 패턴을 형성하였다.

이렇게 하여 감광성 수지에 의한 레지스트 패턴이 형성된 기재 테이프에, 비스(3-술포프로필)디술파이드(SPS)의 농도가 10 ㎎/L, 염화디알릴디메틸암모늄(DDAC) 중합체의 농도가 40 ㎎/L, 염소의 농도가 30 ㎎/L, 동 농도가 38.2 g/L, 황산 농도가 100 g/L인 동도금액을 이용하여 온도 25℃, 전류 밀도 0.5 A/d㎡로 극박의 경계층(24e)을 형성하고, 계속해서 전류 밀도 5 A/d㎡로 2㎛ 두께의 제1 동도금층(24a)을 형성하고, 경계층(24e) 및 제1 동도금층(24a)의 두께를 2㎛로 하였다. 마찬가지로, 경계층(24f), 제2 동도금층(24b), 경계층(24g), 제3 동도금층(24c), 경계층(24h), 제4 동도금층(24d)을 순차적으로 형성하여, 전체적으로 8㎛의 동도금층(24)을 형성하였다.

계속해서, 2-아미노에탄올을 주성분으로 하는 50℃의 박리액 중에 30초간 침지하여 레지스트 패턴을 박리하였다. 계속해서, 황산 및 과산화 수소계 에칭액으로 처리하여 기재 상의 동박막층을 전면 에칭에 의해 제거하였다. 다음으로, MEC사 제품 CH1935를 이용하여 Ni-Cr층을 용해해 각 피치의 배선 패턴을 형성하였다.

[제2 실시예]

제1 실시예와 마찬가지의 도금 조건으로 경계층 및 동도금층의 쌍을 같은 두께로 2층 형성하여 전체 두께를 8㎛로 한 2층 구조로 한 외에는 제1 실시예와 마찬가지로 하였다.

[제3 실시예]

제1 실시예와 마찬가지의 도금 조건으로 경계층 및 동도금층의 쌍을 같은 두께로 6층 형성하여 전체 두께를 8㎛로 한 6층 구조로 한 외에는 제1 실시예와 마찬가지로 하였다.

[제4 실시예]

제1 실시예와 마찬가지의 도금 조건으로 경계층 및 동도금층의 쌍을 같은 두께로 8층 형성하여 전체 두께를 8㎛로 한 8층 구조로 한 외에는 제1 실시예와 마찬가지로 하였다.

[제5 실시예]

제1 실시예와 마찬가지의 도금 조건으로 경계층 및 동도금층의 쌍을 같은 두께로 10층 형성하여 전체 두께를 8㎛로 한 10층 구조로 한 외에는 제1 실시예와 마찬가지로 하였다.

[제6 실시예]

제1 실시예와 마찬가지의 도금 조건으로 경계층 및 동도금층의 쌍을 같은 두께로 12층 형성하여 전체 두께를 8㎛로 한 12층 구조로 한 외에는 제1 실시예와 마찬가지로 하였다.

[제7 실시예]

제1 실시예와 마찬가지의 도금 조건으로 경계층 및 동도금층의 쌍을 4㎛의 두께로 1층 형성한 후, 마찬가지로 같은 두께로 5층을 합계 4㎛로 형성하여, 전체적으로 8㎛ 두께의 6층 구조로 한 외에는 제1 실시예와 마찬가지로 하였다.

[제1 비교예]

동도금을 전류 밀도 5 A/d㎡로 8㎛의 동도금층을 형성한 외에는 제1 실시예와 마찬가지로 하여 배선 패턴을 제작하였다.

(제1 시험예)

제1 내지 제7 실시예 및 제1 비교예와 마찬가지의 도금 조건으로 MIT 측정용 샘플을 형성하고, 이 샘플에 대해 굴곡 각도: ±135°, 굴곡 속도: 175 rpm(312 r/min), 척의 R: 0.8㎜, 하중: 100 gf에서 MIT 시험을 실시하였다.

MIT 시험의 결과는 도통 검출에 의한 단선 검지로 확인하고, 단선 검지 시점의 굴곡 횟수를 채용하였다.

이 결과를 표 1에 나타내었다.

이 결과로부터, 2층 이상의 다층 구조의 경우, 제1 비교예와 비교하여 MIT 시험에 의한 내절성이 우수한 것을 알 수 있었다. 또한, 다층의 층수와 내절성에는 큰 상관 관계는 없고, 8층을 넘어도 내절성은 현저하게는 향상되지 않는 것을 알았다. 따라서, 2층 내지 8층, 바람직하게는 4층 전후가 좋은 것을 알 수 있다.

또한, 비교적 얇은 층으로 이루어지는 적층 구조를 상측 절반에 형성한 제7 실시예는, 제3 실시예(전체가 6층 구조)나 제5 실시예(제7 실시예의 상측 절반의 층 두께와 동일한 층을 10층으로 했다)와 비교하여 현저하게 내절성이 뛰어난 것을 알 수 있었다. 이로부터 하측보다 상측에 얇은 층을 적층한 구조로 하는 것이 바람직하고, 상측만을 박막의 다층 구조로 함으로써, 내절성이 보다 뛰어난 것을 알 수 있었다.

	다층 구조의 층수	MIT 시험 결과
제1 실시예	4	131
제2 실시예	2	129
제3 실시예	6	126
제4 실시예	8	134
제5 실시예	10	127
제6 실시예	12	127
제7 실시예	6	135
제1 비교예	1	120

(제2 시험예)

제1, 제2, 제7 실시예 및 제1 비교예에 대해, EBSD 해석한 결과를 표 2에 나타내었다. EBSD(Electron Back Scatter Diffraction Patterns) 해석은 배선의 길이 방향을 따라 마이크로톰으로 단면 가공한 후, FIB로 에칭 가공하여 관찰용 시료로 만들어서 하였다.

상세한 해석 조건은 다음과 같다. 또한, 제1 실시예 및 제1 비교예의 단면 사진을 도 4에 나타내었다.

EBSD 해석

·장치: 주사형 전자현미경부(Zeiss사 SUPRA^TM 55VP)

EBSD부(EDAX사의 Pegasus system)

·관찰용 시료: 시료대에 세팅한 상태에서 70도 경사

·관찰 배율: 5000배

·관찰 시야: 10×30㎜

·WD(Working Distance) 약 15㎜

·2° 이상의 방위차를 갖는 경우에 입계로서 인식

·측정 소프트웨어: TSL OIM Data Collection 5

·해석 소프트웨어: TSL OIM Analysis 5.1

결과, 단면 사진으로부터 제1 실시예의 것은 다층 구조를 갖는 것을 명백하게 알 수 있었다.

또한, EBSD 해석의 결과, 다층 구조의 제1, 제2 및 제7 실시예에서는 동도금층(전체)의 쌍정입경이 5㎛ 미만, 쌍정립 종횡비가 0.45 미만이 되지만, 단층의 제1 비교예에서는 쌍정입경이 5㎛ 이상, 쌍정립 종횡비가 0.45 이상이 되는 것을 알 수 있었다. 또한, 쌍정립 종횡비는, 제2 실시예에서는 0.43이지만, 내절성이 보다 뛰어난 제1 및 제7 실시예에서는 0.32 및 0.40으로 0.3 내지 0.4의 범위 내에 있는 것을 알 수 있었다.

또한, 제1, 제2 및 제7 실시예에서는, 최상층의 쌍정입경이 4㎛ 이하, 최상층의 쌍정립 종횡비가 0.32 이하, 0.20 내지 0.32의 범위 내에 있는 것을 알 수 있었다.

		전체	1층째	2층째	3층째	4층째	5층째	6층째
제1 실시예	쌍정입경 (㎛)	4.20	2.72	4.72	4.86	2.65
	쌍정립 종횡비	0.32	0.43	0.30	0.28	0.24
제2 실시예	쌍정입경 (㎛)	4.16	3.59	3.96
	쌍정립 종횡비	0.43	0.47	0.30
제7 실시예	쌍정입경 (㎛)	3.44	3.10	1.59	1.12	1.82	1.38	1.17
	쌍정립 종횡비	0.40	0.43	0.46	0.39	0.34	0.39	0.31
제1 비교예	쌍정입경 (㎛)	5.31
	쌍정립 종횡비	0.45

1 프린트 배선 기판
2 스프로킷 홀
3 솔더 레지스트층
10 절연 기재
20 배선 패턴
21 시드층
22 동박막층
23 하지층
24 동도금층
31 포토레지스트층
32 포토마스크
33 레지스트 패턴

Claims (8)

1. 절연 기재의 표면에, 하지층과, 그 위에 세미 애디티브법에 의해 형성된 동도금층을 포함하는 배선 패턴을 갖는 프린트 배선 기판으로서,
   상기 동도금층이 다층 구조를 갖고, 쌍정입경이 5㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판.
2. 제1항에 있어서,
   상기 다층 구조의 각 층의 두께가 4㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판.
3. 제1항에 있어서,
   상기 동도금층의 쌍정립 종횡비가 0.45 미만인 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판.
4. 제1항에 있어서,
   상기 다층 구조의 각 층의 적층 방향 하면에는 각 층을 형성했을 때의 도금의 전류 밀도보다 낮은 전류 밀도로 형성한 경계층이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판.
5. 제1항에 있어서,
   상기 다층 구조의 각 층은, 적층 방향 하측의 층보다 상측의 층이 얇은 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 다층 구조의 적층 방향 최상면의 층이 가장 얇은 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판.
7. 절연 기재의 표면에 도전성의 하지층을 형성하고, 상기 하지층의 표면에 포토레지스트층을 형성하고 그 포토레지스트층에 소정의 패턴을 노광·현상하여 패터닝함으로써 상기 하지층을 노출시키는 오목부를 형성하고, 상기 오목부의 하지층상에 동도금층을 형성한 후 패터닝된 포토레지스트층을 박리하고, 계속해서 포토레지스트층의 박리에 의해 노출된 하지층을 제거하여 배선 패턴을 형성하는 프린트 배선 기판의 제조 방법에 있어서,
   상기 동도금층의 도금을 다단으로 분할해 행하여 상기 동도금층이 다층 구조를 갖고, 쌍정입경이 5㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 제조 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 다단으로 분할한 도금의 사이에는, 각 층의 도금의 전류 밀도보다 낮은 전류 밀도로 경계층을 형성하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 제조 방법.

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