KR20110060369A - 인쇄회로기판 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, (a) 절연기판 위의 금속 시드층 (seed) 층상에 포토레지스트층을 형성하는 단계; (b) 포토리소그래피 공정에 의해, 상기 금속시드층의 일부를 노출시키는 단계; (c) 상기 노출된 금속 시드층 부분을 플라즈마 처리하는 단계; (d) 상기 노출된 금속 시드층 부분을 도금하여 회로패턴을 형성하는 단계; (e) 상기 포토레지스트층을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조 방법에 관한 것이다. 이에 의해, 경화된 감광제 박리시 회로가 이탈하는 불량을 방지할 수 있다. 따라서, 미세 회로 밀착력을 강화하여 플렉서블 인쇄회로기판 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

인쇄회로기판, 플라즈마, 감광제, 박리

Description

인쇄회로기판 제조방법{PRINTEDE CIRCUIT BOARD MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 인쇄회로기판 제조방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 회로 밀착력을 강화하여 신뢰성을 향상된, 플렉서블 인쇄회로기판 제조 방법에 관한 것이다.

인쇄회로 기판 (PCB; Printed Circuit Board)은 전기 절연성 기판에 구리와 같은 전도성 재료로 회로 라인 인쇄회로 기판 (line pattern)을 인쇄 형성시킨 것으로, 전자 부품을 탑재하기 직전의 기판을 말한다. 즉 여러 종류의 많은 전자 부품을 평판 위에 밀집 탑재시키기 위해, 각 부품의 장착 위치를 확정하고, 부품을 연결하는 회로 라인을 평판 표면에 인쇄하여 고정시킨 회로 기판을 뜻한다.

최근 반도체 칩의 고밀도화 및 신호전달속도의 고속화에 대응하기 위한 기술로서 CSP(Chip-Sized Package) 실장 또는 와이어 본딩 (wire bonding) 실장을 대신하여 반도체 칩을 인쇄회로기판에 직접 실장하는 기술에 대한 요구가 커지고 있다. 인쇄회로기판에 반도체 칩을 직접 실장하기 위하여, 반도체의 고밀도화에 대응할 수 있는 고밀도 및 고신뢰성의 인쇄회로기판 개발이 필요하다.

고밀도 및 고신뢰성의 인쇄회로기판에 대한 요구사양은 반도체 칩의 사양과 밀접하게 연관되어 있으며, 회로의 미세화, 고도의 전기특성, 고속신호전달구조, 고신뢰성, 고기능성 등 많은 과제가 있다. 이러한 요구사양에 대응한 미세 회로패턴 및 마이크로 비아홀을 형성할 수 있는 인쇄회로기판 기술이 요구되고 있다.

특히, 최근 고집적화 추세에 따라서 전기적인 연결선인 피치 (Pitch)가 점차 줄어들고 있으며, 이를 해결하기 위해서는 기존의 에칭 방식이 아닌 세미 어디티브 (semi additive) 방식으로 회로를 구현하고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 인쇄회로 제조 방법의 순서를 나타내는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 금속 시드층이 형성된 절연기판상에 회로패턴이 형성된 포토레지스트를 형성한다 (S1). 그 후, 회로패턴 부분의 금속 시드층상에 도금층을 형성하고 (S2) 포토레지스트를 박리한다 (S4). 그리고 독립적인 회로패턴 형성을 위해 도금층 아래의 금속 시드층 이외외 금속 시드층을 에칭하여 제거한다. 그러나 30㎛ 이하 미세회로에서는, 표면적이 감소하기 때문에, 밀착력이 낮아지므로 외부 충격에 쉽게 회로가 떨어져 나가는 문제가 발생한다.

그 결과, 패턴 도금 후 도 1b에 도시된 바와 같이, 포토레지스트를 박리하는 과정에서 도금 밀착성이 저하되어 회로 박리가 발생하는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 미세회로패턴이 형성된 플렉서블 인쇄회로기판을 제조함에 있어, 회로패턴 도금이 박리되거나 밀착력이 약해지지 않는 인쇄회로기판 제조 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 인쇄회로 기판 제조 방법은, (a) 절연기판 위의 금속 시드층 (seed) 층상에 포토레지스트층을 형성하는 단계; (b) 포토리소그래피 공정에 의해, 상기 금속시드층의 일부를 노출시키는 단계; (c) 상기 노출된 금속 시드층 부분을 플라즈마 처리하는 단계; (d) 상기 노출된 금속 시드층 부분을 도금하여 회로패턴을 형성하는 단계; (e) 상기 포토레지스트층을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 (a) 단계의 절연기판은 폴리이미드 필름일 수도 있으며, 상기 (a) 단계의 금속시드층은, 두 개 이상의 금속층으로 이루어질 수도 있다.

특히, 상기 (a) 단계와 (b) 단계 사이에, 상기 노출된 금속 시드층 부분을 산성용액으로 세정 후 건조시키는 단계를 더 포함할 수도 있다.

그리고 상기 산성용액은 0.1~5% 농도의 황산, 질산, 및 염산 수용액 중 하나일 수도 있다.

또한, 상기 (c) 단계는, (c1) 진공 챔버에서 Ar, H₂, 및 O₂ 중 하나 이상으로 구성된 가스에 전기적 에너지를 가하여 플라즈마 상태로 활성화하는 생성하는 단계; (c2) 상기 플라즈마 상태로 활성화된 가스를 상기 노출된 금속 시드층 부분에 충돌시키는 단계로 이루어질 수도 있다.

또한, 상기 (d) 단계는, 상기 노출된 금속 시드층 부분을 Cu, Ni, Pd, Au, Sn, Ag, Co 중 하나 이상의 금속으로 전해 또는 무전해 도금할 수도 있다.

또한, 상기 인쇄회로기판 제조 방법은, (f) 상기 제거된 포토레지스트층에 의해 노출된 금속 시드층 부분을 제거하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

본 발명에 의해, 경화된 감광제 박리시 회로가 이탈하는 불량을 방지할 수 있다. 따라서, 미세 회로 밀착력을 강화하여 플렉서블 인쇄회로기판 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 일 실시형태에 따른 인쇄회로기판 제조 방법에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

실시형태의 설명에 있어서, "상 (on)"과 "아래(under)"는 직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또 한, 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.

도 2는 본 발명에 따른 인쇄회로 제조 방법의 순서를 나타내는 단면도이다.

도 2를 참조하면, 절연기판 (110) 위의 금속 시드층 (seed) 층 (120) 상에 포토레지스트층 (130)을 형성하여, 포토리소그래피 공정에 의해, 상기 금속시드층 (120)의 일부를 노출시킨다 (S1). 여기서, 절연기판 (110)은 플렉서블 인쇄회로기판 제조를 위해, 폴리 이미드 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 이와 같이 노출된 금속 시드층 (120)의 일부가 회로패턴 (140)이 형성될 부분이다.

그 후, 노출된 금속 시드층 (120) 부분을 플라즈마 처리한다 (S2). 여기서 플라즈마 상태에 놓인 높은 에너지를 가진 입자가 어떤 재료의 표면에 충돌하는 경우 그 에너지는 충돌되는 재료의 표면에 전달되는데, 이러한 현상을 이용하는 것이 플라즈마 표면처리의 원리이다.

더욱 상세하게는, 저진공 챔버 (150) 내부에서 Ar, H₂, O₂ 등의 가스를 표면 재질에 따라 단독 또는 혼합하여 투입하면서 전기적 에너지를 가하면, 가속된 전자의 충돌에 의하여 투입된 가스가 플라즈마 상태로 활성화된다.

이러한 플라즈마 상태에서 발생하는 가스의 이온 또는 라디칼 등이 피처리 재료, 즉 노출된 금속 시드층 (120) 상에 충돌하여 미세 유박 제거, 미세 조도 형성 등, 표면의 물리 또는 화학적인 변화를 유도한다. 그 결과, 금속 시드층 (120) 표면을 다른 물질과 쉽게 반응할 수 있도록 화학적 또는 물리적으로 활성화 시킬 수 있으며, 이 활성화된 표면에 전해 도금층이 형성될 경우 강한 밀착력을 가지게 된다.

이는 또한, 기존의 화학 제품의 처리를 하는 경우, 화학제품 처리에 관계된 환경적인 문제를 야기하는 것에 비해, 플라즈마를 이용하기 때문에 친환경 공정을 구현하는 이점도 있다.

또한, 플라즈마 처리를 하기 이전에 노출된 금속 시드층 (120) 부분을 산성용액으로 세정 후 건조시키는 단계를 거치는 것이 바람직하다. 또한, 산성용액은 0.1~5% 농도의 황산, 질산, 및 염산 수용액 중 하나인 것이 바람직하다.

그 후, 노출된 금속 시드층 (120) 부분을 도금하여 회로패턴 (140)을 형성한다 (S3). 여기서, 도금은 Cu, Ni, Pd, Au, Sn, Ag, Co 중 하나 이상의 금속으로 전해 또는 무전해 도금을 선택적으로 진행할 수 있다.

그리고 포토레지스트층 (130)을 박리한다 (S4). 이 경우, S2 단계에서, 금속 시드층 (120) 표면의 미세 물질을 제거해 주고 표면을 활성화 시켜서 우수한 젖음성을 갖도록 함으로써 회로도금의 밀착력이 향상되어, 종래의 공정과 같은 회로패턴 (140) 박리현상을 방지할 수 있다.

그 후, 최종 회로패턴의 구현을 위한 금속 시드층 (120)을 에칭한다 (S5). 여기서 에칭되는 부분은 회로패턴 도금부 아래의 시드층 이외의 부분이다.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변 형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 인쇄회로 제조 방법의 순서를 나타내는 단면도

도 2는 본 발명에 따른 인쇄회로 제조 방법의 순서를 나타내는 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

110: 절연기판 120: 금속 시드층

130: 포토레지스트 (감광제) 140: 회로패턴

150: 챔버

Claims (8)

1. (a) 절연기판 위의 금속 시드층 (seed) 층상에 포토레지스트층을 형성하는 단계;

   (b) 포토리소그래피 공정에 의해, 상기 금속시드층의 일부를 노출시키는 단계;

   (c) 상기 노출된 금속 시드층 부분을 플라즈마 처리하는 단계;

   (d) 상기 노출된 금속 시드층 부분을 도금하여 회로패턴을 형성하는 단계;

   (e) 상기 포토레지스트층을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 (a) 단계의 절연기판은 폴리이미드 필름인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 (a) 단계의 금속시드층은, 두 개 이상의 금속층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조 방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 (a) 단계와 (b) 단계 사이에,

   상기 노출된 금속 시드층 부분을 산성용액으로 세정 후 건조시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조 방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 산성용액은 0.1~5% 농도의 황산, 질산, 및 염산 수용액 중 하나인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조 방법.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 (c) 단계는,

   (c1) 진공 챔버에서 Ar, H₂, 및 O₂ 중 하나 이상으로 구성된 가스에 전기적 에너지를 가하여 플라즈마 상태로 활성화하는 단계;

   (c2) 상기 플라즈마 상태로 활성화된 가스를 상기 노출된 금속 시드층 부분에 충돌시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조 방법.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 (d) 단계는,

   상기 노출된 금속 시드층 부분을 Cu, Ni, Pd, Au, Sn, Ag, Co 중 하나 이상의 금속으로 전해 또는 무전해 도금하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조 방법.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 인쇄회로기판 제조 방법은,

   (f) 상기 제거된 포토레지스트층에 의해 노출된 금속 시드층 부분을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제조 방법.

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