KR20120083032A - 패턴 식각 방지를 위한 세미 애더티브용 연성 동박 적층 필름 및 그 제조 방법 - Google Patents

패턴 식각 방지를 위한 세미 애더티브용 연성 동박 적층 필름 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 LCD용 드라이버(Driver) IC에 사용되는 COF(Chip on film)의 기본 제품으로 미세회로용 연성회로기판의 주재료로 패턴 형성 시 패턴 측면의 식각(패임)을 방지할 수 있는 세미 에더티브용 연성 동박 적층 필름 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 상기 본 발명의 패턴 식각 방지를 위한 세미 애더티브용 연성 동박 적층 필름의 제조방법은; (1) 폴리이미드를 산소와 질소의 활성가스로 표면처리 하는 단계; (2) 상기 표면 처리된 폴리이미드 표면에 DC 마그네트론 스퍼터링 법을 이용한 타이층 Ni-Cr과, 시드(Seed)층 구리를 전도층으로 진공 증착하는 단계; 및 (3) 상기 구리 전도층이 증착된 폴리이미드 위에 황산구리 수용액에 첨가제 및 보정제가 함유되어 있는 도금액을 이용하여 전기도금 방법으로 구리를 형성하는 단계로 구성됨을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 패턴 식각 방지를 위한 세미 애더티브용 연성 동박 적층 필름의 제조 방법은 폴리이미드 필름에 플라즈마 표면처리 및 스파터링 증착하고 그 위에 특정한 도금액으로 전기 도금층을 형성하므로 미세 회로를 형성하기 위해서 포토레지스트 부착 후 전기 도금 실시시 발생하는 패턴 측면의 패임을 최소화하거나 방지할 수 있다.

Description

패턴 식각 방지를 위한 세미 애더티브용 연성 동박 적층 필름 및 그 제조 방법{Flexible copper clad laminate film for preventing etching of pattern and method for preparing the same}
본 발명은 패턴 식각 방지를 위한 세미 애더티브용 연성 동박 적층 필름 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 LCD용 드라이버(Driver) IC에 사용되는 COF(Chip on film)의 기본 제품으로 미세회로용 연성회로기판의 주재료로 패턴 형성 시 패턴 측면의 식각(패임)을 방지할 수 있는 세미 에더티브용 연성 동박 적층 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 전자산업 기술분야의 반도체 직접회로의 소형화 및 경략화, 고화질을 요구함에 따라서 고 집적도가 구현되는 소재의 개발이 요구 되어지고 있다.
연성 동박 적층 필름에 회로패턴을 형성 후, 회로 상에 반도체 칩 등의 전기 소자가 실장되어 진다. 최근에는 회로 패턴의 피치(pitch)가 35um이하 (예를 들어, 22um, 25um)의 제품이 증가하고 그리고 피치의 선 폭의 하향으로 인하여 세미 에디터브 방식으로 인한 패턴 형성 기술이 진보되었다. 이와 같은 세미 애더티브 법은 세미 에더티브용 동박 적층 필름 위에 포토레지스트 필름을 부착한 후 패턴 노광하여 배선 패턴의 반대가 되는 레지스트를 박리하여 전기 동도금을 실시하고 그 후 패턴의 레지스트를 박리하여 배선 패턴을 형성하는 것이다. 이와 같이 포토레지스트를 부착시 포토레지스트의 밀착성이 좋지 않고 따라서 이러한 밀착이 좋지 않은 동박 적층 필름에 도금시 패턴의 측면이 일종의 식각 현상인 패임 현상이 발생하는 문제가 있다.
한편, 상기한 밀착성의 문제를 해결하기 위한 것으로, 예를 들어 대한민국 특허공개공보 제2008-0089715호는 유기 고분자 절연층과 배선층과의 밀착성을 높이기 위하여 필수적이었던 특수한 식각 공정을 생략할 수 있는 방법을 제공하기 위한 것으로, "유기 고분자 절연층 상에 전기 구리 도금에 의해 배선층을 형성하고, 상기 배선층 상에 유기 고분자 절연층을 더 적층하는 공정을 포함하는 빌드업 적층 기판의 제조 방법으로서, 상기 전기 구리 도금의 최종 공정에 있어서, 전기 구리 도금에 의해 상기 배선층 표면을 조면으로 형성하고, 상기 조면에 형성된 배선층 표면 상에 직접 유기 고분자 절연층을 적층하는 것을 특징으로 하는 빌드업 적층 기판의 제조 방법"을 개시하고 있으나, 상기 제시된 방법이 세미 애더티브 법에 따른 포토레지스트 부착시 포토레지스트의 밀착성을 개선할 수 있는 해결책에 대한 어떠한 실마리도 제공할 수 없는 것이다.
따라서, 본 발명자 등은 상기한 종래의 포토레지스트를 부착시 포토레지스트의 낮은 밀착성에 따른 패턴 측면의 식각 현상을 방지할 수 있는 방법에 대해 예의 연구하여 본 발명의 완성하게 되었다.
특허 문헌 1: 대한민국 특허공개공보 제2008-0089715호
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 있어서의 기술적 문제점을 감안하여 된 것으로, 본 발명의 주요 목적은 동박 적층 필름의 표면 형상을 제어하여 포토레지스트 부착 후 동 도금 시 패턴 측면의 패임이 없는 우수한 세미 에디터브용 동박 적층 필름을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 우수한 특성을 갖는 세미 에디터브용 동박 적층 필름을 보다 용이하게 제조할 수 있는 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 또한 상기한 명확한 목적 이외에 이러한 목적 및 본 명세서의 전반적인 기술로부터 이 분야의 통상인에 의해 용이하게 도출될 수 있는 다른 목적을 달성함을 그 목적으로 할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 패턴 식각 방지를 위한 세미 애더티브용 연성 동박 적층 필름의 제조방법은;
(1) 폴리이미드를 산소와 질소의 활성가스로 표면처리 하는 단계;
(2) 상기 표면 처리된 폴리이미드 표면에 DC 마그네트론 스퍼터링 법을 이용한 타이층 Ni-Cr과, 시드(Seed)층 구리를 전도층으로 진공 증착하는 단계; 및
(3) 상기 구리 전도층이 증착된 폴리이미드 위에 황산구리 수용액에 첨가제 및 보정제가 함유되어 있는 도금액을 이용하여 전기도금 방법으로 구리를 형성하는 단계로 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 (2) 단계에서 타이층으로 Ni-Cr (Ni조성비 80 내지 95%)의 두께를 100 내지 300Å으로 진공 증착한 후 시드층인 구리(Cu)를 두께 1000Å 이하로 진공 증착함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 (3) 단계에 있어서 상기 타이층과 시드층을 진공 증착한 폴리이미드 필름에 황산구리 수용액에 첨가제 및 보정제를 일정량의 농도로 유지하여 최소 0.3A/dm2에서 최대 5.1A/dm2 사이의 전류밀도를 증가시켜 총 도금 두께를 0.15 내지 4.9um로 전기도금함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 (3) 단계에 있어서의 도금액은 4,5 디시아옥탄, 8-디술폰산(SPS) 혹은 3-머캅토-1-프로판 설폰네이트(MPS)로부터 선택된 적어도 1종과 염소를 포함하고, 동 농도가 15 내지 50g/L이며, 황산 농도가 60 내지 250g/L인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 도금액의 염소의 농도가 1 내지 60 mg/L 인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 도금액에는 광택제(brightener)를 5.0 내지 17.0ml/L의 농도로 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 도금액에는 보정제(Carrier)가 2.0 내지 3.0ml/L의 농도로 포함됨을 특징으로 한다.
상기한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 패턴 식각 방지를 위한 세미 애더티브용 연성 동박 적층 필름은 상기 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 것임을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 패턴 식각 방지를 위한 세미 애더티브용 연성 동박 적층 필름의 제조 방법은 폴리이미드 필름에 플라즈마 표면처리 및 스파터링 증착하고 그 위에 특정한 도금액으로 전기 도금층을 형성하므로 미세 회로를 형성하기 위해서 포토레지스트 부착 후 전기 도금 실시시 발생하는 패턴 측면의 패임을 최소화하거나 방지할 수 있다. 특히, 본 발명은 패턴의 패임 현상을 방지하여 미세 회로 형성을 만족시킬 수 있어 상기한 종래의 문제점을 해결하였다.
도 1은 본 발명에 따라 얻어진 연성 동박 적층 필름의 SEM 표면 형상 이미지로, 도 1a는 실시예 1에 따라 제조된 것이고, 도 1b는 실시예 2에 따라 제조된 것이고, 도 1c는 실시예 3에 따라 제조된 것이고, 도 1d는 실시예 4에 따라 제조된 것이고, 도 1e는 실시예 5에 따라 제조된 것이고;
도 2는 종래의 방법에 따라 얻어진 연성 동박 적층 필름의 SEM 표면 형상 이미지로, 도 2a는 비교예 1에 따라 제조된 것이고, 도 2b는 비교예 2에 따라 제조된 것이고, 도 2c는 비교예 3에 따라 제조된 것이고, 도 2d는 비교예 4에 따라 제조된 것이고, 도 2e는 비교예 5에 따라 제조된 것이다.
이하, 본 발명을 첨부도면을 참고로 바람직한 실시형태에 의해 보다 자세하게 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명의 연성 동박 적층 필름은 고내열 고분자인 폴리이미드 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 연성 동박 적층 필름은 먼저, (1) 상기 폴리이미드 필름과 금속 간의 접착력 및 표면 세정을 위하여 폴리이미드 표면을 플라즈마로 표면처리 단계; (2) 상기 표면 처리 된 폴리이미드 필름 위에 스퍼터링 증착법을 이용하여 타이층인 Ni-Cr을 증착하고 전도층인 Cu 시드층을 증착하는 단계; (3) 타이층과 시드층을 진공 증착한 폴리이미드 필름에 황산구리 수용액에 첨가제 및 보정제를 일정량의 농도로 유지하여 최소 0.1 A/dm2에서 최대 5.1 A/dm2 사이의 전류밀도를 순차적으로 증가시켜 총 도금 두께를 0.15 내지 4.9um로 전기 도금하는 단계에 의해 제조되어 진다.
상기와 같이 본 발명에 따라, 폴리이미드 표면을 산소와 질소의 활성 가스로 표면처리 단계를 포함하므로, 높은 접착력 및 표면 세정 효과를 가질 수 있게 한다.
상기한 본 발명의 연성회로 기판용 연성 동박 적층 필름의 제조 방법을 더욱 자세하게 설명하면, 상기 (1) 단계에서는 TD방향의 CTE가 4 내지 6ppm/℃인 폴리이미드를 산소나 질소 등의 활성화 기체를 이용하여 고분자인 폴리이미드와 금속 간의 접착력을 향상시키기 위한 방안으로 플라즈마 처리를 실시하며 플라즈마 처리의 효과는 표면의 거칠기를 증가시키고 표면의 화학적 결합을 끊어 표면이 다른 물질과 잘 결합할 수 있는 활성화된 표면상태로 만들어 주는 단계이다.
본 발명의 상기 (2) 단계에서 상기 표면 처리된 폴리이미드 표면에 DC마그네트론 스퍼터링 증착법을 이용하여 먼저 시드층인 Ni-Cr을 100~300Å의 두께로 증착시키고 이후 연속적으로 구리를 동일한 방법으로 890Å 이상 진공 증착한다. 증착시에 사용하는 가스는 불활성 기체인 아르곤 가스를 사용할 수 있다. 또한, 진공도는 약 10-3torr에서 증착한다.
본 발명에 따른 연성회로 기판용 연성 동박 적층 필름의 제조에 있어서, 상기 (3) 단계에서는 금속이 증착된 필름 위에 황산구리 수용액을 기본으로 하는 전기도금 방법에 의해서 0.15 내지 4.9um 두께로 구리 도금층을 형성하는데, 이때 도금 표면의 품질 향상 및 표면 광택을 위해서 첨가제 및 보정제를 본 발명의 구성에 따라 일정 비율의 농도로 포함한다. 도금은 최소 0.61A/dm2 내지 5.1A/dm2 사이의 전류를 인가하여 도금층을 형성한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명에 따라 표면처리된 폴리이미드 필름을 전기도금 방법을 통하여 도금층을 형성하는 과정에서 황산구리 도금액은 구리 농도를 60 내지 90g/L, 황산 100 내지 130ml/L으로 하고 광택제(brightener) 농도 5.0 내지 17.0ml/L 와 보정제(Carrier)2.0 내지 3.0ml/L를 사용하여 도금층을 형성하는 것이 바람직하다. 상기 범위를 벗어난 도금액은 식각 방지의 효과가 현저하게 저하하여 바람직하지 않다.
또한, 전기 도금액의 온도는 25 내지 35℃로 유지하며 단계별로 전류를 인가하여 최종 도금 두께는 0.15um 내지 4.9um로 하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 단계 이후에 표면의 구리 산화방지를 위한 방청제 처리를 포함하는 후공정 단계들을 실행할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 발명의 실시예는 본 발명을 이해하기 위하여 제공되는 것으로서 본 발명이 이들 실시예에 의해 한정되는 것이 아님은 물론이다.
실시예 1
폴리이미드(PI, Dupont사의 kapton 150EN-A)를 진공 챔버를 이용하여 기본 진공 1 x 10-6torr까지 진공 배기한 후에 먼저 불활성 기체인 질소를 이용한 질소 플라즈마 처리를 전원(power) 1kW로 표면처리를 실시한다.
표면처리된 폴리이미드 필름은 가이드(guide) 롤을 통하여 DC 마그네트론 스퍼터링 장치로 이송되어 연속적으로 먼저 Ni-Cr (Ni조성비 80% 이상)을 두께 250Å으로 진공 증착하게 된다. 이때 플라즈마 가스는 아르곤을 사용하며 진공도는 3 x 10-3torr에서 진공 증착한다. 이후 연속으로 구리(순도 99.995%)를 두께 1,000Å으로 하여 진공 증착하게 된다. 전도층이 형성된 표면처리된 폴리이미드 필름을 전기도금 방법을 통하여 도금층을 형성하는 과정에서 황산구리 도금액은 구리 농도를 75g/L, 황산 110ml/L으로 하고 광택제(brightener) 농도 5.0ml/L와 보정제(Carrier) 2.5ml/L를 사용하여 도금층을 형성하였다. 이때 전기 도금액의 온도는 약 30℃로 유지하며 단계별로 전류를 인가하여 최종 도금 두께는 3.5um로 하였다.
상기의 공정으로 제조된 연성회로 기판용 연성 동박 적층 필름의 분석은 SEM 표면 형상의 기준으로 하여 측정하였으며, 측정한 평가 결과는 도 1에 나타내었다.
실시예 2-5
광택제(brightener) 농도와 보정제(Carrier) 농도를 다음 표 1과 같이 하는 외에는 실시예 1과 동일하게 하였다.
비교예 1-5
광택제 농도와 보정제 농도를 다음 표 1과 같이 하는 외에는 실시예 1과 동일하게 하였다.
구분 광택제 보정제
실시예 1 5.0 2.5
실시예 2 6.5 2.5
실시예 3 9.0 2.5
실시예 4 6.5 3.5
실시예 5 6.5 5.0
비교예 1 0 5.0
비교예 2 1.05 5.0
비교예 3 40 5.0
비교예 4 100 5.0
비교예 5 180 5.0
상기 표 1에서 나타난 것과 같은 조건의 실시예 1 내지 5의 연성 동박 적층 필름은 필름에 드라이 필름 부착 후 전기 도금시 도 1과 같은 패턴 측면 패임 현상은 나타나지 않지만, 상기 비교예 1 내지 5의 조건에 따라 제조된 연성 동박 적층 필름은 가공 시 도 2와 같은 패턴 측면의 패임이 발생하였다.
상기한 본 발명의 실시예에 따라 황산구리 도금액은 구리 농도를 60 내지 90g/L, 황산 110 내지 130ml/L으로 하고 광택제와 보정제를 일정 농도인 5 내지 20ml/L로 하여 전기 도금액의 온도는 25 내지 35℃로 유지하며 단계별로 전류를 인가하여 최종 도금 두께는 0.15um 내지 4.9um로 하여 패턴의 패임 현상이 없는 우수한 연성회로 기판용 동박 적층 필름을 구현할 수 있게 된다.

Claims (8)

  1. (1) 폴리이미드를 산소와 질소의 활성가스로 표면처리 하는 단계;
    (2) 상기 표면 처리된 폴리이미드 표면에 DC 마그네트론 스퍼터링 법을 이용한 타이층 Ni-Cr과, 시드(Seed)층 구리를 전도층으로 진공 증착하는 단계; 및
    (3) 상기 구리 전도층이 증착된 폴리이미드 위에 황산구리 수용액에 첨가제 및 보정제가 함유되어 있는 도금액을 이용하여 전기도금 방법으로 구리를 형성하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 패턴 식각 방지를 위한 세미 애더티브용 연성 동박 적층 필름의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 (2) 단계에서 타이층으로 Ni-Cr (Ni조성비 80 내지 95%)의 두께를 100 내지 300Å으로 진공 증착한 후 시드층인 구리(Cu)를 두께 1000Å 이하로 진공 증착함을 특징으로 하는 패턴 식각 방지를 위한 세미 애더티브용 연성 동박 적층 필름의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 (3) 단계에 있어서 상기 타이층과 시드층을 진공 증착한 폴리이미드 필름에 황산구리 수용액에 첨가제 및 보정제를 일정량의 농도로 유지하여 최소 0.3A/dm2에서 최대 5.1A/dm2 사이의 전류밀도를 증가시켜 총 도금 두께를 0.15 내지 4.9um로 전기도금함을 특징으로 하는 패턴 식각 방지를 위한 세미 애더티브용 연성 동박 적층 필름의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 (3) 단계에 있어서의 도금액은 4,5 디시아옥탄, 8-디술폰산(SPS) 혹은 3-머캅토-1-프로판 설폰네이트(MPS)로부터 선택된 적어도 1종과 염소를 포함하고, 동 농도가 15 내지 50g/L이며, 황산 농도가 60 내지 250g/L인 것을 특징으로 하는 패턴 식각 방지를 위한 세미 애더티브용 연성 동박 적층 필름의 제조방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 도금액의 염소의 농도가 1 내지 60 mg/L 인 것을 특징으로 하는 패턴 식각 방지를 위한 세미 애더티브용 연성 동박 적층 필름의 제조방법.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 도금액에는 광택제(brightener)를 5.0 내지 17.0ml/L의 농도로 포함함을 특징으로 하는 패턴 식각 방지를 위한 세미 애더티브용 연성 동박 적층 필름의 제조방법.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 도금액에는 보정제(Carrier)가 2.0 내지 3.0ml/L의 농도로 포함됨을 특징으로 하는 패턴 식각 방지를 위한 세미 애더티브용 연성 동박 적층 필름의 제조방법.
  8. 청구항 1 내지 7 중의 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 것임을 특징으로 하는 패턴 식각 방지를 위한 세미 애더티브용 연성 동박 적층 필름.
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KR20140072409A (ko) * 2012-12-04 2014-06-13 도레이첨단소재 주식회사 세미 애디티브 연성 구리 박막 적층 필름 및 그 제조 방법
KR20160098593A (ko) 2015-02-09 2016-08-19 도레이첨단소재 주식회사 연성 구리박막 적층필름의 제조방법 및 그로부터 제조되는 세미 애디티브 공정용 연성 구리박막 적층필름

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