KR20130023519A - 도금입자 크기 및 에칭성을 이용한 세미 에디티브 연성동박적층 필름 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도금입자 크기 및 에칭성을 이용한 세미 에디티브 연성동박적층 필름 및 그 제조방법에 대한 것으로, 상기한 본 발명의 도금입자 크기 및 에칭성을 이용한 세미 에디티브 연성동박적층 필름의 제조방법은 폴리이미드(PI) 필름을 플라즈마 처리하여 표면 세정 및 표면 거칠기를 향상시키는 단계; 플라즈마 처리 후 물리기상증착법(PVD)인 스퍼터링(sputtering)법을 이용해 전도층 역할의 타이(Tie)층 Ni-Cr과 전극(Seed)층 구리(Cu)를 증착하는 단계; 황산구리 수용액에 전해 도금법을 이용하여 구리(Cu)층을 도금하는 단계를 포함하며, 상기 전해 도금시 도금액 농도 및 첨가제의 농도를 유지시킨 후 도금 전류밀도(ASD)를 0.2 내지 4ASD로 변경하여 구리를 전류밀도에 따라 몇 가지 단계에 걸쳐 전기 도금하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 도금입자 크기 및 에칭성을 이용한 세미 에디티브 연성동박적층 필름 및 그 제조방법은 초미세 피치 연성 동박 적층 필름을 도금 공정시 전류밀도를 변경하여 입자 크기를 조절하고 이에 따른 에칭 속도를 컨트롤 함으로써 패턴의 식각 형태를 확보할 수 있으며, 패턴의 언더컷으로 인한 패턴의 접착력 저하 및 마이그레이션을 방지할 수 있다.

Description

도금입자 크기 및 에칭성을 이용한 세미 에디티브 연성동박적층 필름 및 그 제조방법{Flexible cupper clad laminated film for semi-additive and manufacturing method the same}

본 발명은 도금입자 크기 및 에칭성을 이용한 세미 에디티브 연성동박적층 필름 및 그 제조방법에 대한 것으로, 더욱 자세하게는, LCD용 드라이버(Drive)에 IC에 사용되는 미세 회로 패턴용 COF(chip on film)의 원재료로써 도금 공정 시 전류밀도를 변경하여 입자 크기를 조절하고 이에 따른 에칭 속도를 컨트롤함으로써 패턴의 식각 형태를 확보하여 패턴의 언더컷(undercut)으로 인한 패턴의 접착력 저하 및 마이그레이션을 방지하는 세미 에디티브 연성동박적층 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 기술의 발달, 특히 전자산업 기술 분야에서 반도체 집적회로의 발전에 따라 통상적으로 소형화 및 경량화, 내구성 및 고화질을 요구하여 고 집적도가 구현되는 소재의 개발이 촉진되고 LCD용 드라이버 IC에 사용되는 연성 구리 박막 적층 필름(FCCL)의 경우에도 미세 패턴(Fine Pattern)화, 박막화 및 내구성이 요구되어 지고 있다.

상기 FCCL에 회로 패턴을 형성한 후, 회로 상에 반도체 칩 등의 전기 소자가 실장되어 지는데, 최근에는 회로 패턴의 피치(Pitch)가 35㎛ 이하의 제품이 증가하고, 피치와 선폭의 하향으로 인하여 세미-애디티브(SEMI-ADDITIVE) 방식으로 인한 패턴 형성 기술이 일반화되고 있다.

이와 같은 세미-애디티브용 동박 적층 필름 위에 도금 층의 두께가 얇기 때문에 포토레지스트 코팅 후 패턴을 노광하고 포토레지스트 제거 후에 구리층을 에칭시 도금 입자 크기에 따른 에칭성이 적절하지 못함으로 인해 에칭속도가 빨라져 언더컷(undercut)이 발생 되거나 에칭 속도가 느려져 횡방향 에칭이 일어나 패턴의 폭이 좁아져 패턴이 무너지는 문제가 발생한다.

이러한 문제점은 우수한 미세 회로 패턴을 제공하기 위해 필수적으로 해결되어야 과제임에도 불구하고 적절한 해결책이 거의 제시되고 있지 않으며, 단지 상기 문제점을 해결하기 위해 제시된 것으로는, 미세패턴을 형성할 수 있는 필름을 제공하기 위한 것으로, 대한민국 특허공개공보 제2006-0122592호의 미세 패턴용 연성금속 적층판에서, "미세 패턴용 연성금속 적층판에 있어서, 고분자 필름; 상기 고분자 필름 상부에 진공성막 방식에 의해 형성되는 금속 시드층; 및 상기 금속 시드층 상부에 습식도금에 의해 형성되고, 표면 조도 Rz가 0.5㎛ 이하이며, 제1입사각을 가지고 그 표면에 입사되는 빛의 반사량을 Ⅰ이라 하고, 상기 제1입사각보다 큰 제2입사각을 가지고 상기 표면에 입사되는 빛의 반사량을 Ⅱ라 할 때, Ⅰ/Ⅱ가 1.0 이하인 금속 전도층;을 포함하는 연성금속 적층판"을 개시하고 있을 뿐인데, 이는 상기한 종래의 문제점에 대한 적절한 해결책으로 여겨지지 않는다.

특허문헌 1: 대한민국 특허공개공보 제2006-0122592호

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 있어서의 기술적 문제점을 감안하여 된 것으로, 본 발명의 주요 목적은 도금 입자 크기를 적절하게 조절하여 에칭성이 적절하지 못함으로 인해 에칭속도가 빨라져 언더컷(undercut)이 발생 되거나 에칭 속도가 느려져 횡방향 에칭이 일어나 패턴의 폭이 좁아져 패턴이 무너지는 문제가 발생하지 않는 도금입자 크기 및 에칭성을 이용한 세미 에디티브 연성동박적층 필름을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 본 발명의 방법에 따라 제조되어 언더컷의 방지 및 패턴 형상 불량을 방지하여 초미세 패턴을 효과적으로 제공하는 우수한 특성을 가지는 세미 에디티브 연성동박적층 필름을 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.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도금입자 크기 및 에칭성을 이용한 세미 에디티브 연성동박적층 필름의 제조방법은;

폴리이미드(PI) 필름을 플라즈마 처리하여 표면 세정 및 표면 거칠기를 향상시키는 단계;

플라즈마 처리 후 물리기상증착법(PVD)인 스퍼터링(sputtering)법을 이용해 전도층 역할의 타이(Tie)층 Ni-Cr과 전극(Seed)층 구리(Cu)를 증착하는 단계;

황산구리 수용액에 전해 도금법을 이용하여 구리(Cu)층을 도금하는 단계를 포함하며, 상기 전해 도금시 도금액 농도 및 첨가제의 농도를 유지시킨 후 도금 전류밀도(ASD)를 0.2 내지 4ASD로 변경하여 구리를 전류밀도에 따라 몇 가지 단계에 걸쳐 전기 도금하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 도금의 마무리 부분의 인가 전류밀도를 0.3 내지 0.8ASD로 낮게 도금함을 특징으로 한다. 이렇게 인가 전류를 낮게 하여 에칭성이 적당한 도금 입자의 표면적을 확보할 수 있게 된다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 전해 구리도금의 도금액은 황산 베이스(base) 도금액이며, 염소와 레벨러(leveller)와 광택제(brightener), 보정제(carrier), 완화제(stress reducer) 중 1종 이상을 포함하며, 구리의 농도는 15 내지 40g/L임을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 광택제(brightener)는 5 내지 35ml/L, 레벨러(leveller)는 0.8 내지 3.0ml/L, 보정제와 완화제는 2 내지 5ml/L 농도를 함유함을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 도금액의 온도는 22 내지 35℃로 하여 도금함을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 방법은 총 구리 도금의 두께를 0.5 내지 3.0㎛으로 함을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 세미 에디티브용 연성동박적층 필름은;

폴리이미드(PI) 필름을 플라즈마 처리하여 표면 세정 및 표면 거칠기를 향상시키고, 플라즈마 처리 후 물리기상증착법(PVD)인 스퍼터링(sputtering)법을 이용해 전도층 역할의 타이(Tie)층 Ni-Cr과 전극(Seed)층 구리(Cu)를 증착하고, 그리고 황산구리 수용액에 전해 도금법을 이용하여 구리(Cu)층을 도금하여 제조되며, 상기 전해 도금시 도금액 농도 및 첨가제의 농도를 유지시킨 후 도금 전류밀도(ASD)를 0.2 내지 4ASD로 변경하여 총 구리의 도금 두께를 0.5 내지 3.0㎛으로 전류밀도에 따라 몇 가지 단계에 걸쳐 전기 도금하여 제조된 것임을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 도금입자 크기 및 에칭성을 이용한 세미 에디티브 연성동박적층 필름 및 그 제조방법은 초미세 피치 연성 동박 적층 필름을 도금 공정시 전류밀도를 변경하여 입자 크기를 조절하고 이에 따른 에칭 속도를 컨트롤 함으로써 패턴의 식각 형태를 확보할 수 있으며, 패턴의 언더컷으로 인한 패턴의 접착력 저하 및 마이그레이션을 방지할 수 있다. 즉, 특정한 조건으로 적당한 에칭성을 바탕으로 우수한 패턴 형상을 제공하여 언더컷 방지 및 패턴 형상 불량을 방지하여 초미세 패턴의 세미-애디티브용 연성 구리 박막 적층 필름의 초미세 회로 형성에 만족시킬 수 있게 하므로서 종래의 문제점을 해결하였다.

도 1은 에칭성이 좋아 도금 에칭의 속도가 빠른 도금 입자 사이즈의 이미지(SEM)이며,
도 2는 에칭성이 좋지 못해 에칭의 속도가 느린 도금 입자 사이즈의 이미지(SEM)이며,
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따라 제조된 에칭성이 적당해 에칭성이 우수한 도금 입자 사이즈의 이미지를 나타낸 이미지(SEM)이며,
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따라 제조된 연성 구리 박막 적층 필름의 패턴 이미지 사진이고,
도 5는 비교예 1에 따라 제조된 연성 구리 박막 적층 필름의 패턴 이미지 사진이고,
도 6a는 비교예 2에 따라 제조된 패턴의 하부 계면 이미지이고, 도 6b는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 패턴의 하부 계면 이미지이다.

이하, 본 발명을 첨부도면을 참고로 바람직한 실시형태에 의해 보다 자세하게 설명한다.

본 발명의 세미-에디티브용 연성 동박 적층 필름을 제조하는 방법은 폴리이미드(polyimide) 필름을 진공상태에서 표면 클리닝(cleaning) 및 접착강도 증가 목적으로 거칠기 향상을 위해 플라즈마 처리하는 단계, 상기 플라즈마 처리 후 물리기상증착법(PVD)인 스퍼터링(sputtering)법을 이용해 전도층 역할의 타이(Tie)층 Ni-Cr과 전극(Seed)층 구리(Cu)를 증착하는 단계, 마지막으로 상기 구리 전도층에 전해 도금법을 이용하여 구리(Cu)층을 도금하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면 도금의 마무리 부분의 인가 전류밀도를 0.3 내지 0.8ASD로 낮게 도금하여 에칭성이 적당한 도금 입자의 표면적을 확보하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 세미-에디티브용 연성 동박 적층 필름을 제조하는 방법에 있어서 정전류 방식을 이용한 구리의 전해도금 공정에서 도금의 마지막 부분의 전류 밀도를 점점 상승시키면서 도금을 마치면 입자가 미세해지며, 전류밀도를 점점 상승시키면서 도금을 하다가 마지막 부분에 전류밀도를 0.3 내지 0.8ASD로 감소시키면 에칭의 속도가 중간 정도로 에칭성이 우수한 도금 입자 크기를 얻을 수 있다.

또한, 마지막 부분의 전류 밀도가 0.3ASD 이하로 너무 낮게 도금을 마쳤을 때는, 도 1에 나타난 바와 같이 도금 입자의 크기가 너무 크므로 에칭 공정시 에칭성이 너무 빨라 패턴 하부에 언더컷 현상이 발생되어 접착력이 떨어져 패턴 박리가 일어나 바람직하지 못하다.

구체적으로 도금입자의 크기에 대한 에칭성의 차이는 다음과 같다. 도 2에 나타난 바와 같이 도금입자가 미세하면 최초 에칭액이 침투할 수 있는 입자 사이 공간이 없기 때문에 에칭의 속도가 느려 지고, 이에 따라 에칭이 수직 방향으로 진행이 느리게 되며, 수평방향으로도 에칭 진행의 시간이 길어지게 된다. 이에 따라 역사다리꼴 모양의 패턴이 형성된다. 반대로, 도 1에 나타난 바와 같이 도금의 입자의 크기가 크면 입자 사이 공간이 많아지게 되고 에칭액이 침투가 쉬워진다. 그러면 에칭의 속도가 너무 빨라지게 되며, 에칭이 다 이루어짐과 동시에 과에칭되어 계면과 도금하부층에서 언더컷 현상이 나타나게 되며, 이런 현상은 패턴과 계면의 접촉 면적을 줄어들게 하고, 이런 현상은 패턴의 접착력을 저하시켜 패턴 박리가 일어나는 원인이 된다.

본 발명의 바람직한 도금공정 실시형태에 따르면, 도금 마지막부에 전류밀도를 0.3 내지 0.8ASD로 도금공정을 마쳤을 때, 도 3에 나타난 바와 같이, 도금입자의 크기가 에칭액이 적당히 침투할 수 있는 크기가 되며, 이는 패턴의 형상을 설계치와 거의 같은 이상적인 형태로 에칭을 하는데 이상적이며, 특히 세미-에디티브용 연성 동박 적층 필름과 같이 두께와 선폭이 얇은 배선으로 초미세 회로를 구성하는 공정에 아주 적합하게 된다.

이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해 더욱 상세히 설명하지만, 본 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.

실시예

폴리이미드(polyimide) 필름을 진공상태에서 표면 클리닝(cleaning) 및 접착강도 증가를 목적으로 거칠기 향상 위해 플라즈마 처리 후 물리기상증착법(PVD)인 스퍼터링(sputtering)법을 이용해 전도층 역할의 타이(Tie)층 Ni-Cr과 전극(Seed)층 구리(Cu)를 증착였다. 마지막으로 상기 구리 전도층에 전해 도금법을 이용하여 구리(Cu)층을 도금하는 단계에서 전해도금의 마무리 부분의 인가 전류밀도를 약 0.5ASD로 낮게 도금하여 세미-애디티브용 연성구리박막 적층 필름을 제조하였다.

비교예 1

전해도금의 마직막 부분의 전류 밀도를 2.0ASD로 하는 것 외에는 실시예와 동일하게 하여 세미-애디티브용 연성 구리 박막 적층 필름을 제조하였다.

비교예 2

전해도금의 마직막 부분의 전류 밀도를 0.1ASD로 하는 것 외에는 실시예와 동일하게 하여 세미-애디티브용 연성 구리 박막 적층 필름을 제조하였다.

실험예

상기 각 실시예 및 비교예에 따라 제조된 세미-애디티브용 연성 구리 박막 적층 필름에 대하여 평가하여 그 결과를 다음 표 1에 나타냈다. 이때, 패터닝(patterning) 공정과 에칭 공정 후 SEM을 통해 패턴의 형상을 확인하였다.

항목	평가결과
실시예	입자 크기: 작고 고름. 패턴 형상: 직사각형 평가 결과: PASS
비교예 1	입자 크기: 미세함. 패턴 형상: 역사다리꼴 평가 결과: NG
비교예 2	입자 크기: 조대함 패턴 형상: 언더컷 발생 평가 결과: NG

Claims (7)

1. 폴리이미드(PI) 필름을 플라즈마 처리하여 표면 세정 및 표면 거칠기를 향상시키는 단계;
   플라즈마 처리 후 물리기상증착법(PVD)인 스퍼터링(sputtering)법을 이용해 전도층 역할의 타이(Tie)층 Ni-Cr과 전극(Seed)층 구리(Cu)를 증착하는 단계;
   황산구리 수용액에 전해 도금법을 이용하여 구리(Cu)층을 도금하는 단계를 포함하며, 상기 전해 도금시 도금액 농도 및 첨가제의 농도를 유지시킨 후 도금 전류밀도(ASD)를 0.2 내지 4ASD로 변경하여 구리를 전류밀도에 따라 몇 가지 단계에 걸쳐 전기 도금하는 것을 특징으로 하는 도금입자 크기 및 에칭성을 이용한 세미 에디티브 연성동박적층 필름의 제조방법.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 도금의 마무리 부분의 인가 전류밀도를 0.3 내지 0.8ASD로 낮게 도금함을 특징으로 하는 도금입자 크기 및 에칭성을 이용한 세미 에디티브 연성동박적층 필름의 제조방법.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 전해 구리도금의 도금액은 황산 베이스(base) 도금액이며, 염소와 레벨러(leveller)와 광택제(brightener), 보정제(carrier), 완화제(stress reducer) 중 1종 이상을 포함하며, 구리의 농도는 15 내지 40g/L임을 특징으로 하는 도금입자 크기 및 에칭성을 이용한 세미 에디티브 연성동박적층 필름의 제조방법.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 광택제(brightener)는 5 내지 35ml/L, 레벨러(leveller)는 0.8 내지 3.0ml/L, 보정제와 완화제는 2 내지 5ml/L 농도를 함유함을 특징으로 하는 도금입자 크기 및 에칭성을 이용한 세미 에디티브 연성동박적층 필름의 제조방법.
   
5. 제 1항에 있어서, 상기 도금액의 온도는 22 내지 35℃로 하여 도금함을 특징으로 하는 도금입자 크기 및 에칭성을 이용한 세미 에디티브 연성동박적층 필름의 제조방법.
   
6. 제 1항에 있어서, 상기 방법은 총 구리 도금의 두께를 0.5 내지 3.0㎛으로 함을 특징으로 하는 도금입자 크기 및 에칭성을 이용한 세미 에디티브 연성동박적층 필름의 제조방법.
   
7. 청구항 1 내지 6중 어느 한 항에 따라 제조된 것임을 특징으로 하는 세미 에디티브용 연성동박적층 필름.
   

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