KR20140072409A - 세미 애디티브 연성 구리 박막 적층 필름 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세미-애디티브용 연성 구리 박막 적층 필름 및 그 제조방법에 대한 것으로, 상기한 본 발명의 핀홀 발생 최소화가 가능한 세미 애디티브용 연성 구리 박막 적층 필름은 폴리이미드 필름과 금속 및 폴리이미드 필름과 접착력을 확보하기 위해 폴리이미드 필름을 진공 상태에서 플라즈마 처리를 하여 표면 화학적 활성, 표면 클리닝(Cleaning), 거칠기를 향상하는 단계; 및 상기 플라즈마 처리된 폴리이미드 필름 위에 물리기상증착법(PVD)인 스퍼터링(Sputtering) 방식을 이용하여 비전도성 폴리이미드 필름 표면에 전도층 역할을 하는 타이(Tie) 층(Ni-Cr 합금)을 증착하고 그 위에 시드(Seed) 층(Cu)을 500Å 내지 1500Å의 두께로 증착하는 단계에 의해 제조된 것임을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 핀홀 발생 최소화가 가능한 세미 애디티브용 연성 구리 박막 적층 필름의 제조방법은 플라즈마 처리 후의 폴리이미드 필름 위에 물리기상증착법인 스퍼터링 방식을 이용하여 비전도성 폴리이미드 필름 표면에 전도층 역할을 시드 층의 두께를 특정한 조건으로 설정함으로써 핀홀의 발생 수를 다량으로 감소시켜, 형상 불량 및 패턴이 무너지는 형상을 방지하여 초미세 패턴의 세미 애디티브용 연성 구리 박막 적층 필름의 초미세 회로 형성에 만족시킬 수 있게 되어 핀홀 발생에 따른 종래의 문제점을 해결하였다.

Description

세미 애디티브 연성 구리 박막 적층 필름 및 그 제조 방법{Method for processing a flexible cupper clad laminated film}

본 발명은 세미-애디티브용 연성 구리 박막 적층 필름 및 그 제조방법에 대한 것으로, 더욱 자세하게는 LCD용 드라이버(Driver) IC에 사용되는 미세 회로 전용의 COF(Chip on Film)의 주재료로서 폴리머 필름(Polymer Film)에의 물리기상증착법(PVD)인 스퍼터링(sputtering)법을 이용해 증착되는 금속의 두께를 컨트롤하여 스퍼터링 및 도금 공정에서 폴리머 필름에 금속 증착이 충분히 이루어지지 못하여 발생하는 핀홀(Pin hole) 발생을 최소화하여 절연 불량을 일으키지 않고 전계와 고온 습윤환경에서 사용 가능한 세미 애디티브 연성 구리 박막 적층 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 폴리머 필름과의 스퍼터 증착 공정 이후에 발생하는 핀홀을 도금의 금속 입자들이 증착을 하지 못하여 미세 패턴화 진행시 쇼트(Short) 및 패턴이 무너지는 현상이 발생하는 단점을 가지고 있다.

따라서, 우수한 미세 회로 패턴을 제작하기 위해서는 상기한 단점들이 필수적으로 해결되어야 과제임에도 불구하고 해결책이 거의 제시되고 있지 않으며, 다만 대한민국 특허공개공보 제2009-0066563호에서는 칩-온-플렉스(COF)용 2층 무접착제 연성 구리박막 적층필름(FCCL)의 전기 도선 재료인 구리와 기판 재료인 폴리이미드(PI) 사이의 접착력을 향상시키기 위한 것으로, "폴리이미드 기판 위에 접착층, 구리 시드(seed)층 및 구리 박막층을 포함하는 2층 연성 회로기판(FCCL)에 있어서, 상기 접착층이 제1 접착층과 제2 접착층의 2층으로 이루어져 있으며, 이때 상기 제1 접착층이 Ti 성분을 함유하고, 상기 제2 접착층이 Ni 성분을 함유하는 것임을 특징으로 하는, 2층 연성 회로기판"을 개시하고 있다. 그러나, 상기한 방법은 시드층 두께와 핀홀 발생에 대한 관계에 대한 설명이 없기 때문에 상기한 종래의 문제점에 대한 해결책으로 여겨지지 않으며, 더욱이 이러한 개시에도 불구하고 여전히 핀홀 발생에 의한 문제점이 해소되지 못하고 있는 실정이다.

특허문헌 1: 대한민국 특허공개공보 제2009-0066563호

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 있어서의 기술적 문제점을 감안하여 된 것으로, 본 발명의 주요 목적은 구리 박막 적층 필름의 핀홀 발생의 최소화를 진행하기 위하여 시드층의 금속 두께를 적절하게 조절하여 최적 두께를 설정함으로써 핀홀로 인하여 패턴이 무너지거나 쇼트가 발생하지 않는 세미 에디티브 연성 동박 적층 필름을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 핀홀 발생의 최소화를 제공하여 쇼트 방지 및 패턴의 형상 불량을 방지하여 고온 습윤 환경에서 사용 가능한 세미 애디티브용 연성 구리 박막 적층 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.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 핀홀 발생 최소화가 가능한 세미 애디티브용 연성 구리 박막 적층 필름의 제조방법은:

폴리이미드 필름과 금속 및 폴리이미드 필름과 접착력을 확보하기 위해 폴리이미드 필름을 진공 상태에서 플라즈마 처리를 하여 표면 화학적 활성, 표면 클리닝(Cleaning), 거칠기를 향상하는 단계; 및

상기 플라즈마 처리된 폴리이미드 필름 위에 물리기상증착법(PVD)인 스퍼터링(Sputtering) 방식을 이용하여 비전도성 폴리이미드 필름 표면에 전도층 역할을 하는 타이(Tie) 층(Ni-Cr 합금)을 증착하고 그 위에 시드(Seed) 층(Cu)을 증착하는 단계로 구성되고,

상기 전도층이 증착된 폴리이미드 필름에 첨가제 및 보정제의 농도를 일정량으로 유지한 도금액을 이용하여 도금하는 단계를 포함하며,

상기 스퍼터링 법으로 증착되는 시드 층은 그 두께가 500Å 내지 1500Å으로 되도록 함을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 폴리이미드 필름은 두께가 24㎛ 내지 39㎛임을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 타이 층의 조성비는 Ni의 함량이 80 내지 95%이며, 그 두께는 200Å 내지 450Å으로 하여 제조함을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 도금은 전류밀도를 최소 0.1A/m²에서 최대 5.1A/m² 사이의 전류밀도를 사용하여 전해 도금을 두께 0.15㎛ 내지 4.9㎛로 수행함을 특징으로 한다.

상기한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 핀홀 발생 최소화가 가능한 세미 애디티브용 연성 구리 박막 적층 필름은:

폴리이미드 필름과 금속 및 폴리이미드 필름과 접착력을 확보하기 위해 폴리이미드 필름을 진공 상태에서 플라즈마 처리를 하여 표면 화학적 활성, 표면 클리닝(Cleaning), 거칠기를 향상하는 단계; 및 상기 플라즈마 처리된 폴리이미드 필름 위에 물리기상증착법(PVD)인 스퍼터링(Sputtering) 방식을 이용하여 비전도성 폴리이미드 필름 표면에 전도층 역할을 하는 타이(Tie) 층(Ni-Cr 합금)을 증착하고 그 위에 시드(Seed) 층(Cu)을 500Å 내지 1500Å의 두께로 증착하는 단계에 의해 제조된 것임을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 핀홀 발생 최소화가 가능한 세미 애디티브용 연성 구리 박막 적층 필름의 제조방법은 플라즈마 처리 후의 폴리이미드 필름 위에 물리기상증착법인 스퍼터링 방식을 이용하여 비전도성 폴리이미드 필름 표면에 전도층 역할을 시드 층의 두께를 특정한 조건으로 설정함으로써 핀홀의 발생 수를 다량으로 감소시켜, 형상 불량 및 패턴이 무너지는 형상을 방지하여 초미세 패턴의 세미 애디티브용 연성 구리 박막 적층 필름의 초미세 회로 형성에 만족시킬 수 있게 되어 핀홀 발생에 따른 종래의 문제점을 해결하였다.

도 1은 본 발명의 실시형태 및 비교예에 따라 제조된 세미 애디티브용 연성 구리 박막 적층 필름의 할로겐과 LED 광원을 이용하여 핀홀을 측정한 그래프이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부도면을 참고로 보다 자세하게 설명한다.

본 발명은 LCD용 드라이버 IC에 사용되는 미세 회로 전용의 COF의 주재료로서 스퍼터링 및 도금 공정에서 폴리머 필름에 금속 증착이 충분히 이루어지지 못하여 발생하는 핀홀(Pin hole) 발생을 최소화하여 절연 불량을 일으키지 않고 전계와 고온 습윤환경에서 사용 가능한 세미 애디티브 연성 구리 박막 적층 필름 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명의 제조 방법은 폴리이미드 필름을 진공 상태에서 플라즈마 처리를 하여 표면 화학적 활성, 거칠기 향상을 통하여 금속과 접착력을 확보하는 단계, 물리기상증착법(PVD)인 스퍼터링 방식을 이용하여 비전도성 폴리이미드 필름 표면에 전도층 역할을 하는 타이(Tie) 층(Ni-Cr)을 증착하고 시드(Seed) 층(Cu)을 500Å 내지 1500Å 증착하는 단계, 그리고 상기 전도층이 증착된 폴리이미드 필름에 첨가제 및 보정제의 농도를 일정량으로 유지하여 전착시키는 단계를 포함한다.

상기와 같이 연성회로 기판용 연성 동박 적층 필름의 제조에 있어서 폴리이미드 필름 표면에 전도층을 증착하기 위하여 타이 층(Ni-Cr)을 증착하고 시드 층(Cu)을 1000Å 이하로 진공 증착을 진행을 하지만, 세미 애디티브 연성 구리 박막 적층 필름 도금층 두께가 0.15 내지 4.9㎛으로 함으로써 물리기상증착법(PVD)인 스퍼터링에서 발생하는 핀홀을 도금의 금속 입자들이 증착하지 못하게 됨으로 세미 애디티브 연성 구리 박막 적층 필름 가공시 시드 층 두께를 향상시켜 핀홀 발생을 방지하였다.

따라서, 본 발명에서는 시드 층 두께와 핀홀 발생의 상관 관계를 평가하여 핀홀 최소 발생 조건을 확인하기 위하여 시드 층 두께를 세 가지 수준으로 설계하여 핀 홀을 확인하였다. 핀홀 측정 확인 결과 시드 층 두께가 증가에 따라 임계점이 존재하여 기준 두께 이상으로 증착 가공시 핀홀이 크게 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 도 1은 본 발명의 실시형태 및 비교예에 따라 제조된 세미 애디티브용 연성 구리 박막 적층 필름의 할로겐과 LED 광원을 이용하여 핀홀을 측정한 그래프이다. 도면에 나타난 바와 같이 500 내지 1500Å가 핀홀 발생이 최소로 측정되었으며, 1500 내지 2500Å과 2500 내지 3500Å 증착 경우 500 내지 1500Å과 비교하여 핀홀 발생이 크게 증가하였다. 1500Å 이상 증착 진행시 높은 성막 온도로 인하여 폴리이미드 필름 표면에 열적 충격이 가해져 핀홀 발생이 증가하는 것으로 판단된다. 또한, 금속 증착 두께가 향상됨에 따라 스퍼터링 공정에서 폴리이미드 필름이 롤(Roll)에 따라 유동하게 되면서 긁힘에 더 취약해지기 때문에 핀홀이 다량으로 발생하게 된다. 또한, 500 Å 이하의 두께로 증착 후 도금공정에서 가공 진행시 낮은 시드 층 두께에 의하여 시드층이 저항이 높아져 도금이 불가능해지는 현상이 발생하여 바람직하기 않다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 핀홀 발생 최소화를 위하여 시드 층 두께를 500 내지 1500Å으로 하는 것이 바람직하며, 타이 층의 Ni-Cr 중 Ni의 조성비는 80 내지 95%로 하는 것과 그 두께를 200Å 내지 450Å두께로 형성하는 것이 가잘 바람직하다. 상기 전도층이 증착된 폴리머 필름 위에 첨가제 및 보정제가 함유되어 있는 도금액을 이용하여 전해 도금을 형성하는데, 이때 전류밀도를 최소 0.1A/m²에서 최대 5.1A/m² 사이의 전류밀도를 사용하여 전해 도금을 두께 0.15 내지 4.9㎛로 수행하는 것이 바람직하다.

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

세미 애디티브용 연성 구리 박막 적층 필름의 핀홀 발생 감소를 확인하기 위하여, 폴리이미드 필름을 진공 상태에서 플라즈마 처리를 하여 표면 화학적 활성, 거칠기 향상을 통하여 금속과 접착력을 확보하고, 물리기상증착법(PVD)인 스퍼터링 방식을 이용하여 상기 폴리이미드 필름 표면에 타이 층을 증착하고 그런 다음 시드 층을 500Å 내지 1500Å 증착 실시하였다. 이와 같이 타이 층과 시드 층을 순차적으로 진공 증착하고 상기 전도층이 증착된 폴리이미드 필름에 첨가제 및 보정제의 농도를 일정량으로 유지하여 전착시켜 세미-애디티브용 연성 구리 박막 적층 필름을 제조하였다.

비교예 1

시드 층을 1500Å 내지 2500Å으로 증착시키는 외에는 실시예와 동일하게 하여 세미 애디티브용 연성 구리 박막 적층 필름을 제조하였다.

비교예 2

시드 층을 2500Å 내지 3500Å으로 증착시키는 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 표 1에 나타냈다. 이때 핀홀 측정 평가를 위한 광원 조건으로는 암실에서 할로겐 및 LED을 사용하여 측정하며 표본크기는 가로156mm×세로 300mm을 기준으로 하였으며 각 조건 마다 3회 측정 및 확인을 하였다.

Claims (5)

1. 폴리이미드 필름과 금속 및 폴리이미드 필름과 접착력을 확보하기 위해 폴리이미드 필름을 진공 상태에서 플라즈마 처리를 하여 표면 화학적 활성, 표면 클리닝(Cleaning), 거칠기를 향상하는 단계; 및
   상기 플라즈마 처리된 폴리이미드 필름 위에 물리기상증착법(PVD)인 스퍼터링(Sputtering) 방식을 이용하여 비전도성 폴리이미드 필름 표면에 전도층 역할을 하는 타이(Tie) 층(Ni-Cr 합금)을 증착하고 그 위에 시드(Seed) 층(Cu)을 증착하는 단계로 구성되고,
   상기 전도층이 증착된 폴리이미드 필름에 첨가제 및 보정제의 농도를 일정량으로 유지한 도금액을 이용하여 도금하는 단계를 포함하며,
   상기 스퍼터링 법으로 증착되는 시드 층은 그 두께가 500Å 내지 1500Å으로 되도록 함을 특징으로 하는 세미 애디티브용 연성 구리 박막 적층 필름의 제조방법.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 폴리이미드 필름은 두께가 24㎛ 내지 39㎛임을 특징으로 하는 세미 애디티브용 연성 구리 박막 적층 필름의 제조방법.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 타이 층의 조성비는 Ni의 함량이 80 내지 95%이며, 그 두께는 200Å 내지 450Å으로 하여 제조함을 특징으로 하는 세미 애디티브용 연성 구리 박막 적층 필름의 제조방법.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 도금은 전류밀도를 최소 0.1A/m²에서 최대 5.1A/m² 사이의 전류밀도를 사용하여 전해 도금을 두께 0.15㎛ 내지 4.9㎛로 수행함을 특징으로 하는 세미 애디티브용 연성 구리 박막 적층 필름의 제조방법.
   
5. 폴리이미드 필름과 금속 및 폴리이미드 필름과 접착력을 확보하기 위해 폴리이미드 필름을 진공 상태에서 플라즈마 처리를 하여 표면 화학적 활성, 표면 클리닝(Cleaning), 거칠기를 향상하는 단계; 및 상기 플라즈마 처리된 폴리이미드 필름 위에 물리기상증착법(PVD)인 스퍼터링(Sputtering) 방식을 이용하여 비전도성 폴리이미드 필름 표면에 전도층 역할을 하는 타이(Tie) 층(Ni-Cr 합금)을 증착하고 그 위에 시드(Seed) 층(Cu)을 500Å 내지 1500Å의 두께로 증착하는 단계에 의해 제조된 것임을 특징으로 하는 핀홀 발생 최소화가 가능한 세미 애디티브용 연성 구리 박막 적층 필름.

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