KR20140123734A

KR20140123734A - A method of manufacturing wiring substrate using sintering step

Info

Publication number: KR20140123734A
Application number: KR1020130040936A
Authority: KR
Inventors: 손수정; 최철진; 나종주; 김동수
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2013-04-15
Filing date: 2013-04-15
Publication date: 2014-10-23

Abstract

The prevent invention relates to a method for manufacturing a substrate including a wire which includes: a water-repellent processing step of water-repellently processing the surface of the substrate; a hydrophilic patterning step of forming a pattern with hydrophilic properties on the surface of the substrate which is water-repellently processed; a wiring step of locating conductive solutions on a location corresponding to the pattern with the hydrophilic properties; a step of forming a conductive wire by drying the conductive solution; and a sintering step of thermally processing the conductive wire. The temperature of the thermal process is 200 to 300°C. After the wiring step and the drying step, the sintering step is performed on the substrate with the wire to form a combination between metal particles. Thereby, the electrical properties of a metal wire is improved.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method of manufacturing a substrate including wiring using a firing step,

본 발명은 배선을 포함하는 기판의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 회로의 미세화 내지는 고집적화가 가능한 배선을 포함하는 기판의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method of manufacturing a substrate including wiring, and more particularly, to a method of manufacturing a substrate including wiring capable of miniaturizing or highly integrating a circuit.

최근에는 Rigid PCB에 비해 굴곡성과 유연성이 뛰어난 유연기판(FPCB: Flexible Printed Circuit Board)에 대한 연구 및 개발이 진행되고 있다.Recently, research and development on Flexible Printed Circuit Board (FPCB), which is superior in flexibility and flexibility compared to Rigid PCB, is under way.

유연기판(FPCB)은 통상 0.1㎜ 정도의 두께를 가지며, 사용하는 소재로는 FCCL(Flexible Copper Clad Laminate)이라고 하는 기판 소재가 주로 적용되고 있다.The flexible substrate (FPCB) usually has a thickness of about 0.1 mm, and a substrate material called FCCL (Flexible Copper Clad Laminate) is mainly used as a material to be used.

그리고, 상기 유연기판은 휴대전화, LCD 등의 완제품이 다기능화, 박형화되는 추세에 따라 카메라 모듈, LCD 모듈에 사용되는 유연기판 회로배선의 폭도 미세화되고 있다.In addition, with the flexible substrate, the width of the flexible substrate circuit wiring used in the camera module and the LCD module has been miniaturized due to the trend of multifunctional and thin type of finished products such as mobile phones and LCDs.

이러한 유연기판을 제조하기 위한 종래의 기술로서, 대한민국 특허청 공개특허 제10-2008-0085443호에는 '연성회로 기판의 제조 방법'이 게시되어 있다.As a conventional technique for manufacturing such a flexible substrate, Korean Patent Publication No. 10-2008-0085443 discloses a method of manufacturing a flexible circuit board.

연성 회로 기판의 제조 방법에 따르면, 먼저 베이스 필름에 형성된 관통홀에 도전성 물질을 충진하고, 베이스 필름의 상부 및 하부에 각각 제1도전성 물질층 및 제2도전성 물질층을 형성하며, 베이스 필름 상부에 형성된 제1도전성 물질층을 패터닝하여, 제1배선 패턴 어레이 및 제2배선 패턴 어레이의 패드를 형성한 후, 제1배선 패턴 어레이의 패드 및 전극 라인은 관통홀에 충진되는 도전성 물질에 의해 전기적으로 연결되도록 하는 단계로 이루어진다.According to the method for manufacturing a flexible circuit board, first, a conductive material is filled in a through hole formed in a base film, a first conductive material layer and a second conductive material layer are formed on upper and lower portions of a base film, After forming the pads of the first wiring pattern array and the second wiring pattern array by patterning the formed first conductive material layer, the pads and the electrode lines of the first wiring pattern array are electrically connected by a conductive material filled in the through holes To be connected.

즉, 일반적인 FPCB 기판으로 일례로, 박막 형상을 이루는 수지 기판의 표면에 미세한 회로 패턴을 실장하기 위한 방식의 하나로 필름 캐리어가 사용되고 있는데, 종래부터 사용되고 있는 필름 캐리어는 폴리이미드 필름의 표면에 구리 등의 도전성 금속을 배치하고, 이 도전성 금속으로 이루어지는 층의 표면에 감광성 수지를 도포한 후, 이 감광성 수지를 노광 및 현상함으로써 원하는 패턴을 형성하고, 이와 같이 하여 형성된 패턴을 마스킹 레지스트로 하여 금속층을 에칭함으로써 형성되어 있다.That is, as a typical FPCB substrate, for example, a film carrier is used as a method for mounting a fine circuit pattern on the surface of a resin substrate having a thin film shape. In the conventional film carrier, A desired pattern is formed by exposing and developing the photosensitive resin after the conductive metal is disposed on the surface of the layer made of the conductive metal and the metal layer is etched using the pattern thus formed as a masking resist Respectively.

하지만, 에칭을 통해 구리층을 제거하여 배선을 형성하는 과정으로는 배선의 폭을 줄이는데 한계가 있다.However, the process of forming the wiring by removing the copper layer through the etching has a limitation in reducing the width of the wiring.

즉, 에칭은 습식 에칭공정으로서 건식 에칭 공정과는 달리 등방성 에칭이 되기 때문에 구리층의 두께가 두꺼울수록 회로의 선폭도 커지게 되며, 통상적으로 40 내지 60㎛의 선폭을 가지는 배선의 형성이 가능하기 때문에, 이러한 필름 캐리어를 제조하는 방법의 경우에는 30㎛ 정도 이하의 폭을 갖는 미세 배선을 형성하는 것은 곤란하고, 차세대 고밀도 회선 기판의 제조를 향해 한층 기술 혁신이 요구되고 있다.That is, etching is a wet etching process, which is isotropic etching is different from the dry etching process. Therefore, as the thickness of the copper layer is thicker, the line width of the circuit becomes larger and the wiring having a line width of 40 to 60 μm can be formed Therefore, in the case of the method of manufacturing such a film carrier, it is difficult to form fine wirings having a width of about 30 mu m or less, and further technological innovation is demanded toward manufacturing a next generation high density line substrate.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상술된 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 회로기판의 회로를 구성하는 금속배선의 미세화를 통해, 회로의 미세화 내지는 고집적화가 가능한 배선을 포함하는 기판의 제조방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a substrate including wiring capable of miniaturizing or highly integrating a circuit through miniaturization of a metal wiring constituting a circuit of a circuit board .

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 지적된 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 기판의 표면을 초발수 처리하는 초발수 처리단계; 상기 초발수 처리된 상기 기판의 표면에 친수성을 가지는 패턴을 형성하는 친수패터닝단계; 상기 친수성을 가지는 패턴과 대응되는 위치에 전도성 용액을 위치시키는 배선단계; 상기 전도성 용액을 건조하여 전도성 배선을 형성하는 단계; 및 상기 전도성 배선을 열처리하는 소성단계를 포함하고, 상기 열처리 온도는 200 내지 300℃인 것을 특징으로 하는 배선을 포함하는 기판의 제조방법을 제공한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a super-water repellent treatment process for superfluating the surface of a substrate; A hydrophilic patterning step of forming a pattern having hydrophilicity on the surface of the substrate subjected to the super water repellent treatment; A wiring step of placing the conductive solution at a position corresponding to the pattern having hydrophilicity; Drying the conductive solution to form a conductive wiring; And a firing step of heat-treating the conductive wiring, wherein the heat treatment temperature is 200 to 300 占 폚.

또한, 본 발명은 상기 전도성 용액은 전도성 입자를 포함하며, 나노 와이어(Nano-Wire) 및 탄소나노튜브(CNT) 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배선을 포함하는 기판의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method of manufacturing a substrate including wiring, wherein the conductive solution includes conductive particles and further includes at least one of a nanowire (Nano-Wire) and a carbon nanotube (CNT). to provide.

또한, 본 발명은 상기 전도성 용액은 전도성 입자를 포함하며, 상기 전도성 입자의 분말 사이즈가 200nm인 경우, 상기 전도성 입자의 함량비는 전도성 용액 100wt% 대비 50wt% 이상, 80wt% 미만인 것을 특징으로 하는 배선을 포함하는 기판의 제조방법을 제공한다.In the present invention, it is preferable that the conductive solution comprises conductive particles, and when the powder size of the conductive particles is 200 nm, the content ratio of the conductive particles is 50 wt% or more and less than 80 wt% And a method of manufacturing a substrate.

또한, 본 발명은 상기 전도성 용액은 전도성 입자를 포함하며, 상기 전도성 입자의 분말 사이즈가 50nm인 경우, 상기 전도성 입자의 함량비는 전도성 용액 100wt% 대비 25wt% 이상, 30wt% 미만인 것을 특징으로 하는 배선을 포함하는 기판의 제조방법을 제공한다.In the present invention, the conductive solution includes conductive particles, and when the powder size of the conductive particles is 50 nm, the content ratio of the conductive particles is 25 wt% or more but less than 30 wt% based on 100 wt% of the conductive solution. And a method of manufacturing a substrate.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 배선을 포함하는 기판의 제조방법에 따르면, 회로기판의 회로 배선을 구성하는 금속배선을 식각공정을 배제함으로써, 금속배선을 식각하는 공정의 기술적 한계를 해결하여, 회로의 미세화 내지는 고집적화가 가능하다.According to the method of manufacturing a substrate including the wiring according to the present invention as described above, the technical limit of the step of etching the metal wiring is eliminated by excluding the etching process of the metal wiring constituting the circuit wiring of the circuit board, It is possible to make miniaturization or high integration.

또한, 본 발명은 금속배선층은 전도성 입자를 포함하며, 나노 와이어(Nano-Wire) 및 탄소나노튜브(CNT) 중 적어도 어느 하나를 더 포함으로써, 금속배선의 전기적 특성을 향상시킬 수 있다.In addition, the metal wiring layer of the present invention includes conductive particles and may further include at least one of a nanowire (Nano-Wire) and a carbon nanotube (CNT), thereby improving the electrical characteristics of the metal wiring.

또한, 본 발명은 배선단계 및 건조단계를 거친 이후, 배선이 형성된 기판을 금속 입자간에 결합을 형성하기 위한 소성 단계를 거침으로써, 금속배선의 전기적 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.Further, after the wiring step and the drying step of the present invention, the electrical characteristics of the metal wiring can be further improved by subjecting the substrate on which the wiring is formed to a firing step for forming a bond between the metal particles.

또한, 본 발명은 상기 소성 단계의 열처리 온도는 200 내지 300℃ 이하로 함으로써, 기판과 금속배선층의 밀착 특성을 향상시킬 수 있다.Further, in the present invention, by setting the heat treatment temperature in the sintering step to 200 to 300 占 폚 or less, the adhesion property between the substrate and the metal wiring layer can be improved.

도 1a 내지 도 1d는 일반적인 회로기판을 제조하는 과정을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 배선을 포함하는 기판의 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명에 따른 배선을 포함하는 기판의 제조방법을 도시한 개략적인 모식도이다.
도 4는 초발수 처리장치의 구성을 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 초발수 처리단계를 도시한 흐름도이다.
도 6a는 은 나노 와이어의 일례를 도시하는 SEM 사진이고, 도 6b는 탄소나노튜브의 일례를 도시하는 SEM 사진이다.
도 7a는 초발수처리후의 기판의 물에 대한 접촉각을 테스트한 실사진이고, 도 7b는 초발수층을 포함하는 기판에 트랜치가 형성된 실사진이며, 도 7c는 친수층 상에 형성된 회로패턴을 도시한 실사진이다.
도 8a는 표 2의 실험예에 따른 미세구조의 특성을 도시한 SEM 사진이고, 도 8b는 표 3의 실험예에 따른 미세구조의 특성을 도시한 SEM 사진이며, 도 8c는 표 2의 실험예에 따른 미세구조의 특성을 도시한 모식도이고, 도 8d는 표 3의 실험예에 따른 미세구조의 특성을 도시한 모식도이다.
도 9a는 표 2의 실험예에 따른 미세구조의 특성을 도시한 SEM 사진이고, 도 9b는 표 3의 실험예에 따른 미세구조의 특성을 도시한 SEM 사진이다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 실험예에 따른 기판과 금속배선층의 계면 상태를 도시한 SEM 사진이다.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 실험예에 따른 기판과 금속배선층의 밀착 특성을 도시한 SEM 사진이다.
도 12a는 전도성 입자(Ag 나노 입자)의 분말 사이즈가 200nm인 경우의 전도성 용액의 함량비에 따른 금속배선층 형성상태를 도시한 실사진이고, 도 12b는 전도성 입자(Ag 나노 입자)의 분말 사이즈가 50nm인 경우의 전도성 용액의 함량비에 따른 금속배선층 형성상태를 도시한 실사진이다.1A to 1D are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a general circuit board.
2 is a flowchart showing a method of manufacturing a substrate including wiring according to the present invention.
3A to 3B are schematic diagrams showing a method of manufacturing a substrate including wiring according to the present invention.
4 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a super water repellent treatment apparatus.
5 is a flow chart showing the super water repellent treatment step according to the present invention.
6A is an SEM photograph showing an example of silver nanowires, and FIG. 6B is a SEM photograph showing an example of a carbon nanotube.
FIG. 7A is a real image of a substrate after the super water repellent treatment, and FIG. 7B is a real image of a substrate having a super water repellent layer formed with a trench, FIG. 7C is a real image showing a circuit pattern formed on the hydrophilic layer, to be.
8A is an SEM photograph showing the characteristics of the microstructure according to the experimental example of Table 2, FIG. 8B is an SEM photograph showing the characteristics of the microstructure according to the experimental example of Table 3, FIG. FIG. 8D is a schematic view showing the characteristics of the microstructure according to the experimental example of Table 3. FIG.
FIG. 9A is a SEM photograph showing the characteristics of the microstructure according to the experimental example of Table 2, and FIG. 9B is a SEM photograph showing the characteristics of the microstructure according to the experimental example of Table 3. FIG.
FIGS. 10A to 10C are SEM photographs showing an interface state between a substrate and a metal wiring layer according to an experimental example of the present invention. FIG.
11A to 11C are SEM photographs showing adhesion characteristics between a substrate and a metal wiring layer according to Experimental Examples of the present invention.
FIG. 12A is a real image showing a metal wiring layer formation state according to a content ratio of the conductive solution when the powder particle size of the conductive particles (Ag nanoparticles) is 200 nm, FIG. 12B is a graph showing the state where the conductive particles (Ag nanoparticles) In which the metal wiring layer is formed according to the content ratio of the conductive solution.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.

아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. &Quot; and / or "include each and every combination of one or more of the mentioned items. &Lt; RTI ID = 0.0 >

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various components, it goes without saying that these components are not limited by these terms. These terms are used only to distinguish one component from another. Therefore, it goes without saying that the first component mentioned below may be the second component within the technical scope of the present invention.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. The terms " comprises "and / or" comprising "used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements in addition to the stated element.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다. The terms spatially relative, "below", "beneath", "lower", "above", "upper" And can be used to easily describe a correlation between an element and other elements. Spatially relative terms should be understood in terms of the directions shown in the drawings, including the different directions of components at the time of use or operation. For example, when inverting an element shown in the figures, an element described as "below" or "beneath" of another element may be placed "above" another element . Thus, the exemplary term "below" can include both downward and upward directions. The components can also be oriented in different directions, so that spatially relative terms can be interpreted according to orientation.

도 1a 내지 도 1d는 일반적인 회로기판을 제조하는 과정을 도시한 단면도이다.1A to 1D are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a general circuit board.

먼저, 도 1a를 참조하면, 절연 기판(10) 상에 구리 박막층(20)을 형성한다.First, referring to FIG. 1A, a copper thin film layer 20 is formed on an insulating substrate 10.

이후, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 구리 박막층(20) 상에 포토레지스트 층(30)을 형성한다.Thereafter, as shown in FIG. 1B, a photoresist layer 30 is formed on the copper foil layer 20.

이후, 도 1c에 도시된 바와 같이, 상기 포토레지스트층을 노광 및 현상함으로써 원하는 형상의 포토레지스트 패턴(31)을 형성하고, 도 1d에 도시된 바와 같이, 형성된 포토레지스트 패턴(31)을 마스킹 레지스트로 하여 구리 박막층을 식각하여 구리 박막 패턴층(21)을 형성한다.1C, a photoresist pattern 31 having a desired shape is formed by exposing and developing the photoresist layer. Then, as shown in FIG. 1D, the formed photoresist pattern 31 is patterned into a masking resist 31. Then, The copper thin film layer is etched to form the copper thin film pattern layer 21.

이후, 에싱(ashing) 공정 또는 습식 제거 공정을 진행하여 포토레지스트 패턴(31)을 제거하고, 상기 절연 기판(10) 상에 형성된 구리 박막 패턴층(21)을 회로 배선으로 하는 회로기판을 제조할 수 있다.Thereafter, an ashing process or a wet removing process is performed to remove the photoresist pattern 31, and a circuit board having the copper thin film pattern layer 21 formed on the insulating substrate 10 as a circuit wiring is manufactured .

하지만, 상술한 일반적인 회로기판의 제조 방법의 경우, 금속배선을 식각하는 공정의 기술적 한계로 인하여, 30㎛ 정도 이하의 폭을 갖는 미세 배선을 형성하는 것은 곤란한 문제점이 있다.However, in the case of the above-described general method for producing a circuit board, it is difficult to form a fine wiring having a width of about 30 mu m or less due to the technical limitations of the step of etching the metal wiring.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 배선을 포함하는 기판의 제조방법을 도시한 순서도이고, 도 3a 내지 도 3b는 본 발명에 따른 배선을 포함하는 기판의 제조방법을 도시한 개략적인 모식도이다.FIG. 2 is a flow chart showing a method of manufacturing a substrate including wiring according to the present invention, and FIGS. 3A to 3B are schematic diagrams showing a method of manufacturing a substrate including wiring according to the present invention.

먼저, 본 발명에 따른 배선을 포함하는 기판을 제조하는 방법은 기판의 표면에 초발수성능을 가지는 초발수층을 형성하고, 상기 기판 표면의 일정 영역에 친수성을 갖는 패턴을 형성한 후, 상기 친수성을 가지는 패턴에 전도성을 가지는 배선을 형성하는 방법에 의한 기판의 제조방법에 관한 것이다.First, a method of manufacturing a substrate including wiring according to the present invention includes: forming a super water-repellent layer having super water-repellent performance on a surface of a substrate; forming a pattern having hydrophilicity on a predetermined region of the substrate surface; To a method for manufacturing a substrate by a method of forming a wiring having a conductivity in a pattern having

도 2 및 도 3a를 참조하면, 본 발명에 따른 배선을 포함하는 기판을 제조하는 방법은 기판(100)을 제공하고, 상기 기판(100)의 표면을 초발수 처리하는 초발수 처리단계를 포함한다(S10).Referring to FIGS. 2 and 3A, a method of manufacturing a substrate including wiring according to the present invention includes a super water-repellent treatment step of providing a substrate 100 and superfluidizing the surface of the substrate 100 (S10).

상기 초발수 처리단계를 통해, 상기 기판(100)의 표면에 초발수층(105)을 형성할 수 있다.The super water repellent layer 105 may be formed on the surface of the substrate 100 through the super water repellent treatment step.

이때, 상기 기판은 일반적으로 인쇄회로기판의 기판 기재로 사용되는 절연성 기판이라면 제한없이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 폴리이미드, 폴리에스테르, 에폭시 기판 등을 사용할 수 있고, 이때, 상기 기판의 표면이 친수성을 가질 수 있도록 상기 기판은 폴리이미드 기판을 사용하는 것이 보다 더 바람직하다.At this time, the substrate can be used without limitation as long as it is an insulating substrate generally used as a substrate base of a printed circuit board. Preferably, a polyimide, polyester, epoxy substrate or the like can be used. It is more preferable that the substrate uses a polyimide substrate.

한편, 상기 초발수 처리단계를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.The super water-repellent treatment step will be described in more detail as follows.

도 4는 초발수 처리장치의 구성을 나타낸 개략적인 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a super water repellent treatment apparatus.

도 4를 참조하면, 상기 기판(P)의 표면을 초발수 처리하기 위한 초발수처리장치는 진공 분위기에서 기판(P)의 표면에 플라즈마를 발생시킴으로써 기판(P)의 표면이 초발수 기능을 갖도록 한다.4, the super water repellent treatment apparatus for superfluid-treating the surface of the substrate P generates plasma on the surface of the substrate P in a vacuum atmosphere so that the surface of the substrate P has an super water repellent function do.

먼저, 상기 기판(P)의 주위를 진공 분위기로 만들기 위한 진공챔버(C)가 요구된다.First, a vacuum chamber C is required to make the periphery of the substrate P into a vacuum atmosphere.

그리고, 상기 진공챔버(C) 내부에는 진공챔버(C)로부터 전기적으로 절연되고 선택적으로 전원 인가가 가능한 전극(10)이 각각 설치된다.Inside the vacuum chamber C, an electrode 10 electrically insulated from the vacuum chamber C and capable of selectively applying power is provided.

상기 전극(10)은 진공챔버(C)의 외부에 구비된 전원공급장치(30)로부터 음(-)의 바이어스[bias]를 인가받아 플라즈마를 발생하는 것으로, 상기 전극(10)의 상측에는 표면을 에칭하고자 하는 기판(P)이 위치하게 된다.The electrode 10 generates a plasma by receiving a negative bias from a power supply unit 30 provided outside the vacuum chamber C. The electrode 10 is provided on the upper surface of the electrode 10, The substrate P to be etched is positioned.

그리고, 상기 기판(P)의 표면은 진공챔버(C) 내부에 발생된 플라즈마에 의해 연속적으로 에칭된다.Then, the surface of the substrate P is continuously etched by the plasma generated in the vacuum chamber C.

따라서, 상기 진공챔버(C) 내부에 플라즈마가 발생시에 플라즈마에 포함된 양(+)이온은 상기 기판(P)의 표면을 에칭하게 된다.Therefore, when a plasma is generated in the vacuum chamber C, positive ions contained in the plasma are etched on the surface of the substrate P. [

그리고, 상기 진공챔버(C) 내부에는 플라즈마를 발생시키기 위해 다양한 구성이 선택적으로 구비되어 질 수도 있다.In the vacuum chamber C, various configurations may be selectively provided to generate plasma.

즉, 상기 진공챔버(C) 내부의 플라즈마 밀도를 높이기 위하여 별도의 전극(미도시)을 더 구비할 수도 있으며, 상기 전극(10)으로부터 이격된 상측에 안테나(40)를 구비하고 상기 안테나(40)를 외부의 전원공급장치(30)와 연결하여 플라즈마를 발생시킬 수도 있을 것이다.That is, a separate electrode (not shown) may be further provided to increase the plasma density in the vacuum chamber C, and an antenna 40 may be provided on the upper side remote from the electrode 10, May be connected to an external power supply unit 30 to generate plasma.

또한, 전자레인지에서 일반적으로 사용되는 마이크로웨이브를 상기 진공챔버(C) 외부에서 가하여 플라즈마를 발생시킬 수도 있을 것이다.In addition, a microwave commonly used in a microwave oven may be applied from outside the vacuum chamber C to generate a plasma.

상기 진공챔버(C)의 일정 영역에는 진공챔버(C)의 내부가 외부와 연통되도록 천공되며 선택적으로 차폐 가능한 반응가스유입구(50)가 구비될 수 있다. 상기 반응가스유입구(50)는 플라즈마를 이용하여 기판(P)의 표면을 에칭시에 에칭효율을 높이기 위한 구성이다.A reactive gas inlet 50 may be provided in a certain region of the vacuum chamber C so that the inside of the vacuum chamber C is communicated with the outside and selectively shieldable. The reaction gas inlet 50 is a structure for increasing the etching efficiency at the time of etching the surface of the substrate P using plasma.

즉, 상기 반응가스유입구(50)는 산소, 질소, 물(수분), 아르곤, 헬륨, 수소, 탄화불소 및 이들의 혼합가스로 이루어진 반응가스(미도시)가 상기 진공챔버(C) 내부로 유입되도록 안내하는 역할을 수행한다.That is, the reaction gas inlet 50 is filled with a reaction gas (not shown) made of oxygen, nitrogen, water (moisture), argon, helium, hydrogen, fluorocarbon and a mixed gas thereof into the vacuum chamber As well as to provide guidance.

따라서, 상기 반응가스유입구(50)를 통해서 진공챔버(C) 내부로 반응가스가 유입되면 상기 안테나(40)와 전극(10) 사이에 발생되는 플라즈마는 기판(P)의 표면 에칭을 더욱 활성화하게 된다.Therefore, when the reaction gas flows into the vacuum chamber C through the reaction gas inlet 50, the plasma generated between the antenna 40 and the electrode 10 further activates the surface etching of the substrate P do.

이때, 상기 반응가스유입구(50)는 소수성부재 유입구(50)로도 사용될 수 있다. 상기 소수성부재유입구(50)는 상기 기판(P)의 표면 에칭시에 주위 분위기가 진공이거나 대기인 것과 관계없이 상기 기판(P)의 표면에 결합되는 소수성부재가 유입되도록 안내하는 것으로, 상기 진공챔버(C)의 내부를 외부와 연통시키게 된다.At this time, the reaction gas inlet 50 can also be used as the hydrophobic member inlet 50. The hydrophobic member inlet port 50 guides the hydrophobic member, which is bonded to the surface of the substrate P, to the surface of the substrate P irrespective of whether the ambient atmosphere is a vacuum or an atmosphere at the time of etching the surface of the substrate P, (C) to communicate with the outside.

즉, 상기 기판(P)의 재료가 소수성일 경우에는 플라즈마에 의한 표면의 에칭만으로 초소수성을 가질 수 있지만(필요에 따라 소수성부재의 코팅 필요), 상기 기판(P)의 재료가 친수성일 경우에는 플라즈마 에칭에 의한 돌기 형성만으로는 소수성을 가지도록 성질 변경이 불가능하게 되므로, 소수성을 가지는 소수성부재를 기판(P)의 표면에 부착시켜 결합시키게 된다.That is, when the material of the substrate P is hydrophobic, it may have super-hydrophobicity only by etching of the surface by plasma (coating of the hydrophobic member is necessary if necessary), but when the material of the substrate P is hydrophilic The hydrophobic member having the hydrophobic property is attached to the surface of the substrate P by bonding because the properties can not be changed so as to have hydrophobicity only by the projection formation by the plasma etching.

상기 소수성부재는 불소기, 메틸기 및 염소기 중 적어도 어느 하나를 포함한 가스 또는 분자로 이루어지며, 상기 소수성부재유입구(60)를 통해 상기 기판(P)의 상측에 유입되어지게 된다.The hydrophobic member is made of a gas or a molecule containing at least one of a fluorine group, a methyl group, and a chlorine group, and flows into the upper side of the substrate P through the hydrophobic member inlet 60.

한편, 도면에서는 반응가스유입구가 소수성부재유입구로 사용되는 것으로 도시하고 있으나, 이와는 달리, 별도로 구비될 수 있다.In the figure, the reaction gas inlet is used as a hydrophobic member inlet, but it may be separately provided.

이하 상기와 같이 구성되는 초발수처리장치를 이용한 초발수 처리단계(S10)를 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, a super water-repellent treatment step (S10) using the super water-repellency treatment apparatus constructed as above will be described in more detail with reference to FIG.

도 5는 본 발명에 따른 초발수 처리단계를 도시한 흐름도이다.5 is a flow chart showing the super water repellent treatment step according to the present invention.

도 5를 참조하면, 먼저 상기 기판(P)을 전극(10) 상면에 안착시키는 기판설치과정(S110)을 실시하게 된다. 상기 기판(P)이 전극(10) 상면에 설치되면, 상기 진공챔버(C) 내부의 진공도를 2×10^-2torr 이하로 유지하는 진공형성과정(S120)이 진행된다.Referring to FIG. 5, a substrate mounting process (S110) for mounting the substrate P on the upper surface of the electrode 10 is performed. When the substrate P is provided on the upper surface of the electrode 10, a vacuum forming process (S120) is performed to maintain the degree of vacuum inside the vacuum chamber (C) at 2 × 10 ^-2 torr or less.

이후 상기 전극(10)에 전원 및 음의 바이어스를 인가하여 플라즈마를 발생시키는 플라즈마발생과정(S130)을 실시하게 된다.Thereafter, a plasma generation process (S130) is performed in which a plasma is generated by applying power and negative bias to the electrode (10).

상기 플라즈마발생과정(S130)이 실시됨과 동시에 상기 기판(P)의 표면은 에칭되어 표면에칭과정(S140)을 거치게 되며, 상기 표면에칭과정(S140)은 10분 동안 진행될 수 있다.The surface of the substrate P is etched to perform a surface etching process S140 and the surface etching process S140 may be performed for 10 minutes.

상기 표면에칭과정(S140) 이후에는 소수성부재유입구(60)를 통해 상기 진공챔버(C) 내부에 소수성부재(미도시)를 유입시키고 플라즈마를 이용하여 기판(P) 표면에 소수성부재를 결합시키는 소수화과정(S150)이 실시된다.After the surface etching step S 140, a hydrophobic member (not shown) is introduced into the vacuum chamber C through the hydrophobic member inlet port 60, and a hydrophobic member (not shown) is bonded to the surface of the substrate P using plasma A process (S150) is performed.

이와 같은 공정을 통하여, 상기 기판(100)의 표면에 초발수층(105)을 형성할 수 있다.Through this process, the super-water-repellent layer 105 can be formed on the surface of the substrate 100.

다음으로, 도 2 및 도 3b를 참조하면, 상기 초발수층(105)이 형성된 기판에 친수성을 가지는 패턴을 형성하는 친수패터닝단계를 포함한다(S20).Next, referring to FIGS. 2 and 3B, a hydrophilic patterning step is performed to form a hydrophilic pattern on the substrate on which the super-water-repellent layer 105 is formed (S20).

상기 친수패터닝단계를 통해, 초발수성을 갖는 상기 기판(100)의 일정 영역에 친수성을 갖는 친수층(120)을 형성할 수 있다.Through the hydrophilic patterning step, the hydrophilic layer 120 having hydrophilicity can be formed in a certain region of the substrate 100 having super-water repellency.

한편, 도 3b에서는 초발수층의 일정 영역 및 기판의 일정 영역을 동시에 패터닝하여 친수층을 형성하는 것을 도시하고 있으나, 이와는 달리, 초발수층의 일정 영역만을 패터닝하여, 친수층을 형성하는 것도 가능하다.In FIG. 3B, a hydrophilic layer is formed by simultaneously patterning a certain region of the super-water-repellent layer and a certain region of the substrate. Alternatively, only a certain region of the super-water-repellent layer may be patterned to form a hydrophilic layer Do.

즉, 상기 친수층은 기판의 표면 상에 위치할 수 있고, 또한 기판의 일부를 패터닝한 기판의 내부영역에 위치할 수 있으며, 상기 기판의 일정 영역에 친수층을 형성함의 의미는 이러한 2가지 경우를 모두 포함하는 의미로 해석될 수 있다.That is, the hydrophilic layer may be located on the surface of the substrate, and a part of the substrate may be located in an inner region of the substrate on which the substrate is patterned. The meaning of forming a hydrophilic layer in a certain region of the substrate is, And the like.

이때, 상기 친수패터닝단계(S20)는 전술한 바와 같이, 초발수 처리된 기판(P)의 표면에 친수성을 가지는 패턴을 형성하는 과정으로, 상기 패턴은 형성하고자 하는 회로 또는 배선 패턴(이하, "회로 패턴"으로 통칭함)과 대응되도록 형성된다.The hydrophilic patterning step S20 is a step of forming a pattern having hydrophilicity on the surface of the substrate P subjected to the super water repellent treatment as described above, Circuit pattern ").

한편, 상기 친수패터닝단계(S20)는 형성하고자 하는 회로 패턴을 포함하는 마스크를 위치시켜, 상기 초발수층을 노광함으로써 회로 패턴과 동일한 부위가 친수 성능을 갖도록 하는 방법일 수 있고, 또한, 레이저빔을 이용하여 상기 기판(P)의 표면에 형성하고자 하는 회로 패턴을 직접 패터닝하는 방법일 수 있으며, 또한, 스크레치 테스터와 같은 기계장치 등을 이용하여, 상기 기판(P)의 표면에 형성하고자 하는 회로 패턴을 직접 패터닝하는 방법일 수 있으며, 다만, 본 발명에서 이들 방법을 제한하는 것은 아니다.Meanwhile, the hydrophilic patterning step S20 may be a method of placing a mask including a circuit pattern to be formed and exposing the super-water-repellent layer so that the same portion as the circuit pattern has a hydrophilic property. Further, A circuit pattern to be formed on the surface of the substrate P may be directly patterned using a mechanical device such as a scratch tester or the like, Or may be a method of directly patterning the pattern, but does not limit these methods in the present invention.

다음으로, 도 2 및 도 3c를 참조하면, 상기 친수층(120) 상에 회로 패턴을 형성하는 배선단계를 포함한다(S30).Next, referring to FIGS. 2 and 3C, a wiring step of forming a circuit pattern on the hydrophilic layer 120 is included (S30).

상기 배선단계를 통해, 친수성을 갖는 상기 기판(100)의 일정 영역에 금속배선층(140)을 형성할 수 있다.Through the wiring step, the metal wiring layer 140 can be formed in a predetermined region of the substrate 100 having hydrophilicity.

이때, 상술한 바와 같이, 상기 친수층 패턴은 형성하고자 하는 회로 패턴과 대응되도록 형성된다.At this time, as described above, the hydrophilic layer pattern is formed so as to correspond to the circuit pattern to be formed.

따라서, 친수층 패턴이 형성하고자 하는 회로 패턴과 대응되도록 형성되므로, 친수층을 갖는 기판의 일정 영역에 금속 배선을 형성하는 것은, 결국, 상기 금속배선층이 형성하고자 하는 회로 패턴과 대응됨을 의미한다.Therefore, since the hydrophilic layer pattern is formed so as to correspond to the circuit pattern to be formed, the formation of the metal wiring in a certain region of the substrate having the hydrophilic layer means that the metal wiring layer corresponds to the circuit pattern to be formed.

또한, 상술한 바와 같이, 상기 친수층은 기판의 표면 상에 위치할 수 있고, 또한 기판의 일부를 패터닝한 기판의 내부영역에 위치할 수 있다.Further, as described above, the hydrophilic layer may be located on the surface of the substrate, and may also be located in an inner region of the substrate on which a part of the substrate is patterned.

따라서, 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 금속배선층(140)은 기판의 일부를 패터닝한 기판의 내부영역에 위치할 수 있고, 또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 금속 배선층은 기판의 표면 상에 위치할 수 있으며, 친수성을 갖는 상기 기판(100)의 일정 영역에 금속배선층(140)을 형성한다 함은 이들 2가지 경우를 모두 포함하는 의미일 수 있다.3C, the metal interconnection layer 140 may be located in an inner region of the substrate on which a part of the substrate is patterned. Although not shown in the figure, the metal interconnection layer may be formed on the surface of the substrate And forming the metal wiring layer 140 in a certain region of the substrate 100 having hydrophilicity may mean both of these two cases.

상기 친수층(120) 상에 회로 패턴을 형성하는 배선단계를 설명하면 다음과 같다.A wiring step of forming a circuit pattern on the hydrophilic layer 120 will be described below.

상기 배선단계(S30)는 기판(P)을 전도성 용액에 함침하거나, 상기 기판(P)의 표면에 전도성 용액을 분사하여 친수층(120)에만 전도성 용액이 도포되도록 하는 과정으로, 보다 구체적으로, 스핀코팅(spin coating), 롤코팅(roll coating), 딥코팅(dip coating), 스크린 코팅(screen coating), 분무코팅(spray coating), 스크린 인쇄(screen printing), 잉크젯(ink jet) 등의 코팅방법을 사용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니나, 편의성 및 균일성의 측면에서 딥코팅 기법이 바람직하다.The wiring step S30 is a step of impregnating the substrate P with a conductive solution or spraying a conductive solution onto the surface of the substrate P so that a conductive solution is applied only to the hydrophilic layer 120. More specifically, Coating such as spin coating, roll coating, dip coating, screen coating, spray coating, screen printing, ink jet, A dip coating method is preferable in terms of convenience and uniformity.

이때, 본 발명에서 상기 전도성 용액은 전도성 입자를 포함하며, 나노 와이어(Nano-Wire) 및 탄소나노튜브(CNT) 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the conductive solution includes conductive particles, and further includes at least one of a nanowire (Nano-Wire) and a carbon nanotube (CNT).

상기 전도성 입자로는 은(Ag), 구리(Cu), 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 철(Fe) 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속 나노입자로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 은(Ag) 나노 입자인 것이 바람직하다.The conductive particles may include one selected from the group consisting of silver (Ag), copper (Cu), gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni), palladium (Pd), iron (Fe) Or more of the metal nanoparticles, preferably silver (Ag) nanoparticles.

한편, 나노 입자는 나노 크기의 분말인 나노 파우더(nano-powder) 형태와 속이 비어 있는 나노 크기의 튜브인 나노 튜브(nano-tube), 막대 형상의 나노 로드(nano-rod), 나노 로드와 달리 성장 방향이 일정하지 않은 나노 와이어(nano-wire), 나노 로드와 같이 성장 방향이 일정하나 단부로 갈수록 가늘어지는 나노 니들(nano-neddle)의 형태로 분류될 수 있다.On the other hand, the nanoparticles are different from nano-powder, nano-tube, rod-shaped nano-rod and nano-rod, which are nano- It can be classified into nano-neddle, which grows in a constant direction but tapers to the end, such as a nano-wire or a nano-rod whose growth direction is not constant.

이때, 본 발명에서의 나노 와이어는 각 전도성 입자의 나노 입자가 성장 방향이 일정하지 않도록 성장된 것으로, 대략 수백 나노미터 내지 대략 수십 마이크로미터의 크기일 수 있으며, 예를 들어, 상기 전도성 입자가 은(Ag) 나노 입자인 경우, 상기 나노 와이어는 은 나노 와이어(Ag Nano-Wire)일 수 있다.At this time, the nanowire of the present invention is grown in such a manner that the nanoparticles of each conductive particle do not have a constant growth direction, and may have a size of about several hundred nanometers to about several tens of micrometers. For example, (Ag) nanoparticles, the nanowires may be silver nanowires (Ag Nano-Wire).

또한, 상기 탄소나노튜브(CNT)는 탄소(carbon)로 형성되고, 나노 사이즈(nano size)를 갖는 파이프형의 물질로써, 크기는 대략 수백 나노미터 내지 대략 수십 마이크로미터일 수 있다.The carbon nanotube (CNT) is formed of carbon and has a nano size. The CNT may have a size of about several hundred nanometers to about several tens of micrometers.

한편, 상기 탄소 나노 튜브(CNT)는 도전성을 가질 수 있으나, 소수성을 가질 수 있고, 따라서, 상기 친수층(120) 상에 상기 탄소 나노 튜브(CNT)를 배치시키기 위해, 상기 탄소 나노 튜브(CNT)는 그 표면이 친수 처리되는 것이 바람직하다.The carbon nanotube (CNT) may have conductivity, but may have hydrophobicity. Therefore, in order to dispose the carbon nanotube (CNT) on the hydrophilic layer 120, the carbon nanotube (CNT) ) Is preferably subjected to a hydrophilic treatment on its surface.

상기 친수 처리는 예를 들어, 1 vol %의 1-클로로이텔트리콜로실란(1-chloroethyltrichlorosilane)을 포함하고, 헥사데칸(hexadecan) 및 클로로포름(chloroform)이 약 4:1의 비율로 혼합된 용액에 상기 탄소나노튜브(CNT)를 가한 상태로, 약 3 시간동안 방치한 후, 건조한 질소 대기 상태에서 클로로 포름을 이용하여 린스함으로써 상기 탄소 나노 튜브(CNT)의 표면을 친수 처리할 수 있다.The hydrophilic treatment is carried out, for example, in a solution containing 1 vol% of 1-chloroethyltrichlorosilane, hexadecan and chloroform in a ratio of about 4: 1 The surface of the carbon nanotube (CNT) can be treated by hydrophilization by allowing the carbon nanotube (CNT) to remain thereon for about 3 hours and then rinsing with chloroform in a dry nitrogen atmosphere.

도 6a는 은 나노 와이어의 일례를 도시하는 SEM 사진이고, 도 6b는 탄소나노튜브의 일례를 도시하는 SEM 사진이다.6A is an SEM photograph showing an example of silver nanowires, and FIG. 6B is a SEM photograph showing an example of a carbon nanotube.

도 6a 및 도 6b에서 도시한 바와 같이, 상기 은 나노 와이어 및 탄소나노튜브는 길이방향으로 성장된 물질로써, 대략 수백 나노미터 내지 대략 수십 마이크로미터의 크기로 정의될 수 있다.As shown in FIGS. 6A and 6B, the silver nanowires and the carbon nanotubes are grown in the longitudinal direction and can be defined as a size of about several hundred nanometers to about several tens of micrometers.

다음으로, 도 2를 참조하면, 상기 배선단계 이후, 상기 전도성 용액을 건조시키는 건조단계를 포함한다(S40).Next, referring to FIG. 2, after the wiring step, the conductive solution is dried (S40).

상기 건조단계(S40)가 완료되면 전도성 용액은 고체상태의 전도성 배선을 이루게 된다.When the drying step (S40) is completed, the conductive solution forms a solid conductive wiring.

한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 건조단계(S40) 이후에는 배선단계(S30)와 건조단계(S40)를 순차적으로 다수 회 실시 가능하다.Although not shown in the drawing, after the drying step (S40), the wiring step (S30) and the drying step (S40) may be sequentially performed a plurality of times.

즉, 상기 배선단계(S30)와 건조단계(S40)를 1회씩 실시하는 경우 전도성을 가지는 금속배선층의 두께가 얇을 수 있으므로, 금속배선층의 두께를 증가시키기 위하여 배선단계(S30)와 건조단계(S40)를 수차례 더 실시할 수 있다.That is, when the wiring step S30 and the drying step S40 are performed once, the thickness of the metal wiring layer having conductivity may be thin. Therefore, in order to increase the thickness of the metal wiring layer, the wiring step S30 and the drying step S40 ) Can be performed several more times.

다음으로, 도 2를 참조하면, 상기 건조단계 이후, 상기 전도성 배선을 열처리하는 소성단계를 포함한다(S60).Next, referring to FIG. 2, the drying step includes a baking step of heat-treating the conductive wiring (S60).

상기 소성단계는 상기 전도성 배선에서 금속 입자간의 결합을 형성하기 위한 열처리 단계로써, 본 발명에서 상기 열처리 온도는 200 내지 300℃인 것이 바람직하다.The firing step is a heat treatment step for forming a bond between the metal particles in the conductive wiring. In the present invention, the heat treatment temperature is preferably 200 to 300 ° C.

즉, 상기 소성단계를 통해, 상기 전도성 배선은 금속 입자간에 결합을 형성함으로써, 우수한 전기 전도도가 부여될 수 있다.That is, through the firing step, the conductive interconnection forms a bond between the metal particles, so that excellent electrical conductivity can be imparted.

한편, 상기 열처리 단계는 10 내지 120분간 진행할 수 있다.Meanwhile, the heat treatment step may be performed for 10 to 120 minutes.

이상에 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 배선을 포함하는 기판에서 일정 배선 패턴을 구성하는 금속배선층은 친수성을 가진 친수층의 형상에 대응되어 형성됨을 알 수 있다.As can be seen from the above, it can be seen that the metal wiring layer constituting the constant wiring pattern in the substrate including the wiring according to the present invention is formed corresponding to the shape of the hydrophilic layer having hydrophilicity.

즉, 상기 초발수층이 형성된 기판에 친수성을 가지는 패턴을 형성하는 친수패터닝단계를 통해, 초발수성을 갖는 상기 기판의 일정 영역에 친수성을 갖는 친수층을 형성하며, 결국, 배선 패턴을 구성하는 금속배선층의 형상은 친수층의 형상에 의해 결정되게 된다.That is, a hydrophilic layer having hydrophilicity is formed in a certain region of the substrate having super-water repellency through a hydrophilic patterning step of forming a pattern having hydrophilicity on the substrate having the super-water-repellent layer formed thereon, The shape of the wiring layer is determined by the shape of the hydrophilic layer.

이때, 상술한 바와 같이, 친수층을 형성하는 것은, 형성하고자 하는 회로 패턴을 포함하는 마스크를 위치시켜, 상기 초발수층을 노광함으로써 회로 패턴과 동일한 부위가 친수 성능을 갖도록 하는 방법일 수 있고, 또한, 레이저빔을 이용하여 상기 기판(P)의 표면에 형성하고자 하는 회로 패턴을 직접 패터닝하는 방법일 수 있으며, 또한, 스크레치 테스터와 같은 기계장치 등을 이용하여, 상기 기판(P)의 표면에 형성하고자 하는 회로 패턴을 직접 패터닝하는 방법일 수 있다.At this time, as described above, the hydrophilic layer may be formed by placing a mask including a circuit pattern to be formed and exposing the super-water-repellent layer so that the same portion as the circuit pattern has a hydrophilic property, In addition, it may be a method of directly patterning a circuit pattern to be formed on the surface of the substrate P by using a laser beam, or by using a mechanical device such as a scratch tester, And a method of directly patterning the circuit pattern to be formed.

즉, 일반적인 회로기판의 제조 방법의 경우, 금속배선을 식각하는 공정의 기술적 한계로 인하여, 30㎛ 정도 이하의 폭을 갖는 미세 배선을 형성하는 것은 곤란한 문제점이 있었으나, 본 발명에서는 금속배선을 식각하는 것이 아닌, 초발수층을 노광하거나 패터닝하는 방법 등에 의해 회로패턴을 구성하는 금속배선층의 형상이 결정되므로, 금속배선을 식각하는 공정의 기술적 한계를 해결할 수 있고, 따라서, 금속배선을 식각하는 공정의 기술적 한계를 해결하여, 10㎛이하의 배선폭을 갖는 미세배선을 형성하는 것이 가능하다.That is, in the case of a general circuit board manufacturing method, it is difficult to form a fine wiring having a width of about 30 μm or less due to the technical limitation of the step of etching the metal wiring. In the present invention, The shape of the metal wiring layer constituting the circuit pattern is determined by a method of exposing or patterning the super water repellent layer or the like so that the technical limit of the step of etching the metal wiring can be solved, It is possible to form a fine wiring having a wiring width of 10 mu m or less by solving the technical limitations.

이와 같은 제조방법에 의해 제조된 본 발명에 따른 배선을 포함하는 기판은 다음과 같이 정리될 수 있다.The substrate including the wiring according to the present invention manufactured by such a manufacturing method can be summarized as follows.

먼저, 도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 본 발명에 따른 배선을 포함하는 기판은 기판(100)의 표면에 초발수층(105)를 포함하며, 또한, 초발수성을 갖는 상기 기판(100)의 일정 영역에 친수성을 갖는 친수층(120)을 포함한다.3A to 3C, a substrate including a wiring according to the present invention includes a super-water-repellent layer 105 on a surface of a substrate 100, And a hydrophilic layer 120 having a hydrophilic property in a certain region.

상기 친수층(120)은 기판의 표면 상에 위치할 수 있고, 또한 기판의 일부를 패터닝한 기판의 내부영역에 위치할 수 있으며, 상기 기판의 일정 영역에 친수층을 포함함의 의미는 이러한 2가지 경우를 모두 포함하는 의미로 해석될 수 있다The hydrophilic layer 120 may be located on the surface of the substrate and may also be located in an inner region of the substrate on which a portion of the substrate is patterned, Can be interpreted as including both cases

다음으로, 본 발명에 따른 배선을 포함하는 기판은 상기 친수층(120)에 형성된 금속배선층(140)을 포함하며, 상기 금속배선층(140)은 형성하고자 하는 회로 패턴에 해당한다.Next, the substrate including the wiring according to the present invention includes a metal wiring layer 140 formed on the hydrophilic layer 120, and the metal wiring layer 140 corresponds to a circuit pattern to be formed.

상기 금속배선층(140)은 기판의 일부를 패터닝한 기판의 내부영역에 위치할 수 있고, 또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 금속 배선층은 기판의 표면 상에 위치할 수 있으며, 친수층(120)에 금속배선층(140)을 형성한다 함은 이들 2가지 경우를 모두 포함하는 의미일 수 있다.The metal interconnection layer 140 may be located on an inner region of the substrate on which a part of the substrate is patterned. Alternatively, the metal interconnection layer may be located on the surface of the substrate, Forming the metal interconnection layer 140 may include both of these two cases.

이때, 본 발명에서 상기 금속배선층(140)은 전도성 입자를 포함하며, 나노 와이어(Nano-Wire) 및 탄소나노튜브(CNT) 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the metal wiring layer 140 may include conductive particles and may further include at least one of a nano-wire and a carbon nanotube (CNT).

즉, 본 발명에 따른 금속배선층은 친수층(120) 및 초발수층(105)을 포함하는 기판(100)을 전도성 용액에 함침하거나 분사하는 방법 등에 의하여, 상기 친수층에만 금속배선층을 형성한 것으로, 상기 전도성 용액이 전도성 입자를 포함하며, 나노 와이어(Nano-Wire) 및 탄소나노튜브(CNT) 중 적어도 어느 하나를 더 포함하기 때문에, 결국, 상기 금속배선층(140)은 전도성 입자를 포함하며, 나노 와이어(Nano-Wire) 및 탄소나노튜브(CNT) 중 적어도 어느 하나를 더 포함한다.That is, the metal wiring layer according to the present invention is formed by forming a metal wiring layer only on the hydrophilic layer by impregnating or spraying the substrate 100 including the hydrophilic layer 120 and the super-water-repellent layer 105 with a conductive solution , The conductive solution includes conductive particles, and further includes at least one of nanowires (Nano-Wire) and carbon nanotubes (CNT). Thus, the metal wiring layer 140 includes conductive particles, Nanowire (Nano-Wire), and carbon nanotube (CNT).

이때, 상기 전도성 입자는 은(Ag), 구리(Cu), 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 철(Fe) 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속 나노입자로 구성될 수 있으며, 상기 나노 와이어(Nano-Wire) 및 탄소나노튜브(CNT)는 길이방향으로 성장된 물질로써, 대략 수백 나노미터 내지 대략 수십 마이크로미터의 크기로 정의될 수 있다.The conductive particles may be selected from the group consisting of Ag, Cu, Au, Pt, Ni, Pd, Fe, and alloys thereof. The nanowire and carbon nanotube (CNT) may be grown in the longitudinal direction and may be defined as a size of about several hundred nanometers to about several tens of micrometers. have.

이하에서는, 본 발명의 실험예에 따른 회로기판의 제조를 설명하기로 하며, 다만, 본 발명에서는 상기 실험예에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the production of a circuit board according to an experimental example of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the above-described experimental examples.

[실험예][Experimental Example]

먼저, 기판은 폴리이미드(Polyimide)를 소재로 하였으며, 반응가스로 O₂, 소수성부재로 CHF₃를 사용하여, 상술한 초발수처리단계를 통해, 상기 기판상에 초발수층을 형성하였다.First, a polyimide substrate was used as a substrate, O ₂ was used as a reaction gas, and CHF ₃ as a hydrophobic member was used to form a super water-repellent layer on the substrate through the super water repellent treatment step described above.

즉, 상기 진공챔버(C) 내부에 폴리이미드 필름을 장입하고(기판설치과정: S110) 저진공(진공형성과정:S120)에서 플라즈마발생과정(S130)을 통한 표면에칭과정(S140)과 불소화처리를 통해 소수화과정(S150)을 순차적으로 수행하였다.That is, a polyimide film is charged into the vacuum chamber C (step S110), a surface etching step S140 through a plasma generating step S140 and a fluorination step S140 through a low vacuum (vacuum forming step S120) And a hydrophobic process (S150) were sequentially performed.

이때 상기 표면에칭과정(S140)에서는 물을 함유한 버블러를 통과시킨 O₂를 300 sccm으로 흘려주면서 기판(P)에 57V의 전압을 인가하였다.At this time, in the surface etching process (S140), a voltage of 57V was applied to the substrate (P) while flowing O ₂ passed through a bubbler containing water at 300 sccm.

상기 표면에칭과정(S140)은 위와 같은 조건으로 10분동안 실시하였다.The surface etching process (S140) was performed for 10 minutes under the above conditions.

그리고, 상기 소수화과정(S150)은 20분 동안 실시하였으며, CHF₃ 가스를 200 sccm 흘리면서, 72V의 전압을 인가하였다.The hydrophobic process (S150) was performed for 20 minutes, and a voltage of 72 V was applied while flowing CHF ₃ gas at 200 sccm.

상기 초발수처리단계(S10)가 완료된 기판(P)의 초발수성을 확인하기 위하여 물방울 접촉각 측정을 수행하였다. 도 7a는 초발수처리후의 기판의 물에 대한 접촉각을 테스트한 실사진으로, 이때 물에 대한 접촉각은 약 156°를 나타내었다.A water droplet contact angle measurement was performed to confirm the super water repellency of the substrate P on which the super water repellent treatment step S10 was completed. FIG. 7A is a view of a contact angle of the substrate after water-repellent treatment with water, wherein the contact angle with water was about 156 °.

따라서, 상기 초발수처리단계(S10)가 완료된 기판(P)은 물에 대한 접촉각이 150°이상을 가지므로 초발수성능을 갖게됨을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that the substrate P on which the super water repellent treatment step S10 is completed has a super water repellent performance because the contact angle to water is 150 ° or more.

이후, 스크래치 테스터를 이용하여, 상기 초발수층을 포함하는 기판에 트랜치를 형성하여 친수층을 형성하였다. diamond tip (Dia.200㎛) 을 이용하여, 5 내지 6 N의 압 적용하여 2단계에 걸쳐 트랜치 형성하였으며, 보다 구체적으로, 제1단계로, 5N의 압을 적용하여 건전한 팁(tip)을 이용하여 1차로 트랜치 형성하고, 제2단계로, 6 N의 압 적용하여 팁(tip) 끝이 건전하지 않은 압자를 이용하여 동일한 위치에 2차로 스크래치를 주어 거칠기 특성을 부여하였다. 도 7b는 초발수층을 포함하는 기판에 트랜치가 형성된 실사진으로, 약 200㎛의 폭으로, 트랜치가 형성되었다.Thereafter, using a scratch tester, a trench was formed on the substrate including the super water-repellent layer to form a hydrophilic layer. a trench was formed in two steps by applying a pressure of 5 to 6 N using a diamond tip (Dia.200 탆). More specifically, as a first step, a pressure of 5 N was applied to use a healthy tip And the second stage was subjected to a pressure application of 6 N to impart a roughness characteristic to the tip of the tip by applying a second scratch to the same position using a non-rigid indenter. Fig. 7B is a view of a trench formed on a substrate including a super water-repellent layer, and a trench is formed with a width of about 200 mu m.

다음으로, 친수층 및 초발수층을 포함하는 기판을 전도성 용액에 함침하여, 친수층 상에 배선 패턴을 형성하였다. 도 7c는 친수층 상에 형성된 배선패턴을 도시한 실사진으로, 도 7c에 도시된 바와 같이, 배선패턴이 친수성을 갖는 친수층에만 형성됨을 알 수 있다.Next, the substrate including the hydrophilic layer and the super water-repellent layer was impregnated with the conductive solution to form a wiring pattern on the hydrophilic layer. Fig. 7C is a real image of a wiring pattern formed on the hydrophilic layer. As shown in Fig. 7C, it can be seen that the wiring pattern is formed only on the hydrophilic layer having hydrophilicity.

상기 전도성 용액은 출발원료로써, 상용의 은 나노입자 잉크를 사용하여 80 wt%의 수분산 제조하고, 상용의 은 나노 와이어(Ag Nano-Wire)를 사용하여 5 wt%의 수분산을 제조하였으며, 상용의 탄소나노튜브(CNT)를 사용하여 1 wt%의 수분산을 제조하였다.The conductive solution was prepared by dispersing 80 wt% of aqueous silver nano-particle ink as a starting material and 5 wt% of water dispersion using commercially available silver nano-wire. A water dispersion of 1 wt% was prepared using commercially available carbon nanotubes (CNTs).

이후, 80wt%의 은 나노입자 수분산, 5wt%의 은 나노 와이어 수분산, 1wt%의 탄소나노튜브 수분산을 이용하여, 50wt%의 전도성 용액을 하기 무게비로 제조하였으며, 일예의 비율은 다음과 같다.Thereafter, 50wt% of a conductive solution was prepared at a weight ratio of 80wt% using silver nanoparticle water dispersion, 5wt% silver nanowire water dispersion, and 1wt% carbon nanotube water dispersion. same.

<전도성 용액이 전도성 입자와 나노 와이어를 포함하는 경우>&Lt; Conductive solution includes conductive particles and nanowires >

80 wt% 의 은 나노입자 수분산 : 5 wt% 의 은 나노 와이어 수분산 = 1.67 : 180 wt% silver nanoparticle water dispersion: 5 wt% silver nanowire water dispersion = 1.67: 1

<전도성 용액이 전도성 입자와 탄소나노튜브를 포함하는 경우>&Lt; Case where conductive solution includes conductive particles and carbon nanotubes >

80 wt% 의 은 나노입자 수분산 : 1 wt%의 탄소나노튜브 수분산 = 1.67 : 180 wt% silver nanoparticle water dispersion: 1 wt% carbon nanotube water dispersion = 1.67: 1

이와 같은 실험예를 바탕으로 다음과 같이 실험하였다.Based on these experimental examples, the following experiment was conducted.

먼저, 전도성 용액이 전도성 입자만을 포함하는 경우, 전도성 용액이 전도성 입자와 나노 와이어를 포함하는 경우, 전도성 용액이 전도성 입자와 탄소나노튜브를 포함하는 경우를 구분하여 실험하였다.First, when the conductive solution contains only the conductive particles, and when the conductive solution includes the conductive particles and the nanowires, the cases where the conductive solution includes the conductive particles and the carbon nanotubes are separately tested.

이들의 전기전도도 특성을 실험하여 이를 하기 표에 도시하였다.Their electrical conductivity characteristics were tested and are shown in the following table.

표 1은 전도성 용액이 전도성 입자(Ag 나노 입자)만(50wt%)을 포함하는 경우의 전기전도도 특성을 나타내고, 표 2는 전도성 용액이 전도성 입자(Ag 나노 입자)와 나노 와이어(Ag 나노 와이어)를 포함(50wt%)하는 경우의 전기 전도도 특성을 나타내며, 표 3은 전도성 용액이 전도성 입(Ag 나노 입자)자와 탄소나노튜브를 포함(50wt%)하는 경우의 전기 전도도 특성을 나타낸다.Table 1 shows the electrical conductivity characteristics when the conductive solution contains only conductive particles (Ag nanoparticles) (50 wt%), and Table 2 shows that the conductive solution contains conductive particles (Ag nanoparticles) and nanowires (Ag nanowires) (50 wt%), and Table 3 shows the electrical conductivity characteristics when the conductive solution contains the conductive particles (Ag nanoparticles) and the carbon nanotubes (50 wt%).

이때, 표 1에서 소성전, 후의 구분은 건조단계 이후, 배선이 형성된 기판을 금속 입자간에 결합을 형성하기 위한 소성 단계를 진행했는지 여부에 의해 구분되며, 제시된 온도에서 각각 1시간동안 열처리를 실시함으로써, 소성 단계를 진행하였다.In Table 1, the pre-baking and post-baking are classified according to whether or not the baking step for forming the bond between the metal particles has been carried out after the drying step and the annealing for one hour at the prescribed temperature , And a firing step was carried out.

구분division 소성전(25℃)Furnace (25 ℃) 150℃ 소성후After firing at 150 ° C 200℃ 소성후After firing at 200 ° C 250℃ 소성후After firing at 250 ° C 300℃ 소성후After firing at 300 ° C Ag 200nm
(50wt%)Ag 200 nm
(50 wt%) 19.0Ω19.0Ω 3.2Ω3.2Ω 2.5Ω2.5Ω 1.8Ω1.8Ω 1.4Ω1.4Ω

구분division 소성전(25℃)Furnace (25 ℃) 150℃ 소성후After firing at 150 ° C 200℃ 소성후After firing at 200 ° C 250℃ 소성후After firing at 250 ° C 300℃ 소성후After firing at 300 ° C Ag 200nm
(50wt%)Ag 200 nm
(50 wt%) 9.1Ω9.1Ω 1.85Ω1.85Ω 1.0Ω1.0Ω 0.8Ω0.8Ω 0.44Ω0.44Ω

구분division 소성전(25℃)Furnace (25 ℃) 150℃ 소성후After firing at 150 ° C 200℃ 소성후After firing at 200 ° C 250℃ 소성후After firing at 250 ° C 300℃ 소성후After firing at 300 ° C Ag 200nm
(50wt%)Ag 200 nm
(50 wt%) 5.3Ω5.3Ω 1.6Ω1.6Ω 1.3Ω1.3Ω 1.1Ω1.1Ω 1.1Ω1.1Ω

먼저, 표 1 및 표 2를 비교하면, 전도성 용액이 전도성 입자(Ag 나노 입자)와 나노 와이어(Ag 나노 와이어)를 포함하는 경우의 전기 전도도 특성이, 전도성 용액이 전도성 입자(Ag 나노 입자)만을 포함하는 경우의 전기전도도 특성에 비하여, 매우 향상됨을 알 수 있다.First, comparing Table 1 and Table 2, it can be seen that when the conductive solution contains conductive particles (Ag nanoparticles) and nanowires (Ag nanowires), the electrical conductivity characteristics of the conductive solution are only conductive particles (Ag nanoparticles) It can be seen that the electric conductivity is significantly improved as compared with the case where the electric conductivity is included.

또한, 표 1 및 표 3을 비교하면, 전도성 용액이 전도성 입자(Ag 나노 입자)와 탄소나노튜브를 포함하는 경우의 전기 전도도 특성이, 전도성 용액이 전도성 입자(Ag 나노 입자)만을 포함하는 경우의 전기전도도 특성에 비하여, 매우 향상됨을 알 수 있다.In addition, when Table 1 and Table 3 are compared, the electric conductivity characteristics in the case where the conductive solution includes the conductive particles (Ag nanoparticles) and the carbon nanotubes show that the conductive solution contains only the conductive particles (Ag nanoparticles) Which is much improved compared to the electric conductivity characteristic.

또한, 표 2 및 표 3에서 알 수 있는 바와 같이, 소성전, 후를 비교한 경우, 소성후의 전기 전도도 특성이 소성전의 전기도 특성보다 현저히 감소함을 알 수 있고, 또한, 표 2에서는 200℃로 소성한 경우가 150℃로 소성한 경우보다 약 45%의 저항감소가 있음을 알 수 있고, 표 3에서는 200℃로 소성한 경우가 150℃로 소성한 경우보다 약 20%의 저항감소가 있음을 알 수 있다.As can be seen from Tables 2 and 3, when the firing and after firing were compared, it was found that the electric conductivity characteristics after firing were significantly lower than those before firing, and in Table 2, In the case of firing at 150 ° C, there is a reduction in resistance of about 45% in the case of firing at 150 ° C. In Table 3, the resistance at firing at 200 ° C is about 20% lower than that of firing at 150 ° C .

도 8a는 표 2의 실험예에 따른 미세구조의 특성을 도시한 SEM 사진이고, 도 8b는 표 3의 실험예에 따른 미세구조의 특성을 도시한 SEM 사진이며, 도 8c는 표 2의 실험예에 따른 미세구조의 특성을 도시한 모식도이고, 도 8d는 표 3의 실험예에 따른 미세구조의 특성을 도시한 모식도이다. 이때, 도 8a 내지 도 8d는 각각 실험예에서의 소성전의 상태를 도시하고 있다.8A is an SEM photograph showing the characteristics of the microstructure according to the experimental example of Table 2, FIG. 8B is an SEM photograph showing the characteristics of the microstructure according to the experimental example of Table 3, FIG. FIG. 8D is a schematic view showing the characteristics of the microstructure according to the experimental example of Table 3. FIG. Here, Figs. 8A to 8D show the state before the firing in the experimental example, respectively.

도 8a 및 도 8c에 도시한 바와 같이, 금속배선이 전도성 입자(Ag 나노 입자)(200)와 나노 와이어(Ag 나노 와이어)(210)를 포함하는 경우와, 도 8b 및 도 8d에 도시한 바와 같이, 금속배선이 전도성 입자(Ag 나노 입자)(300)와 탄소나노튜브(310)를 포함하는 경우에는, 상기 나노 와이어 및 탄소나노튜브가 각 전도성 입자 즉, Ag 나노 입자 간의 컨택영역을 증대시키는 전류패스로 작용함으로써, 전기적 특성이 향상되는 것으로 예상된다.As shown in FIGS. 8A and 8C, the case where the metal wiring includes the conductive particles (Ag nanoparticles) 200 and the nanowires (Ag nanowires) 210 and the case where the metal wiring includes the conductive particles In the case where the metal wiring includes the conductive particles (Ag nanoparticles) 300 and the carbon nanotubes 310, the nanowires and the carbon nanotubes increase the contact area between the respective conductive particles, that is, the Ag nanoparticles By acting as a current path, it is expected that the electrical characteristics will be improved.

이와 같은 결과를 바탕으로, 본 발명에서는 친수층에 금속배선층을 형성함에 있어서, 전도성 용액이 전도성 입자를 포함하며, 나노 와이어(Nano-Wire) 및 탄소나노튜브(CNT) 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것이 바람직하며, 결국, 상기 금속배선층은 전도성 입자를 포함하며, 나노 와이어(Nano-Wire) 및 탄소나노튜브(CNT) 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것이 바람직하다.Based on these results, in the present invention, in forming the metal wiring layer in the hydrophilic layer, the conductive solution includes conductive particles, and further includes at least one of a nanowire (Nano-Wire) and a carbon nanotube (CNT) Accordingly, it is preferable that the metal interconnection layer includes conductive particles and further includes at least one of a nanowire (Nano-Wire) and a carbon nanotube (CNT).

도 9a는 표 2의 실험예에 따른 미세구조의 특성을 도시한 SEM 사진이고, 도 9b는 표 3의 실험예에 따른 미세구조의 특성을 도시한 SEM 사진이다. 이때, 도 9a 및 도 9b는 각각 실험예에서의 소성후의 상태를 도시하고 있다.FIG. 9A is a SEM photograph showing the characteristics of the microstructure according to the experimental example of Table 2, and FIG. 9B is a SEM photograph showing the characteristics of the microstructure according to the experimental example of Table 3. FIG. Here, Figs. 9A and 9B show the state after firing in the experimental example, respectively.

도 9a 및 도 9b를 참조하면, 각각 소성전에 비교하여, 소성후에 전도성 입자(Ag 나노 입자)가 성장함을 알 수 있고, 이러한, 입자 성장에 기인하여 전기적 특성이 향상되는 것으로 예상된다.Referring to Figs. 9A and 9B, it can be seen that the conductive particles (Ag nanoparticles) grow after firing, compared with before firing, and it is expected that the electric characteristics are improved due to such grain growth.

구체적으로, 200℃로 소성한 경우에는 전도성 입자간 넥킹(necking) 현상이 나타났으며, 또한, 전도성 입자와 나노 와이어 또는 탄소나노튜브 간의 컨택 상태가 유지되었다.Specifically, when fired at 200 ° C, conductive particle necking phenomenon was observed, and the contact state between conductive particles and nanowires or carbon nanotubes was maintained.

또한, 250℃로 소성한 경우에는 전도성 입자의 성장 및 소결이 진행되며, 또한, 전도성 입자와 나노 와이어 또는 탄소나노튜브 간에도 소결이 진행되었다.In addition, when calcined at 250 캜, conductive particles were grown and sintered, and sintering proceeded between conductive particles and nanowires or carbon nanotubes.

또한, 300℃로 소성한 경우에는 전도성 입자와 나노 와이어 또는 탄소나노튜브 간에 융합 상태가 나타났다.In addition, when fired at 300 ° C, the fusion state between conductive particles and nanowires or carbon nanotubes appeared.

상기 표 2 및 표 3과 상기 도 9에 도시된 결과를 바탕으로, 본 발명에서는 배선단계 및 건조단계를 거친 이후, 배선이 형성된 기판을 금속 입자간에 결합을 형성하기 위한 소성 단계를 거치는 것이 바람직하다.Based on the results shown in Tables 2 and 3 and the results shown in FIG. 9, in the present invention, it is preferable that after the wiring step and the drying step, the substrate on which the wiring is formed is subjected to a sintering step for forming a bond between the metal particles .

도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 실험예에 따른 기판과 금속배선층의 계면 상태를 도시한 SEM 사진이다. 이때, 도 10a는 표 2의 실험예에서 200℃로 소성한 경우를 도시하고 있고, 도 10b는 표 2의 실험예에서 300℃로 소성한 경우를 도시하고 있으며, 도 10c는 표 2의 실험예에 따른 기판을 400℃로 소성한 경우를 도시하고 있다.FIGS. 10A to 10C are SEM photographs showing an interface state between a substrate and a metal wiring layer according to an experimental example of the present invention. FIG. 10A shows a case of baking at 200 DEG C in the experimental example of Table 2, FIG. 10B shows a case of baking at 300 DEG C in the experimental example of Table 2, FIG. Is baked at 400 ° C.

먼저, 도 10a를 참조하면, 표 2의 실험예에서 200℃로 소성한 경우, 폴리이미드 재질의 기판(100a)과 금속배선층(140a) 간의 계면(A1)이 매우 건전한 상태로 접합됨을 알 수 있다.Referring to FIG. 10A, it can be seen that the interface A1 between the substrate 100a of the polyimide material and the metal interconnection layer 140a is bonded in a very sound state when fired at 200 ° C. in the experimental example of Table 2 .

다음으로, 도 10b를 참조하면, 표 2의 실험예에서 300℃로 소성한 경우에도, 일부 갭이 발생하기는 하였으나, 폴리이미드 재질의 기판(100b)과 금속배선층(140b) 간의 계면(A2)이 양호한 상태로 접합됨을 알 수 있다.Referring to FIG. 10B, even when the substrate is baked at 300 DEG C in the experimental example of Table 2, the interface A2 between the substrate 100b of the polyimide material and the metal wiring layer 140b, Is bonded in a good state.

하지만, 도 10c를 참조하면, 표 2의 실험예에 따른 기판을 400℃로 소성한 경우, 폴리이미드 재질의 기판(100c)과 금속배선층(140c) 간에 박리가 일어남을 알 수 있고, 따라서, 접합상태가 매우 불량함을 알 수 있다.However, referring to FIG. 10C, it can be seen that when the substrate according to the experimental example of Table 2 is fired at 400 ° C, peeling occurs between the substrate 100c made of polyimide and the metal wiring layer 140c, The state is very poor.

이와 같은 결과를 바탕으로, 본 발명에서 상기 소성 단계의 열처리 온도는 300℃ 이하인 것이 바람직하다.Based on the above results, it is preferable that the heat treatment temperature in the firing step is 300 ° C or less in the present invention.

도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 실험예에 따른 기판과 금속배선층의 밀착 특성을 도시한 SEM 사진이다. 이때, 도 11a는 표 2의 실험예에서 150℃로 소성한 경우를 도시하고 있고, 도 11b는 표 2의 실험예에서 200℃로 소성한 경우를 도시하고 있으며, 도 11c는 표 2의 실험예에서 250℃로 소성한 경우를 도시하고 있다.11A to 11C are SEM photographs showing adhesion characteristics between a substrate and a metal wiring layer according to Experimental Examples of the present invention. 11A shows the case of baking at 150 DEG C in the experimental example of Table 2, FIG. 11B shows the case of baking at 200 DEG C in the experimental example of Table 2, FIG. To 250 < 0 > C.

상기 기판과 금속배선층의 밀착 특성은 상술한 소성온도에 따라 열처리를 한 후, Scotch peel test를 진행하여, 금속배선층이 기판으로부터 박리되는지 여부를 평가한 것으로, 도 11은 cotch peel test를 진행한 이후의 SEM 사진이다.The adhesion characteristics between the substrate and the metal interconnection layer were evaluated by whether or not the metal interconnection layer was peeled off from the substrate after conducting the heat treatment according to the above-described firing temperature and proceeding with the Scotch peel test. Fig. 11 .

먼저, 도 11a를 참조하면, 표 2의 실험예에서 150℃로 소성한 경우, 폴리이미드 재질의 기판(100d)과 금속배선층(140d) 간의 박리가 일어나, 기판 상의 친수층(120d)가 드러남을 확인할 수 있다.First, referring to FIG. 11A, peeling occurs between the substrate 100d made of polyimide and the metal interconnection layer 140d when baking at 150.degree. C. in the experimental example of Table 2, and the hydrophilic layer 120d on the substrate is exposed Can be confirmed.

다음으로, 도 11b를 참조하면, 표 2의 실험예에서 200℃로 소성한 경우, 폴리이미드 재질의 기판(100e)과 금속배선층(140e) 간의 일부 박리가 일어나, 기판 상의 친수층(120e)이 일부 드러나나, 도 11a의 경우보다는 매우 양호한 상태로, 공정 조건을 일부 조절하여, 박리상태를 조절할 수 있을 것으로 판단된다.Next, referring to FIG. 11B, in the experimental example of Table 2, when the substrate is baked at 200 ° C, a part of the polyimide substrate 100e and the metal wiring layer 140e are peeled off, and the hydrophilic layer 120e It is judged that the peeling state can be adjusted by partially adjusting the process conditions in a very good state as compared with the case of FIG.

다음으로, 도 11c를 참조하면, 표 2의 실험예에서 250℃로 소성한 경우, 폴리이미드 재질의 기판(100f)과 금속배선층(140f) 간에 전혀 박리가 일어나지 않아. 기판과 금속배선층의 밀착특성이 매우 양호함을 알 수 있다.Next, referring to FIG. 11C, no peeling occurs between the substrate 100f of the polyimide material and the metal wiring layer 140f when the sample is fired at 250 DEG C in the experimental example of Table 2. It can be seen that the adhesion between the substrate and the metal wiring layer is very good.

도 10과 도 11에 나타난 결과를 바탕으로, 본 발명에서 상기 소성 단계의 열처리 온도는 200 내지 300℃ 이하인 것이 바람직하다.Based on the results shown in FIG. 10 and FIG. 11, it is preferable that the heat treatment temperature in the firing step is 200 to 300.degree.

이하에서는 전도성 입자(Ag 나노 입자)의 분말 사이즈와 함량에 따른 특성을 평가하였다.Hereinafter, characteristics of the conductive particles (Ag nanoparticles) according to their powder sizes and contents were evaluated.

표 4는 전도성 입자(Ag 나노 입자)의 분말 사이즈가 200nm인 경우의 전도성 용액의 함량비에 따른 저항특성을 도시하였다. 한편, 하기 표 4에서 예를 들면, 50wt%라 함은 전도성 용액에서의 전도성 입자의 함량을 의미한다.Table 4 shows the resistance characteristics according to the content ratio of the conductive solution when the powder size of the conductive particles (Ag nanoparticles) is 200 nm. On the other hand, in Table 4, for example, 50% by weight means the content of conductive particles in the conductive solution.

Ag 200nmAg 200 nm 소성전Small temple 15wt%15wt% 232.5Ω232.5Ω 40wt%40wt% 91.3Ω91.3Ω 50wt%50wt% 19.0Ω19.0Ω

상기 표 4에서 알 수 있는 바와 같이, 전도성 입자(Ag 나노 입자)의 분말 사이즈가 200nm인 경우에는 전도성 입자의 함량비가 40wt% 이하인 경우, 저항이 매우 큼을 알 수 있고, 따라서, 전도성 입자(Ag 나노 입자)의 분말 사이즈가 200nm인 경우, 전도성 입자의 함량비는 50wt% 이상인 것이 바람직하다.As can be seen from Table 4, when the powder size of the conductive particles (Ag nanoparticles) is 200 nm, the resistance is very large when the content ratio of the conductive particles is 40 wt% or less. Therefore, the conductive particles Particles) is 200 nm, the content ratio of the conductive particles is preferably 50 wt% or more.

표 5는 전도성 입자(Ag 나노 입자)의 분말 사이즈가 50nm인 경우의 전도성 용액의 함량비에 따른 저항특성을 도시하였다. 한편, 하기 표 5에서 예를 들면, 50wt%라 함은 전도성 용액에서의 전도성 입자의 함량을 의미한다.Table 5 shows the resistance characteristics according to the content ratio of the conductive solution when the powder size of the conductive particles (Ag nanoparticles) is 50 nm. In the following Table 5, for example, 50% by weight means the content of conductive particles in the conductive solution.

Ag 50nmAg 50 nm 소성전Small temple 15wt%15wt% 59.4Ω59.4Ω 20wt%20wt% 41.5Ω41.5? 25wt%25wt% 11.2Ω11.2?

상기 표 5에서 알 수 있는 바와 같이, 전도성 입자(Ag 나노 입자)의 분말 사이즈가 50nm인 경우에는 전도성 입자의 함량비가 20wt% 이하인 경우, 저항이 큼을 알 수 있고, 따라서, 전도성 입자(Ag 나노 입자)의 분말 사이즈가 50nm인 경우, 전도성 입자의 함량비는 25wt% 이상인 것이 바람직하다.As can be seen from Table 5, when the powder size of the conductive particles (Ag nanoparticles) is 50 nm, the resistance is large when the content ratio of the conductive particles is 20 wt% or less. Therefore, the conductive particles (Ag nanoparticles ) Is 50 nm, the content ratio of the conductive particles is preferably 25 wt% or more.

도 12a는 전도성 입자(Ag 나노 입자)의 분말 사이즈가 200nm인 경우의 전도성 용액의 함량비에 따른 금속배선층 형성상태를 도시한 실사진이고, 도 12b는 전도성 입자(Ag 나노 입자)의 분말 사이즈가 50nm인 경우의 전도성 용액의 함량비에 따른 금속배선층 형성상태를 도시한 실사진이다. 이때, 도 12a에서 (a)도 내지 (c)도는 각각 전도성 입자의 함량비가 20wt%, 50wt%, 80wt%인 경우이며, 도 12b에서 (a)도 내지 (c)도는 각각 전도성 입자의 함량비가 20wt%, 25wt%, 30wt%인 경우이다.FIG. 12A is a real image showing a metal wiring layer formation state according to a content ratio of the conductive solution when the powder particle size of the conductive particles (Ag nanoparticles) is 200 nm, FIG. 12B is a graph showing the state where the conductive particles (Ag nanoparticles) In which the metal wiring layer is formed according to the content ratio of the conductive solution. 12 (a) through 12 (c) show cases where the content ratio of the conductive particles is 20 wt%, 50 wt% and 80 wt%, respectively, and FIGS. 12A through 12C show the ratio of the content of the conductive particles 20 wt%, 25 wt%, and 30 wt%, respectively.

먼저, 도 12a를 참조하면, 전도성 입자(Ag 나노 입자)의 분말 사이즈가 200nm인 경우의 전도성 용액의 함량비가 80wt%인 경우, 수계특성이 좋지 않아, 상술한 도 3c의 금속배선층을 형성하는 것이 어려울 것으로 판단되며, 따라서, 전도성 입자(Ag 나노 입자)의 분말 사이즈가 200nm인 경우, 전도성 입자의 함량비는 80wt% 미만인 것이 바람직하다.First, referring to FIG. 12A, when the content ratio of the conductive solution in the case where the powder size of the conductive particles (Ag nanoparticles) is 200 nm is 80 wt%, the water-based characteristics are poor and the metal wiring layer of FIG. Therefore, when the powder size of the conductive particles (Ag nanoparticles) is 200 nm, it is preferable that the content ratio of the conductive particles is less than 80 wt%.

다음으로, 도 12b를 참조하면, 전도성 입자(Ag 나노 입자)의 분말 사이즈가 50nm인 경우의 전도성 용액의 함량비가 30wt%인 경우, 수계특성이 좋지 않아, 상술한 도 3c의 금속배선층을 형성하는 것이 어려울 것으로 판단되며, 따라서, 전도성 입자(Ag 나노 입자)의 분말 사이즈가 50nm인 경우, 전도성 입자의 함량비는 30wt% 미만인 것이 바람직하다.Next, referring to FIG. 12B, when the content ratio of the conductive solution in the case where the powder size of the conductive particles (Ag nanoparticles) is 50 nm is 30 wt%, the water-based characteristics are poor and the metal wiring layer of FIG. Therefore, when the powder size of the conductive particles (Ag nanoparticles) is 50 nm, the content ratio of the conductive particles is preferably less than 30 wt%.

따라서, 표 3 및 표 4, 도 12a 및 도 12b에 나타난 결과를 바탕으로, 본 발명에서 전도성 입자(Ag 나노 입자)의 분말 사이즈가 200nm인 경우, 전도성 입자의 함량비는 전도성 용액 100wt% 대비 50wt% 이상, 80wt% 미만인 것이 바람직하며, 전도성 입자(Ag 나노 입자)의 분말 사이즈가 50nm인 경우, 전도성 입자의 함량비는 전도성 용액 100wt% 대비 25wt% 이상, 30wt% 미만인 것이 바람직하다.Based on the results shown in Tables 3 and 4 and FIGS. 12A and 12B, when the powder size of the conductive particles (Ag nanoparticles) is 200 nm in the present invention, the content ratio of the conductive particles is 50 wt% %, Preferably less than 80 wt%, and when the powder size of the conductive particles (Ag nanoparticles) is 50 nm, the content ratio of the conductive particles is preferably 25 wt% or more but less than 30 wt% based on 100 wt% of the conductive solution.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 본 발명에 따른 배선을 포함하는 기판의 제조방법에 따르면, 회로기판의 회로 배선을 구성하는 금속배선을 식각공정을 배제함으로써, 금속배선을 식각하는 공정의 기술적 한계를 해결하여, 회로의 미세화 내지는 고집적화가 가능하다.According to the present invention described above, according to the method of manufacturing a substrate including wiring according to the present invention, the technical limitations of the step of etching the metal wiring by excluding the etching step of the metal wiring constituting the circuit wiring of the circuit board The circuit can be miniaturized or highly integrated.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

100 : 기판 105 : 초발수층
120 : 친수층 140 : 금속배선층100: substrate 105: super water repellent layer
120: hydrophilic layer 140: metal wiring layer

Claims

A super water repellent treatment step of superfluidizing the surface of the substrate;
A hydrophilic patterning step of forming a pattern having hydrophilicity on the surface of the substrate subjected to the super water repellent treatment;
A wiring step of placing the conductive solution at a position corresponding to the pattern having hydrophilicity;
Drying the conductive solution to form a conductive wiring; And
And a baking step of heat-treating the conductive wiring,
Wherein the heat treatment temperature is 200 to 300 占 폚.

The method according to claim 1,
Wherein the conductive solution comprises conductive particles and further comprises at least one of a nanowire (Nano-Wire) and a carbon nanotube (CNT).

The method according to claim 1,
The hydrophilic patterning may be performed by placing a mask including a circuit pattern to be formed and exposing the surface of the substrate subjected to the super water repellent treatment so that the same portion as the circuit pattern has a hydrophilic property, A method of directly patterning a circuit pattern to be formed on the surface of a substrate or a method of directly patterning a circuit pattern to be formed on the surface of the substrate by using a mechanical device .

The method according to claim 1,
Wherein the conductive particles are silver nanoparticles, the nanowires are silver nanowires, and the nanowires and the carbon nanotubes have a size of several hundred nanometers to tens of micrometers.

The method according to claim 1,
Wherein the pattern having hydrophilicity is formed to correspond to a wiring pattern to be formed.

The method according to claim 1,
Wherein the conductive solution comprises conductive particles,
Wherein the conductive particles have a particle size of 200 nm and a content ratio of the conductive particles is 50 wt% or more and less than 80 wt% based on 100 wt% of the conductive solution.

The method according to claim 1,
Wherein the conductive solution comprises conductive particles,
Wherein a content ratio of the conductive particles is 25 wt% or more and less than 30 wt% based on 100 wt% of the conductive solution when the powder particle size of the conductive particles is 50 nm.