KR20150071923A

KR20150071923A - 단면 세미 애디티브 연성 구리 박막 적층 필름 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20150071923A
Application number: KR1020130159055A
Authority: KR
Inventors: 김영섭; 김병재; 이용호; 정경훈
Original assignee: 도레이첨단소재 주식회사
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2015-06-29

Abstract

본 발명은 단면 세미 애디티브 연성 구리 박막 적층 필름 및 그 제조방법에 대한 것으로, 상기한 본 발명의 단면 세미 애디티브 연성 구리 박막 적층 필름의 제조방법은 폴리이미드(polyimide; 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; 및 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 2.0 내지 3.0A/dm²로 변경하여 구리를 전기 도금하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 단면 세미 애디티브 연성 구리 박막 적층 필름 및 그 제조방법은 물리기상 증착법인 스퍼터링 방식을 이용하여 비전도성 폴리이미드 필름 표면에 전도성 시드층을 형성하고, 전해도금 진행시 전류밀도 변경을 통해 구리 연성을 증가시킴으로써 연성 불량 및 패턴이 무너지는 현상을 방지하여 초미세 패턴의 세미 애디티브용 연성 구리 박막 적층 필름의 초미세 회로 형성을 만족시킬 수 있게 되어, 구리도금 두께 감소에 의한 구리연성 감소에 따른 종래의 문제점을 해결하였다.

Description

단면 세미 애디티브 연성 구리 박막 적층 필름 및 그 제조방법{Flexible cupper clad laminated film for semi-additive and manufacturing method the same}

본 발명은 단면 세미 애디티브 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 주재료로써 전해도금(Plating) 공정 시 전류밀도 조절을 통해 증착되는 금속의 두께를 컨트롤하여 도금 공정에서 폴리머 필름에 금속 증착이 충분히 이루어지지 못하여 발생하는 구리(Cu) 연성감소 문제를 방지함으로써 패턴 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 구리박막(동박) 적층 필름 위에 구리도금 층의 두께가 얇기 때문에 전해도금(Plating) 공정 이후에 구리(Cu) 연성 감소에 의해 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 상기 문제점을 해결하기 위해 제시된 것으로는, 미세패턴을 형성할 수 있는 필름을 제공하기 위한 것으로, 대한민국 특허공개공보 제2006-0122592호에서는 미세 패턴용 연성금속 적층판이라는 명칭으로, "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 있다.

그러나, 상기한 공개특허에서 제시된 방법은 전류밀도와 구리(Cu) 연성에 대한 관계에 대한 설명이 없기 때문에 상기한 종래의 문제점에 대한 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 구리 박막 적층 필름의 전해도금시 전류밀도 조절을 통한 구리(Cu) 연성감소 방지를 통해 패턴이 무너지거나 쇼트가 발생하지 않는 세미 에디티브 연성 구리박막 적층 필름을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 스퍼터링 박막 후 전해도금 적층시 구리(Cu) 연성 향상을 제공하여 쇼트 방지 및 연성(Flexible) 패턴의 형상 불량을 방지하여 고온 습윤 환경에서 사용 가능한 세미 애디티브용 연성 구리 박막 적층 필름을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 우수한 특성을 가지는 단면 세미 애디티브 연성 구리 박막 적층 필름을 보다 용이하게 제조할 수 있는 제조 방법을 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 단면 세미 애디티브 연성 구리 박막 적층 필름의 제조방법은:

폴리이미드(polyimide; 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; 및

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 2.0 내지 3.0A/dm²로 변경하여 구리를 전기 도금하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 전해 구리도금의 도금액은 황산 베이스(base) 도금액으로, 염소와 레벨러(leveller)와 광택제(brightener)를 포함하며, 구리의 농도는 15 내지 40g/L임을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 전해 구리도금의 도금액은 황산 150 내지 300g/L, 염소 35 내지 150mg/L,광택제(brightener) 0.2 내지 5.0ml/L, 레벨러(leveller) 0.8 내지 3.0ml/L의 농도를 함유된 것임을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 세미 에디티브 연성 구리박막 적층 필름은;

폴리이미드(PI) 필름을 플라즈마 처리하여 표면 세정 및 표면 거칠기를 향상시키고, 플라즈마 처리 후 물리기상증착법(PVD)인 스퍼터링(sputtering)법을 이용해 전도층역할의 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)를2.0 내지 3.0A/dm²로 변경하여 전류밀도에 따라 몇 가지 단계에 걸쳐 전기 도금하여 제조된 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 전류밀도에 의한 총 구리 도금의 두께는 0.5 내지 3.0㎛으로 된 것임을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 단면 세미 애디티브 연성 구리 박막 적층 필름 및 그 제조방법은 구리(Cu) 박막의 연성 향상을 가능하게 하는 것으로, 구체적으로는 물리기상 증착법인 스퍼터링 방식을 이용하여 비전도성 폴리이미드 필름 표면에 전도성 시드층을 형성하고, 전해도금(Plating) 진행시 전류밀도 변경을 통해 구리(Cu) 연성을 증가시킴으로써 연성 불량 및 패턴이 무너지는 현상을 방지하여 초미세 패턴의 세미 애디티브용 연성 구리 박막 적층 필름의 초미세 회로 형성을 만족시킬 수 있게 되어, 구리도금 두께 감소에 의한 구리연성 감소에 따른 종래의 문제점을 해결하였다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예 및 종래의 기술인 비교예에 따라 각각 제조된 세미 애디티브용 연성 구리 박막 적층필름 패턴에 대해 공구현미경을 이용하여 구리(Cu) 연성 효과를 측정한 이미지 확인 사진이다.

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

본 발명은 LCD용 드라이버 IC에 사용되는 미세 회로 전용의 COF의 주재료로써 스퍼터링 및 전해도금 공정 이후 폴리머 필름에 금속 증착이 충분히 이루어지지 못하여 발생하는 연성 감소를 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)과 시드(Seed) 층(Cu)을 증착하는 단계, 그리고 상기 전도층이 증착된 폴리이미드 필름에 전해도금(Plating)을 전류밀도 2.0 내지 3.0A/dm²을 통해 증착하는 단계를 포함한다.

상기와 같이 연성회로 기판용 연성 구리 박막 적층 필름의 제조에 있어서 폴리이미드 필름 표면에 전도층을 증착하고 전해도금 진행시 도금 두께가 0.5 내지 3.0㎛로 형성되도록 하기 위해 전류밀도를 1.0A/dm²이하로 진행해야 하지만, 전해도금 두께 감소에 따른 연성 감소를 방지하기 위해 전류밀도를 증가하여 구리(Cu) 연성을 극대화시키고자 한다.

따라서, 본 발명에서는 전류밀도와 구리(Cu) 연성의 상관 관계 평가를 통한 연성 향상 최적 조건을 확인하기 위하여 전류밀도를 세 가지 수준으로 설계하여 연성 효과를 확인하였다. 구리(Cu) 연성 확인 결과, 동일한 도금두께 형성시 도금 전류밀도가 증가함에 따라 연성이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 도 1은 본 발명에 따른 실시형태와 종래의 기술인 비교예에 따라 제조된 세미 애디티브용 연성 구리 박막 적층 필름 패턴에 대해 공구현미경을 이용하여 구리(Cu) 연성 효과를 측정한 이미지 확인 결과이다. 도면에 나타난 바와 같이 0.1 내지 1.0A/dm²에서는 10회(回)에서 패턴 균열이 발생하였으며, 1.0 내지 2.0A/dm²에서는 20회에서 패턴 균열이 발생하였고, 2.0 내지 3.0A/dm²에서는 30회에서 패턴 균열이 발생하였다. 3.0A/dm²을 초과하는 전류밀도를 인가하게 되면 과전류밀도가 형성되어 도금색이 검게 변하여 도금이 잘 되지 않는 현상이 발생하므로 바람직하지 않다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 구리(Cu) 연성을 향상하기 위하여 전류밀도를 2.0 내지 3.0A/dm²으로 사용하여, 도금두께를 0.5 내지 3.0㎛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 에디티브용 연성 구리 박막 적층 필름의 구리(Cu) 연성 향상을 확인하기 위하여, 폴리이미드(polyimide) 필름을 진공상태에서 표면 클리닝(cleaning) 및 접착강도 증가를 목적으로 거칠기 향상 위해 플라즈마 처리 후 물리기상 증착법(PVD)인 스퍼터링(sputtering)법을 이용해 전도층 역할의 타이(Tie)층 Ni-Cr과 전극(Seed)층 구리(Cu)를 증착였다. 전도층이 증착된 폴리이미드 필름에 전해도금 진행시 첨가제 및 보정제의 농도를 일정량으로 유지하며 전류밀도를 2.0 내지 3.0A/dm²인가하여 증착시켜 세미-에디티브용 연성 구리 박막 적층 필름을 제조하였다.

비교예 1

전해도금 진행시 전류밀도를 0.1 내지 1.0A/dm²인가하는 외에는 실시예와 동일하게 하여 세미 에디티브용 연성 구리 박막 적층 필름을 제조하였다.

비교예 2

전해도금 진행시 전류밀도를 1.0 내지 2.0A/dm²인가하는 외에는 실시예와 동일하게 하여 세미 에디티브용 연성 구리 박막 적층 필름을 제조하였다.

실험예

상기 실시예 및 비교예에 따라 각각 제조된 세미 에디티브용 연성 구리 박막 적층 필름에 대하여 평가하여 그 결과를 표 1에 나타냈다. 평가는 패터닝(patterning) 후 MIT(내굴곡성) 횟수별 공구현미경으로 패턴 균열(Crack) 발생시점 확인을 통해 구리(Cu) 연성 평가를 진행하였다.

항 목	전류 밀도(ASD)	구리(Cu)연성 평가 결과
실시예	2.0 내지 3.0A/dm²	패턴 균열 발생 시점 : 30회
비교예1	0.1 내지 1.0A/dm²	패턴 균열 발생 시점 : 10회
비교예2	1.0 내지 2.0A/dm²	패턴 균열 발생 시점 : 20회

Claims

폴리이미드(polyimide; 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; 및
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 2.0 내지 3.0A/dm²로 변경하여 구리를 전기 도금하는 것을 특징으로 하는 단면 세미 애디티브 연성 구리 박막 적층 필름의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 전해 구리도금의 도금액은 황산 베이스(base) 도금액으로, 염소와 레벨러(leveller)와 광택제(brightener)를 포함하며, 구리의 농도는 15 내지 40g/L임을 특징으로 하는 단면 세미 애디티브 연성 구리 박막 적층 필름의 제조방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 전해 구리도금의 도금액은 황산 150 내지 300g/L, 염소 35 내지 150mg/L, 광택제(brightener) 0.2 내지 5.0ml/L, 레벨러(leveller) 0.8 내지 3.0ml/L의 농도를 함유된 것임을 특징으로 하는 단면 세미 애디티브 연성 구리 박막 적층 필름의 제조방법.
폴리이미드(PI) 필름을 플라즈마 처리하여 표면 세정 및 표면 거칠기를 향상시키고, 플라즈마 처리 후 물리기상증착법(PVD)인 스퍼터링(sputtering)법을 이용해 전도층역할의 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)를2.0 내지 3.0A/dm²로 변경하여 전류밀도에 따라 몇 가지 단계에 걸쳐 전기 도금하여 제조된 것임을 특징으로 하는 세미 에디티브 연성 구리박막 적층 필름.
제 4항에 있어서, 상기 전류밀도에 의한 총 구리 도금의 두께는 0.5 내지 3.0㎛으로 된 것임을 특징으로 하는 단면 세미 애디티브 연성 구리 박막 적층 필름.