KR20160098593A - 연성 구리박막 적층필름의 제조방법 및 그로부터 제조되는 세미 애디티브 공정용 연성 구리박막 적층필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 폴리이미드 필름의 일면에 Ni/Cr-타이층 및 Cu 시드층을 순차적으로 적층하는 단계; 상기 시드층 상에 보호필름을 부착하는 단계; 상기 폴리이미드 필름의 타면에 Ni/Cr-타이층 및 Cu-시드층을 순차적으로 적층하는 단계; 상기 일면에 부착된 보호필름을 제거하는 단계; 및 양면 적층된 Cu-시드층 상에 양면 도금하는 단계;를 포함하는 세미-애디티브용 연성 구리박막 적층필름의 제조방법 및 그로부터 제조되는 세미-애디티브 공정용 연성 구리박막 적층필름을 제공한다. 본 발명에 의하면, 폴리이미드 기재필름의 일면에 형성되는 시드층을 후속되는 공정에서 발생하는 열손상으로부터 보호할 수 있다. 그 결과, 종래의 제조방법에 비하여 표면에 발생하는 핀홀수가 1/5 수준으로 감소되고, 그 밖에, 필름의 접힘, 주름 등의 불량을 해결할 수 있다. 따라서, 본 발명의 방법에 의하면, 초미세 회로가 형성되는 세미 애디티브 공정에 적합한 연성 구리박막 적층필름을 제조할 수 있다.

Description

연성 구리박막 적층필름의 제조방법 및 그로부터 제조되는 세미 애디티브 공정용 연성 구리박막 적층필름{MANUFACTURING METHOD OF FLEXIBLE CUPPER CLAD LAMINATE AND CUPPER CLAD LAMINATE FOR SEMI-ADDITIVE PROCESS THEREBY}
본 발명은 연성 구리박막 적층필름의 제조방법 및 그로부터 제조되는 세미 애디티브 공정용 연성 구리박막 적층필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 타이층, 시드층 및 구리도금층을 순차적으로 기재필름의 양면에 형성하는 연성 구리박막 적층필름의 제조방법에서, 일면 시드층에 보호필름을 부착한 상태에서 타면에 타이층 및 시드층을 순차적으로 형성함으로써, 먼저 일면에 형성된 타이층 및 시드층이 두번째 단계의 공정에서 발생하는 열에 의하여 손상되는 것을 방지할 수 있는 연성 구리박막 적층필름의 제조방법 및 그로부터 제조되는 세미 애디티브 공정용 연성 구리박막 적층필름에 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.
상기 공정에 적합한 연성 구리박막 적층필름에 관한 제조방법으로 가장 일반적인 형태가 폴리이미드와 같은 내열성 기재필름의 양면에 타이(tie)층, 시드(seed)층을 순차적을 적층한 다음, 상기 시드층 상에 전해도금의 방법으로 구리도금층을 형성하는 방법이다 (특허문헌 1, 2 참조).
이와 같은 세미 애디티브 공정용 구리박막 적층필름은 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 위해 필수적으로 해결되어야 과제임에도 불구하고 해결책이 거의 제시되고 않고 있다. 이에 본 발명자들은 타이층 및/또는 시드층을 형성하는 과정이 복수로 수행되는 구리박막 적층필름의 제조방법에서, 열적 손상에 의한 타이층 및/또는 시드층의 불량을 최소화하기 위한 방법을 찾기 위하여 노력한 결과 본 발명을 완성하였다.
KR2013-0023519A KR2012-0083032A
본 발명의 목적은, 타이층 및/또는 시드층을 형성하는 과정이 복수로 수행되는 구리박막 적층필름의 제조방법에서, 제1면의 타이층 및/또는 시드층을 형성한 다음 이를 보호함으로써, 제2면의 타이층 및/또는 시드층을 형성하는 과정에서 발생하는 열적 손상을 줄일 수 있는 구리박막 적층필름의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 방법으로 제조되어, 결과적으로, 박막의 표면에 발생하는 표면불량이 현저하게 감소된 연성 구리박막 적층필름을 제공하는 것이다.
본 발명에서는 폴리이미드 필름의 일면에 Ni/Cr-타이층 및 Cu 시드층을 순차적으로 적층하는 단계; 상기 시드층 상에 보호필름을 부착하는 단계; 상기 폴리이미드 필름의 타면에 Ni/Cr-타이층 및 Cu-시드층을 순차적으로 적층하는 단계; 상기 일면에 부착된 보호필름을 제거하는 단계; 및 양면 적층된 Cu-시드층 상에 양면 도금하는 단계;를 포함하는 세미-애디티브용 연성 구리박막 적층필름의 제조방법을 제공한다.
상기 보호필름은 기재필름 상에 아크릴계 접착제가 1~50㎛ 두께로 도포된 것임이 바람직하다.
상기 기재필름은 10~100㎛의 PET 필름인 것이 바람직하다.
상기 타이층의 조성비는 Ni의 함량이 80 내지 95중량%이며, 그 두께는 45 내지 450Å이고; 상기 시드층의 두께는 500 내지 1500Å인 것이 바람직하다.
상기 도금은 전해도금으로서, 전류밀도 0.1 내지 5.0A/m²의 조건에서, 두께 0.5 내지 12㎛로 수행되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는 상기 방법으로 제조되어, 가로 156mm x 세로 300mm인 크기에서 핀홀의 개수가 25개 이하인 연성 구리박막 적층필름을 제공한다.
본 발명의 방법에 의하면, 폴리이미드 기재필름의 일면에 형성되는 시드층을 후속되는 공정에서 발생하는 열손상으로부터 보호할 수 있다. 그 결과, 종래의 제조방법에 비하여 표면에 발생하는 핀홀수가 1/5 수준으로 감소되고, 그 밖에, 필름의 접힘, 주름 등의 불량을 해결할 수 있다.
따라서, 본 발명의 방법에 의하면, 초미세 회로로 형성되는 세미 애디티브 공정에 적합한 연성 구리박막 적층필름을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따르는 세미-애디티브용 연성 구리박막 적층필름의 제조방법의 블록도이다.
도 2는 본 발명과 종래의 제조방법에 따라 제조된 동박적층 필름의 일면에 발생된 핀홀의 갯수를 비교한 그래프이다.
이하, 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명에 따르는 세미-애디티브용 연성 구리박막 적층필름의 제조방법을 설명한다.
도 1을 참조할 때, 본 발명에서는 연성 구리박막 적층필름의 제조방법은 폴리이미드 필름의 일면에 Ni/Cr-타이층 및 Cu 시드층을 순차적으로 적층하는 단계(S1); 상기 시드층 상에 보호필름을 부착하는 단계(S2); 상기 폴리이미드 필름의 타면에 Ni/Cr-타이층 및 Cu-시드층을 순차적으로 적층하는 단계(S3); 상기 일면에 부착된 보호필름을 제거하는 단계(S4); 및 양면 적층된 Cu-시드층 상에 양면 도금하는 단계(S5);를 포함한다.
본 발명의 S1 단계에서, 폴리이미드 필름은 본 발명에 따라 제조되는 연성 구리박막 적층필름의 기재필름으로 사용되고, 상기 비전도성 폴리이미드 필름은 두께가 10 내지 100㎛인 것이 바람직하다. 기재필름의 두께가 10㎛에 이르지 못하면 롤-투-롤(roll-to-roll) 공정에 적용이 힘들어 생산성이 떨어지며, 100㎛를 초과하면 필요 이상으로 두꺼워져 바람직하기 않다.
상기 폴리이미드 필름은, 바람직하게는 그 표면이 플라즈마 처리된 것을 사용한다. 플라즈마 처리는 표면 화학적 활성, 표면 클리닝(Cleaning), 또는 거칠기 향상을 통하여 폴리이미드 필름 상에 적층되는 금속들과의 접착력을 확보하기 위하여 수행된다. 상기 플라즈마 처리는 진공에서 또는 질소 또는 산소와 같은 활성기체와 접촉하는 조건에서 수행될 수 있다.
본 발명의 제조방법에서, 상기 폴리이미드 필름의 일면(제1면)에는 Ni/Cr-타이층 및 Cu 시드층이 순차적으로 적층된다. 상기 타이층 및 시드층의 적층은 바람직하게는 진공증착방법으로 수행된다.
이때, 상기 타이층은 니켈과 크롬의 합금으로 형성되는데, 특히 Ni의 함량이 80 내지 95중량%로 되는 Ni/Cr 합금을 사용하는 것이 바람직하다. 만일, Ni의 함량이 80중량% 미만으로 되면 기판 필름과의 접합력이 떨어져 박리될 우려가 있어 바람직하지 않고, 반대로 Ni의 함량이 95중량%를 초과하면 내굴곡성이 저하하여 바람직하지 않다.
상기 타이층의 두께는 45 내지 450Å인 것이 바람직하다. 타이층의 두께가 45Å에 이르지 못하면 접착력이 떨어지고, 450Å를 초과하면 스퍼터링 가공성이 떨어지는 문제점이 있다.
한편, 순차적으로 적층되는 시드층은 구리(Cu)로 형성되며, 상기 시드층의 두께는 500 내지 1500Å인 것이 바람직하다. 상기 시드층의 두께가 500Å에 이르지 못하면 전도성이 낮아 전?도금이 어려운 문제점이 있고, 1500Å을 초과하는 경우에는 스퍼터의 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명에 따르는 제조방법에서, S2 단계에서는 상기 시드층 상에 보호필름이 부착된다. 상기 보호필름의 기능은 후술하는 타면(제2면)에 시드층을 형성하는 경우, 스퍼터 롤에 의해 발생되는 핀홀 불량을 없애기 위한 것이다. 상기 핀홀 불량의 감소는 연성 구리박막 적층필름 상에 초미세 회로를 형성함에 있어 필수적이다. 또한, 제2면에 스퍼터링가공을 수행하는 경우 열적 데미지가 큼으로 인하여 발생되던 필름의 접힘, 주름 등의 열손상을 점착필름이 잡아줌으로써 해결되어 스퍼터링 공정에 있어 생산성이 향상되는 결과를 얻을 수 있다.
상기 목적으로 사용되는 보호필름은 기재필름 상에 바람직하게는 점착제가 도포된 것이다.
상기 보호필름에 적용되는 기재필름으로서는, 후술하는 S3 공정에서 발생하는 열적 데미지를 견딜 수 있는 정도의 내열성과 강도를 가지는 것이면 제한 없이 사용할 수 있다. 바람직하게는, 열적 안정성과 강도 및 가격적인 측면을 고려하여 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 사용한다.
한편, 상기 보호필름용 기재필름의 두께는, 바람직하게는 10 내지 100㎛의 것을 사용한다. 두께가 10㎛에 이르지 못하면 내열성이 부족하여 보호필름으로서의 기능을 수행하지 못한다. 반면, 100㎛을 초과하는 경우에는 나중에 보호필름을 제거했을 경우 휨등이 발생한다.
한편, 상기 기재필름상에 도포되는 점착제로서는, 제2면 스퍼터링 가공 후 박리성을 고려하여, 아크릴계 점착제가 바람직하다. 상기 아크릴계 점착제는 중량평균분자량 10만 내지 300만의 아크릴계 고분자 수지와 경화제를 포함하는 점착제 조성물로 형성된 것이다.
상기 점착제로 형성되는 점착층의 두께는 바람직하게는, 1 내지 50㎛이다. 점착층의 두께가 1㎛에 이르지 못하면 제1면 시드층과의 점착력이 불충분하여, 그 결과 보호효과를 기대할 수 없다. 반면, 50㎛를 초과하면 점착력이 너무 높아 제거시에 휨등이 발생할 수 있고, 생산성도 떨어지며, 가공원가의 상승의 문제점이 있다.
보호필름으로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 기재필름상에 아크릴 점착제가 도포된 것은 KR2014-0073297A, KR2014-0073298A에 기재된 것을 참조할 수 있으며, 보호필름에 관하여 이들 특허문헌들에 기재된 것들은 본 발명의 제조방법에 적용될 수 있다.
S3 단계에서는 S1단계에서 행하여진 Ni/Cr-타이층 및 Cu 시드층의 순차적 적층이 다시한번 수행된다. 다만, 폴리이미드 기재필름을 기준으로 보호필름이 적층된 면의 타면(제2면)에 상기 층들이 적층된다는 점에서만 차이가 있고, 타이층 및 시드층의 조성이나 두께, 형성방법 등은 S1 단계에서와 동일하다.
마지막으로, S3 단계가 완료된 후에 제1면에 적층되었던 보호필름이 적절한 방법으로 제거되고(S4), 양면의 시드층 상에 전해도금 방법으로 구리 박막층이 형성된다(S5). 상기 전해도금은, 바람직하게는 황산구리 및 황산을 기본 물질로 하여 전해도금을 실시하여 시드층 상에 전해도금층을 형성하는 방법으로 수행된다. 바람직하게는 구리의 농도가 15 내지 40g/L인 도금액을 사용한다.
한편, 상기 도금액에는 생산성 및 표면 균일성을 위해서 공지의 첨가제, 예를 들어, 광택제, 레벨러, 보정제, 완화제 등이 첨가될 수 있다.
본 발명에 따르는 제조방법에서, 상기 전해도금은 예를 들어, 전류밀도 0.1 내지 5.0A/m²의 조건에서 수행될 수 있다.
한편, 상기 전해도금층은 0.5 내지 12.0㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 전해도금층의 두께가 0.5㎛ 미만이면 도금층 형성이 어렵고, 12.0㎛를 초과하는 경우에는 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명의 연성 회로 기판용 적층 구조체의 제조방법은 부가적으로 상기 단계들 외에 산화방지를 위한 방청제 처리를 포함한 관용의 후처리 단계들을 포함할 수도 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
먼저, 폴리이미드 필름(도레이-듀폰사의 EN-A grade)을 진공상태에서 표면 클리닝(cleaning) 및 접착강도 증가를 목적으로 거칠기 향상을 위해 플라즈마 처리 후, 물리기상증착법(PVD)인 스퍼터링(sputtering)법을 이용해 상기 폴리이미드 필름의 제1면에 Ni/Cr-타이(tie)층(Ni:Cr 80%:20%, 두께 100Å)과 Cu-시드(seed)층(두께 1000Å)을 순차적으로 형성하였다 (S1).
다음으로, 상기 Cu-시드층 상에, 80㎛의 PET 필름 일면에 10㎛ 두께의 아크릴계 점착제가 도포된 보호필름(도래이첨단소재㈜)의 제품)을 적층하였다 (S2).
이후 폴리이미드 필름의 두 면중 상기 보포필름이 적층된 타면(제2면)에, 전술한 바와 동일한 방법으로 Ni/Cr-타이층과 Cu-시드층을 형성하였다 (S3).
마지막으로, 보호필름을 제거하고(S4), 상기 양면의 Cu-시드층 상에 전해도금으로 Cu-전해도금층을 형성하여(S5) 연성 구리박막 적층필름을 제조하였다. 전해도금액은 CuSO4/H2SO4(구리농도 20g/L) 용액을 사용하였으며 전류밀도, 1.0A/m²의 조건으로 수행되었고, 얻어진 도금층의 두께는 2㎛이었다.
비교예 1
실시예 1에서, S1 단계 후에 보호필름을 적층하지 않고, 바로 S3 단계를 수행하여 제2면에 타이층과 시드층을 형성한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 연성 구리박막 적층필름을 제조하였다.
실험예
상기 각 실시예 및 비교예에 따라 제조된 세미 애디티브용 연성 구리 박막 적층 필름에 대하여, 제1면 상에 발생된 핀홀의 갯수를 측정하여 그 결과를 표 1 및 도 2의 그래프에 나타냈다. 이때 핀홀 측정 평가를 위한 광원 조건으로는 암실에서 할로겐을 사용하여 측정하며 표본크기는 가로 156mm x 세로 300mm을 기준으로 하였으며, 각 조건 마다 5회씩 실험을 반복하여 측정하였다.
Figure pat00001
상기 표 1과 도 2로부터, 본 발명의 방법에 따라 제조된 동박필름은 제1면에 발생된 핀홀의 개수가 16 내지 24개/(가로 156mm x 세로 300mm)로서, 종래 방법에 따라 제조되는 동박필름에서 발생하는 핀홀의 갯수에 비하여 약 1/5 수준에 불과함을 확인할 수 있었다.

Claims (6)

  1. 폴리이미드 필름의 일면에 Ni/Cr-타이층 및 Cu 시드층을 순차적으로 적층하는 단계;
    상기 시드층 상에 보호필름을 부착하는 단계;
    상기 폴리이미드 필름의 타면에 Ni/Cr-타이층 및 Cu-시드층을 순차적으로 적층하는 단계;
    상기 일면에 부착된 보호필름을 제거하는 단계; 및
    양면 적층된 Cu-시드층 상에 양면 도금하는 단계;를 포함하는 세미-애디티브 공정용 연성 구리박막 적층필름의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보호필름은 기재필름 상에 아크릴계 접착제가 1 내지 20㎛ 두께로 도포된 것임을 특징으로 하는 연성 구리박막 적층필름의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 기재필름은 10 내지 100㎛의 PET 필름인 것을 특징으로 하는 연성 구리박막 적층필름의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 타이층의 조성비는 Ni의 함량이 80 내지 95중량%이며, 그 두께는 45 내지 450Å이고; 상기 시드층의 두께는 500 내지 1500Å인 것을 특징으로 하는 연성 구리박막 적층필름의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 도금은 전해도금으로서, 전류밀도 0.1 내지 5.0A/m²의 조건에서, 두께 0.5 내지 12㎛로 수행되는 것을 특징으로 하는 연성 구리박막 적층필름의 제조방법.
  6. 제1항의 방법으로 제조되고, 가로 156mm x 세로 300mm인 크기에서 핀홀의 개수가 25개 이하인 연성 구리박막 적층필름.
KR1020150019617A 2015-02-09 2015-02-09 연성 구리박막 적층필름의 제조방법 및 그로부터 제조되는 세미 애디티브 공정용 연성 구리박막 적층필름 KR20160098593A (ko)

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