KR20180120959A - 금 적층 구리 필름 및 그 제조 방법 - Google Patents

금 적층 구리 필름 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20180120959A
KR20180120959A KR1020170054984A KR20170054984A KR20180120959A KR 20180120959 A KR20180120959 A KR 20180120959A KR 1020170054984 A KR1020170054984 A KR 1020170054984A KR 20170054984 A KR20170054984 A KR 20170054984A KR 20180120959 A KR20180120959 A KR 20180120959A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gold
metal
copper
layer
brass
Prior art date
Application number
KR1020170054984A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101991922B1 (ko
Inventor
권혁전
이상목
Original Assignee
주식회사 진영알앤에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 진영알앤에스 filed Critical 주식회사 진영알앤에스
Priority to KR1020170054984A priority Critical patent/KR101991922B1/ko
Priority to JP2017567440A priority patent/JP2019518861A/ja
Priority to PCT/KR2017/008309 priority patent/WO2018199394A1/ko
Priority to US15/739,971 priority patent/US20190071766A1/en
Priority to CN201780002199.3A priority patent/CN109154068A/zh
Priority to GB1721710.0A priority patent/GB2570287A/en
Publication of KR20180120959A publication Critical patent/KR20180120959A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101991922B1 publication Critical patent/KR101991922B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C14/024—Deposition of sublayers, e.g. to promote adhesion of the coating
    • C23C14/025—Metallic sublayers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
    • C23C14/16—Metallic material, boron or silicon on metallic substrates or on substrates of boron or silicon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/0008—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
    • B23K1/0016—Brazing of electronic components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/19—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering taking account of the properties of the materials to be soldered
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/20—Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
    • C23C14/16—Metallic material, boron or silicon on metallic substrates or on substrates of boron or silicon
    • C23C14/165—Metallic material, boron or silicon on metallic substrates or on substrates of boron or silicon by cathodic sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/562—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks for coating elongated substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/42—Printed circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/03—Conductive materials
    • H05K2201/0332—Structure of the conductor
    • H05K2201/0335—Layered conductors or foils
    • H05K2201/0338—Layered conductor, e.g. layered metal substrate, layered finish layer, layered thin film adhesion layer
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/03—Conductive materials
    • H05K2201/0332—Structure of the conductor
    • H05K2201/0335—Layered conductors or foils
    • H05K2201/0355—Metal foils
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341—Surface mounted components
    • H05K3/3431—Leadless components
    • H05K3/3436—Leadless components having an array of bottom contacts, e.g. pad grid array or ball grid array components

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명은 금 적층 구리 필름에 관한 것으로서, 상기 금 적층 구리 필름은 구리로 이루어진 금속층, 상기 금속층 위에 위치하고, 황동, 망간황동, 인청동, 실진, 델타메탈, 네이벌 황동, 알루미늄(Al)-황동 합금, 구리(Cu)-주석(Sn) 합금, 청동(bronze) 또는 구리(Cu)-납(Pb) 합금으로 이루어진 금속 보호층, 그리고 상기 금속 보호층 위에 위치한 금층을 포함한다.

Description

금 적층 구리 필름 및 그 제조 방법{Au LAMINATED Cu FILM AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 금 적층 구리 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 도금법, 열증착법 또는 스퍼터링법과 같은 금속 표면 처리 기술은 금속의 내식성과 내마모성 등을 향상시키는 동시에 금속 표면의 색채와 광택을 좋게 하여 금속의 가치는 높이게 하는 기술이다.
특히, 금속 표면 처리 물질 중에서, 귀금속인 금은 제품의 가치를 높일 뿐만 아니라, 금이 갖고 있는 우수한 열적 및 전기적 특성으로 인해 전자 제품이나 반도체 제품 등에서 소자의 단자나 배선 등의 재료로 많이 사용되고 있다.
따라서, 구리(Cu) 등과 같은 금속에 금을 도금하는 금도금법은 장식품과 같은 생활 소품뿐만 아니라 전자제품과 반도체 부분과 같은 다양한 산업 분야에서 사용되고 있다.
그리고, 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board) 제조 공정에서 가장 마지막 공정이 표면처리 공정이다. 표면처리 공정은 최종 솔더링(Soldering) 공정이 이루어질 때까지 솔더 패드(Solder Pad) 표면에 산화를 방지하기 위한 최후 공정으로 매우 중요한 공정이다. 표면처리 기술은 HASL(Hot Air Solder Leveling), 무전해 금(Au) 도금, 흔히 프리 플럭스(Pre-flux)라 불리는 OSP(Organic Solder ability Preservative), 무전해 주석(Sn), 무전해 은(Ag) 도금, 팔라듐(Pd) 도금 등이 있다.
금도금은 구리에 금을 도금하는 경우가 일반적으로, 구리 위에 금을 도금하기 전에 니켈(Ni)을 먼저 구리 위에 도금하여 금이 동박 조직내로 침투되는 것을 방지하는 니켈층을 금속 보호층(Barrier layer)으로 사용한다.
하지만, 이와 같이, 금도금하기 전에 니켈을 보호금속으로 사용하는 경우, 솔더링공정 후 니켈층의 산화로 인해 니켈층이 박리되는 현상이 발생한다.
하지만, 솔더링 공정을 완료하기 전까지 이러한 니켈층의 박리 현상을 검출할 수 없어 해당 제품의 불량률을 증가시키는 원인이 된다.
대한민국 공개특허 공개번호 10-2014-0075843(공개일자: 2014년 06월 20일, 발명의 명칭: 전도성 나노폴리머를 이용한 무전해 금도금 방법)
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 금속 위에 적층된 층의 박리 현상을 방지하여 해당 제품의 불량률을 감소시키기 위한 것이다.
본 발명의 한 특징에 따른 금 적층 구리 필름은 구리를 함유한 물질로 이루어진 금속층, 상기 금속층 위에 위치하고, 황동, 망간황동, 인청동, 실진, 델타메탈, 네이벌 황동, 알루미늄(Al)-황동 합금, 구리(Cu)-주석(Sn) 합금, 청동(bronze) 또는 구리(Cu)-납(Pb) 합금으로 이루어진 금속 보호층이고, 상기 금속 보호층 위에 위치한 금층을 포함한다.
상기 금속층은 압연 동박, 전해 동박(electrolytic copper foil) 또는 전지용 동박으로 이루어지는 것이 좋다.
상기 금속층은 10㎛ 내지 100㎛의 두께를 갖고, 상기 금속 보호층은 200Å 내지 1000Å의 두께를 가지며, 상기 금층은 200Å 내지 1000Å의 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 금 적층 구리 필름 제조 방법은 구리를 함유한 물질로 이루어진 금속층 위에 롤투롤 스퍼터링법으로 금속 보호층을 형성하는 단계, 그리고 상기 보호 금속층 위에 롤투롤 스퍼터링법으로 금층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 금속 보호층은 황동, 망간황동, 인청동, 실진, 델타메탈, 네이벌 황동, 알루미늄(Al)-황동 합금, 구리(Cu)-주석(Sn) 합금, 청동(bronze) 또는 구리(Cu)-납(Pb) 합금으로 이루어진다.
상기 금속층은 압연 동박, 전해 동박(electrolytic copper foil) 또는 전지용 동박으로 이루어질 수 있다.
상기 특징에 따른 금 적층 구리 필름 제조 방법은 상기 금층 위에 땜납을 이용한 솔더링 공정을 실시하여 부품의 단자와 상기 금층이 연결되는 연결부를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이러한 특징에 따르면, 구리로 이루어진 금속층 위에 바로 금을 적층하는 대신 금속층 위에 구리 합금으로 이루어진 금속 보호층을 적층한 후, 금의 스퍼터링 동작을 실시하여, 금속층에 금이 침투되는 현상을 막아주고, 금속층과 금과의 부착력을 증가시키며, 형성된 금층의 광택을 향상시킨다.
또한, 도금법을 이용하는 대신 스퍼터링법을 이용하고, 솔더링 공정 시 산화 현상으로 인해 도금된 금의 박리 현상의 원인이 되는 니켈층을 보호 금속층으로 사용하는 대신 구리 합금을 금속 보호층을 이용하므로 솔더링 공정 이후 금층이 박리되는 현상이 방지된다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 금 적층 구리 필름의 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 한 실시예에 따른 금 적층 구리 필름의 제조 방법은 도시한 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 한 실시예에 따른 금 적층 구리 필름과 단자를 구비한 부품과의 솔더링 공정의 한 예를 도시한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "접속되어" 있다거나 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 접속되어 있거나 연결되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 접속되어" 있다거나 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 금 적층 구리 필름 및 그 제조 방법에 대하여 대하여 설명한다.
먼저, 도 1을 참고로 하여, 금 적층 구리 필름에 대하여 상세히 설명한다.
도 1에 도시한 것처럼, 본 예에 따른 금 적층 구리 필름(100)은 금속층(110), 금속층(110)의 상부와 하부에 각각 위치하는 제1 및 제2 금속 보호층(121, 122), 그리고 제1 및 제2 금속 보호층(121, 122) 위에 각각 위치하는 제1 및 제2 금층(131, 132)을 구비한다.
제1 및 제2 금층(131, 132) 중 적어도 하나[예, 제1 금층(131)] 위에는 배선이 위치할 수 있다.
본 예의 금속층(110)은 구리(Cu)를 함유한 물질로 이루어진 동박이고, 구체적으로 압연 동박(rolled copper foil), 전해 동박(electrolytic copper foil) 또는 전지용 동박으로 이루어질 수 있다.
이러한 금속층(110)은 10㎛ 내지 100㎛의 두께를 갖는다.
금속층(100)의 상부와 하부에 각각 위치하고 있는 제1 및 제2 금속 보호층(121, 122)은 모두 동일한 두께를 갖고 있고, 예를 들어 200Å 내지 1000Å의 두께를 가질 수 있다.
또한, 제1 및 제2 금속 보호층(121, 122)은 각각 황동(brass), 망간황동(manganese brass), 인청동(phosphor bronze), 실진(silzin), 델타메탈(delta metal), 네이벌 황동(naval brass), 알루미늄(Al)-황동 합금, 구리(Cu)-주석(Sn) 합금[예, 청동(bronze)] 또는 구리(Cu)-납(Pb) 합금 등의 구리 합금으로 이루어질 수 있다.
제1 및 제2 금속 보호층(121, 122) 위에 각각 위치하고 금(Au)으로 이루어진 제1 및 제2 금층(131, 132)은 200Å 내지 1000Å의 두께를 가질 수 있다.
본 예의 경우, 동박으로 이루어진 금속층(110) 위에 바로 금(Au)을 적층하는 대신 금속층(110) 위에 구리 합금으로 이루어진 금속 보호층(121, 122)을 적층한 후, 금의 스퍼터링 동작을 실시하여, 금속층(110)과의 금 부착력을 증가시키며, 또한 형성된 금층(131, 132)의 광택을 향상시킨다.
또한, 도금법을 이용하는 대신 스퍼터링법을 이용하고, 특히 솔더링 공정 시 산화 현상으로 인해 도금된 금의 박리 현상의 원인이 되는 니켈층을 금속 보호층으로 사용하는 대신 구리 합금을 금속 보호층을 이용하므로 솔더링 공정 이후 금층이 박리되는 현상이 방지된다.
이러한 구조를 갖는 금 적층 구리 필름(100)의 제조 방법에 대하여 도 2a 및 도 2b를 참고로 하여 설명한다.
본 예의 경우, 하나의 금 적층 구리 필름(100)을 제조하기 위해 적층되는 층 수만큼 격벽 등으로 구획된 격실이 형성된 하나의 챔버를 이용하여 각 해당 측이 순차적으로 형성되지만, 이와는 달리, 별개의 챔버에서 각 해당 층이 순차적으로 형성될 수 있다.
먼저, 기재층인 금속층(110)이 원하는 각 층을 적층하기 위한 공정 챔버의 해당 격실로 이동한다.
이때, 금속층(110)은 압연 동박, 전해 동박(electrolytic copper foil) 또는 전지용 동박과 같이 구리(Cu)을 함유한 물질로 이루어질 수 있다.
본 예에서 각 층(110, 121, 122, 131, 132)은 롤투롤 스퍼터링 (roll-to-roll sputtering) 장비를 사용하는 롤투롤 스퍼터링법으로 제조된다.
이때, 공정 챔버의 초기 진동도는 1×10-6torr 내지 9×10-6torr로 유지된다.
이러한 공정 챔버의 초기 진공도는 기재층으로 작용하는 금속층(110)의 수분을 제거하기 위한 것으로서 원하는 진공도에 도달하기 위해 고진공 펌프인 터보 펌프(turbo pump), DP 펌프(dispenser pump) 또는 클라이오 펌프(cryo pump) 등을 이용할 수 있다.
이와 같이, 공정 챔버의 초기 진공도가 원하는 크기로 조정된 후 금속층(110) 공정 챔버로 이동한 후, 스퍼터링 공정을 위한 플라즈마(plasma) 형성을 위하여 주입량 제어기(MFC, mass flow controller)를 이용하여 분위기 가스(즉, 플라즈마 가스)인 불활성 가스, 예를 들어, 아르곤(Ar) 가스가 공정 챔버로 투입되고, 이로 인해, 공정 챔버의 진공도는 1×10-3torr 내지 9×10-3torr, 바람직하게 1 내지 5×10-3torr로 조정되어 공정 챔버의 진공 상태는 초기 상태에서 작업 상태로 조정한다.
이때, 아르곤(Ar) 가스의 투입량은 100sccm 내지 500sccm일 수 있다.
아르곤 가스의 투입량이 각 하한값(100sccm) 이상인 경우, 안정적으로 스퍼터링 공정이 행해져 원하는 층의 적층 동작이 안정적으로 이루어지고, 아르곤 가스의 투입량이 각 상한값(500sccm) 이하인 경우, 발생된 이온 수의 증가로 인한 플라즈마 형성 시 이온들과의 충돌로 인한 적층 효율이 감소가 방지된다.
이런 공정 챔버의 분위기에서, 플라즈마 공정을 실시하기 위해 DC 전원 생성기나 DC 펄스 전원 생성기에 의해 전원이 공급되면, 주입된 스퍼터링 가스(아르곤 가스)는 음극 쪽(예, 타겟물질 쪽)에서 방출된 전자와 충돌하여 여기(exit)되어 Ar+으로 된 후, 여기된 아르곤 가스(Ar+)가 타겟 물질이 위치한 음극 쪽으로 이동하여 타겟 물질과 충돌해 플라즈마를 생성해 양극 쪽에 위치한 금속층(110) 위에 적층 동작이 이루어져 타겟 물질로 이루어진 제1 및 제2 금속 보호층(121, 122)이 금속층(110)의 상부와 하부 위에 각각 적층된다(도 2a).
금속층(110)의 전면과 후면에 각각 제1 및 제2 금속 보호층(121, 122)을 형성하기 위해, 먼저, 금속층(110)의 전면 또는 후면에 제1 금속 보호층(121) 또는 제2 금속 보호층(122)을 형성한 후, 다시 동일한 공정 챔버의 분위기에서 나머지 금속층(110)의 면(예, 후면 또는 전면)에 제2 금속 보호층(122) 또는 제1 금속 보호층(121)을 형성한다.
본 예에서, 제1 및 제2 금속 보호층(121, 122)을 위한 타겟 물질은 구리의 합금 물질이 사용되며, 예를 들어, 황동(brass), 망간황동(manganese brass), 인청동(phosphor bronze), 실진(silzin), 델타메탈(delta metal), 네이벌 황동(naval brass), 알루미늄(Al)-황동 합금, 구리(Cu)-주석(Sn) 합금[예, 청동(bronze)] 또는 구리(Cu)-납(Pb) 합금일 수 있다.이와 같이, 금속층(110) 위에 제1 및 제2 금속 보호층(121, 122)이 적층된 동박이 이동하여 제1 및 제2 금층(131, 132)을 적층하기 위한 격실로 이동한다.
제1 및 제2 금층(131, 132)을 위해 타겟 물질인 금(Au)이 위치하는 해당 격실로 분위기 가스인 아르곤 가스를 해당 양만큼 주입한 후, 전원이 공급되면 아르곤 가스(Ar+)에 의한 스파터링 동작에 의해 제1 및 제2 금속 보호층(121, 122) 위에 각각 제1 및 제2 금층(121, 122)이 형성된다(도 2b). 이때, 제1 및 제2 금층(131, 132)의 형성 순서는 필요에 따라 변경된다.
제1 및 제2 금층(131, 132)을 위한 아르곤(Ar) 가스의 투입량은 100sccm 내지 500sccm일 수 있다.
이와 같이, 제1 및 제2 금속 보호층(121, 122)이 이물질이 투입되어 행해지는 도금 공정이 아닌 이물질이 없는 진공 상태에서 행해지는 스퍼터링 공정을 이용하여 형성된다.
이로 인해, 이물질로 인한 문제, 예를 들어, 제1 및 제2 금속 보호층(121, 122) 및 그 위에 형성되는 금층(131, 132) 중 적어도 하나가 이물질로 인해 산화되는 현상 또는 금층(131, 132)이 박리되는 현상 등의 문제가 방지되거나 감소된다.
추가로, 배선 형성을 위한 솔더링 공정 시 이물질로 인해 크랙(crack)이나 산화 현상이 방지되어 배선 접점 불량의 발생율이 감소한다.
또한, 본 예의 경우, 솔더링 공정을 위한 고온 공정 시 열산화 현상이 발생하는 니켈을 이용하지 않고 열에 강한 구리의 합금을 이용한다. 이로 인해, 솔더링 공정 시 행해지는 고온 공정에 따른 산화 현상이 감소되거나 방지되고, 이미 기재한 것처럼, 제1 및 제2 금속 보호층(121, 122) 형성시 이물질의 침투가 없으므로, 솔더링 시 이물질로 인한 산화 현상과 크랙(crack) 현상이 방지된다.
스퍼터링 공정 시 형성된 막의 치밀도와 평탄도가 도금 공정으로 형성된 막의 치밀도와 평탄도보다 크므로, 제1 및 제2 금속 보호층(121, 122)의 치밀도와 평탄도는 도금 공정으로 형성된 경우보다 증가하게 된다.
이로 인해, 제1 및 제2 금속 보호층(121,122)으로의 산소 투입과 이물질 투입이 어려워 제1 및 제2 금속 보호층(121,122)의 산화 현상이 감소되고 박리 현상 또한 줄어든다. 또한, 이러한 치밀도의 평탄도의 증가로 인해, 기존보다 작은 두께로 금층(131, 132)을 형성해도 금층(131, 132)의 부착력이 증가하여 사용되는 금의 양이 줄어들어 경제성이 향상된다.
더욱이, 동의 합금 물질의 형성으로 인한 광택 등이 증가로 인해 제1 및 제2 금속 보호층(121, 122) 형성된 제품의 심미성이 향상된다.
본 예에서, 금속 보호층(121, 122) 형성을 위해 해당 격실에 주입되는 아르곤 가스의 양과 금층(131, 132) 형성을 위해 해당 격실로 주입되는 아르곤 가스의 양은 서로 상이하거나 동일할 수 있다.
또한, 본 예에서, 롤 투 롤 스파터링을 위한 금속층(110)의 주행 속도는 1~10m/min일 수 있고, 금속층(110)의 주행 속도와 스퍼터링 공정을 위해 인가되는 플라즈마 형성을 위해 인가되는 전력의 크기, 즉 DC 전원 생성기나 DC 펄스 전원 생성기의 전원 크기는 형성되는 각 층(121 122, 131, 132)의 적층 두께에 따라 정해질 수 있다.
이같이, 금속층(110) 위에 원하는 두께의 금층(131, 132)이 형성된 금 적층 구리 필름(100)은 부품이 실장되는 인쇄회로기판(PCB, printed circuit board) 위에 위치하는 배선으로 기능할 수 있다.
다음, 도 3a 및 도 3b를 참고로 하여, 금 적층 구리 필름(10)이 인쇄회로기판의 배선으로 기능하여 그 위에 위치한 부품과의 연결을 위한 솔더링법의 한 예를 설명한다.
본 예의 경우, 금 적층 구리 필름(100)과 인쇄회로기판 위에 위치하는 부품은 그 하부에 위치하는 금 적층 구리 필름(100)과 전기적인 연결을 위한 단자로서 솔더 볼(solder ball)을 구비하고 있는 경우에 대하여 설명하지만 이에 한정되지 않는다.
먼저, 도 3a에 도시한 것처럼, 금 적층 구리 필름(100)과 솔더볼(210)을 구비한 부품과의 전기적 및 물리적인 연결을 위해, 단자 즉, 솔더볼(210)을 구비한 부품(200)을 플립 칩(flip chip) 공정이나 픽 앤 플레이스(pick and place) 공정을 이용하여 원하는 금 적층 구리 필름(100) 위에 위치시킨다.
그런 다음, 금 적층 구리 필름(100) 위에 위치한 부품(200)을 금 적층 구리 필름(100) 위에 고정하기 위해 오븐기(oven) 등을 이용하여 금 적층 구리 필름(100)이 위치한 인쇄회로기판을 열처리한다. 이때, 열처리 온도는 100℃ 내지 300℃일 수 있고 열처리 시간은 1분 내지 3분일 수 있다.
이러한 열처리 동작에 금 적층 구리 필름(100) 속에 함유된 금(Au)이 녹아 금 적층 구리 필름(100)과 그 위에 위치한 부품의 솔더볼(210)이 전기적 및 물리적으로 연결되어 금 적층 구리 필름(100)의 금층(131 또는 132)과 부품의 단자인 솔더볼(210)이 연결된 연결부(300)를 형성하게 된다.
이미 기술한 것처럼, 하나의 예로서, 부품의 단자가 솔더볼로 이루어진 경우에 대하여 설명하였지만, 이에 한정되지 않고 다양한 종류의 솔더링 공정이 본 예에 적용될 수 있음은 당연하다.
본 예의 경우, 금속층(110)의 전면과 후면에 모두 금속 보호층(121, 122)과 금층(131, 132)이 형성되어 위치하지만, 이에 한정되지 않고 금속층(110)의 전면과 후면 중 한 면에만 금속 보호층(121 또는 122)과 금층(131 또는 132)이 형성될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 금속 보호층(121, 122)을 형성하기 전에, 직류 밤바드(DC bombard) 공정을 이용하여 금속층(110)의 표면 개질 동작을 추가로 실시하여, 금속층(110)의 표면 위에 형성된 제1 및 제2 금속 보호층(121, 122)의 적층 효율이 향상될 수 있도록 한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 금 적층 구리 필름 110: 금속층
121, 122: 금속 보호층 131, 132: 금층
200: 부품 210: 솔더볼
300: 연결부

Claims (6)

  1. 구리를 함유한 물질로 이루어진 금속층,
    상기 금속층 위에 위치하고, 황동, 망간황동, 인청동, 실진, 델타메탈, 네이벌 황동, 알루미늄(Al)-황동 합금, 구리(Cu)-주석(Sn) 합금, 청동(bronze) 또는 구리(Cu)-납(Pb) 합금으로 이루어진 금속 보호층, 그리고
    상기 금속 보호층 위에 위치한 금층
    을 포함하는 금 적층 구리 필름.
  2. 제1항에서,
    상기 금속층은 압연 동박, 전해 동박(electrolytic copper foil) 또는 전지용 동박으로 이루어진 금 적층 구리 필름.
  3. 제1항에서,
    상기 금속층은 10㎛ 내지 100㎛의 두께를 갖고,
    상기 금속 보호층은 200Å 내지 1000Å의 두께를 가지며,
    상기 금층은 200Å 내지 1000Å의 두께를 가지는
    금 적층 구리 필름.
  4. 구리를 함유한 물질로 이루어진 금속층 위에 롤투롤 스퍼터링법으로 금속 보호층을 형성하는 단계, 그리고
    상기 금속 보호층 위에 롤투롤 스퍼터링법으로 금층을 형성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 금속 보호층은 황동, 망간황동, 인청동, 실진, 델타메탈, 네이벌 황동, 알루미늄(Al)-황동 합금, 구리(Cu)-주석(Sn) 합금, 청동(bronze) 또는 구리(Cu)-납(Pb) 합금으로 이루어진
    금 적층 구리 필름 제조 방법.
  5. 제4항에서,
    상기 금속층은 압연 동박, 전해 동박(electrolytic copper foil) 또는 전지용 동박으로 이루어진 금 적층 구리 필름 제조 방법.
  6. 제4항에서,
    상기 금층 위에 땜납을 이용한 솔더링 공정을 실시하여 부품의 단자와 상기 금층이 연결되는 연결부를 형성하는 단계를 더 포함하는 금 적층 구리 필름 제조 방법.
KR1020170054984A 2017-04-28 2017-04-28 금 적층 구리 필름 및 그 제조 방법 KR101991922B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170054984A KR101991922B1 (ko) 2017-04-28 2017-04-28 금 적층 구리 필름 및 그 제조 방법
JP2017567440A JP2019518861A (ja) 2017-04-28 2017-08-01 金積層銅フィルム及びその製造方法
PCT/KR2017/008309 WO2018199394A1 (ko) 2017-04-28 2017-08-01 금 적층 구리 필름 및 그 제조 방법
US15/739,971 US20190071766A1 (en) 2017-04-28 2017-08-01 Gold coated copper film and method for manufacturing same
CN201780002199.3A CN109154068A (zh) 2017-04-28 2017-08-01 金层压铜膜及其制造方法
GB1721710.0A GB2570287A (en) 2017-04-28 2017-08-01 Gold-deposited copper film and manufacturing method therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170054984A KR101991922B1 (ko) 2017-04-28 2017-04-28 금 적층 구리 필름 및 그 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180120959A true KR20180120959A (ko) 2018-11-07
KR101991922B1 KR101991922B1 (ko) 2019-06-21

Family

ID=63919577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170054984A KR101991922B1 (ko) 2017-04-28 2017-04-28 금 적층 구리 필름 및 그 제조 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20190071766A1 (ko)
JP (1) JP2019518861A (ko)
KR (1) KR101991922B1 (ko)
CN (1) CN109154068A (ko)
GB (1) GB2570287A (ko)
WO (1) WO2018199394A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102515271B1 (ko) 2021-05-31 2023-03-29 주식회사 다이브 다층 금속박막 및 이의 제조방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100757612B1 (ko) * 2001-07-06 2007-09-10 가부시키가이샤 가네카 적층체 및 그의 제조 방법
JP2010050303A (ja) * 2008-08-22 2010-03-04 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法および半導体装置
KR100957418B1 (ko) * 2009-06-26 2010-05-11 손경애 인쇄회로기판의 제조방법 및 그에 따라서 제조된 인쇄회로기판
KR20120113633A (ko) * 2011-04-05 2012-10-15 엘지이노텍 주식회사 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법
KR20140075843A (ko) 2012-11-29 2014-06-20 주식회사 지피하이텍 전도성 나노폴리머를 이용한 무전해 금도금 방법

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6596391B2 (en) * 1997-05-14 2003-07-22 Honeywell International Inc. Very ultra thin conductor layers for printed wiring boards
US6461225B1 (en) * 2000-04-11 2002-10-08 Agere Systems Guardian Corp. Local area alloying for preventing dishing of copper during chemical-mechanical polishing (CMP)
CN101024315A (zh) * 2001-07-06 2007-08-29 钟渊化学工业株式会社 层压体及其制造方法
US20090208762A1 (en) * 2005-06-23 2009-08-20 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. Copper Foil for Printed Wiring Board
KR100961272B1 (ko) * 2009-12-17 2010-06-03 주식회사 플렉스컴 연성회로기판의 부품 실장구조 및 그 실장방법
JP5808114B2 (ja) * 2011-02-16 2015-11-10 Jx日鉱日石金属株式会社 プリント配線板用銅箔、積層体及びプリント配線板
JPWO2017030050A1 (ja) * 2015-08-19 2018-05-31 株式会社ニコン 配線パターンの製造方法、導電膜の製造方法、及びトランジスタの製造方法
JP6600550B2 (ja) * 2015-12-16 2019-10-30 日東電工株式会社 金属層積層透明導電性フィルムおよびそれを用いたタッチセンサ
DE102016216308B4 (de) * 2016-08-30 2022-06-15 Schweizer Electronic Ag Leiterplatte und Verfahren zu deren Herstellung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100757612B1 (ko) * 2001-07-06 2007-09-10 가부시키가이샤 가네카 적층체 및 그의 제조 방법
JP2010050303A (ja) * 2008-08-22 2010-03-04 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法および半導体装置
KR100957418B1 (ko) * 2009-06-26 2010-05-11 손경애 인쇄회로기판의 제조방법 및 그에 따라서 제조된 인쇄회로기판
KR20120113633A (ko) * 2011-04-05 2012-10-15 엘지이노텍 주식회사 인쇄회로기판 및 그의 제조 방법
KR20140075843A (ko) 2012-11-29 2014-06-20 주식회사 지피하이텍 전도성 나노폴리머를 이용한 무전해 금도금 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR101991922B1 (ko) 2019-06-21
GB201721710D0 (en) 2018-02-07
CN109154068A (zh) 2019-01-04
US20190071766A1 (en) 2019-03-07
JP2019518861A (ja) 2019-07-04
WO2018199394A1 (ko) 2018-11-01
GB2570287A (en) 2019-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7523548B2 (en) Method for producing a printed circuit board
US7731831B2 (en) Method for manufacturing a composite material including copper foil and support layer
US20070145584A1 (en) Printed wiring board, method for manufacturing same, and circuit device
US6586683B2 (en) Printed circuit board with mixed metallurgy pads and method of fabrication
TW202045779A (zh) 具有改進的晶鬚抑制之壓配合端子
CN108155167B (zh) 焊料颗粒
KR101991922B1 (ko) 금 적층 구리 필름 및 그 제조 방법
US20020094449A1 (en) Laminated structure for electronic equipment and method of electroless gold plating
US9363900B2 (en) Mounting device and method of manufacturing the same
KR20120053195A (ko) 내열접착력을 개선한 연성회로기판용 동박 적층 구조체 및 그의 제조방법
US20130000967A1 (en) Electric joint structure and method for preparing the same
JP4585807B2 (ja) プリント配線基板の製造方法
Park et al. Au-Less, Ni-Less & Roughness-Less PCB Cu Surface Treatment Using All-in-One Al2O3 Passivation
US20100132978A1 (en) Whisker-free coating structure and method of fabricating the same
JP2018204066A (ja) 電極形成方法及び半導体素子電極構造
JP4427044B2 (ja) フレキシブル基板用導体およびその製造方法並びにフレキシブル基板
KR101563884B1 (ko) 코어 솔더 볼, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 전자부품
JP3066201B2 (ja) 回路基板及びその製造方法
JP2020105543A (ja) 置換金めっき液および置換金めっき方法
JPH08273967A (ja) 電子部品の電極形成方法
KR101394619B1 (ko) 내산화 유기물 또는 내산화 유기물과 금속이 코팅된 내산화 반도체 패키지용 본딩 와이어
US20210296267A1 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP4776217B2 (ja) 銅メタライズド積層板及びその製造方法
RU2213435C2 (ru) Способ изготовления печатных плат
JP5434087B2 (ja) 半導体装置とその半導体装置のハンダ付け方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant