KR20230039882A - 구리 또는 구리 합금용 에칭액 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 구리 또는 구리 합금용 에칭액에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 본 발명의 실시예에 의한 구리 또는 구리 합금용 에칭액은, 구리 또는 구리 합금용 에칭액에 있어서: 상기 구리 또는 구리 합금용 에칭액은, 기설정된 중량비의 산화 구리, 염산, 억제제, 용해 촉진제, 표면장력 조절용 첨가제 및 산화방지제와 잔량의 물을 포함하는 구리 또는 구리 합금용 에칭액에 관한 것이다.
Description
본 발명은 구리 또는 구리 합금용 에칭액에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 기설정된 중량의 산화 구리, 염산, 억제제, 용해 촉진제, 표면장력 조절용 첨가제, 산화방지제, 열가소성 수지 나노 입자 및 물을 포함하는 구리 또는 구리 합금용 에칭액에 관한 것이다.
에칭(Eching)은, 약품을 통하여 금속이나 유리 등의 표면을 부식시키는 조작으로, PCB(Printed Circuit Board), TAB(Tape Automated Bonding), BGA(Ball Grid Array), COF(Chip On Flexble Printed Circuit) 및 리드 프레임(Lead frame) 등의 전자부품 및 정밀부품의 회로 형성 공정에서, 회로 외의 구리 및 구리합금을 선택적으로 제거하는데 사용된다. 이러한 에칭 공정에서는 황산 및 과산화수소의 혼합액 또는 염화제2구리 및 염화제2철로 구성되는 용액을 포함하는 에칭액(Etchant)이 주로 사용되어 왔다. 그러나, 상기의 에칭액의 경우, 에칭 시 거품이 발생하여 금속 표면의 부식이 충분히 진행되지 않거나, 에칭 장치 내부의 손상을 야기하므로 궁극적으로 에칭 효율이 감소될 우려가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술에 의한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 보다 에칭 효율이 증대되는 구리 또는 구리 합금용 에칭액을 제공하기 위한 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 의한 구리 또는 구리 합금용 에칭액은, 구리 또는 구리 합금용 에칭액에 있어서: 상기 구리 또는 구리 합금용 에칭액은, 기설정된 중량비의 산화 구리, 염산, 억제제, 용해 촉진제, 표면장력 조절용 첨가제 및 산화방지제와 잔량의 물을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 구리 또는 구리 합금용 에칭액에는, 기설정된 중량비의 고분자 수지가 첨가될 수 있다.
또한, 상기 구리 또는 구리 합금용 에칭액은, 1 내지 10wt%의 산화 구리, 1 내지 10wt%의 염산, 1 내지 5wt%의 억제제, 0.1 내지 1wt%의 용해 촉진제, 0.1 내지 1wt%의 표면장력 조절용 첨가제, 0.1 내지 1wt%의 산화방지제 및 0.1 내지 1wt%의 열가소성 수지 나노 입자와 나머지 중량의 물을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 억제제는, 트리아졸 또는 테트라졸계 화합물로서, 1,2,3-트리아졸, 1,2,4-트리아졸, 페닐-1,2,4-트리아졸, 5-아미노-1,2,4-트리아졸, 벤즈트리아졸, 1-메틸-벤즈트리아졸, 톨릴트리아졸, 1H-테트라졸, 5-아미노-1H-테트라졸, 5-메틸-1H-테트라졸, 5-페닐-1H-테트라졸, 5-머캅토-1H-테트라졸, 1-페닐-5-머캅토-1H-테트라졸, 1-시클로헥실-5-머캅토-1H-테트라졸, 5,5'-비-1H-테트라졸 및 이들 암모늄염 또는 나트륨염, 아연염, 칼슘염, 칼륨염으로 구성되는 군(群)에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.
또한, 상기 용해 촉진제는, 비이온계 계면활성제로서, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌으로 구성되는 군(群)에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.
그리고, 상기 표면장력 조절용 첨가제는, 알킬벤젠 술폰산 유도체로서, 벤젠 술폰산, 메틸 벤젠 술폰산 및 하이드록시 벤젠 술폰산으로 구성되는 군(群)에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.
또한, 상기 산화방지제는, 부틸 하이드록시 톨루엔 또는 부틸 하이드록시 아니솔 중 어느 하나 이상일 수 있다.
그리고, 상기 열가소성 수지는, 폴리스티렌일 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 구리 또는 구리 합금용 에칭액은, 열가소성 수지인 폴리스티렌 나노 입자를 포함한다. 따라서, 본 발명의 실시예에 의하면, 에칭 시 폴리스티렌 나노 입자에 의하여 구리 또는 구리 합금 표면의 부식이 균일하게 진행되어 상기 금속의 에칭 효율이 증대될 수 있다.
도 1은 제조예 및 비교예 1, 2의 집속 이온 빔(Focused Ion Beam, FIB) 결과를 보인 사진.
이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 구리 또는 구리 합금용 에칭액을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시예에 의한 구리 또는 구리 합금용 에칭액은, 1 내지 10wt%의 산화 구리, 1 내지 10wt%의 염산, 1 내지 5wt%의 억제제, 0.1 내지 1wt%의 용해 촉진제, 0.1 내지 1wt%의 표면장력 조절용 첨가제, 0.1 내지 1wt%의 산화방지제, 0.1 내지 1wt%의 열가소성 수지 나노 입자 및 나머지 중량의 물을 포함한다. 상기 열가소성 수지 나노 입자는 에칭 효율의 향상을 위하여 첨가되는 것으로, 특히, 구리 또는 구리 합금 표면의 부식이 균일하게 진행되도록 하기 위한 것이다.
본 실시예에서, 에칭 효율을 증대시키기 위하여 첨가되는 상기 열가소성 수지는, 폴리스티렌(polystyrene)일 수 있다. 상기 열가소성 수지는, 구리 또는 구리 합금 표면의 부식이 균일하게 진행되도록 함으로써, 구리 또는 구리 합금의 과다 에칭(과다 식각, over-etching) 또는 언더 에칭(under-eching)을 방지한다.
그리고, 상기 억제제는, 트리아졸 또는 테트라졸계 화합물로서, 1,2,3-트리아졸, 1,2,4-트리아졸, 페닐-1,2,4-트리아졸, 5-아미노-1,2,4-트리아졸, 벤즈트리아졸, 1-메틸-벤즈트리아졸, 톨릴트리아졸, 1H-테트라졸, 5-아미노-1H-테트라졸, 5-메틸-1H-테트라졸, 5-페닐-1H-테트라졸, 5-머캅토-1H-테트라졸, 1-페닐-5-머캅토-1H-테트라졸, 1-시클로헥실-5-머캅토-1H-테트라졸, 5,5'-비-1H-테트라졸 및 이들 암모늄염 또는 나트륨염, 아연염, 칼슘염, 칼륨염으로 구성되는 군(群)에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다. 상기 억제제는, 구리 또는 구리 합금의 과다 에칭(과다 식각, over-etching)을 방지하기 위한 것으로, 에칭 후 생성되는 염화 구리와 결합하여 킬레이트 화합물(chelate)을 생성함으로써, 구리 또는 구리 합금 표면의 과다 에칭을 방지하기 위하여 첨가될 수 있다.
또한, 상기 용해 촉진제는, 비이온계 계면활성제로서, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌으로 구성되는 군(群)에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다. 상기 용해 촉진제는, 상기 억제제의 용해 촉진제 및 안정제로서 첨가될 수 있다.
그리고, 상기 표면장력 조절용 첨가제는, 알킬벤젠 술폰산 유도체로서, 벤젠 술폰산, 메틸 벤젠 술폰산 및 하이드록시 벤젠 술폰산으로 구성되는 군(群)에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다. 상기 표면장력 조절용 첨가제는, 상기 억제제 및 용해 촉진제가 첨가됨으로써 감소되는 표면 장력의 영향에 의하여 발생할 우려가 있는 언더 에칭(under etching)을 방지하기 위하여 첨가될 수 있다.
마지막으로, 상기 산화방지제는, 부틸 하이드록시 톨루엔 또는 부틸 하이드록시 아니솔 중 어느 하나 이상일 수 있다. 상기 산화 방지제는, 에칭 시 생성되는 1가 구리를 산화시키기 위하여, 에칭 후 과산화수소 등의 환원제의 첨가 시 발생할 우려가 있는 억제제의 분해를 위하여 첨가될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 및 실험예를 제시한다. 하기의 실시예 및 실험예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리범위가 하기의 실시예 및 실험예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예
<제조예>
제조예에서는, 5wt%의 산화 구리, 5wt%의 염산, 3wt%의 톨리트리아졸, 0.5wt%의 폴리에틸렌 글리콜, 0.5wt%의 벤젠 술폰산, 0.5wt%의 부틸 하이드록시 톨루엔, 0.5wt%의 폴리스티렌 나노 입자 및 나머지 중량의 물을 포함하는 구리 또는 구리 합금용 에칭액이 제조되었다.
<비교예 1>
비교예 1에서는, 제조예와 동일하게 구리 또는 구리 합금용 에칭액이 제조되되, 폴리스티렌 나노 입자가 첨가되지 않았다.
<비교예 2>
비교예 2에서는, 제조예와 동일하게 구리 또는 구리 합금용 에칭액이 제조되되, 2wt%의 폴리스티렌 나노 입자가 첨가되었다.
실험예
<실험예>
상기 제조예 및 비교예 1, 2의 에칭액을 40℃의 온도에서 2.5kg/cm2의 압력 조건으로 45초 동안 구리 합금에 분사하여 에칭을 진행하였고, 에칭 후의 구리 합금에 대하여 집속 이온 빔(Focused Ion Beam, FIB) 분석을 수행하여 도 1에 첨부하였다.
도 1을 참조하면, 제조예의 경우, 구리 합금 표면이 균일하게 부식되었지만, 비교예 1의 경우, 구리 합금 표면의 부식이 상단만 진행되어 단면의 모양이 사다리꼴인 것을 관찰할 수 있다. 또한, 비교예 2의 경우, 구리 합금 표면의 부식이 단면 중앙 부분만 과다하게 진행되어 합금 중앙 부분이 함몰된 것(언더컷)을 관찰할 수 있다. 따라서, 제조예의 경우가 비교예 1 및 2에 비하여 구리 합금 표면의 부식이 균일하게 진행됨으로써, 궁극적으로 에칭 효율이 증대된 것을 확인할 수 있다.
Claims (8)
- 구리 또는 구리 합금용 에칭액에 있어서:
상기 구리 또는 구리 합금용 에칭액은,
기설정된 중량비의 산화 구리, 염산, 억제제, 용해 촉진제, 표면장력 조절용 첨가제 및 산화방지제와 잔량의 물을 포함하는 구리 또는 구리 합금용 에칭액.
- 제 1 항에 있어서,
기설정된 중량비의 열가소성 수지 나노 입자가 첨가되는 구리 또는 구리 합금용 에칭액.
- 제 1 항에 있어서,
1 내지 10wt%의 산화 구리, 1 내지 10wt%의 염산, 1 내지 5wt%의 억제제, 0.1 내지 1wt%의 용해 촉진제, 0.1 내지 1wt%의 표면장력 조절용 첨가제, 0.1 내지 1wt%의 산화방지제 및 0.1 내지 1wt%의 열가소성 수지 나노 입자와 나머지 중량의 물을 포함하는 구리 또는 구리 합금용 에칭액.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 억제제는, 트리아졸 또는 테트라졸계 화합물로서, 1,2,3-트리아졸, 1,2,4-트리아졸, 페닐-1,2,4-트리아졸, 5-아미노-1,2,4-트리아졸, 벤즈트리아졸, 1-메틸-벤즈트리아졸, 톨릴트리아졸, 1H-테트라졸, 5-아미노-1H-테트라졸, 5-메틸-1H-테트라졸, 5-페닐-1H-테트라졸, 5-머캅토-1H-테트라졸, 1-페닐-5-머캅토-1H-테트라졸, 1-시클로헥실-5-머캅토-1H-테트라졸, 5,5'-비-1H-테트라졸 및 이들 암모늄염 또는 나트륨염, 아연염, 칼슘염, 칼륨염으로 구성되는 군(群)에서 선택된 어느 하나 이상인 구리 또는 구리 합금용 에칭액.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 용해 촉진제는, 비이온계 계면활성제로서, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌으로 구성되는 군(群)에서 선택된 어느 하나 이상인 구리 또는 구리 합금용 에칭액.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 표면장력 조절용 첨가제는, 알킬벤젠 술폰산 유도체로서, 벤젠 술폰산, 메틸 벤젠 술폰산 및 하이드록시 벤젠 술폰산으로 구성되는 군(群)에서 선택된 어느 하나 이상인 구리 또는 구리 합금용 에칭액.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 산화방지제는, 부틸 하이드록시 톨루엔 또는 부틸 하이드록시 아니솔 중 어느 하나 이상인 구리 또는 구리 합금용 에칭액.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열가소성 수지는, 폴리스티렌인 구리 또는 구리 합금용 에칭액.
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| KR100917959B1 (ko) | 2003-11-07 | 2009-09-21 | 멧쿠 가부시키가이샤 | 에칭액, 그 보급액, 그것을 이용하는 에칭 방법 및 배선기판의 제조 방법 |
| KR20150142695A (ko) | 2013-04-16 | 2015-12-22 | 멕크 가부시키가이샤 | 에칭액, 보급액, 및 배선 형성 방법 |
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