KR100856100B1 - 기판의 표면처리방법 및 이를 이용한 배선 패턴의 형성방법 - Google Patents

기판의 표면처리방법 및 이를 이용한 배선 패턴의 형성방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100856100B1
KR100856100B1 KR1020070041527A KR20070041527A KR100856100B1 KR 100856100 B1 KR100856100 B1 KR 100856100B1 KR 1020070041527 A KR1020070041527 A KR 1020070041527A KR 20070041527 A KR20070041527 A KR 20070041527A KR 100856100 B1 KR100856100 B1 KR 100856100B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
coating
ink
solution
surface treatment
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1020070041527A
Other languages
English (en)
Inventor
조수환
정재우
Original Assignee
삼성전기주식회사
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 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020070041527A priority Critical patent/KR100856100B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100856100B1 publication Critical patent/KR100856100B1/ko
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H05K3/0011—Working of insulating substrates or insulating layers
    • H05K3/0017—Etching of the substrate by chemical or physical means
    • H05K3/002—Etching of the substrate by chemical or physical means by liquid chemical etching
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • 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
    • H05K1/092—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
    • H05K1/097—Inks comprising nanoparticles and specially adapted for being sintered at low temperature
    • 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
    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1241—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by ink-jet printing or drawing by dispensing
    • H05K3/125—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by ink-jet printing or drawing by dispensing by ink-jet printing
    • 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
    • H05K2201/02—Fillers; Particles; Fibers; Reinforcement materials
    • H05K2201/0203—Fillers and particles
    • H05K2201/0242—Shape of an individual particle
    • H05K2201/0257—Nanoparticles
    • 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
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/01—Tools for processing; Objects used during processing
    • H05K2203/0104—Tools for processing; Objects used during processing for patterning or coating
    • H05K2203/013—Inkjet printing, e.g. for printing insulating material or resist

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Abstract

본 발명은 기판의 표면처리방법 및 이를 이용한 배선 패턴의 형성방법에 관한 것으로, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판의 표면을 KOH 수용액으로 처리하는 단계; 상기 기판의 표면을 AgNO3 수용액으로 처리하는 단계; 상기 기판을 열처리하여 Ag 박막층을 형성하는 단계; 및 플루오로 아크릴레이트계 화합물을 포함하는 코팅 용액으로 상기 기판의 표면을 코팅하는 단계;를 포함하는 기판의 표면처리방법 및 이를 이용한 배선 패턴의 형성방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 잉크젯 방식에 의한 패턴 형성시 토출 잉크의 퍼짐성을 억제하고 접착성을 개선시킬 수 있다.
기판, 표면처리, 배선 패턴, 잉크, 퍼짐성, 접착성, KOH, AgNO3, 플루오로 아크릴레이트계

Description

기판의 표면처리방법 및 이를 이용한 배선 패턴의 형성방법{Method for surface treatment of substrate and method for wiring pattern formation using the same}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 표면처리된 폴리이미드 기판 표면의 전자현미경 사진이다.
본 발명은 기판의 표면처리방법 및 이를 이용한 배선 패턴의 형성방법에 관한 것이다.
최근 공정의 간편성과 대량 생산의 가능성, 환경 친화적이라는 장점 때문에 전자부품의 회로 형성에 비접촉 방식으로 임의의 패턴을 쉽게 인쇄할 수 있는 잉크젯 방식을 적용하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다.
이러한 잉크젯 방식에 있어서 미세 패턴 구현을 위하여 토출 잉크의 액적 크기 조절과 기판에서의 잉크 퍼짐성 및 접착성이 중요한 인자로 작용하게 된다.
잉크젯 패터닝 작업에서 배선 폭을 줄이기 위한 종래의 방법으로는 실리콘계 겔상의 화합물을 기판에 도포함으로써 발수처리를 하여 잉크의 퍼짐성을 억제하는 방법이 있다. 상기와 같은 방법에 따르면, 잉크의 퍼짐성은 어느 정도 억제가 가능하지만, 표면처리층의 두께가 두껍고 잉크의 기판에 대한 접착력이 매우 좋지 않아 공정에 적용 하기가 어렵다.
또한 토출되는 잉크의 액적 크기(drop size)를 펨토(femto) 사이즈, 즉 10-15m로 줄여서 기판에서의 퍼짐을 억제하는 방법이 있다. 그러나, 상기와 같은 방법은 잉크의 드롭 사이즈를 줄이는 것이 매우 어렵고 기술적인 한계가 있어 여러 가지 문제점을 발생시킬 수 있다.
따라서, 잉크젯 방식에 의해서 토출된 액적의 퍼짐성을 조절할 수 있으며, 액적과 기판과의 접착력을 향상시켜, 소형, 경량 및 박막화되고 있는 전자부품에서 요구하고 있는 미세 배선을 포함하는 기판의 표면처리방법이 절실한 실정이다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 미세 배선을 형성하기 위하여 간편하게 액적의 퍼짐성을 조절할 수 있고 기판의 접착력을 향상시킬 수 있는 기판의 표면처리방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 표면처리방법을 이용한 배선 패턴의 형성방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에서는,
기판을 준비하는 단계;
상기 기판의 표면을 KOH 수용액으로 처리하는 단계;
상기 기판의 표면을 AgNO3 수용액으로 처리하는 단계;
상기 기판을 열처리하여 Ag 박막층을 형성하는 단계; 및
플루오로 아크릴레이트계 화합물을 포함하는 코팅 용액으로 상기 기판의 표면을 코팅하는 단계;를 포함하는 기판의 표면처리방법을 제공한다.
일 실시예에 따르면, 상기 기판은 폴리이미드 기판, 폴리에스테르 기판, 및 에폭시 기판으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 KOH 수용액 처리 단계는 상기 기판을 KOH 수용액에 30 내지 120분 동안 침지시켜 수행될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 AgNO3 수용액 처리 단계는 상기 기판을 AgNO3 수용액에 30 내지 120분 동안 침지시켜 수행될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 기판의 열처리 단계는 250 내지 400℃ 온도에서 수행될 수 있으며, 또한 상기 기판의 열처리 단계는 60 내지 120분 동안 수행될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 플루오로 아크릴레이트계 화합물은 적어도 하나의 (퍼)플루오로폴리에테르기 및 적어도 하나의 (메타)아크릴기를 포함하는 화합물을 포함하는 화합물일 수 있다. 여기서, 상기 플루오로 아크릴레이트계 화합물은 전체 코팅 용액중 0.1 내지 10 중량%로 포함될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 코팅 단계는 스핀코팅(spin coating), 롤코팅(roll coating), 딥코팅(dip coating), 스크린 코팅(screen coating), 분무코팅(spray coating), 스크린 인쇄(screen printing) 및 잉크젯(ink jet)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 코팅방법으로 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에서는,
상기 방법을 이용하여 기판을 표면처리 하는 단계;
표면처리된 상기 기판 상에 전도성 나노입자를 포함하는 금속 잉크를 잉크젯 방법으로 인쇄하여 배선을 형성하는 단계;
상기 기판을 열처리하는 단계; 및
에칭 용액을 이용하여 기판 표면에 형성된 Ag 박막층을 제거하는 단계;를 포함하는 배선 패턴의 형성방법을 제공한다.
일 실시예에 따르면, 상기 금속 잉크는 은 나노잉크인 것이 바람직하고, 여기서 에칭 용액은 플레시 에칭(flash etching) 용액을 사용하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 기판의 표면처리방법 및 이를 이용한 배선 패턴의 형성방법에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
잉크젯 방식을 이용한 패턴형성 과정에서 잉크의
퍼짐성에 영향을 미치는 요소로는 잉크의 성질, 잉크에 포함되는 금속입자의 크기 및 농도, 노즐의 크기, 토출되는 액적의 크기 또는 표면장력, 기판의 표면에너지 또는 표면처리상태 등을 들 수 있다. 이때 토출되는 액적의 크기가 일정하다고 가정하면, 잉크의 퍼짐성은 잉크의 표면장력과 기재의 표면에너지의 역학적 관계에 의하여 결정된다. 예를 들어 잉크의 표면장력이 기판의 표면에너지보다 크다면 잉크의 퍼짐성은 작을 것이고, 반대로 잉크의 표면장력이 기판의 표면에너지보다 작다면 잉크의 퍼짐성은 클 것이다. 따라서, 잉크 액적의 크기 및 표면장력이 동일한 잉크라고 가정하면, 기판의 표면에너지를 낮추어 잉크의 퍼짐성을 개선시킬 수 있다. 이와 같은 잉크의 퍼짐성은 기판 표면에 토출된 액적의 직경을 측정함으로써 평가가능하다. 이에 본 발명에서는 기판의 표면에너지를 낮추어 잉크의 퍼짐성을 억제함과 동시에 접착력을 향상시키기 위한 방법을 제공하고자 한 것이다.
본 발명에 따른 기판의 표면처리방법은, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판의 표면을 KOH 수용액으로 처리하는 단계; 상기 기판의 표면을 AgNO3 수용액으로 처리하는 단계; 상기 기판을 열처리하여 Ag 박막층을 형성하는 단계; 및 플루오로 아크릴레이트계 화합물을 포함하는 코팅 용액으로 상기 기판의 표면을 코팅하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 표면처리방법은, 우선 기판을 준비한다. 여기서 사용할 수 있는 기판으로는 일반적으로 인쇄회로기판의 기판 기재로 사용되는 절연성 기판이라면 제한없이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 폴리이미드, 폴리에스테르, 에폭시 기판 등을 사용할 수 있고, 이 가운데 폴리이미드 기판을 사용하는 것이 보다 더 바람직하다.
기판이 준비되면, 상기 기판의 표면을 KOH 수용액으로 처리한다.
예를 들어, 폴리이미드 기판을 사용하여 KOH 수용액과 같은 알칼리 용액으로 표면처리하면, 폴리이미드 표면 상에 이미드 결합을 가수분해시켜 이에 대응되는 칼륨 카르복실산염을 형성하게 된다.
여기서 사용되는 KOH 수용액은 기판을 형성하는 고분자 고리를 분리시켜 염의 형태를 형성할 정도의 농도이면 충분하고, 일정 범위로 한정되는 것은 아니다. 적당하게는 KOH 수용액의 농도가 0.5 내지 2M의 범위인 것이 바람직하다.
또한, 상기 KOH 수용액에 의한 처리단계는, 일 실시예에 따르면 기판을 KOH 수용액에 30 내지 120분 동안 침지(dipping)시켜 수행될 수 있다. KOH 수용액에 기판을 침지시킬 경우 처리시간이 30분 미만이면 폴리이미드 기판 등의 기판을 구성하는 고분자가 염의 형태로 분리되기에 충분하지 못하고, 처리시간이 120분을 초과하면 공정시간이 과도하게 길어져서 바람직하지 못하다. 보다 바람직하게는 50 내지 60분 정도로 처리하는 것이 실험적으로 충분할 수 있다.
다음으로, KOH 수용액으로 처리된 기판 표면을 AgNO3 수용액으로 처리한다. AgNO3 수용액 처리에 의하여 기판 표면의 칼륨 이온(K+)을 은 이온(Ag+)으로 치환시킴으로써 기판 표면에는 은 이온 복합체가 형성된다.
일 실시예에 따르면, AgNO3 수용액에 의한 처리단계는 상기 기판을 AgNO3 수 용액에 30 내지 120분 동안 침지시켜 수행될 수 있다. 여기서, AgNO3 수용액 속의 침지시간이 30분 미만이면 칼륨 이온이 충분히 은 이온으로 치환되지 않을 수 있으며, 침지시간이 120분을 초과하면 공정상 비효율적이어서 바람직하지 않다.
이와 같이 AgNO3 수용액으로 표면처리한 기판은 다음으로 열처리한다.
예를 들면, AgNO3 수용액에 침지시킨 기판을 꺼내어 드라이 오븐 등의 열처리수단을 이용하여 기판을 열처리할 수 있다. 열처리 단계를 통하여 기판 표면의 은 이온(Ag+)는 은(Ag0)으로 환원시켜 기판 표면에 높은 조도(roughness)를 갖는 Ag 박막층을 형성시킬 수 있다. 조도가 높다는 것은 표면에너지가 높음을 의미하고 잉크 액적은 다공성의 표면에서는 넓게 퍼지게 된다. 그러나 다공성 표면은 일종의 고정장치(anchor) 역할을 하기 때문에 접착력은 향상시킬 수가 있다.
이와 같이 표면처리되는 기판은 후에 금속 잉크를 토출시켜 배선패턴을 형성할 때 잉크와의 접착력을 향상시킬 수 있다.
상기 기판의 열처리 단계는 250 내지 400℃ 온도에서 수행되는 것이 바람직한데, 열처리 온도가 250℃ 미만이면 은 이온이 완전하게 은으로 환원되지 않을 수 있고, 열처리 온도가 400℃를 초과하면 기판 자체가 열화되므로 바람직하지 못하다.
또한, 상기 기판의 열처리 단계는 60 내지 120분 동안 수행되는 것이 바람직한데, 열처리 시간이 60분 미만이면 은 이온이 효과적으로 은으로 환원되지 않을 수 있고, 열처리 시간이 120분을 초과하면 공정상 비효율적이어서 바람직하지 못하 다.
열처리 단계를 거친 기판은 플루오로 아크릴레이트계 화합물을 포함하는 코팅용액으로 기판 표면을 코팅한다.
Ag 박막층이 형성된 기판 표면은 조도가 높아 배선 형성시 잉크와의 접착력 면에서 우수한 효과를 나타내지만, 이 상태에서는 표면에너지가 높아 잉크의 퍼짐성 때문에 미세 배선의 형성이 불가능하다. 따라서, 플루오로 아크릴레이트계 화합물과 같은 계면활성제를 이용하여 표면을 코팅시킴으로써 잉크의 퍼짐성을 억제시킬 수가 있다.
이와 같은 플루오로 아크릴레이트계 화합물은 물과 기름에 대한 반발력이 우수하고, 내약품성이 뛰어난 고기능성 계면활성제로서, 이를 이용하여 기판 표면을 코팅할 경우 표면에 플루오로 반응기를 형성함으로써 불소화합물 표면층을 형성시킨다. 이는 발수, 발유 특성을 나타내어 기판의 퍼짐성을 효과적으로 억제시켜 줄 수 있다.
본 발명에서 사용될 수 있는 플루오로 아크릴레이트계 화합물로는, 적어도 하나의 (퍼)플루오로폴리에테르기 및 적어도 하나의 (메타)아크릴기를 포함하는 화합물을 사용할 수 있다. 여기서, (메타)아크릴기는 수소 또는 불소로 임의 치환된 (메타)아크릴레이트기이고, 바람직하게는 아크릴레이트기인 것이 좋다.
(퍼)플루오로폴리에테르 (메타)아크릴레이트 화합물은 단일 단관능성 (퍼)플루오로폴리에테르 아크릴레이트, 단일 다관능성 (퍼)플루오로폴리에테르 아크릴레이트, 또는 그것의 임의의 조합물을 포함할 수 있다.
상기 플루오로 아크릴레이트계 화합물은 전체 코팅 용액중 0.1 내지 10 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 2 중량%이다. 함량이 0.1 중량% 미만이면 액적의 퍼짐성이 좋지 않고, 함량이 10 중량%를 초과하면 액적의 편차(tolerance)가 좋지 않아 바람직하지 아니하다.
상기 코팅 용액의 사용 용매로서 자일렌, 톨루엔, 피리딘, 퀴놀린, 아니솔, 메시틸렌 등의 방향족계 탄화수소 용매, 또는 헥산, 헵탄 등의 지방족 탄화수소 용매를 사용하는 것이 바람직하다.
플루오로 아크릴레이트계 화합물을 포함하는 코팅 용액으로 기판 표면을 코팅하는 방법으로는 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 아니다. 편의성 및 균일성의 측면에서 딥코팅 기법이 바람직하다.
코팅용액에 침지(dipping)시킨 후 꺼내면 바로 건조되어 수소성의 코팅층을 형성시킬 수 있다.
이와 같이 표면처리된 기판은 잉크젯 방식으로 배선 패턴을 형성할 때 토출되는 잉크의 퍼짐성을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 Ag 박막층이 갖는 다공성 구조로 인하여 표면처리전과 마찬가지로 잉크의 접착력 향상에 기여하기 때문에 접착력도 동시에 확보할 수가 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 배선 패턴의 형성방법은, 상술한 기판의 표면처리방법을 이용하여 기판을 표면처리하는 단계; 표면처리된 상기 기판 상에 전도성 나노입자를 포함하는 금속 잉크를 잉크젯 방법으로 인쇄하여 배선을 형성하는 단계; 상기 기판을 열처리하는 단계; 및 에칭 용액을 이용하여 기판 표면에 형성된 Ag 박막층을 제거하는 단계;를 포함한다.
상술한 바와 같이 표면처리된 기판은 잉크의 접착력이 우수하고, 잉크 퍼짐이 억제되어 미세 배선의 형성이 가능하다.
여기서, 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 있다. 바람직하게는, Ag 박막층과의 접착력을 최대로 높이기 위해서는 동종 금속인 은(Ag)을 사용하여 은 나노잉크로 배선을 형성할 수 있다. 이러한 금속 나노입자의 크기는 미세배선을 형성하기 위하여 점점 작아지는 추세에 있다. 본 발명에서는 금속 나노입자의 크기가 바람직하게는 5 내지 50nm, 더욱 바람직하게는 15 내지 30 nm인 것을 사용하는 것이 좋다.
상기 전도성 입자를 포함하는 금속 잉크는 당해 기술분야에서 통상의 방법에 의하여 제조될 수 있다. 금속 잉크는 이를 이루는 용매의 성질에 따라 수계 또는 비수계로 나뉜다. 수계 잉크의 용매로는 이에 한정되는 것은 아니나, 예를 들면 디에틸렌 글리콜 부틸 에테르 아세테이트와 에탄올 수용액, 에틸렌 글리콜 등을 사용할 수 있다. 비수계 잉크의 용매로는 이에 한정되는 것은 아니나, 구체적으로 예를 들면 헥산, 옥탄, 테트라데칸, 헥사데칸, 1-헥사데신, 1-옥타데신, 톨루엔, 크실렌 및 클로로벤조산으로 이루어진 군으로부터 적어도 하나 이상 선택할 수 있다.
이러한 도전성 잉크로 배선을 형성하는 방법은 스크린 인쇄, 그라비어 인쇄, 잉크젯 인쇄 등의 방식이 있으며, 이중 미세배선을 형성하기 위하여 잉크젯 방식이 바람직하다. 이와 같이 형성되는 배선의 간격은 10 내지 80 ㎛인 것이 바람직하다.
배선이 형성된 기판을 금속 입자간에 결합을 형성하기 위하여 다시 열처리 단계를 거친다. 이는 잉크젯 방식으로 배선을 형성하는 경우 통상적으로 수행되는 열처리 공정에 의하여 수행될 수 있다. 예를 들면 100 내지 300℃의 온도에서 10 내지 120분간 열처리할 수 있다. 이와 같은 열처리는 배선에 우수한 전기 전도도를 부여할 수 있는 조건으로 수행되는 것이 바람직하다.
열처리를 통하여 배선이 소결되면, 에칭 용액을 이용하여 기판 표면에 형성된 Ag 박막층을 제거한다.
예를 들면, 은 나노잉크를 이용하여 배선을 형성한 경우, 플레시 에칭(flash etching) 용액을 이용하여 은 배선을 제외하고 불필요한 Ag 박막층을 쉽고 효과적으로 제거할 수 있다.
이와 같이 형성된 배선 패턴은 기판과의 접착력이 확보될 뿐만 아니라 잉크의 퍼짐성이 억제되어 미세 배선 패턴을 제공할 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예
우선, 두께 51㎛인 폴리이미드 기판을 1mol/L의 KOH 수용액에 1시간 동안 침지해둔 다음, KOH 수용액으로 에칭된 폴리이미드 기판을 AgNO3 수용액에 1시간 동안 침지해두었다. 폴리이미드 기판을 AgNO3 수용액에서 꺼내어 드라이오븐에서 350℃에서 90분 동안 열처리하였다. 다음에 폴리이미드 기판을 3M사의 EGC-1700 제품 0.2중량%와 HFE-7100 99.8%를 혼합하여 딥코팅 방법으로 코팅시키고, 바로 건조시켰다.
이와 같이 표면처리된 기판의 표면의 전자현미경 사진을 도 1에 나타내었다. 도 1을 참조하면, 폴리이미드 표면에 높은 조도의 Ag 박막층이 형성된 것을 확인할 수 있다.
표면처리된 기판 상에 20nm 내외의 은 나노 입자를 포함하는 테트라데칸 용매의 비수계 잉크를 35㎛ 직경을 가지는 노즐을 이용하여 토출하였다. 이때 비수계 잉크의 표면장력은 28.8dyne/cm였다. 이를 6회에 걸쳐 반복한 후, 토출된 잉크 액적의 사이즈를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다. 잉크 액적의 평균 사이즈는 45.7 ㎛이었다.
이와 같은 방법에 의하여 약 45 ㎛ 내외의 배선을 형성할 수 있었다.
[표 1]
1회 2회 3회 4회 5회 6회 평균
액적 사이즈(㎛) 43 45 45 47 46 48 45.7
비교예 1
상기 실시예에서 폴리이미드 기판을 표면처리하지 아니한 것을 제외하고는 동일한 과정을 수행하여 토출된 잉크 액적의 사이즈를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다. 이와 같은 방법에 의하여 약 100㎛ 내외의 배선을 형성할 수 있었다.
[표 2]
1회 2회 3회 4회 5회 6회 평균
액적 사이즈(㎛) 103 105 102 106 99 100 102.5
비교예 2
우선, 코팅용액으로 주성분이 PDMS인 첨가제(다우코닝사)와 촉매를 혼합하여 코팅용액을 준비하였다. 두께 51㎛인 폴리이미드 기판을 상기 코팅용액이 담긴 처리조에 3mm/s의 속도로 롤러방식으로 이동시켜 코팅하였다. 이때 기판은 코팅용액에 15초 내외로 함침되어 이동되도록 하였다. 코팅된 기판은 100 ℃에서 2 ~ 5 분간 건조하여 경화시켰다. 표면처리한 폴리이미드 기판에 상기 실시예와 동일한 방법으로 잉크를 토출하여 잉크 액적의 사이즈를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 기재하였다. 잉크 액적의 평균 사이즈는 64 ㎛이었다. 이와 같은 방법에 의하여 약 65 ㎛ 내외의 배선을 형성할 수 있었다.
[표 1]
1회 2회 3회 4회 5회 6회 평균
액적 사이즈(㎛) 65 60 62 68 67 60 64
상기 실시예 및 비교예 1, 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 기판의 표면처리방법에 의하면 표면처리를 하지 않은 경우에 비하여 잉크의 퍼짐성이 약 55% 정도 감소될 수 있으며, 실리콘계 겔상 화합물로 표면처리하는 경우에 비하여 약 28% 정도 감소하였다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 기판의 표면처리방법 및 이를 이용한 배선패턴의 형성방법은 기판의 표면에너지를 낮추어 잉크의 퍼짐성을 개선하고, 배선의 접착력을 향상시켜 고품질의 미세 패턴을 형성할 수 있다.

Claims (13)

  1. 기판을 준비하는 단계;
    상기 기판의 표면을 KOH 수용액으로 처리하는 단계;
    상기 기판의 표면을 AgNO3 수용액으로 처리하는 단계;
    상기 기판을 열처리하여 Ag 박막층을 형성하는 단계; 및
    플루오로 아크릴레이트계 화합물을 포함하는 코팅 용액으로 상기 기판의 표면을 코팅하는 단계;
    를 포함하는 기판의 표면처리방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 폴리이미드 기판, 폴리에스테르 기판, 및 에폭시 기판으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 기판의 표면처리방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 KOH 수용액 처리 단계는 상기 기판을 KOH 수용액에 30 내지 120분 동안 침지시켜 수행되는 것을 특징으로 하는 기판의 표면처리방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 AgNO3 수용액 처리 단계는 상기 기판을 AgNO3 수용액에 30 내지 120분 동안 침지시켜 수행되는 것을 특징으로 하는 기판의 표면처리방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 열처리 단계는 250 내지 400℃ 온도에서 수행되는 기판의 표면처리방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 열처리 단계는 60 내지 120분 동안 수행되는 기판의 표면처리방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 플루오로 아크릴레이트계 화합물은 적어도 하나의 (퍼)플루오로폴리에 테르기 및 적어도 하나의 (메타)아크릴기를 포함하는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 표면처리방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 플루오로 아크릴레이트계 화합물은 전체 코팅 용액중 0.1 내지 10 중량%로 포함되는 기판의 표면처리방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 코팅 단계는 스핀코팅(spin coating), 롤코팅(roll coating), 딥코팅(dip coating), 스크린 코팅(screen coating), 분무코팅(spray coating), 스크린 인쇄(screen printing) 및 잉크젯(ink jet)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 코팅방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 기판의 표면처리방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 코팅단계는 상기 기판을 플루오로 알킬레이트계 화합물을 포함하는 코팅용액에 침지시켜 수행되는 것을 특징으로 하는 기판의 표면처리방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 방법을 이용하여 기판을 표면처리하는 단계;
    표면처리된 상기 기판 상에 전도성 나노입자를 포함하는 금속 잉크를 잉크젯 방법으로 인쇄하여 배선을 형성하는 단계;
    상기 기판을 열처리하는 단계; 및
    에칭 용액을 이용하여 기판 표면에 형성된 Ag 박막층을 제거하는 단계;
    를 포함하는 배선 패턴의 형성방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 금속 잉크는 은 나노잉크인 것을 특징으로 하는 배선 패턴의 형성방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 에칭 용액은 플레시 에칭(flash etching) 용액인 배선 패턴의 형성방법.
KR1020070041527A 2007-04-27 2007-04-27 기판의 표면처리방법 및 이를 이용한 배선 패턴의 형성방법 Expired - Fee Related KR100856100B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070041527A KR100856100B1 (ko) 2007-04-27 2007-04-27 기판의 표면처리방법 및 이를 이용한 배선 패턴의 형성방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070041527A KR100856100B1 (ko) 2007-04-27 2007-04-27 기판의 표면처리방법 및 이를 이용한 배선 패턴의 형성방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100856100B1 true KR100856100B1 (ko) 2008-09-03

Family

ID=40022304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070041527A Expired - Fee Related KR100856100B1 (ko) 2007-04-27 2007-04-27 기판의 표면처리방법 및 이를 이용한 배선 패턴의 형성방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100856100B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100999921B1 (ko) * 2008-09-26 2010-12-13 삼성전기주식회사 기판의 이중 표면 처리 방법 및 상기 방법에 의해 표면 처리된 기판
KR101018782B1 (ko) 2008-10-07 2011-03-03 삼성전기주식회사 솔더레지스트 잉크의 잉크젯 인쇄를 위한 동박의 표면 처리방법 및 표면 처리된 동박
KR101023405B1 (ko) * 2008-10-22 2011-03-25 한국기계연구원 초발수 유연기판의 회로 배선 방법
CN112219459A (zh) * 2018-06-26 2021-01-12 Dic株式会社 具有金属图案的成型体的制造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08134639A (ja) * 1994-11-02 1996-05-28 Oki Electric Ind Co Ltd 樹脂表面処理方法
KR20040028536A (ko) * 2002-09-30 2004-04-03 세이코 엡슨 가부시키가이샤 막 패턴 형성 방법, 박막 제조 장치, 도전막 배선, 전기광학 장치, 전자 기기, 및 비접촉형 카드 매체
KR20050086414A (ko) * 2002-09-03 2005-08-30 코닝 인코포레이티드 기판 상에 필름을 부착하는 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08134639A (ja) * 1994-11-02 1996-05-28 Oki Electric Ind Co Ltd 樹脂表面処理方法
KR20050086414A (ko) * 2002-09-03 2005-08-30 코닝 인코포레이티드 기판 상에 필름을 부착하는 방법
KR20040028536A (ko) * 2002-09-30 2004-04-03 세이코 엡슨 가부시키가이샤 막 패턴 형성 방법, 박막 제조 장치, 도전막 배선, 전기광학 장치, 전자 기기, 및 비접촉형 카드 매체

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100999921B1 (ko) * 2008-09-26 2010-12-13 삼성전기주식회사 기판의 이중 표면 처리 방법 및 상기 방법에 의해 표면 처리된 기판
KR101018782B1 (ko) 2008-10-07 2011-03-03 삼성전기주식회사 솔더레지스트 잉크의 잉크젯 인쇄를 위한 동박의 표면 처리방법 및 표면 처리된 동박
KR101023405B1 (ko) * 2008-10-22 2011-03-25 한국기계연구원 초발수 유연기판의 회로 배선 방법
CN112219459A (zh) * 2018-06-26 2021-01-12 Dic株式会社 具有金属图案的成型体的制造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9221979B2 (en) Copper particles, copper paste, process for producing conductive coating film, and conductive coating film
US10660217B2 (en) Methods of fast fabrication of single and multilayer circuit with highly conductive interconnections without drilling
CN104428376A (zh) 用于形成种晶层的组合物
JP2014510408A (ja) アルミニウム系電極を有するシートアセンブリー
US8475867B2 (en) Method for forming electrical traces on substrate
KR20120110554A (ko) 전도성 잉크 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 전도성 박막 제조 방법
KR101520412B1 (ko) 레이저와 인쇄방식이 하이브리드된 플렉서블 기판 및 이의 제조 방법
KR100856100B1 (ko) 기판의 표면처리방법 및 이를 이용한 배선 패턴의 형성방법
KR101416579B1 (ko) 도금층을 구비한 도전성 페이스트 인쇄회로기판 및 이의 제조방법
KR102458237B1 (ko) 도금용 촉매 잉크 및 이를 이용한 무전해 도금 방법
JPWO2016194972A1 (ja) プリント配線板用原板及びプリント配線板、並びにプリント配線板用原板の製造方法
KR20100028306A (ko) 인쇄회로기판 및 그 제조 방법
WO2019176219A1 (ja) プリント配線板用基板、プリント配線板、プリント配線板用基板の製造方法及び銅ナノインク
JP2011258646A (ja) プリント配線板用基板およびプリント配線板用基板の製造方法
US20090301763A1 (en) Ink, method of forming electrical traces using the same and circuit board
JP2010232639A (ja) 金属パターン形成方法および金属パターン
KR100862002B1 (ko) 기판의 표면처리방법 및 기판의 제조방법
KR100871844B1 (ko) 기판의 표면처리방법 및 기판의 제조방법
KR100679072B1 (ko) 기판의 표면처리방법, 기판의 제조방법 및 기판
KR20140049632A (ko) 도금층을 구비한 도전성 페이스트 인쇄회로기판 및 이의 제조방법
JP5298670B2 (ja) 金属パターン形成方法及び金属パターン
JPWO2009150936A1 (ja) 金属パターン形成方法及び金属パターン
Maekawa et al. Packaging of electronic modules through completely dry process
KR100775110B1 (ko) 기판의 표면처리방법 및 이를 이용한 미세 패턴의 형성방법
JP2005150233A (ja) 回路基板形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

D13-X000 Search requested

St.27 status event code: A-1-2-D10-D13-srh-X000

D14-X000 Search report completed

St.27 status event code: A-1-2-D10-D14-srh-X000

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601

LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U13-oth-PC1903

Not in force date: 20110828

Payment event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: N-4-6-H10-H13-oth-PC1903

Ip right cessation event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

Not in force date: 20110828

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000