JP2015215585A

JP2015215585A - ビアホール形成用感光性絶縁フィルム及びそれを用いたビアホールの形成方法

Info

Publication number: JP2015215585A
Application number: JP2014216967A
Authority: JP
Inventors: ソ・ヨン・クワン; Young Kwan Seo; パク・チャン・ジン; Chan Jin Park; カン・ジョン・キュ; Jung Kyu Kang; キム・チョン・ヨン; Chon-Yon Kim
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2014-05-07
Filing date: 2014-10-24
Publication date: 2015-12-03
Also published as: TW201543541A; KR20150127489A

Abstract

【課題】本発明は、ビアホール形成用感光性絶縁フィルム及びそれを用いたビアホールの形成方法に関する。
【解決手段】本発明の一実施形態によると、ベース基材と、上記ベース基材上に形成された第１絶縁フィルムと、上記第１絶縁フィルム上に形成された第２絶縁フィルムと、を含み、上記第１絶縁フィルムの光感度が上記第２絶縁フィルムの光感度より大きいビアホール形成用感光性絶縁フィルムが提供される。
【選択図】図２

Description

本発明は、ビアホール形成用感光性絶縁フィルム及びそれを用いたビアホールの形成方法に関する。

印刷回路基板は、高分子樹脂などのような材質の基板上に配線のための銅箔を積層し、パターン印刷及びエッチングなどの技術により、設計回路と一致するようにパターンを形成したものである。

最近では、電子技術の発達により、印刷回路基板も次第に高密度化している。これにより、印刷回路基板の大きさと厚さが減少し、印刷回路基板に設けられるビアの数はさらに増加している。

従来では、多層プリント配線板の層間絶縁フィルムとしてエポキシ樹脂組成物を硬化させて硬化膜を形成した後、レーザードリル（ＬａｓｅｒＤｒｉｌｌ）やドリルチップ（ＤｒｉｌｌＴｉｐ）工程により印刷回路基板にビアホールを形成していた。

しかし、レーザードリルやドリルチップ工程は、最近、印刷回路基板のビアホールの数がパネル当たりに数万から数十万個を超えているため、多くの設備と時間を要するという問題がある。

そのため、フォトリソグラフィ法でビアホールを形成する方法が用いられている。これは、エポキシ樹脂等を変性させ、光開始剤を導入して露光及び現像工程によりビアホールの形成を可能にした技術である。

この技術は、一度に多数の孔が形成できるという長所はあるが、露光量によってビアホールのオープン（ｏｐｅｎ）不良が発生したり、形成されるビアホールの形状によってビアフィル（ｖｉａｆｉｌｌ）めっき時に不良が発生するという問題があった。

特開２００７−０４２３９５号公報

本発明の一実施形態は、露光及び現像工程によりビアホールを形成する際にビアホールのオープン不良を防止し、ビアフィルめっき時に不良が発生しない形状のビアホールを形成することができるビアホール形成用感光性絶縁フィルム及びそれを用いたビアホールの形成方法に関する。

本発明の一実施形態は、ベース基材と、上記ベース基材上に形成された第１絶縁フィルムと、上記第１絶縁フィルム上に形成された第２絶縁フィルムと、を含み、上記第１絶縁フィルムの光感度が上記第２絶縁フィルムの光感度より大きいビアホール形成用感光性絶縁フィルムを提供する。

上記第１絶縁フィルムと上記第２絶縁フィルムの露光量の差は１００ｍＪ／ｃｍ^２〜１０００ｍＪ／ｃｍ^２であってもよい。

上記第１絶縁フィルムと上記第２絶縁フィルムの露光量の差は２００ｍＪ／ｃｍ^２〜５００ｍＪ／ｃｍ^２であってもよい。

上記第１絶縁フィルムの厚さは１０μｍ〜１００μｍであってもよい。

上記第２絶縁フィルムの厚さは１μｍ〜５０μｍであってもよい。

上記第１絶縁フィルムと第２絶縁フィルムの厚さ比は１：１〜１００：１であってもよい。

本発明の他の一実施形態は、ベース基材と、上記ベース基材上に形成された第１絶縁フィルムと、上記第１絶縁フィルム上に形成され、上記第１絶縁フィルムより光感度の小さい第２絶縁フィルムと、を含み、上記第１絶縁フィルム及び第２絶縁フィルムを貫通するビアホールが形成され、上記ビアホールは、上部径が下部径より大きいテーパー（ｔａｐｅｒ）状であるビアホール形成用感光性絶縁フィルムを提供する。

上記ビアホールは、上部径に対する下部径の比が０．６以上であってもよい。

本発明の他の一実施形態は、ベース基材と、上記ベース基材上に形成された第１絶縁フィルムと、上記第１絶縁フィルム上に形成された第２絶縁フィルムと、を含み、上記第１絶縁フィルムの光感度が上記第２絶縁フィルムの光感度より大きいビアホール形成用感光性絶縁フィルムを用意する段階と、上記感光性絶縁フィルム上にパターニングされたマスクを形成して露光する段階と、上記露光された感光性絶縁フィルムを現像する段階と、を含むビアホールの形成方法を提供する。

本発明の一実施形態によるビアホール形成用感光性絶縁フィルムは、露光及び現像工程によりビアホールを形成する際にビアホールのオープン不良を防止し、ビアフィルめっき時に不良が発生しない形状のビアホールを形成することができる。

本発明の一実施形態によるビアホール形成用感光性絶縁フィルムの断面図である。本発明の一実施形態によるビアホールが形成された感光性絶縁フィルムの断面図である。第２絶縁フィルムの光感度が第１絶縁フィルムの光感度より大きい絶縁フィルムに形成されたビアホールを示した断面図である。ビアホールの上部径及び下部径を示した本発明の一実施形態によるビアホールが形成された感光性絶縁フィルムの断面図である。本発明の一実施形態によるビアホールの形成方法を順に示したものである。本発明の一実施形態によるビアホールの形成方法を順に示したものである。本発明の一実施形態によるビアホールの形成方法を順に示したものである。第２絶縁フィルムの光感度が第１絶縁フィルムの光感度より大きい絶縁フィルムに形成されたビアホールを走査電子顕微鏡（ＳＥＭ、ＳｃａｎｎｉｎｇＥｌｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で観察した写真である。本発明の一実施形態によるビアホールが形成された感光性絶縁フィルムの断面を走査電子顕微鏡で観察した写真である。本発明の一実施形態によるビアホールが形成された感光性絶縁フィルムの断面を走査電子顕微鏡で観察した写真である。

以下では、添付の図面を参照し、本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。

図１は、本発明の一実施形態によるビアホール形成用感光性絶縁フィルムの断面図である。

図１を参照すると、本発明の一実施形態のビアホール形成用感光性絶縁フィルム１００は、ベース基材１０と、上記ベース基材１０上に形成された第１絶縁フィルム２１と、上記第１絶縁フィルム２１上に形成された第２絶縁フィルム２２と、を含み、上記第１絶縁フィルム２１は、上記第２絶縁フィルム２２より光感度が大きくてもよい。

上記ベース基材１０は、支持機能を行うことができるものであれば特に制限されず、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネートなどを含んでもよく、５μｍ〜１００μｍの厚さであってもよい。

上記第１絶縁フィルム２１及び第２絶縁フィルム２２は、感光性材料を含んで形成されてもよく、光開始剤、光増感剤などの種類及び含量を調整することで、光感度を調節することができる。

上記第１絶縁フィルム２１の光感度を第２絶縁フィルム２２より大きく形成することで、露光及び現像工程によりビアホールを形成する際、ビアフィルめっき時に不良が発生しないようにビアホールの形状を制御することができる。

図２は、本発明の一実施形態によるビアホールが形成された感光性絶縁フィルムの断面図である。

図２を参照すると、第１絶縁フィルム２１及び第２絶縁フィルム２２を貫通するように形成されたビアホール３０は、上部径が下部径より大きいテーパー状であってもよい。

上記第１絶縁フィルム２１の光感度が第２絶縁フィルム２２より大きいため、露光時に、光感度の小さい第２絶縁フィルム２２より光感度の大きい第１絶縁フィルム２１により多く光硬化が起き、これにより、上部径が下部径より大きいテーパー状のビアホール３０が形成されることができる。

図３は、第２絶縁フィルム２４の光感度が第１絶縁フィルム２３の光感度より大きい絶縁フィルムに形成されたビアホールを示した断面図である。

第２絶縁フィルム２４の光感度が第１絶縁フィルム２３の光感度より大きいと、第２絶縁フィルム２４により多く光硬化が起きるため、図３に示したように、上部径が下部径より小さいテーパー状のビアホール４０が形成される。このようなビアホール４０の形状では、ビアフィルめっき時にめっき不均一による気孔（ｖｏｉｄ）が発生するという問題が発生し得る。

従って、ビアフィルめっき時の不良発生を防止するために、本発明の一実施形態に従って、第１絶縁フィルム２１の光感度を第２絶縁フィルム２２より大きく形成することで、上部径が下部径より大きいテーパー状のビアホール３０を形成することができる。

上記第１絶縁フィルム２１と第２絶縁フィルム２２の露光量の差は１００ｍＪ／ｃｍ^２〜１０００ｍＪ／ｃｍ^２であってもよい。

露光量の差が１００ｍＪ／ｃｍ^２未満では、下部に位置する第１絶縁フィルム２１の硬化が少なく起きてビアホールの下部にアンダーカット（ｕｎｄｅｒｃｕｔ）が発生したり、上部径が下部径より小さいテーパー状のビアホールが形成されて、ビアフィルめっき時に不良が発生する恐れがあり、露光量の差が１０００ｍＪ／ｃｍ^２を超えると、第１絶縁フィルム２１の光硬化が過度に起きてビアホールのオープン不良が発生する恐れがある。

第１絶縁フィルム２１と第２絶縁フィルム２２の露光量の差は、２００ｍＪ／ｃｍ^２〜５００ｍＪ／ｃｍ^２であることがより好ましい。

上記露光量の差を満たすときに形成されるビアホールは、上部径ｒ_１に対する下部径ｒ_２の比（ｒ_２／ｒ_１）が０．６以上である。また、露光及び現像工程後の第１及び第２絶縁フィルム２１、２２の厚さは、露光及び現像工程前の厚さの７０％以上である。

上記第１絶縁フィルム２１の厚さは１０μｍ〜１００μｍであってもよく、上記第２絶縁フィルム２２の厚さは１μｍ〜５０μｍであってもよい。

上記第１絶縁フィルム２１と第２絶縁フィルム２２の厚さ比は１：１〜１００：１であってもよい。

上記第１絶縁フィルム２１と第２絶縁フィルム２２の厚さ比が上記範囲を満たすと、ビアホールのオープン不良を防止し、上部径が下部径より大きいテーパー状のビアホールを効果的に形成することができる。

図４は、ビアホールの上部径及び下部径を示した本発明の一実施形態によるビアホールが形成された感光性絶縁フィルムの断面図である。

図４を参照すると、上記ビアホール３０は、上部径ｒ_１に対する下部径ｒ_２の比をｒ_２／ｒ_１で表すことができ、ｒ_２／ｒ_１は０．６以上であってもよい。

ｒ_２／ｒ_１が０．６未満では、ビアホール３０の下部径ｒ_２が小さすぎてビアホールのオープン不良が発生したり、ビアフィルめっき時のめっき不均一による気孔が発生する恐れがある。

ビアフィルめっき時の不良を防止するために、ビアホール３０の上部径ｒ_１が下部径ｒ_２より大きいテーパー状であることが好ましいため、上記ｒ_２／ｒ_１は０．６≦ｒ_２／ｒ_１＜１を満たすことができる。

上記第１絶縁フィルム２１と第２絶縁フィルム２２の露光量の差は２００ｍＪ／ｃｍ^２〜５００ｍＪ／ｃｍ^２を満たすことがより好ましく、これにより、ｒ_２／ｒ_１が０．６以上のビアホール３０が形成される。

上記第１絶縁フィルム２１及び第２絶縁フィルム２２は、耐熱性及び強度などの物性を向上させるために、無機フィラーをさらに含んでもよい。

通常、無機フィラーとして用いられる電気絶縁性物質であれば特に限定されず、例えば、タルク、シリカ、硫酸バリウム、及び酸化チタンからなる群より選択される１つ以上であってもよい。上記無機フィラーの直径は１０μｍ以下であってもよい。無機フィラーの直径が１０μｍを超えると、ビアホールがうまく形成されない恐れがある。

図５〜図７は、本発明の一実施形態によるビアホールの形成方法を順に示したものである。

図５を参照すると、本発明の一実施形態による第１絶縁フィルム２１の光感度が第２絶縁フィルム２２の光感度より大きいビアホール形成用感光性絶縁フィルム１００を用意し、上記ビアホール形成用感光性絶縁フィルム１００上にパターニングされたマスクを形成した後、露光することができる。

露光時、ＵＶ波長は特に制限されないが、通常、３５０〜４５０ｎｍ波長のＵＶで露光することができる。

図６を参照すると、上記露光したビアホール形成用感光性絶縁フィルム１００は、上記パターニングされたマスクで覆われて光が届かない部分を除き、光硬化が起きることができる。

このとき、光感度の大きい第１絶縁フィルム２１は、第２絶縁フィルム２２より広範囲の領域に光硬化が起きることができる。

図７を参照すると、上記露光したビアホール形成用感光性絶縁フィルム１００を現像してビアホール３０を形成することができる。

現像する段階において、現像液としては、単独有機溶媒、混合有機溶媒または水を混合した有機溶媒を使用してもよく、１つ以上の界面活性剤が含まれでもよい。

上記現像液を絶縁フィルムにスプレー噴射する方法、現像液に絶縁フィルムを浸漬してからシェイクする方法、及び現像液に絶縁フィルムを浸漬して超音波処理する方法からなる群より選択される何れか一つの方法で行うことができる。

本発明の一実施形態によるビアホールの形成方法によると、ビアホールのオープン不良を防ぐことができ、上部径が下部径より大きいテーパー状にビアホール３０が形成されて、ビアフィルめっき時の不良を防止することができる。

図８は、第２絶縁フィルムの光感度が第１絶縁フィルムの光感度より大きい絶縁フィルムに形成されたビアホールを走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した写真であり、ビアホールの下部にアンダーカットが発生したことが分かる。

図９〜図１０は、本発明の一実施形態によるビアホールが形成された感光性絶縁フィルムの断面を走査電子顕微鏡で観察した写真である。

図９は、第１絶縁フィルムと第２絶縁フィルムの露光量の差が５００ｍＪ／ｃｍ^２を超える場合であり、下部の第１絶縁フィルムが過度に硬化されてビアホールのオープン不良が発生した。従って、第１絶縁フィルムと第２絶縁フィルムの露光量の差は２００ｍＪ／ｃｍ^２〜５００ｍＪ／ｃｍ^２であることがより好ましい。

図１０は、第１絶縁フィルムと第２絶縁フィルムの露光量の差が３５０ｍＪ／ｃｍ^２である場合であり、上部径が下部径より大きいテーパー状のビアホールが形成されたことを分かる。これにより、ビアフィルめっき時の不良を防止することができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。

１００ビアホール形成用感光性絶縁フィルム
１０ベース基材
２１、２３第１絶縁フィルム
２２、２４第２絶縁フィルム
３０、４０ビアホール

Claims

ベース基材と、
前記ベース基材上に形成された第１絶縁フィルムと、
前記第１絶縁フィルム上に形成された第２絶縁フィルムと、を含み、
前記第１絶縁フィルムの光感度が前記第２絶縁フィルムの光感度より大きい、ビアホール形成用感光性絶縁フィルム。
前記第１絶縁フィルムと前記第２絶縁フィルムの露光量の差は１００ｍＪ／ｃｍ^２〜１０００ｍＪ／ｃｍ^２である、請求項１に記載のビアホール形成用感光性絶縁フィルム。
前記第１絶縁フィルムと前記第２絶縁フィルムの露光量の差は２００ｍＪ／ｃｍ^２〜５００ｍＪ／ｃｍ^２である、請求項１に記載のビアホール形成用感光性絶縁フィルム。
前記第１絶縁フィルムの厚さは１０μｍ〜１００μｍである、請求項１に記載のビアホール形成用感光性絶縁フィルム。
前記第２絶縁フィルムの厚さは１μｍ〜５０μｍである、請求項１に記載のビアホール形成用感光性絶縁フィルム。
前記第１絶縁フィルムと第２絶縁フィルムの厚さ比は１：１〜１００：１である、請求項１に記載のビアホール形成用感光性絶縁フィルム。
ベース基材と、
前記ベース基材上に形成された第１絶縁フィルムと、
前記第１絶縁フィルム上に形成され、前記第１絶縁フィルムより光感度の小さい第２絶縁フィルムと、を含み、
前記第１絶縁フィルム及び第２絶縁フィルムを貫通するビアホールが形成され、前記ビアホールは上部径が下部径より大きいテーパー状である、ビアホール形成用感光性絶縁フィルム。
前記ビアホールは上部径に対する下部径の比が０．６以上である、請求項７に記載のビアホール形成用感光性絶縁フィルム。
前記第１絶縁フィルムと前記第２絶縁フィルムの露光量の差は１００ｍＪ／ｃｍ^２〜１０００ｍＪ／ｃｍ^２である、請求項７に記載のビアホール形成用感光性絶縁フィルム。
前記第１絶縁フィルムと前記第２絶縁フィルムの露光量の差は２００ｍＪ／ｃｍ^２〜５００ｍＪ／ｃｍ^２である、請求項７に記載のビアホール形成用感光性絶縁フィルム。
前記第１絶縁フィルムの厚さは１０μｍ〜１００μｍである、請求項７に記載のビアホール形成用感光性絶縁フィルム。
前記第２絶縁フィルムの厚さは１μｍ〜５０μｍである、請求項７に記載のビアホール形成用感光性絶縁フィルム。
前記第１絶縁フィルムと第２絶縁フィルムの厚さ比は１：１〜１００：１である、請求項７に記載のビアホール形成用感光性絶縁フィルム。
ベース基材、前記ベース基材上に形成された第１絶縁フィルム、及び前記第１絶縁フィルム上に形成された第２絶縁フィルムを含み、前記第１絶縁フィルムの光感度が前記第２絶縁フィルムの光感度より大きいビアホール形成用感光性絶縁フィルムを用意する段階と、
前記感光性絶縁フィルム上にパターニングされたマスクを形成し、露光する段階と、
前記露光された感光性絶縁フィルムを現像する段階と、
を含む、ビアホールの形成方法。
前記第１絶縁フィルムと前記第２絶縁フィルムの露光量の差は２００ｍＪ／ｃｍ^２〜５００ｍＪ／ｃｍ^２である、請求項１４に記載のビアホールの形成方法。
前記第１絶縁フィルムの厚さは１０μｍ〜１００μｍである、請求項１４に記載のビアホールの形成方法。
前記第２絶縁フィルムの厚さは１μｍ〜５０μｍである、請求項１４に記載のビアホールの形成方法。
前記第１絶縁フィルムと第２絶縁フィルムの厚さ比は１：１〜１００：１である、請求項１４に記載のビアホールの形成方法。