KR20090065896A - 미세 회로가 형성된 필름 기판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 미세 회로가 형성된 필름 기판(10)은 음각의 미세 회로 패턴(12)이 일면에 형성되고, 음각의 미세 회로 패턴(12)에 전도성 잉크(13)가 충진된다. 또한 본 발명의 필름 기판 제조방법은 적어도 일면에 양각의 미세 회로 패턴이 형성된 마스터를 준비하는 단계(S110)와, 양각의 미세 회로 패턴과 대응하는 음각의 미세 회로 패턴이 형성되도록 마스터를 필름 기판에 스탬핑하는 단계(S120)와, 마스터를 필름 기판으로부터 제거하는 단계(S130)와, 음각의 미세 회로 패턴에 충진되게 필름 기판에 전도성 잉크를 도포하는 단계(S140)와, 음각의 미세 회로 패턴에 충진된 전도성 잉크를 제외한 나머지 전도성 잉크를 모두 제거하는 단계(S150)와, 음각의 미세 회로 패턴에 충진된 전도성 잉크를 경화하는 단계(S160)를 포함한다.

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Description

미세 회로가 형성된 필름 기판 및 그 제조방법{FILM SUBSTRATE FORMED WITH FINE CIRCUIT THEREON AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 미세 회로가 형성된 필름 기판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 단단한 기판이 아닌 얇고 부드러운 필름에 미세한 회로를 쉽고 신뢰도 있게 제조할 수 있는 필름 기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 기판에 회로를 형성하는 방법으로는 절연성 기판에 적층된 동판의 표면에 감광재를 도포한 후, 여기에 포지티브 회로를 인화 및 현상한 다음 화학적 식각액에 넣어 회로부분 이외의 동판을 부식 제거하여 회로기판을 제조하는 사진식각방법과, 인쇄 마스타의 표면에 회로를 형성하는 음각 및 양각을 형성하고, 이 음각 및 양각에 전도성 잉크를 충진하여 음각 및 양각에 충진된 전도성 잉크를 스크린에 전사하여 회로기판을 제조하는 스크린 인쇄방법이 널리 사용되고 있다.

그러나 사진식각방법은 고가의 금속소재의 손실이 크고 부수적으로 식각액이 다량으로 소모되며, 식각공정에 필연적으로 화학적 공해가 수반되는 문제와 회로기판의 제조에 사용되는 기기장치 등이 모두 고가여서 회로기판의 제조단가의 상승과 작업의 번잡성으로 회로기판의 대량 생산이 어려운 문제점이 있는 한편, 스크린 인 쇄방법은 회로기판의 제조방법은 부식공정이 수반되지 않으므로 금속소재의 손실이 없고 화학약품에 의한 공해문제 등이 거의 없으나, 인쇄마스타의 스크린 인쇄조건에 따라 회로의 전기적 저항치가 일정치 않아 회로의 신뢰성이 높지 못하여 회로기판의 사용범위가 매우 제한적인 문제가 있을 뿐만 아니라 이 방법들로는 수 ㎛에서 수십 ㎛의 선 폭을 가지는 회로를 구현하는 것이 현실적으로 불가능하였다.

이를 극복하기 위한 방안으로 등장한 것이 임프린팅을 통해 기판에 미세회로를 형성하는 것인 데, 이는 열전사법과 자외선법으로 구분할 수 있다.

열전사법은 도 5와 같이 나노 크기의 패턴이 부조(요철)형태로 형성된 스탬프로 폴리메틸메타아크리레이트(polymethylmethacrylate; PMMA) 재질의 레지스트가 코팅되어 있는 기판 표면을 고온조건에서 누른 후 냉각과정을 거쳐 분리하고 이방성 식각 작업을 거쳐 레지스터 표면에 눌려진 부분에 남아 있는 레지스트 재료를 완전히 제거하는 것인 데, 이는 열 변형에 의해 다층 정렬이 어렵다는 문제가 있었다.

또한 자외선법은 도 6과 같이 전달층이 실리콘 기판 위에 스핀코팅 되고, 이어 UV 투과성 스탬프가 전달층과 일정간격이 유지된 상태에서 저 점성 UV 경화수지를 표면장력에 의하여 안으로 충전시킨 후, 스탬프를 전달층과 접촉시키고, UV를 조사하여 UV 경화수지를 경화시킨 후, 스탬프를 분리하고 식각 공정과 lift-off 공정을 거쳐 나노구조물이 기판 위에 각인되도록 하는 것인 데, 이는 공정이 매우 복잡한 문제가 있었다.

또한 이 방법들은 기판이 필름과 같이 얇고 부드러운 재질인 경우에는 적용 하기 곤란하였다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본발명의 과제는 기판에 열변형을 일으키지 않으면서 공정이 간단한 미세 회로가 형성된 필름 기판 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상술한 본 발명의 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 적어도 일면에 형성된 음각의 미세 회로 패턴과, 음각의 미세 회로 패턴에 충진된 전도성 잉크를 포함하고, 충진된 전도성 잉크는 미세 회로를 형성하는 것을 특징으로 하는 미세 회로가 형성된 필름 기판을 제공한다.

본 발명에서 필름 기판은 폴리이미드 또는 폴리에스테르 재질로 만들어진 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한 적어도 일면에 양각의 미세 회로 패턴이 형성된 마스터를 준비하는 단계(S110)와, 양각의 미세 회로 패턴과 대응하는 음각의 미세 회로 패턴이 형성되도록 마스터를 필름 기판에 스탬핑하는 단계(S120)와, 마스터를 필름 기판으로부터 제거하는 단계(S130)와, 음각의 미세 회로 패턴에 충진되게 필름 기판에 전도성 잉크를 도포하는 단계(S140)와, 음각의 미세 회로 패턴에 충진된 전도성 잉크를 제외한 나머지 전도성 잉크를 모두 제거하는 단계(S150)와, 음각의 미세 회로 패턴에 충진된 전도성 잉크를 경화하는 단계(S160)를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 회로가 형성된 필름 기판 제조방법을 제공한다.

본 발명의 필름 기판 제조방법은 단계(S120)가 필름 기판이 완전히 굳어지지 않은 연화된 상태에서 이루어지거나, 필름 기판이 경화된 상태에서 열을 가하여 연화된 상태로 만든 후에 이루어지거나, 또는 필름 기판이 상온에서 경화된 상태에서 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서 단계(S110)는 (a) 금속판의 일면에 절연부와 수용홈을 형성하여 베이스 전착판을 만드는 단계와, (b) 베이스 전착판을 전주 가공하여 수용홈이 형성된 금속판의 표면에 전착 금속층을 형성하는 단계와, (c) 계속적인 전주 가공을 통해 수용홈에 있는 전착 금속층을 상기 절연부의 가장자리에서 중앙으로 성장시키는 단계와, (d) 계속적인 전주 가공을 통해 전착 금속층들간의 공간을 원하는 크기로 만들어 마스터 전착판을 만드는 단계와, (e) 마스타 전착판에 이형재를 도포하고 마스타 전착판을 전주 가공하여 공간에 대응하는 양각 회로 패턴이 형성된 마스터를 만드는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 달리 (a') 금속판의 일면에 절연부와 수용홈을 형성하여 베이스 전착판을 만드는 단계와, (b') 베이스 전착판을 전주 가공하여 수용홈이 형성된 금속판의 표면에 전착 금속층을 형성하는 단계와, (c') 계속적인 전주 가공을 통해 수용홈에 있는 전착 금속층을 상기 절연부의 가장자리에서 중앙으로 성장시키는 단계와, (d') 계속적인 전주 가공을 통해 전착 금속층들간의 공간을 원하는 크기로 만들어 마스터 전착판을 만드는 단계와, (e') 공간에 충진되게 마스타 전착판에 액상 수지를 도포하고 경화시켜 공간에 대응하는 양각 회로 패턴이 형성된 마스터를 만드는 단계를 포함하는 것을 다른 특징으로 한다. 여기서 (e') 단계는 마스타 전착판과 액상 수지 사이에 이형재를 도포하는 단계를 포함하는 것을 또한 특징으로 한다.

본 발명의 필름 기판 제조방법은 단계(S160)에서 전도성 잉크의 경화는 상온의 대기 중에서 행해지는 것 특징으로 한다.

본 발명의 미세 회로가 형성된 필름 기판 및 그 제조방법에 따르면, 얇고 부드러운 재질의 필름 기판에도 비교적 간단하고 안정되게 미세 회로를 형성할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세 회로가 형성된 필름 기판 및 그 제조방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 미세 회로가 형성된 필름 기판(10)은 폴리이미드 또는 폴리에스테르 재질의 필름 기판(11)에 음각의 회로 패턴(12)들이 형성되어 있고, 음각의 회로 패턴(12)들에 전도성 잉크(13)가 충진되어 있다.

이러한 미세 회로가 형성된 필름 기판(10)을 형성하는 방법을 도 2 및 도 3에 도시하였다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 미세 회로가 형성된 필름 기판 제조방법은 마스터 준비 단계(S110), 마스터 스탬핑 단계(S120), 마스터 제거 단계(S130), 전도성 잉크 도포 단계(S140), 전도성 잉크 제거 단계(S150), 그리고 전도성 잉크 경화 단계(S160)를 포함한다. 이를 도 3을 참조로 보다 구체적으로 설명 한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 마스터 준비 단계(S110)에서는 편면 또는 양면에 회로 패턴(21)이 양각으로 형성된 마스터(20)를 준비한다. 마스터(20)를 준비하는 방법에 대해서는 이후 상세하게 설명한다.

마스터 스탬핑 단계(S120)에서는 마스터(20)의 윗면에 균일하게 힘을 가하여 마스터(20)를 필름 기판(11)에 스탬핑한다. 이 스탬핑 작업은 공정 조건에 맞게 선택적으로, 필름 기판(11)이 완전히 굳어지지 않은 반제품인 연화된 상태에서 이루어지거나, 완제품인 경화된 필름 기판(11)에 열을 가하여 연화된 상태로 만든 후에 이루어지거나, 또는 상온에서 완제품인 경화된 필름 기판(11)에 직접 이루어질 수 있다.

마스터 제거 단계(S130)에서는 필름 기판(11)에 음각의 회로 패턴(12)에 형성되어 있다.

전도성 잉크 도포 단계(S140)에서는 필름 기판(11)에 형성된 음각의 회로 패턴(12)에 잉크가 충진되도록 필름 기판(11)의 윗면에 전도성 잉크(13)를 골고루 잘 퍼지게 도포한다. 잉크(13)를 도포하는 방법은 공지의 잉크 도포 방법들 중 작업 조건에 맞게 선택적으로 적용될 수 있고 구체적으로 한정되지는 않는다.

전도성 잉크 제거 단계(S150)에서는 회로 패턴(12)에 있는 것을 제외하고 필름 기판(11)의 윗면에 도포된 전도성 잉크(13)를 모두 제거한다. 잉크(13)을 제거하는 방법은 공지의 잉크 제거 방법들 중 작업 조건에 맞게 선택적으로 적용될 수 있고 구체적으로 한정되지는 않는다.

전도성 잉크 경화 단계(S160)에서는 회로 패턴(12)에 충진된 전도성 잉크(13)가 경화될 때까지 필름 기판(11)을 대기중에 충분히 노출시킨다.

다음 도 4를 참조로 앞서 설명한 마스터(20)를 제조하는 방법에 대하여 설명한다.

먼저, (a)와 같이, 금속판(31)의 상부에 감광재를 도포한 후, 감광재에 구성하고자 하는 다양한 형상의 라인들로 구성이 되는 패턴필름을 통하여 노광작업을 행하여, 절연부(32)와 수용홈(33)을 형성하여 베이스 전착판(30a)을 만든다.

다음, (b)와 같이, 베이스 전착판(30a)에 전주 가공을 행하여 수용홈(33)이 형성된 금속판(31)의 표면에는 전착 금속층(34)을 형성한다.

다음, (c)와 같이, 전주 가공을 계속 행하여 수용홈(33)에 있는 전착 금속층(34)이 상부 성장을 거쳐 측부 성장을 하여 전착 금속층(34)이 절연부(32)의 가장자리에서부터 절연부(32)의 중앙으로 성장한다.

다음, (d)와 같이, 전주 가공이 계속 행해지면 전착 금속층(34)의 계속적인 성장에 의해 이웃하는 전착 금속층(34)들간의 공간(25)이 점차 좁아지게 된다. 이 공간(35)이 원하는 크기가 되었을 때, 전주 가공을 멈춘다. 이렇게 형성된 것을 마스터 전착판(30)이라고 한다.

다음, (e)와 같이, 전주가공법을 통해, 마스타 전착판(30)에 이형을 돕기 위한 이형재를 도포한 후, 마스타 전착판(30)에 다시 전주 가공하여 양각 회로 패턴(21)이 형성된 마스터(20)를 만들거나, 이와 달리, 액상수지법을 통해, 마스타 전착판(30)의 일면에 액상의 수지를 모든 공간(35)에 충진되게 일정 두께로 도포하 고 경화시켜 양각 회로 패턴(21)이 형성된 마스터(20)를 만든다. 이때, 탈형을 용이하게 하기 위하여 이형재를 도포할 수도 있다.

이와 같이 마스터(20)는 전주가공법에 의해 단단한 재질로 만들어지거나, 또는 액상수지법에 의해 부드러운 재질로 만들어질 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세 회로가 형성된 필름 기판의 개략적인 단면도;

도 2는 도 1의 필름 기판을 제조하는 방법을 나타내는 순서도;

도 3은 도 2의 순서도를 예시적으로 나타내는 개략적인 도면들;

도 4는 도 3의 마스터를 제조하는 방법을 예시적으로 나타내는 도면들;

도 5는 종래의 열전사법을 마스터를 제조하는 방법을 예시적으로 나타내는 도면들; 및

도 6은 종래의 자외선법을 마스터를 제조하는 방법을 예시적으로 나타내는 도면들이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 미세 회로가 형성된 필름 기판 11 : 필름 기판

12 : 음각 회로 패턴 13 : 전도성 잉크

20 : 마스터 21 : 양각 회로 패턴

30 : 마스타 전착판 31 : 금속판(31)

32 : 절연부 33 : 수용홈

30a: 베이스 전착판 34 : 전착 금속층

Claims (10)

1. 적어도 일면에 형성된 음각의 미세 회로 패턴; 및

   상기 음각의 미세 회로 패턴에 충진된 전도성 잉크를 포함하고,

   상기 충진된 전도성 잉크는 미세 회로를 형성하는 것을 특징으로 하는 미세 회로가 형성된 필름 기판.
2. 제1항에 있어서, 폴리이미드 또는 폴리에스테르 재질로 만들어진 필름 기판.
3. (A) 적어도 일면에 양각의 미세 회로 패턴이 형성된 마스터를 준비하는 단계;

   (B) 상기 양각의 미세 회로 패턴과 대응하는 음각의 미세 회로 패턴이 형성되도록 상기 마스터를 필름 기판에 스탬핑하는 단계;

   (C) 상기 마스터를 상기 필름 기판으로부터 제거하는 단계;

   (D) 상기 음각의 미세 회로 패턴에 충진되게 상기 필름 기판에 전도성 잉크를 도포하는 단계;

   (E) 상기 음각의 미세 회로 패턴에 충진된 전도성 잉크를 제외한 나머지 전도성 잉크를 모두 제거하는 단계; 및

   (F) 상기 음각의 미세 회로 패턴에 충진된 전도성 잉크를 경화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 회로가 형성된 필름 기판 제조방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 (B) 단계는 상기 필름 기판이 완전히 굳어지지 않은 연화된 상태에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 필름 기판 제조방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 (B) 단계는 상기 필름 기판이 경화된 상태에서 열을 가하여 연화된 상태로 만든 후에 이루어지는 것을 특징으로 하는 필름 기판 제조방법.
6. 제3항에 있어서, 상기 (B) 단계는 상기 필름 기판이 상온에서 경화된 상태에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 필름 기판 제조방법.
7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (A)단계는,

   (a) 금속판의 일면에 절연부와 수용홈을 형성하여 베이스 전착판을 만드는 단계;

   (b) 상기 베이스 전착판을 전주 가공하여 상기 수용홈이 형성된 상기 금속판의 표면에 전착 금속층을 형성하는 단계;

   (c) 계속적인 전주 가공을 통해 상기 수용홈에 있는 상기 전착 금속층을 상기 절연부의 가장자리에서 중앙으로 성장시키는 단계;

   (d) 계속적인 전주 가공을 통해 상기 전착 금속층들간의 공간을 원하는 크기로 만들어 마스터 전착판을 만드는 단계; 및

   (e) 상기 마스타 전착판에 이형재를 도포하고 상기 마스타 전착판을 전주 가공하여 상기 공간에 대응하는 양각 회로 패턴이 형성된 상기 마스터를 만드는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 필름 기판 제조방법.
8. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (A)단계는,

   (a') 금속판의 일면에 절연부와 수용홈을 형성하여 베이스 전착판을 만드는 단계;

   (b') 상기 베이스 전착판을 전주 가공하여 상기 수용홈이 형성된 상기 금속판의 표면에 전착 금속층을 형성하는 단계;

   (c') 계속적인 전주 가공을 통해 상기 수용홈에 있는 상기 전착 금속층을 상기 절연부의 가장자리에서 중앙으로 성장시키는 단계;

   (d') 계속적인 전주 가공을 통해 상기 전착 금속층들간의 공간을 원하는 크기로 만들어 마스터 전착판을 만드는 단계; 및

   (e') 상기 공간에 충진되게 상기 마스타 전착판에 액상 수지를 도포하고 경화시켜 상기 공간에 대응하는 양각 회로 패턴이 형성된 상기 마스터를 만드는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 필름 기판 제조방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 (e') 단계는 상기 마스타 전착판과 상기 액상 수지 사이에 이형재를 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 필름 기판 제조방법.
10. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (F) 단계에서 상기 전도성 잉크의 경화는 상온의 대기중에서 행해지는 것 특징으로 하는 필름 기판 제조방법.

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