Cu/Sn 비아를 적용한 일괄적층 방법에 의한 다층연성기판의 제조

Fabrication of Laminated Multi-layer Flexible Substrate with Cu/Sn Via

다층 연성기판은 높은 전기 전도성과 낮은 절연상수로 잘 알려진 구리와 폴리이미드로 구성되어 있다. 본 연구에서는 이러한 다층연성기판을 패턴된 스테인리스 스틸 위에 구리선을 전기도금하고 폴리이미드를 코팅함에 의해서 균일한 형태의 5μm-pitch의 전도선을 제조하는데 성공하였다. 또한, 다층기판 형성시 비아흘은 UV 레이저로 형성시켰으며 구리와 주석을 전기 도금함으로 이를 채웠다. 그런다음 비아와 전도선이 붙은 채로 스테인리스 스틸에서 벗겨냈다. 이렇게 형성된 각각의 층을 한번에 적층하여 다층연성기판을 완성하였다. 적층시 주석과 구리사이에 고체상태 반응(Solid state reaction)이 발생하여 Cu₆Sn₅ and Cu₃Sn을 형성하였으며 비아패드에 비아가 수직으로 위치한 완전한 형태의 층간 연결을 형성하였다. 이러한 비아 형성 공정은 V형태의 비아나 페이스트 비아와 비교할 때 좋은 전기적 특성, 저가공정등의 여러 장점을 가지고 있다.

A multi-layer flexible substrate is composed of copper(Cu)/polyimide that are known as good electrical conductivity, and low dielectric constant, respectively. In this study. conductor line of 5μm-pitch was successfully fabricated without non-uniform pattern shape by electroplating copper and coating polyimide on patterned stainless steel. For multi-layer flexible substrate, via holes were drilled by UV laser and filled with electroplating copper and tin. And then, the PI layer with vias and conductor lines was stripped from stainless steel substrate. The PI layers were laminated at once with careful alignment between layers. Solid state reaction between tin and copper during lamination formed the intermetallic compounds of Cu₆Sn₅(η-phase) and Cu₃Sn(ε-Phase) and achieved a complete inter-connection by vertically positioning the plugged via holes on via pad. The via formation process has several advantages; such as better electrical property and lower cost than V type via and paste via.