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규종 상
4 years ago
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1 - Appl. Chem. Eng., Vol. 21, No. 4, August 2010, 감광성폴리머저항페이스트를이용한 Low Tolerance 후막저항체 김동국 * 박성대 *, **, 이규복 ** 경진범 * * 한양대학교응용화학과, ** 전자부품연구원 (2010 년 3 월 29 일접수, 2010 년 5 월 17 일채택 ) Thick Film Resistors with Low Tolerance Using Photosensitive Polymer Resistor Paste Dong Kook Kim*, Seong-Dae Park*, **,, Kyu-Bok Lee**, and Jin-Bum Kyoung* *Department of Chemistry & Applied Chemistry, Hanyang University, Ansan , Korea **Korea Electronics Technology Institute, Seongnam , Korea (Received March 29, 2010; Accepted May 17, 2010) 본연구에서는알칼리현상형감광성수지재료와전도성카본블랙을이용하여만들어진감광성폴리머저항페이스트를이용하여후막저항체의허용편차 (tolerance) 를개선하고자하였다. 먼저카본블랙과감광성수지의선택이폴리머후막저항 (polymer thick film resistor, PTFR) 의저항값의범위와허용편차의수준에미치는영향을조사하였다. 이후테스트기판상에감광성저항페이스트를도포하는방법에따른저항값허용편차의차이를평가하였다. 감광성저항페이스트를스크린인쇄를이용하여테스트기판의전면에도포한경우에는테스트기판상에서균일한두께의후막을형성하기어렵기때문에위치에따른저항값의허용편차가크게나타났다. 반면, 롤러를이용하여페이스트를도포하였을때, 전체기판면적에균일한두께의저항체후막을형성할수있었으며, 저항값평가결과 ± 10% 이내의낮은허용편차를나타내었다. 포토공정을이용한정밀한패터닝공정과롤러를이용한균일한두께의저항막도포공정을결합함으로써후막저항의허용편차를개선할수있었다. In this research, we intended to improve the tolerance of thick film resistor using photosensitive polymer resistor paste which was fabricated with alkali-solution developable photosensitive resin and conductive carbon black. At first, we investigated the effect of the selection of carbon black and photosensitive resin on the resistance range and tolerance level of polymer thick film resistor (PTFR). And then, a difference in resistance tolerance was evaluated according to the coating methods of photosensitive resistor paste on test board. In case that the photosensitive resistor paste was coated on whole surface of test board using screen printing, large positional tolerance was obtained because the formation of the thick film with uniform thickness was difficult. On the other hand, when the paste was coated with roller, the resistive thick film with uniform thickness was formed on the whole board area and the result of resistance evaluation showed low tolerance in ± 10% range. The tolerance of PTFR could be improved by combination of the precise patterning using photo-process and the coating process for the resistive thick film with uniform thickness. Keywords: photosensitive, thick film resistor, tolerance, roller coating, uniform thickness 1) 1. 서론 인쇄회로기판의고집적화추세에따라수동소자들을기판의내부에내장하기위한내장형수동소자기술 (embedded passive technology) 에대한연구가활발히진행되고있다. 이기술은칩타입표면실장부품의실장비용을줄이고, 납땜에의해저하되는인쇄회로기판의전기적특성및신뢰성을향상시키는것을목적으로하고있다 [1-3]. 저항체를내장하는기술에는여러가지가있으나, 저온경화형폴리머후막저항 (polymer thick film resistor, 이하 PTFR로표기 ) 을형성하는방법이공정이가장간단하고대량생산공정에유리하며, 비용이저렴한장점이있어주목받고있다 [4]. 이공정은주로카본블랙과열 교신저자 ( sdpark@keti.re.kr) 경화형수지를이용하여페이스트를제작하고, 이를스크린인쇄공정을이용하여기판위에후막형태로인쇄후경화하는방법으로저항체를형성하는기술이다 [5]. 그러나내장형저항체기술은아직까지보편화되고있지못한데, 그원인중하나는저항치의허용편차 (tolerance) 범위이다 [6]. 특히 PTFR의경우는허용편차범위가통상 ± 30% 수준으로타기술에비해서도큰편이어서, 저항체형성후레이저를이용한트리밍공정이불가피하다 [4,7]. Snogren은 PTFR의허용편차는저항체페이스트내부의불균일성, 생산 lot 간편차, lot 내에서의편차, 동일인쇄기판내에서의편차등에여러요소에의해서영향을받는것으로보고하였다. 특히스크린인쇄조건에있어서의여러변수에의해저항체의형상과인쇄품질이달라지는것에의해저항치의편차가발생하는데, 이경우저항체내부에국부적인두께불균일성이나, 예상치못한보 411

2 412 김동국 박성대 이규복 경진범 이드 (void) 의존재, 불균일한에지형상등에의해편차가발생하는것으로보고하였다 [8]. Cheng 등은메쉬스크린과금속스텐실, 패턴과스퀴지이동방향의각도, 저항체의선폭, 기판의종류등공정및설계변수에따른허용편차의차이를비교평가하였다 [9]. 이러한후막저항체의허용편차를줄이기위해서는저항체의형상을제어하는것이중요한데, 포토레지스트를이용하여캐비티를형성하고저항페이스트를채우는방법 [10], 동박을이용하여캐비티를만든후저항페이스트를채우고, 경화후연마하는방법 [11,12], 링모양의저항체를형성하는방법 [7,13] 등이시도된바있다. 본연구에서는후막저항체의허용편차를개선하는또다른방법으로알칼리현상형감광성저항페이스트의적용을평가하였다. 감광성페이스트를이용하여후막저항체의 dimension을제어하고자했던연구결과는그리많지않다. Huang 등은저항페이스트에광경화수지와열경화수지를함께적용, 인쇄직후신속한 UV 경화를통하여저항체표면에 soft shell을형성, 열경화시저항체의 dimension을유지할수있다고주장하였다 [14]. Dziedzic 등은 LTCC (low temperature co-fired ceramics) 용소성형 Foldel 저항잉크와포토공정을이용하여선폭과길이가미세한저항체의형성능력을스크린인쇄와비교하고, dimension의정밀성과, 신뢰성을평가한바있으나저항체의허용편차에대한언급은하지않았다 [15]. Zhang 등은포토이미저블 (photoimageable) 폴리머저항페이스트를이용하여 x, y dimension을제어하는방법으로스크린인쇄보다정밀하게저항체의 dimension을제어할수있음을주장한바있으나, 두께와저항의상관관계및허용편차범위에대해서는제시되지않았다 [16]. 본필자들도앞선연구에서감광성폴리머저항페이스트를이용하면전면페이스트도포, 노광및현상기법을이용하여정밀한형상의저항체와미세패턴의폴리머후막저항체를구현할수있음을확인한바있다 [17]. 한편감광성저항페이스트를사용하면스크린인쇄법외에도다양한도포방법을적용할수있는장점이있다. Zhang 등은 curtain coating 방법을이용하여두께가약 5 10 µm인저항막을형성한바있다 [16]. 본연구에서는자외선을이용한부분경화, 알칼리수용액을이용한패턴현상 (development) 및이후열경화가가능한감광성폴리머저항페이스트를제조하고, 균일한후막을도포할수있도록롤러를이용하여페이스트를도포하는방법을적용하였다. 롤러코팅을적용한후막저항체의특성을평가하고, 허용편차평가결과를전면스크린인쇄를이용하여페이스트를도포하였을때의후막저항체와비교하였다. 2. 실험 2.1. 감광성저항페이스트의제조전도성필러로는 Vulcan XC-72R (Cabot 사 ) 과 Conductex 7055 Ultra (Columbian Chemicals사, 이하 CDX-7055U로표기 ) 두종류의카본블랙을사용하여, 카본블랙의종류에따른저항특성의차이를고찰하였다. 알칼리수용액에용해되는감광성매트릭스소재로는포토솔더레지스트 (photo solder resist, PSR) 를사용하였는데, 한국 Taiyo Ink사의주제 PSR-4000 KT33R06과경화제 CA-40 KT33R06로이루어진이액형 PSR ( 이하 T-PSR로표기 ) 과 Asahi Chemical사의일액형 PSR 인 DPR-805G ( 이하 A-PSR로표기 ) 를사용하여수지재료에따른저항특성및공정능력의차이를비교하였다. 카본블랙용분산제로는 BYK사의 BYK-9076을이용하였으며, 점도조절을위한용매로는삼전순약의 BCA (buthyl carbitol acetate) 를이용하였다. 카본블랙의종류 Table 1. Combinations of Carbon Black (CB) and Photo Solder Resist (PSR) Matrix (AX : A-PSR + XC-72R, AC : A-PSR + CDX-7055U, TX : T-PSR + XC-72R, TC : T-PSR + CDX-7055U) Code AX1 AX2 AX3 AX4 AX5 AX6 AC1 AC2 AC3 AC4 AC5 CB content (g) XC-72R CDX-7055U Matrix A-PSR 20 g Code TX1 TX2 TX3 TX4 TC1 TC2 TC3 TC4 TC5 TC6 CB content (g) Matrix XC-72R CDX-7055U T-PSR 20 g Figure 1. Fabrication procedure of photosensitive resistor paste using PSR. 및함량과수지의조합은 Table 1과같이설계하였다. Figure 1에감광성저항페이스트의제조공정을도시하였다. 150 cc 용기에 PSR 20 g ( 이액형은주제 16 g과경화제 4 g) 과분산제를넣고고속페이스트믹서 (PDM-300, 대화테크 ) 를이용하여약 2 min간혼합하였다. 분산제의양은이후투입될카본블랙의중량대비 40% 를투입하였다. 혼합된비이클에카본블랙을 g 범위에서첨가량을달리하며투입하고 2차고속믹싱을실행하였다. 믹싱전카본블랙의첨가량이많은조성은 BCA를추가하여점도를조절하였다. 고속믹싱후 EXAKT50 3 roll mill을이용하여혼합물을분산시켜페이스트를제조하였으며, 최종적으로고속믹싱을 1회더실시하였다 후막저항테스트쿠폰의제조및평가제조된페이스트를이용하여 Figure 2와같은공정순서로후막저항테스트쿠폰을제작하였다. 테스트보드는 FR-4 기판을이용하여제작되었는데, 기판상동박을원하는패턴으로에칭하여전극을형성하고이후금도금을실시하여경화시동박이산화되는것을방지하였다. 전극이형성된 FR-4 상에감광성저항페이스트를스크린인쇄기또는핸드롤러를이용하여전면도포하고약 10 min간상온에서레벨링 공업화학, 제 21 권제 4 호, 2010

Comparison of Physical Properties Between Two Carbon Blacks Model Particle size (nm) Specific surface area (m 2 /g) Oil absorption (cm 3 /100 g) XC-72R 30 254 192 CDX-7055U 42 55 170 3.

3 감광성폴리머저항페이스트를이용한 Low Tolerance 후막저항체 413 Figure 2. Fabrication procedure of test coupon for polymer thick film resistors. Figure 4. Evaluation results of sheet resistance as a function of filler amount. Table 2. Comparison of Physical Properties Between Two Carbon Blacks Model Particle size (nm) Specific surface area (m 2 /g) Oil absorption (cm 3 /100 g) XC-72R CDX-7055U 결과및고찰 (a) (b) Figure 3. Test coupons for evaluation of polymer thick film resistors : (a) type A, (b) type B. 시킨후 80 오븐에서 15 min 동안건조하였다. 실험에사용한인쇄기는 C. W. Price 사의 MC810C 모델이며, 스크린프레임사이즈는 10" 10" 였고, 200 메쉬, 15 µm 에멀젼의스크린을이용하였다. 페이스트를전면도포한면적은 mm로, 인쇄는 1회만실시하였다. 한편롤러를이용한경우에는두께의균일도를높이기위하여총 8 10회코팅을반복하였으며, 매회 90도회전하며도포하였다. 노광공정은저항패턴이형성된크롬마스크와 Opto Finetech사의 KP-1200 노광기를이용하여실시하였으며, 카본블랙의광투과율이높지않은것을감안하여 1500 mj/cm 2 의높은광량으로실행하였다. 노광된저항체막을현상기를이용하여패터닝하였는데, 현상액으로는 1 wt% Na 2CO 3 수용액을이용하였다. 현상및세척후패터닝된저항후막을오븐에넣고 120 에서 30 min 건조및 200 에서 1 h 경화를실시하였다. 경화가끝나고상온에도달한테스트쿠폰으로부터 METEX M-4660A digital multimeter를이용하여저항치를측정하고, 허용편차를도출하였다. Figure 3과같이두가지의저항테스트쿠폰을제작하여평가하였으며, 허용편차는식 (1) 을이용하여계산하였다. Tolerance (%) = 100 3σ (1) R 3.1. 카본블랙및수지종류에따른저항특성평가결과시트저항의평가에서는스크린인쇄를이용하여저항페이스트를전면도포하고이후노광및현상을실시하여우선평가하였다. Table 1 에기술한조성의대부분이현상이되었으나, TX4 (XC-72R 3 g) 페이스트는현상이되지않았다. A-PSR 및 CDX-7055U를사용한타조성시리즈의현상능력의한계를체크하기위하여카본블랙의첨가량을더늘렸을때는현상이잘되지않았거나현상후저항체의손상이많았다. T-PSR과 CDX-7055U를사용하였을때 (TC series), 현상이가능한카본블랙의한계투입량이가장많았다. Type A (XC-72R 사용조성 ) 또는 B (CDX-7055U 사용조성 ) 테스트패턴을이용하여제작된테스트기판들의조성별시트저항의평가결과를 Figure 4에나타내었다. 측정된저항체의사이즈는 mm 로모두동일하게하였다. 동일한카본블랙함량에서비교하였을때, A-PSR을사용하였을때 T-PSR을사용한조성보다시트저항이작게형성되는것을알수있다. 또한전도성필러로 XC-72R을사용하였을때, CDX-7055U를사용하였을때보다시트저항이작게형성되었다. A-PSR 사용시시트저항이낮게나온이유는수지의조성을알수없었기에명확히규명하기어려웠다. 카본블랙의종류에따라시트저항이달라지는것과패턴의현상이가능한카본블랙의한계투입량이달라지는것은 Table 2의물리적특성비교데이터로부터알수있다. CDX-7055U 카본블랙이입자사이즈가더크고, 비표면적이작은것을알수있다. 또한카본블랙의구조인자 (structure factor) 의척도인 Oil 흡유량도작은데, 이러한이유로더많은양이수지에첨가될수있었다. 구조인자는카본블랙이가지모양의형태를얼마나가지고있는지나타내는것으로 [18], 가지가많고길면전기전도가더잘이루어지기때문에 XC-72R을사용하였을 Appl. Chem. Eng., Vol. 21, No. 4, 2010

414 김동국 박성대 이규복 경진범 Figure 7. Relationship of thickness distribution and resistance distribution in screen-printed AX4 test board. Figure 5. Resistance tolerance values of the tested compositions.

수지의종류의따른허용편차의차이가뚜렷하였는데, 동일한카본블랙사용시 T-PSR을사용한저항체들이더작은값을나타내었다. 이것은 T-PSR을이용한저항페이스트가, 동일한인쇄조건에서 A-PSR을이용한페이스트와비교하여인쇄성과레벨링특성이더우수하여저항막의두께균일성을높여주었기때문이다. 3.2.

이결과는테스트패턴 type A에서 Section 1과 Section 4에위치한 1.0 1.0 mm 저항체 50 개씩을측정하여도표화한것이다. 여기서 X, Y축의알파벳과숫자는 type A 테스트쿠폰의 section 1, 4에존재하는저항체들의위치를나타내고있으며, Z축은측정된저항값으로단위는 kω이다.

저항치를, 기판의중심부분에서는낮은저항치를나타내었다. 저항체의시트저항과두께분포를함께비교해보면상관성이있는것을알수있다. Figure 7은스크린인쇄로도포하였을때의테스트보드내저항체의두께분포와시트저항분포를측정한것으로, 역시 X, Y축은저항체의위치를나타내고있으며, 두께그래프의 Z축단위는 µm, 저항그래프의 Z축단위는 kω이다.

4 414 김동국 박성대 이규복 경진범 Figure 7. Relationship of thickness distribution and resistance distribution in screen-printed AX4 test board. Figure 5. Resistance tolerance values of the tested compositions. Figure 8. Coating method in case of roller coating. Figure 6. Resistance distribution of AX4 paste in case of screen printing. 때시트저항이더작게나타나게되는것이다. Figure 5에는각조성들의저항값허용편차를계산하여막대그래프화하여보았다. 수지의종류의따른허용편차의차이가뚜렷하였는데, 동일한카본블랙사용시 T-PSR을사용한저항체들이더작은값을나타내었다. 이것은 T-PSR을이용한저항페이스트가, 동일한인쇄조건에서 A-PSR을이용한페이스트와비교하여인쇄성과레벨링특성이더우수하여저항막의두께균일성을높여주었기때문이다 페이스트도포방법에따른저항치허용편차분석 Figure 5에서알수있듯이, 스크린인쇄를이용하여전면도포를하는경우에는포토공정을이용하더라도편차의문제를해결하기어려운것을알수있다. A-PSR 과 XC-72R (1.6 g) 을이용하여제작된포토저항페이스트 AX4로만들어진저항체테스트보드내에서의저항치분포를평가한결과를 Figure 6에나타내었다. 이결과는테스트패턴 type A에서 Section 1과 Section 4에위치한 mm 저항체 50 개씩을측정하여도표화한것이다. 여기서 X, Y축의알파벳과숫자는 type A 테스트쿠폰의 section 1, 4에존재하는저항체들의위치를나타내고있으며, Z축은측정된저항값으로단위는 kω이다. 사용하는스크린인쇄장비의성능에따라다를수있겠지만, 본실험에사용된인쇄장비와스크린을사용하는방법으로는허용편차가 ± 40% 이상으로좋지못한것을알수있다. 또한허용편차의원인이기판내에서위치별저항치편차인것을알수있는데, 기판의에지쪽에서는높은 Figure 9. Resistance distribution of AX4 paste in case of roller coating. 저항치를, 기판의중심부분에서는낮은저항치를나타내었다. 저항체의시트저항과두께분포를함께비교해보면상관성이있는것을알수있다. Figure 7은스크린인쇄로도포하였을때의테스트보드내저항체의두께분포와시트저항분포를측정한것으로, 역시 X, Y축은저항체의위치를나타내고있으며, 두께그래프의 Z축단위는 µm, 저항그래프의 Z축단위는 kω이다. 그래프로부터에지쪽은두께가얇아서시트저항값이큰반면, 중심쪽은두께가두꺼워시트저항의값이작은것을알수있다. 즉시트저항의허용편차를좌우하는가장큰원인이두께편차임을쉽게알수있다. 이러한두께편차를줄이기위한방편으로핸드롤러를이용하여 AX4 페이스트를도포한후포토공정을이용하여저항체를형성하는방법을테스트하였다. 포토저항페이스트는노광및현상공정을통하여패터닝이이루어지기때문에다양한도포방법을시도해볼수있는장점을가지고있다. 총 8 10회를도포하였는데, 전체기판내에서균일한두께를얻을수있도록 Figure 8처럼추가도포시마다 90도회전후페이스트를도포하는방법을적용하였다. AX4 저항페이스트를롤러를이용하여도포하고평가한결과는 Figure 9와같다. 롤러를이용하여도포한결과기판내에서균일한 공업화학, 제 21 권제 4 호, 2010

감광성폴리머저항페이스트를이용한 Low Tolerance 후막저항체 415 Figure 10. Resistance distribution of TX2 paste in case of roller coating. Figure 13. Resistance distribution in TC3 test board. Figure 11.

스크린도포시에나타났던두께및저항의 directional한불균일분포가나타나지않고대체로균일한두께와시트저항분포를가지고있는것을알수있다 (Figure 12). 한편 CDX-7055U를사용한페이스트인 TC3을이용하여, 56개의저항체가더넓은면적에분포되는 type B 보드에롤러코팅으로저항체를형성하고허용편차를평가하여보았다. 시트저항의평균값은 6.4 kω/sq.

Relationship of thickness distribution and resistance distribution in roll-coated TX3 test board. 시트저항분포를가짐으로써허용편차가 ± 40 50% 수준에서 ± 11 15% 수준으로크게개선되고있는것을알수있다. 이방법은별도의스크린을이용하지않기때문에매우편리하고저비용의방법이기도하다.

5 감광성폴리머저항페이스트를이용한 Low Tolerance 후막저항체 415 Figure 10. Resistance distribution of TX2 paste in case of roller coating. Figure 13. Resistance distribution in TC3 test board. Figure 11. Resistance distribution of TX3 paste in case of roller coating. 다. 테스트보드의 section 1에서일부저항체의두께를측정하여스크린도포방식처럼두께분포와저항치분포의상관성을평가하여보았다. 스크린도포시에나타났던두께및저항의 directional한불균일분포가나타나지않고대체로균일한두께와시트저항분포를가지고있는것을알수있다 (Figure 12). 한편 CDX-7055U를사용한페이스트인 TC3을이용하여, 56개의저항체가더넓은면적에분포되는 type B 보드에롤러코팅으로저항체를형성하고허용편차를평가하여보았다. 시트저항의평균값은 6.4 kω/sq., 허용편차는 ± 7.6% 로나타났으며, Figure 13에저항체의테스트기판상저항값분포도를나타내었다. X, Y축의알파벳과숫자는 type B 테스트쿠폰상에존재하는저항체들의위치를나타내고있으며, 앞그래프들과마찬가지로 Z축은측정된저항값을나타내며, 단위는 kω이다. 일반적으로후막이나박막저항의저항값은식 (2) 와같이표시된다. (2) Figure 12. Relationship of thickness distribution and resistance distribution in roll-coated TX3 test board. 시트저항분포를가짐으로써허용편차가 ± 40 50% 수준에서 ± 11 15% 수준으로크게개선되고있는것을알수있다. 이방법은별도의스크린을이용하지않기때문에매우편리하고저비용의방법이기도하다. 동일한페이스트임에도시트저항의차이가나타났는데, 그것은저항체의두께가 10 µm 이하로코팅이얇게되었기때문으로판단된다. 페이스트의레올로지특성에따른차이를관찰하고또한허용편차를더욱낮춰보기위해서레벨링특성이더좋은 T-PSR을사용한페이스트로실험을진행하였다. TX2 페이스트를이용하여롤러코팅방법을적용하였을때테스트보드내에서의허용편차평가결과를 Figure 10에나타내었다. 두영역에서모두 ± 10% 이내의허용편차를나타내었으며, 특히 Section 4의 50개의후막저항측정값의허용편차가 ± 5% 이내에들어오는결과를얻을수있었다. 카본블랙의함량이더많은 TX3 페이스트에서도 ± % 의 3σ tolerance 값을나타내었다 (Figure 11). Figure 9 (AX4) 와비교하면저항값의분포, 즉막대의높낮이분포가더균일한것을확인할수있 여기서 W는저항체의너비, L은전극간간격으로저항체의길이, t는저항체의두께이다. ρ는저항체의비저항이며, 이것을후막두께에대하여보정한값이시트저항 Rs이다. 저항체의비저항, 너비, 길이등은동일재료, 동일패턴의사용시거의차이가없으므로테스트기판내에서허용편차를결정하는가장큰요인은두께의불균일성이된다. 스크린인쇄로페이스트를도포하는방법과롤러를이용하여페이스트를도포하는방법에서두께균일성의차이를 Figure 14와같이 schematic하게도시할수있다. 스크린인쇄도포시기판의중앙부분과에지부분의두께편차때문에위치별저항편차가나타나는것과는달리, 롤러를이용하여코팅할경우는균일한두께의저항막형성으로저항값의분포도균일하게나타날수있다. 또한페이스트의레벨링특성도중요한데 T-PSR처럼레벨링이더잘되는수지시스템을사용하는것이저항체의허용편차를줄이는데더유리하다고할수있다. 4. 결론 폴리머후막저항체의구현에있어서저항값의허용편차는정밀하게제어되어야하는중요한요소이다. 허용편차에영향을미치는가장 Appl. Chem. Eng., Vol. 21, No. 4, 2010

416 김동국 박성대 이규복 경진범 ( 다기능 Flexible Appliance 기술개발 ) 의지원으로수행되었기에, 이에감사드립니다. 참고문헌 Figure 14. Schematic comparison of screen printing and roller coating. 큰원인은저항체후막의기판상두께분포이므로기판전체에균일하게페이스트를도포하는것이중요하다.

6 416 김동국 박성대 이규복 경진범 ( 다기능 Flexible Appliance 기술개발 ) 의지원으로수행되었기에, 이에감사드립니다. 참고문헌 Figure 14. Schematic comparison of screen printing and roller coating. 큰원인은저항체후막의기판상두께분포이므로기판전체에균일하게페이스트를도포하는것이중요하다. 본연구에서는감광성저항페이스트를이용하여후막저항의허용편차를개선하는실험을실시하였다. 먼저카본블랙과감광성수지의종류에따라서현상이가능한카본블랙의한계투입량, 저항값의범위와허용편차의수준이다르게나타나는것을확인할수있었다. 이후스크린인쇄를이용하여전면도포를실행하고저항체를패터닝하였을때는테스트기판상위치에따른저항값의허용편차가크게나타나는것을확인하였다. 저항체의두께분포를측정하여저항값의분포와비교분석함으로써그상관관계를파악할수있었다. 허용편차를낮추기위해도입된새로운공정은롤러를이용하여테스트기판상에감광성후막저항페이스트를도포하는것이었다. 이방법으로전체기판면적에균일한두께분포의저항체후막을형성할수있었으며, 균일한두께로형성된후막저항체는포토공정을이용한패터닝및경화후 ± 10% 이내 ( 최저 ± 4.9%) 의낮은허용편차를나타내었다. 이는스크린인쇄형의폴리머후막저항체에서통상적으로알려진 ± 20 30% 수준의허용편차값보다우수한결과이다. 본연구를통하여, 감광성저항페이스트를이용하면정밀한패턴의저항체를구현할수있을뿐만아니라, 스크린인쇄외에롤러코팅등두께를균일하게할수있는도포방법을적용할수있어허용편차를최소화하는데유리함을확인하였다. 감사 본연구는지식경제부의차세대지능형정보전자핵심기술개발사업 1. S. K. Bhattacharya and R. R. Tummala, J. Mater. Sci., Mater. Electron., 11, 253 (2000). 2. M. Cases, D. N. de Araujo, N. N. Pham, P. Patel, and B. Archambeault, Adv. Microelectron., July/August 2005, 6 (2005). 3. W. Jillek and W. K. C. Yung, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 25, 350 (2005). 4. K. Perala, Proc. 9th Intern. Symp. on Advanced Packaging Materials, 220 (2004). 5. J. T. Y. Su, 9th Intern. Symp. on Advanced Packaging Materials, 74 (2004). 6. L. J. Salzano, C. Wilkinson, and P. A. Sandborn, IEEE Trans. Advanced Packaging, 28, 503 (2005). 7. IPC-2316 Design Guide for Embedded Passive Device Printed Boards, March (2007). 8. R. C. Snogren, Presented at IPC Annual Meeting and Technical Conference, October 27, Minneapolis, USA (2004). 9. P. L. Cheng, S. Y. Y. Leung, T. W. Law, C. K. Liu, J. I. T. Chong, and D. C. C. Lam, IEEE Trans. Components and Packaging Tech., 30, 269 (2007). 10. M. G. Varadarajan, K. J. Lee, S. K. Bhattacharya, A. Bhattacharjee, L. Wan, R. Pucha, R. R. Tummala, and S. Sitaraman, Proc. IEEE Conf. High Density Microsystem Design and Packaging and Component Failure Analysis (HDP 06), 188 (2006). 11. H. Park, J. IEEK, SD, 45, 72 (2008). 12. U. S. Patent 6,229,098; 6,256,866 (2001). 13. (a) U. S. Patent 5,994,997 (1999); (b) U. S. Patent 6,130,601 (2000). 14. U. S. Patent 6,030,553 (2000). 15. A. Dziedzic, L. Rebenklau, L. J. Golonka, and K.-J. Wolter, Microelectron. Reliab., 43, 377 (2003). 16. U. S. Patent 6,225,035 (2001). 17. D. K. Kim, S. D. Park, M. J. Yoo, S. H. Sim, and J. B. Kyoung, J. Korean Ind. Eng. Chem., 20, 622 (2009). 18. A. Dziedzic, Microelectron. Reliab., 47, 354 (2007). 공업화학, 제 21 권제 4 호, 2010

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08-KH ( ).hwp - J. Korean Ind. Eng. Chem., Vol. 20, No. 6, December 2009, 622-627 감광성폴리머저항페이스트제조와미세패턴후막저항의형성 김동국 * 박성대 *, **, 유명재 ** 심성훈 ** 경진범 * * 한양대학교응용화학과, ** 전자부품연구원 (2009 년 6 월 30 일접수, 2009 년 8 월 6 일채택 ) Fabrication