CN100350517C - 层压体及其用途 - Google Patents
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Abstract
其层结构为第一无机物层-绝缘层-第二无机物层或无机物层-绝缘层的一种层压体,其特征在于该绝缘层包含两个或更多个含有芯绝缘层和粘合性绝缘层的树脂层,且构成该绝缘层的至少一层包含一种聚酰亚胺树脂,该树脂有通式(1)所示重复单元、有150℃~360℃的玻璃化温度、并显示出在碱性溶液中的溶解速度为3μm/分钟或更大、较好5μm/分钟或更大、最好为8μm/分钟或更大。
Description
技术领域
本发明涉及在包含第一无机物层(主要为金属层)-绝缘层-第二无机物层(主要为金属层)或者无机物层(主要为金属层)-绝缘层这样的层构成的层压体中构成绝缘层的多个树脂层适合于用湿法蚀刻的层压体,绝缘膜和对该层压体进行湿法蚀刻而得到的电子电路部件,特别是硬盘驱动器用悬架(suspension)。
背景技术
近年来,由于半导体技术的飞速发展,迅速推进了半导体封装小型化、多元件化、微细间距化、电子部件极小化等,从而进入了所谓高密度实装时代。与此相伴随,印刷配线基板也在从一面配线向两面配线、进而多层化、薄型化推进(岩田,原园,电子材料,35(10),53(1996))。
形成这样的配线、电路时的图案形成方法是金属层-绝缘层-金属层这样的层构成的基板上的金属层用氯化铁这样的酸性溶液蚀刻、形成配线后,为了提供层间导通,在等离子体蚀刻、激光蚀刻等干状态下或在肼等湿状态下除去绝缘层以形成所希望形状(特开平6-164084号公报),再用电镀或导电糊等进行配线间连接的方法。此外,另一种图案形成方法是用感光性聚酰亚胺(特开平4-168441号公报)等按所希望形状设置绝缘层后,在其空隙中用电镀形成配线的方法(エレクトロニクス实装学会第7回研究讨论会予稿集,1999年发行)等。
近年来电器制品微型化(downsizing)的趋势导致金属层-高分子绝缘体层各自的薄膜化进展,在多数情况下可以分别采用100μm以下的膜厚。这样,用薄膜制作配线时,由于金属层-高分子绝缘体层的热膨胀系数差异,会在配线中发生翘曲。
如果绝缘层和导体层的热性质是已知的,则这样的基板的翘曲σ可以用下式算出(宫明、三木,日东技报,35(3),1,(1997)):
式中E1:金属弹性模量
E2:绝缘层弹性模量
Δα:金属-绝缘层间热膨胀系数之差
ΔT:温度差
h:膜厚 1:配线长
从此式可以考虑,作为减少配线翘曲的方法有以下2种:
1.降低绝缘层弹性模量的方法,
2.降低绝缘层与金属配线层的热膨胀率差的方法。
在配线形成方法方面,在用来对包含第一金属层-绝缘层-第二金属层这样的构成的层压体中的金属层进行蚀刻以形成配线的层压体中,为了减少层压体的翘曲,有必要使金属层与绝缘层的热膨胀率相同。为此,有人提出了用低膨胀性的聚酰亚胺作为这样的层压体的绝缘层的方案(美国专利4,543,295、特开昭55-18426号公报、特开昭52-25267号公报)。
然而,低膨胀性的聚酰亚胺由于一般不是热塑性的,因而与金属层的粘合性不良,使得难以得到可以耐实用的粘合力。为了克服这个问题,已知有人使用对金属层的粘合性良好的热塑性聚酰亚胺系树脂或环氧树脂作为金属层与低膨胀性聚酰亚胺绝缘层(芯层)之间的粘合剂层(特开平7-58428号公报)。
在这种情况下,低膨胀性的芯绝缘层的厚度做得比粘合剂层的厚度厚时,层压体总体上不会出现翘曲。如果粘合剂层变薄,则越薄其防翘曲效果越好,但若太薄则会损害粘合性。进而,至少当芯绝缘层的上下粘合剂层的总厚度是芯绝缘层厚度的一半以下时,不太可能出现翘曲,基于这样的理由,市售层压体中粘合剂层的厚度之和达到芯绝缘层的厚度的一半以下的情况居多(特开平1-245587号公报)。
然而,这些材料用湿法进行蚀刻时,如果这两种材料的蚀刻速率不同,则一般地说边缘形状不成直线,而成为蚀刻速率低的一方残留下来的形状。如果粘合剂层的蚀刻速率比芯绝缘层低,则挟持芯绝缘层的上面和下面粘合剂层的边缘就会向外伸出。而在相反的情况下,粘合剂层先被蚀刻,中心部分便向外伸出。由于有这样的问题,用湿法蚀刻进行绝缘层的图案化是非常难的,因而,通常都用等离子体或激光进行干法绝缘层图案化。
现在,伴随个人计算机产量的急剧增长,装配于其中的硬盘驱动器的产量也随之增大。硬盘驱动器中,支撑读取磁性数据的磁头的所谓悬架的部件,其主制品正在从以铜配线连接不锈钢板簧的制品向与小型化相对应的在不锈钢板簧上直接形成铜配线的所谓无线悬架的制品转变。
这样的无线悬架的主流产品是用包含第一金属层-粘合性绝缘层-芯绝缘层-粘合性绝缘层-第二金属层的层压体制作的。该层压体可以列举,例如,以铜的合金箔为第一金属层,以不锈钢箔为第二金属层、以芯绝缘层和层压于该芯绝缘层两面上的粘合性绝缘层为绝缘层者。使用该层压体的无线悬架,由于是在高速旋转的磁盘上进行扫描而施加微细振动的部件,因而配线的粘合强度是非常重要的。因此,使用该层压体的无线悬架要求满足严格的规格。
称为该无线悬架的部件有以下两种制作法,即主要用电镀形成配线的加法(additive method),和用蚀刻铜箔形成配线的减法(subtractivemethod)。在减法的情况下,由于以上所述理由,因而采用等离子体蚀刻法进行绝缘层聚酰亚胺的图案化。
以往,对于无线悬架用的蚀刻前原材料的层压体来说,蚀刻处理只能进行干法蚀刻。干法一般是对被处理物进行逐枚处理(sheetmethod)的,因而有生产率低下、而且装置也昂贵、从而使生产成本变得非常高的缺点。另一方面,湿法可以对大尺寸工件以连续处理方式蚀刻,因而有生产率高、装置成本也低廉这样的优点,但对于要求满足严格规格的无线悬架用的层压体来说,由于以下理由而一直未能达到可以使湿法实用化的程度。
采用湿法的蚀刻,与采用干法的蚀刻相比,就成为蚀刻对象的材料而言,多半是蚀刻速率有大幅差异的材料。例如,作为无线悬架用的层压体中的绝缘层之一部分使用的粘合剂,从确保高度绝缘可靠性的必要性来看,可以采用如上所述的聚酰亚胺系树脂为主。聚酰亚胺系树脂具有粘合性,因而一般能给出如上所述的热塑性,但如果把能给出热塑性的柔软构造导入聚酰亚胺系树脂的骨架内,则有使耐药品性增强的倾向,因此,这样的树脂有使采用湿法的蚀刻适性变差的倾向,从而拉大了与芯绝缘层的蚀刻速率的距离。本说明书中,所谓蚀刻速率系指通过蚀刻产生的每单位时间的膜厚减少量。
因此,在以低膨胀性聚酰亚胺为芯绝缘层、以有粘合性的聚酰亚胺为粘合性绝缘层、并将其中各层组合层压以构成包含多层的绝缘层(例如,粘合性绝缘层-芯绝缘层-粘合性绝缘层、或粘合性绝缘层-芯绝缘层)的情况下,如果对这样的绝缘层实施湿法蚀刻,则由于粘合性绝缘层有耐药品性高的倾向而成为蚀刻性恶化的倾向,但由于芯绝缘层易于蚀刻,因而绝缘层总体的蚀刻是不均匀进行的,有蚀刻形状变得不均匀这样的问题。
因此,优化无线悬架等电子电路部件用层压体中绝缘层的芯绝缘层与粘合性绝缘层的蚀刻速率并改善粘合剂层的粘合性,虽说是性质相反而且难以同时实现的,但必须都得到满足。
图1表示对先有技术上只适用于干法蚀刻的、包含第一金属层-粘合性绝缘层-芯绝缘层-粘合性绝缘层-第二金属层的无线悬架用层压体从第一金属层一侧进行湿法蚀刻的情况下层压体断面蚀刻形状的概念图。图1中,1是低膨胀性聚酰亚胺树脂的芯绝缘层。该芯绝缘层1的一个面上有经由粘合性绝缘层4形成的第一金属层2,而该芯绝缘层1的另一个面上有经由粘合性绝缘层4形成的第二金属层3。如图1中所示,由于用湿法时粘合性绝缘层4的蚀刻速率比芯绝缘层1低,因而粘合性绝缘层4未被蚀刻的部分就残留下来而成为房顶的屋檐状,作为绝缘层总体,变得蚀刻形状不均匀。
先有技术上,作为上述层构成的无线悬架用层压体的粘合性绝缘层中使用的聚酰亚胺树脂,既适合于用湿法蚀刻又是粘合性优异者,目前还不知道。
发明概要
因此,本发明的目的是提供一种包含第一无机物层(主要为金属层)-绝缘层-第二无机物层(主要为金属层)、或无机物层(主要为金属层)-绝缘层的层构成的层压体,其中绝缘层具有芯绝缘层和粘合性绝缘层的两层以上的树脂层,且其中有能进行最佳蚀刻的粘合性绝缘层而且具有适合于用湿法蚀刻且粘合性优异的聚酰亚胺树脂;提供一种用于形成该层压体的绝缘薄膜;以及提供一种使用该层压体的电子电路部件。
第一发明
本发明者等锐意探讨了在包含第一无机物层(主要为金属层)-绝缘层-第二无机物层(主要为金属层)、或无机物层(主要为金属层)-绝缘层的层构成的层压体中绝缘层为两个以上的树脂层的情况下作为绝缘层树脂能得到良好蚀刻形状的种种聚酰亚胺树脂。
其结果,发现即使在显示良好粘合性的热塑性聚酰亚胺树脂中,只要在树脂骨架内有特定构造,也能使蚀刻速率加速。这样的热塑性聚酰亚胺树脂是有可能接近于构造上蚀刻速率快的低膨胀性聚酰亚胺的蚀刻速率的,而且即使在用湿法的蚀刻中也能得到良好的蚀刻形状。
即,本发明的层压体是包含第一无机物层-绝缘层-第二无机物层或者无机物层-绝缘层的层构成的层压体,其特征在于该绝缘层由两层以上的树脂层形成,形成该绝缘层的至少一层是有通式(1)所示重复单元的聚酰亚胺树脂,而且是有150℃~360℃的玻璃化温度、对碱性溶液的溶解速度大于3μm/min、较好大于5μm/min、最好大于8μm/min的聚酰亚胺树脂
式中,R1和R2是二价有机基团,既可以分别是单一结构,也可以分别是两种以上结构的组合,n是2以上的整数。
此外,本发明的另一种层压体是包含第一无机物层-绝缘层-第二无机物层或者无机物层-绝缘层的层构成的层压体,其特征在于该绝缘层由两层以上的树脂层形成,形成该绝缘层的至少一层是有通式(2)所示重复单元的聚酰亚胺树脂,而且是有150℃~360℃的玻璃化温度、对碱性溶液的溶解速度大于3μm/min、较好大于5μm/min、最好大于8μm/min的聚酰亚胺树脂
式中,R1和R2是二价有机基团,既可以分别是单一结构,也可以分别是两种以上结构的组合,R3是从二苯基砜-2,3,3′,4′-四羧酸二酐、二苯基砜-2,2′,3,3′-四羧酸二酐、均苯四酸二酐、二苯甲酮四羧酸二酐、2,3,3′,4′-联苯四羧酸二酐、3,3′,4,4′-联苯四羧酸二酐、2,3,3′,4′-二苯醚四羧酸二酐、3,3′,4,4′-二苯醚四羧酸二酐、和1,4,5,8-萘四羧酸二酐中选择的一种或两种以上的酸二酐,n和m是2以上的整数。
关于此时测定溶解速度的条件,较好是以所用蚀刻液在使溶解速度达到最快的条件下进行的。在本发明的实施例中,记载的是用浸渍式(只浸渍于搅拌的溶液中)和70℃这样的条件,但本发明不限于此。一般来说,可以认为,与浸渍式相比,用喷雾法蚀刻时蚀刻速度、蚀刻形状都更好一些。蚀刻形状对蚀刻方法或条件的依赖性大,就实际上可以实施蚀刻的方法或条件而言,如果显示最高蚀刻速度时蚀刻速率在3μm/min以上,层压体的蚀刻形状就变得良好。因此,实际上,在70℃,在浸渍式这样的条件的情况下,如果是3μm/min的蚀刻速率,就可以说蚀刻形状变得良好。然而,因蚀刻液的组成而异,即使是水溶液,大量含有甲醇等低沸点溶剂时在70℃的蚀刻有时也是不可能实施的,在这种情况下,有必要根据该蚀刻液另行确定条件。
本发明中,聚酰亚胺树脂一般只要具有聚酰亚胺结构,无论哪一种都是可以的,既可以是层压前呈薄膜状态的,也可以是以溶液或前体物的溶液状态涂布、进行干燥或酰亚胺化而形成树脂层的。
在本发明的层压体中,上述通式(1)或通式(2)的R1中所含的二价有机基团中以摩尔百分率计较好至少50%以上、更好是二价有机基团全部为通式(3)所示基团
式中n是1~15的整数。
本发明层压体的较好实施方案是上述通式(1)或通式(2)的R1中所含的二价有机基团全部为上述通式(3)所示基团,且R2中所含的二价有机基团中以摩尔百分率计至少30%以上、较好80%以上为通式(4)所示基团。
构成本发明层压体的绝缘层内,较好至少一层是膨胀率0ppm~40ppm的低膨胀性树脂,且从蚀刻适性方面来看,特别好的是低膨胀性聚酰亚胺树脂。通过使用低膨胀性树脂,可以使绝缘层的低膨胀性树脂的热膨胀率接近于无机物层的热膨胀率,因而可以防止层压体的翘曲。
构成本发明层压体的绝缘层的树脂层,只要有至少一层是聚酰亚胺树脂即可,但也可以是其全部均为聚酰亚胺树脂。
本发明的层压体中,至少一方形成了与无机物层的界面的绝缘层,理想的是上述通式(1)或通式(2)的R1中所含的二价有机基团全部为上述通式(3)所示基团且R2中所含的二价有机基团中以摩尔百分率计至少80%以上为上述通式(4)所示基团的聚酰亚胺树脂。
本发明层压体的层构成中所含的绝缘层有包含第一绝缘层-第二绝缘层-第三绝缘层的层压构造,其中,该第一绝缘层与第三绝缘层的树脂是上述通式(1)或通式(2)的R1中所含的二价有机基团全部为上述通式(3)所示基团且R2中所含的二价有机基团中以摩尔百分率计至少80%以上为上述通式(4)所示结构的聚酰亚胺树脂,而该第二绝缘层是膨胀率0ppm~40ppm的低膨胀性聚酰亚胺树脂者,是较好的实施方案。
本发明层压体中的无机物层可以选自下列情况:无机物层全部为合金铜的情况,无机物层全部为铜的情况,无机物层一方为铜、另一方为合金铜的情况,无机物层一方为铜或铜合金、另一方为不锈钢的情况。
本发明的绝缘薄膜是一种包含2层以上树脂层的绝缘薄膜,其中,该树脂层的至少一层包含具有有以上通式(1)所示重复单元的结构、且具有150℃~360℃的玻璃化温度、对碱性溶液的溶解速度大于3μm/min的聚酰亚胺树脂。
本发明的另一种绝缘薄膜是一种包含2层以上树脂层的绝缘层的绝缘薄膜,其中,该树脂层的至少一层包含具有有以上通式(2)所示重复单元的结构、且具有150~360℃的玻璃化温度、对碱性溶液的溶解速度大于3μm/min的聚酰亚胺树脂。
本发明的绝缘薄膜可用来作为与无机物层层压用的中间材料。本发明的绝缘薄膜的构成可以具有与上述本发明层压体中的绝缘层相同的构成。
构成本发明绝缘薄膜的绝缘层内,较好至少一层是膨胀率0ppm~40ppm的低膨胀性聚酰亚胺树脂。通过使用低膨胀性聚酰亚胺树脂,可以使聚酰亚胺树脂的热膨胀率接近于无机物层的热膨胀率,因而,在使该绝缘薄膜与无机物层层压的情况下可以防止层压体的翘曲。
本发明的层压体或绝缘薄膜可以进行蚀刻以制造电子电路部件。可以适当制造的电子电路部件,可以列举硬盘驱动器(HDD)用悬架。
本发明的层压体或绝缘薄膜的蚀刻,可以采用干法蚀刻或湿法蚀刻。本发明的层压体或绝缘薄膜中,形成绝缘层的至少一层是具有上述通式(1)或通式(2)所示重复单元、而且有150℃~360℃的玻璃化温度、对碱溶液的溶解速度大于3μm/min的聚酰亚胺树脂,因而即使用湿法蚀刻也能进行精度良好的蚀刻,有蚀刻生产率高、装置成本也低廉这样的优点。
本发明的层压体或绝缘薄膜的绝缘层湿法蚀刻时可以采用碱性溶液。较好的碱性溶液是碱-胺系,例如,可以列举特开平10-195214号公报中所示的碱-胺系溶液,但没有特别限定。而且,作为碱性成分,既可以是有机碱、无机碱中任意一种,也可以是它们的混合物。此外,碱性溶液较好的是落入pH8~pH14范围内者,特别好的是落入pH12~pH14范围内者。
进而,本发明层压体中使用的聚酰亚胺树脂,较好的是,与形成界面的树脂或无机物的90°剥离强度较好在100g/cm以上、更好在300g/cm以上、进一步更好在700g/cm以上。
本发明的绝缘薄膜,既可以在与无机物层形成层压体之后进行蚀刻,也可以在层压前进行蚀刻。具体地说,可以列举如下使用形态:
·在绝缘薄膜的两面上粘合成为形成了配线的基板的无机物层之后,进行绝缘薄膜的蚀刻。
·在无机物层的基板上形成配线之后粘合绝缘薄膜,然后在绝缘薄膜表面上粘贴无机物层,对无机物层和绝缘薄膜进行蚀刻。
·把预先蚀刻的绝缘薄膜粘贴到无机物层上。
本发明的层压体或绝缘薄膜中绝缘层的形态可以包括树脂涂布法被膜或树脂薄膜。
第二发明
第二发明的目的是提供一种有包含第一金属层-绝缘层-第二金属层的层压构造的层压体或包含金属层-绝缘层的层压体,其中,该绝缘层包含多层,有粘合剂层的绝缘层有最佳蚀刻条件;特别是提供一种能对这样的层压体的大尺寸工件以连续处理方式蚀刻、生产率高、装置成本低廉、有最适合于用湿法蚀刻的条件的层压体。
本发明者等锐意探讨了在包含第一无机物层(主要为金属层)-绝缘层-第二无机物层(主要为金属层)或者无机物层(主要为金属层)-绝缘层的层构成的层压体中绝缘层有两个以上树脂层的情况下,能得到良好蚀刻形状的树脂层的蚀刻速率比。其结果,发现只要各树脂层的蚀刻速率比在6∶1~1∶1的范围内、较好在4∶1~1∶1的范围内,就能得到良好的蚀刻形状。
即,本发明是一种有包含第一无机物层-绝缘层-第二无机物层或者无机物层-绝缘层的层构成的层压体,其特征在于该绝缘层由两层以上树脂层形成,该绝缘层中各层的蚀刻速率大的与小的之比在6∶1~1∶1的范围内、较好在4∶1~1∶1的范围内。本发明中,蚀刻速率系指由蚀刻产生的每单位时间的膜厚减少量。
本发明的层压体中,粘合剂层对无机物层或芯绝缘层的粘合强度,较好是对所有被粘合体而言为300g/cm以上、更好是对所有被粘合体而言为1000g/cm以上。
作为本发明的层压体中使用的无机物,可以列举金属、单晶硅、金属氧化物等,没有特别限定。作为该金属,除铜、铁等纯金属外,还可以列举不锈钢等合金,没有特别限定。此外,即使是对金属进行表面处理而具有不是金属的无机物层例如陶瓷层这样的金属也无妨。特别是在本发明的层压体用于硬盘驱动器用悬架中的情况下,由于必须具有作为弹簧的特性,因而较好的是层压不锈钢等高弹性金属、成为配线的铜箔或合金铜箔。
另一种实施方案是一种绝缘薄膜,其特征在于是一种由两层以上树脂层形成的绝缘薄膜,其中,各树脂层的蚀刻速率中大的与小的之比在6∶1~1∶1的范围内。
本发明层压体的制造工艺没有特别限定。具体地说,可以列举通过在金属上直接涂布聚酰亚胺溶液、干燥,或涂布聚酰亚胺前体物、干燥、热酰亚胺化,而在金属上设置粘合性绝缘层、并与成为芯绝缘层的薄膜热压粘的工艺;或者在设置于金属上的聚酰亚胺粘合性绝缘层上涂布能成为芯绝缘层的聚酰亚胺系树脂或其前体物的溶液、干燥、或干燥后加热酰亚胺化而设置芯绝缘层后,在其上按上述顺序设置粘合性绝缘层、与金属热压粘、得到层压材的方法等。此外,也可以把制成树脂薄膜形态的本发明绝缘薄膜与成为基板和/或配线的无机物层粘合而成为层压体。
用上述本发明层压体或绝缘薄膜进行蚀刻、较好进行湿法蚀刻,就能制作电子电路部件。为了用绝缘薄膜制作电子电路部件,可以对上述本发明的绝缘薄膜与无机物层压制成的层压体进行蚀刻、较好进行湿法蚀刻来制作。
本发明中,仅提及“蚀刻”,不只是指湿法,而且也包括干法的情况。
进而,在本发明中,所谓“层压体”或“层压”,除层压薄膜状物的情况外,也包含在基材上形成特定层的情况。
附图简单说明
图1是对先有技术上只适用于干法蚀刻的包含第一金属层-粘合性绝缘层-芯绝缘层-粘合性绝缘层-第二金属层的无线悬架用层压体从第一金属层一侧进行湿法蚀刻的情况下层压体断面蚀刻形状的概念图。
图2是拍摄实施例A2得到的使用聚酰亚胺A的层压体的蚀刻形状的SEM(扫描型电子显微镜)照片。
图3是加工前的层压体以及等离子体蚀刻或用碱溶液湿法蚀刻后的层压体的工程断面图。
图4是以初期膜厚减去浸渍后的膜厚为膜减少量、以浸渍时间(秒)为横座标、以膜少量(μm)为纵座标作图的曲线图。
图5是显示使用了有粘合剂层的薄膜A的三层材料的蚀刻形状的SEM(扫描型电子显微镜)照片。
图6是显示使用了有粘合剂层的薄膜B的三层材料的蚀刻形状的SEM(扫描型电子显微镜)照片。
图7是图6照片的概略说明图。
图8是显示使用了有粘合剂层的薄膜C的三层材料的蚀刻形状的SEM(扫描型电子显微镜)照片。
图9是干法蚀刻样品的XPS谱图。
图10是显示对应于氮、氟的部分的详细测定数据的XPS谱图。
图11是显示对应于氮、氟的部分的详细测定数据的XPS谱图。
图12是显示湿法蚀刻样品的测定结果的XPS谱图。
图13是显示湿法蚀刻样品的测定结果的XPS谱图。
图14是显示湿法蚀刻样品的测定结果的XPS谱图。
图15显示等离子体蚀刻样品的参照物的XPS谱图。
图16显示湿法蚀刻样品的参照物的XPS谱图。
发明最佳实施形态
以下具体地说明本发明。
第一发明
在电子部件中使用的主要由金属层组成的无机物层与绝缘层的层压体中的绝缘层部分,为了防止层压体的翘曲以及改善绝缘层与无机物层之间的粘合性,如以上所述,具有在低膨胀性的芯绝缘层的一面或两面上设置了热塑性的粘合性绝缘层的层压结构。一般来说,粘合性树脂的热膨胀率大,若其单独与金属层压,则会发生翘曲。因此,热膨胀率与金属相同的低膨胀性的芯绝缘层的厚度大于粘合性绝缘层的厚度时,层压体整体就不会显著地出现翘曲。如果粘合性绝缘层变薄,则越薄越能有效地防止翘曲,但如果太薄,则有时会使粘合性下降。此外,至少当芯绝缘层的上下粘合性绝缘层的合计厚度是芯绝缘层厚度的一半以下时,不太可能出现翘曲。
层压体用湿法进行蚀刻时,若有多个树脂层的绝缘层的材料蚀刻速率不同,则一般来说边缘的形状不成直线而成为蚀刻速率较慢的一方残留下来的形状。例如,在如图1中所示的层压体中,如果粘合性绝缘层的蚀刻速率较慢,就会成为上面和下面都伸出的样子。在相反的情况下,粘合性绝缘层会先被蚀刻而成为中心部伸出的样子。
若以聚酰亚胺系树脂用碱溶液蚀刻为例,则酰亚胺键会受到溶液中氢氧化物离子攻击而成为聚酰胺酸。即使在这种状态下,也变得比聚酰亚胺时容易溶解于碱溶液中,进而,酰胺酸的酰胺基还会受到氢氧化物离子的攻击、水解而使聚合物的分子量下降,从而提高溶解性。而且,在分子链中有容易水解的基团的情况下也会在这些部位发生水解。
由于这种机理,在直链聚合物的情况下,蚀刻速率不太受分子量大小的影响。实际上,即使在本发明者等进行的实验中,也得到了支持上述假说的数据。
一般来说,称为低膨胀性聚酰亚胺的通用物组成可以分为用苯均四酸二酐作为主骨架的体系和使用联苯二甲酸二酐的体系。已知,在苯均四酸二酐用于绝缘层中的情况下,由于起因于结构的电子因素等的影响,不太可能展现出耐碱性,即不太可能进行碱蚀刻,因此,较好的是,本发明层压体的绝缘层中成为芯绝缘层的低膨胀性聚酰亚胺是结构内有苯均四酸二酐的。另一方面,联苯二甲酸二酐系聚酰亚胺是已知耐碱性良好的,为了用来作为本发明绝缘层中的芯绝缘层,理想的是通过选择作为聚酰亚胺另一种原材料的二胺来抑制耐碱性的展现。
在粘合性的热塑性树脂中,难以将上述苯均四酸二酐用于主骨架中。这是由于如果使用苯均四酸二酐,热塑性就不太可能展现出来。粘合性就不会很好。因此,作为具有与苯均四酸二酐类似的结构、而且骨架内有能被氢氧化物离子水解的酯键、具有能展现出热塑性的柔软骨架的二酐,本发明者等着眼于联-1,2,4-苯三酸二酐。
1,2,4-苯三酸本身由于结构上类似于苯均四酸,因而对1,2,4-苯三酸没有关于连接部位的特别限定,但就树脂总体而言,从容易给出热塑性这样的观点来看,较好的是有烃类二醇这样的联-1,2,4-苯三酸系二酐。
其中,以乙二醇联-1,2,4-苯三酸二酐(缩略语:TMEG)为原料的聚酰亚胺树脂已经有人进行了详细研究,而且有人报告说是粘合性良好的(特开平10-152647号公报、特开平10-168187号公报)。
形成本发明的层压体或绝缘薄膜中使用的粘合性绝缘层的树脂主要是聚酰亚胺或与其类似的树脂,但只要骨架内含有从联-1,2,4-苯三酸系二酐衍生的骨架,就没有特别限定,而且只要是有耐热性或绝缘性的树脂,酰亚胺键的多少是没有影响的。此外,在与上述乙二醇联-1,2,4-苯三酸二酐(缩略语:TMEG)类似的结构中,乙二醇部位的氧原子之间的碳数即使不是2也可以认为在耐水解性方面有同样的性质,但就成本、与碱的反应性方面而言,最好的是TMEG。
就粘合性绝缘层中使用的聚酰亚胺系树脂的原料而言,作为除TMEG外的成分,在不损害物性的范围内,也可以在结构中含有其它酸酐成分。作为其它酸酐,除联-1,2,4-苯三酸系二酐外,还可以列举二苯基砜-2,3,3′,4′-四羧酸二酐、二苯基砜-2,2′,3,3′-四羧酸二酐、苯均四酸二酐、二苯甲酮四羧酸二酐、2,3,3′,4′-联苯四羧酸二酐、3,3′,4,4′-联苯四羧酸二酐、2,3,3′,4′-二苯醚四羧酸二酐、3,3′,4,4′-二苯醚四羧酸二酐、1,4,5,8-萘四羧酸二酐等,没有特别限定。
就粘合性绝缘层中使用的聚酰亚胺系树脂的原料而言,作为二胺,可以列举脂肪族二胺、通式(5)所示芳香族二胺或通式(6)所示芳香族二胺。这些二胺可以单独使用,也可以两种以上混合使用。
通式(5)
式中,R3表示烷基、有氟取代的烷基、烷氧基、卤素;n表示0~4的整数;但n个R3既可以相同也可以不同。
式中,A是从单键群、-O-、-CH2-、-CO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-S-和-SO2-组成的一组中选择的任何一种结合基;R4、R5、R6可以相同也可以不同,而且与R3同义;x、y、z和m表示0~4的整数;此外(m+1)个A既可以相同也可以不同。
作为脂肪族二胺,可以列举1,2-二氨基乙烷、1,3-二氨基丙烷、1,4-二氨基丁烷、1,5-二氨基戊烷、1,6-二氨基己烷、1,7-二氨基庚烷、1,8-二氨基辛烷、1,9-二氨基壬烷、1,10-二氨基癸烷等。
作为上述通式(5)或通式(6)所示的芳香族二胺,可以列举邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、2,4-甲苯二胺、3,3′-二氨基二苯醚、3,4′-二氨基二苯醚、4,4′-二氨基二苯醚、3,3′-二氨基二苯甲烷、3,4′-二氨基二苯甲烷、4,4′-二氨基二苯甲烷、3,3′-二氨基二苯甲酮、4,4′-二氨基二苯甲酮、3,3′-二氨基二苯硫醚、4,4′-二氨基二苯硫醚、1,3-二(3-氨基苯氧基)苯、1,4-二(3-氨基苯氧基)苯、1,4-二(4-氨基苯氧基)苯、2,2-二〔4-(3-氨基苯氧基)苯基〕丙烷、2,2-二〔4-(4-氨基苯氧基)苯基〕丙烷、4,4′-二(对氨基苯氧基)二苯基砜、3,4′-二(对氨基苯氧基)二苯基砜、3,3′-二(对氨基苯氧基)二苯基砜、4,4′-二(4-氨基苯氧基)联苯等芳香族二胺。
就粘合性绝缘层中使用的聚酰亚胺系树脂的原料而言,作为二胺,从耐热性等观点来看,使用芳香族二胺比使用脂肪族二胺更好。
本发明层压体的绝缘层中使用的热塑性树脂是其玻璃化温度(Tg)在低于热分解温度的温度的树脂。一般来说,玻璃化温度是用差示热分析法测定的,但适宜时也可以用动态粘弹性测定中的Tanδ峰作为玻璃化温度。在本发明中,Tg是以动态粘弹性法为基准测定的,但当树脂发脆而无法耐受动态粘弹性测定时等情况下,也可以用差示热分析法测定玻璃化温度。
如果考虑到形成层压体时的热压粘条件,则较好的是有360℃以下的玻璃化温度者,而从焊接耐热等耐热性的观点来看,较好的是有150℃以上的玻璃化温度者。进而,在玻璃化温度以上贮藏弹性模量尽可能低的树脂,即使不施加大的压力,也容易展现粘合性。
在本发明中,所谓蚀刻速率系指层压体与蚀刻液接触时每单位时间的膜厚减少量。在这种情况下,温度只要能使蚀刻液保持液体状态,任何度数都可以;与蚀刻液接触的方法,也是可以采用借助于浸渍的方法、借助于喷雾的方法等无论哪一种方法。此外,关于本发明层压体中使用的树脂,在无损于蚀刻性的范围内,也可以加入添加剂。
一般来说,如果在较高温度下进行蚀刻,则仅此而言蚀刻所需要的时间也是较短就能完成,因此,较好在40℃以上、更好在60℃以上进行蚀刻即可。然而,作为蚀刻液的成分,加入了在这样的温度下会挥发的成分,在会因其挥发而使蚀刻液的寿命或操作性恶化的情况下,较好的是在不会引起这样的物性恶化的温度下进行。此外,多数蚀刻液是水溶性的,在这种情况下,蚀刻液可能会沸腾,因而较好在110℃以下的温度进行。
在以下所示实施例中,显示的是70℃的蚀刻速率,但终究只不过是选择70℃作为指标而已,可以在本来最能使该蚀刻液显示蚀刻性能的温度或条件下进行。然而,在这种情况下,低于3μm/min这样的蚀刻速率的树脂会产生工件下部或断面形状不成直线等问题,因而不好,是不能供给实用的。
本发明的层压体或绝缘薄膜的绝缘层的湿法蚀刻中可以使用碱性溶液。较好的碱性溶液可以列举碱-胺系例如特开平10-195214号公报中所示的碱-胺系溶液,没有特别限定。而且,作为碱性成分,既可以是有机碱、无机碱中任意一种,也可以是它们的混合物。此外,碱性溶液较好的是那些落入pH8~pH14范围内者、特别好的是那些落入pH12~pH14范围内者。
此外,本发明层压体中使用的聚酰亚胺树脂较好的是,与形成界面的树脂或无机物的90°剥离强度较好在100g/cm以上、更好在300g/cm以上、进一步更好在700g/cm以上者。
粘合性绝缘层中使用的聚酰亚胺树脂的合成法没有特别限定,既可以在溶液中制成聚酰胺酸后涂布成型再热酰亚胺化,也可以在溶液中加热回流进行酰亚胺化。此外,还可以用乙酸酐等脱水催化剂通过化学酰亚胺化来合成。
作为本发明层压体中使用的无机物,可以列举金属、单晶硅、金属氧化物等,没有特别限定。作为该金属,除铜、铁等纯金属外,还可以列举不锈钢等合金,没有特别限定。此外,即使是对金属进行表面处理而具有不是金属的无机物层例如陶瓷层这样的金属也无妨。尤其在将本发明层压体用于硬盘用悬架中的情况下,由于必须具有作为弹簧的特性,因而较好的是与不锈钢等高弹性的金属、成为配线的铜箔或合金铜箔层压。
制作层压体的工艺没有特别限定。具体地说,可以列举在金属上直接涂布聚酰亚胺溶液、干燥,或涂布聚酰亚胺前体物、干燥、热酰亚胺化,从而在金属上设置粘合性绝缘层,并与成为芯绝缘层的薄膜热压粘的工艺;或者在设置于金属上的聚酰亚胺粘合性绝缘层上涂布能成为芯绝缘层的聚酰亚胺系树脂或其前体物的溶液、干燥、或干燥后加热酰亚胺化而设置芯绝缘层之后,在其上按上述顺序设置粘合性绝缘层,与金属热压粘而得到层压材的方法等。此外,制成了树脂薄膜形态的本发明绝缘薄膜还可以与成为基板和/或配线的无机物层粘合而制成层压体。
本发明层压体的粘合性绝缘层中使用的树脂的重均分子量,从对层压体或薄膜的制造工艺的适用性方面来看,虽然也因其分子结构而异,但一般来说较好在6,000以上、500,000以下。特别好的是8,000以上、100,000以下。若分子量在500,000以上,则难以得到均匀的涂膜,而在6,000以下时成膜性不良,也难以得到均匀的粘合性涂膜。
此外,粘合剂既可以通过以溶液状态涂布来成形,也可以用别的方法。进而,还可以在以前体物或其衍生物的状态成形后进行处理而制成所希望的结构。
电子电路部件
电子电路部件的形成一般可以按以下方法进行,但不限定于此。
首先,在要形成电路的一侧的本发明层压体的金属表面上用涂布或层压法形成感光性树脂层。然后,紧密贴合绘制了所希望图案影像的掩膜,照射该感光树脂具有感度的波长的电磁波。用预定显影液,若为正像型感光性树脂则使感光部溶出,而若为负像型感光性树脂则使未曝光部溶出,从而在金属上形成所希望的电路的影像。把这种状态的工件在氯化铁水溶液这样的能溶解金属的溶液中浸渍、或把溶液喷雾在基板上使露出的金属溶出后,用预定剥离液使感光性树脂剥离,从而制成电路。
然后,在基板上形成的电路上,按照与上述金属层图案化同样的工艺,用干法或湿法使绝缘层图案化。例如,在湿法的情况下,紧密贴合绘制了所希望图案影像的掩膜,照射感光性树脂具有感度的波长的电磁波。用预定显影液,若为正像型感光性树脂则使感光部溶出,而若为负像型感光性树脂则使未曝光部溶出,从而形成所希望的图案。把这种状态的工件在能溶解绝缘层树脂的溶液例如碱-胺系聚酰亚胺蚀刻液等中浸渍、或把溶液喷雾在基板上使露出的绝缘层树脂溶出后,用预定剥离液使感光性树脂剥离。
关于用等离子体蚀刻法制作的以不锈钢为无机物层的悬架和用湿法蚀刻制作的同样悬架,按照两不锈钢表面的分析结果,可以确认用等离子体蚀刻法制作的悬架是除去绝缘层中使用的树脂而露出的金属表面与等离子体反应,从而使表面成为无机氮化物和/或无机氟化物的。在等离子体蚀刻法的情况下,在金属表面上可以检出氮化物和/或无机氟化物的理由,恐怕可以认为是由于等离子体蚀刻气体达到200℃以上的高温,作为绝缘层的聚酰亚胺等树脂除去之后使不锈钢表面露出,露出的不锈钢表面与等离子体反应而生成的缘故。
另一方面,用湿法蚀刻工艺实现了良好蚀刻形状的悬架,从除去了聚酰亚胺而露出的不锈钢表面没有检出无机氮化物、无机氟化物,可以确认没有引起表面变化。这个特征是本发明首次有可能用湿法蚀刻工艺制作的悬架等电子电路部件特有的特征。在湿法蚀刻工艺的情况下,没有发现金属表面变化的理由,恐怕可以认为是由于湿法蚀刻中使用的药液,虽然主要使用碱系溶液,但一般来说同与有机物的反应性相比,与金属的反应性较低,而且处理温度也低达100℃以下,处理时间也短达数分钟,因而难以使除去了聚酰亚胺后而露出的不锈钢表面发生变化的缘故。
第二发明
电子部件中使用的包含金属层与绝缘层的层压体中的绝缘层,为了防止层压体的翘曲以及改善绝缘层与金属层的粘合性,可以像以上所述那样在低膨胀性芯绝缘层的两面上设置热塑性粘合剂层而制成层压结构。理想的是,构成绝缘层的至少一层是聚酰亚胺树脂。此外,因情况而异,构成绝缘层的各层也可以全部是聚酰亚胺树脂。
然而,粘合剂层中使用的粘合性热塑性树脂的热膨胀率大,因而若粘合剂层与金属层层压则变得容易发生翘曲,因此,重要的是,使选择得热膨胀率与金属层类似的低膨胀性树脂芯绝缘层的厚度大于粘合剂层的厚度时,层压体总体就难以在表观上出现翘曲。相对于芯绝缘层而言,粘合剂层若较薄则越薄其翘曲程度越低,但若太薄则有损于粘合性。如果使芯绝缘层的上下粘合剂层合计厚度达到芯绝缘层厚度的一半以下,则翘曲就不太可能发生。
本发明层压体中绝缘层的层构成,如以上所述,尤其当用湿法进行蚀刻时,若构成绝缘层的各树脂层的蚀刻速率不同,则一般来说,边缘的形状不成直线,而成为蚀刻速率慢的一方残留下来的形状。图1中所示的层压体中,如果粘合剂层的蚀刻速率太慢就会成为上侧粘合剂层与下侧粘合剂层向外伸出的样子,在与此相反的情况下(如果粘合剂层的蚀刻速率太快),粘合剂层就会先被蚀刻而成为中心部向外伸出的样子。理想的是,若芯绝缘层与粘合剂绝缘层合在一起的绝缘层全都具有相同的蚀刻速率,则预料用蚀刻法制作的形状会很漂亮,但用湿法进行的蚀刻中,粘合剂层与芯绝缘层的蚀刻速率有很大差异者居多。
本发明者等着眼于无线悬架用等高精密度电子电路部件用、包含第一金属层-绝缘层-第二金属层或者金属层-绝缘层的层构成的层压体中构成绝缘层的芯绝缘层与粘合剂层各一层的厚度最大比为4∶1时,提出了如果粘合剂层的蚀刻速率是芯绝缘层的蚀刻速率的1/4,则能同时被蚀刻,因而能得到良好的形状的假说,并用实验证明了这个假说。
一般来说,材料对蚀刻剂的蚀刻速率可以认为是各材料固有的,而且数值决定于其测定条件。然而,也可以认为蚀刻速率会因温度或蚀刻手法等蚀刻条件等而异,但本发明层压体或绝缘薄膜在蚀刻后的形状是一个问题。因此,本发明中蚀刻速率的测定,即使是在实际进行蚀刻的种种温度下进行,只要蚀刻后的形状良好,也是可以的。即,按照本发明,只要绝缘层中各层的蚀刻速率的相关关系满足特定的条件,当在此条件下进行蚀刻时,与温度无关,蚀刻后形状就会变得良好。
进行蚀刻的温度实质上可以是任何度数,只要是蚀刻剂能发挥作为蚀刻剂的性能的温度即可。具体地说,如果蚀刻剂是水溶液,则较好在0℃~110℃之间,这是由于若温度太低一般会使蚀刻速率变慢,而若温度太高则会沸腾从而使作业性变得不良,因而更好的是在30℃~90℃的范围内。进一步更好的是,可以在50℃~90℃进行蚀刻,因为这既能抑制因成分的蒸发等而引起的蚀刻剂组成的变化,也能缩短蚀刻时间。
可是,为了防止层压体的翘曲,芯绝缘层可以使用具有与金属相同热膨胀率的材料。另一方面,粘合剂层可以使用热塑性树脂以赋予其粘合性,但这样的粘合剂层的热膨胀率比金属层大,因而成为层压体翘曲的原因,从而要使之比芯绝缘层的厚度薄才有希望防止翘曲。
一般来说,在粘合剂层是两层的情况下,如果粘合剂层的两层厚度比芯绝缘层的厚度薄就不会出现翘曲,理想的是,希望在芯绝缘层的厚度的一半以下。由于这样的理由,希望使粘合剂一层的厚度达到芯绝缘层的1/4以下。然而,如果金属层表面的凹凸超过粘合剂层的厚度,则粘合剂层不能吃进该凹凸,而且有时不能展现粘合力,因而,粘合剂层的厚度下限希望达到金属层表面的凹凸最大高低差。
如果用碱溶液作为树脂用蚀刻溶液,并以用湿法对聚酰亚胺系树脂进行蚀刻的情况为例,则酰亚胺键受到溶液中氢氧化物离子攻击而变成聚酰胺酸。即使在该状态下,也比聚酰亚胺时更容易溶解于碱溶液中,进一步使酰胺酸的酰胺基受到氢氧化物离子的攻击而水解,从而使聚合物的分子量降低,可以认为这会使溶解性提高。此外,在分子链中有容易水解的基团的情况下,有时该基团的部位也会水解。
借助于这种机理,可以认为,在直链状聚合物的情况下,蚀刻速率受分子的影响不太大,实际上,即使在本发明者等进行的实验中也得到了能支持上述假说的数据。
在上述作为先有技术介绍的特开平6-164084号公报中,在一面上层压了铜箔的聚酰亚胺薄膜用粘合性优异的聚酰亚胺贴合而成的层压体中,把蚀刻速率慢的聚酰亚胺层配置在对蚀刻液起作用的一侧,以防止聚酰亚胺层侧蚀刻(side etching)的发生。与此相反,本发明的层压体中,从对蚀刻液起作用的一侧配置的聚酰亚胺层可以呈蚀刻速率的快慢顺序中任何一种,而且规定了多个聚酰亚胺层蚀刻形状的允许范围。因此,按照特开平6-164084号公报的理论,包含蚀刻速率慢的聚酰亚胺层/蚀刻速率快的聚酰亚胺层/蚀刻速率慢的聚酰亚胺层的层压体的蚀刻必须从两面进行蚀刻,但按照本发明,其特征在于发现了适合于从一面进行蚀刻的情况的蚀刻速率范围。
按照本发明可以使用的粘合剂层树脂,较好主要包括聚酰亚胺或与其类似的树脂,但不限定于此,只要是有耐热性或绝缘性的树脂,就不取决于酰亚胺键的有无。此外,本说明书中使用的贮存弹性模量,是用压粘法等使绝缘层与被粘体粘合时粘合剂在所处状态下的贮藏弹性模量,而不是制成三层材料时的最终形态下与粘合步骤时相比分子结构等已经发生了变化的状态下的贮藏弹性模量。
本发明粘合剂层的树脂的重均分子量也因其分子结构而异,但一般较好在6,000以上~500,000以下、特别好的是在8,000以上~100,000以下。分子量若在500,000以上则难以得到均匀涂膜,而在6,000以下时成膜性不良,也不太可能得到均匀的粘合剂涂膜。
此外,粘合剂既可以通过在溶液状态下涂布来成形,也可以用别的方法。进而,还可以在前体物或其衍生物的状态下成形后进行处理而制成所希望的结构。
电子电路部件
电子电路部件的形成一般可以用以下方法进行。
首先,在要形成电路的一侧的本发明层压体的金属表面上用涂布或层压法形成感光性树脂层。然后,紧密贴合一张绘制了所希望图案影像的掩膜,照射该感光性树脂具有感度的波长的电磁波。用预定显影液,若为正像型感光性树脂则使感光部溶出,而若为负像型感光性树脂则使未曝光部溶出,在金属上形成所希望电路的影像。呈这种状态的工件在氯化铁水溶液这样的能使金属溶解的溶液中浸渍,或把溶液喷雾到基板上,使露出的金属溶出之后,用预定剥离液剥离感光性树脂,从而制成电路。
其次,在形成于该金属表面上的电路上以同样方式进行,紧密贴合一张绘制了所希望图案影像的掩膜,用干法或湿法使绝缘层图案化。
关于以用等离子体蚀刻法制作的不锈钢为无机物层的悬架,和以用湿法蚀刻制作的同样悬架,按照两不锈钢表面的分析结果,可以确认用等离子体蚀刻法制作的悬架在用于绝缘层中的树脂除去而露出的金属表面与等离子体反应,使表面成为无机氮化物和/或无机氟化物。在等离子体蚀刻法的情况下,在金属表面上检出氮化物和/或无机氟化物的理由,恐怕可以认为是由于等离子体蚀刻气体有200℃以上的高温,作为绝缘层的聚酰亚胺等树脂除去之后使不锈钢表面露出,露出的不锈钢表面与等离子体反应而生成的缘故。
另一方面,用湿法蚀刻工艺实现了良好蚀刻形状的悬架,从除去了聚酰亚胺而露出的不锈钢表面上没有检出无机氮化物、无机氟化物,可以确认没有引起表面变化。这个特征是本发明首次使用湿法蚀刻工艺制作成为可能的悬架等电子电路部件特有的特征。在湿法蚀刻工艺的情况下,没有发现金属表面变化的理由,恐怕可以认为是由于湿法蚀刻中使用的药液主要使用碱系溶液,它与金属的反应性一般比与有机物的反应性低,而且处理温度也低达100℃以下,处理时间也短达数分钟,因而聚酰亚胺除去之后露出的不锈钢表面难以发生变化的缘故。
〔实施例A1〕
蚀刻性试验
样品使用包含乙二醇二-1,2,4-苯三酸二酐和4,4′-二氨基二苯基醚的聚酰亚胺树脂(聚酰亚胺A)作为粘合性绝缘层用树脂,作为比较例,使用包含3,3′,4,4′-联苯二甲酸二酐和4,4′-二氨基二苯基醚的聚酰亚胺树脂(聚酰亚胺B)作为粘合性绝缘层用树脂。此外,作为成为芯绝缘层的低膨胀性聚酰亚胺,使用厚度12.5μm的聚酰亚胺薄膜APIKAL NPI(商品名,钟渊化学公司制)。蚀刻液使用的是东莱工程公司制碱-胺系聚酰亚胺蚀刻液TPE-3000(商品名),进行蚀刻试验。
关于这些粘合性树脂,分别在聚酰亚胺状态下溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮(缩略语:NMP)中制成溶液,在15cm×15cm大小、膜厚100μm的SUS304板(新日本制铁公司制)上用旋涂法涂布成膜厚20μm~40μm,在烘箱中于180℃干燥30分钟。将其切成长度约1.5cm、宽度约2cm,中心部用切刀划伤后用触针式膜厚计Dektak(商品名Dektak 16000,Sloan技术公司制)测定膜厚,作为初始膜厚。然后,浸渍到调节到70℃、用磁力搅拌器搅拌到能起旋涡的程度的聚酰亚胺蚀刻液TPE-3000(商品名,东莱工程公司制)中,每隔一段浸渍时间在与初始膜厚测定部位几乎相同的部位用Dektak(Dektak 16000,商品名,Sloan技术公司制)测定膜厚,以初始膜厚减去浸渍后的膜厚得到的值作为膜厚减少量。以下表1中列出各样品的每单位时间的膜厚减少量,即蚀刻速率。
表A1
样品 | 蚀刻速率(μm/min) |
聚酰亚胺A | 约11μm/min |
聚酰亚胺B | 约0.1μm/min |
APIKAL NPI | 约20μm/min |
从表中可以看出,聚酰亚胺A有良好的蚀刻速率。
〔实施例A2〕
图案形状评价
把厚度12.5μm的APIKAL NPI薄膜(商品名,钟渊化学公司制)裁剪成15cm×15cm的正方形,用粘合力弱的胶带以不起皱的方式牢牢粘贴在厚度100μm的SUS 304板(新日本制铁公司制)上。此层压体上涂布上述实施例A1中使用的聚酰亚胺A、聚酰亚胺B,并在与上述实施例A1相同的干燥条件下成膜,使得干燥后的膜厚达到2.5μm±0.3μm。然后,从作为支撑体的SUS板上剥离下来,翻转,再以不起皱方式粘贴薄膜,并同样地以聚酰亚胺A、聚酰亚胺B成膜。将其剥离,制成有粘合性绝缘层的薄膜A、B。
这些有粘合性绝缘层的薄膜,用厚度20μm的SUS 304 HTA箔(商品名,新日本制铁公司制)和厚度18μm的铜合金箔C7025(商品名,Olin公司制)以铜箔糙面朝薄膜一侧的方式挟持,以1MPa压力在300℃真空压粘10分钟,制作了SUS:绝缘层:铜这样的三层材料。
这种三层材料对SUS一侧进行掩蔽、在氯化铁溶液中浸渍、从而蚀刻铜箔。在因此而露出的粘合性绝缘层面上,用热层压机、以速度6.5m/min、辊表面温度105℃、2~4kg/cm的线压力层压厚度5μm的碱显影型干薄膜抗蚀层,然后在室温下放置15分钟,此后用预定掩膜在接触式曝光机中进行100mJ/cm2曝光。在室温下放置15分钟后,用1%(重量)Na2CO3水溶液、在30℃、以喷雾压力2kg、使干薄膜抗蚀层显影40秒钟。
然后,干燥,在70℃、用磁力搅拌器搅拌到能起旋涡的程度的蚀刻液TPE-3000(商品名,东莱工程公司制)中浸渍,在掩膜形状漂亮地除去聚酰亚胺膜的时点取出,用50℃的3%(重量)NaOH水溶液、以喷雾压力1kg使干薄膜抗蚀层剥离。这样,制成所希望形状的绝缘层用SEM(扫描型电子显微镜)照片观察,从而确认了蚀刻形状。
使用了聚酰亚胺B的层压体,成为有粘合性绝缘层残存、在芯绝缘层上有粘合性绝缘层向外伸出的形状。关于使用了聚酰亚胺A的层压体,用2分钟左右就能除去绝缘层,锥角(taper angle)是45°,边缘成直线状,显示出良好形状。在图2中,显示出拍摄本实施例A2得到的、使用了聚酰亚胺A的层压体的蚀刻形状的SEM(扫描型电子显微镜)照片。
〔实施例A3〕
粘弹性评价
把上述实施例A1中使用的聚酰亚胺A涂布在10cm×10cm、膜厚12μm的铜箔上,用烘箱在180℃干燥30分钟,制成约25μm膜厚的涂膜后,在液温50℃、45波美度氯化铁中进行铜箔蚀刻,得到聚酰亚胺薄膜(聚酰亚胺A)。所得到的聚酰亚胺A薄膜和膜厚25μm的APIKALNPI薄膜(商品名,钟渊化学公司制)切成长度约1.5cm、宽度5mm,用粘弹性测定装置RSA-II(商品名,流变计科学公司制)、以样品长8mm、样品宽5mm、升温速度5℃/min、频率3.0Hz、从室温至400℃进行测定。
其结果表明,聚酰亚胺A在170℃附近有tanδ峰,而且在其附近有软化点。另一方面,可以看出,APIKAL NPI薄膜(商品名,钟渊化学公司制)直至400℃也没有tanδ峰,是没有热塑性的。
〔实施例A4〕
粘合性评价
作为被粘合体,采用厚度18μm的铜合金箔C7025(商品名,Olin公司制铜合金箔)、厚度20μm的SUS 304 HTA箔(商品名,新日本制铁公司制SUS箔)、和厚度75μm的APIKAL NPI薄膜(商品名,钟渊化学公司制聚酰亚胺薄膜)这三种,按以下方法评价粘合性绝缘层和树脂薄膜对该被粘合体的粘合性。
i)粘合性聚酰亚胺树脂评价样品的制备
以不引起粘合性绝缘层与基材之间的剥离的方式,在基材表面上故意设置凹凸,使得一定会引起被粘合体与粘合性绝缘层的界面剥离或者粘合性绝缘层的凝聚破坏。对厚度100μm的SUS 304板(新日本制铁公司制)的表面,用1000号氧化铝作为磨料,借助于Macoho公司制造的湿式喷砂装置、以0.7kg/cm2的压力、10mm/sec的扫描速度进行表面糙化,然后用纯水进行30分钟超声波洗涤,使附着在表面上的磨料脱落。如果进行一面糙化则会使SUS基板翘曲,因而进行了两面糙化。
在作为如上所述那样进行了两面糙化的基材的SUS基板的表面上,用旋涂法制作上述实施例A1中使用的聚酰亚胺A的2~3μm涂膜,在与上述实施例A1相同的条件下干燥,从而在基材上设置了本实施例A4的粘合性绝缘层。所得到的包含树脂层/基材的层压体,对上述各被粘合体即厚度20μm的新日本制铁公司制SUS 304 HTA箔(商品名)、厚度18μm的Olin公司制铜合金箔C7025(商品名)、厚度75μm的钟渊化学公司制APIKAL NPI薄膜(商品名)分别层压,在300℃、面压力1MPa进行10分钟真空压粘,制作了评价样品。
ii)树脂薄膜评价样品的制备
作为树脂薄膜,使用的是APIKAL NPI(商品名,钟渊化学公司制聚酰亚胺薄膜,厚度25μm)。
上述3种被粘合体同上述i)一样进行两面糙化。
上述各树脂薄膜与上述各被粘合体在300℃、以1MPa进行热压粘、层压、制作了下列组合的层压结构的评价样品:
APIKAL NPI(厚度25μm)-SUS 304(厚度20μm);
APIKAL NPI(厚度25μm)-C7025(厚度18μm);
APIKAL NPI(厚度25μm)-APIKAL NPI(厚度75μm)。
iii)剥离试验
上述i)和ii)的各样品用压切式切刀切成1cm宽,用Instron公司制材料试验机Type 5565(商品名)以500mm/min的拉伸速度进行90°剥离试验。其结果列于以下表A2中。
表A2
样品 | 被粘合体 | ||
C7025 | SUS304H-TA | APIKAL NPI | |
聚酰亚胺A | 1250g/cm | 820g/cm | 1600g/cm |
APIKAL NPI | - | - | - |
其结果表明,APIKAL NPI薄膜(商品名,钟渊化学公司制)即使与各被粘合体压粘,也没有粘合。这可以认为是由于如上所述没有热塑性的缘故。与此相反,聚酰亚胺A达到了表A2中所示粘合强度,得到了良好的结果。这个结果表明,没有热塑性的树脂即使热压粘也难以展现粘合力,使用了本发明中使用的乙二醇二-1,2,4-苯三酸二酐的聚酰亚胺树脂是一种兼备蚀刻性和粘合性两种性质的、非常罕见的组成。
如上所述,包含第一金属层-绝缘层-第二金属层的层压结构的层压体或者包含金属层-绝缘层的层压体中,该绝缘层由多层组成,而且形成该绝缘层的至少一层包含有上述通式(1)所示重复单元且有150℃~360℃的玻璃化温度、对碱性溶液的溶解速度大于3μm/min的聚酰亚胺树脂时,本发明的层压体是蚀刻后的蚀刻形状良好的、在大尺寸层压体的情况下可以以连续处理方式蚀刻、而且即使在湿法蚀刻中也能进行精度良好的蚀刻,因而有蚀刻的生产率高、装置成本也低廉这样的优点,而且可以改善蚀刻后的蚀刻形状。
优化无线悬架等精密电子电路部件用层压体的绝缘层中粘合性绝缘层的蚀刻速率和改善粘合性绝缘层的粘合性,是要兼备两种相反的性质,先有技术上这种兼备是困难的,但本发明的聚酰亚胺层压体、绝缘薄膜通过采用上述特别配合的聚酰亚胺树脂作为粘合性绝缘层使兼备这些性质成为可能,因而对上述层构成的层压体的湿法蚀刻可以连续处理,对精密电子电路部件用层压体的连续处理也成为可能。因此,在采用湿法蚀刻的情况下,与先有技术上等离子体蚀刻的处理时间相比,处理时间缩短了一个数量级以上就能进行蚀刻处理。
在用湿法蚀刻来制造精密电子电路部件例如无线悬架的情况下,如同从后述实施例的结果可以看出的,能得到不引起金属表面变质的产品。
〔实施例B〕
蚀刻性试验
用以下热塑性树脂清漆和低膨胀性聚酰亚胺薄膜,按下述方法制作绝缘层。蚀刻液采用的是以下产品。
热塑性树脂清漆:三井化学公司制聚酰胺酸清漆PAA-A(商品名);东洋纺公司制聚酰胺-酰亚胺清漆N8020(商品名)、AT8020(商品名)、BA5050(商品名);新日本理化公司制聚酰亚胺清漆SN-20(商品名)、PN-20(商品名)、EN-20(商品名)。
低膨胀性聚酰亚胺薄膜:钟渊化学公司制聚酰亚胺薄膜APIKALNPI(商品名),东莱-杜邦公司制聚酰亚胺薄膜KAPTON EN(商品名)。
蚀刻液:东莱工程公司制碱-胺系聚酰亚胺蚀刻液TPE-3000(商品名)。
上述各热塑性树脂清漆在15cm×15cm大小、膜厚100μm的SUS304板上用旋涂法涂布成膜厚20μm~40μm。除PAA-A(商品名,三井化学公司制聚酰胺酸清漆)外,N8020(商品名,东洋纺公司制聚酰胺-酰亚胺清漆)、AT8020(商品名,东洋纺公司制聚酰胺-酰亚胺清漆)、BA5050(商品名,东洋纺公司制聚酰胺-酰亚胺清漆)、SN-20(商品名,新日本理化公司制聚酰亚胺清漆)、EN-20(商品名,新日本理化公司制聚酰亚胺清漆)的涂布部在烘箱中于180℃干燥30分钟。
另一方面,PAA-A(商品名,三井化学公司制聚酰胺酸清漆)的涂布物在120℃15分钟的干燥步骤中除去溶剂之后,按预定操作进行热酰亚胺化,制成聚酰亚胺。
这样得到的各涂布干燥物切成长度约1.5cm、宽度约2cm,中心部用切刀划伤后用触针式膜厚计Dektak 16000(商品名,Sloan技术公司制)测定膜厚,作为初始膜厚。
然后,在调节到70℃、用磁力搅拌器搅拌到能起旋涡的程度的碱-胺系聚酰亚胺蚀刻液TPE-3000(商品名,东莱工程公司制)中浸渍,每隔一段浸渍时间用触针式膜厚计Dektak 16000(商品名,Sloan技术公司制)测定与初始膜厚测定部位几乎相同部位的膜厚,把初始膜厚减去浸渍后的膜厚得到的值作为膜减量。其结果以浸渍时间(秒)为横坐标、以膜减量(μm)为纵坐标作图表示在图4中。
以下表B1中列出了上述各热塑性树脂清漆、上述各低膨胀性聚酰亚胺薄膜对碱-胺系聚酰亚胺蚀刻液TPE-3000(商品名,东莱工程公司制)在70℃的蚀刻速率(μm/min)。
表B1
树脂层 | 蚀刻速率(μm/min) |
SN-20 | 约11μm/min |
PAA-A | 约1μm/min |
AT8020 | 约0.01μm/min |
PN-20 | 约5μm/min |
N8020 | 约8.5μm/min |
APIKAL NPI | 约20μm/min |
EN-20 | 约11μm/min |
BA-5050 | 约15μm/min |
KAPTON EN | 约7μm/min |
粘合性评价
作为被粘合体,采用厚度18μm的铜合金箔C7025(商品名,Olin公司制铜合金箔)、厚度20μm的SUS 304 HTA箔(商品名,新日本制铁公司制SUS箔)、和厚度75μm的APIKAL NPI薄膜(商品名,钟渊化学公司制聚酰亚胺薄膜)这三种,按以下方法评价热可塑性树脂和树脂薄膜对该被粘合体的粘合性。
i)热塑性树脂评价样品的制备
对上述表B1中蚀刻速率极小的树脂层的AT8020不进行粘合性评价。对除此之外的表B1中所示各热塑性树脂进行粘合性评价如下。
厚度100μm的SUS 304HTA板(基材)(商品名,新日本制铁公司制SUS箔)的表面用Macoho公司制湿式喷砂装置、以1000号氧化铝作为磨料、0.7kg/cm2的压力、10mm/sec的扫描速度使表面糙化后,用纯水进行30分钟超声波洗涤,以使附着在表面上的磨料脱落。若只一面进行糙化,则作为基材的SUS板会翘曲,因而进行了两面糙化。这样在作为基材的金属板的表面上故意设置凹凸的理由是为了在给出拉伸强度时不引起树脂层与作为基材的金属板之间的剥离,而必须引起被粘合体与树脂层的界面剥离或树脂层的凝聚破坏。
在如上所述两面糙化的、作为基材的金属板的表面上,用旋涂法使上述表B1的树脂成膜,使之达到膜厚2~3μm,在与上述蚀刻性试验相同的条件下干燥,必要时进一步进行酰亚胺化,从而在基材上设置了树脂层。所得到的包含树脂层/基材的层压体,对上述各被粘合体即厚度20μm的新日本制铁公司制SUS 304 HTA箔(商品名)、厚度18μm的Olin公司制铜合金箔C7025(商品名)、厚度75μm的钟渊化学公司制APIKAL NPI薄膜(商品名)分别层压,在使各热塑性树脂的贮藏弹性模量达到最小值的温度以面压1MPa进行10分钟真空压粘,从而制作了评价样品。其中,以从粘弹性测定得到的Tanδ峰作为Tg。
ii)树脂薄膜评价样品的制备
作为树脂薄膜,使用的是APIKAL NPI(商品名,钟渊化学公司制聚酰亚胺薄膜,厚度25μm)、和KAPTON EN(商品名,东莱-杜邦公司制,厚度25μm)。
上述三种被粘合体同上述i)一样进行两面糙面化。
上述各树脂薄膜与上述各被粘合体在300℃、1MPa下进行热压粘层压,制作了以下组合的层压结构的评价样品:
APIKAL NPI(厚度25μm)-SUS 304(厚度20μm);
APIKAL NPI(厚度25μm)-C 7025(厚度1 8μm);
APIKAL NPI(厚度25μm)-APIKAL NPI(厚度75μm);
KAPTON EN(厚度25μm)-SUS 304(厚度20μm);
KAPTON EN(厚度25μm)-C7025(厚度18μm);
KAPTON EN(厚度25μm)-APIKAL NPI(厚度75μm)。
iii)评价结果
从上述i)和ii)得到的各评价样品用压切式切刀切成1cm宽,用Instron公司制材料试验机Type 5565(商品名)以500mm/min的拉伸速度进行90°剥离试验。以各评价样品对被粘合体的粘合强度(g/cm2)作为粘合性评价结果列于以下表B2中。
要说明的是,关于上述ii)的树脂薄膜,90°剥离试验的结果表明,即使压粘后也没有贴合,无法评价粘合性,因而没有列于以下表B2中。
表B2
热塑性树脂 | 被粘合体 | ||
C7025 | SUS304HTA | APIKAL NPI | |
PAA-A | 1250g/cm | 1300g/cm | 920g/cm |
N8020 | 190g/cm | 10g/cm | 270g/cm |
BA5050 | 520g/cm | 50g/cm | 820g/cm |
SN-20 | 250g/cm | 70g/cm | 200g/cm |
PN-20 | 300g/cm | 200g/cm | 360g/cm |
EN-20 | 1250g/cm | 820g/cm | 1600g/cm |
图案形状评价
为了制备芯绝缘层,把厚度12.5μm的APIKAL NPI薄膜(商品名,钟渊化学公司制聚酰亚胺薄膜)裁剪成15cm×15cm的正方形,其周围用粘合性弱的胶带以不起皱的方式粘贴在厚度100μm的SUS304板上,使聚酰亚胺薄膜的表面变得平滑。然后,在与上述蚀刻试验相同的干燥条件下,用旋涂法使EN-20(商品名,新日本理化公司制聚酰亚胺清漆)成膜而作为粘合剂层,并使干燥后的膜厚达到2.5μm±0.3μm。然后,从作为支撑体的SUS板上剥离、翻转过来,以不起皱的方式把该聚酰亚胺薄膜粘贴在SUS板上,以同样方式使EN-20成膜。将其剥离下来,作为有粘合剂层的薄膜A。
按照同样顺序,在厚度12.5μm的APIKAL NPI薄膜的两面上使PAA-A成膜,制成有粘合剂层的薄膜B,在厚度12.5μm的KAPTON EN薄膜的两面上设置EN-20,制成有粘合剂层的薄膜C。在以下表B3中列出了芯绝缘层与粘合剂层的蚀刻速率比。
表B3
蚀刻速率 | 芯绝缘层厚度∶粘合剂层总厚度 | 蚀刻速率之比 | ||
芯绝缘层 | 粘合剂层 | |||
有粘合剂层的薄膜A | 约20μm/min | 约11μm/min | 5∶2 | 20∶11 |
有粘合剂层的薄膜B | 约20μm/min | 约1μm/min | 5∶2 | 20∶1 |
有粘合剂层的薄膜C | 约7μm/min | 约11μm/min | 5∶2 | 7∶11 |
这些有粘合剂层的薄膜用厚度20μm的新日本制铁公司制SUS 304HTA箔和厚度18μm的Olin公司制铜合金箔C7025挟持,(使铜箔糙面朝向薄膜一侧)以1MPa压力在300℃真空压粘10分钟,制成SUS∶绝缘层∶铜这样的三层材料。
这种三层材料将SUS一侧掩蔽、在氯化铁溶液中浸渍,对铜箔进行蚀刻。在因此而露出的粘合剂层面上用热层压机以6.5m/min的速度、辊表面温度105℃、2~4kg/cm的线压力层压厚度5μm的碱显影型干薄膜抗蚀层,然后在室温下放置15分钟。然后,用预定掩膜,在接触式曝光机中进行1000mJ/cm2曝光。在室温下放置15分钟后,用1%(重量)Na2CO3室温水溶液、在30℃、以喷雾压力2kg使干薄膜抗蚀层显影40秒钟。然后干燥,在70℃、用磁力搅拌器搅拌到能起旋涡的程度的东莱工程公司制蚀刻液TPE-3000中浸渍,在按照掩膜形状漂亮地除去聚酰亚胺膜的时点取出,再用50℃的3%(重量)NaOH水溶液以喷雾压力1kg使干薄膜抗蚀层剥离。
以斜视方式拍摄了所得到绝缘层的蚀刻形状的SEM(扫描型电子显微镜)照片显示在图5、图6、图8中。图5显示使用了有粘合剂层的薄膜A的三层材料,图6显示使用了有粘合剂层的薄膜B的三层材料,图8显示使用了有粘合剂层的薄膜C的三层材料。
在图5的使用了有粘合剂层的薄膜A和图8的使用了有粘合剂层的薄膜C的情况下,出现了45°左右的锥角,但其断面是漂亮的,成直线状。然后,在图6的使用了有粘合剂层的薄膜B的情况下,未被蚀刻的粘合剂层像房顶一样在芯绝缘层上面向外伸出。图7是图6照片的概略说明图。
在图7中,4-1是上侧的粘合剂层,4-2是下侧的粘合剂层。两粘合剂层4-1、4-2在湿法中蚀刻处理缓慢,因而残留成为房顶的屋檐状。芯绝缘层蚀刻得像被挖空一样,因而看不到这个角。此外,2-1是第一金属层的未蚀刻表面,2-2是第一金属层已被蚀刻的竖脊,并显示出第一金属层在粘合剂层4-1上已被蚀刻这样一种状态。第二金属层3仍然作为SUS箔原样残留下来。此外,整个薄膜B的截面差不多与图1相同。
这个事实表明,对蚀刻速率不同的多个树脂层层压而成的层压体进行蚀刻时,各层的蚀刻速率之比对蚀刻后的形状有非常大的影响。
如以上所述,在包含第一金属层-绝缘层-第二金属层的层压结构的层压体或者包含金属层-绝缘层的层压体中,当该绝缘层由多层组成而且各层的蚀刻速率中大的与小的之比在6∶1~1∶1、较好在4∶1~1∶1的范围内时,本发明的层压体是蚀刻后的蚀刻形状良好的,在大尺寸层压体的情况下使连续处理方式的蚀刻成为可能,而且即使在湿法蚀刻中也能进行精度良好的蚀刻,因而有蚀刻生产率高、装置成本也低廉这样的优点。
优化无线悬架等精密电子电路部件用层压体中包含芯绝缘层和粘合剂层的绝缘层的蚀刻速率以实现良好的蚀刻形状,和改善粘合剂层的粘合性,是要兼备两种相反的性质,先有技术上这种兼备是困难的,但本发明使得兼备这些性质成为可能,因而,能连续处理的湿法蚀刻即使对精密电子电路部件用层压体来说也成为可能。因此,在采用湿法蚀刻的情况下,与先有技术等离子体蚀刻的处理时间相比,处理时间缩短一个数量级以上就能进行蚀刻处理。
在用湿法蚀刻制造精密电子电路部件例如无线悬架的情况下,如同从以下实施例的结果显而易见的,可以得到不引起金属表面变质的产品。
〔实施例C〕
金属表面的变质评价
蚀刻引起的金属表面的变质评价,使用的是用NF3等离子体进行作为绝缘层的聚酰亚胺的蚀刻的悬架、用碱溶液进行作为绝缘层的聚酰亚胺的蚀刻的悬架、和作为参照的加工前层压体的不锈钢表面。
图3的(a)表示加工前的层压体,图3的(b)表示等离子体蚀刻或用碱溶液的湿法蚀刻后的层压体。图3中,11表示不锈钢、12表示绝缘层、13表示铜,箭头A所示部位表示加工前的层压体的不锈钢11的表面,箭头B所示部位表示蚀刻后的层压体的不锈钢11的表面。
i)测定条件
不锈钢表面11的测定方法使用的是XPS(X射线光电子分光法)。作为XPS分析装置,使用的是ESCALAB 220i-XL(商品名,英国VGScientific公司制),X射线为单色化Al Kα线,功率200W(10KV·20mA),斑点直径1mm,透镜方式为Small AreaXL 150,孔径开度为F.O.V(视野限制孔径)=3.25,A.A.(物镜孔径)=4.25,测定区域150μm,光电子发射角度(发射角度)为90度,在这些条件下测定。带电中和不是必要的,因而未测定。
ii)Ag板上检测器系统的确认
在上述i)所示的条件下,透镜方式为Large AreaXL、使F.O.V和A.A.打开(测定区域中700μm),对Ag标准样品(纯度99.98%、厚度300μm的Ag板,产品号AG-403428,Nilaco公司制),测定前实施用Ar+离子进行的溅射蚀刻,直至使碳消失,然后测定该表面测定时的感度,结果是Ag3d5/2峰的计数值为2.97(Mcps),峰位置为367.95eV(P.E.=100eV,在0~1350eV范围内的宽扫描)。
iii)光谱采集条件
对等离子体蚀刻的层压体和用碱溶液湿法蚀刻的层压体的图3(b)中箭头B所示部位,测定宽扫描(广域)谱和窄扫描(狭域)谱。
广域谱是在0~1100eV范围内以1.0eV刻度测定共计1101点,P.E.(通过能量)为50eV,扫描次数是任意的。狭域谱基本上是在以广域谱检出的元素的主峰位置为中心的±10eV范围内以0.100eV刻度测定共计201点,P.E.为20eV,扫描次数是任意的。
数据解析时,以Cls的C-C键的峰为284.6eV,修正各谱的带电作用。测定、数据处理、解析时使用的是Eclipse Data System Release2.1Rev06(英国VGScientific公司制软件)。装置的Work Function设定值是4.3700。
iv)元素分析值
在以上条件下进行测定的结果的元素分析值列于以下表C中。
表C
样品 | 干法 | 湿法 | ||
蚀刻后 | 参考值 | 蚀刻后 | 参考值 | |
CNOFSiSCaCrMnFeNiCu | 47.43.132.41.40.00.70.05.30.86.51.31.0 | 34.70.045.10.06.20.51.11.91.78.10.40.4 | 42.51.440.40.92.20.00.03.91.37.20.20.0 | 37.40.044.10.06.20.01.72.82.25.50.10.0 |
单位=原子%
从这些结果可以看出,干法蚀刻样品和湿法蚀刻样品都是,相对于参考值为零而言,氮和氟原子是增加的。
v)XPS谱图
对干法蚀刻样品和湿法蚀刻样品,借助于XPS谱图,解析了显示其氮和氟成分的峰。图9是干法蚀刻样品的XPS谱图,图10和图11分别是显示氮、氟对应部分的详细测定数据的XPS谱图。同样,湿法蚀刻样品的测定结果以XPS谱图形式显示于图12、图13、图14中。此外,各自参考物的XPS谱图分别是,等离子体蚀刻样品显示于图15中,湿法蚀刻样品显示于图16中。
按照这些谱图,可以知道,就氮而言,干法蚀刻一方检出了源于有机氮的峰(400eV附近)和源于无机氮的峰(397eV)两种,而湿法蚀刻样品一方只检出了源于有机氮的峰。就氟而言,在两者中也检出了与上述无机氮和有机氮的情况一样的差异。即,湿法蚀刻样品一方检出了源于有机氟的峰690eV,而没有检出源于无机氟的峰。
两者都检出的有机氮化物、有机氟化物,推测是蚀刻后微量残留的聚酰亚胺或工艺中附着的有机物。
由此可见,用等离子体蚀刻法使绝缘层图案化会使与等离子体接触的不锈钢表面发生特异性变质。
Claims (18)
1.一种层压体,它是由包含第一无机物层-绝缘层-第二无机物层、或无机物层-绝缘层的层构成的层压体,其中,
该绝缘层由两层以上的树脂层形成,
用包含碱溶液的蚀刻溶液湿法蚀刻该层压体时,该绝缘层的各层的蚀刻速率中大的与小的之比在4∶1~1∶1的范围内;
并且,所述绝缘层包含芯绝缘层和在该芯绝缘层的两面上形成的粘合剂层。
2.权利要求1记载的层压体,其中,所述粘合剂层对所述无机物层和所述芯绝缘层的粘合强度至少是300g/cm。
3.权利要求1记载的层压体,其中,所述芯绝缘层与所述粘合剂层的厚度之比最大是4∶1。
4.权利要求1或2记载的层压体,其中,构成所述绝缘层的至少一层是聚酰亚胺树脂。
5.权利要求1或2记载的层压体,其中,构成所述绝缘层的所有层都是聚酰亚胺树脂。
6.权利要求1或2记载的层压体,其中构成该层压体的无机物是从铜、合金铜和不锈钢中选择的。
7.一种电子电路部件,该部件是由对权利要求1或2记载的层压体进行蚀刻来制作的。
8.一种电子电路部件,该部件是由对权利要求1或2记载的层压体进行湿法蚀刻来制作的。
9.一种电子电路部件,该部件是由对权利要求1或2记载的层压体进行湿法蚀刻来制作的,其中,通过上述蚀刻除去而露出的无机物层表面上没有无机氮化物层和/或无机氟化物层。
10.一种硬盘驱动器用悬架,该悬架是由对权利要求1或2记载的层压体进行湿法蚀刻来制作的,其中,通过该蚀刻而露出的无机物层表面上没有无机氮化物层和/或无机氟化物层。
11.一种绝缘薄膜,它是由两层以上的树脂层形成的,其中,用包含碱溶液的蚀刻溶液湿法蚀刻该绝缘薄膜时,上述树脂层的蚀刻速率中大的与小的之比在4∶1~1∶1的范围内,且该绝缘层包含芯绝缘层和在该芯绝缘层的两面上形成的粘合剂层。
12.权利要求11记载的绝缘薄膜,其中,构成所述树脂层的至少一层是聚酰亚胺树脂。
13.权利要求11记载的绝缘薄膜,其中,构成所述树脂层的所有层都是聚酰亚胺树脂。
14.一种层压体,它是由权利要求11记载的绝缘薄膜与无机物层压而成的。
15.一种电子电路部件,该部件是对由权利要求11记载的绝缘薄膜与无机物层压而成的层压体进行蚀刻来制作的。
16.一种电子电路部件,该部件是对由权利要求11记载的绝缘薄膜与无机物层压而成的层压体进行湿法蚀刻来制作的。
17.一种电子电路部件,该部件是对由权利要求11记载的绝缘薄膜与无机物层压而成的层压体进行湿法蚀刻来制作的,其中,通过该蚀刻而露出的无机物层表面上没有无机氮化物层和/或无机氟化物层。
18.一种硬盘驱动器用悬架,该悬架是对由权利要求11记载的绝缘薄膜与无机物层压而成的层压体进行湿法蚀刻来制作的,其中,通过该蚀刻而露出的无机物层表面上没有无机氮化物层和/或无机氟化物层。
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