CN100518434C - 用于精细图案的柔性覆金属层压板 - Google Patents

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Abstract

一种具有适于形成精细图案的表面形状的柔性覆金属层压板，包括：聚合物薄膜；金属晶种层，该金属晶种层通过真空薄膜沉淀法形成于聚合物薄膜的上部；以及金属导电层，该金属导电层通过湿电镀形成于金属晶种层上并具有粗糙度Rz为0.5μm或0.5μm以下的表面。假定以第一入射角入射在金属导电层的表面上的光的反射量为Ⅰ，以大于第一入射角的第二入射角入射在该表面上的光的反射量为Ⅱ，Ⅱ/Ⅰ为1.0或1.0以上，其中，该第一入射角是5°，该第二入射角是70°，以及所述光的反射量是基于ASTM D2457和D523测得的。

Description

用于精细图案的柔性覆金属层压板
技术领域
本发明涉及一种柔性覆金属层压板，特别是涉及一种表面形状适于形成精细图案的柔性覆金属层压板。
背景技术
当前，采用TAB(Tape Automated Bonding卷带自动结合)或者FPC(Flexible Print Circuit柔性印制电路)的印制板更适于用作减小电子装置尺寸和重量的印制板。至今，此类印制板如此设置：通过诸如环氧黏合剂之类的黏合剂将金属薄膜黏接在具有塑性的塑料衬底上。
但是，电子装置安装得密度越高，此类印制板将变得越薄。此外，由于塑料衬底和金属薄膜之间的粘合不良，因此一种无需使用黏合剂而形成金属层的技术正在研究中。比如，已经公知，可以通过诸如真空沉淀、溅射(sputtering)和离子电镀(ion plating)之类的薄膜形成技术，直接在塑料衬底上形成金属薄膜，然后通过电解电镀等在金属薄膜上积聚金属电镀层。
如果采用上述技术形成柔性覆金属层压板，则在柔性覆金属层压板的上表面形成图案，以制得各种产品。此时，要进行精确的蚀刻以形成精确的图案，并且，蚀刻性能与柔性覆金属层压板的表面粗糙度相关。
但是，如果仅仅控制表面粗糙度，则在形成精确的精细图案上受到限制。这是因为当精细图案随着形成在表面上的非平坦形状的变化而形成时，尽管该表面的粗糙度相同，但是蚀刻性能等也可能会不同。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的问题，因而，本发明的目的是提供一种适于形成精细图案的柔性覆金属层压板，在形成精细图案时，施加的光反射量除了考虑粗糙度之外，还考虑通过在表面上形成不平整形状。
为了达到上述目的，本发明提供了一种用于形成精细图案的柔性覆金属层压板，其包括：聚合物薄膜；金属晶种层，该金属晶种层形成于聚合物薄膜的上部；以及金属导电层，该金属导电层形成于该金属晶种层上并具有粗糙度Rz为0.5μm或0.5μm以下的表面，其中，假定以第一入射角入射在该金属导电层的表面上的光的反射量为I，以大于该第一入射角的第二入射角入射在该表面上的光的反射量为II，II/I为1.0或者为1.0以上，其中，该第一入射角是5°，该第二入射角是70°，以及所述光的反射量是基于ASTMD2457和D523测得的。从而，在形成精细图案时能提供最佳的蚀刻性能。
附图说明
通过下述参照附图对实施例所做的说明，本发明的其他目的和方案将更加清晰。
图1是示出根据本发明的优选实施例的柔性覆金属层压板的剖视图；
图2a至图2c是示出形成在柔性覆金属层压板上部的表面非平坦部分的实例的剖视图；
图3a至图3c是示意性示出当在形成于柔性覆金属层压板上部的表面非平坦部分上形成精细图案时的蚀刻性能的剖视图；以及
图4a至图4c是示出在形成于柔性覆金属层压板上部的表面非平坦部分上形成的精细图案的照片。
具体实施方式
下面将参照附图详细说明本发明的优选实施例。说明之前，应当理解：根据为了更好的描述，允许发明人恰当地限定术语这一原则，用于说明书和后附的权利要求书中的术语不能仅解释为通常的或者词典上的意思，而应该根据本发明的技术内容所对应的意思和概念进行解释。因而，这里提出的说明仅是用于示例的优选实例，目的不在于限制本发明的范围。所以，应该理解，可以在不脱离本发明的实质和范围的情况下，进行其他的等同变化和改进。
图1示意性地示出了用于精细图案的根据本发明的优选实施例的柔性覆金属层压板的剖面。
参见图1，根据本实施例的用于精细图案柔性覆金属层压板包括：聚合物薄膜10；金属晶种层20，该金属晶种层由导电金属制成并形成于聚合物薄膜10上；以及金属导电层30，该金属导电层形成于金属晶种层20上。
聚合物薄膜10优选具有适于柔性覆金属层压板的柔性，而且聚合物薄膜10例如由聚酰亚胺(polyimide)薄膜制成。聚酰亚胺薄膜具有良好的热阻性和柔性以及极好的机械强度，同时它的热膨胀系数接近于铜的热膨胀系数，所以聚酰亚胺薄膜常常用作聚合物薄膜10的原材料。
金属晶种层20通过诸如溅射和离子电镀之类的真空膜沉积方式(vacuumfilm deposition method)形成于聚合物薄膜10上。这些方式适于增强黏着力。
金属晶种层20由铜或铜合金制成，也可以由镍、铬或镍铬合金制成。但是，在本发明中，该金属晶种层的材料也不限于此，也可以采用其他材料。
金属导电层30通过电解电镀(electrolytic plating)或无电镀(electrolessplating)形成于金属晶种层20上。由于电解电镀可以低成本快速形成薄膜，且还能获得很好的表面平滑度，所以优选采用电解电镀。在采用电解电镀的情况下，将其上形成有金属晶种层20的聚合物薄膜10浸入湿电镀溶液(wetplating solution)，电源的阴极(cathode)连接于金属晶种层20，然后向浸在湿电镀溶液中的阳极通电，这样将湿金属导电层(wet metal conductivelayer)提取到金属晶种层20上面。在采用无电镀的情况下，用于提取的微粒首先通过钯盐溶液等附着在金属晶种层20上，然后将聚合物薄膜10浸入无电镀溶液中。
考虑到导电率，金属导电层30优选由铜或铜合金制造，但是在本发明中，金属导电层30的材料也不限于此，还可以采用其他材料。
此外，金属导电层30的表面粗糙度优选为0.5μm或0.5μm以下。
当形成精细图案时，考虑到柔性覆金属层压板的性能，表面粗糙度是会对蚀刻性能产生重要影响的因素之一。因此，优选形成这样的金属导电层30：该金属导电层的粗糙度Rz为0.5μm或者0.5μm以下，这样可以形成50μm以下的精细图案。
这里，当进行湿电镀(wet plating)以形成柔性覆金属层压板的金属导电层30时，根据加入到电解液中的添加剂来控制柔性覆金属层压板的表面形状。比如，通过采用诸如低分子量的水溶性纤维素醚(water-soluble celluloseether)、低分子量的水溶性聚烃基乙二醇醚(water-soluble polyalkylene glycolether)、低分子量的水溶性聚乙烯亚胺(water-soluble polyethyleneimine)、以及水溶性的磺化有机硫化合物之类的添加剂，以改变柔性覆金属层压板的不平整形状。
图2a至图2c是示出根据上述方法形成的柔性覆金属层压板的表面的实例的剖视图。
当根据形成于柔性覆金属层压板的表面上的不平整形状形成精细图案，尽管粗糙度相等，但是遮光模(photo mask)的黏着性能也可能不同，该表面的光反射量也会改变。
参见图2a至图2c，图2a的不平整度较大，图2c的不平整度较小。当形成精细图案时，图2c中的遮光模的黏着性能比图2a中的情形更加有利。
此外，观察在所述表面上的光反射量，在70°的大入射角B和5°的小入射角A两种情况下，光的反射量从图2a到图2c都增强。
参见图2a，对于相同的不平整形状，在70°的大入射角B的情形下，由于不平整的高度高于光的入射点，则光将被截断。所以，与在5°的小入射角A的情形相比，以70°的大入射角B的光的反射量减少。
但是，参见图2c，对于相同的不平整形状，在70°的大入射角B的情形下，散射光将加到实际的光反射量上，从而，与在5°的小入射角A的情形相比，增加了光反射量。
如果采用上述方式测量柔性覆金属层压板的表面上的光反射量，则可以知道在该表面上的不平整的形状。
现在，说明各不平整形状对精细图案形成的影响。
图3a至图3c是示意性示出根据形成于柔性覆金属层压板上部的表面非平坦部分上形成精细图案时的蚀刻性能的剖视图。
参见图3a至图3c，其中提供了：柔性覆金属层压板101、102和103，所述柔性覆金属层压板包括形成于聚合物薄膜上的金属晶种层和金属导电层；光致抗蚀剂层200，其作为所述柔性覆金属层压板101、102和103上的掩模层；以及遮光模300，其上形成有所需的精细图案。
当通过曝光和显影过程对光致抗蚀剂层200制备蚀刻掩模201、202和203时，由于严重的光散射，图3a中的蚀刻掩模201会受到破坏。当根据下述过程进行蚀刻工作，将在理想精细图案上造成破坏，这显示产生无蚀刻区域或者过度蚀刻区域的极大的可能性。所以，可能会出现质量很差的图案，而不是精确的图案。这样，和图3a的结果相比，如果非平整形状越接近图3c，蚀刻形成的理想精细图案越精确。
下面将通过根据本发明的具有不同非平整形状的柔性覆金属层压板和比较实例，来详细说明适于形成精细图案的表面特性。
也就是说，如图1所示，制备一种柔性覆铜箔层压板，在该柔性覆铜箔层压板中，聚酰亚胺薄膜10上依次形成铜晶种层20和铜导电层30，并检测在5°入射角和70°入射角时的光反射量。这里，各个实施例和比较例中的表面粗糙度Rz为0.5μm或者0.5μm以下。
表1示出了与不平整形状变化相对应的光反射量的测量结果。这里，“反射量”是根据世界广泛使用的标准方法——ASTM(American Society ofTesting Materials美国测试材料协会)色彩(gloss)和亮度(brilliance)的标准测试方法，也就是ASTM D2457和D523，通过试验得到的数值。
表1
 5°入射角的反射量(I)   70°入射角的反射量(II)   实际的图案照片   II/I
  实施例1  110.0   175.9   图4a   1.6
  实施例2  117.5   133.1   图4a   1.1
  比较例1  46.8   14.4   图4b   0.308
  比较例2  70.7   1.7   图4c   0.024
  比较例3  61.7   1.9   图4c   0.030
参见表1，首先，可以理解，在实施例1和实施例2中，在70°入射角时的光反射量大于在5°入射角时的光反射量，所以更接近图2c中所示的不平整形状；而在比较例1至比较例3中，在70°入射角时的光反射量小于在5°入射角时的光反射量，所以更接近图2a中所示的非平整形状。
作为上述结果的支持，图4a中的照片示出了具有实施例1和实施例2中的非平整形状的柔性覆金属层压板的实际的精细图案形成结果，其中，在没有任何光致抗蚀剂残留的情况下形成均匀一致的断面。同时，图4b和图4c中的照片示出了具有比较例1至比较例3中的不平整形状的柔性覆金属层压板的实际的精细图案形成结果，其中，由于出现无蚀刻区域，所以形成了不规则断面。
此外，在70°入射角时的光反射量优选是10或者10以上。这是因为，如果在对柔性覆金属层压板的表面粗糙度很敏感的70°入射角时的光的反射量低于10，则很可能产生无蚀刻区域和正直度(straightness)的电路。
此外，如实施例和比较例的上述结果所示，优选在大入射角时的光反射量大于在小入射角时的光反射量，也就是说，为了根据需要形成精细图案，而不出现任何的无蚀刻区域，在大入射角时的光反射量和在小入射角时的光反射量的比率优选为1.0或者1.0以上。已经对本发明进行了详细说明。但是应该理解：通过详细说明，本发明范围内的任何变化和改进对于本领域普通技术人员而言都将是明显的，所以针对本发明的优选实施例所做的详细的说明和具体实施例仅以示例性的方式给出。
工业实用性
根据本发明，当通过准备具有粗糙度Rz为0.5μm或者0.5μm以下的表面的金属导电层，来制得用于精细图案的柔性覆金属层压板时，其中在大入射角时的光反射量大于在小入射角时的光反射量，也就是说，在大入射角时的光反射量和在小入射角时的光反射量的比率优选是1.0或者1.0以上，从而可以在精细图案的形成过程中提高蚀刻性能，
此外，可以通过相应于表面上的不平整形状而改变的光的反射量，检测柔性覆金属层压板的质量。

Claims (3)

1.一种用于精细图案的柔性覆金属层压板，包括：
聚合物薄膜；
金属晶种层，该金属晶种层形成于聚合物薄膜的上部；以及
金属导电层，该金属导电层形成于该金属晶种层上并具有粗糙度Rz为0.5μm或0.5μm以下的表面，其中，假定以第一入射角入射在该金属导电层的表面上的光的反射量为I，以大于该第一入射角的第二入射角入射在该表面上的光的反射量为II，II/I为1.0或者为1.0以上，
其中，该第一入射角是5°，该第二入射角是70°，以及所述光的反射量是基于ASTM D2457和D523测得的。
2.如权利要求1所述的柔性覆金属层压板，其中，以该第二入射角入射在该表面上的所述光的反射量为10或者为10以上。
3.如权利要求1所述的柔性覆金属层压板，其中，该金属晶种层由铜、镍、铬或者它们的合金制成，该金属导电层由铜或者铜合金制成。
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