CN101356864B - 用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板，具体而言，涉及一种包含铜箔与至少一层层压于铜箔上的聚酰亚胺层的用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板，其中与铜箔接触的聚酰亚胺层包含选自由基于吡咯的化合物、基于聚硅氧烷的化合物和基于多磷酸盐的化合物组成的组中的至少一种添加剂。在高温下镀锡于铜箔上时，根据本发明所述的用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板防止了铜箔与聚酰亚胺层之间的分层，并且在IC芯片结合的温度和压力下具有极好的粘合性。

Description

用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板
技术领域
本发明涉及一种用于挠性板上贴装芯片(chip on film)的覆铜箔层压板，具体而言，涉及一种包含铜箔与至少一层层压于铜箔上的聚酰亚胺层的用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板，其中所述与铜箔接触的聚酰亚胺层包含选自由基于吡咯的化合物、基于聚硅氧烷的化合物和基于多磷酸盐的化合物组成的组中的至少一种添加剂。
本发明要求了于2006年2月6日向韩国知识产权局提出的韩国专利申请10-2006-0011327号的优先权，其全部内容在此引入作为参考。
背景技术
在常规印刷电路板中用于大型显示板的用于挠性板上贴装芯片(COF)的覆铜箔层压板(CCL)，其通过在带上铜引线的镀锡(Sn)与IC芯片上的金凸瘤(bump)并且通过加热粘附而制造，从而将IC芯片(集成电路片)粘附到片装配机构上。通过喷镀型或浇铸型制造该覆铜箔层压板。
在喷镀型的情况下，问题在于热粘附所施加的高温度(高于400℃)和压力会引起铜箔与聚酰亚胺层之间分层，使得电镀液渗透进去并且劣化其外观。
此外，在浇铸型的情况下，为了防止高温下IL(内部引线)在IC芯片接合上下陷，具有极好的热塑性的聚酰亚胺层用作与铜箔接触的聚酰亚胺层。该热塑性的聚酰亚胺为挠性的以显著改善其粘合性。然而，这样会产生聚酰亚胺层下压印刷电路上的铜箔图形(见图1)的问题。因此，为了解决此问题，用热固性聚酰亚胺替代热塑性聚酰亚胺。热固性聚酰亚胺为硬的并且不会下压印刷电路上的铜箔图形。然而，会出现粘合性严重恶化的问题。在IC芯片接合上，通常施加的压力为每秒10～15Kg。
由于上述问题，用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板的粘合性会在高温下(高于400℃)恶化。
发明内容
技术方案
本发明人研究出了一种在高温下具有极好的粘合性的用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板。发明人证实了包含选自由基于吡咯的化合物、基于聚硅氧烷的化合物和基于多磷酸盐的化合物组成的组中的至少一种添加剂的聚酰亚胺层层压于铜箔上作为基层，其防止铜箔与聚酰亚胺层之间分层并且改善高温下镀锡铜箔的粘合性。并且最终，他们完成了本发明。
本发明提供了一种在高温下具有极好的粘合性的用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板。
更进一步地，本发明提供了一种制造用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板的方法。
此外，本发明提供了一种包括用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板的印刷电路板。
有益效果
在根据本发明的用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板中，用包含选自由基于吡咯的化合物、基于聚硅氧烷的化合物和基于多磷酸盐的化合物组成的组中的至少一种添加剂的聚酰亚胺作为基层层压于铜箔上。从而，由于镀锡在铜箔和粘合的IC芯片以及与铜箔上镀的锡，因此能够防止铜箔与聚酰亚胺层之间分层并且改善高温下的粘合性。
附图说明
图1显示了IC芯片中的常规覆铜箔层压板的接合过程。
图2为显示根据本发明的覆铜箔层压板的剖面图。
图3描述了根据本发明的覆铜箔层压板的粘合性。
具体实施方式
本发明提供了一种包含铜箔与至少一层层压于铜箔上的聚酰亚胺层的用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板，其中所述与铜箔接触的聚酰亚胺层包含选自由基于吡咯的化合物、基于聚硅氧烷的化合物和基于多磷酸盐的化合物组成的组中的至少一种添加剂。
更进一步地，本发明提供了一种制造用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板的方法。
此外，本发明提供了一种包括用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板的印刷电路板。
在下文，本发明将进行详细描述。
本发明中所述覆铜箔层压板中，与铜箔接触的聚酰亚胺层的特征在于包含选自由基于吡咯的化合物、基于聚硅氧烷的化合物和基于多磷酸盐的化合物组成的组中的至少一种化合物。
本发明中使用的聚酰亚胺能够通过本领域已知方法用二胺和二酐制备，但不限制于此。
本发明聚酰亚胺的制备中，二胺化合物的实例可包括选自由对苯二胺(p-PDA)、间苯二胺(m-PDA)、4，4′-二氨基二苯醚(4，4′-oxydianiline，4，4′-ODA)、3，4′-二氨基二苯醚(3，4′-oxydianiline，3，4′-ODA)、2，2-双(4-[4-氨基苯氧基]-苯基)丙烷(BAPP)、2，2′-二甲基-4，4′-二氨基联苯(m-TB-HG)、1，3-双(4-氨基苯氧基)苯(TPER)、4，4′-二氨基苯甲酰苯胺(DABA)和4，4′-双(4-氨基苯氧基)联苯(BAPB)组成的组中的至少一种化合物。
本发明聚酰亚胺的制备中，二酐化合物的实例可包括选自由苯均四酸二酐(PMDA)、3，3′，4，4′-联苯四羧酸二酐(BPDA)、3，3′，4，4′-二苯甲酮四酸二酐(BTDA)和4，4′-二苯醚四酸二酐(4，4′-oxydiphthalic anhydride，ODPA)组成的组中的至少一种化合物。
如需要，本发明中，可加入少量的其它二胺、其它二酐或除上述化合物外的其它化合物。
在本发明作为聚酰亚胺前体的聚酰胺酸的制备中，优选的有机溶剂的实例可包括选自由N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)、四氢呋喃(THF)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、环己烷、乙腈及其混合物组成的组中的至少一种化合物，但不限制于此。
优选所述聚酰胺酸为全部溶液的10～30重量％。如果所述聚酰胺酸的含量小于10重量％，则不得不使用不必要的溶剂。如果所述聚酰胺酸的含量大于30重量％，则溶液粘度太高而不能均匀涂布。
所述聚酰胺酸溶液能够制备成为无规共聚物或嵌段共聚物。反应温度优选在0～100℃范围内。在制备覆铜箔层压板的过程中，所述聚酰胺酸溶液粘度优选为2,000～50,000cps。
作为添加剂的基于吡咯的化合物具有抗氧化剂功能，也可改善粘合性。其具体实例包括3，5-二氨基-1，2，4-三唑、3-氨基-1，2，4-三唑、5-氨基-1，2，4-三唑-5-羧酸、3-氨基-5-巯基-1，2，4-三唑、5-氨基-1H-四唑、3-巯基-1，2，4-三唑、5-苯基-1H-四唑和2-羟基-n-1H-1，2，4-三唑-3-基苯甲酰胺(ADK)。优选所述具有胺基团的基于吡咯的化合物基于全部二胺和二酐具有1.5～5mol％的含量。优选所述不具有胺基团的基于吡咯的化合物基于固体聚酰胺酸的总重具有0.5～5重量％的含量。在所述具有胺基团的基于吡咯的化合物具有小于1.5mol％的含量或所述不具有胺基团的基于吡咯的化合物具有小于0.5重量％的含量的情况下，很难在室温和高温下显现粘合性。在所述具有胺基团的基于吡咯的化合物具有大于5mol％的含量或所述不具有胺基团的基于吡咯的化合物具有大于5重量％的含量的情况下，聚酰亚胺的基本性质有可能会改变。
所述作为添加剂的基于聚硅氧烷的化合物或基于多磷酸盐的化合物具有极好的耐热性。所述基于聚硅氧烷的化合物的实例包括羟基端接的聚(二甲基硅氧烷)(分子量：500～3,000)和羟基端接的聚(二甲基硅氧烷)(分子量：3,000～10,000)。此外，所述基于多磷酸盐的化合物的实例包括多磷酸(H3PO4；在磷酸中包含70～71重量％或更多的P2O5)、多磷酸(H3PO4；在磷酸中包含82.5～83.5重量％或更多的P2O5)。优选所述基于聚硅氧烷的化合物或基于多磷酸盐的化合物基于固体聚酰胺酸的总重各自具有0.5～5重量％的含量。在基于聚硅氧烷的化合物具有大于5重量％的含量的情况下，其粘合性没有改变。在基于多磷酸盐的化合物具有大于5重量％的含量的情况下，所述基于多磷酸盐的化合物因其腐蚀性可能会腐蚀铜箔。
为了易于涂布或固化并改善其它性质，本发明中所述的聚酰亚胺可进一步包含如消泡剂、防胶凝剂和固化促进剂的添加剂。
此外，本发明提供了一种用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板的制造方法，该方法包括以下步骤：
1)在铜箔的一面或两面上涂布聚酰胺酸溶液，其中所述聚酰胺酸溶液包含选自由基于吡咯的化合物、基于聚硅氧烷的化合物和基于多磷酸盐的化合物组成的组中的至少一种添加剂，并将其干燥，和
2)在步骤1)中干燥的铜箔的一面或两面上涂布聚酰胺酸溶液，其中所述聚酰胺酸溶液不包含选自由基于吡咯的化合物、基于聚硅氧烷的化合物和基于多磷酸盐的化合物组成的组中的一种或多种添加剂，将其干燥，然后固化。
在步骤1)中，在用聚酰胺酸溶液涂布铜箔时，可使用铸模涂布机(die coater)、刮刀式涂布机(comma coater)、反向刮刀式涂布机(reversecomma coater)、凹版涂布机(gravure coater)等。除上述涂布机外，可使用常规涂布机。涂布温度依据干燥聚酰胺酸溶液时烘箱的结构或条件。涂布温度优选为50～350℃，所述温度比溶剂通常的沸点低，更优选80～250℃。
在步骤2)中，用不包含选自由基于吡咯的化合物、基于聚硅氧烷的化合物和基于多磷酸盐的化合物组成的组中的一种或多种添加剂的聚酰胺酸溶液涂布干燥的铜箔的一面或两面，并且通过加热至390℃干燥以固化。可在氮气气氛或真空下通过逐渐加热或在氮气气氛下连续地引入高热而进行固化。
同样地，通过本发明可制造具有聚酰亚胺层而无气泡的用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板。
根据本发明所述用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板中，其特征在于聚酰亚胺层由基层与卷曲控制层(curl control layer)组成，并且所述基层为与铜箔接触的聚酰亚胺层(图2)。
根据本发明，所述用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板包括层压于铜箔上作为基层的聚酰亚胺层，其中所述与铜箔接触的聚酰亚胺层包含选自由基于吡咯的化合物、基于聚硅氧烷的化合物和基于多磷酸盐的化合物组成的组中的至少一种添加剂。随后，在高温下镀锡于铜箔上，能够防止铜箔与聚酰亚胺层之间分层并且改善粘合性。
不包含选自由基于吡咯的化合物、基于聚硅氧烷的化合物和基于多磷酸盐的化合物组成的组中的至少一种化合物的聚酰亚胺层层压于基层上以实现卷曲控制。
根据本发明的覆铜箔层压板中，所述由基层与卷曲控制层组成的聚酰亚胺层优选具有30～50μm的厚度。其中，优选所述基层具有基于聚酰亚胺层总厚度的80％或更大的厚度。
此外，本发明提供了一种包括用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板的印刷电路板。
除包括根据本发明的用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板外，该印刷电路板可通过相关技术领域中的常规方法制造而成。
具体实施方式
下文中，提供了优选实施例以使本发明更易于理解。同样地，提供的实施例仅为阐明，但是本发明的范围不限制于此。
<制备实施例1>
在162mL N-甲基吡咯烷酮(N-methylpyrrolidinon)中溶解5.65g对苯二胺(p-PDA)与0.27g 3，5-二氨基-1，2，4-三唑。向该溶液中加入8.09g3，3′，4，4′-联苯四羧酸二酐(BPDA)与6.00g苯均四酸二酐(PMDA)并且搅拌聚合24小时。此时，该聚合温度为5℃，并且制备作为聚酰亚胺前体的聚酰胺酸。
<制备实施例2～16>
以与制备实施例1中相同的方式、相同的成分和如表1所示比例，制备作为聚酰亚胺前体的聚酰胺酸。
表1
Figure G2007800011146D00081
Figure G2007800011146D00091
※BPDA：3，3′，4，4′-联苯四羧酸二酐，
PMDA：苯均四酸二酐，
p-PDA：对苯二胺，
4，4′-ODA：4，4′-二氨基二苯醚，
三唑化合物：3，5-二氨基-1，2，4-三唑，
ADK：2-羟基-n-1H-1，2，4-三唑-3-基苯甲酰胺，
A-型：羟基端接的聚(二甲基硅氧烷)(分子量：500～3,000，Aldrich目录号48，193-9)，
B-型：多磷酸(H3PO4；在磷酸中包含70～71重量％或更多的P2O5)，
C-型：羟基端接的聚(二甲基硅氧烷)(分子量3,000～10,000，CASNo.156327-07-0)，
D-型：多磷酸(H3PO4；在磷酸中包含82.5～83.5重量％或更多的P2O5)。
<实施例1>覆铜箔层压板的构造
用制备实施例1中制备的聚酰胺酸溶液涂布铜箔，然后固化使其具有32μm的厚度。其后，在140℃干燥生成物，并且用在制备实施例11中以相同方式制备的聚酰胺酸溶液涂布该铜箔以使铜箔接触溶液，然后固化使其具有8μm的厚度。加热至350℃使铜箔固化。
将该覆铜箔层压板切割成25cm×25cm的尺寸，并且检查在聚酰亚胺层表面上存在的气泡。在聚酰亚胺层表面上的气泡数量为0的情况下，可得出没有产生气泡的结论。
在固化的聚酰亚胺层表面上没有产生气泡。
<实施例2～7与比较实施例1～8>
以与实施例1中相同的方式，使用制备实施例2～16制备的聚酰胺酸制造覆铜箔层压板。此外，检查在聚酰亚胺层表面上存在的气泡。
在覆铜箔层压板中，聚酰胺酸、聚酰亚胺层的厚度及聚酰亚胺层气泡存在的状况显示于如下表2中。
表2
Figure G2007800011146D00101
Figure G2007800011146D00111
<实验实施例>铜箔与聚酰亚胺层之间的粘合性的测量
为测量根据本发明的覆铜箔层压板中铜箔与聚酰亚胺层之间的粘合性，采用的方法如下。
在实施例1～7与比较实施例1～7中制备的覆铜箔层压板被切割成15cm×15cm尺寸。将测试样品放置于烘箱中并在420℃加热10秒。然后，在室温下测量它们的粘合性。即使设法测量在比较实施例8中制备的覆铜箔层压板的粘合性，其在固化的表面上仍有许多气泡存在。因此，其粘合性无法测量。
通过使用如电动测试机(power driven testing machine)(十字头自动绘图型，等效定速驱动机(equivalent constant speed drive machine))、Thwing Albert样品切割机(型号，JDC-50)、测试设备(无轮转筒、滑板、参考配件为152.4nm(6in)干滚转筒)及焊接炉(电加热，其温度可自动控制，容纳2.25Kg SN60焊料与测试样品)的试验仪器测量它们的粘合性。
粘合性的测量结果显示于如下表3和图3。
表3
  在420℃下处理10秒后室温下的粘合性(g/cm)
  实施例1   1,320
  实施例2   1,230
  实施例3   1,020
  实施例4   1,020
  实施例5   1,140
  实施例6   980
  实施例7   1,160
  比较实施例1   230
  比较实施例2   350
  比较实施例3   330
  比较实施例4   340
  比较实施例5   340
  比较实施例6   335
  比较实施例7   350
如表3与图3所示，在制备聚酰亚胺层时，根据本发明覆铜箔层压板(实施例1～7)包含基于全部二胺或二酐的1.5mol％或更多的具有胺基团的基于吡咯的化合物或者基于固体聚酰胺酸总重的0.5重量％的不具有胺基团的基于吡咯的化合物、基于聚硅氧烷的化合物或基于多磷酸盐的化合物。因此，在高温下镀锡于铜箔时，能够防止铜箔与聚酰亚胺层之间分层并且改善粘合性至1,000～1,400g/cm。
另一方面，在制备聚酰亚胺层时，在覆铜箔层压板上的聚酰亚胺层(比较实施例1～7)不包含基于吡咯的化合物、基于聚硅氧烷的化合物或基于多磷酸盐的化合物或以低于特定比例的比例包含它们的情况下，其粘合性严重恶化至200～400g/cm。

Claims (12)

1.一种用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板，所述覆铜箔层压板包括铜箔与至少一层层压于铜箔上的聚酰亚胺层，其中与铜箔接触的聚酰亚胺层包含选自由基于吡咯的化合物、基于聚硅氧烷的化合物和基于多磷酸盐的化合物组成的组中的至少一种添加剂。
2.根据权利要求1所述的用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板，其中所述聚酰亚胺层通过选自由对苯二胺(p-PDA)、间苯二胺(m-PDA)、4，4′-二氨基二苯醚(4，4′-ODA)、3，4′-二氨基二苯醚(3，4′-ODA)、2，2-双(4-[4-氨基苯氧基]-苯基)丙烷(BAPP)、2，2′-二甲基-4，4′-二氨基联苯(m-TB-HG)、1，3-双(4-氨基苯氧基)苯(TPER)、4，4′-二氨基苯甲酰苯胺(DABA)和4，4′-双(4-氨基苯氧基)联苯(BAPB)组成的组中的至少一种二胺与选自由苯均四酸二酐(PMDA)、3，3′，4，4′-联苯四羧酸二酐(BPDA)、3，3′，4，4′-二苯甲酮四酸二酐(BTDA)和4，4′-二苯醚四酸二酐(ODPA)组成的组中的至少一种二酐反应而制备。
3.根据权利要求1所述的用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板，其中所述基于吡咯的化合物选自由3，5-二氨基-1，2，4-三唑、3-氨基-1，2，4-三唑、5-氨基-1，2，4-三唑-5-羧酸、3-氨基-5-巯基-1，2，4-三唑、5-氨基-1H-四唑、3-巯基-1，2，4-三唑、5-苯基-1H-四唑和2-羟基-n-1H-1，2，4-三唑-3-基苯甲酰胺(ADK)组成的组中的至少一种化合物。
4.根据权利要求2所述的用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板，其中所述基于吡咯的化合物包含具有胺基团的基于吡咯的化合物，并且基于全部二胺和二酐所述具有胺基团的基于吡咯的化合物具有1.5～5mol％的含量。
5.根据权利要求1所述的用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板，其中所述基于聚硅氧烷的化合物为羟基端接的聚(二甲基硅氧烷)(分子量：500～3,000)或羟基端接的聚(二甲基硅氧烷)(分子量：3,000～10,000)。
6.根据权利要求1所述的用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板，其中所述基于多磷酸盐的化合物为多磷酸(H3PO4；在磷酸中包含70～71重量％或更多的P2O5)或多磷酸(H3PO4；在磷酸中包含82.5～83.5重量％或更多的P2O5)。
7.根据权利要求1所述的用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板，其中所述聚酰亚胺层由基层与卷曲控制层组成，并且所述基层为与铜箔接触的聚酰亚胺层。
8.根据权利要求1所述的用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板，其中所述聚酰亚胺层具有30～50μm的厚度。
9.一种制造用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板的方法，该方法包括如下步骤：
1)在铜箔的一面或两面上涂布聚酰胺酸溶液，其中所述聚酰胺酸溶液包含选自由基于吡咯的化合物、基于聚硅氧烷的化合物和基于多磷酸盐的化合物组成的组中的至少一种添加剂，并将其干燥，和
2)在步骤1)中干燥的铜箔的一面或两面上涂布聚酰胺酸溶液，其中所述聚酰胺酸溶液不包含选自由基于吡咯的化合物、基于聚硅氧烷的化合物和基于多磷酸盐的化合物组成的组中的一种或多种添加剂，将其干燥，然后固化。
10.根据权利要求9所述的制造用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板的方法，其中所述基于吡咯的化合物包含不具有胺基团的基于吡咯的化合物，并且基于固体聚酰胺酸的总重所述不具有胺基团的基于吡咯的化合物具有0.5～5重量％的含量。
11.根据权利要求9所述的制造用于挠性板上贴装芯片的覆铜箔层压板的方法，其中基于固体聚酰胺酸的总重，所述基于聚硅氧烷的化合物或基于多磷酸盐的化合物各自含量为0.5～5重量％。
12.一种包括根据权利要求1～8中任一项所述的覆铜箔层压板的印刷电路板。
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