CN101836162B - 薄膜型转印材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种薄膜型感光转印材料，其包括基膜、树脂保护层、感光树脂层以及覆盖膜，其中树脂保护层的黏着力等于或小于0.005kgf/cm2。当薄膜型感光转印材料设置于印刷电路板上时，其能在移除基膜的状态下进行曝光过程，因而可在曝光过程中缩小掩膜与感光树脂层之间的距离，进而提高图案的分辨率。所述薄膜型感光转印材料允许基膜在曝光过程前被移除，且其可被加工成薄片或是可应用于卷压(roll to roll)过程。

Description

薄膜型转印材料
技术领域
本发明涉及一种薄膜型感光转印材料。
背景技术
一般而言，薄膜型感光转印材料是以干膜(以下简称为干膜光阻)的形式提供的。
干膜光阻用于印刷线路板、印刷电路板、IC封装、金属浮雕等，且通常都包括有基膜、感光树脂层与覆盖膜。
基膜是起支撑感光树脂层的作用，且可使具有黏性的感光树脂层在曝光过程中较容易被处理。感光树脂层由光聚合性单体、光起始剂及黏结剂聚合物制备成以适于终端使用。覆盖膜形成在感光树脂层的与形成有基膜的表面相对的表面上，从而防止感光树脂层损坏。
使用此干膜光阻来形成图案的过程范例包括印刷电路板的制造过程，该过程包含：自干膜光阻处移除覆盖膜、将干膜光阻层压于铜箔基板(CCL)上、将具有所需图案的掩膜(mask)置于干膜光阻上、使用紫外光(UV)进行曝光过程(Exposure process)、以及使用适当溶剂将未固化部分洗去的显影过程(Development process)。一般而言，如图3所示，曝光过程是在基膜40附着于感光树脂层20的状态下进行。在此例中，由于掩膜60与感光树脂层20藉由有厚度的基膜40予以间隔，所以可能会降低分辨率。因此，可以在移除基膜后才进行曝光过程。然而，如果这样，却会由于没有基膜，使掩膜黏附于具有黏性的感光树脂层，而不当地损坏感光树脂层，进而造成分辨率降低。因此，实际上很难在移除基膜后才进行曝光过程，也因此，分辨率低的问题依然存在。
此外，随着提高印刷电路板密度与装载半导体封装技术的发展，电路之间的间隔缩小，因而迫切地需要一种具有高分辨率且可应用于精细电路基板的薄膜型感光转印材料。
发明内容
技术问题
因此，本发明提供一种薄膜型感光转印材料，其在没有基膜的条件下仍能进行曝光过程。
此外，本发明提供一种薄膜型感光转印材料，其可在曝光过程进行中使掩膜与感光树脂层之间的距离减至最小，进而提高分辨率，且本发明还提供一种具有使用该薄膜型感光转印材料来形成图案的显示器基板。
技术方案
根据本发明一实施例的薄膜型感光转印材料，包括：基膜、树脂保护层、感光树脂层以及覆盖膜，其中，所述树脂保护层的黏着力等于或小于0.005kgf/cm2，其中黏着力被定义为将层压于因移除基膜而暴露的树脂保护层上的额外的聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate，PET)膜，自距离PET膜片剥离起点5cm的位置分离至8cm的位置时，每单位面积需要的力。
在根据本发明该实施例的转印材料中，树脂保护层可为碱性显影聚合物层。
在根据本发明该实施例的转印材料中，树脂保护层在25℃时在甲基乙基酮内的溶解度可等于或小于5克，其中该溶解度被定义为：将50克的树脂保护层加入100克的甲基乙基酮内，在25℃下搅拌1小时并以滤纸过滤，且测量残留在滤纸上的树脂保护层的重量而得到的树脂保护层的重量减少量。
在根据本发明该实施例的转印材料中，树脂保护层可由包含有重量平均分子量为5,000至300,000的水溶性聚合物的涂覆溶液形成。
在根据本发明该实施例的转印材料中，覆盖膜与感光树脂层之间的黏着力可小于基膜与树脂保护层之间的黏着力。
并且，树脂保护层的厚度可为0.001至10μm。
在根据本发明的优选实施例的转印材料中，如下列方程式1表示的，树脂保护层可具有等于或小于5000％黏着力变化。
方程式1
Figure GPA00001106774800021
其中，第一黏着力被定义为将基膜移除不久之后层压于树脂保护层上的额外的PET膜片，自距离PET膜片剥离起点5cm的位置分离至8cm的位置时，每单位面积需要的力；而第二黏着力被定义为将层压于树脂保护层上的额外的PET膜片，自距离PET膜片剥离起点5cm的位置分离至8cm的位置时，每单位面积需要的力，其中该树脂保护层是在移除其上的基膜，并将树脂保护层置于温度为25℃及湿度为50％的条件下240小时所制得。
在根据本发明优选实施例的转印材料中，树脂保护层可为聚乙烯醇基树脂层。如此，树脂保护层可包含有选自润湿剂(wetting agent)、匀染剂(1evelingagent)、消泡剂、黏着剂及胶合剂中至少一种添加剂。
在根据本发明实施例的转印材料中，覆盖膜可为具有剥离层或不具有剥离层的聚酯膜片。
在根据本发明实施例的转印材料中，基膜可为具有剥离层或不具有剥离层的聚酯膜片。
在本发明的示例性实施例中，提供一种具有使用前述薄膜型感光转印材料所形成的图案的显示器基板。
有益效果
本发明可提供一种薄膜型感光转印材料以及一种显示器基板。当使用根据本发明的薄膜型感光转印材料时，可在移除基膜后进行曝光过程，因而在曝光过程中可缩小掩膜与感光树脂层之间的间隔，从而进一步提高图案的分辨率。
此外，根据本发明的薄膜型感光转印材料允许基膜在曝光过程前被移除，且其可被加工成薄片或是可应用于卷压(roll to roll)过程而不致损坏感光树脂层。
再者，由于本发明是在移除基膜后直接进行曝光过程，因此相较于包括有进行曝光过程、去除不纯物与移除基膜等步骤的常规过程而言，本发明的过程较为简便，并且本发明可降低显示器基板的制造成本。
附图说明
图1为示出根据本发明优选实施例的薄膜型感光转印材料的层状结构的剖视图；
图2为示出在曝光过程中，包括根据本发明的薄膜型感光转印材料的显示器基板的剖视图；
图3为示出在曝光过程中，包括常规的具有三层结构的薄膜型感光转印材料的显示器基板的剖视图；
图4为示出在本发明范例中所制得的印刷电路板在显影过程后，其表面放大800倍的电子显微镜影像；
图5为示出在本发明比较范例中所制得的印刷电路板在显影过程后，其表面放大600倍的电子显微镜影像；以及
图6至图8分别为示出在本发明范例5至7中制得的印刷电路板在显影过程后，其表面的电子显微镜影像(分别为放大1500倍、2000倍及2500倍)。
＊附图中所使用的附图标记说明
10覆盖膜                20感光树脂层
30树脂保护层            40基膜
50软性铜箔基板(FCCL)    60掩膜
具体实施例
以下将详细描述本发明。
图1图示了根据本发明一实施例的薄膜型感光转印材料。根据本发明的薄膜型感光转印材料具有一种包括覆盖膜10、感光树脂层20、树脂保护层30以及基膜40的结构。
虽然在图中未示出，但是在各覆盖膜10和/或基膜40的至少一个表面上可具有剥离层。
图2为图示在曝光过程中，包括根据本发明的薄膜型感光转印材料的显示器基板层状结构的剖视图。如此，当根据本发明的薄膜型感光转印材料应用于诸如印刷线路板、印刷电路板等的显示器基板时，将覆盖膜10自薄膜型感光转印材料上移除，薄膜型感光转印材料层压于软性铜箔基板50上，使转印材料的感光树脂层与软性铜箔基板互相面对，将基膜40移除，然后将掩膜置于树脂保护层上，之后进行曝光过程与显影过程。
以下详细叙述各层状结构。
<基膜>
本发明的基膜用于支撑树脂保护层与感光树脂层，因此基膜应该具有适当的机械性能。基膜所用的材料范例包含包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二酯等的聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚亚酰胺、聚酰胺、纤维素三醋酸酯、纤维素二醋酸酯、烷基聚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚氯乙烯与醋酸乙烯酯共聚物、聚四氟乙烯以及聚三氟乙烯。尤其适用的是聚对苯二甲酸乙二醇酯。基膜的厚度设定为10至100μm，且优选为15至30μm，但并不限于此。
根据稍后会描述的树脂保护层的组成，基膜可具有用于控制剥离性的剥离层。这样，剥离层的组成及其形成过程并无特殊限制，只要当基膜与树脂保护层之间的黏着力大于覆盖膜与感光树脂层之间的黏着力时，剥离层可达到避免树脂保护层损坏的表面性质即可。
<树脂保护层>
树脂保护层被设置于基膜与感光树脂层之间。根据本发明实施例的具有此种树脂保护层的薄膜型感光转印材料可在移除基膜且接着将掩膜置放在该树脂保护层上之后，才开始接受曝光过程。
因此，树脂保护层应可轻易地脱离基膜且不应黏附于掩膜。并且，树脂保护层必须具有可达到即使在曝光过程后的薄片加工过程中或卷压过程中，树脂保护层成为堆叠状或是软性铜箔基板与树脂保护层相互接触时，仍然不会发生缺陷的小黏着力。
具体而言，当曝光过程是在树脂保护层因移除基膜而暴露在外的状态下进行时，重要的是树脂保护层不会黏附于掩膜。掩膜的范例包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、玻璃等。因此，PET膜片层压于本发明的因移除基膜而暴露在外的树脂保护层上，且之后PET膜片也必须容易自该树脂保护层分离。
由此观点来看，本发明的树脂保护层可具有等于或小于0.005kgf/cm2的黏着力，黏着力被定义为将层压于因移除基膜而暴露在外的树脂保护层上的额外的PET膜片，自距离PET膜片剥离起点5cm的位置分离至8cm的位置时，每单位面积需要的力。具体而言，黏着力是以如下方式定义的：使覆盖膜脱离宽度为3cm、长度为20cm的薄膜型感光转印材料样本，该转印材料样本以2m/min的速率，在110℃及4kgf/cm2的条件下层压于软性铜箔基板上，然后移除基膜，其后宽度为4cm、长度为25cm及厚度19μm的PET膜片以2m/min的速率，在110℃及4kgf/cm2的条件下层压于因移除基膜而暴露在外的层状结构上，之后以万能试验机测量将PET膜片自距离PET膜片剥离起点5cm的位置分离至8cm的位置时，每单位面积需要的方。
当树脂保护层的黏着力大于0.005kgf/cm2时，就难以将设置于树脂保护层上的掩膜再次移除，因而可能会损坏树脂保护层的表面，使基膜移除后的曝光过程难以获得良好的效果。
此外，树脂保护层应防止在曝光过程中会阻碍感光树脂层聚合反应的氧气进入，而且，在曝光过程之后的显影过程中必须移除树脂保护层。
所以，树脂保护层可为一种碱性显影聚合物层。就这一点而论，术语“碱性显影聚合物”是指一种藉由稀释的碱性溶液例如Na2CO3、NaOH或KOH来显影的聚合物。
因此，树脂保护层可由包含水溶性聚合物的组成物制备，所述水溶性聚合物选自聚乙烯基乙醚马来酸酐的水溶性盐、纤维素醚的水溶性盐、羧甲基纤维素的水溶性盐、羧甲基淀粉的水溶性盐、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、各种类型的聚丙烯酰胺、聚酰胺的水溶性盐、聚丙烯酸的水溶性盐、聚乙二醇、聚丙二醇、明胶、聚环氧乙烷及淀粉。
由于用以形成树脂保护层的组成物的黏度会影响涂覆层的性质，且会受到聚合物的聚合度的影响，因此组成物的聚合物的重量平均分子量可为5,000至300,000的范围。倘若重量平均分子量低于5,000，则难以将组成物涂覆成膜片的形式，且保护感光树脂层的功能也会由于低强度而恶化。相反地，若是重量平均分子量高于300,000，则显影时间会增加，且在层压于软性铜箔基板上之后移除基膜的情况下需担忧损坏树脂保护层。
在根据本发明优选实施例的薄膜型感光转印材料中，树脂保护层在25℃时在甲基乙基酮内的溶解度可等于或小于5克，以防止在产品销售期间感光树脂层与树脂保护层之间发生成分扩散(diffusion)及延长产品的保存期限。
在甲基乙基酮内的溶解度被定义为：将50克的树脂保护层加入100克的甲基乙基酮内，在25℃下搅拌1小时，然后以滤纸过滤，再测量残留在滤纸上的树脂保护层的重量而得到的树脂保护层的重量减少量。
在根据本发明该实施例的薄膜型感光转印材料中，可在后处理中移除基膜后才进行曝光过程。在这种情况下，当需要预定的时间来进行曝光过程时，暴露于外部环境中的树脂保护层的性质可能会由于吸收水分而改变。因此，在根据本发明优选实施例的薄膜型感光转印材料中，如下列方程式1所示，树脂保护层可具有等于或小于5000％的黏着力变化。
方程式1
Figure GPA00001106774800071
其中，第一黏着力被定义为将基膜移除后立即层压于树脂保护层上的额外的PET膜片，自距离PET膜片剥离起点5cm的位置分离至8cm的位置时，每单位面积需要的力；而第二黏着力被定义为将层压于树脂保护层上的额外的PET膜片，自距离PET膜片剥离起点5cm的位置分离至8cm的位置时，每单位面积需要的力，其中，该树脂保护层是藉由移除其上的基膜，并使树脂保护层在温度为25℃及湿度为50％的条件下放置10天而制得。
据此，树脂保护层可为聚乙烯醇基树脂层。该聚乙烯醇基树脂层为一种包含有至少10重量百分比(wt％)的聚乙烯醇树脂的树脂层。
当树脂保护层为聚乙烯醇基树脂层时，其应用性随基膜的种类而变。因此，可进一步包含润湿剂。
在基膜及稍后会描述的覆盖膜的选择上，存在需要控制剥离性的情况。在此情况下，可使用一种用以控制剥离性的添加剂，例如润湿剂、匀染剂、消泡剂、黏着剂及胶合剂。
添加剂并没有特定限制，只要是可将覆盖膜与感光树脂层之间黏着力调整为小于基膜与树脂保护层之间黏着力的任何一种添加剂皆可使用。
树脂保护层的形成过程并没有特定限制，且树脂保护层的形成过程包括：将用以形成树脂保护层的组成物溶解于有机溶剂或水中，优选为溶解于水中，由此制备组成物溶液，将该组成物溶液涂覆于基膜上，然后将其干燥。
曝光过程是在形成有树脂保护层的状态下进行的，因此，为提高分辨率，优选地，树脂保护层更薄。树脂保护层的厚度可设定为0.001至10μm。
<感光树脂层>
感光树脂层的组成物包括有黏结剂聚合物、光聚合性单体、光起始剂及其它添加剂，且可根据印刷电路板的性质与种类而变化。
形成被设置为与上方树脂保护层接触的感光树脂层的过程并没有特定限制，形成所述感光树脂层的过程包括：将感光树脂层涂覆于覆盖膜上，然后将其黏附至形成在基膜上的树脂保护层上。
根据印刷电路板的种类，感光树脂层的厚度可设定为10至100μm。
<覆盖膜>
覆盖膜必须具有足够的剥离性，使其在薄膜型转印材料应用于后处理过程时能够容易地分离，并能防止销售与储存过程中覆盖膜分离。
感光树脂层涂覆在覆盖膜上，然后层压在形成于基膜上的树脂保护层上，从而制造出薄膜型感光转印材料。如此，考虑到感光树脂层应用性，覆盖膜可为聚酯膜片。考虑到剥离性，特别适用的是具有剥离层的聚酯膜片。形成剥离层过程的一种范例包括涂覆或印刷聚硅氧烷，但并不受限于此。剥离层的形成过程与组成并无特定限制，只要能使覆盖膜与感光树脂层之间的黏着力小于基膜与树脂保护层之间的黏着力，且感光树脂层的表面性质未退化即可。
当进行在基膜上形成树脂保护层、将感光树脂层设置于树脂保护层上并层压覆盖膜的情况下，可使用厚度为15至25μm的聚烯烃膜片作为覆盖膜。
通过下述范例可更好地解本发明，所述范例仅用于阐明本发明，而不得被解释为限制本发明。
<范例1>
(a)甲基丙烯酸(Methacrylic acid)、丙烯酸(Acrylic acid)及甲基丙烯酸甲酯(Methylmethacrylate，MMA)以20∶10∶70的重量比，在甲基乙基酮溶剂、1％AIBN的聚合反应起始剂、反应温度为80℃、反应时间为4小时及3％AIBN的后起始剂的条件下聚合，从而制得一种丙烯酸聚合物(重量平均分子量为70,000，固体含量为50％)。
(b)用甲基乙基酮将丙烯酸聚合物稀释为200cps，从而获得树脂保护层的组成物，其后使用涂覆棒将依此所获得的组成物涂覆于20μm厚的基膜(OPP)上，然后在80℃的对流烘箱中干燥10分钟，以形成2μm厚的树脂保护层。
(c)以用于UH-9200系列(Kolon公司供售)的成分与用量来形成感光树脂组成物。具体而言，光起始剂溶解于甲基乙基酮与甲醇溶剂中，并与光聚合性低聚物(photopolymerizable oligomer)及黏结剂聚合物混合，然后使用机械搅拌器(Mechanical Stirrer)搅拌1小时，从而制得一种感光树脂组成物。
(d)使用涂覆棒将感光树脂组成物涂覆于20μm厚的覆盖膜(OPP)上，然后在80℃的对流烘箱中干燥6分钟，以形成15μm厚的感光树脂层。
(e)完成干燥过程后，在50℃的温度及4kgf/cm2的压力下，以互相接触的方式将(d)的感光树脂层层压于(b)的树脂保护层上，以完成如图1所示、厚度为57μm的薄膜型感光转印材料。
<范例2>
除使用以二次蒸馏水稀释为200cps的聚乙二醇(重量平均分子量20,000，Sigma-Aldrich供售)作为树脂保护层用的组成物外，其余均以与范例1相同的方式来制得厚度为57μm的薄膜型感光转印材料。
<范例3>
除树脂保护层的组成物的涂覆厚度为0.5μm外，其余均以与范例1相同的方式来制得厚度为55.5μm的薄膜型感光转印材料。
<范例4>
除使用具有聚硅氧烷剥离层(厚度19μm，CY201-19μm，Kolon公司供售)的PET膜片替代OPP作为覆盖膜外，其余均以与范例1相同的方式来制得厚度为56μm的薄膜型感光转印材料。
<比较范例1>
以用于UH-9200系列(Kolon公司供售)的成分与用量来制备感光树脂组成物，使用涂覆棒将其涂覆于19μm厚的PET膜片(FDFR，Kolon公司供售)上，然后在80℃的对流烘箱中干燥6分钟，以形成15μm厚的感光树脂层。其后，在25℃的温度及4kgf/cm2的压力下将干燥的膜片层压于聚酯膜片(23μm)上，以制得厚度为57μm的薄膜型感光转印材料。
由以上范例与比较范例所制得的薄膜型感光转印材料的剥离性、黏着力与黏着力变化是通过以下过程进行测量的。测量结果在下表1中示出。
(1)剥离性
<覆盖膜>
使用万能试验机(UTM，4303系列，Instron公司供售)测量将宽度3cm且长度20cm的薄膜型感光转印材料样本的覆盖膜，自距离覆盖膜剥离起点5cm的位置分离至8cm的位置时，每单位面积需要的力。
<基膜>
将宽度3cm且长度20cm的薄膜型感光转印材料样本的覆盖膜移除，然后将转印材料样本以2m/min的速率在110℃及压方4kgf/cm2的条件下层压于铜箔基板上。其后，使用万能试验机(UTM，4303系列，Instron公司供售)测量将基膜自距离基膜剥离起点5cm的位置分离至8cm的位置时，每单位面积需要的力。
(2)黏着力
将宽度3cm且长度20cm的薄膜型感光转印材料样本的覆盖膜移除，转印材料样本以2m/min的速率在110℃及压力4kgf/cm2的条件下层压于铜箔基板上，然后移除基膜。接着，以2m/min的速率在110℃及压力4kgf/cm2的条件下，将宽度4cm、长度25cm及厚度19μm的PET膜片(FDFR，Kolon公司供售)层压于因移除基膜而暴露在外的层状结构上，然后使用万能试验机(UTM，4303系列，Instron公司供售)测量将PET膜片自距离PET膜片剥离起点5cm的位置分离至8cm的位置时，每单位面积需要的力。
如此，PET膜片在与传统曝光过程中黏附掩膜相同的条件下进行层压。依此所测得的黏着力对应于在各范例中树脂保护层与PET膜片间的黏着力，以及在比较范例1中感光树脂层与PET膜片间的黏着力。
(3)树脂保护层的黏着力变化
范例1至4的薄膜型感光转印材料的第一黏着力与第二黏着力是以如下方式确定的，且黏着力变化是由下列所示方程式1计算得来。
方程式1
Figure GPA00001106774800101
将宽度3cm且长度20cm的薄膜型感光转印材料样本的覆盖膜移除，转印材料样本以2m/min的速率在110℃及压力4kgf/cm2的条件下层压于铜箔基板上，然后移除基膜。在移除基膜后紧接着以2m/min的速率在110℃及压力4kgf/cm2的条件下，将宽度4cm、长度25cm及厚度19μm的PET膜片(FDFR，Kolon公司供售)层压于因移除基膜而暴露在外的层状结构上，然后使用万能试验机(UTM，4303系列，Instron公司供售)测量将PET膜片自距离PET膜片剥离起点5cm的位置分离至8cm的位置时，每单位面积需要的力。依此所测得的黏着力被定义为第一黏着力。
并且，以同样的方式，移除转印材料样本的基膜，转印材料样本可置于温度25℃及湿度50％的条件下240小时，经由上述程序将额外的PET膜片层压于转印材料样本的树脂保护层上，然后使用万能试验机(UTM，4303系列，Instron公司供售)测量将PET膜片自距离PET膜片剥离起点5cm的位置远离至8cm的位置时，每单位面积需要的力。依此所测得的黏着力被定义为第二黏着力。
【表1】
Figure GPA00001106774800111
由以上结果可清楚得知，感光树脂层与覆盖膜之间的黏着力以及树脂保护层与基膜之间的黏着力都在不会降低可加工性的范围内。这些范例的黏着力可被视为远低于比较范例的黏着力。从而，这些范例的树脂保护层与传统用于曝光条件过程下的掩膜材料之间的黏着力非常低，因此本发明的转印材料在曝光过程中可被容易地处理。
此外，通过下列步骤将上述范例与比较范例的薄膜型感光转印材料应用于印刷电路板，并测量所述薄膜型感光转印材料的特性。
以刷子预处理铜箔基板(CCL)的表面，以形成具有适当粗糙度的新的铜表面，之后以5％的硫酸溶液对铜箔基板进行酸处理，再以水清洗、干燥，然后将其装载入Hakuto Mach 610i的层压机中。范例与比较范例的薄膜型感光转印材料以2m/min的速率在110℃及压力4kgf/cm2的条件下层压于铜箔基板上。在此不进行预热。其后使用紫外光光源(Perkin Elmer OB-7120，5KW平行光)进行曝光过程。完成曝光过程后，将印刷电路板通过显影机，由此使其显影。
在形成有树脂保护层的范例1至4中，基膜在曝光过程前就已经被剥除。在未形成有树脂保护层的比较范例1中，基膜在显影过程前的曝光过程之后被剥除。
(4)灵敏度与曝光剂量
将Stouffer 21阶能量表(Stouffer 21-step tablet)置放于范例1至4的树脂保护层与比较范例1的基膜上，其后使用光幅照度仪(UV-351，ORC公司供售)测量为获得5阶、6阶及7阶灵敏度时的曝光剂量。结果显示于下表2中。如此，藉由显影过程后残留在基板上的光阻的最高阶数来评估灵敏度。
(5)显影时间
通过显影机用显影剂完全洗去印刷电路板中的已经层压于铜箔基板上的层压部分所需的时间，被确定为最短显影时间。而实际的显影时间通过将最短显影时间加倍来估算。当存在有树脂保护层时，通过将树脂保护层显影所需时间加上最短显影时间来计算出其实际的显影时间。
(6)电路特性：分辨率、细线黏着力、1/1(线/空间)分辨率
使用Kolon测试布线图(Kolon Test Artwork)测量分辨率、细线黏着力与1/1(线/空间)(Line/Space)分辨率，以评估其电路特性。
通过测量将基板未暴露部分显影所得的电路图案的最小间隔来确定分辨率。当依此所测得的间隔较小时，分辨率评估为优异。用于分辨率测量的掩膜形成有0.5μm至4～20μm间隔的图案。理想的分辨率是使用具有400μm间隔的图案的掩膜来确定的。此外，通过测量将基板暴露部分显影所得且未腐蚀的线性电路图案的最小间隔来确定细线黏着力。当依此所测得的间隔较小时，细线黏着力评估为优异。用于细线黏着力测量的掩膜形成有0.5μm至4-20μm间隔的图案。理想的细线黏着力是使用具有400μm间隔的图案的掩膜来确定的。除此之外，在二相邻电路线之间的间隔设定为1∶1的条件下，通过测量清晰显影的最小间隔来确定1/1分辨率。
(7)表面分析
应用范例1与比较范例1的薄膜型感光转印材料的印刷电路板是如上述地曝光与显影的，之后使用电子显微镜观察其表面。结果显示于图4与图5中。
【表2】
由以上结果可清楚得知，在范例与比较范例之间，实现相同阶数所需的曝光剂量有些微差异。如电路特性的测量结果所示，范例所展现出包括分辨率等的特性都较为优异。
就包含有根据本发明的树脂保护层的薄膜型感光转印材料而言，每1μm厚的树脂保护层的显影时间约为0.5至3秒。
通过图4与图5的电子显微镜影像的表面观察结果可明显得知，图4显示范例1的薄膜型感光转印材料所应用的印刷电路板的表面影像，即使其放大倍率较图5的使用比较范例1的转印材料高，但是其边缘与表面的粗糙度看起来都较小。因此，当应用根据本发明的薄膜型感光转印材料时，曝光过程的处理变得较容易且分辨率也可提高。
<范例5>
(a)将20克的PVA205(日本Kuraray公司供售)加入100克的蒸馏水中，然后于80℃下搅拌6小时使其完全溶解，从而获得树脂保护层的组成物。
(b)然后使用涂覆棒将依此所得的组成物涂覆于19μm厚的基膜(具有聚硅氧烷剥离层的PET膜片，CY201-19μm，Kolon公司供售)上，然后在80℃的对流烘箱中干燥10分钟，以形成2μm厚的树脂保护层。
(c)以用于UH-9200系列(Kolon公司供售)的成分与用量来制备感光树脂组成物。具体而言，光起始剂溶解于甲基乙基酮与甲醇溶剂中，并与光聚合性低聚物及黏结剂聚合物混合，然后使用机械搅拌器搅拌1小时，从而制得感光树脂组成物。
(d)使用涂覆棒将感光树脂组成物涂覆于19μm厚的覆盖膜(具有聚硅氧烷剥离层的PET膜片，CY201-19μm，Kolon公司供售)上，然后在80℃的对流烘箱中干燥6分钟，以形成15μm厚的感光树脂层。
(e)完成干燥过程后，在50℃的温度及4kgf/cm2的压力下，以互相接触的方式将(d)的感光树脂层层压于(b)的树脂保护层上，以完成如图1所示的厚度为55μm的薄膜型感光转印材料。
<范例6>
(a)将20克的PVA205(日本Kuraray公司供售)及0.5克的BYK-349(润湿剂，BYK chemie公司供售)加入100克的蒸馏水中，然后于80℃下搅拌6小时使其完全溶解，从而获得树脂保护层的组成物。
(b)然后使用涂覆棒将依此所得的组成物涂覆于19μm厚的基膜(PET膜片，FDFR-19，Kolon公司供售)上，然后在80℃的对流烘箱中干燥10分钟，以形成2μm厚的树脂保护层。
(c)以用于UH-9200系列(Kolon公司供售)的成分与用量来制备感光树脂组成物。具体而言，光起始剂溶解于甲基乙基酮与甲醇溶剂中，并与光聚合性低聚物及黏结剂聚合物混合，然后使用机械搅拌器搅拌1小时，从而制得感光树脂组成物。
(d)使用涂覆棒将感光树脂组成物涂覆于19μm厚的覆盖膜(具有聚硅氧烷剥离层的PET膜片，CY201-19μm，Kolon公司供售)上，然后在80℃的对流烘箱中干燥6分钟，以形成15μm厚的感光树脂层。
(e)完成干燥过程后，在50℃的温度及4kgf/cm2的压力下，以互相接触的方式将(d)的感光树脂层层压于(b)的树脂保护层上，以完成如图1所示的厚度为55μm的薄膜型感光转印材料。
<范例7>
(a)将20克的PVA205(日本Kuraray公司供售)加入100克的蒸馏水中，然后于80℃下搅拌6小时使其完全溶解，从而获得树脂保护层的组成物。
(b)然后使用涂覆棒将此组成物涂覆于19μm厚的基膜(具有聚硅氧烷剥离层的PET膜片，CY201-19μm，Kolon公司供售)上且于80℃的对流烘箱中干燥10分钟，以形成10μm厚的树脂保护层。
(c)以用于UH-9200系列(Kolon公司供售)的成分与用量来制备感光树脂组成物。具体而言，光起始剂溶解于甲基乙基酮与甲醇溶剂中，并与光聚合性低聚物及黏结剂聚合物混合，然后使用机械搅拌器搅拌1小时，从而制得感光树脂组成物。
(d)使用涂覆棒将感光树脂组成物涂覆于19μm厚的覆盖膜(具有聚硅氧烷剥离层的PET膜片，CY201-19μm，Kolon公司供售)上，然后在80℃的对流烘箱中干燥6分钟，以形成15μm厚的感光树脂层。
(e)完成干燥过程后，在50℃的温度及4kgf/cm2的压力下，以互相接触的方式将(d)的感光树脂层层压于(b)的树脂保护层上，以完成如图1所示的厚度为63μm的薄膜型感光转印材料。
范例5至7的薄膜型感光转印材料的剥离性、黏着力、在甲基乙基酮内的溶解度与黏着力变化是通过以下过程来进行测量的。测量结果显示于下表3。
(1)剥离性
<覆盖膜>
使用万能试验机(UTM，4303系列，Instron公司供售)测量将宽度3cm且长度20cm的薄膜型感光转印材料样本的覆盖膜，自距离覆盖膜剥离起点5cm的位置分离至8cm的位置时，每单位面积需要的力。
<基膜>
将宽度3em且长度20cm的薄膜型感光转印材料样本的覆盖膜移除，然后将转印材料样本以2m/min的速率在110℃及压力4kgf/cm2的条件下层压于铜箔基板上。其后，使用万能试验机(UTM，4303系列，Instron公司供售)测量将基膜自距离基膜剥离起点5cm的位置分离至8cm的位置时，每单位面积需要的力。
(2)黏着力
将宽度3cm且长度20cm的薄膜型感光转印材料样本的覆盖膜移除，转印材料样本以2m/min的速率在110℃及压力4kgf/cm2的条件下层压于铜箔基板上，然后移除基膜。接着，以2m/min的速率在110℃及压力4kgf/cm2的条件下，将宽度4cm、长度25cm及厚度19μm的PET膜片(FDFR，Kolon公司供售)层压于因移除基膜而暴露在外的层状结构上，然后使用万能试验机(UTM，4303系列，Instron公司供售)测量将PET膜片自距离PET膜片剥离起点5cm的位置分离至8cm的位置时，每单位面积需要的力。
如此，PET膜片在与传统曝光过程中黏附掩膜相同的条件下层压。依此所测得的黏着力对应于树脂保护层与PET膜片间的黏着力。
(3)树脂保护层的黏着力变化
范例5至7的薄膜型感光转印材料的第一黏着力与第二黏着力以如下方式来确定，且黏着力变化是由下列所示的方程式1计算得来。
方程式1
Figure GPA00001106774800161
将宽度3cm且长度20cm的薄膜型感光转印材料样本的覆盖膜移除，转印材料样本以2m/min的速率在110℃及压力4kgf/cm2的条件下层压于铜箔基板上，然后移除基膜。在移除基膜后紧接着以2m/min的速率在110℃及压力4kgf/cm2的条件下，将宽度4cm、长度25cm及厚度19μm的PET膜片(FDFR，Kolon公司供售)层压于因移除基膜而暴露在外的层状结构上，然后使用万能试验机(UTM，4303系列，Instron公司供售)测量将PET膜片自距离PET膜片剥离起点5cm的位置分离至8cm的位置时，每单位面积需要的力。依此所测得的黏着力被定义为第一黏着力。
并且，以同样的方式，移除转印材料样本的基膜，转印材料样本可置于温度25℃及湿度50％的条件下240小时，经由上述程序将额外的PET膜片层压于转印材料样本的树脂保护层上，然后使用万能试验机(UTM，4303系列，Instron公司供售)测量将PET膜片自距离PET膜片剥离起点5cm的位置分离至8cm的位置时，每单位面积需要的力。依此所测得的黏着力被定义为第二黏着力。
(4)树脂保护层在甲基乙基酮内的溶解度
通过将50克的树脂保护层加入100克的甲基乙基酮内，在25℃下搅拌1小时然后以滤纸过滤，然后测量残留在滤纸上的树脂保护层的重量来确定树脂保护层在甲基乙基酮内的溶解度。溶解度被定义为树脂保护层重量的减少量。
【表3】
Figure GPA00001106774800171
由以上结果可清楚得知，感光树脂层与覆盖膜之间的黏着力以及树脂保护层与基膜之间的黏着力都在不会降低可加工性的范围内。树脂保护层与作为掩膜的PET膜片间的黏着力低。因此，范例树脂保护层与传统用于曝光过程中的掩膜材料之间的黏着力非常低，因此根据本发明的转印材料在曝光过程中可被容易地处理。
此外，树脂保护层在甲基乙基酮内的溶解度低，为等于或小于5克。为防止薄膜型感光转印材料在长时间储存与销售过程中感光树脂层与树脂保护层之间的成分扩散，优选地，使用聚乙烯醇树脂层作为树脂保护层。
除此之外，树脂保护层的小的黏着力变化，为等于或小于5000％。即使在使用薄膜型感光转印材料在后处理过程中移除基膜一段预定的时间之后，仍可防止树脂保护层由于吸湿而黏附于掩模上的问题。
此外，通过下列步骤将上述范例与比较范例的薄膜型感光转印材料应用于印刷电路板，并测量其特性。结果在表4中示出。
以刷子预处理铜箔基板(CCL)的表面，以形成具有适当粗糙度的新的铜表面，之后以5％的硫酸溶液对铜箔基板进行酸处理，再以水清洗、干燥，然后将其装载入Hakuto Mach 610i的层压机中。范例与比较范例的薄膜型感光转印材料以2m/min的速率在110℃及压力4kgf/cm2的条件下层压于铜箔基板上。在此不进行预热。其后使用紫外光光源(Perkin Elmer OB-7120，5KW平行光，)进行曝光过程。完成曝光过程后，将印刷电路板通过显影机，并使其显影。
如此，基膜在曝光过程前被剥除。
(5)灵敏度与曝光剂量
在曝光过程中，将Stouffer 21阶能量表置放于树脂保护层上，其后使用光幅照度仪(UV-351，ORC公司供售)测量为获得5阶、6阶及7阶灵敏度时的曝光剂量。结果显示于表4中。通过显影过程后残留在基板上的光阻的最高阶数来评估灵敏度。
(6)显影时间
通过显影机用显影剂完全洗去印刷电路板中的已经层压于铜箔基板上的层压部分所需的时间，被确定为最短显影时间。而实际的显影时间是通过将最短显影时间加倍来估算的。当存在有树脂保护层时，通过将树脂保护层显影所需时间加上最短显影时间来计算出其实际的显影时间。
(7)电路特性：分辨率、细线黏着力、1/1(线/空间)分辨率
使用Kolon测试布线图测量分辨率、细线黏着力与1/1(线/空间)分辨率，以评估其电路特性。
通过测量将基板未暴露部分显影所得的电路图案的最小间隔来确定分辨率。当依此所测得的间隔较小时，分辨率评估为优异。用于分辨率测量的掩膜形成有0.5μm至4～20μm间隔的图案。理想的分辨率是使用具有400μm间隔的图案的掩膜来确定的。此外，通过测量将基板暴露部分显影所得且未腐蚀的线性电路图案的最小间隔来确定细线黏着力。当依此所测得的间隔较小时，细线黏着力评估为优异。用于细线黏着力测量的掩膜形成有0.5μm至4～20μm间隔的图案。理想的细线黏着力是使用具有400μm间隔的图案的掩膜来确定的。除此之外，在两相邻电路线之间的间隔被设定为1∶1的条件下，通过测量清晰显影的最小间隔来确定1/1分辨率。
(8)表面分析
应用范例5至7的薄膜型感光转印材料的印刷电路板是如上曝光与显影的，之后使用电子显微镜观察其表面。结果显示于图6至图8。
【表4】
Figure GPA00001106774800191
由以上结果可清楚得知，在范例与比较范例之间，实现相同阶数所需的曝光剂量有些微差异。如电路特性的测量结果所示，范例所展现出包括分辨率等的特性都较为优异。
就包含有根据本发明的树脂保护层的薄膜型感光转印材料而言，每1μm厚的树脂保护层的显影时间约为0.5至3秒。
透过图6至图8的电子显微镜影像的表面观察结果可明显得知，图6至图8显示包含有范例5至7的薄膜型感光转印材料的印刷电路板的表面影像，尽管其放大倍率较使用比较范例1的转印材料的图5高，但是其边缘与表面的粗糙度看起来都较小。因此，当应用根据本发明的薄膜型感光转印材料时，曝光过程的处理变得较容易且分辨率也可提高。

Claims (10)

1.一种薄膜型感光转印材料，包括：基膜、树脂保护层、感光树脂层以及覆盖膜，
其中，所述树脂保护层的黏着力等于或小于0.005kgf/cm2，其中，所述黏着力被定义为：将层压于因移除所述基膜而暴露在外的所述树脂保护层上的额外的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜片，自距离所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜片剥离起点5cm的位置分离至8cm的位置时，每单位面积需要的力；
所述树脂保护层为碱性显影聚合物层；
所述树脂保护层在25℃时在甲基乙基酮中的溶解度等于或小于5克，其中所述溶解度的定义为：将50克的所述树脂保护层加入100克的甲基乙基酮中，在25℃下搅拌1小时并以滤纸过滤，然后测量残留在所述滤纸上的所述树脂保护层的重量而得到的所述树脂保护层的重量减少量。
2.如权利要求1所述的转印材料，其中，所述树脂保护层由包含有重量平均分子量为5,000至300,000的水溶性聚合物的涂覆溶液形成。
3.如权利要求1所述的转印材料，其中，所述覆盖膜与所述感光树脂层之间的黏着力小于所述基膜与所述树脂保护层之间的黏着力。
4.如权利要求1所述的转印材料，其中，所述树脂保护层的厚度为0.001至10μm。
5.如权利要求1所述的转印材料，其中，如下列方程式1所示，所述树脂保护层具有等于或小于5000％的黏着力变化：
方程式1
Figure FSB00000776914300011
其中，所述第一黏着力被定义为：将在所述基膜被移除后立即层压于所述树脂保护层上的额外的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜片，自距离所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜片剥离起点5cm的位置分离至8cm的位置时，每单位面积需要的力；所述第二黏着力被定义为：将在所述基膜被移除后并在温度为25℃及湿度为50％的条件下放置240小时之后的树脂保护层上层压的额外的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜片，自距离所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜片剥离起点5cm的位置分离至8cm的位置时，每单位面积需要的力。
6.如权利要求1或5所述的转印材料，其中，所述树脂保护层为聚乙烯醇基树脂层。
7.如权利要求6所述的转印材料，其中，所述树脂保护层包含选自润湿剂、匀染剂、消泡剂、黏着剂及胶合剂的至少一种添加剂。
8.如权利要求1所述的转印材料，其中，所述覆盖膜为具有剥离层或不具有剥离层的聚酯膜片。
9.如权利要求1所述的转印材料，其中，所述基膜为具有剥离层或不具有剥离层的聚酯膜片。
10.一种显示器基板，其具有使用权利要求1所述的薄膜型感光转印材料形成的图案。
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