CN108428673A - 用于超细线路fpc及cof材料的纳米金属基材及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于超细线路FPC及COF材料的纳米金属基材，包括第一低黏着层、形成于第一低黏着层至少一面的聚酰亚胺层、形成于聚酰亚胺层另一面的超薄纳米金属层和保护膜层，超薄纳米金属层介于聚酰亚胺层和保护膜层之间；第一低黏着层的厚度为3‑25um；聚酰亚胺层的厚度为5‑50um；超薄纳米金属层的厚度为0.09‑0.8um；保护膜层的厚度为6‑60um；聚酰亚胺层是表面粗糙度介于80‑800nm之间的聚酰亚胺层；超薄纳米金属层是溅镀层或电镀层。本发明具有极佳的耐离子迁移性、尺寸安定性、耐药品性、耐热耐高温性及接着力；适用于雷射加工，适用于激光加工盲孔/微孔，且不易产生针孔，适合细线路蚀刻，不易侧蚀；本发明采用纳米铜设计，满足基材细线化发展的需求。
Description
技术领域
本发明属于电子基材技术领域，特别是涉及一种用于超细线路FPC及COF材料的纳米金属基材。
背景技术
FPC(Flexible Printed Circuit)，即柔性印刷电路板，俗称“软板”，具有轻、薄、短、小等优点，在手机、数字照相机、数字摄影机等小型电子产品中被广泛采用，而COF(ChipOn Film，覆晶薄膜封装)技术，是运用柔性电路板作封装芯片载体将芯片与柔性电路板电路结合的技术。随着电子产品趋向微小型化发展，FPC或COF柔性电路板在功能上均要求更强大且趋向高频化、高密度和细线化的发展方向。
挠性覆铜板是FPC或COF加工的基板材料，而挠性覆铜板的高密度、细线化的性能很大程度取决于薄铜箔部分的加工工艺。
目前基板厂商对薄铜箔部分的加工主要采用两类办法：一是溅镀法/镀铜法，二是载体铜箔法。
溅镀法/镀铜法，以PI(聚酰亚胺)膜为基材，在PI膜上溅镀含铬的合金作为中介层，再溅镀铜金属为晶种层，然后电镀铜使铜层增厚。但是一般PI膜表面粗糙度在10-20nm，接着力不佳，需要对PI膜以电浆或短波长紫外线进行表面处理，但是处理后的PI膜对后续热处理要求高，否则接着力劣化剥离；另外，由于PI膜的表面具有一定的粗糙度，在极薄铜箔电镀时表面容易产生针孔；并且该方法制成的薄铜箔在COF或FPC蚀刻工艺中常造成蚀刻不完全，线路根部残留微量得铬金属会造成离子迁移的问题，而影响细线路化COF或FPC的质量。
而载体铜箔法，虽然载体层保护铜箔不折伤、垫伤，但是剥离时可能很难剥离，造成加工困难，而剥离时的应力残留容易造成铜箔变形及尺寸涨缩变化，另外，超薄铜箔价格昂贵且难以取得，加上超薄铜箔加工不易，所以现有铜箔厚度难以低于6μm以下。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种用于超细线路FPC及COF材料的纳米金属基材，具有极佳的耐离子迁移性、尺寸安定性、耐药品性、耐热耐高温性及接着力；适用于雷射加工，适用于激光加工盲孔/微孔，且不易产生针孔，适合细线路蚀刻，不易侧蚀；本发明采用纳米铜设计，满足基材细线化发展的需求。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种用于超细线路FPC及COF材料的纳米金属基材，包括第一低黏着层、形成于所述第一低黏着层至少一面的聚酰亚胺层、形成于所述聚酰亚胺层另一面的超薄纳米金属层和保护膜层，所述超薄纳米金属层介于所述聚酰亚胺层和所述保护膜层之间；
所述第一低黏着层的厚度为3-25um；
所述聚酰亚胺层的厚度为5-50um；
所述超薄纳米金属层的厚度为0.09-0.8um；
所述保护膜层的厚度为6-60um；
所述聚酰亚胺层是表面粗糙度介于80-800nm之间的聚酰亚胺层；
所述超薄纳米金属层是溅镀层或电镀层。
进一步地说，所述纳米金属基材是由第一低黏着层、形成于所述第一低黏着层任一面的聚酰亚胺层、形成于所述聚酰亚胺层另一面的超薄纳米金属层和保护膜层所构成的单面纳米金属基材。
进一步地说，所述纳米金属基材是由第一低黏着层、形成于所述第一低黏着层双面的聚酰亚胺层、形成于所述聚酰亚胺层另一面的超薄纳米金属层和保护膜层所构成的双面纳米金属基材。
进一步地说，所述聚酰亚胺层的厚度为25-50um，所述超薄纳米金属层的厚度为0.09-0.2um，所述保护膜层的厚度为28-60um。
进一步地说，所述超薄纳米金属层是铜箔层或是铜箔层与另一金属层构成的多层合金金属层，所述另一金属层是指银层、镍层、铬层、钯层、铝层、钛层、铜层、钼层、铟层、铂层和金层中的至少一种，其中，所述铜箔层的厚度为0.09-0.2um，所述另一金属层的厚度为0.005-0.015um。
进一步地说，所述超薄纳米金属层是以下六种结构中的一种：
一、一层结构：由单层铜箔层构成，所述铜箔层的厚度为0.1-0.2um；
二、两层叠构：由铜箔层以及形成于铜箔层任一面的镍层构成，所述铜箔层的厚度为0.09-0.15um，所述镍层的厚度为0.005-0.015um；
三、两层叠构：由铜箔层以及形成于铜箔层任一面的银层构成，所述铜箔层的厚度为0.09-0.15um，所述银层的厚度为0.005-0.015um；
四、三层叠构：由铜箔层以及形成于铜箔层一面的镍层和形成于铜箔层另一面的银层构成，所述铜箔层的厚度为0.09-0.15um，所述镍层和所述银层的厚度各自为0.005-0.015um；
五、三层叠构：由铜箔层以及分别形成于铜箔层两面的镍层构成，所述铜箔层的厚度为0.09-0.15um，两面所述镍层的厚度各自为0.005-0.015um；
六、三层叠构：由铜箔层以及形成于铜箔层一面的铜层和形成于铜箔层另一面的镍层构成，所述铜箔层的厚度为0.09-0.15um，所述铜层和所述镍层的厚度各自为0.005-0.015um。
进一步地说，所述聚酰亚胺层与所述超薄纳米金属层的接着力＞0.8kgf/cm。
进一步地说，所述保护膜层是载体膜层，所述载体膜层由PET(聚对苯二甲酸乙二酯)层以及形成于所述PET层的一个表面的第二低黏着层构成，所述载体膜层通过所述第二低黏着层贴覆于所述超薄纳米金属层表面，其中，所述PET层的厚度为23-50um，所述第二低黏着层的厚度为5-10um，所述第二低黏着层的离型力为1-5g。
进一步地说，所述保护膜层是干膜层，所述干膜层包括感光树脂层和透光膜层，所述感光树脂层的一面覆盖所述透光膜层且另一面贴覆于所述超薄纳米金属层表面。
所述的一种用于超细线路FPC及COF材料的纳米金属基材的制造方法：先提供一第一低黏着层，一面或双面压合经表面粗化处理后的聚酰亚胺层，以溅镀或电镀方式在聚酰亚胺层的另一面溅镀或电镀超薄纳米金属层，随后在超薄纳米金属层的表面贴上保护膜层，即得成品。
本发明的有益效果至少具有以下几点：
一、由于本发明的聚酰亚胺层采用的是表面粗糙度介于80-800nm之间的PI膜，该PI膜为一种经过粗化处理的PI树脂，可以增加与金属合金的接着力，并且其表面处理也经过表面电晕或电浆处理，可以提升表面能，增加聚酰亚胺层与超薄纳米金属层之间的接着力；
二、本发明超薄纳米金属层包括铜箔层与另一金属层构成的多层合金金属层，合金层的设计有利于提高纳米金属基材的耐离子迁移性，提高FPC或COF材料的细线化质量及绝缘性能；
三、本发明的保护膜层可选用载体膜层或干膜层，载体膜或干膜都适用于半加成法工艺，半加成法的技术更适用FPC或COF材料薄型高密度的细线化线路要求；并且载体膜和干膜都可以保护超薄纳米金属层在FPC或COF半加成制程前不折伤、垫伤和氧化；
当保护膜层选用载体膜层时，载体膜层由PET层和第二低黏着层构成，载体膜层通过第二低黏着层贴覆于超薄纳米金属层表面，PET的耐温性在180-220，℃耐热耐高温性好；第二低黏着层的离型力仅为1-5g，因此载体膜层容易被剥离，剥离后不易造成纳米金属基材粘黏铜颗粒于载体膜上，剥离时残余应力小不会造成超薄纳米金属层变形，不影响基材的尺寸安定性，有利于下游加工的使用与提升良率；
当保护膜层选用干膜层时，干膜层包括感光树脂层和透光膜层，感光树脂层的一面覆盖透光膜层且另一面贴覆于超薄纳米金属层表面，通过紫外线的照射，感光树脂层中部分树脂发生交联固化反应，形成一种稳定的物质附着于板面上，再显影、脱膜，即得所需线路，因此使用干膜成像可靠度高，可以减少下游加工工序，使之直接用于曝光显影线路蚀刻，有利于实现机械化和自动化；
四、当第二低黏着层选用耐高温硅胶黏着层或丙烯酸黏着层时，其密着性极佳，高温高湿下与超薄纳米金属层的接口不会脱层/分离；
五、本发明的纳米金属基材不会发生卷曲，尺寸安定性优良，适合雷射加工，适用于微孔/盲孔及任何孔形要求；并且采用多次溅镀或多层电镀合金，镀层面铜均匀，不易产生针孔，适合细线路蚀刻，不易侧蚀；
六、本发明的超薄纳米金属层的厚度为0.1-0.2um，线宽/线距可至15/15um，甚至10/10um或更低线路要求，纳米铜的设计满足FPC或COF基板的细线化要求。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图(以双面纳米金属基材为例)；
图2是本发明载体膜层的结构示意图；
图3是本发明干膜层的结构示意图；
图4是本发明超薄纳米金属层的六种结构中的第一种示意图；
图5是本发明超薄纳米金属层的六种结构中的第二种示意图；
图6是本发明超薄纳米金属层的六种结构中的第三种示意图；
图7是本发明超薄纳米金属层的六种结构中的第四种示意图；
图8是本发明超薄纳米金属层的六种结构中的第五种示意图；
图9是本发明超薄纳米金属层的六种结构中的第六种示意图；
附图中各部件的标记如下：
100-第一低黏着层；
200-聚酰亚胺层；
300-超薄纳米金属层；
301-铜箔层、302-镍层、303-银层、304-铜层；
400-保护膜层；
401-PET层、402-第二低黏着层、403-感光树脂层和404-透光膜层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例：一种用于超细线路FPC及COF材料的纳米金属基材，本发明包括第一低黏着层100、形成于所述第一低黏着层100至少一面的聚酰亚胺层200、形成于所述聚酰亚胺层200另一面的超薄纳米金属层300和保护膜层400，所述超薄纳米金属层300介于所述聚酰亚胺层200和所述保护膜层400之间；
所述第一低黏着层100的厚度为3-25um；
所述聚酰亚胺层200的厚度为5-50um；
所述超薄纳米金属层300的厚度为0.09-0.8um；
所述保护膜层400的厚度为6-60um；
所述聚酰亚胺层200是表面粗糙度介于80-800nm之间的聚酰亚胺层。本发明聚酰亚胺层采用粗糙度在80-800nm的PI膜，最适化介于80-400nm之间，一般PI膜的粗糙度为10-20nm，接着力不佳，该PI膜为一种经过粗化处理的PI树脂，可以增加与金属合金的接着力，并且该PI膜也经过表面电晕或电浆处理，可以提升表面能，增加聚酰亚胺层与超薄纳米金属层的接着力。
所述超薄纳米金属层300是溅镀层或电镀层。
所述纳米金属基材是由第一低黏着层100、形成于所述第一低黏着层100任一面的聚酰亚胺层200、形成于所述聚酰亚胺层200另一面的超薄纳米金属层300和保护膜层400所构成的单面纳米金属基材。
如图1所示，在本实施例中，所述纳米金属基材是由第一低黏着层100、形成于所述第一低黏着层100双面的聚酰亚胺层200、形成于所述聚酰亚胺层200另一面的超薄纳米金属层300和保护膜层400所构成的双面纳米金属基材。
所述聚酰亚胺层200的厚度为25-50um，所述超薄纳米金属层300的厚度为0.09-0.2um，所述保护膜层400的厚度为28-60um。
所述超薄纳米金属层300是铜箔层301或是铜箔层301与另一金属层构成的多层合金金属层，所述另一金属层是指银层、镍层、铬层、钯层、铝层、钛层、铜层、钼层、铟层、铂层和金层中的至少一种，其中，所述铜箔层301的厚度为0.09-0.2um，所述另一金属层的厚度为0.005-0.015um。
所述超薄纳米金属层300是以下六种结构中的一种：
一、一层结构：如图4所示，由单层铜箔层301构成，所述铜箔层301的厚度为0.1-0.2um；
二、两层叠构：如图5所示，由铜箔层301以及形成于铜箔层任一面的镍层302构成，所述铜箔层301的厚度为0.09-0.15um，所述镍层302的厚度为0.005-0.015um；
三、两层叠构：如图6所示，由铜箔层301以及形成于铜箔层任一面的银层303构成，所述铜箔层301的厚度为0.09-0.15um，所述银层303的厚度为0.005-0.015um；
四、三层叠构：如图7所示，由铜箔层301以及形成于铜箔层一面的镍层302和形成于铜箔层另一面的银层303构成，所述铜箔层301的厚度为0.09-0.15um，所述镍层302和所述银层303的厚度各自为0.005-0.015um；
五、三层叠构：如图8所示，由铜箔层301以及分别形成于铜箔层两面的镍层302构成，所述铜箔层301的厚度为0.09-0.15um，两面所述镍层302的厚度各自为0.005-0.015um；
六、三层叠构：如图9所示，由铜箔层301以及形成于铜箔层一面的铜层304和形成于铜箔层另一面的镍层302构成，所述铜箔层301的厚度为0.09-0.15um，所述铜层304和所述镍层302的厚度各自为0.005-0.015um。
所述聚酰亚胺层200采用的颜色为黑色、黄色、白色或透明色，但不限于此。本发明采用黑色聚酰亚胺层，黑色聚酰亚胺层与纳米金属层的接着力＞0.8kgf/cm。
如图2所示，所述保护膜层400是载体膜层，所述载体膜层由PET层401以及形成于所述PET层401的一个表面的第二低黏着层402构成，所述载体膜层通过所述第二低黏着层402贴覆于所述超薄纳米金属层300表面，其中，所述PET层401的厚度为23-50um，所述第二低黏着层402的厚度为5-10um，所述第二低黏着层402的离型力为1-5g。
当第二低黏着层选用耐高温硅胶黏着层或丙烯酸黏着层时，其密着性极佳，高温高湿下，与超薄纳米金属层的接口不会脱层/分离。
如图3所示，所述保护膜层400是干膜层，所述干膜层包括感光树脂层403和透光膜层404，所述感光树脂层403的一面覆盖所述透光膜层404且另一面贴覆于所述超薄纳米金属层300表面。
本发明的保护膜层可选用载体膜层或干膜层，载体膜或干膜都适用于半加成法工艺，半加成法的技术更适用FPC或COF材料薄型高密度的细线化线路要求。
所述的一种用于超细线路FPC及COF材料的纳米金属基材的制造方法：先提供一第一低黏着层，一面或双面压合经表面粗化处理后的聚酰亚胺层，以溅镀或电镀方式在聚酰亚胺层的另一面溅镀或电镀超薄纳米金属层，随后在超薄纳米金属层的表面贴上保护膜层，即得成品。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于超细线路FPC及COF材料的纳米金属基材，其特征在于：包括第一低黏着层、形成于所述第一低黏着层至少一面的聚酰亚胺层、形成于所述聚酰亚胺层另一面的超薄纳米金属层和保护膜层，所述超薄纳米金属层介于所述聚酰亚胺层和所述保护膜层之间；
所述第一低黏着层的厚度为3-25um；
所述聚酰亚胺层的厚度为5-50um；
所述超薄纳米金属层的厚度为0.09-0.8um；
所述保护膜层的厚度为6-60um；
所述聚酰亚胺层是表面粗糙度介于80-800nm之间的聚酰亚胺层；
所述超薄纳米金属层是溅镀层或电镀层。
2.根据权利要求1所述的用于超细线路FPC及COF材料的纳米金属基材，其特征在于：所述纳米金属基材是由第一低黏着层、形成于所述第一低黏着层任一面的聚酰亚胺层、形成于所述聚酰亚胺层另一面的超薄纳米金属层和保护膜层所构成的单面纳米金属基材。
3.根据权利要求1所述的用于超细线路FPC及COF材料的纳米金属基材，其特征在于：所述纳米金属基材是由第一低黏着层、形成于所述第一低黏着层双面的聚酰亚胺层、形成于所述聚酰亚胺层另一面的超薄纳米金属层和保护膜层所构成的双面纳米金属基材。
4.根据权利要求1所述的用于超细线路FPC及COF材料的纳米金属基材，其特征在于：所述聚酰亚胺层的厚度为25-50um，所述超薄纳米金属层的厚度为0.09-0.2um，所述保护膜层的厚度为28-60um。
5.根据权利要求1所述的用于超细线路FPC及COF材料的纳米金属基材，其特征在于：所述超薄纳米金属层是铜箔层或是铜箔层与另一金属层构成的多层合金金属层，所述另一金属层是指银层、镍层、铬层、钯层、铝层、钛层、铜层、钼层、铟层、铂层和金层中的至少一种，其中，所述铜箔层的厚度为0.09-0.2um，所述另一金属层的厚度为0.005-0.015um。
6.根据权利要求5所述的用于超细线路FPC及COF材料的纳米金属基材，其特征在于：所述超薄纳米金属层是以下六种结构中的一种：
一、一层结构：由单层铜箔层构成，所述铜箔层的厚度为0.1-0.2um；
二、两层叠构：由铜箔层以及形成于铜箔层任一面的镍层构成，所述铜箔层的厚度为0.09-0.15um，所述镍层的厚度为0.005-0.015um；
三、两层叠构：由铜箔层以及形成于铜箔层任一面的银层构成，所述铜箔层的厚度为0.09-0.15um，所述银层的厚度为0.005-0.015um；
四、三层叠构：由铜箔层以及形成于铜箔层一面的镍层和形成于铜箔层另一面的银层构成，所述铜箔层的厚度为0.09-0.15um，所述镍层和所述银层的厚度各自为0.005-0.015um；
五、三层叠构：由铜箔层以及分别形成于铜箔层两面的镍层构成，所述铜箔层的厚度为0.09-0.15um，两面所述镍层的厚度各自为0.005-0.015um；
六、三层叠构：由铜箔层以及形成于铜箔层一面的铜层和形成于铜箔层另一面的镍层构成，所述铜箔层的厚度为0.09-0.15um，所述铜层和所述镍层的厚度各自为0.005-0.015um。
7.根据权利要求1所述的用于超细线路FPC及COF材料的纳米金属基材，其特征在于：所述聚酰亚胺层与所述超薄纳米金属层的接着力＞0.8kgf/cm。
8.根据权利要求1所述的用于超细线路FPC及COF材料的纳米金属基材，其特征在于：所述保护膜层是载体膜层，所述载体膜层由PET层以及形成于所述PET层的一个表面的第二低黏着层构成，所述载体膜层通过所述第二低黏着层贴覆于所述超薄纳米金属层表面，其中，所述PET层的厚度为23-50um，所述第二低黏着层的厚度为5-10um，所述第二低黏着层的离型力为1-5g。
9.根据权利要求1所述的用于超细线路FPC及COF材料的纳米金属基材，其特征在于：所述保护膜层是干膜层，所述干膜层包括感光树脂层和透光膜层，所述感光树脂层的一面覆盖所述透光膜层且另一面贴覆于所述超薄纳米金属层表面。
10.根据权利要求1所述的用于超细线路FPC及COF材料的纳米金属基材的制造方法，其特征在于：先提供一第一低黏着层，一面或双面压合经表面粗化处理后的聚酰亚胺层，以溅镀或电镀方式在聚酰亚胺层的另一面溅镀或电镀超薄纳米金属层，随后在超薄纳米金属层的表面贴上保护膜层，即得成品。
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