JP2018174291A - 基板上にパターン形成されたカバーレイを製造する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
m2及び温度:150−190℃下で実施される。しかしこの場合、グルーオーバーフロー(グルーブリーディング)が問題となる虞がある。別の一般的な問題は、フィルムがパターン形成された表面上にラミネートされた場合、それらの間に望ましくないガスが残存し得、それは最終製品の信頼性と品質に影響を与える。この問題は真空ラミネーション装置(例えば、真空ラミネーター又は真空ホットプレス機)の使用により、ラミネーションの前に圧力下で空気を排出させることで、避けることができる。しかし大抵の場合、真空ラミネーション装置を使用する方法は、単層の態様、すなわち一シートずつの態様のラミネーションしか達成できない。各ラミネーション後に、ラミネートされた部品を取り除き、それを別の部品に置き換えるために、中断時間が必要となる。この真空ラミネーション装置を用いる方法は、時間を浪費し、連続工程と迅速な製造という目的が達成されないだけでなく、高額な装置のためにコスト効率が悪い。
(a)担体と該担体上の非感光性ポリイミド層を含むポリイミドドライフィルムを提供する工程であって、該非感光性ポリイミド層が
(i) ポリイミド前駆体又は可溶性ポリイミド;及び
(ii)溶媒
を含む、工程;
(b)該ポリイミドドライフィルム上に所定のパターンを形成する工程;
(c)該パターン形成されたポリイミドドライフィルムを、前記パターン形成されたポリイミドドライフィルムの前記非感光性ポリイミド層が基板と接面するように、基板上にラミネートする工程;及び
(d)加熱によりパターン形成されたポリイミドカバーレイを形成する工程;
を含む。
、アルキル、ヒドロキシアルキル、−NO2などである。
感光性ポリイミドドライフィルムは、フレキシブルボード表面上の銅回路を保護するためのフォトイメージャブルカバーレイ(PIC)として使用され得る。しかしながら、感光性ポリイミドドライフィルムはフレキシブルボード上にラミネートされた後、所望の開口部を形成するために、露光、現像、エッチングなどが実施される必要があり、そのため、プロセスが複雑で高価である。
本発明で使用される担体は、ガラス又はプラスチック等の当業者に既知の任意の担体を使用し得る。プラスチック担体は特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)及びポリエチレンナフタレート(PEN)などのポリエステル樹脂;ポリメチルメタクリレート(PMMA)などのポリメタクリレート樹脂;ポリイミド樹脂;ポリスチレン樹脂;ポリシクロオレフィン樹脂;ポリオレフィン樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリウレタン樹脂、トリアセテートセルロース(TAC);又はそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。好ましい担体はポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリシクロオレフィン樹脂、又はトリアセテートセルロース、又はそれらの混合物である。担体の厚さは、通常、所望の電子製品の目的に応じて、好ましくは約16μm乃至約250μmの範囲である。
本発明の好ましい実施態様において、非感光性ポリイミドドライフィルムが使用される。非感光性ポリイミドドライフィルムは、非感光性ポリイミド層を含み、前記非感光性ポリイミド層はポリイミド前駆体又は可溶性ポリイミドを含み得、すなわち、ポリイミド前駆体又は可溶性ポリイミドは感光性基を有していない。
本発明で使用するポリイミド前駆体に関して特別な限定はなく、例えばポリアミック酸、ポリアミックエステル、反応によりポリイミドを生成可能な任意の材料、又はそれらの混合物といった、当業者に既知のものであり得る。種々のポリイミド前駆体が当技術分野において開発されている。例えば、ROC(台湾)特許出願第095138481号、第095141664号、第096128743号、第097151913号、又は第100149594号に開示され、それらの内容は参照によりそれらの全体が本書に組み込まれる。
Gは4価の有機基を表し;
Pは2価の有機基を表し;及び
nは0を超える整数であって、好ましくは1乃至1000の整数を表す。
各Rxは、それぞれ独立して、H、又はエチレン性不飽和基を表し;
各Rは、それぞれ独立して、C1−C14アルキル、C6−C14アリール、C6−C14アラルキル、フェノール基、又はエチレン性不飽和基を表し;
各Dは、それぞれ独立して、窒素含有ヘテロ環基又は−OR*基(式中、R*はC1−C20アルキルを表す);
各mは0乃至100の整数を表し、好ましくは5乃至50の整数を表し、より好ましくは10乃至25の整数を表し;そして
G及びPは上記に定義したものである。
ルオキシメチル、メチルプロペニルオキシエチル、メチルプロペニルオキシプロピル、メチルプロペニルオキシブチル、メチルプロペニルオキシペンチル、メチルプロペニルオキシヘキシル、下記式(5)で表される基、及び下記式(6)で表される基:が挙げられるがこれらに限定されない。
一般にポリイミドは優れた耐熱性と耐薬品性という利点を有するが、加工性に乏しいとい不利点に悩まされる。さらに、ポリイミドを溶解可能な溶媒はわずかしかない。そのため、使用において、通常、ポリイミド前駆体を加工し、プロセスの最終工程でイミド化してポリイミドとする。可溶性ポリイミドは、溶媒へのポリイミドの溶解性が向上し、加工性が改善されるように、ポリイミドの構造を変性することにより得られる。溶媒の種類は例えば以下に記載されるものであってよい。
C’は4価の有機基を表し;
E’は2価の有機基を表し;及び
t’は0を超える整数であって、好ましくは1乃至1000の整数を表す。
R21’は、ヘテロ原子で置換され得る、不飽和のC2−C20の1価の有機基を表すか、−OH基を表し;そして
C’、E’、及びt’は上記に定義されたとおりである。
通常、ポリイミド前駆体及び可溶性ポリイミドは、極性非プロトン性有機溶媒中で調製され、また処方される。
の含量は、通常1wt%未満である。また、ドライフィルム製品は、加水分解を減少させるべく、低温環境中で保管される必要がある。
式中:
R1”、R9”及びR10”は、それぞれ独立して、C1−C20アルキル、C2−C20アルケニル、又はC2−C20アルキニルを表し;
R7”はH、又はC1−C3アルキルを表し、
R2”はC1−C10アルキルを表し;
R3”はC4−C20アルキル、又は−C2−C10アルキル−O−C2−C10アルキルを表し;
R4”及びR5”は、それぞれ独立して、C1−C10アルキルを表すか、又は、
R4”及びR5”はそれらに結合する酸素原子と一緒に、5乃至6員ヘテロ環を形成し;R6”はC1−C15アルキル、C2−C20アルケニル、C4−C8シクロアルキル、又は
R8”はC2−C10アルキレンを表し;
R11”及びR12”は、それぞれ独立して、C1−C10アルキルを表し;
R13”及びR14”は、それぞれ独立して、C1−C10アルキルを表すか、又は、
R13”及びR14”はそれらに結合する窒素原子と一緒に、5乃至6員ヘテロ環を形成し;
R15”はH、C1−C15アルキル、又はC4−C8シクロアルキルを表し;
R16”はC1−C4アルキルを表し;及び
R17”はC4−C10アルキルを表す。
N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、
本発明のポリイミド層は、所望により、例えば、但し限定されないが、安定剤、閉環促進剤、レベリング剤、消泡剤、カップリング剤、触媒などの、当業者に従来既知である任意の適切な添加剤を含有し得る。添加剤の含量は、日常的な実験の後、当業者によって調節可能である。
式中、
R25”、R18”、R19”及びR20”は、それぞれ独立して、H、C1−C4アルキル、又はC6−C14アリールを表すか、又は
R19”及びR20”はそれらに結合する酸素原子と一緒に、5乃至6員ヘテロ環を形成し、又は、
R19”及びR25”又はR20”及びR18”はそれらに結合する酸素原子及び窒素原子と一緒に、5乃至6員ヘテロ環を形成し、又は、
R25”及びR18”はそれらに結合する窒素原子と一緒に、5乃至6員ヘテロ環を形成
し;
R21”及びR22”は、それぞれ独立して、C1−C4アルキル又はC6−C14アリール基を表すか、又は、
R21”及びR22”はそれに結合する炭素原子と一緒に、5乃至6員炭素環を形成し;そして、
R23”及びR24”は、それぞれ独立して、C1−C4アルキルを表す。
限定されない)。
本発明のポリイミドドライフィルムは、例えば下記工程により製造され得る:
(1)ポリイミド前駆体又は可溶性ポリミドと溶媒を含むポリイミド処方を調製する工程;
(2)工程(1)で得た前記処方を担体上に適用して、ドライフィルム半製品を形成する工程;
(3)前記ドライフィルム半製品をオーブンに入れ、溶媒の一部が除去されるように加熱及び乾燥し、ポリイミド層内の溶媒含量を調整し、ポリイミドドライフィルムを形成する工程:及び
(4)所望により、ポリイミドドライフィルムのポリイミド層に対して保護フィルムを適用する工程。
本発明のドライフィルムは気泡溶解(又はガス溶解)及び吸水効果を有し、真空ラミネーション装置を使用することなく、ドライフィルムと基板の間に存在するガスを効果的に減少できる。従って、本発明のドライフィルムは、高圧脱気装置又は真空ラミネーション装置を使用せずに、一般的なラミネーション技術(特にウェットプロセスにおけるローラーラミネーション)を用いて、プリント配線板、ウェーハ、ガラス、ディスプレイ又はタッチパネルなどの基板上にラミネートされ得る。従って、本発明は、真空ラミネーション装置又は他の処理装置を採用する従来技術に比べて、より高い生産性とより高いコスト効果を有するそして、従来技術と比較して、シンプルプロセス工程にて、オペレーションを実行でき、使用される装置も、従来使用されてきたものと比べ、容易に入手可能である。
上述したように、従来技術に存在する問題を解決するために、本発明は基板上にパターン形成されたポリイミドカバーレイを製造する新規な方法を提供し、該方法は;
(a)担体と該担体上の非感光性ポリイミド層を含むポリイミドドライフィルムを提供する工程であって、該非感光性ポリイミド層が
(i) ポリイミド前駆体又は可溶性ポリイミド;及び
(ii)非感光性ポリイミド層の全質量に対して少なくとも5質量%である、溶媒
を含む、工程;
(b)該ポリイミドドライフィルム上に所定のパターンを形成する工程;
(c)該パターン形成されたポリイミドドライフィルムを、前記パターン形成されたポリイミドドライフィルムの非感光性ポリイミド層が基板と接面するように、基板上にラミネートする工程;及び
(d)加熱によりパターン形成されたポリイミドカバーレイを形成する工程;
を含む。
てのロールが気泡溶解のための圧力脱気(気泡溶解)装置に送り込まれる。加圧は、好ましくは10乃至60分間、30乃至100℃、2乃至10気圧下で続けられる。
に使用されてきた一軸又は二軸延伸ポリイミド製品と比較して、本発明のドライフィルムにおけるポリイミド層は、相対的に柔軟であり、適度な圧力の適用にてパターン形成された基板の表面上の凹部を充填できる。この目的は、接着剤層の追加使用なしに、比較的低いラミエーション温度と圧力にて、明確なグルーオーバーフローなしに、達成できる。さらに、配置エラーの場合において、溶媒を加えることでポリイミド前駆体又は可溶性ポリイミドを除去でき再処理を容易にする。
1.非感光性ポリイミド前駆体樹脂PAA−1の合成
15.23g(0.052モル)の4,4’−ビフタル酸二無水物(以降、BPDAと
称する)を100gのN−メチル−2−ピロリドン(以降、NMPと称する)に溶解し、0.959g(0.013モル)のn−ブタノールと0.48g(0.006モル)の1−メチルイミダゾールを滴下して加えた。溶液を60℃に固定した温度で2時間撹拌し、反応を実施した。前記溶液に82.88g(0.259モル)の2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジンと300gのNMPを10℃にて加え、0.5時間撹拌し、そして60.92g(0.207モル)のBPDAと200gのNMPを加え、10℃で撹拌した。4時間後、温度を60℃に上昇させ、反応を8時間撹拌しながら実施した。最後に、0.83g(0.006モル)のエチルトリフルオロアセテートを加え、1時間撹拌した。その後、0.22gの5−アミノテトラゾールと24gのNMPを室温で加え、1時間撹拌し、ポリイミド前駆体樹脂PAA−1を固体含量約20質量%にて得た。
PAA−1溶液100質量部を、ブレードコーターを用いて、ポリエチレンテレフタレート(PET;R310、三菱化学製)担体に均一に適用し、1メートル長を有するオーブン内で、温度90℃にて、0.45m/分のラインフィードスピードで焼成した。
そして、リリースフィルム(モデル L150L、Nan Ya Plastics Corporation製)を、PAA−1層でコートされた表面に対して適用し、ドライフィルムを得た。焼成後、コーティングの厚みは約30μmであり、ドライフィルム中の溶媒含量はPAA−1層の総質量に基いて40質量%であった。
製造例で製造したドライフィルムから、20*20cmのシートを採取し、機械的打ち抜き機器により、1/4”(すなわち、直径約6.35mm)のラウンドホールをシートに開け、そしてリリースフィルムを除去した。
本方法は、脱イオン水を銅張積層板の表面(その上に形成された回路を有する)上に適用しない以外には、例1と同じである。パターン形成されたポリイミドカバーレイを有する配線板FPC−2を製造した。
エポキシ樹脂をポリイミドフィルム(KAPTON(登録商標)、厚さ:12.7mμm)上に、コーティング機器を用いて均一にコートし、80℃で3時間加熱することで焼成し、15μmの接着剤含有ドライフィルムを製造し、そしてリリースフィルム(モデル
L150L、Nan Ya Plastics Corporation製)でカバーした。
上記に製造したドライフィルムから、20*20cmのシートを採取し、機械的打ち抜き機器により、1/4”(すなわち、直径約6.35mm)のラウンドホールをシートに開け、そしてリリースフィルムを除去した。
1.ドライフィルム中の溶媒含量試験
製造例で製造したドライフィルムにおける0.01gのポリイミド前駆体コーティング(PET担体を除く)を、ジメチルスルホキシド(DMSO)に溶解した。カラムモデル:DB1701(0.53mm、30mm、1.5mm)を備える7890GCガスクロマトグラフ(アジレントテクノロジーズ社製)を使用して、定量的ガスクロマトグラフィを実施した。
例及び比較例で製造した配線板の厚さ(図1のH1及び図2のH2参照)をフィルム厚さゲージを用いて測定した。
例及び比較例で製造した配線板の上の、カバーレイの開口部でグルーオーバーフローが生じているかどうか、光学顕微鏡[SMZ745T/ニコン]下で観察した。
グルーオーバーフローが生じている場合、開口部の最外側から外側に向けてグルーオーバーフローの最大距離を測定した。
例及び比較例で製造した配線板に残存する泡の存在を、光学顕微鏡[SMZ745T/ニコン](倍率10倍)下で観察した。気泡が存在しないものを“PASS”;気泡が存在したものを“NG”と記録した。
例及び比較例でラミネートした配線板を15cm×1cmの試験片に切断した。試験片の端において、銅張積層板からポリイミド層を僅かに分離し、IPC−TM−650試験法(ナンバー2.4.9)により剥離強度を測定した。
メジャーインフェクトイターン(Measure Infect Turn)(MIT)試験機器(K.D.H.インコーポレーション)を用いて、荷重500g下で、曲げ角度135度、曲げ半径R=0.38mmにて、曲げ性を試験した。回路が壊れるまで配線板に課された曲げ回数を記録した。基板が壊れるまでに回路基板に課された曲げ回数を記録した。より多くの曲げ回数であるほど、形成されたポリイミド層の物理特性が優れていることを意味する。
2 ローラー
3 ローラー
10 フィルム
11 絶縁材料層
12 接着剤層
13 剥離層
50 フレキシブルボード
20 ポリイミドドライフィルム
21 担体
22 非感光性ポリイミド層
22’ パターン形成されたポリイミドカバーレイ
23 保護フィルム
50 基板
Claims (10)
- 基板上にパターン形成されたポリイミドカバーレイを製造する方法であって、該方法は:(a)担体と該担体上の非感光性ポリイミド層を含むポリイミドドライフィルムを提供する工程であって、該非感光性ポリイミド層が
(i) ポリイミド前駆体又は可溶性ポリイミド;及び
(ii)溶媒
を含む、工程;
(b)該ポリイミドドライフィルム上に所定のパターンを形成する工程;
(c)該パターン形成されたポリイミドドライフィルムを、前記非感光性ポリイミド層が基板と接面するように、基板上にラミネートする工程;及び
(d)加熱によりパターン形成されたポリイミドカバーレイを形成する工程;
を含み、
前記溶媒の含量は非感光性ポリイミド層の全質量に対して少なくとも5質量%である、
方法。 - 接着剤を使用しない、請求項1に記載の方法。
- 前記ポリイミドカバーレイの厚さは2μm乃至30μmの範囲である、請求項1に記載の方法。
- 前記基板はフレキシブルプリント配線板である、請求項1に記載の方法。
- 前記溶媒含量が、非感光性ポリイミド層の全質量に対して5質量%乃至70質量%の範囲である、請求項1に記載の方法。
- 前記方法はロール・ツー・ロール(roll−to−roll)法で実施される、請求項1に記載の方法。
- 前記所定のパターンは機械的打ち抜き(mechanical punching)又はレーザー穿孔(laser drilling)により工程(b)において形成される、請求項1に記載の方法。
- 工程(c)のラミネーションが、ローラーラミネーション、ホットプレス、真空ラミネーション、又は真空プレスである、請求項1に記載の方法。
- 工程(c)のラミネーションが、ウェットプロセスである、請求項1に記載の方法。
- 前記溶媒が、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、キシレノール、ハロゲン化フェノール、ピロカテコール、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、2−ブトキシエタノール、γ−ブチロラクトン、キシレン、トルエン、ヘキサメチルホスホルアミド、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、
前記式中、
R1”、R9”及びR10”は、それぞれ独立して、C1−C20アルキル、C2−C20アルケニル、又はC2−C20アルキニルを表し;
R7”はH、又はC1−C3アルキルを表し、
R2”はC1−C10アルキルを表し;
R3”はC4−C20アルキル、又は−C2−C10アルキル−O−C2−C10アルキルを表し;
R4”及びR5”は、それぞれ独立して、C1−C10アルキルを表すか、又は、
R4”及びR5”はそれらに結合する酸素原子と一緒に、5乃至6員ヘテロ環を形成し;R6”はC1−C15アルキル、C2−C20アルケニル、C4−C8シクロアルキル、又は
R8”はC2−C10アルキレンを表し;
R11”及びR12”は、それぞれ独立して、C1−C10アルキルを表し;
R13”及びR14”は、それぞれ独立して、C1−C10アルキルを表すか、又は、
R13”及びR14”はそれらに結合する窒素原子と一緒に、5乃至6員ヘテロ環を形成し;
R15”はH、C−C15アルキル、又はC4−C8シクロアルキルを表し;
R16”はC1−C4アルキルを表し;及び
R17”はC4−C10アルキルを表す、
請求項1に記載の方法。
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