JP2018508119A - 金属配線層が形成された積層体及びそれを製造する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[化学式1]
[化学式2a]
R11〜R14は、それぞれ独立して炭素数1〜4のアルキル基または炭素数1〜4のハロアルキル基であり、
aは、0〜3の整数、bは、0〜2の整数、c及びeは、それぞれ独立して0〜3の整数、dは、0〜4の整数、そして、fは、0〜3の整数である。
[化学式4a]
R21〜R23は、それぞれ独立して、炭素数1〜10のアルキル基または炭素数1〜10のハロアルキル基であり、
Xは、それぞれ独立して−O−、−CR24R25−、−C(=O)−、−C(=O)O−、−C(=O)NH−、−S−、−SO−、−SO2−、−O[CH2CH2O]q−、炭素数6〜18の一環式または多環式のシクロアルキレン基、炭素数6〜18の一環式または多環式のアリーレン基、及びこれらの組合わせからなる群から選択され、この際、前記R24及びR25は、それぞれ独立して水素原子、炭素数1〜10のアルキル基及び炭素数1〜10のハロアルキル基からなる群から選択され、qは、1または2の整数であり、
l、m及びnは、それぞれ独立して0〜4の整数であり、そして、
pは、0または1の整数である。
本発明者らの実験結果、ポリイミド系樹脂の製造のための硬化温度の条件、ポリイミド系樹脂のイミド化率、そして、ポリイミド系樹脂層の剥離強度は、下記表2のような関係を満たすことができると確認された。
[化学式1]
[化学式2a]
R11〜R14は、それぞれ独立して炭素数1〜4のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基など)または炭素数1〜4のハロアルキル基(例えば、フルオロメチル基、ブロモメチル基、クロロメチル基、トリフルオロメチル基など)であり、そして、
aは、0〜3の整数、bは、0〜2の整数、c及びeは、それぞれ独立して0〜3の整数、dは、0〜4の整数、そして、fは、0〜3の整数であり、前記b、c、d及びeは、0の整数であることが望ましい。
[化学式3a]
[化学式4a]
R21〜R23は、それぞれ独立して、炭素数1〜10のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基など)または炭素数1〜10のハロアルキル基(例えば、フルオロメチル基、ブロモメチル基、クロロメチル基、トリフルオロメチル基など)であり、
Xは、それぞれ独立して−O−、−CR24R25−、−C(=O)−、−C(=O)O−、−C(=O)NH−、−S−、−SO−、−SO2−、−O[CH2CH2O]q−、炭素数6〜18の一環式または多環式のシクロアルキレン基(例えば、シクロヘキシレン基、ノルボルネン基など)、炭素数6〜18の一環式または多環式のアリーレン基(例えば、フェニレン基、ナフタレン基など)、及びこれらの組合わせからなる群から選択され、この際、前記R24及びR25は、それぞれ独立して水素原子、炭素数1〜10のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基など)、及び炭素数1〜10のハロアルキル基(例えば、フルオロメチル基、ブロモメチル基、クロロメチル基、トリフルオロメチル基など)からなる群から選択され、qは、1または2の整数であり、
l、m及びnは、それぞれ独立して0〜4の整数であり、望ましくは、0であり、そして、
pは、0または1の整数であり、望ましくは、0である。
キャリア基板として無アルカリガラスの一面に、BPDA 1molとPDA 0.99molとを重合させて製造したポリアミック酸系樹脂3重量%と溶媒としてDMAc 97重量%とを含むデボンディング層形成用組成物を乾燥後、厚さが0.1μmになるように塗布した。結果として製造されたデボンディング層用塗膜に対して120℃での乾燥工程及び300℃での硬化工程(30分間)を連続して実施して、ポリイミド系樹脂(以下、'第1ポリイミド系樹脂'と称する)を含むデボンディング層を形成した。
キャリア基板として無アルカリガラスの一面に、デボンディング層を形成していないものを除いては、実施例1と同じ方法で金属配線を形成した後、前記金属配線上にBPDA 1molとTFMB 0.99molとを重合させて製造したポリアミック酸系樹脂12重量%と溶媒としてDMAc 88重量%とを含む可撓性基板のポリマー層形成用組成物を乾燥後、厚さが15μmになるように塗布(キャスティング)し、結果として製造された可撓性基板のポリマー層形成用塗膜に対して100℃の温度での乾燥工程及び350℃で60分の硬化工程を連続して実施して、ポリイミド系樹脂(以下、'第2ポリイミド系樹脂'と称する)を含むポリマー層で形成された可撓性基板層を形成した。結果としてキャリア基板、金属配線、前記金属配線を内包する可撓性基板層を含んで順次に積層された積層体を製造した。
キャリア基板として無アルカリガラスの一面に、BPDA 1molとPDA0.99molとを重合させて製造したポリアミック酸系樹脂3重量%と溶媒としてDMAc 97重量%とを含むデボンディング層形成用組成物を乾燥後、厚さが0.1μmになるように塗布した。結果として製造されたデボンディング層用塗膜に対して120℃の温度での乾燥工程及び300℃温度での硬化工程(30分間)を連続して実施して、ポリイミド系樹脂(以下、'第1ポリイミド系樹脂'と称する)を含むデボンディング層を形成した。前記デボンディング層上にスパッタ方式を用いてアルミニウムを200nmの厚さに前面に蒸着した。
キャリア基板として無アルカリガラス基板上にスパッタ方式を用いてアルミニウムを200nmの厚さに前面に蒸着した。前記アルミニウムが蒸着された基板上にBPDA 1molとTFMB 0.99molとを重合させて製造したポリアミック酸系樹脂12重量%と溶媒としてDMAc 88重量%とを含む可撓性基板のポリマー層形成用組成物を乾燥後、厚さが15μmになるように塗布(キャスティング)し、結果として製造された可撓性基板のポリマー層形成用塗膜に対して100℃の温度での乾燥工程及び350℃で60分の硬化工程を連続して実施して、ポリイミド系樹脂(以下、'第2ポリイミド系樹脂'と称する)を含むポリマー層を形成した。
実施例2及び比較例2で製造した積層体の可撓性基板側に1mmX1mmの正方形の縞を有する格子を横縦10X10個ずつ総100個の格子が形成されるようにパターニングした。前記パターン上に1inchの幅を有する減圧接着テープ(adhesion strength 43±6g/mm)を約3inchの長さに切った後、中央部位を格子縞に接着させ、堅固に接着させるために、消しゴムを用いて格子上に10回擦った。
接着力測定サンプルを60秒間放置した後、テープの端を取って180°の方向に2秒間剥離した。剥離性能は、次のように評価した。点数が高いほどキャリア基板とアルミニウム層とを備えた可撓性基板層の接着力が高いことを意味する。
5点:剥離なし
4点:5%以下剥離
3点:5%〜15%剥離
2点:15%〜35%剥離
1点:35%〜65%剥離
0点:65%以上剥離
Claims (20)
- キャリア基板と、
前記キャリア基板の少なくとも一面に位置し、ポリイミド系樹脂を含むデボンディング層と、
前記デボンディング層と接している金属配線層と、
前記金属配線層と接している可撓性基板層と、を含み、
前記金属配線層と可撓性基板層との接着力は、前記金属配線層とデボンディング層との接着力よりも大きい積層体。 - 前記デボンディング層が、0.05μm〜5μmの厚さを有することである請求項1に記載の積層体。
- 前記金属配線層は、複数個の金属配線を備え、前記可撓性基板層は、前記複数個の金属配線を取り囲みながら、前記デボンディング層と接しており、金属配線が可撓性基板層に埋め込まれた形態である請求項1に記載の積層体。
- 前記複数個の金属配線は、0.05mm〜50mmの間隔で配列されたことである請求項3に記載の積層体。
- 前記デボンディング層と金属配線層とを備えた可撓性基板の接着力は、前記デボンディング層の化学的変化を引き起こさないながらも、前記金属配線層及び可撓性基板層の断面を露出させる物理的刺激の印加によって変化し、
前記物理的刺激が加えられる前、金属配線層に対するデボンディング層の接着力(A1)と、
前記物理的刺激が加えられた後、金属配線層に対するデボンディング層の接着力(A2)と、の比(A2/A1)が、0.001〜0.5である請求項1に記載の積層体。 - 前記デボンディング層が前記物理的刺激が加えられた後、前記金属配線層に対して0.3N/cm以下の剥離強度を有する請求項5に記載の積層体。
- 前記デボンディング層が前記物理的刺激が加えられる前、前記金属配線層に対して1N/cm以上の接着力を有する請求項5に記載の積層体。
- 前記金属配線が、銀(Ag)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、またはこれらの合金からなる請求項1に記載の積層体。
- 前記デボンディング層を形成するポリイミド系樹脂が、下記化学式1の芳香族テトラカルボン酸二無水物と直線状の構造を有する芳香族ジアミン化合物とを反応させて製造したポリアミック酸を200℃以上の温度で硬化させて製造されたことである請求項1に記載の積層体:
[化学式1]
[化学式2a]
R11〜R14は、それぞれ独立して炭素数1〜4のアルキル基または炭素数1〜4のハロアルキル基であり、
aは、0〜3の整数、bは、0〜2の整数、c及びeは、それぞれ独立して0〜3の整数、dは、0〜4の整数、そして、fは、0〜3の整数である。 - 前記芳香族ジアミン化合物は、下記化学式4aまたは化学式4bの芳香族ジアミン化合物である請求項9に記載の積層体:
[化学式4a]
R21〜R23は、それぞれ独立して、炭素数1〜10のアルキル基または炭素数1〜10のハロアルキル基であり、
Xは、それぞれ独立して−O−、−CR24R25−、−C(=O)−、−C(=O)O−、−C(=O)NH−、−S−、−SO−、−SO2−、−O[CH2CH2O]q−、炭素数6〜18の一環式または多環式のシクロアルキレン基、炭素数6〜18の一環式または多環式のアリーレン基、及びこれらの組合わせからなる群から選択され、この際、前記R24及びR25は、それぞれ独立して水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、及び炭素数1〜10のハロアルキル基からなる群から選択され、qは、1または2の整数であり、
l、m及びnは、それぞれ独立して0〜4の整数であり、そして、
pは、0または1の整数である。 - 前記可撓性基板層は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリイミド(PI)、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリエステル、エチレン酢酸ビニル(EVA)、ポリエーテルアミドイミド、ポリエステルアミドイミド、ポリアリレート、アモルファスポリエチレンテレフタレート(APET)、ポリプロピレンテレフタレート(PPT)、ポリエチレンテレフタレートグリセロール(PETG)、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート(PCTG)、変性トリアセチルセルロース(TAC)、シクロオレフインポリマー(COP)、シクロオレフインコポリマー(COC)、ジシクロペンタジエンポリマー(DCPD)、シクロペンタジエンポリマー(CPD)、ポリアリレート(PAR)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリジメチルシロキサン(PDMS)、シリコン樹脂、フッ素樹脂、及び変性エポキシ樹脂からなる群から選択された1種以上の硬化性高分子樹脂である請求項1に記載の積層体。
- キャリア基板を準備する段階と、
前記キャリア基板上にポリイミド系樹脂を含むデボンディング層を形成する段階と、
前記デボンディング層上に金属配線層を形成する段階と、
前記金属配線層が形成されたデボンディング層の上部に硬化性高分子をコーティングして可撓性基板層を形成する段階と、
前記デボンディング層の化学的変化を引き起こさないながらも、前記金属配線層及び可撓性基板層の断面を露出させる物理的刺激を加えた後、前記キャリア基板から前記金属配線層が形成された可撓性基板層を分離する段階と、
を含む金属配線層を備えた可撓性基板の製造方法。 - 前記物理的刺激は、カッティング、レーザカッティング、またはダイヤモンドスクライビングから選択される方法によって加えられることである請求項12に記載の可撓性基板の製造方法。
- 前記デボンディング層が、0.05μm〜5μmの厚さを有することである請求項12に記載の可撓性基板の製造方法。
- 前記金属配線層は、複数個の金属配線を備え、前記可撓性基板層は、前記複数個の金属配線を取り囲みながら、前記デボンディング層と接しており、金属配線が可撓性基板層に埋め込まれた形態である請求項12に記載の可撓性基板の製造方法。
- 前記複数個の金属配線は、0.05mm〜50mmの間隔で配列されたことである請求項15に記載の可撓性基板の製造方法。
- 前記物理的刺激が加えられる前、金属配線層に対するデボンディング層の接着力(A1)と、
前記物理的刺激が加えられた後、金属配線層に対するデボンディング層の接着力(A2)と、の比(A2/A1)が、0.001〜0.5である請求項12に記載の可撓性基板の製造方法。 - 前記デボンディング層が前記物理的刺激が加えられた後、前記金属配線層に対して0.3N/cm以下の剥離強度を有する請求項12に記載の可撓性基板の製造方法。
- 前記デボンディング層が前記物理的刺激が加えられる前、前記金属配線層に対して1N/cm以上の接着力を有する請求項12に記載の可撓性基板の製造方法。
- 請求項12による方法で得た、金属配線層が備えられた可撓性基板を含む電子素子。
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