TWI395058B - 薄膜型傳送材料 - Google Patents

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TWI395058B
TWI395058B TW097141236A TW97141236A TWI395058B TW I395058 B TWI395058 B TW I395058B TW 097141236 A TW097141236 A TW 097141236A TW 97141236 A TW97141236 A TW 97141236A TW I395058 B TWI395058 B TW I395058B
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Seung Je Jho
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Description

薄膜型傳送材料
本發明有關於一種薄膜型感光傳送材料。
一般而言，薄膜型感光傳送材料是以乾膜(以下簡稱為乾膜光阻)的形式提供。
乾膜光阻係用於印刷線路板、印刷電路板、IC封裝、金屬浮雕等，且通常都包括有基膜、感光樹脂層與覆蓋膜。
基膜是扮演支撐感光樹脂層的角色，且可使具有黏性的感光樹脂層在曝光製程中較容易被處理。感光樹脂層由光聚合性單體、光起始劑及黏結劑聚合物製備成適於終端使用者。覆蓋膜形成於感光樹脂層相對於形成有基膜之表面的一表面上，從而防止感光樹脂層損壞。
使用此乾膜光阻來形成圖案的過程範例包括印刷電路板的製造過程，該過程係包含自乾膜光阻處移除覆蓋膜、將乾膜光阻層壓(Lamination)於銅箔基板(CCL)上、將具有預定圖案的光罩置於乾膜光阻上、使用紫外光(UV)進行曝光製程(Exposing)、以及使用適當溶劑將未固化部分洗去的顯影製程(Developing)。一般而言，如第三圖所示，曝光製程是在基膜(40)附著於感光樹脂層(20)的狀態下進行。在此例中，由於光罩(60)與感光樹脂層(20)藉由有厚度的基膜(40)予以間隔，所以可能會降低解析度。因此，可以在移除基膜後才進行曝光製程。若然如此，卻會由於缺乏基膜，使光罩黏附於具黏性的感光樹脂層，而不當地損壞感光樹脂層，進而造成低解析度。是故，實際上很難在移除基膜後才進行曝光製程，也因此，低解析度的問題依然存在。
此外，隨著提高印刷電路板密度與裝載半導體封裝技術的發達，電路之間的間隔縮小，因而迫切地需要一種具有高解析度且可應用於精細電路基板的薄膜型感光傳送材料。
因此，本發明提供一種薄膜型感光傳送材料，其在缺乏基膜的條件下仍能進行曝光製程。
此外，本發明提供一種薄膜型感光傳送材料，其可在曝光製程進行中縮小光罩與感光樹脂層之間的距離，進而提高解析度，且本發明亦提供一種具有使用該薄膜型感光傳送材料來形成圖案的顯示器基板。
依據本發明一實施例的薄膜型感光傳送材料，係包括有一基膜、一樹脂保護層、一感光樹脂層以及一覆蓋膜，其中該樹脂保護層的黏著力等於或小於0.005kgf/cm2 ，而黏著力被定義為將一額外層疊於因移除該基膜而暴露在外之該樹脂保護層上的聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)膜片，自距離PET膜片剝離起點5cm的位置遠離至8cm的位置時，每單位面積需要的力。
就本發明該實施例的傳送材料而言，樹脂保護層可為鹼性顯影聚合物層。
就本發明該實施例的傳送材料而言，樹脂保護層在25℃時於甲基乙基酮內的溶解度等於或小於5克，其中該溶解度之定義為：將50克的樹脂保護層加入100克的甲基乙基酮內，在25℃下攪拌1小時並以濾紙過濾，且量測殘留在濾紙上之樹脂保護層的重量，而得到的樹脂保護層的重量減少量。
就本發明該實施例的傳送材料而言，樹脂保護層可由包含有重量平均分子量為5,000至300,000之水溶性聚合物的塗布溶液所形成。
就本發明該實施例的傳送材料而言，覆蓋膜與感光樹脂層之間的黏著力可小於基膜與樹脂保護層之間的黏著力。
並且，樹脂保護層的厚度可為0.001至10μm。
就本發明一較佳實施例的傳送材料而言，樹脂保護層可具有等於或小於5000%且如下列方程式1表示的黏著力變化。方程式1
其中，第一黏著力被定義為將基膜移除後短暫層疊於樹脂保護層上的PET膜片，自距離PET膜片剝離起點5cm的位置遠離至8cm的位置時，每單位面積需要的力；而第二黏著力被定義為將層疊於樹脂保護層上的PET膜片，自距離PET膜片剝離起點5cm的位置遠離至8cm的位置時，每單位面積需要的力，其中該樹脂保護層是在移除其上之基膜後，並將樹脂保護層靜置於溫度25℃及濕度50%的條件下240小時所製得。
就本發明該較佳實施例的傳送材料而言，樹脂保護層可為聚乙烯醇基樹脂層。如此，樹脂保護層可包含有選自潤濕劑(wetting agent)、均染劑(leveling agent)、消泡劑、黏著劑及膠合劑中至少一種添加劑。
就本發明該較佳實施例的傳送材料而言，覆蓋膜可為具有剝離層或不具有剝離層的聚酯膜片。
就本發明該較佳實施例的傳送材料而言，基膜可為具有剝離層或不具有剝離層的聚酯膜片。
就本發明一示範範例而言，係提供一種具有使用前述薄膜型感光傳送材料所形成之圖案的顯示器基板。
本發明可提供一種薄膜型感光傳送材料以及一種顯示器基板。當使用本發明之薄膜型感光傳送材料時，係可在移除基膜後才進行曝光製程，因而在曝光製程中可縮小光罩與感光樹脂層之間的間隔，從而進一步提高圖案的解析度。
此外，本發明的薄膜型感光傳送材料允許基膜在曝光製程前被移除，且其可被加工成薄片或是可應用於捲壓(roll to roll)製程而不致損壞感光樹脂層。
再者，由於本發明是在移除基膜後直接進行曝光製程，因此相較於包括有進行曝光製程、去除不純物與移除基膜等步驟的習知製程而言，本發明的製程較為簡便，並且本發明亦可降低顯示器基板的製造成本。
【圖式簡單說明】
第一圖為依據本發明一較佳實施例所為之薄膜型感光傳送材料層狀結構的剖視圖；
第二圖為在曝光製程中，包含有本發明之薄膜型感光傳送材料的顯示器基板的剖視圖；
第三圖為在曝光製程中，包含有習知具有三層結構之薄膜型感光傳送材料的顯示器基板的剖視圖；
第四圖為本發明範例所製得之印刷電路板在顯影製程後，其表面放大800倍的電子顯微鏡影像；
第五圖為本發明比較範例所製得之印刷電路板在顯影製程後，其表面放大600倍的電子顯微鏡影像；以及
第六圖至第八圖分別為本發明範例5至7所製得之印刷電路板在顯影製程後，其表面的電子顯微鏡影像(分別為放大1500倍、2000倍及2500倍)。
＊圖式中所使用之元件符號說明
10　覆蓋膜(cover film)　20　感光樹脂層
30　樹脂保護層　40　基膜
50　軟性銅箔基板(FCCL)　60　光罩
以下將詳細敘述本發明。
第一圖說明依據本發明一實施例所為之薄膜型感光傳送材料。本發明的薄膜型感光傳送材料具有一種包含有覆蓋膜(10)、感光樹脂層(20)、樹脂保護層(30)、以及基膜(40)的結構。
雖然未顯示於圖中，但是在各覆蓋膜(10)及/或基膜(40)的至少一表面上可具有剝離層。
第二圖為在曝光製程中，包含有本發明之薄膜型感光傳送材料的顯示器基板層狀結構的剖視圖。如此，當本發明的薄膜型感光傳送材料應用於諸如印刷線路板、印刷電路板及其類似物的顯示器基板時，覆蓋膜(10)係自薄膜型感光傳送材料移除，薄膜型感光傳送材料層疊於軟性銅箔基板(50)上，使傳送材料的感光樹脂層與軟性銅箔基板面對面，將基膜(40)移除，然後將光罩置放於樹脂保護層上，之後進行曝光製程與顯影製程。
以下詳細敘述各層狀結構。
<基膜>
本發明之基膜的功用為支撐樹脂保護層與感光樹脂層，因此基膜應該具有適當的機械性質。基膜用的材料範例計有包括聚乙烯對苯二甲酸酯、聚萘二甲酸乙二酯等的聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚亞醯胺、聚醯胺、纖維素三醋酸酯、纖維素二醋酸酯、烷基聚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚氯乙烯與醋酸乙烯酯共聚物、聚四氟乙烯以及聚三氟乙烯。尤其適用者為聚乙烯對苯二甲酸酯。基膜的厚度設定為10至100μm，且較佳為15至30μm，但並不以此為限。
根據稍後會描述之樹脂保護層的組成，基膜可具有用於控制剝離性的剝離層。剝離層的組成及其形成過程並無特殊限制，只要當基膜與樹脂保護層之間的黏著力大於覆蓋膜與感光樹脂層之間的黏著力時，剝離層可達到避免樹脂保護層損壞的表面性質即可。
<樹脂保護層>
樹脂保護層係設置於基膜與感光樹脂層之間。依據本發明實施例之具有此種樹脂保護層的薄膜型感光傳送材料，其可在移除基膜且接著置放光罩於該樹脂保護層上之後始接受曝光製程。
如此，樹脂保護層應可輕易地脫離基膜且不應黏附於光罩。並且，樹脂保護層必須具有可達到縱使在曝光製程後的薄片加工製程中或捲壓製程中，樹脂保護層成為堆疊狀或是軟性銅箔基板與樹脂保護層相互接觸時，仍然不會發生缺陷的低程度黏著力。
具體而言，當曝光製程是在樹脂保護層因移除基膜而暴露在外的狀態下進行時，樹脂保護層不會黏附於光罩是很重要的。光罩的範例包括聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)、玻璃(glass)等。因此，PET膜片係層疊於本發明之因移除基膜而暴露在外的樹脂保護層上，且之後PET膜片也必須極易自該樹脂保護層分離。
由此觀點來看，本發明的樹脂保護層可具有等於或小於0.005kgf/cm2 的黏著力，黏著力被定義為將額外層疊於因移除基膜而暴露在外之樹脂保護層上的PET膜片，自距離PET膜片剝離起點5cm的位置遠離至8cm的位置時，每單位面積需要的力。具體而言，黏著力是以如下方式所定義：使覆蓋膜脫離寬度3cm且長度20cm的薄膜型感光傳送材料樣本，該傳送材料樣本以每分鐘2公尺(2m/min)的速率，在110℃及壓力4kgf/cm2 的條件下層疊於軟性銅箔基板上，然後移除基膜，其後寬度4cm、長度25cm及厚度19μm的PET膜片以每分鐘2公尺(2m/min)的速率，在110℃及壓力4kgf/cm2 的條件下層疊於因移除基膜而暴露在外的層狀結構上，之後以萬能試驗機測量將PET膜片自距離PET膜片剝離起點5cm的位置遠離至8cm的位置時，每單位面積需要的力。
當樹脂保護層的黏著力大於0.005kgf/cm2 時，就難以將設置於樹脂保護層上的光罩再次移除，因而可能會損壞樹脂保護層的表面，使基膜移除後的曝光製程難以獲得良好的效果。
此外，樹脂保護層應防止在曝光製程中會阻礙感光樹脂層聚合反應的氧氣進入，更且，在曝光製程後的顯影製程必須被移除。
所以，樹脂保護層可為一種鹼性顯影聚合物層。所謂「鹼性顯影聚合物」是指一種藉由稀釋的鹼性溶液例如Na2 CO3 、NaOH或KOH來顯影的聚合物。
因此，樹脂保護層可透過包含有選自聚乙烯基乙醚馬來酸酐之水溶性鹽、纖維素醚之水溶性鹽、羧甲基纖維素之水溶性鹽、羧甲基澱粉之水溶性鹽、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、各種形式之聚丙烯醯胺、聚醯胺之水溶性鹽、聚丙烯酸之水溶性鹽、聚乙二醇、聚丙二醇、明膠、聚環氧乙烷及澱粉的水溶性聚合物的一種組成物所製備。
由於用以形成樹脂保護層之組成物的黏度會影響塗布層的性質，且會受到聚合物之聚合度的影響，因此組成物之聚合物的重量平均分子量可為5,000至300,000的範圍。倘若重量平均分子量低於5,000，則難以將組成物塗布成膜片的形式，且保護感光樹脂層的功能也會由於低強度而惡化。相反地，若是重量平均分子量高於300,000，則顯影時間會增加，且在層疊於軟性銅箔基板上之後移除基膜的情況下需擔憂損壞樹脂保護層。
依據本發明一較佳實施例的薄膜型感光傳送材料，樹脂保護層在25℃時於甲基乙基酮內的溶解度可等於或小於5克，以防止產品銷售期間感光樹脂層與樹脂保護層之間的成分擴散(diffusion)及延長產品的保存期限。
在甲基乙基酮內的溶解度被定義為樹脂保護層重量的減少量，其係為將50克的樹脂保護層加入100克的甲基乙基酮內，在25℃下攪拌1小時然後以濾紙過濾，最後量測殘留在濾紙上之樹脂保護層的重量所得之結果。
依據本發明該實施例的薄膜型感光傳送材料，其可在後處理中移除基膜後才進行曝光製程。在這種情況下，當需要預定的時間來進行曝光製程時，暴露於外在環境之樹脂保護層的性質可能會由於吸濕性而改變。因此，在本發明該較佳實施例的薄膜型感光傳送材料中，樹脂保護層可具有等於或小於5000%且如下列方程式1表示的黏著力變化。
方程式1
其中，第一黏著力被定義為將基膜移除後短暫層疊於樹脂保護層上的PET膜片，自距離PET膜片剝離起點5cm的位置遠離至8cm的位置時，每單位面積需要的力；而第二黏著力被定義為將層疊於樹脂保護層上的PET膜片，自距離PET膜片剝離起點5cm的位置遠離至8cm的位置時，每單位面積需要的力，其中，該樹脂保護層是藉由移除其上之基膜，並使樹脂保護層在溫度25℃及濕度50%的條件下靜置10天所製得。
據此，樹脂保護層可為聚乙烯醇基樹脂層。該聚乙烯醇基樹脂層為一種包含有至少10重量百分比(wt%)之聚乙烯醇樹脂的樹脂層。
當樹脂保護層為聚乙烯醇基樹脂層時，其應用性隨基膜的形式而變。因此，可進一步包含潤濕劑(wetting agent)。
在基膜及稍後會描述之覆蓋膜的選擇上，存有控制剝離性的要求。在此情況下，可使用一種用以控制剝離性的添加劑，例如潤濕劑(wetting agent)、均染劑(leveling agent)、消泡劑、黏著劑及膠合劑。
添加劑並沒有特定限制，只要是可將覆蓋膜與感光樹脂層之間黏著力調整為小於基膜與樹脂保護層之間黏著力的任何一種添加劑皆可使用。
樹脂保護層的形成過程並沒有特定限制，且包括將用以形成樹脂保護層的組成物溶解於有機溶劑或水中，較佳為溶解於水中藉以形成組成物溶液、塗布該組成物溶液於基膜上、以及之後將其乾燥。
曝光製程是在形成有樹脂保護層的狀態下進行，因此，為提高解析度，較佳為樹脂保護層為更薄者。樹脂保護層的厚度可設定為0.001至10μm。
<感光樹脂層>
感光樹脂層用之組成物包括有黏結劑聚合物、光聚合性單體、光起始劑及其他添加劑，且可根據印刷電路板的性質與種類而變化。
形成設置為與上方樹脂保護層接觸之感光樹脂層的過程並沒有特定限制，包括有將感光樹脂層塗布於覆蓋膜上然後將其黏附至形成於基膜上的樹脂保護層上。
感光樹脂層的厚度依據印刷電路板的形式，可設定為10至100μm。
<覆蓋膜>
覆蓋膜必須具有足夠的剝離性，使其在薄膜型傳送材料應用中的後處理過程能夠輕易地分離，並能防止銷售與儲存過程中自行分離。
感光樹脂層係塗布於覆蓋膜上，然後層疊至形成於基膜上的樹脂保護層上，從而製造出薄膜型感光傳送材料。如此，就感光樹脂層應用性的觀點而論，覆蓋膜可為聚酯膜片。考慮到剝離性，較適用者為具有剝離層的聚酯膜片。形成剝離層過程的一種範例包括塗覆或印刷聚矽氧烷，但並不受限於此。剝離層的形成過程與組成並無特定限制，只要能使覆蓋膜與感光樹脂層之間的黏著力小於基膜與樹脂保護層之間的黏著力，且感光樹脂層的表面性質未退化者即可。
在基膜上形成有樹脂保護層的情況下，遂進行將感光樹脂層設置於樹脂保護層上並層疊覆蓋膜的步驟。可使用厚度15至25μm的聚烯烴膜片作為覆蓋膜。
【範例】
茲舉下列各範例以更加瞭解本發明，惟該等範例僅用於闡明本發明，而不得解釋為限制本發明之範圍。
<範例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，於甲基乙基酮溶劑、1%AIBN聚合反應起始劑、反應溫度80℃、反應時間4小時及3%AIBN後起始劑的條件下聚合，從而製得一種丙烯酸聚合物(重量平均分子量70,000，固體含量50%)。
(b)以甲基乙基酮將丙烯酸聚合物稀釋為200cps，從而獲得一種樹脂保護層用之組成物，其後使用塗覆棒將依此所獲得之組成物塗布於20μm厚的基膜(OPP)上，然後在80℃的對流烘箱中乾燥10分鐘，以形成2μm厚的樹脂保護層。
(c)以用於UH-9200系列(Kolon公司供售)的成分與用量來形成感光樹脂組成物。具體而言，光起始劑係溶解於甲基乙基酮與甲醇溶劑中，並與光聚合性低聚物及黏結劑聚合物混合，然後使用機械攪拌器(Mechanical Stirrer)攪拌1小時，從而製得一種感光樹脂組成物。
(d)使用塗覆棒將感光樹脂組成物塗布於20μm厚的覆蓋膜(OPP)上，然後在80℃的對流烘箱中乾燥6分鐘，以形成15μm厚的感光樹脂層。
(e)完成乾燥過程後，在50℃的溫度及4kgf/cm2 的壓力下，以互相接觸的方式將(d)的感光樹脂層層疊於(b)的樹脂保護層上，以完成如第一圖所示、厚度為57μm的薄膜型感光傳送材料。
<範例2>
除使用以二次蒸餾水稀釋為200cps之聚乙二醇(重量平均分子量20,000，Sigma-Aldrich供售)作為一種樹脂保護層用的組成物外，其餘均以如範例1的相同方式來製得一種厚度57μm的薄膜型感光傳送材料。
<範例3>
除樹脂保護層用之組成物的塗布厚度為0.5μm外，其餘均以如範例1的相同方式來製得一種厚度55.5μm的薄膜型感光傳送材料。
<範例4>
除使用具有聚矽氧烷剝離層(厚度19μm，CY201-19μm，Kolon公司供售)之聚乙烯對苯二甲酸酯膜片替代OPP作為覆蓋膜外，其餘均以如範例1的相同方式來製得一種厚度56μm的薄膜型感光傳送材料。
<比較範例1>
以用於UH-9200系列(Kolon公司供售)的成分與用量來製備感光樹脂組成物，使用塗覆棒將其塗布於19μm厚的PET膜片(FDFR，Kolon公司供售)上，然後在80℃的對流烘箱中乾燥6分鐘，以形成15μm厚的感光樹脂層。其後，在25℃的溫度及4kgf/cm2 的壓力下將乾燥的膜片層疊於聚酯膜片(23μm)上，以製得一種厚度57μm的薄膜型感光傳送材料。
由以上範例與比較範例所製得之薄膜型感光傳送材料的剝離性、黏著力與黏著力變化係透過以下程序予以量測。測量結果顯示於下表1。
(1)剝離性
<覆蓋膜>
使用萬能試驗機(UTM，4303系列，Instron公司供售)測量將寬度3cm且長度20cm之薄膜型感光傳送材料樣本的覆蓋膜，自距離覆蓋膜剝離起點5cm的位置遠離至8cm的位置時，每單位面積需要的力。
<基膜>
將寬度3cm且長度20cm之薄膜型感光傳送材料樣本的覆蓋膜移除，然後將傳送材料樣本以每分鐘2公尺(2m/min)的速率在110℃及壓力4kgf/cm2 的條件下層疊於銅箔基板上。其後，使用萬能試驗機(UTM，4303系列，Instron公司供售)測量將基膜自距離基膜剝離起點5cm的位置遠離至8cm的位置時，每單位面積需要的力。
(2)黏著力
將寬度3cm且長度20cm之薄膜型感光傳送材料樣本的覆蓋膜移除，傳送材料樣本以每分鐘2公尺(2m/min)的速率在110℃及壓力4kgf/cm2 的條件下層疊於銅箔基板上，然後移除基膜。接著，以每分鐘2公尺(2m/min)的速率在110℃及壓力4kgf/cm2 的條件下，將寬度4cm、長度25cm及厚度19μm的PET膜片(FDFR，Kolon公司供售)層疊於因移除基膜而暴露在外的層狀結構上，然後使用萬能試驗機(UTM，4303系列，Instron公司供售)測量將PET膜片自距離PET膜片剝離起點5cm的位置遠離至8cm的位置時，每單位面積需要的力。
如此，PET膜片係在如傳統曝光製程中黏附光罩的相同條件下層疊。依此所測得之黏著力係對應於在各範例中樹脂保護層與PET膜片問的黏著力，以及在比較範例1中感光樹脂層與PET膜片間的黏著力。
(3)樹脂保護層的黏著力變化
範例1至4之薄膜型感光傳送材料的第一黏著力與第二黏著力係以如下方式測定，且黏著力變化是由下列所示之方程式1計算得來。
方程式1
將寬度3cm且長度20cm之薄膜型感光傳送材料樣本的覆蓋膜移除，傳送材料樣本以每分鐘2公尺(2m/min)的速率在110℃及壓力4kgf/cm2 的條件下層疊於銅箔基板上，然後移除基膜。在移除基膜後緊接著以每分鐘2公尺(2m/min)的速率在110℃及壓力4kgf/cm2 的條件下，將寬度4cm、長度25cm及厚度19μm的PET膜片(FDFR，Kolon公司供售)層疊於因移除基膜而暴露在外的層狀結構上，然後使用萬能試驗機(UTM，4303系列，Instron公司供售)測量將PET膜片自距離PET膜片剝離起點5cm的位置遠離至8cm的位置時，每單位面積需要的力。依此所測得的黏著力定義為第一黏著力。
並且，以同樣的方式，移除傳送材料樣本的基膜，再將傳送材料樣本靜置於溫度25℃及濕度50%的條件下240小時，經由如上述的程序將一額外的PET膜片層疊於傳送材料樣本的樹脂保護層上，然後使用萬能試驗機(UTM，4303系列，Instron公司供售)測量將PET膜片自距離PET膜片剝離起點5cm的位置遠離至8cm的位置時，每單位面積需要的力。依此所測得的黏著力定義為第二黏著力。
由以上結果可清楚得知，感光樹脂層與覆蓋膜之間的黏著力以及樹脂保護層與基膜之間的黏著力都在不會降低可加工性的範圍內。該等範例的黏著力遠低於比較範例的黏著力。從而，該等範例之樹脂保護層與傳統用於曝光製程中的光罩材料之間的黏著力非常低，因此本發明的傳送材料在曝光製程中可被輕易地處理。
此外，透過下列步驟將上述範例與比較範例的薄膜型感光傳送材料應用於印刷電路板，並測量其特性。
以刷子預處理銅箔基板(CCL)的表面，以形成具有適當粗糙度之新的銅表面，之後以5%的硫酸溶液對銅箔基板進行酸處理，再以水清洗、乾燥，然後將其裝載入Hakuto Mach 610i的貼合機中。範例與比較範例之薄膜型感光傳送材料係以每分鐘2公尺(2m/min)的速率在110℃及壓力4kgf/cm2 的條件下層疊於銅箔基板上。在此不進行預熱。其後使用紫外光光源(OB-7120，5KW平行光，Perkin Elmer公司供售)進行曝光製程。完成曝光製程後，將印刷電路板通過顯影機使其顯影。
在形成有樹脂保護層的範例1至4中，基膜在曝光製程前就已經被剝除。在未形成有樹脂保護層的比較範例1中，基膜在顯影製程前的曝光製程之後被剝除。
(4)靈敏度與曝光劑量
將Stouffer 21階能量表置放於範例1至4的樹脂保護層與比較範例1的基膜上，其後使用光幅照度儀(UV-351，ORC公司供售)測量為獲得5階、6階及7階靈敏度時的曝光劑量。結果顯示於下表2中。如此，藉由顯影製程後殘留在基板上之光阻的最高階數來評估靈敏度。
(5)顯影時間
透過顯影機以顯影劑完全洗去印刷電路板曾經層疊於銅箔基板上之層疊部分所需的時間，被判定為最短顯影時間。而實際的顯影時間係藉由將最短顯影時間加倍來估算。當存在有樹脂保護層時，係將樹脂保護層顯影所需時間加上最短顯影時間以計算出其實際的顯影時間。
(6)電路特性：解析度、細線黏著力、1/1(線/空間)解析度
使用Kolon測試佈線圖(Kolon Test Artwork)測量解析度、細線黏著力與1/1(線/空間)(Line/Space)解析度，以評估其電路特性。
藉由測量將基板未暴露部分顯影所得之電路圖案的最小間隔來判定解析度。當依此所測得之間隔較小時，解析度評估為優異。用於解析度測量的光罩係形成有0.5μm至4~20μm間隔的圖案。理想的解析度是使用具有400μm間隔之圖案的光罩來判定。更且，藉由測量將基板暴露部分顯影所得且未腐蝕之線性電路圖案的最小間隔來判定細線黏著力。當依此所測得之間隔較小時，細線黏著力評估為優異。用於細線黏著力測量的光罩係形成有0.5μm至4-20μm間隔的圖案。理想的細線黏著力是使用具有400μm間隔之圖案的光罩來判定。除此之外，在二相鄰電路線之間的間隔設定為1比1的條件下，藉由測量乾淨顯影所得之最小間隔來判定1/1解析度。
(7)表面分析
應用範例1與比較範例1之薄膜型感光傳送材料的印刷電路板係如上述般的曝光與顯影，之後使用電子顯微鏡觀察其表面。結果顯示於第四圖與第五圖。
由以上結果可清楚得知，在範例與比較範例之間，為了實現相同階數所需的曝光劑量有些微差異。如電路特性的測量結果所示，範例所展現出包括解析度等的特性都較為優異。
就包含有本發明之樹脂保護層的薄膜型感光傳送材料而言，每1μm厚之樹脂保護層的顯影時間約為0.5至3秒。
透過第四圖與第五圖之電子顯微鏡影像的表面觀察結果可明顯得知，第四圖顯示範例1之薄膜型感光傳送材料應用於印刷電路板的表面影像，縱使其放大倍率較第五圖之使用比較範例1之傳送材料所得影像高，其邊緣與表面的粗糙度看起來都較小。因此，當應用本發明之薄膜型感光傳送材料時，曝光製程的處理變得較容易且解析度也可提昇。
<範例5>
(a)將20克的PVA205(日本Kuraray公司供售)加入100克的蒸餾水中，然後於80℃下攪拌6小時使其完全溶解，從而獲得樹脂保護層用之組成物。
(b)之後使用塗覆棒將依此所得之組成物塗布於19μm厚的基膜(具有聚矽氧烷剝離層的聚乙烯對苯二甲酸酯膜，CY201-19μm，Kolon公司供售)上，然後在80℃的對流烘箱中乾燥10分鐘，以形成2μm厚的樹脂保護層。
(c)以用於UH-9200系列(Kolon公司供售)的成分與用量來製備感光樹脂組成物。具體而言，光起始劑係溶解於甲基乙基酮與甲醇溶劑中，並與光聚合性低聚物及黏結劑聚合物混合，然後使用機械攪拌器(Mechanical Stirrer)攪拌1小時，從而製得一種感光樹脂組成物。
(d)使用塗覆棒將感光樹脂組成物塗布於19μm厚的覆蓋膜(具有聚矽氧烷剝離層的聚乙烯對苯二甲酸酯膜，CY201-19μm，Kolon公司供售)上，然後在80℃的對流烘箱中乾燥6分鐘，以形成15μm厚的感光樹脂層。
(e)完成乾燥過程後，在50℃的溫度及4kgf/cm2 的壓力下，以互相接觸的方式將(d)的感光樹脂層層疊於(b)的樹脂保護層上，以完成如第一圖所示之厚度為55μm的薄膜型感光傳送材料。
<範例6>
(a)將20克的PVA205(日本Kuraray公司供售)及0.5克的BYK-349(潤濕劑，BYK chemie公司供售)加入100克的蒸餾水中，然後於80℃下攪拌6小時使其完全溶解，從而獲得樹脂保護層用之組成物。
(b)之後使用塗覆棒將依此所得之組成物塗布於19μm厚的基膜(聚乙烯對苯二甲酸酯膜，FDFR-19，Kolon公司供售)上，然後在80℃的對流烘箱中乾燥10分鐘，以形成2μm厚的樹脂保護層。
(c)以用於UH-9200系列(Kolon公司供售)的成分與用量來製備感光樹脂組成物。具體而言，光起始劑係溶解於甲基乙基酮與甲醇溶劑中，並與光聚合性低聚物及黏結劑聚合物混合，然後使用機械攪拌器(Mechanical Stirrer)攪拌1小時，從而製得一種感光樹脂組成物。
(d)使用塗覆棒將感光樹脂組成物塗布於19μm厚的覆蓋膜(具有聚矽氧烷剝離層的聚乙烯對苯二甲酸酯膜，CY201-19μm，Kolon公司供售)上，然後在80℃的對流烘箱中乾燥6分鐘，以形成15μm厚的感光樹脂層。
(e)完成乾燥過程後，在50℃的溫度及4kgf/cm2 的壓力下，以互相接觸的方式將(d)的感光樹脂層層疊於(b)的樹脂保護層上，以完成如第一圖所示之厚度為55μm的薄膜型感光傳送材料。
<範例7>
(a)將20克的PVA205(日本Kuraray公司供售)加入100克的蒸餾水中，然後於80℃下攪拌6小時使其完全溶解，從而獲得樹脂保護層用之組成物。
(b)之後使用塗覆棒將此組成物塗布於19μm厚的基膜(具有聚矽氧烷剝離層的聚乙烯對苯二甲酸酯膜，CY201-19μm，Kolon公司供售)上且於80℃的對流烘箱中乾燥10分鐘，以形成10μm厚的樹脂保護層。
(c)以用於UH-9200系列(Kolon公司供售)的成分與用量來製備感光樹脂組成物。具體而言，光起始劑係溶解於甲基乙基酮與甲醇溶劑中，並與光聚合性低聚物及黏結劑聚合物混合，然後使用機械攪拌器(Mechanical Stirrer)攪拌1小時，從而製得一種感光樹脂組成物。
(d)使用塗覆棒將感光樹脂組成物塗布於19μm厚的覆蓋膜(具有聚矽氧烷剝離層的聚乙烯對苯二甲酸酯膜，CY201-19μm，Kolon公司供售)上，然後在80℃的對流烘箱中乾燥6分鐘，以形成15μm厚的感光樹脂層。
(e)完成乾燥過程後，在50℃的溫度及4kgf/cm2 的壓力下，以互相接觸的方式將(d)的感光樹脂層層疊於(b)的樹脂保護層上，以完成如第一圖所示之厚度為63μm的薄膜型感光傳送材料。
範例5至7之薄膜型感光傳送材料的剝離性、黏著力、於甲基乙基酮內的溶解度與黏著力變化係透過以下程序予以量測。測量結果顯示於下表3。
(1)剝離性
<覆蓋膜>
使用萬能試驗機(UTM，4303系列，Instron公司供售)測量將寬度3cm且長度20cm之薄膜型感光傳送材料樣本的覆蓋膜，自距離覆蓋膜剝離起點5cm的位置遠離至8cm的位置時，每單位面積需要的力。
<基膜>
將寬度3cm且長度20cm之薄膜型感光傳送材料樣本的覆蓋膜移除，然後將傳送材料樣本以每分鐘2公尺(2m/min)的速率在110℃及壓力4kgf/cm2 的條件下層疊於銅箔基板上。其後，使用萬能試驗機(UTM，4303系列，Instron公司供售)測量將基膜自距離基膜剝離起點5cm的位置遠離至8cm的位置時，每單位面積需要的力。
(2)黏著力
將寬度3cm且長度20cm之薄膜型感光傳送材料樣本的覆蓋膜移除，傳送材料樣本以每分鐘2公尺(2m/min)的速率在110℃及壓力4kgf/cm2 的條件下層疊於銅箔基板上，然後移除基膜。接著，以每分鐘2公尺(2m/min)的速率在110℃及壓力4kgf/cm2 的條件下，將寬度4cm、長度25cm及厚度19μm的PET膜片(FDFR，Kolon公司供售)層疊於因移除基膜而暴露在外的層狀結構上，然後使用萬能試驗機(UTM，4303系列，Instron公司供售)測量將PET膜片自距離PET膜片剝離起點5cm的位置遠離至8cm的位置時，每單位面積需要的力。
如此，PET膜片係在如傳統曝光製程中黏附光罩的相同條件下層疊。依此所測得之黏著力係對應於樹脂保護層與PET膜片間的黏著力。
(3)樹脂保護層的黏著力變化
範例5至7之薄膜型感光傳送材料的第一黏著力與第二黏著力係以如下方式測定，且黏著力變化是由下列所示之方程式1計算得來。
方程式1
將寬度3cm且長度20cm之薄膜型感光傳送材料樣本的覆蓋膜移除，傳送材料樣本以每分鐘2公尺(2m/min)的速率在110℃及壓力4kgf/cm2 的條件下層疊於銅箔基板上，然後移除基膜。在移除基膜後緊接著以每分鐘2公尺(2m/min)的速率在110℃及壓力4kgf/cm2 的條件下，將寬度4cm、長度25cm及厚度19μm的PET膜片(FDFR，Kolon公司供售)層疊於因移除基膜而暴露在外的層狀結構上，然後使用萬能試驗機(UTM，4303系列，Instron公司供售)測量將PET膜片自距離PET膜片剝離起點5cm的位置遠離至8cm的位置時，每單位面積需要的力。依此所測得的黏著力定義為第一黏著力。
並且，以同樣的方式，移除傳送材料樣本的基膜，再將傳送材料樣本靜置於溫度25℃及濕度50%的條件下240小時，經由如上述的程序將一額外的PET膜片層疊於傳送材料樣本的樹脂保護層上，然後使用萬能試驗機(UTM，4303系列，Instron公司供售)測量將PET膜片自距離PET膜片剝離起點5cm的位置遠離至8cm的位置時，每單位面積需要的力。依此所測得的黏著力定義為第二黏著力。
(4)樹脂保護層於甲基乙基酮內的溶解度
藉由將50克的樹脂保護層加入100克的甲基乙基酮內，在25℃下攪拌1小時然後以濾紙過濾，最後量測殘留在濾紙上之樹脂保護層的重量來判斷樹脂保護層於甲基乙基酮內的溶解度。溶解度被定義為樹脂保護層重量的減少量。
由以上結果可清楚得知，感光樹脂層與覆蓋膜之間的黏著力以及樹脂保護層與基膜之間的黏著力都在不會降低可加工性的範圍內。樹脂保護層與作為光罩用之PET膜片間的黏著力低。藉此，該等範例之樹脂保護層與傳統用於曝光製程中的光罩材料之間的黏著力非常低，因此本發明的傳送材料在曝光製程中可被輕易地處理。
更且，樹脂保護層在甲基乙基酮內的溶解度等於或小於5克。為防止薄膜型感光傳送材料在長時間儲存與銷售過程中感光樹脂層與樹脂保護層之間的成分擴散(diffusion)，較佳宜使用聚乙烯醇樹脂層作為樹脂保護層。
除此之外，樹脂保護層的黏著力變化等於或小於5000%。即使在使用薄膜型感光傳送材料於後處理過程中移除基膜一段預定的時間，仍可防止樹脂保護層由於吸濕而黏附於光罩上的問題。
此外，透過下列步驟將上述範例與比較範例的薄膜型感光傳送材料應用於印刷電路板，並測量其特性。
以刷子預處理銅箔基板(CCL)的表面，以形成具有適當粗糙度之新的銅表面，之後以5%的硫酸溶液對銅箔基板進行酸處理，再以水清洗、乾燥，然後將其裝載入Hakuto Mach 610i的貼合機中。範例與比較範例之薄膜型感光傳送材料係以每分鐘2公尺(2m/min)的速率在110℃及壓力4kgf/cm2 的條件下層疊於銅箔基板上。在此不進行預熱。其後使用紫外光光源(OB-7120，5KW平行光，Perkin Elmer公司供售)進行曝光製程。完成曝光製程後，將印刷電路板通過顯影機使其顯影。
如此，基膜在曝光製程前被剝除。
(5)靈敏度與曝光劑量
將Stouffer 21階能量表置放於樹脂保護層上，其後使用光幅照度儀(UV-351，ORC公司供售)測量為獲得5階、6階及7階靈敏度時的曝光劑量。結果顯示於表4中。如此，藉由顯影製程後殘留在基板上之光阻的最高階數來評估靈敏度。
(6)顯影時間
透過顯影機以顯影劑完全洗去印刷電路板曾經層疊於銅箔基板上之層疊部分所需的時間，被判定為最短顯影時間。而實際的顯影時間係藉由將最短顯影時間加倍來估算。當存在有樹脂保護層時，係將樹脂保護層顯影所需時間加上最短顯影時間以計算出其實際的顯影時間。
(7)電路特性：解析度、細線黏著力、1/1(線/空間)解析度
使用Kolon測試佈線圖(Kolon Test Artwork)測量解析度、細線黏著力與1/1(線/空間)(Line/Space)解析度，以評估其電路特性。
藉由測量將基板未暴露部分顯影所得之電路圖案的最小間隔來判定解析度。當依此所測得之間隔較小時，解析度評估為優異。用於解析度測量的光罩係形成有0.5μm至4~20μm間隔的圖案。理想的解析度是使用具有400μm間隔之圖案的光罩來判定。更且，藉由測量將基板暴露部分顯影所得且未腐蝕之線性電路圖案的最小間隔來判定細線黏著力。當依此所測得之間隔較小時，細線黏著力評估為優異。用於細線黏著力測量的光罩係形成有0.5μm至4~20μm間隔的圖案。理想的細線黏著力是使用具有400μm間隔之圖案的光罩來判定。除此之外，在二相鄰電路線之間的間隔設定為1比1的條件下，藉由測量乾淨顯影所得之最小間隔來判定1/1解析度。
(8)表面分析
應用範例5至7之薄膜型感光傳送材料的印刷電路板係如上述般的曝光與顯影，之後使用電子顯微鏡觀察其表面。結果顯示於第六圖至第八圖。
由以上結果可清楚得知，在範例與比較範例之間，為了實現相同階數所需的曝光劑量有些微差異。如電路特性的測量結果所示，範例所展現出包括解析度等的特性都較為優異。
就包含有本發明之樹脂保護層的薄膜型感光傳送材料而言，每1μm厚之樹脂保護層的顯影時間約為0.5至3秒。
透過第六圖至第八圖之電子顯微鏡影像的表面觀察結果可明顯得知，第六圖至第八圖顯示包含有範例5至7之薄膜型感光傳送材料的印刷電路板的表面影像，縱使其放大倍率較第五圖之使用比較範例1之傳送材料所得影像高，其邊緣與表面的粗糙度看起來都較小。因此，當應用本發明之薄膜型感光傳送材料時，曝光製程的處理變得較容易且解析度也可提昇。
10．．．覆蓋膜
20．．．感光樹脂層
30．．．樹脂保護層
40．．．基膜
50．．．軟性銅箔基板
60．．．光罩
第一圖為依據本發明一較佳實施例所為之薄膜型感光傳送材料層狀結構的剖視圖；
第二圖為在曝光製程中，包含有本發明之薄膜型感光傳送材料的顯示器基板的剖視圖；
第三圖為在曝光製程中，包含有習知具有三層結構之薄膜型感光傳送材料的顯示器基板的剖視圖；
第四圖為本發明範例所製得之印刷電路板在顯影製程後，其表面放大800倍的電子顯微鏡影像；
第五圖為本發明比較範例所製得之印刷電路板在顯影製程後，其表面放大600倍的電子顯微鏡影像；以及
第六圖至第八圖分別為本發明範例5至7所製得之印刷電路板在顯影製程後，其表面的電子顯微鏡影像(分別為放大1500倍、2000倍及2500倍)。
10．．．覆蓋膜
20．．．感光樹脂層
30．．．樹脂保護層
40．．．基膜
50．．．軟性銅箔基板
60．．．光罩

Claims (11)

  1. 一種薄膜型感光傳送材料，包含有依序堆疊之一基膜、一樹脂保護層、一感光樹脂層以及一覆蓋膜，該樹脂保護層為鹼性顯影聚合物層；其中，該樹脂保護層的黏著力等於或小於0.005 kgf/cm2 ，該黏著力被定義為將一額外層疊於因移除該基膜而暴露在外之該樹脂保護層上的一聚乙烯對苯二甲酸酯膜片，自距離該聚乙烯對苯二甲酸酯膜片剝離起點5 cm的位置遠離至8 cm的位置時，每單位面積需要的力。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之傳送材料，其中該樹脂保護層在25℃時於甲基乙基酮內的溶解度等於或小於5克，其中該溶解度之定義為：將50克的樹脂保護層加入100克的甲基乙基酮內，在25℃下攪拌1小時並以濾紙過濾，且量測殘留在濾紙上之樹脂保護層的重量，而得到的樹脂保護層的重量減少量。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之傳送材料，其中該樹脂保護層係由包含有重量平均分子量為5,000至300,000之水溶性聚合物的塗布溶液所形成。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之傳送材料，其中該覆蓋膜與該感光樹脂層之間的黏著力小於該基膜與該樹脂保護層之間的黏著力。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之傳送材料，其中該樹脂保護層的厚度為0.001至10 μm。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之傳送材料，其中該樹 脂保護層具有等於或小於5000%且如下列方程式1表示的黏著力變化： 其中，該第一黏著力被定義為將該基膜移除後，將短暫層疊於該樹脂保護層上之一額外聚乙烯對苯二甲酸酯膜片，自距離該聚乙烯對苯二甲酸酯膜片剝離起點5 cm的位置遠離至8 cm的位置時，每單位面積需要的力；而該第二黏著力被定義為將一額外層疊於該樹脂保護層上之一聚乙烯對苯二甲酸酯膜片，自距離該聚乙烯對苯二甲酸酯膜片剝離起點5 cm的位置遠離至8 cm的位置時，每單位面積需要的力，其中該樹脂保護層是在移除其上之該基膜後，並將該樹脂保護層靜置於溫度25℃及濕度50%的條件下240小時所製得。
  7. 如申請專利範圍第1項或第6項所述之傳送材料，其中該樹脂保護層為聚乙烯醇基樹脂層。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之傳送材料，其中該樹脂保護層包含有至少一種添加劑，係選自潤濕劑(wetting agent)、均染劑(leveling agent)、消泡劑、黏著劑及膠合劑。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之傳送材料，其中該覆蓋膜為具有剝離層或不具有剝離層之一聚酯膜片。
  10. 如申請專利範圍第1項或第9項所述之傳送材料，其中該基膜為具有剝離層或不具有剝離層之一聚酯膜 片。
  11. 一種顯示器基板，其具有使用申請專利範圍第1項所述之薄膜型感光傳送材料所形成之圖案者。
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