TWI445618B - 金屬化聚醯亞胺膜及使用它之撓性配線板 - Google Patents

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Description

金屬化聚醯亞胺膜及使用它之撓性配線板
本發明涉及金屬化聚醯亞胺膜和使用它的撓性配線板,更詳細地說,本發明涉及下述金屬化聚醯亞胺膜和使用它的撓性配線板,該金屬化聚醯亞胺膜能獲得OLB(外引線接合)步驟時的延伸率為現有產品降低50%的撓性配線板。
形成電子電路、並安裝這些電子構件的基板包括硬板狀的“引線配線板”以及膜狀並具有柔軟性、能自由彎曲的“撓性配線板”(以下,有時也稱為FPC)。其中,FPC由於活用其柔軟性,能在LCD驅動器(driver)用配線板、硬碟驅動器(HDD)、數位化視頻光碟(DVD)模組、行動電話的鉸鏈(hinge)部分那樣要求彎曲性的部分中使用,因此其需求在逐漸增加。
可是,該撓性配線板使用在聚醯亞胺膜的表面設置了金屬層的基材,經由減除法或半添加法對該金屬層進行加工而獲得配線。順便對經由減除法獲得撓性配線板的情況進行說明,首先,在基材的金屬層表面上設置光阻層,在該光阻層上設置具有規定配線圖案的光罩,由其上照射紫外線進行曝光、顯影,獲得用於蝕刻金屬層的蝕刻光罩,然後,蝕刻除去暴露出的金屬部分,接著除去殘留的光阻層,水洗,如果需要,在配線的導線端子部分等上進行特定的鍍敷。
在經由半添加法獲得的情況下,在基材的金屬表面設置光阻層,在該光阻層上設置具有規定配線圖案的光罩,由其上照射紫外線進行曝光、顯影,獲得用於在金屬層表面電解沈積銅的鍍敷用光罩,將開口部分露出的金屬層作為陰極進行電鍍,形成配線部分,然後除去光阻層,進行軟蝕刻,除去配線部分以外的上述基材表面的金屬層,從而完成配線部分,水洗,如果需要,在配線的導線端子部分等上進行特定的鍍敷而獲得。
現在,液晶顯示器(以下,有時也稱為LCD)、行動電話、數位照相機和各種電器均要求輕薄、小型、輕質量化、低成本化,在其中安裝的電子構件當然也進行著小型化的潮流。結果,要求使用的撓性配線板的配線間距為25μm以下。
為了滿足該要求,需要獲得配線間距為25μm的撓性配線板,在經由減除法獲得配線的情況下,由於沒有配線製造時的側蝕刻產生的影響,因此為了獲得截面矩形形狀良好的配線,在基材上設置的上述金屬層的厚度必須為20μm以下。此外,在經由半添加法獲得電路時,上述金屬層的厚度必須為數μm。
作為獲得該基材的方法,推薦在絕緣性樹脂膜表面上,經由乾式鍍敷法獲得金屬薄膜,在其上經由乾式鍍敷法獲得銅薄膜,在其上經由濕式鍍敷法設置銅膜,從而獲得金屬層的方法。這是由於該基材經由鍍敷法獲得全部的構成膜,因此能任意控製金屬層的厚度。
此外,在配線精細間距化的同時,還要求提高金屬層與絕緣性膜的附著性。這是由於在撓性配線板中安裝半導體元件時,半導體元件表面的電極與配線內導線部分進行導線接合(wire bonding),但為了縮短此時的單件工時(tact time),需要在高溫下施加壓力進行引線接合。
在LCD中,由於配線的精細間距化,因此在LCD的玻璃基板與COF(覆晶膜)的連接中的OLB(外引線接合)(Outer lead bonding)步驟時,需要使用ACF(各向異性導電膜)接合。ACF是在熱固性樹脂中混入金屬微粒的膜,在進行OLB的部位中,經由LCD的玻璃基板和COF的置入進行加熱和加壓,由此,ACF內的金屬微粒重疊接觸,僅在加壓方向上能確保導電性,另一方面,在玻璃基板上的配線間和COF上的配線間能確保AFC的絕緣性。
在該OLB(外引線接合)步驟時,AFC在150℃~200℃的範圍內加熱,在1MPa以上的壓力下加壓。因此,在該條件下,如果COF的尺寸發生變化,則無法確保規定的導電性、絕緣性,因此COF的尺寸穩定性非常重要。
此外,改善聚醯亞胺膜與該表面上設置的金屬層的附著強度是開發該基材以來沒有停止的研究課題,已經進行了大量的試驗。
因此,本申請人提出了使用包含均苯四酸二酐(PMDA)與4,4’-二胺基二苯醚(ODA)作為主成分,或含有由均苯四酸二酐(PMDA)與4,4’-二胺基二苯醚(ODA)構成的成分和由聯苯四甲酸二酐(BPDA)和4,4’-二胺基二苯醚(ODA)構成的成分作為主成分的聚醯亞胺膜,經由對該聚醯亞胺膜表面進行電漿處理、電暈放電或濕式處理進行改質,從而在該表面導入親水性官能基,使該改質層的厚度為200以下,在其上經由濺射法,採用至少選自鎳、鉻及其合金的金屬製備種層,在其上經由鍍敷法設置厚度8μm的銅層,從而製備2層鍍敷銅聚醯亞胺基板的方法(參見專利文獻1第1、2頁)。
經由該方法,所得基材的聚醯亞胺表面與金屬層的初期附著強度在150℃下,在大氣中設置168小時後,和在121℃、濕度95%、2個大氣壓下進行100小時的PCT測試後的附著強度均為400N/m以上這樣優異的值(參見專利文獻1第5頁)。
此外,提出了尺寸穩定性優異,適合用於精細間距電路用基板,尤其是在薄膜寬度方向上以窄間距配線的COF(覆晶膜)的聚醯亞胺膜和將其用作基材的覆銅疊層體(專利文獻2)。其中,記載了期望在二胺成分中使用特定量以上的4,4’-二胺基苯甲醯苯胺,從尺寸穩定性的觀點出發,規定聚醯亞胺膜的熱膨脹係數,使熱膨脹係數與金屬的熱膨脹係數一致。在使用金屬化聚醯亞胺膜的電路基板中,不僅要求尺寸穩定性,還要求附著強度。然而,在專利文獻2中,對於附著強度沒有記載,金屬化聚醯亞胺並不是可兼備尺寸穩定性和附著性的材料。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1日本特開2007-318177號公報(參見第1、2、5頁)
專利文獻2日本特開2009-67859號公報
鑒於上述現有技術的問題點,本發明的目的是提供一種能獲得在進行OLB步驟(外引線接合)時,延伸率現有產品降低50%的撓性配線板的金屬化聚醯亞胺膜和使用其的撓性配線板。
本發明人為了解決上述課題,進行了各種的研究,結果發現如果使用在膜厚為35μm~40μm時,熱膨脹係數在TD方向(寬度方向)為3ppm/℃~8ppm/℃,在MD方向(長度方向)為9ppm/℃~15 ppm/℃的特定金屬化聚醯亞胺膜,則能獲得初期黏附強度具有600N/m以上,在OLB步驟時,延伸率降低至現有產品的50%的電路基板,從而完成本發明。
即,根據本發明的第1發明,提供了一種金屬化聚醯亞胺膜,該金屬化聚醯亞胺膜是經由鍍敷法在聚醯亞胺膜的表面直接設置金屬膜而形成的,其特徵在於:該聚醯亞胺膜在膜厚為35μm~40μm時,吸水率為1質量%~3質量%,並且,熱膨脹係數在TD方向(寬度方向)為3ppm/℃~8ppm/℃,在MD方向(長度方向)為9ppm/℃~15ppm/℃。
此外,根據本發明的第2發明,提供了一種金屬化聚醯亞胺膜,其特徵在於,在上述第1發明中,上述聚醯亞胺膜的濕度膨脹係數在TD方向(寬度方向)為7ppm/%HR~13ppm/%HR,在MD方向(長度方向)為12ppm/%HR~15ppm/%HR。
此外,根據本發明的第3發明,提供了一種金屬化聚醯亞胺膜,其特徵在於,在上述第1或第2發明中,上述聚醯亞胺膜在聚醯亞胺分子中含有由聯苯四甲酸和二胺化合物形成的醯亞胺鍵,經由薄膜X射線衍射法測定(Cu Kα入射角=0.1°)其表面的TD方向(寬度方向)時,在2θ=12°~18°、2θ=26°~32°、2θ=42°~48°的各範圍內,具有半高寬為1.5°以下的峰。
此外,根據本發明的第4發明,提供了一種金屬化聚醯亞胺膜,其特徵在於,在上述第3發明中,上述金屬膜由選自鎳、鉻或鎳合金中的至少1種形成的底層金屬薄膜和設置在該底層金屬薄膜上的銅層構成。
此外,根據本發明的第5發明,提供了一種金屬化聚醯亞胺膜,其特徵在於,在上述第4發明中,上述銅層為銅薄膜。
此外,根據本發明的第6發明,提供了一種金屬化聚醯亞胺膜,其特徵在於,在上述第4發明中,在上述銅層中,在銅薄膜的表面上還積層有銅膜。
此外,根據本發明的第7發明,提供了一種金屬化聚醯亞胺膜,其特徵在於,在上述第5或第6發明中,上述金屬薄膜和銅薄膜經由乾式鍍敷法形成。
此外,根據本發明的第8發明,提供了一種金屬化聚醯亞胺膜,其特徵在於,在上述第6或第7發明中,上述銅膜經由濕式鍍敷法形成。
此外,根據本發明的第9發明,提供了一種金屬化聚醯亞胺膜,其特徵在於,在上述第1~第8發明的任一項中,上述金屬膜的厚度為20μm以下。
此外,根據本發明的第10發明,提供了一種撓性配線板,在該配線板中,在聚醯亞胺膜的表面上設置了金屬膜的配線圖案,其特徵在於:前述聚醯亞胺膜在聚醯亞胺分子中含有由聯苯四甲酸和二胺化合物形成的醯亞胺鍵,經由薄膜X射線衍射法測定(Cu Kα入射角=0.1°)其表面的TD方向時,在2θ=12°~18°、2θ=26°~32°、2θ=42°~48°的各範圍內,具有半高寬為1.5°以下的峰。
此外,根據本發明的第11發明,提供了一種撓性配線板,其特徵在於,在上述第10發明中,上述金屬膜由選自鎳、鉻或鎳合金中的至少1種形成的底層金屬薄膜和設置在該底層金屬薄膜上的銅層構成。
此外,根據本發明的第12發明,提供了一種撓性配線板,其特徵在於,在上述第10或第11發明中,上述金屬膜的厚度為20μm以下。
此外,根據本發明的第13發明,提供了一種撓性配線板,其特徵在於,在上述第10~第12任一項發明中,在蝕刻去除前述金屬膜層,露出配線加工後的薄膜表面時,經由薄膜X射線衍射法測定(Cu Kα入射角=0.1°)聚醯亞胺膜表面的TD方向,在2θ=12°~18°、2θ=26°~32°、2θ=42°~48°的各範圍內,具有半高寬為1.5°以下的峰。
此外,根據本發明的第14發明,提供了一種撓性配線板,其特徵在於,使用第1~第9任一項發明所記載的金屬化聚醯亞胺膜,經由減除法或半添加法加工而成。
本發明的金屬化聚醯亞胺膜由於在膜厚為35μm~40μm時,熱膨脹係數在TD方向(寬度方向)為3ppm/℃~8ppm/℃,在MD方向(長度方向)為9ppm/℃~15ppm/℃,較小,因此可在進行OLB(外引線接合)步驟時的延伸率降低至現有產品的50%以下,具有初期接合密度為600N/m以上這樣的特性,可以獲得具有精細間距的配線部分的撓性配線板。因此,經由使用該金屬化聚醯亞胺膜,即使是目前安裝操作中要求的高溫下的線鍵合作業,也能充分符合要求,本發明的工業價值非常高。
以下,使用附圖,對本發明的金屬化聚醯亞胺膜、撓性配線板和它們的製造方法進行詳細說明。
1.金屬化聚醯亞胺膜
本發明的金屬化聚醯亞胺膜是經由鍍敷法在聚醯亞胺膜的表面直接設置金屬膜的金屬化聚醯亞胺膜,上述聚醯亞胺膜的特徵在於,在膜厚為35μm~40μm時,吸水率為1質量%~3質量%,並且,熱膨脹係數在TD方向(寬度方向)為3ppm/℃~8ppm/℃,在MD方向(長度方向)為9ppm/℃~15ppm/℃。
此外,本發明的金屬化聚醯亞胺膜是在以下詳述的特定聚醯亞胺膜的表面直接,即不經由黏著劑形成金屬膜。金屬膜由底層金屬薄膜和在底層金屬薄膜表面設置的銅層構成。銅層由銅薄膜或由銅薄膜和銅膜構成。即,本發明的金屬化聚醯亞胺膜是不使用黏著劑就在聚醯亞胺膜1的表面設置金屬膜的積層體,金屬膜為底層金屬薄膜2和構成銅層的銅薄膜3和銅膜4的積層結構(參見第3圖)、或底層金屬薄膜2和構成銅層的銅薄膜3的積層結構(參見第4圖)。
2.聚醯亞胺膜
本發明中使用的聚醯亞胺膜在膜厚為35μm~40μm時,吸水率為1質量%~3質量%。
在聚醯亞胺膜的表面經由乾式鍍敷法形成底層金屬薄膜和銅薄膜,然後,經由濕式鍍敷法,尤其是電鍍法形成規定厚度銅膜的情況下,在銅膜內形成靜電應力形式的拉伸應力。該拉伸應力是金屬膜與聚醯亞胺層剝離的原因。
在經由濕式鍍敷法設置銅膜時,聚醯亞胺膜在鍍敷浴中浸漬。聚醯亞胺膜的吸水性良好,如果在鍍敷浴中浸漬,則會吸水發生膨脹。此外,由於在鍍敷結束後進行加熱乾燥,因此會收縮回復到鍍敷處理前的狀態。因此,只要由於聚醯亞胺膜吸水引起的膨脹速度適當,則能在適當膨脹的聚醯亞胺膜的表面完成銅膜,然後經由加熱乾燥,聚醯亞胺膜收縮,可以延長銅膜,從而減少在銅膜內以內部應力形式殘留的拉伸應力。
此外,在本發明中,除了由於聚醯亞胺膜吸水引起的膨脹速度以外,還必須考慮吸水率。在本發明中,使用吸水率為1~3質量%的聚醯亞胺膜,如果吸水率小於1質量%,則由吸水引起的聚醯亞胺膜的膨脹量較少,無法實現本發明的目的。如果吸水率超過3質量%,則由於聚醯亞胺膜的吸水引起的膨脹量過大,在加熱乾燥的情況下,在銅層內,作為內部應力會產生壓縮應力,有時無法獲得足夠的初期附著強度和PCT附著強度。
一此外,作為聚醯亞胺膜具有如上述吸水性的理由,可以考慮如下。
通常,已知聚醯亞胺膜由於其耐熱性和成型方法,容易發生結晶化。在結晶化的聚醯亞胺膜中,聚醯亞胺分子整齊排列,該分子與分子之間容易進出水分。即,在適當結晶化的聚醯亞胺中,使用膜厚為35μm~40μm的聚醯亞胺膜,可以使吸水率為1~3質量%。
為了確認聚醯亞胺膜是否結晶化,可以對聚醯亞胺膜表面進行薄膜X射線衍射法測定。在結晶化的情況下,其結晶化度並不一致,通常,多個峰可以在譜圖上確認。在本發明中,如果測定TD方向(寬度方向),則如第1圖中所示,較佳在2θ=12°~18°、2θ=26°~32°、2θ=42°~48°的各範圍內,具有半高寬為1.5°以下的峰。峰的數目只要在各自的範圍內有1個即可。這是由於只要是該程度的結晶化聚醯亞胺膜,就是本發明具有適當吸水率和膨脹係數的聚醯亞胺膜,結果,經由在金屬化聚醯亞胺膜上加工,從而能確保期望的附著強度和COF的尺寸穩定性。
此外,在本發明使用的聚醯亞胺膜中,如果在TD方向(寬度方向)進行薄膜X射線衍射法測定(Cu Kα入射角=0.1°),則較佳在2θ=11°以下的位置沒有半高寬為1.5°以下的峰。在目前的聚醯亞胺膜中,如果進行同樣的測定,則在2θ=11°以下的位置具有半高寬為1.5°以下的峰,在本發明的金屬化聚醯亞胺膜中使用的薄膜顯示出經由改良膜製膜步驟中的延伸技術,從而能實現低熱膨脹的特長。具體地說,使用與目前同樣的原料,經由改變原料的混合比例,並在製膜步驟中發現各向異性,從而能改良延伸技術,此外,經由使玻璃化轉變溫度也從現有產品的Tg:320°左右上升至Tg:350°左右,經由使TD方向(寬度方向)的熱膨脹係數控製在接近矽和玻璃的3ppm/℃~8ppm/℃,從而如果在TD方向(寬度方向)進行薄膜X射線衍射法測定(Cu Kα入射角=0.1°),則能獲得在2θ=11°以下的位置沒有半高寬為1.5°以下的峰的聚醯亞胺膜。
藉由採用該聚醯亞胺膜,由於能抑製由於接合步驟的加熱導致的電路與LSI,或電路與玻璃間相互位置的偏離或偏移,因此可以高精度的接合,促進生產率提高的可能性提高。這是由於如果對現有產品在TD方向(寬度方向)上進行薄膜X射線衍射法測定(Cu Kα入射角=0.1°),則由於在2θ=11°以下的位置具有半高寬為1.5°以下的峰,因此存在經由配向進行OLB接合步驟中延伸率的偏差較大這樣的問題。
聚醯亞胺膜能在表面直接設置金屬層,此時,金屬層與聚醯亞胺膜的熱膨脹係數差越大,線上鍵合時的高溫加熱導致寬度狹窄的配線部分與聚醯亞胺膜接合面上產生負荷,就越容易剝離。因此,為了回避這個問題,所用聚醯亞胺膜的熱膨脹係數在TD方向必須為3ppm/℃~8ppm/℃,在MD方向必須為9 ppm/℃~15 ppm/℃。經由在該範圍內,從而在聚醯亞胺膜表面直接設置金屬層的情況下,即使線上接合時的高溫加熱導致寬度狹窄的配線部分與聚醯亞胺膜鍵合面上產生負荷,也很難產生剝離。
此外,濕度膨脹係數在TD方向為7ppm/%HR~13ppm/%HR,在MD方向為12ppm/%HR~15ppm/%HR。這是由於只要是濕度膨脹係數在該範圍內的聚醯亞胺膜,就可以經由加工成金屬化聚醯亞胺膜,從而確保期望的附著強度和COF的尺寸穩定性。
作為本發明中使用的聚醯亞胺膜,只要具有上述特性,除此之外,就沒有特別的限定。如後所述,較佳使用以聯苯四甲酸為主成分的聚醯亞胺膜。以聯苯四甲酸為主成分的聚醯亞胺膜由於耐熱性、尺寸穩定性優異,因此是較佳的。
本發明中使用的聚醯亞胺膜的厚度沒有特別的限製,但考慮確保彎曲性和金屬膜成膜時的合格率為25~50μm,較佳為25~45μm。
此外,為了改善滑動性、熱傳導性等薄膜的各種特性,還可以使用添加填料的產品。在該情況下,較佳作為填料的物質例如二氧化矽、氧化鈦、氧化鋁、氮化矽、氮化硼、磷酸氫鈣、磷酸鈣、雲母等。
填料的粒徑根據需要改質的薄膜特性和添加的填料種類有所不同,沒有特別的限定,通常平均粒徑為0.05~100μm,較佳為0.1~75μm,更佳為0.1~50μm,特佳為0.1~25μm。如果粒徑低於該範圍,則難以表現出改質的效果,如果超出該範圍,則恐怕會較大地損害表面特性,大大降低機械特性。
此外,由於填料的添加量也由需要改質的膜特性和填料的粒徑等決定,因此沒有特別的限定。通常,相對於100重量份聚醯亞胺,填料的添加量為0.01~100重量份,較佳為0.01~90重量份,更佳為0.02~80重量份。如果填料添加量低於該範圍,則難以表現出由於填料獲得的改質效果,如果超過該範圍,則恐怕會大大損害薄膜的機械特性。
作為該聚醯亞胺膜的例子,可以列舉例如由東麗杜邦股份有限公司出售的KAPTON 150EN-A(註冊商標)。
2.聚醯亞胺膜的製造方法
本發明中使用的聚醯亞胺膜對其製造方法沒有限定,可以例示如下方法:首先製造作為前驅物的聚醯胺酸,然後轉換為聚醯亞胺,再進行膜化。
(1)作為前驅物的聚醯胺酸的製造
為了獲得聚醯胺酸,可以使用公知的方法和將它們組合的方法。作為代表性的聚合方法,可以列舉如下(a)~(e)的方法。即,
(a)在有機極性溶劑中溶解芳香族二胺,向其中添加等莫耳的芳香族四羧酸二酐進行聚合。
(b)在有機極性溶劑中,使芳香族四羧酸二酐和相對其莫耳量較少的芳香族二胺化合物反應,獲得在兩末端具有酸酐基團的預聚物。接著,添加芳香族二胺化合物進行聚合,最終使芳香族四羧酸二酐與芳香族二胺化合物基本上等莫耳。
(c)在有機極性溶劑中,使芳香族四羧酸二酐和相對其莫耳量較多的芳香族二胺化合物反應,獲得在兩末端具有胺基的預聚物。接著,添加芳香族四羧酸二酐化合物進行聚合,最終使芳香族四羧酸二酐與芳香族二胺化合物基本上等莫耳。
(d)在有機極性溶劑中溶解和/或分散芳香族四羧酸二酐後,添加基本上等莫耳的芳香族二胺化合物,進行聚合。
(e)在有機極性溶劑中,使基本上等莫耳的芳香族四羧酸二酐與芳香族二胺的混合物反應,進行聚合。
為了獲得聚醯胺酸,可以使用該(a)~(e)的任一種方法,也可以部分組合使用。經由任一方法獲得的聚醯胺酸均能用作本發明中所用聚醯亞胺膜的原料。
此外,作為上述酸二酐,包括均苯四酸二酐、2,3,6,7-萘四甲酸二酐、3,3’,4,4’-聯苯四甲酸二酐、1,2,5,6-萘四甲酸二酐、2,2’,3,3’-聯苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯酮四甲酸二酐、4,4’-氧代鄰苯二甲酸二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、3,4,9,10-二萘嵌苯四甲酸二酐、雙(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、1,1-雙(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-雙(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、雙(2,3-二羧基苯基)甲烷二酐、雙(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、氧代二鄰苯二甲酸二酐、雙(3,4-二羧基苯基)碸二酐、對亞苯基雙(偏苯三酸單酯酸酐)、亞乙基雙(偏苯三酸單酯酸酐)、雙酚A雙(偏苯三酸單酯酸酐)和它們的類似物,這些物質較佳單獨使用或使用任意比例的混合物。
在這些酸二酐中,特佳使用均苯四酸二酐和/或3,3’,4,4’-聯苯四甲酸二酐和/或4,4’-氧代鄰苯二甲酸二酐,和/或3,3’,4,4’-聯苯四甲酸二酐,更佳使用含有3,3’,4,4’-聯苯四甲酸二酐的酸二酐的混合物。
作為上述芳香族二胺化合物,可以列舉4,4’-二胺基二苯基丙烷、4,4’-二胺基二苯基甲烷、聯苯胺、3,3’-二氯聯苯胺、3,3’-二甲基聯苯胺、2,2’-二甲基聯苯胺、3,3’-二甲氧基聯苯胺、2,2’-二甲氧基聯苯胺、4,4’-二胺基二苯基硫醚、3,3’-二胺基二苯基碸、4,4’-二胺基二苯基碸、4,4’-氧代二苯胺、3,3’-氧代二苯胺、3,4’-氧代二苯胺、1,5-二胺基萘、4,4’-二胺基二苯基二乙基矽烷、4,4’-二胺基二苯基矽烷、4,4’-二胺基二苯基乙基亞磺醯基氧化物、4,4’-二胺基二苯基N-甲胺、4,4’-二胺基二苯基N-苯胺、1,4-二胺基苯(對亞苯基二胺)、1,3-二胺基苯、1,2-二胺基苯、雙{4(4-胺基苯氧基)苯基}碸、雙{4(3-胺基苯氧基)苯基}碸、4,4’-雙(4-胺基苯氧基)聯苯、4,4’-雙(3-胺基苯氧基)聯苯、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、3,3’-二胺基二苯酮、4,4-二胺基二苯酮和它們的類似物等。
本發明中使用的聚醯亞胺膜用的聚醯胺酸可以經由在上述範圍中選定芳香族酸四羧酸二酐和芳香族二胺的種類、混合比,然後聚合獲得。
用於合成聚醯胺酸的較佳溶劑只要是能溶解聚醯胺酸的溶劑,就可以使用任意的物質。較佳醯胺類溶劑,即N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯烷酮等,特佳N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺。
(2)由聚醯胺酸轉化至聚醯亞胺和膜化
然後,將包含由此獲得的聚醯胺酸的有機溶液澆鑄在玻璃板、鋁箔、金屬製迴圈帶、金屬製滾筒等支撐體上作為樹脂膜。此時,經由在支持體上加熱,從而能部分固化和/或乾燥,此時,只要是給予熱風或遠紅外線輻射熱即可。此外,還可以直接對支撐體自身加熱。此外,可以組合給予熱風或遠紅外線輻射熱的方法和直接加熱支撐體自身的方法。
經由加熱澆鑄的樹脂膜是具有自支撐性的半固化膜,所謂的凝膠薄膜,可以由支撐體剝離。該凝膠薄膜是由聚醯胺酸固化成聚醯亞胺的中間階段的,即經由部分醯亞胺化而具有自支撐性,具有溶劑等殘留揮發成分。
然後,加熱上述凝膠膜,乾燥以除去殘留的溶劑,同時完成固化(醯亞胺化),為了回避乾燥和固化時的凝膠膜的收縮,可以用別針或拉幅機夾鉗等將凝膠膜的端部固定在拉幅機框架上,輸送至加熱爐中,在200~400℃下加熱,獲得聚醯亞胺膜。
3.金屬化聚醯亞胺膜及其製造方法
本發明的金屬化聚醯亞胺膜可以直接在如上述獲得的特定聚醯亞胺膜表面,即無需黏著劑就形成金屬膜。
如第3、4圖所示,金屬膜由底層金屬薄膜2和在底層金屬薄膜2的表面設置的銅薄膜3或銅薄膜3與銅層4構成。即,本發明的金屬化聚醯亞胺膜是在聚醯亞胺膜1的表面不經由黏著劑設置金屬膜的積層體,金屬膜是底層金屬薄膜2與構成銅層的銅薄膜3的積層結構或底層金屬薄膜2與構成銅層的銅薄膜3和銅層4的積層結構。底層金屬薄膜2與銅薄膜3期望經由鍍敷法形成。在後者中,可以在設置底層金屬薄膜2與銅薄膜3後,經由濕式鍍敷法設置規定厚度的銅膜4。
(a)底層金屬薄膜
底層金屬薄膜是用於確保聚醯亞胺膜與金屬膜附著性和耐熱性等可靠性的薄膜。因此,底層金屬薄膜的材料為了提高聚醯亞胺膜與銅層的附著力,選自鎳、鉻和它們的合金中的任一種,由附著強度和配線製備時容易蝕刻出發,較佳鎳‧鉻合金。此外,為了設置鎳‧鉻合金的濃度梯度,還可以用鉻濃度不同的多個鎳‧鉻合金層構成金屬薄膜。只要用這些金屬構成,就能提高金屬化聚醯亞胺膜的耐腐蝕性、耐遷移性。
此外,為了進一步提高底層金屬薄膜的耐腐蝕性,還可以在上述金屬中添加鈀、鈦、鉬、鈷等。
此外,在進行乾式鍍敷法前,為了改善聚醯亞胺膜與底層金屬薄膜的附著性,較佳在經由電暈放電或離子照射等,對聚醯亞胺膜表面進行表面處理後,在氧氣氛圍下進行紫外線照射處理。對這些處理條件沒有特別的限定,可以是在通常的金屬化聚醯亞胺膜的製造方法中採用的條件。
上述底層金屬薄膜的膜厚較佳為3~50nm。小於3nm的話,如果對上述金屬化聚醯亞胺膜的金屬層進行蝕刻而製備配線,則蝕刻液會浸蝕上述金屬薄膜,侵入聚醯亞胺膜與上述金屬薄膜之間,有時配線會浮起,是較不佳的。另一方面,如果超過50nm,則在蝕刻製備配線的情況下,無法完全除去金屬薄膜,其以殘渣的形式殘留在配線間,恐怕會產生配線間的絕緣不良。
上述底層金屬薄膜較佳經由乾式鍍敷法成膜。在乾式鍍敷法中,包括濺射法、磁控管濺射法、離子鍍法、簇離子束法、真空蒸鍍法、CVD法等,可以任意使用,在工業中使用磁控管濺射法。這是由於生產效率較高。
(b)銅薄膜
在本發明中,在底層金屬薄膜上積層的銅薄膜較佳經申乾式鍍敷法形成。採用的乾式鍍敷法可以使用上述的濺射法、磁控管濺射法、離子鍍法、簇離子束法、真空蒸鍍法、CVD法等的任一種。還可以在經由磁控管濺射法將上述金屬薄膜成膜後,經由蒸鍍法設置上述銅薄膜。即,可以採用相同的方法乾式鍍敷法上述金屬薄膜和銅薄膜,也可以採用不同的乾式鍍敷法形成。
設置上述銅薄膜的理由是由於如果直接在上述金屬薄膜上經由電鍍法設置上述銅層,則通電電阻提高,電鍍的電流密度不穩定。經由設置上述銅薄膜,從而能降低通電電阻,使電鍍時的電流密度穩定化。該銅薄膜的厚度為10nm~1μm,較佳為20nm~0.8μm。這是由於如果比該值薄,則無法充分降低電鍍時的通電電阻,如果過厚,則在成膜時會花費大量的時間,使生產性惡化,經濟性受到損失。
(c)銅膜
在本發明的金屬化聚醯亞胺膜中,可以根據需要,在銅薄膜上設置銅膜。銅膜的必要性根據撓性配線板的製造步驟適當決定。
銅膜的厚度較佳為1.0~20.0μm。這是由於如果小於1.0μm,則在形成配線時,有時無法獲得足夠的導電性,如果超過20μm,則銅膜的內部應力過大。
銅膜較佳經由濕式鍍敷法法設置。在乾式鍍敷法中,為了鍍敷成規定的厚度,需要花費大量的時間,使生產性惡化,經濟性受到損失。在濕式鍍敷法法中,包括電鍍法和無電解鍍敷法,可以使用任一種,也可以組合使用,但電鍍法簡單,且所得銅膜細緻,因此是較佳的。另外,鍍敷條件可以在公知的條件下進行。
在經由電鍍法設置銅膜的情況下,如果使用硫酸浴,則能獲得具有適當拉伸應力的電鍍銅膜,經由聚醯亞胺膜的膨脹‧伸縮,能更容易地獲得內部應力的平衡,因此是更佳的。
在經由電鍍法獲得銅膜的情況下,該銅膜的內部應力在聚醯亞胺膜乾燥前的狀態下,較佳為5~30MPa的拉伸應力。這是由於如果小於5MPa,則在乾燥聚醯亞胺膜時,聚醯亞胺膜伸縮效果不夠大,如果是超過30MPa的拉伸應力,則乾燥聚醯亞胺膜時的聚醯亞胺膜的伸縮效果過小。
經由硫酸浴進行的銅電鍍只要在通常的條件下進行即可。作為鍍浴,可以使用在通常的銅電鍍中使用的市售的硫酸銅鍍浴。此外,陰極電流密度較佳鍍槽的平均陰極電流密度為1~3A/dm2 。這是由於陰極電流密度的平均陰極電流密度小於1 A/dm2 的話,所得銅膜的硬度較高,難以確保彎曲性,即使使用所得金屬化聚醯亞胺膜得撓性配線板,所得撓性配線板在撓性上也並不會變成良好。另一方面,是由於如果平均陰極電流密度超過3 A/dm2 ,則在所得銅膜內產生的殘留應力中會產生不均勻。
使用硫酸浴的電鍍銅裝置與乾式鍍敷法步驟相同,從設置在電鍍銅裝置入口側的卷出機卷出輥狀的聚醯亞胺膜,輸送並依次經由鍍敷槽,用卷取機卷取的同時進行的輥對輥方式的電鍍裝置,由於生產效率提高,製造成本降低,因此是較佳。在該情況下,膜的輸送速度較佳調整為50~150m/h。如果輸送速度小於50m/h,則生產性過低,如果超過150m/h,則需要提高通電電流量,必須使用大規模的電源裝置,存在設備價格較高這樣的問題。
在由此獲得的本發明金屬化聚醯亞胺膜中,基於JPCA BM01-11.5.3(B法)(剝離強度)進行評價,是初期附著強度為600N/m以上,OLB步驟時的ACF接合時的延伸率為0.023mm以下這樣具有降低現有產品50%延伸率功能的電路基板和使用其得到的撓性配線板。
4.撓性配線板及其製造方法
本發明的撓性配線板使用本發明的金屬化聚醯亞胺膜,經由減除法或半添加法加工獲得。
上述金屬膜由選自鎳、鉻或鎳合金中的至少1種形成的金屬薄膜,在該金屬薄膜上設置的銅薄膜和在其上設置的銅層3層構成,上述金屬膜厚度為20μm以下。
此外,在蝕刻除去上述金屬膜層,露出配線加工後的膜表面時,如果對聚醯亞胺膜表面的TD方向進行薄膜X射線衍射法測定(Cu Kα入射角=0.1°),則如第2圖所示,在2θ=12°~18°、2θ=26°~32°、2θ=42°~48°的各個範圍內,具有半高寬為1.5°以下的峰。峰的數量在各自的範圍記憶體在1個以上即可。其中,2θ=12°~18°、2θ=26°~32°、2θ=42°~48°的峰與作為金屬化聚醯亞胺膜原料的長度方向的聚醯亞胺膜的峰相符。
此外,如果對聚醯亞胺膜表面的TD方向進行薄膜X射線衍射法測定(Cu Kα入射角=0.1°),則較佳在2θ=11°以下的位置沒有半高寬為1.5°以下的峰。這是由於如果在2θ=11°以下的位置存在半高寬為1.5°以下的峰,則存在OLB接合步驟中的延伸率分散變大這樣的問題。
在本發明撓性配線板的製造方法中,配線圖案可以經由減除法或半添加法加工獲得。
例如,在經由消除法獲得撓性配線板時,可以在本發明的上述金屬化聚醯亞胺膜的金屬膜表面設置光阻層,在其上設置具有規定圖案的曝光光罩,從其上照射紫外線進行曝光、顯影,獲得用於獲得配線部分的蝕刻光罩。然後,蝕刻除去露出的金屬膜,接著除去殘留的蝕刻光罩、水洗,在必要部位進行期望的鍍敷,從而獲得本發明的撓性配線板。
另一方面,在經由半添加法獲得撓性配線板時,可以在本發明的上述金屬化聚醯亞胺膜的金屬膜表面設置光阻層,在其上設置具有規定配線圖案的光罩,照射紫外線進行曝光、顯影,獲得以配線為開口部分的鍍敷光罩,經由電鍍銅法,在露出開口部分的金屬膜的表面上析出銅,構成配線,然後除去鍍敷光罩。接著,軟蝕刻除去配線以外的金屬膜,確保電路的絕緣性,水洗,在必要部位進行期望的鍍敷,從而獲得本發明的撓性配線板。
本發明撓性配線板的配線結構經由消除法或半添加法的任一種製備,均能形成由聚醯亞胺膜表面依次積層由底層金屬薄膜、銅薄膜、銅層構成的金屬膜的結構。
另外,如上所述,在經由半添加法製造撓性配線板時,金屬化聚醯亞胺膜的銅層可以適當選擇僅由銅薄膜構成,或由銅薄膜和銅膜構成。
實施例
以下,經由實施例對本發明進行更詳細的說明,但本發明並不受到這些實施例的任何限定。另外,實施例中使用的薄膜X射線衍射的測定條件、附著強度的測定方法等條件如下所述。
(1)薄膜X射線衍射法測定條件:作為衍射裝置,使用日本理學股份有限公司(Rigaku)製造 水準型X射線衍射裝置SmartLab,在TD方向上,以如下條件進行測定:入射角(ω)為0.1°,試樣寬度為0.1°,測定角度2θ為2°~60°,掃描速度為4°/分。
(2)附著強度:經由消除法形成線寬度1mm,長度50mm的配線圖案,使用其經由在JPCA BM01-11.5.3(B法)(拉伸剝離強度)中規定的拉伸剝離法求出。
(3)吸水率:經由在ASTM D570中規定的20℃、24hr浸漬法(Immergion)求出。
(4)熱膨脹係數:使用TMA(Thermal Mechanical Analysis(熱機械分析))裝置,在50°~200°的範圍內的TD方向上,經由拉伸法求出。
(5)濕度膨脹係數:將控製氛圍氣體的露點,能控製濕度的裝置與TMA(Thermal Mechanical Analysis(熱機械分析))裝置相連,在相對濕度20、80%的氛圍下測定延伸,計算出濕度膨脹係數。
(實施例1)
首先,準備吸水率為1.8質量%,熱膨脹係數在TD方向為5ppm/℃,在MD方向為11ppm/℃,且如第1圖中示出的薄膜X射線衍射結果可明確,在2θ為14°、29°、44°時分別具有半高寬為1.0°以下的峰,厚度為38μm的以聯苯四甲酸為主成分的長條聚醯亞胺膜(東麗杜邦股份有限公司,KAPTON 150EN-A)。其濕度膨脹係數在TD方向為11ppm/%HR,在MD方向為12 ppm/%HR。
在該聚醯亞胺膜的一面上,使用由卷出機、濺射裝置、卷取機構成的濺射設備,經由直流濺射法形成平均厚度70、Cr為7質量%的鉻-鎳合金層作為金屬薄膜。此外,同樣在底層金屬薄膜上形成平均厚度1000的銅薄膜。
然後,在銅薄膜上,經由銅電鍍法設置厚度8μm的銅膜,獲得金屬化聚醯亞胺膜。使用的電鍍浴為銅濃度23g/l的硫酸銅鍍浴,鍍敷時的浴溫為27℃。此外,鍍槽為連接多個鍍槽的多結構槽,經由卷出機和卷取機,輸送在一面設置了金屬膜的聚醯亞胺膜在各槽中連續浸漬,同時進行電鍍。輸送速度為75m/h,將鍍槽的平均陰極密度調整為1.0~2.5A/dm2 ,進行鍍銅。
求出所得金屬化聚醯亞胺膜的初期附著強度,其為728N/m,且OLB步驟時的ACF接合時的延伸率為0.021mm以下這樣具有降低現有產品50%延伸率的功能的電路基板,和使用其獲得的撓性配線板。
然後,使用該金屬化聚醯亞胺膜,經由減除法製備電路間隔為35μm,全配線寬度為15000μm的COF(覆晶薄膜)。在減除法步驟中,經由氯化鐵進行蝕刻處理。在其上安裝IC晶片,使用線鍵合裝置,在400℃下,在0.5秒的鍵合處理條件下,對IC晶片表面的電極和電路的引線部分進行線鍵合。此時,在內引線部分中產生的引線與聚醯亞胺膜的接合不佳比率為0.0001%。
(實施例2)
首先,準備吸水率為1.7質量%,熱膨脹係數在TD方向為5ppm/℃,在MD方向為13ppm/℃,且薄膜X射線衍射結果為在2θ為14°、29°、44°時分別具有半高寬為1.0°以下的峰,厚度為38μm,以聯苯四甲酸為主成分的長條聚醯亞胺膜(東麗杜邦股份有限公司,KAPTON 150EN-A)。其濕度膨脹係數在TD方向為9ppm/%HR,在MD方向為14 ppm/%HR。
在該聚醯亞胺膜的一面上,使用由卷出機、濺射裝置、卷取機構成的濺射設備,經由直流濺射法形成平均厚度230,Cr為20質量%的鉻-鎳合金層作為金屬薄膜。此外,同樣在金屬薄膜上形成平均厚度1000的銅薄膜。
然後,在銅薄膜上,經由銅電鍍法,設置厚度8μm的銅膜,獲得金屬化聚醯亞胺膜。使用的電鍍浴為銅濃度23g/l的硫酸銅鍍浴,鍍敷時的浴溫為27℃。此外,鍍槽為連接多個鍍槽的多結構槽,經由卷出機和卷取機,輸送在一面設置金屬膜的聚醯亞胺膜在各槽中連續浸漬,同時進行電鍍。輸送速度為75m/h,將鍍槽的平均陰極電流密度調整為1.0~2.5A/dm2 ,進行鍍銅。
求出所得金屬化聚醯亞胺膜的初期附著強度,其為728N/m,且OLB步驟時的ACF接合時的延伸率為0.020mm以下這樣具有降低現有產品50%延伸率的功能的電路基板,和使用其獲得的撓性配線板。
然後,使用該金屬化聚醯亞胺膜,經由減除法製備電路間隔為35μm,全配線寬度為15000μm的COF(覆晶薄膜)。在減除法步驟中,經由氯化鐵進行蝕刻處理。在其上安裝IC晶片,使用線鍵合裝置,在400℃下,在0.5秒的鍵合處理條件下,對IC晶片表面的電極和配線的引線部分進行線鍵合。此時,在內引線部分中產生的引線與聚醯亞胺膜的接合不佳比率為0.0002%。
使用在該實施例2中使用的聚醯亞胺膜,在其表面依次形成金屬薄膜、銅薄膜、銅膜,然後經由使用氯化鐵的蝕刻法蝕刻除去形成的金屬層。該狀態被稱為露出配線加工後的薄膜表面的聚醯亞胺膜。對該薄膜進行X射線衍射,獲得第2圖的圖表。
結果如第2圖所示,發現2θ的值為14°、29°和44°具有峰值。其中,14°的峰是由於作為金屬化聚醯亞胺原料的長條聚醯亞胺膜引起的峰。
(實施例3)
首先,準備吸水率為1.6質量%,熱膨脹係數在TD方向為5ppm/℃,在MD方向為15ppm/℃,且薄膜X射線衍射結果為在2θ為14°、29°、44°時分別具有半高寬為1.0°以下的峰、厚度為38μm、以聯苯四甲酸為主成分的長條聚醯亞胺膜(東麗杜邦股份有限公司,KAPTON 150EN-A)。其濕度膨脹係數在TD方向為13ppm/%HR,在MD方向為15 ppm/%HR。
接著,在該聚醯亞胺膜的一面上,使用由卷出機、濺射裝置、卷取機構成的濺射設備,經由直流濺射法形成平均厚度230,Cr為20質量%的鉻-鎳合金層作為金屬薄膜。此外,同樣在底層金屬薄膜上形成平均厚度1000的銅薄膜。
然後,在銅薄膜上,經由銅電鍍法,設置厚度1μm的銅膜,獲得金屬化聚醯亞胺膜。使用的電鍍浴為銅濃度23g/l的硫酸銅鍍浴,鍍敷時的浴溫為27℃。此外,鍍槽為連接多個鍍槽的多結構槽,經由卷出機和卷取機,輸送在一面設置金屬膜的聚醯亞胺膜在各槽中連續浸漬,同時進行電鍍。輸送速度為75m/h,將鍍槽的平均陰極電流密度調整為1.0~2.5A/dm2 ,進行銅鍍。
求出所得金屬化聚醯亞胺膜的初期附著強度,其為728N/m,且OLB步驟時的ACF接合時的延伸率為0.021mm以下這樣具有降低現有產品50%延伸率的功能的電路基板,和使用其獲得的撓性配線板。
然後,使用該金屬化聚醯亞胺膜,經由減除法製備配線間隔為35μm、全配線寬度為15000μm的COF(覆晶薄膜)。在減除法步驟中,經由氯化鐵進行蝕刻處理。在其上安裝IC晶片,使用線鍵合裝置,在400℃下,在0.5秒的鍵合處理條件下,對IC晶片表面的電極和配線的引線部分進行線鍵合。此時,在內引線部分中產生的引線與聚醯亞胺膜的接合不佳比率為0.0001%。
(實施例4)
使用實施例1中獲得的金屬化聚醯亞胺膜,除了配線間隔為25μm以外,與實施例1同樣製備撓性配線板,與實施例1同樣求出接合不佳的比率。內引線與聚醯亞胺膜的接合不佳的比率為0.005%,即使在精細間距中,也有足夠的尺寸可靠性。
(比較例1)
除了作為聚醯亞胺膜,使用吸水率為1.7質量%,熱膨脹係數在TD方向為16ppm/℃,在MD方向為17ppm/℃,濕度膨脹係數在TD方向為13ppm/%HR,在MD方向為17ppm/%HR,以聯苯四甲酸為主成分,厚度為38μm的聚醯亞胺膜(東麗邦股份有限公司生產,KAPTON 150EN)以外,與實施例1同樣獲得金屬化聚醯亞胺膜。另外,對KAPTON 150EN進行薄膜X射線衍射,確認在2θ為10°和14°時存在大的峰。此外,確認在2θ=26°~32°,2θ=42°~48°的各個範圍內沒有半高寬為1.5°以下的峰。
對所得金屬化聚醯亞胺膜與實施例1同樣進行評價,初期附著密度為720N/m,且OLB步驟時的ACF接合時的延伸率為0.043mm。
然後,除了使用上述金屬化聚醯亞胺膜以外,與實施例1同樣,製備配線寬度35μm的撓性配線板,與實施例1同樣求出接合不佳的比例。在配線的內引線部分中產生的接合不佳的比例為0.001%,與實施例相比是較差的值,即使配線寬度為35μm,也無法獲得具有足夠可靠性的配線板。
(比較例2)
除了配線間隔為25μm以外,與比較例1同樣製備撓性配線板,與實施例1同樣求出接合不佳的比例。在配線的內引線部分產生的接合不佳的比例為0.1%,在精細間距化的情況下,無法獲得具有足夠可靠性的配線板。
(比較例3)
除了作為聚醯亞胺膜,使用吸水率為1.4質量%,熱膨脹係數在TD方向為14ppm/℃,在MD方向為16ppm/℃,濕度膨脹係數在TD方向為15ppm/%HR,在MD方向為16ppm/%HR,以聯苯四甲酸為主成分,厚度為35μm的聚醯亞胺膜(產品名,宇部興產製造UPILEX 35SGA)以外,與實施例1同樣獲得金屬化聚醯亞胺膜。另外,對UPILEX 35SGA進行薄膜X射線衍射,確認在θ為11°和14°的位置存在大的峰。此外,確認在2θ=26°~32°,2θ=42°~48°的各個範圍內沒有半高寬為1.5°以下的峰。
對所得金屬化聚醯亞胺膜與實施例1同樣進行評價,其為初期附著密度為756N/m,且具有OLB步驟時的ACF接合時的延伸率為0.044mm這樣功能的電路基板和使用其獲得的撓性配線板。
然後,除了使用上述金屬化聚醯亞胺膜以外,與實施例1同樣,製備配線寬度35μm的撓性配線板,與實施例1同樣求出接合不佳的比例。在配線的內引線部分中產生的接合不佳的比例為0.001%,與實施例相比是較差的值。
(比較例4)
除了配線間隔為25μm以外,與比較例3同樣製備撓性配線板,與實施例1同樣求出接合不佳的比例。在配線的電極部產生的接合不佳的比例為0.1%,發現在精細間距化的情況下,無法獲得具有足夠可靠性的配線板。
“評價”
由以上的實施例1~4,本發明的金屬化聚醯亞胺膜初期附著強度和PCT試驗後的PCT附著力非常高,因此使用其可以製備精細間距的撓性配線板,在該配線板中安裝IC時,即使在400℃以上的溫度下加壓進行線鍵合,引線也不會從聚醯亞胺膜剝離,作為撓性配線板,獲得非常高的可靠性。
相反,由比較例1~4,如果使用不符合本發明條件的金屬化聚醯亞胺膜,則在精細間距的撓性配線板中,或在配線寬度35μm這樣現有的配線間距中,均無法獲得可靠性高的撓性配線板。
工業上的可利用性
本發明的金屬化聚醯亞胺膜可以用作初期附著強度和OLB步驟時的ACF接合時的延伸率為0.023mm以下這樣優異的電路基板的材料。如果使用本發明的金屬化聚醯亞胺膜製備精細間距的撓性配線板,則在該配線板中安裝IC時,即使在400℃以上的溫度下加壓進行線鍵合,引線也不會從聚醯亞胺膜剝離,作為撓性配線板,能獲得非常高的可靠性。因此,本發明的金屬化聚醯亞胺膜作為最近要求的撓性配線板製造用的基材是非常有用。
1...聚醯亞胺膜
2...底層金屬薄膜
3...銅薄膜
4...銅膜
第1圖是本發明實施例1中使用的聚醯亞胺膜的TD方向的薄膜X射線衍射的譜圖。
第2圖是在本發明(實施例1)COF中,對沒有覆蓋金屬層,露出聚醯亞胺面進行TD方向的薄膜X射線衍射得到的譜圖。
第3圖是表示本發明金屬化聚醯亞胺膜結構的概略圖。
第4圖是表示本發明金屬化聚醯亞胺膜其他結構的概略圖。

Claims (15)

  1. 一種金屬化聚醯亞胺膜,其係經由鍍敷法在聚醯亞胺膜的表面直接設置金屬膜之金屬化聚醯亞胺膜,其特徵在於:該聚醯亞胺膜在膜厚為35μm~40μm時,吸水率為1質量%~3質量%,並且熱膨脹係數在TD方向(寬度方向)為3ppm/℃~8ppm/℃,在MD方向(長度方向)為9ppm/℃~15ppm/℃,又,濕度膨脹係數在TD方向(寬度方向)為7ppm/%HR~13ppm/%HR,在MD方向(長度方向)為12ppm/%HR~15ppm/%HR。
  2. 如申請專利範圍第1項之金屬化聚醯亞胺膜,其中前述聚醯亞胺膜係在聚醯亞胺分子中含有由聯苯四甲酸和二胺化合物形成的醯亞胺鍵,經由薄膜X射線衍射法測定(Cu Kα入射角=0.1°)其表面的TD方向(寬度方向)時,在2θ=12°~18°、2θ=26°~32°、2θ=42°~48°的各範圍內,具有半高寬為1.5°以下的峰。
  3. 如申請專利範圍第1項之金屬化聚醯亞胺膜,其中前述金屬膜由選自鎳、鉻或鎳合金中的至少1種形成的底層金屬薄膜和設置在該底層金屬薄膜上的銅層所構成。
  4. 如申請專利範圍第3項之金屬化聚醯亞胺膜,其中前述銅層為銅薄膜。
  5. 如申請專利範圍第3項之金屬化聚醯亞胺膜,其中在前述銅層中,在銅薄膜的表面上還積層有銅膜。
  6. 如申請專利範圍第4項之金屬化聚醯亞胺膜,其中前述 金屬薄膜和銅薄膜經由乾式鍍敷法形成。
  7. 如申請專利範圍第5項之金屬化聚醯亞胺膜,其中前述金屬薄膜和銅薄膜經由乾式鍍敷法形成。
  8. 如申請專利範圍第5項之金屬化聚醯亞胺膜,其中前述銅膜經由濕式鍍敷法形成。
  9. 如申請專利範圍第1至8項中任一項之金屬化聚醯亞胺膜,其中前述金屬膜的厚度為20μm以下。
  10. 一種撓性配線板,在該撓性配線板中,在聚醯亞胺膜的表面上設置了金屬膜的配線圖案,其特徵在於:前述聚醯亞胺膜在聚醯亞胺分子中含有由聯苯四甲酸和二胺化合物形成的醯亞胺鍵,經由薄膜X射線衍射法測定(Cu Kα入射角=0.1°)其表面的TD方向時,在2θ=12°~18°、2θ=26°~32°、2θ=42°~48°的各範圍內,具有半高寬為1.5°以下的峰;又,濕度膨脹係數在TD方向(寬度方向)為7ppm/%HR~13ppm/%HR,在MD方向(長度方向)為12ppm/%HR~15ppm/%HR。
  11. 如申請專利範圍第10項之撓性配線板,其中前述金屬膜由選自鎳、鉻或鎳合金中的至少1種形成的底層金屬薄膜和設置在該金屬薄膜上的銅層構成。
  12. 如申請專利範圍第10項之撓性配線板,其中前述金屬膜的厚度為20μm以下。
  13. 如申請專利範圍第11項之撓性配線板,其中前述金屬 膜的厚度為20μm以下。
  14. 如申請專利範圍第10至13項中任一項之撓性配線板,其中在蝕刻去除前述金屬膜層,露出配線加工後的膜表面時,經由薄膜X射線衍射法測定(Cu Kα入射角=0.1°)聚醯亞胺膜表面的TD方向,在2θ=12°~18°、2θ=26°~32°、2θ=42°~48°的各範圍內,具有半高寬為1.5°以下的峰。
  15. 一種撓性配線板,其係使用如申請專利範圍第1至9項中任一項之金屬化聚醯亞胺膜,經由減除法或半添加法加工而形成。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5918943B2 (ja) * 2011-08-10 2016-05-18 味の素株式会社 半導体パッケージの製造方法
JP6083433B2 (ja) * 2012-04-24 2017-02-22 住友金属鉱山株式会社 2層フレキシブル配線用基板及びフレキシブル配線板並びにそれらの製造方法
JP6090148B2 (ja) * 2013-12-19 2017-03-08 住友金属鉱山株式会社 金属薄膜/ポリイミド積層体の密着強度判定方法、及び、それを用いた金属化ポリイミドフィルム基板
TWI692385B (zh) * 2014-07-17 2020-05-01 美商應用材料股份有限公司 化學機械硏磨所用的方法、系統與硏磨墊
JP6361550B2 (ja) * 2015-03-30 2018-07-25 住友金属鉱山株式会社 ポリイミドフィルムの良否判定方法、並びにそのポリイミドフィルムを用いた銅張積層板及びフレキシブル配線板の製造方法
CN110241389A (zh) * 2018-03-08 2019-09-17 日铁化学材料株式会社 蒸镀掩模、蒸镀掩模形成用聚酰胺酸、蒸镀掩模形成用层叠体及蒸镀掩模的制造方法
KR20220093615A (ko) 2020-12-28 2022-07-05 주식회사 클랩 도전성 금속층, 미세 금속 패턴 및 그 제조 방법
KR102710371B1 (ko) 2020-12-28 2024-09-26 주식회사 클랩 연성 동박 필름 및 그 제조 방법
CN112875639A (zh) * 2021-01-25 2021-06-01 上海交通大学 复合柔性衬底及其制作方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002100655A (ja) * 2000-09-20 2002-04-05 Hitachi Cable Ltd テープキャリア及びこれを用いた半導体装置
JP2004217785A (ja) * 2003-01-15 2004-08-05 Teijin Ltd ポリイミドフィルム
JP2005314669A (ja) * 2004-03-30 2005-11-10 Du Pont Toray Co Ltd ポリイミドフィルムおよびそれを基材とした銅張積層体
TW200701852A (en) * 2005-03-31 2007-01-01 Nippon Steel Chemical Co Method for producing flexible copper-clad laminated substrate and multi-layer laminate
JP2008166555A (ja) * 2006-12-28 2008-07-17 Du Pont Toray Co Ltd フレキシブルプリント配線板
JP2008290304A (ja) * 2007-05-23 2008-12-04 Du Pont Toray Co Ltd 銅張り板
JP4947297B2 (ja) * 2007-05-23 2012-06-06 東レ・デュポン株式会社 銅張り板
JP5151297B2 (ja) * 2007-07-27 2013-02-27 宇部興産株式会社 樹脂フィルムの製造方法、導電層積層樹脂フィルムの製造方法
JP5262030B2 (ja) * 2007-09-12 2013-08-14 東レ・デュポン株式会社 ポリイミドフィルムおよびそれを基材とした銅張り積層体
TWI398350B (zh) * 2008-02-05 2013-06-11 Du Pont 高黏著性聚醯亞胺銅箔積層板及其製造方法
KR20110031293A (ko) * 2008-06-02 2011-03-25 우베 고산 가부시키가이샤 폭방향의 선팽창 계수가 반송 방향의 선팽창 계수보다 작은 방향족 폴리이미드 필름의 제조 방법

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