TWI448582B - 金屬被覆聚醯亞胺膜及其製法 - Google Patents

金屬被覆聚醯亞胺膜及其製法 Download PDF

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Description

金屬被覆聚醯亞胺膜及其製法
本發明涉及金屬被覆聚醯亞胺膜及其製法。更詳細地，涉及能適應電子電路要求的細間距，氣孔個數極少，而且耐折性高，尺寸穩定性優異的金屬被覆聚醯亞胺膜及其製法。
金屬被覆聚醯亞胺膜作為封裝用基板，廣泛應用於在液晶畫面中顯示圖像的驅動用IC晶片。近年來，作為封裝液晶圖像顯示用驅動用IC晶片的方法，備受關注的是COF(覆晶薄膜，Chip on Film)。
COF與目前主流的封裝法TCP(帶載封裝，Tape Carrier Package)相比，具有下述特徵：佈線可以實現細間距化，而且封裝的驅動用IC晶片可以小型化以及容易降低封裝成本。
作為COF的一般的製法，可以選擇下述方法：在作為耐熱性高且絕緣性高的樹脂的聚醯亞胺膜表面設置金屬被膜、將形成的金屬被覆聚醯亞胺膜作為基板使用，通過光刻法將該基板上的金屬被膜予以精細圖案化，形成佈線後，對佈線所希望的位置例如進行鍍錫，之後，通過阻焊劑覆蓋希望的位置的方法。
作為進行細間距封裝的COF用金屬被覆聚醯亞胺膜，正成為主流的是不使用黏合劑層，而直接在聚醯亞胺膜表面設置金屬被膜形成的薄膜。這種金屬被覆聚醯亞胺膜例如通過如下方式得到：對聚醯亞胺膜表面進行等電漿處理後，通過濺射法沉積鎳-鉻合金並使厚度為70~500而設置濺射層，然後通過鍍敷法在其上沉積銅，之後進行帶有電解銅厚度的鍍敷(參照專利文獻1第2頁)。
通過上述濺射法設置濺射層時，例如，通過卷對卷(reel to reel，連續卷取)方式連續地輸送聚醯亞胺膜，在真空中進行濺射。例如，可以使用包括真空槽和安裝在該真空槽中的在薄膜上成膜的濺射單元的連續濺射裝置，其中真空槽包括通過卷取機-展開機在內部驅動，可以將長條狀薄膜卷取、展開的第1和第2輥安裝軸；並且從設置在一個輥安裝軸上的輥展開薄膜，通過和前述真空槽的前述濺射單元面對的區域輸送，通過另一個輥安裝軸卷取到輥上，一邊輸送薄膜，一邊在其上連續地成膜(參照專利文獻2，日本特開2006-336029號公報，第2頁)。
隨著目前的液晶顯示圖像的高精細化、液晶驅動用IC晶片的小型化等的快速發展，即使對使用前述金屬被覆聚醯亞胺膜製造的COF，也強烈需要高密度的佈線，也就是形成細間距。然而，如果使用上述這種現有的方法得到的金屬被覆聚醯亞胺膜製造細間距的COF，則由於存在於金屬被覆聚醯亞胺膜的金屬層中的氣孔，導致具有缺陷部分的佈線變多，可能無法提高製品產率，而且所得的佈線的耐折性差，在微細電路部分，佈線剝落，還不適合作為細間距的COF使用。
產生氣孔的原因包括濺射層材料本身的要求(參照專利文獻3)、為了改善和電解銅鍍敷被膜的貼緊性而對濺射層進行活化處理的要求(參照專利文獻4)等，採用這樣的各種對策，結果發現可以在一定程度上減少氣孔，但是還不足以作為製造細間距的COF使用。
將作為氣孔產生的原因認為是：在薄膜上設置多個被膜時，薄膜在成膜裝置間暴露在大氣中的狀態下移動時，附著了異物，因此提出了具有兩個表面處理裝置固定在旋轉軸上的多個表面處理裝置，通過改變朝向薄膜處理位置的表面處理裝置，同時進行多個表面處理的複合真空表面處理裝置(參照專利文獻5第1頁)。如果使用該裝置，處理過程中，薄膜沒有暴露在大氣中，所以形成的薄膜中產生氣孔以及貼緊性低下等缺陷能夠消失。然而，雖然在實施例中例示了在使用上述裝置進行表面處理的聚醯亞胺膜上，通過濕法鍍敷法形成厚度8μm的銅層的銅覆蓋的聚醯亞胺膜，但是並沒有具體記載對氣孔和貼緊力改善情況，效果也不明確。
另外，對於非金屬層，而是堆積半導體層的帶狀部材的情況，還提出了下述方法。將表面產生凹凸的產生原因作為：在輸送帶狀部件時，帶狀部件和輸送用的轉向輥間混入了異物，由此在帶狀部件上依次層疊半導體薄膜後，在卷取步驟中，為了使帶狀部件和轉向輥不產生物理接觸，在兩者間夾入隔離紙，防止產生凹凸的方法(參照專利文獻6第3、6頁)。而且，根據該方法，可以高效地大量製造缺陷少的半導體薄膜。
然而，如果在製造金屬被覆聚醯亞胺膜的方法中想適用這種通過隔離紙防止帶狀部件和轉向輥接觸的方法，則必須有用於夾入隔離紙的機構，不僅裝置複雜化，而且由於隔離紙本身產生的雜質，還可能在銅層中產生缺陷。此外，使用隔離紙這種特殊的成分時，還有成本增加的問題。
因此，還未能提供減少金屬被覆聚醯亞胺膜的氣孔數量的方法。
儘管如此，目前COF可以使用具有厚度5~12μm的銅層的金屬被覆聚醯亞胺膜，通過消除法形成佈線而得到。然而，為了製造近來要求的線寬25μm以下的細間距的COF，使用具有厚度1.0~3.0μm的銅層的金屬被覆聚醯亞胺膜，通過半添加法形成佈線的方法越來越普遍。
像這樣，在銅層的厚度比現有的情況更薄的金屬被覆聚醯亞胺膜時，仍然強烈要求前述氣孔的減少和高耐折性，除此之外，為了提高製品產率，還需要蝕刻時和加熱時的尺寸變化率的變化小，也就是尺寸穩定性好。
如上所述，要求能夠適應電子電路的細間距化的要求、氣孔個數極少、耐折性高、尺寸穩定性優異的金屬被覆聚醯亞胺膜及其製法。
專利文獻
專利文獻1　日本特開2002-252257號公報(參照第2頁)
專利文獻2　日本特開2006-336029號公報(參照第2頁)
專利文獻3　日本特開2006-73766號公報
專利文獻4　日本特開2006-324474號公報
專利文獻5　日本特開2007-063639號公報(參照第1頁)
專利文獻6日本特開平09-082652號公報(參照第3、6頁)
本發明的目的在於根據上述現有技術的問題，提出能夠適應電子電路的細間距化的要求、氣孔個數極少、且耐折性高、尺寸穩定性優異的金屬被覆聚醯亞胺膜及其製法。
本發明人為了解決前述問題，進行各種研究，結果發現銅鍍敷層的氣孔來自底層金屬層的氣孔，通過卷對卷方式，由乾式鍍敷法製造底層金屬層時，如果在特定的條件下製作，可以極大地減少底層金屬層表面的氣孔數量，由此發現如果在底層金屬層上設置銅鍍敷層，可以解決前述問題，從而完成本發明。
也就是，根據本發明的第1發明，提供一種金屬被覆聚醯亞胺膜的製法，其特徵在於：該製法包括藉由卷對卷方式，在聚醯亞胺膜表面利用乾式鍍敷法設置由鎳-鉻合金層和銅層構成的底層金屬層的步驟(a)，和接著使用連續鍍敷裝置，在底層金屬層上設置銅鍍敷層的步驟(b)，其中在步驟(a)中，在直到形成有底層金屬層的聚醯亞胺膜卷取到輥上的期間，使與輸送裝置接觸的部分僅作為聚醯亞胺膜面，由此，在通過觀察台(light table)觀察底層金屬層的表面時，直徑10μm以上的氣孔的數量在邊長160mm的正方形面積中為20個以下，而且在步驟(b)中，設置厚度為0.5~3.0μm的銅鍍敷層。
而且，根據本發明的第2發明，提供一種金屬被覆聚醯亞胺膜的製法，其特徵在於：在前述第1發明中，聚醯亞胺膜的厚度為10~50μm，而且表面平滑。
而且，根據本發明的第3發明，提供一種金屬被覆聚醯亞胺膜的製法，其特徵在於：在前述第1發明中，步驟(a)中，底層金屬層以鎳-鉻合金層和銅層的順序形成。
而且，根據本發明的第4發明，提供一種金屬被覆聚醯亞胺膜的製法，其特徵在於：在前述第3項記載的發明中，前述鎳-鉻合金層的厚度為5~50nm。
而且，根據本發明的第5發明，提供一種金屬被覆聚醯亞胺膜的製法，其特徵在於：在前述第3或第4項記載發明中，前述鎳-鉻合金層係由含有5~30質量%的鉻之鎳-鉻合金形成。
另外，根據本發明的第6發明，提供一種金屬被覆聚醯亞胺膜的製法，其特徵在於：在前述第3發明中，前述銅層厚度為50~500nm。
另外，根據本發明的第7發明，提供一種金屬被覆聚醯亞胺膜的製法，其特徵在於：在前述第1發明中，步驟(b)中，銅鍍敷層係經由使用硫酸銅鍍敷浴的電解銅鍍敷法形成。
另外，根據本發明的第8發明，提供一種金屬被覆聚醯亞胺膜的製法，其特徵在於：在前述第7項記載的發明中，藉由調節陰極電流密度，以使形成的銅鍍敷層的內部應力在聚醯亞胺膜乾燥前的狀態下為5~30MPa的拉伸應力。
另外，根據本發明的第9發明，提供一種金屬被覆聚醯亞胺膜，該金屬被覆聚醯亞胺膜是通過前述第1~8任一項記載的製法得到的，其特徵在於：通過觀察台觀察銅鍍敷層的表面時，直徑10μm以上的氣孔的數量在邊長160mm的正方形面積中為10個以下，而且MIT耐折性評價的彎曲次數為2000次以上。
另外，本發明的第10發明，提供一種金屬被覆聚醯亞胺膜，其特徵在於：在前述第9項記載的發明中，進一步地，蝕刻尺寸變化率(方法B)以及加熱尺寸變化率(方法C)在輸送方向以及與輸送方向成直角的方向為0.03%以下。
本發明的金屬被覆聚醯亞胺膜，氣孔數量極少，而且耐折性高，尺寸穩定性優異，適合作為對應電子電路的細間距化的基板。另外，其製法通過卷對卷方式，邊輸送聚醯亞胺膜，邊在聚醯亞胺膜表面設置鎳-鉻合金層，之後，直到設置了底層金屬層的聚醯亞胺膜卷取到輥上的期間，使與輸送裝置接觸的面僅作為聚醯亞胺膜面，是簡單且適合工業規模生產的方法，其工業價值極高。
 實施發明之型態
以下，對本發明進行詳細說明
1.　金屬被覆聚醯亞胺膜的製法。
接著，對本發明的金屬被覆聚醯亞胺膜的製法進行說明。
本發明的製法是包括藉由卷對卷方式，利用乾式鍍敷法設置由鎳-鉻合金層和在其上設置的銅層構成的底層金屬層，得到聚醯亞胺膜的步驟(a)；以及接著使用連續鍍敷裝置，在底層金屬層上設置銅鍍敷層的步驟(b)的金屬被覆聚醯亞胺膜之製法，其中，在步驟(a)中，設置鎳-鉻合金層後，在直到形成有底層金屬層的聚醯亞胺膜卷取到輥上的期間，在輸送時，使與輸送裝置接觸的部分僅作為聚醯亞胺膜面；在步驟(b)中，設置厚度為0.5~3.0μm的銅鍍敷層，而且形成的銅鍍敷層的內部應力，在聚醯亞胺膜乾燥前的狀態下為5~30MPa的拉伸應力。
本發明的技術意義在於：在步驟(a)中，輸送已設置鎳-鉻合金層的聚醯亞胺膜時，只有聚醯亞胺膜面接觸輸送裝置，而且在步驟(b)中，設置厚度0.5~3.0μm的銅鍍敷層，以及設置銅鍍敷層的內部應力在聚醯亞胺膜乾燥前的狀態下為5~30MPa的拉伸應力。
也就是，在步驟(a)中，在輸送設置鎳-鉻合金層後的聚醯亞胺膜時，只有聚醯亞胺膜面接觸輸送裝置是因為：直徑10μm以上的氣孔是在形成鎳-鉻合金層後，設置底層金屬層的聚醯亞胺膜在卷取到輥上的步驟中，鎳-鉻合金層或銅層和輸送設備的輸送輥或張力調節輥等接觸，掉入兩者間的塵土等異物壓入鎳-鉻合金層或銅層中而形成的。
如果這樣形成底層金屬層，則底層金屬層產生的直徑為10μm以上的氣孔在邊長160mm的正方形面積中可為20個以下。這點很重要。這是因為如後所述，通過電解銅鍍敷法在底層金屬層上設置銅鍍敷層時，在銅鍍敷層的厚度增加的同時埋入氣孔，可以通過觀察台檢測出的氣孔數量減少，但是在步驟(b)設置的銅層的厚度為3.0μm以下時，該效果小，底層金屬層中產生的直徑為10μm以上的氣孔容易直接以在金屬被覆聚醯亞胺表面被發現的氣孔的形式殘留。
另外，本發明人研究的結果中，通過蒸鍍法或濺射法設置鎳-鉻金屬層和銅層時，只要是一般的條件，就幾乎不會產生直徑10μm以上的氣孔。
在步驟(b)中，設置厚度0.5~3.0μm的銅鍍敷層是因為該厚度為作為對應細間距化的金屬被覆聚醯亞胺膜的要件，而且得到高耐折性。銅鍍敷層的厚度如果超過3.0μm，則MIT耐折性評價的彎曲次數小於2000次，有時無法得到高的耐折性。另一方面，如果銅鍍敷層小於0.5μm，則使用金屬被覆聚醯亞胺膜形成的佈線無法得到足夠的導電性。
另外，在步驟(b)中，形成的銅鍍敷層的內部應力，在聚醯亞胺膜乾燥前的狀態下為5~30MPa的拉伸應力，可以通過乾燥引起的聚醯亞胺膜的收縮緩解銅鍍敷層的內部應力，使蝕刻尺寸變化率和加熱尺寸變化率在輸送方向以及與輸送方向垂直的方向上為0.03%以下，確保尺寸穩定性。
在下文中，對每個步驟進行說明。
1)步驟(a)
步驟(a)是通過卷對卷方式，連續地輸送聚醯亞胺膜，通過蒸鍍法或濺射法在聚醯亞胺膜表面形成底層金屬層，卷取到輥上的步驟。在本發明中，首先在聚醯亞胺膜表面形成鎳-鉻合金層。然後，在鎳-鉻合金層上形成銅層。
本發明中使用的聚醯亞胺膜為了能夠適應細間距化，較佳使用厚度10~50μm，更佳厚度為25~38μm的聚醯亞胺膜。這種厚度的薄膜一般由工業生產、使用。另外，在卷取時，如果考慮到聚醯亞胺膜和底層金屬層的接觸，從防止氣孔產生的觀點出發，較佳為聚醯亞胺膜的表面是平滑的。
作為前述乾式鍍敷法，使用蒸鍍法或濺射法等，對於蒸鍍條件和濺射條件可以參考已經申請、公開的各種文獻。
構成底層的鎳-鉻合金層的厚度較佳為5~50nm。藉由選擇為5~50nm，可以得到提高上述耐遷移性的效果。如果小於5nm，則耐遷移性有不足的情況，如果超過50nm，則蝕刻性低下，在製作COF等電路板時，無法充分除去底層金屬層，有無法確保佈線間的絕緣性的情況。
另外，作為鎳-鉻層較佳使用含有5~30質量%鉻的鎳合金。鉻含量小於5質量%時，有耐遷移性不足的情況，鉻含量如果超過30質量%，則蝕刻性低下，製作COF等電路板時，無法充分除去底層金屬層，有無法確保佈線間的絕緣性的情況。
另外，在鎳-鉻合金層上設置的銅層的厚度較佳為50~500nm。因為小於50nm時，在步驟(b)中，藉由電解銅鍍敷法設置銅鍍敷層時，可能無法得到足夠的導電性，如果超過500nm，則濺射形成的時間變長，生產性低下。
銅層中，除了銅以外，根據改善耐腐蝕性等目的，還可以使用銅-鎳合金或銅-鎳-鉻合金等銅合金形成，為了確保導電性，較佳為純銅。
步驟(a)最重要的是如前所述，在通過卷對卷方式輸送的聚醯亞胺膜表面形成鎳-鉻合金層，之後，在直到將設置底層金屬層的聚醯亞胺膜卷取到輥上的期間，以鎳-鉻合金層表面或銅層不與輸送裝置接觸的方式，只將聚醯亞胺膜面保持在輸送裝置上，進行輸送。
這樣，底層金屬層產生的直徑10μm以上的氣孔在邊長160mm的正方形面積中可以為20個以下。
另外，構成底層金屬層的銅層與其下的鎳-鉻層相比硬度更低，如果與輸送裝置接觸，產生氣孔的可能性提高。形成前述銅層後，保持銅層與輸送裝置不接觸地輸送是特別重要的。
設置底層金屬層的聚醯亞胺膜係被卷取到輥上。此時，底層金屬層表面與聚醯亞胺膜面接觸，但是由於聚醯亞胺膜柔軟，即使兩者接觸，也不會有特別的問題，不容易產生直徑10μm以上的氣孔。但是，在卷取壓力高(施加在聚醯亞胺膜上的張力高)時，儘管聚醯亞胺膜是柔軟的，也會出現由於聚醯亞胺膜表面微細的凸部，產生氣孔的情況。因此，使用的聚醯亞胺膜表面較佳為平滑的。
為了不使底層金屬層與輸送設備接觸，通過卷對卷方式輸送，可以是在形成前述鎳-鉻合金層後，通過輸送輥或張力調節輥僅支撐作為內面的聚醯亞胺膜面進行輸送。因為在不存在底層金屬層的聚醯亞胺膜的內面側與輸送設備等接觸，也不會有任何問題。
作為另一種方法，可以考慮只調整展開軸和卷取軸的位置，直線狀地輸送聚醯亞胺膜的方法。但是，這種方法，首先為了維持直線狀的輸送線，必須對聚醯亞胺膜施加強力的張力，薄膜可能變形，為不佳。
另外，展開聚醯亞胺膜的軸的粗細和卷取聚醯亞胺膜的軸的粗細由於隨著時間變化，所以為了在蒸鍍裝置和濺射裝置內將靶和聚醯亞胺膜的間隔保持固定，必須要複雜的結構，所以更加不宜。
2)步驟(b)
步驟b)是在上述步驟(a)形成的底層金屬層上，藉由電解銅鍍敷法或非電解銅鍍敷法、或者結合這兩種方法的方法形成銅鍍敷層的步驟。
設置的銅鍍敷層如上所述，在考慮到通過半添加法製造對應細間距化的COF等電路板的情形，厚度為0.5~3.0μm。另外，從高耐折性和導電性的觀點出發，該厚度也可以像前文所述的那樣規定。
另外，如果使銅層的厚度為3.0μm以下，則必須要留意以下問題。
也就是，通過電解銅鍍敷法形成銅層時，在底層金屬上析出銅形成銅層，但是不存在底層金屬的部分，也就是在氣孔部周圍析出銅，所以產生在氣孔內部方向上析出鍍敷金屬而覆蓋氣孔的現象。因此，所得的銅層的厚度越厚，底層金屬的氣孔越容易從外表消失。
但是，銅層的厚度為3.0μm以下時，雖然底層金屬層表面的微細氣孔被析出的銅覆蓋，從外表消失，但是直徑為10μm以上的氣孔很少被析出的銅完全覆蓋，從表面消失，還大多以氣孔的形式殘留在金屬被覆聚醯亞胺膜表面上。因此，步驟(b)中，氣孔的數量沒有大幅度地減少。
因此，在步驟(b)中，使用由步驟(a)得到的聚醯亞胺膜，該聚醯亞胺膜具有在邊長160mm的正方形面積中，直徑10μm以上的氣孔數量為20個以下的底層金屬層，在該底層金屬層上設置銅鍍敷層。這樣，通過觀察台觀察可以檢查出的直徑10μm以上的氣孔個數，在邊長160mm的正方形面積中為10個以內。
因此，在步驟(a)中，得到具有在邊長160mm的正方形面積中，直徑10μm以上的氣孔數量為20個以下的底層金屬層的聚醯亞胺膜是步驟(b)的大前提，是極為重要的。
另外，假設即使嚴格挑選銅鍍敷條件，使底層金屬層的氣孔從表面消失，實際上，在氣孔內析出銅，氣孔也不會消失，只是覆蓋在氣孔上，使氣孔從表面上看不見而已。因此，這種金屬被覆聚醯亞胺膜，不但銅層和底層金屬層、或者底層金屬層和聚醯亞胺膜的貼緊力不足，而且底層金屬層的氣孔會成為彎曲時剝離的起點，容易剝落，所以難以得到高耐折性的金屬被覆聚醯亞胺膜。
在本發明中，作為製造銅鍍敷層的方法，可以選自電解鍍敷法或非電解鍍敷法，或者組合這兩種方法形成的方法，但是如果考慮到生產性和成本，較佳為藉由電解鍍敷法形成，更佳為使用硫酸銅鍍敷浴的電解鍍敷法。
在這種情況下，使用的硫酸銅鍍敷浴沒有特別的限定，可以使用常用的硫酸銅鍍敷浴。另外，鍍敷條件也沒有特別的限定，可以是常用的條件。
在本發明的方法中，形成的銅鍍敷層中的內部應力，在聚醯亞胺膜乾燥前的狀態下，較佳控制為5~30MPa的拉伸應力。該控制在通過電解銅鍍敷法形成銅鍍敷層時，可以通過選擇使用的硫酸銅鍍敷浴的組成或者陰極電流密度、電解液供應量等鍍敷條件來實現。
最簡單的方法為控制陰極電流密度。假設使用普通的硫酸銅鍍敷浴，平均陰極電流密度較佳為2.0A/dm2 以下，更較佳為1.0A/dm2 以下。因為平均陰極電流密度如果超過2.0A/dm2 ，則銅析出得不均勻，難以控制銅鍍敷層的內部應力。
聚醯亞胺膜在乾燥前的狀態下具有5~30MPa拉伸應力的銅鍍敷層，由於聚醯亞胺膜乾燥而收縮，緩和銅鍍敷層的內部應力，從而導致蝕刻尺寸變化率和加熱尺寸變化率在輸送方向以及與輸送方向垂直的方向上為0.03%以下，成為尺寸穩定性優異的金屬被覆聚醯亞胺膜。
2.　金屬被覆聚醯亞胺膜
本發明的金屬被覆聚醯亞胺膜是在聚醯亞胺膜表面直接設置底層金屬層，在底層金屬層上設置銅鍍敷層的金屬被覆聚醯亞胺膜。而且，銅鍍敷層的厚度為0.5~3.0μm，該銅鍍敷層的表面用觀察台觀察時，直徑10μm以上的氣孔的個數在邊長160mm的正方形面積中為10個以下，MIT耐折性評價的彎曲次數為2000次以上，此外，蝕刻尺寸變化率(方法B)和加熱尺寸變化率(方法C)在輸送方向以及與輸送方向垂直的方向上絕對值為0.03%以下。
在本發明中，通過觀察台觀察銅鍍敷層的表面的結果，10μm以上的氣孔在邊長160mm的正方形面積中為10個以內，因為使用超過10個的金屬被覆聚醯亞胺膜製造細間距的COF等電路板時，佈線產生斷線的可能性增加，細間距的COF等的電路板的收率變低。而且，無法確保COF等的可靠性。
另外，銅鍍敷層的厚度為0.5~3.0μm是因為要滿足對應細間距化的金屬被覆聚醯亞胺膜的要件，而且為了得到高耐折性。因為銅鍍敷層的厚度如果超過3.0μm，則MIT耐折性評價的彎曲次數可能小於2000次，不一定能穩定地得到高耐折性。另一方面，銅鍍敷層如果小於0.5μm，則使用金屬被覆聚醯亞胺膜形成的電路無法得到足夠的導電性。
MIT耐折性評價的彎曲次數為2000次以上是因為要滿足加工為細間距的COF等電路板，在電子部件的彎曲部分使用，使用時即使重複彎曲，佈線仍不容易斷線這樣的條件。
此外，蝕刻尺寸變化率(方法B)和加熱尺寸變化率(方法C)在輸送方向以及與輸送方向垂直的方向上為0.03%以下是因為如果在該範圍外，製造對應細間距，例如具有佈線寬為20~25μm的佈線圖案的COF等電路板，在其上封裝IC晶片時，IC晶片表面的電極墊和佈線的引線的接合不良可能增多。這種趨勢在通過倒裝焊接法封裝IC晶片時很顯著。
為了使最終得到的金屬被覆聚醯亞胺膜能適應細間距化，本發明中使用的聚醯亞胺膜較佳為表面平滑，厚度為10~50μm，更佳為厚度為25~38μm。
前述底層金屬層為鎳-鉻合金層和銅層的二層結構，鎳-鉻合金層的厚度為5~50nm，較佳為以含有5~30質量%鉻的鎳-鉻合金製造。因為小於5nm時，有無法得到足夠的耐遷移性的情況；如果超過50nm，則蝕刻性低下，在製造COF等電路板時，無法充分除去底層金屬層，有無法確保佈線間的絕緣性的情況。另外，銅層的厚度較佳為50~500nm。因為小於50nm時，設置銅鍍敷層時，如果採用電解銅鍍敷法，則可能無法得到足夠的導電性；如果超過500nm，則濺射形成的時間變長，生產性低下。
實施例
在下文中，通過本發明的實施例和比較例，對本發明進行更詳細地說明，但是本發明並不受這些實施例的任何限定。另外，在實施例和比較例中，所得的金屬被覆聚醯亞胺膜的各種物性根據下述的測定、評價方法進行測定、評價，而且作為使用的聚醯亞胺膜，使用下述物質。
1.　測定、評價方法
(1)氣孔的大小：使用透光式觀察台，目視計測。
另外，在本發明中，所述的氣孔的大小是指從氣孔周圍測定任意兩點的最大距離，所述的10μm以上的氣孔是指該最大距離為10μm以上的氣孔。
(2)MIT耐折性評價：根據JPCA BM01-11.6以及JIS C5016-8.7的方法進行，求得達到R=0.38、負重1000g、線寬0.5mm的MIT耐折性實驗方法確定的彎曲程度時的次數。
(3)蝕刻尺寸變化率(方法B)和加熱尺寸變化率(方法C)：根據IPC-TM-650,2,2,4規定的方法測定。數值用絕對值評價。
2.　聚醯亞胺膜
使用的聚醯亞胺膜是厚度35μm的聚醯亞胺膜(宇部興產股份有限公司製造，UPILEX35SGA)。
(實施例1)
以下，分步驟進行說明。
1.　底層金屬層的形成(步驟(a))
聚醯亞胺膜邊通過展開機和卷取機連續地輸送，邊藉由普通的直流濺射法，形成厚度23nm的鎳-鉻合金層。鎳-鉻層的鉻濃度為20質量%。
接著，在其上形成厚度100nm的銅層，得到底層金屬層。
另外，形成底層金屬層使用的裝置是在真空槽中設置了展開機、卷取機和濺射裝置的裝置，形成鎳-鉻層後，只有聚醯亞胺膜面側由輸送輥支撐，通過卷取機卷取到輥上。
以透光式觀察台觀察形成有底層金屬層的聚醯亞胺膜的結果如表1所示。
2.　銅鍍敷層的形成(步驟(b))
使用普通的硫酸銅鍍敷浴，在底層金屬層上電解銅鍍敷設置1.3μm的銅鍍敷層。使用的硫酸銅鍍敷浴的銅濃度為23g/l，浴溫為27℃。另外，鍍敷槽為連續鍍敷槽，通過展開機和卷取機，一邊連續地輸送到各槽，一邊進行電解銅鍍敷。另外，輸送速度為115m/h，鍍敷槽的平均陰極電流密度調節為1.0A/dm2 ，鍍敷被膜的內部應力在聚醯亞胺膜乾燥前的狀態下，層疊通過單元方式形成的被膜時，為相當於5~30MPa的範圍的拉伸應力。在事先對試驗片進行測定時，鍍敷被膜的內部應力在聚醯亞胺乾燥前的狀態下為15MPa的拉伸應力。
所得的金屬被覆聚醯亞胺膜通過透光式觀察台觀察而求得10μm以上的氣孔的個數，對MIT耐折性、尺寸穩定性也進行評價，所得的結果如表1所示。
(實施例2)
除了使用厚度35μm的聚醯亞胺膜(Kaneka股份有限公司製造，Apical-35FP)作為聚醯亞胺膜以外，和實施例1同樣地得到金屬被覆聚醯亞胺膜，和實施例1同樣地評價。所得的結果如表1所示。
另外，鍍敷被膜的內部應力，在聚醯亞胺膜乾燥前的狀態下，層疊通過單元方式形成的被膜，由此形成相當於5~30MPa範圍的拉伸應力。
(實施例3)
除了使銅鍍敷層的厚度為0.5μm以外，和實施例1同樣地得到金屬被覆聚醯亞胺膜，和實施例1同樣地評價。所得的結果如表1所示。
另外，鍍敷被膜的內部應力，在聚醯亞胺膜乾燥前的狀態下，層疊通過單元方式形成的被膜時，形成相當於5~30MPa範圍的拉伸應力。
在對事先的試驗片進行測定時，鍍敷被膜的內部應力在聚醯亞胺膜乾燥前的狀態下為8MPa的拉伸應力。
(實施例4)
除了使銅鍍敷層的厚度為3.0μm以外，和實施例1同樣地得到金屬被覆聚醯亞胺膜，和實施例1同樣地評價。所得的結果如表1所示。
在對事先的試驗片進行測定時，鍍敷被膜的內部應力在聚醯亞胺膜乾燥前的狀態下為25MPa的拉伸應力。
(實施例5)
除了將鍍敷槽的平均陰極電流密度調節為2.0A/dm2 ，鍍敷被膜的內部應力為30MPa的拉伸應力以外，和實施例1同樣地得到金屬被覆聚醯亞胺膜，和實施例1同樣地評價。所得的結果如表1所示。
(實施例6)
使用實施例1~5得到的銅覆蓋的聚醯亞胺膜，通過半添加法製造佈線間隔25μm的COF，求得佈線加工收率，使用實施例1的薄膜時為85%，使用實施例2的薄膜時為83%，使用實施例3的薄膜時為80%，使用實施例4的薄膜時為83%，使用實施例5的薄膜時為80%，滿足作為細間距的應用。
(比較例1)
除了濺射裝置的卷取部使用具有形成銅層後使底層金屬層表面接觸輥，支撐聚醯亞胺膜的結構的裝置以外，和實施例1同樣地得到金屬被覆聚醯亞胺膜，和實施例1同樣地評價。所得的結果如表1所示。
(比較例2)
除了濺射裝置的卷取部使用具有形成銅層後使底層金屬層表面接觸輥，支撐聚醯亞胺膜的機構的裝置，在銅鍍敷步驟中，鍍敷槽的平均陰極電流密度調節為3~5A/dm2 ，形成厚度8.5μm的銅鍍敷層以外，和實施例1同樣地得到金屬被覆聚醯亞胺膜，和實施例1同樣地評價。所得的結果如表1所示。
(比較例3)
使用比較例1得到的覆銅聚醯亞胺膜，和實施例6同樣地求得佈線加工收率，為61%。
在表1中，所述的TD-B是與聚醯亞胺膜的輸送方向垂直的方向上的蝕刻尺寸變化率(方法B)，所述的TD-C是與聚醯亞胺膜的輸送方向垂直的方向上的加熱尺寸變化率(方法C)。
從表1和上述結果可以知道，根據本發明製造的實施例1~5的覆銅聚醯亞胺膜表面上的氣孔少，具有高耐折性，蝕刻時和加熱時的尺寸變化幅度小，尺寸穩定性優異。
另一方面，形成底層金屬層後，銅層表面沒有保持非接觸狀態的比較例1中，雖然耐折性和尺寸穩定性良好，但是大量存在10μm以上的氣孔，無法得到對應細間距使用的覆銅聚醯亞胺膜。另外，形成底層金屬層後，銅層表面沒有保持非接觸狀態，銅鍍敷層厚度為8.5μm的比較例2由於鍍敷層的厚度加厚，雖然可以改善能通過觀察台檢測出的直徑10μm以上的氣孔的數量，但是耐折性和尺寸穩定性並非是良好的值。
產業上之可利用性
本發明的金屬被覆聚醯亞胺膜是10μm以上的氣孔個數在邊長160mm的正方形面積中為10個以下的氣孔缺陷極少，MIT耐折性和尺寸穩定性優異的金屬被覆聚醯亞胺膜。因此，可適合作為細間距的COF以及PWB、FPC、TAB等電路板以及半添加基板使用。
另外，本發明的方法簡單，適合大量生產，所以工業上的價值很高。

Claims (7)

  1. 一種金屬被覆聚醯亞胺膜之製法，其包括：藉由卷對卷(reel to reel)方式，在聚醯亞胺膜表面利用乾式鍍敷法設置由鎳-鉻合金層和銅層構成的底層金屬層的步驟(a)，和接著使用連續鍍敷裝置，在底層金屬層上設置銅鍍敷層的步驟(b)；其特徵在於：在步驟(a)中，在直到形成有底層金屬層的聚醯亞胺膜卷取到輥上的期間，藉由使與輸送裝置接觸的部分僅作為聚醯亞胺膜面，而使在以觀察台觀察底層金屬層的表面時，直徑10μm以上的氣孔的數量在邊長160mm的正方形面積中為20個以下，而且在步驟(b)中，銅鍍敷層係藉由使用硫酸銅鍍敷浴的電解銅鍍敷法而設置成為厚度0.5~3.0μm，此時，調節陰極電流密度，以使銅鍍敷層的內部應力在聚醯亞胺膜乾燥前的狀態下為5~30MPa的拉伸應力。
  2. 如申請專利範圍第1項之金屬被覆聚醯亞胺膜之製法，其中聚醯亞胺膜的厚度為10~50μm，而且表面平滑。
  3. 如申請專利範圍第1項之金屬被覆聚醯亞胺膜的製法，其中於步驟(a)中，底層金屬層係以鎳-鉻合金層和銅層的順序形成。
  4. 如申請專利範圍第3項之金屬被覆聚醯亞胺膜之製法，其中前述鎳-鉻合金層的厚度為5~50nm。
  5. 如申請專利範圍第3或4項之金屬被覆聚醯亞胺膜之製 法，其中前述鎳-鉻合金層係由含有5~30質量%的鉻之鎳-鉻合金形成。
  6. 如申請專利範圍第3項之金屬被覆聚醯亞胺膜之製法，其中前述銅層的厚度為50~500nm。
  7. 一種金屬被覆聚醯亞胺膜，其經由如申請專利範圍第1至6項中任一項之製法得到的；其特徵在於：以觀察台觀察銅鍍敷層的表面時，直徑10μm以上的氣孔的數量在邊長160mm的正方形面積中為10個以下，而且MIT耐折性評價的彎曲次數為2000次以上，蝕刻尺寸變化率及加熱尺寸變化率在輸送方向及與輸送方向垂直的方向上為0.03%以下。
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