TWI607116B - Supported copper foil with sputtered inorganic composite film and preparation method thereof - Google Patents

Description

具有濺鍍式無機複合薄膜的附載體銅箔及其製備方法

本發明為有關一種附載體銅箔，尤指一種具有濺鍍式無機複合薄膜的附載體銅箔及其製備方法。

隨著科技的進步以及市場需求的導向，使電子技術朝著微小化、反應快、傳遞訊息多等方向發展，故現今的積體電路皆為利用立體封裝的技術來將多個晶片或系統等整合在同一個整合型基板內，而連接各晶片或系統的導線的線路間距亦須要朝著微細化發展，因此，遂發展出了附載體銅箔的技術。

習知的技術如「圖1」所示，其為先在一基板1上形成一膠黏層2，在於該膠黏層2上形成銅層3，最後再利用該膠黏層2的膠黏特性，將該銅層3撕下，然而，膠黏層2通常為使用變溫膠，並可以容忍一定範圍內的溫度，然而，在進行相關作業程序時的操作溫度容易超過其容忍範圍，而導致變質，使得該銅層3無法順利的剝除。

此外，如美國專利公告第US 7175920號之「Copper foil for high-density ultra-fine printed wiring board」，其為於一載體的一側依序形成一防止擴散層、一剝離層以及一銅層，該銅層遠離該載體之一面為一粗糙面，將該粗糙面與一基板接觸並利用熱壓結合，最後使該銅層與該剝離層剝離。其中，該剝離層的材質為鉻，並利用濕式電鍍的方式而形成於該載體之上，然而，利用濕式電鍍的方式容易在過程中產生附加產物進而影響 該剝離層的緻密性，進而影響該剝離層與該銅層之間的附著能力，導致該銅層難以從該剝離層上進行剝離動作，因而容易造成該銅層的損傷，實有改進之必要。

本發明的主要目的，在於解決附載體銅箔與載體之間剝離困難的問題。

為達上述目的，本發明提供一種具有濺鍍式無機複合薄膜的附載體銅箔，其包含有一基板，一設置於該基板的無機複合薄膜以及一設置於該無機複合薄膜遠離該基板之一側的金屬電鍍層。

除此之外，本發明更提供一種具有濺鍍式無機複合薄膜的附載體銅箔的製備方法，包含有以下步驟：S1：濺鍍一無機複合薄膜於一基板上；S2：利用電鍍方式於該無機複合薄膜遠離該基板之一側形成一金屬電鍍層；以及S3：利用該無機複合薄膜與該金屬電鍍層晶格不匹配的特性，將該金屬電鍍層從該無機複合薄膜上進行剝離。

綜上所述，本發明具有以下特點：

一、藉由利用濺鍍的方式來形成該無機複合薄膜，而可以提高該無機複合薄膜的緻密性與結晶性，以及利用該無機複合薄膜與該金屬電鍍層晶格不匹配的特性，而可以輕易的剝離該金屬電鍍層。

二、藉由控制該金屬電鍍層的電鍍時間與電流大小，而可以控制其厚度與晶粒大小，且利用電鍍來形成的晶粒大小均勻，進行後續作業時可以達到更微細化的線路。

三、該無機複合薄膜於高溫的環境下亦可以保持與該金屬電鍍層的低結合強度，而可輕易的剝離。

習知

1‧‧‧基板

2‧‧‧膠黏層

3‧‧‧銅層

本發明

10‧‧‧基板

20‧‧‧無機複合薄膜

30‧‧‧金屬電鍍層

31‧‧‧縷空區

40‧‧‧種子金屬濺鍍層

50‧‧‧樹脂

60‧‧‧剝離層

70‧‧‧圖騰電路層

圖1，為習知的側視結構示意圖。

圖2，為本發明一較佳實施例的側視結構示意圖

圖3，為本發明一較佳實施例的流程示意圖。

圖4A~4G，為本發明一較佳實施例的製作流程結構示意圖。

有關本發明的詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下：請參閱「圖2」所示，本發明為一種具有濺鍍式無機複合薄膜的附載體銅箔，其包含有一基板10、一無機複合薄膜20以及一金屬電鍍層30，該無機複合薄膜20設置於該基板10上，而該金屬電鍍層30設置於該無機複合薄膜20遠離該基板10之一側。其中，該無機複合薄膜20為利用濺鍍的方式所形成，該金屬電鍍層30為利用電鍍的方式所形成，由於該無機複合薄膜20為利用濺鍍的方式而形成，使其緻密性與結晶性較好，且該無機複合薄膜20與該金屬電鍍層30彼此的晶格不匹配，而可以輕易的使該金屬電鍍層30與該無機複合薄膜20剝離。

而該基板10的材質可以為聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，簡稱PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalate，簡稱PEN)、聚醯亞胺(Polyimide，簡稱PI)、玻璃等等，該無機複合薄膜20的材質為陶瓷材料，可以為具有導電性或是絕緣的，例如為氧化銦錫(ITO)、 氧化矽(SiOx)、氧化錫(SnO)、氧化鈦(TiOx)、氧化鋅(ZnO)、氧化鎢(WOx)、氧化鉻(CrxOy)、氧化鋁(AlxOy)或其組合等，且該無機複合薄膜20於高溫的環境下依舊可以保持低結合強度，以利於後續製程進行，該金屬電鍍層30的材質為銅。

於本實施例中，更包含有一設置於該無機複合薄膜20與該金屬電鍍層30之間的種子金屬濺鍍層40，藉由濺鍍該種子金屬濺鍍層40可以提高導電度，並將該種子金屬濺鍍層40作為電鍍基材，可以使該金屬電鍍層30更容易的電鍍於該種子金屬濺鍍層40之上。且利用濺鍍的方式會產生大量的殘留薄膜應力於該種子金屬濺鍍層40上，導致附著力不好，進而容易進行剝離。

而該種子金屬濺鍍層40的材質可以為銅或是摻雜有錫、銀、鎳的銅合金等等，且額外添加的金屬需考量是否利於後續進行蝕刻出極細的電路。而該無機複合薄膜20的厚度介於50奈米至1000奈米之間，該種子金屬濺鍍層40的厚度介於20奈米至2000奈米之間，該金屬電鍍層30的厚度介於0.5微米至20微米之間。其中，該種子金屬濺鍍層40的厚度越厚，越容易累積殘留薄膜應力，使該種子金屬濺鍍層40、該金屬電鍍層30更容易與該無機複合薄膜20剝離。

此外，該金屬電鍍層30更包含有一經蝕刻而形成的縷空區31(示於「圖4D」)，並填入一樹脂50於該縷空區31之中，使該樹脂50黏合該金屬電鍍層30而固定形成一圖騰電路層70，藉此，可以防止該金屬電鍍層30於剝離時破損，於本實施例中，由於更具有該種子金屬濺鍍層40，因此，該種子金屬濺鍍層40與該金屬電鍍層30會一併進行蝕刻。除此之外，且更可以於該樹脂50與該無機複合薄膜20之間設置一剝離層60，該剝離層60可以防止該樹脂50黏合該無機複合薄膜20，而造成不易剝離的問題，而該剝離層 60的材質可以為脫模劑，而脫模劑可以為矽油系列、氟系列以及聚醚系列，其中，矽油系列可以為矽氧烷化合物、矽油、矽樹脂甲基支鏈矽油、甲基矽油、乳化甲基矽油、含氫甲基矽油、矽脂、矽樹脂、矽橡膠、矽橡膠甲苯溶液等等，氟系列可以為聚四氟乙烯、氟樹脂粉末、氟樹脂塗料等，聚醚系列可以為聚醚和脂油混合物。

續搭配參閱「圖3」及「圖4A」至「圖4G」所示，為一種具有濺鍍式無機複合薄膜的附載體銅箔的製備方法，包含有以下步驟：

S1：濺鍍一無機複合薄膜20於該一基板10上，如「圖4A」所示，利用濺鍍的方式於該基板10上形成該無機複合薄膜20，其中，該基板10的材質可以為聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，簡稱PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalate，簡稱PEN)、聚醯亞胺(Polyimide，簡稱PI)、玻璃等或其組合，該無機複合薄膜20的材質為陶瓷材料，可以為具有導電性或是絕緣的，例如為氧化銦錫(ITO)、氧化矽(SiOx)、氧化錫(SnO)、氧化鈦(TiOx)、氧化鋅(ZnO)、氧化鎢(WOx)、氧化鉻(CrxOy)、氧化鋁(AlxOy)或其組合等，且厚度為介於50奈米至1000奈米之間。

S2：形成一金屬電鍍層30，利用電鍍方式於該無機複合薄膜20遠離該基板10之一側形成該金屬電鍍層30，透過控制電鍍的時間與電流大小，可以控制該金屬電鍍層30的厚度與晶粒大小，而利用電鍍所形成的晶粒大小均勻，於後續蝕刻時可以達到更微細化的線路。而於本實施例中，更包含有以下步驟：

S2A：形成一種子金屬濺鍍層40，如「圖4B」所示，由於該無機複合薄膜20之材質若導電性較差，則電鍍形成該金屬電鍍層30之效果就會不好，為了提高進行該金屬電鍍層30之電鍍效果，於本實施例中會先利用濺鍍的方式於該無機複合薄膜20遠離該基板10之一側形成該種子金屬濺鍍 層40，該種子金屬濺鍍層40的材質可以為銅或是摻雜有錫、銀、鎳的銅合金等材料，且其厚度介於20奈米至2000奈米之間。

S2B：如「圖4C」所示，再以該種子金屬濺鍍層40作為電鍍基材，電鍍形成該金屬電鍍層30於該種子金屬濺鍍層40遠離該基板10之一側，該金屬電鍍層30的材質於本實施例中為銅，且厚度為介於0.5微米至20微米之間。

S3：進行剝離，利用該無機複合薄膜20與該金屬電鍍層30晶格不匹配的特性，可以輕易的將該金屬電鍍層30從該無機複合薄膜20上進行剝離，剝離下來的該金屬電鍍層30可以直接進行後續加工，於本實施例中，由於更具有該種子金屬濺鍍層40，因此，於剝離時，會將該種子金屬濺鍍層40與該金屬電鍍層30一併從該無機複合薄膜20上剝離，且該種子金屬濺鍍層40與該無機複合薄膜20亦具有晶格不匹配的特性，因此，亦可以輕易的剝離。而本實施例中，更可以包含有以下步驟：

S3A：對該金屬電鍍層30與該種子金屬濺鍍層40進行蝕刻，如「圖4D」所示，對該金屬電鍍層30與該種子金屬濺鍍層40進行蝕刻，使該金屬電鍍層30與該種子金屬濺鍍層40具有一因蝕刻而產生的縷空區31，並可使該金屬電鍍層30與該種子金屬濺鍍層40根據後續電路設計所需形成對應的圖騰。

S3B：形成一圖騰電路層70，如「圖4E」至「圖4F」所示，將一脫模劑填入該縷空區31中，而於該無機複合薄膜20上形成一剝離層60，再將一樹脂50填入於該縷空區31中，且可利用加熱或照射紫外光等方式使該樹脂50固化並黏合該金屬電鍍層30、該種子金屬濺鍍層40與該剝離層60而固定形成一圖騰電路層70，其中，該剝離層60的作用為防止該樹脂50與該 無機複合薄膜20黏合，而導致該圖騰電路層70不易從該無機複合薄膜20上剝離以及防止該圖騰電路層70損壞之問題。

S3C：剝離該圖騰電路層70，最後如「圖4G」所示，將該圖騰電路層70從該無機複合薄膜20上進行剝離，並進行後續之製程，而可應用於高密度及精細線路的印刷電路板、多層印刷電路板、覆晶薄膜與軟性高階電子封裝等等。

此外，於步驟S3B之中，亦可以不添加該脫模劑，如此一來，可以降低製程複雜度，且可以選用低黏度的該樹脂50，以避免該樹脂50黏合住該無機複合薄膜20，導致進行剝離時，該圖騰電路層70破損的問題。

剝離完畢之後，若該圖騰電路層70上有殘留該無機複合薄膜20，可以透過選擇性蝕刻的方式來蝕刻掉，而不會傷害到該圖騰電路層70。

除此之外，本發明亦可以先不進行蝕刻，而先進行該基板10與該金屬電鍍層30之剝離後(若製程包含該種子金屬濺鍍層40，則連同該種子金屬濺鍍層40一起進行剝離)，將該金屬電鍍層30貼合於一絕緣基材(未圖示)之上，如紙基材酚樹脂等等，再接著進行微影蝕刻等製程，而可進行後續之應用。

綜上所述，本發明具有以下特點：

一、利用濺鍍的方式形成該無機複合薄膜，使其緻密性與結晶性較好，且該無機複合薄膜與該金屬電鍍層的晶格不匹配，而可以輕易的使該金屬電鍍層與該無機複合薄膜剝離。

二、利用濺鍍的方式形成該種子金屬濺鍍層，會產生大量的殘留薄膜應力於該種子金屬濺鍍層上，導致附著力不好，進而容易進行與該基板之間的剝離。

三、藉由濺鍍該種子金屬濺鍍層可以代替導電性較差之該無機複合薄膜作為電鍍的基材，並可以使該金屬電鍍層更容易的電鍍於該種子金屬濺鍍層之上。

四、先利用該種子金屬濺鍍層形成電鍍的基材，接著利用沈積速度較快的電鍍方式形成該金屬電鍍層，藉此兼顧金屬晶格成形的穩定性與鍍膜速度，以符合量產所需的成本效益。

五、藉由填入該樹脂於該縷空區之中，使該樹脂黏合該金屬電鍍層，而可以防止該金屬電鍍層於剝離時破損。

六、藉由設置該剝離層，可以防止該樹脂與該無機複合薄膜黏合，而造成不易剝離的問題。

七、該無機複合薄膜於高溫的環境下亦可以保持與該金屬電鍍層、該種子金屬濺鍍層的低結合強度，而可輕易的剝離。

八、該金屬電鍍層可以透過控制電鍍的時間與電流大小，而控制其厚度與晶粒大小，且利用電鍍所形成的晶粒大小均勻，於後續蝕刻時可以達到更微細化的線路。

因此本發明極具進步性及符合申請發明專利的要件，爰依法提出申請，祈 鈞局早日賜准專利，實感德便。

以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅為本發明的一較佳實施例而已，當不能限定本發明實施的範圍。即凡依本發明申請範圍所作的均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明的專利涵蓋範圍內。

10‧‧‧基板

20‧‧‧無機複合薄膜

30‧‧‧金屬電鍍層

40‧‧‧種子金屬濺鍍層

50‧‧‧樹脂

60‧‧‧剝離層

70‧‧‧圖騰電路層

Claims (8)

1. 一種具有濺鍍式無機複合薄膜的附載體銅箔的製備方法，包含有以下步驟：S1：濺鍍一無機複合薄膜於一基板上；S2A：利用濺鍍方式於該無機複合薄膜遠離該基板之一側形成一種子金屬濺鍍層；S2B：以該種子金屬濺鍍層作為電鍍基材，電鍍形成一金屬電鍍層於該種子金屬濺鍍層遠離該基板之一側；以及S3：利用該無機複合薄膜與該金屬電鍍層晶格不匹配的特性，將該金屬電鍍層從該無機複合薄膜上進行剝離。
2. 如申請專利範圍第1項之具有濺鍍式無機複合薄膜的附載體銅箔的製備方法，其中於步驟S1中，該無機複合薄膜的材質為選自於由氧化銦錫、氧化矽、氧化錫、氧化鈦、氧化鋅、氧化鎢、氧化鉻、氧化鋁及其組合所組成之群組，該基板的材質為選自於由聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醯亞胺、玻璃及其組合所組成之群組，於步驟S2中，該金屬電鍍層的材質為銅，於步驟S2A中，該種子金屬濺鍍層的材質為摻雜有錫、銀、鎳的銅合金。
3. 如申請專利範圍第1項之具有濺鍍式無機複合薄膜的附載體銅箔的製備方法，其中於步驟S1中，該無機複合薄膜的厚度介於50奈米至1000奈米之間，於步驟S2B中，該金屬電鍍層的厚度介於0.5微米至20微米之間，於步驟S2A中，該種子金屬濺鍍層的厚度介於20奈米至2000奈米之間。
4. 如申請專利範圍第1項之具有濺鍍式無機複合薄膜的附載體銅箔的製備方法，其中於步驟S3中，更包含有以下步驟：S3A：對該金屬電鍍層進行蝕刻，使該金屬電鍍層具有一縷空區；S3B：將一脫模劑填入該縷空區中，而於該無機複合薄膜上形成一剝離層，再將一樹脂填入於該縷空區中，使該樹脂黏合該金屬電鍍層並固定形成一圖騰電路層；以及S3C：將該圖騰電路層從該無機複合薄膜上進行剝離。
5. 一種具有濺鍍式無機複合薄膜的附載體銅箔，包含有：一基板；一設置於該基板的無機複合薄膜；一設置於該無機複合薄膜遠離該基板之一側的種子金屬濺鍍層；以及一設置於該種子金屬濺鍍層遠離該基板之一側的金屬電鍍層。
6. 如申請專利範圍第5項所述之具有濺鍍式無機複合薄膜的附載體銅箔，其中該種子金屬濺鍍層的厚度介於20奈米至2000奈米之間，該金屬電鍍層的厚度介於0.5微米至20微米之間，該無機複合薄膜的厚度介於50奈米至1000奈米之間。
7. 如申請專利範圍第5項所述之具有濺鍍式無機複合薄膜的附載體銅箔，其中該無機複合薄膜的材質為選自於由氧化銦錫、氧化錫、氧化鈦、氧化矽、氧化鋅、氧化鎢、氧化鉻、氧化鋁及其組合所組成之群組，該基板的材質為選自於由聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醯亞胺、玻璃及其組合所組成之群組，該金屬電 鍍層的材質為銅，該種子金屬濺鍍層的材質為摻雜有錫、銀、鎳的銅合金。
8. 如申請專利範圍第5項所述之具有濺鍍式無機複合薄膜的附載體銅箔，其中該金屬電鍍層更包含有一縷空區，並依序設置一剝離層與一樹脂於該縷空區之中，該剝離層設置於該樹脂與該無機複合薄膜之間。