專利名稱：覆金屬聚酰亞胺薄膜及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及覆金屬聚酰亞胺薄膜及其制造方法。更詳細(xì)地，涉及能適應(yīng)電子電路 要求的細(xì)間距，氣孔個(gè)數(shù)極少，而且耐折性高，尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異的覆金屬聚酰亞胺薄膜及其 制造方法。
背景技術(shù)：
覆金屬聚酰亞胺薄膜作為封裝用基板，廣泛應(yīng)用于在液晶畫(huà)面中顯示圖像的驅(qū)動(dòng) 用IC基片。近年來(lái)，作為封裝液晶圖像顯示用驅(qū)動(dòng)用IC基片的方法，備受關(guān)注的是C0F (覆 晶薄膜)。C0F與目前主流的封裝法TCP(帶載封裝)相比，具有下述特征布線可以實(shí)現(xiàn)細(xì) 間距化，而且封裝的驅(qū)動(dòng)用IC基片可以小型化以及容易降低封裝成本。作為C0F的一般的制造方法，可以選擇下述方法在作為耐熱性高且絕緣性高的 樹(shù)脂的聚酰亞胺薄膜表面設(shè)置金屬覆膜、將形成的覆金屬聚酰亞胺薄膜作為基板使用，通 過(guò)照相平版印刷法將該基板上的金屬覆膜形成精細(xì)圖案，形成布線后，對(duì)布線所希望的位 置例如進(jìn)行鍍錫，之后，通過(guò)阻焊劑覆蓋希望的位置的方法。作為進(jìn)行細(xì)間距封裝的C0F用覆金屬聚酰亞胺薄膜，正成為主流的是不使用粘合 劑層，而直接在聚酰亞胺薄膜表面設(shè)置金屬覆膜形成的薄膜。這種覆金屬聚酰亞胺薄膜例 如通過(guò)如下方式得到對(duì)聚酰亞胺薄膜表面進(jìn)行等離子體處理后，通過(guò)濺射法沉積鎳-鉻 合金并使厚度為70 500A而設(shè)置濺射層，然后通過(guò)電鍍法在其上沉積銅，之后進(jìn)行帶有 電解銅厚度的電鍍(參照專利文獻(xiàn)1第2頁(yè))。通過(guò)上述濺射法設(shè)置濺射層時(shí)，例如，通過(guò)連續(xù)卷取(>」一> — >」一>)* 式連續(xù)地輸送聚酰亞胺薄膜，在真空中進(jìn)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(xù)濺射裝置，其中真空槽包括通過(guò)卷取機(jī)_展開(kāi) 機(jī)在內(nèi)部驅(qū)動(dòng)，可以將長(zhǎng)的薄膜卷取、展開(kāi)的第1和第2輥安裝軸。并且從設(shè)置在一個(gè)輥 安裝軸上的輥展開(kāi)薄膜，通過(guò)和前述真空槽的前述濺射單元面對(duì)的區(qū)域輸送，通過(guò)另一個(gè) 輥安裝軸卷取到輥上，一邊輸送薄膜，一邊在其上連續(xù)地成膜(參照專利文獻(xiàn)2，日本特開(kāi) 2006-336029號(hào)公報(bào)，第2頁(yè))。隨著目前的液晶顯示圖像的高精細(xì)化、液晶驅(qū)動(dòng)用IC基片的小型化等的快速發(fā) 展，即使對(duì)使用前述覆金屬聚酰亞胺薄膜制造的C0F，也強(qiáng)烈需要高密度的布線，也就是形 成細(xì)間距。然而，如果使用上述這種現(xiàn)有的方法得到的覆金屬聚酰亞胺薄膜制造細(xì)間距 的C0F，則由于存在于覆金屬聚酰亞胺薄膜的金屬層中的氣孔，導(dǎo)致具有缺陷部分的布線變 多，可能無(wú)法提高產(chǎn)品收獲率，而且所得的布線的耐折性差，在微細(xì)電路部分，布線剝落，還 不適合作為細(xì)間距的C0F使用。產(chǎn)生氣孔的原因包括濺射層材料本身的要求(參照專利文獻(xiàn)3)、為了改善和電解 銅電鍍覆膜的貼緊性而對(duì)濺射層進(jìn)行活化處理的要求(參照專利文獻(xiàn)4)等，采用這樣的各 種對(duì)策，結(jié)果發(fā)現(xiàn)可以在一定程度上減少氣孔，但是還不足以作為制造細(xì)間距的C0F使用。
將作為氣孔產(chǎn)生的原因認(rèn)為是在薄膜上設(shè)置多個(gè)覆膜時(shí)，薄膜在成膜裝置間暴 露在大氣中的狀態(tài)下移動(dòng)時(shí)，附著了異物，因此提出了具有兩個(gè)表面處理裝置固定在旋轉(zhuǎn) 軸上的多個(gè)表面處理裝置，通過(guò)改變朝向薄膜處理位置的表面處理裝置，同時(shí)進(jìn)行多個(gè)表 面處理的復(fù)合真空表面處理裝置(參照專利文獻(xiàn)5第1頁(yè))。如果使用該裝置，處理過(guò)程 中，薄膜沒(méi)有暴露在大氣中，所以形成的薄膜中產(chǎn)生氣孔以及貼緊性低下等缺陷能夠消失。 然而，雖然在實(shí)施例中例示了在使用上述裝置進(jìn)行表面處理的聚酰亞胺薄膜上，通過(guò)濕法 電鍍法形成厚度8 u m的銅層的銅覆蓋的聚酰亞胺薄膜，但是并沒(méi)有具體記載對(duì)氣孔和貼 緊力改善情況，效果也不明確。另外，對(duì)于非金屬層，而是堆積半導(dǎo)體層的帶狀部材的情況，還提出了下述方法。 將表面產(chǎn)生凹凸的產(chǎn)生原因作為在輸送帶狀部件時(shí)，帶狀部件和輸送用的轉(zhuǎn)向輥間混入 了異物，由此在帶狀部件上依次層疊半導(dǎo)體薄膜后，在卷取工序中，為了使帶狀部件和轉(zhuǎn)向 輥不產(chǎn)生物理接觸，在兩者間夾入隔離紙，防止產(chǎn)生凹凸的方法(參照專利文獻(xiàn)6第3、6 頁(yè))。而且，根據(jù)該方法，可以高效地制造大量缺陷少的半導(dǎo)體薄膜。然而，如果在制造覆金屬聚酰亞胺薄膜的方法中想適用這種通過(guò)隔離紙防止帶狀 部件和轉(zhuǎn)向輥接觸的方法，則必須有用于夾入隔離紙的機(jī)構(gòu)，不僅裝置復(fù)雜化，而且由于隔 離紙本身產(chǎn)生的雜質(zhì)，還可能在銅層中產(chǎn)生缺陷。此外，使用隔離紙這種特殊的成分時(shí)，還 有成本增加的問(wèn)題。因此，還未提供減少覆金屬聚酰亞胺薄膜的氣孔數(shù)量的方法。盡管如此，目前C0F可以使用具有厚度5 12i!m的銅層的覆金屬聚酰亞胺薄膜， 通過(guò)消除法形成布線而得到。然而，為了制造近來(lái)要求的線寬25 ym以下的細(xì)間距的C0F， 使用具有厚度1. 0 3. 0 y m的銅層的覆金屬聚酰亞胺薄膜，通過(guò)半添加法形成布線的方法 越來(lái)越普遍。像這樣，在銅層的厚度比現(xiàn)有的情況更薄的覆金屬聚酰亞胺薄膜時(shí)，仍然強(qiáng)烈要 求前述氣孔的減少和高耐折性，除此之外，為了提高產(chǎn)品收獲率，還需要蝕刻時(shí)和加熱時(shí)的 尺寸變化率的變化小，也就是尺寸穩(wěn)定性好。如上所述，要求能夠適應(yīng)電子電路的細(xì)間距化的要求、氣孔個(gè)數(shù)極少、耐折性高、 尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異的覆金屬聚酰亞胺薄膜及其制造方法。專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1日本特開(kāi)2002-252257號(hào)公報(bào)(參照第2頁(yè))專利文獻(xiàn)2日本特開(kāi)2006-336029號(hào)公報(bào)(參照第2頁(yè))專利文獻(xiàn)3日本特開(kāi)2006-73766號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4日本特開(kāi)2006-324474號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5日本特開(kāi)2007-063639號(hào)公報(bào)(參照第1頁(yè))專利文獻(xiàn)6日本特開(kāi)平09-082652號(hào)公報(bào)(參照第3、6頁(yè))

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，提出能夠適應(yīng)電子電路的細(xì)間距化 的要求、氣孔個(gè)數(shù)極少、且耐折性高、尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異的覆金屬聚酰亞胺薄膜及其制造方 法。
本發(fā)明人為了解決前述問(wèn)題，進(jìn)行各種研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)銅電鍍層的氣孔來(lái)自底層 金屬層的氣孔，通過(guò)連續(xù)卷取方式，由干法電鍍法制造底層金屬層時(shí)，如果在特定的條件下 制作，可以極大地減少底層金屬層表面的氣孔數(shù)量，由此發(fā)現(xiàn)如果在底層金屬層上設(shè)置銅 電鍍層，可以解決前述問(wèn)題，從而完成本發(fā)明。也就是，根據(jù)本發(fā)明的第1發(fā)明，提供一種覆金屬聚酰亞胺薄膜的制造方法，該制 造方法包括通過(guò)連續(xù)卷取方式，在聚酰亞胺薄膜表面通過(guò)干法電鍍法設(shè)置由鎳-鉻合金層 和銅層構(gòu)成的底層金屬層的工序(a)，和接著使用連續(xù)電鍍裝置，在底層金屬層上設(shè)置銅電 鍍層的工序(b)，其特征在于在工序(a)中，在直到形成有底層金屬層的聚酰亞胺薄膜卷 取到輥上的期間，使與輸送裝置接觸的部分僅作為聚酰亞胺薄膜面，由此，在通過(guò)觀察臺(tái)觀 察底層金屬層的表面時(shí)，直徑10 ym以上的氣孔的數(shù)量在邊長(zhǎng)160mm的正方形面積中為20 個(gè)以下，而且在工序(b)中，設(shè)置厚度為0.5 3.0 ym的銅電鍍層。而且，根據(jù)本發(fā)明的第2發(fā)明，提供一種覆金屬聚酰亞胺薄膜的制造方法，其特征 在于在前述第1發(fā)明中，聚酰亞胺薄膜的厚度為10 50i!m，而且表面平滑。而且，根據(jù)本發(fā)明的第3發(fā)明，提供一種覆金屬聚酰亞胺薄膜的制造方法，其特征 在于在前述第1發(fā)明中，工序(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(jù)本發(fā)明的第4發(fā)明，提供一種覆金屬聚酰亞胺薄膜的制造方法，其特征 在于在前述第3項(xiàng)記載的發(fā)明中，前述鎳-鉻合金層的厚度為5 50nm。而且，根據(jù)本發(fā)明的第5發(fā)明，提供一種覆金屬聚酰亞胺薄膜的制造方法，其特征 在于在前述第3或第4項(xiàng)記載發(fā)明中，前述鎳_鉻合金層由含有5 30質(zhì)量％的鉻的 鎳-鉻合金形成。另外，根據(jù)本發(fā)明的第6發(fā)明，提供一種覆金屬聚酰亞胺薄膜的制造方法，其特征 在于在前述第3發(fā)明中，前述銅層厚度為50 500nm。另外，根據(jù)本發(fā)明的第7發(fā)明，提供一種覆金屬聚酰亞胺薄膜的制造方法，其特征 在于在前述第1發(fā)明中，工序(b)中，銅電鍍層通過(guò)使用硫酸銅電鍍?cè)〉碾娊忏~電鍍法形 成。另外，根據(jù)本發(fā)明的第8發(fā)明，提供一種覆金屬聚酰亞胺薄膜的制造方法，其特征 在于在前述第7項(xiàng)記載的發(fā)明中，通過(guò)調(diào)節(jié)陰極電流密度，以使形成的銅電鍍層的內(nèi)部應(yīng) 力在聚酰亞胺薄膜干燥前的狀態(tài)下為5 30MPa的拉伸應(yīng)力。另外，根據(jù)本發(fā)明的第9發(fā)明，提供一種覆金屬聚酰亞胺薄膜，該覆金屬聚酰亞胺 薄膜是通過(guò)前述第1 8任一項(xiàng)記載的制造方法得到的，其特征在于銅電鍍層的表面通過(guò) 觀察臺(tái)觀察時(shí)，直徑10 μ m以上的氣孔的數(shù)量在邊長(zhǎng)160mm的正方形面積中為10個(gè)以下， 而且MIT耐折性評(píng)價(jià)的彎曲次數(shù)為2000次以上。另外，本發(fā)明的第10發(fā)明，提供一種覆金屬聚酰亞胺薄膜，其特征在于在前述第 9項(xiàng)記載的發(fā)明中，進(jìn)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?yàn)?. 03%以下。本發(fā)明的覆金屬聚酰亞胺薄膜，氣孔數(shù)量極少，而且耐折性高，尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異， 適合作為對(duì)應(yīng)電子電路的細(xì)間距化的基板。另外，其制造方法通過(guò)連續(xù)卷取方式，邊輸送聚 酰亞胺薄膜，邊在聚酰亞胺薄膜表面設(shè)置鎳-鉻合金層，之后，直到設(shè)置了底層金屬層的聚 酰亞胺薄膜卷取到輥上的期間，使與輸送裝置接觸的面僅作為聚酰亞胺薄膜面，是簡(jiǎn)單且適合工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的方法，其工業(yè)價(jià)值極高。
具體實(shí)施例方式以下，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明1.覆金屬聚酰亞胺薄膜的制造方法。接著，對(duì)本發(fā)明的覆金屬聚酰亞胺薄膜的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明的制造方法是包括通過(guò)連續(xù)卷取方式，通過(guò)干法電鍍法設(shè)置由鎳-鉻合金 層和在其上設(shè)置的銅層構(gòu)成的底層金屬層，得到聚酰亞胺薄膜的工序(a)；以及接著使用 連續(xù)電鍍裝置，在底層金屬層上設(shè)置銅電鍍層的工序(b)的覆金屬聚酰亞胺薄膜的制造方 法，其中，在工序(a)中，設(shè)置鎳-鉻合金層后，在直到形成有底層金屬層的聚酰亞胺薄膜卷 取到輥上的期間，在輸送時(shí)，使與輸送裝置接觸的部分僅作為聚酰亞胺薄膜面；在工序(b) 中，設(shè)置厚度為0. 5 3. 0 y m的銅電鍍層，而且形成的銅電鍍層的內(nèi)部應(yīng)力，在聚酰亞胺薄 膜干燥前的狀態(tài)下為5 30MPa的拉伸應(yīng)力。本發(fā)明的技術(shù)意義在于在工序(a)中，輸送設(shè)置鎳-鉻合金層后的聚酰亞胺薄膜 時(shí)，只有聚酰亞胺薄膜面接觸輸送裝置，而且在工序(b)中，設(shè)置厚度0.5 3.0i!m的銅電 鍍層，以及設(shè)置銅電鍍層的內(nèi)部應(yīng)力在聚酰亞胺薄膜干燥前的狀態(tài)下為5 30MPa的拉伸 應(yīng)力。也就是，在工序(a)中，在輸送設(shè)置鎳-鉻合金層后的聚酰亞胺薄膜時(shí)，只有聚酰 亞胺薄膜面接觸輸送裝置是因?yàn)橹睆?0 y m以上的氣孔是在形成鎳_鉻合金層后，設(shè)置 底層金屬層的聚酰亞胺薄膜在卷取到輥上的工序中，鎳-鉻合金層或銅層和輸送設(shè)備的輸 送輥?zhàn)踊驈埩φ{(diào)節(jié)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(chǎn)生的直徑為10 ym以上的氣孔在邊長(zhǎng) 160mm的正方形面積中為20個(gè)以下。這點(diǎn)很重要。這是因?yàn)槿绾笏?，通過(guò)電解銅電鍍法 在底層金屬層上設(shè)置銅電鍍層時(shí)，在銅電鍍層的厚度增加的同時(shí)埋入氣孔，可以通過(guò)觀察 臺(tái)檢測(cè)出的氣孔數(shù)量減少，但是在工序(b)設(shè)置的銅層的厚度為3.0 ym以下時(shí)，該效果小， 底層金屬層中產(chǎn)生的直徑為10 ym以上的氣孔容易直接以在覆金屬聚酰亞胺表面被發(fā)現(xiàn) 的氣孔的形式殘留。另外，本發(fā)明人研究的結(jié)果中，通過(guò)蒸鍍法或?yàn)R射法設(shè)置鎳-鉻金屬層和銅層時(shí)， 只要是一般的條件，就幾乎不會(huì)產(chǎn)生直徑10 y m以上的氣孔。在工序(b)中，設(shè)置厚度0.5 3.0i!m的銅電鍍層是因?yàn)樵摵穸葹樽鳛閷?duì)應(yīng)細(xì)間 距化的覆金屬聚酰亞胺薄膜的要件，而且得到高耐折性。銅電鍍層的厚度如果超過(guò)3.0 ym， 則MIT耐折性評(píng)價(jià)的彎曲次數(shù)小于2000次，有時(shí)無(wú)法得到高的耐折性。另一方面，如果銅 電鍍層小于0. 5 y m，則使用覆金屬聚酰亞胺薄膜形成的布線無(wú)法得到足夠的導(dǎo)電性。另外，在工序(b)中，形成的銅電鍍層的內(nèi)部應(yīng)力，在聚酰亞胺薄膜干燥前的狀態(tài) 下為5 30MPa的拉伸應(yīng)力，可以通過(guò)干燥引起的聚酰亞胺薄膜的收縮緩解銅電鍍層的內(nèi) 部應(yīng)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(wěn)定性。在下文中，對(duì)每個(gè)工序進(jìn)行說(shuō)明。
1)工序(a)工序(a)是通過(guò)連續(xù)卷取方式，連續(xù)地輸送聚酰亞胺薄膜，通過(guò)蒸鍍法或?yàn)R射法 在聚酰亞胺薄膜表面形成底層金屬層，卷取到輥上的工序。在本發(fā)明中，首先在聚酰亞胺薄 膜表面形成鎳-鉻合金層。然后，在鎳-鉻合金層上形成銅層。本發(fā)明中使用的聚酰亞胺薄膜為了能夠適應(yīng)細(xì)間距化，優(yōu)選使用厚度10 50 ym，優(yōu)選厚度為25 38 ym的聚酰亞胺薄膜。這種厚度的薄膜一般由工業(yè)生產(chǎn)、使用。 另外，在卷取時(shí)，如果考慮到聚酰亞胺薄膜和底層金屬層的接觸，從防止氣孔產(chǎn)生的觀點(diǎn)出 發(fā)，優(yōu)選聚酰亞胺薄膜的表面是平滑的。作為前述干法電鍍法，使用蒸鍍法或?yàn)R射法等，對(duì)于蒸鍍條件和濺射條件可以參 考已經(jīng)申請(qǐng)、公開(kāi)的各種文獻(xiàn)。構(gòu)成底層的鎳-鉻合金層的厚度優(yōu)選為5 50nm。通過(guò)選擇為5 50nm，可以得 到提高上述耐遷移性的效果。如果小于5nm，則耐遷移性有不足的情況，如果超過(guò)50nm，則 蝕刻性低下，在制作C0F等電路板時(shí)，無(wú)法充分除去底層金屬層，有無(wú)法確保布線間的絕緣 性的情況。另外，作為鎳-鉻層優(yōu)選使用含有5 30質(zhì)量％鉻的鎳合金。鉻含量小于5質(zhì) 量％時(shí)，有耐遷移性不足的情況，鉻含量如果超過(guò)30質(zhì)量％，則蝕刻性低下，制作C0F等電 路板時(shí)，無(wú)法充分除去底層金屬層，有無(wú)法確保布線間的絕緣性的情況。另外，在鎳-鉻合金層上設(shè)置的銅層的厚度優(yōu)選為50 500nm。因?yàn)樾∮?0nm時(shí)， 在工序(b)中，通過(guò)電解銅電鍍法設(shè)置銅電鍍層時(shí)，可能無(wú)法得到足夠的導(dǎo)電性，如果超過(guò) 500nm,則濺射形成的時(shí)間變長(zhǎng)，生產(chǎn)性低下。銅層中，除了銅以外，根據(jù)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(dǎo)電性，優(yōu)選為純銅。工序(a)最重要的是如前所述，在通過(guò)連續(xù)卷取方式輸送的聚酰亞胺薄膜表面形 成鎳-鉻合金層，之后，在直到將設(shè)置底層金屬層的聚酰亞胺薄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，只將聚酰亞胺薄膜面保持在輸送裝置 上，進(jìn)行輸送。這樣，底層金屬層產(chǎn)生的直徑10 y m以上的氣孔在邊長(zhǎng)160mm的正方形面積中可 以為20個(gè)以下。另外，構(gòu)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(chǎn)生氣孔的可能性提高。形成前述銅層后，保持銅層與輸送裝置不接觸地輸送是特別 重要的。設(shè)置底層金屬層的聚酰亞胺薄膜卷取到輥上。此時(shí)，底層金屬層表面與聚酰亞胺 薄膜面接觸，但是由于聚酰亞胺薄膜柔軟，即使兩者接觸，也不會(huì)有特別的問(wèn)題，難以產(chǎn)生 直徑10 ym以上的氣孔。但是，在卷取壓力高(施加在聚酰亞胺薄膜上的張力高)時(shí)，盡管 聚酰亞胺薄膜是柔軟的，也會(huì)出現(xiàn)由于聚酰亞胺薄膜表面微細(xì)的凸部，產(chǎn)生氣孔的情況。因 此，使用的聚酰亞胺薄膜表面優(yōu)選為平滑的。為了不使底層金屬層與輸送設(shè)備接觸，通過(guò)連續(xù)卷取方式輸送，可以是在形成前 述鎳-鉻合金層后，通過(guò)輸送輥或張力調(diào)節(jié)輥僅支撐作為內(nèi)面的聚酰亞胺薄膜面進(jìn)行輸 送。因?yàn)榧词乖诓淮嬖诘讓咏饘賹拥木埘啺繁∧さ膬?nèi)面?zhèn)扰c輸送設(shè)備等接觸，也不會(huì)有任何問(wèn)題。作為另一種方法，可以考慮只調(diào)整展開(kāi)軸和卷取軸的位置，直線狀地輸送聚酰亞 胺薄膜的方法。但是，這種方法，首先為了維持直線狀的輸送線，必須對(duì)聚酰亞胺薄膜施加 強(qiáng)力的張力，薄膜可能變形，不優(yōu)選。另外，展開(kāi)聚酰亞胺薄膜的軸的粗細(xì)和卷取聚酰亞胺薄膜的軸的粗細(xì)由于隨著時(shí) 間變化，所以為了在蒸鍍裝置和濺射裝置內(nèi)將靶和聚酰亞胺薄膜的間隔保持固定，必須要 復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，所以更加不優(yōu)選。2)工序(b)工序b)是在上述工序(a)形成的底層金屬層上，通過(guò)電解銅電鍍法或非電解銅電 鍍法、或者結(jié)合這兩種方法的方法形成銅電鍍層的工序。設(shè)置的銅電鍍層如上所述，在考慮到通過(guò)半添加法制造對(duì)應(yīng)細(xì)間距化的C0F等電 路板的情形，厚度為0. 5 3. Oym。另外，從高耐折性和導(dǎo)電性的觀點(diǎn)出發(fā)，該厚度也可以 像前文所述的那樣規(guī)定。另外，如果使銅層的厚度為3.0 ym以下，則必須要留意以下問(wèn)題。也就是，通過(guò)電解銅電鍍法形成銅層時(shí)，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(chǎn)生在氣孔內(nèi)部方向上析出電鍍金 屬而覆蓋氣孔的現(xiàn)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. 0 y m以下時(shí)，雖然底層金屬層表面的微細(xì)氣孔被析出的銅 覆蓋，從外表消失，但是直徑為10 ym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覆金屬聚酰亞胺薄膜表面上。因此，工序(b)中，氣孔的數(shù)量沒(méi) 有大幅度地減少。因此，在工序(b)中，使用由工序(a)得到的聚酰亞胺薄膜，該聚酰亞胺薄膜具有 在邊長(zhǎng)160mm的正方形面積中，直徑10 y m以上的氣孔數(shù)量為20個(gè)以下的底層金屬層，在 該底層金屬層上設(shè)置銅電鍍層。這樣，通過(guò)觀察臺(tái)觀察可以檢查出的直徑lOym以上的氣 孔個(gè)數(shù)，在邊長(zhǎng)160mm的正方形面積中為10個(gè)以內(nèi)。因此，在工序(a)中，得到具有在邊長(zhǎng)160mm的正方形面積中，直徑lOym以上的 氣孔數(shù)量為20個(gè)以下的底層金屬層的聚酰亞胺薄膜是工序(b)的大前提，是極為重要的。另外，假設(shè)即使嚴(yán)格挑選銅電鍍條件，使底層金屬層的氣孔從表面消失，實(shí)際上， 在氣孔內(nèi)析出銅，氣孔也不會(huì)消失，只是覆蓋在氣孔上，使氣孔從表面上看不見(jiàn)而已。因此， 這種覆金屬聚酰亞胺薄膜，不但銅層和底層金屬層、或者底層金屬層和聚酰亞胺薄膜的貼 緊力不足，而且底層金屬層的氣孔會(huì)成為彎曲時(shí)剝離的起點(diǎn)，容易剝落，所以難以得到高耐 折性的覆金屬聚酰亞胺薄膜。在本發(fā)明中，作為制造銅電鍍層的方法，可以選自電解電鍍法或非電解電鍍法，或 者組合這兩種方法形成的方法，但是如果考慮到生產(chǎn)性和成本，優(yōu)選通過(guò)電解電鍍法形成， 更優(yōu)選使用硫酸銅電鍍?cè)〉碾娊怆婂兎?。在這種情況下，使用的硫酸銅電鍍?cè)](méi)有特別的限定，可以使用常用的硫酸銅電 鍍?cè)?。另外，電鍍條件也沒(méi)有特別的限定，可以是常用的條件。在本發(fā)明的方法中，形成的銅電鍍層中的內(nèi)部應(yīng)力，在聚酰亞胺薄膜干燥前的狀 態(tài)下優(yōu)選控制為5 30MPa的拉伸應(yīng)力。該控制在通過(guò)電解銅電鍍法形成銅電鍍層時(shí)，可以通過(guò)選擇使用的硫酸銅電鍍?cè)〉慕M成或者陰極電流密度、電解液供應(yīng)量等電鍍條件來(lái)實(shí) 現(xiàn)。最簡(jiǎn)單的方法為控制陰極電流密度。假設(shè)使用普通的硫酸銅電鍍?cè)。骄帢O電 流密度優(yōu)選為2. OA/dm2以下，更優(yōu)選為1. OA/dm2以下。因?yàn)槠骄帢O電流密度如果超過(guò) 2. OA/dm2,則銅析出得不均勻，難以控制銅電鍍層的內(nèi)部應(yīng)力。聚酰亞胺薄膜在干燥前的狀態(tài)下具有5 30MPa拉伸應(yīng)力的銅電鍍層，由于聚酰 亞胺薄膜干燥而收縮，緩和銅電鍍層的內(nèi)部應(yīng)力，從而導(dǎo)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(wěn)定性優(yōu)異的覆金 屬聚酰亞胺薄膜。2.覆金屬聚酰亞胺薄膜本發(fā)明的覆金屬聚酰亞胺薄膜是在聚酰亞胺薄膜表面直接設(shè)置底層金屬層，在底 層金屬層上設(shè)置銅電鍍層的覆金屬聚酰亞胺薄膜。而且，銅電鍍層的厚度為0. 5 3. 0 y m， 該銅電鍍層的表面用觀察臺(tái)觀察時(shí)，直徑lOym以上的氣孔的個(gè)數(shù)在邊長(zhǎng)160mm的正方 形面積中為10個(gè)以下，MIT耐折性評(píng)價(jià)的彎曲次數(shù)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(duì)值為 0. 03%以下。在本發(fā)明中，通過(guò)觀察臺(tái)觀察銅電鍍層的表面的結(jié)果，10 ym以上的氣孔在邊長(zhǎng) 160mm的正方形面積中為10個(gè)以內(nèi)，因?yàn)槭褂贸^(guò)10個(gè)的覆金屬聚酰亞胺薄膜制造細(xì)間距 的C0F等電路板時(shí)，布線產(chǎn)生斷線的可能性增加，細(xì)間距的C0F等的電路板的收率變低。而 且，無(wú)法確保C0F等的可靠性。另外，銅電鍍層的厚度為0. 5 3. 0 P m是因?yàn)橐獫M足對(duì)應(yīng)細(xì)間距化的覆金屬聚酰 亞胺薄膜的要件，而且為了得到高耐折性。因?yàn)殂~電鍍層的厚度如果超過(guò)3.0 ym，則MIT耐 折性評(píng)價(jià)的彎曲次數(shù)可能小于2000次，不一定能穩(wěn)定地得到高耐折性。另一方面，銅電鍍 層如果小于0. 5 y m，則使用覆金屬聚酰亞胺薄膜形成的電路無(wú)法得到足夠的導(dǎo)電性。MIT耐折性評(píng)價(jià)的彎曲次數(shù)為2000次以上是因?yàn)橐獫M足加工為細(xì)間距的C0F等電 路板，在電子部件的彎曲部分使用，使用時(shí)即使重復(fù)彎曲，布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?yàn)槿绻谠摲秶?，制造?duì)應(yīng)細(xì)間距，例如具有 布線寬為20 25 y m的布線圖案的C0F等電路板，在其上封裝IC基片時(shí)，IC基片表面的 電極墊和布線的引線的接合不良可能增多。這種趨勢(shì)在通過(guò)倒裝焊接法封裝IC基片時(shí)很 顯者o為了使最終得到的覆金屬聚酰亞胺薄膜能適應(yīng)細(xì)間距化，本發(fā)明中使用的聚酰亞 胺薄膜優(yōu)選表面平滑，厚度為10 50 y m,更優(yōu)選厚度為25 38 y m。前述底層金屬層為鎳-鉻合金層和銅層的二層結(jié)構(gòu)，鎳-鉻合金層的厚度為5 50nm，優(yōu)選通過(guò)含有5 30質(zhì)量％鉻的鎳-鉻合金制造。因?yàn)樾∮?nm時(shí)，有無(wú)法得到足 夠的耐遷移性的情況；如果超過(guò)50nm，則蝕刻性低下，在制造C0F等電路板時(shí)，無(wú)法充分除 去底層金屬層，有無(wú)法確保布線間的絕緣性的情況。另外，銅層的厚度優(yōu)選為50 500nm。 因?yàn)樾∮?0nm時(shí)，設(shè)置銅電鍍層時(shí)，如果采用電解銅電鍍法，則可能無(wú)法得到足夠的導(dǎo)電 性；如果超過(guò)500nm，則濺射形成的時(shí)間變長(zhǎng)，生產(chǎn)性低下。
實(shí)施例在下文中，通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施例和比較例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地說(shuō)明，但是本發(fā) 明并不受這些實(shí)施例的任何限定。另外，在實(shí)施例和比較例中，所得的覆金屬聚酰亞胺薄膜 的各種物性根據(jù)下述的測(cè)定、評(píng)價(jià)方法進(jìn)行測(cè)定、評(píng)價(jià)，而且作為使用的聚酰亞胺薄膜，使 用下述物質(zhì)。1.測(cè)定、評(píng)價(jià)方法(1)氣孔的大小使用透光式觀察臺(tái)，目視計(jì)測(cè)。另外，在本發(fā)明中，所述的氣孔的大小是指從氣孔周圍測(cè)定任意兩點(diǎn)的最大距離， 所述的10 y m以上的氣孔是指該最大距離為10 y m以上的氣孔。(2)MIT耐折性評(píng)價(jià)根據(jù)JPCA BM01-11. 6以及JIS C 5016-8. 7的方法進(jìn)行，求得 達(dá)到R = 0. 38、負(fù)重1000g、線寬0. 5mm的MIT耐折性實(shí)驗(yàn)方法確定的彎曲程度時(shí)的次數(shù)。(3)蝕刻尺寸變化率(方法B)和加熱尺寸變化率(方法C)根據(jù)IPC-TM-650，2， 2，4規(guī)定的方法測(cè)定。數(shù)值用絕對(duì)值評(píng)價(jià)。2.聚酰亞胺薄膜使用的聚酰亞胺薄膜是厚度35 y m的聚酰亞胺薄膜(株式會(huì)社宇部興產(chǎn)制造， UPILEX35SGA)。(實(shí)施例1)以下，分工序進(jìn)行說(shuō)明。1.底層金屬層的形成(工序(a))聚酰亞胺薄膜邊通過(guò)展開(kāi)機(jī)和卷取機(jī)連續(xù)地輸送，通過(guò)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(zhì)量％。接著，在其上形成厚度lOOnm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(shè)置了展開(kāi)機(jī)、卷取機(jī)和濺射裝 置的裝置，形成鎳_鉻層后，只有聚酰亞胺薄膜面?zhèn)扔奢斔洼佒?，通過(guò)卷取機(jī)卷取到輥 上。形成有底層金屬層的聚酰亞胺薄膜通過(guò)透光式觀察臺(tái)觀察的結(jié)果如表1所示。2.銅電鍍層的形成(工序(b))使用普通的硫酸銅電鍍?cè)?，在底層金屬層上電解銅電鍍?cè)O(shè)置1. 3pm的銅電鍍層。 使用的硫酸銅電鍍?cè)〉你~濃度為23g/l，浴溫為27°C。另外，電鍍槽為連續(xù)電鍍槽，通過(guò)展 開(kāi)機(jī)和卷取機(jī)，一邊連續(xù)地輸送到各槽，一邊進(jìn)行電解銅電鍍。另外，輸送速度為115m/h，電 鍍槽的平均陰極電流密度調(diào)節(jié)為< 1. OA/dm2,電鍍覆膜的內(nèi)部應(yīng)力在聚酰亞胺薄膜干燥前 的狀態(tài)下，層疊通過(guò)單元方式形成的覆膜時(shí)，為相當(dāng)于5 30MPa的范圍的拉伸應(yīng)力。在事 先對(duì)試驗(yàn)片進(jìn)行測(cè)定時(shí)，電鍍覆膜的內(nèi)部應(yīng)力在聚酰亞胺干燥前的狀態(tài)下為15MPa的拉伸 應(yīng)力。所得的覆金屬聚酰亞胺薄膜通過(guò)透光式觀察臺(tái)觀察而求得10 y m以上的氣孔的 個(gè)數(shù)，對(duì)MIT耐折性、尺寸穩(wěn)定性也進(jìn)行評(píng)價(jià)，所得的結(jié)果如表1所示。(實(shí)施例2)除了使用厚度35 ii m的聚酰亞胺薄膜(株式會(huì)社力才、力制造，Apical-35FP)作為 聚酰亞胺薄膜以外，和實(shí)施例1同樣地得到覆金屬聚酰亞胺薄膜，和實(shí)施例1同樣地評(píng)價(jià)。所得的結(jié)果如表1所示。另外，電鍍覆膜的內(nèi)部應(yīng)力，在聚酰亞胺薄膜干燥前的狀態(tài)下，層疊通過(guò)單元方式 形成的覆膜，由此形成相當(dāng)于5 30MPa范圍的拉伸應(yīng)力。(實(shí)施例3)除了使銅電鍍層的厚度為0. 5 y m以外，和實(shí)施例1同樣地得到覆金屬聚酰亞胺薄 膜，和實(shí)施例1同樣地評(píng)價(jià)。所得的結(jié)果如表1所示。另外，電鍍覆膜的內(nèi)部應(yīng)力，在聚酰亞胺薄膜干燥前的狀態(tài)下，層疊通過(guò)單元方式 形成的覆膜時(shí)，形成相當(dāng)于5 30MPa范圍的拉伸應(yīng)力。在對(duì)事先的試驗(yàn)片進(jìn)行測(cè)定時(shí)，電鍍覆膜的內(nèi)部應(yīng)力在聚酰亞胺薄膜干燥前的狀 態(tài)下為8MPa的拉伸應(yīng)力。(實(shí)施例4)除了使銅電鍍層的厚度為3.0 ym以外，和實(shí)施例1同樣地得到覆金屬聚酰亞胺薄 膜，和實(shí)施例1同樣地評(píng)價(jià)。所得的結(jié)果如表1所示。在對(duì)事先的試驗(yàn)片進(jìn)行測(cè)定時(shí)，電鍍覆膜的內(nèi)部應(yīng)力在聚酰亞胺薄膜干燥前的狀 態(tài)下為25MPa的拉伸應(yīng)力。(實(shí)施例5)除了將電鍍槽的平均陰極電流密度調(diào)節(jié)為< 2. OA/dm2，電鍍覆膜的內(nèi)部應(yīng)力為 30MPa的拉伸應(yīng)力以外，和實(shí)施例1同樣地得到覆金屬聚酰亞胺薄膜，和實(shí)施例1同樣地評(píng) 價(jià)。所得的結(jié)果如表1所示。(實(shí)施例6)使用實(shí)施例1 5得到的銅覆蓋的聚酰亞胺薄膜，通過(guò)半添加法制造布線間隔 25 y m的C0F，求得布線加工收率，使用實(shí)施例1的薄膜時(shí)為85%，使用實(shí)施例2的薄膜時(shí)為 83%,使用實(shí)施例3的薄膜時(shí)為80%，使用實(shí)施例4的薄膜時(shí)為83%，使用實(shí)施例5的薄膜 時(shí)為80%，滿足作為細(xì)間距的應(yīng)用。(比較例1)除了濺射裝置的卷取部使用具有形成銅層后使底層金屬層表面接觸輥，支撐聚酰 亞胺薄膜的結(jié)構(gòu)的裝置以外，和實(shí)施例1同樣地得到覆金屬聚酰亞胺薄膜，和實(shí)施例1同樣 地評(píng)價(jià)。所得的結(jié)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后使底層金屬層表面接觸輥，支撐聚酰 亞胺薄膜的機(jī)構(gòu)的裝置，在銅電鍍工序中，電鍍槽的平均陰極電流密度調(diào)節(jié)為3 5A/dm2， 形成厚度8.5iim的銅電鍍層以外，和實(shí)施例1同樣地得到覆金屬聚酰亞胺薄膜，和實(shí)施例 1同樣地評(píng)價(jià)。所得的結(jié)果如表1所示。(比較例3)使用比較例1得到的覆銅聚酰亞胺薄膜，和實(shí)施例6同樣地求得布線加工收率，為 61%。表1
權(quán)利要求
1.一種覆金屬聚酰亞胺薄膜的制造方法，該制造方法包括通過(guò)連續(xù)卷取方式，在聚酰 亞胺薄膜表面通過(guò)干法電鍍法設(shè)置由鎳-鉻合金層和銅層構(gòu)成的底層金屬層的工序(a)， 和接著使用連續(xù)電鍍裝置，在底層金屬層上設(shè)置銅電鍍層的工序(b)，其特征在于在工序 (a)中，在直到形成有底層金屬層的聚酰亞胺薄膜卷取到輥上的期間，使與輸送裝置接觸的 部分僅作為聚酰亞胺薄膜面，由此，在通過(guò)觀察臺(tái)觀察底層金屬層的表面時(shí)，直徑ΙΟμπι以 上的氣孔的數(shù)量在邊長(zhǎng)160mm的正方形面積中為20個(gè)以下，而且在工序(b)中，設(shè)置厚度 為0.5 3. Ομπι的銅電鍍層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的覆金屬聚酰亞胺薄膜的制造方法，其特征在于聚酰亞胺 薄膜的厚度為10 50 μ m,而且表面平滑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的覆金屬聚酰亞胺薄膜的制造方法，其特征在于工序(a) 中，底層金屬層以鎳_鉻合金層和銅層的順序形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所記載的覆金屬聚酰亞胺薄膜的制造方法，其特征在于前述 鎳_鉻合金層的厚度為5 50nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所記載的覆金屬聚酰亞胺薄膜的制造方法，其特征在于前述 鎳_鉻合金層由含有5 30質(zhì)量％的鉻的鎳_鉻合金形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所記載的覆金屬聚酰亞胺薄膜的制造方法，其特征在于前述銅層 的厚度為50 500nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的覆金屬聚酰亞胺薄膜的制造方法，其特征在于工序(b) 中，銅電鍍層通過(guò)使用硫酸銅電鍍?cè)〉碾娊忏~電鍍法形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所記載的覆金屬聚酰亞胺薄膜的制造方法，其特征在于通過(guò)調(diào)節(jié) 陰極電流密度，以使形成的銅電鍍層的內(nèi)部應(yīng)力在聚酰亞胺薄膜干燥前的狀態(tài)下為5 30MPa的拉伸應(yīng)力。
9.一種覆金屬聚酰亞胺薄膜，該覆金屬聚酰亞胺薄膜是通過(guò)權(quán)利要求1 8任一項(xiàng)記 載的制造方法得到的，其特征在于銅電鍍層的表面通過(guò)觀察臺(tái)觀察時(shí)，直徑ΙΟμπι以上的 氣孔的數(shù)量在邊長(zhǎng)160mm的正方形面積中為10個(gè)以下，而且MIT耐折性評(píng)價(jià)的彎曲次數(shù)為 2000次以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所記載的覆金屬聚酰亞胺薄膜，其特征在于進(jìn)一步，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垂直的方向上為 0. 03%以下。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種覆金屬聚酰亞胺薄膜及其制造方法。本發(fā)明的課題在于提供能對(duì)應(yīng)電子電路的細(xì)間距化、氣孔數(shù)量極少，且耐折性高，尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異的覆金屬聚酰亞胺薄膜及其制造方法。為了解決上述課題，是通過(guò)連續(xù)卷取方式，在聚酰亞胺薄膜表面通過(guò)干法電鍍法設(shè)置由鎳-鉻合金層和銅層構(gòu)成的底層金屬層，在其上設(shè)置銅電鍍層時(shí)，在聚酰亞胺薄膜表面設(shè)置鎳-鉻合金層后，直到形成有底層金屬層的聚酰亞胺薄膜卷取到輥上的期間，所進(jìn)行的輸送與輸送裝置接觸的部分僅作為聚酰亞胺薄膜面。
文檔編號(hào)H01L23/498GK101996891SQ20101014135
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月18日
發(fā)明者小笠原修一, 曾根博文 申請(qǐng)人:住友金屬礦山株式會(huì)社