TWI405793B - 晶片搭載（ｃｈｉｐ-ｏｎ）薄膜 - Google Patents

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TWI405793B
TWI405793B TW095148943A TW95148943A TWI405793B TW I405793 B TWI405793 B TW I405793B TW 095148943 A TW095148943 A TW 095148943A TW 95148943 A TW95148943 A TW 95148943A TW I405793 B TWI405793 B TW I405793B
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Du Pont Toray Co Ltd
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Description

晶片搭載(CHIP－ON)薄膜
本發明係有關於一種晶片搭載薄膜(COF；Chip－On Flim)，更詳言之，係有關於一種折彎性優良之晶片搭載薄膜，該晶片搭載薄膜係使用具有高尺寸安定性且適度的彈性模數之聚醯亞胺薄膜所構成。
在軟性電路基板上接合、搭載半導體元件而形成的基板有TAB(捲帶式自動接合；Tape Automated Bonding)帶。在該TAB帶，其絕緣帶之搭載半導體元件部分開穿有貫穿的開口部，配線圖案係以外伸橫樑狀突出狀態的方式使配線圖案的前端部分與半導體元件接合而構成。
該TAB帶所使用的絕緣帶係使用聚醯亞胺薄膜，因為必須有特別高的尺寸精確度，已知使用具有低熱膨脹性的聚醯亞胺薄膜之TAB帶(例如，參照專利文獻1及2)。
對此，與TAB帶同樣地，在軟性電路基板上接合、搭載半導體元件而形成的基板有晶片搭載薄膜(COF；Chip－On Flim)，該晶片搭載薄膜在搭載半導體元件部分未設置有貫穿的開口部，設置在絕緣帶表面上的配線圖案係以其前端部分與半導體元件接合。該晶片搭載薄膜因為其使用目的，必須是能夠自由折彎之絕緣帶，上述之具有低熱膨脹性的聚醯亞胺薄膜，雖然具有高尺寸精確度，但是因為彈性模數太高，所以無法適合折彎之使用目的。
專利文獻1：特開平5－148458號公報專利文獻2：特開平10－70157號公報
本發明係以解決上述先前技術之問題點作為課題，經研討結果而達成。
因此，本發明之目的係提供一種折彎性優良之晶片搭載薄膜，該晶片搭載薄膜係使用高尺寸安定性且適度的彈性模數之聚醯亞胺薄膜所構成。
為了達成上述目的，本發明提供一種晶片搭載薄膜，其特徵係在聚醯亞胺薄膜之至少一面，以能夠搭載IC晶片的方式形成配線而構成之晶片搭載薄膜，前述聚醯亞胺薄膜係主要使用以對苯二胺及4,4’－二胺基二苯醚作為二胺成分、以及以焦蜜石酸二酐及3,3’,4,4’聯苯四羧酸二酐作為酸二酐成分所構成之聚醯亞胺薄膜，在該聚醯亞胺薄膜之至少一面，以未使黏著劑介於中間的方式來形成前述配線，或是在相同的聚醯亞胺薄膜之至少一面，以使黏著劑介於中間的方式來形成前述配線。
又，在本發明之晶片搭載薄膜，前述聚醯亞胺薄膜係主要使用以10~50莫耳%對苯二胺、及50~90莫耳%4,4’－二胺基二苯醚作為二胺成分，以50~99莫耳%焦蜜石酸二酐、及1~50莫耳%之3,3’,4,4’聯苯四羧酸二酐作為酸二酐成分所構成之聚醯亞胺薄膜，前述聚醯亞胺薄膜之彈性模數為3~6GPa，在50~200℃之線膨脹係數為5~20ppm/℃，濕度膨脹係數為25ppm/%RH以下，吸水率3%以下，在200℃ 1小時之加熱收縮率為0.10%以下，在前述聚醯亞胺薄膜的表面所存在之大小為20微米以上的突起數目為10個/5公分×5公分以下，在前述聚醯亞胺薄膜的表面所存在之高度2微米以上的突起數目為10個/5公分×5公分以下，前述配線主要是由銅構成，前述配線係藉由蝕刻金屬層形成，及前述配線係藉由金屬鍍覆來形成，及前述黏著劑主要是選自環氧樹脂、丙烯酸樹脂、及聚醯亞胺樹脂中之至少1種所構成，所舉出的任一者都是較佳條件。
依照本發明，如下述，能夠得到一種折彎性優良之晶片搭載薄膜，該晶片搭載薄膜係使用具有高尺寸安定性且適度的彈性模數之聚醯亞胺薄膜所構成。
以下詳細說明本發明。
第1圖(A)係本發明之晶片搭載薄膜一個例子之IC晶片搭載部分的平面圖，第1圖(B)係沿著第1圖(A)所示之(a)－(b)線之剖面圖。
如第1圖所示，本發明之晶片搭載薄膜係使用聚醯亞胺薄膜1作為基材，在該聚醯亞胺薄膜1設置能夠搭載IC晶片之晶片搭載部3，同時在聚醯亞胺薄膜1的單面或雙面形成有配線(例如內導線)2而成之物。
在此，在內導線2的表面鍍敷Au、Sn等後，與設置有複數個Au、Sn等金屬凸塊之IC晶片接合。此時，將內導線2與Au、Sn等的凸塊加熱至300~500℃左右之固相接合及共晶接合溫度，使用接合工具(bonding tool)總括地施加適合的總負荷來將內導線2與Au、Sn等的凸塊加熱加壓接合。藉由進行固相接合及共晶接合，使內導線2與Au、Sn等的凸塊能夠電連接，能夠得到晶片搭載薄膜。
本發明的晶片搭載薄膜所使用作為基材之聚醯亞胺薄膜，係主要使用由以對苯二胺及4,4’－二胺基二苯醚作為二胺成分、以及以焦蜜石酸二酐及3,3’,4,4’聯苯四羧酸二酐作為酸二酐成分所形成之聚醯亞胺薄膜。亦即，係以對苯二胺、4,4’－二胺基二苯醚、焦蜜石酸二酐、及3,3’,4,4’聯苯四羧酸二酐作為必要成分，可以只有此種4種類，或是亦可以是除了此等4種類以外，亦添加少量其他成分所得到之聚醯亞胺薄膜。較佳是二胺成分使用10~50莫耳%對苯二胺、及50~90莫耳%4,4’－二胺基二苯醚，酸二酐成分使用50~99莫耳%焦蜜石酸二酐、及1~50莫耳%之3,3’,4,4’聯苯四羧酸二酐所構成之聚醯亞胺薄膜。更佳是彈性模數為3~7GPa，在50~200℃之線膨脹係數為5~20ppm/℃，濕度膨脹係數為25ppm/%RH以下，吸水率3%以下，在200℃ 1小時之加熱收縮率為0.10%以下之聚醯亞胺薄膜。
在聚醯亞胺之二胺成分中，因為對苯二胺太多時會變硬、太少時會變為太柔軟，以1~70莫耳%為佳，以5~60莫耳%為較佳，以10~50莫耳%為更佳。因為4,4’－二胺基二苯醚太多時會變為柔軟、太少時會變為硬，以20~99莫耳%為佳，以40~95莫耳%為較佳，以50~90莫耳%為更佳。
在聚醯亞胺的酸二酐成分中，因為焦蜜石酸二酐太多時會變硬、太少時會變為柔軟，以50~99莫耳%為佳，以60~90莫耳%為較佳，以65~85莫耳%為更佳。因為3,3’,4,4’聯苯四羧酸二酐太多時會變為柔軟、太少時會變為硬，以1~50莫耳%為佳，以10~40莫耳%為較佳，以15~35莫耳%為更佳。
聚醯亞胺薄膜之硬度指標之彈性模數以3~7GPa的範圍為佳，大於7GPa時太硬、小於3GPa時太柔軟。線膨脹係數以5~20ppm/℃為佳，大於20ppm/℃時熱所引起的尺寸變化太大，小於5ppm/℃時，因為與配線所使用的金屬之線膨脹係數的差異變大，容易產生翹曲。因為濕度膨脹係數大於25ppm/%RH時，因濕度所產生的尺寸變化太大，所以濕度膨脹係數以25ppm/%RH以下為佳。吸水率大於3%時，因為所吸入水的影響，薄膜的尺寸變化變大，以3%以下為佳。在200℃ 1小時的加熱收縮率大於0.10%時，因為熱所引起的尺寸變化變大，所以加熱收縮率以0.10%以下為佳。
在本發明聚醯亞胺薄膜，如上述，亦可添加對苯二胺或4,4’－二胺基二苯醚以外之少量的二胺。又，亦可添加焦蜜石酸二酐或3,3’,4,4’－聯苯四羧酸二酐以外之少量的酸二酐。具體上能夠使用之上述4成分以外的二胺及酸二酐，可舉出的有如下之物，但是未限定於此等。
(1)酸二酐2,3’,3,4’－聯苯四羧酸二酐、3,3’,4,4’二苯基酮四羧酸二酐、2,3,6,7－萘二羧酸二酐、2,2－雙(3,4－二羧基苯基)醚、吡啶－2,3,5,6－四羧酸二酐、1,2,4,5－萘四羧酸二酐、1,4,5,8－萘四羧酸二酐、1,4,5,8－十氫萘四羧酸二酐、4,8－二甲基－1,2,5,6－六氫萘四羧酸二酐、2,6－二氯－1,4,5,8－萘四羧酸二酐、2,7－二氯－1,4,5,8－萘四羧酸二酐、2,3,6,7－四氯－1,4,5,8－萘四羧酸二酐、1,8,9,10－菲四羧酸二酐、2,2－雙(2,3－二羧基苯基)丙烷二酐、1,1－雙(3,4－二羧基苯基)乙烷二酐、1,1－雙(2,3－二羧基苯基)乙烷二酐、雙(2,3－二羧基苯基)甲烷二酐、雙(3,4－二羧基苯基)甲烷二酐、雙(3,4－二羧基苯基)碸二酐、苯－1,2,3,4－四羧酸二酐、3,4,3’,4’－二苯基酮四羧酸二酐等。
(2)二胺3,4’－二胺基二苯醚、3,3’－二胺基二苯醚、間苯二胺、4,4’－二胺基二苯基丙烷、3,4’－二胺基二苯基丙烷、3,3’－二胺基二苯基丙烷、4,4’－二胺基二苯基甲烷、3,4’－二胺基二苯基甲烷、3,3’－二胺基二苯基甲烷、聯苯胺、4,4’－二胺基二苯基亞碸、3,4’－二胺基二苯基亞碸、3,3’－二胺基二苯基亞碸、4,4’－二胺基二苯基碸、3,4’－二胺基二苯基碸、3,3’－二胺基二苯基碸、2,6－二胺基吡啶、雙－(4－胺基苯基)二乙基矽烷、3,3’－二氯聯苯胺、雙－(4－胺基苯基)乙基氧化膦、雙－(4－胺基苯基)苯基氧化膦、雙－(4－胺基苯基)－N－苯基胺、雙－(4－胺基苯基)－N－甲胺、1,5－二胺基萘、3,3’－二甲基－4,4’－二胺基聯苯、3,4’－二甲基－3’,4－二胺基聯苯3,3’－二甲氧基聯苯胺、2,4－雙(對β－胺基－第三丁基)醚、雙(對β －胺基－第三丁基苯基)醚、對雙(2－甲基－4－胺基－戊基)苯、對雙(1,1－二甲基－5－胺基－戊基)苯、間苯二甲基二胺、對苯二甲基二胺、1,3－二胺基金剛烷、3,3’－二胺基－1,1’－二金剛烷、3,3’－二胺基甲基－1,1’－二金剛烷、雙(對胺基－環己基)甲烷、己二胺、庚二胺、辛二胺、壬二胺、癸二胺、3－甲基庚二胺、4,4’－二甲基庚二胺、2,11－二胺基－十二烷、1,2－雙(3－胺基－丁氧基)乙烷、2,2－二甲基丙二胺、3－甲氧基六伸乙基二胺、2,5－二甲基己二胺、2,5－二甲基庚二胺、5－甲基壬二胺、1,4－二胺基－環己烷、1,12－二胺基十八烷、2,5－二胺基－1,3,4－二唑、2,2－雙(4－胺基苯基)六氟丙烷、N－(3－胺基苯基)－4－胺基苯甲醯胺、3－胺基苯甲酸4－胺基苯酯等。
又，在本發明，形成聚醯胺酸溶液所使用的有機溶劑之具體例可舉出的有例如二甲基亞碸、二乙基亞碸等亞碸系溶劑、N,N－二甲基甲醯胺、N,N－二乙基甲醯胺等甲醯胺系溶劑、N,N－二甲基乙醯胺、N,N－二乙基乙醯胺等乙醯胺系溶劑、N－甲基－2－吡咯啶酮、N－乙烯基－2－吡咯啶酮等吡咯啶酮系溶劑、苯酚、鄰、間、或對甲酚、二甲苯酚、鹵化苯酚、兒茶酚等苯酚系溶劑、或是六甲基磷醯胺、γ－丁內酯等非質子性極性溶劑，以單獨或以混合物的方式使用此等為佳，而且亦可使用如二甲苯、甲苯之芳香族烴。
聚醯亞胺的聚合方法能夠使用眾所周知的任何方法例如(1)預先將芳香族二胺成分總量加入溶劑中，隨後將芳香族四羧酸類成分以與芳香族二胺成分總量成為當量的方式加入來聚合之方法。
(2)預先將芳香族四羧酸類成分總量加入溶劑中，隨後將芳香族二胺成分以與芳香族四羧酸類成分總量成為等量的方式加入來聚合之方法。
(3)將一方的芳香族二胺化合物加入溶劑中後，將相對於反應成分之芳香族四羧酸類化合物以成為95~105莫耳%比率的方式且按照反應所必要的時間混合係，添加另一方的芳香族二胺化合物，接著芳香族四羧酸類化合物以總芳香族二胺成分與總芳香族四羧酸類成分大致等量的方式添加，來進行聚合之方法。
(4)將芳香族四羧酸類化合物加入溶劑中後，將相對於反應成分之一方的芳香族二胺化合物以成為95~105莫耳%比率的方式且按照反應所必要的時間混合後，添加芳香族四羧酸類化合物，接著將另外一方的芳香族二胺化合物以總芳香族二胺成分與總芳香族四羧酸類成分大致等量的方式添加，來進行聚合之方法。
(5)在溶劑中，使一方的芳香族二胺成分及芳香族四羧酸類中任一者過剩的方式來進行反應而調製聚醯胺酸溶液(A)，在另外溶劑中，使另外一方的芳香族二胺成分及芳香族四羧酸類中任一者過剩的方式來進行反應而調製聚醯胺酸溶液(B)。混合如此所得到的各聚醯胺酸溶液(A)及(B)，使其完成聚合之方法。此時，在調製聚醯胺酸溶液(A)時使芳香族二胺成分過剩時，在調製聚醯胺酸溶液(B)時使芳香族四羧酸成分過剩，又，在調製聚醯胺酸溶液(A)時使芳香族四羧酸成分過剩時，在調製聚醯胺酸溶液(B)時使芳香族二胺成分過剩，將聚醯胺酸溶液(A)及(B)以此等反應所使用的總芳香族二胺成分與總芳香族四羧酸類成分為大致等量的方式進行調製。
而且，聚合方式未限定於此等，亦可使用其他眾所周知的方法。
如此進行所得到的聚醯胺酸溶液含有固體成分5~40重量%，以10~30重量%為佳。又，其黏度依照布魯克菲爾德黏度計(Brookfield viscosity meter)之測定值為10~2000Pa．s，以100~1000Pa．s之物為佳，適合用以穩定地輸送液體。又，亦可以將有機溶劑溶液中的聚醯胺酸加以醯亞胺化。
接著，說明本發明之聚醯亞胺薄膜的製法。
製造聚醯亞胺薄膜之方法可舉出的有將聚醯胺酸溶液鑄塑成薄膜狀，並使其熱脫環化脫溶劑，來得聚醯亞胺薄膜之方法；及在聚醯胺酸溶液混合環化觸媒及脫水劑，來使其脫環化而製成凝膠薄膜，再藉由將其加熱脫溶劑而得到聚醯亞胺薄膜之方法，因為後者之方法所得到的聚醯亞胺薄膜能夠將線膨脹係數抑制得較低，乃是較佳。
而且，為了提高薄膜的滑性之目的，亦可添加二氧化矽或氧化鋁等各種填料。所使用之此等填料的粒徑以使用平均粒徑為0.1~1微米之物為佳。平均粒徑小於0.1微米時，薄膜的滑性變差，又，平均粒徑大1微米時製造薄膜時凝聚體的存在增加，乃是不佳。而且，使用平均粒徑大於1微米之填料時，在薄膜表面上之大小為20微米以上的突起的數目變為多於10個/5公分×5公分，又，高度為2微米以上的突起的數目變為多於10個/5公分×5公分。因為該尺寸之突起的存在量，填料橫跨配線間會造成導電不通，又，因為容易造成戳破光阻罩幕(photo resist mask)膜厚度之不良，所以在薄膜表面上之大小為20微米以上的突起的數目以控制在10個/5公分×5公分以下為佳，又，高度為2微米以上的突起的數目以控制在10個/5公分×5公分以下為佳。
聚醯亞胺薄膜之厚度沒有特別限定，以1~225微米為佳，以5~175微米為更佳。太厚時作為捲物狀時會有容易卷取不齊，太薄時會有容易產生皺紋的問題。
在如此的聚醯亞胺薄膜之單面或雙面，使黏著劑介於中間、或無黏著劑方式來形成能夠搭載IC晶片之配線，而形成本發明之晶片搭載薄膜。
使用黏著劑時黏著劑以選自環氧樹脂、丙烯酸樹脂、及聚醯亞胺樹脂中之至少1種為佳。此等之中，以環氧樹脂或聚醯亞胺樹脂為佳。亦能夠在此等黏著劑中，添加使其具有柔軟性的目的之各種橡膠、可塑劑、硬化劑、磷系等的難燃劑、及其他各種添加劑。又，聚醯亞胺樹脂多半是使用熱塑性聚醯亞胺為主，但是亦可使用熱固性聚醯亞胺。又，聚醯亞胺樹脂時通常多半是不需要溶劑的情況，亦可使用能夠溶解在適當的有機溶劑中之聚醯亞胺。
形成配線的方法可舉出的有減除法(subtractive process)、半加成法(semi－additive process)、全加成法(fully－additive process)等。減除法係意指藉由使黏著劑介於中間而在聚醯亞胺薄膜上貼合銅箔，或是未使黏著劑介於中間而以鍍敷法等來形成銅層後，對銅進行蝕刻處理成配線圖案來形成配線之方法。此時，銅箔可使用壓延銅箔或電解銅箔。又，在形成配線時，通常係在銅箔上形成光阻層，藉由選擇曝光及顯像處理來將光阻層圖案化成配線狀，以已圖案化之光阻層作為蝕刻罩幕而對銅進行蝕刻處理，隨後將光阻層完全除去。在此，光阻可使用液狀或乾膜光阻，蝕刻液可使用氯化鐵系、氯化銅系、過酸系等的溶液。
半加成法係意指先在聚醯亞胺薄膜上直接或使黏著劑介於中間而形成作為種晶層之金屬層，在該種晶層上形成光阻層，並藉由選擇曝光及顯像處理來將光阻層圖案化成為配線狀，再將已圖案化之光阻層作為金屬鍍覆之罩幕，藉由無電解金屬鍍覆或電解金屬鍍覆在該種晶層上形成配線，隨後，完全除去該光阻，最後，蝕刻除去配線以外部分之種晶層之方法。在此可使用鎳、鉻、鋁、鉛、銅、錫、鋅、鐵、銀、金等以單獨或合金的方式使用作為種晶層金屬。又，可使用液狀或乾膜光阻作為光阻，無電解金屬鍍覆或電解金屬鍍覆的金屬可使用鉛、銅、鎳、鉻、錫、鋅、銀、金等，可按照種晶層的金屬而選擇配合的蝕刻液作為蝕刻液。
全加成法係意指在聚醯亞胺薄膜上直接或在黏著劑上形成光阻層，藉由對光阻層選擇曝光及顯像處理來圖案化成為配線狀，再將已圖案化的光阻層作為金屬鍍覆罩幕藉由無電解金屬鍍覆形成配線，隨後將光阻完全除去之方法。在此，光阻可使用液狀或乾膜光阻，無電解金屬鍍覆的金屬可使用銅、鎳、鉛、鉻、錫、鋅、銀、金等。
在上述之各種配線形成方法所使用的金屬，主要是以銅為佳。
所形成的配線可用作為電氣電子電路，電阻比銅高的金屬因為電傳導性變差乃是不佳。又，密度比銅疏鬆的金屬，因為電傳導性亦差，乃是不佳。但是，因為銅有容易生鏽、容易被腐蝕的缺點，為了保護銅的目的，可任意地在銅上形成錫、鉛、鋁、鎳、銀、金等金屬。因為銅容易在聚醯亞胺薄膜中擴散，為了防止銅擴散之目的，可任意地在聚醯亞胺薄膜與銅之間***鎳、鉻、銀、金、錫等作為阻障層。
如此進行而構成之本發明的晶片搭載薄膜，因為係使用具有高尺寸安定性且適度的彈性模數之聚醯亞胺薄膜，折彎性非常優良，適合使用於必須有微細的配線之各種IC晶片搭載用途。
實施例
以下藉由實施例來更詳細地說明本發明。
又，實施例所使用之聚醯亞胺薄膜係使用依照合成例1~6的方法製膜所得到之物，但是未限定於此等。又，比較例1~2所使用之聚醯亞胺薄膜係使用依照合成例7~8的方法製膜所得到之物，而且，實施例所使用的黏著劑係使用合成例9~10的方法所調製得到之物，但是未限定於此等。
又，在合成例所得到的聚醯亞胺薄膜的舖銅板之各種特性係使用以下方法評價。
(1)薄膜厚度使用Mitutoyo製LIGHTMATIC(系列318)厚度計，依照以下進行測定。亦即，從薄膜整面任意選擇15處，測定該15處的厚度，算出其平均作為厚度。
(2)線膨脹係數使用島津製作所製之TMA－50熱機械分析裝置，以測定溫度範圍：50~200℃、升溫速度：10℃/分鐘的條件測定。使負荷為0.25N，首先從35℃以10℃/分鐘升溫，將溫度上升至300℃。在300℃保持5分鐘，隨後以10℃/分鐘降溫，將溫度下升至35℃，在35℃保持30分鐘，而且，隨後以10℃/分鐘升溫，將溫度上升至300℃。讀取第2次從35℃升溫至300℃時之數據，從50~200℃的部分之平均算出線膨脹係數。
(3)彈性模數使用A&D製RTM－250 TENSIRON萬能試驗機，以拉伸速度：100毫米/分鐘的條件測定。測力傳感器為10Kgf，測定精確度為±0.5%原物尺寸，測定應力－變形曲線，從應力－變形曲線的開始上升部分的直線斜率(依照2N至15N之2點間的最小平方法算出)、初期試料長度、試料寬度、試料厚度如以下算出。
彈性模數＝(直線部分的斜率×初期試料長度)/(試料寬度×試料厚度)
(4)濕度膨脹係數在25℃將薄膜安裝於ULVAC製TM7000爐內，將乾燥空氣送入爐內，乾燥2小時後，從HC－1型水蒸氣產生裝置供氣，將TM7000爐內增濕至90%RH，從此期間之尺寸變化求得濕度膨脹係數。加濕時間為7小時。讀取從3 RH%至90RH%之數據，從3~90 RH%的部分之平均算出濕度膨脹係數。
(5)吸水率在98%RH的環境下之乾燥器內靜置2天，評價相對於乾燥時重量之增加重量。
(6)加熱收縮率準備20公分×20公分的薄膜，測定放置在已調整為25℃、60%RH之房間內2天後之薄膜尺寸(L1)，接著在200℃加熱60分鐘後，測定再次放置在已調整為25℃、60%RH之房間內2天後之薄膜尺寸(L2)，依照下述式計算來評價。
加熱收縮率＝－(L2－L1)/L1×100
(合成例1)
以莫耳比65/35/80/20的比例準備焦蜜石酸二酐(分子量218.12)/3,3’,4,4’－聯苯四羧酸二酐(分子量294.22)/4,4’－二胺基二苯醚(分子量200.24)/對苯二胺(分子量108.14)，以製成為DMAc(N,N－二甲基乙醯胺)中之18.5重量%溶液進行聚合，得到聚醯胺酸。將由乙酸酐(分子量102.09)及異喹啉所構成的轉化劑，以相對於聚醯胺酸溶液為50重量%的比例混合、攪拌。此時，調製成相對於聚醯胺酸之醯胺酸基，乙酸酐及異喹啉各自為2.0及0.4莫耳當量。將所得到的混合物，藉由T型狹縫型模頭鑄塑於旋轉之100℃的不鏽鋼製滾筒上，得到殘揮發成分為55重量%、厚度約0.20毫米之具有自己支撐性的凝膠薄膜。將該凝膠薄膜從滾筒剝下，把持其兩端，在加熱爐進行200℃×30秒、350℃×30秒、550℃×30秒處理，得到厚度25微米之聚醯亞胺薄膜。物性如表1所示。
(合成例2)
以莫耳比65/35/80/20的比例準備焦蜜石酸二酐(分子量218.12)/3,3’,4,4’－聯苯四羧酸二酐(分子量294.22)/4,4’－二胺基二苯醚(分子量200.24)/對苯二胺(分子量108.14)，以製成為DMAc(N,N－二甲基乙醯胺)中之18.5重量%溶液進行聚合，得到聚醯胺酸。將由乙酸酐(分子量102.09)及異喹啉所構成的轉化劑，以相對於聚醯胺酸溶液為50重量%的比例混合、攪拌。此時，調製成相對於聚醯胺酸之醯胺酸基，乙酸酐及異喹啉各自為2.0及0.4莫耳當量。將所得到的混合物，藉由T型狹縫型模頭鑄塑於旋轉之100℃的不鏽鋼製滾筒上，得到殘揮發成分為55重量%、厚度約0.30毫米之具有自己支撐性的凝膠薄膜。將該凝膠薄膜從滾筒剝下，把持其兩端，在加熱爐進行200℃×30秒、350℃×30秒、550℃×30秒處理，得到厚度38微米之聚醯亞胺薄膜。物性如表1所示。
(合成例3)
以莫耳比3/1/3/1的比例準備焦蜜石酸二酐(分子量218.12)/3,3’,4,4’－聯苯四羧酸二酐(分子量294.22)/4,4’－二胺基二苯醚(分子量200.24)/對苯二胺(分子量108.14)，以製成為DMAc(N,N－二甲基乙醯胺)中之18.5重量%溶液進行聚合，得到聚醯胺酸。將由乙酸酐(分子量102.09)及異喹啉所構成的轉化劑，以相對於聚醯胺酸溶液為50重量%的比例混合、攪拌。此時，調製成相對於聚醯胺酸之醯胺酸基，乙酸酐及異喹啉各自為2.0及0.4莫耳當量。將所得到的混合物，藉由T型狹縫型模頭鑄塑於旋轉之100℃的不鏽鋼製滾筒上，得到殘揮發成分為55重量%、厚度約0.20毫米之具有自己支撐性的凝膠薄膜。將該凝膠薄膜從滾筒剝下，把持其兩端，在加熱爐進行200℃×30秒、350℃×30秒、550℃×30秒處理，得到厚度25微米之聚醯亞胺薄膜。物性如表1所示。
(合成例4)
以莫耳比4/1/4/1的比例準備焦蜜石酸二酐(分子量218.12)/3,3’,4,4’－聯苯四羧酸二酐(分子量294.22)/4,4’－二胺基二苯醚(分子量200.24)/對苯二胺(分子量108.14)，以製成為DMAc(N,N－二甲基乙醯胺)中之18.5重量%溶液進行聚合，得到聚醯胺酸。將由乙酸酐(分子量102.09)及異喹啉所構成的轉化劑，以相對於聚醯胺酸溶液為50重量%的比例混合、攪拌。此時，調製成相對於聚醯胺酸之醯胺酸基，乙酸酐及異喹啉各自為2.0及0.4莫耳當量。將所得到的混合物，藉由T型狹縫型模頭鑄塑於旋轉之100℃的不鏽鋼製滾筒上，得到殘揮發成分為55重量%、厚度約0.10毫米之具有自己支撐性的凝膠薄膜。將該凝膠薄膜從滾筒剝下，把持其兩端，在加熱爐進行200℃×30秒、350℃×30秒、550℃×30秒處理，得到厚度12.5微米之聚醯亞胺薄膜。物性如表1所示。
(合成例5)
以莫耳比9/1/8/2的比例準備焦蜜石酸二酐(分子量218.12)/3,3’,4,4’－聯苯四羧酸二酐(分子量294.22)/4,4’－二胺基二苯醚(分子量200.24)/對苯二胺(分子量108.14)，以製成為DMAc(N,N－二甲基乙醯胺)中之18.5重量%溶液進行聚合，得到聚醯胺酸。將由乙酸酐(分子量102.09)及異喹啉所構成的轉化劑，以相對於聚醯胺酸溶液為50重量%的比例混合、攪拌。此時，調製成相對於聚醯胺酸之醯胺酸基，乙酸酐及異喹啉各自為2.0及0.4莫耳當量。將所得到的混合物，藉由T型狹縫型模頭鑄塑於旋轉之100℃的不鏽鋼製滾筒上，得到殘揮發成分為55重量%、厚度約0.07毫米之具有自己支撐性的凝膠薄膜。將該凝膠薄膜從滾筒剝下，把持其兩端，在加熱爐進行200℃×30秒、350℃×30秒、550℃×30秒處理，得到厚度9微米之聚醯亞胺薄膜。物性如表1所示。
(合成例6)
以莫耳比3/2/3/2的比例準備焦蜜石酸二酐(分子量218.12)/3,3’,4,4’－聯苯四羧酸二酐(分子量294.22)/4,4’－二胺基二苯醚(分子量200.24)/對苯二胺(分子量108.14)，以製成為DMAc(N,N－二甲基乙醯胺)中之18.5重量%溶液進行聚合，得到聚醯胺酸。將由乙酸酐(分子量102.09)及異喹啉所構成的轉化劑，以相對於聚醯胺酸溶液為50重量%的比例混合、攪拌。此時，調製成相對於聚醯胺酸之醯胺酸基，乙酸酐及異喹啉各自為2.0及0.4莫耳當量。將所得到的混合物，藉由T型狹縫型模頭鑄塑於旋轉之100℃的不鏽鋼製滾筒上，得到殘揮發成分為55重量%、厚度約0.05毫米之具有自己支撐性的凝膠薄膜。將該凝膠薄膜從滾筒剝下，把持其兩端，在加熱爐進行200℃×30秒、350℃×30秒、550℃×30秒處理，得到厚度6微米之聚醯亞胺薄膜。物性如表1所示。
(合成例7)
以莫耳比50/50的比例準備焦蜜石酸二酐(分子量218.12)/4,4’－二胺基二苯醚(分子量200.24)，以製成為DMF(N,N－二甲基甲醯胺)中之18.5重量%溶液進行聚合，得到3000泊之聚醯胺酸。將由乙酸酐(分子量102.09)及異喹啉所構成的轉化劑，以相對於聚醯胺酸溶液為50重量%的比例混合、攪拌。此時，調製成相對於聚醯胺酸之醯胺酸基，乙酸酐及異喹啉各自為2.0及0.4莫耳當量。將所得到的混合物，藉由T型狹縫型模頭鑄塑於旋轉之100℃的不鏽鋼製滾筒上，得到殘揮發成分為55重量%、厚度約0.20毫米之具有自己支撐性的凝膠薄膜。將該凝膠薄膜從滾筒剝下，把持其兩端，在加熱爐進行200℃×30秒、350℃×30秒、550℃×30秒處理，得到厚度25微米之聚醯亞胺薄膜。物性如表1所示。
(合成例8)
以莫耳比50/50的比例準備焦蜜石酸二酐(分子量218.12)/4,4’－二胺基二苯醚(分子量200.24)，以製成為DMF(N,N－二甲基甲醯胺)中之18.5重量%溶液進行聚合，得到3000泊之聚醯胺酸。將由乙酸酐(分子量102.09)及異喹啉所構成的轉化劑，以相對於聚醯胺酸溶液為50重量%的比例混合、攪拌。此時，調製成相對於聚醯胺酸之醯胺酸基，乙酸酐及異喹啉各自為2.0及0.4莫耳當量。將所得到的混合物，藉由T型狹縫型模頭鑄塑於旋轉之100℃的不鏽鋼製滾筒上，得到殘揮發成分為55重量%、厚度約0.10毫米之具有自己支撐性的凝膠薄膜。將該凝膠薄膜從滾筒剝下，把持其兩端，在加熱爐進行200℃×30秒、350℃×30秒、550℃×30秒處理，得到厚度12.5微米之聚醯亞胺薄膜。物性如表1所示。
(合成例9)
以莫耳比4/1/2/3的比例準備焦蜜石酸二酐(分子量218.12)/3,3’,4,4’－聯苯四羧酸二酐(分子量218.12)/4,4’－二胺基二苯醚(分子量200.24)/對苯二胺(分子量108.14)，以製成為DMAc(N,N－二甲基乙醯胺)中之18.5重量%溶液進行聚合，得到聚醯胺酸。將由乙酸酐(分子量102.09)及異喹啉所構成的轉化劑，以相對於聚醯胺酸溶液為50重量%的比例混合、攪拌。此時，調製成相對於聚醯胺酸之醯胺酸基，乙酸酐及異喹啉各自為2.0及0.4莫耳當量。將所得到的混合物，藉由T型狹縫型模頭鑄塑於旋轉之100℃的不鏽鋼製滾筒上，得到殘揮發成分為55重量%、厚度約0.20毫米之具有自己支撐性的凝膠薄膜。將該凝膠薄膜從滾筒剝下，把持其兩端，在加熱爐進行200℃×30秒、350℃×30秒、550℃×30秒處理，得到厚度25微米之聚醯亞胺薄膜。物性如表1所示。
(合成例10)
在600重量份甲基異丁基酮中，於30℃混合攪拌50重量份油化Shell(股)製環氧樹脂「EPICOAT」834、100重量份東都化成(股)含磷環氧樹脂FX279BEK75、6重量份住友化學(股)製硬化劑4,4’－DDS、100重量份JSR(股)NBR(PNR－1H)、30重量份昭和電工(股)製氫氧化鋁，得到黏著劑。
實施例1
使用在合成例1製膜所得到的聚醯亞胺薄膜，在真空槽到達壓力1×10－3Pa後，在氬氣壓力1×10－1Pa，藉由DC磁控管濺鍍機將鎳/鉻＝95/5(重量比)的鎳鉻合金以厚度5奈米的方式濺鍍於一面，進而以厚度50奈米的方式濺鍍銅。接著，藉由使用硫酸銅浴之電解金屬鍍覆以2A/dm2的電流密度條件層積6微米厚度的銅層，來製造單面折彎性舖銅板。又，硫酸銅浴的組成係使用在80克/升五水合硫酸銅、200克/升硫酸、50毫克/升鹽酸中添加適量的添加劑而成之溶液。
使用所得到的舖銅板，在一面的銅箔上以105℃乾燥10分鐘後的膜厚度5微米的方式形成CLARIANT JAPAN(股)製光阻AZP4620，並使用玻璃光罩(配置有線寬/間隙寬＝15微米/15微米的圖案、且配置有用以接合如第1圖所示的IC晶片之內導線)，藉由400mJ/cm2 (全波長)曝光，使用AZ400K/水＝25/75(重量比)的顯像液進行顯像，使光阻圖案化。隨後，用氯化鐵30重量%水溶液，以40℃ 90秒進行銅蝕刻，並除去未形成光阻部分的銅。銅蝕刻完成後，使用氫氧化鈉2.5重量%水溶液，以40℃ 1分鐘剝離光阻。如此進行，在一面形成線寬/間隙寬＝15微米/15微米之晶片搭載薄膜用的電路圖案。
使用將如此進行所得到的晶片搭載薄膜用圖案化而成的電路板，來進行折彎試驗。首先將電路板取樣48毫米寬×10公分長後，將試樣安裝在MIT試驗機(JIS－P－8115所記載之試驗機)，以負荷9.8N、曲率半徑0.38毫米的條件重複進行折彎10次。此時，調整試樣的安裝，使折彎部分係位於內導線。在折彎試驗後觀察內導線前端部有無捲曲。結果如表2所示。
又，測定電路板的TD方向尺寸(L3)，接著，浸漬在300℃的焊料浴20秒，浸漬後再次測定TD方向尺寸(L4)。依照下述式求得因焊料浴所引起之處理前後的尺寸變化率。
尺寸變化率(%)＝(L4－L3)/L3×100
尺寸結果如表2所示。
實施例2
除了使用在合成例2製膜所得到的聚醯亞胺薄膜以外，與實施例1同樣地進行來形成晶片搭載薄膜用的電路圖案，與實施例1同樣地進行折彎試驗後之有無配線脫落、及因焊料浴所引起之處理前後的尺寸變化率結果係如表2所示。
實施例3
除了使用在合成例3製膜所得到的聚醯亞胺薄膜以外，與實施例1同樣地進行來形成晶片搭載薄膜用的電路圖案，與實施例1同樣地進行折彎試驗後之有無配線脫落、及因焊料浴所引起之處理前後的尺寸變化率結果係如表2所示。
實施例4
除了使用在合成例4製膜所得到的聚醯亞胺薄膜以外，與實施例1同樣地進行來形成晶片搭載薄膜用的電路圖案，與實施例1同樣地進行折彎試驗後之有無配線脫落、及因焊料浴所引起之處理前後的尺寸變化率結果係如表2所示。
實施例5
除了使用在合成例5製膜所得到的聚醯亞胺薄膜以外，與實施例1同樣地進行來形成晶片搭載薄膜用的電路圖案，與實施例1同樣地進行折彎試驗後之有無配線脫落、及因焊料浴所引起之處理前後的尺寸變化率結果係如表2所示。
實施例6
除了使用在合成例6製膜所得到的聚醯亞胺薄膜以外，與實施例1同樣地進行來形成晶片搭載薄膜用的電路圖案，與實施例1同樣地進行折彎試驗後之有無配線脫落、及因焊料浴所引起之處理前後的尺寸變化率結果係如表2所示。
實施例7
使用在合成例1製膜所得到的聚醯亞胺薄膜，在其一面塗布合成例10的黏著劑，並於150℃×5分鐘加熱乾燥，來形成乾燥膜厚度10微米的黏著劑層。將該一面具有黏著劑之聚醯亞胺薄膜、與1/2英兩銅箔(NIKKO－GOURDE FOIL(股)製、JTC箔)，使用熱輥層壓機，以層壓溫度160℃、層壓壓力196N/cm(20kgf/cm)、層壓速度1.5公尺/分鐘的條件進行熱層壓，來製造單面舖銅板。
使用所得到的舖銅板，在一面的銅箔上以105℃乾燥10分鐘後的膜厚度為10微米的方式形成CLARIANT JAPAN(股)製光阻AZP4620，並使用玻璃光罩(配置有線寬/間隙寬＝15微米/15微米的圖案、且配置有用以接合如第1圖所示的IC晶片之內導線)，藉由400 mJ/cm2 (全波長)曝光，使用AZ400K/水＝25/75(重量比)的顯像液進行使光阻圖案化，隨後，用氯化鐵30重量%水溶液，以40℃ 90秒進行銅蝕刻，並除去未形成光阻部分的銅。銅蝕刻完成後，使用氫氧化鈉2.5重量%水溶液，以40℃ 1分鐘剝離光阻。如此進行，在一面形成線寬/間隙寬＝15微米/15微米之晶片搭載薄膜用的電路圖案。
使用將如此進行所得到的晶片搭載薄膜用圖案化而成的電路板，來進行折彎試驗。首先將電路板取樣48毫米寬×10公分長後，將試樣安裝在MIT試驗機(JIS－P－8115所記載之試驗機)，以負荷9.8N、曲率半徑0.38毫米的條件重複進行折彎10次。此時，調整試樣的安裝，使折彎部分係位於內導線。在折彎試驗後觀察內導線前端部有無捲曲。結果如表2所示。
又，測定電路板的TD方向尺寸(L3)，接著，浸漬在300℃的焊料浴20秒，浸漬後再次測定TD方向尺寸(L4)。依照下述式求得因焊料浴所引起之處理前後的尺寸變化率。
尺寸變化率(%)＝(L4－L3)/L3×100
尺寸結果如表2所示。
比較例1
除了使用在合成例7製膜所得到的聚醯亞胺薄膜以外，與實施例1同樣地進行來形成晶片搭載薄膜用的電路圖案，與實施例1同樣地進行折彎試驗後之有無配線脫落、及因焊料浴所引起之處理前後的尺寸變化率結果係如表2所示。
比較例2
除了使用在合成例8製膜所得到的聚醯亞胺薄膜以外，與實施例1同樣地進行來形成晶片搭載薄膜用的電路圖案，與實施例1同樣地進行折彎試驗後之有無配線脫落、及因焊料浴所引起之處理前後的尺寸變化率結果係如表2所示。
比較例3
除了使用在合成例9製膜所得到的聚醯亞胺薄膜以外，與實施例1同樣地進行來形成晶片搭載薄膜用的電路圖案，與實施例1同樣地進行折彎試驗後之有無配線脫落、及因焊料浴所引起之處理前後的尺寸變化率結果係如表2所示。
產業上之利用可能性
本發明之晶片搭載薄膜，因為係使用具有高尺寸安定性且適度的彈性模數之聚醯亞胺薄膜，折彎性非常優良，適合使用於必須有微細的配線之各種IC晶片搭載用途。
1．．．聚醯亞胺薄膜
2．．．配線(內導線)
3．．．IC晶片搭載部
第1圖(A)係本發明之晶片搭載薄膜一個例子之IC晶片搭載部分的平面圖，(B)係沿著(A)所示之(a)－(b)線之剖面圖。
1．．．聚醯亞胺薄膜
2．．．配線(內導線)
3．．．IC晶片搭載部

Claims (9)

  1. 一種晶片搭載薄膜，其係在聚醯亞胺薄膜之至少一面，以能夠搭載IC晶片的方式形成配線而構成之晶片搭載薄膜，該聚醯亞胺薄膜係主要使用以對苯二胺及4,4’-二胺基二苯醚作為二胺成分、以及以焦蜜石酸二酐及3,3’,4,4’聯苯四羧酸二酐作為酸二酐成分所構成之聚醯亞胺薄膜，其特徵為在聚醯亞胺薄膜添加填料，且在聚醯亞胺薄膜的表面所存在之大小為20微米以上的突起數目為10個/5公分×5公分以下，在該聚醯亞胺薄膜之至少一面，以未使黏著劑介於中間的方式來形成該配線。
  2. 一種晶片搭載薄膜，其係在聚醯亞胺薄膜之至少一面，以能夠搭載IC晶片的方式形成配線而構成之晶片搭載薄膜，該聚醯亞胺薄膜係主要使用以對苯二胺及4,4’-二胺基二苯醚作為二胺成分、以及以焦蜜石酸二酐及3,3’,4,4’聯苯四羧酸二酐作為酸二酐成分所構成之聚醯亞胺薄膜，其特徵為在聚醯亞胺薄膜添加填料，且在聚醯亞胺薄膜的表面所存在之大小為20微米以上的突起數目為10個/5公分×5公分以下，在該聚醯亞胺薄膜之至少一面，以使黏著劑介於中間的方式來形成該配線。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之晶片搭載薄膜，其中該聚醯亞胺薄膜係主要使用以10~50莫耳%對苯二胺、及50~90莫耳%4,4’-二胺基二苯醚作為二胺成分，以50~99莫耳%焦蜜石酸二酐、及1~50莫耳%之3,3’,4,4’聯苯 四羧酸二酐作為酸二酐成分所構成之聚醯亞胺薄膜。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之晶片搭載薄膜，其中該聚醯亞胺薄膜之彈性模數為3~7GPa，在50~200℃之線膨脹係數為5~20ppm/℃，濕度膨脹係數為25ppm/%RH以下，吸水率為3%以下，在200℃ 1小時之加熱收縮率為0.10%以下。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之晶片搭載薄膜，其中在該聚醯亞胺薄膜的表面所存在之高度2微米以上的突起數目為10個/5公分×5公分以下。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之晶片搭載薄膜，其中該配線主要是由銅構成。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之晶片搭載薄膜，其中該配線係藉由蝕刻金屬層形成。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之晶片搭載薄膜，其中該配線係藉由金屬鍍覆來形成。
  9. 如申請專利範圍第2項之晶片搭載薄膜，其中該黏著劑主要是選自環氧樹脂、丙烯酸樹脂、及聚醯亞胺樹脂中之至少1種所構成。
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