TWI778355B - 軟性金屬箔基板膜、包含軟性金屬箔基板膜之物品、及準備該膜之方法 - Google Patents

軟性金屬箔基板膜、包含軟性金屬箔基板膜之物品、及準備該膜之方法 Download PDF

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Abstract

本發明揭示一種軟性金屬箔基板膜、一種包括該軟性金屬箔基板膜之物品、及一種準備該軟性金屬箔基板膜之方法。該經揭示之軟性金屬箔基板膜包含一基底層、安置於該基底層上之一第一金屬箔層及安置於該第一金屬箔層上之一第二金屬箔層，且具有每單位表面積(m2 )不超過100個針孔缺陷及不超過100個突起，該等突起具有大於1 µm且小於2 µm之一高度。

Description

軟性金屬箔基板膜、包含軟性金屬箔基板膜之物品、及準備該膜之方法
本發明係關於一種軟性金屬箔基板膜、一種包含該軟性金屬箔基板膜之物品、及一種準備該膜之方法。更特定言之，本發明係關於一種具有每單位表面積減少數目之針孔及突起之軟性金屬箔基板膜、一種包含該軟性金屬箔基板膜之物品、及一種準備該膜之方法。
相關技術之描述
憑藉近來之技術進步，尤其在電子設備行業中之半導體積體電路技術中，為了滿足小型化、亮度、高耐久度、高清晰度等之需求，正推動能夠實現一高整合度之材料之開發。在用於(例如)一液晶顯示器(LCD)之一驅動積體電路(IC)之一軟性銅箔基板(FCCL)膜的情況中，需要滿足精細圖案化、薄化及耐久度之需求。
為了產生此一軟性銅箔基板膜，近年來已廣泛使用之一濺鍍程序可輕易調適用於精細節距圖案化，且因此可將一膜之厚度調整至埃級。然而，濺鍍程序可帶來若干問題，諸如一導電膜之表面缺陷或在程序期間調整一目標之空間位置之難度。
另外，鑑於濺鍍程序之特性，其在高溫下執行，且因此，存在一聚合物基膜被熱損壞之一風險。因此，需要在其中可避免熱損壞之條件下執行濺鍍程序。然而，在此情況中，可降低生產速度。
另外，濺鍍程序需要將一黏著層安置於一基膜上，此係歸因於一金屬與通常用作基膜之聚醯亞胺膜之間的黏著性欠佳。此處，黏著層通常由一有害重金屬(諸如鉻或鎳)製成，且接著將銅沈積於其上。黏著層增加程序之數目，且使用此一有害材料可造成穩定性及環境污染方面的嚴重問題。
另外，藉由濺鍍程序準備之軟性銅箔基板膜在其表面上展現欠佳之沈積均勻性，且在表面上經常觀察到許多針孔。同樣地，針孔可造成若干問題，包含(例如)一鍍銅表面之裂縫、歸因於施加於電鍍表面上之應力而對電鍍表面之損壞、電鍍期間電鍍表面之分層及剝離、膜損壞等。
另外，諸如針孔或突起之缺陷亦可造成諸如當由客戶進行圖案化程序時之一電短路或一電開路之問題，從而導致降低程序良率之致命缺點。
先前技術文獻
專利文獻
(專利文獻1)韓國專利公開案第10-2014-0072409號
(專利文獻2)韓國專利登記第10-1681663號
(專利文獻3)韓國專利登記第10-2011-0002838號
揭示內容
本發明之一實施例提供一種具有每單位表面積減少數目之針孔及突起之軟性金屬箔基板膜。
本發明之另一實施例提供一種包括該軟性金屬箔基板膜之物品。
本發明之另一實施例提供一種準備該軟性金屬箔基板膜之方法。
本發明之一態樣提供一種軟性金屬箔基板膜，其包含：一基底層；一第一金屬箔層，其安置於該基底層上；及一第二金屬箔層，其安置於該第一金屬箔層上，其中該軟性金屬箔基板膜具有每單位表面積(m2)不超過100個針孔缺陷及不超過100個突起，該等突起具有大於1μm且小於2μm之一高度。
該第一金屬箔層可包含鎳。
該第二金屬箔層可包含銅、金、銀、鈷、鋁、鐵、鎳、鉻、其等之一組合或其等之一合金。
該第二金屬箔層可包含6μm或更小之一厚度。
本發明之另一樣態提供
一種物品，其包含上文陳述之該軟性金屬箔基板膜。
該物品可為一印刷電路板或一顯示器裝置。
本發明之另一態樣提供一種準備該軟性金屬箔基板膜之方 法，該方法包括以下步驟：提供一基底層；藉由無電電鍍在該基底層上形成一第一金屬箔層；熱處理該經形成之第一金屬箔層；及藉由電鍍在該經熱處理之第一金屬箔層上形成一第二金屬箔層。
可在30℃至180℃之一範圍中之一溫度下執行該第一金屬箔層之該熱處理達20秒至80秒。
根據一實施例之該軟性金屬箔基板膜具有每單位表面積減少數目之針孔及突起，藉此當在一金屬箔表面上形成精細節距電路圖案時抑制形狀缺陷出現。
10:軟性金屬箔基板膜
11:基底層
12:第一金屬箔層
12’:第一金屬箔層
13:第二金屬箔層
13’:第二金屬箔層
圖1係根據一實施例之一軟性金屬箔基板膜之一橫截面視圖。
圖2係表示形成於在實例1及2中準備之軟性銅箔基板膜之銅箔表面上之針孔及突起之數目之一圖表。
圖3係表示形成於在比較實例1及2中準備之軟性銅箔基板膜之銅箔表面上之針孔及突起之數目之一圖表。
圖4係展示實例1中準備之軟性銅箔基板膜之一銅箔表面之狀態之一照片。
圖5係展示實例2中準備之軟性銅箔基板膜之一銅箔表面之狀態之一照片。
圖6係展示比較實例1中準備之軟性銅箔基板膜之一銅箔表面之狀態之一照片。
圖7係展示比較實例2中準備之軟性銅箔基板膜之一銅箔表面之狀態之一照片。
在下文中，將進一步詳細描述根據一實施例之一軟性金屬箔基板膜。
如本文使用，術語「針孔」或「針孔缺陷」係指形成於軟性金屬箔基板膜之最外金屬箔層(即，一第二金屬箔層)上之容許光通過其中之一通孔。
亦如本文使用，術語「突起」或「突起缺陷」係指形成於軟性金屬箔基板膜之最外金屬箔層(即，一第二金屬箔層)上之一突起部分。
根據一實施例之軟性金屬箔基板膜包含一基底層、一第一金屬箔層及一第二金屬箔層。
軟性金屬箔基板膜(具體言之，第二金屬箔層)可具有每單位表面積(m2)不超過100個針孔缺陷及不超過100個突起，該等突起具有大於1μm且小於2μm之一高度。因此，當在第二金屬箔層之表面上形成精細節距電路圖案時，可藉由解決由針孔或突起造成之蝕刻異常而顯著改良品質穩定性。
基底層可包含一絕緣樹脂。
該第一金屬箔層可包含鎳。
第一金屬薄層可具有在0.01至5μm、0.01至3μm或0.03至 2μm之一範圍中之一厚度，且憑藉此等範圍，可改良金屬沈積及相對於基底層之黏著性。
該第二金屬箔層可包括銅、金、銀、鈷、鋁、鐵、鎳、鉻或其等之一組合或其等之一合金。
該第二金屬箔層可包含6μm或更小、4μm或更小、3μm或更小或2μm或更小之一厚度。
軟性金屬箔基板膜可進一步包含安置於基底層與第一金屬箔層之間的一黏附層。
圖1係根據一實施例之一軟性金屬箔基板膜10之一橫截面視圖。
參考圖1，根據一實施例之軟性金屬箔基板膜10包含一基底層11、一第一金屬箔層12及一第二金屬箔層13，其等以該順序循序安置。
軟性金屬箔基板膜10可進一步包含安置於基底層11與第一金屬箔層12之間的一黏附層(未展示)。
再次參考圖1，軟性金屬箔基板膜10亦可包含基底層11、一第一金屬箔層12’及第二金屬箔層13’，其等以該順序循序安置。
軟性金屬箔基板膜10可進一步包含安置於基底層11與第一金屬箔層12’之間的一黏附層(未展示)。
另一實施例提供一種包括該軟性金屬箔基板膜之物品。
該物品可為一印刷電路板或一顯示器裝置。
在下文中，將詳細描述準備根據一實施例之一軟性金屬箔基板膜之一方法。
準備根據一實施例之一軟性金屬箔基板膜之方法包含下列步驟：提供一基底層(S10)；藉由無電電鍍在該基底層上形成一第一金屬箔層(S20)；熱處理該經形成之第一金屬箔層(S30)；及藉由電鍍在該經熱處理之第一金屬箔層上形成一第二金屬箔層(S40)。
在提供基底層(S10)時，基底層可包含聚醯亞胺樹脂且藉由憑藉將(例如)聚醯胺酸擠出作為聚醯亞胺前驅體來形成一膜且熱處理該膜以用於將聚醯胺酸醯亞胺化而準備。
可使基底層乾燥以移除水分及殘餘氣體。如一實例，乾燥化可藉由在正常壓力下之輥對輥(roll-to-roll)加熱執行或藉由在一真空大氣下使用一紅外線(IR)加熱器而執行。
在第一金屬箔層形成步驟(S20)中，第一金屬箔層可藉由使用含有3至50g/L之一濃度之一水溶性鎳鹽之一電鍍溶液之無電電鍍而形成。
電鍍溶液可包含水溶性鎳鹽、一還原劑及一錯合劑。
水溶性鎳鹽可包含硫酸鎳、氯化鎳、次磷酸鎳、鎳鹽、乙酸鎳、蘋果酸鎳或其等之一組合。
水溶性鎳鹽可含於3至50g/L、3至35g/L或3至15g/L之一濃度之電鍍溶液中，且憑藉此等範圍，水溶性鎳鹽可展現一鍍鎳塗層之極佳可流動性及一高鎳沈澱速度，且鍍鎳塗層上坑的出現可減少。
還原劑可包含次磷酸鹽，諸如次磷酸鈉或次磷酸鉀；硼氫化合物，諸如硼氫化鈉或硼氫化鉀；胺硼烷化合物，諸如二甲胺硼烷(DMAB)、三甲胺硼烷或三乙胺硼烷；或其等之一組合。
電鍍溶液中之還原劑之濃度可根據所使用之還原劑之種類 而變化。
當還原劑係次磷酸鈉時，還原劑之濃度在20至50g/L之一範圍中，且當還原劑係DMAB時，還原劑之濃度在1至10g/L或3至5g/L之一範圍中。當各自還原劑在上述濃度範圍內時，其具有避免諸如電鍍溶液之分解或膜形成之阻滯之潛在問題之效應。
錯合劑可防止鎳化合物之沈澱且控制鎳之一沈澱反應。
錯合劑之實例可包含：二羧酸，諸如蘋果酸、琥珀酸、酒石酸、丙二酸、草酸或己二酸；氨基羧酸，諸如甘氨酸、麩胺酸、天冬氨酸或丙氨酸；乙二胺衍生物，諸如乙二胺四乙酸、N-羥乙基乙二胺-N,N',N’-三乙酸(Versene，Dow chemical)、N,N,N',N’四羥基乙二胺(Quadrol，BASF)；膦酸，諸如1-羥基乙烷-1,1-二膦酸或乙二胺四亞甲基膦酸；其等之水溶性鹽；或其等之一組合。
錯合劑可含於0.001mol/L至2mol/L或0.002mol/L至1mol/L之一濃度之電鍍溶液中，且憑藉此等範圍，可防止電鍍溶液之分解及氫氧化鎳之沈澱。
另外，電鍍溶液可進一步包含由化學式1表示之含硫苯并噻唑基化合物：
Figure 109113859-A0305-02-0010-1
其中X表示具有兩個或兩個以上碳原子之烷基或其之鹽，且可具有一取代基。即，X中之一氫原子可由除了氫以外之任何元素或任 意官能基替換。
電鍍溶液中含有之含硫苯并噻唑基化合物之含量可在0.1至1g/L之一範圍中，且憑藉此範圍，可獲得極佳之塗佈靈活性。
另外，電鍍溶液可進一步包含一穩定劑。
穩定劑可包含：一無機化合物，其包含Pb化合物(諸如乙酸鉛)或Bi化合物(諸如乙酸鉍)；一有機化合物(諸如丁炔二醇)；或其等之一組合。
電鍍溶液可具有4至5之一pH值水準，且在此範圍內，可防止一電鍍溶液之分解且可達成一穩定沈澱速度。
準備軟性金屬箔基板膜之方法可進一步包含在基底層提供步驟(S10)與第一金屬箔層形成步驟(S20)之間在基底層上形成一黏附層的步驟。
執行第一金屬箔層熱處理步驟(S30)以藉由移除雜質(諸如在第一金屬箔層形成步驟(S20)中形成之第一金屬箔層中剩餘之殘餘有機材料及氣體)而防止針孔或突起缺陷出現在第二金屬箔層之一表面上。在無第一金屬箔層熱處理步驟(S30)的情況下，針孔或突起缺陷可歸因於電鍍第二金屬箔層中產生之起泡或氣泡而出現在第二金屬箔層之一表面上。
可在30℃至180℃之一範圍中之一溫度下執行第一金屬箔層熱處理步驟(S30)達20秒至80秒。若在上文陳述之溫度及時間範圍內執行熱處理，則可達成無表面缺陷(諸如針孔或突起)之一良好軟性銅箔基板膜。
在第二金屬箔層形成步驟(S40)中，可藉由此項技術中廣泛利用之一般方法執行電鍍。例如，可使用含有硫酸銅及硫酸作為主要組份 之電鍍溶液執行電鍍，藉此在第一金屬箔層上形成第二金屬箔層。
例如，可使用含有15至40g/L、15至38g/L或17至36g/L之一濃度之銅的電鍍溶液執行電鍍。
另外，在電鍍期間，電鍍溶液可維持在22℃至37℃、25℃至35℃或27℃至34℃之一範圍之一溫度，且憑藉此等範圍，輕易形成電鍍層且可改良生產率。
此外，用於改良生產率及表面均勻性之已知添加劑(例如，一光亮劑、一整平劑、一載劑或一緩和劑)可添加至電鍍溶液。
另外，電鍍可在於0.1至20A/m2、0.1至17A/m2或0.3至15A/m2之一範圍中之電流密度之一條件下執行電鍍，且憑藉此等範圍，輕易形成第二金屬箔層且可改良生產率。
在下文中，本發明將參考實例進一步詳細描述，但不限於此。
實例1：軟性銅箔積層板之準備
首先，將一25μm厚之絕緣聚醯亞胺膜(Kapton 100ENC,TDC)用作一基底層。
接著，藉由無電電鍍將鎳沈積於經準備基底層上以形成一0.1μm厚之鎳箔層。此處，無電電鍍係一種用於藉由重複包含在聚醯亞胺膜之平坦表面水平對準之一狀態中將聚醯亞胺膜浸潤於一鍍鎳浴中且將聚醯亞胺膜從鍍鎳浴取出之一程序而執行電鍍之方法。
在下文中，在40℃之一溫度下熱處理所形成之鎳箔層達60秒。
緊接在熱處理之後，藉由電鍍在鎳箔層上形成一2μm厚之 銅箔層。另外，將藉由添加氯及其他添加劑(包含一整平劑、一光亮劑及一載劑)至一硫酸銅水溶液而獲得之一溶液用作用於電鍍之電鍍溶液。
因此，獲得包含一鎳箔層及一銅箔層(其等以該順序循序安置於聚醯亞胺膜之一個表面上)及一鎳箔層及一銅箔層(其等以該順序循序安置於聚醯亞胺膜之另一表面上)之一軟性銅箔基板膜，如圖1中展示之軟性銅箔基板膜。
實例2：軟性銅箔積層板之準備
以與實例1中相同之方式準備一軟性銅箔積層板，惟在藉由無電電鍍形成一鎳箔層，且在40℃之一溫度下熱處理所形成之鎳箔層達60秒之後(如同在實例1中)，將經熱處理之鎳箔層留在室溫(約25℃)下達24小時，隨後藉由電鍍在鎳箔層上形成一銅箔層除外。
比較實例1：軟性銅箔積層板之準備
首先，將一25μm厚之絕緣聚醯亞胺膜(Kapton 100ENC,TDC)用作一基底層。
接著，藉由無電電鍍將鎳沈積於經準備基底層上以形成一0.1μm厚之鎳箔層。此處，無電電鍍係一種用於藉由重複包含在聚醯亞胺膜之平坦表面水平對準之一狀態中將聚醯亞胺膜浸潤於一鍍鎳浴中且將聚醯亞胺膜從鍍鎳浴取出之一程序而執行電鍍之方法。
此後，在不熱處理經形成之鎳箔層，且在不將經形成之鎳箔層留在室溫下達一時間段的情況下，緊接在形成鎳箔層之後，藉由電鍍在經形成之鎳箔層上形成一2μm厚之銅箔層。另外，將藉由添加氯及其他添加劑(包含一整平劑、一光亮劑及一載劑)至一硫酸銅水溶液而獲得之一溶液用作用於電鍍之一電鍍溶液。
因此，獲得一軟性銅箔基板膜，該軟性銅箔基板膜包含一鎳箔層及一銅箔層(其等以該順序循序安置於聚醯亞胺膜之一個表面上)且包含一鎳箔層及一銅箔層(其等以該順序循序安置於聚醯亞胺膜之另一表面上)，如圖1中展示之軟性銅箔基板膜。
比較實例2：軟性銅箔積層板之準備
以與比較實例1中相同之方式準備一軟性銅箔積層板，惟在藉由無電電鍍形成一鎳箔層之後，在不熱處理所形成之鎳箔層的情況下，但將經形成之鎳箔層留在室溫(約25℃)下達24小時，隨後在鎳箔層上形成一銅箔層除外。
評估實例
以下列方式量測在實例1及2及比較實例1及2中準備之軟性銅箔基板膜之物理性質，且在表1及圖2至圖7中總結其等之量測結果。
評估實例1：突起之量測
將軟性銅箔基板膜之各者切割成一250mm x 50mm大小以產生各測試塊，且使用一離線測試塊缺陷計量系統(由Ajuhitek Inc.製造之AVS-900C)執行一銅箔層之一表面測試，標記突起缺陷，且計數使用一雷射顯微鏡(由Keyence Corp.製造之VK-8550)量測之高度大於1μm且小於2μm之突起缺陷之數目。
評估實例2：針孔量測
將軟性銅箔基板膜之各者切割成一156mm x 300mm大小以產生各測試塊，且毯覆性蝕刻與待量測之一表面相對之測試塊之兩個表面之一者(即，對應於圖1之第一金屬箔層12’及第二金屬箔層13’之表面)以用於量測針孔，且量測針孔缺陷之數目，藉由使用一鹵素燈之一針孔測 試器(由Toray Advanced Materials Inc.製造)用裸眼觀察穿過膜之針孔而計數針孔缺陷。
Figure 109113859-A0305-02-0015-2
*在表1中，括號中之數係指指示每單位表面積(m2)之針孔或突起數目之轉換值。
參考表1及圖2及圖3，實例1及2中準備之軟性銅箔基板膜具有遠少於比較實例1及2中準備之軟性銅箔基板膜之針孔。詳細言之，實例1及2中準備之軟性銅箔基板膜每單位表面積(m2)具有不超過100個針孔缺陷及不超過100個突起缺陷。然而，比較實例1及2中準備之軟性銅箔基板膜具有每單位表面積(m2)400或400以上個針孔缺陷及500或500以上個突起缺陷。
評估實例3：表面影像
自上方拍攝軟性銅箔基板膜之各者且接著用一筆標記表面有缺陷部分，且在圖4至7中展示其等之結果。圖4係展示實例1中準備之軟性銅箔基板膜中之一銅箔表面之狀態之一照片，圖5係展示實例2中準備之軟性銅箔基板膜中之一銅箔表面之狀態之一照片，圖6係展示比較實例1中準備之軟性銅箔基板膜中之一銅箔表面之狀態之一照片，且圖7係展示比較實例2中準備之軟性銅箔基板膜中之一銅箔表面之狀態之一照片。
參考圖4及圖5，確認實例1及2中準備之軟性銅箔基板膜具有非常少量的表面缺陷。
相比之下，參考圖6及圖7，確認比較實例1及2中準備之軟性銅箔基板膜具有非常多的表面缺陷。
雖然已參考附圖描述一或多個例示性實施例，但本文描述之實施例已僅藉由實例之方式呈現，且熟習此項技術者將瞭解，可對以上描述做出各種改變及其他等效實施例。因此，應由隨附發明申請專利範圍之精神及範疇定義本發明。
10:軟性金屬箔基板膜
11:基底層
12:第一金屬箔層
12’:第一金屬箔層
13:第二金屬箔層
13’:第二金屬箔層

Claims (7)

  1. 一種軟性金屬箔基板膜，其包括：一基底層；一第一金屬箔層，其安置於該基底層上；及一第二金屬箔層，其安置於該第一金屬箔層上，其中該軟性金屬箔基板膜具有每單位表面積(m2)不超過100個針孔缺陷及不超過100個突起，該等突起具有大於1μm且小於2μm之一高度。
  2. 如請求項1之軟性金屬箔基板膜，其中該第一金屬箔層包含鎳。
  3. 如請求項1之軟性金屬箔基板膜，其中該第二金屬箔層包括銅、金、銀、鈷、鋁、鐵、鎳、鉻、其等之一組合或其等之一合金。
  4. 如請求項1之軟性金屬箔基板膜，其中該第二金屬箔層具有6μm或更小之一厚度。
  5. 一種包括如請求項1至4中之任一項之軟性金屬箔基板膜之物品。
  6. 如請求項5之物品，其中該物品為一印刷電路板或一顯示器裝置。
  7. 一種準備一軟性金屬箔基板膜之方法，該方法包括：提供一基底層； 藉由無電電鍍在該基底層上形成一第一金屬箔層；熱處理該經形成之第一金屬箔層；及藉由電鍍在該經熱處理之第一金屬箔層上形成一第二金屬箔層，其中在30℃至180℃之一範圍中之一溫度下執行該第一金屬箔層之該熱處理達20秒至80秒。
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