用於超細線路FPC及COF材料的納米金屬基板的製作方法

2023-10-17 19:42:44 1

本實用新型屬於電子基板技術領域，特別是涉及一種用於超細線路FPC及COF材料的納米金屬基板。

背景技術：

FPC(Flexible Printed Circuit)，即柔性印刷電路板，俗稱「軟板」，具有輕、薄、短、小等優點，在手機、數位照相機、數字攝影機等小型電子產品中被廣泛採用，而COF(Chip On Film，覆晶薄膜封裝)技術，是運用柔性電路板作封裝晶片載體將晶片與柔性電路板電路結合的技術。隨著電子產品趨向微小型化發展，FPC或COF柔性電路板在功能上均要求更強大且趨向高頻化、高密度和細線化的發展方向。

撓性覆銅板是FPC或COF加工的基板材料，而撓性覆銅板的高密度、細線化的性能很大程度取決於薄銅箔部分的加工工藝。

目前基板廠商對薄銅箔部分的加工主要採用兩類辦法：一是濺鍍法/鍍銅法，二是載體銅箔法。

濺鍍法/鍍銅法，以PI(聚醯亞胺)膜為基材，在PI膜上濺鍍含鉻的合金作為中介層，再濺鍍銅金屬為晶種層，然後電鍍銅使銅層增厚。但是一般PI膜表面粗糙度在10-20nm，接著力不佳，需要對PI膜以電漿或短波長紫外線進行表面處理，但是處理後的PI膜對後續熱處理要求高，否則接著力劣化剝離；另外，由於PI膜的表面具有一定的粗糙度，在極薄銅箔電鍍時表面容易產生針孔；並且該方法製成的薄銅箔在COF或FPC蝕刻工藝中常造成蝕刻不完全，線路根部殘留微量得鉻金屬會造成離子遷移的問題，而影響細線路化COF或FPC的質量。

而載體銅箔法，雖然載體層保護銅箔不折傷、墊傷，但是剝離時可能很難剝離，造成加工困難，而剝離時的應力殘留容易造成銅箔變形及尺寸漲縮變化，另外，超薄銅箔價格昂貴且難以取得，加上超薄銅箔加工不易，所以現有銅箔厚度難以低於6μm以下。

技術實現要素：

本實用新型主要解決的技術問題是提供一種用於超細線路FPC及COF材料的納米金屬基板，具有極佳的耐離子遷移性、尺寸安定性、耐藥品性、耐熱耐高溫性及接著力；適用於雷射加工，適用於雷射加工盲孔/微孔，且不易產生針孔，適合細線路蝕刻，不易側蝕；本實用新型採用納米銅設計，滿足基板細線化發展的需求。

為解決上述技術問題，本實用新型採用的一個技術方案是：提供一種用於超細線路FPC及COF材料的納米金屬基板，包括聚醯亞胺層、形成於所述聚醯亞胺層至少一面的超薄納米金屬層和保護膜層，所述超薄納米金屬層介於所述聚醯亞胺層和所述保護膜層之間；

所述聚醯亞胺層的厚度為5-50um；

所述超薄納米金屬層的厚度為0.09-0.8um；

所述保護膜層的厚度為6-60um；

所述聚醯亞胺層是表面粗糙度介於80-800nm之間的聚醯亞胺層；

所述超薄納米金屬層是濺鍍層或電鍍層。

進一步地說，所述納米金屬基板是由聚醯亞胺層、形成於所述聚醯亞胺層任一面的超薄納米金屬層和保護膜層所構成的單面納米金屬基板。

進一步地說，所述納米金屬基板是由聚醯亞胺層、形成於所述聚醯亞胺層雙面的超薄納米金屬層和保護膜層所構成的雙面納米金屬基板。

進一步地說，所述聚醯亞胺層的厚度為25-50um，所述超薄納米金屬層的厚度為0.09-0.2um，所述保護膜層的厚度為28-60um。

進一步地說，所述超薄納米金屬層是銅箔層或是銅箔層與另一金屬層構成的多層合金金屬層，所述另一金屬層是指銀層、鎳層、鉻層、鈀層、鋁層、鈦層、銅層、鉬層、銦層、鉑層和金層中的至少一種，其中，所述銅箔層的厚度為0.09-0.2um，所述另一金屬層的厚度為0.005-0.015um。

進一步地說，所述超薄納米金屬層是以下六種結構中的一種：

一、一層結構：由單層銅箔層構成，所述銅箔層的厚度為0.1-0.2um；

二、兩層疊構：由銅箔層以及形成於銅箔層任一面的鎳層構成，所述銅 箔層的厚度為0.09-0.15um，所述鎳層的厚度為0.005-0.015um；

三、兩層疊構：由銅箔層以及形成於銅箔層任一面的銀層構成，所述銅箔層的厚度為0.09-0.15um，所述銀層的厚度為0.005-0.015um；

四、三層疊構：由銅箔層以及形成於銅箔層一面的鎳層和形成於銅箔層另一面的銀層構成，所述銅箔層的厚度為0.09-0.15um，所述鎳層和所述銀層的厚度各自為0.005-0.015um；

五、三層疊構：由銅箔層以及分別形成於銅箔層兩面的鎳層構成，所述銅箔層的厚度為0.09-0.15um，兩面所述鎳層的厚度各自為0.005-0.015um；

六、三層疊構：由銅箔層以及形成於銅箔層一面的銅層和形成於銅箔層另一面的鎳層構成，所述銅箔層的厚度為0.09-0.15um，所述銅層和所述鎳層的厚度各自為0.005-0.015um。

進一步地說，所述保護膜層是載體膜層，所述載體膜層由PET層(聚對苯二甲酸乙二酯)以及形成於所述PET層的一個表面的低黏著層構成，所述載體膜層通過所述低黏著層貼覆於所述超薄納米金屬層表面，其中，所述PET層的厚度為23-50um，所述低黏著層的厚度為5-10um。

進一步地說，所述保護膜層是幹膜層，所述幹膜層包括感光樹脂層和透光膜層，所述感光樹脂層的一面覆蓋所述透光膜層且另一面貼覆於所述超薄納米金屬層表面。

本實用新型的有益效果至少具有以下幾點：

一、由於本實用新型的聚醯亞胺層採用的是表面粗糙度介於80-800nm之間的PI膜，該PI膜為一種經過粗化處理的PI樹脂，可以增加與金屬合金的接著力，並且其表面粗化處理也經過表面電暈或電漿處理，可以提升表面能，增加聚醯亞胺層與超薄納米金屬層之間的接著力；

二、本實用新型超薄納米金屬層包括銅箔層與另一金屬層構成的多層合金金屬層，合金層的設計有利於提高納米金屬基板的耐離子遷移性，提高FPC或COF材料的細線化質量及絕緣性能；

三、本實用新型的保護膜層可選用載體膜層或幹膜層，載體膜或幹膜都適用於半加成法工藝，半加成法的技術更適用FPC或COF材料薄型高密度的 細線化線路要求；並且載體膜和幹膜都可以保護超薄納米金屬層在FPC或COF半加成製程前不折傷、墊傷和氧化；

當保護膜層選用載體膜層時，載體膜層由PET層和低黏著層構成，載體膜層通過低黏著層貼覆於超薄納米金屬層表面，PET的耐溫性在180-220，℃耐熱耐高溫性好；低黏著層的離型力僅為1-5g，因此載體膜層容易被剝離，剝離後不易造成納米金屬基板粘黏銅顆粒於載體膜上，剝離時殘餘應力小不會造成超薄納米金屬層變形，不影響基板的尺寸安定性，有利於下遊加工的使用與提升良率；

當保護膜層選用幹膜層時，幹膜層包括感光樹脂層和透光膜層，感光樹脂層的一面覆蓋透光膜層且另一面貼覆於超薄納米金屬層表面，通過紫外線的照射，感光樹脂層中部分樹脂發生交聯固化反應，形成一種穩定的物質附著於板面上，再顯影、脫膜，即得所需線路，因此使用幹膜成像可靠度高，可以減少下遊加工工序，使之直接用於曝光顯影線路蝕刻，有利於實現機械化和自動化；

四、當低黏著層選用耐高溫矽膠黏著層或丙烯酸黏著層時，其密著性極佳，高溫高溼下與超薄納米金屬層的接口不會脫層/分離；

五、本實用新型的納米金屬基板不會發生捲曲，尺寸安定性優良，適合雷射加工，適用於微孔/盲孔及任何孔形要求；並且採用多次濺鍍或多層電鍍合金，鍍層面銅均勻，不易產生針孔，適合細線路蝕刻，不易側蝕；

六、本實用新型的超薄納米金屬層的厚度為0.1-0.2um，線寬/線距可至15/15um，甚至10/10um或更低線路要求，納米銅的設計滿足FPC或COF基板的細線化要求。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的結構示意圖(以雙面納米金屬基板為例)；

圖2是本實用新型載體膜層的結構示意圖；

圖3是本實用新型幹膜層的結構示意圖；

圖4是本實用新型超薄納米金屬層的六種結構中的第一種示意圖；

圖5是本實用新型超薄納米金屬層的六種結構中的第二種示意圖；

圖6是本實用新型超薄納米金屬層的六種結構中的第三種示意圖；

圖7是本實用新型超薄納米金屬層的六種結構中的第四種示意圖；

圖8是本實用新型超薄納米金屬層的六種結構中的第五種示意圖；

圖9是本實用新型超薄納米金屬層的六種結構中的第六種示意圖；

附圖中各部件的標記如下：

100-聚醯亞胺層；

200-超薄納米金屬層；

201-銅箔層、202-鎳層、203-銀層、204-銅層；

300-保護膜層；

301-PET層、302-低黏著層、303-感光樹脂層和304-透光膜層。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的較佳實施例進行詳細闡述，以使本實用新型的優點和特徵能更易於被本領域技術人員理解，從而對本實用新型的保護範圍做出更為清楚明確的界定。

實施例：一種用於超細線路FPC及COF材料的納米金屬基板，本實用新型包括聚醯亞胺層100、形成於所述聚醯亞胺層100至少一面的超薄納米金屬層200和保護膜層300，所述超薄納米金屬層200介於所述聚醯亞胺層100和所述保護膜層300之間；

所述聚醯亞胺層100的厚度為5-50um；

所述超薄納米金屬層200的厚度為0.09-0.8um；

所述保護膜層300的厚度為6-60um；

所述聚醯亞胺層100是表面粗糙度介於80-800nm之間的聚醯亞胺層。本實用新型聚醯亞胺層採用粗糙度在80-800nm的PI膜，最適化介於80-400nm之間，一般PI膜的粗糙度為10-20nm，接著力不佳，該PI膜為一種經過粗化處理的PI樹脂，可以增加與金屬合金的接著力，並且該PI膜也經過表面電暈或電漿處理，可以提升表面能，增加聚醯亞胺層與超薄納米金屬層的接著力。

所述超薄納米金屬層200是濺鍍層或電鍍層。

所述納米金屬基板是由聚醯亞胺層100、形成於所述聚醯亞胺層100任一面的超薄納米金屬層200和保護膜層300所構成的單面納米金屬基板。

如圖1所示，在本實施例中，所述納米金屬基板是由聚醯亞胺層100、形成於所述聚醯亞胺層100雙面的超薄納米金屬層200和保護膜層300所構成的雙面納米金屬基板。

所述聚醯亞胺層100的厚度為25-50um，所述超薄納米金屬層200的厚度為0.09-0.2um，所述保護膜層300的厚度為28-60um。

所述超薄納米金屬層200是銅箔層201或是銅箔層201與另一金屬層構成的多層合金金屬層，所述另一金屬層是指銀層、鎳層、鉻層、鈀層、鋁層、鈦層、銅層、鉬層、銦層、鉑層和金層中的至少一種，其中，所述銅箔層201的厚度為0.09-0.2um，所述另一金屬層的厚度為0.005-0.015um。

所述超薄納米金屬層200是以下六種結構中的一種：

一、一層結構：如圖4所示，由單層銅箔層201構成，所述銅箔層201的厚度為0.1-0.2um；

二、兩層疊構：如圖5所示，由銅箔層201以及形成於銅箔層任一面的鎳層202構成，所述銅箔層201的厚度為0.09-0.15um，所述鎳層202的厚度為0.005-0.015um；

三、兩層疊構：如圖6所示，由銅箔層201以及形成於銅箔層任一面的銀層203構成，所述銅箔層201的厚度為0.09-0.15um，所述銀層203的厚度為0.005-0.015um；

四、三層疊構：如圖7所示，由銅箔層201以及形成於銅箔層一面的鎳層202和形成於銅箔層另一面的銀層203構成，所述銅箔層201的厚度為0.09-0.15um，所述鎳層202和所述銀層203的厚度各自為0.005-0.015um；

五、三層疊構：如圖8所示，由銅箔層201以及分別形成於銅箔層兩面的鎳層202構成，所述銅箔層201的厚度為0.09-0.15um，兩面所述鎳層202的厚度各自為0.005-0.015um；

六、三層疊構：如圖9所示，由銅箔層201以及形成於銅箔層一面的銅 層204和形成於銅箔層另一面的鎳層202構成，所述銅箔層201的厚度為0.09-0.15um，所述銅層204和所述鎳層202的厚度各自為0.005-0.015um。

如圖2所示，所述保護膜層300是載體膜層，所述載體膜層由PET層301以及形成於所述PET層301的一個表面的低黏著層302構成，所述載體膜層通過所述低黏著層302貼覆於所述超薄納米金屬層200表面，其中，所述PET層301的厚度為23-50um，所述低黏著層302的厚度為5-10um，所述低黏著層302的離型力為1-5g。

當低黏著層選用耐高溫矽膠黏著層或丙烯酸黏著層時，其密著性極佳，高溫高溼下，與超薄納米金屬層的接口不會脫層/分離。

如圖3所示，所述保護膜層300是幹膜層，所述幹膜層包括感光樹脂層303和透光膜層304，所述感光樹脂層303的一面覆蓋所述透光膜層304且另一面貼覆於所述超薄納米金屬層200表面。

本實用新型的保護膜層可選用載體膜層或幹膜層，載體膜或幹膜都適用於半加成法工藝，半加成法的技術更適用FPC或COF材料薄型高密度的細線化線路要求。

以上所述僅為本實用新型的實施例，並非因此限制本實用新型的專利範圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護範圍內。