COF基板用层合体及其制造方法以及使用该COF基板用层合体形成的COF膜载带

摘要

本发明提供可以透过绝缘层识别驱动器IC芯片的配线，同时导体与绝缘层之间的粘接力高，耐电迁移性优异，可以进行例如30μm间距以下的微细加工的层合体及其制造方法。本发明涉及COF基板用层合体，是在由导电性金属箔形成的导体的一个面上形成了由绝缘性树脂形成的绝缘层的COF基板用层合体，其中导体的厚度为1～8μm，导体的与绝缘层相接的面的表面粗糙度Rz为1.0μm以下，并且导体的与绝缘层不相接的面的表面粗糙度Rz为1.0μm以下，此外，本发明还涉及COF基板用层合体的制造方法，其中在具有至少10μm以上的厚度并且一个面的表面粗糙度Rz为1.0μm以下的导电性金属箔的该面上形成绝缘层，对与该绝缘层不相接的导电性金属箔的面进行化学抛光从而使该导电性金属箔的厚度为1～8μm，同时使表面粗糙度Rz为1.0μm以下而形成导体。

说明书

技术领域

本发明涉及作为COF用途使用的柔性印刷线路板用的层合体及其制造方法。

背景技术

在载带上安装驱动器IC的TAB方式(带自动接合)在使用液晶显示元件(LCD)的电子产业中已广泛使用。

此外，近期作为以更小空间进行更高密度安装的安装方法，开发出了将裸IC芯片直接搭载在膜载带上COF(chip-on-film)。

用于该COF的柔性印刷线路板(FPC)，由于不具有TAB方式中使用的器件孔，因此在测定芯片安装时的相对位置时，需要透过绝缘层来识别驱动器IC芯片的配线。特别是在该COF中使用的柔性印刷线路板(FPC)中，配线的间距不断变窄，必须可以进行微细加工。

作为用于这样的COF用的FPC的层合体，有在聚酰亚胺膜等绝缘膜上溅射镍等密合强化层后，实施镀铜的层合体。对于这样的镀铜层合体，由于聚酰亚胺膜是比较透明的，IC搭载时的位置配合容易，但存在导体和绝缘层之间的粘接力弱，而且耐电迁移性差的问题。

作为解决上述课题的层合体，有采用涂布法在铜箔上层合聚酰亚胺膜的流延型和介由热塑性树脂、热固性树脂等将绝缘膜热压接在铜箔上的热压接型的层合体等。

但是，对于流延型的层合体、热压接型的层合体，虽然在某种程度上消除了导体和绝缘层的粘接力问题，但对于例如采用蚀刻将铜箔除去的区域，铜箔的粗糙度(表面粗糙度)转印到绝缘层侧，存在绝缘层的表面散射光，不能透过绝缘层识别铜图案的问题。

因此，特开2003-23046号公报中公开了具有将导体层和绝缘层层合的结构，该导体层的与绝缘层相接的面的表面粗糙度为0.1～1.8μm的层合体。但是，上述层合体虽然在某种程度上消除了透过绝缘层识别驱动器IC芯片的配线的问题，但是作为需要例如30μm间距以下的高密度基板材料未必能够满足。另一方面，特开2004-142183号公报中记载了与绝缘层相接的面的表面粗糙度为1.0μm以下、背面的表面粗糙度为2.0μm以下的层合体。但是，当与绝缘层不相接的面的表面粗糙度大时，形成抗蚀剂时产生厚度不均匀，在其后的配线电路的图案形成工序中难以使电路的直线性良好。此外，当导体的厚度厚时，也同样难确保电路的直线性，特别是难以加工30μm间距以下的微细加工。即，还没有绝缘层侧的粗糙度与抗蚀剂面侧的粗糙度适当、能够满足微细加工要求的层合体。

专利文献1：特开2003-23046号公报

专利文献2：特开2004-142183号公报

发明内容

因此，本发明的目的在于提供可以透过绝缘层来识别驱动器IC芯片的配线，同时导体与绝缘层之间的粘接力高，耐电子迁移性优异，可以进行例如30μm间距以下的微细加工的层合体及其制造方法。

为了解决上述问题，本发明者等进行了认真研究，结果发现：通过使形成层合体的导体为设定的厚度，同时使该导体的与绝缘层直接相接的面的表面粗糙度Rz为1.0μm以下，并且使与绝缘层不相接的面的表面粗糙度Rz为1.0μm以下，能够解决上述课题，从而完成了本发明。再者，表面粗糙度Rz表示“10点平均粗糙度”，按照JIS B0601进行测定。

因此，本发明涉及COF基板用层合体，是在由导电性金属箔形成的导体的一个面上形成了由绝缘性树脂形成的绝缘层的COF基板用层合体，其中导体的厚度为1～8μm，导体的与绝缘层相接的面的表面粗糙度Rz为1.0μm以下，并且导体的与绝缘层不相接的面的表面粗糙度Rz为1.0μm以下。

此外，本发明涉及COF基板用层合体的制造方法，是在导体的一个面上形成了由绝缘性树脂形成的绝缘层的COF基板用层合体的制造方法，其中在具有至少10μm以上的厚度并且一个面的表面粗糙度Rz为1.0μm以下的导电性金属箔的该面上形成绝缘层，对与该绝缘层不相接的导电性金属箔的面进行化学抛光从而使该导电性金属箔的厚度为1～8μm，同时使表面粗糙度Rz为1.0μm以下而形成导体。

本发明中，通过使与绝缘层直接相接的导体的表面粗糙度Rz为1.0μm以下，即使与绝缘层层合时将导体的粗糙度转印到绝缘层侧，也可以通过绝缘层来识别驱动器IC芯片的配线。此外，通过使不与绝缘层直接相接的导体的表面粗糙度Rz为1.0μm以下，在需要高密度配线的情况下也可以进行例如30μm间距以下的加工。再者，与绝缘层直接相接的导体的表面粗糙度Rz，为了确保与绝缘层的密合性，Rz的下限为0.3μm，不与绝缘层直接相接的导体的表面粗糙度Rz，为了确保与后面层合的绝缘性保护膜的密合性，Rz的下限为0.1μm。

对于本发明的由导电性金属箔形成的导体，除了例如由铜或铜合金形成的铜箔以外，还可以列举由金、银等形成的金属箔，优选为铜箔。对于铜箔，可以列举轧制铜箔、电解铜箔等，更优选能够使作为绝缘物的氧化物混在其中的可能性降低的电解铜箔。

此外，本发明中，使导体的厚度为1～8μm。导体的厚度如果小于1μm，化学抛光工序时厚度控制困难，而且不能充分地获得可靠性。相反如果大于8μm，进行例如30μm间距加工时，非常难以获得导体的直线性。

根据本发明，能够获得可以透过绝缘层识别驱动器IC芯片的配线，导体与绝缘层之间的粘接力高，耐电迁移性优异，可以进行例如30μm间距以下的微细加工的层合体。

具体实施方式

以下对本发明进行详细说明。再者，以下对使用电解铜箔形成层合体的例子进行说明，但对于本发明的层合体和用于制得该层合体的方法，并不限定于下述的内容。

使用电解铜箔作为由导电性金属箔形成的导体时，对于该电解铜箔，使用后面设置绝缘层侧的面的表面粗糙度Rz为1.0μm以下的电解铜箔。这是因为如上所述，在该面上形成绝缘层并将导体除去后，可以透过绝缘层来识别驱动器IC芯片的配线。再者，为了确保与绝缘层的密合性，优选Rz为0.3μm以上。此外，最终得到的层合体中导体的厚度为1～8μm，但对于该电解铜箔的厚度，考虑到进行后述的化学抛光，作为要准备的铜箔，可以使用厚度10μm以上、优选12～18μm厚度的铜箔。

对于形成层合体的绝缘层，可以是由例如具有热塑性树脂层的绝缘膜形成的绝缘层，也可以是由具有热固性树脂层的绝缘膜形成的绝缘层。此外，可以通过将聚酰亚胺前体树脂溶液涂布在导体上，对该聚酰亚胺前体树脂溶液进行干燥和固化从而形成。其中，优选通过在导体上涂布聚酰亚胺前体树脂溶液后，进行干燥和固化从而形成绝缘层。

对于上述绝缘层，当通过涂布聚酰亚胺前体树脂溶液后，进行干燥和固化而形成时，可以在溶剂的存在下将公知的二胺和酸酐进行聚合而制造。

作为所使用的二胺，可以列举例如4，4’-二氨基二苯醚、2’-甲氧基4，4’-二氨基-N-苯甲酰苯胺、1，4-双(4-氨基苯氧基)苯、1，3-双(4-氨基苯氧基)苯、2，2’-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2，2’-二甲基-4，4’-二氨基联苯、3，3’-二羟基-4，4’-二氨基联苯、4，4’-二氨基-N-苯甲酰苯胺等。此外，作为酸酐，可以列举例如均苯四甲酸酐、3，3’，4，4’-联苯四甲酸二酐、3，3’，4，4’-二苯基砜四甲酸二酐、4，4’-氧联二(邻苯二甲酸酐)。二胺、酸酐可以分别只使用其1种，也可以将2种以上并用。

对于溶剂，可以列举二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、2-丁酮、二甘醇二甲醚、二甲苯等，也可以使用1种或者2种以上并用。

对于上述聚酰亚胺前体树脂溶液，优选在前体状态下直接涂布到导体的一个面上，优选使聚合后的树脂粘度为500cps～35000cps的范围。对于涂布后的树脂液需要进行热处理，但对于该热处理，可以在例如100℃～150℃下在大气中进行2分～4分热处理，然后进行9小时左右如下处理：采用真空加热从室温升温到340℃再返回到室温。由这样形成的聚酰亚胺树脂形成的绝缘层可以只由聚酰亚胺树脂层的单层形成，也可以由多层形成。由多层形成聚酰亚胺树脂层时，可以在聚酰亚胺树脂层上依次涂布形成由不同的构成成分形成的其他聚酰亚胺树脂。当聚酰亚胺树脂层由3层以上构成时，可以使用2次以上由同一构成成分构成的聚酰亚胺树脂。

对于上述得到的绝缘层和导体的层合体，通过对不与绝缘层直接相接的导体的面进行化学抛光，从而使该导体的厚度为1～8μm，同时使该面的表面粗糙度Rz为1.0μm以下。该铜箔的表面粗糙度因化学抛光条件不同而变化，但在本发明中，可以通过调节公知的抛光温度、抛光速度等抛光条件，从而调节所需的层合体的铜箔表面粗糙度。不过，由于抛光液的种类和组成与铜箔的表面粗糙度的关系而成为重要的因素，因此该抛光液优选含有过氧化氢和硫酸作为主剂的过氧化氢/硫酸系。使用过氧化氢/硫酸系抛光液时，对于过氧化氢的浓度，优选为70～85g/L，对于硫酸的浓度，优选为18～22g/L的范围。如果浓度范围不在上述范围，则存在表面粗糙度的精密控制变得困难的倾向。此外，抛光温度可以在20～50℃的任意温度下保持恒定。

再者，在上述说明中，通过在电解铜箔上涂布聚酰亚胺树脂而形成绝缘层，但也可以例如在电解铜箔上层合1层以上的聚酰亚胺膜而形成绝缘膜，然后进行上述说明的化学抛光。

这样制造的层合体可以是只在绝缘层的一个面上具有电解铜箔的单面覆铜层合体，也可以是在绝缘层的两面上具有电解铜箔的两面覆铜层合体。对于两面覆铜层合体，可以列举形成单面覆铜层合体后采用热压将电解铜箔压接的方法、在2片电解铜箔之间夹入聚酰亚胺膜，采用热压进行压接的方法等。在所有方法中，压接后进行化学抛光，使不与绝缘层直接相接的电解铜箔的面的表面粗糙度Rz为1.0μm以下，同时使该电解铜箔的厚度为1～8μm的范围。再者，从确保与后面层合的绝缘性保护膜的密合性的观点出发，不与绝缘层直接相接的电解铜箔的表面粗糙度Rz优选为0.1μm以上。

以下，通过实施例对本发明进一步详细说明。

制作层合体时，准备下述4种铜箔。

1)铜箔1：电解铜箔绝缘层侧Rz0.7μm、抗蚀剂面侧Rz2.0μm三井金属矿业(株)制NA-VLP箔厚15μm

2)铜箔2：电解铜箔绝缘层侧Rz1.6μm、抗蚀剂面侧Rz1.5μm古河サ一キツトフオイル(株)制F2-WS箔厚12μm

3)铜箔3：电解铜箔绝缘层侧Rz2.5μm、抗蚀剂面侧Rz1.5μm三井金属矿业(株)制SQ-VLP箔厚12μm

4)铜箔4：电解铜箔绝缘层侧Rz0.8μm、抗蚀剂面侧Rz1.0μm日本电解(株)制USLPS箔厚18μm

[合成例1]

在备有热电偶和搅拌器并且可以导入氮的反应容器中装入N-甲基吡咯烷酮。将该反应容器浸入装入容器的冰水中后，向反应容器内投入均苯四甲酸酐(PMDA)，然后，投入4，4’-二氨基二苯醚(DAPE)和2’-甲氧基-4，4’-二氨基-N-苯甲酰苯胺(MABA)。以单体的投入总量为15wt％，各二胺的摩尔比率(MABA∶DAPE)为60∶40，酸酐和二胺的摩尔比为0.98∶1.0进行投入。然后再继续搅拌，当反应容器内的温度达到室温±5℃的范围时从冰水中取出反应容器。在室温下继续搅拌3小时，得到的聚酰胺酸的溶液粘度为15000cps。

[合成例2]

在备有热电偶和搅拌器并且可以导入氮的反应容器中装入N-甲基吡咯烷酮。将该反应容器浸入装入容器的冰水中后，向反应容器内投入PMDA/3，3’，4，4’-联苯四甲酸二酐(BTDA)，然后，投入4，4’-二氨基二苯醚(DAPE)。以单体的投入总量为 5wt％、酸酐和二胺的摩尔比为1.03∶1.0进行投入。然后再继续搅拌，当反应容器内的温度达到室温±5℃的范围时从冰水中取出反应容器。在室温下继续搅拌3小时，得到的聚酰胺酸的溶液粘度为3200cps。

[合成例3]

在备有热电偶和搅拌器并且可以导入氮的反应容器中装入N-甲基吡咯烷酮。将该反应容器浸入装入容器的冰水中后，向反应容器内投入3，3’，4，4’-二苯基砜四甲酸二酐(DSDA)、PMDA，然后，投入1，3-双(4-氨基苯氧基)苯(TPE-R)。以单体的投入总量为15wt％、各酸酐的摩尔比率(DSDA∶PMDA)为90∶10、酸酐和二胺的摩尔比为1.03∶1.0进行投入。然后再继续搅拌，当反应容器内的温度达到室温±5℃的范围时从冰水中取出反应容器。在室温下继续搅拌3小时，得到的聚酰胺酸的溶液粘度为3200cps。

实施例1

在上述铜箔1的绝缘层侧的面上依次涂布合成例1～3的聚酰胺酸溶液，反复进行干燥，得到在铜箔上形成了聚酰亚胺前体树脂层的层合体。在340℃下用8小时对该层合体进行热处理，得到聚酰亚胺树脂层的厚度为40μm(2μm/36μm/2μm)的单面铜箔的层合体。用硫酸浓度20g/L、过氧化氢浓度80g/L、添加剂浓度3％的抛光液对该层合体进行化学抛光，使铜箔的厚度达到8.0μm，同时使不与聚酰亚胺树脂层相接的铜箔的表面粗糙度Rz为0.8μm而形成导体，得到由导体和绝缘层组成的COF基板用层合体。

在上述得到的COF基板用层合体上形成配线图案，形成COF膜载带。此时，以30μm间距形成内引线部的电路图案，实施镀锡后，用倍率50倍的激光显微镜目视确认电路的直线性，将观察到线宽为不均匀的状态时记为NG。然后，在COF膜载带的内引线部安装具有金凸块的IC。安装中使用菲利浦芯片接合机“TFC-2100”芝浦メカトロニクス(株)制，在接合头工具温度100℃、平台温度420℃、接合压力为每1凸块的负荷20gf下进行。该安装时，进行视认性评价以确认是否可以通过COF膜载带识别对IC进行图像识别而用于IC位置配合的定位标。安装后，用HHBT试验机“ETAC HIFLEX”楠本化成(株)制在85℃、85％RT、150V、1000小时的条件下进行可靠性评价。将结果示于表1。

实施例2

使用市售的聚酰亚胺树脂膜(东丽杜邦(株)制、商品名：カプトン150EN)，用辊涂器在一面上涂布合成例1的聚酰胺酸溶液以使干燥后的厚度为2.0μm并在150℃下干燥2分钟，然后用辊涂器在另一面上涂布合成例2的聚酰胺酸溶液以使干燥后的厚度为2.0μm，用空气流动方式的加热炉在70℃下5分钟、110℃下5分钟干燥后进行140℃下2分钟、180℃下5分钟、265℃下2分钟的固化，得到涂布有合成例1的聚酰胺酸溶液一侧为非热塑性聚酰亚胺树脂层、涂布有合成例2的聚酰胺酸溶液一侧为热塑性聚酰亚胺树脂层的聚酰亚胺的绝缘膜。

然后，将上述得到的绝缘膜的热塑性聚酰亚胺树脂层侧的面与上述铜箔4的绝缘层侧的面重合，使用用硅橡胶包覆的辊层压机，在240℃、压力1.5Mpa的条件下将铜箔4和上述绝缘膜贴合。然后，使用间歇式的高压釜，在温度340℃、4小时、氮气氛下进行退火，得到层合体。与实施例1同样地对该制得的层合体进行化学抛光，使铜箔的厚度达到8.0μm，使不与绝缘膜相接的铜箔的表面粗糙度Rz为0.6μm而形成导体，得到由导体和绝缘层组成的COF基板用层合体。对该COF基板用层合体，与实施例1同样地进行安装，对安装时的图像识别、内引线的直线性和COF安装后可靠性进行评价。将结果示于表1。

[比较例1]

使用上述铜箔2，与实施例1同样地形成层合体并进行化学抛光。得到的COF基板用层合体的导体的厚度为8.0μm，与绝缘层相接侧的面的表面粗糙度Rz为1.6μm，不与绝缘层相接的侧(抗蚀剂面侧)的表面粗糙度Rz为1.2μm。对该COF基板用层合体，与实施例1同样地进行安装，对安装时的图像识别、内引线的直线性和COF安装后可靠性进行评价。将结果示于表1。

[比较例2]

使用上述铜箔3，与实施例1同样地形成层合体并进行化学抛光。得到的COF基板用层合体的导体的厚度为8.0μm，与绝缘层相接侧的面的表面粗糙度Rz为2.5μm，不与绝缘层相接的侧(抗蚀剂面侧)的表面粗糙度Rz为0.9μm。对该COF基板用层合体，与实施例1同样地进行安装，对安装时的图像识别、内引线的直线性和COF安装后可靠性进行评价。将结果示于表1。

[比较例3]

使用铜箔4，与实施例1同样地形成层合体。对该层合体不进行化学抛光。得到的COF基板用层合体的导体的厚度为18μm，与绝缘层相接侧的面的表面粗糙度Rz为0.8μm，不与绝缘层相接的侧(抗蚀剂面侧)的表面粗糙度Rz为1.0μm。对该COF基板用层合体，与实施例1同样地进行安装，对安装时的图像识别、内引线的直线性和COF安装后可靠性进行评价。将结果示于表1。

[比较例4]

使用铜箔1，在进行化学抛光前与实施例1同样地制作层合体。然后，用硫酸浓度80g/L、过氧化氢浓度20g/L、添加剂浓度3％的抛光液对该层合体进行化学抛光，使铜箔的厚度达到8.0μm，同时使不与聚酰亚胺树脂层相接的铜箔的表面粗糙度Rz为1.6μm而形成导体，得到由导体和绝缘层组成的COF基板用层合体。对该COF基板用层合体，与实施例1同样地进行安装，对安装时的图像识别、内引线的直线性和COF安装后可靠性进行评价。将结果示于表1。

                                                表1

    实施例1    实施例2    比较例1    比较例2    比较例3    比较例4  铜箔的Rz(μm)  化学抛光前  绝缘层侧    0.7    0.8    1.6    2.5    0.8    0.7  抗蚀剂面侧    2.0    1.0    1.5    1.5    1.0    2.0  化学抛光后  绝缘层侧    0.7    0.8    1.6    2.5    -    0.7  抗蚀剂面侧    0.8    0.6    1.2    0.9    -    1.6  导体的厚度(μm)    8    8    8    8    18    8  安装时的图像识别    ○    ○    ×    ×    ○    ×  内引线的直线性    ○    ○    ×    ×    ×    ×  COF安装后可靠性    ○    ○    ×    ×    △    ×