聚酰亚胺薄化软性基板及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种聚酰亚胺薄化软性基板及其制造方法。聚酰亚胺薄化软性基板，包含聚酰亚胺树脂、导体层与聚酰亚胺绝缘层。聚酰亚胺树脂的线热膨胀系数小于40ppm/K。导体层由多个金属纳米粒子堆叠而成，堆叠的金属纳米粒子之间具有多个孔隙，孔隙的尺寸介于0.1μm至1μm。聚酰亚胺树脂的一部分填入此孔隙中。聚酰亚胺绝缘层由覆盖于导体层上的聚酰亚胺树脂所形成。

Polyimide Thinning Soft Substrate and Its Manufacturing Method

【技术实现步骤摘要】
聚酰亚胺薄化软性基板及其制造方法
本专利技术涉及一种聚酰亚胺基板以及其制造方法。特别涉及一种用特定制程制作且有特定结构的聚酰亚胺薄化软性基板。
技术介绍
软性基板的发展过程中，从早期的有胶系软性基板(3-layerFCCL)，发展至无胶系软性基板(2-layerFCCL)。其中，2-layerFCCL少了一层接着剂层，不但减少软性基板材料整体厚度，且具有更佳的耐热性、尺寸稳定性、难燃性、耐折性等特性，恰好符合电子产品对于轻量化、薄型化、功能强化等需求与发展趋势。但是，不论是2-layerFCCL或者是3-layerFCCL，其仍须通过传统的蚀刻制程进行图案化：将导体层的部分铜箔去除以形成导线、通孔、网格等图案化线路。此制程方式不但不符合环保趋势，面对目前图案的细线化、小孔径等趋势，也遇到很大瓶颈。为了满足图案的细线化、小孔径的需求，在软性基板图案化制程中，逐渐发展出全加成法、半加成法等加工方式。而应用于上述制程的导体层薄化材料，包含以湿制程达成聚酰亚胺膜金属化，或者以溅镀法将薄铜形成在聚酰亚胺膜表面。前者，目前仍有信赖性相关问题，尚未被大量运用于上述制程技术中，而溅镀法所制成的铜箔基材，虽然已经是使用多年的成熟技术，且大量应用于COF(ChipOnFilm)载板上，但是此材料的产出，必须有巨额的设备投资，包含真空溅镀设备、电镀设备等。因此，如果大量采用此材料于未来细线化软性基板的话，势必将面临高成本、低产能等问题。此外，除了上述两种方式外，另一种方式为直接图案化方式，以金属粒子或离子所配制的金属墨水或金属膏(金属胶)，利用网印或喷印的方式直接在高分子基材，例如聚酰亚胺膜、聚酯膜等基板上形成图案化线路，再经过烧结形成连续致密导线。此方式虽能减少微影制程、降低环境污染，但是金属粒子仅堆积于基材表面，高分子基材无法进入导体层的孔隙中，因此导体层与基材的附着度不佳而容易产生脱落等问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种新颖结构的聚酰亚胺薄化软性基板及其制造方法，其聚酰亚胺树脂嵌入导体层的孔隙，进而形成绝缘层，具有良好的附着力。根据本专利技术，提供一种聚酰亚胺薄化软性基板，包含聚酰亚胺树脂、导体层与聚酰亚胺绝缘层。聚酰亚胺树脂的线热膨胀系数小于40ppm/K。导体层由多个金属纳米粒子堆叠而成，堆叠的金属纳米粒子之间具有多个孔隙。孔隙的尺寸介于0.1μm至1μm之间。聚酰亚胺树脂的一部分填入此孔隙中。聚酰亚胺绝缘层由覆盖于导体层上的聚酰亚胺树脂所形成。在一个实施例中，上述聚酰亚胺薄化软性基板中的聚酰亚胺树脂为热固型聚酰亚胺树脂、热塑型聚酰亚胺树脂或可溶性聚酰亚胺树脂中的一种。在一个实施例中，上述聚酰亚胺树脂由下述至少一种二酐单体及至少一种二胺单体聚合而成：二酐单体包括对-亚苯基双(苯偏三酸酯二酐)、2,2'-双-(3,4-二羧苯基)六氟丙烷二酐、4,4'-二苯醚四酸酐、苯四甲酸二酐、联苯四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯基砜四酸酐、4,4'-(六氟亚丙基)双-邻苯二甲酸酐及4,4'-(4,4'-异丙基二苯氧基)双(邻苯二甲酸酐)；二胺单体包括4,4'-二胺基二苯基醚、4,4'-二胺基二苯甲烷、2,2’-双[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2'-双[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、4,4'-二胺基二苯砜、3,3’-二胺基二苯砜、1,3-双(4-胺基苯氧基)苯、4,4'-二胺基苯甲酰胺苯、4-氨基苯甲酸(4-氨基苯基)酯、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并恶唑、对苯二甲酸二对氨基苯酯、对-苯二胺、2,2'-双(三氟甲基)联苯胺、4,4'-二氨基-2,2'-二甲基-1,1'-联苯及2,2-双[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷。在一个实施例中，聚酰亚胺树脂的粘度值介于0.4-1.0dL/g之间。在一个实施例中，金属纳米粒子为银、铜、镍、金或钛中的一种或其组合。在一个实施例中，金属纳米粒子的粒径介于100-1000nm之间。在一个实施例中，导体层的厚度介于500nm-3μm之间。根据本专利技术的另一个实施例，提供一种聚酰亚胺薄化软性基板的制造方法，包含下列步骤：(a)提供载板；(b)将多个金属纳米粒子涂布在该载板上而形成导体层。所述金属纳米粒子间因堆叠形成有多个孔隙，且各孔隙的尺寸介于0.1μm至1μm之间；(c)将聚酰亚胺树脂覆盖于步骤(b)的导体层上，使聚酰亚胺树脂中的一部分渗透并填入所述孔隙中，且聚酰亚胺树脂的另一部分在导体层上形成聚酰亚胺绝缘层；以及(d)使该载板与步骤(c)的该导体层分离，从而形成该聚酰亚胺薄化软性基板。在一个实施例中，聚酰亚胺薄化软性基板的制造方法还包括下列步骤：(e)图案化导体层；以及(f)在步骤(e)的图案化的该导体层上形成导电金属层。在一个实施例中，聚酰亚胺薄化软性基板的制造方法还包括下列步骤：(g)在该导体层上形成导电金属层。在一个实施例中，上述导电金属层通过电镀方式而形成。在一个实施例中，载板的材质为玻璃、PET、聚酰亚胺、铜、铝或不锈钢。在一个实施例中，在步骤(e)中，利用激光雕刻或药液蚀刻方式图案化该导体层。为使本专利技术的上述及其他方面更为清楚易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明。附图简要说明图1绘示了根据本专利技术实施例的聚酰亚胺薄化软性基板的结构示意图。图2为根据本专利技术实施例的聚酰亚胺薄化软性基板的导体层的SEM图。图3A至图3C绘示了根据本专利技术实施例的聚酰亚胺薄化软性基板的制造方式。具体实施方式请参阅图1，其是根据本专利技术的实施例的聚酰亚胺薄化软性基板的结构示意图。聚酰亚胺薄化软性基板100为导体层110及聚酰亚胺绝缘层120所组成的双层结构。导体层由纳米粒子111所堆叠构成，内部因堆叠具有多个孔隙112，孔隙的尺寸为0.1-1μm。聚酰亚胺绝缘层由聚酰亚胺树脂121所构成，部分聚酰亚胺树脂121渗入导体层110中，填入导体层110的孔隙112中。导体层110可由金属纳米粒子111所配制的金属膏(金属胶)，或金属离子态的金属墨水制作而成。金属墨水经加热还原后会恢复为金属纳米粒子。金属纳米粒子111的粒径为100-1000nm，优选为200-500nm。选用金属墨水或特定尺寸的金属纳米粒子，经过烧结成型、堆叠后会在内部产生多个孔隙112。此孔隙在SEM底下进行观察，尺寸介于0.1-1μm之间(如图2所示，黑色部分即为孔隙)。孔隙太小则聚酰亚胺树脂不易填入，孔隙太大则降低导体层的导电度。堆叠后的导体层厚度为500nm-3μm，优选为1-2μm，导体层太薄则无法与聚酰亚胺绝缘层稳固接合，太厚则无法达到薄化效果。优选地，金属纳米粒子111选自由银、金、铜、镍或钛中的一种，或是上述的组合，但并不限于此。金属纳米粒子的来源不限于金属纳米粒子涂料，也可经由金属离子溶液经还原后形成纳米粒子堆积而形成导体层。部分的聚酰亚胺树脂121填入导体层110的多数孔隙112中，甚至可穿透导体层110。另一部分的聚酰亚胺树脂121在导体层上形成聚酰亚胺绝缘层120。因此，聚酰亚胺绝缘层120与导体层110间将有强力的附着力，导体层110(或其上的电路图案)不易剥落。上述聚酰亚胺树脂121，由聚酰亚胺的前驱物的聚酰胺酸的溶液经亚胺化后制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚酰亚胺薄化软性基板，包含：聚酰亚胺树脂，其线热膨胀系数小于40ppm/K；导体层，由多个金属纳米粒子堆叠而成，所述堆叠的多个金属纳米粒子间具有孔隙，各所述孔隙的尺寸介于0.1μm至1μm之间，其中，该聚酰亚胺树脂中的一部分填入所述孔隙中；聚酰亚胺绝缘层，由覆盖于该导体层上的该聚酰亚胺树脂所形成。

【技术特征摘要】
2017.12.15 TW 1061441871.一种聚酰亚胺薄化软性基板，包含：聚酰亚胺树脂，其线热膨胀系数小于40ppm/K；导体层，由多个金属纳米粒子堆叠而成，所述堆叠的多个金属纳米粒子间具有孔隙，各所述孔隙的尺寸介于0.1μm至1μm之间，其中，该聚酰亚胺树脂中的一部分填入所述孔隙中；聚酰亚胺绝缘层，由覆盖于该导体层上的该聚酰亚胺树脂所形成。2.如权利要求1所述的聚酰亚胺薄化软性基板，其中该聚酰亚胺树脂为热固型聚酰亚胺树脂、热塑型聚酰亚胺树脂或可溶性聚酰亚胺树脂中的一种。3.如权利要求1所述的聚酰亚胺薄化软性基板，其中该聚酰亚胺树脂由下述至少一种二酐单体及至少一种二胺单体聚合而成：所述二酐单体选自由对-亚苯基双(苯偏三酸酯二酐)、2,2'-双-(3,4-二羧苯基)六氟丙烷二酐、4,4'-二苯醚四酸酐、苯四甲酸二酐、联苯四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯基砜四酸酐、4,4'-(六氟亚丙基)双-邻苯二甲酸酐及4,4'-(4,4'-异丙基二苯氧基)双(邻苯二甲酸酐)所组成的组；所述二胺单体选自由4,4'-二胺基二苯基醚、4,4'-二胺基二苯甲烷、2,2’-双[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2'-双[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、4,4'-二胺基二苯砜、3,3’-二胺基二苯砜、1,3-双(4-胺基苯氧基)苯、4,4'-二胺基苯甲酰胺苯、4-氨基苯甲酸(4-氨基苯基)酯、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并恶唑、对苯二甲酸二对氨基苯酯、对-苯二胺、2,2'-双(三氟甲基)联苯胺、4,4'-二氨基-2,2'-二甲基-1,1'-联苯及2,2-双[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷所组成的组。4.如权利要求1所述的聚酰亚胺薄化软性基板...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄堂杰，
申请(专利权)人：律胜科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71