[发明专利]层叠体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及适合用在布线电路板(如柔性印刷电路板)中的金属层叠体，以及其制造方法。

背景技术

通常，存在若干用来在基材上形成金属薄膜的已知方法，例如电镀法、真空气相沉积法、溅射法、CVD法和金属糊法。

电镀法可以相对容易地在具有导电性的基材上形成金属薄膜。但当在绝缘基材上形成所述金属薄膜时会存在所述工艺变复杂的问题，因为需要首先在这种基材上形成导电层。电镀法还存在这样的问题，即由于采用在溶液中的反应和因此产生大量废水，其在废水处理方面需要花费大量劳动和费用，并且由此得到的金属薄膜对所述基材的附着力不够。

真空气相沉积法、溅射法和CVD法分别需要昂贵的真空装置，并且任一所述方法都存在成膜速度慢的问题。这些以原子态将金属堆叠成膜的气相方法存在这样的问题，即所述金属不会附着在被表面上的轻微不规则或瑕疵所影响的表面上，并因此经常容易形成所谓的针孔。

此外，在所述气相方法中，在基材上形成所述金属薄膜之前，通常对基材表面进行表面处理，例如等离子体处理，并且存在所述基材在所述表面处理工艺中受到损坏的情形。例如，专利文献1公开了当以等离子体处理聚酰亚胺膜时，根据氧浓度的条件，表面层上的酰亚胺环开环而形成氧官能团或氮官能团。专利文献1描述了通过在氧浓度为(1-10)×10^-6Pa的条件下以等离子体处理基材和然后在所述基材上沉积铜的步骤而制备的层叠体表现出大约1kgf/cm的初始附着强度，因为所述氮官能团与铜的相互反应，并且当所述层叠体已在150℃下被加热24～168小时时表现出1.2～1.8kgf/cm的更高附着强度，因为通过与氧化铜的相互反应使所述附着强度得到提高，但令人关注的是，由聚酰亚胺基团变性形成的所述氮官能团的存在会导致所述聚酰亚胺膜或类似材料的耐热性降低或吸湿性增大，并且使得所述膜的物理性能变劣。

此外，在通过光刻技术将所述金属膜转变成导线的应用领域中，通过气相方法(.如文献1中的真空气相沉积法)得到的所述层叠体具有大量如上所述的在其中产生的针孔，并相应地由于在所述布线上堆积的针孔导致布线切断或电可靠性劣化的问题。

金属糊法是一种通过在绝缘基材上涂布具有分散在其中的金属填料的溶液，和对所述基材进行热处理的步骤而得到金属薄膜的方法。所述方法具有以下优点：不需要特别的装置(如真空装置)，只需要简单的工艺，和进一步能够抑制针孔的产生如气相方法。然而，熔化所述金属填料通常需要1000℃或更高的高温。相应地，所述方法具有以下缺点：所述基体材料被限于具有耐热性的基体材料，如陶瓷基体材料，并且所述基体材料被热损坏，或者易于被在加热过程中产生的残余应力而损坏。所述方法还具有所得的金属薄膜与所述基材的附着力不足的缺点。

专利文献2描述了一种提高金属膜对基材牢固性的方法，其通过在作为扩散阻挡物和粘结阻挡物的可溶性聚酰亚胺等的涂层上涂布含有金属粉末和反应性有机介质的混合物，和加热所述被涂覆的层。所述文献描述了当由包含例如铜粉末和含铜反应性有机介质的混合物在所述基材上形成铜膜时，优选在保护性气氛(含氧浓度低于3ppm的氮气气氛或含氢的还原气氛)中加热所述被涂覆的层，以防止铜被氧化，并且由此得到的铜膜获得了可以通过胶带测试的牢固性。然而，所述铜膜的附着强度大约为1kgf/cm，这是不够的。上述方法还存在以下问题：由于使用了2～10μm的金属粉末，由此形成的层叠体具有在所述金属膜和所述基材之间的粗糙界面，以及在通过光刻技术将所述金属膜转变成布线的应用领域中，难以由所述金属膜形成精细布线。

另一方面，通过减小所述金属填料的粒度来降低金属糊的燃烧温度是一种公知技术。例如，专利文献3公开了一种通过采用含有分散在其中的粒度为100nm或更小的金属微粒的分散体而在绝缘材料上直接形成金属薄膜的方法。然而，用该方法制备的所述金属薄膜对所述绝缘基材附着力不足。该方法还存在所述金属填料成本高的问题，因为这里使用的、粒度为100nm或更小的金属颗粒是通过快速冷却已在低压气氛中被蒸发的金属蒸气的步骤而制备的，相应地其几乎不能大量地制备。