本發(fā)明專利技術(shù)的課題在于提供一種耐熱性優(yōu)異的膜器件、以及提供一種該膜器件制作用的耐熱性樹脂層和無機(jī)物層的層疊體。解決手段為至少由無機(jī)層和樹脂膜構(gòu)成的層疊體及利用該層疊體的膜器件的制造方法，本發(fā)明專利技術(shù)的層疊體的制造方法，其特征在于，其包括下述(1)～(3)的工序，即，(1)對(duì)無機(jī)層的至少單面的表面實(shí)施偶聯(lián)劑處理的工序；(2)對(duì)經(jīng)上述偶聯(lián)劑處理的無機(jī)層的至少單面，按照預(yù)先決定的圖案進(jìn)行UV照射處理，由此設(shè)置無機(jī)層與樹脂層之間的剝離強(qiáng)度不同的部分的工序；及(3)在該圖案化后的無機(jī)層的偶聯(lián)劑處理面上涂布樹脂溶液或樹脂前體溶液，將所得的涂布溶液層干燥并實(shí)施熱處理，形成上述樹脂層的工序。另外，利用在使用該層疊體制作器件后按照預(yù)先決定的圖案進(jìn)行UV曝光的工序，將對(duì)基板的粘接剝離強(qiáng)度較弱的部分從上述無機(jī)基板剝離，從而實(shí)現(xiàn)膜器件的制作。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及由樹脂層和無機(jī)層構(gòu)成的層疊體的制造方法，更具體而言，是按照預(yù)先決定的圖案而具有牢固粘接的部分和可容易剝離的部分的該層疊體的制造方法。更具體而言，本專利技術(shù)涉及將在無機(jī)基板上一時(shí)地乃至半永久地層疊有聚酰亞胺層的層疊體進(jìn)行層疊的方法，所述層疊體在將半導(dǎo)體元件、MEMS元件等包含薄膜且需要微細(xì)加工的器件形成于樹脂層表面時(shí)是有用的。進(jìn)而，本專利技術(shù)所述的層疊體是將耐熱性和絕緣性優(yōu)異的較薄的樹脂層和具有與該樹脂層大致相同程度的線膨脹系數(shù)的選自玻璃板、陶瓷板、硅片、金屬中的一種無機(jī)層層疊而成的層疊體，其為能夠裝配(mount)精細(xì)電路且尺寸穩(wěn)定性、耐熱性和絕緣性優(yōu)異的層疊體。本專利技術(shù)涉及這樣的層疊體、其制造方法、及利用該層疊體的器件結(jié)構(gòu)體。
技術(shù)介紹
近年來，以傳感器元件、MEMS元件、顯示器元件等功能元件的輕量化、小型化、薄型化、撓性(flexibility)化為目的，正在活躍地進(jìn)行在高分子膜上形成這些元件的技術(shù)開發(fā)。例如，作為信息通信設(shè)備(廣播設(shè)備、無線移動(dòng)設(shè)備、便攜通信設(shè)備等)、雷達(dá)、高速信息處理裝置等之類的電子部件的基材的材料，以往，使用具有耐熱性且也能夠應(yīng)對(duì)信息通信設(shè)備的信號(hào)帶域的高頻化(達(dá)到GHz帶)的陶瓷，但陶瓷由于不具撓性且也難以薄型化，所以存在能夠應(yīng)用的領(lǐng)域受到限制的缺點(diǎn)。在將半導(dǎo)體元件、傳感器元件、MEMS元件、顯示器元件等功能元件形成于樹脂膜表面時(shí)，通過利用樹脂膜特性即撓性的所謂卷對(duì)卷(Roll-to-Roll Process/R2R)工藝進(jìn)行加工被認(rèn)為是理想的。但是，在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、傳感器產(chǎn)業(yè)、MEMS產(chǎn)業(yè)界、顯示器產(chǎn)業(yè)界，已逐漸建構(gòu)起以晶片基體或玻璃基板基體的剛性平面基板為對(duì)象的工藝技術(shù)。作為現(xiàn)實(shí)的選擇，通過將樹脂膜貼合在由金屬板、晶片、玻璃基板等無機(jī)物形成的剛性支撐基板上，并在形成所期望的元件后將其從支撐基板剝離，由此能夠利用現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施得到形成于樹脂膜上的功能元件。以往，由無機(jī)物形成的支撐體上的樹脂膜的貼合廣泛使用粘合劑或粘接劑來進(jìn)行(專利文獻(xiàn)I)。然而，在樹脂膜和由無機(jī)物形成的支撐基板貼合而成的層疊體上形成所期望的功能元件時(shí)，對(duì)該層疊體要求在進(jìn)行上述功能元件的形成的方面沒有障礙的水平的表面平滑性、尺寸穩(wěn)定性、清潔性、對(duì)工藝溫度的耐性、對(duì)微細(xì)加工中使用的藥液的耐性。特別是在多晶硅或氧化物半導(dǎo)體等功能元件的形成溫度高的情況下，需要在200?500°C左右的溫度區(qū)域下的工藝。例如在低溫多晶硅薄膜晶體管的制作中，有時(shí)為了脫氫化而需要450°C、2小時(shí)左右的加熱處理，在氫化非晶硅薄膜的制作中，有可能對(duì)膜施加200°C?300°C左右的溫度。像這樣在功能元件的形成溫度較高的情況下，自然需要使樹脂膜具有耐熱性，樹脂膜與支撐體的接合面(即貼合用的粘接劑或粘合劑)必須耐受該加工溫度。然而，由于以往的貼合用的粘接劑或粘合劑不具有充分的耐熱性，所以現(xiàn)狀是不能應(yīng)用在功能元件的形成溫度高的情況下。此外，在半導(dǎo)體薄膜中，Si的線膨脹系數(shù)非常小、為3ppm/°C左右，在將Si的薄膜形成于樹脂膜上時(shí)，若膜與薄膜之間的線膨脹系數(shù)之差較大，則在薄膜中積存應(yīng)力而成為導(dǎo)致性能的劣化、薄膜的翹曲、剝離的原因。尤其在薄膜制作工藝中施加高溫時(shí)，則在溫度變化期間由基板與薄膜之間的線膨脹系數(shù)之差而導(dǎo)致應(yīng)力變大。作為對(duì)由無機(jī)物形成的支撐體貼合的高分子膜，從耐熱性的觀點(diǎn)出發(fā)，不適合采用熔點(diǎn)低的膜，例如使用由聚萘二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亞胺、聚四氟乙烯形成的樹脂膜、玻璃纖維強(qiáng)化環(huán)氧樹脂。由聚酰亞胺形成的膜具有以下優(yōu)點(diǎn):耐熱性優(yōu)異、并且由于強(qiáng)韌而能夠使樹脂膜薄化。然而，對(duì)于聚酰亞胺膜層而言，由于一般線膨脹系數(shù)大且因溫度變化產(chǎn)生的尺寸變化顯著，所以存在不適于制造具有微細(xì)布線的電路等問題，能夠使用的領(lǐng)域受到限制。由此尚未得到使用對(duì)于用作具備耐熱性、高機(jī)械物性、撓性的基材而言充分物性的聚酰亞胺層的器件。作為提高了拉伸彈性模量的聚酰亞胺膜層，提出了由在主鏈上具有苯并噁唑環(huán)的聚酰亞胺形成的聚酰亞胺苯并噁唑膜(參照專利文獻(xiàn)2)。此外，還提出了以該聚酰亞胺苯并噁唑膜作為電介質(zhì)層的印刷布線板(參照專利文獻(xiàn)3、專利文獻(xiàn)4)。這些由主鏈上具有苯并噁唑環(huán)的聚酰亞胺形成的聚酰亞胺苯并噁唑膜雖然拉伸斷裂強(qiáng)度、拉伸彈性模量得到改良且線膨脹系數(shù)處于能令人滿意的范圍，但是其優(yōu)異機(jī)械物性的另一面，還具有越薄越難以處理、機(jī)械特性和力學(xué)特性不充分等課題。此外，還正在進(jìn)行在這些聚酰亞胺膜上設(shè)置熱塑性樹脂等粘接劑層來設(shè)置其它結(jié)構(gòu)增強(qiáng)物的嘗試，但是，即使在結(jié)構(gòu)上的改良中能夠令人滿意，這些熱塑性樹脂等的耐熱性的低下也具有浪費(fèi)聚酰亞胺膜難得的耐熱性的傾向。并且熱塑性樹脂由于一般線膨脹系數(shù)大、且減薄該層時(shí)存在限度，所以具有對(duì)實(shí)施加熱時(shí)的尺寸穩(wěn)定性也造成不良影響的傾向。另一方面，作為使用樹脂基板的具有柔軟性的顯示裝置，公開了進(jìn)行以下工序來制作的上述使用樹脂基板的具有柔軟性的顯示裝置，所述工序包括:在固定基板上隔著作為剝離層的非晶硅膜而形成樹脂基板的二序；在上述樹脂基板上至少形成TFT元件的工序；以及通過對(duì)上述非晶硅膜照射激光，從而在上述非晶硅膜中將上述樹脂基板從上述固定基板剝離的工序(專利文獻(xiàn)5)。但是，在剝離時(shí)預(yù)先使用對(duì)粘接劑層的激光照射或蝕刻方法，工序變得繁雜且成本變高。另外，已知利用UV照射將高分子膜彼此粘接，并公開了此時(shí)使用偶聯(lián)劑是有效的(專利文獻(xiàn)6)。但是，該技術(shù)只涉及高分子膜彼此的粘接，并非通過偶聯(lián)劑自身的UV光照射進(jìn)行粘接剝離力的控制。專利文獻(xiàn)1:日本特開2008-159935號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開平06-056992號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本特表平11-504369號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4:日本特表平11-505184號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5:日本特開2009-260387號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)6:日本特開2008-19348號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)所要解決的課題本專利技術(shù)是著眼于上述情形而開發(fā)的，其目的在于提供一種層疊體，其是用于作為用于層疊各種器件的基材的樹脂層與無機(jī)層的層疊體，該層疊體即使在器件制作時(shí)的高溫工藝中也不會(huì)發(fā)生剝離，并且在制作聚酰亞胺層上的器件后能夠容易地將樹脂層從無機(jī)層剝離。用于解決課題的手段本專利技術(shù)人等進(jìn)行深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，若對(duì)無機(jī)基板的至少一面進(jìn)行偶聯(lián)劑處理，接下來實(shí)施用于形成粘接剝離強(qiáng)度不同、表面粗糙度大致相同的良好粘接部分和易剝離部分的圖案化處理，再在經(jīng)該圖案化處理的面上形成樹脂層，從而使無機(jī)層和樹脂層粘接，則在良好粘接部分中體現(xiàn)出即使在器件制作時(shí)的高溫工藝中也不會(huì)剝離的充分的剝離強(qiáng)度，并在器件制作后對(duì)易剝離部分設(shè)置切口，從而能夠?qū)骷木埘啺纺闹误w容易地剝離，再通過使用特定組成的聚酰亞胺作為樹脂層，從而可進(jìn)一步提高耐熱性，且使聚酰亞胺層的尺寸穩(wěn)定性接近支撐體，因而還能夠獲得使層疊體的翹曲、變形減小的優(yōu)點(diǎn)，由此完成本專利技術(shù)。S卩，本專利技術(shù)包含以下技術(shù)方案:1.一種層疊體的制造方法，其特征在于，其是至少由無機(jī)層和樹脂層構(gòu)成的層疊體的制造方法，該制造方法包括下述的(I)?(3)的工序。(I)對(duì)無機(jī)層的至少單面的表面實(shí)施偶聯(lián)劑處理的工序；(2)對(duì)利用上述(I)的工序進(jìn)行偶聯(lián)劑處理后的無機(jī)層的至少單面進(jìn)行圖案化處理的工序，所述圖案化處理本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種層疊體的制造方法，其特征在于，其是至少由無機(jī)層和樹脂層構(gòu)成的層疊體的制造方法，該制造方法包括下述的(1)～(3)的工序，即(1)對(duì)無機(jī)層的至少單面的表面實(shí)施偶聯(lián)劑處理的工序；(2)對(duì)利用所述(1)的工序進(jìn)行偶聯(lián)劑處理后的無機(jī)層的至少單面進(jìn)行圖案化處理的工序，所述圖案化處理用于形成良好粘接部分與易剝離部分，所述良好粘接部分與易剝離部分中，無機(jī)層與樹脂層之間的粘接剝離強(qiáng)度不同，表面粗糙度大致相同；及(3)在利用所述工序(2)實(shí)施圖案化處理后的無機(jī)層的偶聯(lián)劑處理面上涂布樹脂溶液或樹脂前體溶液，將所得的涂布溶液層干燥，接下來進(jìn)行熱處理，形成所述樹脂層的工序。
【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】2011.04.15 JP 2011-091041;2011.05.30 JP 2011-12041.一種層疊體的制造方法，其特征在于，其是至少由無機(jī)層和樹脂層構(gòu)成的層疊體的制造方法，該制造方法包括下述的(I)?(3)的工序，SP (1)對(duì)無機(jī)層的至少單面的表面實(shí)施偶聯(lián)劑處理的工序； (2)對(duì)利用所述(I)的工序進(jìn)行偶聯(lián)劑處理后的無機(jī)層的至少單面進(jìn)行圖案化處理的工序，所述圖案化處理用于形成良好粘接部分與易剝離部分，所述良好粘接部分與易剝離部分中，無機(jī)層與樹脂層之間的粘接剝離強(qiáng)度不同，表面粗糙度大致相同 '及 (3)在利用所述工序(2)實(shí)施圖案化處理后的無機(jī)層的偶聯(lián)劑處理面上涂布樹脂溶液或樹脂前體溶液，將所得的涂布溶液層干燥，接下來進(jìn)行熱處理，形成所述樹脂層的工序。2.如權(quán)利要求1所述的層疊體的制造方法，其中，所述圖案化處理通過對(duì)偶聯(lián)劑處理層的一部分實(shí)施鈍化處理而形成規(guī)定圖案來進(jìn)行。3.如權(quán)利要求2所述的層疊體的制造方法，其中，所述鈍化處理是在將規(guī)定部分被覆或遮蔽后進(jìn)行選自噴砂處理、真空等離子體處理、大氣壓等離子體處理、電暈處理、活性放射線照射處理、活性氣體處理及藥液處理中的至少一種以上的處理。4.如權(quán)利要求3所述的層疊體的制造方法，其中，所述活性放射線處理是UV照射處理。5.如權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的層疊體的制造方法，其中，所述樹脂層包含通過芳香族二胺類與芳香族四羧酸類的反應(yīng)而得到的聚酰亞胺。...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：玉田政宏，土屋俊之，奧山哲雄，應(yīng)矢量之，前田鄉(xiāng)司，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：東洋紡株式會(huì)社，
類型：
國(guó)別省市：
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