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用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的方法和用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的裝置與流程

文檔序號(hào):11529967閱讀:348來源:國(guó)知局
用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的方法和用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的裝置與流程
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求于2015年1月29日向韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2015-0014332號(hào)的權(quán)益,其公開內(nèi)容通過全文引用并入本文。本發(fā)明涉及用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的方法和用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的裝置,更具體地,涉及這樣的用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的方法和用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的裝置:可以更容易且準(zhǔn)確地測(cè)量用于半導(dǎo)體裝置等的聚合物膜的金屬離子滲透率,并且可以減少測(cè)量所需的時(shí)間并提高效率。
背景技術(shù)
:用于半導(dǎo)體裝置或顯示裝置的聚合物膜的金屬離子滲透率是確保所使用的材料或最終產(chǎn)品的可靠性的重要因素。然而,能夠直接測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的方法并不廣為人知,并且根據(jù)先前已知的測(cè)量方法,應(yīng)進(jìn)行復(fù)雜的多級(jí)過程,而且所得到的聚合物膜的金屬離子滲透率的測(cè)量結(jié)果的可靠性不太高。例如,先前使用這樣的方法:將待測(cè)聚合物膜引入金屬離子溶液中并加熱,然后計(jì)算吸附至所述聚合物膜的金屬離子的重量;然而,難以將獲得的測(cè)量結(jié)果視為金屬離子滲透率。另外,作為先前已知的另一種測(cè)量方法,已知這樣的方法:使銅前體擴(kuò)散進(jìn)晶片,然后使待測(cè)聚合物膜結(jié)合至所述晶片以使所述銅前體再次擴(kuò)散,并且量化所述聚合物膜中包含的銅離子的量。然而,根據(jù)這個(gè)方法,預(yù)處理過程和量化過程復(fù)雜,并且應(yīng)使用過量的有毒物質(zhì)例如氫氟酸等?,F(xiàn)有技術(shù)文件專利文件(專利文件1)韓國(guó)登記專利第1311661號(hào)技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:要解決的問題本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的方法,所述方法可以更容易且準(zhǔn)確地測(cè)量用于半導(dǎo)體裝置等的聚合物膜的金屬離子滲透率,并且可以減少測(cè)量所需的時(shí)間并因此具有提高的效率。本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的裝置,所述裝置可以更容易且準(zhǔn)確地測(cè)量用于半導(dǎo)體裝置等的聚合物膜的金屬離子滲透率,并且可以減少測(cè)量所需的時(shí)間并因此具有提高的效率。解決問題的方案本文提供了用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的方法,其包括以下步驟:在5℃至250℃的溫度下向聚合物膜施加電壓同時(shí)使聚合物膜的一側(cè)與包含金屬離子、有機(jī)溶劑和水性溶劑的電解液相接觸;以及在施加電壓后,測(cè)量聚合物膜隨時(shí)間的電阻變化率或電流變化率。在5℃至250℃的溫度下向聚合物膜施加電壓同時(shí)使聚合物膜的一側(cè)與包含金屬離子、有機(jī)溶劑和水性溶劑的電解液相接觸的步驟可包括以下步驟:向與聚合物膜的另一側(cè)接觸的第一電極和與第一電極相對(duì)且與電解液接觸的第二電極施加電壓。在5℃至250℃的溫度下向聚合物膜施加電壓同時(shí)使聚合物膜的一側(cè)與包含金屬離子、有機(jī)溶劑和水性溶劑的電解液相接觸的步驟可在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓至5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的壓力下進(jìn)行。向聚合物膜施加電壓的步驟可在100℃至200℃的溫度下進(jìn)行。電解液中包含的有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)可高于向聚合物膜施加電壓的步驟的溫度。電解液中包含的有機(jī)溶劑可包括亞砜有機(jī)溶劑。亞砜有機(jī)溶劑可包括碳數(shù)為1至3的二烷基亞砜。基于100重量份的水性溶劑,電解液可包含1重量份至500重量份的有機(jī)溶劑。電解液可包含0.1ppmw至2000ppmw的金屬離子。金屬離子可包括選自以下的一種或更多種金屬的離子:銅、金、鉑、銀、鐵、汞、鉀、鈣、鈉、鋁、鎳和鉻。在施加電壓后,測(cè)量聚合物膜隨時(shí)間的電阻變化率或電流變化率的步驟可包括以下步驟:測(cè)量在施加電壓后直到隨時(shí)間的電流變化率或電阻變化率保持恒定的第一時(shí)間(t)的時(shí)間。隨時(shí)間的電流變化率或電阻變化率保持恒定的第一時(shí)間可以是:其中隨時(shí)間的電流變化率或電阻變化率包括在所述隨時(shí)間的電流變化率或電阻變化率的平均值的25%以內(nèi)的范圍內(nèi)的時(shí)點(diǎn)的第一時(shí)間;或者在經(jīng)過隨時(shí)間的電流變化或電阻變化的拐點(diǎn)之后,所述隨時(shí)間的電流變化或電阻變化的差值的變化率變?yōu)?的第一時(shí)間??蓪⒕酆衔锬さ慕饘匐x子滲透率定義為:在第一時(shí)間(t)之后,隨時(shí)間的平均電流變化率或平均電阻變化率。在施加電壓后,直到隨時(shí)間的電流變化率或電阻變化率可保持恒定的第一時(shí)間(t)的時(shí)間為8小時(shí)或更短。在施加電壓后,直到隨時(shí)間的電流變化率或電阻變化率保持恒定的第一時(shí)間(t)的時(shí)間可在110℃的溫度、1.4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的壓力和10v的施加電壓下進(jìn)行測(cè)量。另外,本文還提供了用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的裝置,其包括:彼此相對(duì)的第一電極和第二電極;以使所述第一電極的一側(cè)與聚合物樹脂膜相接觸的方式安裝的聚合物膜安裝部;位于所述第二電極與所述聚合物膜安裝部之間并且在內(nèi)部包括含有金屬離子、有機(jī)溶劑和水性溶劑的電解液的電解液隔室;包括內(nèi)部空間的室,在所述內(nèi)部空間中布置有所述第一電極、所述第二電極、所述電解液隔室和所述聚合物膜安裝部;與所述第一電極和所述第二電極連接并施加電壓的電壓施加部;以及測(cè)量安裝于所述聚合物膜安裝部上的聚合物膜的電阻變化或電流變化的電信號(hào)測(cè)量部。電信號(hào)測(cè)量部是這樣的裝置:在使用電壓施加部向第一電極和第二電極施加電壓后,測(cè)量安裝于聚合物膜安裝部上的聚合物膜隨時(shí)間的電阻變化率或電流變化率。聚合物膜安裝部還可包括使第一電極、安裝于所述聚合物膜安裝部上的聚合物膜和電解液隔室彼此密切接觸并將它們固定的固定工具。室還可包括溫度控制部和濕度控制部。另外,本文還提供了用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的裝置,其在上述用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的方法中使用。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明,可以提供這樣的用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的方法和用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的裝置:可以更容易且準(zhǔn)確地測(cè)量用于半導(dǎo)體裝置等的聚合物膜的金屬離子滲透率,并且可以減少測(cè)量所需的時(shí)間并因此具有提高的效率。附圖說明圖1示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的裝置的一個(gè)實(shí)例。圖2示意性示出了根據(jù)比較例的用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的裝置的一個(gè)實(shí)例。圖3是示出在向?qū)嵤├挠糜跍y(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的裝置施加電壓后隨時(shí)間的電流變化的圖。具體實(shí)施方式以下,將更詳細(xì)地解釋根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案的用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的方法和用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案,提供了用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的方法,其包括以下步驟:在5℃至250℃的溫度下向聚合物膜施加電壓同時(shí)使聚合物膜的一側(cè)與包含金屬離子、有機(jī)溶劑和水性溶劑的電解液相接觸;以及在施加電壓后,測(cè)量所述聚合物膜隨時(shí)間的電阻變化率或電流變化率。已知半導(dǎo)體裝置或顯示裝置等中的金屬雜質(zhì)對(duì)電學(xué)電子裝置的物理特性和電特性具有致命影響,并因此,顯著降低制造可靠性和產(chǎn)量等。具體地,金屬或金屬離子在高溫下擴(kuò)散進(jìn)裝置(例如,半導(dǎo)體基板等),并且位于硅禁帶中的深能級(jí),因此充當(dāng)引起少數(shù)載流子的產(chǎn)生和復(fù)合的捕獲中心,從而減少少數(shù)載流子的壽命,增加p-n結(jié)的漏電流,并降低氧化物的擊穿電壓。由于用于半導(dǎo)體裝置或顯示裝置等的部分聚合物膜例如,模片粘結(jié)膜、阻焊劑、基板用粘結(jié)片、絕緣膜等具有絕緣特性,因此不容易測(cè)量聚合物樹脂膜的金屬滲透率或金屬離子滲透率或者評(píng)估相關(guān)性能。因此,本發(fā)明人通過實(shí)驗(yàn)確定:通過施加電壓同時(shí)使用于半導(dǎo)體裝置等的聚合物膜與包含金屬離子、有機(jī)溶劑和水性溶劑的電解液相接觸,并且在施加電壓后,測(cè)量聚合物膜的電阻變化或電流變化,可以更準(zhǔn)確且容易地測(cè)量待測(cè)聚合物膜的金屬離子滲透率,并完成了本發(fā)明。具體地,用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的方法可包括以下步驟:在5℃至250℃的溫度下向聚合物膜施加電壓同時(shí)使所述聚合物膜的一側(cè)與包含金屬離子、有機(jī)溶劑和水性溶劑的電解液相接觸。向聚合物膜施加電壓同時(shí)使所述聚合物膜的一側(cè)與包含金屬離子、有機(jī)溶劑和水性溶劑的電解液相接觸的步驟中的溫度可為5℃至250℃、或15℃至200℃、或40℃至200℃、或70℃至200℃、或100℃至200℃。在上述情況下,如果向聚合物膜施加電壓的步驟的溫度太低,則金屬離子遷移速率可能變得太低,因此延長(zhǎng)測(cè)量時(shí)間,并且金屬離子的遷移速率的可再現(xiàn)性可能不足,因而使得難以測(cè)量金屬離子滲透率或降低測(cè)量結(jié)果的可靠性。并且,在上述情況下,如果向聚合物膜施加電壓的步驟的溫度太高,則聚合物膜兩個(gè)側(cè)面中任意一側(cè)的壓力可能變得太高,因此損壞聚合物膜;或者金屬離子的遷移速率可能變得過高,因而使得難以測(cè)量金屬離子滲透率或降低測(cè)量結(jié)果的可靠性。同時(shí),向聚合物膜施加電壓同時(shí)使一側(cè)與包含金屬離子、有機(jī)溶劑和水性溶劑的電解液相接觸的步驟和在5℃至250℃、或15℃至200℃、或40℃至200℃、或70℃至200℃、或100℃至200℃的溫度下向聚合物膜施加電壓的步驟可在密閉型室中進(jìn)行。在用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的方法中,為了容易地控制上述溫度條件和壓力條件并保持受控狀態(tài),可在聚合物膜安置于密閉型室中時(shí)施加電壓。此處,室中的壓力可為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓至5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。因此,在5℃至250℃的溫度下向聚合物膜施加電壓同時(shí)使所述聚合物膜的一側(cè)與包含金屬離子、有機(jī)溶劑和水性溶劑的電解液相接觸的步驟可在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓至5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的壓力下進(jìn)行。并且,電解液可包含金屬離子、有機(jī)溶劑和水性溶劑。具體地,基于100重量份的水性溶劑,電解液可包含1重量份至500重量份、或5重量份至300重量份、或10重量份至150重量份的有機(jī)溶劑。在電解液中,基于100重量份的水性溶劑,如果有機(jī)溶劑的含量過度降低至小于1重量份,則由于金屬離子的滲透速度降低和產(chǎn)生的金屬離子滲透率的測(cè)量時(shí)間增加,在于測(cè)量裝置中施加0.1v至10.0v電壓的情況下,在出現(xiàn)隨時(shí)間的電流變化或電阻變化后,所述隨時(shí)間的電流變化或電阻變化變得恒定的第一時(shí)間可能增加至變得大于10小時(shí),并因此,可降低測(cè)量效率。并且,基于100重量份的水性溶劑,如果有機(jī)溶劑的含量過度增加至大于500重量份,則聚合物膜可被有機(jī)溶劑過度溶脹并因此可能受損,并且金屬離子的滲透時(shí)間可能變得太短,因此使得難以可再現(xiàn)地測(cè)量聚合物膜本身的金屬離子滲透率。電解液中包含的有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)可高于向聚合物膜施加電壓的步驟的溫度。更具體地,電解液中包含的有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)可比向聚合物膜施加電壓的步驟的溫度高出10℃至200℃、或50℃至100℃。如果電解液中包含的有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)比向聚合物膜施加電壓的步驟的溫度高出小于10℃,則在使用室進(jìn)行溫?zé)崞陂g,有機(jī)溶劑可能揮發(fā)。并且,如果電解液中包含的有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)比向聚合物膜施加電壓的步驟的溫度高出大于200℃,則隨著使用室的溫?zé)釡囟仍黾?,金屬離子的遷移速率提高,因此在隔室內(nèi)產(chǎn)生過大壓力,并因此,存在關(guān)于聚合物膜損壞的問題。更具體地,電解液中包含的有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)可為100℃至200℃、或150℃至200℃、或170℃至200℃,并且向聚合物膜施加電壓的步驟的溫度可為100℃至200℃、或100℃至150℃、或100℃至130℃。電解液中包含的有機(jī)溶劑可包括亞砜有機(jī)溶劑。亞砜有機(jī)溶劑在分子結(jié)構(gòu)中具有包含亞磺?;?-so-)的部分,并且分別獨(dú)立地經(jīng)取代或未經(jīng)取代的脂肪族、脂環(huán)族或芳香族烴官能團(tuán)可鍵合至亞磺酰基的兩端。術(shù)語“經(jīng)取代或未經(jīng)取代的”意指包含被特定取代基進(jìn)一步取代的官能團(tuán)和每個(gè)官能團(tuán)本身。如本文中所使用的,除非另外限定,否則可被進(jìn)一步取代的取代基的實(shí)例可包括:鹵素、烷基、烯基、炔基、鹵代烷基、鹵代烯基、鹵代炔基、芳基、鹵代芳基、芳烷基、鹵代芳烷基、烷氧基、鹵代烷氧基、羰氧基、鹵代羰氧基、芳氧基、鹵代芳氧基、甲硅烷基、甲硅烷氧基、或如上所述的“包含氧、氮、磷、硫、硅或硼的極性官能團(tuán)”等。更具體地,亞砜有機(jī)溶劑可包括碳數(shù)為1至3的二烷基亞砜。碳數(shù)為1至3的二烷基亞砜可以是這樣的化合物:其中未經(jīng)取代的脂肪族烴官能團(tuán)例如c1-3烷基分別鍵合至亞磺?;膬啥恕L紨?shù)為1至3的二烷基亞砜的優(yōu)選實(shí)例可包括二甲基亞砜。因此,用作電解液中包含的有機(jī)溶劑的亞砜有機(jī)溶劑具有非常高的極性,并因此可具有與水性溶劑的高混溶性,而且可提高電解液中金屬離子的遷移速率,因此顯著減少金屬離子滲透率的測(cè)量時(shí)間。并且,與先前使用的n-甲基吡咯烷酮(nmp)相比,用作電解液中包含的有機(jī)溶劑的亞砜有機(jī)溶劑具有弱毒性,并因此在親環(huán)境方面是有利的。此外,作為有機(jī)溶劑,可將已知可用作電解液的一種或兩種或更多種常用有機(jī)溶劑混合使用,并且有機(jī)溶劑的實(shí)例可包括:醇,例如甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇或戊醇;酸,例如乙酸、硝酸或鹽酸等;n-甲基吡咯烷酮(nmp);丙酮;二甲基甲酰胺;四氫呋喃(thf);二烷;二甲基乙酰胺;聚乙二醇(peg);二甲苯;甲苯;氯仿等等,但不限于此。作為水性溶劑,可使用水。金屬離子可包括選自以下的一種或更多種金屬的離子:銅、金、鉑、銀、鐵、汞、鉀、鈣、鈉、鋁、鎳和鉻。并且,雖然包含金屬離子的電解液的濃度沒有顯著限制,但是為了方便用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的裝置的操作并且更清楚地測(cè)量金屬離子滲透率,優(yōu)選的是金屬離子的濃度為0.1ppmw至2000ppmw。盡管將金屬離子包含于電解液中的方法沒有顯著限制,但是例如,可使用將含有金屬離子的金屬鹽與水性溶劑和有機(jī)溶劑等混合的方法。因此,電解液還可包含陰離子。陰離子意指帶負(fù)(-)電的離子,并且其可與金屬離子結(jié)合并以金屬鹽的形式存在,或者可與金屬離子分離并以單獨(dú)陰離子的形式存在。即,如上所述,在使用將含有金屬離子的金屬鹽與水性溶劑和有機(jī)溶劑混合的方法的情況下,源自金屬鹽的陰離子可余留在電解液中。陰離子的實(shí)例沒有顯著限制,并且例如可包括硫酸根離子(so42-)、硝酸根離子(no3-)、高氯酸根離子(clo4-)、鹵離子(f-、br-、cl-、i-)、氫氧根離子(oh-)、乙酸根離子(ch3coo-)等,并且優(yōu)選硫酸根離子(so42-)。在電解液中包含硫酸根離子(so42-)的情況下,由于其與上述用作有機(jī)溶劑的亞砜有機(jī)溶劑的結(jié)構(gòu)相似性,因此在電解液中的混溶性可進(jìn)一步提高,并因此,金屬離子的遷移可變快,從而顯著減少金屬離子滲透率的測(cè)量時(shí)間。陰離子的濃度可與上述金屬離子的濃度相同,或者其可高于或低于金屬離子的濃度,從而與金屬離子的電荷量進(jìn)行電荷平衡。并且,陰離子可以以單獨(dú)陰離子的形式存在于電解液中,或者其可與水性溶劑反應(yīng)并以水合物或酸的形式存在。在根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的用于測(cè)量金屬離子滲透率的方法中,在5℃至250℃的溫度下向聚合物膜施加電壓同時(shí)使聚合物膜的一側(cè)與包含金屬離子、有機(jī)溶劑和水性溶劑的電解液相接觸的步驟可包括以下步驟:向與所述聚合物膜的另一側(cè)接觸的第一電極和與所述第一電極相對(duì)且與所述電解液接觸的第二電極施加電壓。即,僅聚合物膜的一側(cè)可與電解液接觸,并且與所述一側(cè)相對(duì)的側(cè)面可不與電解液接觸而是與第一電極接觸。相對(duì)的側(cè)面意指平行于與電解液接觸的一側(cè)的另一側(cè)。如此,通過使聚合物膜的一側(cè)與電解液接觸并使相對(duì)的側(cè)面與第二電極直接接觸,可支撐聚合物膜以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。施加電壓同時(shí)使聚合物膜的一側(cè)與包含金屬離子、有機(jī)溶劑和水性溶劑的電解液相接觸的步驟可包括以下步驟:向與所述聚合物膜的另一側(cè)接觸的第一電極和與所述第一電極相對(duì)且與電解液接觸的第二電極施加電壓。此處,電解液可包含0.1ppmw至2000ppmw的金屬離子,并且例如,作為電解液,可使用包含銅離子的第一溶液或包含鈉離子的第二溶液,并且優(yōu)選地,可使用包含銅離子的第一溶液。包含銅離子的第一溶液可包含銅離子、有機(jī)溶劑和水性溶劑;并且包含鈉離子的第二溶液可包含鈉離子、有機(jī)溶劑和水性溶劑。以上所述適用于有機(jī)溶劑和水性溶劑。并且,第一溶液中銅離子的濃度可為0.1ppmw至2000ppmw,并且第二溶液中鈉離子的濃度可為0.1ppmw至2000ppmw。并且,用于測(cè)量金屬離子滲透率的方法可包括以下步驟:在施加電壓后,測(cè)量聚合物膜隨時(shí)間的電阻變化率或電流變化率。具體地,可將聚合物膜的金屬離子滲透率確定為:從施加預(yù)定電壓(例如,0.1v至10.0v)的時(shí)間直到隨時(shí)間的電流變化率或電阻變化率保持恒定的第一時(shí)間(t)的時(shí)間。描述“隨時(shí)間的電流變化率或電阻變化率保持恒定”的含義包括以下情形:在對(duì)應(yīng)時(shí)點(diǎn)內(nèi),隨時(shí)間的電流變化率或電阻變化率包括在所述隨時(shí)間的電流變化率或電阻變化率的平均值的25%以內(nèi)的范圍內(nèi);和隨時(shí)間的瞬時(shí)電流變化率或電阻變化率的變化率(或隨時(shí)間的電流變化或電阻變化的差值的變化率)變?yōu)?,等等。隨時(shí)間的電流變化率或電阻變化率保持恒定的第一時(shí)間(t)意指:在出現(xiàn)隨時(shí)間的電流變化或電阻變化之后,所述隨時(shí)間的電流變化或電阻變化變得恒定的第一時(shí)間,并且其可在經(jīng)過隨時(shí)間的電流變化或電阻變化的拐點(diǎn)之后出現(xiàn)。可將第一時(shí)間(t)確定為:隨時(shí)間的瞬時(shí)電流變化率或電阻變化率的變化率(或隨時(shí)間的電流變化或電阻變化的差值的變化率)變?yōu)?的第一時(shí)間,或者隨時(shí)間的電流變化率或電阻變化率包括在所述隨時(shí)間的電流變化率或電阻變化率的平均值的25%以內(nèi)的范圍內(nèi)的時(shí)點(diǎn)內(nèi)的第一時(shí)間。對(duì)于第一時(shí)間的確定,可以沒有特別限制地使用各種方法,并且例如,其可如下確定:計(jì)算在對(duì)應(yīng)時(shí)點(diǎn)內(nèi)隨時(shí)間的平均電流變化率或電阻變化率,并且外推在經(jīng)過隨時(shí)間的電流變化或電阻變化的拐點(diǎn)之后,平均變化率值出現(xiàn)的時(shí)間。盡管可通過上述實(shí)施方案的用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的方法測(cè)量的電流變化率或電阻變化率的范圍沒有顯著限制,但是例如,在施加0.1v至10.0v電壓的情況下,在出現(xiàn)隨時(shí)間的電流變化或電阻變化之后,電流變化或電阻變化變得恒定的第一時(shí)間可為8小時(shí)或更短、或0.5小時(shí)至8小時(shí)。更具體地,在施加電壓后,直到隨時(shí)間的電流變化率或電阻變化率保持恒定的第一時(shí)間(t)的時(shí)間可在110℃的溫度、1.4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的壓力和10v的施加電壓下測(cè)量。同時(shí),金屬離子滲透率可由隨時(shí)間的電流變化率或電壓變化率表示,并且特別地,其可為第一時(shí)間(t)后隨時(shí)間的平均電流變化率或電壓變化率,并且例如,其可為a/10秒、a/1分鐘、a/1小時(shí)、a/10小時(shí)、ω/10秒、ω/1分鐘、ω/1小時(shí)、ω/10小時(shí)等。在上述實(shí)施方案的聚合物膜的金屬離子滲透率的測(cè)量方法中,電流變化率或電壓變化率的測(cè)量裝置在其種類或結(jié)構(gòu)方面沒有顯著限制,可以沒有顯著限制地使用能夠在施加電壓后測(cè)量聚合物膜中出現(xiàn)的電流變化或電阻變化的任何裝置,并且例如,可使用諸如恒電位儀等的裝置??紤]到聚合物膜的種類或者電流變化或電阻變化的測(cè)量值,在使聚合物膜的一側(cè)與包含金屬離子、有機(jī)溶劑和水性溶劑的電解液接觸的同時(shí),施加至所述聚合物膜的電壓大小可在0.001v至100v的范圍內(nèi)選擇。同時(shí),盡管可通過上述用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的方法測(cè)量其金屬離子滲透率的聚合物膜的種類沒有顯著限制,但是具有絕緣特性的聚合物膜可以是金屬離子滲透率測(cè)量的主要對(duì)象。具體地,可應(yīng)用于上述用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的方法的聚合物膜可包括模片粘結(jié)膜、阻焊劑、基板用粘結(jié)片、絕緣膜等。同時(shí),根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案,提供了用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的裝置,其包括:彼此相對(duì)的第一電極(1)和第二電極(2);以使所述第一電極的一側(cè)與聚合物樹脂膜相接觸的方式安裝的聚合物膜安裝部(3);位于所述第二電極與所述聚合物膜安裝部之間并且在內(nèi)部包括包含金屬離子、有機(jī)溶劑和水性溶劑的電解液的電解液隔室(4);包括內(nèi)部空間的室(8),在所述內(nèi)部空間中布置有所述第一電極、所述第二電極、所述電解液隔室和所述聚合物膜安裝部;與所述第一電極和所述第二電極連接并施加電壓的電壓施加部(5);以及測(cè)量安裝于所述聚合物膜安裝部上的所述聚合物膜的電阻變化或電流變化的電信號(hào)測(cè)量部(6)。本發(fā)明人通過實(shí)驗(yàn)確定:通過施加電壓同時(shí)使用于半導(dǎo)體裝置等的聚合物膜的兩個(gè)側(cè)面與預(yù)定電解液相接觸,并且在施加電壓后,測(cè)量聚合物膜的電阻變化或電流變化,可以更準(zhǔn)確且容易地測(cè)量待測(cè)聚合物膜的金屬離子滲透率,并且基于此發(fā)明了用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的裝置并完成了本發(fā)明。具體地,在上述實(shí)施方案的用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的裝置中,如果向第一電極和第二電極施加電壓,則位于在內(nèi)部包括含有金屬離子、有機(jī)溶劑和水性溶劑的電解液的電解液隔室(4)中的金屬離子通過電流移動(dòng),并因此,當(dāng)金屬離子滲入位于聚合物膜安裝部上的聚合物膜時(shí),電流流動(dòng)性和電阻變低,因而產(chǎn)生電信號(hào)。因此,在上述實(shí)施方案中,聚合物膜的金屬離子滲透率可作為隨時(shí)間的電阻變化率或電流變化率來測(cè)量,在向待測(cè)聚合物膜施加電壓后,當(dāng)金屬離子開始滲入聚合物膜時(shí),所述變化開始出現(xiàn)。特別地,可將聚合物膜的金屬離子滲透率確定為:從施加預(yù)定電壓(例如0.1v至10.0v)的時(shí)間直到隨時(shí)間的電流變化率或電阻變化率保持恒定的第一時(shí)間(t)的時(shí)間。描述“隨時(shí)間的電流變化率或電阻變化率保持恒定”的含義包括以下情形:在對(duì)應(yīng)時(shí)點(diǎn)中,隨時(shí)間的電流變化率或電阻變化率包括在所述隨時(shí)間的電流變化率或電阻變化率的平均值的25%以內(nèi)的范圍內(nèi);和隨時(shí)間的瞬時(shí)電流變化率或電阻變化率的變化率(或隨時(shí)間的電流變化或電阻變化的差值的變化率)變?yōu)?,等等。隨時(shí)間的電流變化率或電阻變化率保持恒定的第一時(shí)間(t)意指:在出現(xiàn)隨時(shí)間的電流變化或電阻變化后,所述隨時(shí)間的電流變化或電阻變化變得恒定的第一時(shí)間,并且其可在經(jīng)過隨時(shí)間的電流變化或電阻變化的拐點(diǎn)之后出現(xiàn)。可將第一時(shí)間(t)確定為:隨時(shí)間的瞬時(shí)電流變化率或電阻變化率的變化率(或隨時(shí)間的電流變化或電阻變化的差值的變化率)變?yōu)?的第一時(shí)間;或者隨時(shí)間的電流變化率或電阻變化率包括在所述隨時(shí)間的電流變化率或電阻變化率的平均值的25%以內(nèi)的范圍內(nèi)的時(shí)點(diǎn)內(nèi)的第一時(shí)間。對(duì)于第一時(shí)間的確定,可以沒有特別限制地使用各種方法,并且例如,其可如下確定:計(jì)算在對(duì)應(yīng)時(shí)點(diǎn)內(nèi)隨時(shí)間的平均電流變化率或電阻變化率,并且外推在經(jīng)過隨時(shí)間的電流變化或電阻變化的拐點(diǎn)之后,平均變化率值出現(xiàn)的時(shí)間。盡管可通過上述實(shí)施方案的聚合物膜的金屬離子滲透率的測(cè)量裝置測(cè)量的電流變化率或電阻變化率的范圍沒有顯著限制,但是例如,在向測(cè)量裝置施加0.1v至10.0v電壓的情況下,在出現(xiàn)隨時(shí)間的電流變化或電阻變化之后,電流變化或電阻變化變得恒定的第一時(shí)間可為8小時(shí)或更短、或0.5小時(shí)至8小時(shí)。同時(shí),金屬離子滲透率可由隨時(shí)間的電流變化率或電阻變化率表示,并且特別地,其可為第一時(shí)間(t)后隨時(shí)間的平均電流變化率或電阻變化率,并且例如,其可為a/10秒、a/1分鐘、a/1小時(shí)、a/10小時(shí)、ω/10秒、ω/1分鐘、ω/1小時(shí)、ω/10小時(shí)等。更具體地,如果金屬離子滲透率有待測(cè)量的聚合物膜位于聚合物膜安裝部(3)上,則電解液隔室(4)中包含金屬離子、有機(jī)溶劑和水性溶劑的電解液與聚合物膜的一側(cè)相接觸。并且,當(dāng)聚合物膜的一側(cè)與包含金屬離子、有機(jī)溶劑和水性溶劑的電解液接觸時(shí),使用與第一電極和第二電極連接并施加電壓的電壓施加部(5)向與聚合物膜的另一側(cè)接觸的第一電極和與第一電極相對(duì)且與電解液接觸的第二電極施加電壓,其后,使用電信號(hào)測(cè)量部(6)測(cè)量安裝于聚合物膜安裝部上的聚合物膜的電阻變化或電流變化。具體地,在電解液隔室中使電解液與第二電極接觸的方法的實(shí)例沒有顯著限制,并且例如,可使用使在內(nèi)部包括電解液的電解液隔室浸漬第二電極的方法,或者使電解液隔室與第二電極的一側(cè)相接觸的方法,使得由連接第二電極(2)和聚合物膜安裝部(3)的隔離壁(側(cè)壁)限定的空間可變成電解液隔室等??紤]到聚合物膜的種類或者電阻變化或電流變化的測(cè)量值,施加至第一電極和第二電極的電壓的大小沒有顯著限制,并且其可在0.001v至100v的范圍內(nèi)選擇。如上所述,電解液隔室位于第二電極與聚合物膜安裝部之間,并且其中可布置有包含金屬離子、有機(jī)溶劑和水性溶劑的電解液。以上關(guān)于一個(gè)實(shí)施方案的說明適用于電解液、金屬離子、有機(jī)溶劑和水性溶劑。作為第一電極(1)和第二電極(2),可使用已知用于二次電池等的常用電極,并且例如,可使用銅電極、鋁電極、鋰電極、鉑電極、金電極、鐵電極、鋅電極、鎳電極、銀電極、鉛電極、碳電極、ito或pedot/pss等。以使第一電極的一側(cè)與聚合物樹脂膜接觸的方式安裝的聚合物膜安裝部(3)可定義為在第一電極(1)與電解液隔室(4)之間形成的空間,并且其還可定義為安裝于所述空間中的單獨(dú)安裝裝置或固定裝置。例如,聚合物膜安裝部(3)可以是球形、圓形、或截面具有3個(gè)至20個(gè)內(nèi)角的多邊形空間,并且可包括玻璃過濾器或網(wǎng)狀聚合物膜支撐部。并且,聚合物膜安裝部(3)還可包括與電解液隔室和安裝于聚合物膜安裝部上的聚合物膜彼此密切接觸并使它們固定的固定工具(7)。固定工具(7)的具體形狀或?qū)嶋H緊固方法或結(jié)構(gòu)沒有顯著限制,并且例如,可使用結(jié)構(gòu)如下的固定工具(夾具):可添加至聚合物膜安裝部的外部突出部的后側(cè),穿過聚合物膜安裝部的固定工具和外部突出部的孔可與螺釘連接以進(jìn)行壓制,并且具有覆蓋聚合物膜安裝部的外部突出部的斜角的溝槽的帶狀結(jié)構(gòu)的兩端可用螺釘固定以進(jìn)行壓制。電解液隔室(4)位于第二電極(2)與聚合物膜安裝部(3)之間,并且意指由連接第二電極(2)和聚合物膜安裝部(3)的隔離壁(側(cè)壁)限定的空間。電解液隔室(4)的隔離壁(側(cè)壁)的材料沒有顯著限制,并且其可包括對(duì)內(nèi)部存在的電解液具有高穩(wěn)定性并且在測(cè)量金屬離子滲透率的過程中所施加的溫度和壓力條件下具有穩(wěn)定性的材料。具體地,電解液隔室的隔離壁(側(cè)壁)可包括例如玻璃、特氟隆或聚合物等的材料,但具體實(shí)例不限于此。并且,盡管電解液隔室的隔離壁的厚度沒有顯著限制,但是例如,其厚度可為1mm至500mm。并且,雖然包含金屬離子的電解液的濃度沒有顯著限制,但是為了方便用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的裝置的操作并且更清楚地測(cè)量金屬離子滲透率,優(yōu)選的是金屬離子的濃度為0.1ppmw至2000ppmw的電解液停留在電解液隔室(4)中。電信號(hào)測(cè)量部的具體種類或結(jié)構(gòu)沒有顯著限制,可以沒有顯著限制地使用能夠在施加電壓后測(cè)量待測(cè)聚合物膜中產(chǎn)生的電阻變化或電流變化的裝置,并且例如,可使用諸如恒電位儀等的裝置。電壓施加部和電信號(hào)測(cè)量部(6)可位于室的內(nèi)部或外部,并且其可安裝在室自身中。作為室,可使用由眾所周知的材料制成的反應(yīng)室,并且室的形狀或結(jié)構(gòu)沒有顯著限制。并且,室還可包括溫度控制部和濕度控制部。室內(nèi)溫度可為0℃至400℃,并且可通過安裝于室中的溫度控制部而控制在測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率過程中的溫度。溫度控制部的具體結(jié)構(gòu)或種類沒有顯著限制,并且例如,其可包括諸如對(duì)流烘箱、hast([高加速應(yīng)力測(cè)試]烘箱或pct(壓力鍋試驗(yàn)))烘箱等的裝置。在操作用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的裝置以測(cè)量金屬離子滲透率的情況下,所述室內(nèi)部的溫度可為5℃至250℃、或15℃至200℃、或40℃至200℃、或70℃至200℃、或100℃至200℃。在操作用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的裝置以測(cè)量金屬離子滲透率的情況下,所述室內(nèi)部的壓力可為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓至5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。同時(shí),盡管可應(yīng)用于用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的裝置的聚合物膜的種類沒有顯著限制,但是具有絕緣特性的聚合物膜可能是金屬離子滲透率測(cè)量的主要對(duì)象。具體地,可應(yīng)用于用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的裝置的聚合物膜可包括模片粘結(jié)膜、阻焊劑、基板用粘結(jié)片、絕緣膜等。同時(shí),根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案,提供了用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的裝置,其用于在一個(gè)實(shí)施方案的用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的方法中。以上所述適用于用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的方法及其操作裝置。下文中,將參照以下實(shí)施例詳細(xì)地說明本公開內(nèi)容。然而,這些實(shí)施例僅為了說明本發(fā)明概念,而本發(fā)明概念的范圍不限于此。[制備例1至3:具有絕緣特性的粘合膜的制備](1)樹脂組合物的溶液的制備將酚樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸類樹脂、固化促進(jìn)劑、偶聯(lián)劑和填料以下表1所述的含量溶解于甲基乙基酮中,以獲得用于半導(dǎo)體的粘合劑樹脂組合物的溶液(固體含量20重量%)。(2)粘合膜的制備將上面制備的用于半導(dǎo)體的粘合劑樹脂組合物的溶液涂覆于聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜(厚度38μm)上,然后在130℃下干燥3分鐘以獲得厚度為20μm的粘合膜。測(cè)量制備例1至3的各粘合膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tma測(cè)量)和模量(dma測(cè)量),并且結(jié)果示出于以下表2中。【表1】樹脂組合物的溶液的組成[單位:g]*kph-f2001:線型酚醛樹脂(kolonchemicalco.,ltd.,羥基當(dāng)量:106g/當(dāng)量,軟化點(diǎn):88℃)*kh-6021:雙酚a酚醛清漆酚醛樹脂(diccorp,羥基當(dāng)量:118g/當(dāng)量,軟化點(diǎn):133℃)*eocn-104s:甲酚酚醛清漆酚醛樹脂(nipponkayaku,環(huán)氧當(dāng)量:214g/當(dāng)量,軟化點(diǎn):92℃)*hp-7200:基于dcpd的酚醛清漆酚醛樹脂(diccorp,環(huán)氧當(dāng)量:257g/當(dāng)量,軟化點(diǎn):62℃)*kg-3037:基于丙烯酸酯的樹脂(基于甲基丙烯酸縮水甘油酯的重復(fù)單元13重量%,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度:20℃,mw為800000)*2p4mhz:2-苯基-4-甲基-5-二羥基甲基咪唑(shikokychemicalcorp.)*kbm-403:γ-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(shin-etsuchemicalco.,ltd.)*ry-50:球形二氧化硅(evonik,平均粒徑40nm)【表2】粘合膜的特性制備例1制備例2制備例3玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(℃)180170165模量(mpa)545[實(shí)施例1至9:用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的裝置和聚合物膜的金屬離子滲透率的測(cè)量]實(shí)施例1(1)制造用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的裝置如圖1所示,制造了用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的裝置,其包括:彼此相對(duì)的第一電極和第二電極;以使所述第一電極的一側(cè)與聚合物樹脂膜相接觸的方式安裝的聚合物膜安裝部;位于所述第二電極與所述聚合物膜安裝部之間且在內(nèi)部包括含有金屬離子、有機(jī)溶劑和水性溶劑的電解液的電解液隔室;包括內(nèi)部空間的室,在所述內(nèi)部空間中布置有所述第一電極、所述第二電極、所述電解液隔室和所述聚合物膜安裝部;與所述第一電極和所述第二電極連接并施加電壓的電壓施加部;以及測(cè)量安裝于所述聚合物膜安裝部上的聚合物膜的電阻變化或電流變化的電信號(hào)測(cè)量部。(2)聚合物膜的金屬離子滲透率的測(cè)量將制備例1中獲得的厚度為20μm的粘合膜安裝在上面制造的用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的裝置上,如圖1所示,在110℃的溫度和1.4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的壓力下,在電解液隔室中以各自的重量比分別填充水(h2o)和二甲基亞砜(dmso),使得硫酸銅(cu2so4)的濃度變?yōu)?000ppmw,然后,在施加10v電壓時(shí),將出現(xiàn)隨時(shí)間的電流變化或電阻變化后隨時(shí)間的電流變化或電阻變化變得恒定的第一時(shí)間判定為測(cè)量終止時(shí)間。并且,計(jì)算從施加電壓的時(shí)間直到測(cè)量終止時(shí)間的時(shí)間(t),并且根據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估金屬離子滲透率的測(cè)量效率。*優(yōu)異:測(cè)得t值在8小時(shí)之內(nèi)。*有缺點(diǎn):測(cè)得t值大于8小時(shí)。實(shí)施例2至9通過與實(shí)施例1相同的方法制造用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的裝置并測(cè)量金屬離子滲透率,不同之處在于粘合膜的種類、測(cè)量溫度、測(cè)量壓力以及電解液中h2o:dmso的重量比變?yōu)槿绫?中所示?!颈?】實(shí)施例1至9的金屬離子滲透率的測(cè)量條件和結(jié)果如表3中所示,在實(shí)施例的情況下,通過金屬離子滲透率評(píng)估粘合膜的可靠性可在多種條件下于8小時(shí)內(nèi)快速測(cè)得,并且測(cè)量結(jié)果的可再現(xiàn)性看起來優(yōu)異。[比較例1至19:聚合物膜的金屬離子滲透率的測(cè)量]比較例1在柔性銅電路板上安裝制備例1中獲得的粘合膜,使得梳狀電極彼此交叉,同時(shí)在110℃、85%rh的條件下向兩個(gè)電極施加3v的電壓,測(cè)量電極之間隨時(shí)間的絕緣電阻值,并且將電極間的絕緣電阻值變得低于1×105ω的瞬間判定為測(cè)量終止時(shí)間。并且,計(jì)算從施加電壓的時(shí)間直到測(cè)量終止時(shí)間的時(shí)間(t’),而且根據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估金屬離子滲透率的測(cè)量效率。*優(yōu)異:測(cè)得t’值在8小時(shí)內(nèi)。*有缺點(diǎn):測(cè)得t’值大于8小時(shí)。比較例2至18通過與比較例1相同的方法測(cè)量金屬離子滲透率,不同之處在于粘合膜的種類、測(cè)量溫度和所施加的電壓變?yōu)槿缫韵卤?中所示?!颈?】比較例1至18的金屬離子滲透率的測(cè)量條件和結(jié)果如表4中所示,在比較例的情況下,由于通過高溫、高濕度hast方法評(píng)估粘合膜的可靠性,所以即使改變條件,測(cè)量終止時(shí)間也明顯延長(zhǎng)例如大于50小時(shí)等,并因此,可以確定測(cè)量效率非常差。也就是說,在根據(jù)實(shí)施例的粘合膜的金屬離子滲透率的情況下,與常規(guī)的粘合膜的可靠性評(píng)估方法相比,可在短時(shí)間內(nèi)確定評(píng)估結(jié)果,并因此,可進(jìn)一步提高測(cè)量效率,并且測(cè)量結(jié)果的可再現(xiàn)性看起來優(yōu)異。比較例19如圖2中所示,通過與實(shí)施例1相同的方法測(cè)量金屬離子滲透率,不同之處在于使用用于測(cè)量聚合物膜的金屬離子滲透率的裝置,其包括:彼此相對(duì)的第一電極和第二電極;與所述第一電極接觸且在內(nèi)部包括含有金屬離子、有機(jī)溶劑和水性溶劑的電解液的第一電解液隔室;位于所述第二電極與所述電解液隔室之間且以使所述電解液隔室與聚合物樹脂膜相接觸的方式安裝的聚合物膜安裝部;位于所述第二電極與所述聚合物膜安裝部之間且在內(nèi)部包括含有金屬離子、有機(jī)溶劑和水性溶劑的電解液的第二電解液隔室;包括內(nèi)部空間的室,在所述內(nèi)部空間中布置有所述第一電極、所述第二電極、所述電解液隔室和所述聚合物膜安裝部;與所述第一電極和所述第二電極連接并施加電壓的電壓施加部;以及測(cè)量安裝于所述聚合物膜安裝部上的聚合物膜的電阻變化或電流變化的電信號(hào)測(cè)量部。在這種情況下,隨著兩個(gè)隔室(第一電解液隔室和第二電解液隔室)的壓力不平衡因壓力增加而增加,聚合物膜受損并且兩種電解液(第一電解液和第二電解液)彼此混合,因此降低測(cè)量的可靠性。因此,可以確定:在如比較例19中使用用于測(cè)量金屬離子滲透率的包括兩個(gè)或更多個(gè)電解液隔室的裝置的情況下,如果如在實(shí)施例中那樣將測(cè)量溫度升高至110℃,則存在測(cè)量可靠性(例如,電流或電阻值在測(cè)量的開始時(shí)突然增加等)因內(nèi)部聚合物膜損壞而降低的問題。<附圖標(biāo)記說明>1-第一電極2-第二電極3-聚合物膜安裝部4-電解液隔室5-電壓施加部6-電信號(hào)測(cè)量部7-固定工具8-室9-第二電解液隔室當(dāng)前第1頁12
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