CN106576428A - 柔性铜布线板的制造方法及其所用的带支撑膜的柔性覆铜层叠板 - Google Patents

Abstract

由柔性覆铜层叠板以良好的精度制造用于覆晶薄膜(COF)、柔性印刷布线板(FPC)等的柔性铜布线板。具备：在树脂膜的一面层叠铜的工序，在树脂膜的另一面上，通过粘合层层叠作为支撑膜的双轴延伸膜的工序，蚀刻铜而形成铜布线的工序，加热带支撑膜的柔性覆铜层叠板的加热工序，以及，剥离支撑膜的剥离工序；作为支撑膜，使用双轴延伸膜的各延伸方向上的150℃×30分钟后的热收缩率分别为0.1％以下的薄膜。

Description

柔性铜布线板的制造方法及其所用的带支撑膜的柔性覆铜层 叠板

技术领域

本发明涉及用于覆晶薄膜(Chip On Film，COF)、柔性印刷布线板(FlexiblePrinted Circuit，FPC)等的柔性铜布线板的制造方法及其所用的带支撑膜的柔性覆铜层叠板(Flexible Copper Clad Laminate，FCCL)。

背景技术

由于树脂膜具有柔性，容易加工，因此，在其表面形成金属膜、氧化膜，在工业领域中广泛用于电子元件、光学元件、包装材料等。例如，在手机等小型电子设备中使用了具有柔性的柔性布线基板。

作为柔性铜布线板的制造方法，例如，可举例：将在树脂膜的一个表面形成金属薄膜的柔性覆铜层叠板作为起始原料，通过对其进行选择性蚀刻工序除去金属薄膜的不需要部分，形成布线图案，经过电镀工序等，从而进行制造的方法。

但是，由于柔性覆铜层叠板富有柔软性、弯曲性，因此，在这种状态下，存在处理强度不充分，运输时树脂膜变形或断裂的问题，难以进行选择性的蚀刻处理等。另外，还存在不能充分确保输送孔的强度，运输时输送孔变形，不能在规定位置以良好的精度形成布线图案和阻焊图案等问题。因此，通常采用的制造方法是，在柔性覆铜层叠板的未形成金属薄膜的表面上，通过粘合层层叠支撑膜，在暂时提高处理强度的状态下实施选择性的蚀刻处理，形成布线图案，然后，从覆金属层叠板剥离支撑膜，从而得到柔性铜布线板。

作为这种支撑膜的一例，例如，专利文献1提出了以聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET)膜等作为基材的粘合片。

但是，在层叠支撑膜的情况下，存在可能影响柔性覆铜层叠板的尺寸稳定性的担忧。这是因为，近年来所要求的布线宽度为10μm以上且15μm以下左右，强烈要求柔性覆铜层叠板具有高尺寸稳定性。对于未粘合支撑膜的柔性覆铜层叠板而言，由于使用聚酰亚胺等作为树脂基材，因此，虽然由加热导致自身略有收缩，但每批的偏差小。因此，通过预先对进行蚀刻工序、加热工序之前的柔性覆铜层叠板和工序后的柔性覆铜层叠板的样品长度进行测定，计算工序前后的收缩率的相关性，预估收缩，设计柔性覆铜层叠板，从而能够以良好地精度形成工序后的柔性铜布线板的布线图案。

但是，在使用层叠PET等支撑膜的柔性覆铜层叠板的情况下，与聚酰亚胺等树脂基材相比，PET自身的收缩率极大，因此，作为其层叠体的带支撑膜的柔性覆铜层叠板的尺寸变化偏差增大，基本上看不见工序前后尺寸变化率的相关性。因此，为了与近年来所要求的布线宽度规格相对应，必须调整每批的覆铜层叠板的参数。而这种每批的参数的调整，需要工序调整的劳力和时间，导致调整时的原料损耗、产品品质偏差的恶化、成品率降低等各种不良影响。因此，应用于能够在近年来的小型电子设备中使用的柔性覆铜层叠板时，存在成品率降低、生产性差的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-106998号公报。

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的目的在于，提供一种柔性覆铜层叠板的制造方法，即使在柔性铜布线板的制造方法中包括带支撑膜的铜布线板形成工序，带支撑膜的铜布线板的尺寸稳定性也高，因此，其成品率高、生产性高。

解决问题的技术方案

本发明人对铜布线板形成工序中使用的带支撑膜的铜布线板进行了悉心的研究。对用于柔性覆铜层叠板的聚酰亚胺等树脂膜而言，在高温条件下施加压缩或延伸应力时，所述应力的影响使尺寸稳定性发生变化。由此，发现了在支撑膜粘合在树脂膜的情况下，高温条件下该支撑膜的尺寸大幅地变化时，支撑膜的尺寸变化对树脂膜自身的尺寸稳定性造成影响。由此，发现了作为支撑膜，通过采用各延伸方向上的150℃×30分钟后的热收缩率分别为0.1％以下的双轴延伸膜，能够使带支撑膜的铜布线板自身的热稳定性提高，使成为课题的覆铜层叠板的尺寸变化率稳定，即使带有支撑膜也能够维持工序前后的相关性，从而完成了本发明。

即，本发明的第一发明是一种柔性铜布线板的制造方法，其中，在树脂膜的一面形成有铜布线，所述制造方法具备：柔性覆铜层叠板形成工序，在所述树脂膜的一面层叠铜，带支撑膜的柔性覆铜层叠板形成工序，在所述树脂膜的另一面上，通过粘合层层叠作为支撑膜的双轴延伸膜，铜布线形成工序，蚀刻所述铜，形成所述铜布线，加热工序，加热所述带支撑膜的柔性覆铜层叠板，以及，剥离工序，剥离所述支撑膜；作为所述支撑膜，使用各延伸方向上的150℃×30分钟后的热收缩率分别为0.1％以下的所述双轴延伸膜。

本发明的第二发明是如第一发明所述的柔性铜布线板的制造方法，其中，所述支撑膜是双轴延伸聚酯。

本发明的第三发明是如第一或第二发明所述的柔性铜布线板的制造方法，其中，所述树脂膜是聚酰亚胺膜。

本发明的第四发明是如第一至第三发明中任一项所述的柔性铜布线板的制造方法，其中，所述支撑膜的厚度为所述树脂膜厚度的0.4倍以上且3.4倍以下。

本发明的第五发明是如第一至第四发明中任一项所述的柔性铜布线板的制造方法，其中，还具备：尺寸变化预测工序，对所述带支撑膜的柔性覆铜层叠板，测定在规定条件下的尺寸变化的实测值，并将该实测值作为所述柔性铜布线板尺寸变化的预测值。

本发明的第六发明是如第五发明所述的柔性铜布线板的制造方法，所述规定条件为蚀刻处理和/或加热处理。

本发明的第七发明是一种带支撑膜的柔性覆铜层叠板，其中，在所述柔性覆铜层叠板的树脂膜的一面层叠有铜，在所述柔性覆铜层叠板的树脂膜的另一面上，通过粘合层层叠有作为支撑膜的双轴延伸膜而形成带支撑膜的柔性覆铜层叠板，所述双轴延伸膜的各延伸方向上的150℃×30分钟后的热收缩率分别为0.1％以下。

本发明的第八发明是一种柔性布线基板，其使用了第七发明所述的带支撑膜的柔性覆铜层叠板。

发明效果

根据本发明，在柔性覆铜层叠板的制造方法中，即使包括带支撑膜的铜布线板形成工序，通过使用各延伸方向(MD：纵向，TD：横向)上的150℃×30分钟后的热收缩率分别为0.1％以下的双轴延伸膜作为支撑膜，从而能够使柔性铜布线板本身的尺寸稳定性高、其成品率高、生产性高。

附图说明

图1是表示本发明的柔性铜布线板的制造方法的图。

具体实施方式

下面，对本发明的实施方式进行说明。如图1所示，本发明的柔性铜布线板的制造方法的特征在于，具备：柔性覆铜层叠板的形成工序1，在树脂膜的一面层叠铜，带支撑膜的柔性覆铜层叠板的形成工序2，在树脂膜的另一面上，通过粘合层层叠作为支撑膜的双轴延伸膜，铜布线形成工序3，蚀刻铜而形成铜布线，加热工序4，以及，剥离工序5，剥离支撑膜；作为支撑膜，使用各延伸方向上的150℃×30分钟后的热收缩率分别为0.1％以下的双轴延伸膜。

[柔性覆铜层叠板的形成工序1]

本发明的柔性铜布线板的制造方法，包括在树脂膜的一面层叠铜的工序。该工序，例如，可以采用：通过在树脂膜与铜箔之间使用粘合剂使二者重叠粘贴的方法、真空蒸镀法、溅射法、离子镀法等干式电镀法在树脂膜上将由铬、氧化铬和镍等除铜以外的金属组成的基底金属层成膜为以上且以下左右后，采用干式电镀法或湿式电镀法包覆铜的方法等公知的方法。

对可用于本发明的覆铜层叠板的形成工序1的树脂膜而言，只要是用于制造常规的柔性布线基板的树脂膜就能够使用，并没有特殊的限定。例如，能够使用从由聚酰亚胺系薄膜、聚酰胺系薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terenaphthalate，PEN)等聚酯系膜，聚四氟乙烯系膜、聚苯硫醚系膜、聚萘二甲酸乙二醇酯系膜、液晶聚合物系膜所组成的组中选出的一种绝缘膜。特别是，从柔性铜布线板所必需的耐热性、介电性能、电绝缘性、耐药品性的观点出发，优选使用聚酰亚胺膜。

铜覆膜层的膜厚优选为0.01μm以上且35μm以下的范围，更优选为0.3μm以上且15μm以下的范围，进一步优选为0.3μm以上且12μm以下的范围。当铜覆膜层的膜厚小于0.01μm时，布线部的导电性容易产生问题，另外，有可能产生强度上的问题。另一方面，当膜厚变厚至大于35μm时，不仅会出现产生毛细裂纹、翘曲等粘合性降低的情况，还会出现侧面蚀刻的影响增大、难以使间距变窄的情况。

[带支撑膜的柔性覆铜层叠板的形成工序2]

本发明的柔性铜布线板的制造方法的特征在于，包括层叠作为支撑膜的双轴延伸膜的工序。该工序能够通过在树脂膜与支撑膜之间使用粘合剂将两者重叠粘贴的方法等现有公知的方法进行。

本发明所用的支撑膜的特征在于，各延伸方向上的150℃×30分钟后的热收缩率分别为0.1％以下，优选为0.07％以下，进一步优选为0.05％以下的双轴延伸膜。通过使用热收缩率为0.1％以下的薄膜作为支撑膜，受到的由高温条件下的支撑膜的尺寸变化导致的压缩或延伸应力的影响小，因此，能够在高成品率、高生产性的状态下制造柔性覆铜层叠板。

对于支撑膜而言，只要是各延伸方向上的150℃×30分钟后的热收缩率分别为0.1％以下的材料均可使用。特别是，从耐热性、耐溶剂性、通用性的高度考虑，优选使用双轴延伸聚酯树脂。

对于带支撑膜的柔性覆铜层叠板，即带有双轴延伸膜的各延伸方向上的150℃×30分钟后的热收缩率分别为0.1％以下的支撑膜的柔性覆铜层叠板而言，即使随后施加蚀刻形成铜布线的铜布线形成工序和加热工序，支撑膜自身的收缩率也较小。因此，由支撑膜导致的压缩或延伸应力对树脂膜的影响小，通过采用该带支撑膜的柔性覆铜层叠板进行制造，能够在高成品率、高生产性的状态下制造柔性覆铜层叠板。因此，本发明的带支撑膜的柔性覆铜层叠板的制造方法极其有用。

从后面的柔性铜布线板制造工序的操作观点出发，能够自由地选择支撑膜的厚度，但优选为树脂膜厚度的0.4倍以上且3.4倍以下，更优选为0.5倍以上且1.5倍以下。

[铜布线形成工序3]

本发明的柔性铜布线板的制造方法，其特征在于，包括蚀刻铜而形成铜布线的铜布线形成工序。蚀刻而形成铜布线的铜布线形成工序，可以采用现有的公知方法进行。例如，在导电性金属层上形成光刻胶层，将该光刻胶层曝光、显影，形成所需的图案。然后，将如此形成的光刻胶图案作为掩模，对露出的导电金属层进行蚀刻，形成由形状与光刻胶图案大致相似的导电性金属层构成的布线图案。然后，在采用碱溶液等剥离除去光刻胶层后，通过蚀刻能够除去布线图案之间残留的铜。

[加热工序4]

本发明的柔性铜布线板的制造方法，包括加热带支撑膜的柔性覆铜层叠板的加热工序。例如，为了在涂布光刻胶后进行干燥，实施加热，在蚀刻处理后剥离抗蚀剂，进行电镀锡后，为了抑制晶须，进行加热回流处理。另外，在阻焊印刷后为了使抗蚀剂完全固化，进行加热。

[剥离工序5]

本发明的柔性铜布线板的制造方法包括剥离支撑膜的剥离工序。从容易处理的观点出发，在柔性铜布线板的制造工序中层叠支撑膜，因此，当作为柔性覆铜层叠板出厂时，最终包括剥离支撑膜的剥离工序。另外，对于该剥离工序而言，可以在作为柔性覆铜层叠板出厂前剥离，也包括在出厂后剥离的情况，例如，可以通过在即将与电子设备粘合前剥离而实现。

[设为柔性铜布线板的尺寸变化的预测值的尺寸变化预测工序]

本发明的特征在于，作为支撑膜，使用各延伸方向上的150℃×30分钟后的热收缩率分别为0.1％以下的双轴延伸膜。例如，还可以具备尺寸变化预测工序，所述尺寸变化预测工序测定带支撑膜的柔性覆铜层叠板在规定条件下的尺寸变化的实测值，并将该实测值作为上述柔性铜布线板尺寸变化的预测值。

例如，对于采用上述方法制造的带支撑膜的柔性覆铜层叠板而言，通过进一步增加变化预测工序，所述变化预测工序在规定条件下测定尺寸变化的实测值，然后作为柔性铜布线板尺寸变化的预测值的尺寸，从而当根据上述预测值进行铜布线的设计时，能够提高品质的偏差，提高成品率，因此，是更有用的。

例如，上述规定条件下是指蚀刻处理工序、加热工序等有可能对柔性覆铜层叠板的尺寸变化造成影响的工序。例如，通过蚀刻处理工序，层叠在树脂膜的铜发生溶解，通过铜的层叠而固定的树脂膜通过铜的溶解而对上述树脂膜的张力下降，从而树脂膜存在延伸的倾向。另外，通过加热工序，在树脂膜上层叠的支撑膜收缩，因此，存在由支撑膜的收缩导致树脂膜收缩的倾向。因此，这些工序包含在有可能对尺寸变化造成影响的工序中。

实施例

下面，基于实施例进一步详细地说明本发明的柔性铜布线板的制造方法。需要说明的是，本发明并不限定于这些实施例。

(实施例1)

＜带支撑膜的柔性覆铜层叠板的制造＞

在作为树脂膜的通常CTE(Coefficient Of Thermal Expansion，热膨胀系数)等级的聚酰亚胺树脂(厚度：38μm，日本东丽-杜邦公司制：Kapton150EN)的一面，采用溅射和电镀层叠铜8μm，进一步用粘合剂将支撑膜(厚度：50μm，改善的PET膜，热收缩率规格分别为0.1％以下)层叠在聚酰亚胺树脂面的一侧，制成带支撑膜的柔性覆铜层叠板的样品。另外，制成不层叠支撑膜的柔性覆铜层叠板的样品。需要说明的是，每个样品长度均为MD方向156mm、TD方向160mm。

＜环境变化试验＞

对上述样品进行蚀刻处理、加热处理和支撑膜的剥离处理。另外，不对未粘合支撑膜的样品进行支撑膜的剥离处理。

对于蚀刻处理而言，在将三氯化铁溶液加热至40℃浸渍20分钟的条件下进行，然后，在23℃、50RH％的条件下放置24小时。另外，加热试验在150℃、30分钟的条件下进行，然后，在23℃、50RH％的条件下放置24小时。

(实施例2)

除了树脂膜采用低CTE等级的聚酰亚胺树脂(厚度：38μm，日本东丽-杜邦公司制造：Kapton150ENA)以外，与实施例1同样地进行试验。

(实施例3)

除了树脂膜采用通常CTE等级的聚酰亚胺树脂(厚度：35μm，宇部兴产株式会社制：Upilex35SGA)以外，与实施例1同样地进行试验。

(实施例4)

除了树脂膜采用低CTE等级的聚酰亚胺树脂(厚度：35μm，宇部兴产株式会社制：Upilex35SGAV1)以外，与实施例1同样地进行试验。

(比较例1)

除了作为支撑膜在聚酰亚胺树脂面的一侧使用热收缩率规格分别为0.3～0.5％的现有的PET薄膜以外，与实施例1同样地进行试验。

(比较例2)

除了作为支撑膜在聚酰亚胺树脂面的一侧使用热收缩率规格分别为0.3～0.5％的现有的PET薄膜以外，与实施例2同样地进行试验。

(比较例3)

除了作为支撑膜在聚酰亚胺树脂面的一侧使用热收缩率规格分别为0.3～0.5％的现有的PET薄膜以外，与实施例3同样地进行试验。

(比较例4)

除了作为支撑膜在聚酰亚胺树脂面的一侧使用热收缩率规格分别为0.3～0.5％的现有的PET薄膜以外，与实施例4同样地进行试验。

(尺寸稳定试验结果)

将各环境变化中的基于试验前尺寸的尺寸变化率(％)之差示于表1中。具体而言，根据进行蚀刻处理、加热处理和支撑膜的剥离处理前后各样品在MD方向、TD方向的尺寸测定值，分别求出尺寸变化率(％)，并分别求出实施例、比较例的各样品的尺寸变化率(％)与未层叠支撑膜的样品的尺寸变化率(％)之差。需要说明的是，尺寸测定需要使用能够以0.3μm以下的分辨率测定长度的精密测长器，使用了大日本网屏制造(株)制造的精密自动测长机DR-5000。

[表1]

根据表1可知，在任意树脂膜中，层叠收缩率为0.1％以下的支撑膜的实施例的带支撑膜的柔性覆铜层叠板的尺寸变化率(％)与未层叠PET薄膜的柔性覆铜层叠板的尺寸变化率(％)之差在TD方向和MD方向均小于比较例。

由此可知，对于使用收缩率为0.1％以下的支撑膜的实施例中的带支撑膜的柔性覆铜层叠板而言，支撑膜的粘合对尺寸变化的影响小。因此，对于使用收缩率为0.1％以下的支撑膜的柔性铜布线板的制造方法而言，能够在提高制造工序中的处理强度的状态下进行制造，而且每批的偏差与在未粘合支撑膜的情况下制造的柔性铜布线板同样小。因此，可知本发明的柔性铜布线板的制造方法是成品率高、生产性极高的制造方法。

另一方面，比较例的层叠收缩率为0.3～0.5％的现有的支撑膜的带支撑膜的柔性覆铜层叠板的尺寸变化率(％)与无支撑膜的尺寸变化率(％)之差表现出与实施例相比更大的值。因此，可知当使用收缩率大的支撑膜时，柔性铜布线板的尺寸大幅地变化。

由此，可以推断在使用未管理收缩率的支撑膜制造柔性铜布线板的情况下，柔性铜布线板的尺寸变化率的偏差增大。因此，考虑到与使用收缩率为0.1％以下的支撑膜的制造方法相比，在使用未管理收缩率的支撑膜的制造方法中观察不到工序前后尺寸变化率的相关性，可知是生产性低的制造方法。

附图标记的说明

1 铜板；

2 树脂膜；

3 支撑膜；

4 粘合层。

Claims (8)

1.一种柔性铜布线板的制造方法，其中，在树脂膜的一面形成有铜布线，所述柔性铜布线板的制造方法具备：

柔性覆铜层叠板形成工序，在所述树脂膜的一面层叠铜，

带支撑膜的柔性覆铜层叠板形成工序，在所述树脂膜的另一面上，通过粘合层层叠作为支撑膜的双轴延伸膜，

铜布线形成工序，蚀刻所述铜而形成所述铜布线，

加热工序，加热所述带支撑膜的柔性覆铜层叠板，以及，

剥离工序，剥离所述支撑膜；

作为所述支撑膜，使用各延伸方向上的150℃×30分钟后的热收缩率分别为0.1％以下的所述双轴延伸膜。

2.如权利要求1所述的柔性铜布线板的制造方法，其中，所述支撑膜是双轴延伸聚酯。

3.如权利要求1或2所述的柔性铜布线板的制造方法，其中，所述树脂膜是聚酰亚胺膜。

4.如权利要求1～3中任一项所述的柔性铜布线板的制造方法，其中，所述支撑膜的厚度为所述树脂膜厚度的0.4倍以上且3.4倍以下。

5.如权利要求1～4中任一项所述的柔性铜布线板的制造方法，其中，还具备：

尺寸变化预测工序，测定所述带支撑膜的柔性覆铜层叠板在规定条件下的尺寸变化的实测值，将所述实测值作为所述柔性铜布线板的尺寸变化的预测值。

6.如权利要求5所述的柔性铜布线板的制造方法，其中，所述规定条件为蚀刻处理和/或加热处理。

7.一种带支撑膜的柔性覆铜层叠板，其中，在所述柔性覆铜层叠板的树脂膜的一面层叠有铜，在所述柔性覆铜层叠板的树脂膜的另一面上，通过粘合层层叠有作为支撑膜的双轴延伸膜，

所述双轴延伸膜的各延伸方向上的150℃×30分钟后的热收缩率分别为0.1％以下。

8.一种柔性布线基板，其使用了权利要求7所述的带支撑膜的柔性覆铜层叠板。