JP2003188495A - プリント配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微細配線加工品でも十分な絶縁信頼性を有す
る、２層ポリイミドメタライジング基板の製造方法を提
供する。 【解決手段】 ポリイミド樹脂フィルムの片面もしくは
両面に乾式成膜法で形成された、Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｔ
ａ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，およびそれらの合金
である第１金属層と、その上に電気めっきまたは無電解
めっきで形成された導電性を有する第２金属層を有する
金属被覆ポリイミドフィルムに、エッチング法にてパタ
ーンが形成されているプリント配線基板において、エッ
チング後に、過マンガン酸カリウム、重クロム酸カリウ
ム、過酸化水素から選ばれる少なくとも１種の酸化剤に
より、エッチング表面を酸化処理することを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線板、
フレキシブルプリント基板、ＴＡＢテープ、ＣＯＦテー
プ等の電子部品の素材となるプリント配線基板の製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリイミド樹脂は、優れた耐熱性を有
し、また機械的、電気的および化学的特性においても他
のプラスチック材料に比べ遜色のないことから、例えば
プリント配線板（ＰＷＢ）、フレキシブルプリント基板
（ＦＰＣ）、テープ自動ボンディング用テープ(ＴＡＢ
テープ)、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ）等の電
子部品用の絶縁基板材料として多用されている。

【０００３】このようなＰＷＢ、ＦＰＣ、ＴＡＢまたは
ＣＯＦテープは、ポリイミドフィルムの少なくとも片面
に金属導体層として主に銅を被覆した金属被覆ポリイミ
ド基板を加工することによって得られている。

【０００４】この金属被覆ポリイミド基板には、ポリイ
ミドフィルムと金属箔とを接着剤で接合した３層基板
と、ポリイミドフィルムに直接金属層を形成した２層基
板とがあり、現在では接合界面の密着性が高く、かつポ
リイミドフィルムならびに金属層の厚みを自由にできる
２層基板が注目されている。またメタライジング法によ
る２層基板は、金属−ポリイミド界面が非常に平滑であ
るため、特に微細配線ピッチに適しているとされてい
る。

【０００５】しかしながら、最近の、高密度実装にとも
なう配線の微細化により、プリント配線基板の絶縁信頼
性が重要な管理項目になってきており、恒温恒湿バイア
ス試験（HHBT試験）が実施されている。

【０００６】このような状況下で、メタライジング２層
基板は、ポリイミド樹脂表面を改質し、第１金属層との
密着力を高めているため、ポリイミドと第１金属層との
結合力が強くエッチング処理を行った後も、極僅かに金
属成分がポリイミド表面に残留しイオンマイグレーショ
ンを起こしやすいとされている。

【０００７】たとえば、８５℃−８５％Ｒ．Ｈ．の恒温
恒湿槽内で、電圧６０ＶでのＨＨＢＴ試験を行った場
合、通常、配線ピッチ４０μｍでは所定の絶縁抵抗値に
対し、１０００時間以上の絶縁信頼性を確保できるのに
対し、配線ピッチを３０μｍとした場合には、絶縁信頼
性を１０００時間以下しか保持できないというのが実状
であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記課題を解決するた
め、本発明の目的は、微細配線加工品でも十分な絶縁信
頼性を有する、２層銅ポリイミドメタライジング基板の
製造方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の方法は、ポリイミド樹脂フィルムの片面も
しくは両面に乾式成膜法で形成された第１金属層と、そ
の上に電気めっきまたは無電解めっきで形成された導電
性を有する第２金属層を有する金属被覆ポリイミドフィ
ルムに、エッチング法によりパターンを形成するプリン
ト配線基板の製造方法において、配線基板のエッチング
後に、酸化剤により洗浄し、エッチング表面を酸化処理
することを特徴とする。

【００１０】前記乾式成膜法で形成される第１金属層
は、Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，
Ｃｏ，から選ばれる少なくとも１種、あるいは、それら
の合金であることが好ましい。

【００１１】また、前記酸化剤として、過マンガン酸カ
リウム、重クロム酸カリウム、過酸化水素から選ばれる
少なくとも１種を含む酸化剤を使用することを特徴とす
るプリント配線基板の製造方法である。

【００１２】

【発明の実施の形態】前述したように、メタライジング
２層基板は、ポリイミド基板をヒドラジン処理またはプ
ラズマ処理などによって、ポリイミド表面を改質し活性
化させ、第一金属層との結合を確保することが行われて
いる。この結合力が強いため、メタライジング２層基板
では、実用に耐えうるピール強度が発現する。

【００１３】しかしながら、パターンをエッチングで形
成した後、リードとリードの間スペース部分には、エッ
チングやその後の洗浄工程を通しても、ポリイミドと直
接結合している極微量の第一金属層の金属成分がポリイ
ミドの表層部に残留すると考えられている。本発明者ら
は、この表層に残留する金属成分が、HHBT試験を行った
場合にマイグレーションを起こす原因の一つであると推
定した。

【００１４】そこで、本発明者らは種々の表面処理方法
を検討した結果、エッチングにて表層に残留する金属成
分を完全に除去する方法を採用するよりは、酸化剤によ
って、残留金属イオン成分を選択的に酸化処理する方が
有効であることを見いだしたのである。

【００１５】すなわち、前記課題を解決するために、メ
タライジング２層基板に、エッチング法にてパターンが
形成されているプリント配線基板において、エッチング
後に酸化剤により、エッチング表面を洗浄処理する方法
を提供するものである。本発明において絶縁基板材料と
して用いられるポリイミドフィルムは、例えば東レ・デ
ュポン社製のカプトンV、VN，E，EN，宇部興産製のUpil
ex-S，鐘淵化学工業株式会社製のアピカルなど、市販の
硬化フィルムである。

【００１６】また、乾式めっきは、抵抗加熱蒸着、イオ
ンプレーティング蒸着、スパッタリング蒸着などの手法
を用い行うことができる。

【００１７】ポリイミド改質層の形成方法として、薬品
による化学処理あるいは、プラズマ処理等の物理処理を
採用することができるが、そのいずれかに限定するもの
ではない。

【００１８】さらにポリイミドフィルム上に形成される
第１金属層の材質としては、Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｔａ，
Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，等の金属、あるいは、そ
れらの合金、また、それらの酸化物等が積層されていて
も良い。

【００１９】また、エッチング後の表面の酸化処理にを
行う洗浄剤としては、過マンガン酸カリウム、重クロム
酸カリウム、過酸化水素等が挙げられ、これらを含む酸
化剤を使用することができる。

【００２０】以下実施例により、具体的方法を説明す
る。

【００２１】

【実施例】（実施例１）厚さ２５μｍのポリイミドフィ
ルム（東レ・デュポン社製 製品名「カプトン１００Ｅ
Ｎ」）の片面を、30%ヒドラジン-KOH水溶液中で60秒間
処理した。その後、純水中で10分間洗浄し室温で乾燥さ
せた。乾燥後、真空蒸着装置内に載置し、1×10^-6 Torr
に真空排気後、Ｎｉを１０ｎｍ蒸着し、さらに、めっき
法で銅を８μｍ成膜して金属被覆ポリイミド基板を得
た。

【００２２】得られた基板を、塩化第二鉄溶液４０°Ｂ
ｅ（ボーメ）を用い、４０μｍピッチ（ライン幅２０μ
ｍ、スペース幅２０μｍ）の櫛形パターン（図１）に加
工し、３５℃の、過マンガン酸カリウム０．５ｗｔ％、
水酸化カリウム０．５ｗｔ％水溶液で洗浄した後、水
洗、乾燥し、クリーンルーム内に設置された、８５℃−
８５％Ｒ．Ｈ．の雰囲気の恒温恒湿槽内で、サンプルに
６０Ｖのバイアスをかけ、絶縁信頼性試験を行った。結
果を表１に示す。

【００２３】（実施例２）櫛形パターンを２５μｍピッ
チ（ライン幅２０μｍ、スペース幅２０μｍ）の櫛形パ
ターンとした以外は、実施例１と同様に、恒温恒湿槽内
で絶縁信頼性試験を行った。結果を表１に示す。

【００２４】（実施例３）前記ポリイミドフィルムの片
面を、真空蒸着装置に設置し、プラズマ処理後、スパッ
タリングにて、Ｎｉを１０ｎｍ蒸着し、さらに、めっき
法で銅を８μｍ成膜して金属被覆ポリイミド基板を得
た。得られた基板を、２５μｍピッチ（ライン幅２０μ
ｍ、スペース幅２０μｍ）の櫛形パターンに加工し、以
後実施例１と同様に、恒温恒湿槽内で絶縁信頼性試験を
行った。結果を表１に示す。

【００２５】（実施例４）前記ポリイミドフィルムの片
面を、真空蒸着装置に設置し、プラズマ処理後、スパッ
タリングにて、Ｃｒを１０ｎｍ蒸着し、さらに、めっき
法で銅を８μｍ成膜して金属被覆ポリイミド基板を得
た。得られた基板を、２５μｍピッチ（ライン幅２０μ
ｍ、スペース幅２０μｍ）の櫛形パターンに加工し、以
後実施例１と同様に恒温恒湿槽内で、絶縁信頼性試験を
行った。結果を表１に示す。

【００２６】（実施例５）前記ポリイミドフィルムの片
面を、真空蒸着装置に設置し、プラズマ処理後、スパッ
タリングにて、ＮｉＣｒ合金を１０ｎｍ蒸着し、さら
に、めっき法で銅を８μｍ成膜して金属被覆ポリイミド
基板を得た。得られた基板を、２５μｍピッチ（ライン
幅２０μｍ、スペース幅２０μｍ）の櫛形パターンに加
工し、以後実施例１と同様に恒温恒湿槽内で絶縁信頼性
試験を行った。結果を表１に示す。

【００２７】（実施例６）実施例５と同様に金属被覆ポ
リイミド基板を得、得られた基板を、２５μｍピッチ
（ライン幅２０μｍ、スペース幅２０μｍ）の櫛形パタ
ーン（図１）に加工し、過酸化水素１０．０ｗｔ％、硫
酸２．０ｗｔ％水溶液で洗浄した後、水洗、乾燥し、ク
リーンルーム内に設置された、８５℃−８５％Ｒ．Ｈ．
の雰囲気の恒温恒湿槽内で、サンプルに６０Ｖのバイア
スをかけ、絶縁信頼性試験を行った。

【００２８】結果を表１に示す。

【００２９】（実施例７）厚さ２５μｍのポリイミドフ
ィルム（宇部興産社製 製品名「ユーピレックス−
Ｓ」）を使用した以外は、実施例５と同様に金属被覆ポ
リイミド基板を得、櫛形パターンに加工し、恒温恒湿槽
内で、絶縁信頼性試験を行った。結果を表１に示す。

【００３０】（実施例８）厚さ２５μｍのポリイミドフ
ィルム（鐘淵化学社製 製品名「アピカルＨＰ」）を使
用した以外は、実施例５と同様に金属被覆ポリイミド基
板を得、櫛形パターンに加工し、恒温恒湿槽内で、絶縁
信頼性試験を行った。結果を表１に示す。

【００３１】（比較例１）櫛形パターンに加工後、過マ
ンガン酸カリウム０．５ｗｔ％、水酸化カリウム０．５
ｗｔ％水溶液で洗浄しなかったこと以外は実施例１と同
様に金属被覆ポリイミド基板を得、櫛形パターンに加工
し、雰囲気の恒温恒湿槽内で、絶縁信頼性試験を行っ
た。結果を表１に示す。

【００３２】（比較例２）櫛形パターンを３０μｍピッ
チ（ライン幅１５μｍ、スペース幅１５μｍ）に加工し
たこと以外は比較例１と同様にして、恒温恒湿槽内で、
絶縁信頼性試験を行った。結果を表１に示す。

【００３３】（比較例３）厚さ２５μｍのポリイミドフ
ィルム（東レ・デュポン社製 製品名「カプトン１００
ＥＮ」）の片面を、真空蒸着装置に設置し、プラズマ処
理後、スパッタリングにて、Ｎｉを１０ｎｍ蒸着し、さ
らに、めっき法で銅を８μｍ成膜して金属被覆ポリイミ
ド基板を得た。得られた基板を、４０μｍピッチ（ライ
ン幅１５μｍ、スペース幅１５μｍ）の櫛形パターンに
加工した後、比較例１と同様に恒温恒湿槽内で、絶縁信
頼性試験を行った。結果を表１に示す。

【００３４】（比較例４）櫛形パターンを２５μｍピッ
チ（ライン幅１５μｍ、スペース幅１５μｍ）の櫛形パ
ターンに加工した以外は、比較例３と同様に恒温恒湿槽
内で、絶縁信頼性試験を行った。結果を表１に示す。

【００３５】表１に示すように、本発明の実施例１〜８
においては、１０００時間経過後も絶縁不良判定基準で
ある１×１０⁴Ωを大きく上回る絶縁抵抗値が得られ
た。表中の絶縁抵抗値は１０００時間経過時の絶縁抵抗
値である。一方、比較例２，４においてはそれぞれ２５
０時間、３００時間経過時に絶縁不良判定基準である１
×１０⁴Ωに抵抗値が低下した。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるエッ
チング後の表面の酸化剤による洗浄処理によって、表面
にわずかに残留する金属イオンを酸化させ、イオンマイ
グレーションを抑制することで、微細配線時もすぐれた
絶縁信頼性を有する、メタライジング銅ポリイミド配線
基板が製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例、比較例において絶縁信頼性
試験に用いた櫛形パターンである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E351 AA04 AA16 BB01 BB23 BB24 BB32 BB33 BB38 CC01 CC06 DD04 DD11 DD14 DD17 DD19 GG01 4K057 WA01 WB01 WB02 WB03 WB04 WB08 WE08 WK01 WN01 5E339 AA02 AB02 AD01 AD03 BC01 BC02 BD03 BD05 BD08 BD11 BE13 EE10 GG10 5E343 AA02 AA18 AA33 AA39 BB16 BB24 BB35 BB38 BB39 BB43 BB44 BB45 BB52 BB71 CC45 CC47 CC48 DD22 DD33 DD43 DD76 DD80 EE02 EE15 GG01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリイミド樹脂フィルムの片面もしくは
   両面に乾式成膜法で形成された第１金属層と、第１金属
   層上に電気めっきまたは無電解めっきで形成された導電
   性を有する第２金属層とを有する金属被覆ポリイミドフ
   ィルムに、エッチング法によってパターンを形成するプ
   リント配線基板の製造方法において、前記エッチング後
   にエッチング表面を酸化剤による洗浄処理を行うことを
   特徴とするプリント配線基板の製造方法。
2. 【請求項２】 第１金属層が、Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｔ
   ａ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，から選ばれる少なく
   とも１種、あるいは前記金属からなる合金であることを
   特徴とする請求項１記載のプリント配線基板の製造方
   法。
3. 【請求項３】 前記酸化剤が、過マンガン酸カリウム、
   重クロム酸カリウム、過酸化水素から選ばれる少なくと
   も１種を含む酸化剤であることを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載のプリント配線基板の製造方法。