JP2004031588A - フレキシブルプリント配線用基板 - Google Patents
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Abstract
【課題】高温長期間および高温高湿の耐久性が高く、熱や応力が加わっても密着強度の高い金属導体層を持つ、２層型フレキシブルプリント配線用基板を提供する。
【解決手段】プラスチックフィルム１の片面または両面に、金属蒸着層２，３，４を設け、該金属蒸着層上に導電性金属層５を積層してなるフレキシブルプリント配線用基板において、該金属蒸着層がプラスチックフィルム側から順に、ＮｉとＣｒを主成分とする層２とＮｉとＣｕを主成分とする層３とＣｕを主成分とする層４の少なくとも３層が積層された構造からなることを特徴とするフレキシブルプリント配線用基板。
【選択図】 図１
【解決手段】プラスチックフィルム１の片面または両面に、金属蒸着層２，３，４を設け、該金属蒸着層上に導電性金属層５を積層してなるフレキシブルプリント配線用基板において、該金属蒸着層がプラスチックフィルム側から順に、ＮｉとＣｒを主成分とする層２とＮｉとＣｕを主成分とする層３とＣｕを主成分とする層４の少なくとも３層が積層された構造からなることを特徴とするフレキシブルプリント配線用基板。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属蒸着層／導電性金属層積層フィルムによるフレキシブルプリント配線用基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フレキシブルプリント配線用基板として、プラスチックフィルムに接着剤層を介して導体層としての銅箔を貼り合せた３層構造のフレキシブルプリント配線用基板が知られている。この３層構造タイプのフレキシブルプリント配線用基板は、用いられる接着剤の耐熱性がプラスチックフィルムより劣るため、加工後の寸法精度が低下するという問題があり、また用いられる銅箔の厚さが通常１０μｍ以上であるため、ピッチの狭い高密度配線用のパターニングが難しいという欠点もあった。 一方、プラスチックフィルム上に接着剤を用いることなく、湿式めっき法や乾式めっき法（例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法など）により、導体層としての金属層を形成させた２層構造タイプのフレキシブルプリント配線用基板も知られている。この２層構造タイプのフレキシブルプリント配線用基板は、導体層を１０μｍよりも薄くすることができるため高密度配線が可能であるが、過酷な熱負荷試験（例えば、温度８５℃、湿度８５％、１０００時間）を行ったり、スズ、ニッケル、はんだ、または金などの無電解めっき処理を行うと、プラスチックフィルムと導体層との間の密着力が低下してしまうという欠点があった。 また、配線を施した２層構造タイプのフレキシブルプリント配線用基板にＩＣを実装する際に、スズ、はんだ、金またはこれらの共晶体などが導体層とプラスチックフィルムの間、特にＮｉとＣｒを主成分とする層と銅層との間に潜り込むことがあるという欠点があった。このように熱負荷後や無電解めっき処理後の２層構造タイプのプリント配線用基板の界面の密着性が低下する原因は明らかではないが、導体層としての銅箔の酸化や後に行う無電解めっき工程で用いられる還元性の処理液により界面で発生する化学反応、またはＩＣ実装時に基板に加わる熱および応力が原因ではないかと考えられている。
【０００３】
これらの課題を解決するために、特公平６−００９３０８号公報にあるようにプラスチックフィルム上にＮｉやＣｒなどからなる金属蒸着層をスパッタ法などにより形成し、その上にＣｕなどをスパッタ法などにより形成し、さらにＣｕを電気めっき法により形成したフレキシブルプリント配線用基板が用いられているが、前記課題を完全に解決させているとは言い難い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、プラスチックフィルムと該プラスチックフィルム上の導体層、およびこれらの界面が、無電解めっき等の工程で使用される薬品の作用や熱負荷に十分に耐え得るように形成され、熱負荷後の密着耐久性はもとより、無電解めっき後における導体層（導電性金属層）と基板との間の界面の密着性が優れており、ＩＣ実装の際に熱や応力が加わっても界面にスズ、はんだ、金またはこれらの共晶体などが導体層（導電性金属層）とプラスチックフィルムの間に潜り込むことのない、密着性と耐久性に優れたフレキシブルプリント配線用基板を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するため本発明に係るフレキシブル配線用基板は、すなわち、プラスチックフィルムの片面または両面に、金属蒸着層を設け、該金属蒸着層上に導電性金属層を積層してなるフレキシブルプリント配線用基板において、該金属蒸着層がプラスチックフィルム側から順に、ＮｉとＣｒを主成分とする層とＮｉとＣｕを主成分とする層とＣｕを主成分とする層の少なくとも３層が積層された構造からなることを特徴とするフレキシブルプリント配線用基板である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のフレキシブルプリント配線用基板について詳述する。
【０００７】
本発明のフレキシブルプリント配線用基板の好適例の構造を図１に示す。図１は、本発明のフレキシブルプリント配線用基板の好適例を示す断面図である。図１において、プラスチックフィルム１の片側の面にＮｉとＣｒを主成分とする金属蒸着層２が積層され、さらにその上にＮｉとＣｕを主成分とする金属蒸着層３が積層され、さらにその上にＣｕを主成分とする金属蒸着層４が積層されている。そして、その上にさらに導電性金属層５が積層されている。
【０００８】
本発明で用いられる基材としてのプラスチックフィルムを例示すると、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポリエチレン−α，β−ビス（２−クロルフェノキシエタン−４，４′−ジカルボキシレート）などのポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、芳香族ポリアミド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリパラジン酸、ポリオキサジアゾールおよびこれらのハロゲン基置換体あるいはメチル基置換体からなるフィルム等が挙げられる。また、プラスチックフィルムは、これらの共重合体や、他の有機重合体を含有するものであっても良い。これらのプラスチックフィルムに公知の添加剤、たとえば、滑剤や可塑剤などが添加されていても良い。
【０００９】
本発明では、上記のプラスチックフィルム中、下記式の繰返し単位を８５モル％以上含むポリマーを溶融押出しして得られる未延伸フィルムを、二軸方向に延伸配向して機械特性を向上せしめたフィルムが特に好ましく使用される。
【００１０】
【化１】
（但し、ＸはＨ、ＣＨ３、Ｆ、ＣＩ基を示す）。また、下記式の繰返し単位を５０モル％以上含むポリマーからなり、湿式あるいは乾湿式製膜したフィルム、あるいは該フィルムを二軸延伸および／または熱処理せしめたフィルムも好ましく使用される。
【００１１】
【化２】
（ここで、ＸはＨ，ＣＨ３、Ｆ、ＣＩ基、ｍ，ｎは０〜３の整数を示す）。
【００１２】
上記のような繰返し単位を含むポリマーからなるプラスチックフィルムは、特に耐熱安定性と耐湿安定性に優れウエットエッチング工程における寸法変化が小さい。 基材であるプラスチックフィルムの厚さは、好ましくは６〜１２５μｍ程度のものが多用され、特に１２〜５０μｍの厚さが好適である。プラスチックフィルムが薄すぎると、強度が足りなくて金属蒸着や配線加工が困難になったり補強フィルムを必要とする問題が起こりやすく、また、厚すぎると折り曲げ性が損なわれることで好ましくない。
【００１３】
本発明では、電気めっき法等で厚膜の導電性金属層を形成するに先立って、プラスチックフィルムの片面または両面に、真空蒸着またはスパッタ法等により金属蒸着層を形成する。この金属蒸着層は、ＮｉとＣｒを主成分とする層と、ＮｉとＣｕを主成分とする層と、Ｃｕを主成分とする層の少なくとも３層からなる。これら３層の金属蒸着層は、プラスチックフィルム／ＮｉとＣｒを主成分とする層／ＮｉとＣｕを主成分とする層／Ｃｕを主成分とする層、の順に積層されている。これによって低抵抗でしかも屈曲性に富む層を形成することができる。
【００１４】
ＮｉとＣｒを主成分とする層は、前記したように、真空蒸着法やスパッタ法などで形成することができる。層の厚さは成膜速度とフィルムの搬送速度を調節することで制御することができる。ＮｉとＣｒの比率については、真空蒸着の場合はそれぞれの蒸着源の蒸発速度を制御することで自由に決定することができる。また、スパッタ法の場合は、ＮｉとＣｒのターゲットを別々に用意してそれぞれのスパッタ速度を制御しても良いし、任意の組成比を持つ混合ターゲットを用意しても制御することができる。安定した層厚・層内の組成比が得られることから、組成比を決めた混合ターゲットでスパッタ法を用いることが好ましい。
【００１５】
ＮｉとＣｒを主成分とする層のＮｉとＣｒの組成比は、特に限定するものではないが、Ｃｒが３〜２０重量％程度入っていることが好ましい。Ｃｒがこれより少ないと導電性金属層とプラスチックフィルムの密着力が低下したり、配線パターン後の薬液処理に対する耐久性が低下しやすくなるので好ましくない。また、これより多いと配線パターンを形成した後にＮｉＣｒが残存しやすく、配線間の絶縁が不足し、好ましくない。
【００１６】
前記ＮｉとＣｒを主成分とする金属蒸着層の次に、ＮｉとＣｕを主成分とする金属蒸着層を設ける。形成方法、層厚、組成の制御方法は前記ＮｉとＣｒを主成分とする層と同様に行うことができる。
【００１７】
ＮｉとＣｕを主成分とする層のＮｉとＣｕの組成比は、特に限定するものではないが、後述するように、３層の金属蒸着層間で徐々に構成金属元素が入れ替わるために、Ｃｕが２０〜８０重量％入っていることが好ましい。より好ましくは２５〜５０％である。これよりＣｕが多くても少なくても本発明の課題を達成することが難しくなる。
【００１８】
ＮｉとＣｒを主成分とする層の厚さとＮｉとＣｕを主成分とする層の厚さの合計は１００オングストローム以上であることが好ましい。これより薄いと、本発明の課題を達成することが難しくなる。上記２層の金属蒸着層の厚さの合計はより好ましくは１００〜４００オングストロームである。厚さはイオンビームでエッチングしながらＳＩＭＳ（二次イオン質量分析法）やオージェ電子分光法で元素分析することで測定することができる。また、製造においては、より厚く成膜した上で電子顕微鏡で断面の厚さを測定し、時間を短縮するなどして所望の厚さに調整することができる。
【００１９】
前記ＮｉとＣｕを主成分とする金属蒸着層の次に、Ｃｕを主成分とした金属蒸着層を設ける。該金属蒸着層の厚みは、好ましくは１００〜３０００オングストローム、より好ましくは３００〜１２００オングストローム、さらに好ましくは４００〜１０００オングストロームである。銅を主成分とした金属蒸着層の膜厚が１００オングストロームよりも薄い場合は、金属の電気めっき工程で銅膜が溶出しやすく、また３０００オングストロームよりも厚い場合は、金属の電気めっき工程後に膜がはがれやすく、生産効率も良くないので好ましくない。このＣｕを主成分とする金属蒸着層の形成方法、層厚の制御方法も前記ＮｉとＣｒを主成分とする層と同様に行うことができる。
【００２０】
以上により、本発明において金属蒸着層は、ＮｉとＣｒを主成分とする層、ＮｉとＣｕを主成分とする層、およびＣｕを主成分とする層の３つの層から構成されている。ＮｉとＣｒを主成分とする層とＣｕを主成分とする層の間に、ＮｉとＣｕを主成分とする層を挿入することで、Ｎｉ元素の比率は徐々に減少し、Ｃｕ元素の比率は徐々に増大することになる。これにより、金属蒸着層相互の密着力が増し、かつスズ、はんだ、金およびこれらの共晶体がＮｉとＣｒを主成分とする層とＣｕを主成分とする層の間に潜り込む空間を作りにくくすることができる。これにより、前記課題を解決することができる。
【００２１】
一方、核付け層としてＮｉとＣｕを用いた技術は既に開示されている。すなわち、特開平５−２５１８４４号公報には、ポリイミドフィルム上に銅ニッケル合金薄膜を形成した後に、銅薄膜を形成する技術が記載されている。しかしながら、ポリイミドフィルム上に銅ニッケル合金を直接形成する方法では、ポリイミドと銅が直接接している部分が多数存在するため、その部分からスズ、はんだ、金が潜り込みやすく前記課題を解決することができない。本発明では、ＮｉとＣｒを主成分とする層をＮｉとＣｕを主成分とする層の間に挿入することで前記課題を解決することができる。
【００２２】
前記金属蒸着層上に、より厚膜の導電性金属層（金属めっき層）を積層する。導電性金属層の積層方法には、湿式めっき、乾式めっき等があり、湿式めっきには電気めっき、無電解めっき等がある。また、乾式めっきには、真空蒸着法やスパッタ法およびそれらの改良方法等がある。中でも、数μｍの厚さを持つ導電性金属層を効率よく積層できることから電気めっき法が好ましい。電気めっき工程は、密着性を向上させるための脱脂および酸活性処理、金属ストライク、金属めっきの各工程からなる。金属蒸着層を蒸着した直後に電気めっき工程に入る場合には、脱脂および酸活性処理、金属ストライクを省略してもよい。金属蒸着層に給電する電流密度は０．２〜１０Ａ／ｄｍ２が好適で、０．５〜５Ａ／ｄｍ２がより好適である。
【００２３】
形成される導電性金属層（金属めっき層）の厚さは、０．５〜３５μｍとすることが好ましく、１．０〜２０μｍがより好適である。金属めっき層の層厚さが０．５μｍ未満では金属めっき層の信頼性が十分とはいえない。また、厚さが３５μｍを超えると膜形成に時間がかかり経済性が劣るほか、エッチング加工時に回路パターンの端部エッチングが進行しやすく、また、折り曲げによる断線の恐れがあるなど品質面でも好ましくない。目的とする回路の電流密度によっても異なるが、加工作業性、品質の面から厚さは１．０〜２０μｍ程度がより好適である。
【００２４】
めっきの条件は、めっき浴の組成、電流密度、浴温、撹拌条件などにより異なるが、特に制限はない。めっき浴は、硫酸銅浴、ピロりん酸銅浴、シアン化銅浴、スルファミン酸ニッケル浴、スズ−ニッケル合金めっき浴、銅−スズ−亜鉛合金めっき浴、スズ−ニッケル−銅合金めっき浴などが好ましいが、これらに限られるものではない。エッチング後、端子部にシアン化金めっき、シアン化銀めっき、ロジウムめっき、パラジュウムめっきなどの貴金属めっきを補足形成させても良い。
【００２５】
次いで、本発明のフレキシブルプリント配線用基板には、エッチングによってパターンがを形成されるが、具体的には金属の不要部分を化学反応で溶解除去し、所定の電気回路図形を形成する。エッチング液としては、塩化第二銅、塩化第二鉄、過硫酸塩類、過酸化水素／硫酸、アルカリエンチャントなどの水溶液などが使用できる。また、パターンとして残すべき金属の必要部分は、写真法やスクリーン印刷法で有機化合物系レジストを被覆させるか、または異種金属系レジストをめっきし保護して、金属の溶解を防止する。本発明の特徴は、よりファインなパターンを形成でき、しかも製品の繰返し屈曲、各種環境試験に十耐えるものを形成できる。
【００２６】
本発明のフレキシブルプリント配線用基板は、電子計算機、端末機器、電話機、通信機器、計測制御機器、カメラ、時計、自動車、事務機器、家電製品、航空機計器、医療機器などのあらゆるエレクトロニクスの分野に活用できる。またコネクター、フラット電極などへの適用も可能である。
【００２７】
【実施例】
以下、実施例によって本発明のフレキシブルプリント配線用基板について詳述する。実施例中の各特性値の測定は、次の測定法に従って行なった。
（ａ） 引きはがし強度：ＪＩＳ・Ｃ６４８１（１８０度ピール）に準じて評価を行なった。
（ｂ） 常態引き剥がし密着力：上記評価を、パターン形成後１００℃で１５分乾燥させ、常温常湿下で測定した。
（ｃ） 耐熱引き剥がし密着力：上記評価を、パターン形成後１５０℃で１０日間放置し、取り出した後、常温常湿下で測定した。
（ｄ） 高温高湿引き剥がし密着力：上記評価を、パターン形成後１２１℃１００％ＲＨで４日間放置し、取り出した後、常温常湿下で測定した。
【００２８】
また、その他の評価項目として、配線パターンに対して、折り曲げ＋４２０℃加熱＋ハンダ付け耐久試験を行った。これは、配線基板に応力と加熱を加えたハンダ付けに対する耐久性を評価したものである。ポリイミドと金属配線の間にハンダが確認できなければＯＫ、ハンダが確認されればＮＧと判定した。
【００２９】
さらに、配線パターンに対して実際にＩＣの実装を行った評価も行った。ＩＣ実装後、配線パターンを１本ずつ確認し、金属配線とポリイミドの間にＳｎやＡｕが潜り込んでいるかどうかを判断した。配線幅に対して半分以上の潜り込みが見られた配線をＮＧ、半分未満の潜り込みをＯＫとし、ＯＫ配線の全配線数における割合をパーセンテージで示して評価した。これがＯＫ配線の率である。実際の使用においては、ＯＫ配線の率が１００％であることが必要であるが、実装条件をより厳しくした場合はＯＫ配線の率が１００％未満でも相対的に高いＯＫ配線率を持つものを良好と判定した。
【００３０】
（実施例１）
厚さ３８μｍのポリイミドフィルム“カプトン”ＥＮ（米国デュポン社の登録商標）の片面に、プラズマ処理を実施した。プラズマ処理は、２ｍＰａの真空度にした真空チャンバー中で、窒素ガスを１．６Ｐａまで導入し、１．１ｋＷのＲＦ電力で行った。次いで、クロム２０％ニッケル８０％のターゲットを用いて、ポリイミドフィルムのプラズマ処理面上にスパッタ蒸着し厚さ３０オングストロームのニッケルクロム蒸着層を形成し、ＮｉとＣｒを主成分とする金属蒸着層とした。さらにニッケル６５％銅３５％のターゲットを用いて、前記ニッケルクロム蒸着層上にスパッタ蒸着し、厚さ１００オングストロームのニッケル銅蒸着層を形成し、ＮｉとＣｕを主成分とする金属蒸着層とした。さらに純度９９．９９％の銅を、ＮｉとＣｕを主成分とする金属蒸着層の上にスパッタ蒸着し厚さ８００オングストロームの銅蒸着層を形成した。その後、厚さ８μｍの電気銅めっきを行い、金属蒸着層上に導電性金属層を形成した。得られたフレキシブルプリント配線用基板の引き剥がし密着力の測定結果を表１に示した。常態密着力、耐熱引き剥がし密着力、高温高湿引き剥がし密着力において、良好な結果を示した。また、このフレキシブルプリント配線用基板の金属層をエッチングし、幅１ｍｍの配線パターンを作製した。この配線パターンに対して、折り曲げ＋４２０℃加熱＋ハンダ付けを行ったところ、ポリイミドフィルムと金属層の間へのハンダの潜り込みは観察されなかった。
【００３１】
また、このフレキシブルプリント配線用基板の金属層をエッチングし、幅３０μｍ、スペース４０μｍの配線パターンを作製した。この配線パターンに対して、無電解Ｓｎめっきを施し、厚さ０．２μｍのＳｎめっき層を形成した。この配線パターンと金バンプを持ったＩＣを（株）新川製のボンディング装置ＩＬＴ−１１０を用いてＩＣ実装したところ、３００本の配線パターン全てにおいて銅層とポリイミドフィルムの間にＳｎやＡｕは見られず、正常に実装できた。このときの実装条件は、ツール温度３７０℃、ステージ温度４４５℃、実装時間１秒、フォーミング量５０μｍであった。さらにステージ温度に対するマージンを見るため、ステージ温度を４８５℃に上げて同様にＩＣ実装したところ、３００本の配線パターンのうち７０％の配線で正常に実装できたが、残り３０％の配線にはＳｎとＡｕの潜り込みが観察された。以上の結果を表２に示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
（実施例２）
実施例１と同様にプラズマ処理したポリイミドフィルム上に、クロム５％ニッケル９５％のターゲットを用いてスパッタ蒸着し、厚さ１００オングストロームのニッケルクロム蒸着層を形成しＮｉとＣｒを主成分とする金属蒸着層とした。さらにニッケル６５％銅３５％のターゲットを用いて、前記ニッケルクロム蒸着層上にスパッタ蒸着し、厚さ１００オングストロームのニッケル銅蒸着層を形成し、ＮｉとＣｕを主成分とする金属蒸着層とした。さらに純度９９．９９％の銅をＮｉとＣｕを主成分とする金属蒸着層の上にスパッタ蒸着し厚さ８００オングストロームの銅蒸着層を形成し、金属蒸着層とした。その後、厚さ８μｍの電気銅めっきを行い、金属蒸着層上に導電性金属層を形成し、フレキシブルプリント配線用基板を作製した。実施例１と同様に、引き剥がし密着力の測定を行ったところ、表１の結果を得た。実施例１と比較してほぼ同じ結果となった。
【００３４】
また、このフレキシブルプリント配線用基板の金属層をエッチングし、幅１ｍｍの配線パターンを作製した。この配線パターンに対して、折り曲げ＋４２０℃加熱＋ハンダ付けを行ったところ、ポリイミドフィルムと金属層の間へのハンダの潜り込みが観察されず、実施例１と同様の結果であることが確認された。
【００３５】
また、実施例１と同様にしてＩＣ実装を行ったところ、配線パターンの銅層とポリイミドフィルムの間のＡｕとＳｎの潜り込みは、ステージ温度４４５℃では全ての配線で確認されず、全て正常に実装できた。また、ステージ温度４８５℃では７３％の配線で正常に実装できた。結果を表２に示す。
【００３６】
（実施例３）
実施例１と同様にプラズマ処理したポリイミドフィルム上に、クロム５％ニッケル９５％のターゲットを用いてスパッタ蒸着し、厚さ１００オングストロームのニッケルクロム蒸着層を形成しＮｉとＣｒを主成分とする金属蒸着層とした。さらにニッケル６５％銅３５％のターゲットを用いて、前記ニッケルクロム蒸着層上にスパッタ蒸着し、厚さ２００オングストロームのニッケル銅蒸着層を形成し、ＮｉとＣｕを主成分とする金属蒸着層とした。さらに純度９９．９９％の銅をＮｉとＣｕを主成分とする金属蒸着層の上にスパッタ蒸着し厚さ８００オングストロームの銅蒸着層を形成し、金属蒸着層とした。その後、厚さ８μｍの電気銅めっきを行い、金属蒸着層上に導電性金属層を形成し、フレキシブルプリント配線用基板を作製した。実施例１と同様に、引き剥がし密着力の測定を行ったところ、表１の結果を得た。実施例１と比較してほぼ同じ結果となった。
【００３７】
また、このフレキシブルプリント配線用基板の金属層をエッチングし、幅１ｍｍの配線パターンを作製した。この配線パターンに対して、折り曲げ＋４２０℃加熱＋ハンダ付けを行ったところ、ポリイミドフィルムと金属層の間へのハンダの潜り込みが観察されず、実施例１と同様の結果であることが確認された。
【００３８】
また、実施例１と同様にしてＩＣ実装を行ったところ、配線パターンの銅層とポリイミドフィルムの間のＡｕとＳｎの潜り込みは、ステージ温度４４５℃では全ての配線で確認されず、全て正常に実装できた。また、ステージ温度４８５℃では８０％の配線で正常に実装できた。結果を表２に示す。
【００３９】
（実施例４）
実施例１と同様にプラズマ処理したポリイミドフィルム上に、クロム２０％ニッケル８０％のターゲットを用いてスパッタ蒸着し、厚さ３０オングストロームのニッケルクロム蒸着層を形成しＮｉとＣｒを主成分とする金属蒸着層とした。さらにニッケル６５％銅３５％のターゲットを用いて、前記ニッケルクロム蒸着層上にスパッタ蒸着し、厚さ５０オングストロームのニッケル銅蒸着層を形成し、ＮｉとＣｕを主成分とする金属蒸着層とした。さらに純度９９．９９％の銅をＮｉとＣｕを主成分とする金属蒸着層の上にスパッタ蒸着し厚さ８００オングストロームの銅蒸着層を形成し、金属蒸着層とした。その後、厚さ８μｍの電気銅めっきを行い、金属蒸着層上に導電性金属層を形成し、フレキシブルプリント配線用基板を作製した。実施例１と同様に、引き剥がし密着力の測定を行ったところ、表１の結果を得た。実施例１と比較してほぼ同じ結果となった。
【００４０】
また、このフレキシブルプリント配線用基板の金属層をエッチングし、幅１ｍｍの配線パターンを作製した。この配線パターンに対して、折り曲げ＋４２０℃加熱＋ハンダ付けを行ったところ、ポリイミドフィルムと金属層の間へのハンダの潜り込みが観察されず、実施例１と同様の結果であることが確認された。
【００４１】
また、実施例１と同様にしてＩＣ実装を行ったところ、配線パターンの銅層とポリイミドフィルムの間のＡｕとＳｎの潜り込みは、ステージ温度４４５℃では全ての配線で確認されず、全て正常に実装できた。しかし、ステージ温度４８５℃では５５％の配線で正常に実装できたが、実施例１や実施例２よりは若干劣る結果となった。結果を表２に示す。
【００４２】
（比較例１）
実施例１と同様にプラズマ処理したポリイミドフィルム上に、クロム２０％ニッケル８０％のターゲットを用いてスパッタ蒸着し、厚さ４５オングストロームのニッケルクロム蒸着層を形成し、さらに純度９９．９９％の銅をニッケルクロム蒸着層の上にスパッタ蒸着し厚さ８００オングストロームの銅蒸着層を形成し、金属蒸着層とした。その後、厚さ９μｍの電気銅めっきを行い、金属蒸着層上に導電性金属層を形成し、フレキシブルプリント配線用基板を作製した。実施例１と同様に引き剥がし密着力の測定を行ったところ、表１の結果を得た。実施例１と比較して、ほぼ同等の結果となった。また、このフレキシブルプリント配線用基板の金属層をエッチングし、幅１ｍｍの配線パターンを作製した。この配線パターンに対して、折り曲げ＋４２０℃加熱＋ハンダ付けを行ったところ、ポリイミドフィルムと金属層の間へのハンダの潜り込みが観察され、実施例１よりも劣っていることが確認された。
【００４３】
また、実施例１と同様にしてＩＣ実装を行ったところ、配線パターンの銅層とポリイミドフィルムの間のＡｕとＳｎの潜り込みが、ステージ温度４４５℃で８８％の配線で確認され、正常に実装できていなかった。結果を表２に示す。
【００４４】
（比較例２）
実施例１と同様にプラズマ処理したポリイミドフィルム上に、クロム２０％ニッケル８０％のターゲットを用いてスパッタ蒸着し、厚さ１４５オングストロームのニッケルクロム蒸着層を形成し、さらに純度９９．９９％の銅をニッケルクロム蒸着層の上にスパッタ蒸着し厚さ８００オングストロームの銅蒸着層を形成し、金属蒸着層とした。その後、厚さ８μｍの電気銅めっきを行い、金属蒸着層上に導電性金属層を形成し、フレキシブルプリント配線用基板を作製した。このフレキシブルプリント配線用基板の金属層をエッチングし、幅１ｍｍの配線パターンを作製したところ、配線間にニッケルクロム蒸着層が残留し、配線パターン間の絶縁が取れず、フレキシブルプリント配線板として不適であった。
【００４５】
（比較例３）
実施例１と同様にプラズマ処理したポリイミドフィルム上に、クロム５％ニッケル９５％のターゲットを用いてスパッタ蒸着し、厚さ７５オングストロームのニッケルクロム蒸着層を形成し、さらに純度９９．９９％の銅をニッケルクロム蒸着層の上にスパッタ蒸着し厚さ８００オングストロームの銅蒸着層を形成し、金属蒸着層とした。その後、厚さ９μｍの電気銅めっきを行い、金属蒸着層上に導電性金属層を形成し、フレキシブルプリント配線用基板を作製した。
【００４６】
実施例１と同様に引き剥がし密着力の測定を行ったところ、表１の結果を得た。各実施例と比較して、常態密着力、耐熱引き剥がし密着力および高温高湿引き剥がし密着力全てにおいて少しずつ劣っている結果となった。
【００４７】
このフレキシブルプリント配線用基板の金属層をエッチングし、幅１ｍｍの配線パターンを作製した。この配線パターンに対して、折り曲げ＋４２０℃加熱＋ハンダ付けを行ったところ、比較例１よりは少なかったものの、ポリイミドフィルムと金属層の間へのハンダの潜り込みが観察され、実施例１よりも劣っていることが確認された。
【００４８】
また、実施例１と同様にしてＩＣ実装を行ったところ、配線パターンの銅層とポリイミドフィルムの間のＡｕとＳｎの潜り込みは、ステージ温度４４５℃で９０％の配線で確認され、正常に実装できていなかった。結果を表２に示す。
【００４９】
（比較例４）
実施例１と同様にプラズマ処理したポリイミドフィルム上に、ニッケル６５％銅３５％のターゲットを用いてスパッタ蒸着し、厚さ８０オングストロームのニッケル銅蒸着層を形成し、ＮｉとＣｕを主成分とする金属蒸着層とした。さらに純度９９．９９％の銅をＮｉとＣｕを主成分とする金属蒸着層の上にスパッタ蒸着し厚さ８００オングストロームの銅蒸着層を形成し、金属蒸着層とした。その後、厚さ８μｍの電気銅めっきを行い、金属蒸着層上に導電性金属層を形成し、フレキシブルプリント配線用基板を作製した。
【００５０】
実施例１と同様に引き剥がし密着力の測定を行ったところ、表１の結果を得た。実施例１と比較して、常態引き剥がし密着力はほぼ同じ結果となったが、耐熱引き剥がし密着力および高温高湿引き剥がし密着力は少し劣る結果となった。
【００５１】
また、このフレキシブルプリント配線用基板の金属層をエッチングし、幅１ｍｍの配線パターンを作製した。この配線パターンに対して、折り曲げ＋４２０℃加熱＋ハンダ付けを行ったところ、ポリイミドフィルムと金属層の間へのハンダの潜り込みが観察されず、実施例１と同様の結果であることが確認された。
【００５２】
また、実施例１と同様にしてＩＣ実装を行ったところ、配線パターンの銅層とポリイミドフィルムの間のＡｕとＳｎの潜り込みは、ステージ温度４４５℃で２１％の配線で確認され、正常に実装できていなかった。結果を表２に示す。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、プラスチックフィルムの上に金属層を約０．５〜３５μｍの厚みに形成することができ、パターン形成、エッチング、配線、ＩＣ実装などの工程を経ても、さらに厳しい環境試験を経ても、はくり、はがれのない密着性に優れたＦＰＣ基板、ＣＯＦ基板等のフレキシブルプリント配線用基板が得られる。しかも、従来は、たとえば、銅箔の厚さの限界により１２μｍ未満のものは生産されていなかったが、０．５〜１１μｍのより薄い銅層を形成できることにより、パターン精度が向上し、より高密度、高精度の配線が可能となる。しかも、銅箔ラミネート時に発生していた折れきずやピンホールが少なく、経済性と高い品質を兼ね備えたフレキシブルプリント配線用基板が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のフレキシブルプリント配線用基板の好適例を示す断面図である。
【符号の説明】
１：プラスチックフィルム
２：金属蒸着層（ＮｉとＣｒを主成分とする層）
３：金属蒸着層（ＮｉとＣｕを主成分とする層）
４：金属蒸着層（Ｃｕを主成分とする層）
５：導電性金属層
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属蒸着層／導電性金属層積層フィルムによるフレキシブルプリント配線用基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フレキシブルプリント配線用基板として、プラスチックフィルムに接着剤層を介して導体層としての銅箔を貼り合せた３層構造のフレキシブルプリント配線用基板が知られている。この３層構造タイプのフレキシブルプリント配線用基板は、用いられる接着剤の耐熱性がプラスチックフィルムより劣るため、加工後の寸法精度が低下するという問題があり、また用いられる銅箔の厚さが通常１０μｍ以上であるため、ピッチの狭い高密度配線用のパターニングが難しいという欠点もあった。 一方、プラスチックフィルム上に接着剤を用いることなく、湿式めっき法や乾式めっき法（例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法など）により、導体層としての金属層を形成させた２層構造タイプのフレキシブルプリント配線用基板も知られている。この２層構造タイプのフレキシブルプリント配線用基板は、導体層を１０μｍよりも薄くすることができるため高密度配線が可能であるが、過酷な熱負荷試験（例えば、温度８５℃、湿度８５％、１０００時間）を行ったり、スズ、ニッケル、はんだ、または金などの無電解めっき処理を行うと、プラスチックフィルムと導体層との間の密着力が低下してしまうという欠点があった。 また、配線を施した２層構造タイプのフレキシブルプリント配線用基板にＩＣを実装する際に、スズ、はんだ、金またはこれらの共晶体などが導体層とプラスチックフィルムの間、特にＮｉとＣｒを主成分とする層と銅層との間に潜り込むことがあるという欠点があった。このように熱負荷後や無電解めっき処理後の２層構造タイプのプリント配線用基板の界面の密着性が低下する原因は明らかではないが、導体層としての銅箔の酸化や後に行う無電解めっき工程で用いられる還元性の処理液により界面で発生する化学反応、またはＩＣ実装時に基板に加わる熱および応力が原因ではないかと考えられている。
【０００３】
これらの課題を解決するために、特公平６−００９３０８号公報にあるようにプラスチックフィルム上にＮｉやＣｒなどからなる金属蒸着層をスパッタ法などにより形成し、その上にＣｕなどをスパッタ法などにより形成し、さらにＣｕを電気めっき法により形成したフレキシブルプリント配線用基板が用いられているが、前記課題を完全に解決させているとは言い難い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、プラスチックフィルムと該プラスチックフィルム上の導体層、およびこれらの界面が、無電解めっき等の工程で使用される薬品の作用や熱負荷に十分に耐え得るように形成され、熱負荷後の密着耐久性はもとより、無電解めっき後における導体層（導電性金属層）と基板との間の界面の密着性が優れており、ＩＣ実装の際に熱や応力が加わっても界面にスズ、はんだ、金またはこれらの共晶体などが導体層（導電性金属層）とプラスチックフィルムの間に潜り込むことのない、密着性と耐久性に優れたフレキシブルプリント配線用基板を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するため本発明に係るフレキシブル配線用基板は、すなわち、プラスチックフィルムの片面または両面に、金属蒸着層を設け、該金属蒸着層上に導電性金属層を積層してなるフレキシブルプリント配線用基板において、該金属蒸着層がプラスチックフィルム側から順に、ＮｉとＣｒを主成分とする層とＮｉとＣｕを主成分とする層とＣｕを主成分とする層の少なくとも３層が積層された構造からなることを特徴とするフレキシブルプリント配線用基板である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のフレキシブルプリント配線用基板について詳述する。
【０００７】
本発明のフレキシブルプリント配線用基板の好適例の構造を図１に示す。図１は、本発明のフレキシブルプリント配線用基板の好適例を示す断面図である。図１において、プラスチックフィルム１の片側の面にＮｉとＣｒを主成分とする金属蒸着層２が積層され、さらにその上にＮｉとＣｕを主成分とする金属蒸着層３が積層され、さらにその上にＣｕを主成分とする金属蒸着層４が積層されている。そして、その上にさらに導電性金属層５が積層されている。
【０００８】
本発明で用いられる基材としてのプラスチックフィルムを例示すると、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポリエチレン−α，β−ビス（２−クロルフェノキシエタン−４，４′−ジカルボキシレート）などのポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、芳香族ポリアミド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリパラジン酸、ポリオキサジアゾールおよびこれらのハロゲン基置換体あるいはメチル基置換体からなるフィルム等が挙げられる。また、プラスチックフィルムは、これらの共重合体や、他の有機重合体を含有するものであっても良い。これらのプラスチックフィルムに公知の添加剤、たとえば、滑剤や可塑剤などが添加されていても良い。
【０００９】
本発明では、上記のプラスチックフィルム中、下記式の繰返し単位を８５モル％以上含むポリマーを溶融押出しして得られる未延伸フィルムを、二軸方向に延伸配向して機械特性を向上せしめたフィルムが特に好ましく使用される。
【００１０】
【化１】
【００１１】
【化２】
【００１２】
上記のような繰返し単位を含むポリマーからなるプラスチックフィルムは、特に耐熱安定性と耐湿安定性に優れウエットエッチング工程における寸法変化が小さい。 基材であるプラスチックフィルムの厚さは、好ましくは６〜１２５μｍ程度のものが多用され、特に１２〜５０μｍの厚さが好適である。プラスチックフィルムが薄すぎると、強度が足りなくて金属蒸着や配線加工が困難になったり補強フィルムを必要とする問題が起こりやすく、また、厚すぎると折り曲げ性が損なわれることで好ましくない。
【００１３】
本発明では、電気めっき法等で厚膜の導電性金属層を形成するに先立って、プラスチックフィルムの片面または両面に、真空蒸着またはスパッタ法等により金属蒸着層を形成する。この金属蒸着層は、ＮｉとＣｒを主成分とする層と、ＮｉとＣｕを主成分とする層と、Ｃｕを主成分とする層の少なくとも３層からなる。これら３層の金属蒸着層は、プラスチックフィルム／ＮｉとＣｒを主成分とする層／ＮｉとＣｕを主成分とする層／Ｃｕを主成分とする層、の順に積層されている。これによって低抵抗でしかも屈曲性に富む層を形成することができる。
【００１４】
ＮｉとＣｒを主成分とする層は、前記したように、真空蒸着法やスパッタ法などで形成することができる。層の厚さは成膜速度とフィルムの搬送速度を調節することで制御することができる。ＮｉとＣｒの比率については、真空蒸着の場合はそれぞれの蒸着源の蒸発速度を制御することで自由に決定することができる。また、スパッタ法の場合は、ＮｉとＣｒのターゲットを別々に用意してそれぞれのスパッタ速度を制御しても良いし、任意の組成比を持つ混合ターゲットを用意しても制御することができる。安定した層厚・層内の組成比が得られることから、組成比を決めた混合ターゲットでスパッタ法を用いることが好ましい。
【００１５】
ＮｉとＣｒを主成分とする層のＮｉとＣｒの組成比は、特に限定するものではないが、Ｃｒが３〜２０重量％程度入っていることが好ましい。Ｃｒがこれより少ないと導電性金属層とプラスチックフィルムの密着力が低下したり、配線パターン後の薬液処理に対する耐久性が低下しやすくなるので好ましくない。また、これより多いと配線パターンを形成した後にＮｉＣｒが残存しやすく、配線間の絶縁が不足し、好ましくない。
【００１６】
前記ＮｉとＣｒを主成分とする金属蒸着層の次に、ＮｉとＣｕを主成分とする金属蒸着層を設ける。形成方法、層厚、組成の制御方法は前記ＮｉとＣｒを主成分とする層と同様に行うことができる。
【００１７】
ＮｉとＣｕを主成分とする層のＮｉとＣｕの組成比は、特に限定するものではないが、後述するように、３層の金属蒸着層間で徐々に構成金属元素が入れ替わるために、Ｃｕが２０〜８０重量％入っていることが好ましい。より好ましくは２５〜５０％である。これよりＣｕが多くても少なくても本発明の課題を達成することが難しくなる。
【００１８】
ＮｉとＣｒを主成分とする層の厚さとＮｉとＣｕを主成分とする層の厚さの合計は１００オングストローム以上であることが好ましい。これより薄いと、本発明の課題を達成することが難しくなる。上記２層の金属蒸着層の厚さの合計はより好ましくは１００〜４００オングストロームである。厚さはイオンビームでエッチングしながらＳＩＭＳ（二次イオン質量分析法）やオージェ電子分光法で元素分析することで測定することができる。また、製造においては、より厚く成膜した上で電子顕微鏡で断面の厚さを測定し、時間を短縮するなどして所望の厚さに調整することができる。
【００１９】
前記ＮｉとＣｕを主成分とする金属蒸着層の次に、Ｃｕを主成分とした金属蒸着層を設ける。該金属蒸着層の厚みは、好ましくは１００〜３０００オングストローム、より好ましくは３００〜１２００オングストローム、さらに好ましくは４００〜１０００オングストロームである。銅を主成分とした金属蒸着層の膜厚が１００オングストロームよりも薄い場合は、金属の電気めっき工程で銅膜が溶出しやすく、また３０００オングストロームよりも厚い場合は、金属の電気めっき工程後に膜がはがれやすく、生産効率も良くないので好ましくない。このＣｕを主成分とする金属蒸着層の形成方法、層厚の制御方法も前記ＮｉとＣｒを主成分とする層と同様に行うことができる。
【００２０】
以上により、本発明において金属蒸着層は、ＮｉとＣｒを主成分とする層、ＮｉとＣｕを主成分とする層、およびＣｕを主成分とする層の３つの層から構成されている。ＮｉとＣｒを主成分とする層とＣｕを主成分とする層の間に、ＮｉとＣｕを主成分とする層を挿入することで、Ｎｉ元素の比率は徐々に減少し、Ｃｕ元素の比率は徐々に増大することになる。これにより、金属蒸着層相互の密着力が増し、かつスズ、はんだ、金およびこれらの共晶体がＮｉとＣｒを主成分とする層とＣｕを主成分とする層の間に潜り込む空間を作りにくくすることができる。これにより、前記課題を解決することができる。
【００２１】
一方、核付け層としてＮｉとＣｕを用いた技術は既に開示されている。すなわち、特開平５−２５１８４４号公報には、ポリイミドフィルム上に銅ニッケル合金薄膜を形成した後に、銅薄膜を形成する技術が記載されている。しかしながら、ポリイミドフィルム上に銅ニッケル合金を直接形成する方法では、ポリイミドと銅が直接接している部分が多数存在するため、その部分からスズ、はんだ、金が潜り込みやすく前記課題を解決することができない。本発明では、ＮｉとＣｒを主成分とする層をＮｉとＣｕを主成分とする層の間に挿入することで前記課題を解決することができる。
【００２２】
前記金属蒸着層上に、より厚膜の導電性金属層（金属めっき層）を積層する。導電性金属層の積層方法には、湿式めっき、乾式めっき等があり、湿式めっきには電気めっき、無電解めっき等がある。また、乾式めっきには、真空蒸着法やスパッタ法およびそれらの改良方法等がある。中でも、数μｍの厚さを持つ導電性金属層を効率よく積層できることから電気めっき法が好ましい。電気めっき工程は、密着性を向上させるための脱脂および酸活性処理、金属ストライク、金属めっきの各工程からなる。金属蒸着層を蒸着した直後に電気めっき工程に入る場合には、脱脂および酸活性処理、金属ストライクを省略してもよい。金属蒸着層に給電する電流密度は０．２〜１０Ａ／ｄｍ２が好適で、０．５〜５Ａ／ｄｍ２がより好適である。
【００２３】
形成される導電性金属層（金属めっき層）の厚さは、０．５〜３５μｍとすることが好ましく、１．０〜２０μｍがより好適である。金属めっき層の層厚さが０．５μｍ未満では金属めっき層の信頼性が十分とはいえない。また、厚さが３５μｍを超えると膜形成に時間がかかり経済性が劣るほか、エッチング加工時に回路パターンの端部エッチングが進行しやすく、また、折り曲げによる断線の恐れがあるなど品質面でも好ましくない。目的とする回路の電流密度によっても異なるが、加工作業性、品質の面から厚さは１．０〜２０μｍ程度がより好適である。
【００２４】
めっきの条件は、めっき浴の組成、電流密度、浴温、撹拌条件などにより異なるが、特に制限はない。めっき浴は、硫酸銅浴、ピロりん酸銅浴、シアン化銅浴、スルファミン酸ニッケル浴、スズ−ニッケル合金めっき浴、銅−スズ−亜鉛合金めっき浴、スズ−ニッケル−銅合金めっき浴などが好ましいが、これらに限られるものではない。エッチング後、端子部にシアン化金めっき、シアン化銀めっき、ロジウムめっき、パラジュウムめっきなどの貴金属めっきを補足形成させても良い。
【００２５】
次いで、本発明のフレキシブルプリント配線用基板には、エッチングによってパターンがを形成されるが、具体的には金属の不要部分を化学反応で溶解除去し、所定の電気回路図形を形成する。エッチング液としては、塩化第二銅、塩化第二鉄、過硫酸塩類、過酸化水素／硫酸、アルカリエンチャントなどの水溶液などが使用できる。また、パターンとして残すべき金属の必要部分は、写真法やスクリーン印刷法で有機化合物系レジストを被覆させるか、または異種金属系レジストをめっきし保護して、金属の溶解を防止する。本発明の特徴は、よりファインなパターンを形成でき、しかも製品の繰返し屈曲、各種環境試験に十耐えるものを形成できる。
【００２６】
本発明のフレキシブルプリント配線用基板は、電子計算機、端末機器、電話機、通信機器、計測制御機器、カメラ、時計、自動車、事務機器、家電製品、航空機計器、医療機器などのあらゆるエレクトロニクスの分野に活用できる。またコネクター、フラット電極などへの適用も可能である。
【００２７】
【実施例】
以下、実施例によって本発明のフレキシブルプリント配線用基板について詳述する。実施例中の各特性値の測定は、次の測定法に従って行なった。
（ａ） 引きはがし強度：ＪＩＳ・Ｃ６４８１（１８０度ピール）に準じて評価を行なった。
（ｂ） 常態引き剥がし密着力：上記評価を、パターン形成後１００℃で１５分乾燥させ、常温常湿下で測定した。
（ｃ） 耐熱引き剥がし密着力：上記評価を、パターン形成後１５０℃で１０日間放置し、取り出した後、常温常湿下で測定した。
（ｄ） 高温高湿引き剥がし密着力：上記評価を、パターン形成後１２１℃１００％ＲＨで４日間放置し、取り出した後、常温常湿下で測定した。
【００２８】
また、その他の評価項目として、配線パターンに対して、折り曲げ＋４２０℃加熱＋ハンダ付け耐久試験を行った。これは、配線基板に応力と加熱を加えたハンダ付けに対する耐久性を評価したものである。ポリイミドと金属配線の間にハンダが確認できなければＯＫ、ハンダが確認されればＮＧと判定した。
【００２９】
さらに、配線パターンに対して実際にＩＣの実装を行った評価も行った。ＩＣ実装後、配線パターンを１本ずつ確認し、金属配線とポリイミドの間にＳｎやＡｕが潜り込んでいるかどうかを判断した。配線幅に対して半分以上の潜り込みが見られた配線をＮＧ、半分未満の潜り込みをＯＫとし、ＯＫ配線の全配線数における割合をパーセンテージで示して評価した。これがＯＫ配線の率である。実際の使用においては、ＯＫ配線の率が１００％であることが必要であるが、実装条件をより厳しくした場合はＯＫ配線の率が１００％未満でも相対的に高いＯＫ配線率を持つものを良好と判定した。
【００３０】
（実施例１）
厚さ３８μｍのポリイミドフィルム“カプトン”ＥＮ（米国デュポン社の登録商標）の片面に、プラズマ処理を実施した。プラズマ処理は、２ｍＰａの真空度にした真空チャンバー中で、窒素ガスを１．６Ｐａまで導入し、１．１ｋＷのＲＦ電力で行った。次いで、クロム２０％ニッケル８０％のターゲットを用いて、ポリイミドフィルムのプラズマ処理面上にスパッタ蒸着し厚さ３０オングストロームのニッケルクロム蒸着層を形成し、ＮｉとＣｒを主成分とする金属蒸着層とした。さらにニッケル６５％銅３５％のターゲットを用いて、前記ニッケルクロム蒸着層上にスパッタ蒸着し、厚さ１００オングストロームのニッケル銅蒸着層を形成し、ＮｉとＣｕを主成分とする金属蒸着層とした。さらに純度９９．９９％の銅を、ＮｉとＣｕを主成分とする金属蒸着層の上にスパッタ蒸着し厚さ８００オングストロームの銅蒸着層を形成した。その後、厚さ８μｍの電気銅めっきを行い、金属蒸着層上に導電性金属層を形成した。得られたフレキシブルプリント配線用基板の引き剥がし密着力の測定結果を表１に示した。常態密着力、耐熱引き剥がし密着力、高温高湿引き剥がし密着力において、良好な結果を示した。また、このフレキシブルプリント配線用基板の金属層をエッチングし、幅１ｍｍの配線パターンを作製した。この配線パターンに対して、折り曲げ＋４２０℃加熱＋ハンダ付けを行ったところ、ポリイミドフィルムと金属層の間へのハンダの潜り込みは観察されなかった。
【００３１】
また、このフレキシブルプリント配線用基板の金属層をエッチングし、幅３０μｍ、スペース４０μｍの配線パターンを作製した。この配線パターンに対して、無電解Ｓｎめっきを施し、厚さ０．２μｍのＳｎめっき層を形成した。この配線パターンと金バンプを持ったＩＣを（株）新川製のボンディング装置ＩＬＴ−１１０を用いてＩＣ実装したところ、３００本の配線パターン全てにおいて銅層とポリイミドフィルムの間にＳｎやＡｕは見られず、正常に実装できた。このときの実装条件は、ツール温度３７０℃、ステージ温度４４５℃、実装時間１秒、フォーミング量５０μｍであった。さらにステージ温度に対するマージンを見るため、ステージ温度を４８５℃に上げて同様にＩＣ実装したところ、３００本の配線パターンのうち７０％の配線で正常に実装できたが、残り３０％の配線にはＳｎとＡｕの潜り込みが観察された。以上の結果を表２に示す。
【００３２】
【表１】
【表２】
実施例１と同様にプラズマ処理したポリイミドフィルム上に、クロム５％ニッケル９５％のターゲットを用いてスパッタ蒸着し、厚さ１００オングストロームのニッケルクロム蒸着層を形成しＮｉとＣｒを主成分とする金属蒸着層とした。さらにニッケル６５％銅３５％のターゲットを用いて、前記ニッケルクロム蒸着層上にスパッタ蒸着し、厚さ１００オングストロームのニッケル銅蒸着層を形成し、ＮｉとＣｕを主成分とする金属蒸着層とした。さらに純度９９．９９％の銅をＮｉとＣｕを主成分とする金属蒸着層の上にスパッタ蒸着し厚さ８００オングストロームの銅蒸着層を形成し、金属蒸着層とした。その後、厚さ８μｍの電気銅めっきを行い、金属蒸着層上に導電性金属層を形成し、フレキシブルプリント配線用基板を作製した。実施例１と同様に、引き剥がし密着力の測定を行ったところ、表１の結果を得た。実施例１と比較してほぼ同じ結果となった。
【００３４】
また、このフレキシブルプリント配線用基板の金属層をエッチングし、幅１ｍｍの配線パターンを作製した。この配線パターンに対して、折り曲げ＋４２０℃加熱＋ハンダ付けを行ったところ、ポリイミドフィルムと金属層の間へのハンダの潜り込みが観察されず、実施例１と同様の結果であることが確認された。
【００３５】
また、実施例１と同様にしてＩＣ実装を行ったところ、配線パターンの銅層とポリイミドフィルムの間のＡｕとＳｎの潜り込みは、ステージ温度４４５℃では全ての配線で確認されず、全て正常に実装できた。また、ステージ温度４８５℃では７３％の配線で正常に実装できた。結果を表２に示す。
【００３６】
（実施例３）
実施例１と同様にプラズマ処理したポリイミドフィルム上に、クロム５％ニッケル９５％のターゲットを用いてスパッタ蒸着し、厚さ１００オングストロームのニッケルクロム蒸着層を形成しＮｉとＣｒを主成分とする金属蒸着層とした。さらにニッケル６５％銅３５％のターゲットを用いて、前記ニッケルクロム蒸着層上にスパッタ蒸着し、厚さ２００オングストロームのニッケル銅蒸着層を形成し、ＮｉとＣｕを主成分とする金属蒸着層とした。さらに純度９９．９９％の銅をＮｉとＣｕを主成分とする金属蒸着層の上にスパッタ蒸着し厚さ８００オングストロームの銅蒸着層を形成し、金属蒸着層とした。その後、厚さ８μｍの電気銅めっきを行い、金属蒸着層上に導電性金属層を形成し、フレキシブルプリント配線用基板を作製した。実施例１と同様に、引き剥がし密着力の測定を行ったところ、表１の結果を得た。実施例１と比較してほぼ同じ結果となった。
【００３７】
また、このフレキシブルプリント配線用基板の金属層をエッチングし、幅１ｍｍの配線パターンを作製した。この配線パターンに対して、折り曲げ＋４２０℃加熱＋ハンダ付けを行ったところ、ポリイミドフィルムと金属層の間へのハンダの潜り込みが観察されず、実施例１と同様の結果であることが確認された。
【００３８】
また、実施例１と同様にしてＩＣ実装を行ったところ、配線パターンの銅層とポリイミドフィルムの間のＡｕとＳｎの潜り込みは、ステージ温度４４５℃では全ての配線で確認されず、全て正常に実装できた。また、ステージ温度４８５℃では８０％の配線で正常に実装できた。結果を表２に示す。
【００３９】
（実施例４）
実施例１と同様にプラズマ処理したポリイミドフィルム上に、クロム２０％ニッケル８０％のターゲットを用いてスパッタ蒸着し、厚さ３０オングストロームのニッケルクロム蒸着層を形成しＮｉとＣｒを主成分とする金属蒸着層とした。さらにニッケル６５％銅３５％のターゲットを用いて、前記ニッケルクロム蒸着層上にスパッタ蒸着し、厚さ５０オングストロームのニッケル銅蒸着層を形成し、ＮｉとＣｕを主成分とする金属蒸着層とした。さらに純度９９．９９％の銅をＮｉとＣｕを主成分とする金属蒸着層の上にスパッタ蒸着し厚さ８００オングストロームの銅蒸着層を形成し、金属蒸着層とした。その後、厚さ８μｍの電気銅めっきを行い、金属蒸着層上に導電性金属層を形成し、フレキシブルプリント配線用基板を作製した。実施例１と同様に、引き剥がし密着力の測定を行ったところ、表１の結果を得た。実施例１と比較してほぼ同じ結果となった。
【００４０】
また、このフレキシブルプリント配線用基板の金属層をエッチングし、幅１ｍｍの配線パターンを作製した。この配線パターンに対して、折り曲げ＋４２０℃加熱＋ハンダ付けを行ったところ、ポリイミドフィルムと金属層の間へのハンダの潜り込みが観察されず、実施例１と同様の結果であることが確認された。
【００４１】
また、実施例１と同様にしてＩＣ実装を行ったところ、配線パターンの銅層とポリイミドフィルムの間のＡｕとＳｎの潜り込みは、ステージ温度４４５℃では全ての配線で確認されず、全て正常に実装できた。しかし、ステージ温度４８５℃では５５％の配線で正常に実装できたが、実施例１や実施例２よりは若干劣る結果となった。結果を表２に示す。
【００４２】
（比較例１）
実施例１と同様にプラズマ処理したポリイミドフィルム上に、クロム２０％ニッケル８０％のターゲットを用いてスパッタ蒸着し、厚さ４５オングストロームのニッケルクロム蒸着層を形成し、さらに純度９９．９９％の銅をニッケルクロム蒸着層の上にスパッタ蒸着し厚さ８００オングストロームの銅蒸着層を形成し、金属蒸着層とした。その後、厚さ９μｍの電気銅めっきを行い、金属蒸着層上に導電性金属層を形成し、フレキシブルプリント配線用基板を作製した。実施例１と同様に引き剥がし密着力の測定を行ったところ、表１の結果を得た。実施例１と比較して、ほぼ同等の結果となった。また、このフレキシブルプリント配線用基板の金属層をエッチングし、幅１ｍｍの配線パターンを作製した。この配線パターンに対して、折り曲げ＋４２０℃加熱＋ハンダ付けを行ったところ、ポリイミドフィルムと金属層の間へのハンダの潜り込みが観察され、実施例１よりも劣っていることが確認された。
【００４３】
また、実施例１と同様にしてＩＣ実装を行ったところ、配線パターンの銅層とポリイミドフィルムの間のＡｕとＳｎの潜り込みが、ステージ温度４４５℃で８８％の配線で確認され、正常に実装できていなかった。結果を表２に示す。
【００４４】
（比較例２）
実施例１と同様にプラズマ処理したポリイミドフィルム上に、クロム２０％ニッケル８０％のターゲットを用いてスパッタ蒸着し、厚さ１４５オングストロームのニッケルクロム蒸着層を形成し、さらに純度９９．９９％の銅をニッケルクロム蒸着層の上にスパッタ蒸着し厚さ８００オングストロームの銅蒸着層を形成し、金属蒸着層とした。その後、厚さ８μｍの電気銅めっきを行い、金属蒸着層上に導電性金属層を形成し、フレキシブルプリント配線用基板を作製した。このフレキシブルプリント配線用基板の金属層をエッチングし、幅１ｍｍの配線パターンを作製したところ、配線間にニッケルクロム蒸着層が残留し、配線パターン間の絶縁が取れず、フレキシブルプリント配線板として不適であった。
【００４５】
（比較例３）
実施例１と同様にプラズマ処理したポリイミドフィルム上に、クロム５％ニッケル９５％のターゲットを用いてスパッタ蒸着し、厚さ７５オングストロームのニッケルクロム蒸着層を形成し、さらに純度９９．９９％の銅をニッケルクロム蒸着層の上にスパッタ蒸着し厚さ８００オングストロームの銅蒸着層を形成し、金属蒸着層とした。その後、厚さ９μｍの電気銅めっきを行い、金属蒸着層上に導電性金属層を形成し、フレキシブルプリント配線用基板を作製した。
【００４６】
実施例１と同様に引き剥がし密着力の測定を行ったところ、表１の結果を得た。各実施例と比較して、常態密着力、耐熱引き剥がし密着力および高温高湿引き剥がし密着力全てにおいて少しずつ劣っている結果となった。
【００４７】
このフレキシブルプリント配線用基板の金属層をエッチングし、幅１ｍｍの配線パターンを作製した。この配線パターンに対して、折り曲げ＋４２０℃加熱＋ハンダ付けを行ったところ、比較例１よりは少なかったものの、ポリイミドフィルムと金属層の間へのハンダの潜り込みが観察され、実施例１よりも劣っていることが確認された。
【００４８】
また、実施例１と同様にしてＩＣ実装を行ったところ、配線パターンの銅層とポリイミドフィルムの間のＡｕとＳｎの潜り込みは、ステージ温度４４５℃で９０％の配線で確認され、正常に実装できていなかった。結果を表２に示す。
【００４９】
（比較例４）
実施例１と同様にプラズマ処理したポリイミドフィルム上に、ニッケル６５％銅３５％のターゲットを用いてスパッタ蒸着し、厚さ８０オングストロームのニッケル銅蒸着層を形成し、ＮｉとＣｕを主成分とする金属蒸着層とした。さらに純度９９．９９％の銅をＮｉとＣｕを主成分とする金属蒸着層の上にスパッタ蒸着し厚さ８００オングストロームの銅蒸着層を形成し、金属蒸着層とした。その後、厚さ８μｍの電気銅めっきを行い、金属蒸着層上に導電性金属層を形成し、フレキシブルプリント配線用基板を作製した。
【００５０】
実施例１と同様に引き剥がし密着力の測定を行ったところ、表１の結果を得た。実施例１と比較して、常態引き剥がし密着力はほぼ同じ結果となったが、耐熱引き剥がし密着力および高温高湿引き剥がし密着力は少し劣る結果となった。
【００５１】
また、このフレキシブルプリント配線用基板の金属層をエッチングし、幅１ｍｍの配線パターンを作製した。この配線パターンに対して、折り曲げ＋４２０℃加熱＋ハンダ付けを行ったところ、ポリイミドフィルムと金属層の間へのハンダの潜り込みが観察されず、実施例１と同様の結果であることが確認された。
【００５２】
また、実施例１と同様にしてＩＣ実装を行ったところ、配線パターンの銅層とポリイミドフィルムの間のＡｕとＳｎの潜り込みは、ステージ温度４４５℃で２１％の配線で確認され、正常に実装できていなかった。結果を表２に示す。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、プラスチックフィルムの上に金属層を約０．５〜３５μｍの厚みに形成することができ、パターン形成、エッチング、配線、ＩＣ実装などの工程を経ても、さらに厳しい環境試験を経ても、はくり、はがれのない密着性に優れたＦＰＣ基板、ＣＯＦ基板等のフレキシブルプリント配線用基板が得られる。しかも、従来は、たとえば、銅箔の厚さの限界により１２μｍ未満のものは生産されていなかったが、０．５〜１１μｍのより薄い銅層を形成できることにより、パターン精度が向上し、より高密度、高精度の配線が可能となる。しかも、銅箔ラミネート時に発生していた折れきずやピンホールが少なく、経済性と高い品質を兼ね備えたフレキシブルプリント配線用基板が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のフレキシブルプリント配線用基板の好適例を示す断面図である。
【符号の説明】
１：プラスチックフィルム
２：金属蒸着層（ＮｉとＣｒを主成分とする層）
３：金属蒸着層（ＮｉとＣｕを主成分とする層）
４：金属蒸着層（Ｃｕを主成分とする層）
５：導電性金属層
Claims (4)
- プラスチックフィルムの片面または両面に、金属蒸着層を設け、該金属蒸着層上に導電性金属層を積層してなるフレキシブルプリント配線用基板において、該金属蒸着層がプラスチックフィルム側から順に、ＮｉとＣｒを主成分とする層とＮｉとＣｕを主成分とする層とＣｕを主成分とする層の少なくとも３層が積層された構造からなることを特徴とするフレキシブルプリント配線用基板。
- プラスチックフィルムが、ポリエステルフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ポリイミドフィルム、ポリパラジン酸フィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリエーテル・エーテルケトンフィルム、芳香族ポリアミドフィルム、ポリオキサゾールフィルム、液晶ポリマーからなるフィルムおよびこれらのハロゲン基置換体あるいはメチル基置換体からなるフィルムから選ばれたものである請求項１記載のフレキシブルプリント配線用基板。
- 金属蒸着層のうちＮｉとＣｒを主成分とする層とＮｉとＣｕを主成分とする層の合計厚さが１００オングストローム以上であることを特徴とする請求項１または２記載のフレキシブルプリント配線用基板。
- 導電性金属層を積層する方法が電気めっき法であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフレキシブルプリント配線用基板。
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