JP2004179540A - 無接着剤フレキシブル金属積層体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】狭ピッチ化された回路形成を可能とし、かつかつ絶縁フィルムと導体回路の密着性と密着耐熱性を向上させた無接着剤フレキシブル金属積層体の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】ベース基材の両面にそれぞれシードコートを形成し、このシードコートにそれぞれレジストを被覆して非回路形成部をマスキングした後、電解銅めっきすることによって、ベース基材の両面に銅回路を形成する工程と、前記ベース基材の両面に形成された銅回路の表面を粗化して粗面を形成する工程と、絶縁フィルムの表面に溶融状態の熱可塑性樹脂層を設けた絶縁樹脂シートを２枚用意し、この絶縁樹脂シートの熱可塑性樹脂層を、前記粗面に向かい合わせてラミネートする工程と、さらに前記ベース基材を除去して第１積層体と第２積層体とに分割するとともに、前記第１および第２積層体からシードコートを除去し、さらにレジストを剥離することによって、絶縁樹脂シート表面に銅回路が形成された第１および第２無接着剤フレキシブル金属積層体を取得する工程からなる。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、狭ピッチ回路形成を可能とし、かつ絶縁フィルムと導体回路の密着性と密着耐熱性を向上させた無接着剤フレキシブル金属積層体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
絶縁フィルム上に銅箔を設けた銅張積層板において、接着剤を使用して絶縁フィルムと銅箔を接着した、絶縁フィルム／接着剤／銅箔の３層銅張積層板では耐熱性に問題があった。すなわち接着剤を使用した３層銅張積層板では、接着剤の溶融温度（Ｔｇ）が１００℃以下であるために、ハンダ付けなどの工程で接着剤が溶融し、絶縁フィルムと銅箔とがずれる虞があった。
従って、最近では、接着剤を使用しない無接着剤フレキシブル金属積層体が使用されている。そして、この無接着剤フレキシブル金属積層体として、キャスティング法やラミネート法によって絶縁フィルムの表面に金属層を設けてなる無接着剤フレキシブル金属積層体や（例えば、特許文献１を参照）、メタライズ法によって絶縁フィルムの表面に金属層を設けてなる無接着剤フレキシブル金属積層体（例えば、特許文献２を参照）がある。
【０００３】
キャスティング法やラミネート法による無接着剤フレキシブル金属積層体では、例えば、銅板の上に溶融状態の熱可塑性ポリイミド樹脂を流し込み、ポリイミドフィルムと銅層の２層銅張積層板を形成する。
そしてサブトラクト法によって、前記２層銅張積層板の金属（銅）層の導体回路となる部分（以下、回路形成部という）を残し、他の部分（以下、非回路形成部という）をエッチングによって選択的に溶解除去することで、ポリイミドフィルム上に導体回路を形成する。
これによって、密着性と密着耐熱性が優れた無接着剤フレキシブル金属積層体を取得することができる。
【０００４】
一方、メタライズ法による無接着剤フレキシブル金属積層体では、ポリイミドフィルム上の導体回路を必要とするところに選択的に金属導体を析出させて回路形成するものであって、狭ピッチ回路が形成された無接着剤フレキシブル金属積層体を取得することができる。
図４は、セミアディティブ法によって回路形成部に選択的に金属導体を析出させて導体回路（銅回路）２を形成した無接着剤フレキシブル金属積層体の製造方法を示すものであって、ポリイミドフィルム（絶縁フィルム）１００の表面全体に蒸着やスパッタリングによってシードコート２１を形成した後、前記シートコート２１の上にドライフィルムレジスト３１を貼り付け（ロールラミネート）、このドライフィルムレジスト３１に回路設計図を露光・現像し、回路形成部のレジストを除去することによって、非回路形成部のみをレジスト３でマスキングし、続いて、電解銅めっきによって、前記レジスト３が形成されていないところ（即ち、シードコート露出部）に銅を析出させて銅回路２を形成する。
その後、前記レジスト３を剥離し、非回路形成部のシードコート２１をエッチングして除去することによって、必要とするところのみに銅回路（導体回路）２が形成され、かつ接着剤を使用することなく絶縁フィルム１００の上に銅回路（導体回路）２が形成された無接着剤フレキシブル金属積層体１１０を製造する。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−２８１８６６号公報
【特許文献２】
特公平２−５５９４３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、サブトラクト法によって絶縁フィルムの表面に導体回路を形成した場合、絶縁フィルムと導体回路の優れた密着性および密着耐熱性は得られるものの、非回路形成部をエッチングによって除去するときに、エッチングの進行に伴って回路部分も侵食されるため、回路の狭ピッチ化に限界があった。
また、セミアディティブ法によって絶縁フィルムの表面に導体回路を形成する場合、電解銅めっきにて必要とする部分に銅を析出させて導体回路を形成するため、Ｌ／Ｓ＝４０μｍ以下の狭ピッチの回路を形成することができるものの、キャスティング法やラミネート法による無接着剤フレキシブル金属積層体に比べて、密着性や密着耐熱性が劣るものであった。
【０００７】
従って、狭ピッチ化された回路形成を可能とし、かつ樹脂フィルムと銅回路の密着性と密着耐熱性を向上せしめた無接着剤フレキシブル金属積層体を製造することが望まれ、またその生産性の向上が望まれていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明によれば、絶縁フィルムの導体回路を必要とするところに選択的に金属導体を析出させて回路形成するとともに、接着剤を使用することなく絶縁フィルムと導体回路の密着性を確保した無接着剤フレキシブル金属積層体の製造方法において、ベース基材の両面にそれぞれシードコートを形成し、このシードコートにそれぞれレジストを被覆して非回路形成部をマスキングした後、電解銅めっきすることによって、ベース基材の両面に銅回路を形成する工程と、前記ベース基材の両面に形成された銅回路の表面を粗化して粗面を形成する工程と、絶縁フィルムの表面に溶融状態の熱可塑性樹脂層を設けた絶縁樹脂シートを２枚用意し、この絶縁樹脂シートの熱可塑性樹脂層を、前記粗面に向かい合わせてラミネートする工程と、さらに前記ベース基材を除去して第１積層体と第２積層体とに分割するとともに、前記第１および第２積層体からシードコートを除去し、さらにレジストを剥離することによって、絶縁樹脂シート表面に銅回路が形成された第１および第２無接着剤フレキシブル金属積層体を取得する工程とからなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明の好適な実施例について、図１から図３を参照して説明する。
【００１０】
この発明は、ベース基材上に選択的に金属導体を析出させて任意の回路（導体回路）を形成するとともに、溶融状態の熱可塑性樹脂層を設けた絶縁樹脂シートを前記回路の上から貼り付け、その後ベース基材を剥離することによって、絶縁樹脂シート上に任意の回路が密着した無接着剤フレキシブル金属積層体を取得するものであって、狭ピッチ化された回路形成を可能とするとともに、ラミネート法やキャスティング法と同等な密着性および密着耐熱性を確保した無接着剤フレキシブル金属積層体の製造方法である。
【００１１】
この発明の実施例による無接着剤フレキシブル金属積層体の製造方法は、図１に示すように、まずベース基材４の両面（表裏）の表面全体に銅（Ｃｕ）を蒸着またはスパッタリングし、前記ベース基材４の表側に第１シードコート２１ａを形成するとともに裏側に第２シードコート２１ｂを形成する（図１（ｂ）参照）。
そして前記第１シードコート２１ａの上から第１ドライフィルムレジスト３１ａをラミネート（またはロールラミネート）するとともに、第２シードコート２１ｂの上から第２ドライフィルムレジスト３１ｂをラミネート（またはロールラミネート）し（図１（ｃ）参照）、その後、前記第１および第２ドライフィルレジスト３１ａ，３１ｂにそれぞれ回路設計図を露光・現像し、回路形成部（任意）のレジストを除去して回路形成部ではシードコート表面を露出させ、非回路形成部を第１レジスト３ａまたは第２レジスト３ｂでマスキングする（図１（ｄ）参照）。
【００１２】
なお、第１および第２シードコート２１ａ，２１ｂの上から液状レジストを塗布して、ベース基材４の両面（表裏）にそれぞれ第１，第２レジスト層３１´ａ，３１´ｂを形成した後、前記第１および第２レジスト層３１´ａ，３１´ｂにそれぞれ回路設計図を露光・現像し、回路形成部（任意）のレジスト層を除去して回路形成部ではシードコート表面を露出させ、非回路形成部を第１レジスト３ａまたは第２レジスト３ｂでマスキングするようにしてもよい。
【００１３】
そして非回路形成部が第１レジスト３ａまたは第２レジスト３ｂでマスキングされている状態で電解銅めっき処理することによって、ベース基材４の表側の第１シードコート２ａが露出している部分に銅（Ｃｕ）を析出させて第１銅回路（導体回路）２ａを形成するとともに、ベース基材４の裏側の第２シードコート２ｂが露出している部分に第２銅回路（導体回路）２ｂを形成する（図１（ｅ）参照）。
つまりメタライズ法にてベース基材４の表側に第１回路２ａを形成するとともに、ベース基材４の裏側に第２回路３ｂを形成する。
【００１４】
その後、ベース基材４の表側に形成した第１銅回路２ａの表面をブラスト処理によって粗化して第１粗面２２ａを形成するとともに、ベース基材４の裏側に形成した第２銅回路２ｂの表面もプラスト処理によって粗化して第２粗面２２ｂを形成する（図１（ｆ）参照）。
【００１５】
好ましくは、第１または第２レジスト３ａ，３ｂの層厚と同等になるように銅を析出させて第１または第２銅回路２ａ，２ｂを形成し、これら第１レジスト３ａと第１銅回路２ｂの表面、および第２レジストと第２銅回路の表面についてそれぞれブラスト処理することによって、ベース基材４の表側の回路表面に第１粗面２２ａを形成するとともに、ベース基材４の裏側の回路表面に粗面２２ｂを形成する。
【００１６】
続いて、図２に示すように、絶縁フィルム１１ａ（または１１ｂ）の表面に溶融状態の熱可塑性樹脂層１２ａ（または１２ｂ）を設けた絶縁樹脂シートを２枚用意し（第１および第２絶縁樹脂シート１ａ，１ｂ）、図２（ａ）に示すように前記２枚の絶縁樹脂シート１ａ，１ｂでベース基材４を挟み込み、ベース基材４の表側の第１銅回路２ａおよび第１レジストの上から第１絶縁樹脂シートを貼り付けるとともに、ベース基材４の裏側の第２銅回路２ｂおよび第２レジストの上から第２絶縁樹脂シート１ｂを貼り付け、溶融状態の熱可塑性樹脂層１２ａおよび１２ｂを熱硬化することによって、銅回路と絶縁フィルムとを密着させる（図２（ｂ）参照）。
【００１７】
なお第１または第２絶縁樹脂シートを貼り合わせるとき、粗面２２ａ（または２２ａ）と溶融状態の熱可塑性樹脂層１２ａ（または１２ｂ）とを向かい合わせてラミネートし、溶融状態の熱可塑性樹脂層１２ａによって絶縁フィルム１１ａを銅回路２ａの表面に密着させる。これによってラミネート法やキャスティング法によって接着するの同等な密着性および密着耐熱性を確保する。
【００１８】
その後、図３に示すように、前記ベース基材４を剥離して除去して第１積層板１０´ａと第２積層板１０´ｂとに分割するとともに（図３（ｂ）参照）、前記第１積層板１０´ａと第２積層板１０´ｂをそれぞれエッチング処理することによって第１および第２シードコート２１ａ，２１ｂを除去する（図３（ｃ）参照）。
なおベース基材４と、第１および第２シードコート２１ａ，２１ｂを同時、若しくは順次剥離し、ベース基材４と第１および第２シードコート２１ａ，２１ｂを除去するようにしてもよい。
【００１９】
ベース基材４を剥離した後、第１および第２シードコート２１ａ，２１ｂをエッチングによって除去する場合、サブトラクト法によるエッチングによる回路形成と異なり、非常に薄膜状に形成されたシードコートを溶解除去すればよく、処理時間も短いため、エッチング処理によって回路部分を侵食する虞はなく、狭ピッチ化された回路形成が可能である。
【００２０】
その後、それぞれの積層板の非回路形成部に形成されているレジスト（第１および第２レジスト３ａ，３ｂ）を除去し、第１絶縁樹脂シート１ａの表面に第１銅回路２ａが形成された第１無接着剤フレキシブル金属積層体１０ａと、第２絶縁樹脂シート１ｂの表面に第２銅回路２ｂが形成された第２無接着剤フレキシブル金属積層体１０ｂとを取得する（図３（ｄ）参照）。
【００２１】
なお図３に示す実施例では、レジスト剥離後にポリイミド系カバーコートを張り合わせたり、液状ポリイミド系カバー材を塗布することによって、銅回路２ａ，２ｂの表面をそれぞれ絶縁樹脂カバー材５ａ，５ｂで被覆し、無接着剤フレキシブル金属積層体における回路保護を図った（図３（ｆ）参照）。
【００２２】
すなわち、この発明による無接着剤フレキシブル金属積層体の製造方法では、セミアディティブ法と同様に、導体回路を必要とするところに金属導体を析出して回路を形成するため、狭ピッチ化された回路形成が可能であり、かつ溶融状態の熱可塑性樹脂によって絶縁フィルムと銅回路（導体回路）とを密着せしめたものであるため、キャスティング法やラミネート法と同等の優れた密着性と密着耐熱性を確保することができ、かつ同時に２枚の無接着剤フレキシブル金属積層体を取得することができ、生産性を向上することができる。
【００２３】
この実施例による無接着剤フレキシブル金属積層体の製造方法では、ベース基材４としてポリイミドフィルムであるカプトンＥＮ（東レデュポン製）を使用した。そして、このベース基材４をスパッタチャンバにセットし、プラズマガスにアルゴンを用い、７×１０^−３Ｔｏｒｒの真空下でスパッタリングにより２０００Åの銅（Ｃｕ）層を形成し、ベース基材４の両面（表裏）の表面全体に、銅（Ｃｕ）からなるシードコート（第１および第２シードコート２１ａ，２１ｂ）を形成した。
【００２４】
続いて、スパッタチャンバから、両面にシードコートを形成したベース基材４を取り出し、さらに前記シードコート２１ａ，２１ｂの上にそれぞれドライフィルムレジスト３１ａ，３１ｂ（日立化成製）をラミネートし、このドライフィルムレジスト３１ａ，３１ｂにそれぞれ回路設計図を露光・現像することによって、回路形成部のドライフィルムレジストを除去してシードコート表面を露出させ、非回路形成部のみをレジスト３ａ，３ｂでマスキングするようにした。
【００２５】
その後、電解銅めっきによって、前記レジスト３ａ，３ｂが形成されていないところ（シードコート露出部）に銅（Ｃｕ）を析出させて、ベース基材４の表裏に銅回路２ａ，２ｂをそれそれ形成した。
なお電解銅めっきには下記の硫酸銅めっき浴を用い、この硫酸銅めっき浴中に浸したベース基材４についてシードコート２１ａ，２１ｂに電気を流し、レジスト３ａ，３ｂが被覆されていない部分に銅を析出させて、銅回路２ａ，２ｂを形成した。
〔硫酸銅めっき浴〕
硫酸銅５水塩 ………………………………………… ７５ｇ／ｌ
硫酸 …………………………………………………… １９０ｇ／ｌ
塩酸イオン …………………………………………… ５０ｍｇ／ｌ
カッパーグリーム ＣＬＸ−Ａ（メルテックス製）…… ５ｍｍ／ｌ
カッパーグリーム ＣＬＸ−Ｃ（メルテックス製）…… ５ｍｍ／ｌ
【００２６】
電解銅めっきによって、ベース基材４の表裏にそれぞれ銅回路２ａ，２ｂを形成した後、銅回路とレジストの表面をブラスト処理することによって粗化し、この粗面２２ａ，２２ｂにそれぞれ絶縁樹脂シート１ａ，１ｂを貼り合わせた（ラミネート）。
【００２７】
前記絶縁樹脂シート１ａ，１ｂは、ポリイミドフィルム（カプトンＥＮ（東レデュポン製））からなる絶縁フィルム１１ａ（または１１ｂ）の一方の表面に、溶融状態の熱可塑性ポリイミド層１２ａ（または１２ｂ）を施したものであって、この溶融状態の熱可塑性ポリイミド層１２ａ（または１２ｂ）を粗面２２ａ（または２２ｂ）にそれぞれ対向させ、２枚の絶縁樹脂シートによってベース基材４を挟み込むようにラミネートし、各絶縁樹脂シート（１ａまたは１ｂ）を銅回路の表面に貼り合わせた。
【００２８】
ベース基材４の両面に形成されている銅回路の上からそれぞれ絶縁樹脂シート（１ａまたは１ｂ）をラミネートし、溶融状態の熱可塑性ポリイミド１２ａ（または１２ｂ）を熱硬化することによって、絶縁フィルム１１ａ（または１１ｂ）と銅回路２ａ（または２ｂ）を密着させた。
なお銅回路２ａ（２ｂ）の表面をブラスト処理によって粗化し、粗面２２ａ（２２ｂ）を形成しておくことによって、溶融状態の熱可塑性ポリイミド１２ａ（１２ｂ）に粗面２２ａ（２２ｂ）が埋まり込んで、第１銅回路２ａと第１絶縁樹脂シート１ａの密着性、および第２銅回路２ｂと第２絶縁樹脂シート１ｂの密着性を向上することができる。
【００２９】
その後、前記ベース基材４を剥離して第１積層板１０´ａと第２積層板１０´ｂとに分割した。
【００３０】
続いて、前記第１および第２積層板１０´ａ，１０´ｂについて一般的な銅エッチャント（例えば、塩化鉄）を用いてエッチング処理し、それぞれの積層板１０´ａ，１０´ｂからシードコート２１ａ，２１ｂを除去した。
【００３１】
そして、３％水酸化ナトリウム水溶液を用いて前記第１および第２積層板１０´ａ，１０´ｂからレジスト３ａ，３ｂをそれぞれ剥離することによって、絶縁樹脂シート表面に銅回路（導体回路）が形成された（絶縁フィルムに銅回路が密着した）第１および第２無接着剤フレキシブル金属積層体１０ａ，１０ｂを取得した。
【００３２】
上述した実施例によって製造した無接着剤フレキシブル金属積層体の剥離強度について、ＩＰＣ−ＴＭ−６５０に準拠して測定した結果、１７Ｎ／ｃｍであった。また、この無接着剤フレキシブル金属積層体を１８０℃で２時間熱処理した後（熱処理後）の剥離強度は、１６Ｎ／ｃｍであった。
【００３３】
これに対し、図４に示す従来技術（セミアディティブ法）によって製造された無接着剤フレキシブル金属積層体の密着性および密着耐熱性は、蒸着やスパッタリングによって形成されたシードコート２１と絶縁フィルム１の密着性および密着耐熱性によるものであるため、その剥離強度は１２Ｎ／ｃｍであり、１８０℃で２時間熱処理した後（熱処理後）の剥離強度は、７Ｎ／ｃｍであった。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ベース基材の両面にそれぞれシードコートを形成し、このシードコートにそれぞれレジストを被覆して非回路形成部をマスキングした後、電解銅めっきすることによって、ベース基材の両面に銅回路を形成する工程と、前記ベース基材の両面に形成された銅回路の表面を粗化して粗面を形成する工程と、絶縁フィルムの表面に溶融状態の熱可塑性樹脂層を設けた絶縁樹脂シートを２枚用意し、この絶縁樹脂シートの熱可塑性樹脂層を、前記粗面に向かい合わせてラミネートする工程と、さらに前記ベース基材を除去して第１積層体と第２積層体とに分割するとともに、前記第１および第２積層体からシードコートを除去し、さらにレジストを剥離することによって、無接着剤フレキシブル金属積層体を製造することによって、狭ピッチ化された回路形成を可能とし、かつ絶縁フィルムと銅回路（導体回路）の密着性と密着耐熱性を向上させた無接着剤フレキシブル金属積層体を取得することができ、かつその生産性を向上することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例による回路形成方法を説明する図。
【図２】この発明の実施例による絶縁フィルムと回路との接着方法を説明する図。
【図３】この発明の実施例による第１および第２無接着剤フレキシブル金属積層体の製造方法を説明する図。
【図４】従来の無接着剤フレキシブル金属積層体の製造方法を説明する図。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ 第１，第２絶縁樹脂シート
１１ａ，１１ｂ 第１，第２絶縁フィルム
１２ａ，１２ｂ 第１，第２熱可塑性ポリイミド（溶融状態）
２ａ，２ｂ 第１，第２銅回路
２１ａ，２１ｂ 第１，第２シードコート
３ａ，３ｂ 第１，第２レジスト
３１ａ，３１ｂ 第１，第２ドライフィルムレジスト
４ ベース基材
５ａ，５ｂ 絶縁樹脂カバー材
１０´ａ，１０´ｂ 第１，第２積層体
１０ａ，１０ｂ 第１，第２無接着剤フレキシブル金属積層体

Claims (4)

1. 絶縁フィルムの導体回路を必要とするところに選択的に金属導体を析出させて回路形成するとともに、接着剤を使用することなく絶縁フィルムと導体回路の密着性を確保した無接着剤フレキシブル金属積層体の製造方法において、
   ベース基材（４）の両面にそれぞれシードコート（２１ａ，２１ｂ）を形成し、このシードコート（２１ａ，２１ｂ）にそれぞれレジスト（３ａ，３ｂ）を被覆して非回路形成部をマスキングした後、電解銅めっきすることによって、ベース基材（４）の両面に銅回路（２ａ，２ｂ）を形成する工程と、
   前記ベース基材（４）の両面に形成された銅回路（２ａ，２ｂ）の表面を粗化し、粗面（２２ａ，２２ｂ）を形成する工程と、
   絶縁フィルム（１１ａ，１１ｂ）の表面に溶融状態の熱可塑性樹脂層（１２ａ，１２ｂ）を設けた絶縁樹脂シート（１ａ，１ｂ）を２枚用意し、この絶縁樹脂シート（１ａ，１ｂ）の熱可塑性樹脂層（１２ａ，１２ｂ）を、前記粗面（２２ａ，２２ｂ）に向かい合わせてラミネートする工程と、
   さらに前記ベース基材（４）を除去して第１積層体（１０´ａ）と第２積層体（１０´ｂ）とに分割するとともに、前記第１および第２積層体（１０´ａ，１０´ｂ）からシードコート（２１ａ，２２ｂ）を除去し、さらにレジスト（３ａ，３ｂ）を剥離することによって、第１および第２無接着剤フレキシブル金属積層体（１０ａ，１０ｂ）を取得する工程とからなることを特徴とする無接着剤フレキシブル金属積層体の製造方法。
2. 第１，第２積層体からレジスト（３ａ，３ｂ）を剥離した後、絶縁樹脂カバー材（５ａ，５ｂ）を被覆することを特徴とする請求項１に記載の無接着剤フレキシブル金属積層体の製造方法。
3. ポリイミドフィルムの表面に溶融状態の熱可塑性ポリイミド層を設けた絶縁樹脂シート（１ａ，１ｂ）をラミネートすることを特徴とする請求項１または２に記載の無接着剤フレキシブル金属積層体の製造方法。
4. シードコート（２１ａ，２１ｂ）が、銅であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の無接着剤フレキシブル金属積層体の製造方法。

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