JP2005216882A - Flexible printed circuit board and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flexible printed circuit board in which an adhesion strength is firm without acting an adhesive and in which fine patterning is possible. <P>SOLUTION: In the flexible printed circuit having a metal conductor layer formed on a plastic film, fine irregularities which set an average spacing between convex parts or between recesses to 10 nm to 80 nm are formed by a nitrogen plasma treatment on the plastic film before the metal conductor layer is formed, and then a mixed layer of the metal and the plastic film material is formed in thickness of 0.01 μm or less on the plastic film. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、絶縁性プラスチックフィルム表面に金属導体層を形成した金属とプラスチックフィルムの積層するフレキシブルプリント基板及びその製造方法に関するものである。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a flexible printed circuit board in which a metal and a plastic film are laminated on a surface of an insulating plastic film and a manufacturing method thereof.

従来のフレキシブルプリント基板の多くは金属導体層に銅を用い、プラスチックフィルムとしてポリイミドを用いている。銅とポリイミドは密着性が悪いために、銅とポリイミドの間に接着材を用いて密着性を高めたフレキシブルプリント基板が多く市販されている。またその他のプレキシブルプリント基板としては、ポリイミドとの密着性が比較的良いニッケルやクロムなどの金属をポリイミド上に形成し、ニッケル、クロム上に銅を形成したフレキシブルプリント基板も市販されている。さらに、プラスチックフィルム上に金属を直接形成するフレキシブルプリント基板の製造方法としてポリイミド上に金属イオンを打ち込みポリイミド表面に0.1μm以上の厚みの改質層を形成し、改質層上に金属導体層を形成するフレキシブルプリント基板の製造方法が開示されている。(例えば、特許文献1参照。)
また、ポリイミドフィルムの一方の面に酸素を含むプラズマによりプラズマ処理を行い、ポリイミドフィルムの表面粗さを5nmから100nmとしたフレキシブルプリント基板の記載がある。(特許文献2参照)
また近年、液晶ポリマーやフッ素樹脂といった低誘電率の材料が、高周波信号用途のフレキシブルプリント基板材料として用いられているが、ポリイミド同様に銅などの金属との密着性が悪く、高い密着性が得られる基板上への金属膜の形成方法が求められている。
Many conventional flexible printed boards use copper for the metal conductor layer and polyimide as the plastic film. Since copper and polyimide have poor adhesion, many flexible printed boards that have increased adhesion using an adhesive between copper and polyimide are commercially available. As another flexible printed board, a flexible printed board in which a metal such as nickel or chromium having relatively good adhesion to polyimide is formed on polyimide and copper is formed on nickel and chromium is also commercially available. Furthermore, as a method for producing a flexible printed circuit board in which metal is directly formed on a plastic film, metal ions are implanted on polyimide to form a modified layer having a thickness of 0.1 μm or more on the polyimide surface, and a metal conductor layer is formed on the modified layer. The manufacturing method of the flexible printed circuit board which forms is disclosed. (For example, refer to Patent Document 1.)
In addition, there is a description of a flexible printed board in which plasma treatment is performed on one surface of a polyimide film with plasma containing oxygen, and the surface roughness of the polyimide film is 5 nm to 100 nm. (See Patent Document 2)
In recent years, low dielectric constant materials such as liquid crystal polymers and fluororesins have been used as flexible printed circuit board materials for high-frequency signal applications. However, as with polyimide, adhesion to metals such as copper is poor and high adhesion is obtained. There is a need for a method for forming a metal film on a substrate.

またフレキシブルプリント基板用途以外でも電池の集電体材料として金属粒子または薄膜を形成したプラスチックフィルムが必要とされており、金属とプラスチックフィルムは高い密着性を持っていることが望ましい。
特開2003−49013号公報(第24−30頁、第1図、第2図) 特開平9−51163号公報
Further, a plastic film in which metal particles or a thin film is formed is required as a battery current collector material other than for flexible printed circuit boards, and it is desirable that the metal and the plastic film have high adhesion.
JP 2003-49013 A (Pages 24-30, FIGS. 1 and 2) JP-A-9-511163

しかしながら、接着材を用いる従来の構成では、金属導体層を必要な電気回路パターンに加工した場合、上記金属導体層を構成する金属成分が接着材内に拡散しやすいため、接着剤部分で電気抵抗が低下し、電気回路パターンの中で絶縁される必要がある部分で絶縁不良を引き起こすという問題があった。またニッケルやクロムなどの比較的ポリイミドとの密着性に優れた金属上に、上記金属導体層を形成する従来の構成では、金属導体層を所望の電気回路パターンにエッチング加工する時にニッケルやクロムが残渣として残る。ニッケルやクロムは電気導電性があるため、電気回路パターン内に残ったニッケルやクロムの残渣により、電気回路パターンの絶縁不良を生じるという問題がある。残渣の問題はニッケルやクロムの残渣を除去するエッチング加工を行うことで解決できるが、追加の工程が必要になるため余分な加工コストが必要な上、ニッケルやクロムの残渣の除去時に金属導体層の電気回路パターンが余分に加工されるという問題がある。金属導体層の電気回路パターンが余分に加工されると必要な配線寸法が得られなくなるという問題を生じる。   However, in the conventional configuration using an adhesive, when the metal conductor layer is processed into a necessary electric circuit pattern, the metal component constituting the metal conductor layer is likely to diffuse into the adhesive, so that the electric resistance at the adhesive portion. There is a problem in that insulation failure occurs at a portion of the electric circuit pattern that needs to be insulated. In the conventional configuration in which the metal conductor layer is formed on a metal having relatively good adhesion to polyimide such as nickel or chromium, nickel or chromium is not etched when the metal conductor layer is etched into a desired electric circuit pattern. It remains as a residue. Since nickel and chromium are electrically conductive, there is a problem that the insulation of the electric circuit pattern is caused by the residual nickel or chromium in the electric circuit pattern. The problem of residues can be solved by performing etching to remove nickel and chromium residues, but additional processing is required and extra processing costs are required, and the metal conductor layer is removed when removing nickel and chromium residues. There is a problem in that the electrical circuit pattern is excessively processed. If the electric circuit pattern of the metal conductor layer is processed excessively, there arises a problem that a necessary wiring dimension cannot be obtained.

また特許文献1の製造方法ではポリイミド表面に銅が打ち込まれた深い改質層を形成するため、打ち込まれた銅によりポリイミド表面の電気抵抗が低下し、電気回路パターンの絶縁不良を生じるという可能性があった。   Further, in the manufacturing method of Patent Document 1, since a deep modified layer in which copper is implanted is formed on the polyimide surface, the electrical resistance on the polyimide surface is lowered by the implanted copper, which may cause an insulation failure of the electric circuit pattern. was there.

また特許文献2記載の方法では、比較的高い剥離強度を得ることができるが、望ましい条件として記載されている酸素を用いた表面処理では、ポリイミド表面に多量の酸素が入り込み、ポリイミド表面上に形成された金属導体層を時間経過とともに徐々に酸化し、剥離強度を低下させる可能性があった。また、特許文献2の方法で製品に要求される程度の高い剥離強度を安定して得るには表面を表面粗さRMSの値で5nm以上に粗化する必要があった。ポリイミド表面の表面粗さが粗いと表面上に形成する金属導体層が前記ポリイミド表面の凹凸形状に沿った形状で形成されるため、金属導体層をエッチング加工して、電気回路パターンを作成した場合、電気回路パターンを構成する金属導体層はポリイミドとの界面で凹凸形状を有することになる。電気回路パターン内を伝わる電気信号の周波数が高くなるのに比例して、電気信号は表皮効果により表面だけを伝わるため、金属導体層表面が凹凸形状を有していると、電気信号の伝達中に電気的なノイズを生じることになる。電気的なノイズは凹凸形状のサイズに比例して大きくなるため、プラスチックフィルム表面の粗さが粗いほど大きなノイズを生じることになる。つまり、特許文献2記載のようにポリイミド表面を粗化した場合、ポリイミドと金属導体層の密着性は改善できるが、高周波電気信号に対しては電気的ノイズが発生し、電気回路基板としての性能が低下するという問題があった。金属導体層表面の平坦化のためには金属導体層に接触するポリイミド表面を平坦にする必要があり、金属導体層とポリイミドとの密着性の低下を生じることになる。つまり、ポリイミド表面の平坦化による電気ノイズの低減と金属導体層とポリイミドとの密着性向上は相反する要求になる。   Moreover, in the method described in Patent Document 2, a relatively high peel strength can be obtained. However, in the surface treatment using oxygen described as a desirable condition, a large amount of oxygen enters the polyimide surface and is formed on the polyimide surface. There was a possibility that the formed metal conductor layer was gradually oxidized with the lapse of time and the peel strength was lowered. In addition, in order to stably obtain a high peel strength required for a product by the method of Patent Document 2, it is necessary to roughen the surface to a surface roughness RMS value of 5 nm or more. When the surface roughness of the polyimide surface is rough and the metal conductor layer formed on the surface is formed in a shape along the uneven shape of the polyimide surface, the metal conductor layer is etched to create an electric circuit pattern The metal conductor layer constituting the electric circuit pattern has an uneven shape at the interface with the polyimide. In proportion to the increase in the frequency of the electric signal transmitted through the electric circuit pattern, the electric signal is transmitted only through the surface due to the skin effect, so if the metal conductor layer surface has an uneven shape, the electric signal is being transmitted. This will cause electrical noise. Since electrical noise increases in proportion to the size of the concavo-convex shape, the greater the roughness of the plastic film surface, the greater the noise. That is, when the polyimide surface is roughened as described in Patent Document 2, the adhesion between the polyimide and the metal conductor layer can be improved, but electrical noise is generated for high-frequency electrical signals, and the performance as an electric circuit board is improved. There was a problem that decreased. In order to flatten the surface of the metal conductor layer, the polyimide surface in contact with the metal conductor layer needs to be flattened, resulting in a decrease in adhesion between the metal conductor layer and the polyimide. That is, there are conflicting demands for reducing electrical noise by planarizing the polyimide surface and improving the adhesion between the metal conductor layer and the polyimide.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、金属導体層とプラスチックフィルムとの間に接着剤や異種金属を介在させず、またプラスチックフィルム表面を大きく粗化することなく、金属導体層とプラスチックフィルムの間に高い密着性を得られるフレキシブルプリント基板の製造方法を提供することを目的とする。また、集電体用途においてはプラスチックフィルムとしてフッ素樹脂が使われ、金属としては白金が使われる場合があるが、フッ素樹脂上に固定した白金の剥離により、集電体素子の性能が低下するため、白金をフッ素樹脂上に強固に固定する必要があったが、フッ素樹脂はほとんどの金属に対して密着性が悪いため、白金をフッ素樹脂上に強固に固定することは困難であった。   The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and does not interpose an adhesive or a different kind of metal between the metal conductor layer and the plastic film, and without greatly roughening the surface of the plastic film, It aims at providing the manufacturing method of the flexible printed circuit board which can acquire high adhesiveness between plastic films. In current collector applications, fluororesin is used as a plastic film, and platinum is sometimes used as a metal. However, the performance of the current collector element deteriorates due to the peeling of platinum fixed on the fluororesin. However, it was necessary to firmly fix platinum on the fluororesin. However, since the fluororesin has poor adhesion to most metals, it was difficult to firmly fix platinum on the fluororesin.

前記従来の課題を解決するために、本発明のフレキシブルプリント基板は、プラスチックフィルム上に金属導体層を形成するフレキシブルプリント基板において、前記金属導体層形成前の前記プラスチックフィルム面上に微細凹凸を形成し、当該微細凹凸の凸部間の間隔若しくは凹部間の間隔の平均的な間隔が10nmから80nmであることを特徴としたものである。 In order to solve the above-mentioned conventional problems, the flexible printed board of the present invention is a flexible printed board in which a metal conductor layer is formed on a plastic film, and fine irregularities are formed on the plastic film surface before the metal conductor layer is formed. In addition, the average interval between the convex portions or the concave portions of the fine unevenness is 10 nm to 80 nm.

また、本発明のフレキシブルプリント基板は、プラスチックフィルム上に金属導体層を形成するフレキシブルプリント基板において、前記プラスチックフィルム面上に凸部間の間隔若しくは凹部間の間隔の平均的な間隔が10nmから80nmである微細凹凸を形成した後、前記プラスチックフィルム面上に金属と当該プラスチックフィルム材料との混合層を0.01μm以下の厚さに形成し、前記混合層上に、引き続き金属導体層を成膜することを特徴としたものである。   The flexible printed board of the present invention is a flexible printed board in which a metal conductor layer is formed on a plastic film, and an average interval between convex portions or an interval between concave portions on the plastic film surface is 10 nm to 80 nm. After forming the fine irregularities, a mixed layer of metal and the plastic film material is formed on the plastic film surface to a thickness of 0.01 μm or less, and a metal conductor layer is subsequently formed on the mixed layer. It is characterized by doing.

また、本発明のフレキシブルプリント基板は、プラスチックフィルム上に金属導体層を形成するフレキシブルプリント基板において、前記プラスチックフィルム面上に凸部間の間隔若しくは凹部間の間隔の平均的な間隔が10nmから80nmである微細凹凸を形成した後、前記プラスチックフィルム面上に金属と当該プラスチックフィルム材料との混合層を0.01μm以下の厚さに形成し、前記混合層上に、引き続き第1の金属導体層を成膜し、当該第1の金属導体層上に所定の厚さの第3の金属導体層を形成することを特徴としたものである。   The flexible printed board of the present invention is a flexible printed board in which a metal conductor layer is formed on a plastic film, and an average interval between convex portions or an interval between concave portions on the plastic film surface is 10 nm to 80 nm. After forming the fine irregularities, a mixed layer of metal and the plastic film material is formed on the plastic film surface to a thickness of 0.01 μm or less, and the first metal conductor layer is continuously formed on the mixed layer. And a third metal conductor layer having a predetermined thickness is formed on the first metal conductor layer.

また、本発明のフレキシブルプリント基板の製造方法は、プラスチックフィルム上に金属導体層を形成するフレキシブルプリント基板製造方法において、前記プラスチックフィルム面上に凸部間の平均的な間隔が10nmから80nmである微細凹凸を形成した後、前記プラスチックフィルム面上に金属と当該プラスチックフィルム材料との混合層を0.01μm以下の厚さに形成し、引き続き金属導体層を成膜することを特徴としたものである。   Moreover, the manufacturing method of the flexible printed circuit board of this invention is a flexible printed circuit board manufacturing method which forms a metal conductor layer on a plastic film, The average space | interval between convex parts on the said plastic film surface is 10 nm to 80 nm. After forming fine irregularities, a mixed layer of metal and the plastic film material is formed on the plastic film surface to a thickness of 0.01 μm or less, and then a metal conductor layer is formed. is there.

本発明のフレキシブルプリント基板及びフレキシブルプリント基板の製造方法によれば、ニッケルやクロムなどの金属や接着剤を用いずに、金属導体層とプラスチックフィルムとの間に高い密着性を得ることができる。フレキシブルプリント基板用途では、接着剤やニッケル、クロムなどの金属がないために、金属の拡散やエッチング不良による電気配線パターンの絶縁不良を生じにくい製品を作製可能である。さらに、ニッケルやクロムを用いる従来のフレキシブルプリント基板と比較すると、電気回路パターンの絶縁不良をなくすための追加のエッチング加工を必要としないため、電気回路パターンの加工費用も安価にできる。また、集電体用途では強固にプラスチックフィルム上に金属を固定できるため、金属のプラスチックフィルムからの剥離による集電体素子の寿命を改善できる。   According to the flexible printed circuit board and the method of manufacturing the flexible printed circuit board of the present invention, high adhesion can be obtained between the metal conductor layer and the plastic film without using a metal such as nickel or chromium or an adhesive. In flexible printed circuit board applications, since there is no metal such as an adhesive, nickel, or chromium, it is possible to produce a product that is less prone to insulation failure of the electrical wiring pattern due to metal diffusion or etching failure. Furthermore, compared with the conventional flexible printed circuit board using nickel or chromium, additional etching processing for eliminating the insulation failure of the electric circuit pattern is not required, so that the processing cost of the electric circuit pattern can be reduced. Moreover, since the metal can be firmly fixed on the plastic film in the current collector application, the life of the current collector element due to the peeling of the metal from the plastic film can be improved.

以下に、本発明の金属とプラスチックフィルムからなるフレキシブルプリント基板及びフレキシブルプリント基板の製造方法について、図面ともに詳細に説明する。本発明で用いられるフレキシブルプリント基板のプラスチックフィルム材料としては、ポリイミド、ポリエステル、ポリカボネート、ポリアミド、エポキシ樹脂液晶ポリマーなどを使用することができる。また、本発明で用いられる金属導体層用の金属材料としては、銅、金、銀、アルミニューム、ニッケル、クロム、チタン、亜鉛などを使用することができる。実施例においては、ポリイミドフィルムと銅金属を用いた場合を説明する。   Below, the flexible printed circuit board which consists of a metal and a plastic film of this invention, and the manufacturing method of a flexible printed circuit board are demonstrated in detail with drawing. As the plastic film material of the flexible printed circuit board used in the present invention, polyimide, polyester, polycarbonate, polyamide, epoxy resin liquid crystal polymer, or the like can be used. Moreover, copper, gold | metal | money, silver, aluminum, nickel, chromium, titanium, zinc etc. can be used as a metal material for the metal conductor layer used by this invention. In an Example, the case where a polyimide film and copper metal are used is demonstrated.

図1は、本発明の実施例1におけるフレキシブルプリント基板の構成図を示す。   FIG. 1 shows a configuration diagram of a flexible printed circuit board in Embodiment 1 of the present invention.

図1において1はプラスチックフィルムであり、本実施例ではポリイミドフィルムを用いた。ポリイミドフィルムとしては具体的に宇部興産製の商品名ユーピレックスやデュポン製の商品名カプトンや鐘淵化学の商品名アピカルなどが使用可能である。本実施の形態では宇部興産製のユーピレックスを使用した。また2は金属導体層であり、本実施の形態では銅を使用した。   In FIG. 1, 1 is a plastic film, and a polyimide film was used in this embodiment. Specific examples of the polyimide film include Ube Industries' brand name Upilex, DuPont's brand name Kapton, Kaneka Chemical's brand name Apical, and the like. In this embodiment, Upilex made by Ube Industries is used. Reference numeral 2 denotes a metal conductor layer, and copper is used in this embodiment.

図2は図1に示すフレキシブルプリント基板の製造手順を示している。また図2に示す製造手順において使用するフレキシブルプリント基板の製造装置を図3に示す。   FIG. 2 shows a manufacturing procedure of the flexible printed board shown in FIG. Moreover, the manufacturing apparatus of the flexible printed circuit board used in the manufacturing procedure shown in FIG. 2 is shown in FIG.

図3で7は真空チャンバーであり、8はポリイミドフィルムを固定するための導体で構成された基板ホルダーであり、9は導電体で構成された基板ホルダー8に高周波電力を印加する高周波電源であり、10は真空チャンバー7を真空に排気する排気装置であり、11は真空チャンバー7と排気装置10を接続するメインバルブであり、12は金属を加熱蒸発させる蒸着用ボートであり、13は蒸着用金属であり、14は真空チャンバー内に所定のガスを導入するガス導入管であり、15はポリイミドフィルムであり、16は前記ポリイミドフィルムを加熱脱水するための加熱機構であり具体的にはタングステンボートを用いた抵抗加熱機構や赤外線ランプが使用可能である。また17は電気的な接地部である。   In FIG. 3, 7 is a vacuum chamber, 8 is a substrate holder made of a conductor for fixing a polyimide film, and 9 is a high frequency power source for applying high frequency power to the substrate holder 8 made of a conductor. 10 is an exhaust device for exhausting the vacuum chamber 7 to a vacuum, 11 is a main valve connecting the vacuum chamber 7 and the exhaust device 10, 12 is a vapor deposition boat for heating and evaporating metal, and 13 is for vapor deposition. 14 is a gas introduction pipe for introducing a predetermined gas into the vacuum chamber, 15 is a polyimide film, and 16 is a heating mechanism for heating and dehydrating the polyimide film, specifically a tungsten boat. A resistance heating mechanism using infrared light or an infrared lamp can be used. Reference numeral 17 denotes an electrical grounding portion.

図2、図3を用いて図1に示した本発明の構成のフレキシブルプリント基板の製造手順について詳しく説明する。   The manufacturing procedure of the flexible printed circuit board having the configuration of the present invention shown in FIG. 1 will be described in detail with reference to FIGS.

図2において、最初、ステップ3において、真空チャンバー7内を真空引きする。真空チャンバー7内の圧力は1.0×10-3Pa以下にする。ポリイミドフィルム15は図3に示すように基板ホルダー8に接して固定しておく。 In FIG. 2, first, in step 3, the inside of the vacuum chamber 7 is evacuated. The pressure in the vacuum chamber 7 is set to 1.0 × 10 −3 Pa or less. The polyimide film 15 is fixed in contact with the substrate holder 8 as shown in FIG.

次に図2のステップ4において、ポリイミドフィルム15の脱水を行う。脱水は加熱機構16を用いてポリイミドフィルム15を140℃で3時間加熱した。加熱後に真空チャンバー7内の温度が30℃以下になるまで冷却し、さらに真空チャンバー7内の圧力が1.0×10-4Pa以下になるまで真空引きを行う。 Next, in step 4 of FIG. 2, the polyimide film 15 is dehydrated. For dehydration, the polyimide film 15 was heated at 140 ° C. for 3 hours using the heating mechanism 16. After the heating, cooling is performed until the temperature in the vacuum chamber 7 becomes 30 ° C. or lower, and vacuuming is performed until the pressure in the vacuum chamber 7 becomes 1.0 × 10 −4 Pa or lower.

次に図2のステップ5に示すようにポリイミド表面をプラズマ処理する。このプラズマ処理はポリイミド表面を粗化するものである。プラズマ処理時には真空チャンバー7内に純度99.9%以上の窒素ガスを導入し、圧力を5.0×10-2Paにし、安定放電手段によりポリイミドフィルム15を支持する基板ホルダー8に高周波電力を印加する。高周波電力の印加により、真空チャンバー7内にグロー放電が生じ、窒素プラズマが発生する。窒素プラズマの発生とともにポリイミドフィルム15の極近傍に第1の負のバイアス電圧が誘起され、ポリイミドフィルム15が窒素プラズマ処理される。ポリイミド表面は負のバイアスで加速された窒素イオンが表面に衝突することにより物理的にエッチングされるとともに、ポリイミド表面が化学的にもエッチングされる。 Next, as shown in step 5 of FIG. 2, the polyimide surface is plasma-treated. This plasma treatment roughens the polyimide surface. During the plasma treatment, nitrogen gas having a purity of 99.9% or more is introduced into the vacuum chamber 7, the pressure is set to 5.0 × 10 −2 Pa, and high-frequency power is applied to the substrate holder 8 that supports the polyimide film 15 by stable discharge means. Apply. By applying the high frequency power, glow discharge is generated in the vacuum chamber 7 and nitrogen plasma is generated. Along with the generation of nitrogen plasma, a first negative bias voltage is induced in the immediate vicinity of the polyimide film 15, and the polyimide film 15 is treated with nitrogen plasma. The polyimide surface is physically etched when nitrogen ions accelerated by a negative bias collide with the surface, and the polyimide surface is also chemically etched.

物理的エッチングは、ポリイミドフィルム15の近傍に発生する負のバイアス電圧により加速されたイオンがポリイミド表面に衝突することにより、ポリイミド表面の分子結合を切断する効果を利用している。つまり、イオンの持つ運動エネルギーを利用したエッチングである。ポリイミド表面おいて衝突するイオンの量にばらつきがなければ、ポリイミド表面はほぼ均一にエッチングされることになる。本実施の形態では、プラズマの均一な範囲内にポリイミドフィルムを固定したため、物理的なエッチングのばらつきはほとんどない。これに対して化学的なエッチングでは、ポリイミド表面に到達したイオンがポリイミド表面から電子を引き抜くことで分子結合を切断するが、イオンの到達した近傍の最も結合力の弱い結合箇所から電子が引き抜かれるため、つまり選択的に分子結合が切断される。さらに窒素プラズマでポリイミド表面を処理した場合には、窒素イオンがポリイミド表面の水素原子や酸素原子と反応して化合物を作り、ポリイミド表面から水素原子や酸素原子を取り去る可能性が考えられる。そのため窒素プラズマ処理では、ポリイミド表面の水素原子や酸素原子などの除去効果も加わり、ポリイミド表面が選択的にエッチングされて微細な凹凸を生じる可能性が考えられる。   The physical etching utilizes the effect of breaking molecular bonds on the polyimide surface when ions accelerated by a negative bias voltage generated in the vicinity of the polyimide film 15 collide with the polyimide surface. That is, the etching uses the kinetic energy of ions. If there is no variation in the amount of ions colliding on the polyimide surface, the polyimide surface is etched almost uniformly. In this embodiment, since the polyimide film is fixed within the uniform range of plasma, there is almost no physical etching variation. On the other hand, in chemical etching, ions that reach the polyimide surface break the molecular bond by drawing electrons from the polyimide surface, but electrons are drawn from the bond site with the weakest binding force near the ions. Therefore, the molecular bond is selectively broken. Further, when the polyimide surface is treated with nitrogen plasma, nitrogen ions may react with hydrogen atoms and oxygen atoms on the polyimide surface to form a compound, and the hydrogen atoms and oxygen atoms may be removed from the polyimide surface. Therefore, in the nitrogen plasma treatment, the removal effect of hydrogen atoms, oxygen atoms, and the like on the polyimide surface is also added, and the polyimide surface may be selectively etched to generate fine irregularities.

本実施例では第1の負のバイアス電圧を400Vにして10分間のプラズマ処理を行ったが、第1の負のバイアス電圧として、基板ホルダー8に印加する高周波電力を調整することにより200Vから1000Vの値に制御することが可能であり、本実施例の効果と同程度の効果を得ることができる。   In this embodiment, the plasma treatment is performed for 10 minutes with the first negative bias voltage set to 400V. However, the first negative bias voltage is adjusted to 200V to 1000V by adjusting the high frequency power applied to the substrate holder 8. It is possible to control to the value of the above, and an effect comparable to the effect of the present embodiment can be obtained.

次に図3のステップ6において、銅成膜を行った。手順及び条件は以下のとおりである。まず真空チャンバー7内の圧力を1.0×10-4Pa以下まで真空引きする。次に、蒸着用ボート8から銅を蒸発させ、銅をポリイミドフィルム上に真空蒸着した。 Next, in Step 6 of FIG. 3, a copper film was formed. The procedure and conditions are as follows. First, the pressure in the vacuum chamber 7 is evacuated to 1.0 × 10 −4 Pa or less. Next, copper was evaporated from the vapor deposition boat 8, and copper was vacuum-deposited on the polyimide film.

本実施例では銅薄膜を形成させる速度を0.1nm/sec〜2.0nm/secの間で制御した。0.1nm/sec以下の成膜速度では、作製に時間がかかりすぎ、コスト高になるため現実的でない。また2.0nm/sec以上の成膜速度でも0.1nm/sec〜2.0nm/secの条件で成膜した場合と同程度の剥離強度を有するフレキシブルプリント基板を作製可能と思われるが、本実施例で使用した装置では、2.0nm/sec以上の速度で成膜すると、銅の蒸発用ボートから溶融した銅材料が溢れでるため、2.0nm/sec以上に成膜速度をあげるのは困難であった。銅の蒸発機構を改良することにより、この点は改善可能である。   In this example, the rate at which the copper thin film was formed was controlled between 0.1 nm / sec and 2.0 nm / sec. A film formation speed of 0.1 nm / sec or less is not practical because it takes too much time for production and increases costs. In addition, it seems that a flexible printed circuit board having a peel strength comparable to that in the case of film formation under conditions of 0.1 nm / sec to 2.0 nm / sec can be produced even at a film formation speed of 2.0 nm / sec or more. In the apparatus used in the example, when the film is formed at a speed of 2.0 nm / sec or more, the molten copper material overflows from the copper evaporation boat, so that the film formation speed is increased to 2.0 nm / sec or more. It was difficult. This can be improved by improving the copper evaporation mechanism.

本発明の製造方法で得られるフレキシブルプリント基板は、銅成膜前にポリイミド表面を窒素プラズマ処理し、ポリイミド表面に微細な凹凸を形成しているために、従来の方法に比較して高い剥離強度が得られると発明者らは考量している。   The flexible printed circuit board obtained by the production method of the present invention has a high plasma peel strength compared to the conventional method because the polyimide surface is subjected to nitrogen plasma treatment before forming a copper film and fine irregularities are formed on the polyimide surface. The inventors consider that the following is obtained.

つまり、物理的な結合により剥離強度が得られていると考えている。物理的な結合とは、1)銅薄膜とポリイミドの剥離時に生じる摩擦抵抗と2)銅薄膜とポリイミドの剥離時に銅薄膜表面の微細凹凸がポリイミド表面を掘り起こす動作をすることにより生じる抵抗力のことである。1)の摩擦抵抗は微細な凹凸の存在により接触面積が増えるため、比例して増加すると考えられる。また2)の掘り起こしの効果も多くの凹凸が存在するほど高くなると考えられる。この検証のために銅薄膜形成前のポリイミドフィルム表面の微細凹凸のサイズを変更したサンプルを作成し、剥離強度を評価した。また、従来から金属とプラスチックフィルム材料の密着には物理的な結合要因以外に、化学的な結合要因(つまり、官能基)も影響することが示されているため、微細凹凸形成に用いた窒素プラズマ処理により形成される窒素官能基の密着性への影響も調べた。ここで化学的な結合とは、窒素プラズマ処理により形成されるシアノ基と銅原子が結合することにより発生する結合力のことである。発明者らは、シアノ基と銅原子がシアノ基の不対電子対を介して配位結合していると考量している。   That is, it is considered that the peel strength is obtained by physical bonding. Physical bonding means 1) frictional resistance generated when copper thin film and polyimide are peeled off, and 2) resistance force generated by the action of micro unevenness on the surface of copper thin film digging up the polyimide surface when peeling copper thin film and polyimide. It is. The frictional resistance of 1) is considered to increase proportionally because the contact area increases due to the presence of fine irregularities. In addition, the digging effect of 2) is considered to be higher as there are many irregularities. For this verification, a sample in which the size of the fine irregularities on the polyimide film surface before the copper thin film was formed was prepared, and the peel strength was evaluated. In addition, it has been shown that the adhesion between metal and plastic film material is influenced not only by physical bonding factors but also by chemical bonding factors (that is, functional groups). The influence of nitrogen functional groups formed by plasma treatment on the adhesion was also investigated. Here, the chemical bond is a bonding force generated by bonding a cyano group formed by nitrogen plasma treatment and a copper atom. The inventors consider that the cyano group and the copper atom are coordinated via an unpaired electron pair of the cyano group.

微細凹凸の間隔と剥離強度の比較結果を評価結果を図4に示す。ポリイミド表面の微細凹凸の間隔が10nmから80nmの間で従来のフレキシブルプリント基板と同程度以上の剥離強度0.7N/mm以上を得られることが分かった。つまりポリイミド表面の微細凹凸が剥離強度に大きく寄与していることが判明した。微細凹凸の間隔が30nm程度の場合に最も高い剥離強度が得られる傾向がある。本発明の条件で作製したフレキシブルプリント基板の銅薄膜の結晶の大きさを電子顕微鏡で観察した結果、結晶の大きさはポリイミド表面の混合層に近接する部分で30nm程度であったことから、銅結晶の大きさと凹凸サイズが近い場合に、ポリイミド表面の微細凹凸形状への銅結晶の食い込みによる密着性改善効果が大きくなっている考量する。   FIG. 4 shows the evaluation results of the comparison results between the fine unevenness intervals and the peel strength. It was found that a peel strength of 0.7 N / mm or higher, which is the same as or higher than that of the conventional flexible printed circuit board, can be obtained when the interval between the fine irregularities on the polyimide surface is between 10 nm and 80 nm. That is, it was found that the fine irregularities on the polyimide surface greatly contributed to the peel strength. When the interval between the fine irregularities is about 30 nm, the highest peel strength tends to be obtained. As a result of observing the size of the crystal of the copper thin film of the flexible printed circuit board produced under the conditions of the present invention with an electron microscope, the size of the crystal was about 30 nm in the portion adjacent to the mixed layer on the polyimide surface. When the crystal size and the unevenness size are close, it is considered that the effect of improving the adhesion due to the biting of the copper crystal into the fine unevenness shape of the polyimide surface is increased.

具体的には以下のようなことが推測される。銅結晶の大きさがポリイミド表面の凹凸形状より十分小さい場合には、ポリイミド表面の一つの凹部分に複数の結晶が結合して形成されることになる。この場合、銅薄膜に対してポリイミドから引き剥がすように力が加わると、ポリイミド表面の凹部内に形成された複数の銅結晶からなる銅薄膜表面の凸部分がポリイミドを掘り起こすような動作をするため、引き剥がしに対して抵抗力を示すが、銅薄膜表面の凸部分の銅結晶間には結晶間の結合が弱い部分も存在するため、銅薄膜表面の凸部分の一部ではポリイミドを掘り起こすより弱い力で結晶間の結合が破壊される。そのため、期待される抵抗力よりも弱い抵抗力しか得られない。またポリイミド表面の凹部の大きさより銅結晶の大きさが十分に大きい場合には、銅結晶がポリイミド表面の凹部に入り込まないため、銅薄膜の引き剥がし時に、銅結晶の食い込みに起因した抵抗力が発生せず、剥離強度が低下することが考えられる。   Specifically, the following is presumed. When the size of the copper crystal is sufficiently smaller than the uneven shape on the polyimide surface, a plurality of crystals are bonded to one concave portion on the polyimide surface. In this case, when force is applied to the copper thin film so as to peel it off from the polyimide, the convex portion of the copper thin film surface made of a plurality of copper crystals formed in the concave portion of the polyimide surface operates to dig up the polyimide. It shows resistance to peeling, but there is a part where the bond between the crystals is weak between the copper crystals on the convex part of the copper thin film surface. The bond between crystals is broken by a weak force. Therefore, only a weaker resistance than the expected resistance can be obtained. In addition, when the size of the copper crystal is sufficiently larger than the size of the concave portion on the polyimide surface, the copper crystal does not enter the concave portion on the polyimide surface, so that when the copper thin film is peeled off, the resistance due to the biting of the copper crystal is reduced. It does not occur and the peel strength may decrease.

本実施例で記述している微細凹凸とは、図5に示すポリイミド表面の凸部間または凹部間の間隔のことである。実際のフィルムにおいては、図5のような規則的な凹凸形状が形成されることはなく、円錐が組合せまたは重ね合わせられた形状になっている。(微細凹凸は基本的に円錐形状である。)円錐のサイズには大小幅があり、円錐のサイズや分布はポリイミドの分子の分布と窒素プラズマによる化学的なエッチング効果との関係で決定される。そのため単純に形状測定しても定量的に微細凹凸の間隔を測定することは不可能であるので、本実施の形態では、微細凹凸形状を測定範囲1μm四方程度で原子間力顕微鏡(AFM)により測定し、微細凹凸の形状を高さ及び位置データとして数値化し、測定された前記データをフーリエ変換することで微細凹凸の平均的な繰り返し周期を求めることで平均的な凸部または凹部の間隔を求めた。即ち、振幅(高さ)の周波数表示をすることにより(平均的な)微細凹凸の間隔の分布を求めることができる。具体的にはDigital instrument製のAFMが使用可能であり、フーリエ変換後に図6に示すような結果が得られる。図6の場合には、微細凹凸サイズが30nmということになる。   The fine unevenness described in the present example is the interval between the convex portions or the concave portions on the polyimide surface shown in FIG. In an actual film, a regular uneven shape as shown in FIG. 5 is not formed, but a cone is combined or overlapped. (The fine irregularities are basically conical.) The size of the cone is large and small, and the size and distribution of the cone are determined by the relationship between the distribution of polyimide molecules and the chemical etching effect of nitrogen plasma. . Therefore, since it is impossible to measure the interval between the fine irregularities quantitatively even if the shape is simply measured, in this embodiment, the fine irregularities are measured by an atomic force microscope (AFM) with a measurement range of about 1 μm square. Measure and digitize the shape of the fine irregularities as height and position data, and calculate the average repetition interval of the fine irregularities by Fourier transforming the measured data to determine the average interval between the convex or concave portions Asked. That is, the distribution of (average) fine unevenness intervals can be obtained by displaying the frequency of the amplitude (height). Specifically, an AFM manufactured by Digital instrument can be used, and a result as shown in FIG. 6 is obtained after Fourier transform. In the case of FIG. 6, the fine unevenness size is 30 nm.

また、本実施例の条件で窒素プラズマ処理したポリイミドフィルム表面をAFMを用いて測定した場合、1μm四方の測定範囲で算術平均粗さ2nmから4nmであった。   Moreover, when the surface of the polyimide film treated with nitrogen plasma under the conditions of this example was measured using AFM, the arithmetic average roughness was 2 nm to 4 nm in a measurement range of 1 μm square.

即ち、本発明の微細凹凸の形成においては、凹凸の間隔つまり、凹部間或いは凸部間の間隔が30nm、凹凸の平均の深さが2nmから4nm程度の非常に浅い表面における粗化で、強固な剥離強度が得られた。   That is, in the formation of the fine unevenness according to the present invention, the unevenness interval, that is, the interval between the concave portions or the convex portions is 30 nm, and roughening on a very shallow surface where the average depth of the unevenness is about 2 nm to 4 nm is strong. Excellent peel strength was obtained.

上述したように、表面の凹凸のサイズが銅結晶のサイズより小さいと、ポリイミドへの銅結晶の食い込み効果が小さくなるため剥離強度が低下すると考えられる。また表面に大きな凹凸を形成するために、プラズマ処理を長時間行うとまたは強いプラズマ処理を行うと、ポリイミド表面がプラズマ処理によるダメージを受けるため、銅薄膜をポリイミドから引き剥がすように力が作用した場合に、ポリイミドの表面が破壊する可能性が考えられる。また1つ1つの凹部分のサイズが銅結晶サイズより大きくなると、ポリイミド表面の
一つの凹部分に複数の銅結晶が結合して形成されることになる。この場合、銅薄膜に対してポリイミドから引き剥がすように力が加わると、ポリイミド表面の凹部内に形成された複数の銅結晶からなる銅薄膜表面の凸部分がポリイミドを掘り起こすような動作をするため、引き剥がしに対して抵抗力を示すが、銅薄膜表面の凸部分の銅結晶間には結晶間の結合が弱い部分も存在するため、銅薄膜表面の凸部分の一部ではポリイミドを掘り起こすより弱い力で結晶間の結合が破壊される可能性もある。そのため、発明者らは凹凸の間隔には、剥離強度を高い値に保てる最適な範囲が存在すると考えている。本発明では、凹凸の面内方法の寸法に対して剥離強度との相関を発見できた。
As described above, if the size of the unevenness on the surface is smaller than the size of the copper crystal, it is considered that the peeling strength decreases because the effect of the copper crystal biting into the polyimide is reduced. In addition, when the plasma treatment is performed for a long time or when a strong plasma treatment is performed to form large irregularities on the surface, the polyimide surface is damaged by the plasma treatment, so a force acts to peel the copper thin film from the polyimide. In some cases, the surface of the polyimide may be destroyed. If the size of each recess is larger than the size of the copper crystal, a plurality of copper crystals are bonded to one recess on the polyimide surface. In this case, when force is applied to the copper thin film so as to peel it off from the polyimide, the convex portion of the copper thin film surface made of a plurality of copper crystals formed in the concave portion of the polyimide surface operates to dig up the polyimide. It shows resistance to peeling, but there is a part where the bond between the crystals is weak between the copper crystals on the convex part of the copper thin film surface. There is a possibility that bonds between crystals may be broken by a weak force. For this reason, the inventors believe that there is an optimum range for the separation strength to keep the peel strength at a high value. In the present invention, a correlation between the peel strength and the size of the in-plane method of unevenness was found.

表面粗さが同じで、凹凸の間隔が異なるポリイミド表面に銅薄膜を形成した場合は、表面粗さが同じであるために従来の文献等の報告から剥離強度は同程度になると推測されるが、本実施の形態で作製したサンプルでは表面粗さが同じサンプルで剥離強度に差があった。つまり、表面粗さで剥離強度の変化を説明することはできなかった。そのため、本発明者らは表面粗さよりも表面の凹凸の間隔が剥離強度に強く影響していることを見出した。   When a copper thin film is formed on a polyimide surface with the same surface roughness and different irregularities, the surface roughness is the same, so it is estimated that the peel strength will be about the same from reports in the conventional literature. The sample produced in this embodiment had a difference in peel strength between samples having the same surface roughness. That is, the change in peel strength could not be explained by the surface roughness. For this reason, the present inventors have found that the surface irregularities have a greater influence on the peel strength than the surface roughness.

次に窒素官能基の影響を調べるため、表面の微細凹凸のサイズを同じにし、窒素官能基の量を変化させた場合の剥離強度の変化を調べた。官能基はX線光電子分光分析法(XPS)により測定した。微細凹凸形状の凸部分の間隔を30nmにし、本実施の形態1に記載の窒素ボンバード条件で表面処理したサンプルに比較して窒素官能基を半分にしたサンプルを作製して剥離強度を測定した。剥離強度は0.88N/mmであった。つまり、窒素官能基の量に倍の違いがあったとしても、微細凹凸の凸部分の間隔が30nmのサンプルでは、剥離強度は0.9N/mmと0.88N/mmであり、ほぼ一定であった。つまり窒素官能基の影響は小さいと言える。また窒素官能基以外の官能基の効果をみるために、ポリイミド表面をアルゴンボンバードした後、銅薄膜を形成して剥離強度を測定したが、剥離強度は0.2N/mm以下であった。アルゴンボンバード後の表面をXPSで測定した結果、酸素や窒素などの官能基が確認されたが、剥離強度は0.2N/mm以下と小さかった。つまり、本実施の形態で作製されたフレキシブルプリント基板において密着性に影響する主な要因は物理的な結合力であると考えられる。つまり、微細凹凸に金属が食い込むことにより密着性が向上しているといえる。微細凹凸への銅の食い込みが密着性に大きく寄与しているというメカニズムであるため、本実施の形態で用いた材料以外の材料でも、具体的には、フッ素樹脂や液晶ポリマーなどの材料でも、金属薄膜形成面に微細凹凸を形成することができれば同様の効果が期待できる。   Next, in order to investigate the influence of the nitrogen functional group, the change in peel strength was investigated when the size of the fine irregularities on the surface was the same and the amount of the nitrogen functional group was changed. Functional groups were measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). A sample having a nitrogen functional group halved as compared with the sample surface-treated under the nitrogen bombardment condition described in Embodiment 1 was prepared by measuring the peel strength by setting the interval between the convex portions of the fine concavo-convex shape to 30 nm. The peel strength was 0.88 N / mm. That is, even if there is a double difference in the amount of the nitrogen functional group, the peel strength is 0.9 N / mm and 0.88 N / mm in the sample where the interval between the convex portions of the fine irregularities is 30 nm, which is almost constant. there were. In other words, it can be said that the influence of the nitrogen functional group is small. Moreover, in order to see the effect of functional groups other than a nitrogen functional group, after the polyimide surface was argon bombarded, the copper thin film was formed and the peel strength was measured. The peel strength was 0.2 N / mm or less. As a result of measuring the surface after argon bombardment by XPS, functional groups such as oxygen and nitrogen were confirmed, but the peel strength was as low as 0.2 N / mm or less. That is, it is considered that the main factor affecting the adhesion in the flexible printed circuit board manufactured in this embodiment is a physical bonding force. That is, it can be said that the adhesion is improved by the metal biting into the fine irregularities. Because of the mechanism that copper bite into the fine unevenness greatly contributes to adhesion, even with materials other than the materials used in this embodiment, specifically, materials such as fluororesin and liquid crystal polymer, The same effect can be expected if fine irregularities can be formed on the metal thin film forming surface.

本実施例においてポリイミド表面のプラズマ処理に窒素プラズマを用いたのは、ポリイミド表面への微細凹凸の形成に窒素プラズマ処理が有効なためである。窒素ガスは不活性だが、プラズマ化するとポリイミドと化学的な反応性を示し、ポリイミド表面を選択的にエッチング加工する。そのため短時間で必要な微細凹凸をポリイミド表面に形成可能である。比較のために表面処理に通常用いられるアルゴンプラズマ処理と窒素プラズマ処理の表面処理後のポリイミド表面の形状を比較した。アルゴンプラズマ処理では窒素プラズマ処理のようにポリイミド表面に微細凹凸が形成されていない。アルゴンプラズマにはポリイミドに対して化学的なエッチング効果がないため、アルゴンプラズマに曝されたポリイミド表面は深さ方向に均一に削られ、微細凹凸が形成されないと考えられる。窒素プラズマ以外でもポリイミドに対して化学的なエッチング効果を有するプラズマであれば、窒素プラズマと同様の微細凹凸形成効果が期待できることは容易に推測できる。   The reason why nitrogen plasma is used for the plasma treatment of the polyimide surface in this example is that the nitrogen plasma treatment is effective for forming fine irregularities on the polyimide surface. Nitrogen gas is inert, but when it is turned into plasma, it shows chemical reactivity with polyimide and selectively etches the polyimide surface. Therefore, necessary fine irregularities can be formed on the polyimide surface in a short time. For comparison, the shapes of polyimide surfaces after surface treatment of argon plasma treatment and nitrogen plasma treatment, which are usually used for surface treatment, were compared. In the argon plasma treatment, fine irregularities are not formed on the polyimide surface unlike the nitrogen plasma treatment. Since argon plasma does not have a chemical etching effect on polyimide, it is considered that the polyimide surface exposed to argon plasma is evenly shaved in the depth direction and fine irregularities are not formed. If the plasma has a chemical etching effect on polyimide other than nitrogen plasma, it can be easily estimated that the same fine unevenness forming effect as that of nitrogen plasma can be expected.

従来法で高い剥離強度を得る方法として例えば特許文献1の方法があるが、ポリイミド表面から0.1μm以上の深さまで銅とポリイミドの混合層を形成する必要があるため、銅薄膜のエッチング加工時に混合層中の銅がエッチング残渣として残りやすく、電気回路パターン内において絶縁不良を生じる可能性があった。しかし、本実施の形態では銅薄膜形成を真空蒸着で行うため銅結晶がポリイミド内部に打ち込まれて形成されることがなく、特許文献1のような混合層が発生しない。そのため、銅薄膜のエッチング加工後に電気配線の絶縁不良を生じないという特徴がある。   As a method for obtaining high peel strength by a conventional method, for example, there is a method of Patent Document 1, but since it is necessary to form a mixed layer of copper and polyimide from the polyimide surface to a depth of 0.1 μm or more, at the time of etching processing of a copper thin film Copper in the mixed layer tends to remain as an etching residue, which may cause insulation failure in the electric circuit pattern. However, since the copper thin film is formed by vacuum deposition in the present embodiment, the copper crystal is not formed by being implanted into the polyimide, and the mixed layer as in Patent Document 1 is not generated. For this reason, there is a feature that the insulation failure of the electric wiring does not occur after the copper thin film is etched.

本発明では、微細凹凸の深さが0.1ミクロン以下と非常に浅くしても、凹凸間の間隔つまり、凹部間或いは凸部間の間隔を10〜80nmとすることにより、強固な剥離強度を得ることができた。   In the present invention, even if the depth of the fine unevenness is as very small as 0.1 micron or less, by setting the interval between the unevenness, that is, the interval between the recesses or the protrusions to 10 to 80 nm, Could get.

実施例1に記載のように微細凹凸を形成したポリイミドフィルム上に銅を真空蒸着するだけでも十分な剥離強度を得ることが可能であるが、銅薄膜形成時に銅をイオン化し、基板に負の電圧を印加して銅イオンを基板に打ち込みながら銅薄膜を形成することでより高い剥離強度を得ることが可能である。本実施例では実施例1の方法を更に改良し、より高い剥離強度を得られる方法について詳細に説明する。   As described in Example 1, it is possible to obtain sufficient peel strength by simply vacuum-depositing copper on a polyimide film having fine irregularities formed thereon, but copper is ionized at the time of forming a copper thin film, and negative on the substrate. A higher peel strength can be obtained by forming a copper thin film while applying a voltage to implant copper ions into the substrate. In this example, a method for further improving the method of Example 1 and obtaining higher peel strength will be described in detail.

図7は、本発明の第2の実施例におけるフレキシブルプリント基板の構成図を示す。   FIG. 7 shows a configuration diagram of the flexible printed circuit board in the second embodiment of the present invention.

図7において19はプラスチックフィルムであり、18は金属導体層であり、本実施例では銅を使用した。また20はポリイミドフィルム表面に形成された銅を打ち込んだ混合層である。   In FIG. 7, 19 is a plastic film, 18 is a metal conductor layer, and copper was used in this embodiment. Reference numeral 20 denotes a mixed layer formed by implanting copper formed on the polyimide film surface.

図8は図7に示すフレキシブルプリント基板の製造手順を示している。また図8に示す製造手順において使用するフレキシブルプリント基板の製造装置を図3に示す。   FIG. 8 shows a manufacturing procedure of the flexible printed board shown in FIG. Moreover, the manufacturing apparatus of the flexible printed circuit board used in the manufacturing procedure shown in FIG. 8 is shown in FIG.

図3で7は真空チャンバーであり、8はポリイミドフィルムを固定するための導体で構成された基板ホルダーであり、9は導電体で構成された基板ホルダー8に高周波電力を印加する高周波電源であり、10は真空チャンバー7を真空に排気する排気装置であり、11は真空チャンバー7と排気装置10を接続するメインバルブであり、12は金属を加熱蒸発させる蒸着用ボートであり、13は蒸着用金属であり、14は真空チャンバー内に所定のガスを導入するガス導入管であり、15はポリイミドフィルムであり、16は前記ポリイミドフィルムを加熱脱水するための加熱機構であり具体的にはタングステンボートを用いた抵抗加熱機構や赤外線ランプが使用可能である。また17は電気的な接地部である。   In FIG. 3, 7 is a vacuum chamber, 8 is a substrate holder made of a conductor for fixing a polyimide film, and 9 is a high frequency power source for applying high frequency power to the substrate holder 8 made of a conductor. 10 is an exhaust device for exhausting the vacuum chamber 7 to a vacuum, 11 is a main valve connecting the vacuum chamber 7 and the exhaust device 10, 12 is a vapor deposition boat for heating and evaporating metal, and 13 is for vapor deposition. 14 is a gas introduction pipe for introducing a predetermined gas into the vacuum chamber, 15 is a polyimide film, and 16 is a heating mechanism for heating and dehydrating the polyimide film, specifically a tungsten boat. A resistance heating mechanism using infrared light or an infrared lamp can be used. Reference numeral 17 denotes an electrical grounding portion.

図3、図8を用いて図7に示した本発明の構成のフレキシブルプリント基板の製造手順について詳しく説明する。   A manufacturing procedure of the flexible printed circuit board having the configuration of the present invention shown in FIG. 7 will be described in detail with reference to FIGS.

図8において、最初、ステップ21において、真空チャンバ7内を真空引きする。真空チャンバー7内の圧力は1.0×10-3Pa以下にする。ポリイミドフィルム15は図3に示すように基板ホルダー8に接して固定しておく。 In FIG. 8, first, in step 21, the inside of the vacuum chamber 7 is evacuated. The pressure in the vacuum chamber 7 is set to 1.0 × 10 −3 Pa or less. The polyimide film 15 is fixed in contact with the substrate holder 8 as shown in FIG.

次に図8のステップ22において、ポリイミドフィルム15の脱水を行う。脱水は加熱機構16を用いてポリイミドフィルム15を140℃で3時間加熱した。加熱後に真空チャンバー7内の温度が30℃以下になるまで冷却し、さらに真空チャンバー7内の圧力が1.0×10-4Pa以下になるまで真空引きを行う。 Next, in step 22 of FIG. 8, the polyimide film 15 is dehydrated. For dehydration, the polyimide film 15 was heated at 140 ° C. for 3 hours using the heating mechanism 16. After the heating, cooling is performed until the temperature in the vacuum chamber 7 becomes 30 ° C. or lower, and vacuuming is performed until the pressure in the vacuum chamber 7 becomes 1.0 × 10 −4 Pa or lower.

次に図8のステップ23に示すようにポリイミド表面をプラズマ処理する。このプラズマ処理はポリイミド表面を粗化するものである。プラズマ処理時には真空チャンバー7内に純度99.9%以上の窒素ガスを導入し、圧力を5.0×10-2Paにし、安定放電手段によりポリイミドフィルム15を支持する基板ホルダー8に高周波電力を印加する。高周波電力の印加により、真空チャンバー7内にグロー放電が生じ、窒素プラズマが発生する。 Next, as shown in step 23 of FIG. 8, the polyimide surface is plasma-treated. This plasma treatment roughens the polyimide surface. During the plasma treatment, nitrogen gas having a purity of 99.9% or more is introduced into the vacuum chamber 7, the pressure is set to 5.0 × 10 −2 Pa, and high-frequency power is applied to the substrate holder 8 that supports the polyimide film 15 by stable discharge means. Apply. By applying the high frequency power, glow discharge is generated in the vacuum chamber 7 and nitrogen plasma is generated.

図3に示すフレキシブルプリント基板において、窒素プラズマの発生とともにポリイミドフィルム15の極近傍に第1の負のバイアス電圧が誘起され、ポリイミドフィルム15が窒素プラズマ処理される。ポリイミド表面は負のバイアスで加速された窒素イオンが表面に衝突することにより物理的にエッチングされるとともに、窒素プラズマにはポリイミドに対する化学反応性があるため、ポリイミド表面が化学的にもエッチングされる。化学的なエッチング効果によりポリイミドの高分子の一部分が選択的にエッチングされるため、ポリイミド表面には窒素プラズマによりエッチングされやすい部分とエッチングされにくい部分の差に起因した微細な凹凸が形成される。本実施例では第1の負のバイアス電圧を400Vにして10分間のプラズマ処理を行ったが、第1の負のバイアス電圧として基板ホルダー8に印加する高周波電力を調整することにより200Vから1000Vに制御することが可能であり、本実施例の効果と同程度の効果を得ることができる。   In the flexible printed board shown in FIG. 3, the first negative bias voltage is induced in the very vicinity of the polyimide film 15 together with the generation of nitrogen plasma, and the polyimide film 15 is subjected to nitrogen plasma treatment. The polyimide surface is physically etched by the impact of negative bias accelerated nitrogen ions on the surface, and because the nitrogen plasma is chemically reactive to the polyimide, the polyimide surface is also chemically etched. . Since a portion of the polyimide polymer is selectively etched by the chemical etching effect, fine irregularities are formed on the polyimide surface due to the difference between the portion that is easily etched by nitrogen plasma and the portion that is difficult to etch. In this embodiment, the plasma treatment was performed for 10 minutes with the first negative bias voltage set to 400V. However, the high frequency power applied to the substrate holder 8 as the first negative bias voltage was adjusted to 200V to 1000V. It is possible to control, and the same effect as that of the present embodiment can be obtained.

次に図8のステップ24において、銅の打ち込みを行うが、本実施例ではステップ25の銅成膜とステップ24の銅の打ち込みを連続して行った。手順及び条件は以下のとおりである。前述の窒素プラズマ処理後に、まず真空チャンバー7内の圧力を1.0×10-4Pa以下まで真空引きする。真空引き後にアルゴンガスを導入し、真空チャンバー7内の圧力を1.0×10-2Paとし、蒸着用ボート12から銅を蒸発させると同時にポリイミドフィルム15を支持する基板ホルダー8に高周波電力を印加する。高周波電圧の印加により真空チャンバー7内にグロー放電が生じ、アルゴンと銅のプラズマがチャンバー内に発生する。アルゴンと銅のプラズマの発生とともにポリイミドフィルム15の極近傍には第2の負のバイアス電圧が誘起されるため、プラズマ中のアルゴンイオンおよび銅イオンは前記第2の負のバイアス電圧で加速されてポリイミドフィルム表面に衝突する。本実施例では第2の負のバイアス電圧を400Vにして銅成膜を行った。銅イオンがポリイミドフィルム表面に衝突して銅薄膜を形成する効果とイオン化していない銅が真空蒸着される効果によりポリイミドフィルム表面に銅薄膜が形成される。 Next, in step 24 of FIG. 8, copper is implanted. In this example, the copper film formation in step 25 and the copper implantation in step 24 were continuously performed. The procedure and conditions are as follows. After the nitrogen plasma treatment described above, first, the pressure in the vacuum chamber 7 is evacuated to 1.0 × 10 −4 Pa or less. Argon gas is introduced after evacuation, the pressure in the vacuum chamber 7 is set to 1.0 × 10 −2 Pa, copper is evaporated from the evaporation boat 12, and at the same time high frequency power is applied to the substrate holder 8 that supports the polyimide film 15. Apply. Application of the high frequency voltage causes glow discharge in the vacuum chamber 7, and argon and copper plasma is generated in the chamber. Along with the generation of argon and copper plasma, a second negative bias voltage is induced in the immediate vicinity of the polyimide film 15, so that argon ions and copper ions in the plasma are accelerated by the second negative bias voltage. Collides with the polyimide film surface. In this example, the second negative bias voltage was set to 400 V to form a copper film. A copper thin film is formed on the polyimide film surface by the effect that copper ions collide with the polyimide film surface to form a copper thin film and the effect that non-ionized copper is vacuum deposited.

本実施例では銅薄膜を形成させる速度を0.1nm/sec〜1.0nm/secの間で制御した。上記の操作により銅薄膜が形成されるが、銅成膜の初期においてはポリイミド表面にイオン化した銅の一部が打ち込まれることから上記の手順及び条件によりポリイミドの表面に銅の打ち込まれた混合層20が形成され、成膜を続けることで混合層20上に銅薄膜を形成している。   In this example, the rate at which the copper thin film was formed was controlled between 0.1 nm / sec and 1.0 nm / sec. Although a copper thin film is formed by the above operation, since a part of ionized copper is implanted into the polyimide surface at the initial stage of copper film formation, a mixed layer in which copper is implanted into the polyimide surface according to the above procedure and conditions. 20 is formed, and a copper thin film is formed on the mixed layer 20 by continuing the film formation.

発明者は以下のような銅薄膜の形成メカニズムのために本実施の形態で高い剥離強度を得られると推定している。銅薄膜形成の初期で、第2の負のバイアス電圧により加速された銅イオンはポリイミド表面に衝突し、一部は銅薄膜として表面に付着し、一部はポリイミド内部に打ち込まれ、一部は表面に衝突後反射される。ポリイミド内部に打ち込まれる銅イオンに関して、銅イオンの打ち込まれる深さはフィルムに誘起される第2の負のバイアス電圧の大きさに比例する。第2の負のバイアス電圧が大きいほど銅イオンの打ち込まれる深さは深くなる。銅薄膜形成の過程において初期では前述したように、ポリイミド内部に銅イオンが打ち込まれながらポリイミド表面には銅薄膜が形成される。さらに成膜を続けるとポリイミド表面に打ち込まれた銅イオンの総量が増えて打ち込まれた銅イオンが結合して結晶成長する。ポリイミド表面の銅薄膜は膜厚が厚くなっていく。またポリイミド内部で成長した銅結晶の一部はポリイミド表面の銅薄膜と結合する。ポリイミド内部で成長した銅結晶とポリイミド表面の銅薄膜が結合することで銅薄膜の一部がポリイミド内部に食い込んだ構造になるため、アンカー効果により銅薄膜とポリイミドの密着性が向上する。銅結晶がポリイミド内部の深い部分まで形成されているほど密着性が向上するため、高い密着性を得るためにはポリイミドフィルム15に誘起される第2の負のバイアス電圧を大きな値にすることが効果的である。   The inventor presumes that a high peel strength can be obtained in this embodiment because of the following copper thin film formation mechanism. In the initial stage of copper thin film formation, the copper ions accelerated by the second negative bias voltage collide with the polyimide surface, partly adhere to the surface as a copper thin film, part is implanted inside the polyimide, part is Reflected after collision with the surface. For copper ions implanted inside the polyimide, the depth at which the copper ions are implanted is proportional to the magnitude of the second negative bias voltage induced in the film. The greater the second negative bias voltage is, the deeper the copper ions are implanted. In the process of forming the copper thin film, as described above, a copper thin film is formed on the polyimide surface while copper ions are implanted into the polyimide. When the film formation is further continued, the total amount of copper ions implanted on the polyimide surface increases, and the implanted copper ions combine to grow crystals. The copper thin film on the polyimide surface becomes thicker. A part of the copper crystal grown inside the polyimide is bonded to the copper thin film on the polyimide surface. Bonding of the copper crystal grown inside the polyimide and the copper thin film on the polyimide surface results in a structure in which a portion of the copper thin film has digged into the polyimide, thereby improving the adhesion between the copper thin film and the polyimide due to the anchor effect. The closer the copper crystal is formed to the deeper part inside the polyimide, the better the adhesion. Therefore, in order to obtain high adhesion, the second negative bias voltage induced in the polyimide film 15 should be increased. It is effective.

しかし銅結晶がポリイミド内部の深い部分にまで形成された構造のフレキシブルプリント基板をエッチング加工して電気回路パターンを形成すると、ポリイミド内部の深い部分の銅結晶はエッチングされにくいため残渣として残りやすくなる。エッチングされずにポリイミド内部に残った銅結晶はポリイミドの絶縁性を低下させ、電気回路パターンの絶縁不良を引き起こす要因となる。そのため剥離強度を向上させながら、電気回路基板としての絶縁性を保つためには、ポリイミド内部への銅結晶の食い込み深さを電気回路パターン作製時のエッチング加工で残渣を残さずにエッチング除去できる一定の深さ範囲に制御する必要がある。   However, when an electric circuit pattern is formed by etching a flexible printed circuit board having a structure in which copper crystals are formed in a deep portion inside the polyimide, the copper crystals in the deep portion inside the polyimide are difficult to be etched and are likely to remain as a residue. The copper crystal remaining in the polyimide without being etched reduces the insulation of the polyimide and causes an insulation failure of the electric circuit pattern. Therefore, in order to maintain the insulation as an electric circuit board while improving the peel strength, the depth of penetration of the copper crystal into the polyimide can be removed by etching without leaving a residue in the etching process when producing the electric circuit pattern. It is necessary to control the depth range.

電気回路パターン作成時のエッチング加工で残渣を残さないためには、浅いほうが良く、また、アンカー効果により銅薄膜とポリイミドの密着性を向上させるためには深い方がよく、それぞれの相反する要求より、一定の深さ範囲に制御する。   It is better to be shallow in order to leave no residue in the etching process when creating the electric circuit pattern, and deeper to improve the adhesion between the copper thin film and the polyimide due to the anchor effect. Control to a certain depth range.

本実施例の方法で作製したフレキシブルプリント基板では、電子顕微鏡により断面を10万倍の倍率で観察した結果、銅結晶は深さ0.01μm以下の表面付近に形成することにより所望の性能が得られることが判明した。   In the flexible printed circuit board produced by the method of this example, the cross section was observed at a magnification of 100,000 times with an electron microscope. As a result, the desired performance was obtained by forming the copper crystal near the surface having a depth of 0.01 μm or less. Turned out to be.

本実施例の方法で作製した基板では、銅結晶は深さ0.01μm以下の表面付近に形成されていた。本実施の形態の方法で作製されたフレキシブルプリント基板の剥離強度をJIS C6471に示される剥離強度試験法で評価した結果、1.2N/mmである。従来のニッケルやクロムを中間層として使用するフレキシブルプリント基板の剥離強度を同様の方法で評価した場合、剥離強度は0.7N/mmであるため、本発明の方法により従来のフレキシブルプリント基板以上の剥離強度を得られることが分かった。また実施の形態1の方法で作製されたフレキシブルプリント基板と比較しても高い剥離強度が得られている。銅薄膜とポリイミドフィルムの間に混合層を形成したために、アンカー効果により剥離強度が向上したものと考えられる。   In the substrate manufactured by the method of this example, the copper crystal was formed near the surface having a depth of 0.01 μm or less. As a result of evaluating the peel strength of the flexible printed circuit board produced by the method of the present embodiment by the peel strength test method shown in JIS C6471, it is 1.2 N / mm. When the peel strength of a conventional flexible printed circuit board using nickel or chromium as an intermediate layer is evaluated by the same method, the peel strength is 0.7 N / mm. It was found that peel strength can be obtained. Moreover, even if compared with the flexible printed circuit board produced by the method of Embodiment 1, high peel strength is obtained. Since the mixed layer was formed between the copper thin film and the polyimide film, it is considered that the peel strength was improved by the anchor effect.

特許文献1に記載されている従来の方法では十分な剥離強度を得るためには、0.1μm以上の銅が打ち込まれたポリイミドフィルム表面が改質された混合層が必要であるが、本願発明のフレキシブルプリント基板は、0.01μmという薄い混合層で1.2N/mmの剥離強度が得られる。   In order to obtain sufficient peel strength in the conventional method described in Patent Document 1, a mixed layer in which the surface of a polyimide film into which 0.1 μm or more of copper is implanted is modified is required. The flexible printed circuit board can obtain a peel strength of 1.2 N / mm with a thin mixed layer of 0.01 μm.

本発明の製造方法で得られるフレキシブルプリント基板は、銅成膜前にポリイミド表面を窒素プラズマ処理し、ポリイミド表面に10nmから80nmの間隔を有する多数の微細凹凸を形成しているために特許文献1の条件より薄い改質された混合層でも高い剥離強度が得られている。またさらに、銅イオンを微細凹凸を形成した表面に打ち込んでポリイミドフィルムと銅薄膜の間に両者の材料の混合した混合層領域を形成しているために、アンカー効果により高い剥離強度が得られていると考えられる。   Since the flexible printed circuit board obtained by the manufacturing method of the present invention has a polyimide surface subjected to nitrogen plasma treatment before forming a copper film, a large number of fine irregularities having an interval of 10 nm to 80 nm are formed on the polyimide surface. Even with a modified mixed layer thinner than the above condition, high peel strength is obtained. Furthermore, since a mixed layer region in which both materials are mixed is formed between the polyimide film and the copper thin film by implanting copper ions on the surface having fine irregularities, a high peel strength is obtained by the anchor effect. It is thought that there is.

本実施例の方法で作製したフレキシブルプリント基板と本実施例と同じ窒素プラズマ処理後に成膜時のバイアス電圧を1000Vにし0.05μmの深さまで銅イオンを打ち込んだフレキシブルプリント基板に、同じ電気回路パターンをエッチングで形成し、エッチング部の混合層を観察した結果、本実施例の方法で作製したフレキシブルプリント基板では5分で混合層内の銅がエッチング除去されたのに対して、0.05μmの深さまで銅イオンを打ち込んだサンプルでは10分のエッチング時間が必要であった。エッチングには液温40℃の塩化第二鉄液を用いた。   The same electrical circuit pattern was applied to the flexible printed circuit board produced by the method of this embodiment and the same flexible printed circuit board in which copper ions were implanted to a depth of 0.05 μm at a deposition voltage of 1000 V after the same nitrogen plasma treatment as in this embodiment. As a result of observing the mixed layer of the etched part, the copper in the mixed layer was removed by etching in 5 minutes in the flexible printed circuit board produced by the method of this example. The sample implanted with copper ions to the depth required an etching time of 10 minutes. A ferric chloride solution having a solution temperature of 40 ° C. was used for the etching.

つまり本実施例で作製したフレキシブルプリント基板は混合層を0.1μm以上形成する特許文献1記載の製造方法で作製されたフレキシブルプリント基板に比較して短時間で電気回路パターンをエッチング加工可能であると言える。そのため加工コストが安くなる。さらにエッチング時間が短いため、混合層内の銅をエッチングする間に、エッチング加工が完了している電気回路パターン部の過剰なエッチングによる寸法変化も小さく抑えられる。また容易に混合層内の銅をエッチング除去でき、混合層内に銅がほとんど残留しないため、絶縁性低下による不良も生じにくい。   That is, the flexible printed circuit board produced in this example can etch the electric circuit pattern in a shorter time than the flexible printed circuit board produced by the manufacturing method described in Patent Document 1 in which a mixed layer is formed to have a thickness of 0.1 μm or more. It can be said. Therefore, the processing cost is reduced. Furthermore, since the etching time is short, the dimensional change due to excessive etching of the electric circuit pattern portion where the etching process is completed can be suppressed to a small level while etching the copper in the mixed layer. Also, copper in the mixed layer can be easily removed by etching, and copper hardly remains in the mixed layer, so that defects due to a decrease in insulation are less likely to occur.

以上のようにして作製したポリイミド上に銅薄膜を形成した基板を電気回路パターン加工して使用するには銅薄膜の厚みを10μm程度にする必要がある。本実施例では、5000Åの銅薄膜を図3の装置で形成し、その後に電気めっきにより銅薄膜を厚く形成した。電気めっきの銅薄膜形成速度は図3のような真空成膜装置に比較して10倍程度早いために短時間で製品を作製できる。そのため安価に製品作製が可能である。   In order to use a substrate having a copper thin film formed on the polyimide produced as described above by processing an electric circuit pattern, the thickness of the copper thin film needs to be about 10 μm. In this example, a 5000-thick copper thin film was formed by the apparatus shown in FIG. 3, and then the copper thin film was formed thick by electroplating. Since the electroplating copper thin film formation speed is about 10 times faster than the vacuum film forming apparatus as shown in FIG. 3, a product can be manufactured in a short time. Therefore, the product can be manufactured at a low cost.

以上説明したように、本発明のフレキシブルプリント基板は、プラスチックフィルムと金属導体層から形成され、プラスチックフィルムと金属導体層の間に密着性を高めるための接着層や中間層を設けず、窒素プラズマ処理でプラスチックフィルム表面に10nmから80nmの間隔で微細な凹凸形状を設けることにより、プラスチックフィルムに対して所望の密着性を有する金属導体層を形成可能である。そしてプラスチックフィルム表面に改質された混合層の厚さが0.01μm以内の浅い混合層を形成することでさらに高い密着性を得ることが可能であり、エッチング加工後の混合層での絶縁不良をなくすことができるフレキシブルプリント基板を実現することができる。   As described above, the flexible printed circuit board of the present invention is formed of a plastic film and a metal conductor layer, and is not provided with an adhesive layer or an intermediate layer for enhancing adhesion between the plastic film and the metal conductor layer, and nitrogen plasma. A metal conductor layer having desired adhesion to the plastic film can be formed by providing fine irregularities on the surface of the plastic film at intervals of 10 to 80 nm by the treatment. Further, it is possible to obtain higher adhesion by forming a shallow mixed layer with a modified mixed layer thickness of 0.01 μm or less on the plastic film surface, and poor insulation in the mixed layer after etching processing A flexible printed circuit board that can eliminate the above can be realized.

即ち、所定の剥離強度を有するとともに、混合層が薄いため、エッチング加工後の混合層での絶縁不良をなくすることができるフレキシブルプリント基板を実現することができる。   That is, since the mixed layer is thin while having a predetermined peel strength, it is possible to realize a flexible printed board that can eliminate insulation failure in the mixed layer after etching.

本発明にかかるフレキシブルプリント基板及びフレキシブル基板の製造方法により、絶縁性に優れ、剥離強度も十分なフレキシブルプリント基板を提供することができ、電子機器内部の電気配線用材料として有用であり、特に微細な電気回路パターンを持つ電子機器内部の電気配線用材料として有用である。   The flexible printed circuit board and the method for producing a flexible circuit board according to the present invention can provide a flexible printed circuit board that has excellent insulation and sufficient peel strength, and is useful as a material for electrical wiring inside electronic equipment. It is useful as a material for electric wiring inside an electronic device having a simple electric circuit pattern.

本発明の実施例1におけるフレキシブルプリント基板の断面図Sectional drawing of the flexible printed circuit board in Example 1 of this invention 本発明の実施例1におけるフレキシブルプリント基板の製造方法を示すフロー図The flowchart which shows the manufacturing method of the flexible printed circuit board in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1及び実施例2におけるフレキシブルプリント基板の製造装置を模式的に示す図The figure which shows typically the manufacturing apparatus of the flexible printed circuit board in Example 1 and Example 2 of this invention. 本発明の実施例1におけるポリイミドフィルム表面の表面粗さと剥離強度の関係を示す図The figure which shows the relationship between the surface roughness of the polyimide film surface in Example 1 of this invention, and peeling strength 本発明の実施例1におけるポリイミドフィルム表面の表面粗さを模式的に示す図The figure which shows typically the surface roughness of the polyimide film surface in Example 1 of this invention 本発明の実施例1におけるポリイミドフィルム表面の表面粗さの分布を示すための図The figure for showing distribution of the surface roughness of the polyimide film surface in Example 1 of the present invention 本発明の実施例2におけるフレキシブルプリント基板の断面図Sectional drawing of the flexible printed circuit board in Example 2 of this invention 本発明の実施例2におけるフレキシブルプリント基板の製造方法を示すフロー図The flowchart which shows the manufacturing method of the flexible printed circuit board in Example 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 プラスチックフィルム
2 金属導体層
7 真空チャンバー
8 基板ホルダー
9 高周波電源
10 排気装置
11 メインバルブ
12 蒸着用ボート
13 蒸着用金属
14 ガス導入管
15 ポリイミドフィルム
16 加熱機構
17 電気的な接地部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plastic film 2 Metal conductor layer 7 Vacuum chamber 8 Substrate holder 9 High frequency power supply 10 Exhaust device 11 Main valve 12 Deposition boat 13 Deposition metal 14 Gas introduction pipe 15 Polyimide film 16 Heating mechanism 17 Electrical grounding part

Claims (14)

プラスチックフィルム上に金属導体層を形成するフレキシブルプリント基板において、
前記金属導体層形成前の前記プラスチックフィルム面上に微細凹凸を形成し、当該微細凹凸の凸部間の間隔若しくは凹部間の間隔の平均的な間隔が10nmから80nmであることを特徴とするフレキシブルプリント基板。
In a flexible printed circuit board in which a metal conductor layer is formed on a plastic film,
The flexible film is characterized in that fine irregularities are formed on the plastic film surface before forming the metal conductor layer, and an average interval between the convex portions of the fine concave and convex portions or an interval between the concave portions is 10 nm to 80 nm. Printed board.
前記微細凹凸は、前記プラスチックフィルム面をプラズマ処理により粗化して形成することを特徴とする請求項1に記載のフレキシブルプリント基板。 The flexible printed circuit board according to claim 1, wherein the fine unevenness is formed by roughening the plastic film surface by plasma treatment. 前記プラズマ処理が、窒素プラズマ処理であることを特徴とする請求項2に記載のフレキシブルプリント基板。 The flexible printed circuit board according to claim 2, wherein the plasma treatment is a nitrogen plasma treatment. 前記プラズマ処理前に前記プラスチックフィルムを真空容器内で加熱脱水することを特徴とする請求項3に記載のフレキシブルプリント基板。 The flexible printed circuit board according to claim 3, wherein the plastic film is heated and dehydrated in a vacuum container before the plasma treatment. 前記金属導体層を形成する速度が0.1nmから2.0nm/secであることを特徴とする請求項1に記載のフレキシブルプリント基板。 The flexible printed circuit board according to claim 1, wherein the metal conductor layer is formed at a rate of 0.1 nm to 2.0 nm / sec. プラスチックフィルム上に金属導体層を形成するフレキシブルプリント基板において、
前記プラスチックフィルム面上に凸部間の間隔若しくは凹部間の間隔の平均的な間隔が10nmから80nmである微細凹凸を形成した後、前記プラスチックフィルム面上に金属と当該プラスチックフィルム材料との混合層を0.01μm以下の厚さに形成し、前記混合層上に、引き続き金属導体層を成膜することを特徴とするフレキシブルプリント基板。
In a flexible printed circuit board in which a metal conductor layer is formed on a plastic film,
After forming fine irregularities having an average interval between protrusions or recesses of 10 nm to 80 nm on the plastic film surface, a mixed layer of metal and the plastic film material on the plastic film surface Is formed to a thickness of 0.01 μm or less, and a metal conductor layer is subsequently formed on the mixed layer.
前記混合層は、不活性ガスガスを用いたプラズマ処理にて、金属を蒸着して形成することを特徴とする請求項6に記載のフレキシブルプリント基板。 The flexible printed circuit board according to claim 6, wherein the mixed layer is formed by depositing metal by plasma treatment using an inert gas gas. 前記不活性ガスプラズマ処理は、不活性ガスを主成分とした混合ガスを用いて、前記プラスチックフィルムを支持する基板ホルダーに高周波電力を印加しグロー放電させ、そのグロー放電下で、銅または銅を主成分とする合金からなる金属を溶融させ、前記グロー放電中に存在する電離プラズマにより前記金属をイオン化し、前記プラスチックフィルムに金属薄膜を蒸着することを特徴とする請求項7に記載のフレキシブルプリント基板 In the inert gas plasma treatment, a mixed gas containing an inert gas as a main component is used to apply a high frequency power to a substrate holder that supports the plastic film to cause glow discharge. 8. The flexible print according to claim 7, wherein a metal comprising an alloy as a main component is melted, the metal is ionized by ionized plasma existing in the glow discharge, and a metal thin film is deposited on the plastic film. substrate 前記混合層の厚さは、前記高周波電力を制御することにより調整されることを特徴とする請求項8に記載のフレキシブルプリント基板。 The flexible printed circuit board according to claim 8, wherein the thickness of the mixed layer is adjusted by controlling the high-frequency power. プラスチックフィルム上に金属導体層を形成するフレキシブルプリント基板において、
前記プラスチックフィルム面上に凸部間の間隔若しくは凹部間の間隔の平均的な間隔が10nmから80nmである微細凹凸を形成した後、前記プラスチックフィルム面上に金属と当該プラスチックフィルム材料との混合層を0.01μm以下の厚さに形成し、前記混合層上に、引き続き第1の金属導体層を成膜し、当該第1の金属導体層上に所定の厚さの第3の金属導体層を形成することを特徴とするフレキシブルプリント基板。
In a flexible printed circuit board in which a metal conductor layer is formed on a plastic film,
After forming fine irregularities having an average interval between protrusions or recesses of 10 nm to 80 nm on the plastic film surface, a mixed layer of metal and the plastic film material on the plastic film surface Is formed to a thickness of 0.01 μm or less, a first metal conductor layer is subsequently formed on the mixed layer, and a third metal conductor layer having a predetermined thickness is formed on the first metal conductor layer. Forming a flexible printed circuit board.
プラスチックフィルム上に金属導体層を形成するフレキシブルプリント基板製造方法において、前記プラスチックフィルム面上に凸部間の平均的な間隔が10nmから80nmである微細凹凸を形成した後、前記プラスチックフィルム面上に金属と当該プラスチックフィルム材料との混合層を0.01μm以下の厚さに形成し、引き続き金属導体層を成膜することを特徴とするフレキシブルプリント基板の製造方法。 In the flexible printed circuit board manufacturing method of forming a metal conductor layer on a plastic film, fine irregularities having an average interval between convex portions of 10 nm to 80 nm are formed on the plastic film surface, and then on the plastic film surface. A method for producing a flexible printed circuit board, comprising forming a mixed layer of a metal and the plastic film material to a thickness of 0.01 μm or less, and subsequently forming a metal conductor layer. 前記微細凹凸は、前記プラスチックフィルム面をプラズマ処理により粗化して形成することを特徴とする請求項11に記載のフレキシブルプリント基板の製造方法。 The method for manufacturing a flexible printed circuit board according to claim 11, wherein the fine irregularities are formed by roughening the plastic film surface by plasma treatment. 前記プラズマ処理が、窒素プラズマ処理であることを特徴とする請求項12に記載のフレキシブルプリント基板の製造方法。 The method for manufacturing a flexible printed circuit board according to claim 12, wherein the plasma treatment is a nitrogen plasma treatment. 前記混合層は、不活性ガスを主成分とした混合ガスを用いて、前記プラスチックフィルムに高周波電力を印加しグロー放電させ、そのグロー放電下で、銅または銅を主成分とする合金からなる金属を溶融させ、前記グロー放電中に存在する電離プラズマにより前記金属をイオン化し、前記プラスチックフィルムに金属薄膜を蒸着することを特徴とする請求項11に記載のフレキシブルプリント基板の製造方法。 The mixed layer uses a mixed gas containing an inert gas as a main component, applies high frequency power to the plastic film to cause glow discharge, and under the glow discharge, a metal made of copper or an alloy containing copper as a main component. The method for producing a flexible printed circuit board according to claim 11, wherein the metal is ionized by ionized plasma existing in the glow discharge and a metal thin film is deposited on the plastic film.
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