JP2007023344A - ２層めっき基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 当初より小さいテープ自動ボンディング用（ＴＡＢ）テープ、およびチップオンフィルム（ＣＯＦ）テープに対しても、より小型化および薄型化を達成することができ、銅めっき層が薄くても、表面の平滑性が高い２層めっき基板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】 ポリイミドフィルムに導電性を付与し、その上に、得られる無光沢銅めっき層の厚さが２μｍ以下となるように無光沢銅めっきを施した後、光沢銅めっきを施して、２層めっき基板を得る。銅めっき層の厚さは２０μｍ以下である。さらに、前記無光沢銅めっき層の厚さが、０．５μｍ〜２μｍの範囲内であることが望ましい。
【選択図】 なし

Description

本発明は、プリント配線板、フレキシブルプリント配線板、テープ自動ボンディング用テープ、およびチップオンフィルムテープ等の電子部品用の材料となる金属被覆ポリイミド基板およびその製造方法に関し、特に、ポリイミドフィルム上にスパッタリングなどにより金属薄膜を成膜し、その上に銅めっき層が形成されている２層めっき基板に関する。

ポリイミドフィルムは、優れた耐熱性を有し、また、機械的特性、電気的特性、および、化学的特性において、他のプラスティック材料に比べて遜色がないことから、例えば、プリント配線板（ＰＷＢ）、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）、テープ自動ボンディング用（ＴＡＢ）テープ、および、チップオンフィルム（ＣＯＦ）テープ等の電子部品用の絶縁基板材料として多用されている。このようなＰＷＢ、ＦＰＣ、ＴＡＢテープまたはＣＯＦテープは、ポリイミドフィルムの少なくとも片面に、金属導体層として主に銅を被覆することにより、金属被覆ポリイミド基板を得て、得られた金属被覆ポリイミド基板を加工することによって、製造される。

例えば、銅被覆ポリイミド基板には、接着剤を介してポリイミドフィルムと銅箔とを接合した３層銅ポリイミド基板と、ポリイミドフィルムに直接、銅層を形成した２層銅ポリイミド基板とがある。また、２層銅ポリイミド基板には、市販の銅箔にポリイミドを成膜するキャスティング基板と、市販のポリイミドフィルムの表面に、スパッタリング、無電解銅めっきなどにより金属薄膜を成膜し、その上に電気めっきを用いて銅めっき層が形成されている２層めっき基板がある。

最近では、特に、携帯電子機器の小型化および薄型化にともない、当初より小さいＴＡＢテープやＣＯＦテープに対しても、より小型化および薄型化すること、すなわち、より高密度化とすることが要求され、配線ピッチ（配線幅／スペース幅）は益々狭くなっている。このことから、銅層の厚さを薄くすることができ、かつ、銅層の厚さを自由にコントロールできる２層めっき基板が注目されている。

例えば、特開２００５−８８４６５号公報に記載されている２層めっき基板の製造方法は、屈曲性を有し、ファインパターンの形成に適し、厚さが９μｍ未満の銅層を、容易に形成することができ、かつ、得られる２層めっき基板において、銅層とポリイミドフィルムとの接合界面が平坦となることから、ファインパターンの形成に適している。

２層めっき基板を用いて、ＰＷＢ、ＦＰＣ、ＴＡＢテープまたはＣＯＦテープ等の電子部品を製造する場合、露光ムラやエッチングムラの原因となるため、使用する２層めっき基板の表面には、平滑であることが求められる。特に、近年、要求されるファインパターン化に応じるため、特開２００５−８８４６５号公報に記載されるように、厚さが９μｍ未満の銅層を有する２層めっき基板では、表面の平滑さが厳しく要求される。

ところで、２層めっき基板を製造するために用いられる導電性が付与されたポリイミドフィルムの表面には、内包されているフィラーや、スパッタリング時に生じたキズなどに起因して、１μｍ〜２μｍ程度の凸状欠陥が多く存在する。このため、導電性が付与されたポリイミドフィルムに、電気めっきまたは無電解めっきを施す際に、レベリング性を向上させるための添加剤（レベリング剤）をめっき液に添加して平滑な表面の２層めっき基板を得ている。こうして得られる２層めっき基板の銅めっき層が数十μｍと厚い場合には、レベリング剤の効果により、前述のような１μｍ〜２μｍ程度の凸状欠陥は平滑化され、問題視される状態にはならなかった。

しかしながら、近時、求められるように、特開２００５−８８４６５号公報に記載されたような極薄の銅めっき層をポリイミドフィルムの表面に設ける場合には、めっき液に添加されたレベリング性を向上させるための添加剤による効果では、１μｍ〜２μｍ程度の凸状欠陥による影響は減少するが、十分な平滑面を有する２層めっき基板を得ることが困難であった。

特開２００５−８８４６５号公報

本発明は、銅めっき層が薄くても、表面の平滑性が高い２層めっき基板およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の２層めっき基板は、ポリイミドフィルムと、その上に形成された厚さ２０μｍ以下の銅めっき層からなり、該銅めっき層が、前記ポリイミドフィルム上に形成された無光沢銅めっき層と、該無光沢銅めっき層の上に形成された光沢銅めっき層からなる。

さらに、前記無光沢銅めっき層の厚さが、０．５μｍ以上、２μｍ以下であることが望ましい。

本発明の２層めっき基板の製造方法は、ポリイミドフィルムの表面に導電性を付与し、該表面に無光沢銅めっきを施して、無光沢銅めっき層を形成した後、該無光沢銅めっき層の上に、光沢銅めっきを施して、光沢銅めっき層を形成する。

さらに、前記無光沢銅めっき層と光沢銅めっき層からなる銅めっき層の厚さを、２０μｍ以下とすることが望ましい。

また、前記無光沢銅めっき層の厚さを、０．５μｍ以上、２μｍ以下とすることが望ましい。

本発明の２層めっき基板は、無光沢銅めっきを施すことにより、導電性付与フィルムの表面粗さの均質化を図り、その後、光沢銅めっきを施すため、全体の銅めっき層が薄くても、表面の平滑性が高い２層めっき基板を製造することができる。

従って、本発明の２層めっき基板により、当初より小さいＴＡＢテープやＣＯＦテープに対しても、より小型化および薄型化を達成することができ、より高密度化されたＴＡＢテープおよびＣＯＦテープの製造が可能である。

本発明者は、種々の検討を行った結果、２層めっき基板を製造する際に、これに用いられる導電性が付与されたフィルムの表面に存在する凸状欠陥の高さが高い場合、電気めっきまたは無電解めっきを施す際に、凸状欠陥部への電流集中が起こることと、これにより、凸状欠陥の部分で、レベリング性を向上させるための添加剤による成長抑制効果が阻害されることを突き止め、本発明を完成するに至った。

本発明では、ポリイミドフィルムに導電性を付与し、無光沢銅めっきを施した後、光沢銅めっきを施す。

導電性を付与する方法としては、例えば、スパッタリング、イオンプレーティングまたは蒸着等の乾式成膜法により、ポリイミドフィルムの表面に金属薄膜を形成する方法、無電解めっき法により、ポリイミドフィルムの表面に金属薄膜を形成する方法があげられる。該金属薄膜としては、銅の薄膜のほか、例えば、シード層と呼ばれる銅以外の金属種で設けられた薄膜でもよい。これらの金属薄膜の厚さは、ポリイミドフィルムの表面全体に導電性を付与できる範囲内で、薄いこと（約０．１μｍ）が好まれる。

本発明は、銅めっき層の厚さが２０μｍ以下である２層めっき基板に適用される。銅めっき層の厚さが２０μｍを超えると、レベリング剤を添加することにより、本発明を適用しなくても、表面が平滑な銅めっき層が得られるためである。

無光沢銅めっきのためのめっき液、および光沢銅めっきのためのめっき液には、公知の組成で、市販のめっき液をそのまま用いることが可能である。これらのめっき液の基本組成は、一般的に硫酸銅を用いる。また、光沢銅めっき用のめっき液には、例えば、光沢剤（荏原ユージライト社製、Cu-Brite TH-R II）等の添加剤が添加されている。

一方、アノードには、不溶性アノードを用いても溶性アノードを用いても支障はないが、連続操業性や、発生する気泡の被めっき物への付着等を考慮すれば、溶性アノードを用いることが好ましい。

さらに、得られる無光沢銅めっき層の厚さが、０．５μｍ〜２μｍの範囲内であることが望ましい。

無光沢銅めっき層の厚さは、基本的には導電性が付与されたポリイミドフィルムの表面に存在する凸状欠陥の高さにより選定されることになる。凸状欠陥の高さが低い場合には、無光沢銅めっき層の厚さは薄くてよいが、凸状欠陥の高さが高い場合には、その高さに応じて無光沢銅めっき層の厚さを厚くすることが求められる。一般的には、無光沢銅めっき層の厚さを０．５μｍ以上とすれば、ほとんどの場合に、対応することができる。しかし、２μｍより厚くなると、凸状欠陥に対する効果は大きくなるが、得られる無光沢銅めっき層の内部応力が増大してしまい、得られた２層めっき基板のカール量が大きくなり、製品不良が多発することになるので、好ましくない。

（実施例１）
厚さが３５μｍのポリイミドフィルムの片面に、スパッタリングによって厚さが０．１μｍの銅被膜を形成し、導電性を付与した。

導電性を付与したポリイミド基板の凸状欠陥の高さを測定したところ、最大が２．５μｍであった。

得られた導電性が付与されたポリイミド基板を、硫酸銅５水和物７５ｇ／Ｌ、硫酸１８０ｇ／Ｌおよび塩素６０ｍｇ／Ｌのめっき液からなる無光沢銅めっき浴に接触させて通電し、前記銅被膜の上に、厚さが０．３μｍとなるように、電気めっきにより無光沢銅めっき層を得た。

次に、硫酸銅５水和物７５ｇ／Ｌ、硫酸１８０ｇ／Ｌ、塩素６０ｍｇ／Ｌおよび市販の光沢剤（荏原ユージライト社製、Cu-Brite TH-R II）５ｍＬ／Ｌのめっき液からなる光沢銅めっき浴に接触させて、通電し、無光沢銅めっき層と合わせた全体の銅めっき層の厚さが８μｍとなるように、電気めっきにより光沢銅めっき層を得た。なお、めっき条件は、電流密度が４Ａ／ｄｍ²、浴温度が２５℃である。

得られた２層めっき基板の表面の凸状欠陥の高さを測定した。さらに、一辺を１００ｍｍとする矩形サンプルを切り出し、得られた矩形サンプルを水平な平面上に静置し、４つの角について、平面から角までの距離を測定し、測定された４つの距離の内の最大値を求めることにより、カール量を測定した。さらに、カール量の最大値が１５ｍｍ以下の場合を、カール量の評価は良であるとし、それ以外の場合を、カール量の評価は不良であるとした。結果を表１に示す。

（実施例２〜４）
表１に示したように、無光沢銅めっき層の厚さを変えた以外は（実施例２：０．５μｍ、実施例３：１．５μｍ、実施例４：４．０μｍ）、実施例１と同様にして、２層めっき基板を得た。

さらに、実施例１と同様に、凸状欠陥の最大の高さの測定と、カール量について評価を行った。結果を表１に示す。

（比較例）
厚さが３５μｍのポリイミドフィルムの片面に、スパッタリングによって厚さが０．１μｍの銅被膜を形成し、導電性を付与した。

導電性が付与されたポリイミド基板を、硫酸銅５水和物７５ｇ／Ｌ、硫酸１８０ｇ／Ｌ、塩素６０ｍｇ／Ｌおよび市販の光沢剤（荏原ユージライト社製、Cu-Brite TH-R II）５ｍＬ／Ｌのめっき液からなる光沢銅めっき浴に接触させて、通電し、厚さが８μｍとなるように、電気めっきにより光沢銅めっき層を得た。なお、めっき条件は、電流密度が４Ａ／ｄｍ²、浴温度が２５℃である。

さらに、実施例１と同様に、凸状欠陥の最大の高さの測定と、カール量について評価を行った。結果を表１に示す。

無光沢銅めっき層の厚さが２．０μｍを超えた実施例４では、カール量が大きく、不良と判断された。

無光沢銅めっき層の厚さが０．５μｍ未満の実施例１では、凸状欠陥の高さがやや大きかったが、比較例よりも凸状欠陥の高さに改善がみられ、さらに、無光沢銅めっき層の厚さが０．５μｍ〜２μｍの範囲内の実施例２、３で、凸状欠陥の高さが小さく、かつ、カール量の評価が良好であった。

Claims (5)

1. ポリイミドフィルムと、その上に形成された厚さ２０μｍ以下の銅めっき層からなり、該銅めっき層が、前記ポリイミドフィルム上に形成された無光沢銅めっき層と、該無光沢銅めっき層の上に形成された光沢銅めっき層からなることを特徴とする２層めっき基板。
2. 前記無光沢銅めっき層の厚さが、０．５μｍ以上、２μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の２層めっき基板。
3. ポリイミドフィルムの表面に導電性を付与し、該表面に無光沢銅めっきを施して、無光沢銅めっき層を形成した後、該無光沢銅めっき層の上に、光沢銅めっきを施して、光沢銅めっき層を形成することを特徴とする２層めっき基板の製造方法。
4. 前記無光沢銅めっき層と光沢銅めっき層からなる銅めっき層の厚さを、２０μｍ以下とすることを特徴とする請求項３に記載の２層めっき基板の製造方法。
5. 前記無光沢銅めっき層の厚さを、０．５μｍ以上、２μｍ以下とすることを特徴とする請求項４に記載の２層めっき基板の製造方法。