JP2007120777A

JP2007120777A - ２層フレキシブル基板用樹脂フィルムの乾燥保管方法及び加熱乾燥装置

Info

Publication number: JP2007120777A
Application number: JP2005309243A
Authority: JP
Inventors: Hiroto Watanabe; 寛人渡邊
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2005-10-25
Filing date: 2005-10-25
Publication date: 2007-05-17

Abstract

【課題】樹脂フィルムを加熱乾燥した後、次工程の成膜装置にセットするまでの間に樹脂フィルムが酸素や水分を吸収することを防ぎ、配線ピッチが狭くても絶縁不良の発生をなくすることができる、２層フレキシブル基板用樹脂フィルムの乾燥保管方法、及びそのための加熱乾燥装置を提供する。
【解決手段】２層フレキシブル基板用の樹脂フィルム１０を、真空引きした巻出室１、加熱乾燥室３、巻取室２の順に移動させながら、加熱乾燥室３で加熱乾燥する。加熱乾燥した樹脂フィルム１０は、乾燥ガスを導入した巻取室２で乾燥ガスを巻き込みながら巻き取る。巻き取った樹脂フィルム１０は、保管容器に入れて減圧にした後、保管容器内に乾燥ガスを導入して保管する。
【選択図】図１

Description

本発明は、２層フレキシブル基板用樹脂フィルムを加熱乾燥し、その樹脂フィルムを成膜するまで保管する２層フレキシブル基板用樹脂フィルムの乾燥保管方法、及び前記樹脂フィルムの加熱乾燥に用いる加熱乾燥装置に関する。

従来から、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法などの真空成膜法により、樹脂フィルム上に金属や酸化物、窒化物、炭化物、有機物などの膜を形成する技術が発展してきた。ＦＰＣなどに用いるフレキシブル配線板についても、上記の方法を利用して、樹脂フィルム上に銅などの金属薄膜を形成することが行われている。

近年、エレクトロニクス分野では、様々な製品で小型化、高精細化が進み、これに適応した高品質な材料が求められている。特に、樹脂フィルム上に直接金属層を成膜した基板をベースとしたフレキシブル配線板に対しても、近年の電子機器の小型化、薄型化に伴って、高密度化が要求され、その配線ピッチ（配線幅／スペース幅）は益々狭くなってきている。

ところが、樹脂フィルムへの成膜を真空又は不活性ガス雰囲気中で行っても、一般に樹脂フィルム中には０.０１〜２重量％の水分が含まれるため、この水分が成膜中に脱離し又はフィルム表面に拡散すると、コンタミネーションを起こして膜質に悪影響を及ぼす。フレキシブル配線板に主として用いられるようになってきた２層フレキシブル基板材料においても、金属層を成膜する際に樹脂フィルム中から水分がフィルム表面や金属層との界面に拡散したり、成膜雰囲気中に脱離したりして、コンタミネーションを起こすことが知られている。

即ち、樹脂フィルム中から拡散あるいは脱離した水分によって、成膜中に金属層が酸化される。この酸化した金属層が存在すると、配線形成時の金属層のエッチングが不完全となり、残渣としてリード間に残る場合がある。このリード間に残った金属層の残渣は、リードに電圧を印加した際にイオンマイグレーションを起こし、絶縁信頼性を低下させる。特に配線ピッチが狭いほどリード間の電界は大きくなり且つ距離も短くなるため、イオンマイグレーションによるショートが発生しやすくなり、絶縁不良の確率が大きくなる。

そこで、金属層を形成する前に、予め樹脂フィルムを乾燥することが広く行われている。しかし、樹脂フィルムの乾燥工程と成膜工程とが断続的に別の装置で行われる場合、乾燥した樹脂フィルムを大気雰囲気中で一旦保管する必要があるため、巻き取ったロールの表面側及び端部側から空気中の水分を吸収することになり、樹脂フィルムの乾燥処理効果が失われてしまう。

このような問題を解決するため、樹脂フィルムの乾燥工程と、その後の成膜工程とを、同じ装置を用いて連続的に行うことが検討されている。例えば、特開２００５−０５４２５９号公報には、ステップ１において、巻出しロールから巻出されたプラスチックフィルムは真空ポンプにより１０^−３Ｐａ以下に排気され、ステップ２において加熱・脱水処理を行い、プラスチックフィルムの表面に付着した水分や、内部に吸着している水分をガス化させ、そしてガス化した水分は真空ポンプによって、水の分圧が１０^−４Ｐａ以下になるように排気される。これにより、ガス化した水分が拡散して、真空室の内部やガイドロールに再付着することを防止することができると記載されている。

また同公報記載の方法では、ステップ３において、加熱・脱水処理を終えたプラスチックフィルムはプラズマ処理室を通過し、第２の電極と第３の電極間でのグロー放電でイオン化された窒素ガスにより、表面粗さＲＭＳが２ｎｍから５ｎｍとなるようプラスチックフィルムの表面がボンバード処理されたり、プラスチックフィルムを構成する原子をたたいて、プラスチックフィルムの表面がクリーニングされたりする。次に、ステップ４において、プラズマ処理室を通過したプラスチックフィルムは、成膜室に入り、酸素ガスとアルゴンガスを導入してグロー放電を発生させ、蒸発源を溶融させることにより高エネルギーの状態で成膜することが記載されている。

即ち、上記公報記載の方法によれば、加熱・脱水処理、プラズマ処理、成膜処理を連続的に行う場合には、加熱・脱水処理でプラスチックフィルムの表面に付着した水分や、内部に吸着している水分をガス化させて除去した後、特に水分の再付着あるいは再吸着が起こらないため、その後のプラズマ処理、成膜処理により成膜を行うことができる。しかしながら、この方法を適用するためには、フレキシブルプリント回路基板の製造装置は大型で高価な設備になると共に、工程間での製造の調整ができないという課題を有していた。

一方、２層フレキシブル基板の銅被膜の酸化を防止する方法として、特開２００１−１９２００４号公報には、樹脂フィルム上に金属層を形成して２層フレキシブル基板を作製した後、乾燥ガスを封入した空気難透過性フィルム製の袋に保管する方法が提案されている。この保管方法を加熱乾燥処理した樹脂フィルムに適用して、成膜開始まで保管することも考えられるが、加熱乾燥後の保管作業中に大気中に曝されることが避けられないため、その間に水分を吸収して乾燥効果が減少するという問題があった。

特開２００５−０５４２５９号公報特開２００１−１９２００４号公報

本発明は、加熱乾燥処理とその後の成膜処理を連続的に行うのではなく、別の装置を用いて断続的に行う場合において、樹脂フィルムを加熱乾燥して次工程の成膜装置にセットするまでの間に樹脂フィルムが酸素や水分を吸収することを防ぎ、配線ピッチが狭い２層フレキシブル基板用樹脂フィルムであっても絶縁不良の発生をなくすることができる２層フレキシブル基板用樹脂フィルムの乾燥保管方法、及びそのための加熱乾燥装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため、本発明が提供する２層フレキシブル基板用樹脂フィルムの乾燥保管方法に関する第１の発明は、２層フレキシブル基板用樹脂フィルムを加熱乾燥して成膜処理まで保管する乾燥保管方法であって、２層フレキシブル基板用樹脂フィルムを真空引きした巻出室、加熱乾燥室、巻取室の順に移動させながら加熱乾燥室で加熱乾燥し、乾燥ガスを導入した巻取室で該樹脂フィルムを乾燥ガスを巻き込みながら巻き取り、巻き取った該樹脂フィルムを保管容器に入れて減圧にした後、該保管容器内に乾燥ガスを導入して保管することを特徴とする。

第２の発明は、２層フレキシブル基板用樹脂フィルムを加熱乾燥して成膜処理まで保管する上記乾燥保管方法において、前記加熱乾燥室と巻取室の間を差動排気すると共に、該巻取室に乾燥ガスを導入することにより、該巻取室内の圧力を０.１ｋＰａから大気圧の範囲に調整することを特徴とするものである。

第３の発明は、２層フレキシブル基板用樹脂フィルムを加熱乾燥して成膜処理まで保管する上記乾燥保管方法において、前記乾燥ガスが、空気、アルゴンガス、ヘリウムガス、窒素ガス、酸素ガス、水素ガス、炭酸ガス、ネオンガス、クリプトンガス、キセノンガスから選ばれた少なくとも１種であることを特徴とするものである。

第４の発明は、２層フレキシブル基板用樹脂フィルムを加熱乾燥して成膜処理まで保管する上記乾燥保管方法において、前記樹脂フィルムを巻取室から保管容器に移す際に、大気中での取り扱い時間を６０分以内とすることを特徴とするものである。

第５の発明は、２層フレキシブル基板用樹脂フィルムを加熱乾燥して成膜処理まで保管する上記乾燥保管方法において、前記樹脂フィルムを入れた保管容器内に乾燥ガスを導入する前に、該保管容器を１ｋＰａ以下に減圧することを特徴とするものである。

第６の発明は、２層フレキシブル基板用樹脂フィルムを加熱乾燥して成膜処理まで保管する上記乾燥保管方法において、前記保管容器内の乾燥ガスの雰囲気が湿度１％ＲＨ以下であることを特徴とするものである。

第７の発明は、２層フレキシブル基板用樹脂フィルムを加熱乾燥して成膜処理まで保管する上記乾燥保管方法において、前記樹脂フィルムが、ポリイミド系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレン系フィルム、ポリフェニレンサルファイド系フィルム、ポリエチレンテレフタレート系フィルム、ポリエチレンナフタレート系フィルム、液晶ポリマー系フィルムから選ばれた１種であることを特徴とする。

本発明は、また、２層フレキシブル基板用樹脂フィルムを加熱乾燥して成膜処理まで保管する上記乾燥保管方法を実施するための装置を提供するものである。即ち、第８の発明は、上記第１〜７の発明を実施に用いる２層フレキシブル基板用樹脂フィルムの加熱乾燥装置であって、前記巻取室に乾燥ガスを導入しながら、前記加熱乾燥室と巻取室の間を差動排気することができることを特徴とするものである。

更に、第９の発明は、２層フレキシブル基板用樹脂フィルムの加熱乾燥装置であって、巻出ロールを備えた巻出室と、巻取ロールを備えた巻取室と、該巻出室と巻取室の間にあって加熱手段を備えた加熱乾燥室と、これら巻出室、巻取室、加熱乾燥室にそれぞれ設置され各室内を排気する真空ポンプとを有し、２層フレキシブル基板用樹脂フィルムを巻出ロールから巻取ロールに移動させながら加熱乾燥する装置であって、前記巻取室に乾燥ガスを導入する乾燥ガス導入手段と、前記加熱乾燥室と巻取室の間を差動排気する真空ポンプとを備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、加熱乾燥処理を行った樹脂フィルムを次工程の成膜装置にセットするまでの間、水分や酸素などの成膜工程に不適切なガスを吸収することなく樹脂フィルムを保管することができるので、絶縁信頼性の高い２層フレキシブル基板を得ることができる。従って、近年の配線ピッチが狭い２層フレキシブル基板用樹脂フィルムであっても、絶縁不良の発生をなくすることができる。また、加熱乾燥処理と成膜処理を別の装置を用いて断続的に簡単に実施することができるため、大型で高価な設備を用いる必要がなく経済的でもある。

本発明について、図１を参照して具体的に説明する。本発明による２層フレキシブル基板用樹脂フィルムの乾燥保管方法は、図１に例示するようなロール・トゥ・ロール方式の加熱乾燥装置を用いて実施することが望ましい。この加熱乾燥装置は、巻出ロール４を備えた巻出室１と、巻取ロール５を備えた巻取室２と、該巻出室１と巻取室２の間にあって加熱手段６を備えた加熱乾燥室３と、これら巻出室１、巻取室２、加熱乾燥室３にそれぞれ設置され、各室１、２、３内を排気する真空ポンプ７ａ、７ｂ、７ｃとを有している。また、加熱乾燥室３と巻取室２の間を差動排気する真空ポンプ８を備えると共に、巻取室２に乾燥ガスを導入するための乾燥ガス導入手段９を備えている。

巻出室１の巻出ロール４から巻き出された樹脂フィルム１０は、真空ポンプ７ａ、７ｂ、７ｃにより所定の真空度までそれぞれ真空排気された巻出室１、加熱乾燥室３、及び巻取室２を順に移動しながら、加熱乾燥室３において加熱手段３によって加熱され、十分な脱水と脱ガスが行われる。加熱乾燥が行われた樹脂フィルム１０は、乾燥ガスが導入された巻取室２で巻取ロール５に巻き取られた後、巻取室２から取り出され、保管容器（図示せず）に入れて保管される。その際、樹脂フィルムを入れた保管容器内を減圧にした後、再度乾燥ガスを導入して保管する。

本発明を適用する樹脂フィルムは、２層フレキシブル基板用樹脂フィルムである。２層フレキシブル基板は、接着剤なしで絶縁体フィルム上に銅被覆層を直接形成したものであり、基板自体の厚さを薄くすることができるうえ、銅導体層の厚さも任意の厚さに調整することができるという利点を有する。ただし、２層フレキシブル基板は初期密着力こそ実用レベルにあるものの、耐熱環境における密着力や高温高湿環境における密着力など、信頼性に関わる密着性については従来の３層フレキシブル基板と比較して低いため、３層フレキシブル基板と同等の密着力（４００Ｎ／ｍ程度）の確保が求められている。

従って、２層フレキシブル基板用の樹脂フィルムとしては、優れた耐熱性を有すると同時に、機械的、電気的及び化学的特性において他のプラスティック材料に比べ遜色のないことが求められている。好ましい２層フレキシブル基板用樹脂フィルムとしては、ポリイミド系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレン系フィルム、ポリフェニレンサルファイド系フィルム、ポリエチレンテレフタレート系フィルム、ポリエチレンナフタレート系フィルム、液晶ポリマー系フィルムから選ばれた１種がある。

次に、本発明による２層フレキシブル基板用樹脂フィルムの乾燥保管方法について、更に詳しく説明する。まず、樹脂フィルムを加熱乾燥する際に、真空ポンプにより巻出室、加熱乾燥室、及び巻取室を真空引きするが、その真空度は通常０.００１〜１ｋＰａ程度が好ましい。１ｋＰａよりも低真空では、真空引きが不十分なため樹脂フィルムからの水分の蒸発が遅くなる。逆に０.００１Ｐａよりも高真空にするには、真空ポンプの大型化が必要になったり、真空引きに時間がかかり過ぎたりするため好ましくない。

また、上記加熱乾燥処理における樹脂フィルムの乾燥温度及び処理時間は、使用する樹脂フィルムの種類や厚さに合わせて最適化しておく必要がある。特に、乾燥温度は、樹脂フィルムの融点よりも低い温度とし、明確な融点を持たない樹脂の場合は軟化する温度よりも低い温度とする必要がある。この限界温度以上になると、ロール間を移動している樹脂フィルムが破断してしまう。また、融点より十分低い温度であっても、局所的に熱変形を起こしてうねりやしわが発生する場合は、熱変形を起こさない最高温度を限界温度と考える必要がある。

実際の加熱温度は、上記した限界温度よりも２０〜３００℃低い温度に設定すればよく、好ましくは限界温度よりも２０〜２００℃低い温度になるように設定する。限界温度よりも２０℃低い温度よりも高く設定すると、樹脂フィルムが伸びて変形する恐れがある。また、設定温度が低すぎると樹脂フィルムの脱水が不十分となるため、少なくとも５０℃以上に設定することが好ましい。加熱温度の測定は、樹脂フィルム近傍に設置したシース径１ｍｍ以下のＫ熱電対を用い、この熱電対がフィルムの破断時に示した温度を限界温度とすればよい。また、放射温度計を用いて樹脂フィルムの温度を直接測定することもできる。

樹脂フィルムを加熱乾燥するための加熱時間は、樹脂フィルムの種類、厚さ及び加熱温度によって変化するが、処理後の樹脂フィルムの残存水分量が０.０１重量％以下になるように設定することが好ましい。尚、加熱手段としては、減圧下で加熱乾燥を行うため、ヒータなどによる輻射、あるいは誘導加熱を用いることが好ましい。いずれにしても、樹脂フィルムの種類や厚さによって最適な乾燥条件が異なるため、使用する樹脂フィルム毎に最適な温度と処理速度を決定することが重要である。

上記の加熱乾燥処理により十分に脱水と脱ガスを行った樹脂フィルムは、巻取室で巻取ロールに巻き取られる。その際、加熱乾燥室と巻取室の間を差動排気すると共に、巻取室に乾燥ガスを導入して、巻取室内の圧力を０.１ｋＰａから大気圧の範囲に調整する。乾燥ガスとしては、空気、アルゴンガス、ヘリウムガス、窒素ガス、酸素ガス、水素ガス、炭酸ガス、ネオンガス、クリプトンガス、キセノンガスから選ばれた１種又は２種以上を用いることが好ましい。

図１の装置で説明すると、真空ポンプ８で加熱乾燥室３と巻取室２の間を差動排気し、巻取室２への乾燥ガス導入口９のバルブを開いて乾燥ガスを巻取室２に導入する。尚、図１では、巻出室1と巻取室２を逆にし、即ち樹脂フィルム１０を逆方向に移動しながら処理することもできるように、真空ポンプ８は加熱乾燥室３と巻取室２の間及び加熱乾燥室３と巻出室１の間に接続され、バルブ８ａ、８ｂで切り替え可能とすると共に、巻出室1及び巻取室２の両方に乾燥ガス導入口９が設けてある。

上記の加熱乾燥室と巻取室の間の差動排気は、樹脂フィルムの加熱乾燥を行う加熱乾燥室から巻取室に水分（水蒸気）が持ち込まれない程度に行う。その際の巻取室内の圧力は、差動排気による排気速度と導入する乾燥ガスの導入量とで調整し、０.１ｋＰａから大気圧の範囲とすることが好ましい。巻取室内の圧力が０.１ｋＰａより低い場合には、樹脂フィルムに巻き込まれる乾燥ガスの量が少なくなり、後に大気圧中で樹脂フィルムを取り扱う際に吸水する量が多くなる恐れがある。また、巻取室内の圧力が大気圧より高い場合は、差動排気による圧力の制御が困難になる。

上記のごとく巻取室に乾燥ガスを導入することにより、樹脂フィルムは巻取り層間に乾燥ガスを巻き込みながら、巻取ロールに巻き取られる。乾燥ガスを巻き込みながら巻き取られた樹脂フィルムは、巻取室から取り出して保管容器に移す際に大気雰囲気中で取り扱っても、大気雰囲気からの吸湿を極めて少なく抑えることができる。しかしながら、大気雰囲気中での取り扱い時間が６０分よりも長くなると、水分の吸湿量が多くなって乾燥効果が損なわれる恐れがあるため、この大気雰囲気中での取り扱い作業は６０分以下が好ましく、２０分以下が更に好ましい。

加熱乾燥した樹脂フィルムを入れた保管容器は、その内部を減圧してから、更に乾燥ガスを導入し、封止して保管する。常温での水の蒸気圧が約１ｋＰａであるから、水分の吸湿を抑えるためには、樹脂フィルムを入れた保管容器内を１ｋＰａ以下に減圧することが好ましい。また、減圧後に保管容器内に導入する乾燥ガスは、大気圧近傍まで導入することが望ましい。更に、保管容器内の乾燥ガスの雰囲気は、樹脂フィルムの吸湿を防ぐために、湿度１％ＲＨ以下であることが好ましい。尚、加熱乾燥した樹脂フィルムを保管する保管容器としては、水分の透過率の低い材料で作製したものであればよく、その形状も特に制限されることはなく、袋状や箱状であってよい。

上記した本発明の方法で乾燥保管した樹脂フィルムは、長期にわたり吸湿することなく安定して保管することができる。従って、保管容器から取り出した樹脂フィルムを成膜装置にセットして、通常のごとく成膜すれば、成膜中の水の分圧を四重極質量分析計により測定したとき十分に低い値を示し、得られる金属層の膜質も良好であって、絶縁信頼性の高い２層フレキシブル基板を得ることができる。この場合の大気雰囲気中での樹脂フィルムの取り扱い作業、即ち保管容器から取り出して成膜装置にセットするまでの取り扱い作業も、６０分以下が好ましく、２０分以下が更に好ましい。

次に、上記した本発明方法により乾燥保管した樹脂フィルムに、後の成膜工程により、接着剤を介することなく、銅導体層を形成する手順について説明する。まず、必要に応じて、大気中あるいは真空中での加熱により脱水処理を行い、更に樹脂フィルム表面の改質処理を行う。表面の改質処理は、樹脂フィルムの下地金属層が接する側の表面を乾式表面処理法により改質するものである。この乾式表面処理法によって、樹脂フィルムの下地金属層が接する側の表面に、所望の改質層が形成される。

例えば、プラズマ処理の場合には、直流方式、交流方式、高周波方式のいずれでよい。また、プラズマ処理を施す装置において、電極の形状には特に制限はなく、平板状、リング状、棒状など各種の形状の電極が使用できる。ロール状の樹脂フィルムを、プラズマ処理装置内に設置した巻出機から巻出し、放電電極間を通過させて巻取機に巻き取りながら、放電プラズマ処理を行う方法が効果的であって好ましい。ただし、樹脂フィルムの特性に合わせて、所望の厚みの改質層が形成されるように、例えば電力密度や処理時間を調整する。

続いて、樹脂フィルムの改質処理された表面に、乾式めっき法により下地金属層を形成する。下地金属層は、クロム、ニッケル−クロム合金、ニッケル−クロム−モリブデン合金、ニッケル−クロム−チタン合金、ニッケル−クロム−バナジウム合金などから選ばれた金属を主として含有するものが好ましい。この下地金属層を、例えばスパッタリング装置を用いて形成する場合、通常は下地金属層の組成を有するターゲットをカソードに装着してスパッタリングを行うが、組成の異なるターゲットを２基のカソードに装着して同時スパッタリングを行い、各カソードの投入電力をコントロールすることによって、所望の組成の下地金属層を得ることも可能である。

具体的には、樹脂フィルムをセットしたスパッタリング装置内を真空排気した後、装置内にＡｒガスを導入して１.３Ｐａ程度に保持し、更に装置内の巻取巻出ロール間で樹脂フィルムを毎分３ｍ程度の速さで搬送させながら、カソードに接続したスパッタリング用直流電源より電力を供給してスパッタリング放電を行い、フィルム上に上記金属層を連続して成膜する。この成膜処理によって、所望の膜厚の下地金属層が樹脂フィルム上に形成される。

その後、上記と同様の乾式めっき法により、下地金属層の上に銅導体層を形成して、２層フレキシブル基板を作製することができる。例えば、銅ターゲットをスパッタリング用カソードに装着したスパッタリング装置を用い、銅導体層を成膜することができる。この場合、下地金属層と銅導体層は、スパッタリング装置の同一真空室内で連続して形成することが好ましい。

また、上記の銅導体層上に、更に湿式めっき法により銅導体層を積層して形成することもできる。その場合には、電気銅めっきのみで行う場合のほか、一次めっきとして無電解銅めっきした後、二次めっきとして電解銅めっきを行うなど、湿式めっき法を組み合わせて行うこともできる。尚、湿式銅めっきは、常法による湿式銅めっき法における諸条件を採用すればよい。また、下地金属層上に乾式・湿式めっき法により形成する銅導体層の合計厚さは、１８μｍ以下にする必要がある。

上記のごとく作製された２層フレキシブル基板を用い、その少なくとも片面に所定配線パターンの配線層を形成し、所定の位置に層間接続のためのヴィアホールを形成することにより、ＦＰＣなど各種用途に用いるフレキシブル配線板を得ることができる。具体的には、上記２層フレキシブル基板の少なくとも片面に、高密度配線パターンの配線層を個別に形成し、次に、その配線層が形成された２層フレキシブル基板に、その配線層と樹脂フィルムを貫通するヴィアホールを形成する。場合によっては、そのヴィアホール内に導電性物質を充填して、ホール内を導電化することもできる。

上記配線層の形成方法としては、フォトエッチングなどの従来公知の方法が使用できる。例えば、２層フレキシブル基板の銅導体層上に、スクリーン印刷あるいはドライフィルムをラミネートして感光性レジスト膜を形成した後、露光現像してパターニングする。次いで、塩化第２鉄溶液などのエッチング液で銅導体層を選択的にエッチング除去した後、レジスト膜を除去して所定の配線パターンの配線層を形成する。

配線をより高密度化するためには、両面に銅導体層が形成された２層フレキシブル基板を準備し、両面をパターン加工して、基板両面に配線層を形成することが好ましい。全配線パターンを幾つの配線領域に分割するかどうかは、その配線パターンの配線密度の分布などによるが、例えば、配線パターンを配線幅と配線間隔がそれぞれ５０μｍ以下の高密度配線領域と、その他の配線領域とに分け、プリント基板との熱膨張差や取り扱い上の都合などを考慮して、分割する配線基板のサイズを１０〜６５ｍｍ程度に設定して適宜分割すればよい。

また、上記ヴィアホールの形成方法としては、従来公知の方法が使用でき、例えば、レーザー加工、フォトエッチングなどにより、配線パターンの所定の位置に配線層と樹脂フィルムを貫通するヴィアホールを形成する。ヴィアホールの直径は、ホール内の導電化に支障がない範囲内で小さくすることが好ましく、通常は１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下とする。更に、上記ヴィアホール内に、めっき、蒸着、スパッタリングなどにより銅などの導電性金属を充填することによって、あるいは、所定の開孔パターンを持つマスクを使用して導電性ペーストを圧入して乾燥することによって、ホール内を導電化し、両面の配線層間を電気的に接続することができる。その際に用いる導電性金属としては、銅、金、ニッケルなどが挙げられる。

図１に示す加熱手段を有するロール・トゥ・ロール方式の加熱乾燥装置を用いて、巻出ロール４から巻き出された樹脂フィルム１０を真空ポンプ７ａ、７ｂ、７ｃにより真空排気された巻出室１、加熱乾燥室３、及び巻取室２を順に移動させながら、加熱乾燥室３の加熱手段３によって加熱乾燥した。この樹脂フィルム１０を乾燥ガスが導入された巻取室２で巻取ロール５に巻き取り、保管容器に入れて内部を減圧にした後、再度乾燥ガスを導入して保管した。その際、下記する各実施例及び比較例のごとく、加熱乾燥や保管の条件、樹脂フィルムの種類などを変えて処理を行った。

その後、保管した樹脂フィルムに成膜して２層フレキシブル基板を作製し、その特性を評価した。即ち、保管した樹脂フィルムをスパッタリング装置にセットし、樹脂フィルム上にクロム層を１０ｎｍ、銅層を２００ｎｍ形成した。その上に、更に電気めっき法により、銅層を８μｍまでめっきして、２層フレキシブル基板を得た。得られた２層フレキシブル基板から、サブトラクト法あるいはセミアディティブ法により、塩化第二鉄エッチングで３０μｍピッチ（ライン／スペース＝１５／１５μｍ）のＨＨＢＴ試験用の櫛歯試験片を作製した。

エッチング性の確認は、基本的には上記試験片の顕微鏡観察によって行った。また、下記ＨＨＢＴ試験での絶縁抵抗値の測定も行い、１０^６Ω以下の抵抗値の場合はリード間にエッチング残渣があるとみなし、エッチング性は良くないと判定した。絶縁信頼性については、耐環境試験であるＨＨＢＴ（ＨｉｇｈＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＨｉｇｈＨｕｍｉｄｉｔｙＢｉａｓＴｅｓｔ）試験により、上記試験片を用い、ＪＰＣＡ−ＥＴ０４に準拠して、８５℃８５％ＲＨ環境下で、ＤＣ４０Ｖを端子間に印加し、１０００ｈｒ抵抗を観察した。抵抗が１０^６Ω以下になった時点でショート不良と判断し、１０００ｈｒ経過後も１０^６Ω以上であれば合格と判断した。また、腐食の指標としては、裏面変色が挙げられるが、これはＨＨＢＴ試験後のサンプル裏面観察によって行った。著しい変色が見られた場合を不良と判断し、変色が軽微な場合は合格と判断した。

［実施例１］
樹脂フィルムとして、厚さ３８μｍ、幅５２４ｍｍ、長さ２００ｍのロール状ポリイミドフィルム（東レ・デュポン社製、製品名「カプトン１５０ＥＮ」）を用い、上記方法により、温度３００℃、処理速度２.５ｍ／ｍｉｎで加熱乾燥し、圧力が１ｋＰａになるように窒素ガスを導入した巻取室で巻き取った後、巻取室から取り出して大気雰囲気に戻し、約２０分で真空容器に移した。この真空容器内を０.８ｋＰａまで減圧した後、窒素ガスを導入して大気圧近傍までパージし、密封して保管した。

翌日、真空容器から樹脂フィルムを大気雰囲気に取り出し、約２０分でスパッタリング装置にセットし、上記方法により成膜して、２層フレキシブル基板を作製した。その２層フレキシブル基板から、上記方法により、３０μｍピッチの櫛歯試験片を作製して、上記エッチング性、絶縁信頼性、耐腐食性に関する試験に供した。

その結果、絶縁信頼性試験は、３サンプルについて行ったが、いずれも劣化は認められなかった。また、エッチング残渣もなく、エッチング性も良好であった。更に、耐腐食性試験（８５℃８５％ＲＨ恒温室中に１０００時間放置）後、樹脂フィルム裏面の変色を観察したが、変化は見られなかった。

［実施例２］
巻取室の圧力が０.１ｋＰａになるように窒素ガスを導入した以外は上記実施例１と同様にして、ＨＨＢＴ試験用の３０μｍピッチの櫛歯試験片を作製し、上記エッチング性、絶縁信頼性、耐腐食性に関する試験に供した。

その結果、絶縁信頼性試験は、３サンプルについて行ったが、いずれも劣化は認められなかった。また、エッチング残渣もなく、エッチング性も良好であった。更に、耐腐食性試験後の樹脂フィルム裏面にも変化は見られなかった。

［実施例３］
巻取室の圧力が７００ｋＰａ（大気圧近傍）になるように窒素ガスを導入した以外は上記実施例１と同様にして、ＨＨＢＴ試験用の３０μｍピッチの櫛歯試験片を作製し、上記エッチング性、絶縁信頼性、耐腐食性に関する試験に供した。

［実施例４］
巻取室から樹脂フィルムを取り出して大気圧に戻し、約６０分で真空容器に移したこと、及び真空容器から樹脂フィルムを取り出した後約６０分でスパッタ装置にセットしたこと以外は上記実施例１と同様にして、ＨＨＢＴ試験用の３０μｍピッチの櫛歯試験片を作製し、上記エッチング性、絶縁信頼性、耐腐食性に関する試験に供した。

［実施例５］
樹脂フィルムを入れた真空容器を１ｋＰａまで減圧した後、窒素ガスを導入して大気圧近傍までパージした以外は上記実施例１と同様にして、ＨＨＢＴ試験用の３０μｍピッチの櫛歯試験片を作製し、上記エッチング性、絶縁信頼性、耐腐食性に関する試験に供した。

［実施例６］
樹脂フィルムとして、厚さ５０μｍ、幅５２４ｍｍ、長さ２００のロール状ポリイミドフィルム（東レ・デュポン社製、製品名「カプトン２００ＥＮ」）を用い、上記方法により温度３００℃、処理速度２ｍ／ｍｉｎで加熱乾燥した以外は上記実施例１と同様にして、ＨＨＢＴ試験用の３０μｍピッチの櫛歯試験片を作製し、上記エッチング性、絶縁信頼性、耐腐食性に関する試験に供した。

［実施例７］
樹脂フィルムとして、厚さ５０μｍ、幅３００ｍｍ、長さ１００ｍのロール状液晶ポリマーフィルム（クラレ（株）製、製品名「ベクスターＣＴ−Ｘ１００」）を用い、上記方法により温度３００℃、処理速度５ｍ／ｍｉｎで加熱乾燥した以外は上記実施例１と同様にして、ＨＨＢＴ試験用の３０μｍピッチの櫛歯試験片を作製し、上記エッチング性、絶縁信頼性、耐腐食性に関する試験に供した。

［実施例８］
樹脂フィルムとして、厚さ１２μｍ、幅２６２ｍｍ、長さ１００ｍのロール状のアラミドフィルム（帝人アドバンストフィルム（株）製、製品名「アラミカ１２０Ｒ」）を用い、上記方法により温度２５０℃、処理速度１.５ｍ／ｍｉｎで加熱乾燥した以外は上記実施例１と同様にして、ＨＨＢＴ試験用の３０μｍピッチの櫛歯試験片を作製し、上記エッチング性、絶縁信頼性、耐腐食性に関する試験に供した。

［参考例１］
加熱乾燥した樹脂フィルムを、真空容器に保管することなく、大気雰囲気中で約６０分放置した後、スパッタリング装置にセットした以外は上記実施例１と同様にして、ＨＨＢＴ試験用の３０μｍピッチの櫛歯試験片を作製し、上記エッチング性、絶縁信頼性、耐腐食性に関する試験に供した。

［比較例１］
巻取室に窒素ガスを導入しなかったこと以外は上記実施例１と同様にして、ＨＨＢＴ試験用の３０μｍピッチの櫛歯試験片を作製し、上記エッチング性、絶縁信頼性、耐腐食性に関する試験に供した。

その結果、絶縁信頼性試験は、３サンプルについて行ったが、２サンプルで抵抗が１０^６Ω以下になり、ショート不良となった。一方、エッチング性は良好であった。また、耐腐食性試験では、樹脂フィルム裏面の多くの部分に変色が認められた。

［比較例２］
巻取室の圧力が０.０８ｋＰａになるように窒素ガスを導入した以外は上記実施例１と同様にして、ＨＨＢＴ試験用の３０μｍピッチの櫛歯試験片を作製し、上記エッチング性、絶縁信頼性、耐腐食性に関する試験に供した。

その結果、絶縁信頼性試験は、３サンプルについて行ったが、１サンプルで抵抗が１０^６Ω以下になり、ショート不良となった。一方、エッチング性は良好であった。また、耐腐食性試験では、樹脂フィルム裏面の一部分に変色が認められた。

［比較例３］
巻取室から樹脂フィルムを取り出して大気圧に戻し、約２０分で真空容器に移したこと、及び真空容器から樹脂フィルムを取り出した後約８０分でスパッタ装置にセットしたこと以外は上記実施例１と同様にして、ＨＨＢＴ試験用の３０μｍピッチの櫛歯試験片を作製し、上記エッチング性、絶縁信頼性、耐腐食性に関する試験に供した。

［比較例４］
巻取室から樹脂フィルムを取り出して大気圧に戻し、約８０分で真空容器に移したこと、及び真空容器から樹脂フィルムを取り出した後約２０分でスパッタ装置にセットしたこと以外は上記実施例１と同様にして、ＨＨＢＴ試験用の３０μｍピッチの櫛歯試験片を作製し、上記エッチング性、絶縁信頼性、耐腐食性に関する試験に供した。

［比較例５］
巻取容器を１.５ｋＰａまで減圧した後、窒素ガスを導入して大気圧近傍までパージした以外は上記実施例１と同様にして、ＨＨＢＴ試験用の３０μｍピッチの櫛歯試験片を作製し、上記エッチング性、絶縁信頼性、耐腐食性に関する試験に供した。

［参考例２］
加熱乾燥した樹脂フィルムを真空容器に保管することなく、大気雰囲気中に約８０分放置した後、直接スパッタリング装置にセットした以外は上記実施例１と同様にして、ＨＨＢＴ試験用の３０μｍピッチの櫛歯試験片を作製し、上記エッチング性、絶縁信頼性、耐腐食性に関する試験に供した。

本発明による加熱乾燥装置の一具体例を示す概略の断面図である。

符号の説明

１巻出室
２巻取室
３加熱乾燥室
４巻出ロール
５巻取ロール
７ａ、７ｂ、７ｃ真空ポンプ
８真空ポンプ
９乾燥ガス導入口
１０樹脂フィルム

Claims

２層フレキシブル基板用樹脂フィルムを加熱乾燥して成膜処理まで保管する乾燥保管方法であって、２層フレキシブル基板用樹脂フィルムを真空引きした巻出室、加熱乾燥室、巻取室の順に移動させながら加熱乾燥室で加熱乾燥し、乾燥ガスを導入した巻取室で該樹脂フィルムを乾燥ガスを巻き込みながら巻き取り、巻き取った該樹脂フィルムを保管容器に入れて減圧にした後、該保管容器内に乾燥ガスを導入して保管することを特徴とする２層フレキシブル基板用樹脂フィルムの乾燥保管方法。
前記加熱乾燥室と巻取室の間を差動排気すると共に、該巻取室に乾燥ガスを導入することにより、該巻取室内の圧力を０.１ｋＰａから大気圧の範囲に調整することを特徴とする、請求項１に記載の２層フレキシブル基板用樹脂フィルムの乾燥保管方法。
前記乾燥ガスが、空気、アルゴンガス、ヘリウムガス、窒素ガス、酸素ガス、水素ガス、炭酸ガス、ネオンガス、クリプトンガス、キセノンガスから選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の２層フレキシブル基板用樹脂フィルムの乾燥保管方法。
前記樹脂フィルムを巻取室から保管容器に移す際に、大気中での取り扱い時間を６０分以内とすることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の２層フレキシブル基板用樹脂フィルムの乾燥保管方法。
前記樹脂フィルムを入れた保管容器内に乾燥ガスを導入する前に、該保管容器を１ｋＰａ以下に減圧することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の２層フレキシブル基板用樹脂フィルムの乾燥保管方法。
前記保管容器内の乾燥ガスの雰囲気が湿度１％ＲＨ以下であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の２層フレキシブル基板用樹脂フィルムの乾燥保管方法。
前記樹脂フィルムが、ポリイミド系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレン系フィルム、ポリフェニレンサルファイド系フィルム、ポリエチレンテレフタレート系フィルム、ポリエチレンナフタレート系フィルム、液晶ポリマー系フィルムから選ばれた１種であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の２層フレキシブル基板用樹脂フィルムの乾燥保管方法。
請求項１の方法を実施するための装置であって、前記巻取室に乾燥ガスを導入しながら、前記加熱乾燥室と巻取室の間を差動排気することができることを特徴とする２層フレキシブル基板用樹脂フィルムの加熱乾燥装置。
巻出ロールを備えた巻出室と、巻取ロールを備えた巻取室と、該巻出室と巻取室の間にあって加熱手段を備えた加熱乾燥室と、これら巻出室、巻取室、加熱乾燥室にそれぞれ設置され各室内を排気する真空ポンプとを有し、２層フレキシブル基板用樹脂フィルムを巻出ロールから巻取ロールに移動させながら加熱乾燥する装置であって、前記巻取室に乾燥ガスを導入する乾燥ガス導入手段と、前記加熱乾燥室と巻取室の間を差動排気する真空ポンプとを備えることを特徴とする２層フレキシブル基板用樹脂フィルムの加熱乾燥装置。