JP2008120081A - 軟性金属積層フィルム及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】銅箔の厚みが薄くかつ柔軟性の高い軟性金属積層フィルムを提供する。
【解決手段】ポリマーフィルム１１０と、一面において前記ポリマーフィルムが接合し、反対面においてエッチングにより厚みが薄くなった銅箔１２０と、前記エッチングによる前記銅箔の表面粗度を低減することができる厚みで前記銅箔上に形成された金属層１３０とを含む軟性金属積層フィルム１００。該ポリマーフィルムは、キャスティングにより前記銅箔に接合する。
【選択図】図１

Description

本発明は、軟性金属積層フィルムに関し、特に、ポリマーフィルム上に順次積層された銅箔と金属層を互いに異なる工程により形成する技術に関する。

携帯電話やＬＣＤディスプレイのような電子機器に使用される軟性回路基板(Flexible Print Circuit Board:FPCB)は、柔軟性が高く、微細回路パターンに好適になるように厚みの薄い銅箔が形成された軟性銅箔積層フィルムで製造される。しかしながら、銅箔の厚みが０．０１２ｍｍ以下の軟性銅箔積層フィルムを提供するのが困難であり、特に、銅箔の厚みが０．０１２ｍｍ以下でありながら銅箔とポリイミドとの接着力が強く、銅箔の柔軟性が高い軟性銅箔積層フィルムを提供するのは、非常に困難である。

従来は、電解銅箔又は圧延銅箔上に熱により溶融されたポリイミドをキャスティングして製造した２層軟性銅箔積層フィルムを使用していた。しかしながら、現在までも電解銅箔又は圧延銅箔の厚みを０．０１２ｍｍ以下で製造するのは非常に困難であり、微細回路パターンを要求する銅板の厚みが０．０１２ｍｍ以下の軟性銅箔積層フィルムを提供するのが困難である。

他の従来技術として、ポリイミドフィルム上に銅などのシードメタル(seed metal)をスパッタリング工程でオングストローム(１０^-10ｍ)単位の厚みでコーティングした後、シードメタル上に銅を電気鍍金した軟性銅箔積層フィルムを使用していた。しかしながら、該製品は、銅箔の厚みが０．００２ｍｍから提供可能であり、微細回路パターンに好適であるが、スパッタリング工程を経るべきであるので、コストが高く、また銅箔とポリイミドとの接着力が弱いという短所があり、さらに、銅箔は、電気鍍金により形成されたものであって、圧延銅箔が使用された製品より柔軟性が低いという短所がある。

更に他の従来技術として、別の接合剤を使用して、電解銅箔又は圧延銅箔とポリイミドフィルムを接合した３層軟性銅箔積層フィルムを使用していた。しかしながら、該製品は、接着剤の使用により、厚みが厚く、銅箔の厚みも０．０１２ｍｍ以下で提供するのが困難であり、微細回路パターンに好適ではないという短所がある。

よって、本発明は、このような不具合を解決するために提案されたものであり、本発明の目的は、銅箔の厚みが薄くかつ柔軟性の高い軟性金属積層フィルムを提供することにある。

本発明の他の目的は、銅箔とポリマーフィルムの接着力が向上された軟性金属積層フィルムを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、銅箔の表面粗度が小さく、高周波特性の良い軟性金属積層フィルムを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、金属層によって銅箔の腐食防止又は半田付けが良くできる軟性金属積層フィルムを提供することにある。

本発明の特徴と利点は、以下に示される実施の形態により明らかに理解されるだろう。

上記の目的は、ポリマーフィルムと、一面において前記ポリマーフィルムを接合し、反対面においてエッチングにより厚みが薄くなった銅箔と、前記エッチングによる前記銅箔の表面粗度を低減することができる厚みで前記銅箔上に形成された金属層とを含む軟性金属積層フィルムによって達成される。

このような構成によると、エッチングにより銅箔の厚みが十分薄くかつ柔軟性の高い軟性金属積層フィルムを提供することができる。

好ましくは、前記ポリマーフィルムは、キャスティングにより前記銅箔に接合することができる。

このような構成によると、銅箔とポリマーフィルムの接着力が向上され、別途の接着剤を使用しない。

また、前記金属層は、鍍金又はスパッタリングの何れかによって形成でき、前記鍍金は、電気鍍金又は無電解鍍金である。また、前記ポリマーフィルムは、ポリイミドフィルム又はポリエステルフィルムであり、前記銅箔は、圧延銅箔又は電解銅箔である。

好ましくは、銅箔及び金属層の厚みの和は、０．００２５ｍｍ〜０．０３ｍｍであり、さらに、前記金属層の厚みは、前記銅箔の厚みより小さいのが好ましい。

前記金属層の材質は、銅、錫、金又は銀の何れかである。

上記の目的は、さらに、銅箔上にポリマーをキャスティング塗布して冷却し、ポリマーフィルム/銅箔接合体を形成する段階と、前記銅箔の表面をエッチングして前記銅箔の厚みを低減する段階と、前記エッチングされた銅箔の表面に金属を鍍金又はスパッタリングにより金属層を形成する段階とを含み、前記エッチングによる前記銅箔の表面粗度を低減することができる厚みで前記金属層を形成する軟性金属積層フィルムの製造方法によって達成される。

以上で説明したように、本発明による軟性金属積層フィルムは、下記のように様々な利点を有する。

１）エッチングにより銅箔の厚みが十分薄くかつ柔軟性の高い軟性金属積層フィルムを提供することができる。

２）キャスティングにより、銅箔とポリマーフィルムの接着力が向上され、別途の接着剤を使用しない。

３）銅箔上に積層された金属層の表面粗度が小さく、高周波で使用するのに好適である。

４）銅箔として圧延銅箔を使用することができるので、柔軟性と屈曲性が優れる。

５）銅箔と金属層がそれぞれ異なる工程により製造されるため、用途に合う工程と材料を選択的に適用することができる。

６）エッチングされた銅箔上に金属層が鍍金されるので、信頼性ある接合力を有する。

７）金属層に銅を適用する場合、金属軟性回路基板を形成するために本発明による軟性金属積層フィルムにエッチングで回路パターンを形成する時、一種類のエッチング液を使用して、銅箔と金属層を一度でエッチングすることができる。

８）金属層により、銅箔の酸化防止又は半田付けがよくできるという長所がある。

以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る軟性金属積層フィルムを示す断面図である。

図示のように、一定の厚みを有するポリイミドフィルム１１０の表面上に一定の厚みを有する銅箔１２０が積層され、銅箔１２０上に金属層１３０が積層される。

本実施の形態では、ポリイミドフィルムを例と挙げているが、他の種類のポリマーフィルム、例えば、ポリエステル(ＰＥＴ)フィルムを利用することができ、フィルム１１０の厚みは、０．００８ｍｍ〜０．０５ｍｍである。

銅箔１２０の表面は、例えば、湿式エッチングにより厚みが薄くなり、エッチングにより一定の表面粗度(Ｒｚ)を有し、金属層１３０は、銅箔１２０上に、例えば、鍍金やスパッタリングにより積層される。

本発明によると、ポリイミドフィルム１１０の厚みは、銅箔及び金属層１２０、１３０の厚みの和より厚く、銅箔１２０の厚みは、金属層１３０の厚みより厚い。好ましくは、銅箔及び金属層の厚みの和は、０．００２５ｍｍ〜０．０３ｍｍであり、本範囲を超えると、工程上の製造コスト又は材料上の製造コストが増加することになり、経済性が劣る。

また、銅箔１２０の表面を平坦化させる程度で金属層１３０を形成することにより、高周波特性を向上することができる。すなわち、高周波では、表皮効果(skin effect)により、電流が主に金属表面に流れるので、表面粗度が小さい金属層１３０の高周波特性が良くなる。一例として、金属層１３０の表面粗度は、略０．００１ｍｍである。

軟性回路基板(ＦＰＣＢ)として使用される場合、柔軟性と屈曲性を高くするために、銅箔１２０は、好ましくは、圧延銅箔であり、これに限定されなく、電解銅箔を使用することもできる。また、好ましくは、ポリイミドフィルム１１０と銅箔１２０の信頼性のある接合のため、事前に銅箔１２０をエッチングして凹凸１１２を形成することにより、凹凸１１２がポリイミドフィルム１１０にアンカリング(anchoring)されるようにする効果を得ることができる。

以下、上記構造を有する本発明の軟性金属積層フィルムの製造方法に対して説明する。

厚みが０．０１２ｍｍである圧延銅箔の一面上に、溶融されたポリイミドをキャスティング(casting)工程により０．０２５ｍｍの厚みで塗布した後、冷却工程によりポリイミドを圧延銅箔上に接合するようにする(ステップＳ２０)。

この時、圧延銅箔とポリイミドが良く接合するように、上記のように、ポリイミドと接触する圧延銅箔の面は、事前に別のエッチング工程により凹凸１１２を形成し、ポリイミドフィルム１１０の一部が銅箔１２０にアンカリングされるようにするのが好ましい。

この後、ポリイミドフィルム１１０上に接合された銅箔１２０を、例えば、湿式工程による化学エッチング液に通過させ、銅箔１２０の厚みが０．００６ｍｍになるようにし(ステップＳ２２)、このようなエッチング工程により、銅箔１２０の表面は一定の表面粗度を有する。この時、表面粗度は、エッチング液の種類及び作業速度により調整可能であり、エッチングにより銅箔の厚みを低減する技術は、通常知られている技術である。

この後、エッチングされた銅箔１２０とポリイミドフィルム１００に付いているエッチング液を洗浄して除去する(ステップＳ２４)。

次に、銅箔１２０上に金属を連続的に鍍金し、０．００３ｍｍの厚みの金属層１３０を形成する(ステップＳ２６)。鍍金に使用される金属としては、銅(Ｃｕ)、錫(Ｓｎ)、金(Ａｕ)又は銀(Ａｇ)を含むことができる。

この時、好ましくは、金属層１３０のための金属鍍金後に、金属の腐食を防止するために、その表面に酸化皮膜を形成することができる。

鍍金は、電気鍍金や無電解鍍金のいずれをも使用することができ、電気鍍金は、鍍金厚みのバラツキを小さくできるという長所があり、無電解鍍金は、鍍金の厚みを十分に上げることができ、表面粗度を小さくすることができる。よって、銅箔１２０の厚みとエッチング状態によって、鍍金方法と鍍金の厚みを適切に選択することができる。

このステップにおいて、鍍金される金属の厚みは、少なくともエッチングされた銅箔１２０の表面粗度を十分に受け入れられる厚みであるべきである。言い換えると、銅箔１２０の表面に形成された微細な凹凸を十分に覆うことができる厚みであるべきである。これは鍍金の際、レべリング(leveling)と鍍金厚みによって具現することができる。

上記の方法によって製造された軟性金属積層フィルムを見ると、金属層１３０は、エッチングによる銅箔表面の微細な凹凸を覆う程度で形成されるので、表面粗度が小さく、銅箔１２０は、圧延銅箔を使用して柔軟性と屈曲性が高く、特に、銅箔１２０は、エッチングにより厚みが薄くなり、ポリイミドフィルム上に０．０１２ｍｍ以下の薄い銅箔を接合したような効果を得ることができる。

また、圧延銅箔の表面上に形成された凹凸によってポリイミドフィルムと接合することにより、アンカリング効果により接合信頼性が確保された軟性金属積層フィルムを製造することができる。

本発明に係る軟性金属積層フィルム１００は、銅箔及び金属層１２０、１３０の総厚みが、０．００２５ｍｍまで製造可能であり、また、最終製品の表面粗度が小さく、高周波でも使用可能であり、ポリイミドフィルムと銅箔の接着力が強く、柔軟性と屈曲性が優れる。

鍍金の厚みを厚くし過ぎたり、エッチング工程において、圧延銅箔の厚みを低減し過ぎると、作業性が悪いので、用途に合うようにこれらの条件を調整して製作することができる。

以上では、本発明の一実施の形態を中心として説明したが、当業者の水準で多様な変更、変形を加えることができる。このような変更、変形が、本発明の範囲を逸脱しない限り、本発明に属するといえる。本発明の権利は、請求の範囲により判断されるべきである。

本発明に係る軟性金属積層フィルムを示す断面図 本発明に係る軟性金属積層フィルムの製造方法を示すフローチャート

Claims (11)

1. ポリマーフィルムと、
   一面において前記ポリマーフィルムが接合し、反対面においてエッチングにより厚みが薄くなった銅箔と、
   前記エッチングによる前記銅箔の表面粗度を低減することができる厚みで前記銅箔上に形成された金属層とを含むことを特徴とする軟性金属積層フィルム。
2. 前記ポリマーフィルムは、キャスティング(casting)により前記銅箔に接合することを特徴とする請求項１に記載の軟性金属積層フィルム。
3. 前記金属層は、鍍金又はスパッタリングの何れかによって形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の軟性金属積層フィルム。
4. 前記ポリマーフィルムは、ポリイミドフィルム又はポリエステルフィルムであることを特徴とする請求項１に記載の軟性金属積層フィルム。
5. 前記銅箔は、圧延銅箔又は電解銅箔であることを特徴とする請求項１に記載の軟性金属積層フィルム。
6. 前記鍍金は、電気鍍金又は無電解鍍金であることを特徴とする請求項３に記載の軟性金属積層フィルム。
7. 前記銅箔及び金属層の厚みの和は、０．００２５ｍｍ〜０．０３ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の軟性金属積層フィルム。
8. 前記金属層の厚みは、前記銅箔の厚みより小さいことを特徴とする請求項１又は７に記載の軟性金属積層フィルム。
9. 前記金属層の材質は、銅、錫、金又は銀の何れかであることを特徴とする請求項１に記載の軟性金属積層フィルム。
10. ポリマーフィルムと、
    それぞれ一面において前記ポリマーフィルムが接合され、反対面においてエッチングにより厚みが薄くなった一対の銅箔と、
    前記エッチングによる前記各銅箔の表面粗度を低減することができる厚みで、前記各銅箔上に形成された一対の金属層とを含むことを特徴とする軟性金属積層フィルム。
11. 銅箔上にポリマーをキャスティング塗布して冷却し、ポリマーフィルム/銅箔接合体を形成する段階と、
    前記銅箔の表面をエッチングして前記銅箔の厚みを低減する段階と、
    前記エッチングされた銅箔の表面に金属を鍍金又はスパッタリングにより金属層を形成する段階とを含み、
    前記エッチングによる前記銅箔の表面粗度を低減することができる厚みで前記金属層を形成することを特徴とする軟性金属積層フィルムの製造方法。
    

Images