JP2015104896A - Copper polyimide laminated film - Google Patents

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Keijiro Inoue
敬二郎 井上
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a copper polyimide laminated film in which peeling strength at normal condition and peeling strength after heat treatment are stably improved.SOLUTION: A copper polyimide laminated film is formed such that on a polyimide film, a seed layer 1 comprising alloy of nickel and chromium, a barrier layer, a seed layer 2 comprising alloy of nickel and chromium, and a copper layer are formed in this order by vacuum thin film method, and a copper layer is further put thereon by plating method.

Description

本発明は、フレキシブルプリント基板、TABテープ、COFテープなどの電子部品の基材として好適に用いることができる銅ポリイミド積層フィルムに関する。特に基材との密着性および熱負荷後の密着性に優れ、電子機器の小型化に対応したファインパターンのリード線を形成した場合も、無電解めっきを行った後での熱負荷後の密着性にも優れ、信頼性の高いパターン形成が可能な銅ポリイミド積層フィルムに関する。   The present invention relates to a copper polyimide laminated film that can be suitably used as a base material for electronic components such as flexible printed circuit boards, TAB tapes, and COF tapes. In particular, it has excellent adhesion to the substrate and adhesion after heat load, and even after forming a fine pattern lead wire corresponding to downsizing of electronic equipment, adhesion after heat load after electroless plating It is related with the copper polyimide laminated film which is excellent in the property, and can perform pattern formation with high reliability.

従来より、ポリイミドフィルムに接着剤層を介して銅箔を貼り合せた3層構造のフレキシブルプリント配線用基板が知られている。この3層構造タイプのフレキシブルプリント配線用基板は、用いられる接着剤の耐熱性が基材フィルムより劣るため、高温での加工工程での変形や剥離といった問題が発生することがあり、また用いられる銅箔の厚さが通常10μm以上であるため、ピッチの狭い高密度配線用のパターニングが難しいという欠点があった。     Conventionally, a flexible printed wiring board having a three-layer structure in which a copper foil is bonded to a polyimide film via an adhesive layer is known. This three-layer structure type flexible printed wiring board is used because the heat resistance of the adhesive used is inferior to that of the base film, which may cause problems such as deformation and peeling during processing at high temperatures. Since the thickness of the copper foil is usually 10 μm or more, there is a drawback that patterning for high-density wiring with a narrow pitch is difficult.

一方、ポリイミドフィルム上に接着剤を用いることなく、乾式めっき法(例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法など)や湿式めっき法により、銅層を形成させた2層構造タイプのフレキシブルプリント配線用基板も知られている。この2層構造タイプのフレキシブルプリント配線用基板は、銅層を10μmよりも薄くすることができるため高密度配線が可能であるが、銅層と基材フィルム間の引き剥がし強さが不十分であることから、高密度配線用のパターンを形成した場合、リード線が細くなることで基材フィルムから剥がれやすいという問題があった。また、加熱処理後の引き剥がし強さも更に低下するという問題があった。特にパターン形成後、錫、ニッケル、はんだ、または金などの無電解めっき処理を行ない、更に熱処理を行なうと、リード線と基材フィルムとの引き剥がし強さが大きく低下してしまうという問題があった。     On the other hand, a flexible double-layer structure in which a copper layer is formed on a polyimide film by a dry plating method (for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, etc.) or a wet plating method without using an adhesive. A printed wiring board is also known. This two-layer structure type flexible printed wiring board is capable of high-density wiring because the copper layer can be made thinner than 10 μm, but the peel strength between the copper layer and the base film is insufficient. For this reason, when a pattern for high-density wiring is formed, there is a problem that the lead wire becomes thin and is easily peeled off from the base film. There is also a problem that the peel strength after the heat treatment is further reduced. In particular, if electroless plating such as tin, nickel, solder, or gold is performed after pattern formation and further heat treatment is performed, the peel strength between the lead wire and the substrate film is greatly reduced. It was.

これらの問題を解決するために、ポリイミドフィルムの改質層厚みを制御する方法や(特許文献1)や、ポリイミドフィルム表面の表面粗さと窒素量を規定したものが提案されている(特許文献2)。しかしかかる従来の技術によっても、銅層とポリイミドフィルム間の引き剥がし強さが不十分となることがあり、さらに加熱処理後の引き剥がし強さや、無電解めっきを行って加熱処理した後の引き剥がし強さが不十分なケースがあった。     In order to solve these problems, a method of controlling the modified layer thickness of the polyimide film (Patent Document 1), and a method that specifies the surface roughness and the amount of nitrogen of the polyimide film surface have been proposed (Patent Document 2). ). However, even with such conventional techniques, the peel strength between the copper layer and the polyimide film may be insufficient, and the peel strength after heat treatment or the peel strength after heat treatment after electroless plating is performed. There were cases where the peel strength was insufficient.

一方、加熱処理後の引き剥がし強さを向上するために、ポリマー基材と導電層である金属薄膜の間に耐熱層を付与するための中間層として非晶質層を形成する方法(特許文献3)や、さらには中間層として金属酸化物層を形成して、その厚みを3〜35nmに限定すること、さらに、ポリイミド基材の表面をプラズマ処理し、かつ、その表面粗度を0.5nm以上、5nm未満の範囲に限定することにより、ポリイミド基材と金属層の引き剥がし強さが1.0kg/cm以上に保たれ、且つ、加熱処理後の引き剥がし強さの低下を抑え得ると共に、連続生産も容易となる方法が開示されている(特許文献4)。     On the other hand, in order to improve the peeling strength after heat treatment, a method of forming an amorphous layer as an intermediate layer for providing a heat-resistant layer between a polymer substrate and a metal thin film as a conductive layer (Patent Document) 3) Further, a metal oxide layer is formed as an intermediate layer, the thickness is limited to 3 to 35 nm, the surface of the polyimide base material is plasma-treated, and the surface roughness is 0. By limiting to 5 nm or more and less than 5 nm, the peeling strength between the polyimide base material and the metal layer can be maintained at 1.0 kg / cm or more, and the decrease in the peeling strength after the heat treatment can be suppressed. A method that facilitates continuous production is also disclosed (Patent Document 4).

特許文献3においては、前処理として酸素を含有するプラズマにポリイミド基材を晒して、その表面粗さを5〜100nmとすることにより、十分な引き剥がし強さが得られると記載されている。しかしながら、フィルムの表面粗さをこの範囲にするには、長時間のプラズマ処理が必要となり、生産性よく連続処理するには課題が大きく、満足できるものではない。また、特許文献4においても、表面粗度を適度な範囲に制御する必要があり、工業的に安定して生産するのは困難であった。   In Patent Document 3, it is described that a sufficient peeling strength can be obtained by exposing the polyimide substrate to oxygen-containing plasma as a pretreatment and setting the surface roughness to 5 to 100 nm. However, in order to bring the surface roughness of the film into this range, plasma treatment for a long time is required, and the continuous treatment with high productivity has a large problem and is not satisfactory. Also in Patent Document 4, it is necessary to control the surface roughness within an appropriate range, and it is difficult to produce industrially stably.

特開2003−334890号公報JP 2003-334890 A 特開2008−78276号公報JP 2008-78276 A 特開平9−201900号公報JP-A-9-201900 特開平11−268183号公報JP-A-11-268183

本発明は、かかる従来技術による銅ポリイミド積層フィルムにおいては不十分であった、常態での引き剥がし強さや加熱処理後の引き剥がし強さを安定して改善することを目的とする。     An object of the present invention is to stably improve the peel strength in a normal state and the peel strength after heat treatment, which was insufficient in such a conventional copper polyimide laminated film.


上記目的を解決するため、本発明は以下の構成からなる。

In order to solve the above object, the present invention has the following configuration.

第1の発明は、ポリイミドフィルム上に、ニッケルとクロムの合金からなるシード層1、バリア層、ニッケルとクロムの合金からなるシード層2、及び銅層がそれぞれ真空薄膜法によりこの順に形成され、さらにその上にめっき法により銅層が積層されてなる銅ポリイミド積層フィルムである。
第2の発明は、前記バリア層が、金属酸化物であることを特徴とする。
第3の発明は、前記金属酸化物が、酸化錫、酸化インジウム、インジウム錫酸化物であることを特徴とする。
第4の発明は、前記シード層1、バリア層、シード層2の各々の膜厚が2nm以上100nm以下であり、常態での銅層とポリイミドフィルム間の引き剥がし強さT1が銅層の厚み8.5μmに換算して5.0N/cm以上であることを特徴とする。
第5の発明は、前記シード層1、バリア層、シード層2の膜厚が2nm以上100nm以下であり、常態での引き剥がし強さT1と150℃168時間加熱処理後の引き剥がし強さT2との比率T2/T1が0.6以上であることを特徴とする。
第6の発明は、前記ポリイミドフィルムが、ピロメリット酸二無水物および3,3’,4,4’−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物からなる芳香族テトラカルボン酸無水物と、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルとパラフェニレンジアミンからなる芳香族ジアミンを主成分とすることを特徴とする。
In the first invention, a seed layer 1 made of an alloy of nickel and chromium, a barrier layer, a seed layer 2 made of an alloy of nickel and chromium, and a copper layer are formed on the polyimide film in this order by a vacuum thin film method, Furthermore, it is a copper polyimide laminated film in which a copper layer is laminated by plating.
The second invention is characterized in that the barrier layer is a metal oxide.
In a third aspect of the invention, the metal oxide is tin oxide, indium oxide, or indium tin oxide.
In the fourth invention, the seed layer 1, the barrier layer, and the seed layer 2 each have a thickness of 2 nm to 100 nm, and the peel strength T1 between the copper layer and the polyimide film in the normal state is the thickness of the copper layer. It is characterized by being 5.0 N / cm or more in terms of 8.5 μm.
In the fifth invention, the seed layer 1, the barrier layer, and the seed layer 2 have a film thickness of 2 nm to 100 nm, the peel strength T1 in a normal state, and the peel strength T2 after heat treatment at 150 ° C. for 168 hours. The ratio T2 / T1 is 0.6 or more.
In a sixth invention, the polyimide film comprises an aromatic tetracarboxylic acid anhydride comprising pyromellitic dianhydride and 3,3 ′, 4,4′-diphenyltetracarboxylic dianhydride, and 4,4 ′. -An aromatic diamine composed of diaminodiphenyl ether and paraphenylenediamine is a main component.

本発明により、基材との密着性および熱負荷後の密着性に優れ、電子機器の小型化に対応したファインパターンのリードを形成した場合も、無電解めっきを行った後での熱負荷後の密着性にも優れ、信頼性の高いパターン形成が可能な銅ポリイミド積層フィルムを提供することができる。配線パターンでの引き剥がし強さが安定し、電子機器用基板として加工する際の熱負荷による引き剥がし強さの低下も少なく、本発明の銅ポリイミド積層フィルムを使用した機器の安定性、歩留まりを向上させることができる。     According to the present invention, excellent adhesion to a substrate and adhesion after heat load, and even when a fine pattern lead corresponding to downsizing of electronic equipment is formed, after heat load after performing electroless plating It is possible to provide a copper-polyimide laminated film that is excellent in adhesiveness and can form a highly reliable pattern. Peeling strength in the wiring pattern is stable, there is little decrease in peeling strength due to thermal load when processing as a substrate for electronic equipment, and stability and yield of equipment using the copper polyimide laminated film of the present invention is reduced. Can be improved.


以下、本発明を説明する。

The present invention will be described below.

本発明で用いられるポリイミドフィルムとしては、芳香族テトラカルボン酸無水物と芳香族ジアミンとを原料とし、これらを有機溶媒中で重合させることにより得られたポリアミック酸をフィルム状にキャストし、イミド化して固化させる過程で2軸延伸したポリイミドフィルムを用いることができる。     As a polyimide film used in the present invention, an aromatic tetracarboxylic acid anhydride and an aromatic diamine are used as raw materials, and a polyamic acid obtained by polymerizing these in an organic solvent is cast into a film and imidized. In this process, a biaxially stretched polyimide film can be used.

芳香族テトラカルボン酸は、ピロメリット酸、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、2,3’,3,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、2,3,6,7−ナフタレンジカルボン酸、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル、ピリジン−2,3,5,6−テトラカルボン酸などから選ばれるものであり、芳香族ジアミンは、パラフェニレンジアミン、メタフェニレンジアミン、ベンチジン、パラキシリレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、1,5−ジアミノナフタレン、3,3’−ジメトキシベンチジン、1,4−ビス(3−メチル−5−アミノフェニル)ベンゼンなどから選ばれる。   Aromatic tetracarboxylic acids are pyromellitic acid, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid, 2,3 ′, 3,4′-biphenyltetracarboxylic acid, 3,3 ′, 4,4 ′. Selected from benzophenone tetracarboxylic acid, 2,3,6,7-naphthalenedicarboxylic acid, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether, pyridine-2,3,5,6-tetracarboxylic acid, etc. Aromatic diamines include paraphenylenediamine, metaphenylenediamine, benzidine, paraxylylenediamine, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, 1,5-diaminonaphthalene, 3,3′-dimethyl Kishibenchijin, selected from such as 1,4-bis (3-methyl-5-aminophenyl) benzene.

これらの中で、芳香族テトラカルボン酸無水物としては、ピロメリット酸無水物、3,3',4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸無水物からなり、芳香族ジアミンは、パラフェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルからなる組み合わせが、延伸性やポリイミドフィルムとしての機械的安定性のために好ましく選択される。     Among these, the aromatic tetracarboxylic acid anhydride includes pyromellitic acid anhydride and 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid anhydride, and the aromatic diamine includes paraphenylenediamine, 4 , 4′-diaminodiphenyl ether is preferably selected for stretchability and mechanical stability as a polyimide film.

ポリアミック酸溶液からポリイミドフィルムを製造するために、環化触媒および脱水剤を添加したポリアミック酸溶液をスリット状口金から支持体上に流延してフィルム状に成形し、支持体上でイミド化を一部進行させて自己支持性を有するゲルフィルムとした後、支持体より剥離し、加熱乾燥し、熱処理を行うことが好ましい。     In order to produce a polyimide film from a polyamic acid solution, a polyamic acid solution to which a cyclization catalyst and a dehydrating agent are added is cast onto a support from a slit-shaped die, and is formed into a film, and imidization is performed on the support. It is preferable that after partially proceeding to form a self-supporting gel film, the gel film is peeled off from the support, heat-dried, and heat-treated.

前記ゲルフィルムは、支持体からの熱および、または熱風や電気ヒータなどの熱源からの熱により30〜200℃、好ましくは40〜150℃に加熱されて閉環反応し、有機溶媒などの揮発分を乾燥させることにより自己支持性を有するようになり、支持体から剥離することができる。     The gel film is heated to 30 to 200 ° C., preferably 40 to 150 ° C. by heat from the support and heat from a heat source such as hot air or an electric heater, and causes a ring-closing reaction to remove volatile components such as an organic solvent. It becomes self-supporting by drying and can be peeled from the support.

上記支持体から剥離されたゲルフィルムは長手方向に延伸される。延伸は、140℃以下の温度で1.1〜1.5倍程度の倍率で実施されるのが好ましい。     The gel film peeled from the support is stretched in the longitudinal direction. The stretching is preferably carried out at a temperature of 140 ° C. or lower and a magnification of about 1.1 to 1.5 times.

長手方向に延伸されたゲルフィルムは、テンター装置に導入され、クリップに幅方向両端部を把持されて、テンタークリップと共に走行しながら、幅方向へ延伸される。上記の乾燥ゾーンで乾燥したフィルムは、熱風、赤外線ヒーターなどで15秒から10分加熱される。次いで、熱風および、または電気ヒーターなどにより、250〜500℃の温度で15秒から20分熱処理を行われるのが好ましい。   The gel film stretched in the longitudinal direction is introduced into a tenter device, gripped at both ends in the width direction by the clip, and stretched in the width direction while running with the tenter clip. The film dried in the drying zone is heated for 15 seconds to 10 minutes with hot air, an infrared heater or the like. Next, heat treatment is preferably performed at a temperature of 250 to 500 ° C. for 15 seconds to 20 minutes with hot air and / or an electric heater.

本発明の銅ポリイミド積層フィルムは、前記ポリイミドフィルム上に、ニッケルとクロムの合金からなるシード層1、バリア層、ニッケルとクロムの合金からなるシード層2、及び銅層がそれぞれ真空薄膜法によりこの順に形成され、さらにその上にめっき法により銅層が積層されてなる。   In the copper polyimide laminated film of the present invention, a seed layer 1 made of an alloy of nickel and chromium, a barrier layer, a seed layer 2 made of an alloy of nickel and chromium, and a copper layer are formed on the polyimide film by a vacuum thin film method. It is formed in order, and a copper layer is further laminated thereon by a plating method.

配線パターンにおいて熱処理後の引き剥がし強さ低下の原因は、銅原子が拡散してポリイミドフィルムに達し、ポリイミドが熱劣化するためと推定している。このため本発明のバリア層を設けることにより銅の拡散を防止することができ、耐熱性が向上する。また、本発明のシード層1を設けることにより、バリア層とポリイミドフィルムとの引き剥がし強さを向上させることができる。更に、本発明のシード層2を設けることにより、バリア層と銅層との引き剥がし強さを向上させることができる。本発明の3層構成にすることにより、常態引き剥がし強さ、加熱処理後の引き剥がし強さ共に向上させることができ、信頼性の高い銅ポリイミド積層フィルムを製造することができる。   It is estimated that the cause of the decrease in the peel strength after heat treatment in the wiring pattern is that the copper atoms diffuse and reach the polyimide film, and the polyimide is thermally deteriorated. For this reason, the diffusion of copper can be prevented by providing the barrier layer of the present invention, and the heat resistance is improved. Further, by providing the seed layer 1 of the present invention, the peel strength between the barrier layer and the polyimide film can be improved. Furthermore, by providing the seed layer 2 of the present invention, the peel strength between the barrier layer and the copper layer can be improved. By adopting the three-layer structure of the present invention, both the normal peel strength and the peel strength after heat treatment can be improved, and a highly reliable copper polyimide laminated film can be produced.

ポリイミドフィルム上に、ニッケルとクロムの合金からなるシード層1を形成する方法としては、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、CVD法、イオンクラスタービーム法などの真空薄膜法により形成できる。この中でも、目的としたニッケルとクロムの重量比率のターゲットを用い、スパッタ法により形成するのが好ましい。シード層のニッケルの重量比率は70〜96wt%、クロムの割合はこれに対応し30〜4wt%のものが好ましい。ニッケルの重量比率70wt%未満であると、銅ポリイミド積層フィルムにエッチング法で配線パターンを形成する際にシード層の除去が困難となり、ニッケルの重量比率が96wt%を越えると、スパッタ加工時のターゲットの磁性が強くなり、工業的に有効なマグネトロンスパッタを行う際に、マグネトロン放電に必要な磁界がターゲット表面上で得られず、スパッタ加工そのものが困難となる傾向にある。   As a method of forming the seed layer 1 made of an alloy of nickel and chromium on the polyimide film, it can be formed by a vacuum thin film method such as a vacuum deposition method, an ion plating method, a sputtering method, a CVD method, or an ion cluster beam method. Among these, it is preferable to form by the sputtering method using the target of the weight ratio of the target nickel and chromium. The weight ratio of nickel in the seed layer is preferably 70 to 96 wt%, and the ratio of chromium corresponding to this is preferably 30 to 4 wt%. When the weight ratio of nickel is less than 70 wt%, it becomes difficult to remove the seed layer when forming a wiring pattern on the copper polyimide laminated film by etching, and when the weight ratio of nickel exceeds 96 wt%, the target during sputtering When magnetron sputtering is industrially effective, the magnetic field required for magnetron discharge cannot be obtained on the target surface, and the sputtering process itself tends to be difficult.

ニッケルとクロムの合金からなるシード層1の厚みは、2nm以上100nm以下が好ましい。2nm未満では熱負荷後の引き剥がし強さが不十分となることがあり、100nm以上では、エッチング法で配線パターンを形成する際にシード層の除去が困難となるため好ましくない。より好ましくは、3nm以上50nm以下、更に好ましくは5nm以上30nm以下である。   The thickness of the seed layer 1 made of an alloy of nickel and chromium is preferably 2 nm or more and 100 nm or less. If it is less than 2 nm, the peel strength after thermal load may be insufficient, and if it is 100 nm or more, it is difficult to remove the seed layer when forming a wiring pattern by an etching method. More preferably, they are 3 nm or more and 50 nm or less, More preferably, they are 5 nm or more and 30 nm or less.

真空薄膜法でシード層1を形成する前に、ポリイミドフィルム表面を表面処理しても良い。例えば、コロナ処理、プラズマ処理、紫外線処理、火炎処理などがある。この中でも好適に用いられているものとして、プラズマ処理がある。プラズマ処理は、予め真空薄膜法でシード層1を形成する前に別の真空槽で処理しても良いが、同一の真空槽内で、シード層1を形成する直前に行っても良い。プラズマ発生用電源としては、直流もしくは20〜100MHzの交流電源を用いるのが好ましい。プラズマを発生させるためには、酸素、窒素、アルゴン、二酸化炭素などのガスを用いることができる。   Before forming the seed layer 1 by the vacuum thin film method, the polyimide film surface may be surface-treated. For example, there are corona treatment, plasma treatment, ultraviolet treatment, flame treatment and the like. Among these, plasma processing is preferably used. The plasma treatment may be performed in a separate vacuum tank before the seed layer 1 is formed in advance by a vacuum thin film method, or may be performed immediately before the seed layer 1 is formed in the same vacuum tank. As the plasma generating power source, it is preferable to use a direct current or an AC power source of 20 to 100 MHz. In order to generate plasma, gases such as oxygen, nitrogen, argon and carbon dioxide can be used.

上記真空薄膜法で成膜したニッケルとクロムの合金からなるシード層1上に、バリア層を積層する。バリア層としては、金属酸化物、金属窒化物、金属硫化物などの金属化合物およびこれらの混合物を用いることができる。かかるバリア層を形成する方法としては、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、CVD法、イオンクラスタービーム法などの真空薄膜法により形成できる。   A barrier layer is laminated on the seed layer 1 made of an alloy of nickel and chromium formed by the vacuum thin film method. As the barrier layer, metal compounds such as metal oxides, metal nitrides, metal sulfides, and mixtures thereof can be used. The barrier layer can be formed by a vacuum thin film method such as a vacuum deposition method, an ion plating method, a sputtering method, a CVD method, or an ion cluster beam method.

金属酸化物としては、酸化アルミニウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、酸化マグネシウム、酸化クロム、酸化ニッケル、酸化鉄、酸化シリコン、酸化イリジウムなどがある。金属窒化物としては、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化銅、窒化アルミニウム、窒化亜鉛、窒化クロム、窒化バナジウム、窒化インジウム、窒化タリウム、窒化窒化リチウム、窒化ガリウムなどがある。金属硫化物としては、硫化亜鉛、硫化鉄、2硫化モリブデンなどがある。
本発明の主たる用途は回路用基材として用いるものであり、塩化第二鉄溶液でエッチング工程で容易にエッチングできることを考慮すると、インジウムを主体とする酸化物が最も好ましい。インジウムを主体とする酸化物としては、酸化インジウムを50重量%以上含有する酸化物が好ましい。より具体的には、インジウム錫酸化物として知られているインジウムと錫を主体とする酸化物である。インジウム錫酸化物におけるインジウムと錫の割合は任意に選択することができるが、塩化第二鉄溶液を用いて回路パターンを作製する時のエッチング性を考慮すると、酸化錫に換算した錫の含有率は0〜50重量%の範囲で適宜選択するのが好ましい。錫が50重量%を超えるとエッチングが困難となるため好ましくない。さらに、インジウムを主体とする酸化物の特性を損なわない程度に、他の元素や酸化物を添加しても良い。
Examples of the metal oxide include aluminum oxide, tin oxide, zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide, magnesium oxide, chromium oxide, nickel oxide, iron oxide, silicon oxide, and iridium oxide. Examples of the metal nitride include boron nitride, silicon nitride, titanium nitride, copper nitride, aluminum nitride, zinc nitride, chromium nitride, vanadium nitride, indium nitride, thallium nitride, lithium nitride nitride, and gallium nitride. Examples of the metal sulfide include zinc sulfide, iron sulfide, and molybdenum disulfide.
The main application of the present invention is to be used as a substrate for a circuit, and considering that it can be easily etched with a ferric chloride solution in an etching process, an oxide mainly composed of indium is most preferable. As the oxide mainly composed of indium, an oxide containing 50% by weight or more of indium oxide is preferable. More specifically, it is an oxide mainly composed of indium and tin known as indium tin oxide. The ratio of indium and tin in the indium tin oxide can be selected arbitrarily, but considering the etching properties when producing a circuit pattern using a ferric chloride solution, the content of tin converted to tin oxide Is preferably selected in the range of 0 to 50% by weight. If tin exceeds 50% by weight, etching becomes difficult, which is not preferable. Further, other elements and oxides may be added to the extent that the characteristics of the oxide mainly composed of indium are not impaired.

バリア層としてのインジウム錫酸化物膜の作製方法を示す。インジウム錫酸化物からなるバリア層を形成する方法としては、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、CVD法、イオンクラスタービーム法などの真空薄膜法により形成できる。この中でも、目的としたインジウムと錫の重量比率のターゲットを用い、スパッタ法により形成するのが好ましい。バリア層の厚みは、2nm以上100nm以下が好ましい。2nm未満では熱負荷後の引き剥がし強さが不十分となることがあり、100nm以上では、エッチング法で配線パターンを形成する際にバリア層の除去が困難となるため好ましくない。より好ましくは、3nm以上50nm以下、更に好ましくは5nm以上30nm以下である。   A method for manufacturing an indium tin oxide film as a barrier layer will be described. The barrier layer made of indium tin oxide can be formed by a vacuum thin film method such as a vacuum deposition method, an ion plating method, a sputtering method, a CVD method, or an ion cluster beam method. Among these, it is preferable to form by the sputtering method using the target of the target weight ratio of indium and tin. The thickness of the barrier layer is preferably 2 nm or more and 100 nm or less. If it is less than 2 nm, the peel strength after thermal load may be insufficient, and if it is 100 nm or more, it is not preferable because it becomes difficult to remove the barrier layer when forming a wiring pattern by an etching method. More preferably, they are 3 nm or more and 50 nm or less, More preferably, they are 5 nm or more and 30 nm or less.

この上に、シード層2を積層する。シード層2はシード層1と同様にして、同様の組成、膜厚で真空薄膜法で積層することができる。   On this, the seed layer 2 is laminated | stacked. The seed layer 2 can be laminated by the vacuum thin film method with the same composition and thickness as the seed layer 1.

更にこの上に銅層を真空薄膜法により積層する。スパッタ法により積層するのが好ましい。スパッタ法による銅層の厚みは、好ましくは10nm以上、より好ましくは30nm以上、更に好ましくは50nm以上である。膜厚が10nmよりも薄い場合は、次の銅めっき工程で銅膜が溶出しやすくなることから好ましくなく、上限については特に制限はないが生産性の観点および厚く積層するとスパッタ工程での熱負けが発生しやすくなることから、200nm程度を上限とすればよく、好ましくは120nm以下である。     Further, a copper layer is laminated thereon by a vacuum thin film method. Lamination is preferably performed by sputtering. The thickness of the copper layer by sputtering is preferably 10 nm or more, more preferably 30 nm or more, and further preferably 50 nm or more. When the film thickness is less than 10 nm, it is not preferable because the copper film is likely to be eluted in the next copper plating process, and there is no particular upper limit, but from the viewpoint of productivity and thick lamination, heat loss in the sputtering process is not preferable. Therefore, the upper limit is about 200 nm, preferably 120 nm or less.

これらの金属薄膜上に、電解あるいは無電解めっき法によって、より厚膜の銅層を形成する。銅めっき工程は、密着性を向上させるための脱脂および銅めっきの工程からなる。電解めっきのための電流密度は0.2〜10A/dm2が好ましく、0.5〜5A/dm2がより好ましい。形成される銅層の厚みは、3〜20μmとすることが好ましく、4〜12μmがより好適である。厚みが3μm未満では、配線パターンとした際の細線の抵抗値が高くなりやすく、厚さが20μmを超えると膜形成に時間がかかり経済性が劣るほか、エッチング加工時に回路パターンの端部エッチングが進行しやすく、また、折り曲げによる断線の恐れがあるなど品質面でも好ましくない。目的とする回路の電流密度によっても異なるが、加工作業性、品質の面から厚さは6〜10μm程度がより好適である。めっきの条件は、めっき浴の組成、電流密度、浴温、撹拌条件などにより異なるが、特に制限はない。めっき浴は、硫酸銅浴、ピロリン酸銅浴、シアン化銅浴などが好ましいが、これらに限られるものではない。 A thicker copper layer is formed on these metal thin films by electrolytic or electroless plating. A copper plating process consists of the process of degreasing and copper plating for improving adhesiveness. Current density for the electrolytic plating is preferably 0.2~10A / dm 2, 0.5~5A / dm 2 is more preferable. The thickness of the formed copper layer is preferably 3 to 20 μm, and more preferably 4 to 12 μm. If the thickness is less than 3 μm, the resistance value of the thin wire when the wiring pattern is formed tends to be high, and if the thickness exceeds 20 μm, it takes time to form a film, resulting in poor economics. It is not preferable in terms of quality because it tends to proceed and there is a risk of disconnection due to bending. Although it depends on the current density of the target circuit, the thickness is more preferably about 6 to 10 μm from the viewpoint of workability and quality. The plating conditions vary depending on the composition of the plating bath, current density, bath temperature, stirring conditions, etc., but are not particularly limited. The plating bath is preferably a copper sulfate bath, a copper pyrophosphate bath, a copper cyanide bath or the like, but is not limited thereto.

本発明の銅ポリイミド積層フィルムの常態での銅層とポリイミド層の引き剥がし強さT1は、配線パターン形成後の細線の機械的安定性のために、銅層の厚み8.5μm換算で5.0N/cm以上あることが好ましい。更に好ましくは6.0N/cm以上である。引き剥がし強さの上限は規定しないが、通常、銅層の厚み8.5μm換算で、10.0N/cm程度である。引き剥がし強さはポリイミド面に対して銅層を直角方向に引っ張って剥離する時の引っ張り強度であり、いわゆる90度ピールと呼ばれる方法によるが、引き剥がし強さは銅層の厚みにより左右され、銅層の厚みが大きくなると引き剥がし強さが大きくなるため、引き剥がし強さを比較するには標準の厚みを設定することが必要である。標準の厚みを8.5μmとし、その前後の厚みのものは8.5μmの厚みに換算する式に当てはめて計算を行ない、比較評価する。8.5μm前後の膜厚のサンプルの引き剥がし強さを測定し、膜厚と引き剥がし強さの関係式を作成し、8.5μm膜厚時の引き剥がし強さを算出する(換算方法は後述した)。
加熱処理後の引き剥がし強さT2は、配線パターンを形成した後、熱風オーブンで150℃、168時間の熱処理を行った後、同様にして90度ピール法で引き剥がし強さを測定したものである。標準の厚みを8.5μmとし、その前後の厚みのものは8.5μmの厚みに換算する式に当てはめて計算を行ない比較評価する。
The peel strength T1 between the copper layer and the polyimide layer in the normal state of the copper polyimide laminated film of the present invention is 5. in terms of the thickness of the copper layer of 8.5 μm because of the mechanical stability of the thin wire after the wiring pattern is formed. It is preferably 0 N / cm or more. More preferably, it is 6.0 N / cm or more. The upper limit of the peel strength is not specified, but is usually about 10.0 N / cm in terms of the thickness of the copper layer of 8.5 μm. The peel strength is the tensile strength when the copper layer is pulled in a direction perpendicular to the polyimide surface and peeled off, and according to a so-called 90 degree peel method, the peel strength depends on the thickness of the copper layer, When the thickness of the copper layer is increased, the peel strength is increased. Therefore, in order to compare the peel strength, it is necessary to set a standard thickness. The standard thickness is set to 8.5 μm, and the thickness before and after the standard thickness is applied to a formula converted to 8.5 μm, and the comparison is evaluated. Measure the peel strength of a sample with a film thickness of about 8.5 μm, create a relational expression between the film thickness and the peel strength, and calculate the peel strength when the film thickness is 8.5 μm (the conversion method is As described later).
The peel strength T2 after the heat treatment was obtained by measuring the peel strength by a 90-degree peel method in the same manner after forming a wiring pattern and performing heat treatment at 150 ° C. for 168 hours in a hot air oven. is there. The standard thickness is set to 8.5 μm, and the thickness before and after the standard thickness is applied to a formula for conversion to a thickness of 8.5 μm for calculation and comparative evaluation.

T2/T1が0.6以上ということは、150℃168時間加熱後の引き剥がし強さT2が初期の常態引き剥がし強さT1に対し60%以上を保持するということであり、電子機器用フレキシブル基板などに加工される際の熱負荷に対し、一定以上の引き剥がし強さを保持し、機械的な安定性を確保できるということである。より好ましくはT2/T1が0.65以上であり、更に好ましくは0.7以上である。     T2 / T1 of 0.6 or more means that the peel strength T2 after heating at 150 ° C. for 168 hours is maintained at 60% or more of the initial normal peel strength T1. This means that it can maintain a certain level of peeling strength against the thermal load when processed into a substrate or the like, and can ensure mechanical stability. More preferably, T2 / T1 is 0.65 or more, and further preferably 0.7 or more.

以下、実施例によって本発明の銅ポリイミド積層フィルムについて詳述する。
実施例中の各特性値の測定は、次の測定法により行なった。
(1)常態での引き剥がし強さT1(N/cm)
JIS C6471−1995の8.1項「銅箔の引き剥がし強さ」方法Aに従い、90度剥離による引き剥がし強さの評価を行った。銅ポリイミド積層フィルムの銅面側にドライフィルムレジスト(LF1615:日立化成製、15μm)の片面の離型フィルムを剥がし、加圧ローラー式貼り合わせ機(ラミパッカーLLP650:フジプラ製)によりロール温度110℃で貼合し、マスクパターンを合わせてパターン側から紫外線を照射して露光する。ドライフィルムレジストの未露光部を炭酸水素ナトリウム水溶液で溶解させてレジストパターンを現像する。さらに塩化第2鉄水溶液に浸けて露出した銅層を溶解させ水洗の後、10%水酸化ナトリウム水溶液でレジストを溶解除去する。このように作成した0.8mm幅の銅パターンをジャーマンホイールタイプの治具に貼り付け、銅箔部分をテンシロン(RTC−1150A:オリエンテック製)のクロスヘッドにセットし、10cm/minの引っ張り速度で剥離した際の引っ張り強度を測定した。
Hereinafter, the copper polyimide laminated film of the present invention will be described in detail by way of examples.
Each characteristic value in the examples was measured by the following measurement method.
(1) Peel strength T1 (N / cm) in normal state
In accordance with JIS C6471-1995 section 8.1 “Peeling strength of copper foil”, method A, the peeling strength by 90 ° peeling was evaluated. A release film on one side of a dry film resist (LF1615: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., 15 μm) is peeled off from the copper surface side of the copper polyimide laminated film, and a roll temperature of 110 ° C. is applied by a pressure roller type laminator (Lamipacker LLP650: manufactured by Fuji Plastics). Bonding, aligning the mask pattern, and exposing by irradiating ultraviolet rays from the pattern side. The unexposed portion of the dry film resist is dissolved with an aqueous sodium hydrogen carbonate solution to develop the resist pattern. Further, the exposed copper layer is soaked in a ferric chloride aqueous solution, and after washing with water, the resist is dissolved and removed with a 10% aqueous sodium hydroxide solution. The 0.8 mm wide copper pattern created in this way was affixed to a German wheel type jig, the copper foil part was set on a cross head of Tensilon (RTC-1150A: manufactured by Orientec), and a tensile speed of 10 cm / min. The tensile strength at the time of peeling was measured.

なお、銅層の厚みを電子マイクロメータ(MH−15M/TC−101:ニコン製)により上述エッチング後の銅層の段差を測定し、その厚みtが7.5〜9.5μmの範囲について測定した引き剥がし強さの値T(N/cm)を用いて、直線回帰式T=at+b(a、bは係数)を求め、8.5μm厚みに換算した引き剥がし強さを算出した。     The thickness of the copper layer was measured with an electronic micrometer (MH-15M / TC-101: made by Nikon), and the level difference of the copper layer after the above etching was measured, and the thickness t was measured in the range of 7.5 to 9.5 μm Using the peel strength value T (N / cm) thus obtained, a linear regression equation T = at + b (a and b are coefficients) was obtained, and the peel strength converted to 8.5 μm thickness was calculated.

(2)加熱処理後の引き剥がし強さT2(N/cm)
上記0.8mm幅の銅層パターンを形成した後、熱風オーブン(ST−110:エスペック製)で150℃、168時間の熱処理を行った後、90度剥離により加熱処理後の引き剥がし強さT2を測定した。
(2) Peel strength after heat treatment T2 (N / cm)
After forming the 0.8 mm width copper layer pattern, heat treatment is performed at 150 ° C. for 168 hours in a hot air oven (ST-110: manufactured by ESPEC), and then peel strength after heat treatment by peeling at 90 ° T2 Was measured.

(実施例1)
ピロメリット酸二無水物および3,3’,4,4’−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物からなる芳香族テトラカルボン酸無水物と、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルとパラフェニレンジアミンからなる芳香族ジアミンを主成分とする“カプトン”(登録商標)150EN−C(東レ・デュポン製)ポリイミドフィルムを用いた。フィルムの厚みは38.6μmであった。
Example 1
Aromatic tetracarboxylic anhydride consisting of pyromellitic dianhydride and 3,3 ′, 4,4′-diphenyltetracarboxylic dianhydride, aromatic consisting of 4,4′-diaminodiphenyl ether and paraphenylenediamine A “Kapton” (registered trademark) 150EN-C (manufactured by Toray DuPont) polyimide film containing diamine as a main component was used. The thickness of the film was 38.6 μm.

このフィルム面上に、ニッケル/クロムの合金(ニッケル80wt%/クロム20wt%)のターゲットを用い、DCスパッタ法で25nmのニッケル/クロム合金のシード層1を積層した。次に、インジウム錫酸化物(酸化インジウム90wt%/酸化錫10wt%)のターゲットを用い、DCスパッタ法でバリア層を12nm積層した。更に、ニッケル/クロムの合金(ニッケル80wt%/クロム20wt%)のターゲットを用い、DCスパッタ法で25nmのニッケル/クロム合金のシード層2を積層した。   On this film surface, a nickel / chromium alloy (nickel 80 wt% / chromium 20 wt%) target was used, and a 25 nm nickel / chromium alloy seed layer 1 was laminated by DC sputtering. Next, using a target of indium tin oxide (indium oxide 90 wt% / tin oxide 10 wt%), a barrier layer was deposited to a thickness of 12 nm by DC sputtering. Further, using a nickel / chromium alloy target (nickel 80 wt% / chromium 20 wt%), a seed layer 2 of 25 nm nickel / chromium alloy was laminated by DC sputtering.

この上に銅層を80nmスパッタ法により積層した後、スパッタ層上に厚さ8.5μm狙いの電解銅めっきを行なった。実際のめっき銅層の厚みは銅層エッチング後のポリイミドフィルムとの段差で電子マイクロメータにより測定し、厚み換算による引き剥がし強さを換算式により求めた。   A copper layer was laminated thereon by an 80 nm sputtering method, and then electrolytic copper plating with a thickness of 8.5 μm was performed on the sputtered layer. The actual thickness of the plated copper layer was measured with an electronic micrometer at the level difference from the polyimide film after etching the copper layer, and the peel strength in terms of thickness was determined by a conversion formula.

常態の引き剥がし強さは6.7N/cmと良好であり、150℃168時間加熱後の引き剥がし強さも6.2N/cmであり、T2/T1は0.93と良好であった。   The normal peel strength was good at 6.7 N / cm, the peel strength after heating at 150 ° C. for 168 hours was 6.2 N / cm, and T2 / T1 was 0.93, good.

(実施例2)
“カプトン”(登録商標)150EN−C(東レ・デュポン製)ポリイミドフィルムを用いた。フィルムの厚みは38.3μmであった。
(Example 2)
“Kapton” (registered trademark) 150EN-C (manufactured by Toray DuPont) polyimide film was used. The thickness of the film was 38.3 μm.

このフィルム面上に、ニッケル/クロムの合金(ニッケル95wt%/クロム5wt%)のターゲットを用い、DCスパッタ法で12nmのニッケル/クロム合金のシード層1を積層した。次に、インジウム錫酸化物(酸化インジウム90wt%/酸化錫10wt%)のターゲットを用い、DCスパッタ法でバリア層を12nm積層した。更に、ニッケル/クロムの合金(ニッケル95wt%/クロム5wt%)のターゲットを用い、DCスパッタ法で12nmのニッケル/クロム合金のシード層2を積層した。   On this film surface, a nickel / chromium alloy (nickel 95 wt% / chromium 5 wt%) target was used to deposit a 12 nm nickel / chromium alloy seed layer 1 by DC sputtering. Next, using a target of indium tin oxide (indium oxide 90 wt% / tin oxide 10 wt%), a barrier layer was deposited to a thickness of 12 nm by DC sputtering. Further, using a nickel / chromium alloy target (nickel 95 wt% / chromium 5 wt%), a 12 nm nickel / chromium alloy seed layer 2 was laminated by DC sputtering.

この上に銅層を80nmスパッタ法により積層した後、スパッタ層上に厚さ8.5μm狙いの電解銅めっきを行なった。実際のめっき銅層の厚みは銅層エッチング後のポリイミドフィルムとの段差で電子マイクロメータにより測定し、厚み換算による引き剥がし強さを換算式により求めた。   A copper layer was laminated thereon by an 80 nm sputtering method, and then electrolytic copper plating with a thickness of 8.5 μm was performed on the sputtered layer. The actual thickness of the plated copper layer was measured with an electronic micrometer at the level difference from the polyimide film after etching the copper layer, and the peel strength in terms of thickness was determined by a conversion formula.

常態の引き剥がし強さは6.1N/cmと良好であり、150℃168時間加熱後の引き剥がし強さも5.7N/cmであり、T2/T1は0.93と良好であった。     The normal peel strength was good at 6.1 N / cm, the peel strength after heating at 150 ° C. for 168 hours was also 5.7 N / cm, and T2 / T1 was good at 0.93.

(実施例3)
“カプトン”(登録商標)150EN−C(東レ・デュポン製)ポリイミドフィルムを用いた。フィルムの厚みは38.5μmであった。
(Example 3)
“Kapton” (registered trademark) 150EN-C (manufactured by Toray DuPont) polyimide film was used. The film thickness was 38.5 μm.

このフィルム面上に、ニッケル/クロムの合金(ニッケル80wt%/クロム20wt%)のターゲットを用い、DCスパッタ法で25nmのニッケル/クロム合金のシード層1を積層した。次に、ZnSSiOのターゲットを用い、DCスパッタ法でバリア層を12nm積層した。更に、ニッケル/クロムの合金(ニッケル80wt%/クロム20wt%)のターゲットを用い、DCスパッタ法で25nmのニッケル/クロム合金のシード層2を積層した。 On this film surface, a nickel / chromium alloy (nickel 80 wt% / chromium 20 wt%) target was used, and a 25 nm nickel / chromium alloy seed layer 1 was laminated by DC sputtering. Next, using a ZnSSiO 2 target, a 12 nm barrier layer was deposited by DC sputtering. Further, using a nickel / chromium alloy target (nickel 80 wt% / chromium 20 wt%), a seed layer 2 of 25 nm nickel / chromium alloy was laminated by DC sputtering.

この上に銅層を80nmスパッタ法により積層した後、スパッタ層上に厚さ8.5μm狙いの電解銅めっきを行なった。実際のめっき銅層の厚みは銅層エッチング後のポリイミドフィルムとの段差で電子マイクロメータにより測定し、厚み換算による引き剥がし強さを換算式により求めた。   A copper layer was laminated thereon by an 80 nm sputtering method, and then electrolytic copper plating with a thickness of 8.5 μm was performed on the sputtered layer. The actual thickness of the plated copper layer was measured with an electronic micrometer at the level difference from the polyimide film after etching the copper layer, and the peel strength in terms of thickness was determined by a conversion formula.

常態の引き剥がし強さは5.9N/cmと良好であり、150℃168時間加熱後の引き剥がし強さも4.8N/cmであり、T2/T1は0.81と良好であった。     The normal peel strength was good at 5.9 N / cm, the peel strength after heating at 150 ° C. for 168 hours was 4.8 N / cm, and T2 / T1 was good at 0.81.

(実施例4)
“カプトン”(登録商標)150EN−C(東レ・デュポン製)ポリイミドフィルムを用いた。フィルムの厚みは38.5μmであった。
Example 4
“Kapton” (registered trademark) 150EN-C (manufactured by Toray DuPont) polyimide film was used. The film thickness was 38.5 μm.

このフィルム面上に、ニッケル/クロムの合金(ニッケル80wt%/クロム20wt%)のターゲットを用い、DCスパッタ法で25nmのニッケル/クロム合金のシード層1を積層した。次に、Alのターゲットを用い、RFスパッタ法でバリア層を12nm積層した。更に、ニッケル/クロムの合金(ニッケル80wt%/クロム20wt%)のターゲットを用い、DCスパッタ法で25nmのニッケル/クロム合金のシード層2を積層した。 On this film surface, a nickel / chromium alloy (nickel 80 wt% / chromium 20 wt%) target was used, and a 25 nm nickel / chromium alloy seed layer 1 was laminated by DC sputtering. Next, a barrier layer of 12 nm was laminated by RF sputtering using an Al 2 O 3 target. Further, using a nickel / chromium alloy target (nickel 80 wt% / chromium 20 wt%), a seed layer 2 of 25 nm nickel / chromium alloy was laminated by DC sputtering.

この上に銅層を80nmスパッタ法により積層した後、スパッタ層上に厚さ8.5μm狙いの電解銅めっきを行なった。実際のめっき銅層の厚みは銅層エッチング後のポリイミドフィルムとの段差で電子マイクロメータにより測定し、厚み換算による引き剥がし強さを換算式により求めた。   A copper layer was laminated thereon by an 80 nm sputtering method, and then electrolytic copper plating with a thickness of 8.5 μm was performed on the sputtered layer. The actual thickness of the plated copper layer was measured with an electronic micrometer at the level difference from the polyimide film after etching the copper layer, and the peel strength in terms of thickness was determined by a conversion formula.

常態の引き剥がし強さは6.0N/cmと良好であり、150℃168時間加熱後の引き剥がし強さも4.8N/cmであり、T2/T1は0.80と良好であった。
(実施例5)
ポリイミドフィルムを、“ユーピレックス”(登録商標)35SGA(宇部興産製)を用いた。フィルムの厚みは34.5μmであった。窒素ガス雰囲気下、5×10−3Paの圧力で500Wmin/mの処理強度でRFプラズマ処理を行った。この処理面上に、実施例1と同様にサンプルを作製した。
The normal peel strength was good at 6.0 N / cm, the peel strength after heating at 150 ° C. for 168 hours was 4.8 N / cm, and T2 / T1 was good at 0.80.
(Example 5)
As the polyimide film, “UPILEX” (registered trademark) 35SGA (manufactured by Ube Industries) was used. The film thickness was 34.5 μm. In a nitrogen gas atmosphere, RF plasma treatment was performed at a treatment intensity of 500 Wmin / m 2 at a pressure of 5 × 10 −3 Pa. A sample was produced on the treated surface in the same manner as in Example 1.

常態の引き剥がし強さは6.6N/cmと良好であり、150℃168時間加熱後の引き剥がし強さも5.1N/cmであり、T2/T1は0.77と良好であった。   The normal peel strength was good at 6.6 N / cm, the peel strength after heating at 150 ° C. for 168 hours was 5.1 N / cm, and T2 / T1 was as good as 0.77.

(比較例1)
“カプトン”(登録商標)150EN−C(東レ・デュポン製)ポリイミドフィルムを用いた。フィルムの厚みは38.3μmであった。
(Comparative Example 1)
“Kapton” (registered trademark) 150EN-C (manufactured by Toray DuPont) polyimide film was used. The thickness of the film was 38.3 μm.

このフィルム面上に、ニッケル/クロムの合金(ニッケル80wt%/クロム20wt%)のターゲットを用い、DCスパッタ法で25nmのニッケル/クロム合金のシード層1を積層した。この上に銅層を80nmスパッタ法により積層した後、スパッタ層上に厚さ8.5μm狙いの電解銅めっきを行なった。実際のめっき銅層の厚みは銅層エッチング後のポリイミドフィルムとの段差で電子マイクロメータにより測定し、厚み換算による引き剥がし強さを換算式により求めた。   On this film surface, a nickel / chromium alloy (nickel 80 wt% / chromium 20 wt%) target was used, and a 25 nm nickel / chromium alloy seed layer 1 was laminated by DC sputtering. A copper layer was laminated thereon by an 80 nm sputtering method, and then electrolytic copper plating with a thickness of 8.5 μm was performed on the sputtered layer. The actual thickness of the plated copper layer was measured with an electronic micrometer at the level difference from the polyimide film after etching the copper layer, and the peel strength in terms of thickness was determined by a conversion formula.

常態の引き剥がし強さは5.3N/cmであったが、150℃168時間加熱後の引き剥がし強さは3.5N/cmであり、T2/T1は0.55と不良であった。     The normal peel strength was 5.3 N / cm, but the peel strength after heating at 150 ° C. for 168 hours was 3.5 N / cm, and T2 / T1 was poor at 0.55.

(比較例2)
“カプトン”(登録商標)150EN−C(東レ・デュポン製)ポリイミドフィルムを用いた。フィルムの厚みは38.3μmであった。このフィルム面上に、ニッケル/クロムの合金(ニッケル80wt%/クロム20wt%)のターゲットを用い、DCスパッタ法で25nmのニッケル/クロム合金のシード層1を積層した。次に、インジウム錫酸化物(酸化インジウム90wt%/酸化錫10wt%)のターゲットを用い、DCスパッタ法でバリア層を12nm積層した。
(Comparative Example 2)
“Kapton” (registered trademark) 150EN-C (manufactured by Toray DuPont) polyimide film was used. The thickness of the film was 38.3 μm. On this film surface, a nickel / chromium alloy (nickel 80 wt% / chromium 20 wt%) target was used, and a 25 nm nickel / chromium alloy seed layer 1 was laminated by DC sputtering. Next, using a target of indium tin oxide (indium oxide 90 wt% / tin oxide 10 wt%), a barrier layer was deposited to a thickness of 12 nm by DC sputtering.

この上に銅層を80nmスパッタ法により積層した後、スパッタ層上に厚さ8.5μm狙いの電解銅めっきを行なった。実際のめっき銅層の厚みは銅層エッチング後のポリイミドフィルムとの段差で電子マイクロメータにより測定し、厚み換算による引き剥がし強さを換算式により求めた。   A copper layer was laminated thereon by an 80 nm sputtering method, and then electrolytic copper plating with a thickness of 8.5 μm was performed on the sputtered layer. The actual thickness of the plated copper layer was measured with an electronic micrometer at the level difference from the polyimide film after etching the copper layer, and the peel strength in terms of thickness was determined by a conversion formula.

常態の引き剥がし強さは5.4N/cmと良好であったが、150℃168時間加熱後の引き剥がし強さは1.7N/cmであり、T2/T1は0.31と不良であった。     The normal peel strength was as good as 5.4 N / cm, but the peel strength after heating at 150 ° C. for 168 hours was 1.7 N / cm, and T2 / T1 was poor at 0.31. It was.

(比較例3)
“カプトン”(登録商標)150EN−C(東レ・デュポン製)ポリイミドフィルムを用いた。フィルムの厚みは38.3μmであった。このフィルム面上に、インジウム錫酸化物(酸化インジウム90wt%/酸化錫10wt%)のターゲットを用い、DCスパッタ法でバリア層を12nm積層した。更に、ニッケル/クロムの合金(ニッケル80wt%/クロム20wt%)のターゲットを用い、DCスパッタ法で25nmのニッケル/クロム合金のシード層2を積層した。
(Comparative Example 3)
“Kapton” (registered trademark) 150EN-C (manufactured by Toray DuPont) polyimide film was used. The thickness of the film was 38.3 μm. A barrier layer of 12 nm was laminated on the film surface by a DC sputtering method using a target of indium tin oxide (indium oxide 90 wt% / tin oxide 10 wt%). Further, using a nickel / chromium alloy target (nickel 80 wt% / chromium 20 wt%), a seed layer 2 of 25 nm nickel / chromium alloy was laminated by DC sputtering.

この上に銅層を80nmスパッタ法により積層した後、スパッタ層上に厚さ8.5μm狙いの電解銅めっきを行なった。実際のめっき銅層の厚みは銅層エッチング後のポリイミドフィルムとの段差で電子マイクロメータにより測定し、厚み換算による引き剥がし強さを換算式により求めた。   A copper layer was laminated thereon by an 80 nm sputtering method, and then electrolytic copper plating with a thickness of 8.5 μm was performed on the sputtered layer. The actual thickness of the plated copper layer was measured with an electronic micrometer at the level difference from the polyimide film after etching the copper layer, and the peel strength in terms of thickness was determined by a conversion formula.

常態の引き剥がし強さは3.0N/cmと不良であり、150℃168時間加熱後の引き剥がし強さは2.9N/cmであり、T2/T1は0.97であった。     The normal peel strength was poor at 3.0 N / cm, the peel strength after heating at 150 ° C. for 168 hours was 2.9 N / cm, and T2 / T1 was 0.97.

(比較例4)
“カプトン”(登録商標)150EN−C(東レ・デュポン製)ポリイミドフィルムを用いた。フィルムの厚みは38.3μmであった。このフィルム面上に、インジウム錫酸化物(酸化インジウム90wt%/酸化錫10wt%)のターゲットを用い、DCスパッタ法でバリア層を12nm積層した。
(Comparative Example 4)
“Kapton” (registered trademark) 150EN-C (manufactured by Toray DuPont) polyimide film was used. The thickness of the film was 38.3 μm. A barrier layer of 12 nm was laminated on the film surface by a DC sputtering method using a target of indium tin oxide (indium oxide 90 wt% / tin oxide 10 wt%).

この上に銅層を8.50nmスパッタ法により積層した後、スパッタ層上に厚さ8.5μm狙いの電解銅めっきを行なった。実際のめっき銅層の厚みは銅層エッチング後のポリイミドフィルムとの段差で電子マイクロメータにより測定し、厚み換算による引き剥がし強さを換算式により求めた。   A copper layer was laminated thereon by an 8.50 nm sputtering method, and then, electrolytic copper plating with a thickness of 8.5 μm was performed on the sputtered layer. The actual thickness of the plated copper layer was measured with an electronic micrometer at the level difference from the polyimide film after etching the copper layer, and the peel strength in terms of thickness was determined by a conversion formula.

常態の引き剥がし強さは2.9N/cmと不良であり、150℃168時間加熱後の引き剥がし強さは2.8N/cmであり、T2/T1は0.97であった。     The normal peel strength was poor at 2.9 N / cm, the peel strength after heating at 150 ° C. for 168 hours was 2.8 N / cm, and T2 / T1 was 0.97.

(比較例5)
“カプトン”(登録商標)150EN−C(東レ・デュポン製)ポリイミドフィルムを用いた。フィルムの厚みは38.3μmであった。窒素ガス雰囲気下、5×10−3Paの圧力で500Wmin/mの処理強度でRFプラズマ処理を行った。この処理面上に、比較例4と同様にしてサンプルを作製した。
(Comparative Example 5)
“Kapton” (registered trademark) 150EN-C (manufactured by Toray DuPont) polyimide film was used. The thickness of the film was 38.3 μm. In a nitrogen gas atmosphere, RF plasma treatment was performed at a treatment intensity of 500 Wmin / m 2 at a pressure of 5 × 10 −3 Pa. A sample was prepared on the treated surface in the same manner as in Comparative Example 4.

常態の引き剥がし強さは3.0N/cmと不良であり、150℃168時間加熱後の引き剥がし強さは2.8N/cmであり、T2/T1は0.93であった。   The normal peel strength was as poor as 3.0 N / cm, the peel strength after heating at 150 ° C. for 168 hours was 2.8 N / cm, and T2 / T1 was 0.93.

上記の実施例、比較例を表1にまとめた。   The above Examples and Comparative Examples are summarized in Table 1.

Figure 2015104896
Figure 2015104896

基材との密着性および熱負荷後の密着性に優れるので、電子機器の小型化に対応した分野で利用価値が高い。     Since it has excellent adhesion to the base material and adhesion after heat load, it has high utility value in the field corresponding to miniaturization of electronic devices.

Claims (6)

ポリイミドフィルム上に、ニッケルとクロムの合金からなるシード層1、バリア層、ニッケルとクロムの合金からなるシード層2、及び銅層がそれぞれ真空薄膜法によりこの順に形成され、さらにその上にめっき法により銅層が積層されてなる銅ポリイミド積層フィルム。   On the polyimide film, a seed layer 1 made of an alloy of nickel and chromium, a barrier layer, a seed layer 2 made of an alloy of nickel and chromium, and a copper layer are formed in this order by a vacuum thin film method, and a plating method is further formed thereon. A copper polyimide laminated film in which a copper layer is laminated. 前記バリア層が、金属酸化物であることを特徴とする請求項1記載の銅ポリイミド積層フィルム。   The copper polyimide laminated film according to claim 1, wherein the barrier layer is a metal oxide. 前記金属酸化物が、酸化錫、酸化インジウム、インジウム錫酸化物であることを特徴とする請求項1または2記載の銅ポリイミド積層フィルム。   3. The copper polyimide laminated film according to claim 1, wherein the metal oxide is tin oxide, indium oxide, or indium tin oxide. 前記シード層1、バリア層、シード層2の各々の膜厚が2nm以上100nm以下であり、常態での銅層とポリイミドフィルム間の引き剥がし強さT1が銅層の厚み8.5μmに換算して5.0N/cm以上であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の銅ポリイミド積層フィルム。 The film thickness of each of the seed layer 1, the barrier layer, and the seed layer 2 is 2 nm to 100 nm, and the peel strength T1 between the copper layer and the polyimide film in a normal state is converted to a thickness of 8.5 μm of the copper layer. It is 5.0 N / cm or more, The copper polyimide laminated film in any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. 前記シード層1、バリア層、シード層2の膜厚が2nm以上100nm以下であり、常態での引き剥がし強さT1と150℃168時間加熱処理後の引き剥がし強さT2との比率T2/T1が0.6以上であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の銅ポリイミド積層フィルム。 The thickness of the seed layer 1, the barrier layer, and the seed layer 2 is 2 nm or more and 100 nm or less, and the ratio T2 / T1 between the peel strength T1 in a normal state and the peel strength T2 after heat treatment at 150 ° C. for 168 hours 5 is 0.6 or more, The copper polyimide laminated film according to any one of claims 1 to 4. 前記ポリイミドフィルムが、ピロメリット酸二無水物および3,3’,4,4’−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物からなる芳香族テトラカルボン酸無水物と、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルとパラフェニレンジアミンからなる芳香族ジアミンを主成分とすることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の銅ポリイミド積層フィルム。
The polyimide film comprises an aromatic tetracarboxylic acid anhydride comprising pyromellitic dianhydride and 3,3 ′, 4,4′-diphenyltetracarboxylic dianhydride, 4,4′-diaminodiphenyl ether, and paraphenylene. 6. The copper polyimide laminated film according to claim 1, comprising an aromatic diamine composed of diamine as a main component.
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