JP3037519B2 - 導電性積層フィルムおよびその製造方法 - Google Patents
導電性積層フィルムおよびその製造方法Info
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Description
ed Bonding)やFPC(Flexible PrintCircuit)など
の二層フィルムキャリアとして使用される導電性積層フ
ィルムおよびその製造方法に関する。
リア上に間隔を空けて形成された金属のリードと、半導
体チップの電極の対応部分とを適当な手段により接合
し、多数の配線を同時に完了するボンディング方式の総
称である。
ホールの形成されたポリイミド製のフィルム基材上に銅
箔を接着剤で貼り合わせ、さらに銅箔を湿式エッチング
してリードを形成したものが現在主流であり、これらは
三層フィルムキャリアと称される。
銅箔を接着剤でポリイミドフィルムに貼り合わせるため
に、取扱い上の問題から銅箔はあまり薄くできず、18
μ以上とせざるを得ないため、加工精度を高めにくい欠
点がある。また、銅箔を薄くすると、接着剤層へのエッ
チング液の染み込み等の影響を受けやすくなり、電気特
性の低下が免れない。さらに、高温環境では接着剤層が
特性劣化するため、将来的には高温安定性が不足するお
それもあるため、LSIの多ピン化に伴うリードパター
ンの微細化に対応しきれないという問題があった。
め、接着剤を使用せず、ポリイミドフィルムの表面に無
電解めっきまたは蒸着により銅層を直接形成した二層フ
ィルムキャリアが一部で実用化されている。
フィルムとしては2種類のタイプがある。第1は、原料
の酸二無水物としてビフェニルテトラカルボン酸二無水
物(BPDA)を使用するBPDA系ポリイミドフィル
ムであり、第2は、ピロメリット酸二無水物(PMD
A)を使用するPMDA系ポリイミドフィルムである。
剛性が高く、熱収縮および吸湿に対する寸法安定性に優
れており、フィルムキャリアの薄型化に有利であるう
え、扱いやすく、信頼性も高いなど、金属膜付きポリイ
ミドフィルムのフィルム基材として適している。
リイミドフィルムは、その特長である強固な分子結合の
ため、真空蒸着法等によって形成される金属層との接合
性が悪く、以下のような問題を有していた。
ィブめっき工程や、半導体の実装工程におけるエッチン
グ等で、高温、高湿などの環境にさらされると、金属膜
が剥離することがある。 (2) フィルム基材を連続走行させつつ金属膜を蒸着
形成する過程で、金属膜の表面とフィルム送りロールの
表面が接触するが、この時、金属膜の局部的剥離により
金属膜に微細な傷が発生しやすい。この種の傷を持つ導
電性積層フィルムを用いてTABの製造を行うと、回路
の断線が生じることがあり、歩留まりが低下する。
B用の導電性積層フィルムとしては、比較的金属膜との
接合性が良いPMDA系ポリイミドをフィルム基材とし
た製品しか製造されていないのが現状である。
B用のみに使用されるものではなく、FPCにも使用さ
れ、FPC用導電性積層フィルムにも前記同様の問題が
生じている。
で、BPDA系ポリイミドフィルム基材と金属膜の接合
性の改善を図ることにより、キャリアフィルムの薄型化
が図れ、寸法安定性も高められる導電性積層フィルムを
得ることを課題としている。
電性積層フィルムの製造方法から説明する。この方法で
は、まず、原料としてビフェニルテトラカルボン酸二無
水物を使用したBPDA系ポリイミド製のフィルム基材
の少なくとも片面を、アルカリ溶液で処理することによ
り、Ra値0.02〜0.1μmとなるように粗面化お
よび活性化する。フィルム基材の厚さは限定されない
が、一般的には12〜125μm程度とされる。フィル
ム基材自体を組成の異なる複数の樹脂層で構成してもよ
い。
ム、水酸化カリウム、ヒドラジンヒドラート、過塩素酸
カリウム等から選択される物質を1種または2種以上含
有する溶液、またはその溶液にさらにエチレンジアミ
ン、ジメチルアミン等を混合した溶液を用い、例えば、
液温10〜80℃、処理時間1〜90分間で浸漬処理し
て、表面粗度をRa値で0.02〜0.1μmにする。
した後、真空処理槽内に入れ、前記フィルム基材の粗面
化および活性化した表面を、フッ素を含むガス中でプラ
ズマ処理することにより、前記表面に前記ポリイミドの
フッ素化層を形成する。プラズマ処理方法としては、グ
ロー放電法、アーク放電法、高周波放電法、マイクロ波
放電法等の公知の方法がいずれも採用できる。
F6,C3F8等のフロロカーボン、CHF3,C2H2F4
等のハイドロフロロカーボン、S2F2,SF4等のフッ
化硫黄、NF3 等のフッ化窒素をそのまま使用しても良
いし、あるいはこれらのフッ素化合物ガスと、He,A
r,O2,N2等を混合したガスを用いてもよい。さら
に、フッ素ガスをHe,Ar等で希釈したガスを用いる
ことも可能である。
基材の表面を構成するポリイミド分子にフッ素を含む官
能基が新たに形成された表層領域を指すが、フッ素を含
む官能基は複数種混在しているものと考えられ、その構
造を特定することは困難である。フッ素化層の厚さは限
定できないが、フィルム基材の表面におけるフッ素原子
と炭素原子の存在比(F/C)で規定すると、本発明で
は1.0〜3.0程度が好適である。上記存在比が1.
0未満では十分な接合強度向上効果が得られず、3.0
より多くても同様に十分な接合強度向上効果が得られな
い。
層上に、クロム、銀およびパラジウムから選択される1
種または2種以上の金属からなる下地層を、乾式めっき
法によって形成する。乾式めっき法としては従来公知の
蒸着方法がいずれも使用可能である。いずれの材質を使
用した場合にも、下地層の膜厚は10〜100オングス
トロームが好ましい。10オングストロームより薄いと
接合性向上効果が低く、100オングストロームより厚
いと生産性が低下する。
る導電層を乾式めっきにより形成する。乾式めっき法
は、前記と同じく公知の蒸着方法のいずれでも良い。導
電層の膜厚は、導電性積層フィルムの用途に応じて自由
に設定して良いが、通常は1000〜10000オング
ストロームとされる。導電層に使用可能な銅合金として
はジルコニウム添加銅,錫添加銅,ニッケル添加銅など
が例示できるが、これらに限定されることはない。
ラズマ処理工程、下地層の蒸着工程、あるいは導電層の
蒸着工程のうち少なくとも1工程では、ポリイミドフィ
ルム基材をヒーター等で100〜400℃、好ましくは
150〜280℃に加熱しながら処理することが望まし
い。この温度範囲での加熱処理を行うと、フィルム基材
の表面の清浄化作用および表面での蒸着分子の拡散作用
により、金属膜とフィルム基材との接合性をより向上で
きる。
る導電性積層フィルムが得られる。ただし、必要によっ
ては、前記導電層上にさらに銅または銅合金の電解また
は無電解めっきを施して厚肉化し、いっそう導電性を高
めてもよい。また、前記各工程をフィルム基材の両面に
対して行い、フィルム基材の両面に金属蒸着層を設けて
もよい。
その製造方法は、TABのみならずFPCにも有効に使
用可能である。
る。 (実施例1)BPDA系ポリイミドフィルム基材とし
て、宇部興産株式会社製の「ユーピレックス−S」(商
品名):75μm厚を使用し、このフィルム基材を以下
の組成からなるアルカリ溶液に室温で90分間浸漬し、
その後、水洗して乾燥した。フィルム基材の両面の表面
粗さはRa値で0.04μmとなった。
空処理槽に入れ、槽内を一旦真空排気した後、処理ガス
としてNF3 を槽内に導入し、RF放電方式により下記
条件でプラズマ処理を行なった。処理中はフィルム基材
をヒーターで加熱した。このプラズマ処理により、フィ
ルム基材の表面におけるフッ素原子と炭素原子の存在比
(F/C)は1.7になった。
ズマ処理面に対し下記条件で蒸着を行ない、下地層を形
成した。 下地層物質: Cr 下地層膜厚: 50オングストローム フィルム基材加熱温度: 150℃
着を行い、導電層を形成して実施例1の導電性積層フィ
ルムを得た。 導電層物質: Cu 導電層膜厚: 3000オングストローム フィルム基材加熱温度: 150℃
成時におけるフィルム基材の加熱を止めた以外は、実施
例1と全く同様の処理を行い、実施例2の導電性積層フ
ィルムを得た。
形成時におけるフィルム基材の加熱を止めた以外は、実
施例1と全く同様の処理を行い、実施例3の導電性積層
フィルムを得た。
形成時におけるフィルム基材の加熱を止めた以外は、実
施例1と全く同様の処理を行い、実施例4の導電性積層
フィルムを得た。
にPdを50オングストロームにした点以外は、実施例
1と全く同様の処理を行い、実施例5の導電性積層フィ
ルムを得た。
に、前記アルカリ溶液による処理を行なわないこと以外
は、実施例1と全く同様の処理を行い、比較例1の導電
性積層フィルムを得た。
に、前記プラズマ処理を行なわないこと以外は、実施例
1と全く同様の処理を行い、比較例2の導電性積層フィ
ルムを得た。
時および導電層形成時のいずれにおいても前記ポリイミ
ドフィルム基材を加熱しないこと以外は、実施例1と全
く同様の処理を行い、比較例3の導電性積層フィルムを
得た。
に、アルカリ溶液による処理、およびプラズマ処理を行
なわないこと以外は、実施例1と全く同様の処理を行
い、比較例4の導電性積層フィルムを得た。
〜4の導電性積層フィルムの金属膜上に、通常の硫酸銅
浴により銅めっきを20μm厚さに形成し、これらシー
トから幅10mm、長さ150mmの短冊状試料を切り
出した。そしてIPC−TM−650(米国プリント回
路工業会規格試験法)による方法で、フィルム基材と金
属膜間の剥離強度を測定した。
ミドフィルム側を6インチの直径のドラムの外周に周方
向へ向けて接着固定したうえ、金属膜の一端を治具で5
cm/分でポリイミドフィルムから剥離させながら引っ
張り、それに要する荷重を測定する方法である。結果は
表1および表2の通りだった。
理およびプラズマ処理を両方とも行った実施例1〜5で
は、アルカリ溶液処理を省略した比較例1、プラズマ処
理を省略した比較例2に比して、剥離強度が向上した。
び導電層形成時のいずれか1工程においてフィルム基材
を加熱した実施例2,3,4では、これら処理時に全く
加熱を行わなかった比較例3に比して、剥離強度が向上
した。
よび導電層形成時のいずれか1工程のみにおいてフィル
ム基材を加熱した実施例2,3,4と、これら処理時の
全てにおいてフィルム基材を加熱した実施例1とは、剥
離強度の差が小さく、いずれか1工程でフィルム基材を
加熱すれば十分であることがわかった。
性積層フィルムおよびその製造方法によれば、BPDA
系ポリイミド製フィルム基材と導電層との間にクロム、
銀、パラジウム等の下地層を形成するとともに、フィル
ム基材の、下地層との接合面をRa値0.02〜0.1
μmの粗面にし、さらにこの粗面にポリイミドのフッ素
化層を形成しているので、従来接合が困難だったBPD
A系ポリイミド製フィルム基材と金属膜の剥離強度を実
用可能な程度にまで高めることができる。
Claims (3)
- 【請求項1】原料としてビフェニルテトラカルボン酸二
無水物を使用したBPDA系ポリイミド製のフィルム基
材と、このフィルム基材の少なくとも片面に形成された
クロム、銀、パラジウムから選択される1種または2種
以上の金属からなる下地層と、この下地層上に形成され
た銅または銅合金からなる導電層とを具備し、前記フィ
ルム基材の前記下地層との接合面は、表面粗さがRa値
0.02〜0.1μmの粗面とされ、この粗面には前記
ポリイミドのフッ素化層が形成され、このフッ素化層を
介して前記フィルム基材と前記下地層とが接合されてい
ることを特徴とする導電性積層フィルム。 - 【請求項2】前記下地層の厚さは、10〜100オング
ストロームであることを特徴とする請求項1記載の導電
性積層フィルム。 - 【請求項3】以下の工程を具備することを特徴とする導
電性積層フィルムの製造方法。 (a) 原料としてビフェニルテトラカルボン酸二無水
物を使用したBPDA系ポリイミド製のフィルム基材の
少なくとも片面を、アルカリ溶液で処理することによ
り、Ra値0.02〜0.1μmとなるように粗面化お
よび活性化する工程、 (b) 前記フィルム基材の粗面化および活性化した表
面を、フッ素を含むガス中でプラズマ処理することによ
り、前記表面に前記ポリイミドのフッ素化層を形成する
工程、 (c) 前記フッ素化層上に、クロム、銀、パラジウム
から選択される1種または2種以上の金属からなる下地
層を乾式めっき法によって形成する工程、 (d) 前記下地層上に、銅または銅合金層を乾式めっ
き法によって形成する工程、 (e) 前記(b),(c)および(d)の少なくとも
1つの工程中に前記フィルム基材を100〜400℃に
加熱する工程。
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