JP3570802B2 - 銅薄膜基板及びプリント配線板 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細な回路（通常、導体幅５０μｍ以下、導体間５０μｍ以下を言う）を有するプリント配線板あるいは半導体分野で使用する電子部品のデバイス、センサー等を製造するのに用いられる銅薄膜基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリント配線板の製造に用いられる銅張積層板は、有機物の接着剤を介して、耐熱性高分子フィルムと銅箔を積層する方法あるいは銅箔面上に耐熱性高分子樹脂溶液をコートし、乾燥してフィルム状の膜を形成する方法により製造されている。耐熱性高分子フィルム及び銅箔の厚さは、通常、耐熱性高分子フィルムについては、１２．５、２５、５０、７５、１２５μｍであり、銅箔については、１８、３５μｍが使用されている。
一方、近年の高密度化及び高性能化に伴う微細な回路形成に必要な銅張積層板は、有機物の接着剤層を有せず且つ可能な限り薄い銅層を有する銅薄膜基板が要求されている。従来の銅薄膜基板は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、無電解めっき法等により、耐熱性絶縁基材に銅の薄膜層を形成する事によって製造されているが、種々の問題があり、微細な回路を有するプリント配線板の製造に適するものではない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年の高密度化及び高性能化に伴う回路形成は、益々微細化の傾向が強くなっている。サブトラクティブ法によりプリント配線板を製造するうえで、従来の銅張積層板では、回路形成の微細化に限界がある。この原因は、銅張積層板に使用している銅箔厚が１８μｍ以上が一般的で、１８μｍ以上の銅箔厚では微細な回路形成は不可能な為である。微細な回路形成を実現する為の必要な条件の一つは、可能な限り薄い銅層を有する銅薄膜基板を使用する事である。
従来の銅薄膜基板は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、無電解めっき法等により製造されているもので、銅厚は、通常、１μｍ以下で、微細回路の形成には適しているが、これらの銅薄膜基板は、いずれも接着強度が弱く、ピンホールが多い為、微細回路形成用基板としての実用性には乏しい。
【０００４】
従来から接着強度向上の為に種々の方法が提案されているが、未だ実用性を満足する接着強度を有するものはない。又、ピンホールを無くする為に銅層を厚くする方法は経済的には実用性に乏しい。更に、これらの銅薄膜基板でプリント配線板を製造するには、銅層があまりにも薄すぎる為、回路形成の加工面の困難さ及び実用面での電気特性的な制限等により実用性に乏しい。
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであり、微細回路を形成するに必要な銅の薄膜層を有する銅薄膜基板の提供を目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の銅薄膜基板は、回路形成に充分な接着強度を有し、且つ、ピンホールが皆無なもので、サブトラクティブ法のプリント配線板製造技術でも微細な回路形成が容易に可能である任意の厚さの銅薄膜層を有するものである。
【０００６】
即ち、本発明は、
（１）耐熱性絶縁基材の片面に、第一層としてスパッタリング法で長尺連続形成した０．２５μｍから０．３μｍの銅薄膜層と、該銅薄膜層上に第二層として電気めっき法で長尺連続形成した銅厚層とから成る銅薄膜基板、
（２）耐熱性絶縁基材の両面に、第一層としてスパッタリング法で長尺連続形成した０．２５μｍから０．３μｍの銅薄膜層と、それぞれ該銅薄膜層上に第二層として電気めっき法で長尺連続形成した銅厚層とから成る銅薄膜基板、
（３）第二層の電気めっき法で長尺連続形成する銅厚層は、１μｍ以上１８μｍ以下である（１）又は（２）の銅薄膜基板、
（４）耐熱性絶縁基材が、各種のポリイミドフィルムである（１）又は（２）の銅薄膜基板、
（５）（１）〜（４）のいずれかの銅薄膜基板を使用して回路形成し製造される微細な回路を有するプリント配線板に関するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明における「長尺連続形成」とは、ロール状になっているポリイミドフィルムの如き耐熱性絶縁基材をロールトゥロール方式、即ち連続的に繰り出しながら、銅層を連続的に形成し、それを連続的に巻き取り、ロール状の銅薄膜基板が得られるような工程を言う。
【０００８】
本発明の銅薄膜基板の第一層の銅薄膜層の形成方法は、連続スパッタリング法によるもので、銅厚は、０．２５μｍから０．３μｍである。上記銅厚では、ピンホールが皆無に等しく、第二層の銅層との接着力が充分満足できるものである。
【０００９】
スパッタリング法による銅薄膜層の形成方法は、種々あるが、特に限定される条件はない。形成すべき薄膜に対応させて適宜ターゲットを選択して用いることは当業者の理解するところである。スパッタリングの方式にも限定される条件はなく、ＤＣマグネトロンスパッタリング、高周波マグネトロンスパッタリング、イオンビームスパッタリング等の方式が有効に用いられる。
【００１０】
本発明の銅薄膜基板の第二層の銅厚層の連続形成方法は、電気めっき法によるもので、銅厚は、１μｍ以上１８μｍ以下である。銅厚の設定は、目的とする微細な回路形成の種類により選択するが、通常、１０μｍ以下の銅厚が一般的な傾向である。本方法によれば経済的にも実用性があるピンホール皆無の銅薄膜基板が得られる。本発明の銅薄膜基板の第二層の任意の銅厚層を連続形成する電気めっき法は公知の方法によるものである。
【００１１】
本発明の銅薄膜基板に使用する耐熱性絶縁基材は、各種ポリイミドフィルムであるが、例えば、カプトンフィルム（東レ・デュポン（株）製）、アピカルフィルム（鐘淵化学工業（株）製）、ユーピレックスフィルム（宇部興産（株）製）等で、厚みは、２５、５０μｍが実用的である。
【００１２】
以下に、本発明の銅薄膜基板の製造について記載する。
使用目的に適した長尺ポリイミドフィルムを、スパッタリングする面を銅ターゲット側に位置するようにスパッタリング装置の繰り出し部に設置する。規定のスパッタリング銅厚が形成されるように予め定められた最適な条件下で銅薄膜層を長尺連続形成し、樹脂製等の管に巻き取り、第一層のスパッタリングによる銅薄膜層の形成を完了する。次に、該第一層のスパッタリングによる銅薄膜層が形成された長尺ポリイミドフィルムを、第二層の電気めっきによる銅厚層を形成すべく電気めっき装置の繰り出し部に設置する。規定の銅厚が形成されるように予め定められた最適な条件下で銅厚層を長尺連続形成し、樹脂製等の管に巻き取り、第二層の電気めっきによる銅厚層の形成を完了する。本製造は、第一層のスパッタリングによる銅薄膜層が形成された長尺ポリイミドフィルムをいったん巻き取ることなく、電気メッキ工程へ供給し、第二層の銅厚層の形成を連続工程で行う事も可能である。上記本発明の銅薄膜基板の製造は可能な限りクリーンな環境下で進める事と電気めっき液の管理を厳重に行う事が好ましい。
【００１３】
本発明の銅薄膜基板のポリイミドフィルムと銅薄膜層との接着強度及びピンホールの測定を以下に記載する。
接着強度の測定は、長尺の銅薄膜基板の両端からサンプリングしたものにつき、ＩＰＣ−ＴＭ−６５０−２．４．９に準じて行う。一方、ピンホールの測定は、接着強度と同様にサンプリングしたものにつきライトテーブル上で下向からの光の通過を観察する。
【００１４】
次に、本発明の銅薄膜基板を用いて、サブトラクティブ法により微細な回路を有するプリント配線板の製造を以下に記載する。
先ず、必要に応じて銅面を前処理した銅薄膜基板の銅面に液状フォトエッチングレジストインクを全面塗布するか、あるいはドライフィルムを全面に貼り付け、所望の回路パターンを有するフォトマスクを紫外線等の活性光線を通す事によってレジスト材を露光し、現像して所望の回路パターンを形成する。しかる後に、塩化第二鉄、塩化第二銅、過硫酸塩類、アルカリエッチャント等のエッチング液により、回路パターン以外の銅面を溶解除去し、所望の微細回路を有するプリント配線板を得るのである。
【００１５】
【実施例】
以下に本発明の実施例を具体的に説明する。
〔実施例１〕
長尺のポリイミドフィルム、カプトンＶ ２５μｍ（東レ・デュポン（株）製）の片面に連続スパッタリングにて０．２５μｍの第一層の銅薄膜層を形成し、次に電気めっきで５μｍの第二層の銅厚層を連続形成して所望の銅薄膜基板を得た。この銅薄膜基板の接着強度は１．２ｋｇ／ｃｍ2 であり、且つ、ピンホールは皆無であった。
【００１６】
次に、この銅薄膜基板の銅面に液状フォトエッチングレジストインクをロールコーターで全面塗布し、乾燥して液状フォトエッチングレジストインクの被膜を形成した。次に所望の微細回路を有するフォトマスクを介して回路パターン部分を露光し、回路被膜を形成し、現像して所望の回路パターンを得た。しかる後、塩化第二鉄でエッチングし、回路パターン以外の銅面を溶解除去し、回路パターン上の液状フォトエッチングレジストインク被膜を除去して所望の微細回路を有するプリント配線板を得た。得られたプリント配線板の導体幅（Ｌ）及び導体間（Ｓ）は、Ｌ／Ｓ＝５／１５μｍの微細回路であった。
【００１７】
〔実施例２〕
長尺のポリイミドフィルム、アピカルＮＰＩ ２５μｍ（鐘淵化学工業（株）製）の両面に連続スパッタリングにて０．２５μｍの第一層の銅薄膜層を形成し、次に電気めっきで８μｍの第二層の銅厚層を連続形成して所望の銅薄膜基板を得た。この銅薄膜基板の接着強度は両面共１．５ｋｇ／ｃｍ2 であり、且つ、ピンホールは皆無であった。また、実施例１と同様な方法で得られたプリント配線板の所望の微細回路は、Ｌ／Ｓ＝２５／２５μｍであった。
【００１８】
〔実施例３〕
長尺のポリイミドフィルム、ユーピレックスＳ ５０μｍ（宇部興産（株）製）の片面に連続スパッタリングにて０．２５μｍの第一層の銅薄膜層を形成し、次に電気めっきで８μｍの第二層の銅厚層を連続形成して所望の銅薄膜基板を得た。この銅薄膜基板の接着強度は１．４ｋｇ／ｃｍ2 であり、且つ、ピンホールは皆無であった。また、実施例１と同様な方法で得られたプリント配線板の所望の微細回路は、Ｌ／Ｓ＝２５／２５μｍであった。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の銅薄膜基板を使用して、プリント配線板を製造するにあたり、微細な回路形成が通常のサブトラクティブ法でも容易に且つ正確になった。
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細な回路（通常、導体幅５０μｍ以下、導体間５０μｍ以下を言う）を有するプリント配線板あるいは半導体分野で使用する電子部品のデバイス、センサー等を製造するのに用いられる銅薄膜基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリント配線板の製造に用いられる銅張積層板は、有機物の接着剤を介して、耐熱性高分子フィルムと銅箔を積層する方法あるいは銅箔面上に耐熱性高分子樹脂溶液をコートし、乾燥してフィルム状の膜を形成する方法により製造されている。耐熱性高分子フィルム及び銅箔の厚さは、通常、耐熱性高分子フィルムについては、１２．５、２５、５０、７５、１２５μｍであり、銅箔については、１８、３５μｍが使用されている。
一方、近年の高密度化及び高性能化に伴う微細な回路形成に必要な銅張積層板は、有機物の接着剤層を有せず且つ可能な限り薄い銅層を有する銅薄膜基板が要求されている。従来の銅薄膜基板は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、無電解めっき法等により、耐熱性絶縁基材に銅の薄膜層を形成する事によって製造されているが、種々の問題があり、微細な回路を有するプリント配線板の製造に適するものではない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年の高密度化及び高性能化に伴う回路形成は、益々微細化の傾向が強くなっている。サブトラクティブ法によりプリント配線板を製造するうえで、従来の銅張積層板では、回路形成の微細化に限界がある。この原因は、銅張積層板に使用している銅箔厚が１８μｍ以上が一般的で、１８μｍ以上の銅箔厚では微細な回路形成は不可能な為である。微細な回路形成を実現する為の必要な条件の一つは、可能な限り薄い銅層を有する銅薄膜基板を使用する事である。
従来の銅薄膜基板は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、無電解めっき法等により製造されているもので、銅厚は、通常、１μｍ以下で、微細回路の形成には適しているが、これらの銅薄膜基板は、いずれも接着強度が弱く、ピンホールが多い為、微細回路形成用基板としての実用性には乏しい。
【０００４】
従来から接着強度向上の為に種々の方法が提案されているが、未だ実用性を満足する接着強度を有するものはない。又、ピンホールを無くする為に銅層を厚くする方法は経済的には実用性に乏しい。更に、これらの銅薄膜基板でプリント配線板を製造するには、銅層があまりにも薄すぎる為、回路形成の加工面の困難さ及び実用面での電気特性的な制限等により実用性に乏しい。
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであり、微細回路を形成するに必要な銅の薄膜層を有する銅薄膜基板の提供を目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の銅薄膜基板は、回路形成に充分な接着強度を有し、且つ、ピンホールが皆無なもので、サブトラクティブ法のプリント配線板製造技術でも微細な回路形成が容易に可能である任意の厚さの銅薄膜層を有するものである。
【０００６】
即ち、本発明は、
（１）耐熱性絶縁基材の片面に、第一層としてスパッタリング法で長尺連続形成した０．２５μｍから０．３μｍの銅薄膜層と、該銅薄膜層上に第二層として電気めっき法で長尺連続形成した銅厚層とから成る銅薄膜基板、
（２）耐熱性絶縁基材の両面に、第一層としてスパッタリング法で長尺連続形成した０．２５μｍから０．３μｍの銅薄膜層と、それぞれ該銅薄膜層上に第二層として電気めっき法で長尺連続形成した銅厚層とから成る銅薄膜基板、
（３）第二層の電気めっき法で長尺連続形成する銅厚層は、１μｍ以上１８μｍ以下である（１）又は（２）の銅薄膜基板、
（４）耐熱性絶縁基材が、各種のポリイミドフィルムである（１）又は（２）の銅薄膜基板、
（５）（１）〜（４）のいずれかの銅薄膜基板を使用して回路形成し製造される微細な回路を有するプリント配線板に関するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明における「長尺連続形成」とは、ロール状になっているポリイミドフィルムの如き耐熱性絶縁基材をロールトゥロール方式、即ち連続的に繰り出しながら、銅層を連続的に形成し、それを連続的に巻き取り、ロール状の銅薄膜基板が得られるような工程を言う。
【０００８】
本発明の銅薄膜基板の第一層の銅薄膜層の形成方法は、連続スパッタリング法によるもので、銅厚は、０．２５μｍから０．３μｍである。上記銅厚では、ピンホールが皆無に等しく、第二層の銅層との接着力が充分満足できるものである。
【０００９】
スパッタリング法による銅薄膜層の形成方法は、種々あるが、特に限定される条件はない。形成すべき薄膜に対応させて適宜ターゲットを選択して用いることは当業者の理解するところである。スパッタリングの方式にも限定される条件はなく、ＤＣマグネトロンスパッタリング、高周波マグネトロンスパッタリング、イオンビームスパッタリング等の方式が有効に用いられる。
【００１０】
本発明の銅薄膜基板の第二層の銅厚層の連続形成方法は、電気めっき法によるもので、銅厚は、１μｍ以上１８μｍ以下である。銅厚の設定は、目的とする微細な回路形成の種類により選択するが、通常、１０μｍ以下の銅厚が一般的な傾向である。本方法によれば経済的にも実用性があるピンホール皆無の銅薄膜基板が得られる。本発明の銅薄膜基板の第二層の任意の銅厚層を連続形成する電気めっき法は公知の方法によるものである。
【００１１】
本発明の銅薄膜基板に使用する耐熱性絶縁基材は、各種ポリイミドフィルムであるが、例えば、カプトンフィルム（東レ・デュポン（株）製）、アピカルフィルム（鐘淵化学工業（株）製）、ユーピレックスフィルム（宇部興産（株）製）等で、厚みは、２５、５０μｍが実用的である。
【００１２】
以下に、本発明の銅薄膜基板の製造について記載する。
使用目的に適した長尺ポリイミドフィルムを、スパッタリングする面を銅ターゲット側に位置するようにスパッタリング装置の繰り出し部に設置する。規定のスパッタリング銅厚が形成されるように予め定められた最適な条件下で銅薄膜層を長尺連続形成し、樹脂製等の管に巻き取り、第一層のスパッタリングによる銅薄膜層の形成を完了する。次に、該第一層のスパッタリングによる銅薄膜層が形成された長尺ポリイミドフィルムを、第二層の電気めっきによる銅厚層を形成すべく電気めっき装置の繰り出し部に設置する。規定の銅厚が形成されるように予め定められた最適な条件下で銅厚層を長尺連続形成し、樹脂製等の管に巻き取り、第二層の電気めっきによる銅厚層の形成を完了する。本製造は、第一層のスパッタリングによる銅薄膜層が形成された長尺ポリイミドフィルムをいったん巻き取ることなく、電気メッキ工程へ供給し、第二層の銅厚層の形成を連続工程で行う事も可能である。上記本発明の銅薄膜基板の製造は可能な限りクリーンな環境下で進める事と電気めっき液の管理を厳重に行う事が好ましい。
【００１３】
本発明の銅薄膜基板のポリイミドフィルムと銅薄膜層との接着強度及びピンホールの測定を以下に記載する。
接着強度の測定は、長尺の銅薄膜基板の両端からサンプリングしたものにつき、ＩＰＣ−ＴＭ−６５０−２．４．９に準じて行う。一方、ピンホールの測定は、接着強度と同様にサンプリングしたものにつきライトテーブル上で下向からの光の通過を観察する。
【００１４】
次に、本発明の銅薄膜基板を用いて、サブトラクティブ法により微細な回路を有するプリント配線板の製造を以下に記載する。
先ず、必要に応じて銅面を前処理した銅薄膜基板の銅面に液状フォトエッチングレジストインクを全面塗布するか、あるいはドライフィルムを全面に貼り付け、所望の回路パターンを有するフォトマスクを紫外線等の活性光線を通す事によってレジスト材を露光し、現像して所望の回路パターンを形成する。しかる後に、塩化第二鉄、塩化第二銅、過硫酸塩類、アルカリエッチャント等のエッチング液により、回路パターン以外の銅面を溶解除去し、所望の微細回路を有するプリント配線板を得るのである。
【００１５】
【実施例】
以下に本発明の実施例を具体的に説明する。
〔実施例１〕
長尺のポリイミドフィルム、カプトンＶ ２５μｍ（東レ・デュポン（株）製）の片面に連続スパッタリングにて０．２５μｍの第一層の銅薄膜層を形成し、次に電気めっきで５μｍの第二層の銅厚層を連続形成して所望の銅薄膜基板を得た。この銅薄膜基板の接着強度は１．２ｋｇ／ｃｍ2 であり、且つ、ピンホールは皆無であった。
【００１６】
次に、この銅薄膜基板の銅面に液状フォトエッチングレジストインクをロールコーターで全面塗布し、乾燥して液状フォトエッチングレジストインクの被膜を形成した。次に所望の微細回路を有するフォトマスクを介して回路パターン部分を露光し、回路被膜を形成し、現像して所望の回路パターンを得た。しかる後、塩化第二鉄でエッチングし、回路パターン以外の銅面を溶解除去し、回路パターン上の液状フォトエッチングレジストインク被膜を除去して所望の微細回路を有するプリント配線板を得た。得られたプリント配線板の導体幅（Ｌ）及び導体間（Ｓ）は、Ｌ／Ｓ＝５／１５μｍの微細回路であった。
【００１７】
〔実施例２〕
長尺のポリイミドフィルム、アピカルＮＰＩ ２５μｍ（鐘淵化学工業（株）製）の両面に連続スパッタリングにて０．２５μｍの第一層の銅薄膜層を形成し、次に電気めっきで８μｍの第二層の銅厚層を連続形成して所望の銅薄膜基板を得た。この銅薄膜基板の接着強度は両面共１．５ｋｇ／ｃｍ2 であり、且つ、ピンホールは皆無であった。また、実施例１と同様な方法で得られたプリント配線板の所望の微細回路は、Ｌ／Ｓ＝２５／２５μｍであった。
【００１８】
〔実施例３〕
長尺のポリイミドフィルム、ユーピレックスＳ ５０μｍ（宇部興産（株）製）の片面に連続スパッタリングにて０．２５μｍの第一層の銅薄膜層を形成し、次に電気めっきで８μｍの第二層の銅厚層を連続形成して所望の銅薄膜基板を得た。この銅薄膜基板の接着強度は１．４ｋｇ／ｃｍ2 であり、且つ、ピンホールは皆無であった。また、実施例１と同様な方法で得られたプリント配線板の所望の微細回路は、Ｌ／Ｓ＝２５／２５μｍであった。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の銅薄膜基板を使用して、プリント配線板を製造するにあたり、微細な回路形成が通常のサブトラクティブ法でも容易に且つ正確になった。
Claims (5)
- 耐熱性絶縁基材の片面に、第一層としてスパッタリング法で長尺連続形成した０．２５μｍから０．３μｍの銅薄膜層と、該銅薄膜層上に第二層として電気めっき法で長尺連続形成した銅厚層とから成る銅薄膜基板。
- 耐熱性絶縁基材の両面に、第一層としてスパッタリング法で長尺連続形成した０．２５μｍから０．３μｍの銅薄膜層と、それぞれ該銅薄膜層上に第二層として電気めっき法で長尺連続形成した銅厚層とから成る銅薄膜基板。
- 第二層の電気めっき法で長尺連続形成する銅厚層の銅厚が、１μｍ以上１８μｍ以下である請求項１又は２記載の銅薄膜基板。
- 耐熱性絶縁基材が、各種のポリイミドフィルムである請求項１又は２記載の銅薄膜基板。
- 請求項１〜４のいずれかに記載の銅薄膜基板を使用して回路形成し製造される微細な回路を有するプリント配線板。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29514295A JP3570802B2 (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | 銅薄膜基板及びプリント配線板 |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09136378A JPH09136378A (ja) | 1997-05-27 |
| JP3570802B2 true JP3570802B2 (ja) | 2004-09-29 |
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| JP29514295A Expired - Fee Related JP3570802B2 (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | 銅薄膜基板及びプリント配線板 |
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| US10076028B2 (en) | 2015-01-22 | 2018-09-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Substrate for printed circuit board, printed circuit board, and method for producing printed circuit board |
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