JP3615033B2 - ２層フレキシブル基板の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は２層フレキシブル基板の製造方法に関し、より具体的には、絶縁体フィルム上に乾式めっき法、無電解銅めっき法および電気銅めっき法を採用して銅導体層を形成するに際し、より健全で密着性の高い銅導体層を容易に形成し得るような２層フレキシブル基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フレキシブル配線板を作製するために用いられる基板は、絶縁体フィルム上に接着剤を用いて導体層となる銅箔を貼り合わせた３層フレキシブル基板と、該絶縁体フィルム上に接着剤を用いることなしに乾式めっき法または湿式めっき法により直接銅導体層を形成した２層フレキシブル基板とに大別される。
【０００３】
そして、３層フレキシブル基板を用いる場合には、サブトラクティブ法によって基板上に所望の配線パターンを形成することにより３層フレキシブル配線板を製造することができ、２層フレキシブル基板を用いる場合には、サブトラクティブ法またはアディティブ法によって基板上に所望の配線パターンを形成することにより２層フレキシブル配線板を製造することができるが、一般には製造方法が簡単で、低コストで製造することができる３層フレキシブル基板の使用が主流を占めていた。
【０００４】
ところで、近年の電子機器の高密度化に伴なって配線板における配線幅も狭ピッチのものが求められるようになってきている。しかし、配線板の製造に際しては、基板の絶縁体フィルム上に形成した銅導体層を所望の配線パターンに従ってエッチングして配線部の形成を行う場合に、配線部の側面がエッチングされる、いわゆるサイドエッチングを生ずるために配線部の断面形状が裾広がりの台形になり易い。従って配線部間の電気的絶縁性を確保するまでエッチングを行うと配線ピッチ幅が広くなり過ぎてしまうために、従来一般的に使用されている３５μｍ厚さの銅箔を貼り合わせた３層フレキシブル基板を用いる限り配線板における配線部の狭ピッチ化を行うには限界があった。
【０００５】
このため従来の３５μｍ厚さの銅箔張り合わせ基板に代えて１８μｍ厚さ以下の薄い銅箔張り合わせた基板を使用し、サイドエッチングによる裾広がりの幅を小さくして配線板における配線部の狭ピッチ化を図る試みがなされた。しかし、このような薄肉の銅箔は剛性が小さくハンドリング性が悪いため、一旦銅箔にアルミニウムキャリアなどの補強材を貼り合わせて剛性を高くした後、該銅箔と絶縁体フィルムの貼り合わせを行い、しかる後再びアルミニウムキャリアを除去する方法が採られていたが、この方法はあまりに手間と時間がかかり作業性が悪いという問題があった。
【０００６】
またこのような薄い銅箔では、膜厚のばらつきやピンホールや亀裂の発生などによる被膜欠陥が増加するなどの製造技術上の問題もあるし、さらに銅箔が薄くなればなるほどその製造が困難となり、製造価格が高くなって３層フレキシブル配線板のコストメリットが失われてしまう結果となった。殊に最近においては、厚さ１０数μｍ以下、数μｍ程度の銅箔を使用しなくては製造できないような狭幅で、狭ピッチの配線部を有する配線板への要求が強まるに至り、３層フレキシブル基板を用いる配線板は、上記したように技術的な問題もさることながら、製造コスト上からも問題があった。
【０００７】
そこで、接着剤を施すことなく直接絶縁体フィルム上に銅被覆層を形成することができる２層フレキシブル基板を用いた２層フレキシブル配線板が注目されるに至った。該２層フレキシブル基板は接着剤なしで直接絶縁体フィルム上に銅導体層を形成するものであり、従って基板自体の厚さを薄くすることができる上に、被着させる銅導体被膜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。そして、このような２層フレキシブル基板を製造する場合には、絶縁体フィルム上に廉価に均一な厚さの銅導体層を形成するための手段として通常は電気銅めっき法が採用されるが、そのためには、電気銅めっき被膜を施す絶縁体フィルムの上に薄膜の下地金属層を形成して表面全面に導電性を付与し、その上に電気銅めっき処理を行なうのが一般的である。
【０００８】
ところで、絶縁体フィルム上に薄膜の下地金属層を得るためには、真空蒸着法、イオンプレーティング法などの乾式めっき法を使用するのが一般的であるが、このような乾式めっき法で得られる被膜層には、通常数十μｍ〜数百μｍの大きさのピンホールが多数発生するので、下地金属層には往々にしてピンホールによる絶縁体フィルム露出部分を生ずることになる。
【０００９】
従来、一般にこの種のフレキシブル配線板においては、配線に必要な銅の導電性被膜の厚さは３５μｍを超え５０μｍまでが適当であるとされていたが、形成される配線の幅も数百μｍ程度であるため、数十μｍのピンホールの存在による配線部の欠陥を生ずることは少なかった。
【００１０】
しかしながら、本発明において指向するような狭ピッチの配線部を持ったフレキシブル配線板を得ようとする場合には、前述したように配線部形成のための銅被膜の厚さは３５μｍ以下、好ましくは１８μｍ以下、理想的には５μｍ程度の極めて薄い厚さとすることが好ましく、配線部に欠陥を生ずる恐れが多くなるものであった。
【００１１】
この状況を、下地金属層を形成した絶縁体フィルム上に所望の厚さの銅導体層を形成した２層フレキシブル基板を用いて、例えばサブトラクティブ法によって２層フレキシブル配線板の製造を行う場合を例にとって説明すると、配線部パターンの形成は次の工程で行われる。
（１）該銅導体層上に、配線部のみがマスキングされ非配線部の銅導体層が露出するような所望の配線部パターンを有するレジスト層を設ける、
（２）露出している銅導体層を化学エッチング処理により除去する、
（３）最後にレジスト層を剥離除去する。
従って、銅導体層の厚さを特に例えば５μｍというように極めて薄く形成した基板を使用して、例えば配線幅４０μｍ、配線ピッチ８０μｍというような狭配線幅、狭配線ピッチの配線板を製造する場合には、乾式めっき処理によって基板の下地金属層に生じているピンホールのうち、粗大なものは大きさが数十μｍ乃至数百μｍのオーダーに達するために、５μｍ程度の厚さの電気銅めっき被膜を形成したのでは、ピンホールによる絶縁体フィルム露出部分を殆ど埋めることができないので、この露出部分、つまり導体層の欠落部分が配線部にかかり、配線部は該ピンホールの位置で欠落して配線欠陥となるか、そうでなくても配線部の密着不良を招く原因となるのである。
【００１２】
上記した問題を解決する方法として、絶縁体フィルム上に乾式めっき法で下地金属層を形成した上に、さらに中間金属層として無電解めっきによる銅被覆層を施してピンホールによる絶縁体フィルムの露出部分を被覆する方法が提案されている。しかし、この方法によるときは、確かにある程度ピンホールによる絶縁体フィルムの露出部分をなくすことはできるが、一方において、無電解銅めっき処理に用いられるめっき液やその前処理液などが、既に形成されている大小さまざまなピンホール部分から絶縁体フィルムと下地金属層との間に浸透し、これが下地金属層の密着性、ひいてはその後に形成される電気銅めっきによる導体層の密着性を阻害する原因となるので十分な解決策にはならなかった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、乾式めっき法および無電解めっき法と電気めっき法を使用したフレキシブル配線板の製造における上記した問題点を解決し、絶縁体フィルム上に乾式めっき処理によって下地金属層を形成するに際して生ずるピンホールに起因する銅導体部の欠落がなく、かつ絶縁体フィルムと下地金属層との密着性の優れたフレキシブル配線板の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、絶縁体フィルムの片面または両面に、接着剤を介さずに直接下地金属層を形成し、該下地金属層上に所望の厚さの銅導体層を形成する２層フレキシブル基板の製造方法において、絶縁体フィルム上に、ニッケル、銅−ニッケル合金、クロム、クロム酸化物からなる群から選ばれた少なくとも１種を用い乾式めっき法により形成された被膜層と該被膜層上にさらに形成された乾式めっき法による銅被膜層との２層により下地金属層を形成し、つぎに該下地金属層上に、一次電気銅めっき被膜層を形成した後、無機アルカリ溶液、有機アルカリ溶液またはこれらの混合溶液で処理し、つぎに該一次電気銅めっき被膜層上に中間金属層として無電解銅めっき被膜を形成し、最後に該中間金属層上に二次電気銅めっき被膜層を形成することにより最終的に絶縁体フィルム上に１〜３５μｍの厚さの銅導体層を形成する２層フレキシブル基板の製造方法を特徴とするものである。
【００１５】
本発明において下地金属層上に施される一次電気銅めっき被膜層の厚さは０．３〜１０μｍ、特に０．５〜２μｍの範囲のであることが好ましい。また、一次電気銅めっき被膜層の形成後に施されるアルカリ溶液処理に無機アルカリ溶液を用いる場合は、水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウム、またはこれらの混合水溶液によって行うことが好ましく、その濃度は、０．０５〜３．０モル／リットルであることが好ましい。また有機アルカリ溶液を用いる場合は、ヒドラジンとエチレンジアミンとの混合溶液によって行うことが好ましく、その場合におけるヒドラジンおよびエチレンジアミンの濃度は、それぞれ０．５〜４．０モル／リットルおよび０．５〜２．０モル／リットルであることが好ましい。またさらに、無機アルカリ溶液と有機アルカリ溶液との混合溶液を用いる場合は、水酸化カリウム水溶液および／または水酸化ナトリウム水溶液とヒドラジンとの混合溶液によって行うことが好ましく、その場合における無機アルカリ水溶液およびヒドラジンの濃度は、それぞれ０．０５〜３．０モル／リットルおよび０．５〜４．０モル／リットルであることが好ましい。
【００１６】
無電解銅めっき被膜層の厚さは、０．０１〜１．０μｍであることが好ましく、無電解銅めっき被膜層を形成するに際し、前処理として触媒付与処理を施すことが好ましい。この無電解銅めっき被膜層の上には前記一次電気銅めっき被膜層と同様にして二次電気銅めっき被膜層が形成される。
【００１７】
そして、絶縁体フィルム上に形成される一次電気銅めっき被膜層、無電解銅めっき被膜層および二次電気銅めっき被膜層からなる銅導体層の厚さは１〜３５μｍとする必要がある。
【００１８】
また、本発明において、絶縁体フィルム上に乾式めっき被膜法によって直接形成される２層の下地金属層のうち、ニッケル、銅−ニッケル合金、クロム、クロム酸化物のうちから選ばれた少なくとも１種を乾式めっき処理して得られた被膜層の厚さは５０〜２，０００オングストロームであることが好ましく、その上に形成される銅の乾式めっき被膜層の厚さは２００〜５，０００オングストロームであることが好ましい。また該下地金属層を形成するための乾式めっき法は、真空蒸着法、スパッタリング法、またはイオンプレ−ティング法のうちのいずれかを採用することが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明は、上記したように絶縁体フィルム上に、乾式めっき法によりニッケル、銅−ニッケル合金、クロム、クロム酸化物からなる群から選ばれた少なくとも１種を用いて形成した被膜層と、該被膜層上にさらに乾式めっき法により形成した銅被膜層との２層からなる下地金属層上に、先ず所定の厚さの一次電気銅めっき被膜層を形成した後、これをアルカリ溶液で処理し、しかる後一次電気銅めっき被膜層上にさらに無電解銅めっき被膜層を被着させ、最後に二次電気銅めっき被膜層を形成することによって所望の厚さの銅導体層を形成する２層フレキシブル基板の製造方法であり、乾式めっき法および無電解めっき法ならびに電気めっき法を適用してフレキシブル配線板の製造を行うに際して、本発明の製造方法を採用することにより、乾式めっき処理に際して発生するピンホールに基づく導体部の欠陥が少なく、かつ導体層と絶縁体フィルム間の密着性の高い２層フレキシブル基板を得ることに成功したものである。
【００２０】
本発明において、基板上に電気銅めっき被膜層を一次、二次に分けて形成させる理由について説明すると次のごとくである。即ち、通常乾式めっき法によって絶縁体フィルム上に形成されるめっき被膜層には、大小無数のピンホールが存在するが、そのうちの殆どは光学顕微鏡では観察困難な１μｍ以下の微小なピンホールであり、残部が数μｍ乃至数百μｍの粗大なピンホールである。そして、前者の微小ピンホールは配線板を作製する際の配線部の欠陥発生に殆ど影響しないが、後者の粗大ピンホールは絶縁体フィルム上に顕著な大きさの露出部を形成するために、無電解銅めっき処理によってこの露出部を被覆しなければ、その後の電気銅めっき処理工程において形成される導体層に部分的欠落部を生じ、配線板作製に際して配線欠陥を生ずる原因となる。
【００２１】
なお、本発明者らの行った実験によれば、配線板における配線部の欠落の許容限界の目安は、配線幅の１／４から１／３程度であるので、例えば配線幅４０μｍの配線板においては、基板に形成した導体層に１０μｍの大きさを超えるピンホールよる部分欠落部が多数存在すると、該基板により作製される配線板は不良品となり易いことが実証されている。
【００２２】
そしてまた、上記したピンホールのうち微小ピンホールの存在も、その後に行われる無電解銅めっき処理に際し、無電解めっき液やその前処理液などがこの微小ピンホールの穴から下地金属層と絶縁体フィルムの間に浸透し、下地金属層の密着性を阻害する原因となり、ひいては作製される配線板における配線部の密着強度が通常この種の配線板において実用的基準とされる１ｋｇｆ／ｃｍの値を下回るようになるので好ましくないことが分かった。そこで本発明においては、下地金属層上に一次電気銅めっき処理を施すことにより、形成された銅めっき被膜層によって下地金属層の微小ピンホールの穴を埋めてやり、次工程の無電解銅めっき工程での無電解めっき液や前処理液の微小ピンホールから絶縁体フィルムへの浸透を抑制し、これによって下地金属層の絶縁体フィルムに対する密着性を確保するようにしたものである。
【００２３】
この場合において、一次電気銅めっき被膜層の厚みを０．３〜１０μｍの範囲に限定した理由は次のごとくである。粗大ピンホール部分は絶縁体フィルム面が大きく露出しているために電気銅めっき処理を行っても通電性のない絶縁体フィルム上には銅めっき被膜層は形成されない。その結果一次電気銅めっき被膜層膜が形成された部分の厚さは下地金属層の厚さに一次電気銅めっき被膜層の厚さが加わり、粗大ピンホールによる絶縁体フィルムの露出部分と一次電気銅めっき被膜層の形成部分とに段差が生ずることになる。この段差は最終工程の二次電気銅めっき被膜層の形成後も変わることがないので、一次電気銅めっき被膜層を１０μｍを超える厚さにすると、得られた２層フレキシブル基板の表面における段差が著しく大きくなりすぎて、その後の配線部形成工程における配線部の加工に支障をきたすようになる。また、一次電気銅めっき被膜層の厚さが０．３μｍ未満となると微小ピンホールの穴を十分に埋めきれないので、無電解銅めっき処理に際してのめっき液などの浸透が起こり易くなり、下地金属層の密着性の低下を招く恐れが生ずるので、いずれの場合も好ましくない。
【００２４】
なお、この一次電気銅めっき被膜層の厚さは、もとより微小ピンホールの穴を埋めてめっき液の浸透を防止できる程度の厚さにすればよいのであるが、この厚さは二次電気銅めっき処理を施すことによって得られる最終的な導体層の厚さおよび配線板に形成される配線部の配線幅および配線ピッチの大きさを考慮して定められる。例えば、基板に最終的に形成される導体層の厚さが５μｍ程度であって、これにより作製される配線板における配線幅が４０μｍ、配線ピッチが８０μｍ程度であるときに、基板における下地金属層の密着性をほぼ確保しつつ実質的段差の解消を図るためには、一次電気銅めっき被膜層の厚さは０．５〜２μｍの範囲に定めるのが理想的である。
【００２５】
本発明においては、一次電気銅めっき処理を施した後に、アルカリ溶液による処理を行うが、これは、一次電気銅めっき被膜層を形成しても、なお粗大ピンホールに基づく絶縁体フィルムの露出部分が残留し、この絶縁体フィルム露出部分上には、次工程の無電解銅めっき処理の前処理として行われる触媒付与処理を効果的に行うことが困難であるので、アルカリ溶液によって該絶縁体フィルムの露出部分を親水化することにより触媒付与処理が容易に行ない得るようにし、これによって無電解銅めっき処理が円滑かつ確実に行われるようにするためである。この際に、使用するアルカリ溶液は、絶縁体フィルム面を親水化することができるものであれば無機アルカリ溶液、有機アルカリ溶液、または無機アルカリ溶液と有機アルカリ溶液との混合溶液のいずれでもよい。
【００２６】
つぎに、無電解銅めっき処理を行うが、これは基板全面に無電解銅めっき被膜層を形成させることによって、粗大ピンホールによる絶縁体フィルムの露出面を覆って基板面全面を良導体化し、これによってピンホールの影響を受けることなく次工程での二次電気銅めっき処理を基板全面に亘って行わせることを可能とするために行われるものである。該無電解銅めっき処理を施すに当たっては、公知の触媒付与剤を使用して事前に基板上に触媒付与処理を施すことが好ましい。以後、二次電気銅めっき処理を施すことによって、無電解銅めっき被膜層上に最終的に所望の厚さの導体層が形成されるように銅被覆を形成させ、これによって１〜３５μｍ程度の薄肉の導体層を有する健全な２層フレキシブル基板を容易に得ることができる。
【００２７】
本発明において無電解銅めっき処理に際して行われる触媒付与処理に用いる触媒金属種は、無電解めっき液に含まれる錯体化された金属イオン種よりも電位的に貴なものであればよく、例えば金、白金、銀、パラジウムなどが使用できる。しかし、簡便さを考慮すれば、触媒付与剤として広く市販されているパラジウム系の触媒付与剤、例えばパラジウム−錫の酸性溶液や、アルカリ性のパラジウム錯体溶液、あるいは錫を含まない酸性パラジウム溶液などが適当である。触媒の付与方法は特に限定されず、通常この種の触媒付与に際して一般的に行われているセンシタイジング・アクチベーション法やキャタリスト・アクセレーター法などを状況に応じて適宜選択すればよい。
【００２８】
また、触媒付与処理に際しての前処理は、特に限定されないが下地金属層と絶縁体フィルムおよび下地金属層と無電解めっき被膜層の密着性を高めるために、脱脂などの清浄化処理を施しておくことが望ましい。しかしながら、この前処理によって下地金属層の第２層に形成した銅被膜層や一次電気めっき処理によって形成した銅被膜層が溶解するような条件で処理することは厳に避けなければならない。
【００２９】
また、本発明において使用する無電解めっき液は、含まれる金属イオンが自己触媒性を有し、かつヒドラジン、ホスフィン酸ナトリウム、ホルマリンなどの還元剤によって還元されて金属析出する還元析出型のものであればいずれでもよいが、本発明の主旨からいって、下地金属層に生じているピンホールにより露出した絶縁体フィルムの露出部分の良導体化を図ることが主たる目的であるから、導電性が良好で比較的作業性のよい無電解銅めっき液が最適である。
【００３０】
なお、この無電解銅めっき液によるめっき被膜の厚さは、基板面におけるピンホールによる欠陥修復が可能でかつ電気銅めっき処理を施す際に、電気銅めっき液によって溶解されない程度の厚さであればよく、０．０１〜１．０μｍの範囲であることが好ましい。
【００３１】
このようにして無電解銅めっき被膜層を形成させた基板は、最終的に所望の厚さの導体層が形成されるように二次電気銅めっき処理を施すことにより、下地金属層形成時に発生した大小様々なピンホールによる影響を受けない健全で導体層の密着度の高い２層フレキシブル基板を得ることができる。なお、本発明において行われる電気銅めっき処理は、一次、二次ともに常法による電気銅めっき法における諸条件を採用すればよい。
【００３２】
このようにして下地金属層上に形成された一次電気銅めっき被膜層、無電解銅めっき被膜層および二次電気銅めっき被膜層からなる銅導体層の全体の厚さは１〜３５μｍとする必要がある。全体の厚さが１μｍ未満であると、銅導体層として要求される機械的強度が十分でなく、一方３５μｍを超えると配線部の狭ピッチ化に支障が生ずる。
【００３３】
また本発明において、絶縁体フィルム上に直接形成される下地金属層は、ニッケル、銅−ニッケル合金、クロムおよびクロム酸化物からなる群から選ばれた少なくとも１種から得られたを乾式めっき被膜層を第１層とし、その上にさらに第２層として銅の乾式めっき被膜層を形成することにより２層としたものである。このように下地金属層を２層に形成したのは、乾式めっき処理によるピンホールの発生箇所をずらすことにより、ピンホールに基づく前記したような弊害を可及的に抑制することと、下地金属層の第１層に絶縁体フィルムの構成材料である合成樹脂と比較的密着性の良好なニッケル、クロムおよびこれらの化合物などによる乾式めっき被膜層を配し、第２層の表面層に導電性の高い銅被膜層を配することによって下地金属層の密着性と通電性の双方を高め、つぎに行われる一次電気銅めっき処理がより容易に行われるようにするためである。
【００３４】
下地金属層として形成させるそれぞれの乾式めっき被膜層厚さは、第１層のニッケル、銅−ニッケル合金、クロム、クロム酸化物などの乾式めっき被膜層では、５０〜２，０００オングストロームであることが好ましく、また第２層の銅乾式めっき被膜層では２００〜５，０００オングストロームであることが好ましい。第１層の乾式めっき被膜層の厚さが５０オングストローム未満であるときは、その後の各処理工程を経ても下地金属層の長期的な密着性に問題を生じ、また２，０００オングストロームを超えると、配線部の加工に際してニッケル、クロムなどの除去が困難になり、またクラックやそりなどを生じて密着強度が低下する場合があるからである。また第２層の銅乾式めっき被膜層の厚さが２００オングストローム未満であるときは、ピンホールによる欠陥の軽減効果が少なくなるとともに電気めっきの際に、通電不良を引き起こす恐れがあるからであり、また５，０００オングストロームを超えると、被膜層に応力によるクラックやそりなどを生じ、かえって密着強度が低下するようになるのでいずれも好ましくない。
【００３５】
また、本発明におけるこれら２層の下地金属層の形成のための乾式めっき法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、またはイオンプレ−ティング法のいずれかを適宜採用すればよい。
【００３６】
【実施例】
つぎに本発明の実施例を比較例とともに説明する。
実施例１：
厚さ５０μｍのポリイミドフィルム（東レ・ディユポン社製、製品名「カプトン２００Ｖ」を１２ｃｍ×１２ｃｍの大きさに切り出し、その片面に下地金属層の第１層として真空蒸着法によりニッケル被膜層を１００オングストロームの厚さに形成し、さらにその上に第２層として真空蒸着法により銅被膜層を１，０００オングストロームの厚さに形成した。
【００３７】
次ぎに、これを弱アルカリ性の脱脂剤に１分間浸漬し、引き続き２分間洗浄して表面洗浄処理を行った。次ぎに、表１に示す組成の電気銅めっき液を用いて厚さ１μｍの一次電気銅めっき被膜層を形成した。このときのめっき条件は、めっき温度を室温とし、空気撹拌を行い、電流密度を０．５Ａ／ｄｍ２とした。
【００３８】
【表１】
硫酸銅５水塩 ：８０ｇ／リットル
硫酸 ：２００ｇ／リットル
光沢剤 ：適宜
塩素イオン ：５０ｍｇ／リットル
【００３９】
一次電気銅めっき被膜形成後に水洗し、ついで濃度０．０５モル／リットルの水酸化カリウム水溶液に浸漬して乾式めっき処理に際して発生したピンホ−ルによるポリイミドフィルム露出面を親水化し、水洗後キャタライジング液、アクセレーティング液（共に奥野製薬社製）に浸漬して基板表面に触媒を付与した。引き続き基板を表２に示す組成の無電解銅めっき液に３分間浸漬して表面に０．１μｍの厚さの無電解銅めっき被膜層を成膜した。このときのめっき条件は、めっき液の温度は６０℃、ｐＨは１２．５であり、空気撹拌を行った。
【００４０】
【表２】
硫酸銅 ：１０ｇ／リットル
ＥＤＴＡ ：３０ｇ／リットル
ＨＣＨＯ（３６％溶液） ：５ミリリットル／リットル
ＰＥＧ１０００ ：０．５ｇ／リットル
ジピリジル ：１０ｍｇ／リットル
【００４１】
無電解めっき処理後、引き続いて表１に示す組成の電気銅めっき液を用いて銅導体層の厚さが最終的に５μｍになるように二次電気銅めっき被膜層を形成した。このときのめっき条件は、めっき液の温度は室温とし、空気撹拌を行い、通電時の電流密度を３Ａ／ｄｍ２とした。
【００４２】
得られた基板に対し、銅導体層側から光を当ててピンホールによる欠陥の有無を確認したところ、１２ｃｍ×１２ｃｍの領域内では光の透過は認められず、ピンホールによる欠陥が存在しないことが分かった。この基板を用いて配線幅４０μｍ、配線ピッチ８０μｍのフレキシブル配線板を常法によるサブトラクティブ法に基づいて作製したところ、配線部分にピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。
【００４３】
また、該２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ以上であり、ポリイミドフィルムに下地金属層を真空蒸着した後、一次電気銅めっき被膜層を施さずに直ちに無電解めっき処理を施し、ついで電気銅めっき被膜層を形成した基板によるものに比べて高い密着強度を有し、十分に実用に供することができる密着強度を有するものであることが分かった。
【００４４】
なお、本実施例においては、サブトラクティブ法によってポリイミドフィルムの片面に配線パターンを有する基板から得られた片面フレキシブル配線板についての作製例を示したが、絶縁体フィルムの両面に配線部を有する両面フレキシブル配線板、あるいはセミアディティブ法により作製された片面または両面フレキシブル配線板についても同様の優れた結果が得られることが確認されている。
【００４５】
実施例２：
一次電気銅めっき被膜層の厚さを０．５μｍに形成したこと以外は、実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。また、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ以上であり、十分に実用に供することができる密着強度を有するものであることが分かった。
【００４６】
実施例３：
ポリイミドフィルム露出部の親水化処理に、濃度３．０モル／リットルの水酸化カリウムを使用した以外は、実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。また、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ以上であり、十分に実用に供することができる密着強度を有するものであることが分かった。
【００４７】
実施例４：
ポリイミドフィルム露出部の親水化処理に、濃度０．５モル／リットルのヒドラジン溶液と濃度０．５モル／リットルのエチレンジアミン溶液との混合溶液からなる有機アルカリ溶液を使用し、かつ一次電気銅めっき被膜層の厚さを０．５μｍ、また無電解銅めっき被膜層の厚さを０．５μｍとした以外は、実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。また、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ以上であり、十分に実用に供することができる密着強度を有するものであることが分かった。
【００４８】
実施例５：
下地金属層の第１層に１００オングストロームの厚さの銅−ニッケル合金被膜層を真空蒸着法によって形成し、第２層に厚さ１，０００オングストロームの銅被膜層を真空蒸着法によって形成したこと以外は実施例３と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。また、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ以上であり、十分に実用に供することができる密着強度を有するものであることが分かった。
【００４９】
実施例６：
ポリイミドフィルム露出部の親水化処理に、濃度０．５モル／リットルのヒドラジン溶液と濃度０．５モル／リットルのエチレンジアミン溶液との混合溶液からなる有機アルカリ溶液を使用したこと以外は、実施例５と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。また、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ以上であり、十分に実用に供することができる密着強度を有するものであることが分かった。
【００５０】
実施例７：
下地金属層の第１層に１００オングストロームの厚さのクロム被膜層を真空蒸着法によって形成し、第２層に厚さ１，０００オングストロームの銅被膜層を真空蒸着法によって形成したこと以外は実施例３と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。また、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ以上であり、十分に実用に供することができる密着強度を有するものであることが分かった。
【００５１】
実施例８：
ポリイミドフィルム露出部の親水化処理に、濃度０．５モル／リットルのヒドラジン溶液と濃度０．５モル／リットルのエチレンジアミン溶液との混合溶液からなる有機アルカリ溶液を使用したこと以外は、実施例７と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。また、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ以上であり、十分に実用に供することができる密着強度を有するものであることが分かった。
【００５２】
実施例９：
下地金属層の第１層に１００オングストロームの厚さのクロム酸化物被膜層を真空蒸着法によって形成し、第２層に厚さ１，０００オングストロームの銅被膜層を真空蒸着法によって形成したこと以外は実施例３と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。また、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ以上であり、十分に実用に供することができる密着強度を有するものであることが分かった。
【００５３】
実施例１０：
ポリイミドフィルム露出部の親水化処理に、濃度０．５モル／リットルのヒドラジン溶液と濃度０．５モル／リットルのエチレンジアミン溶液との混合溶液からなる有機アルカリ溶液を使用したこと以外は、実施例９と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。また、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ以上であり、十分に実用に供することができる密着強度を有するものであることが分かった。
【００５４】
実施例１１：
下地金属層の第１層に１００オングストロームの厚さのニッケル被膜層を真空蒸着法によって形成し、第２層に厚さ１，５００オングストロームの銅被膜層を真空蒸着法によって形成したこと、およびポリイミドフィルム露出部の親水化処理に、濃度２．０モル／リットルの水酸化カリウムと濃度２．０モル／リットルのヒドラジン溶液との混合溶液からなる無機／有機アルカリ溶液を使用したこと以外は実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。また、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ以上であり、十分に実用に供することができる密着強度を有するものであることが分かった。
【００５５】
実施例１２：
下地金属層の第１層に厚さ５０オングストロームのクロム酸化物被膜層を真空蒸着法によって形成し、第２層に厚さ１，５００オングストロームの銅被膜層を真空蒸着法によって形成したこと以外は実施例１１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。また、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ以上であり、十分に実用に供することができる密着強度を有するものであることが分かった。
【００５６】
実施例１３：
一次電気銅めっき被膜層の厚さを８μｍ、また無電解銅めっき被膜層の厚さを０．９μｍとし、銅導体層の厚さが最終的に１８μｍとなるよう二次電気銅めっき被膜を形成した以外は、実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。また、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ以上であり、十分に実用に供することができる密着強度を有するものであることが分かった。
【００５７】
実施例１４：
一次電気銅めっき被膜層の厚さを１０μｍ、また無電解銅めっき被膜層の厚さを１．０μｍとし、銅導体層の厚さが最終的に３５μｍとなるよう二次電気銅めっき被膜を形成した以外は、実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。また、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ以上であり、十分に実用に供することができる密着強度を有するものであることが分かった。
【００５８】
比較例１：
下地金属層の第１層として形成するニッケル被膜層の厚さを４０オングストロームとし、下地金属層の第２層を形成しなかったこと以外は実施例１と同様の手順で一次電気銅めっき処理を施したところ、電解電圧が１０ｖ以上となって電流が流れなくなり、電気銅めっき処理を継続することができなかった。
【００５９】
比較例２：
下地金属層の第１層として形成するニッケル被膜層の厚さを３，０００オングストロームとしたこと以外は実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。しかし、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして、その密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ未満であり、実用に供するには不十分な密着強度であり、また配線間にＮｉが残留していた。
【００６０】
比較例３：
下地金属層の第２層として形成する銅被膜層の厚さを１００オングストロームとしたこと以外は実施例１と同様の手順で一次電気銅めっき処理を施したところ、電解電圧が１０ｖ以上となって電流が流れなくなり、電気銅めっき処理を継続することができなかった。
【００６１】
比較例４：
下地金属層の第２層として形成する銅被膜層の厚さを６，０００オングストロームとしたこと以外は実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。しかし、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ未満であり、実用に供するには不十分な密着強度であった。
【００６２】
比較例５：
下地金属層の第１層に厚さ５０オングストロームのクロム被膜層を真空蒸着法によって形成し、第２層に厚さを５０オングストロームの銅被膜層を真空蒸着法によって形成したこと以外は実施例１と同様の手順で一次電気銅めっき処理を施したところ、電解電圧が１０ｖ以上となって電流が流れなくなり、電気銅めっき処理を継続することができなかった。
【００６３】
比較例６：
下地金属層の第１層にニッケル被膜層の代わりに厚さ３，０００オングストロームの銅−ニッケル被膜層を真空蒸着法によって形成したこと以外は実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。しかし、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして、その密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ未満であり、実用に供するには不十分な密着強度であった。
【００６４】
比較例７：
一次電気銅めっき被膜層を０．１μｍの厚さで形成した以外は実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。しかし、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして、その密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ未満であり、実用に供するには不十分な密着強度であった。
【００６５】
比較例８：
一次電気銅めっき被膜層を１２μｍの厚さで形成し、二次電気銅めっき被膜処理を施して得られる最終的な導体層の厚さを１５μｍとした以外は実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。しかし、得られた２層フレキシブル配線板には、下地金属層形成に際しての粗大ピンホールに基づくポリイミドフィルムの露出部分と思われる箇所に銅導体層の厚さが薄く、他の部分との間に１２μｍもの段差があることからフレキシブル配線板には適さないことが分かった。
【００６６】
比較例９：
一次電気銅めっき被膜層の厚さを１０μｍ、また無電解銅めっき被膜層の厚さを１．０μｍとしたが、銅導体層の厚さが最終的に４０μｍとなるよう二次電気銅めっき被膜を形成した以外は、実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製した。その結果、サイドエッチングが大きくなり配線が形成されなかった。
【００６７】
比較例１０：
ポリイミドフィルム露出部の親水化処理に濃度０．０１モル／リットルの水酸化カリウム水溶液を用いた以外は実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製した。得られた基板に対し、銅導体層側から光を当ててピンホールによる欠陥の有無を確認したところ１２ｃｍ×１２ｃｍの領域内で部分的に光の透過が認められ、ピンホールによる欠陥が存在することが分かった。この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因すると思われる欠落部による不良箇所があることが確認され、この基板は狭ピッチ幅の配線部を有する２層フレキシブル配線板の作製には適さないことが分かった。
【００６８】
比較例１１：
ポリイミドフィルム露出部の親水化処理に濃度０．０１モル／リットルの水酸化カリウム水溶液と０．３モル／リットルのヒドラジン溶液の混合溶液を用いた以外は実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製した。得られた基板に対し、銅導体層側から光を当ててピンホールによる欠陥の有無を確認したところ１２ｃｍ×１２ｃｍの領域内で部分的に光の透過が認められ、ピンホールによる欠陥が存在することが分かった。この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因すると思われる欠落部による不良箇所があることが確認され、この基板は狭ピッチ幅の配線部を有する２層フレキシブル配線板の作製には適さないことが分かった。
【００６９】
比較例１２：
ポリイミドフィルム露出部の親水化処理に濃度０．１モル／リットルのヒドラジン溶液と０．１モル／リットルのエチレンジアミン溶液との混合溶液を用いた以外は実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製した。得られた基板に対し、銅導体層側から光を当ててピンホールによる欠陥の有無を確認したところ１２ｃｍ×１２ｃｍの領域内で部分的に光の透過が認められ、ピンホールによる欠陥が存在することが分かった。この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因すると思われる欠落部による不良箇所があることが確認され、この基板は狭ピッチ幅の配線部を有する２層フレキシブル配線板の作製には適さないことが分かった。
【００７０】
比較例１３：
ポリイミドフィルム露出部の親水化処理を省略した以外は実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製した。得られた基板に対し、銅導体層側から光を当ててピンホールによる欠陥の有無を確認したところ、１２ｃｍ×１２ｃｍの領域内で部分的に光の透過が認められ、ピンホールによる欠陥が存在することが分かった。この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因すると思われる欠落部による不良箇所があることが確認され、この基板は狭ピッチ幅の配線部を有する２層フレキシブル配線板の作製には適さないことが分かった。
【００７１】
比較例１４：
一次電気銅めっき処理を省略した以外は実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分にピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。しかし、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして、その密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ未満であり、実用に供するには不十分な密着強度であった。
【００７２】
比較例１５：
無電解銅めっき処理を省略した以外は実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製した。得られた基板に対し、銅導体層側から光を当ててピンホールによる欠陥の有無を確認したところ、１２ｃｍ×１２ｃｍの領域内で部分的に光の透過が認められ、ピンホールによる欠陥が存在することが分かった。この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因すると思われる欠落部による不良箇所があることが確認され、この基板は狭ピッチ幅の配線部を有する２層フレキシブル配線板の作製には適さないことが分かった。
【００７３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の２層フレキシブル基板の製造方法によるときは、絶縁体フィルム上に施した乾式めっき法による下地金属層に生じたピンホールのうち、微小ピンホールに基づく下地金属層の密着性の低下を一次電気銅めっき処理を行うことによって抑制し、粗大ピンホールによる絶縁体フィルムの露出欠陥を無電解銅めっき処理によって被覆することによって基板表面を完全に良導体化することによって粗大ピンホールに基づく導体部欠落の発生を抑制することができるので、その結果１〜３５μｍというような極めて薄い銅導体層を有する健全な２層フレキシブル基板を得ることができる。従って、この基板を使用することによって密着性が高く、欠陥のない配線部を有する信頼性の高い２層フレキシブル配線板を効率よく得ることができるのでその効果は大きい。
【発明の属する技術分野】
本発明は２層フレキシブル基板の製造方法に関し、より具体的には、絶縁体フィルム上に乾式めっき法、無電解銅めっき法および電気銅めっき法を採用して銅導体層を形成するに際し、より健全で密着性の高い銅導体層を容易に形成し得るような２層フレキシブル基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フレキシブル配線板を作製するために用いられる基板は、絶縁体フィルム上に接着剤を用いて導体層となる銅箔を貼り合わせた３層フレキシブル基板と、該絶縁体フィルム上に接着剤を用いることなしに乾式めっき法または湿式めっき法により直接銅導体層を形成した２層フレキシブル基板とに大別される。
【０００３】
そして、３層フレキシブル基板を用いる場合には、サブトラクティブ法によって基板上に所望の配線パターンを形成することにより３層フレキシブル配線板を製造することができ、２層フレキシブル基板を用いる場合には、サブトラクティブ法またはアディティブ法によって基板上に所望の配線パターンを形成することにより２層フレキシブル配線板を製造することができるが、一般には製造方法が簡単で、低コストで製造することができる３層フレキシブル基板の使用が主流を占めていた。
【０００４】
ところで、近年の電子機器の高密度化に伴なって配線板における配線幅も狭ピッチのものが求められるようになってきている。しかし、配線板の製造に際しては、基板の絶縁体フィルム上に形成した銅導体層を所望の配線パターンに従ってエッチングして配線部の形成を行う場合に、配線部の側面がエッチングされる、いわゆるサイドエッチングを生ずるために配線部の断面形状が裾広がりの台形になり易い。従って配線部間の電気的絶縁性を確保するまでエッチングを行うと配線ピッチ幅が広くなり過ぎてしまうために、従来一般的に使用されている３５μｍ厚さの銅箔を貼り合わせた３層フレキシブル基板を用いる限り配線板における配線部の狭ピッチ化を行うには限界があった。
【０００５】
このため従来の３５μｍ厚さの銅箔張り合わせ基板に代えて１８μｍ厚さ以下の薄い銅箔張り合わせた基板を使用し、サイドエッチングによる裾広がりの幅を小さくして配線板における配線部の狭ピッチ化を図る試みがなされた。しかし、このような薄肉の銅箔は剛性が小さくハンドリング性が悪いため、一旦銅箔にアルミニウムキャリアなどの補強材を貼り合わせて剛性を高くした後、該銅箔と絶縁体フィルムの貼り合わせを行い、しかる後再びアルミニウムキャリアを除去する方法が採られていたが、この方法はあまりに手間と時間がかかり作業性が悪いという問題があった。
【０００６】
またこのような薄い銅箔では、膜厚のばらつきやピンホールや亀裂の発生などによる被膜欠陥が増加するなどの製造技術上の問題もあるし、さらに銅箔が薄くなればなるほどその製造が困難となり、製造価格が高くなって３層フレキシブル配線板のコストメリットが失われてしまう結果となった。殊に最近においては、厚さ１０数μｍ以下、数μｍ程度の銅箔を使用しなくては製造できないような狭幅で、狭ピッチの配線部を有する配線板への要求が強まるに至り、３層フレキシブル基板を用いる配線板は、上記したように技術的な問題もさることながら、製造コスト上からも問題があった。
【０００７】
そこで、接着剤を施すことなく直接絶縁体フィルム上に銅被覆層を形成することができる２層フレキシブル基板を用いた２層フレキシブル配線板が注目されるに至った。該２層フレキシブル基板は接着剤なしで直接絶縁体フィルム上に銅導体層を形成するものであり、従って基板自体の厚さを薄くすることができる上に、被着させる銅導体被膜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。そして、このような２層フレキシブル基板を製造する場合には、絶縁体フィルム上に廉価に均一な厚さの銅導体層を形成するための手段として通常は電気銅めっき法が採用されるが、そのためには、電気銅めっき被膜を施す絶縁体フィルムの上に薄膜の下地金属層を形成して表面全面に導電性を付与し、その上に電気銅めっき処理を行なうのが一般的である。
【０００８】
ところで、絶縁体フィルム上に薄膜の下地金属層を得るためには、真空蒸着法、イオンプレーティング法などの乾式めっき法を使用するのが一般的であるが、このような乾式めっき法で得られる被膜層には、通常数十μｍ〜数百μｍの大きさのピンホールが多数発生するので、下地金属層には往々にしてピンホールによる絶縁体フィルム露出部分を生ずることになる。
【０００９】
従来、一般にこの種のフレキシブル配線板においては、配線に必要な銅の導電性被膜の厚さは３５μｍを超え５０μｍまでが適当であるとされていたが、形成される配線の幅も数百μｍ程度であるため、数十μｍのピンホールの存在による配線部の欠陥を生ずることは少なかった。
【００１０】
しかしながら、本発明において指向するような狭ピッチの配線部を持ったフレキシブル配線板を得ようとする場合には、前述したように配線部形成のための銅被膜の厚さは３５μｍ以下、好ましくは１８μｍ以下、理想的には５μｍ程度の極めて薄い厚さとすることが好ましく、配線部に欠陥を生ずる恐れが多くなるものであった。
【００１１】
この状況を、下地金属層を形成した絶縁体フィルム上に所望の厚さの銅導体層を形成した２層フレキシブル基板を用いて、例えばサブトラクティブ法によって２層フレキシブル配線板の製造を行う場合を例にとって説明すると、配線部パターンの形成は次の工程で行われる。
（１）該銅導体層上に、配線部のみがマスキングされ非配線部の銅導体層が露出するような所望の配線部パターンを有するレジスト層を設ける、
（２）露出している銅導体層を化学エッチング処理により除去する、
（３）最後にレジスト層を剥離除去する。
従って、銅導体層の厚さを特に例えば５μｍというように極めて薄く形成した基板を使用して、例えば配線幅４０μｍ、配線ピッチ８０μｍというような狭配線幅、狭配線ピッチの配線板を製造する場合には、乾式めっき処理によって基板の下地金属層に生じているピンホールのうち、粗大なものは大きさが数十μｍ乃至数百μｍのオーダーに達するために、５μｍ程度の厚さの電気銅めっき被膜を形成したのでは、ピンホールによる絶縁体フィルム露出部分を殆ど埋めることができないので、この露出部分、つまり導体層の欠落部分が配線部にかかり、配線部は該ピンホールの位置で欠落して配線欠陥となるか、そうでなくても配線部の密着不良を招く原因となるのである。
【００１２】
上記した問題を解決する方法として、絶縁体フィルム上に乾式めっき法で下地金属層を形成した上に、さらに中間金属層として無電解めっきによる銅被覆層を施してピンホールによる絶縁体フィルムの露出部分を被覆する方法が提案されている。しかし、この方法によるときは、確かにある程度ピンホールによる絶縁体フィルムの露出部分をなくすことはできるが、一方において、無電解銅めっき処理に用いられるめっき液やその前処理液などが、既に形成されている大小さまざまなピンホール部分から絶縁体フィルムと下地金属層との間に浸透し、これが下地金属層の密着性、ひいてはその後に形成される電気銅めっきによる導体層の密着性を阻害する原因となるので十分な解決策にはならなかった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、乾式めっき法および無電解めっき法と電気めっき法を使用したフレキシブル配線板の製造における上記した問題点を解決し、絶縁体フィルム上に乾式めっき処理によって下地金属層を形成するに際して生ずるピンホールに起因する銅導体部の欠落がなく、かつ絶縁体フィルムと下地金属層との密着性の優れたフレキシブル配線板の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、絶縁体フィルムの片面または両面に、接着剤を介さずに直接下地金属層を形成し、該下地金属層上に所望の厚さの銅導体層を形成する２層フレキシブル基板の製造方法において、絶縁体フィルム上に、ニッケル、銅−ニッケル合金、クロム、クロム酸化物からなる群から選ばれた少なくとも１種を用い乾式めっき法により形成された被膜層と該被膜層上にさらに形成された乾式めっき法による銅被膜層との２層により下地金属層を形成し、つぎに該下地金属層上に、一次電気銅めっき被膜層を形成した後、無機アルカリ溶液、有機アルカリ溶液またはこれらの混合溶液で処理し、つぎに該一次電気銅めっき被膜層上に中間金属層として無電解銅めっき被膜を形成し、最後に該中間金属層上に二次電気銅めっき被膜層を形成することにより最終的に絶縁体フィルム上に１〜３５μｍの厚さの銅導体層を形成する２層フレキシブル基板の製造方法を特徴とするものである。
【００１５】
本発明において下地金属層上に施される一次電気銅めっき被膜層の厚さは０．３〜１０μｍ、特に０．５〜２μｍの範囲のであることが好ましい。また、一次電気銅めっき被膜層の形成後に施されるアルカリ溶液処理に無機アルカリ溶液を用いる場合は、水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウム、またはこれらの混合水溶液によって行うことが好ましく、その濃度は、０．０５〜３．０モル／リットルであることが好ましい。また有機アルカリ溶液を用いる場合は、ヒドラジンとエチレンジアミンとの混合溶液によって行うことが好ましく、その場合におけるヒドラジンおよびエチレンジアミンの濃度は、それぞれ０．５〜４．０モル／リットルおよび０．５〜２．０モル／リットルであることが好ましい。またさらに、無機アルカリ溶液と有機アルカリ溶液との混合溶液を用いる場合は、水酸化カリウム水溶液および／または水酸化ナトリウム水溶液とヒドラジンとの混合溶液によって行うことが好ましく、その場合における無機アルカリ水溶液およびヒドラジンの濃度は、それぞれ０．０５〜３．０モル／リットルおよび０．５〜４．０モル／リットルであることが好ましい。
【００１６】
無電解銅めっき被膜層の厚さは、０．０１〜１．０μｍであることが好ましく、無電解銅めっき被膜層を形成するに際し、前処理として触媒付与処理を施すことが好ましい。この無電解銅めっき被膜層の上には前記一次電気銅めっき被膜層と同様にして二次電気銅めっき被膜層が形成される。
【００１７】
そして、絶縁体フィルム上に形成される一次電気銅めっき被膜層、無電解銅めっき被膜層および二次電気銅めっき被膜層からなる銅導体層の厚さは１〜３５μｍとする必要がある。
【００１８】
また、本発明において、絶縁体フィルム上に乾式めっき被膜法によって直接形成される２層の下地金属層のうち、ニッケル、銅−ニッケル合金、クロム、クロム酸化物のうちから選ばれた少なくとも１種を乾式めっき処理して得られた被膜層の厚さは５０〜２，０００オングストロームであることが好ましく、その上に形成される銅の乾式めっき被膜層の厚さは２００〜５，０００オングストロームであることが好ましい。また該下地金属層を形成するための乾式めっき法は、真空蒸着法、スパッタリング法、またはイオンプレ−ティング法のうちのいずれかを採用することが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明は、上記したように絶縁体フィルム上に、乾式めっき法によりニッケル、銅−ニッケル合金、クロム、クロム酸化物からなる群から選ばれた少なくとも１種を用いて形成した被膜層と、該被膜層上にさらに乾式めっき法により形成した銅被膜層との２層からなる下地金属層上に、先ず所定の厚さの一次電気銅めっき被膜層を形成した後、これをアルカリ溶液で処理し、しかる後一次電気銅めっき被膜層上にさらに無電解銅めっき被膜層を被着させ、最後に二次電気銅めっき被膜層を形成することによって所望の厚さの銅導体層を形成する２層フレキシブル基板の製造方法であり、乾式めっき法および無電解めっき法ならびに電気めっき法を適用してフレキシブル配線板の製造を行うに際して、本発明の製造方法を採用することにより、乾式めっき処理に際して発生するピンホールに基づく導体部の欠陥が少なく、かつ導体層と絶縁体フィルム間の密着性の高い２層フレキシブル基板を得ることに成功したものである。
【００２０】
本発明において、基板上に電気銅めっき被膜層を一次、二次に分けて形成させる理由について説明すると次のごとくである。即ち、通常乾式めっき法によって絶縁体フィルム上に形成されるめっき被膜層には、大小無数のピンホールが存在するが、そのうちの殆どは光学顕微鏡では観察困難な１μｍ以下の微小なピンホールであり、残部が数μｍ乃至数百μｍの粗大なピンホールである。そして、前者の微小ピンホールは配線板を作製する際の配線部の欠陥発生に殆ど影響しないが、後者の粗大ピンホールは絶縁体フィルム上に顕著な大きさの露出部を形成するために、無電解銅めっき処理によってこの露出部を被覆しなければ、その後の電気銅めっき処理工程において形成される導体層に部分的欠落部を生じ、配線板作製に際して配線欠陥を生ずる原因となる。
【００２１】
なお、本発明者らの行った実験によれば、配線板における配線部の欠落の許容限界の目安は、配線幅の１／４から１／３程度であるので、例えば配線幅４０μｍの配線板においては、基板に形成した導体層に１０μｍの大きさを超えるピンホールよる部分欠落部が多数存在すると、該基板により作製される配線板は不良品となり易いことが実証されている。
【００２２】
そしてまた、上記したピンホールのうち微小ピンホールの存在も、その後に行われる無電解銅めっき処理に際し、無電解めっき液やその前処理液などがこの微小ピンホールの穴から下地金属層と絶縁体フィルムの間に浸透し、下地金属層の密着性を阻害する原因となり、ひいては作製される配線板における配線部の密着強度が通常この種の配線板において実用的基準とされる１ｋｇｆ／ｃｍの値を下回るようになるので好ましくないことが分かった。そこで本発明においては、下地金属層上に一次電気銅めっき処理を施すことにより、形成された銅めっき被膜層によって下地金属層の微小ピンホールの穴を埋めてやり、次工程の無電解銅めっき工程での無電解めっき液や前処理液の微小ピンホールから絶縁体フィルムへの浸透を抑制し、これによって下地金属層の絶縁体フィルムに対する密着性を確保するようにしたものである。
【００２３】
この場合において、一次電気銅めっき被膜層の厚みを０．３〜１０μｍの範囲に限定した理由は次のごとくである。粗大ピンホール部分は絶縁体フィルム面が大きく露出しているために電気銅めっき処理を行っても通電性のない絶縁体フィルム上には銅めっき被膜層は形成されない。その結果一次電気銅めっき被膜層膜が形成された部分の厚さは下地金属層の厚さに一次電気銅めっき被膜層の厚さが加わり、粗大ピンホールによる絶縁体フィルムの露出部分と一次電気銅めっき被膜層の形成部分とに段差が生ずることになる。この段差は最終工程の二次電気銅めっき被膜層の形成後も変わることがないので、一次電気銅めっき被膜層を１０μｍを超える厚さにすると、得られた２層フレキシブル基板の表面における段差が著しく大きくなりすぎて、その後の配線部形成工程における配線部の加工に支障をきたすようになる。また、一次電気銅めっき被膜層の厚さが０．３μｍ未満となると微小ピンホールの穴を十分に埋めきれないので、無電解銅めっき処理に際してのめっき液などの浸透が起こり易くなり、下地金属層の密着性の低下を招く恐れが生ずるので、いずれの場合も好ましくない。
【００２４】
なお、この一次電気銅めっき被膜層の厚さは、もとより微小ピンホールの穴を埋めてめっき液の浸透を防止できる程度の厚さにすればよいのであるが、この厚さは二次電気銅めっき処理を施すことによって得られる最終的な導体層の厚さおよび配線板に形成される配線部の配線幅および配線ピッチの大きさを考慮して定められる。例えば、基板に最終的に形成される導体層の厚さが５μｍ程度であって、これにより作製される配線板における配線幅が４０μｍ、配線ピッチが８０μｍ程度であるときに、基板における下地金属層の密着性をほぼ確保しつつ実質的段差の解消を図るためには、一次電気銅めっき被膜層の厚さは０．５〜２μｍの範囲に定めるのが理想的である。
【００２５】
本発明においては、一次電気銅めっき処理を施した後に、アルカリ溶液による処理を行うが、これは、一次電気銅めっき被膜層を形成しても、なお粗大ピンホールに基づく絶縁体フィルムの露出部分が残留し、この絶縁体フィルム露出部分上には、次工程の無電解銅めっき処理の前処理として行われる触媒付与処理を効果的に行うことが困難であるので、アルカリ溶液によって該絶縁体フィルムの露出部分を親水化することにより触媒付与処理が容易に行ない得るようにし、これによって無電解銅めっき処理が円滑かつ確実に行われるようにするためである。この際に、使用するアルカリ溶液は、絶縁体フィルム面を親水化することができるものであれば無機アルカリ溶液、有機アルカリ溶液、または無機アルカリ溶液と有機アルカリ溶液との混合溶液のいずれでもよい。
【００２６】
つぎに、無電解銅めっき処理を行うが、これは基板全面に無電解銅めっき被膜層を形成させることによって、粗大ピンホールによる絶縁体フィルムの露出面を覆って基板面全面を良導体化し、これによってピンホールの影響を受けることなく次工程での二次電気銅めっき処理を基板全面に亘って行わせることを可能とするために行われるものである。該無電解銅めっき処理を施すに当たっては、公知の触媒付与剤を使用して事前に基板上に触媒付与処理を施すことが好ましい。以後、二次電気銅めっき処理を施すことによって、無電解銅めっき被膜層上に最終的に所望の厚さの導体層が形成されるように銅被覆を形成させ、これによって１〜３５μｍ程度の薄肉の導体層を有する健全な２層フレキシブル基板を容易に得ることができる。
【００２７】
本発明において無電解銅めっき処理に際して行われる触媒付与処理に用いる触媒金属種は、無電解めっき液に含まれる錯体化された金属イオン種よりも電位的に貴なものであればよく、例えば金、白金、銀、パラジウムなどが使用できる。しかし、簡便さを考慮すれば、触媒付与剤として広く市販されているパラジウム系の触媒付与剤、例えばパラジウム−錫の酸性溶液や、アルカリ性のパラジウム錯体溶液、あるいは錫を含まない酸性パラジウム溶液などが適当である。触媒の付与方法は特に限定されず、通常この種の触媒付与に際して一般的に行われているセンシタイジング・アクチベーション法やキャタリスト・アクセレーター法などを状況に応じて適宜選択すればよい。
【００２８】
また、触媒付与処理に際しての前処理は、特に限定されないが下地金属層と絶縁体フィルムおよび下地金属層と無電解めっき被膜層の密着性を高めるために、脱脂などの清浄化処理を施しておくことが望ましい。しかしながら、この前処理によって下地金属層の第２層に形成した銅被膜層や一次電気めっき処理によって形成した銅被膜層が溶解するような条件で処理することは厳に避けなければならない。
【００２９】
また、本発明において使用する無電解めっき液は、含まれる金属イオンが自己触媒性を有し、かつヒドラジン、ホスフィン酸ナトリウム、ホルマリンなどの還元剤によって還元されて金属析出する還元析出型のものであればいずれでもよいが、本発明の主旨からいって、下地金属層に生じているピンホールにより露出した絶縁体フィルムの露出部分の良導体化を図ることが主たる目的であるから、導電性が良好で比較的作業性のよい無電解銅めっき液が最適である。
【００３０】
なお、この無電解銅めっき液によるめっき被膜の厚さは、基板面におけるピンホールによる欠陥修復が可能でかつ電気銅めっき処理を施す際に、電気銅めっき液によって溶解されない程度の厚さであればよく、０．０１〜１．０μｍの範囲であることが好ましい。
【００３１】
このようにして無電解銅めっき被膜層を形成させた基板は、最終的に所望の厚さの導体層が形成されるように二次電気銅めっき処理を施すことにより、下地金属層形成時に発生した大小様々なピンホールによる影響を受けない健全で導体層の密着度の高い２層フレキシブル基板を得ることができる。なお、本発明において行われる電気銅めっき処理は、一次、二次ともに常法による電気銅めっき法における諸条件を採用すればよい。
【００３２】
このようにして下地金属層上に形成された一次電気銅めっき被膜層、無電解銅めっき被膜層および二次電気銅めっき被膜層からなる銅導体層の全体の厚さは１〜３５μｍとする必要がある。全体の厚さが１μｍ未満であると、銅導体層として要求される機械的強度が十分でなく、一方３５μｍを超えると配線部の狭ピッチ化に支障が生ずる。
【００３３】
また本発明において、絶縁体フィルム上に直接形成される下地金属層は、ニッケル、銅−ニッケル合金、クロムおよびクロム酸化物からなる群から選ばれた少なくとも１種から得られたを乾式めっき被膜層を第１層とし、その上にさらに第２層として銅の乾式めっき被膜層を形成することにより２層としたものである。このように下地金属層を２層に形成したのは、乾式めっき処理によるピンホールの発生箇所をずらすことにより、ピンホールに基づく前記したような弊害を可及的に抑制することと、下地金属層の第１層に絶縁体フィルムの構成材料である合成樹脂と比較的密着性の良好なニッケル、クロムおよびこれらの化合物などによる乾式めっき被膜層を配し、第２層の表面層に導電性の高い銅被膜層を配することによって下地金属層の密着性と通電性の双方を高め、つぎに行われる一次電気銅めっき処理がより容易に行われるようにするためである。
【００３４】
下地金属層として形成させるそれぞれの乾式めっき被膜層厚さは、第１層のニッケル、銅−ニッケル合金、クロム、クロム酸化物などの乾式めっき被膜層では、５０〜２，０００オングストロームであることが好ましく、また第２層の銅乾式めっき被膜層では２００〜５，０００オングストロームであることが好ましい。第１層の乾式めっき被膜層の厚さが５０オングストローム未満であるときは、その後の各処理工程を経ても下地金属層の長期的な密着性に問題を生じ、また２，０００オングストロームを超えると、配線部の加工に際してニッケル、クロムなどの除去が困難になり、またクラックやそりなどを生じて密着強度が低下する場合があるからである。また第２層の銅乾式めっき被膜層の厚さが２００オングストローム未満であるときは、ピンホールによる欠陥の軽減効果が少なくなるとともに電気めっきの際に、通電不良を引き起こす恐れがあるからであり、また５，０００オングストロームを超えると、被膜層に応力によるクラックやそりなどを生じ、かえって密着強度が低下するようになるのでいずれも好ましくない。
【００３５】
また、本発明におけるこれら２層の下地金属層の形成のための乾式めっき法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、またはイオンプレ−ティング法のいずれかを適宜採用すればよい。
【００３６】
【実施例】
つぎに本発明の実施例を比較例とともに説明する。
実施例１：
厚さ５０μｍのポリイミドフィルム（東レ・ディユポン社製、製品名「カプトン２００Ｖ」を１２ｃｍ×１２ｃｍの大きさに切り出し、その片面に下地金属層の第１層として真空蒸着法によりニッケル被膜層を１００オングストロームの厚さに形成し、さらにその上に第２層として真空蒸着法により銅被膜層を１，０００オングストロームの厚さに形成した。
【００３７】
次ぎに、これを弱アルカリ性の脱脂剤に１分間浸漬し、引き続き２分間洗浄して表面洗浄処理を行った。次ぎに、表１に示す組成の電気銅めっき液を用いて厚さ１μｍの一次電気銅めっき被膜層を形成した。このときのめっき条件は、めっき温度を室温とし、空気撹拌を行い、電流密度を０．５Ａ／ｄｍ２とした。
【００３８】
【表１】
硫酸銅５水塩 ：８０ｇ／リットル
硫酸 ：２００ｇ／リットル
光沢剤 ：適宜
塩素イオン ：５０ｍｇ／リットル
【００３９】
一次電気銅めっき被膜形成後に水洗し、ついで濃度０．０５モル／リットルの水酸化カリウム水溶液に浸漬して乾式めっき処理に際して発生したピンホ−ルによるポリイミドフィルム露出面を親水化し、水洗後キャタライジング液、アクセレーティング液（共に奥野製薬社製）に浸漬して基板表面に触媒を付与した。引き続き基板を表２に示す組成の無電解銅めっき液に３分間浸漬して表面に０．１μｍの厚さの無電解銅めっき被膜層を成膜した。このときのめっき条件は、めっき液の温度は６０℃、ｐＨは１２．５であり、空気撹拌を行った。
【００４０】
【表２】
硫酸銅 ：１０ｇ／リットル
ＥＤＴＡ ：３０ｇ／リットル
ＨＣＨＯ（３６％溶液） ：５ミリリットル／リットル
ＰＥＧ１０００ ：０．５ｇ／リットル
ジピリジル ：１０ｍｇ／リットル
【００４１】
無電解めっき処理後、引き続いて表１に示す組成の電気銅めっき液を用いて銅導体層の厚さが最終的に５μｍになるように二次電気銅めっき被膜層を形成した。このときのめっき条件は、めっき液の温度は室温とし、空気撹拌を行い、通電時の電流密度を３Ａ／ｄｍ２とした。
【００４２】
得られた基板に対し、銅導体層側から光を当ててピンホールによる欠陥の有無を確認したところ、１２ｃｍ×１２ｃｍの領域内では光の透過は認められず、ピンホールによる欠陥が存在しないことが分かった。この基板を用いて配線幅４０μｍ、配線ピッチ８０μｍのフレキシブル配線板を常法によるサブトラクティブ法に基づいて作製したところ、配線部分にピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。
【００４３】
また、該２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ以上であり、ポリイミドフィルムに下地金属層を真空蒸着した後、一次電気銅めっき被膜層を施さずに直ちに無電解めっき処理を施し、ついで電気銅めっき被膜層を形成した基板によるものに比べて高い密着強度を有し、十分に実用に供することができる密着強度を有するものであることが分かった。
【００４４】
なお、本実施例においては、サブトラクティブ法によってポリイミドフィルムの片面に配線パターンを有する基板から得られた片面フレキシブル配線板についての作製例を示したが、絶縁体フィルムの両面に配線部を有する両面フレキシブル配線板、あるいはセミアディティブ法により作製された片面または両面フレキシブル配線板についても同様の優れた結果が得られることが確認されている。
【００４５】
実施例２：
一次電気銅めっき被膜層の厚さを０．５μｍに形成したこと以外は、実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。また、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ以上であり、十分に実用に供することができる密着強度を有するものであることが分かった。
【００４６】
実施例３：
ポリイミドフィルム露出部の親水化処理に、濃度３．０モル／リットルの水酸化カリウムを使用した以外は、実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。また、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ以上であり、十分に実用に供することができる密着強度を有するものであることが分かった。
【００４７】
実施例４：
ポリイミドフィルム露出部の親水化処理に、濃度０．５モル／リットルのヒドラジン溶液と濃度０．５モル／リットルのエチレンジアミン溶液との混合溶液からなる有機アルカリ溶液を使用し、かつ一次電気銅めっき被膜層の厚さを０．５μｍ、また無電解銅めっき被膜層の厚さを０．５μｍとした以外は、実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。また、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ以上であり、十分に実用に供することができる密着強度を有するものであることが分かった。
【００４８】
実施例５：
下地金属層の第１層に１００オングストロームの厚さの銅−ニッケル合金被膜層を真空蒸着法によって形成し、第２層に厚さ１，０００オングストロームの銅被膜層を真空蒸着法によって形成したこと以外は実施例３と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。また、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ以上であり、十分に実用に供することができる密着強度を有するものであることが分かった。
【００４９】
実施例６：
ポリイミドフィルム露出部の親水化処理に、濃度０．５モル／リットルのヒドラジン溶液と濃度０．５モル／リットルのエチレンジアミン溶液との混合溶液からなる有機アルカリ溶液を使用したこと以外は、実施例５と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。また、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ以上であり、十分に実用に供することができる密着強度を有するものであることが分かった。
【００５０】
実施例７：
下地金属層の第１層に１００オングストロームの厚さのクロム被膜層を真空蒸着法によって形成し、第２層に厚さ１，０００オングストロームの銅被膜層を真空蒸着法によって形成したこと以外は実施例３と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。また、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ以上であり、十分に実用に供することができる密着強度を有するものであることが分かった。
【００５１】
実施例８：
ポリイミドフィルム露出部の親水化処理に、濃度０．５モル／リットルのヒドラジン溶液と濃度０．５モル／リットルのエチレンジアミン溶液との混合溶液からなる有機アルカリ溶液を使用したこと以外は、実施例７と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。また、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ以上であり、十分に実用に供することができる密着強度を有するものであることが分かった。
【００５２】
実施例９：
下地金属層の第１層に１００オングストロームの厚さのクロム酸化物被膜層を真空蒸着法によって形成し、第２層に厚さ１，０００オングストロームの銅被膜層を真空蒸着法によって形成したこと以外は実施例３と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。また、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ以上であり、十分に実用に供することができる密着強度を有するものであることが分かった。
【００５３】
実施例１０：
ポリイミドフィルム露出部の親水化処理に、濃度０．５モル／リットルのヒドラジン溶液と濃度０．５モル／リットルのエチレンジアミン溶液との混合溶液からなる有機アルカリ溶液を使用したこと以外は、実施例９と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。また、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ以上であり、十分に実用に供することができる密着強度を有するものであることが分かった。
【００５４】
実施例１１：
下地金属層の第１層に１００オングストロームの厚さのニッケル被膜層を真空蒸着法によって形成し、第２層に厚さ１，５００オングストロームの銅被膜層を真空蒸着法によって形成したこと、およびポリイミドフィルム露出部の親水化処理に、濃度２．０モル／リットルの水酸化カリウムと濃度２．０モル／リットルのヒドラジン溶液との混合溶液からなる無機／有機アルカリ溶液を使用したこと以外は実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。また、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ以上であり、十分に実用に供することができる密着強度を有するものであることが分かった。
【００５５】
実施例１２：
下地金属層の第１層に厚さ５０オングストロームのクロム酸化物被膜層を真空蒸着法によって形成し、第２層に厚さ１，５００オングストロームの銅被膜層を真空蒸着法によって形成したこと以外は実施例１１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。また、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ以上であり、十分に実用に供することができる密着強度を有するものであることが分かった。
【００５６】
実施例１３：
一次電気銅めっき被膜層の厚さを８μｍ、また無電解銅めっき被膜層の厚さを０．９μｍとし、銅導体層の厚さが最終的に１８μｍとなるよう二次電気銅めっき被膜を形成した以外は、実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。また、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ以上であり、十分に実用に供することができる密着強度を有するものであることが分かった。
【００５７】
実施例１４：
一次電気銅めっき被膜層の厚さを１０μｍ、また無電解銅めっき被膜層の厚さを１．０μｍとし、銅導体層の厚さが最終的に３５μｍとなるよう二次電気銅めっき被膜を形成した以外は、実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。また、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ以上であり、十分に実用に供することができる密着強度を有するものであることが分かった。
【００５８】
比較例１：
下地金属層の第１層として形成するニッケル被膜層の厚さを４０オングストロームとし、下地金属層の第２層を形成しなかったこと以外は実施例１と同様の手順で一次電気銅めっき処理を施したところ、電解電圧が１０ｖ以上となって電流が流れなくなり、電気銅めっき処理を継続することができなかった。
【００５９】
比較例２：
下地金属層の第１層として形成するニッケル被膜層の厚さを３，０００オングストロームとしたこと以外は実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。しかし、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして、その密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ未満であり、実用に供するには不十分な密着強度であり、また配線間にＮｉが残留していた。
【００６０】
比較例３：
下地金属層の第２層として形成する銅被膜層の厚さを１００オングストロームとしたこと以外は実施例１と同様の手順で一次電気銅めっき処理を施したところ、電解電圧が１０ｖ以上となって電流が流れなくなり、電気銅めっき処理を継続することができなかった。
【００６１】
比較例４：
下地金属層の第２層として形成する銅被膜層の厚さを６，０００オングストロームとしたこと以外は実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。しかし、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして配線部の密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ未満であり、実用に供するには不十分な密着強度であった。
【００６２】
比較例５：
下地金属層の第１層に厚さ５０オングストロームのクロム被膜層を真空蒸着法によって形成し、第２層に厚さを５０オングストロームの銅被膜層を真空蒸着法によって形成したこと以外は実施例１と同様の手順で一次電気銅めっき処理を施したところ、電解電圧が１０ｖ以上となって電流が流れなくなり、電気銅めっき処理を継続することができなかった。
【００６３】
比較例６：
下地金属層の第１層にニッケル被膜層の代わりに厚さ３，０００オングストロームの銅−ニッケル被膜層を真空蒸着法によって形成したこと以外は実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。しかし、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして、その密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ未満であり、実用に供するには不十分な密着強度であった。
【００６４】
比較例７：
一次電気銅めっき被膜層を０．１μｍの厚さで形成した以外は実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。しかし、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして、その密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ未満であり、実用に供するには不十分な密着強度であった。
【００６５】
比較例８：
一次電気銅めっき被膜層を１２μｍの厚さで形成し、二次電気銅めっき被膜処理を施して得られる最終的な導体層の厚さを１５μｍとした以外は実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。しかし、得られた２層フレキシブル配線板には、下地金属層形成に際しての粗大ピンホールに基づくポリイミドフィルムの露出部分と思われる箇所に銅導体層の厚さが薄く、他の部分との間に１２μｍもの段差があることからフレキシブル配線板には適さないことが分かった。
【００６６】
比較例９：
一次電気銅めっき被膜層の厚さを１０μｍ、また無電解銅めっき被膜層の厚さを１．０μｍとしたが、銅導体層の厚さが最終的に４０μｍとなるよう二次電気銅めっき被膜を形成した以外は、実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製した。その結果、サイドエッチングが大きくなり配線が形成されなかった。
【００６７】
比較例１０：
ポリイミドフィルム露出部の親水化処理に濃度０．０１モル／リットルの水酸化カリウム水溶液を用いた以外は実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製した。得られた基板に対し、銅導体層側から光を当ててピンホールによる欠陥の有無を確認したところ１２ｃｍ×１２ｃｍの領域内で部分的に光の透過が認められ、ピンホールによる欠陥が存在することが分かった。この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因すると思われる欠落部による不良箇所があることが確認され、この基板は狭ピッチ幅の配線部を有する２層フレキシブル配線板の作製には適さないことが分かった。
【００６８】
比較例１１：
ポリイミドフィルム露出部の親水化処理に濃度０．０１モル／リットルの水酸化カリウム水溶液と０．３モル／リットルのヒドラジン溶液の混合溶液を用いた以外は実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製した。得られた基板に対し、銅導体層側から光を当ててピンホールによる欠陥の有無を確認したところ１２ｃｍ×１２ｃｍの領域内で部分的に光の透過が認められ、ピンホールによる欠陥が存在することが分かった。この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因すると思われる欠落部による不良箇所があることが確認され、この基板は狭ピッチ幅の配線部を有する２層フレキシブル配線板の作製には適さないことが分かった。
【００６９】
比較例１２：
ポリイミドフィルム露出部の親水化処理に濃度０．１モル／リットルのヒドラジン溶液と０．１モル／リットルのエチレンジアミン溶液との混合溶液を用いた以外は実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製した。得られた基板に対し、銅導体層側から光を当ててピンホールによる欠陥の有無を確認したところ１２ｃｍ×１２ｃｍの領域内で部分的に光の透過が認められ、ピンホールによる欠陥が存在することが分かった。この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因すると思われる欠落部による不良箇所があることが確認され、この基板は狭ピッチ幅の配線部を有する２層フレキシブル配線板の作製には適さないことが分かった。
【００７０】
比較例１３：
ポリイミドフィルム露出部の親水化処理を省略した以外は実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製した。得られた基板に対し、銅導体層側から光を当ててピンホールによる欠陥の有無を確認したところ、１２ｃｍ×１２ｃｍの領域内で部分的に光の透過が認められ、ピンホールによる欠陥が存在することが分かった。この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因すると思われる欠落部による不良箇所があることが確認され、この基板は狭ピッチ幅の配線部を有する２層フレキシブル配線板の作製には適さないことが分かった。
【００７１】
比較例１４：
一次電気銅めっき処理を省略した以外は実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製し、この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分にピンホールに起因する欠陥のない２層フレキシブル配線板が得られた。しかし、得られた２層フレキシブル配線板の配線部を垂直に引き剥がして、その密着強度を測定したところ、その強度は１ｋｇｆ／ｃｍ未満であり、実用に供するには不十分な密着強度であった。
【００７２】
比較例１５：
無電解銅めっき処理を省略した以外は実施例１と同様の手順で２層フレキシブル基板を作製した。得られた基板に対し、銅導体層側から光を当ててピンホールによる欠陥の有無を確認したところ、１２ｃｍ×１２ｃｍの領域内で部分的に光の透過が認められ、ピンホールによる欠陥が存在することが分かった。この基板を使用して実施例１と同様の手順で２層フレキシブル配線板を作製したところ、配線部分に、ピンホールに起因すると思われる欠落部による不良箇所があることが確認され、この基板は狭ピッチ幅の配線部を有する２層フレキシブル配線板の作製には適さないことが分かった。
【００７３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の２層フレキシブル基板の製造方法によるときは、絶縁体フィルム上に施した乾式めっき法による下地金属層に生じたピンホールのうち、微小ピンホールに基づく下地金属層の密着性の低下を一次電気銅めっき処理を行うことによって抑制し、粗大ピンホールによる絶縁体フィルムの露出欠陥を無電解銅めっき処理によって被覆することによって基板表面を完全に良導体化することによって粗大ピンホールに基づく導体部欠落の発生を抑制することができるので、その結果１〜３５μｍというような極めて薄い銅導体層を有する健全な２層フレキシブル基板を得ることができる。従って、この基板を使用することによって密着性が高く、欠陥のない配線部を有する信頼性の高い２層フレキシブル配線板を効率よく得ることができるのでその効果は大きい。
Claims (11)
- 絶縁体フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに直接下地金属層を形成し、該下地金属層上に所望の厚さの銅導体層を形成する２層フレキシブル基板の製造方法において、前記絶縁体フィルム上に、ニッケル、銅−ニッケル合金、クロム、クロム酸化物からなる群から選ばれた少なくとも１種を用いて乾式めっき法により形成された被膜層と該被膜層上にさらに形成された乾式めっき法による銅被膜層とによって下地金属層を形成し、つぎに該下地金属層上に、厚さが０．３〜１０μｍの一次電気銅めっき被膜層を形成した後、無機アルカリ溶液および／または有機アルカリ溶液で処理し、しかる後該一次電気銅めっき被膜層上に中間金属層として、厚さが０．０１〜１．０μｍの無電解銅めっき被膜層を形成し、最後に該中間金属層上に二次電気銅めっき被膜層を形成することにより最終的に絶縁体フィルム上に１〜３５μｍの厚さの銅導体層を形成することを特徴とする２層フレキシブル基板の製造方法。
- 前記下地金属層の第１層として形成するニッケル、銅−ニッケル合金、クロム、クロム酸化物からなる群から選ばれた少なくとも１種を用いた乾式めっき被膜層の厚さは５０〜２，０００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２層フレキシブル基板の製造方法。
- 前記下地金属層の第２層として形成する乾式めっき法による銅被膜層の厚さは２００〜５，０００オングストロームであるることを特徴とする請求項１または２記載の２層フレキシブル基板の製造方法。
- 前記下地金属層を形成するための乾式めっき法は、真空蒸着法、スパッタリング法、またはイオンプレーティング法のいずれかであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の２層フレキシブル基板の製造方法。
- 前記無機アルカリ溶液が水酸化カリウム水溶液および／または水酸化ナトリウム水溶液であることを特徴とする請求項１項記載の２層フレキシブル基板の製造方法。
- 前記無機アルカリ水溶液の濃度が０．０５〜３．０モル／リットルであることを特徴とする請求項５記載の２層フレキシブル基板の製造方法。
- 前記有機アルカリ溶液がヒドラジンとエチレンジアミンの混合溶液であることを特徴とする請求項１記載の２層フレキシブル基板の製造方法。
- 前記ヒドラジンおよびエチレンジアミンの濃度がそれぞれ０．５〜４．０モル／リットルおよび０．５〜２．０モル／リットルであることを特徴とする請求項７記載の２層フレキシブル基板の製造方法。
- 前記無機アルカリ溶液と有機アルカリ溶液との混合溶液が水酸化カリウム水溶液および／または水酸化ナトリウム水溶液とヒドラジン溶液との混合溶液であることを特徴とする請求項１記載の２層フレキシブル基板の製造方法。
- 前記無機アルカリ水溶液とヒドラジン溶液の濃度がそれぞれ０．０５〜３．０モル／リットルおよび０．５〜４．０モル／リットルであることを特徴とする請求項９記載の２層フレキシブル基板の製造方法。
- 前記無電解銅めっき被膜層を形成するに際し、前処理として触媒付与処理を施すことを特徴とする請求項１記載の２層フレキシブル基板の製造方法。
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