JP3687365B2

JP3687365B2 - 両面フレキシブル配線板及びその製造方法

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Publication number: JP3687365B2
Application number: JP31521498A
Authority: JP
Inventors: 敏高橋; 亨増山; 秀次波木
Original assignee: Sony Chemicals Corp
Current assignee: Dexerials Corp
Priority date: 1998-11-05
Filing date: 1998-11-05
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2018-11-05
Also published as: JP2000151047A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、両面フレキシブル配線板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
両面フレキシブル配線板は、ポリイミド層（絶縁層）の両面に銅層（導電層）が配設された構造の両面銅張フレキシブル基板にＮＣドリルで貫通孔を形成し、貫通孔の内壁に無電解メッキ銅薄膜を付着させ、更に電解銅メッキ膜を形成することによりスルホールを形成し、次いでスルホールの内壁を保護し導通を確保しつつ、基板両面の銅層にサブストラクト法により回路を形成することにより製造されている。
【０００３】
ここで、両面銅張フレキシブル基板の代表的な作製方法としては、
（１）接着剤付き銅箔を絶縁材であるポリイミドフィルムの両面にラミネート法により接着する方法；
（２）銅箔上に熱可塑性ポリイミド樹脂溶液を塗工・乾燥したフィルムを２枚用意し、熱可塑性ポリイミド樹脂を互いに重ね合わせて高温・高圧下でラミネートする方法；
（３）酸二無水物とジアミンとからなる単層構造の市販のポリイミドフィルム（例えば、ピロメリット酸二無水物とジアミノジフェニルエーテルとからなるカプトン（デュポン社）、アピカル（鐘淵化学）；ジフェニルテトラカルボン酸二無水物とパラフェニレンジアミンとからなるユーピレックスＳ（宇部興産））の両面に蒸着法により金属薄膜を形成し、更にその上に電解メッキ法により金属メッキ層を形成する方法；
以上の三つの方法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、両面フレキシブル配線板を作製する際、両面銅張フレキシブル基板に貫通孔を開けるためにＮＣドリルを使用する場合、装置的にかなり大きな設備投資が必要となり、また、貫通孔を一つずつ開孔するために生産性が低いという問題がある。しかも、貫通孔の開孔端表面にバリが発生しやすく易く、開孔形状も一定しないという問題もある。更に、切削粉が貫通孔内壁に付着し、スルホールの導通信頼性を低下させるという問題もある。また、両面フレキシブル基板の銅層を回路パターン化する際に適用可能な方法として、ファインパターンの形成が容易なアディティブ法を採用することができず、それよりも劣ったサブストラクト法に限定されるという問題もある。また、銅層とポリイミド層との熱線膨張係数の相違から、両面フレキシブル基板の両面銅層を互いに異なるパターンにパターニングすると、場合により両面フレキシブル配線板にカールが生じ、実装作業に支障をきたすという問題がある。
【０００５】
また、両面銅張フレキシブル基板の作製に際しても、それぞれの方法（１）〜（３）には以下に説明するような問題がある。
【０００６】
（１）接着剤の耐熱性が十分でなく、しかも現状では、厚さの厚い銅箔を使用しており且つスルホールメッキ時に銅箔も同時にメッキされるので、銅箔が不均一に厚くなり、従って、微細パターンやワイヤボンディング等に対応したものが製造できない。
【０００７】
（２）耐熱性の良好なフレキシブル基板を作製するために耐熱性の良好な熱可塑性ポリイミド樹脂を使用すると、ラミネート温度や加圧力を高く設定することのできるラミネータが必要となるので、設備投資額が増大して採算性が低下し、しかも生産性も低下する。
【０００８】
（３）金属薄膜とポリイミドフィルムとの間の密着力が十分でなく、配線板に要求されるようなレベルの導通信頼性を確保することができない。
【０００９】
本発明は、以上の従来の技術の課題を解決しようとするものであり、両面フレキシブル配線板の両面の配線間を高い生産性且つ高い信頼性で導通させ、また、絶縁層（特にポリイミド層）とその両側の導電層（特に銅層）との間に高い密着性を確保し、しかも配線パターンをファイン化可能なアディティブ法により形成できるようにし、更にカールを生じないようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、以下の本発明の両面フレキシブル配線板及びその製造方法により達成される。
【００１１】
即ち、本発明は、下層配線層と上層配線層との間に、第１ポリイミド層、第２ポリイミド層及び第３ポリイミド層の３層構造を有する積層ポリイミド層であって、該上層配線層が、ドライプロセスにより形成された金属薄膜とその上に形成された電解メッキ金属膜とから構成され、且つアディティブ法によりパターニングされたものであり、第２ポリイミド層を構成するポリイミド樹脂と下層配線層及び上層配線層を構成する金属材料との熱線膨張係数の差の絶対値が５×１０^-6／Ｋ以内であり、上層配線層側の第３ポリイミド層がスルホン基含有ポリイミドから構成されている積層ポリイミド層が挟持されており、下層配線層と上層配線層とが、積層ポリイミド層のフォトリソグラフ法により形成された貫通孔に電解メッキ法により充填された金属プラグで導通しており、そして下層配線層と上層配線層との外側には、それぞれカバーレイが配設されている両面フレキシブル配線板を提供する。
【００１２】
また、本発明は、上記の両面フレキシブル配線板の製造方法において、以下の工程（ａ）〜（ｉ）：
（ａ）下層配線用金属層の表面に、第１ポリイミド前駆体膜、第２ポリイミド前駆体膜及びスルホン基を含有する第３ポリイミド前駆体膜の３層構造の積層ポリイミド前駆体膜を形成する工程；
（ｂ）積層ポリイミド前駆体膜に、フォトリソグラフ法により貫通孔を形成する工程；
（ｃ）積層ポリイミド前駆体膜をイミド化し、第１ポリイミド層、第２ポリイミド層及び第３ポリイミド層の３層構造の積層ポリイミド層を形成する工程；
（ｄ）下層配線用金属層の下面に保護膜を配設する工程；
（ｅ）積層ポリイミド層に形成された貫通孔に、電解メッキ法により導電材を埋め込み、金属プラグを形成する工程；
（ｆ）積層ポリイミド層の第３ポリイミド層上面にアディティブ法により上層配線層を形成する工程；
（ｇ）上層配線層にカバーレイを配設する工程；
（ｈ）下層配線用金属層の下面に配設された保護膜を除去した後、下層配線用金属層をサブストラクト法により下層配線層にパターニングする工程；及び
（ｉ）下層配線層にカバーレイを配設する工程
を含んでなる製造方法を提供する。
【００１３】
ここで、工程（ｆ）を、以下の工程（ｆ１）〜（ｆ４）：
（ｆ１）積層ポリイミド層の第３ポリイミド層上面にドライプロセスにより金属薄膜を形成する工程；
（ｆ２）金属薄膜上に、上層配線に対応したパターンのメッキレジスト膜を形成する工程；
（ｆ３）電解メッキ法により金属薄膜上に電解メッキ金属膜を形成する工程；及び
（ｆ４）メッキレジスト膜を除去し、ソフトエッチングを行うことにより、上層配線層を形成する工程
から構成することが好ましい。
【００１４】
また、工程（ｈ）を、以下の工程（ｈ１）〜（ｈ３）：
（ｈ１）下層配線用金属層の下面に配設された保護膜を除去し、下層配線に対応したパターンのメッキレジスト膜を下層配線用金属層の下面に形成する工程；
（ｈ２）下層配線用金属層を積層ポリイミド層の第１ポリイミド層が露出するまでエッチングする工程；及び
（ｈ３）下層配線用金属層の下面に設けられたメッキレジスト膜を除去することにより下層配線層を形成する工程
から構成することが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１６】
本発明の両面フレキシブル配線板は、図１に示すように、下層配線層１と上層配線層２との間に、第１ポリイミド層３ａ、第２ポリイミド層３ｂ及び第３ポリイミド層３ｃの３層構造を有する積層ポリイミド層３が挟持され、下層配線層１及び上層配線層２のそれぞれの外側にカバーレイ４及び５が配された構造を有する。
【００１７】
本発明においては、第２ポリイミド層３ｂを構成するポリイミド樹脂と下層配線層１及び上層配線層２を構成する金属材料との熱線膨張係数の差の絶対値を５×１０^-6／Ｋ以内に調整する。これにより、通常の熱履歴（常温保存、はんだディップ処理等）の内容によらず両面フレキシブル配線板のカールの発生を抑制することができる。
【００１８】
なお、第２ポリイミド層３ｂの熱線膨張係数は、両面フレキシブル配線板に一般的に用いられている下層配線層１及び上層配線層２の金属材料の熱線膨張係数が表１に示される数値である点に鑑みて、好ましくは（１０〜２５）×１０^-6／Ｋ、より好ましくは（１７〜２３）×１０^-6／Ｋである。
【００１９】
【表１】

【００２０】
本発明の両面フレキシブル配線板において、第２ポリイミド層３ｂの上層配線層２側に配設される第３ポリイミド層３ｃは、スルホン基含有ポリイミドから構成されている。スルホン基の存在により、その上にドライプロセスにより形成される金属薄膜との間の密着力を向上させることができる。しかも通常の熱履歴によっても安定した密着性を確保することができる。
【００２１】
なお、第１ポリイミド層３ａは、スルホン基を含有しないポリイミドから構成されていてもよいが、第３ポリイミド層３ｃと同様に、スルホン基含有ポリイミドから構成されていることが好ましい。
【００２２】
ここで、スルホン基含有ポリイミドとしては、酸二無水物とジアミンとから誘導されたスルホン基含有ポリアミック酸をイミド化したものを好ましく使用することができ、そのスルホン基は酸二無水物及びジアミンの少なくともいずれか一方に予め存在するスルホン基に由来する。特に、酸二無水物及びジアミンの双方にスルホン基が存在する場合に得られるスルホン基含有ポリイミドを好ましく使用することができる。
【００２３】
酸二無水物の例としては、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）、３，４，３′，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）、３，４，３′，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）、３，３′，４，４′−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物（ＤＳＤＡ）が好ましく挙げられる。
【００２４】
ジアミンの例としては、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＰＥ）、パラフェニレンジアミン（ＰＤＡ）、４，４′−ジアミノベンズアニリド（ＤＡＢＡ）、４，４′−ビス（ｐ−アミノフェノキシ）ジフェニルスルホン（ＢＡＰＳ）が好ましく挙げられる。
【００２５】
また、第１ポリイミド層３ａ及び第３ポリイミド層３ｃの熱線膨張係数は、カールを抑制する効果の点から、両者の差の絶対値が５×１０^-6／Ｋ以内であることが好ましい。勿論同一であってもよいし、また、第２ポリイミド層３ｂとほぼ同一であってもよい。
【００２６】
第１ポリイミド層３ａ、第２ポリイミド層３ｂ及び第３ポリイミド層３ｃの層厚に関し、第２ポリイミド層３ｂの厚みは、第１ポリイミド層３ａ及び第３ポリイミド層３ｃよりも厚いことが好ましい。具体的には、第２ポリイミド層３ｂの厚みは、薄すぎると熱線膨張係数を（１０〜２５）×１０^-6／Ｋの範囲に収めることが困難となり、厚すぎると積層ポリイミド層自体が硬くなり、所定の大きさのロール巻きができなくなるので、好ましくは５〜１００μｍ、より好ましくは１０〜５０μｍとする。また、第１ポリイミド層３ａと第３ポリイミド層３ｃの厚みは、薄すぎると成膜しにくくなり、厚すぎると第２ポリイミド層３ｂの熱線膨張係数に依存させている積層ポリイミド層３全体の熱線膨張係数と下層配線層１及び上層配線層２の金属材料の熱線膨張係数と差が大きくなる可能性があるので、好ましくは１〜１０μｍ、より好ましくは２〜５μｍとする。
【００２７】
本発明の両面フレキシブル配線板において、下層配線層１と上層配線層２とは、フォトリソグラフ法により形成された貫通孔６に電解メッキ法により充填された金属プラグ７で導通している。貫通孔６は、ＮＣドリルではなく、積層ポリイミド層３のイミド化前の積層ポリイミド前駆体膜に、均一で良好な精度で微細パターニグが可能なフォトリソグラフ法を利用して形成したものであるので、両面フレキシブル配線板の両面の配線間を高い生産性、高い信頼性且つ微細パターンで導通させることができる。
【００２８】
金属プラグ７としては、電解メッキ法により貫通孔６に充填できる種々の金属から構成することができ、好ましくは硫酸銅浴からの銅プラグを使用することができる。
【００２９】
下層配線層１としては、銅箔等の下層配線用金属層をサブストラクト法によりパターニングしたものを好ましく利用することができる。
【００３０】
上層配線層２としては、後述するように、ドライプロセスにより形成された金属薄膜２ａとその上に形成された電解メッキ金属膜２ｂをアディティブ法によりパターニングしたものを使用する。従って、上層配線層２をファインパターンの配線層にすることができる。
【００３１】
ここで、金属薄膜２ａはドライプロセスにより形成されるが、ドライプロセスとしては一般的な物理蒸着法（例えば、真空蒸着プロセス、イオンプレーティングプロセス、スパッタプロセス等）を利用することができる。
【００３２】
金属薄膜２ａとしては、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｐｄ、Ｃｕあるいはこれらの合金の薄膜が好ましい。特に、耐金メッキ性や耐スズメッキ性等を考慮すると、スパッタプロセスにより形成されるＮｉ−Ｃｕ薄膜（５０〜５００Å厚）／銅薄膜（１００〜２０００Å厚）の２層構造薄膜が好ましい。
【００３３】
電解メッキ金属膜２ｂとしては、５〜５０μｍ厚の電解銅メッキ膜が好ましい。電解銅メッキ膜の形成条件は、適宜選択することができ、例えば電流密度０．２〜１０Ａ／ｄｍ²の硫酸銅浴メッキにより形成することができる。
【００３４】
なお、金属薄膜２ａの形成に先だって、第３ポリイミド層３ｃの表面に対し、グロー放電処理やプラズマ放電処理（酸化窒素ガス、酸素、アルゴン等のガス又は混合ガス雰囲気）、紫外線照射処理等の表面改質処理を施すことが、密着性を向上させる点から好ましい。
【００３５】
カバーレイ４及び５としては、従来の両面フレキシブル配線板において用いられているカバーレイと同様に構成することができ、例えば、接着剤つきのポリイミドフィルムをドライラミネートしたり、熱可塑性ポリイミド樹脂塗工液を塗布乾燥したり、ポリアミック酸ワニスを塗布乾燥しイミド化したりすることにより形成することができる。
【００３６】
本発明の両面フレキシブル配線板は、以下の工程（ａ）〜（ｉ）に従って製造することができる。図面を参照しながら工程毎に説明する。
【００３７】
工程（ａ）
下層配線用金属層２１の表面に、第１ポリイミド前駆体膜２２ａ、第２ポリイミド前駆体膜２２ｂ及びスルホン基を含有する第３ポリイミド前駆体膜２２ｃからなる積層ポリイミド前駆体膜２２を形成する（図２（ａ））。
【００３８】
具体的には、下層配線用金属層２１の上面に、第１ポリイミド膜形成用ポリアミック酸ワニスをコンマコーター、ナイフコーター、ロールコーター、グラビヤコーター、リップコーター、ダイコーター等により塗工し、残存揮発分（溶剤、縮合により生ずる水等）含有量が２０〜３０重量％の範囲内に収まるように且つ発泡が生じないように連続乾燥炉（アーチ型炉やフローティング炉等）で乾燥してポリイミド前駆体膜２２ａを作製する。ここで、残存揮発分含有量が２０重量％未満であると、第１ポリイミド層と第２ポリイミド層との密着性が不十分になるおそれがあり、３０重量％を超えると第１ポリイミド層と第２ポリイミド層との間の密着強度や収縮率が安定化しない。
【００３９】
なお、本明細書において、残存揮発分含有量は、ポリイミド前駆体膜中の全揮発成分の重量百分率（重量％）を意味する。
【００４０】
次に、第１ポリイミド前駆体膜２２ａ上に、第２ポリイミド膜形成用ポリアミック酸ワニスを同様に塗工し、残存揮発分含有量が３０〜５０重量％の範囲内に収まるように乾燥して、第２ポリイミド前駆体膜２２ｂを作製する。ここで、残存揮発分含有量が３０重量％未満であると、第１ポリイミド層と第２ポリイミド層との密着性が不十分になるおそれがあり、５０重量％を超えるとイミド化に際して発泡が生ずるので好ましくはない。
【００４１】
次に、第２ポリイミド前駆体膜２２ｂ上に、第３ポリイミド膜形成用ポリアミック酸ワニスを同様に塗工し、残存揮発分含有量が３０〜５０重量％の範囲内に収まるように乾燥して、第３ポリイミド前駆体膜２２ｃを作製する。これにより、３層構造の積層ポリイミド前駆体膜２２が得られる。
【００４２】
工程（ｂ）
次に、積層ポリイミド前駆体膜２２に、フォトリソグラフ法により貫通孔２３を形成する（図２（ｂ））。
【００４３】
具体的には積層ポリイミド前駆体膜２２に、中性又は弱酸性水溶液で現像可能で耐アルカリ性のフォトレジスト（例えば、ＮＲ−４１、ソニーケミカル社製）を常法により塗布し、スルホールパターンマスクを介して露光し、現像してエッチングレジストを形成する。
【００４４】
次に、エッチングレジストを介して１０％水酸化カリウム水溶液で積層ポリイミド前駆体膜２２をエッチングして貫通孔２３を形成する。エッチングレジストは、弱〜中酸性水溶液で剥離除去することができる。
【００４５】
工程（ｃ）
次に、積層ポリイミド前駆体膜２２をイミド化し、第１ポリイミド層２４ａ、第２ポリイミド層２４ｂ及び第３ポリイミド層２４ｃの３層構造の積層ポリイミド層２４を形成する（図２（ｃ））。
【００４６】
イミド化は、残存揮発分含量を好ましくは７〜１０％でイミド化率（赤外線吸収スペクトル分析（表面反射法（ＡＴＲ法））により、イミド基の吸収波長１７８０ｃｍ^-1の吸光量と同試料を１００％イミド化した時の吸光量に対する百分率から算出した値）を５０％以下となるように２１０〜２５０℃、好ましくは２３０〜２４０℃の温度の連続炉での加熱処理により行うことができる。ここで、残存揮発分含量が７％未満であるとカールを十分に抑制することができず、１０％を超えるとブロッキングが生じ易くなるので好ましくない。また、イミド化率が５０％を超えるとカールを十分に抑制することができない。
【００４７】
また、加熱温度が２１０℃未満であると、残存揮発分含量が７％未満となり、２５０℃を超えるとイミド化率が５０％以上となり好ましくない。
【００４８】
工程（ｄ）
下層配線用金属層２１の下面に、保護膜２５を配設する（図２（ｄ））。具体的には、耐酸性の接着剤付き保護フィルム（例えば、ＰＥＴ８１８４（ソニーケミカル社製））を下層配線用金属層２１に直接貼着すればよい。
【００４９】
工程（ｅ）
積層ポリイミド層２４に形成された貫通孔２３に、電解メッキ法により導電材を埋め込み、金属プラグ２６を形成する（図２（ｅ））。例えば、硫酸銅浴から銅プラグを電解メッキにより形成する。
【００５０】
ここで、金属プラグ２６の高さは、積層ポリイミド層２４の厚みの０〜＋５μｍとすることが好ましい。＋５μｍを超えると導通信頼性が低下する傾向がある。
【００５１】
工程（ｆ）
次に、金属プラグ２６が露出している側の積層ポリイミド層２４の第３ポリイミド層２４ｃの表面に、アディティブ法により上層配線層２７を形成する（図２（ｆ））。
【００５２】
具体的には、以下の工程（ｆ１）〜（ｆ４）により上層配線層２７を形成することが好ましい。
【００５３】
工程（ｆ１）
積層ポリイミド層２４の第３ポリイミド層２４ｃ上面に、ドライプロセスにより金属薄膜２７ａを形成する（図３（ｆ１））。
【００５４】
ここで、ドライプロセスとしては一般的な物理蒸着法を利用することができるが、中でもスパッタプロセスが好ましい。
【００５５】
金属薄膜２７ａの材料としては、特に、耐金メッキ性や耐スズメッキ性等を考慮すると、スパッタプロセスにより形成されるＮｉ−Ｃｕ薄膜（５０〜５００Å厚）／銅薄膜（１００〜２０００Å厚）の２層構造薄膜が好ましい。
【００５６】
なお、金属薄膜２７ａの形成に先だって、第３ポリイミド層２４ｃの表面に対し、グロー放電処理、プラズマ放電処理等の表面改質処理を施すことが、密着性を向上させる点から好ましい。
【００５７】
工程（ｆ２）
金属薄膜２７ａ上に、上層配線に対応したパターンのメッキレジスト膜２８を形成する（図３（ｆ２））。
【００５８】
工程（ｆ３）
電解メッキ法により金属薄膜２７ａ上に電解メッキ金属膜２７ｂを形成する（図３（ｆ３））。電解メッキ金属膜２７ｂとしては、５〜５０μｍ厚の電解銅メッキ膜が好ましい。電解銅メッキ膜の形成条件は、適宜選択することができ、例えば電流密度０．２〜１０Ａ／ｄｍ²の硫酸銅浴メッキにより形成することができる。
【００５９】
工程（ｆ４）
メッキレジスト膜２８を除去し、弱酸等によりソフトエッチングを行い、露出した金属薄膜２７ａを除去することにより上層配線層２７を形成する（図３（ｆ４），図２（ｆ））。
【００６０】
工程（ｇ）
上層配線層２７に常法によりカバーレイ２９を配設する（図２（ｇ））。
【００６１】
工程（ｈ）
下層配線用金属層２１の下面に配設された保護膜２５を除去した後、下層配線用金属層２１をサブストラクト法により下層配線層３０にパターニングする（図２（ｈ））。
【００６２】
具体的には、以下の工程（ｈ１）〜（ｈ３）により下層配線層３０を形成することができる。
【００６３】
工程（ｈ１）
下層配線用金属層２１の下面に配設された保護膜２５を除去し、下層配線に対応したパターンのメッキレジスト膜３１を下層配線用金属層２１の下面に形成する（図４（ｈ１））。
【００６４】
工程（ｈ２）
下層配線用金属層２１を積層ポリイミド層２４の第１ポリイミド層２４ａが露出するまでエッチングする（図４（ｈ２））。
【００６５】
工程（ｈ３）
下層配線用金属層２１の下面に設けられたメッキレジスト膜３１を除去することにより下層配線層３０を形成する（図４（ｈ３），図２（ｈ））。
【００６６】
工程（ｉ）
下層配線層３０にカバーレイ３２を配設する（図２（ｉ））。これにより、図１に示すような本発明の両面フレキシブル配線板が得られる。
【００６７】
以上のように得られた本発明の両面フレキシブル配線板は、両面の配線間が高い生産性且つ高い信頼性で導通しており、また、積層ポリイミド層とその両側の配線層との間の密着性が良好であり、しかも上層配線層については配線パターンをファイン化可能なアディティブ法により形成でき、更にカールが生じない。
【００６８】
【実施例】
以下、本発明を具体的に説明する。
【００６９】
参考例Ａ１
（スルホン基を有するポリアミック酸ワニスの調製）
ジャケット付きの６０リットルの反応釜に、パラフェニレンジアミン（ＰＤＡ、三井化学社製）０．４３３ｋｇ（４．００モル）と、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＰＥ、和歌山精化社製）０．８０１ｋｇ（４．００モル）とを、窒素ガス雰囲気下で溶剤Ｎ−メチル−ピロリドン（ＮＭＰ、三菱化学社製）約３５．３ｋｇに溶解した。その後、２５℃において、３，３′，４，４′−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物（ＤＳＤＡ、新日本理化社製）２．６９０ｋｇ（８．０８モル）を徐々に加えながら、３時間反応させた。これにより、固形分約１０％、粘度２０Ｐａ・Ｓ（２５℃）のポリアミック酸ワニスを調製した。
【００７０】
得られたポリアミック酸ワニスを銅箔の上に塗布し、８０〜１６０℃の連続炉で溶剤を飛散させた後、雰囲気温度を２３０〜３５０℃まで昇温し、３５０℃で３０分間処理してイミド化した。そして銅箔を塩化第二鉄溶液でエッチング除去することにより２５μｍ厚の単層ポリイミドフィルムを得た。得られたポリイミドフィルムの熱線膨張係数（使用測定装置：サーマルメカニカルアナライザー（ＴＭＡ／ＳＣＣ１５０ＣＵ、ＳＩＩ社製（引張法：使用荷重２．５ｇ〜５ｇ）））は３６×１０^-6／Ｋであった。
【００７１】
参考例Ａ２
（スルホン基を有さないポリアミック酸ワニスの調製）
参考例Ａ１と同様に、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＰＥ、和歌山精化社製）０．４００ｋｇ（２．０モル）と、４，４′−ジアミノベンズアニリド（ＤＡＢＡ、和歌山精化社製）１．８１ｋｇ（８．０モル）とを、窒素ガス雰囲気下で溶剤Ｎ−メチル−ピロリドン（ＮＭＰ、三菱化学社製）約４６ｋｇに溶解した。その後、５０℃において、３，４，３′，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ、三菱化学社製）２．９７ｋｇ（１０．１モル）を徐々に加えながら３時間反応させた。これにより、固形分約１０％、粘度２０Ｐａ・Ｓ（２５℃）のポリアミック酸ワニスを調製した。
【００７２】
得られたポリアミック酸ワニスを参考例Ａ１と同様に処理することにより、単層ポリイミドフィルムを得た（熱線膨張係数：１８×１０^-6／Ｋ）。
【００７３】
参考例Ａ３
（スルホン基を有さないポリアミック酸ワニスの調製）
参考例Ａ１と同様に、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＰＥ、和歌山精化社製）２．００ｋｇ（１０．０モル）を、窒素ガス雰囲気下で溶剤Ｎ−メチル−ピロリドン（ＮＭＰ、三菱化学社製）約４６ｋｇに溶解した。その後、５０℃において、３，４，３′，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ、三菱化学社製）２．９６ｋｇ（１０．１モル）を徐々に加えながら、３時間反応させた。これにより、固形分約１０％、粘度１５Ｐａ・Ｓ（２５℃）のポリアミック酸ワニスを調製した。
【００７４】
得られたポリアミック酸ワニスを参考例Ａ１と同様に処理することにより、単層ポリイミドフィルムを得た（熱線膨張係数：３５×１０^-6／Ｋ）。
【００７５】
実施例１
（積層ポリイミド前駆体膜の形成）
１８μｍ厚，５４０ｍｍ幅の電解銅箔（ＣＦ−Ｔ９−ＬＰ、福田金属社製）上に、参考例Ａ３のポリアミック酸ワニスを乾燥厚２μｍとなるように塗布し乾燥し、第１ポリイミド前駆体膜（残存揮発分含有量２５％）を形成した。
【００７６】
この上に、参考例Ａ２のポリアミック酸ワニスを、イミド化後の厚みが２２μｍとなるように塗布し乾燥して、第２ポリイミド前駆体膜を形成した。第１ポリイミド前駆体膜と第２ポリイミド前駆体膜とを合わせた積層ポリイミド前駆体膜の残存揮発分含量は３０％であった。
【００７７】
更に、この上に、参考例Ａ１のポリアミック酸ワニスを、イミド化後の厚みが３μｍとなるように塗布し乾燥して、第３ポリイミド前駆体膜を形成した。第１ポリイミド前駆体膜と第２ポリイミド前駆体膜と第３ポリイミド前駆体膜を合わせた積層ポリイミド前駆体膜の残存揮発分含量は３８％であった。
【００７８】
（スルホールの形成とイミド化）
積層ポリイミド前駆体膜上に、良好な耐アルカリ性のフォトレジスト（ＮＲ−４１，ソニーケミカル社製）を溶剤乾燥後の厚さが２０μｍとなるように塗布した。
【００７９】
このフォトレジストをスルホールパターンに対応したパターンに露光現像してエッチングレジスト層を形成し、１０％水酸化カリウム水溶液と温水とで積層ポリイミド前駆体膜を、銅箔が露出するまでエッチングしてスルホール（０．３ｍｍ径）を形成した。その後、常法によりエッチングレジスト層を除去した。
【００８０】
スルホールが形成された積層ポリイミド前駆体膜を、２３０℃の連続炉中で加熱処理した。このときの残存揮発分含量は７．９％であり、赤外線スペクトル分析によるイミド化率は２０％であった。続いて、更にイミド化処理するために、直径２５０ｍｍのステンレス菅に銅箔が内側になるように、加熱処理した積層体１００ｍを巻き込み、窒素雰囲気（酸素濃度０．１％以下）のバッチオーブン中に投入し、１時間かけて３５０℃まで昇温し、３５０℃で１５分間保持した。その後、窒素雰囲気下で２００℃まで降温し、大気中で冷却した。こうしてスルホールが形成された厚さ２２μｍの片面銅張ポリイミド基板を得た。
【００８１】
（スルホールの銅プラグの充填）
片面銅張ポリイミド基板の銅箔面をプロテクトテープで保護し、銅箔をカソードとして硫酸銅メッキ浴（５％）からスルホール内に銅を電解（電流密度０．８Ａ／ｄｍ²）析出させ銅プラグを形成した。
【００８２】
（第３ポリイミド層表面へのドライプロセスによる金属薄膜の形成）
プラズマドライクリーナー（ＰＸ―１０００、Ｍａｒｃｈ社製）を使用し、真空度８０ｍｍＴｏｒｒ、出力１２０Ｗの高周波電源を用いたアルゴンプラズマを第３ポリイミド層表面に照射した。
【００８３】
次いで、ＤＣマグネトロンスパッタ法によりＮｉ５０％／Ｃｕ５０％合金ターゲットから厚さ１５０ÅのＮｉ―Ｃｕ合金薄膜を形成した。
【００８４】
更に、銅ターゲットから厚さ１０００Åの銅薄膜を形成した。
【００８５】
（アディティブ法による上層配線層の形成）
金属薄膜上に、フォトレジストフィルム（ＳＰＧ１５２、旭化成社製）をラミネートし、フォトリソグラフ法により上層配線レジストパターンを形成し、電解メッキにより１２μｍ厚の銅を析出させた。接着強度を測定するために、幅０．５ｍｍの銅パターンを作製した。
【００８６】
レジストパターンを除去した後、露出した金属薄膜を３％過酸化水素／硫酸水溶液でソフトエッチング除去することにより上層配線層を形成した。そして常法に従って上層配線層上にカバーレイを形成した。
【００８７】
（サブストラクト法による下層配線層の形成）
下層配線用銅箔上に、フォトレジストフィルム（ＳＰＧ１５２、旭化成社製）をラミネートし、フォトリソグラフ法により下層配線パターンに対応したエッチングレジストパターンを形成し、酸性エッチング液で銅をパターニングし、エッチングレジストパターンを除去することにより下層配線層を形成した。最後に常法に従って下層配線層上にカバーレイを形成した。これにより、カールのない両面フレキシブル配線板が得られた。
【００８８】
（評価）
実施例１の両面フレキシブル配線板について、下層配線層と第１ポリイミド層との間の接着強度と上層配線層と第３ポリイミド層との間の接着強度とをＪＩＳＣ６４７１に準じた方法（１．５９ｍｍ幅での９０度剥離）によって測定した。また、両面フレキシブル配線板に対してホットオイル試験（２６０℃１０秒−２０℃１０秒の熱サイクル）を行い、何サイクルでスルホールの導通異常が生ずるかを調べた。得られた結果を表２に示す。
【００８９】
なお、比較例１として、銅箔上にスルホン基を含有していないポリイミド樹脂溶液を塗工し、ポリイミド樹脂を互いに重ね合わせて高温・高圧下でラミネートした両面フレキシブル基板（ＳＣ１８−５０−１８ＷＥ、新日鉄化学社製）を使用して、従来方法に従ってＮＣドリルで開孔し、スルホールメッキを施して、両面フレキシブル配線板を作製した。この配線板について実施例１と同様に試験評価した。得られた結果を表２示す。
【００９０】
【表２】

評価項目実施例１比較例１
接着強度（ｋｇ／ｃｍ²）
下層配線層と第１ポリイミド層との間２．２５１．５５
上層配線層と第３ポリイミド層との間１．８５１．４０
スルホール信頼性（サイクル数）１００＜２０

【００９１】
表２から、本発明の両面フレキシブル配線板は、積層ポリイミド層と下層配線層並びに上層配線層と間の接着強度に優れていることがわかる。また、スルホールの導通信頼性にも優れていることがわかる。
【００９２】
【発明の効果】
本発明によれば、両面フレキシブル配線板の両面の配線間を高い生産性且つ高い信頼性で導通させ、また、絶縁層（特にポリイミド層）とその両側の導電層（特に銅層）との間に高い密着性を確保でき、しかも配線パターンをファイン化可能なアディティブ法により形成でき、更にカールを生じないようにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の両面フレキシブル配線板の断面図である。
【図２】本発明の両面フレキシブル配線板の製造工程説明図である。
【図３】本発明の両面フレキシブル配線板の部分製造工程説明図である。
【図４】本発明の両面フレキシブル配線板の部分製造工程説明図である。
【符号の説明】
１下層配線層、２上層配線層、２ａ金属薄膜、２ｂ電解メッキ金属膜、３積層ポリイミド層、３ａ第１ポリイミド層、３ｂ第２ポリイミド層、３ｃ第３ポリイミド層、４，５カバーレイ，６貫通孔、７金属プラグ

Claims

下層配線層と上層配線層との間に、
第１ポリイミド層、第２ポリイミド層及び第３ポリイミド層の３層構造を有する積層ポリイミド層であって、
該上層配線層が、ドライプロセスにより形成された金属薄膜とその上に形成された電解メッキ金属膜とから構成され、且つアディティブ法によりパターニングされたものであり、
第２ポリイミド層を構成するポリイミド樹脂と下層配線層及び上層配線層を構成する金属材料との熱線膨張係数の差の絶対値が５×１０^-6／Ｋ以内であり、
上層配線層側の第３ポリイミド層がスルホン基含有ポリイミドから構成されている積層ポリイミド層が挟持されており、
下層配線層と上層配線層とが、積層ポリイミド層のフォトリソグラフ法により形成された貫通孔に電解メッキ法により充填された金属プラグで導通しており、そして
下層配線層と上層配線層との外側には、それぞれカバーレイが配設されている両面フレキシブル配線板。
第１ポリイミド層と第３ポリイミド層との熱線膨張係数の差の絶対値が、５×１０^-6／Ｋ以内である請求項１記載の両面フレキシブル配線板。
スルホン基含有ポリイミドが、酸二無水物とジアミンとから誘導されたものであり、酸二無水物及びジアミンの少なくともいずれか一方にスルホン基が存在する請求項１記載の両面フレキシブル配線板。
酸二無水物及びジアミンの双方にスルホン基が存在する請求項３記載の両面フレキシブル配線板。
金属薄膜がスパッタプロセスにより形成されたＮｉ−Ｃｕ薄膜／銅薄膜の２層構造を有する請求項４記載の両面フレキシブル配線板。
電解メッキ金属膜が、電解銅メッキ膜である請求項４記載の両面フレキシブル配線板。
下層配線層が、下層配線用金属層をサブトラクト法によりパターニングされたものである請求項１記載の両面フレキシブル配線板。
請求項１記載の両面フレキシブル配線板の製造方法において、以下の工程（ａ）〜（ｉ）：
（ａ）下層配線用金属層の表面に、第１ポリイミド前駆体膜、第２ポリイミド前駆体膜及びスルホン基を含有する第３ポリイミド前駆体膜の３層構造の積層ポリイミド前駆体膜を形成する工程；
（ｂ）積層ポリイミド前駆体膜に、フォトリソグラフ法により貫通孔を形成する工程；
（ｃ）積層ポリイミド前駆体膜をイミド化し、第１ポリイミド層、第２ポリイミド層及び第３ポリイミド層の３層構造の積層ポリイミド層を形成する工程；
（ｄ）下層配線用金属層の下面に保護膜を配設する工程；
（ｅ）積層ポリイミド層に形成された貫通孔に、電解メッキ法により導電材を埋め込み、金属プラグを形成する工程；
（ｆ）積層ポリイミド層の第３ポリイミド層上面にアディティブ法により上層配線層を形成する工程；
（ｇ）上層配線層にカバーレイを配設する工程；
（ｈ）下層配線用金属層の下面に配設された保護層を除去した後、下層配線用金属層をサブトラクト法により下層配線層にパターニングする工程；及び
（ｉ）下層配線層にカバーレイを配設する工程
を含んでなる製造方法。
工程（ｆ）が、以下の工程（ｆ１）〜（ｆ４）：
（ｆ１）積層ポリイミド層の第３ポリイミド層上面にドライプロセスにより金属薄膜を形成する工程；
（ｆ２）金属薄膜上に、上層配線に対応したパターンのメッキレジスト膜を形成する工程；
（ｆ３）電解メッキ法により金属薄膜上に電解メッキ金属膜を形成する工程；及び
（ｆ４）メッキレジスト膜を除去し、ソフトエッチングを行うことにより、上層配線層を形成する工程
からなる請求項８記載の製造方法。
金属薄膜として、スパッタプロセスによりＮｉ−Ｃｕ薄膜／銅薄膜の２層構造の金属薄膜を形成する請求項９の製造方法。
電解メッキ金属膜として、電解メッキ法により銅メッキ膜を形成する請求項９記載の製造方法。
工程（ｈ）が、以下の工程（ｈ１）〜（ｈ３）：
（ｈ１）下層配線用金属層の下面に配設された保護層を除去し、下層配線に対応したパターンのメッキレジスト膜を下層配線用金属層の下面に形成する工程；
（ｈ２）下層配線用金属層を積層ポリイミド膜の第１ポリイミド層が露出するまでエッチングする工程；及び
（ｈ３）下層配線用金属層の下面に設けられたメッキレジスト層を除去することにより下層配線層を形成する工程
からなる請求項８記載の製造方法。