JP5347980B2 - 金属化ポリイミドフィルム、及びそれを用いたフレキシブル配線板 - Google Patents

Description

本発明は、金属化ポリイミドフィルム、及びそれを用いたフレキシブル配線板に関し、さらに詳しくは、ＯＬＢ（Ｏｕｔｅｒ ｌｅａｄ ｂｏｎｄｉｎｇ）工程時の伸び率が従来品の５０％に低減するフレキシブル配線板を得ることができる金属化ポリイミドドフィルム、及びそれを用いたフレキシブル配線板に関する。

電子回路を形成してこれらの電子部品を搭載する基板は、硬い板状の「リジット配線板」と、フィルム状で柔軟性があり、自由に曲げることのできる「フレキシブル配線板」（以下、ＦＰＣと称す場合がある）がある。このなかで、ＦＰＣはその柔軟性を生かしてＬＣＤドライバー用配線板、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）モジュール、携帯電話のヒンジ部のような屈曲性が要求される部分で使用できることから、その需要はますます増加してきている。

ところで、こうしたフレキシブル配線板は、ポリイミドフィルムの表面に金属層が設けられた基材を用い、この金属層をサブトラクティブ法又はセミアディティブ法により加工して配線を得ている。因みに、サブトラクティブ法でフレキシブル配線板を得る場合の説明をすると、まず、基材の金属層表面にレジスト層を設け、そのレジスト層の上に所定の配線パターンを有するマスクを設け、その上から紫外線を照射して露光し、現像して金属層をエッチングするためのエッチングマスクを得、次いで露出している金属部をエッチングして除去し、次いで残存するレジスト層を除去し、水洗し、要すれば配線のリード端子部等に所定のめっきを施して得る。
セミアディティブ法で得る場合には、基材の金属表面にレジスト層を設け、そのレジスト層の上に所定の配線パターを有するマスクを設け、その上から紫外線を照射して露光し、現像して金属層表面に銅を電着させるためのめっき用マスクを得、開口部に露出している金属層を陰極として電気メッキして配線部を形成し、次にレジスト層を除去し、ソフトエッチングして配線部以外の前記基材表面の金属層を除去して配線部を完成させ、水洗し、要すれば、配線のリード端子部等に所定のめっきを施して得る。

現在、液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤと称す場合がある）、携帯電話、デジタルカメラ及び様々な電気機器は、薄型、小型、軽量化、低コスト化が求められており、それらに搭載される電子部品にも、当然のように小型化への流れが進んでいる。その結果、用いられるフレキシブル配線板の配線ピッチは２５μｍ以下が求められてきている。
この要求に応ずるべく、配線ピッチが２５μｍのフレキシブル配線板を得ようとすると、サブトラクティブ法で配線を得る場合には、配線作製の際のサイドエッチングによる影響を無くして、その断面が矩形形状の良好な配線を得るためには、基材に設けられている前記金属層の厚さは２０μｍ以下としなければならない。むろん、セミアディティブ法で配線を得る際には、前記金属層の厚さは数μｍとしなければならない。
このような基材を得る方法として、絶縁性樹脂フィルム表面に乾式めっき法で金属薄膜を得、その上に乾式めっき法で銅薄膜を得、その上に湿式めっき法により銅膜を設けて金属層を得る方法が推奨されている。というのは、この基材は、全ての構成膜をめっき法で得るため、金属層の厚さを任意に制御できるからである。

また、配線のファインピッチ化と共に、金属層と絶縁性フィルムとの密着性の向上も求められるようにもなってきている。これは、例えば、フレキシブル配線板に半導体素子を実装する際に、半導体素子表面の電極と配線のインナーリード部とをワイヤボンディングするが、この際のタクトタイムを短くするために、高温度で圧力を掛けてワイヤボンディングが行われるからである。

ＬＣＤでは、配線のファインピッチ化により、ＬＣＤのガラス基板とＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ）の接続におけるＯＬＢ（Ｏｕｔｅｒ ｌｅａｄ ｂｏｎｄｉｎｇ）工程時には、ＡＣＦ（異方性導電フィルムＡｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）接合が用いられている。ＡＣＦは、熱硬化性樹脂に金属微粒子を混ぜ込んだフィルムであり、ＯＬＢが行われる箇所では、ＬＣＤのガラス基板とＣＯＦで挟まれ、加熱及び加圧されることで、ＡＣＦ内の金属微粒子が接触し重なって、加圧方向にのみ導電性が確保され、一方、ガラス基板上の配線間およびＣＯＦ上の配線間ではＡＦＣの絶縁性が確保される。
このＯＬＢ（Ｏｕｔｅｒ ｌｅａｄ ｂｏｎｄｉｎｇ）工程時、ＡＦＣは、１５０℃〜２００℃の範囲に加熱され、１ＭＰａ以上の圧力で加圧される。したがって、このような条件の下で、ＣＯＦの寸法が変化すると、所定の導電性、絶縁性が確保されなくなるので、ＣＯＦの寸法安定性が重要となる。

ところで、ポリイミドフィルムとその表面に設けられた金属層との密着強度の改善はそうした基材が開発されて以来、絶えることのない検討課題であり、既に多くの試みが成されている。
因みに、本出願人は、主成分としてピロメリット酸二無水和物（ＰＭＤＡ）と４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤＡ）を含む、もしくは、主成分としてピロメリット酸二無水和物（ＰＭＤＡ）と４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤＡ）からなる成分とビフェニルテトラカルボン酸二無水和物（ＢＰＤＡ）と４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤＡ）からなる成分を含むポリイミドフィルムを用い、このポリイミドフィルム表面をプラズマ処理、コロナ放電または湿式処理により改質して該表面に親水性官能基を導入し、この改質層の厚さを２００Å以下とし、その上にスパッタリング法により、少なくともニッケル、クロム、及びこれらの合金からなる群から選ばれた金属でシード層を作製し、その上にめっき法により厚さ８μｍの銅層を設けることにより、２層めっき銅ポリイミド基板を製造する方法を提案している（特許文献１ 第１、２頁参照）。
この方法により、得られた基材のポリイミド表面と金属層との初期密着強度は、１５０℃で大気中に１６８時間放置した後、及び１２１℃、湿度９５％、２気圧での１００時間のＰＣＴテスト後の密着強度がいずれも４００Ｎ／ｍ以上という優れたものとなった（特許文献１ 第５頁参照）。

また、寸法安定性に優れ、ファインピッチ回路用基板、特にフィルム幅方向に狭ピッチに配線されるＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ）用に好適なポリイミドフィルム及びそれを基材とした銅張積層体が提案されている（特許文献２）。ここには、ジアミン成分に４，４’−ジアミノベンズアニリドを特定量以上使用すること、寸法安定性の観点からポリイミドフィルムの熱膨張係数を規定し、熱膨張係数を金属の熱膨張係数にそろえることが望ましいことが記載されている。金属化ポリイミドフィルムを用いた回路基板には、寸法安定性だけでなく密着強度も要求される。しかしながら、特許文献２には、密着強度について記載がなく、金属化ポリイミドフィルムが寸法安定性と密着性を両立できるものとはいえない。

特開２００７−３１８１７７号公報 （第１、２、５頁参照） 特開２００９−６７８５９号公報

本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、ＯＬＢ（Ｏｕｔｅｒ ｌｅａｄ ｂｏｎｄｉｎｇ）工程時の伸び率が従来品の５０％に低減するフレキシブル配線板を得ることができる金属化ポリイミドフィルム、及びそれを用いたフレキシブル配線板を提供することにある。

本発明者らは、前記課題を解決すべく種々検討した結果、膜厚３５μｍ〜４０μｍのとき、熱膨張係数が、ＴＤ方向（幅方向）が３ｐｐｍ／℃〜８ｐｐｍ／℃であり、ＭＤ方向（長手方向）が９ｐｐｍ／℃〜１５ｐｐｍ／℃である特定の金属化ポリイミドフィルムを用いれば、初期密着強度が６００Ｎ／ｍ以上を有し、ＯＬＢ工程時に従来品の５０％の伸び率を低減できる回路基板が得られることを見いだし、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の第１の発明によれば、めっき法によりポリイミドフィルムの表面に直接金属膜が設けられた金属化ポリイミドフィルムであって、
前記ポリイミドフィルムは、膜厚３５μｍ〜４０μｍのとき、吸水率が１質量％〜３質量％で、かつ熱膨張係数が、ＴＤ方向（幅方向）で３ｐｐｍ／℃〜８ｐｐｍ／℃、ＭＤ方向（長手方向）で９ｐｐｍ／℃〜１５ｐｐｍ／℃であり、また、湿度膨張係数が、ＴＤ方向（幅方向）で７ｐｐｍ／％ＨＲ〜１３ｐｐｍ／％ＨＲ、ＭＤ方向（長手方向）で１２ｐｐｍ／％ＨＲ〜１５ｐｐｍ／％ＨＲであることを特徴とする金属化ポリイミドフィルムが提供される。

また、本発明の第２の発明に依れば、第１の発明において、前記ポリイミドフィルムは、ビフェニルテトラカルボン酸とジアミン化合物によるイミド結合をポリイミド分子中に含有し、その表面のＴＤ方向（幅方向）を薄膜Ｘ線回折測定（Ｃｕ Ｋα 入射角＝０．１°）したときに、２θ＝１２°〜１８°、２θ＝２６°〜３２°、２θ＝４２°〜４８°の各範囲に半価幅が１．５°以下のピークを有することを特徴とする金属化ポリイミドフィルムが提供される。

また、本発明の第３の発明に依れば、第１の発明において、前記金属膜は、ニッケル、クロム、又はニッケル合金から選択される少なくとも１種からなる下地金属薄膜と、該下地金属薄膜の上に設けられた銅層で構成されていることを特徴とする金属化ポリイミドフィルムが提供される。

また、本発明の第４の発明に依れば、第３の発明において、前記銅層は、銅薄膜であることを特徴とする金属化ポリイミドフィルムが提供される。

また、本発明の第５の発明に依れば、第３の発明において、前記銅層は、銅薄膜の表面に、さらに銅膜が積層されていることを特徴とする金属化ポリイミドフィルムが提供される。

また、本発明の第６の発明によれば、第３又は第４の発明において、前記金属薄膜と銅薄膜とは、乾式めっき法で形成されることを特徴とする金属化ポリイミドフィルムが提供される。

また、本発明の第７の発明に依れば、第５の発明において、前記銅膜は、湿式めっき法で形成されることを特徴とする金属化ポリイミドフィルムが提供される。
また、本発明の第８の発明に依れば、第１〜第７の発明のいずれかの発明において、前記金属膜の厚さが２０μｍ以下であることを特徴とする金属化ポリイミドフィルムが提供される。

また、本発明の第９の発明に依れば、ポリイミドフィルムの表面に金属膜の配線パターンが設けられたフレキシブル配線板であって、
前記ポリイミドフィルムは、ビフェニルテトラカルボン酸とジアミン化合物によるイミド結合をポリイミド分子中に含有しており、その表面のＴＤ方向を薄膜Ｘ線回折測定（Ｃｕ Ｋα 入射角＝０．１°）したときに、２θ＝１２°〜１８°、２θ＝２６°〜３２°、２θ＝４２°〜４８°の各範囲に、半価幅が１．５°以下のピークを有し、また、湿度膨張係数が、ＴＤ方向（幅方向）で７ｐｐｍ／％ＨＲ〜１３ｐｐｍ／％ＨＲ、ＭＤ方向（長手方向）で１２ｐｐｍ／％ＨＲ〜１５ｐｐｍ／％ＨＲであることを特徴とするフレキシブル配線板が提供される。
また、本発明の第１０の発明に依れば、第９の発明において、前記金属膜は、ニッケル、クロム、又はニッケル合金から選択される少なくとも１種からなる下地金属薄膜と、該金属薄膜の上に設けられた銅層とで構成されていることを特徴とするフレキシブル配線板が提供される。
また、本発明の第１１の発明に依れば、第９又は１０の発明において、前記金属膜は、厚さが２０μｍ以下であることを特徴とするフレキシブル配線板が提供される。
また、本発明の第１２の発明に依れば、第９〜１１のいずれかの発明において、前記金属膜層をエッチング除去し、配線加工後のフィルム表面を再現させたとき、ポリイミドフィルムの表面のＴＤ方向を薄膜Ｘ線回折測定（Ｃｕ Ｋα 入射角＝０．１°）すると、２θ＝１２°〜１８°、２θ＝２６°〜３２°、２θ＝４２°〜４８°の各範囲に、半価幅１．５°以下のピークが存在することを特徴とするフレキシブル配線板が提供される。
さらに、本発明の第１３の発明に依れば、第１〜８のいずれかの発明に係り、金属化ポリイミドフィルムを用い、サブトラクティブ法又はセミアディティブ法により加工してなるフレキシブル配線板が提供される。

本発明の金属化ポリイミドフィルムは、膜厚３５μｍ〜４０μｍのとき、熱膨張係数が、ＴＤ方向（幅方向）が３ｐｐｍ／℃〜８ｐｐｍ／℃であり、ＭＤ方向（長手方向）が９ｐｐｍ／℃〜１５ｐｐｍ／℃と小さいので、ＯＬＢ（Ｏｕｔｅｒ ｌｅａｄ ｂｏｎｄｉｎｇ）工程時の伸び率が従来品の５０％以下に低減可能で、初期密着強度が６００Ｎ／ｍ以上という特性を有し、ファインピッチの配線部を有するフレキシブル配線板を得ることができる。従って、この金属化ポリイミドフィルムを用いることで、近時の実装作業で要求される高温度でのワイヤボンディング作業に対しても十分対応することができ、本発明の工業的価値は極めて大きい。

本発明の実施例１で用いたポリイミドフィルムのＴＤ方向の薄膜Ｘ線回折のチャートである。 本発明（実施例１）のＣＯＦのうち金属層に覆われず、ポリイミドが露出した面に対してＴＤ方向の薄膜Ｘ線回折を行って得られたチャートである。 本発明の金属化ポリイミドフィルムの構成を示す概略図である。 本発明の金属化ポリイミドフィルムの他の構成を示す概略図である。

以下、本発明の金属化ポリイミドフィルム、フレキシブル配線板及びそれらの製造方法について、図面を用いて詳細に説明する。

１．金属化ポリイミドフィルム
本発明の導電性ペーストは、めっき法によりポリイミドフィルムの表面に直接金属膜が設けられた金属化ポリイミドフィルムであって、
前記ポリイミドフィルムは、膜厚３５μｍ〜４０μｍのとき、吸水率が１質量％〜３質量％で、かつ熱膨張係数が、ＴＤ方向（幅方向）で３ｐｐｍ／℃〜８ｐｐｍ／℃、ＭＤ方向（長手方向）で９ｐｐｍ／℃〜１５ｐｐｍ／℃であり、また、湿度膨張係数が、ＴＤ方向（幅方向）で７ｐｐｍ／％ＨＲ〜１３ｐｐｍ／％ＨＲ、ＭＤ方向（長手方向）で１２ｐｐｍ／％ＨＲ〜１５ｐｐｍ／％ＨＲであることを特徴とする。

また、本発明の金属化ポリイミドフィルムは、以下に詳述する特定のポリイミドフィルムの表面に直接、すなわち接着剤を介することなく金属膜が形成されている。金属膜は、下地金属薄膜と下地金属薄膜の表面に設けられた銅層で構成される。銅層は、銅薄膜または銅薄膜と銅膜で構成される。すなわち、本発明の金属化ポリイミドフィルムは、ポリイミドフィルム１の表面に接着剤を介することなく金属膜が設けられた積層体であり、金属膜は、下地金属薄膜２と銅層を構成する銅薄膜３と銅膜４の積層構造（図３参照）、もしくは下地金属薄膜２と銅層を構成する銅薄膜３の積層構造（図４参照）となる。

２．ポリイミドフィルム
本発明に使用するポリイミドフィルムは、膜厚３５μｍ〜４０μｍのとき、吸水率が１質量％〜３質量％である。
ポリイミドフィルムの表面には、下地金属薄膜と銅薄膜が、乾式めっき法で形成され、その後、所定の厚さの銅膜が湿式めっき法、特に電気メッキ法で形成される場合、銅膜内には電着応力として引っ張り応力が形成される。この引っ張り応力が、金属膜とポリイミド層との剥離の原因となる。
湿式めっき法で銅膜を設ける際には、ポリイミドフィルムは、めっき浴に浸漬される。ポリイミドフィルムは吸水性が良く、めっき浴に浸漬されると水を吸水して膨張する。そして、めっき終了後は加熱乾燥されるため、収縮してめっき処理前の状態に戻る。したがって、ポリイミドフィルムの吸水による膨張速度が適切であれば、適切に膨張したポリイミドフィルムの表面に銅膜を完成させ、その後に加熱乾燥することにより、ポリイミドフィルムが収縮し、銅膜を引き延ばすことができ、銅膜内に内部応力として残留する引っ張り応力を低減することが可能となる。
また、本発明においては、ポリイミドフィルムの吸水による膨張速度と共に、吸水率についても考慮することが必要である。本発明では、吸水率が１〜３質量％のポリイミドフィルムを用いるが、吸水率が１質量％未満になると吸水によるポリイミドフィルムの膨張量が少なくなり、本発明の目的が達成されない。吸水率が３質量％を超えるとポリイミドフィルムの吸水による膨張量が大きくなり過ぎて、加熱乾燥した場合に銅層に内部応力として圧縮応力を発生させ、十分な初期密着強度やＰＣＴ密着強度が得られない場合がある。

ところで、ポリイミドフィルムが前記したような吸水性を持つ理由としては、以下のように考えることができる。
一般に、ポリイミドフィルムは、その耐熱性と成形方法により、結晶化しやすいことが知られている。結晶化したポリイミドフィルムでは、ポリイミド分子が整列し、該分子と分子との間を水分が出入りしやすくなる。すなわち、適切に結晶化したポリイミドでは、膜厚３５μｍ〜４０μｍのポリイミドフィルムを用いて、吸水率を１〜３質量％とすることができる。
ポリイミドフィルムが結晶化しているかどうかを確認するため、ポリイミドフィルム表面を薄膜Ｘ線回折測定する。結晶化している場合、その結晶化度により異なるが、通常複数のピークがチャート上で確認される。本発明では、ＴＤ方向（幅方向）を測定すると図１に示すように、２θ＝１２°〜１８°、２θ＝２６°〜３２°、２θ＝４２°〜４８°の各範囲に半価幅が１．５°以下のピークを有することが好ましい。ピークの数は、それぞれの範囲に１つあればよい。その程度に結晶化したポリイミドフィルムであれば、本発明に係る適度な吸水率や膨張係数を有するポリイミドフィルムになり、結果として金属化ポリイミドフィルムに加工することで、所望の密着強度とＣＯＦの寸法安定性を確保できるからである。
また、本発明に使用するポリイミドフィルムにおいては、ＴＤ方向（幅方向）に薄膜Ｘ線回折測定（Ｃｕ Ｋα 入射角＝０．１°）すると、２θ＝１１°以下の位置に半価幅が１．５°以下のピークがないことが好ましい。従来のポリイミドフィルムには、同様に測定すると、２θ＝１１°以下の位置に半価幅が１．５°以下のピークを有するものがあるが、本発明の金属化ポリイミドフィルムに用いるフィルムは、フィルム製膜工程における延伸技術を改良することにより低熱膨張を実現した特長を示している。具体的には、従来と同一の原料を使用して、原料の配合比率を変化させ、さらには、製膜工程時において異方性を発現させることで、延伸技術を改良し、また、ガラス転移温度も従来品のＴｇ：３２０°程度から、Ｔｇ：３５０°程度へ上昇させることで、ＴＤ方向（幅方向）の熱膨張係数をシリコン及びガラスに近い３ｐｐｍ／℃〜８ｐｐｍ／℃に制御することで、ＴＤ方向（幅方向）を薄膜Ｘ線回折測定（Ｃｕ Ｋα 入射角＝０．１°）すると、２θ＝１１°以下の位置に半価幅が１．５°以下のピークが存在しないポリイミドフィルムとなっている。
このポリイミドフィルムを採用することにより、接合工程の加熱による回路とＬＳＩ、あるいは回路とガラス間相互の位置のずれやバラツキを抑制できることから、高精度の接合を可能とし、歩留まりの向上に貢献する可能性が高いものとなる。従来品をＴＤ方向（幅方向）に薄膜Ｘ線回折測定（Ｃｕ Ｋα 入射角＝０．１°）すると、２θ＝１１°以下の位置に半価幅が１．５°以下のピークを有することから、配向によりＯＬＢ接合工程における伸び率のバラツキが大きいという問題があるからである。

ポリイミドフィルムは、表面に直接金属層が設けられるが、この際、金属層とポリイミドフィルムの熱膨張係数差が大きければ大きい程、ボンディングワイヤー時の高温加熱により幅の狭い配線部とポリイミドフィルムとの接合面に負荷がかかり、剥がれやすくなる。したがって、これを避けるためには、用いるポリイミドフィルムの熱膨張係数は、ＴＤ方向は、３ｐｐｍ／℃〜８ｐｐｍ／℃であり、ＭＤ方向は、９ｐｐｍ／℃〜１５ｐｐｍ／℃とする必要がある。この範囲にすることで、ポリイミドフィルム表面に直接金属層を設けた場合、ボンディングワイヤー時の高温加熱により幅の狭い配線部とポリイミドフィルムとの接合面に負荷がかかっても、剥がれにくいものとなる。
また、湿度膨張係数は、ＴＤ方向が７ｐｐｍ／％ＨＲ〜１３ｐｐｍ／％ＨＲであり、ＭＤ方向が１２ｐｐｍ／％ＨＲ〜１５ｐｐｍ／％ＨＲである。湿度膨張係数がこの範囲にあるポリイミドフィルムであれば、金属化ポリイミドフィルムに加工することで、所望の密着強度とＣＯＦの寸法安定性を確保できるからである。

本発明に用いるポリイミドフィルムとしては、前記特性を有すれば、それ以外に特に限定されるものではないが、後で詳述するように、ビフェニルテトラカルボン酸を主成分とするポリイミドフィルムを用いることが好ましい。ビフェニルテトラカルボン酸を主成分とするポリイミドフィルムは、耐熱性、寸法安定性に優れるため好ましい。
本発明に用いるポリイミドフィルムの厚みは、特に限定されないが、屈曲げ性の確保や金属膜の成膜時の歩留りを考慮すると、２５〜５０μｍであり、２５〜４５μｍであることが好ましい。

また、摺動性、熱伝導性等のフィルムの諸特性を改善する目的でフィラーが添加されたものを用いることもできる。この場合、フィラーとして好ましいものは、シリカ、酸化チタン、アルミナ、窒化珪素、窒化ホウ素、リン酸水素カルシウム、リン酸カルシウム、雲母などが挙げられる。
フィラーの粒子径は、改質すべきフィルム特性と添加するフィラーの種類によって異なるため、特に限定されるものではないが、一般的には平均粒径が０．０５〜１００μｍ、好ましくは０．１〜７５μｍ、更に好ましくは０．１〜５０μｍ、特に好ましくは０．１〜２５μｍである。粒子径がこの範囲を下回ると改質効果が現れにくくなり、この範囲を上回ると表面特性を大きく損なったり、機械的特性が大きく低下したりする惧れがある。
また、フィラーの添加量も、改質すべきフィルム特性やフィラー粒子径などにより決定されるため特に限定されるものではない。一般的にフィラーの添加量は、ポリイミド１００重量部に対して０．０１〜１００重量部、好ましくは０．０１〜９０重量部、更に好ましくは０．０２〜８０重量部である。フィラー添加量がこの範囲を下回ると、フィラーによる改質効果が現れにくく、この範囲を上回るとフィルムの機械的特性が大きく損なわれる惧れがある。
このようなポリイミドフィルムの例として、例えば、東レ・デュポン株式会社から市販されているカプトン１５０ＥＮ−Ａ（登録商標）が挙げられる。

２．ポリイミドフィルムの製造方法
本発明において用いるポリイミドフィルムは、その製造方法によって限定されるものではないが、次のように、まず前駆体であるポリアミック酸を製造し、次にポリイミドに変換した後、フィルム化する方法を例示できる。
（１）前駆体であるポリアミック酸の製造
ポリアミック酸を得るには、公知の方法およびそれらを組み合わせた方法を用いることができる。代表的な重合方法として、次のような（ａ）〜（ｅ）の方法が挙げられる。すなわち、
（ａ）芳香族ジアミンを有機極性溶媒中に溶解し、これに、等モルの芳香族テトラカルボン酸二無水物を添加して重合させる。
（ｂ）芳香族テトラカルボン酸二無水物とこれに対し過小モル量の芳香族ジアミン化合物とを有機極性溶媒中で反応させ、両末端に酸無水物基を有するプレポリマーを得る。続いて、最終的に芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミン化合物が実質的に等モルとなるように芳香族ジアミン化合物を添加して重合させる。
（ｃ）芳香族テトラカルボン酸二無水物とこれに対し過剰モル量の芳香族ジアミン化合物とを有機極性溶媒中で反応させ、両末端にアミノ基を有するプレポリマーを得る。続いて、最終的に芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミン化合物が実質的に等モルとなるように、芳香族テトラカルボン酸二無水物を添加して重合させる。
（ｄ）芳香族テトラカルボン酸二無水物を有機極性溶媒中に溶解及び／または分散させた後、実質的に等モルとなるように芳香族ジアミン化合物を添加して重合させる。
（ｅ）実質的に等モルの芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンの混合物を有機極性溶媒中で反応させて重合する。
ポリアミック酸を得るためにこれらの（ａ）〜（ｅ）の何れかの方法を用いても良いし、部分的に組み合わせて用いても良い。いずれの方法で得られたポリアミック酸も本発明に用いるポリイミドフィルムの原料として用いることができる。

また、前記酸二水物としては、ピロメリット酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、４，４’−オキシフタル酸二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、１，１−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、１，１−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、オキシジフタル酸二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物、ｐ−フェニレンビス（トリメリット酸モノエステル酸無水物）、エチレンビス（トリメリット酸モノエステル酸無水物）、ビスフェノールＡビス（トリメリット酸モノエステル酸無水物）、およびそれらの類似物を含み、これらを単独または、任意の割合の混合物が好ましく用い得る。
これら酸二無水物の中で特にはピロメリット酸二無水物及び／又は３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物及び／又は４，４’−オキシフタル酸二無水物及び／又は３，３’４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物の使用が好ましく、さらには、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を含有する酸二無水物の混合物の使用がより好ましい。

前記芳香族ジアミン化合物としては、４，４’−ジアミノジフェニルプロパン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、ベンジジン、３，３’−ジクロロベンジジン、３，３’−ジメチルベンジジン、２，２’−ジメチルベンジジン、３，３’−ジメトキシベンジジン、２，２’−ジメトキシベンジジン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３’−ジアミノジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、４，４’−オキシジアニリン、３，３’−オキシジアニリン、３，４’−オキシジアニリン、１，５−ジアミノナフタレン、４，４’−ジアミノジフェニルジエチルシラン、４，４’−ジアミノジフェニルシラン、４，４’−ジアミノジフェニルエチルホスフィンオキシド、４，４’−ジアミノジフェニルＮ−メチルアミン、４，４’−ジアミノジフェニル Ｎ−フェニルアミン、１，４−ジアミノベンゼン（ｐ−フェニレンジアミン）、１，３−ジアミノベンゼン、１，２−ジアミノベンゼン、ビス｛４−（４−アミノフェノキシ）フェニル｝スルホン、ビス｛４−（３−アミノフェノキシ）フェニル｝スルホン、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、４，４’−ビス（３−アミノフェノキシ）ビフェニル、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、３，３’−ジアミノベンゾフェノン、４，４−ジアミノベンゾフェノン及びそれらの類似物などが挙げられる。

本発明に用いるポリイミドフィルム用のポリアミック酸は、上記の範囲の中で芳香族酸テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとの種類、配合比を選定して重合させることにより得られる。
ポリアミック酸を合成するための好ましい溶媒は、ポリアミック酸を溶解する溶媒であればいかなるものも用いることができるが、アミド系溶媒すなわちＮ，Ｎ−ジメチルフォルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどが好ましく、Ｎ，Ｎ−ジメチルフォルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドが特に好ましい。

（２）ポリアミック酸からポリイミドへの変換、及びフィルム化
こうして得られたポリアミック酸を含む有機溶液は、次にガラス板、アルミ箔、金属製エンドレスベルト、金属製ドラムなどの支持体上にキャストして樹脂膜とする。この際、支持体上で加熱することにより、部分的に硬化及び／または乾燥させるが、このとき熱風や遠赤外線輻射熱を与えればよい。または、支持体そのものを加熱してもよい。さらには、熱風、遠赤外線放射熱を与える手法と、支持体そのものを加熱する手法を組み合わせることができる。
加熱によりキャストされた樹脂膜は、自己支持性のある半硬化フィルム、いわゆるゲルフィルムとなり、支持体より剥離される。このゲルフィルムは、ポリアミド酸からポリイミドへの硬化の中間段階にある、すなわち部分的にイミド化されて自己支持性を有し、溶媒等の残揮発成分を有するものである。
次に、前記ゲルフィルムを加熱して残存する溶媒を除去するために乾燥させ、これとともに硬化（イミド化）を完了させるが、乾燥および硬化時のゲルフィルムの収縮を回避するために、ゲルフィルムの端部をピンまたはテンタークリップ等でテンターフレームに把持しつつ、加熱炉へと搬送し、２００〜４００℃で加熱してポリイミドフィルムを得る。

３．金属化ポリイミドフィルムとその製造方法
本発明の金属化ポリイミドフィルムは、前記のようにして得られた特定のポリイミドフィルム表面に直接、すなわち接着剤を介することなく金属膜が形成されている。
金属膜は、図３，４に示されるように、下地金属薄膜２と下地金属薄膜２の表面に設けられた銅薄膜３、または銅薄膜３と銅層４で構成される。すなわち、本発明の金属化ポリイミドフィルムは、ポリイミドフィルム１の表面に接着剤を介することなく金属膜が設けられた積層体であり、金属膜は下地金属薄膜２と銅層を構成する銅薄膜３の積層構造、もしくは下地金属薄膜２と銅層を構成する銅薄膜３と銅層４の積層構造となる。下地金属薄膜２と銅薄膜３は式めっき法で形成することが望ましい。後者では、下地金属薄膜２と銅薄膜３とを設けられた後、湿式めっき法で所定の厚さの銅膜４が設けられる。

（ａ）下地金属薄膜
下地金属薄膜は、ポリイミドフィルムと金属膜との密着性や耐熱性などの信頼性を確保するものである。したがって、下地金属薄膜の材質は、ポリイミドフィルムと銅層との密着力を高くするために、ニッケル、クロム、及びこれらの合金の中から選ばれる何れか一種とするが、密着強度や配線作製時のエッチングしやすさよりニッケル・クロム合金とすることが好ましい。また、ニッケル・クロム合金の濃度勾配を設けるためにクロム濃度の異なる複数のニッケル・クロム合金層で金属薄膜を構成しても良い。これらの金属で構成すれば、金属化ポリイミドフィルムの耐食性、耐マイグレーション性が向上する。
また、下地金属薄膜の耐食性をより高くするために、前記金属にバナジウム、チタン、モリブデン、コバルト等を添加しても良い。
また、乾式めっきを行なう前に、ポリイミドフィルムと下地金属薄膜の密着性を改善するため、ポリイミドフィルム表面をコロナ放電やイオン照射などで表面処理を行った後、酸素ガス雰囲気下に、紫外線照射処理をすることが好ましい。これらの処理条件は、特に限定されるものではなく、通常の金属化ポリイミドフィルムの製造方法に適用されている条件でよい。
前記下地金属薄膜の膜厚は３〜５０ｎｍとすることが好ましい。３ｎｍ未満では、上記金属化ポリイミドフィルムの金属層をエッチングして配線を作製すると、エッチング液が前記金属薄膜を浸食し、ポリイミドフィルムと前記金属薄膜との間に染み込み、配線が浮いてしまう場合があり好ましくない。一方、５０ｎｍを超えると、エッチングして配線を作製する場合、金属薄膜が完全に除去されず、残渣として配線間に残り、配線間の絶縁不良を発生させる虞がある。
前記下地金属薄膜は乾式めっき法で成膜することか好ましい。乾式めっき法には、スパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、イオンプレーティング法、クラスターイオンビーム法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等があり、いずれを用いても良いが、工業的にはマグネトロンスパッタ法が用いられる。生産効率が高いからである。

（ｂ）銅薄膜
本発明において、下地金属薄膜に積層される銅薄膜は、乾式めっき法で形成したものが好ましい。採用する乾式めっき法は、前記したスパッタリング法、マグネトロンスパッタ法、イオンプレーティング法、クラスターイオンビーム法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等がいずれも用いうる。前記金属薄膜をマクネトロンスパッタリング法で成膜した後、前記銅薄膜を蒸着法で設けることも可能である。すなわち、前記金属薄膜と銅薄膜とは同じ方法で乾式めっきしても、異なる乾式めっきで形成してもよい。
前記銅薄膜を設ける理由は、前記金属薄膜の上に前記銅層を電気めっき法により直接設けようとすると、通電抵抗が高く、電気めっきの電流密度が不安定になるためである。前記銅薄膜を設けることにより通電抵抗を下げ、電気めっき時の電流密度の安定化を図ることができる。この銅薄膜の厚さは、１０ｎｍ〜１μｍとし、２０ｎｍ〜０．８μｍとすることが好ましい。これより薄いと電気めっき時の通電抵抗を十分下げることができず、厚すぎると製膜に時間が掛かりすぎ、生産性を悪化させ、経済性を損なうからである。

（ｃ）銅膜
本発明の金属化ポリイミドフィルムでは、銅薄膜の上に必要により銅膜が設けられる。銅膜の必要性は、フレキシブル配線板の製造工程により適宜決定される。
銅膜の厚みは、１．０〜２０．０μｍとすることが好ましい。１．０μｍ未満であると、配線を形成したときに十分な導電性が得られない場合があり、２０μｍを越えると銅膜の内部応力が大きくなりすぎるからである。
銅膜は、湿式めっき法で設けたものであることが好ましい。乾式めっき法では所定の厚さまでめっきするには時間がかかりすぎ、生産性を悪化させ、経済性を損なうからである。湿式めっき法には、電気めっき法と無電解めっき法とがあるが、何れかを用いても良く、組み合わせて用いても良いが、電気めっき法が簡便で、且つ得られる銅膜が緻密なものとなるので好ましい。なお、めっき条件は、公知の条件で行われる。
電気めっき法で銅膜を設ける場合、硫酸浴を用いると適度な引張り応力を持った電着銅膜が得られ、ポリイミドフィルムの膨張・伸縮による内部応力のバランスが取りやすいことからより好ましい。
電気めっき法により銅膜を得る場合、該銅膜の内部応力は、ポリイミドフィルムが乾燥する前の状態で、５〜３０ＭＰａの引張り応力であることが好ましい。５ＭＰａ未満であると、ポリイミドフィルムを乾燥させた際にポリイミドフィルム伸縮効果が大きくなりすぎ、３０ＭＰａを越える引張り応力であると、ポリイミドフィルムを乾燥させた場合のポリイミドフィルムの伸縮効果が小さくなりすぎるからである。
硫酸浴による電気銅めっきは、通常の条件で行なえばよい。めっき浴としては、一般的な電気銅めっきに使用される市販の硫酸銅めっき浴を用いることができる。また、陰極電流密度は、めっき槽の平均陰極電流密度を１〜３Ａ／ｄｍ^２とすることが好ましい。陰極電流密度の平均陰極電流密度が１Ａ／ｄｍ^２未満では、得られる銅膜の硬度が高くなり、折れ曲げ性を確保することが困難となり、得られた金属化ポリイミドフィルムを用いてフレキシブル配線板を得ても、得られたフレキシブル配線板はフレキシブル性において良好なものとならないからである。一方、平均陰極電流密度が３Ａ／ｄｍ^２を超えると、得られる銅膜内で発生する残留応力にばらつきが生ずるからである。
硫酸浴を用いた電気銅めっき装置は、乾式めっき工程と同様に、ロール状のポリイミドフィルムを、電気銅めっき装置入側に設置した巻出機から巻き出し、搬送しながらめっき槽を順次通過させて巻取機で巻き取りながら行なうロール・ツゥ・ロール方式の電気めっき装置を用いることが生産効率を上げ、製造コストを低減するために好ましい。この場合、フィルムの搬送速度は、５０〜１５０ｍ／ｈに調整することが好ましい。搬送速度が、５０ｍ／ｈ未満であると、生産性が低くなり過ぎ、１５０ｍ／ｈを越えると、通電電流量を大きくしなければならなくなり、大規模の電源装置を用いる必要があり、設備が高価になるという問題がある。
このようにして得られた本発明の金属化ポリイミドフィルムでは、 ＪＰＣＡ ＢＭ０１−１１．５．３（Ｂ法）（引き剥がし強さ）に基づく評価で、初期密着強度が、６００Ｎ／ｍ以上となり、ＯＬＢ工程時のＡＣＦ接合時の伸び率が０．０２３ｍｍ以下という、従来品の５０％の伸び率を低減する機能を有する回路基板とそれを用いて得たフレキシブル配線板となる。

４．フレキシブル配線板とその製造方法
本発明のフレキシブル配線板は、本発明の金属化ポリイミドフィルムを用い、サブトラクティブ法またはセミアディティブ法で加工して得たものである。
前記金属膜は、ニッケル、クロム、又はこれらの合金から選択される少なくとも１種からなる金属薄膜と、該金属薄膜の上に設けられた銅薄膜と、更にその上に設けられた銅層との３層で構成されており、前記金属膜は、厚さが２０μｍ以下である。
また、前記金属膜層をエッチング除去し、配線加工後のフィルム表面を再現させたとき、ポリイミドフィルムの表面のＴＤ方向を薄膜Ｘ線回折測定（Ｃｕ Ｋα 入射角＝０．１°）すると、図２に示されるように、２θ＝１２°〜１８°、２θ＝２６°〜３２°、２θ＝４２°〜４８°に半価幅が１．５°以下のピークが存在する。ピークの数は、それぞれの範囲に１以上存在すればよい。ここで、２θ＝１２°〜１８°、２θ＝２６°〜３２°、２θ＝４２°〜４８°のピークは、金属化ポリイミドフィルムの原料である長尺のポリイミドフィルムのピークと合致する。
また、ポリイミドフィルムの表面のＴＤ方向を薄膜Ｘ線回折測定（Ｃｕ Ｋα 入射角＝０．１°）すると、２θ＝１１°以下の位置に半価幅が１．５°以下のピークがないことが好ましい。２θ＝１１°以下の位置に半価幅が１．５°以下のピークを有すると、ＯＬＢ接合工程における、伸び率のバラツキが大きくなるという問題があるからである。
本発明のフレキシブル配線板の製造方法において、配線パターンは、サブトラクティブ法またはセミアディティブ法で加工して得ることができる。
例えば、サブトラクティブ法でフレキシブル配線板を得るには、本発明の上記金属化ポリイミドフィルムの金属膜表面にレジスト層を設け、その上に所定のパターンを有する露光マスクを設け、その上から紫外線を照射して露光し、現像して配線部を得るためのエッチングマスクを得る。次いで、露出している金属膜をエッチング除去し、次いで残存するエッチングマスクを除去し、水洗し、必要箇所に所望のめっきを施して本発明のフレキシブル配線板を得る。
一方、セミアディティブ法でフレキシブル配線板を得るには、本発明の金属化ポリイミドフィルムの金属膜表面にレジスト層を設け、その上に所定の配線パターンを有するマスクを設け、紫外線を照射して露光し、現像して配線が開口部となるめっきマスクを得、電気銅めっき法により開口部に露出する金属膜の表面上に銅を析出させて配線を構成し、次いでめっきマスクを除去する。その後、ソフトエッチングして配線以外の金属膜を除去して配線の絶縁性を確保し、水洗し、必要箇所に所望のめっきを施して本発明のフレキシブル配線板を得る。
本発明のフレキシブル配線板の配線構造は、サブトラクティブ法またはセミアディティブ法のいずれにより作製しても、ポリイミドフィルム表面より下地金属薄膜、銅薄膜、銅層からなる金属膜がこの順に積層された構造になっている。
なお、前記したとおり、セミアディティブ法でフレキシブル配線板を製造する際には、金属化ポリイミドフィルムの銅層を銅薄膜のみで構成するか、銅薄膜と銅膜とするかは適宜選択できる。

以下に、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例で用いた薄膜Ｘ線回折の測定条件、密着強度の測定方法などの条件は、以下の通りである。

（１）薄膜Ｘ線回折測定条件：回折装置として、（株）リガク製 水平型Ｘ線回折装置 ＳｍａｒｔＬａｂを用い、ＴＤ方向へ入射角（ω）を０．１°、サンプリング幅０．１°、測定角度２θを、２°〜６０°とし、走査速度を４ °／分で測定した。
（２）密着強度：線幅１ｍｍ、長さ５０ｍｍの配線パターンをサブトラクティブ法で形成し、これを用いてＪＰＣＡ ＢＭ０１−１１．５．３（Ｂ法）（引き剥がし強さ）に定める、引き剥がし法により求めた。
（３）吸水率：ＡＳＴＭ Ｄ５７０に定められた、２０℃、２４ｈｒ浸漬法（Ｉｍｍｅｒｇｉｏｎ）により、求めた。
（４）熱膨張係数：ＴＭＡ（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ（熱機械分析））装置を用いて、５０°〜２００°の範囲における、ＴＤ方向について、引張法により求めた。
（５）湿度膨張係数：雰囲気ガスの露点を制御し、湿度をコントロールできる装置を、ＴＭＡ（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ（熱機械分析））に接続し、相対湿度２０、８０％の雰囲気下での伸びを測定し、湿度膨張係数を算出する。

（実施例１）
まず、吸水率が１．８質量％、熱膨張係数がＴＤ方向：５ｐｐｍ／℃であり、ＭＤ方向：１１ｐｐｍ／℃、かつ、図１に示された薄膜Ｘ線回折結果からわかるように、２θ＝１４°、２９°、４４°にそれぞれ半価幅１．０°以下のピークが見られる厚さ３８μｍのビフェニルテトラカルボン酸を主成分とする長尺のポリイミドフィルム（東レ・デュポン、カプトン１５０ＥＮ−Ａ）を用意した。この湿度膨張係数は、ＴＤ方向：１１ｐｐｍ／％ＨＲ、ＭＤ方向：１２ｐｐｍ／％ＨＲであった。
このポリイミドフィルムの片面に、巻き出し機、スパッタリング装置、巻き取り機から構成されるスパッタリング設備を用いて直流スパッタリング法により、平均厚さ７０Åの７質量％Ｃｒのクロム−ニッケル合金層を金属薄膜として形成した。さらに、同様にして、下地金属薄膜の上に平均厚さ１０００Åの銅薄膜を形成した。
次に、銅薄膜の上に電気銅めっき法により、厚さ８μｍの銅膜を設けて金属化ポリイミドフィルムを得た。用いた電気めっき浴は、銅濃度２３ｇ／ｌの硫酸銅めっき浴であり、めっき時の浴温は２７℃とした。また、めっき槽は、複数のめっき槽を連結させた複数構造槽とし、巻き出し機と巻き取り機とにより片面に金属膜が設けられたポリイミドフィルムが連続的に各槽に浸漬されるように搬送しながら電気めっきを行なった。搬送速度は、７５ｍ／ｈとし、めっき槽の平均陰極電流密度を１．０〜２．５Ａ／ｄｍ^２に調整して銅めっきを施した。
得られた金属化ポリイミドフィルムの初期密着強度を求めたところ、７２８Ｎ／ｍであり、且つ、ＯＬＢ工程時のＡＣＦ接合時の伸び率が０．０２１ｍｍ以下という、従来品の５０％の伸び率を低減する機能を有する回路基板とそれを用いて得たフレキシブル配線板であった。
次に、この金属化ポリイミドフィルムを用いて配線間隔３５μｍ、全配線幅が１５０００μｍのＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ ｆｉｌｍ）をサブトラクティブ法で作成した。サブトラクティブ工程では、塩化第二鉄溶液によるエッチング処理した。これにＩＣチップを搭載し、ＩＣチップ表面の電極と配線のリード部とをワイヤボンディング装置を用いて４００℃にて０．５秒間のボンディング処理条件でワイヤボンディングした。このときにインナーリード部に生じたリードとポリイミドフィルムとの接合不良の割合は０．０００１％であった。

（実施例２）
まず、吸水率が１．７質量％、熱膨張係数がＴＤ方向：５ｐｐｍ／℃であり、ＭＤ方向：１３ｐｐｍ／℃、かつ、薄膜Ｘ線回折の結果、２θ＝１４°、２９°、４４°に半価幅１．０°以下のピークが見られる厚さ３８μｍのビフェニルテトラカルボン酸を主成分とする長尺のポリイミドフィルム（東レ・デュポン、カプトン１５０ＥＮ−Ａ）を用意した。この湿度膨張係数は、ＴＤ方向：９ｐｐｍ／％ＨＲ、ＭＤ方向：１４ｐｐｍ／％ＨＲであった。
次に、このポリイミドフィルムの片面に、巻き出し機、スパッタリング装置、巻き取り機から構成されるスパッタリング設備を用いて直流スパッタリング法により、平均厚さ２３０Åの２０質量％Ｃｒのクロム−ニッケル合金層を金属薄膜として形成した。さらに、同様にして、金属薄膜の上に平均厚さ１０００Åの銅薄膜を形成した。
次に、銅薄膜の上に電気銅めっき法により、厚さ８μｍの銅膜を設けて金属化ポリイミドフィルムを得た。用いた電気めっき浴は、銅濃度２３ｇ／ｌの硫酸銅めっき浴であり、めっき時の浴温は２７℃とした。また、めっき槽は、複数のめっき槽を連結させた複数構造槽とし、巻き出し機と巻き取り機とにより片面に金属膜が設けられたポリイミドフィルムが連続的に各槽に浸漬されるように搬送しながら電気めっきを行なった。搬送速度は、７５ｍ／ｈとし、めっき槽の平均陰極電流密度を１．０〜２．５Ａ／ｄｍ^２に調整して銅めっきを施した。
得られた金属化ポリイミドフィルムの初期密着強度を求めたところ、７２８Ｎ／ｍであり、且つ、ＯＬＢ工程時のＡＣＦ接合時の伸び率が０．０２０ｍｍ以下という、従来品の５０％の伸び率を低減する機能を有する回路基板とそれを用いて得たフレキシブル配線板であった。
次に、この金属化ポリイミドフィルムを用いて配線間隔３５μｍ、全配線幅が１５０００μｍのＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ ｆｉｌｍ）をサブトラクティブ法で作成した。サブトラクティブ工程では、塩化第二鉄溶液によりエッチング処理した。これにＩＣチップを搭載し、ＩＣチップ表面の電極と配線のリード部とをワイヤボンディング装置を用いて４００℃にて０．５秒間のボンディング処理条件でワイヤボンディングした。このときにインナーリート部に生じたリードとポリイミドフィルムとの接合不良の割合は０．０００２％であった。
この実施例２に用いたポリイミドフィルムを用い、その表面に金属薄膜、銅薄膜、銅膜と段階的に被膜形成し、その後、形成された金属層を、塩化鉄によるエッチング法により、エッチング除去した。この状態は、言わば、配線加工後のフィルム表面を再現させたポリイミドフィルムということになる。この薄膜をＸ線回折して、図２のチャートを得た。
その結果、図２に示すように２θの値が１４°と２９°と４４°にピークがあることがわかった。このうち１４°のピークは、金属化ポリイミドフィルムの原料である長尺のポリイミドフィルムに起因するピークである。

（実施例３）
まず、吸水率が１．６質量％、熱膨張係数がＴＤ方向：５ｐｐｍ／℃であり、ＭＤ方向が１５ｐｐｍ／℃、かつ、薄膜Ｘ線回折の結果、２θ＝１４°、２９°、４４°に半価幅１．０°以下のピークが見られる厚さ３８μｍのビフェニルテトラカルボン酸を主成分とする長尺のポリイミドフィルム（東レ・デュポン、カプトン１５０ＥＮ−Ａ）を用意した。この湿度膨張係数は、ＴＤ方向：１３ｐｐｍ／％ＨＲ、ＭＤ方向：１５ｐｐｍ／％ＨＲであった。
次に、このポリイミドフィルムの片面に、巻き出し機、スパッタリング装置、巻き取り機から構成されるスパッタリング設備を用いて直流スパッタリング法により、平均厚さ２３０Åの２０質量％Ｃｒのクロム−ニッケル合金層を金属薄膜として形成した。さらに、同様にして、金属薄膜の上に平均厚さ１０００Åの銅薄膜を形成した。
次に、銅薄膜の上に電気銅めっき法により、厚さ１μｍの銅膜を設けて金属化ポリイミドフィルムを得た。用いた電気めっき浴は、銅濃度２３ｇ／ｌの硫酸銅めっき浴であり、めっき時の浴温は２７℃とした。また、めっき槽は、複数のめっき槽を連結させた複数構造槽とし、巻き出し機と巻き取り機とにより片面に金属膜が設けられたポリイミドフィルムが連続的に各槽に浸漬されるように搬送しながら電気めっきを行なった。搬送速度は、７５ｍ／ｈとし、めっき槽の平均陰極電流密度を１．０〜２．５Ａ／ｄｍ^２に調整して銅めっきを施した。
得られた金属化ポリイミドフィルムの初期密着強度を求めたところ、７２８Ｎ／ｍであり、且つ、ＯＬＢ工程時のＡＣＦ接合時の伸び率が０．０２１ｍｍ以下という、従来品の５０％の伸び率を低減する機能を有する回路基板とそれを用いて得たフレキシブル配線板であった。
次に、この金属化ポリイミドフィルムを用いて配線間隔３５μｍ、全配線幅が１５０００μｍのＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ ｆｉｌｍ）をサブトラクティブ法で作成した。サブトラクティブ工程では、塩化第二鉄溶液によりエッチング処理した。これにＩＣチップを搭載し、ＩＣチップ表面の電極と配線のリード部とをワイヤボンディング装置を用いて４００℃にて０．５秒間のボンディング処理条件でワイヤボンディングした。このときにインナーリート部に生じたリードとポリイミドフィルムとの接合不良の割合は０．０００１％であった。

（実施例４）
実施例１で得た金属化ポリイミドフィルムを用い、配線間隔を２５μｍとした以外は実施例１と同様にしてフレキシブル配線板を作成し、実施例１と同様にして接合不良の割合を求めた。インナーリードとポリイミドフィルムと接合不良の割合は０．００５％であり、ファインピッチにおいても十分な寸法信頼性があることがわかった。

（比較例１）
ポリイミドフィルムとして、吸水率が１．７質量％、熱膨張係数が、ＴＤ方向：１６ｐｐｍ／℃、ＭＤ方向：１７ｐｐｍ／℃、湿度膨張係数が、ＴＤ方向：１３ｐｐｍ／％ＨＲ、ＭＤ方向：１７ｐｐｍ／％ＨＲのビフェニルテトラカルボン酸を主成分とする厚さ３８μｍのポリイミドフィルム（（株）東レデュポン製、カプトン１５０ＥＮ ）を用いた以外は、実施例１と同様にして、金属化ポリイミドフィルムを得た。なお、カプトン１５０ＥＮを薄膜Ｘ線回折したところ２θで１０°と１４°に大きなピークが確認された。また、２θ＝２６°〜３２°、２θ＝４２°〜４８°の各範囲には半価幅が１．５°以下のピークは確認されなかった。
得られた金属化ポリイミドフィルムについて、実施例１と同様にして、評価したところ、初期密着強度が７２０Ｎ／ｍであり、且つ、ＯＬＢ工程時のＡＣＦ接合時の伸び率が０．０４３ｍｍであった。
次に、上記金属化ポリイミドフィルムを用いた以外は実施例１と同様にして、配線幅３５μｍのフレキシブル配線板を作製し、実施例１と同様にして接合不良の割合を求めた。配線のインナーリード部に生じた接合不良の割合は０．００１％であり、実施例と比較し悪い値となり、配線幅が３５μｍにおいても十分な信頼性を有するものは得られなかった。

（比較例２）
配線間隔を２５μｍとした以外は比較例１と同様にしてフレキシブル配線板を作製し、実施例１と同様にして接合不良の割合を求めた。配線のインナーリード部に生じた接合不良の割合は０．１％であり、ファインピッチ化した場合には、十分な信頼性を有するものが得られなかった。

（比較例３）
ポリイミドフィルムとして、吸水率が、１．４質量％、熱膨張係数が、ＴＤ方向：１４ｐｐｍ／℃、ＭＤ方向：１６ｐｐｍ／℃、湿度膨張係数が、ＴＤ方向：１５ｐｐｍ／％ＨＲ、ＭＤ方向：１６ｐｐｍ／％ＨＲのビフェニルテトラカルボン酸を主成分とする厚さ３５μｍポリイミドフィルム（製品名、宇部興産製 ユーピレックス３５ＳＧＡ ）を用いた以外は、実施例１と同様にして、金属化ポリイミドフィルムを得た。なお、ユーピレックス３５ＳＧＡを薄膜Ｘ線回折したところθで１１°と１４°の位置に大きなピークが確認された。また、２θ＝２６°〜３２°、２θ＝４２°〜４８°の各範囲には、半価幅が１．５°以下のピークは確認されなかった。
得られた金属化ポリイミドフィルムについて、実施例１と同様にして評価したところ、初期密着強度は７５６Ｎ／ｍであり、且つ、ＯＬＢ工程時のＡＣＦ接合時の伸び率が０．０４４ｍｍという機能を有する回路基板とそれを用いて得たフレキシブル配線板であった。
次に、上記金属化ポリイミドフィルムを用いた以外は実施例１と同様にして配線幅３５μｍのフレキシブル配線板を作成し、実施例１と同様にして接合不良の割合を求めた。配線のインナーリードに生じた接合不良の割合は０．００１％であり、実施例と比較し悪い値となった。

（比較例４）
配線間隔を２５μｍとした以外は比較例３と同様にしてフレキシブル配線板を作成し、実施例１と同様にして接合不良の割合を求めた。配線の電極部に生じた接合不良の割合は０．１％であり、ファインピッチ化した場合には、信頼性を有するものが得られないことがわかった。

「評価」
以上の実施例１〜４から、本発明の金属化ポリイミドフィルムは、初期密着強度及びＰＣＴ試験後のＰＣＴ密着力が極めて高いため、これを用いてファインピッチのフレキシブル配線板が作製でき、該配線板へのＩＣの実装時に４００℃以上の温度で加圧してワイヤボンディングを行っても、リードがポリイミドフィルムから剥がれることなく、フレキシブル配線板として極めて信頼性の高いものが得られることが分かる。
これに対して、比較例１〜４から、本発明の条件に合わない金属化ポリイミドフィルムを用いると、ファインピッチのフレキシブル配線板どころか、配線幅３５μｍという従来の配線ピッチでも信頼性の高いフレキシブル配線板が得られないことがわかる。

本発明の金属化ポリイミドフィルムは、初期密着強度及び、且つ、ＯＬＢ工程時のＡＣＦ接合時の伸び率が０．０２３ｍｍ以下という優れた回路基板の材料として使用される。本発明の金属化ポリイミドフィルムを用いてファインピッチのフレキシブル配線板を作製すると、該配線板へのＩＣの実装時に４００℃以上の温度で加圧してワイヤボンディングを行っても、リードがポリイミドフィルムから剥がれることがなく、フレキシブル配線板として極めて信頼性の高いものが得られる。したがって、本発明の金属化ポリイミドフィルムは、近時最も求められているフレキシブル配線板製造用の基材として極めて有用である。

１ ポリイミドフィルム
２ 下地金属薄膜
３ 銅薄膜
４ 銅膜

Claims (13)

1. めっき法によりポリイミドフィルムの表面に直接金属膜が設けられた金属化ポリイミドフィルムであって、
   前記ポリイミドフィルムは、膜厚３５μｍ〜４０μｍのとき、吸水率が１質量％〜３質量％で、かつ熱膨張係数が、ＴＤ方向（幅方向）で３ｐｐｍ／℃〜８ｐｐｍ／℃、ＭＤ方向（長手方向）で９ｐｐｍ／℃〜１５ｐｐｍ／℃であり、また、湿度膨張係数が、ＴＤ方向（幅方向）で７ｐｐｍ／％ＨＲ〜１３ｐｐｍ／％ＨＲ、ＭＤ方向（長手方向）で１２ｐｐｍ／％ＨＲ〜１５ｐｐｍ／％ＨＲであることを特徴とする金属化ポリイミドフィルム。
2. 前記ポリイミドフィルムは、ビフェニルテトラカルボン酸とジアミン化合物によるイミド結合をポリイミド分子中に含有し、その表面のＴＤ方向（幅方向）を薄膜Ｘ線回折測定（Ｃｕ Ｋα 入射角＝０．１°）したときに、２θ＝１２°〜１８°、２θ＝２６°〜３２°、２θ＝４２°〜４８°の各範囲に半価幅が１．５°以下のピークを有することを特徴とする請求項１記載の金属化ポリイミドフィルム。
3. 前記金属膜は、ニッケル、クロム、又はニッケル合金から選択される少なくとも１種からなる下地金属薄膜と、該下地金属薄膜の上に設けられた銅層で構成されていることを特徴とする請求項１に記載する金属化ポリイミドフィルム。
4. 前記銅層は、銅薄膜であることを特徴とする請求項３に記載する金属化ポリイミドフィルム。
5. 前記銅層は、銅薄膜の表面に、さらに銅膜が積層されていることを特徴とする請求項３に記載の金属化ポリイミドフィルム。
6. 前記金属薄膜と銅薄膜とは、乾式めっき法で形成されることを特徴とする請求項３又は４に記載の金属化ポリイミドフィルム。
7. 前記銅膜は、湿式めっき法で形成されることを特徴とする請求項５に記載の金属化ポリイミドフィルム。
8. 前記金属膜の厚さが２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の金属化ポリイミドフィルム。
9. ポリイミドフィルムの表面に金属膜の配線パターンが設けられたフレキシブル配線板であって、
   前記ポリイミドフィルムは、ビフェニルテトラカルボン酸とジアミン化合物によるイミド結合をポリイミド分子中に含有しており、その表面のＴＤ方向を薄膜Ｘ線回折測定（Ｃｕ Ｋα 入射角＝０．１°）したときに、２θ＝１２°〜１８°、２θ＝２６°〜３２°、２θ＝４２°〜４８°の各範囲に、半価幅が１．５°以下のピークを有し、また、湿度膨張係数が、ＴＤ方向（幅方向）で７ｐｐｍ／％ＨＲ〜１３ｐｐｍ／％ＨＲ、ＭＤ方向（長手方向）で１２ｐｐｍ／％ＨＲ〜１５ｐｐｍ／％ＨＲであることを特徴とするフレキシブル配線板。
10. 前記金属膜は、ニッケル、クロム、又はニッケル合金から選択される少なくとも１種からなる下地金属薄膜と、該金属薄膜の上に設けられた銅層とで構成されていることを特徴とする請求項９に記載のフレキシブル配線板。
11. 前記金属膜は、厚さが２０μｍ以下であることを特徴とする請求項９又は１０に記載のフレキシブル配線板。
12. 前記金属膜層をエッチング除去し、配線加工後のフィルム表面を再現させたとき、ポリイミドフィルムの表面のＴＤ方向を薄膜Ｘ線回折測定（Ｃｕ Ｋα 入射角＝０．１°）すると、２θ＝１２°〜１８°、２θ＝２６°〜３２°、２θ＝４２°〜４８°の各範囲に、半価幅１．５°以下のピークが存在することを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載のフレキシブル配線板。
13. 請求項１〜８のいずれかに記載の金属化ポリイミドフィルムを用い、サブトラクティブ法又はセミアディティブ法により加工してなるフレキシブル配線板。

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