JP5505349B2 - Metal-coated polyimide film, flexible wiring board, and production method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、金属被覆ポリイミドフィルム、フレキシブル配線板およびそれらの製造方法に関し、さらに詳しくは、高い密着強度と、優れた耐折曲げ性を備えた金属被覆ポリイミドフィルムとその製造方法、及び接続不良を低減したフレキシブル配線板とその製造方法に関する。   The present invention relates to a metal-coated polyimide film, a flexible wiring board, and a method for producing the same, and more specifically, a metal-coated polyimide film having high adhesion strength and excellent bending resistance, a method for producing the same, and a poor connection. The present invention relates to a reduced flexible wiring board and a manufacturing method thereof.

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ドライバー用配線版、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。   The board on which these electronic components are formed by forming an electronic circuit is a rigid plate-like “rigid wiring board” and a film-like, flexible “flexible wiring board” (hereinafter referred to as FPC). May be called). Of these, FPCs can be used in flexible parts such as LCD driver wiring plates, hard disk drives (HDD), digital versatile disk (DVD) modules, and mobile phone hinges, taking advantage of their flexibility. Therefore, the demand is increasing more and more.

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配線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は、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ている。
一方、セミアディティブ法の場合は、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ている。
By the way, such a flexible wiring board uses a base material provided with a metal layer on the surface of a polyimide film, and wiring is obtained by processing the metal layer by a subtractive method or a semi-additive method. Incidentally, when obtaining a flexible wiring board by the subtractive method, first, a resist layer is provided on the surface of the metal layer of the base material, a mask having a predetermined wiring pattern is provided on the resist layer, and ultraviolet rays are irradiated from above. Then, exposure and development are performed to obtain an etching mask for etching the metal layer, and then the exposed metal portion is removed by etching, then the remaining resist layer is removed, washed with water, and wiring if necessary. This is obtained by applying predetermined plating to the lead terminal portion and the like.
On the other hand, in the case of the semi-additive method, a resist layer is provided on the metal surface of the substrate, a mask having a predetermined wiring pattern is provided on the resist layer, and ultraviolet rays are irradiated from above to be exposed and developed. A plating mask for electrodepositing copper on the surface of the metal layer is obtained, and the wiring layer is formed by electroplating using the metal layer exposed in the opening as a cathode, and then the resist layer is removed and soft etching is performed. Then, the metal layer on the surface of the base material other than the wiring portion is removed to complete the wiring portion, washed with water, and if necessary, obtained by performing predetermined plating on the lead terminal portion of the wiring.

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、当然ながら小型化への流れが進んでおり、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設ける場合には、配線作成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とするために、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。
このような基材を得るためには、縁性樹脂フィルム表面に乾式めっき法で金属薄膜を設け、その上に乾式めっき法で銅薄膜を設け、その上に湿式めっき法により銅層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設けるため、金属層の厚さを任意に制御できるからである。
Currently, liquid crystal displays (hereinafter sometimes referred to as LCDs), mobile phones, digital cameras, and various electrical devices are required to be thin, small, light, and low in cost, and electronic components mounted on them. Of course, the trend toward miniaturization is progressing, and the wiring pitch of the flexible wiring board used is required to be 25 μm or less.
In order to meet this requirement, when trying to obtain a flexible wiring board with a wiring pitch of 25 μm, when wiring is provided by the subtractive method, the influence of side etching at the time of wiring creation is eliminated, and the cross section is rectangular. In order to obtain good wiring, the thickness of the metal layer provided on the substrate must be 20 μm or less.
In order to obtain such a substrate, a metal thin film is provided on the edge resin film surface by a dry plating method, a copper thin film is provided thereon by a dry plating method, and a copper layer is provided thereon by a wet plating method. A method of obtaining a metal layer is recommended. This is because the thickness of the metal layer can be arbitrarily controlled in this base material because all the constituent films are provided by plating.

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。このため、例えば125℃、湿度85%、96時間で行われるPressure Cooker Test(以下、PCT試験という)後の密着強度(PCT密着強度)を評価することが重要となってきている。
さらに、フレキシブル配線板には、寸法安定性やMIT耐折性が求められている。特に、電子機器内の使用部品やCPU(Central Processing Unit 中央演算処理装置)の多チャンネル化に伴って、25μmピッチ以下のファインピッチのCOF(Chip on Film)の実装には寸法安定性を高める必要があり、折り曲げて実装する際のリードの断線を避けるためには、MIT耐折性が要求される。特に、携帯電話をはじめとする小型電子機器、ノート型パソコンや大型液晶LCDに採用される金属化ポリイミドフィルムでは、MIT耐折性に優れることが強く要請されるようになった。
In addition, as the wiring pitch becomes finer, the improvement in the adhesion between the metal layer and the insulating film is also required. For example, when a semiconductor element is mounted on a flexible wiring board, the electrode on the surface of the semiconductor element and the inner lead portion of the wiring are wire-bonded. In order to shorten the tact time at this time, pressure is applied at a high temperature. This is because wire bonding is performed by multiplying. For this reason, for example, it has become important to evaluate the adhesion strength (PCT adhesion strength) after a Pressure Cooker Test (hereinafter referred to as a PCT test) performed at 125 ° C., humidity 85% and 96 hours.
Further, the flexible wiring board is required to have dimensional stability and MIT folding resistance. In particular, along with the increase in the number of channels used in electronic equipment and CPU (Central Processing Unit Central Processing Unit), it is necessary to improve dimensional stability for mounting COF (Chip on Film) with a fine pitch of 25 μm or less. Therefore, in order to avoid disconnection of the lead when bent and mounted, MIT folding resistance is required. In particular, metallized polyimide films used in small electronic devices such as mobile phones, notebook personal computers, and large liquid crystal LCDs are strongly required to have excellent MIT folding resistance.

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を改善することは、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、例えば、初期密着力、耐熱密着力、PCT後の密着力が、ともに優れた2層めっき銅ポリイミド基板を提供するべく、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成し、その上にめっき法により厚さ8μmの銅層を設けることを提案している(特許文献1 第1、2頁参照)。
この方法により基材のポリイミド表面と金属層との密着強度が改良され、初期密着強度、150℃で大気中に168時間放置した後の密着強度、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以上となる(特許文献1 第5頁参照)。
By the way, improving the adhesion strength between the polyimide film and the metal layer provided on the surface thereof has been a constant study subject since the development of such a base material, and many attempts have already been made. .
Incidentally, the present applicant, for example, has provided pyromellitic dianhydride (PMDA) as a main component in order to provide a two-layer plated copper polyimide substrate having excellent initial adhesion, heat-resistant adhesion, and adhesion after PCT. ) And 4,4′-diaminodiphenyl ether (ODA), or a component composed of pyromellitic dianhydride (PMDA) and 4,4′-diaminodiphenyl ether (ODA) as main components and biphenyltetracarboxylic acid A polyimide film containing a component consisting of non-hydrate (BPDA) and 4,4′-diaminodiphenyl ether (ODA) is used, and the surface of the polyimide film is modified by plasma treatment, corona discharge or wet treatment to make the surface hydrophilic. A functional group is introduced, the thickness of the modified layer is set to 200 mm or less, and a small amount is formed thereon by sputtering. It is proposed that a seed layer is made of a metal selected from the group consisting of at least nickel, chromium, and alloys thereof, and a copper layer having a thickness of 8 μm is formed thereon by plating (Patent Document 1 No. 1). 1 and 2).
By this method, the adhesion strength between the polyimide surface of the base material and the metal layer is improved, the initial adhesion strength, the adhesion strength after standing in the atmosphere at 150 ° C. for 168 hours, 121 ° C., 95% humidity, 100 at 2 atm. The adhesion strength after the time PCT test is 400 N / m or more (see Patent Document 1, page 5).

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、密着強度や折り曲げ性の指数であるMIT耐折性試験については、詳細な記述は含まれていない。   Also proposed is a polyimide film with excellent dimensional stability and suitable for fine pitch circuit boards, especially for COF (Chip on Film) wired in a narrow pitch in the film width direction, and a copper-clad laminate based on it. (Patent Document 2). Here, a specific amount or more of 4,4′-diaminobenzanilide is used as the diamine component, the thermal expansion coefficient of the polyimide film is defined from the viewpoint of dimensional stability, and the thermal expansion coefficient is made equal to the thermal expansion coefficient of the metal. It is described that it is desirable. A circuit board using a metallized polyimide film requires not only dimensional stability but also adhesion strength. However, Patent Document 2 does not include a detailed description of the MIT folding resistance test, which is an index of adhesion strength and bendability.

これまでの金属被覆ポリイミド基板では、MIT耐折性試験(JIS C 6471−1995)において、チップオンフィルム(COF)の折り曲げ実装時に求められる耐屈曲性について、2000回以上を達成できるものはない。
また、リードが断線しにくい、MIT耐折性に対する耐久性に優れた半導体実装用の金属被覆ポリイミド基板も知られておらず、寸法安定性と密着性さらにMIT耐折性試験を兼ね備える金属被覆ポリイミド基板を安定して製造できる方法が切望されていた。
None of the conventional metal-coated polyimide substrates can achieve 2000 times or more of the bending resistance required when the chip-on-film (COF) is bent and mounted in the MIT folding resistance test (JIS C 6471-1995).
Also, there is no known metal-coated polyimide substrate for semiconductor mounting that has excellent durability against MIT folding resistance, which is difficult to break the lead, and metal-coated polyimide that combines dimensional stability and adhesion as well as MIT folding resistance testing. A method that can stably produce a substrate has been desired.

特開2007−318177号公報(第1、2、5頁参照)JP 2007-318177 A (refer to pages 1, 2, and 5) 特開2009−67859号公報JP 2009-67859 A

本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、初期密着強度およびPCT試験後の密着強度が向上し、かつ折り曲げ性の指数であるMIT耐折性試験が向上した金属被覆ポリイミドフィルム、接続不良を低減したフレキシブル配線板を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a metal-coated polyimide film having improved initial adhesion strength and adhesion strength after the PCT test, and improved MIT folding resistance test, which is an index of bendability, The object is to provide a flexible wiring board with reduced defects.

本発明者らは、前記課題を解決すべく種々検討した結果、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方向を薄膜X線回折測定(Cu Kα 入射角=0.1°)したときに、2θ=10°〜12°の位置及び、2θ=17°〜20°の位置にピークを有し、膜厚35μmのとき、吸水率が1〜3%であり、TD方向の熱膨張係数が特定の範囲にあるポリイミドフィルムを用いることで、この表面に直接金属膜を設けた金属被覆ポリイミドフィルムは、配線加工の際に接続不良を低減できることを見いだし、本発明を完成するに至った。   As a result of various studies to solve the above problems, the inventors of the present invention contain an imide bond by biphenyltetracarboxylic acid and a diamine compound in the polyimide molecule, and the TD direction of the surface is measured by thin film X-ray diffraction measurement (Cu Kα incident). When the angle is 0.1 °), the water absorption rate is 1 to 3% when the film has a peak at a position of 2θ = 10 ° to 12 ° and a position of 2θ = 17 ° to 20 ° and has a film thickness of 35 μm. By using a polyimide film having a thermal expansion coefficient in a specific range in the TD direction, a metal-coated polyimide film provided with a metal film directly on this surface has been found to be able to reduce connection failures during wiring processing, The present invention has been completed.

即ち、本発明の第1の発明に依れば、ポリイミドフィルムの少なくとも一方の表面に接着剤を介することなく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、
該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方向を薄膜X線回折(Cu Kα 入射角=0.1°)で測定したときに、2θ=10°〜12°に半価幅が1.5°以下のピーク及び、2θ=17°〜20°に半価幅が1.5°以下のピークを有し、膜厚35μmのとき、吸水率が1〜3%であり、かつTD方向の熱膨張係数が4ppm/℃〜6ppm/℃であることを特徴とする金属被覆ポリイミドフィルムが提供される。
That is, according to the first invention of the present invention, a metallized polyimide film in which a metal film is provided on at least one surface of the polyimide film without using an adhesive,
The polyimide film contains an imide bond by biphenyltetracarboxylic acid and a diamine compound in the polyimide molecule, and when the TD direction of the surface is measured by thin film X-ray diffraction (Cu Kα incident angle = 0.1 °), When 2θ = 10 ° to 12 ° has a peak with a half width of 1.5 ° or less, and 2θ = 17 ° to 20 ° has a peak with a half width of 1.5 ° or less, and when the film thickness is 35 μm, A metal-coated polyimide film having a water absorption of 1 to 3% and a thermal expansion coefficient in the TD direction of 4 ppm / ° C. to 6 ppm / ° C. is provided.

また、本発明の第2の発明に依れば、第1の発明において、前記金属膜は、前記ポリイミドフィルムの表面に設けられたニッケル、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、該金属薄膜の表面に設けられた銅薄膜との2層で構成されていることを特徴とする金属被覆ポリイミドフィルムが提供される。   According to the second invention of the present invention, in the first invention, the metal film is at least one selected from nickel, chromium, or an alloy thereof provided on the surface of the polyimide film. There is provided a metal-coated polyimide film comprising a metal thin film and a copper thin film provided on the surface of the metal thin film.

また、本発明の第3の発明に依れば、第1または第2の発明において、前記金属膜は、前記金属薄膜及び銅薄膜の上に銅層が設けられた3層で構成されていることを特徴とする金属被覆ポリイミドフィルムが提供される。   According to the third invention of the present invention, in the first or second invention, the metal film is composed of three layers in which a copper layer is provided on the metal thin film and the copper thin film. A metal-coated polyimide film is provided.

また、本発明の第4の発明に依れば、第2又は3の発明において、前記金属薄膜と銅薄膜は、いずれも乾式めっき法で形成されることを特徴とする金属被覆ポリイミドフィルムが提供される。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the metal-coated polyimide film according to the second or third aspect, wherein the metal thin film and the copper thin film are both formed by a dry plating method. Is done.

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、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。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the metallized polyimide film according to the third aspect, wherein the copper layer is formed by a wet plating method.

また、本発明の第6の発明に依れば、第1〜5のいずれかの発明において、前記金属膜の厚さは、20μm以下であることを特徴とする金属被覆ポリイミドフィルムが提供される。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a metal-coated polyimide film according to any one of the first to fifth aspects, wherein the metal film has a thickness of 20 μm or less. .

また、本発明の第7の発明によれば、ポリイミドフィルムの少なくとも一方の表面に接着剤を介することなく金属膜を設ける金属化ポリイミドフィルム製造方法であって、該ポリイミドフィルムとして、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方向を薄膜X線回折測定(Cu Kα 入射角=0.1°)したときに、2θ=10°〜12°に半価幅が1.5°以下のピーク及び、2θ=18°〜20°に半価幅が1.5°以下のピークを有し、膜厚35μmのとき、吸水率が1〜3%であり、TD方向の熱膨張係数が4ppm/℃〜6ppm/℃であるものを用い、該金属膜は、前記ポリイミドフィルムの表面にニッケル、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を乾式めっき法で設け、さらに、前記金属薄膜の表面に銅薄膜を乾式めっき法で設けることを特徴とする金属被覆ポリイミドフィルムの製造方法が提供される。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a metallized polyimide film manufacturing method in which a metal film is provided on at least one surface of a polyimide film without using an adhesive, and the polyimide film includes biphenyltetracarboxylic acid. When the polyimide molecule contains an imide bond by a diamine compound and the TD direction of the surface is measured by thin film X-ray diffraction (Cu Kα incident angle = 0.1 °), the half value is 2θ = 10 ° to 12 °. A peak having a width of 1.5 ° or less and a peak at 2θ = 18 ° to 20 ° having a half width of 1.5 ° or less and a film thickness of 35 μm, the water absorption is 1 to 3%. A metal film having a thermal expansion coefficient of 4 ppm / ° C. to 6 ppm / ° C. in the TD direction is used, and the metal film is at least one selected from nickel, chromium, or an alloy thereof on the surface of the polyimide film. A metal thin film provided by dry plating method consisting, further method for producing a metal-coated polyimide film characterized by providing a dry plating method a copper thin film on the surface of the metal thin film is provided.

また、本発明の第8の発明に依れば、第7の発明において、前記金属膜は、前記ポリイミドフィルムの表面に設けた金属薄膜層、該金属薄膜層の表面に設けた銅薄膜、及び該銅薄膜の表面に設けた銅層から構成され、該銅層が湿式めっき法で設けられることを特徴とする金属被覆ポリイミドフィルムの製造方法が提供される。
また、本発明の第9の発明に依れば、第1〜6のいずれかの発明において、金属被覆ポリイミドフィルムを配線加工して得られるフレキシブル配線板が提供される。
According to an eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect, the metal film comprises a metal thin film layer provided on the surface of the polyimide film, a copper thin film provided on the surface of the metal thin film layer, and There is provided a method for producing a metal-coated polyimide film comprising a copper layer provided on the surface of the copper thin film, wherein the copper layer is provided by a wet plating method.
According to the ninth invention of the present invention, in any one of the first to sixth inventions, a flexible wiring board obtained by wiring a metal-coated polyimide film is provided.

また、本発明の第10の発明に依れば、第7の発明の製造方法で得られた金属被覆ポリイミドフィルムを、セミアディティブ法またはサブトラクティブ法のいずれかで配線加工することを特徴とするフレキシブル配線板の製造方法が提供される。   According to the tenth invention of the present invention, the metal-coated polyimide film obtained by the manufacturing method of the seventh invention is processed by wiring by either a semi-additive method or a subtractive method. A method for manufacturing a flexible wiring board is provided.

本発明の金属被覆ポリイミドフィルムは、初期密着強度、PCT試験後の密着強度およびMIT耐折性試験方法に定める折曲げ性が従来の金属被覆ポリイミドフィルムよりも優れるため、電子回路のファインピッチ化対応に好適なフレキシブル配線板の素材として用いることが出来る。本発明の金属被覆ポリイミドフィルムを用いて得られる本発明のフレキシブル配線板は、接続不良を低減することが可能となる。   The metal-coated polyimide film of the present invention is superior to conventional metal-coated polyimide films in terms of initial adhesion strength, adhesion strength after PCT test, and fold resistance specified in the MIT folding resistance test method. It can be used as a material of a flexible wiring board suitable for the above. The flexible wiring board of the present invention obtained using the metal-coated polyimide film of the present invention can reduce connection failures.

本発明の実施例1に用いたポリイミドフィルムの薄膜X線回折のチャートである。It is a chart of the thin film X-ray diffraction of the polyimide film used for Example 1 of this invention.

本発明の金属被覆ポリイミドフィルムは、ポリイミドフィルムの少なくとも一方の表面に接着剤を介することなく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、該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方向を薄膜X線回折測定(Cu Kα 入射角=0.1°)したときに、2θ=10°〜12°に半価幅が1.5°以下のピーク、及び2θ=17°〜20°に半価幅が1.5°以下のピークを有し、膜厚35μmのとき、吸水率が1〜3%であり、TD方向の熱膨張係数が4ppm/℃〜6ppm/℃であることを特徴とする。
本発明の金属被覆ポリイミドフィルムは、このような特徴があるため初期密着強度が900N/m以上、PCT試験後に密着強度が600N/m以上、且つMIT耐折性試験方法に定める折曲げ性が2000〜3000回を示すため、この金属被覆ポリイミドフィルムをセミアディティブ法またはサブトラクティブ法で配線加工してフレキシブル配線板とすると、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の接続不良の低減が可能となる。
The metal-coated polyimide film of the present invention is a metallized polyimide film in which a metal film is provided on at least one surface of the polyimide film without using an adhesive, and the polyimide film is made of biphenyltetracarboxylic acid and a diamine compound. When an imide bond is contained in the polyimide molecule and the TD direction on the surface thereof is measured by thin film X-ray diffraction measurement (Cu Kα incident angle = 0.1 °), the half width is 1.θ from 2θ = 10 ° to 12 °. It has a peak of 5 ° or less, a peak at 2θ = 17 ° to 20 ° and a half width of 1.5 ° or less, and when the film thickness is 35 μm, the water absorption is 1 to 3% and the heat in the TD direction The expansion coefficient is 4 ppm / ° C. to 6 ppm / ° C.
Since the metal-coated polyimide film of the present invention has such characteristics, the initial adhesion strength is 900 N / m or more, the adhesion strength after the PCT test is 600 N / m or more, and the bendability defined in the MIT folding resistance test method is 2000. In order to show ~ 3000 times, when this metal-coated polyimide film is processed by a semi-additive method or a subtractive method to form a flexible wiring board, it is possible to reduce the connection failure between the lead and the polyimide film generated in the inner reed portion. .

1)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、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、その表面をTD方向(ポリイミドフィルムの幅方向)に薄膜X線回折測定(Cu Kα 入射角=0.1°)したときに、2θ=10°〜12°に半価幅が1.5°以下のピーク及び、2θ=17°〜20°に半価幅が1.5°以下のピークを有し、その熱膨張係数が4ppm/℃〜6ppm/℃である。
なお、本発明に用いるポリイミドフィルムは、単にX線回折測定(Cu Kα)したのでは、2θ=10°〜12°及び17°〜20°に特定のピークを見出すことは難しいので表面状態の確認が容易ではなく、薄膜X線回折測定で入射角を0.1°として測定して初めてピークが確認でき、表面状態を確認することができる。ポリイミドフィルムの中には、2θ=2°〜10°に半価幅1.5°以下のピークを有するものもあるが、本発明に用いるポリイミドフィルムは、この位置に半価幅1.5°以下のピークがない。
1) Polyimide film The polyimide film used in the present invention contains an imide bond by biphenyltetracarboxylic acid and a diamine compound in the polyimide molecule, and the surface thereof is thin-film X-ray diffracted in the TD direction (width direction of the polyimide film). When measured (Cu Kα incident angle = 0.1 °), the peak at 2θ = 10 ° to 12 ° has a half width of 1.5 ° or less, and the half width at 2θ = 17 ° to 20 ° is 1 It has a peak of not more than 5 °, and its thermal expansion coefficient is 4 ppm / ° C. to 6 ppm / ° C.
In addition, since the polyimide film used in the present invention is simply subjected to X-ray diffraction measurement (Cu Kα), it is difficult to find specific peaks at 2θ = 10 ° to 12 ° and 17 ° to 20 °. However, it is not easy, and the peak can be confirmed only when the incident angle is measured by thin film X-ray diffraction measurement at 0.1 °, and the surface state can be confirmed. Some polyimide films have a peak at a half-value width of 1.5 ° or less at 2θ = 2 ° to 10 °, but the polyimide film used in the present invention has a half-value width of 1.5 ° at this position. There are no peaks below.

本発明の金属被覆ポリイミドフィルムは、前記特定のポリイミドフィルムの表面に乾式めっき法で金属薄膜と銅薄膜とを設けた後、湿式めっき法で所定の厚さの銅層を設けている。
湿式めっき法、特に電気メッキ法で銅層を設けると、銅層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、金属層とポリイミド層との剥離の原因となる。
湿式めっき法で銅層を設ける際には、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、適度に膨張したポリイミドフィルムの表面に銅めっき層を完成させ、その後の加熱乾燥することにより、ポリイミドフィルムが収縮し、銅めっき層を引き延ばすことができ、銅層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。
In the metal-coated polyimide film of the present invention, a metal thin film and a copper thin film are provided on the surface of the specific polyimide film by a dry plating method, and then a copper layer having a predetermined thickness is provided by a wet plating method.
When a copper layer is provided by a wet plating method, particularly an electroplating method, a tensile stress is formed as an electrodeposition stress in the copper layer. This tensile stress causes peeling between the metal layer and the polyimide layer.
When a copper layer is provided by a wet plating method, the polyimide film is immersed in a plating bath. The polyimide film has good water absorption, and when immersed in a plating bath, it absorbs water and expands. And since it is heat-dried after completion | finish of plating, it shrink | contracts and it returns to the state before a plating process. Therefore, if the expansion rate of the polyimide film due to water absorption is appropriate, a copper plating layer is completed on the surface of the polyimide film that has been appropriately expanded, and then the polyimide film is contracted and stretched by heating and drying. It is possible to reduce the tensile stress remaining as internal stress in the copper layer.

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%のポリイミドフィルムを用いるが、吸水率が1%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%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。
ポリイミドフィルム表面に直接金属層を設けた場合、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。
In the present invention, it is necessary to consider the water absorption rate as well as the expansion rate of the polyimide film due to water absorption. In the present invention, a polyimide film having a water absorption rate of 1 to 3% is used. However, if the water absorption rate is less than 1%, the amount of expansion of the polyimide film due to water absorption decreases, and the object of the present invention is not achieved. If the water absorption exceeds 3%, the amount of expansion due to water absorption of the polyimide film becomes too large, and when heated and dried, compressive stress is generated as internal stress in the copper layer, and sufficient initial adhesion strength and PCT adhesion strength are obtained. There may not be.
When a metal layer is provided directly on the surface of the polyimide film, the larger the difference in the coefficient of thermal expansion between the metal layer and the polyimide film, the greater the load on the bonding surface between the narrow wiring portion and the polyimide film due to high-temperature heating during bonding wire. Takes and becomes easy to peel off.

ポリイミドフィルムが前記したような酸素透過率や吸水性を持つ理由は、以下のように考えられる。
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、適度に結晶化したポリイミドでは、膜厚35μmのポリイミドフィルムを用いて1013hPa下で測定して得た酸素透過率の値を、300〜500cm/m/24時間とでき、吸水率を1〜3%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には、ポリイミドフィルム表面を薄膜X線回折で測定すればよい。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、2θ=10°〜12°に半価幅が1.5°以下のピーク及び、2θ=17°〜20°に半価幅が1.5°以下のピークを有するものを用いると、ポリイミドフィルムが適度に結晶化しているので、適度な吸水率を有するポリイミドフィルムになる。
上記特性のポリイミドフィルムは、その結晶化度により、バルクとして弾性が高く、金属被膜ポリイミドフィルムの折り曲げ性の向上に寄与する。
また、TD方向の熱膨張係数が4ppm/℃〜6ppm/℃であるため、配線加工して得られるフレキシブル配線板の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低減に寄与する。
The reason why the polyimide film has oxygen permeability and water absorption as described above is considered as follows.
Generally, it is known that a polyimide film is easily crystallized due to its heat resistance and molding method. In the crystallized polyimide film, polyimide molecules are aligned, and moisture easily enters and exits between the molecules. That is, in the moderately crystallized polyimide, the value of oxygen permeability obtained by measuring under 1013hPa using a polyimide film having a thickness of 35 [mu] m, can the 300~500cm 3 / m 2/24 hours, the water absorption It can be 1 to 3%.
In order to confirm whether the polyimide film is crystallized, the polyimide film surface may be measured by thin film X-ray diffraction. When it is crystallized, a plurality of peaks are usually confirmed on the chart, although it varies depending on the degree of crystallinity. In the present invention, when a peak having a half width of 1.5 ° or less at 2θ = 10 ° to 12 ° and a peak having a half width of 1.5 ° or less at 2θ = 17 ° to 20 ° is used. Since the polyimide film is appropriately crystallized, the polyimide film has an appropriate water absorption rate.
The polyimide film having the above characteristics has high elasticity as a bulk due to its crystallinity, and contributes to improvement of the bendability of the metal-coated polyimide film.
Moreover, since the thermal expansion coefficient in the TD direction is 4 ppm / ° C. to 6 ppm / ° C., it contributes to the reduction in bonding failure between the lead and the polyimide film generated in the inner lead portion of the flexible wiring board obtained by wiring processing.

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、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である。   The polyimide film used in the present invention is not particularly limited as long as it has the above characteristics, but it is preferable to use a polyimide film mainly composed of biphenyltetracarboxylic acid. This is because a polyimide film containing biphenyltetracarboxylic acid as a main component is excellent in heat resistance and dimensional stability.

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であることが好ましい。   The thickness of the polyimide film used in the present invention is not particularly limited, but it is preferably 25 to 50 μm in view of ensuring bendability and yield when forming a metal film.

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を添加して用いることもできる。この場合、フィラーとしてはいかなるものを用いても良いが、好ましい例としてはシリカ、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決定されるため、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可能性がある。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可能性がある。
このようなポリイミドフィルムの例として、例えば、宇部興産株式会社から市販されているユーピレックス35SGA V1(登録商標)が挙げられる。
Moreover, a filler can also be added and used for the purpose of improving various properties of the film such as slidability and thermal conductivity. In this case, any filler may be used, but preferred examples include silica, titanium oxide, alumina, silicon nitride, boron nitride, calcium hydrogen phosphate, calcium phosphate, mica and the like.
The particle diameter of the filler is not particularly limited because it is determined by the film characteristics to be modified and the type of filler to be added, but generally the average particle diameter is 0.05 to 100 μm, preferably 0.8. It is 1 to 75 μm, more preferably 0.1 to 50 μm, and particularly preferably 0.1 to 25 μm. If the particle size is below this range, the modification effect is less likely to appear. If the particle size is above this range, the surface properties may be greatly impaired or the mechanical properties may be greatly deteriorated. Also, the amount of filler added is not particularly limited because it is determined by the film properties to be modified, the filler particle diameter, and the like. Generally, the addition amount of the filler is 0.01 to 100 parts by weight, preferably 0.01 to 90 parts by weight, and more preferably 0.02 to 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyimide. If the amount of filler added is less than this range, the effect of modification by the filler hardly appears, and if it exceeds this range, the mechanical properties of the film may be greatly impaired.
As an example of such a polyimide film, for example, Upilex 35SGA V1 (registered trademark) commercially available from Ube Industries, Ltd. may be mentioned.

次に、ポリイミドフィルムの製造方法を例示する。
(i)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方法としてはあらゆる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。
Next, the manufacturing method of a polyimide film is illustrated.
(I) Production of polyamic acid as a precursor As a method for obtaining a polyamic acid, any known method and a method combining them can be used. Typical polymerization methods include the following methods (a) to (e). That is,
(A) An aromatic diamine is dissolved in an organic polar solvent, and an equimolar amount of an aromatic tetracarboxylic dianhydride is added thereto and polymerized.
(B) An aromatic tetracarboxylic dianhydride is reacted with a small molar amount of an aromatic diamine compound in an organic polar solvent to obtain a prepolymer having acid anhydride groups at both ends. Subsequently, the aromatic diamine compound is added and polymerized so that the aromatic tetracarboxylic dianhydride and the aromatic diamine compound finally become substantially equimolar.
(C) An aromatic tetracarboxylic dianhydride and an excess molar amount of the aromatic diamine compound are reacted in an organic polar solvent to obtain a prepolymer having amino groups at both ends. Subsequently, the aromatic tetracarboxylic dianhydride is added and polymerized so that the aromatic tetracarboxylic dianhydride and the aromatic diamine compound finally become substantially equimolar.
(D) After dissolving and / or dispersing the aromatic tetracarboxylic dianhydride in an organic polar solvent, an aromatic diamine compound is added and polymerized so as to be substantially equimolar.
(E) A substantially equimolar mixture of aromatic tetracarboxylic dianhydride and aromatic diamine is reacted in an organic polar solvent for polymerization.
In order to obtain a polyamic acid, any of these methods (a) to (e) may be used, or a combination thereof may be used. The polyamic acid obtained by any method can also be used as a raw material for the polyimide film used in the present invention.

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。
Examples of the acid dihydrate include pyromellitic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride. 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride Anhydride, 4,4′-oxyphthalic dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 1,1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, 1,1-bis (3,4-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride Bis (2,3-dicarboxy Phenyl) methane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, oxydiphthalic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, p-phenylenebis (trimerit Acid monoester acid anhydride), ethylene bis (trimellitic acid monoester acid anhydride), bisphenol A bis (trimellitic acid monoester acid anhydride), and the like. A mixture of proportions can be preferably used.
Among these acid dianhydrides, especially pyromellitic dianhydride and / or 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride and / or 4,4′-oxyphthalic dianhydride and It is preferable to use 3,3′4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, and further, an acid dianhydride containing 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride The use of a mixture of

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。   Examples of the aromatic diamine compound include 4,4′-diaminodiphenylpropane, 4,4′-diaminodiphenylmethane, benzidine, 3,3′-dichlorobenzidine, 3,3′-dimethylbenzidine, and 2,2′-dimethylbenzidine. 3,3′-dimethoxybenzidine, 2,2′-dimethoxybenzidine, 4,4′-diaminodiphenylsulfide, 3,3′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-oxy Dianiline, 3,3′-oxydianiline, 3,4′-oxydianiline, 1,5-diaminonaphthalene, 4,4′-diaminodiphenyldiethylsilane, 4,4′-diaminodiphenylsilane, 4,4 '-Diaminodiphenylethylphosphine oxide, 4,4'-diaminodiphenyl N Methylamine, 4,4′-diaminodiphenyl N-phenylamine, 1,4-diaminobenzene (p-phenylenediamine), 1,3-diaminobenzene, 1,2-diaminobenzene, bis {4- (4-amino Phenoxy) phenyl} sulfone, bis {4- (3-aminophenoxy) phenyl} sulfone, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 4,4′-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, 1, 3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 3,3′-diaminobenzophenone, 4,4-diaminobenzophenone, and the like thereof.

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。
The polyamic acid for polyimide film used in the present invention is obtained by selecting and polymerizing the kind and blending ratio of aromatic acid tetracarboxylic dianhydride and aromatic diamine within the above range.
As the preferred solvent for synthesizing the polyamic acid, any solvent can be used as long as it dissolves the polyamic acid, but amide solvents, that is, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N- Methyl-2-pyrrolidone and the like are preferable, and N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide are particularly preferable.

(ii)ポリアミック酸からポリイミドへの変換
このようにして得られたポリアミック酸は、次にポリイミドへの変換する。ポリアミック酸を含む有機溶液は、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を得る。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。
(Ii) Conversion from polyamic acid to polyimide The polyamic acid thus obtained is then converted to polyimide. An organic solution containing polyamic acid is cast on a support such as a glass plate, an aluminum foil, a metal endless belt, or a metal drum to obtain a resin film. At this time, it is partially cured and / or dried by heating on the support. At this time, hot air or far-infrared radiation heat may be applied. Alternatively, the support itself may be heated. Furthermore, a method of applying hot air or far infrared radiation heat and a method of heating the support itself can be combined.
The resin film cast by heating becomes a self-supporting semi-cured film, a so-called gel film, and is peeled off from the support. This gel film is in the intermediate stage of curing from polyamic acid to polyimide, that is, partially imidized and has self-supporting properties, and has residual volatile components such as a solvent.
Next, the gel film is heated to dry to remove the remaining solvent, and the curing (imidization) is completed together with this, but in order to avoid shrinkage of the gel film during drying and curing, the gel film While being held by a tenter frame with a pin or a tenter clip, it is conveyed to a heating furnace and heated at 200 to 400 ° C. to obtain a polyimide film.

2)金属被覆ポリイミドフィルム
このようにして得られた特定のポリイミドフィルムは、次のようにして金属被覆ポリイミドフィルムとする。
表面にニッケル、クロム、及び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を乾式めっき法で設け、その上に銅薄膜を乾式めっき法で設ける。金属被覆ポリイミドフィルムの使用方法、即ち、本発明のフレキシブル配線板の製造方法に応じて、銅薄膜の表面に所定の厚さの銅層を湿式めっき法で設けてもよい。
2) Metal-coated polyimide film The specific polyimide film thus obtained is a metal-coated polyimide film as follows.
A metal thin film made of at least one selected from nickel, chromium, and alloys thereof is provided on the surface by a dry plating method, and a copper thin film is provided thereon by a dry plating method. Depending on the method of using the metal-coated polyimide film, that is, the method of manufacturing the flexible wiring board of the present invention, a copper layer having a predetermined thickness may be provided on the surface of the copper thin film by a wet plating method.

a)金属薄膜
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ために、設けられるものである。したがって、前記金属薄膜の材質は、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、又はこれらの合金の中から選ばれる何れかとすればよいが、密着強度や配線作成時のエッチング容易性からニッケル・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、前記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前記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した後、酸素ガス雰囲気下に、紫外線照射処理をすると好ましい。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成すると、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成する場合、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高くなる。
前記金属薄膜は、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。
a) Metal thin film The metal thin film is provided in order to ensure reliability such as adhesion and heat resistance between the polyimide film and the metal film. Therefore, the material of the metal thin film may be any one selected from nickel, chromium, or an alloy thereof in order to increase the adhesion between the polyimide film and the copper layer. It is preferable to use a nickel-chromium alloy because of the ease of etching. Further, in order to provide a nickel-chromium alloy concentration gradient, the metal thin film may be composed of a plurality of nickel-chromium alloy layers having different chromium concentrations. If comprised with these metals, the corrosion resistance and migration resistance of the metallized polyimide film will be improved.
Further, in order to further increase the corrosion resistance of the metal thin film, vanadium, titanium, molybdenum, cobalt, or the like may be added to the metal.
Also, in order to improve the adhesion between the polyimide film and the metal thin film before dry plating, it is preferable to subject the polyimide film surface to surface treatment by corona discharge or ion irradiation, and then to ultraviolet irradiation in an oxygen gas atmosphere. . These treatment conditions are not particularly limited, and may be conditions applied to a normal method for producing a metallized polyimide film.
The thickness of the metal thin film is preferably 3 to 50 nm. If the thickness is less than 3 nm, when the wiring is formed by etching the metal layer of the metallized polyimide film, the etching solution may erode the metal thin film, soak into the polyimide film and the metal thin film, and the wiring may float. There is not preferable. On the other hand, when the thickness exceeds 50 nm, when a wiring is formed by etching, the metal thin film is not completely removed and remains as a residue between the wirings, and there is a high possibility that an insulation failure between the wirings occurs.
The metal thin film is preferably formed by dry plating. The dry plating method includes sputtering method, magnetron sputtering method, ion plating method, cluster ion beam method, vacuum deposition method, CVD method, etc. Any of these may be used, but industrially magnetron sputtering method is used. It is done. This is because production efficiency is high.

b)銅薄膜
本発明において銅薄膜は、乾式めっき法で得たものが好ましい。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。前記金属薄膜をマグネトロンスパッタリング法で成膜した後、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を同じ方法で乾式めっきしなければならない理由はない。
銅薄膜を設ける理由は、前記金属薄膜の上に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。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とすることが好ましい。あまりに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、あまりに厚いと時間が掛かりすぎ、生産性を悪化させ、経済性を損なうからである。
b) Copper thin film In the present invention, the copper thin film is preferably obtained by a dry plating method. As the dry plating method to be employed, any of the above-described sputtering method, magnetron sputtering method, ion plating method, cluster ion beam method, vacuum deposition method, CVD method and the like can be used. It is also possible to provide a copper thin film by a vapor deposition method after forming the metal thin film by a magnetron sputtering method. That is, there is no reason why the metal thin film and the copper thin film must be dry-plated by the same method.
The reason why the copper thin film is provided is that when a copper layer is directly provided on the metal thin film by electroplating, the energization resistance is high and the current density of electroplating becomes unstable. By providing a copper thin film, the current resistance can be lowered and the current density during electroplating can be stabilized. The thickness of the copper thin film is preferably 10 nm to 1 μm. If the thickness is too thin, the energization resistance at the time of electroplating cannot be lowered sufficiently, and if the thickness is too thick, it takes too much time, which deteriorates productivity and impairs economy.

c)銅層
本発明において銅層の厚みは、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を越えると銅層の内部応力が大きくなりすぎるからである。
前記銅層は湿式めっき法で設けたものが好ましい。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、且つ得られる銅層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。
電気めっき法で銅層を設ける場合、硫酸浴を用いると適度な引張り応力を持った電着銅層が得られ、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く、より好ましい。
電気めっき法により銅層を得る場合、該銅層の内部応力は、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未満では、得られる銅層の硬度が高くなり、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を超えると、得られる銅層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、電気銅めっき装置の入口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は、JIS C−6471−1995−8.1に基づく引き剥がし強さの評価で、初期密着強度が、900N/m以上となり、且つ温度125℃、湿度85%、96hrのPCT後の密着強度が600N/m以上、且つMIT耐折性試験(JIS C 6471−1995−8.2)に定める折曲げ性が2000〜3000回を有する金属被覆ポリイミドフィルムとなる。
c) Copper layer In the present invention, the thickness of the copper layer is preferably 1.0 to 20.0 μm. If the thickness is less than 1.0 μm, sufficient conductivity may not be obtained when the wiring is formed, and if the thickness exceeds 20 μm, the internal stress of the copper layer becomes too large.
The copper layer is preferably provided by a wet plating method. This is because in the dry plating method, it takes too much time to plate up to a predetermined thickness, which deteriorates productivity and impairs economy. There are electroplating methods and electroless plating methods as wet plating methods, but any of them may be used in combination, but the electroplating method is simple and the resulting copper layer is dense. Since it becomes a thing, it is preferable. The plating conditions are known conditions.
When a copper layer is provided by electroplating, it is more preferable to use a sulfuric acid bath because an electrodeposited copper layer having an appropriate tensile stress can be obtained, and the internal stress due to expansion and expansion / contraction of the polyimide film can be easily balanced.
When a copper layer is obtained by electroplating, the internal stress of the copper layer is preferably a tensile stress of 5 to 30 MPa before the polyimide film is dried. When it is less than 5 MPa, the polyimide film stretch effect becomes too large when the polyimide film is dried, and when the tensile stress exceeds 30 MPa, the stretch effect of the polyimide film when the polyimide film is dried becomes too small. It is.
The electrolytic copper plating using a sulfuric acid bath may be performed under normal conditions. As a plating bath, a commercially available copper sulfate plating bath used for general electrolytic copper plating can be used. Moreover, it is preferable that the cathode current density sets the average cathode current density of a plating tank to 1-3 A / dm < 2 >. When the average cathode current density of the cathode current density is less than 1 A / dm 2 , the hardness of the obtained copper layer becomes high and it becomes difficult to ensure the bendability, and a flexible wiring board using the obtained metallized polyimide film This is because the obtained flexible wiring board does not have good flexibility. On the other hand, if the average cathode current density exceeds 3 A / dm 2 , the residual stress generated in the obtained copper layer varies.
The copper electroplating equipment using the sulfuric acid bath unwinds the roll-shaped polyimide film from the unwinder installed on the entrance side of the copper electroplating equipment in the same way as the dry plating process, and sequentially passes through the plating tank while transporting it. It is preferable to use a roll-to-roll type electroplating apparatus that is performed while being wound by a winder in order to increase production efficiency and reduce manufacturing costs. In this case, it is preferable to adjust the film conveyance speed to 50 to 150 m / h. If the conveyance speed is less than 50 m / h, the productivity becomes too low, and if it exceeds 150 m / h, the energization current amount must be increased, and a large-scale power supply device must be used. There is a problem that it becomes expensive.
The metallized polyimide film of the present invention thus obtained has an initial adhesion strength of 900 N / m or more and a temperature of 125 by an evaluation of peel strength based on JIS C-6471-1995-8.1. Metal coating with adhesion strength after PCT of 600 ° C., humidity 85%, 96 hr, and foldability specified in MIT folding resistance test (JIS C 6471-1995-8.2) of 2000 to 3000 times It becomes a polyimide film.

3)フレキシブル配線板
本発明のフレキシブル配線板は、上記の金属被覆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配線加工したものである。
例えば、サブトラクティブ法の場合には、本発明の金属被覆ポリイミドフィルムの金属膜の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。
また、例えば、セミアディティブ法でフレキシブル配線板を得るには、本発明の金属被覆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形成し、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層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。
なお、セミアディティブ法でフレキシブル配線板を得る場合に用いる金属被覆ポリイミドフィルムは、金属膜が金属薄膜と銅薄膜の2層で構成されても、金属薄膜と銅薄膜と銅層の3層で構成されても、いずれでも良い。電気銅めっき法で銅を析出させて配線を形成させていることから、析出した配線は、本発明の金属被覆ポリイミドフィルムの銅層に相当する。
したがって、本発明のフレキシブル配線板の配線構造は、いずれの方法により作成しても、ポリイミドフィルム表面より金属薄膜、銅薄膜、銅層がこの順に積層された構造になっている。
3) Flexible wiring board The flexible wiring board of the present invention is obtained by wiring using the metal-coated polyimide film by a subtractive method or a semi-additive method.
For example, in the case of the subtractive method, a resist layer is provided on the surface of the metal film of the metal-coated polyimide film of the present invention, an exposure mask having a predetermined pattern is provided thereon, and exposure is performed by irradiating ultraviolet rays thereon. Then, development is performed to obtain an etching mask for obtaining a wiring portion. Next, the exposed metal film is removed by etching, then the remaining etching mask is removed, washed with water, and a desired plating is applied to necessary portions to obtain the flexible wiring board of the present invention.
For example, in order to obtain a flexible wiring board by the semi-additive method, a resist layer is provided on the metal film surface of the metal-coated polyimide film of the present invention, a mask having a predetermined wiring pattern is provided thereon, and ultraviolet rays are irradiated. Exposure and development to obtain a plating mask in which the wiring becomes an opening, copper is deposited on the surface of the metal film exposed to the opening by an electrolytic copper plating method, and then the plating mask is removed . Thereafter, the metal layer other than the wiring is removed by soft etching to ensure the insulation of the wiring, washed with water, and desired plating is performed on the necessary portion to obtain the flexible wiring board of the present invention.
Note that the metal-coated polyimide film used when obtaining a flexible wiring board by the semi-additive method is composed of three layers of a metal thin film, a copper thin film and a copper layer, even if the metal film is composed of two layers of a metal thin film and a copper thin film. Or either. Since the wiring is formed by depositing copper by the electrolytic copper plating method, the deposited wiring corresponds to the copper layer of the metal-coated polyimide film of the present invention.
Therefore, the wiring structure of the flexible wiring board of the present invention has a structure in which a metal thin film, a copper thin film, and a copper layer are laminated in this order from the polyimide film surface, regardless of which method is used.

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、実施例で用いたポリイミドフィルムの薄膜X線回折の測定条件、吸水率、熱膨張係数、および得られた金属被覆ポリイミドフィルムの密着強度の測定方法、PCT試験、MIT耐折性の測定方法の条件は、以下の通りである。
(1)薄膜X線回折測定: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)吸水率:ASTM D570に定められた、20℃、24hr浸漬法(Immergion)により、求めた。
(3)熱膨張係数:TMA(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。
(4)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JIS C−6471−1995−8.1に準ずる、引き剥がし法により求めた。
(5)PCT試験:温度125℃、湿度85%、96hrの条件で測定した。
(6)MIT耐折性:JIS C 6471−1995−8.2に準ずるMIT耐折性試験方法により、R=0.38、荷重500g、線幅1mmの条件で折れ曲げに至るまでの折曲げ回数を求めた。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples. In addition, the measurement conditions of thin film X-ray diffraction of the polyimide film used in the Example, the water absorption, the thermal expansion coefficient, the measurement method of the adhesion strength of the obtained metal-coated polyimide film, the PCT test, the measurement method of MIT folding resistance The conditions are as follows.
(1) Thin-film X-ray diffraction measurement: As a diffractometer, a horizontal X-ray diffractometer “SmartLab” manufactured by Rigaku Corporation is used, and an incident angle (ω) is 0.1 ° in the TD direction and a sampling width is 0.1 °. The measurement angle 2θ was 2 ° to 60 °, and the scanning speed was measured at 4 ° / min.
(2) Water absorption: determined by the immersion method (Immersion) at 20 ° C. for 24 hours as defined in ASTM D570.
(3) Thermal expansion coefficient: Using a TMA (thermomechanical analysis) apparatus, the TD direction in the range of 50 ° to 200 ° was determined by a tensile method.
(4) Adhesion strength: A wiring pattern having a line width of 1 mm and a length of 50 mm was formed by a subtractive method, and was obtained by a peeling method according to JIS C-6471-1995-8.1.
(5) PCT test: Measured under conditions of a temperature of 125 ° C., a humidity of 85%, and 96 hours.
(6) MIT folding endurance: Bending until bending occurs under the conditions of R = 0.38, load 500 g, line width 1 mm according to the MIT folding endurance test method according to JIS C 6471-1995-8.2. The number of times was calculated.

(実施例1)
まず、吸水率が1.8%、熱膨張係数がTD方向:4ppm/℃でかつ、薄膜X線回折の結果、図1に示されるように、2θ=11°に半価幅が1.5°以下のピーク及び、2θ=18°に半価幅が1.5°以下のピークが見られる厚さ35μm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((株)宇部興産製、ユーピレックスSGA V1)を用意した。
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の銅層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層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に調整して銅めっきを施した。
得られた金属被覆ポリイミドフィルムの初期密着強度を求めたところ、958N/mであり、且つ、PCT試験後の密着強度は692N/mであった。ちなみに、150℃で168時間保持した後の密着強度は546N/m、MIT耐折性は、2850回であった。
次に、この金属被覆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、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。
Example 1
First, the water absorption is 1.8%, the thermal expansion coefficient is TD direction: 4 ppm / ° C., and as a result of thin film X-ray diffraction, as shown in FIG. 1, the half width is 1.5 at 2θ = 11 °. A long polyimide film mainly composed of biphenyltetracarboxylic acid having a thickness of 35 μm in which a peak of less than ° and a peak at 2θ = 18 ° with a half width of 1.5 ° or less can be seen (manufactured by Ube Industries, Ltd.) Upilex SGA V1) was prepared.
On one side of this polyimide film, a 20 mass% chromium-nickel alloy layer having an average thickness of 230 mm as a metal thin film is formed by a direct current sputtering method using a sputtering facility comprising an unwinder, a sputtering device, and a winder. Formed. Further, similarly, a copper thin film having an average thickness of 1000 mm was formed on the metal thin film.
Next, a copper layer having a thickness of 8 μm was provided on the copper thin film by electrolytic copper plating to obtain a metallized polyimide film. The electroplating bath used was a copper sulfate plating bath with a copper concentration of 23 g / l, and the bath temperature during plating was 27 ° C. In addition, the plating tank is a multi-structure tank in which a plurality of plating tanks are connected so that a polyimide film having a metal layer on one side is continuously immersed in each tank by an unwinder and a winder. Electroplating was performed while being conveyed. The conveyance speed was 75 m / h, and the average cathode current density of the plating tank was adjusted to 1.0 to 2.5 A / dm 2 to perform copper plating.
When the initial adhesion strength of the obtained metal-coated polyimide film was determined, it was 958 N / m, and the adhesion strength after the PCT test was 692 N / m. Incidentally, the adhesion strength after holding at 150 ° C. for 168 hours was 546 N / m, and the MIT folding resistance was 2850 times.
Next, using this metal-coated polyimide film, a COF (Chip on film) with a wiring interval of 35 μm and a total wiring width of 15000 μm is prepared by a subtractive method, and an IC chip is mounted on the COF and the electrodes and wiring on the surface of the IC chip. The lead part was wire-bonded using a wire bonding apparatus at 400 ° C. under a bonding process condition of 0.5 seconds. At this time, the ratio of the bonding failure between the lead and the polyimide film generated in the inner reed portion was 0.0001%.

(実施例2)
実施例1で得た金属被覆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。
(Example 2)
A flexible wiring board was prepared in the same manner as in Example 1 except that the metal-coated polyimide film obtained in Example 1 was used and the wiring interval was set to 25 μm, and the proportion of bonding failure was determined in the same manner as in Example 1. The ratio of poor bonding between the inner lead and the polyimide film was 0.005%, and it was found that there was sufficient dimensional reliability even at a fine pitch.

(比較例1)
ポリイミドフィルムとして、吸水率が1.7%、熱膨張係数が、TD方向:16ppm/℃のビフェニルテトラカルボン酸を主成分とする厚さ38μm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。
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725N/mであり、且つ、PCT密着強度が、412N/mであった。ちなみに、150℃で168時間保持した後の密着強度は423N/mで、MIT耐折性は、113回であった。
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部に生じた接合不良の割合は0.001%であり、実施例1と比較し悪い値となり、配線幅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。
(Comparative Example 1)
As a polyimide film, a 38 μm-thick polyimide film (manufactured by Toray DuPont Co., Ltd., Kapton 150EN) whose main component is biphenyltetracarboxylic acid having a water absorption rate of 1.7% and a thermal expansion coefficient of TD direction: 16 ppm / ° C. A metallized polyimide film was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was used. When Kapton 150EN was subjected to thin film X-ray diffraction, large peaks at 2 ° and 10 ° and 14 ° were confirmed.
When the obtained metallized polyimide film was evaluated in the same manner as in Example 1, the initial adhesion strength was 725 N / m and the PCT adhesion strength was 412 N / m. Incidentally, the adhesion strength after holding at 150 ° C. for 168 hours was 423 N / m, and the MIT folding resistance was 113 times.
Next, a flexible wiring board having a wiring width of 35 μm was prepared in the same manner as in Example 1 except that the metallized polyimide film was used, and the proportion of defective bonding was determined in the same manner as in Example 1. The proportion of bonding failure occurring in the inner lead portion of the wiring is 0.001%, which is a bad value as compared with Example 1, and even with a wiring width of 35 μm, a product having sufficient reliability was not obtained.

(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。
(Comparative Example 2)
A flexible wiring board was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that the wiring interval was set to 25 μm, and the proportion of bonding failure was determined in the same manner as in Example 1. The proportion of poor bonding that occurred in the inner lead portion of the wiring was 0.1%, and when the pitch was made fine, a product having sufficient reliability could not be obtained.

(比較例3)
ポリイミドフィルムとして、吸水率が、1.4%、熱膨張係数が、TD方向:14ppm/℃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、カネカ製 アピカル35FP)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、2θ=14°の位置に半価幅1.0°の大きなピークが確認された。
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928N/mであり、且つ、PCT試験後の密着強度は692N/mであった。ちなみに、150℃で168時間保持した後の密着強度は446N/m、MIT耐折性は、150回であった。
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。
(Comparative Example 3)
As a polyimide film, a 35 μm thick polyimide film (product name, Apical 35FP manufactured by Kaneka) whose main component is biphenyltetracarboxylic acid having a water absorption rate of 1.4% and a thermal expansion coefficient of TD direction: 14 ppm / ° C. is used. A metallized polyimide film was obtained in the same manner as in Example 1 except that. When Upilex 35SGA was subjected to thin film X-ray diffraction, a large peak with a half-value width of 1.0 ° was confirmed at a position of 2θ = 14 °.
When the obtained metallized polyimide film was evaluated in the same manner as in Example 1, the initial adhesion strength was 928 N / m, and the adhesion strength after the PCT test was 692 N / m. Incidentally, the adhesion strength after holding at 150 ° C. for 168 hours was 446 N / m, and the MIT folding resistance was 150 times.
Next, a flexible wiring board having a wiring width of 35 μm was prepared in the same manner as in Example 1 except that the metallized polyimide film was used, and the proportion of defective bonding was determined in the same manner as in Example 1. The proportion of poor bonding that occurred in the inner leads of the wiring was 0.001%, which was a bad value as compared with the example.

(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。
以上のことから分かるように、本発明の金属被覆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を作成すると、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。これに対して、本発明の条件に合わない金属被覆ポリイミドフィルムを用いて得たフレキシブル配線板では、ファインピッチどころか配線幅35μm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。
(Comparative Example 4)
A flexible wiring board was prepared in the same manner as in Comparative Example 3 except that the wiring interval was set to 25 μm, and the proportion of bonding failure was determined in the same manner as in Example 1. It was found that the proportion of poor bonding that occurred in the electrode portion of the wiring was 0.1%, and when the pitch was made fine, a reliable one could not be obtained.
As can be seen from the above, the metal-coated polyimide film of the present invention has very high initial adhesion strength and PCT adhesion strength after the PCT test. Even when wire bonding is performed by pressing at a temperature of 400 ° C. or higher when mounting the IC on the lead, the lead is not peeled off from the polyimide film, and a highly reliable flexible wiring board can be obtained. In contrast, it can be seen that a flexible wiring board obtained by using a metal-coated polyimide film that does not meet the conditions of the present invention cannot provide a highly reliable flexible wiring board even if the wiring width is 35 μm.

本発明の金属被覆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成すると、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利用できる。   When a fine-pitch flexible wiring board is created using the metal-coated polyimide film of the present invention, even if wire bonding is performed by pressing at a temperature of 400 ° C. or higher when an IC is mounted on the wiring board, the lead is made from the polyimide film. There is no peeling and a highly reliable flexible wiring board is obtained. Therefore, the present invention can be used as a substrate for manufacturing a flexible wiring board, which has been most demanded recently.

Claims (10)

ポリイミドフィルムの少なくとも一方の表面に接着剤を介することなく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、
該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方向を薄膜X線回折(Cu Kα 入射角=0.1°)で測定したときに、2θ=10°〜12°に半価幅が1.5°以下のピーク及び、2θ=17°〜20°に半価幅が1.5°以下のピークを有し、膜厚35μmのとき、吸水率が1〜3%であり、かつTD方向の熱膨張係数が4ppm/℃〜6ppm/℃であることを特徴とする金属被覆ポリイミドフィルム。
A metallized polyimide film provided with a metal film on at least one surface of the polyimide film without using an adhesive,
The polyimide film contains an imide bond by biphenyltetracarboxylic acid and a diamine compound in the polyimide molecule, and when the TD direction of the surface is measured by thin film X-ray diffraction (Cu Kα incident angle = 0.1 °), When 2θ = 10 ° to 12 ° has a peak with a half width of 1.5 ° or less, and 2θ = 17 ° to 20 ° has a peak with a half width of 1.5 ° or less, and when the film thickness is 35 μm, A metal-coated polyimide film having a water absorption rate of 1 to 3% and a thermal expansion coefficient in the TD direction of 4 ppm / ° C to 6 ppm / ° C.
前記金属膜は、前記ポリイミドフィルムの表面に設けられたニッケル、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、該金属薄膜の表面に設けられた銅薄膜との2層で構成されていることを特徴とする請求項1に記載の金属被覆ポリイミドフィルム。   The metal film has two layers of a metal thin film made of at least one selected from nickel, chromium, or an alloy thereof provided on the surface of the polyimide film, and a copper thin film provided on the surface of the metal thin film. The metal-coated polyimide film according to claim 1, comprising: 前記金属膜は、前記金属薄膜及び銅薄膜の上に銅層が設けられた3層で構成されていることを特徴とする請求項1に記載の金属被覆ポリイミドフィルム。   2. The metal-coated polyimide film according to claim 1, wherein the metal film is composed of three layers in which a copper layer is provided on the metal thin film and the copper thin film. 前記金属薄膜と銅薄膜は、いずれも乾式めっき法で形成されることを特徴とする請求項2または3記載の金属被覆ポリイミドフィルム。   4. The metal-coated polyimide film according to claim 2, wherein both the metal thin film and the copper thin film are formed by a dry plating method. 前記銅層は、湿式めっき法で形成されることを特徴とする請求項3記載の金属化ポリイミドフィルム。   The metallized polyimide film according to claim 3, wherein the copper layer is formed by a wet plating method. 前記金属膜の厚さは、20μm以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の金属被覆ポリイミドフィルム。   The metal-coated polyimide film according to claim 1, wherein the metal film has a thickness of 20 μm or less. ポリイミドフィルムの少なくとも一方の表面に接着剤を介することなく金属膜を設ける金属化ポリイミドフィルム製造方法であって、
該ポリイミドフィルムとして、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方向を薄膜X線回折測定(Cu Kα 入射角=0.1°)したときに、2θ=10°〜12°に半価幅が1.5°以下のピーク及び、2θ=18°〜20°に半価幅が1.5°以下のピークを有し、膜厚35μmのとき、吸水率が1〜3%であり、TD方向の熱膨張係数が4ppm/℃〜6ppm/℃であるものを用い、
該金属膜は、前記ポリイミドフィルムの表面にニッケル、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を乾式めっき法で設け、さらに、前記金属薄膜の表面に銅薄膜を乾式めっき法で設けることを特徴とする金属被覆ポリイミドフィルムの製造方法。
A metallized polyimide film manufacturing method in which a metal film is provided on at least one surface of a polyimide film without using an adhesive,
When the polyimide film contains an imide bond by biphenyltetracarboxylic acid and a diamine compound in the polyimide molecule, and the TD direction of the surface is measured by thin film X-ray diffraction measurement (Cu Kα incident angle = 0.1 °), 2θ = 10 ° to 12 ° having a half-value width of 1.5 ° or less peak and 2θ = 18 ° to 20 ° having a half-value width of 1.5 ° or less peak. The rate is 1 to 3%, and the thermal expansion coefficient in the TD direction is 4 ppm / ° C. to 6 ppm / ° C.
The metal film is formed by providing, on a surface of the polyimide film, a metal thin film made of at least one selected from nickel, chromium, or an alloy thereof by a dry plating method. Further, a copper thin film is dry-plated on the surface of the metal thin film. The manufacturing method of the metal-coated polyimide film characterized by providing by the method.
前記金属膜は、前記ポリイミドフィルムの表面に設けた金属薄膜層、該金属薄膜層の表面に設けた銅薄膜、及び該銅薄膜の表面に設けた銅層から構成され、該銅層が湿式めっき法で設けられることを特徴とする請求項7に記載の金属被覆ポリイミドフィルムの製造方法。   The metal film is composed of a metal thin film layer provided on the surface of the polyimide film, a copper thin film provided on the surface of the metal thin film layer, and a copper layer provided on the surface of the copper thin film, and the copper layer is wet-plated The method for producing a metal-coated polyimide film according to claim 7, which is provided by a method. 請求項1〜6のいずれかに記載の金属被覆ポリイミドフィルムを配線加工して得られるフレキシブル配線板。   The flexible wiring board obtained by carrying out wiring processing of the metal-coated polyimide film in any one of Claims 1-6. 請求項7または8に記載の製造方法で得られた金属被覆ポリイミドフィルムを、セミアディティブ法またはサブトラクティブ法のいずれかで配線加工することを特徴とするフレキシブル配線板の製造方法。   A method for producing a flexible wiring board, wherein the metal-coated polyimide film obtained by the production method according to claim 7 or 8 is subjected to wiring processing by either a semi-additive method or a subtractive method.
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