JP6083433B2

JP6083433B2 - ２層フレキシブル配線用基板及びフレキシブル配線板並びにそれらの製造方法

Info

Publication number: JP6083433B2
Application number: JP2014512436A
Authority: JP
Inventors: 宏竹之内; 雅司野口; 政士鴻上; 宏樹秦; 富雄島村; 芳英西山
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2012-04-24
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2017-02-22
Anticipated expiration: 2033-03-28
Also published as: KR20150003854A; CN104247576B; KR101669745B1; CN104247576A; JPWO2013161507A1; TWI522019B; WO2013161507A1; TW201352087A

Description

本発明は、銅層の一部を銅電気めっき法で析出させ耐折れ性を改良した２層フレキシブル配線用基板及びフレキシブル配線板と、その２層フレキシブル配線用基板の製造方法とフレキシブル配線板の製造方法に関する。

フレキシブル配線板は、その屈曲性を活かしてハードディスクの読み書きヘッドやプリンターヘッドなど電子機器の屈折ないし屈曲を要する部分や、液晶ディスプレイ内の屈折配線などに広く用いられている。
かかるフレキシブル配線板の製造には、銅層と樹脂層を積層した２層フレキシブル配線用基板（銅張積層板、ＦＣＣＬ：ＦｌｅｘｉｂｌｅＣｏｐｐｅｒＣｌａｄＬａｍｉｎａｔｉｏｎとも称す。）を、サブトラクティブ法等を用いて配線加工する方法が用いられている。

このサブトラクティブ法とは、フレキシブル配線用基板の銅層を化学エッチング処理して不要部分を除去する方法である。即ち、フレキシブル配線用基板の銅層のうち導体配線として残したい部分の表面にレジストを設け、銅に対応するエッチング液による化学エッチング処理と水洗を経て、銅層の不要部分を選択的に除去して導体配線を形成するものである。

ところで、フレキシブル配線用基板（ＦＣＣＬ）は、３層ＦＣＣＬ板（以下、３層ＦＣＣＬと称す。）と２層ＦＣＣＬ板（２層ＦＣＣＬと称す。）に分類することができる。
３層ＦＣＣＬは、電解銅箔や圧延銅箔をベース（絶縁層）の樹脂フィルムに接着した構造（銅箔／接着剤層／樹脂フィルム）となっている。一方、２層ＦＣＣＬは、銅層若しくは銅箔と樹脂フィルム基材とが積層された構造（銅層若しくは銅箔／樹脂フィルム）となっている。

また、上記２層ＦＣＣＬには大別して３種のものがある。
即ち、樹脂フィルムの表面に下地金属層と銅層を順次めっきして形成したＦＣＣＬ（通称メタライジング基板）、銅箔に樹脂フィルムのワニスを塗って絶縁層を形成したＦＣＣＬ（通称キャスト基板）、及び銅箔に樹脂フィルムをラミネートしたＦＣＣＬ（通称ラミネート基板）である。

上記メタライジング基板、即ち樹脂フィルムの表面に下地金属層と銅層を順次めっきして形成したＦＣＣＬは、銅層の薄膜化が可能で、且つポリイミドフィルムと銅層界面の平滑性が高いため、キャスト基板やラミネート基板あるいは３層ＦＣＣＬと比較して、配線のファインパターン化に適している。
例えば、メタライジング基板の銅層は、乾式めっき法及び電気めっき法により層厚を自由に制御できるのに対し、キャスト基板やラミネート基板あるいは３層ＦＣＣＬは使用する銅箔によって、その厚みなどは制約されてしまう。

また、フレキシブル配線板の配線に用いられる銅箔については、例えば、銅箔に熱処理を施す方法（特許文献１参照。）や、圧延加工を行う方法（特許文献２参照。）により、耐折れ性の向上が図られている。
しかし、これらの方法は、３層ＦＣＣＬの圧延銅箔や電解銅箔、２層ＦＣＣＬのうちのキャスト基板とラミネート基板に用いられる銅箔自体の処理に関するものである。

なお、銅箔の耐折れ性評価は、ＪＩＳＣ−５０１６−１９９４等やＡＳＴＭＤ２１７６で規格されるＭＩＴ耐屈折度試験（ＦｏｌｄｉｎｇＥｎｄｕｒａｎｃｅＴｅｓｔ）が工業的に使用されている。
この試験では、試験片に形成した回路パターンが断線するまでの屈折回数をもって評価し、この屈折回数が大きいほど耐折れ性が良いとされている。

特開平８−２８３８８６号公報特開平６−２６９８０７号公報

本発明が対象とする２層フレキシブル配線用基板は、樹脂フィルム基材の少なくとも片面に接着剤を介せずに形成したシード層と銅めっき層からなる金属層を順次形成しためっき基板であるため、先行技術に開示されるような銅めっき層のみの熱処理や圧延加工を施して耐折性を向上させることは困難であり、めっき基板に於いて耐折れ性に優れためっき基板の製造方法が望まれていた。
このような状況に鑑み、本発明は、耐折れ性に優れた２層フレキシブル配線用基板及びフレキシブル配線板と、それらの製造方法を提供するものである。

本発明者らは上記課題を解決するために、めっき法によりポリイミド樹脂層に形成した銅層の耐折れ性について鋭意研究した結果、耐折れ性前後での結晶配向性の変化が耐折れ性試験結果に与える影響を確認し、本発明に至った。

本発明の第１の発明は、ポリイミドフィルムの表面に接着剤を介することなくニッケル合金からなる下地金属層と、その下地金属層の表面に銅層を設けた積層構造の２層フレキシブル配線用基板において、ＪＩＳＣ−５０１６−１９９４に規定される耐折れ性試験の実施前後において得られる、その銅層の結晶配向比［（２００）／（１１１）］の差ｄ［（２００）／（１１１）］が０．０３以上で、その銅層の膜厚が５μｍ〜１２μｍ、銅層の（１１１）面における結晶配向度指数が１．２以上、１．４２以下、その表面粗さが算術平均粗さＲａで０．２μｍ以下であることを特徴とし、その銅層は、下地金属層の表面に成膜された銅薄膜層と、その銅薄膜層の表面に成膜された銅電気めっき層から構成されているものである。

本発明の第２の発明は、ポリイミドフィルムの表面に接着剤を介することなくニッケル合金からなる下地金属層と、その下地金属層の表面に銅層を備える積層構造の配線が設けられるフレキシブル配線板において、ＪＩＳ−Ｐ−８１１５に規定される耐折れ性試験の実施前後において得られる、その銅層の結晶配向比［（２００）／（１１１）］の差ｄ［（２００）／（１１１）］が、０．０３以上で、その銅層の膜厚が５μｍ〜１２μｍ、銅層の（１１１）面における結晶配向度指数が１．２以上、１．４２以下、その表面粗さが算術平均粗さＲａで０．２μｍ以下であることを特徴とし、その銅層は、下地金属層の表面に成膜された銅薄膜層と、その銅薄膜層の表面に成膜された銅電気めっき層から構成されているものである。

本発明の第３の発明は、第１の発明の２層フレキシブル配線用基板の製造方法であって、ポリイミドフィルムの表面に接着剤を介することなく乾式めっき法により成膜されたニッケル合金からなる下地金属層と、その下地金属層の表面に乾式めっき法による銅薄膜層の成膜と、その銅薄膜層の表面に電気めっき法による銅電気めっき層の成膜を行って形成した銅薄膜層と銅電気めっき層からなる銅層との積層構造を有し、その銅電気めっき層は、銅電気めっき層の表面からポリイミドフィルム方向に、銅電気めっき層膜厚の１０％以上、４０％以下の厚み範囲において、周期的に短時間の電位反転を行うＰｅｒｉｏｄｉｃＲｅｖｅｒｓｅ電流による銅電気めっき法によって形成されるものであることを特徴とする。

本発明の第４の発明は、第２の発明のフレキシブル配線板の製造方法であって、ポリイミドフィルムの表面に接着剤を介することなく乾式めっき法により成膜されたニッケル合金からなる下地金属層と、その下地金属層の表面に乾式めっき法よる銅薄膜層の成膜と、その銅薄膜層の表面に電気めっき法による銅電気めっき層の成膜を行って形成される銅薄膜層と銅電気めっき層からなる銅層との積層構造を有する２層フレキシブル配線用基板の下地金属層と銅層からなる積層構造を、サブトラクティブ法により配線に形成するもので、さらに、その銅電気めっき層は、銅電気めっき層の表面からポリイミドフィルム方向に銅電気めっき層の膜厚の１０％以上、４０％以下の厚み範囲において、周期的に短時間の電位反転を行うＰｅｒｉｏｄｉｃＲｅｖｅｒｓｅ電流による銅電気めっき法によって形成されるものであることを特徴とする。

金属化ポリイミドフィルムを得る方法として、本発明のようにポリイミドフィルム表面にＮｉ、Ｃｒ、Ｃｕ等の金属層および合金層を、蒸着法もしくはスパッタ法で形成し、その後電気めっき法、無電解めっき法もしくは両者を組み合わせた方法で銅を積層する工程において、ＭＩＴ耐折れ性試験（ＪＩＳＣ−５０１６−１９９４）前後で得られる結晶配向比［（２００）／（１１１）］の差が０．０３以上の銅層を、ポリイミドフィルム表面に積層することで、耐折れ性が改良された２層フレキシブル配線用基板が得られる。

メタライジング法で作製した２層フレキシブル配線用基板の断面模式図である。２層フレキシブル配線用基板の下地金属層および銅薄膜層を成膜するロール・ツー・ロールスパッタリング装置を示す概要図である。２層フレキシブル配線用基板の製造における電気めっきを行うロール・ツー・ロール方式の連続めっき装置を示す概要図である。本発明におけるＰＲ電流の時間と電流密度を模式的に示した図である。

（１）２層フレキシブル配線用基板
まず、本発明の２層フレキシブル配線用基板について説明する。
本発明の２層フレキシブル配線用基板は、ポリイミドフィルムの少なくとも片面に接着剤を介さずに下地金属層と銅層が逐次的に積層された積層構造を採り、その銅層は、銅薄膜層と銅電気めっき層により構成されている。

図１は、メタライジング法で作製された２層フレキシブル配線用基板６の断面を示した模式図である。
樹脂フィルム基板１にポリイミドフィルムを用い、そのポリイミドフィルムの少なくとも一方の面には、ポリイミドフィルム側から下地金属層２、銅薄膜層３、銅電気めっき層４の順に成膜、積層されている。銅薄膜層３と銅電気めっき層４から銅層５が構成される。

使用する樹脂フィルム基板としては、ポリイミドフィルムのほかに、ポリアミドフィルム、ポリエステルフィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、液晶ポリマーフィルムなどを用いることができる。
特に、機械的強度や耐熱性や電気絶縁性の観点から、ポリイミドフィルムが好ましい。
さらに、フィルムの厚みが１２．５〜７５μｍの上記樹脂フィルム基板が好ましく使用できる。

下地金属層２は、樹脂フィルム基板と銅などの金属層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。従って、下地金属層の材質は、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１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を考慮すると、ニッケル・クロム合金が適している。

ニッケル・クロム合金の組成は、クロム１５重量％以上から２２重量％以下が望ましく、耐食性や耐マイグレーション性の向上が望める。
このうち２０重量％クロムのニッケル・クロム合金は、ニクロム合金として流通し、マグネトロンスパッタリング法のスパッタリングターゲットとして容易に入手可能である。また、ニッケルを含む合金には、クロム、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。
さらに、クロム濃度の異なる複数のニッケル・クロム合金の薄膜を積層して、ニッケル・クロム合金の濃度勾配を設けた下地金属層を構成しても良い。

下地金属層の膜厚は、３ｎｍ〜５０ｎｍが望ましい。
下地金属層の膜厚が３ｎｍ未満では、ポリイミドフィルムと銅層の密着性を保てず、耐食性や耐マイグレーション性で劣る。一方、下地金属層の膜厚が５０ｎｍを越えると、サブトラクティブ法で配線加工する際に、下地金属層の十分な除去が困難な場合が生じる。下地金属層の除去が不十分な場合は、配線間のマイグレーション等の不具合が懸念される。

銅薄膜層３は、主に銅で構成され、その膜厚は、１０ｎｍ〜１μｍが望ましい。
銅薄膜層の膜厚が１０ｎｍ未満では、銅電気めっき層を電気めっき法で成膜する際の導電性が確保できず、電気めっきの際の外観不良に繋がる。銅薄膜層の膜厚が１μｍを越えても２層フレキシブル配線用基板の品質上の問題は生じないが、生産性が劣る問題がある。

（２）下地金属層と銅薄膜層の成膜方法
下地金属層および銅薄膜層は、乾式めっき法で形成することが好ましい。
乾式めっき法には、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法等が挙げられるが、シード層の組成の制御等の観点から、スパッタリング法が望ましい。
樹脂フィルム基材にスパッタリング成膜するには公知のスパッタリング装置で成膜することができ、長尺の樹脂フィルム基材に成膜するには、公知のロール・ツー・ロール方式スパッタリング装置で行うことができる。このロール・ツー・ロールスパッタリング装置を用いれば、長尺のポリイミドフィルムの表面に、下地金属層および銅薄膜層を連続して成膜することができる。

図２はロール・ツー・ロールスパッタリング装置の一例である。
ロール・ツー・ロールスパッタリング装置１０は、その構成部品のほとんどを収納した直方体状の筐体１２を備えている。
筐体１２は円筒状でも良く、その形状は問わないが、１０^−４Ｐａ〜１Ｐａの範囲に減圧された状態を保持できれば良い。
この筐体１２内には、長尺の樹脂フィルム基板であるポリイミドフィルムＦを、供給する巻出ロール１３、キャンロール１４、スパッタリングカソード１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、前フィードロール１６ａ、後フィードロール１６ｂ、テンションロール１７ａ、テンションロール１７ｂ、巻取ロール１８を有する。

巻出ロール１３、キャンロール１４、前フィードロール１６ａ、巻取ロール１８にはサーボモータによる動力を備える。巻出ロール１３、巻取ロール１８は、パウダークラッチ等によるトルク制御によってポリイミドフィルムＦの張力バランスが保たれるようになっている。
テンションロール１７ａ、１７ｂは、表面が硬質クロムめっきで仕上げられ張力センサーが備えられている。
スパッタリングカソード１５ａ〜１５ｄは、マグネトロンカソード式でキャンロール１４に対向して配置される。スパッタリングカソード１５ａ〜１５ｄのポリイミドフィルムＦの巾方向の寸法は、ポリイミドフィルムＦの巾より広ければよい。

ポリイミドフィルムＦは、ロール・ツー・ロール真空成膜装置であるロール・ツー・ロールスパッタリング装置１０内を搬送されて、キャンロール１４に対向するスパッタリングカソード１５ａ〜１５ｄで成膜され、銅薄膜層付ポリイミドフィルムＦ２に加工される。
キャンロール１４は、その表面が硬質クロムめっきで仕上げられ、その内部には筐体１２の外部から供給される冷媒や温媒が循環し、略一定の温度に調整される。

ロール・ツー・ロールスパッタリング装置１０を用いて下地金属層と銅薄膜層を成膜する場合、下地金属層の組成を有するターゲットをスパッタリングカソード１５ａに、銅ターゲットをスパッタリングカソード１５ｂ〜１５ｄにそれぞれ装着し、ポリイミドフィルムを巻出ロール１３にセットした装置内を真空排気した後、アルゴン等のスパッタリングガスを導入して装置内を１．３Ｐａ程度に保持する。
また、下地金属層をスパッタリングで成膜した後に、銅薄膜層を蒸着法で成膜しても良い。

（３）銅電気めっき層とその成膜方法
銅電気めっき層は、電気めっき法により成膜される。その銅電気めっき層の膜厚は、１μｍ〜２０μｍが望ましい。
ここで、使用する電気めっき法は、硫酸銅のめっき浴中にて、不溶性アノードを用いて電気めっきを行うもので、使用する銅めっき浴の組成は、通常用いられるプリント配線板用のハイスロー硫酸銅めっき浴でも良い。

図３は、本発明に係る２層フレキシブル配線用基板の製造に用いることができるロール・ツー・ロール連続電気めっき装置（以下めっき装置２０という）の一例である。
下地金属層と銅薄膜層を成膜して得られた銅薄膜層付ポリイミドフィルムＦ２は、巻出ロール２２から巻き出され、電気めっき槽２１内のめっき液２８への浸漬を繰り返しながら連続的に搬送される。なお、２８ａはめっき液の液面を指している。
銅薄膜層付ポリイミドフィルムＦ２は、めっき液２８に浸漬されている間に電気めっきにより金属薄膜の表面に銅層が成膜され、所定の膜厚の銅層が形成された後、金属化樹脂フィルム基板である２層フレキシブル配線用基板Ｓとして、巻取ロール２９に巻き取れられる。なお、銅薄膜層付ポリイミドフィルムＦ２の搬送速度は、数ｍ〜数十ｍ／分の範囲が好ましい。

具体的に説明すると、銅薄膜層付ポリイミドフィルムＦ２は、巻出ロール２２から巻き出され、給電ロール２６ａを経て、電気めっき槽２１内のめっき液２８に浸漬される。電気めっき槽２１内に入った銅薄膜層付ポリイミドフィルムＦ２は、反転ロール２３を経て搬送方向が反転され、給電ロール２６ｂにより電気めっき槽２１外へ引き出される。
このように、銅薄膜層付ポリイミドフィルムＦ２が、めっき液への浸漬を複数回（図３では１０回）繰り返す間に、銅薄膜層付ポリイミドフィルムＦ２の金属薄膜上に銅層を形成するものである。

給電ロール２６ａとアノード２４ａの間には電源（図示せず）が接続されている。
給電ロール２６ａ、アノード２４ａ、めっき液、銅薄膜層付ポリイミドフィルムＦ２および電源により、電気めっき回路が構成される。また、不溶性アノードは、特別なものを必要とせず、導電性セラミックで表面をコーティングした公知のアノードでよい。なお、電気めっき槽２１の外部に、めっき液２８に銅イオンを供給する機構を備える。

めっき液２８への銅イオンの供給は、酸化銅水溶液、水酸化銅水溶液、炭酸銅水溶液等で供給する。もしくはめっき液中に微量の鉄イオンを添加して、無酸素銅ボールを溶解して銅イオンを供給する方法もある。銅の供給方法は上記のいずれかの方法を用いることができる。

めっき中における電流密度は、アノード２４ａから搬送方向下流に進むにつれて電流密度を段階的に上昇させ、アノード２４ｏから２４ｔで最大の電流密度となるようにする。
このように電流密度を上昇させることで、銅層の変色を防ぐことができる。特に銅層の膜厚が薄い場合に電流密度が高いと銅層の変色が起こりやすいために、めっき中の電流密度は、後述するＰｅｒｉｏｄｉｃＲｅｖｅｒｓｅ電流の反転電流を除き０．１Ａ／ｄｍ^２〜８Ａ／ｄｍ^２が望ましい。電流密度が高くなると銅電気めっき層の外観不良が発生する。

本発明に係る２層フレキシブル配線用基板を製造するためには銅電気めっき層の膜厚の表面から１０％以上の範囲でＰＲ電流を用いて形成する。
ＰｅｒｉｏｄｉｃＲｅｖｅｒｓｅ電流（以下ＰＲ電流ということがある。）を使用する場合、反転電流は正電流の１〜９倍の電流を加えると良い。
反転電流時間割合としては１〜１０％程度が望ましい。
また、ＰＲ電流の次の反転電流が流れる周期は、１０ｍ秒以上が望ましく、より望ましくは２０ｍ秒〜３００ｍ秒である。
図４はＰＲ電流の時間と電流密度を模式的に示したものである。
なお、めっき電圧は、上述の電流密度が実現できるように適宜調整すればよい。

本発明に係る２層フレキシブル配線用基板を、ロール・ツー・ロール連続電気めっき装置（以下めっき装置２０という）で製造するには、搬送経路の下流側から１つ以上のアノードでＰＲ電流を流せばよく、ＰＲ電流を流すアノード数は、銅電気めっき層の表面からポリイミドフィルム側にＰＲ電流で成膜する範囲の割合をどのようにするかで決まる。すなわち、少なくともアノード２４ｔはＰＲ電流が流れ、必要に応じてアノード２４ｓ、アノード２４ｒ、アノード２４ｑにＰＲ電流が流れることとなる。
なお、全アノードにＰＲ電流を流してもよいが、ＰＲ電流用の整流器が高価な為、製造コストが増加する。そこで、本発明に係る２層フレキシブル配線用基板では、銅電気めっき層の表面からポリイミド方向に膜厚の１０％をＰＲ電流で成膜すれば、耐折れ性試験（ＪＩＳＣ−５０１６−１９９４）の実施前後で、銅層の結晶配向比［（２００）／（１１１）］の差ｄ［（２００）／（１１１）］が０．０３以上とできるので、結果的に耐折れ性試験（ＭＩＴ試験）の向上が望める。

ＰＲ電流を使用した銅電気めっきが望ましい理由は、電流を反転させると、銅電気めっき層の銅の結晶粒径は２００ｎｍ程度以上とすることができ結晶粒界を少なくできるので、粒界で発生するクラックの起点を少なくすることができるためである。

一般に電気めっき法では、めっき析出する銅は、銅めっきされる基材表面の影響を受けるが、銅電気めっき層の表面から膜厚の１０％以上をＰＲ電流で成膜すれば、結晶粒界を制御でき従って、２層フレキシブル配線用基板の銅電気めっき層の表面から膜厚の１０％以上が、耐折れ性に合致した結晶になっていれば、銅電気めっき層の耐折れ性に対する効果が得られ、本発明の課題を達成することができる。
なお、得られた２層フレキシブル配線用基板の銅層の厚みを化学研磨などで調整する場合は、研磨後の銅層の表面から膜厚の１０％以上のＰＲ電流で成膜された層が残留すれば、本発明の効果が発揮できる。

（４）銅電気めっき層の特徴
本発明の２層フレキシブル配線用基板における銅層は、１．２以上の銅の（１１１）結晶配向度指数を示すことを特徴とし、このような状態では、ＭＩＴ耐折れ性試験において、結晶が滑りやすくなる。なお、本発明の２層フレキシブル配線用基板の銅層には（１１１）配向のほかに（２００）、（２２０）、（３１１）配向も含むが、そのうち（１１１）配向が殆どを占め、その結晶配向度指数が１．２０以上を示すということである。
さらなる特徴は、ＭＩＴ耐折れ性試験（ＪＩＳＣ−５０１６−１９９４）前後における結晶の配向比［（２００）／（１１１）］の差が０．０３以上の状態となることにある。このような状態は、ＭＩＴ耐折れ性試験をすることで結晶が滑り、再結晶が起こったと考えられる。
表面の光沢性は、表面の凹凸が切り欠きの要因とならないよう光沢膜が好ましい。

また、平均結晶粒径の大きさは、大きいほど良いが、フレキシブル配線用基板をサブトラクティブ法でフレキシブル配線板に配線加工する際の銅層のエッチングにも影響するので留意する必要がある。
サブトラクティブ法での銅層のエッチングに塩化第二鉄水溶液を用いる場合には、銅層の結晶粒径は影響しないこともあるが、銅層の結晶粒子の粒界をエッチングする場合には、結晶粒径が配線の形状にも影響するのである。平均結晶粒径としては、２００ｎｍ〜４００ｎｍ程度が望ましい。２００ｎｍ以下であると結晶粒界が多く、破断の起点となるクラックが入りやすくなり、４００ｎｍ以下とするのは、金属表面の平滑性を保つためである。

また、本発明の２層フレキシブル配線用基板の銅層は、上述の銅層の成膜方法で得られ、ＭＩＴ耐折れ性試験前後における結晶配向比［（２００）／（１１１）］の差が０．０３以上であるという特性等を有する銅層となる。なお、銅電気めっき層の結晶配向はＸ線回折のＷｉｌｓｏｎの配向度指数から知ることができる。

さらに、上記方法で得られた銅層の銅結晶は、屈折時に常温下での動的再結晶効果を有する。耐折れ性試験後の平均結晶粒径は再結晶で１００ｎｍ〜２００ｎｍ程度となる傾向である。
一般に、銅の電気めっき膜は、常温下で動的再結晶しないと考えられてきた。しかし、本発明の２層フレキシブル配線用基板は、常温下で動的再結晶するので、結果的に、ＭＩＴ耐折れ性試験のような屈折試験を行うと試料が切れ難い。銅層の平均結晶粒径と常温下での動的再結晶は、断面ＳＩＭ像での観察することができる。

ついで、算術表面粗さＲａは０．２μｍ以下が望ましい。
表面粗さＲａが、０．２μｍを超えると、ＭＩＴ耐折れ性試験前後の結晶配向比［（２００）／（１１１）］の差が０．０３以上であっても耐折れ性の改善効果は少ない。そのため、ＭＩＴ耐折れ性試験前後の結晶配向比［（２００）／（１１１）］の差が０．０３以上、かつ、算術表面粗さＲａは、０．２μｍ以下が望ましいのである。
当然、銅層の表面を化学研磨等で研磨する場合は、化学研磨後の銅層の表面の算術表面粗さＲａが０．２μｍ以下ならば良い。

（５）フレキシブル配線板
本発明に係るフレキシブル配線板は、本発明に係る２層フレキシブル配線用基板をサブトラクティブ法で配線加工して製造する。
銅電気めっき層などを配線に加工するエッチング加工に用いるエッチング液は、特別な配合の塩化第二鉄と塩化第二銅と硫酸銅とを含む水溶液や特殊な薬液には限定されず、一般的な比重１．３０〜１．４５の塩化第二鉄水溶液や比重１．３０〜１．４５の塩化第二銅水溶液を含む市販のエッチング液を用いることができる。

配線の表面には、錫めっき、ニッケルめっき、金めっきなどを必要に応じて、必要な箇所に施し、公知のソルダーレジストなどで表面が覆われる。そして、半導体素子などの電子部品が実装されて電子装置を形成する。

以下、実施例を用いて本発明をより説明する。
銅薄膜層付ポリイミドフィルムは、ロール・ツー・ロールスパッタリング装置１０を用いて製造した。
下地金属層を成膜する為のニッケル−２０重量％クロム合金ターゲットをスパッタリングカソード１５ａに、銅ターゲットをスパッタリングカソード１５ｂ〜１５ｄにそれぞれ装着し、厚み３８μｍのポリイミドフィルム（カプトン登録商標東レ・デュポン社製）をセットした装置内を真空排気した後、アルゴンガスを導入して装置内を１．３Ｐａに保持して銅薄膜層付ポリイミドフィルムを製造した。下地金属層（ニッケル−クロム合金）の膜厚は２０ｎｍ、銅薄膜層の膜厚は２００ｎｍであった。

得られた銅薄膜層付ポリイミドフィルムに、めっき装置２０を用いて銅電気めっきを行い、銅電気めっき層を成膜した。めっき液はｐＨ１以下の硫酸銅水溶液を用い、アノード２４ｏから２４ｔは特に断らない限り最大の電流密度（ＰＲ電流の反転電流を除く）となるようにし、最終的に銅電気めっき層の膜厚が８．５μｍとなるように電流密度を調整した。

耐折れ性試験は、塩化第二鉄をエッチング液にもちいてサブトラクティブ法でＪＩＳ−Ｃ−５０１６−１９９４のテストパターンを形成し、同規格に従い評価した。
耐折れ性試験前後の銅電気めっき層の結晶配向はＸ線回折でＷｉｌｓｏｎの配向度指数を用い測定した。

銅電気めっき層の表面から１０％の膜厚範囲までＰＲ電流を用いて電気めっきを行う為に、アノード２４ｔにＰＲ電流を流して、実施例１の２層フレキシブル配線用基板を作製した。
ＭＩＴ耐折れ性試験前の銅電気めっき層の（１１１）結晶配向度指数が１．３１で、ＭＩＴ耐折れ性試験前後のＸ線配向度指数で表す結晶配向比［（２００）／（１１１）］の差が０．０４、算術表面粗さＲａが０．０６μｍの実施例１のサンプルは、ＭＩＴ耐折れ性試験で５３６回という良好な結果を得た。

ＭＩＴ耐折れ性試験前の銅電気めっき層の結晶配向は（１１１）結晶配向度指数が１．３５で、銅電気めっき層の表面から３０％の膜厚範囲までＰＲ電流を用いて電気めっきを行う為、アノード２４ｒ〜２４ｔにＰＲ電流を流した以外は、実施例１と同様に行い、実施例２の２層フレキシブル配線用基板を作製した。
ＭＩＴ耐折れ性試験前後のＸ線配向度指数で表す結晶配向比［（２００）／（１１１）］の差が０．０９、算術表面粗さＲａが０．１８μｍの実施例２のサンプルは、ＭＩＴ耐折れ性試験で７３６回という良好な結果を得た。

ＭＩＴ耐折れ性試験前の銅電気めっき層の結晶配向は、（１１１）結晶配向度指数が、１．４２で、銅電気めっき層の表面から４０％の膜厚範囲までＰＲ電流を用いて電気めっきを行う為、アノード２４ｒ〜２４ｔにＰＲ電流を流した以外は、実施例１と同様に行い、実施例３の２層フレキシブル配線用基板を作製した。
ＭＩＴ耐折れ性試験前後のＸ線配向度指数で表す結晶配向比［（２００）／（１１１）］の差が０．１０、算術表面粗さＲａが０．２０μｍの実施例３のサンプルは、ＭＩＴ耐折れ性試験で６０８回という良好な結果を得た。

（比較例１）
ＭＩＴ耐折れ性試験前の銅電気めっき層の結晶配向は（１１１）結晶配向度指数が、０．９８で、銅電気めっき層の表面から８％の膜厚範囲までＰＲ電流を用いて電気めっきを行う為、アノード２４ｔにＰＲ電流を流し、そのアノードの電流密度を実施例１の８０％とした以外は、実施例１と同様に行い、比較例１の２層フレキシブル配線用基板を作製した。
ＭＩＴ耐折れ性試験前後のＸ線配向度指数で表す結晶配向比［（２００）／（１１１）］の差が０．０２、算術表面粗さＲａが０．１５μｍの比較例１のサンプルは、ＭＩＴ耐折れ性試験で１３５回という改善効果が見られない結果であった。

（比較例２）
ＭＩＴ耐折れ性試験前の銅電気めっき層の結晶配向は（１１１）結晶配向度指数が、０．８５で、銅電気めっき層の表面から５％の膜厚範囲までＰＲ電流で電気めっきを行う為、アノード２４ｔにＰＲ電流を流し、そのアノードの電流密度を実施例１の５０％とした以外は、実施例１と同様に行い、比較例２の２層フレキシブル配線用基板を作製した。
ＭＩＴ耐折れ性試験前後のＸ線配向度指数で表す結晶配向比［（２００）／（１１１）］の差が０．０１、算術表面粗さＲａが０．１６μｍの比較例２のサンプルは、ＭＩＴ耐折れ性試験で８３回という改善効果が見られない結果であった。

（比較例３）
ＭＩＴ耐折れ性試験前の銅電気めっき層の結晶配向は（１１１）結晶配向度指数が、１．０６で、銅電気めっき層の表面から９％の膜厚範囲までＰＲ電流を用いて電気めっきを行う為、アノード２４ｔにＰＲ電流を流し、そのアノードの電流密度を実施例１の９０％とした以外は、実施例１と同様に行い、比較例３の２層フレキシブル配線用基板を作製した。
ＭＩＴ耐折れ性試験前後のＸ線配向度指数で表す結晶配向比［（２００）／（１１１）］の差が０．０２、算術表面粗さＲａが０．１１μｍの比較例３のサンプルは、ＭＩＴ耐折れ性試験で１４１回という改善効果が見られない結果であった。

実施例１とは電気めっき槽の深さが異なるめっき装置を用い、電気銅めっき層の膜厚が８．５μｍとなるように搬送速度を調整した以外は、実施例１と同様に行い、実施例４の２層フレキシブル配線用基板を作製した。
ＭＩＴ耐折れ性試験前の銅電気めっき層の結晶配向は（１１１）結晶配向度指数が、１．２２で、ＭＩＴ耐折れ性試験前後のＸ線配向度指数で表す結晶配向比［（２００）／（１１１）］の差が０．０４、算術表面粗さＲａが０．２２の実施例４のサンプルは、ＭＩＴ耐折れ性試験で１９７回という結果を得た。比較例１、２、３よりはＭＩＴ耐折れ性試験が向上しているが、実施例１、２、３には及ばない結果であった。

１ポリイミドフィルム（樹脂フィルム基板）
２下地金属層
３銅薄膜層
４銅電気めっき層
５銅層
６２層フレキシブル配線用基板
１０ロール・ツー・ロールスパッタリング装置
１２筐体
１３巻出ロール
１４キャンロール
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄスパッタリングカソード
１６ａ前フィードロール
１６ｂ後フィードロール
１７ａ、１７ｂテンションロール
１８巻取ロール
２０ロール・ツー・ロール方式の連続めっき装置
２１電気めっき槽
２２巻出ロール
２３反転ロール
２４ａ〜２４ｔアノード
２６ａ〜２６ｋ給電ロール
２８めっき液
２８ａめっき液の液面
２９巻取ロール
Ｆポリイミドフィルム（樹脂フィルム基板）
Ｆ２銅薄膜層付ポリイミドフィルム（銅薄膜層付樹脂フィルム基板）
Ｓ２層フレキシブル配線用基板

Claims

ポリイミドフィルムの表面に接着剤を介することなくニッケル合金からなる下地金属層と、前記下地金属層の表面に銅層を設けた積層構造の２層フレキシブル配線用基板において、
前記銅層の（１１１）面における結晶配向度指数が、１．２以上、１．４２以下で、且つ前記銅層の表面粗さが、算術平均粗さＲａで０．２μｍ以下であり、
ＪＩＳＣ−５０１６−１９９４に規定される耐折れ性試験の実施前後において得られる前記銅層の結晶配向比［（２００）／（１１１）］の差ｄ［（２００）／（１１１）］が、０．０３以上であることを特徴とする２層フレキシブル配線用基板。
前記銅層の膜厚が、５μｍ〜１２μｍであることを特徴とする請求項１に記載の２層フレキシブル配線用基板。
ポリイミドフィルムの表面に接着剤を介することなくニッケル合金からなる下地金属層と、前記下地金属層の表面に銅層を備える積層構造の配線が設けられるフレキシブル配線板において、
前記銅層の（１１１）面における結晶配向度指数が、１．２以上、１．４２以下で、且つ前記銅層の表面粗さが、算術平均粗さＲａで０．２μｍ以下であり、
ＪＩＳ−Ｐ−８１１５に規定される耐折れ性試験の実施前後において得られる前記銅層の結晶配向比［（２００）／（１１１）］の差ｄ［（２００）／（１１１）］が、０．０３以上であることを特徴とするフレキシブル配線板。
前記銅層の膜厚が、５μｍ〜１２μｍであることを特徴とする請求項３に記載のフレキシブル配線板。
前記請求項１又は２に記載の２層フレキシブル配線用基板の製造方法であって、
ポリイミドフィルムの表面に接着剤を介することなく乾式めっき法により成膜されたニッケル合金からなる下地金属層と、前記下地金属層の表面に乾式めっき法による銅薄膜層の成膜と、前記銅薄膜層の表面に電気めっき法による銅電気めっき層の成膜を行って形成した前記銅薄膜層と銅電気めっき層からなる銅層との積層構造を有し、
前記銅電気めっき層が、前記銅電気めっき層の表面から前記ポリイミドフィルム方向に前記銅電気めっき層膜厚の１０％以上、４０％以下の厚み範囲において、周期的に短時間の電位反転を行うＰｅｒｉｏｄｉｃＲｅｖｅｒｓｅ電流による銅電気めっき法によって形成されることを特徴とする２層フレキシブル配線用基板の製造方法。
請求項３又は４に記載のフレキシブル配線板の製造方法であって、
ポリイミドフィルムの表面に接着剤を介することなく乾式めっき法により成膜されたニッケル合金からなる下地金属層と、
前記下地金属層の表面に乾式めっき法による銅薄膜層の成膜と、前記銅薄膜層の表面に電気めっき法による銅電気めっき層の成膜を行って形成される前記銅薄膜層と銅電気めっき層からなる銅層との積層構造を有する２層フレキシブル配線用基板の前記下地金属層と銅層からなる積層構造を、サブトラクティブ法により配線に形成し、
前記銅電気めっき層が、前記銅電気めっき層の表面からポリイミドフィルム方向に銅電気めっき層の膜厚の１０％以上、４０％以下の厚み範囲において、周期的に短時間の電位反転を行うＰｅｒｉｏｄｉｃＲｅｖｅｒｓｅ電流による銅電気めっき法によって形成されることを特徴とするフレキシブル配線板の製造方法。