JP6201191B2

JP6201191B2 - 銅張積層板の製造方法

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Publication number: JP6201191B2
Application number: JP2014112061A
Authority: JP
Inventors: 裕規丹波
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2017-09-27
Anticipated expiration: 2034-05-30
Also published as: JP2015224336A

Description

本発明は、ポリイミドフィルムの熱処理方法およびこれにより熱処理されたポリイミドフィルムを用いた銅張積層板の製造方法に関する。

フレキシブル配線基板は、その自在に屈曲できる性質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の電子機器の可動部の屈曲を要する配線部分、液晶ディスプレイ装置内のわずかな隙間を通す配線部分などに広く用いられている。かかるフレキシブル配線基板は、一般的に銅層と樹脂層とからなる積層構造のフレキシブルな銅張積層板（ＦＣＣＬ：ＦｌｅｘｉｂｌｅＣｏｐｐｅｒＣｌａｄＬａｍｉｎａｔｉｏｎとも称す）に対して、サブトラクティブ法やセミアディティブ法を用いて配線加工することで作製される。

サブトラクティブ法とは、銅張積層板の銅層を化学エッチング処理して配線以外の不要部分を除去する方法である。具体的には、銅張積層板の銅層の表面にレジスト層を成膜した後、このレジスト層にパターニング処理を施すことにより導体配線として残したい部分以外の銅層の表面を露出させ、この銅層の露出部分を銅を溶かすエッチング液を用いて選択的に除去することで導体配線を形成し、その後水洗するものである。

一方、セミアディティブ法とは、銅張積層板の銅層の表面に配線の形状となるように銅めっきを更に行った後、配線以外の不要な銅層と下地金属層とを化学エッチングで除去する方法である。具体的には、銅層の表面にレジスト膜を成膜してからこのレジスト膜に配線の形状に開口するようにパターニング処理を施した後、この開口した箇所に配線として必要な膜厚まで銅めっきを行い、レジストを除去した後、化学エッチングにより不要な銅層と下地金属層とを除去する方法である。

上記したフレキシブルな銅張積層板（ＦＣＣＬ）は、接着剤を用いて電解銅箔や圧延銅箔をベース層である絶縁性の樹脂フィルムに接着した「銅箔／接着剤層／樹脂フィルム」からなる３層構造のＦＣＣＬ板（以下、３層ＦＣＣＬとも称する）と、銅層若しくは銅箔と樹脂フィルム基材とが直接接合した「銅層若しくは銅箔／樹脂フィルム」からなる２層構造のＦＣＣＬ板（以下、２層ＦＣＣＬとも称する）とに分類することができる。

上記２層ＦＣＣＬは更に３種類に大別することができる。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）、およ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）の３種類である。これらのうち、メタライジング基板は銅層の薄膜化が可能であり、且つ樹脂フィルムと銅層との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。例えば特許文献１にはメタライジング基板の製造方法が開示されている。

このような２層ＦＣＣＬでは、樹脂フィルム基材として使用するポリイミドフィルムの厚さを従来の３０μｍ以上のものよりも薄いポリイミドフィルムを使用することが市場から求められている。薄いポリイミドフィルムを製造する方法としては、例えば２５μｍ以下の厚みとなるように原料のポリアミック酸をキャストしてから熱イミド化し、幅方向（ＴＤ方向）や長手方向（ＭＤ方向）に延伸することでフィルム化する方法がある。例えば特許文献２には、厚さ１２.５μｍのポリイミドフィルムを作製する技術が開示されている。

特開２００９−０２６９９０号公報特開２００３−１０９９８９号公報

従来の厚さ３０μｍを超えるポリイミドフィルムを用いた２層構造の銅張積層板では、基材として使用するポリイミドフィルムの厚みが十分に厚いため、あらかじめ二軸延伸により長尺ポリイミドフィルムの幅方向や長手方向の延伸が十分に行われており、得られる銅張積層板は高い寸法安定性を有している。しかし、厚さが２５μｍ以下のポリイミドフィルムでは上記した従来のフィルムに比べてフィルムの厚みが薄いため、二軸延伸による幅方向や長手方向の延伸が十分に行われない場合がある。このように二軸延伸が不十分なポリイミドフィルムを用いて作製した銅張積層板は、寸法安定性が不安定になることがあった。

すなわち、銅張積層板の作製に際して、ポリイミドフィルムは下地金属層や銅層などが成膜される過程で熱負荷などの応力を受けるが、ポリイミドフィルムの作製段階で十分に延伸されていない場合は、積層された銅層などの金属膜に拘束されてポリイミドフィルムは自由に寸法を変化させることができず歪が蓄積する。この状態で銅張積層板を配線加工すると、銅張積層板の一部の銅層等が除去され、フィルム表面が露出した際にポリイミドフィルムに蓄積していた歪が解放され、その結果、不均質な寸法変化を起こして品質上の問題を生じることがあった。

本発明は上記した従来の問題に鑑みてなされてものであり、厚さ２５μｍ以下のポリイミドフィルムを用いても寸法安定性に優れた銅張積層板を作製できるポリイミドフィルムの熱処理方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の２層構造の銅張積層板の製造方法は、ピロメリット酸二無水物と４,４’−ジアミノジフェニルエーテルとからなりイミド結合を含む厚み２５μｍ以下のポリイミドフィルムをその長手方向に単位断面積あたり０.７６２〜３.０５Ｎ／ｍｍ^２の張力を加えた状態で、圧力０.１〜１０Ｐａのアルゴンガス又は窒素ガスからなる不活性ガス雰囲気下において１００〜２００℃に加熱する熱処理を行った後、該熱処理された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を成膜し、前記下地金属層の表面に銅層を成膜することを特徴としている。

本発明によれば、メタライジング処理およびファインパターン化後の寸法変化率挙動をコントロール出来るので、寸法安定性に優れた銅張積層板を作製することが可能になる。

本発明の熱処理方法を好適に実施できるスパッタリング成膜装置の一具体例の正面図である。図１のスパッタリング成膜装置で成膜されたフィルムに対して好適に実施できる湿式めっき装置の一具体例の正面図である。本発明の熱処理方法で処理したフィルムを用いて作製した銅張積層板の模式的な断面図である。

厚さ２５μｍ以下のポリイミドフィルムは、従来広く用いられていた厚さ３５μｍ以上のポリイミドフィルムとは異なり、フィルムに成膜した時に寸法変化の挙動にばらつきが生じやすく、寸法安定性が劣るという問題を有している。その理由は、フィルムの厚みが２５μｍ以下になると、フィルムの製造段階において延伸を十分に行うことが困難であることに起因していると考えられる。すなわち、厚さ２５μｍ以下のフィルムに対して延伸を強く行うと、フィルム厚みが薄い故にシワが入ったり破断したり等の不具合が生じやすくなる。

このような状況の下、発明者は鋭意研究を行ったところ、厚さ２５μｍ以下のポリイミドフィルムを所定の条件で熱処理することで、寸法安定性を高め得ることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明のポリイミドフィルムの熱処理方法は、ピロメリット酸二無水物と４,４’−ジアミノジフェニルエーテルとからなりイミド結合を含む厚み２５μｍ以下の長尺のポリイミドフィルムをその長手方向に単位断面積あたり０.７６２〜３.０５Ｎ／ｍｍ^２の張力を加えた状態で１００〜２００℃に加熱する熱処理を行うものである。

以下、かかる本発明の熱処理方法の一具体例として、厚さ２５μｍ以下のポリイミドフィルムに上記熱処理を施した後、この熱処理されたポリイミドフィルムに下地金属層、銅薄膜層、および銅電気めっき層を成膜して銅張積層板を作製する場合を例に挙げて説明する。これらのうち、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できる。乾式めっき法としては、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法等を挙げることができるが、シード層の組成の良好な制御等の観点から、スパッタリング法が望ましい。

スパッタリング法でポリイミドフィルムなどの樹脂フィルム基材に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１は係るロール・ツー・ロールスパッタリング装置の一具体例である。この図１に示すロール・ツー・ロールスパッタリング装置１０は、直方体状のチャンバー１２内にその構成要素のほとんどを収納した構造になっている。チャンバー１２の形状は図１の直方体形状に限られるものではなく、１０^−４Ｐａ〜１Ｐａ程度の減圧状態を維持できるのであれば円筒形状等の他の形状でもよい。

このチャンバー１２内に、長尺ポリイミドフィルムからなる樹脂フィルム基材Ｆ１が引き出される巻出ロール１３、樹脂フィルム基材Ｆ１の搬送に追従して回転するフリーロール１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、樹脂フィルム基材Ｆ１に熱処理を行う赤外線ヒータ１９ａ、１９ｂ、樹脂フィルム基材Ｆ１を外周面に巻き付けて冷却するキャンロール１４、マグネトロンカソード式のスパッタリングカソード１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、キャンロール１４に隣接して設けられた前フィードロール１６ａおよび後フィードロール１６ｂ、張力センサーを備えたテンションロール１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、下地金属層および銅薄膜層が成膜された樹脂フィルム基材Ｆ２をロール状に巻き取る巻取ロール１８が設けられている。

これらのうち、巻出ロール１３、キャンロール１４、前フィードロール１６ａ、および巻取ロール１８には回転駆動手段であるサーボモータが備わっている。更に巻出ロール１３および巻取ロール１８の各々は、パウダークラッチ等によるトルク制御によって搬送中の樹脂フィルム基材の張力バランスを保っている。フリーロール１１ａ〜１１ｄ、キャンロール１４、およびテンションロール１７ａ〜１７ｃは、外周面が硬質クロムめっきで仕上げられている。

キャンロール１４の内部にはチャンバー１２の外部から供給される冷媒や温媒が循環しており、これによりキャンロール１４の外周面を略一定の温度に調整することができる。このキャンロール１４の外周面に対向してスパッタリングカソード１５ａ〜１５ｄが配置されている。キャンロール１４の外周面の幅方向におけるスパッタリングカソード１５ａ〜１５ｄの寸法は、樹脂フィルム基材Ｆ１の幅よりも大きいのが好ましい。

赤外線ヒータ１９ａ、１９ｂは樹脂フィルム基材Ｆ１を挟んで対向して配されている。これら赤外線ヒータ１９ａ、１９ｂによって下地金属層が成膜される前の樹脂フィルム基材Ｆ１に熱処理が施される。これら赤外線ヒータ１９ａ、１９ｂの直ぐ上流側に設けられたテンションロール１７ａは、赤外線ヒータ１９ａ、１９ｂで熱処理されている樹脂フィルム基材Ｆ１の長手方向の張力を測定できるようになっている。

上記した構成のロール・ツー・ロールスパッタリング装置１０を用いて樹脂フィルム基材Ｆ１の表面に下地金属層と銅薄膜層とを成膜する方法について説明すると、先ずスパッタリングカソード１５ａに下地金属層の組成を有するターゲットを装着し、スパッタリングカソード１５ｂ〜１５ｄに銅ターゲットを装着する。次に巻出ロール１３にロール状に巻かれた樹脂フィルム基材Ｆ１をセットしてからチャンバー１２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チャンバー１２内を１.３Ｐａ程度に保持する。この状態で樹脂フィルム基材Ｆ１を搬送経路に沿ってロール・ツー・ロールで搬送することにより、樹脂フィルム基材Ｆ１はキャンロール１４の外周面に巻き付けられて冷却されながら対向するスパッタリングカソード１５ａ〜１５ｄによって成膜処理が行われる。これにより、銅薄膜層付樹脂フィルム基材Ｆ２を作製することができる。なお、下地金属層をスパッタリングで成膜した後、銅薄膜層を蒸着法で成膜しても良い。

ところで、一般にポリイミドフィルムは吸湿性が高いため、乾式めっき法による成膜前にポリイミドフィルムが吸湿した水分を低減するのが好ましい。このため、赤外線ヒータ１９ａ、１９ｂで樹脂フィルム基材Ｆ１の表裏面を熱処理してポリイミドフィルムが吸湿した水分を低減している。この赤外線ヒータ１９ａ、１９ｂの熱処理の際に樹脂フィルム基材Ｆ１をテンションロール１７ａとフリーロール１１ａとで張架することにより樹脂フィルム基材Ｆ１にその長手方向に一定の張力を加えることができる。このように、ポリイミドフィルムからなる樹脂フィルム基材Ｆ１に長手方向の張力を加えた状態で熱処理することにより、樹脂フィルム基材Ｆ１の寸法安定性を高めることができる。

具体的には、厚さ２５μｍ以下の長尺のポリイミドフィルムの場合、長手方向に単位断面積あたり０.７６２〜３.０５Ｎ／ｍｍ^２の張力を加えた状態で当該ポリイミドフィルムの温度が１００〜２００℃、好ましくは１００〜１５０℃となるように熱処理する。この温度が１００℃未満では、温度が低すぎて寸法安定性を良好に是正できない。一方、この温度が２００℃を超えるとシワが生じたり、寸法安定性がかえって悪化したりなどの不具合を生じるおそれがある。張力については０.７６２Ｎ／ｍｍ^２未満では、フィルムを十分に引っ張りきれていないことから寸法安定性を良好に改善することができない。一方、張力が３.０５Ｎ／ｍｍ^２を超えると、寸法安定性がかえって悪化する。なお、単位断面積あたり０.７６２〜３.０５Ｎ／ｍｍ^２の張力は、幅５２５ｍｍ、厚さ１２.５μｍのフィルムでは張力５〜２０Ｎに該当する。

上記の熱処理では、ポリイミドフィルムは室温から上記した熱処理温度まで昇温される。ここで重要なのは、熱処理の温度と張力であり、ポリイミドフィルムが熱処理に曝される時間については、ポリイミドフィルムが反りなどの変形の問題を生じない限り特に制約はない。一般的には所定の熱処理温度に達してから０.１〜１００秒間程度その温度を維持できればよい。このように、ポリイミドフィルムに加えられる熱とその時の張力とを適切に調整することにより、フィルム化の際の不十分な延伸を補正することができる。

上記した熱処理は不活性気体からなる減圧雰囲気下で行うのが望ましい。この不活性気体にはアルゴンガスや窒素ガスを挙げることができるが、熱処理の後に連続してスパッタリング成膜を行うことからアルゴンガスがより望ましい。また、減圧雰囲気としては０.１〜１０Ｐａの範囲内が望ましい。この圧力範囲内であれば、ポリイミドフィルムが吸湿した水分の離脱が容易になるからである。熱処理時の圧力は低ければ低いほど望ましいが、０.１Ｐａ未満では効果が著しく向上することはなく、減圧雰囲気を維持するコストからすれば経済的ではない。このように熱処理は減圧雰囲気下で行うのが好適であるため、熱処理の熱源は赤外線ヒータが望ましい。

上記乾式めっき法で銅薄膜層が成膜された銅薄膜層付樹脂フィルム基材Ｆ２は、次に湿式めっき法により銅電気めっき層の成膜が行われる。湿式めっき法を行う装置としては、例えば硫酸銅など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装置を挙げることができる。なお、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２には、かかる電気めっき装置の一具体例として、ロール・ツー・ロール電気めっき装置２０（以下電気めっき装置２０とも称する）が示されている。この電気めっき装置２０は、下地金属層と銅薄膜層を成膜して得られた銅薄膜層付樹脂フィルム基材Ｆ２をロール・ツー・ロールで連続的に搬送することで電気めっき槽２１内のめっき液２８への浸漬状態と非浸漬状態とを繰り返し、めっき液２８に浸漬している間に電気めっきにより金属薄膜の表面に銅電気めっき層を成膜するものである。これにより所定の膜厚の銅層が形成された２層構造の銅張積層板Ｓを作製することができる。なお、銅薄膜層付樹脂フィルム基材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、銅薄膜層付樹脂フィルム基材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。めっき液２８内に入った銅薄膜層付樹脂フィルム基材Ｆ２は、反転ロール２３ａにより搬送方向が反転された後、めっき液面２８ａより上に引き上げられる。反転ロール２３ａでの反転の直前および直後の搬送経路を走行する銅薄膜層付樹脂フィルム基材Ｆ２に対向する位置にはそれぞれアノード２４ａおよびアノード２４ｂが設けられている。各アノードは給電ロールとの間で電圧が印加されるようになっており、例えば給電ロール２６ａ、アノード２４ａ、めっき液、銅薄膜層付樹脂フィルム基材Ｆ２および電源により電気めっき回路が構成される。これにより銅薄膜層付樹脂フィルム基材Ｆ２の表面に電気めっき処理が施される。

同様にして９個の給電ロール２６ｂ〜２６ｊおよび９個の反転ロール２３ｂ〜２３ｊにより銅薄膜層付樹脂フィルム基材Ｆ２にはめっき液２８への浸漬状態と非浸漬状態とが複数回（図２では合計１０回）繰り返され、これにより銅薄膜層付樹脂フィルム基材Ｆ２の銅薄膜層上に徐々に銅層が成膜される。反転ロール２３ｊで搬送方向が反転せしめられた樹脂フィルム基材は給電ロール２６ｋを経た後、巻取ロール２９に巻き取られる。なお、各アノードを構成する不溶性アノードには導電性セラミックで表面をコーティングした公知のものを使用することができる。

電気めっき槽２１の外部には、めっき液２８に銅イオンを供給する機構が設けられている。このめっき液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のが好ましい。あるいは、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でもよい。

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のが好ましい。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。また、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、めっき中の電流密度は０.１〜８Ａ／ｄｍ^２が望ましい。この電流密度が８Ａ／ｄｍ^２より高くなると銅電気めっき層の外観不良が発生するおそれがある。

上記したように、熱処理を施した後のポリイミドフィルムに乾式めっき法と湿式めっき法とで成膜することにより、寸法安定性の極めて高い高品質の銅張積層板を効率よく作製することが可能になる。更に、この方法で作製した銅張積層板は、ポリイミドフィルムの表面上に接着剤を介することなく下地金属層と銅層とを積層させることができるので、高密度にパターニングすることが可能になる。

本発明に係る熱処理方法が対象とするポリイミドフィルムには、ピロメリット酸二無水物と４,４’−ジアミノジフェニルエーテルとからなりイミド結合を含むポリイミドフィルムを用いることが望ましい。この様なイミド結合をもつポリイミドフィルムにはカプトン（登録商標東レ・デュポン社製）が知られている。ポリイミドフィルムによっては、パラフェニレンアミンや３,４’−ジアミノジフェニルエーテル等の芳香族ジアミン成分と３,３’,４,４’−ジフェニルテトラカルボン酸二水和物からなりイミド結合を有するポリイミドフィルムも知られている。このようなピロメリット酸二無水物と４,４’−ジアミノジフェニルエーテルからなりイミド結合を含むポリイミドフィルム以外のポリイミドフィルムの場合は、張力や熱処理温度を適宜調整すればよい。

また、本発明に係るポリイミドフィルムの熱処理方法が対象とするポリイミドフィルムの厚みは２５μｍ以下である。例えば厚み１０μｍ、１２.５μｍ、１７.５μｍ、および２５μｍのポリイミドフィルムが市販されている。工業的な生産性からすればポリイミドフィルムの厚みは数μｍ以上である。本発明のポリイミドフイルムの熱処理方法に適したポリイミドフィルムの厚みは１０〜１７.５μｍである。厚み２５μｍを超えたポリイミドフィルムは最適な延伸がされているため、本発明に係るポリイミドフィルムの熱処理方法を施しても効果は少ない。

なお、寸法安定性は寸法変化率として、ＪＰＣＡ−ＢＭ０３−２００６やＩＰＣ−ＴＭ−６５０Ｎｕｍｂｅｒ２.２.４に規定されている。これら規格または、これら規格の測定方法に準拠した測定方法で測定して寸法変化率が少なければ、寸法安定性が確保されていると判断することができる。

図３に、上記した本発明の一具体例に係る銅張積層板の製造方法で作製した銅張積層板６の模式的断面図を示す。この図３に示すように、ポリイミドフィルムを用いた樹脂フィルム基材１の少なくとも片面に、ポリイミドフィルム側から順に下地金属層２、銅薄膜層３、および銅電気めっき層４が積層されている。銅薄膜層３と銅電気めっき層４とから銅層５が構成される。ここで、下地金属層２は樹脂フィルム基材１と銅層５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２の材質は、ニッケル、クロム、またはこれらの合金の何れか１種とするのが好ましい。特に、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。

この場合のニッケル・クロム合金の組成は、クロム１５質量％以上２２質量％以下が望ましく、これにより優れた耐食性や耐マイグレーション性が得られる。このうち、２０質量％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ており、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・クロム合金に関して濃度勾配を有する下地金属層を成膜しても良い。

下地金属層２の膜厚は、３〜５０ｎｍが望ましい。この下地金属層２の膜厚が３ｎｍ未満では、ポリイミドフィルムからなる樹脂フィルム基材１と銅層５との密着性を保てず、耐食性や耐マイグレーション性で劣るおそれがある。一方、下地金属層２の膜厚が５０ｎｍを超えると、サブトラクティブ法やセミアディティブ法で配線加工する際に下地金属層２の十分な除去が困難な場合が生じる。このように下地金属層２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３の膜厚が１０ｎｍ未満では、銅電気めっき層４を電気めっき法で成膜する際の導電性の確保が困難になり、電気めっきの際の外観不良に繋がる。銅薄膜層３の膜厚が１μｍを超えても２層銅張積層板の品質上の問題は生じないが、生産性が低下する問題を生じ得る。

銅電気めっき層４の膜厚は１２μｍ以下が望ましい。銅電気めっき層４の膜厚が１２μｍを超えると配線ピッチ５０μｍ以下のフレキシブル配線基板への化学エッチング配線加工（サブトラクティブ法の配線加工）が困難となる。また、２層構造の銅張積層板をセミアディティブ法で配線加工する場合は、銅層の膜厚（銅薄膜層と銅電気めっき層の合計の膜厚）が１μｍ以上あればよい。セミアディティブ法の加工での導電性を確保するためである。

ロール状に巻かれた厚み１２.５μｍ、幅５２５ｍｍの長尺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）Ｋ−５０ＥＮを、図１に示すようなロール・ツー・ロールスパッタリング装置１０の巻出ロール１３にセットした。スパッタリングカソード１５ａには膜厚２５ｎｍの下地金属層を成膜すべく２０質量％ＣｒのＮｉ−Ｃｒ合金ターゲットを装着し、スパッタリングカソード１５ｂ、１５ｃ、１５ｄには膜厚１００ｎｍの銅薄膜層を成膜すべく純銅ターゲットを装着した。

この状態でチャンバー１２内部を到達圧力１０^−３Ｐａまで減圧した後、アルゴンガスを導入して１.３Ｐａに保持した。そして、赤外線ヒータ１９ａ、１９ｂへの給電量を調整し、熱処理の際の樹脂フィルム基材Ｆ１の表面温度が最も高い部分で１００℃、１５０℃、または２００℃のいずれかになるように調整した。なお、この最も高い温度に到達してからその温度が維持される時間を２秒にした。また、この熱処理の際の樹脂フィルム基材Ｆ１の張力をテンションロール１７ａで測定し、その値が５Ｎ、１０Ｎ、２０Ｎ、５０Ｎ、または１００Ｎのいずれかになるように巻出ロール１３および各フィードロールのトルクで調整した。

このようにして熱処理温度およびその時の張力を様々に変えて複数の銅薄膜層付樹脂フィルム基材Ｆ２を作製した。更に熱処理を行わない比較例として、赤外線ヒータ１９ａ、１９ｂを起動させず且つテンションロール１７ａでの張力を０Ｎとした以外は上記と同様の条件で銅薄膜層付樹脂フィルム基材Ｆ２を作製した。これら複数の銅薄膜層付樹脂フィルム基材Ｆ２の各々に対して図２に示すような電気めっき装置２０を用いて電気めっき処理を行った。その際、めっき液にはｐＨ１以下の硫酸銅水溶液を用い、膜厚８μｍの銅電気めっき層を成膜した。

このようにして得た各銅張積層板に対して、ＪＰＣＡ−ＢＭ０３−２００６に準拠してエッチング前後の長手方向および幅方向の寸法変化率をそれぞれ測定した。その結果を、上記の熱処理時の樹脂フィルム基材の最も高い部位での温度およびテンションロール１７ａで測定した張力と共に下記の表１（長手方向）および表２（幅方向）に示す。なお、表中の温度２０℃のデータは、熱処理を行わない比較例を示している。

上記表１および表２から、５〜２０Ｎの範囲内の張力をかけた状態で１００〜２００℃の熱処理を施すことにより特に長手（ＭＤ）方向において寸法安定性が向上することが分かる。しかし、張力が２０Ｎを超えて高くなると特に長手（ＭＤ）方向において寸法安定性が悪化している。なお、一般的に寸法変化率は±０.０１７％以内が望ましい。

Ｆ１樹脂フィルム基材
Ｆ２銅薄膜層付樹脂フィルム基材
Ｓ２層構造の銅張積層板
１樹脂フィルム基材
２下地金属層
３銅薄膜層
４銅電気めっき層
５銅層
６銅張積層板
１０ロール・ツー・ロールスパッタリング装置
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄフリーロール
１２チャンバー
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、１７ｃテンションロール
１８巻取ロール
１９ａ、１９ｂ赤外線ヒータ
２０ロール・ツー・ロール電気めっき装置
２１電気めっき槽
２２巻出ロール
２３ａ〜２３ｊ反転ロール
２４ａ〜２４ｔアノード
２６ａ〜２６ｊ給電ロール
２８めっき液
２９巻取ロール

Claims

ピロメリット酸二無水物と４,４’−ジアミノジフェニルエーテルとからなりイミド結合を含む厚み２５μｍ以下のポリイミドフィルムをその長手方向に単位断面積あたり０.７６２〜３.０５Ｎ／ｍｍ ^２の張力を加えた状態で、圧力０.１〜１０Ｐａのアルゴンガス又は窒素ガスからなる不活性ガス雰囲気下において１００〜２００℃に加熱する熱処理を行った後、該熱処理された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を成膜し、前記下地金属層の表面に銅層を成膜することを特徴とする２層構造の銅張積層板の製造方法。
前記下地金属層の成膜と、前記銅層のうち前記下地金属層の表面に成膜させる銅薄膜層の成膜とを乾式めっき法で連続して成膜することを特徴とする、請求項１に記載の銅張積層板の製造方法。
前記銅薄膜層の表面に湿式めっき法で銅めっき層を成膜して前記銅層を形成することを特徴とする、請求項２に記載の銅張積層板の製造方法。