JP6245085B2 - Manufacturing method of flexible wiring board - Google Patents

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Description

本発明は、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下地金属層と銅層が積層された2層銅張積層板を配線加工するフレキシブル配線板の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a flexible wiring board in which a two-layer copper-clad laminate in which a base metal layer and a copper layer are laminated on at least one surface of a polyimide film without using an adhesive is processed.

フレキシブル配線板は、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。
使用するフレキシブル配線板は、一般的に銅層と樹脂フィルム層とからなる積層構造のフレキシブルな銅張積層板(銅張積層板:Flexible Copper Clad Lamination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ている。
Flexible wiring boards are widely used in wiring parts that require bending of movable parts of electronic devices such as hard disk read / write heads and printer heads, and wiring parts that pass through a slight gap in liquid crystal display devices, taking advantage of its flexible nature. It is used.
The flexible wiring board to be used is generally a subtractive method or semi-solid method for a flexible copper-clad laminate (also referred to as a flexible copper clad lamination) having a laminated structure composed of a copper layer and a resin film layer. It is manufactured by wiring processing using the additive method.

配線加工法の一つであ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フォトレジスト層を成膜した後、このフォト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。
The subtractive method, which is one of the wiring processing methods, is a method of removing unnecessary portions other than wiring by chemically etching the copper layer of the copper-clad laminate.
Specifically, after forming a photoresist layer on the surface of the copper layer of the copper clad laminate, the photoresist layer is subjected to patterning to expose the surface of the copper layer other than the portion to be left as the conductor wiring. The exposed portion of the copper layer is selectively removed using an etchant that dissolves copper to form a conductor wiring, and then washed with water.

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層を設けた後、不要な銅層と下地金属層を化学エッチングで除去する方法である。
具体的には、銅層の表面に配線の形状に開口したレジスト膜を成膜した後、銅層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施して銅めっき層を設け、レジスト除去後、化学エッチングにより不要な銅層と下地金属層を除去し、その後水洗するものである。
On the other hand, the semi-additive method is a method in which an unnecessary copper layer and a base metal layer are removed by chemical etching after a copper plating layer is provided on the surface of a copper layer of a copper clad laminate so as to have a wiring shape. .
Specifically, after forming a resist film having an opening in the shape of a wiring on the surface of the copper layer, a copper plating layer is provided on the opening of the copper layer to a necessary film thickness as a wiring, and a copper plating layer is provided. After the removal, unnecessary copper layers and underlying metal layers are removed by chemical etching, and then washed with water.

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の後、必要に応じ、配線に錫めっき等を施し、錫めっき後、必要な個所にソルダーレジストを塗布し硬化させてソルダーレジスト膜を形成しフレキシブル配線板が完成する。
完成したフレキシブル配線板には半導体素子などの電子部品が実装されて回路装置となる。
After wiring processing using the subtractive method or semi-additive method, tin plating is applied to the wiring as necessary, and after tin plating, a solder resist is applied and cured at the required location to form a solder resist film and flexible The wiring board is completed.
Electronic components such as semiconductor elements are mounted on the completed flexible wiring board to form a circuit device.

このように、フレキシブル配線板を製造する過程で、ソルダーレジストなどの硬化をはじめとする熱が銅張積層板に付加されるが、銅張積層板は、銅層と樹脂フィルム層の積層体であり、銅層も樹脂フィルム層も熱による膨張収縮が起こり、これら膨張収縮による寸法変動が問題となっている。即ち、フレキシブル配線板の配線ピッチの微細化によりフレキシブル配線板と半導体素子などの電子部品とを接続する際の配線パターンとの位置合わせに係わり、半導体素子の多ピン化の進展に従い要求される精度に対応することが厳しくなってきている。   As described above, in the process of manufacturing the flexible wiring board, heat such as curing of the solder resist is applied to the copper-clad laminate. The copper-clad laminate is a laminate of a copper layer and a resin film layer. In addition, both the copper layer and the resin film layer undergo thermal expansion and contraction due to heat, and dimensional fluctuation due to expansion and contraction is a problem. That is, it is related to the alignment of the wiring pattern when connecting the flexible wiring board and the electronic component such as the semiconductor element by miniaturizing the wiring pitch of the flexible wiring board, and the accuracy required as the number of pins of the semiconductor element increases. It is becoming strict to deal with

そこで、特許文献1では銅張積層板の一方の表面に補強板を剥離可能な有機物層を介して貼り合わせ、次いで補強板が貼り合わされていない面に回路パターンを形成してから、該可撓性フィルムを該補強板から剥離する回路基板の製造方法の技術が開示されている。しかしながら、補強板を張り合わせる工程、剥離する工程などの製造工程の増加や、接着に用いた有機物質による汚染などの問題が生じ易く、要求される精度に対応したフレキシブル配線板が望まれている。   Therefore, in Patent Document 1, the reinforcing plate is bonded to one surface of the copper-clad laminate through an organic layer that can be peeled off, and then a circuit pattern is formed on the surface where the reinforcing plate is not bonded, and then the flexible plate is formed. A technology of a circuit board manufacturing method for peeling a conductive film from a reinforcing plate is disclosed. However, problems such as an increase in manufacturing processes such as a process of attaching a reinforcing plate and a peeling process, and contamination due to organic substances used for adhesion are likely to occur, and a flexible wiring board corresponding to the required accuracy is desired. .

特開2003−124605号公報JP 2003-124605 A

このような要求に対して、本発明は、銅張積層板からフレキシブル配線板を製造する過程の熱処理で、簡便な手段で寸法変動が抑えられるフレキシブル配線板の製造方法を提供するものである。   In response to such demands, the present invention provides a method for manufacturing a flexible wiring board in which dimensional variation can be suppressed by simple means by heat treatment in the process of manufacturing a flexible wiring board from a copper-clad laminate.

上記状況に鑑み、本発明の第1の発明は、長尺の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下地金属層と銅層が積層された長尺の2層銅張積層板を配線加工するフレキシブル配線板の製造方法において、その長尺のポリイミドフィルムが芳香族ジアミンと3,3‘−4,4−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物とからなるイミド結合を含むポリイミドであり、配線加工の際に長尺の銅張積層板の長手方向に張力を加えながら100℃〜150℃の熱処理を行った後、室温まで冷却された銅張積層板を、室温及び湿度が一定の条件下で24時間以上放置した後に次の加工を行うことを特徴とするフレキシブル配線板の製造方法であり、本発明の第2の発明は、その室温が23℃、その湿度が50%RHであることを特徴とする。 In view of the above situation, the first invention of the present invention is a long two-layer copper-clad laminate in which a base metal layer and a copper layer are laminated on at least one surface of a long polyimide film without using an adhesive. In the method for producing a flexible wiring board, the long polyimide film is a polyimide containing an imide bond composed of an aromatic diamine and 3,3′-4,4-diphenyltetracarboxylic dianhydride, The copper-clad laminate cooled to room temperature after performing heat treatment at 100 ° C. to 150 ° C. while applying tension in the longitudinal direction of the long copper-clad laminate during wiring processing is a condition where the room temperature and humidity are constant. production method der flexible wiring board and performs next processing after standing for at least 24 hours under is, the second aspect of the present invention, the room temperature is 23 ° C., at which humidity is 50% RH To be Features.

本発明の第の発明は、第1及び2の発明における下地金属層が乾式めっき法により成膜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である。 A third invention of the present invention is a method for producing a flexible wiring board, wherein the base metal layer in the first and second inventions is formed by a dry plating method.

本発明の第の発明は、第1から第の発明における下地金属層が、厚み3nm〜50nmのニッケル−クロム合金であることを特徴とするフレキシブル配線板の製造方法である。 A fourth invention of the present invention is a method for manufacturing a flexible wiring board, wherein the base metal layer in the first to third inventions is a nickel-chromium alloy having a thickness of 3 nm to 50 nm.

本発明の第の発明は、第1から第の発明における熱処理が、フォトレジストを乾燥させる工程であることを特徴とするフレキシブル配線板の製造方法である。 A fifth invention of the present invention is a method for producing a flexible wiring board, wherein the heat treatment in the first to fourth inventions is a step of drying a photoresist.

本発明の第の発明は、第1から第の発明における熱処理が、ソルダーレジストを硬化させる工程であることを特徴とするフレキシブル配線板の製造方法である。 A sixth invention of the present invention is a method for producing a flexible wiring board, wherein the heat treatment in the first to fourth inventions is a step of curing the solder resist.

本発明によれば、配線ピッチが微細化したフレキシブル配線板でも、配線加工の際の寸法変動が抑制されているので、寸法のばらつきが少なく寸法精度が高いフレキシブル配線板を作製することが可能になる。   According to the present invention, even with a flexible wiring board with a fine wiring pitch, dimensional fluctuations during wiring processing are suppressed, so that it is possible to produce a flexible wiring board with little dimensional variation and high dimensional accuracy. Become.

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。It is typical sectional drawing of the copper clad laminated board produced using the film processed with the heat processing method of this invention. 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。It is a front view of one specific example of the sputtering film-forming apparatus which can implement suitably the heat processing method of this invention. 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。It is a front view of one specific example of the wet-plating apparatus which can be suitably implemented with respect to the film formed into a film with the sputtering film-forming apparatus.

[1]銅張積層板
フレキシブル配線板の製造に用いられる銅張積層板は、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層構造の銅張積層板(以下、3層銅張積層板とも称する。)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層構造の銅張積層板(以下、2層銅張積層板とも称する。)とに分類することができる。
[1] Copper-clad laminate A copper-clad laminate used for the production of a flexible wiring board is obtained by bonding an electrolytic copper foil or a rolled copper foil to an insulating resin film as a base layer using an adhesive. A “copper layer” in which a copper-clad laminate (hereinafter also referred to as a three-layer copper-clad laminate) composed of an adhesive layer / resin film ”and a copper layer or copper foil and a resin film substrate are directly joined. Alternatively, it can be classified into a two-layered copper-clad laminate (hereinafter also referred to as a two-layer copper-clad laminate) composed of “copper foil / resin film”.

上記2層銅張積層板は更に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銅張積層板(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銅張積層板(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銅張積層板(通称ラミネート基板)の3種類である。
The two-layer copper-clad laminate can be further roughly divided into three types.
That is, a copper clad laminate (commonly known as a metalizing substrate) formed by sequentially plating a base metal layer and a copper layer on the surface of a resin film, and a copper clad laminate obtained by applying a resin film varnish to a copper foil to form an insulating layer. (Commonly called cast substrate) and copper-clad laminate (commonly called laminate substrate) obtained by laminating a resin film on copper foil.

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や下地金属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層銅張積層板と比較して配線ピッチの微細化に適している。キャスト基板やラミネート基板あるいわ3層銅張積層板では、樹脂フィルム等と銅箔の界面のアンカー効果による密着性を向上のため、銅箔の表面うち樹脂フィルム側の表面粗さを粗くしているので、樹脂フィルムと銅箔の界面の平滑性は望めない。そのため、本発明に係るフレキシブル配線板の製造方法では、メタライジング基板を配線加工することが望ましい。   Among these, the metallizing substrate can reduce the thickness of the copper layer, and since the smoothness of the interface between the resin film and the copper layer or the base metal layer is high, the cast substrate, the laminate substrate, or the three-layer copper-clad laminate It is suitable for miniaturization of wiring pitch compared to In so-called three-layer copper-clad laminates such as cast substrates and laminate substrates, the surface roughness of the copper foil surface on the resin film side is increased in order to improve the adhesion due to the anchor effect at the interface between the resin film and the copper foil. Therefore, the smoothness of the interface between the resin film and the copper foil cannot be expected. Therefore, in the method for manufacturing a flexible wiring board according to the present invention, it is desirable to process the metalizing substrate.

[2]メタライジング基板
図1はメタライジング基板(銅張積層板6)の一例を示す模式断面図である。
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、樹脂フィルム基材1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、銅層5は銅薄膜層3と銅電気めっき層4とから構成されている。
[2] Metalizing substrate FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a metalizing substrate (copper-clad laminate 6).
The base metal layer 2, the copper thin film layer 3, and the copper electroplating layer 4 are laminated in order from the resin film base material 1 side on at least one surface of the resin film base material 1 using the polyimide film, and the copper layer 5 is a copper thin film layer. 3 and a copper electroplating layer 4.

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。   Here, the base metal layer 2 ensures reliability such as adhesion and heat resistance between the resin film substrate 1 and the copper layer 5. Therefore, the material of the base metal layer 2 is preferably nickel, chromium, or any one of these alloys. In particular, a nickel-chromium alloy is suitable in consideration of adhesion strength and ease of etching during wiring production.

下地金属層2に用いるニッケル・クロム合金は、その組成が、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。   The nickel-chromium alloy used for the base metal layer 2 preferably has a chromium composition of 15% by mass or more and 22% by mass or less, thereby obtaining excellent corrosion resistance and migration resistance. Among these, nickel / chromium alloy of 20% by mass chromium is distributed as a nichrome alloy and can be easily obtained as a sputtering target of the magnetron sputtering method. Further, chromium, vanadium, titanium, molybdenum, cobalt, or the like may be added to the alloy containing nickel. Further, a plurality of nickel-chromium alloy thin films having different chromium concentrations may be laminated to form a base metal layer having a concentration gradient with respect to the nickel-chromium alloy.

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。
The film thickness of the base metal layer 2 is desirably 3 to 50 nm.
If the film thickness of the base metal layer 2 is less than 3 nm, the adhesion between the resin film substrate 1 made of a polyimide film and the copper layer 5 cannot be maintained, and the corrosion resistance and migration resistance may be inferior. On the other hand, if the thickness of the base metal layer 2 exceeds 50 nm, it may be difficult to sufficiently remove the base metal layer 2 when wiring processing is performed by a subtractive method or a semi-additive method.
Thus, when the removal of the base metal layer 2 is insufficient, there is a concern about problems such as migration between wirings.

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、後述する銅電気めっき層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ることから1μm以下が望ましい。   The copper thin film layer 3 is mainly composed of copper, and the film thickness is desirably 10 nm to 1 μm. When the film thickness of the copper thin film layer 3 is less than 10 nm, it becomes difficult to ensure conductivity when a copper electroplating layer 4 described later is formed by an electroplating method, which leads to poor appearance during electroplating. Even if the film thickness of the copper thin film layer 3 exceeds 1 μm, there is no problem in the quality of the two-layer copper-clad laminate, but 1 μm or less is desirable because it causes a problem of lowering productivity.

銅電気めっき層4の膜厚は12μm以下が望ましく、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)はセミアディティブ法の加工での導電性を確保するために1μm以上あればよい。   The film thickness of the copper electroplating layer 4 is desirably 12 μm or less. When the film thickness of the copper electroplating layer 4 exceeds 12 μm, chemical etching wiring processing (wiring processing by subtractive method) to a flexible wiring board having a wiring pitch of 50 μm or less is performed. It becomes difficult. When wiring a copper-clad laminate with a two-layer structure using the semi-additive method, the film thickness of the copper layer (the total film thickness of the copper thin film layer and the copper electroplated layer) is the conductivity of the semi-additive process. In order to ensure the property, it may be 1 μm or more.

樹脂フィルム基材1に使用するポリイミドフィルムは、芳香族ポリイミドフィルムを用いる。
ポリイミドフィルムの熱的特性は、芳香族酸無水物と芳香族ジアミンとによるイミド化合物により支配されるので、本発明に係るフレキシブル配線板の製造方法では、ポリイミドフィルムが、芳香族ジアミンと3,3‘−4,4−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物からなるイミド化合物を含有している必要がある。芳香族ジアミンは、パラフェニレンジアミン等のジアミノベンゼンが挙げられる。
このイミド結合をもつポリイミドフィルムには「ユーピレックス(登録商標 宇部興産株式会社製)」が知られている。「ユーピレックス(登録商標)」フィルムは市場で容易に入手することができる。
As the polyimide film used for the resin film substrate 1, an aromatic polyimide film is used.
Since the thermal characteristics of the polyimide film are governed by an imide compound formed from an aromatic acid anhydride and an aromatic diamine, in the method for producing a flexible wiring board according to the present invention, the polyimide film is composed of an aromatic diamine and 3, 3 It is necessary to contain an imide compound comprising '-4,4-diphenyltetracarboxylic dianhydride. Examples of the aromatic diamine include diaminobenzene such as paraphenylenediamine.
“Upilex (registered trademark, manufactured by Ube Industries)” is known as a polyimide film having an imide bond. “Upilex®” film is readily available on the market.

ポリイミドフィルムの厚みは、柔軟性とフィルムとして形状が保てる厚みであればよく、厚み10μm〜50μmが望ましい。   The thickness of a polyimide film should just be the thickness which can keep a shape as a softness | flexibility and a film, and thickness 10 micrometers-50 micrometers are desirable.

次に、メタライジング基板の製造方法の一例としては、樹脂フィルムとして用いるポリイミドフィルムの少なくとも一方の表面にスパッタリング法などの乾式めっき法で下地金属層を成膜し、下地金属層の表面に乾式めっき法で銅薄膜層を成膜する。下地金属層と銅薄膜層が成膜された銅薄膜層付樹脂フィルム基材の銅薄膜層の表面に、硫酸銅水溶液中で電気めっき法などの湿式めっき法で銅電気めっきを成膜する。以下、メタライジング基板の製造方法を説明する。   Next, as an example of a method for producing a metalizing substrate, a base metal layer is formed on a surface of a base metal layer by dry plating such as sputtering on at least one surface of a polyimide film used as a resin film. A copper thin film layer is formed by the method. On the surface of the copper thin film layer of the resin film substrate with a copper thin film layer on which the base metal layer and the copper thin film layer are formed, copper electroplating is formed in a copper sulfate aqueous solution by a wet plating method such as an electroplating method. Hereinafter, the manufacturing method of a metalizing board | substrate is demonstrated.

[3]メタライジング基板の製造方法(乾式めっき部分)
長尺のポリイミドフィルムに下地金属層や銅薄膜層を成膜するには、図2に示すロール・ツー・ロールスパッタリング装置を用いればよい。
この図2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2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。
[3] Metalizing substrate manufacturing method (dry plating part)
In order to form a base metal layer and a copper thin film layer on a long polyimide film, a roll-to-roll sputtering apparatus shown in FIG. 2 may be used.
The roll-to-roll sputtering apparatus 10 shown in FIG. 2 has a structure in which most of its constituent elements are housed in a rectangular parallelepiped chamber 12. The shape of the chamber 12 is not limited to the rectangular parallelepiped shape of FIG. 2, and may be other shapes such as a cylindrical shape as long as a reduced pressure state of about 10 −4 Pa to 1 Pa can be maintained.

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、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、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。   In this chamber 12, unwinding roll 13 from which resin film substrate F1 made of a long polyimide film is drawn, free rolls 11a and 11b rotating following the conveyance of resin film substrate F1, and resin film substrate F1 Can roll 14 wound around the outer peripheral surface and cooled, magnetron cathode type sputtering cathodes 15a, 15b, 15c, 15d, front feed roll 16a and rear feed roll 16b provided adjacent to can roll 14, and a tension sensor A winding roll 18 is provided for winding the tension rolls 17a and 17b, the resin film base material F2 on which the base metal layer and the copper thin film layer are formed into a roll shape.

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、11b、キャンロール14、およびテンションロール17a、17bは、外周面が硬質クロムめっきで仕上げられている。   Among these, the unwinding roll 13, the can roll 14, the front feed roll 16 a, and the take-up roll 18 are provided with servo motors that are rotation driving means. Furthermore, each of the unwinding roll 13 and the winding roll 18 maintains the tension balance of the resin film substrate being conveyed by torque control using a powder clutch or the like. The outer surfaces of the free rolls 11a and 11b, the can roll 14, and the tension rolls 17a and 17b are finished with hard chrome plating.

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。   Inside the can roll 14, a coolant and a heating medium supplied from the outside of the chamber 12 circulate, so that the outer peripheral surface of the can roll 14 can be adjusted to a substantially constant temperature. Sputtering cathodes 15 a to 15 d are arranged facing the outer peripheral surface of the can roll 14. The dimensions of the sputtering cathodes 15a to 15d in the width direction of the outer peripheral surface of the can roll 14 are preferably larger than the width of the resin film substrate F1.

[4]メタライジング基板の製造方法(湿式めっき部分)
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。
[4] Manufacturing method of metalizing substrate (wet plating part)
Next, the copper electroplating layer is formed on the resin film substrate F2 with a copper thin film layer on which the copper thin film layer is formed by the dry plating method, by a wet plating method.
Examples of the apparatus for performing the wet plating method include an apparatus for performing electroplating using an insoluble anode in a plating bath such as copper sulfate. In addition, the composition of the copper plating bath to be used may be a commonly used high-throw copper sulfate plating bath for printed wiring boards.

図3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。
FIG. 3 shows a roll-to-roll electroplating apparatus 20 (hereinafter also referred to as electroplating apparatus 20) as a specific example of such an electroplating apparatus.
In the electroplating apparatus 20, the resin film substrate F2 with a copper thin film layer obtained by forming a base metal layer and a copper thin film layer is continuously conveyed by a roll-to-roll process. A copper electroplating layer is formed on the surface of the metal thin film by electroplating while being dipped in the plating solution 28 and repeatedly immersed in the plating solution 28. As a result, a copper clad laminate S having a two-layer structure in which a copper layer having a predetermined thickness is formed can be produced. In addition, the conveyance speed of the resin film base material F2 with a copper thin film layer has the preferable range of several m-several dozen m / min.

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23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23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。   If it demonstrates concretely, the resin film base material F2 with a copper thin film layer will be unwound from the unwinding roll 22, and will be immersed in the plating solution 28 in the electroplating tank 21 through the electric power feeding roll 26a. The resin film base material F2 with the copper thin film layer that has entered the plating solution 28 is pulled up above the plating solution surface 28a after the conveying direction is reversed by the reversing roll 23. An anode 24a and an anode 24b are respectively provided at positions facing the resin film substrate F2 with a copper thin film layer that travels on the conveyance path immediately before and immediately after the reversal by the reversing roll 23. A voltage is applied between each anode and a power supply roll. For example, an electroplating circuit is configured by the power supply roll 26a, the anode 24a, a plating solution, a resin film base material F2 with a copper thin film layer, and a power source. . Thereby, an electroplating process is given to the surface of the resin film base material F2 with a copper thin film layer.

即ち、11個の給電ロール26a〜26kおよび10個の反転ロール23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3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、2層構造の銅張積層板を形成していく。最終の反転ロール23で搬送方向が反転せしめられた2層構造の銅張積層板S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。   That is, the 11 power supply rolls 26a to 26k and the 10 reversing rolls 23 cause the resin film substrate F2 with a copper thin film layer to be immersed in the plating solution 28 and in a non-immersed state multiple times (a total of 10 in FIG. 3). This is repeated, whereby a copper layer is gradually formed on the copper thin film layer of the resin film substrate F2 with a copper thin film layer, thereby forming a two-layered copper-clad laminate. The copper-clad laminate S having a two-layer structure whose transport direction has been reversed by the final reversing roll 23 is wound around a winding roll 29 after passing through a power feeding roll 26k. As the insoluble anode constituting each anode, a known one whose surface is coated with a conductive ceramic can be used.

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。   A mechanism for supplying copper ions to the plating solution 28 is provided outside the electroplating tank 21. It is preferable to supply the copper ions to the plating solution 28 with a copper oxide aqueous solution, a copper hydroxide aqueous solution, a copper carbonate aqueous solution or the like. Or the method of adding a trace amount iron ion in a plating solution, melt | dissolving an oxygen-free copper ball | bowl, and supplying copper ion may be used.

電気銅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24q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が望ましい。この電流密度が8A/dm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。
銅電気めっき層が成膜されて、2層銅張積層板のメタライジング基板が得られる。得られたメタライジング基板は、配線加工に適した幅にスリッターで裁断される。
It is preferable that the current density during the electrolytic copper plating is increased stepwise from the anode 24a toward the downstream in the transport direction so that the maximum current density is obtained from the anodes 24q to 24t. Thus, discoloration of the copper layer can be prevented by increasing the current density.
Further, since the color change tends to occur in the current density is high and the copper layer when the thickness of the copper layer is thin, the current density in the plating 0.1~8A / dm 2 is preferred. When this current density is higher than 8 A / dm 2, there is a possibility that a poor appearance of the copper electroplating layer may occur.
A copper electroplating layer is deposited to obtain a two-layer copper clad laminate metalizing substrate. The obtained metallizing substrate is cut with a slitter to a width suitable for wiring processing.

[5]フレキシブル配線板の製造方法の概要
配線ピッチが微細化されたフレキシブル配線板の製造方法としては、サブトラクティブ法として以下のものが知られている。
配線加工に適した幅に裁断されたメタライジング基板には、銅層の表面にフォトレジスト膜を形成し、このフォトレジスト膜を露光、現像して所望のパターンを形成する。次に、こうして形成されたフォトレジストパターンをマスクとして、露出した銅層をエッチングして、フォトレジストパターンと略相似形状の銅層と下地金属層からなる配線パターンを形成する。次いでフォトレジスト層をアルカリ溶液等により剥離除去した後、配線パターン間に残存する下地金属層をエッチング除去することにより、配線パターンが形成される。配線パターンを形成した後に、錫めっきを施し、ソルダーレジスト膜が形成されてフレキシブル配線板となる。
[5] Outline of Manufacturing Method of Flexible Wiring Board As a manufacturing method of a flexible wiring board with a fine wiring pitch, the following are known as subtractive methods.
On the metalizing substrate cut to a width suitable for wiring processing, a photoresist film is formed on the surface of the copper layer, and this photoresist film is exposed and developed to form a desired pattern. Next, using the thus formed photoresist pattern as a mask, the exposed copper layer is etched to form a wiring pattern composed of a copper layer having a shape substantially similar to the photoresist pattern and a base metal layer. Next, the photoresist layer is peeled off with an alkaline solution or the like, and then the underlying metal layer remaining between the wiring patterns is removed by etching to form a wiring pattern. After the wiring pattern is formed, tin plating is performed to form a solder resist film, thereby forming a flexible wiring board.

[6]フォトレジスト膜形成工程
フォトレジスト膜を形成するフォトレジスト膜形成工程は、液状のフォトレジストをスクリーン印刷など公知の塗布方法で銅層表面に塗布され、塗布後、加熱乾燥される。液状フォトレジストの加熱乾燥の際に銅張積層板も熱が加わる熱処理がされる。液状フォトレジストの乾燥条件は、温度100℃〜150℃であり時間として5分以上である。
なお、フォトレジスト膜はドライフィルムタイプのフォトレジスト(ドライフィルム)を銅層の表面にラミネートしてもよい。ドライフィルムレジストをラミネートする場合は公知のラミネート方法で、温度100℃〜150℃で数秒以上加圧密着される。瞬間的ではあるが、ドライフィルムレジストのラミネートでも銅張積層板には加熱される熱処理が行われる。
[6] Photoresist film forming step In the photoresist film forming step of forming a photoresist film, a liquid photoresist is applied to the surface of the copper layer by a known coating method such as screen printing, and is heated and dried after coating. When the liquid photoresist is heated and dried, the copper clad laminate is also subjected to heat treatment to which heat is applied. The drying conditions for the liquid photoresist are a temperature of 100 ° C. to 150 ° C. and a time of 5 minutes or more.
The photoresist film may be a dry film type photoresist (dry film) laminated on the surface of the copper layer. When laminating a dry film resist, it is pressure-contacted at a temperature of 100 ° C. to 150 ° C. for several seconds or more by a known laminating method. Although it is instantaneous, heat treatment to be heated is performed on the copper clad laminate even when laminating a dry film resist.

[7]露光工程
フォトレジスト膜形成工程の次は露光工程である。銅張積層板の銅層の表面に形成されたフォトレジスト膜は、露光工程においては、銅層に配線パターンを形成するために、所定パターンからなるフォトマスクを介して紫外線をフォトレジストに照射し、露光部を形成する。
[7] Exposure process Next to the photoresist film forming process is an exposure process. In the exposure process, the photoresist film formed on the surface of the copper layer of the copper clad laminate is irradiated with ultraviolet rays through a photomask having a predetermined pattern in order to form a wiring pattern on the copper layer. Then, an exposed portion is formed.

[8]現像工程
露光工程の次は現像工程である。露光されたフォトレジストは、現像工程においては、露光領域を現像液で溶解除去し、開口部を有するフォトレジストパターンが形成される。現像液は、例えば、温度30℃〜50℃の炭酸ナトリウム水溶液やトリエタノールアミン水溶液等のアルカリ溶液をシャワー噴射して行われる。
[8] Development process The exposure process is followed by a development process. In the developing process, the exposed photoresist is dissolved and removed with a developing solution to form a photoresist pattern having openings. The developing solution is performed, for example, by spraying an alkaline solution such as a sodium carbonate aqueous solution or a triethanolamine aqueous solution having a temperature of 30 ° C. to 50 ° C.

[9]化学エッチング工程
現像工程の次は化学エッチング工程である。フォトレジストパターンが形成された後、この化学エッチング工程で、銅張積層板は配線パターンに加工される。エッチング液は銅層や下地金属層がエッチングできる組成が望ましい。
使用するエッチング液としては、例えば、塩化第二銅水溶液や塩化第二鉄水溶液が用いられる。処理条件としては、例えば、温度が40〜50℃、シャワー圧力が0.1〜0.7MPa、処理時間が20〜120秒という条件でエッチング液を噴射してエッチング処理が行われる。このとき、下地金属層も同時にエッチング除去される。また、必要に応じて過マンガン酸塩水溶液などの下地金属層除去剤をシャワー噴射して下地金属層除去工程を加えてもよい。
[9] Chemical etching process The development process is followed by a chemical etching process. After the photoresist pattern is formed, the copper-clad laminate is processed into a wiring pattern in this chemical etching process. The etchant preferably has a composition that can etch the copper layer and the underlying metal layer.
As an etching solution to be used, for example, a cupric chloride aqueous solution or a ferric chloride aqueous solution is used. As the processing conditions, for example, the etching process is performed by spraying an etching solution under the conditions of a temperature of 40 to 50 ° C., a shower pressure of 0.1 to 0.7 MPa, and a processing time of 20 to 120 seconds. At this time, the underlying metal layer is also etched away. Moreover, you may add a base metal layer removal process by shower-injecting base metal layer removal agents, such as permanganate aqueous solution, as needed.

この化学エッチング工程を経て配線パターンが形成されると、フォトレジストパターンはフォトレジスト剥離工程で剥離される。フォトレジスト剥離工程においては、水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ溶液で、フォトレジストパターンが溶解除去される。フォトレジスト除去工程の後、水洗による薬液除去の後、エアーナイフ等の液切により乾燥される。化学エッチング工程とフォトレジスト剥離工程は連続して行われる。フォトレジスト剥離工程を経て次工程の錫めっき工程へ移る。   When the wiring pattern is formed through this chemical etching process, the photoresist pattern is stripped in the photoresist stripping process. In the photoresist stripping step, the photoresist pattern is dissolved and removed with an alkaline solution such as an aqueous sodium hydroxide solution. After the photoresist removal step, the chemical solution is removed by washing with water, and then dried by draining with an air knife or the like. The chemical etching process and the photoresist stripping process are performed continuously. After the photoresist stripping process, the process proceeds to the next tin plating process.

[10]錫めっき工程
錫めっき工程においては、化学エッチング工程により形成された銅層の配線の表面上に、公知の無電解錫めっき法で、錫めっき層が形成される。錫めっき工程の後水洗による薬液除去の後、エアーナイフ等の液切により乾燥される。乾燥後は次工程のソルダーレジスト膜形成工程へ移る。
[10] Tin plating step In the tin plating step, a tin plating layer is formed on the surface of the copper layer wiring formed by the chemical etching step by a known electroless tin plating method. After the tin plating step, the chemical solution is removed by washing with water, and then dried by draining with an air knife or the like. After drying, the process proceeds to the next solder resist film forming step.

[11]ソルダーレジスト膜形成工程
ソルダーレジスト膜形成工程は、スクリーン印刷により、所定パターンのソルダーレジストを配線パターン上に印刷する。ソルダーレジストには、ポリイミド系(日立化成工業株式会社製:SN−9000)やウレタン系(日本ポリテック株式会社製:NPR−3300)のものが使用可能であり、いずれも加熱により硬化するソルダーレジストである。
ソルダーレジスト印刷の後、ソルダーレジストは加熱硬化される。ソルダーレジストの加熱硬化条件は、温度100℃〜150℃の範囲に加熱される。ソルダーレジスト加熱硬化でも、銅張積層板には、熱処理が施される。
ソルダーレジスト硬化工程の後、フレキシブル配線板の製品として完成する。そして、必要に応じて電子部品の実装しやすい大きさに裁断される。
[11] Solder Resist Film Forming Step The solder resist film forming step prints a predetermined pattern of solder resist on the wiring pattern by screen printing. As the solder resist, polyimide (made by Hitachi Chemical Co., Ltd .: SN-9000) or urethane (made by Nippon Polytech Co., Ltd .: NPR-3300) can be used, both of which are hardened by heating. is there.
After the solder resist printing, the solder resist is heated and cured. The heat curing conditions of the solder resist are heated to a temperature range of 100 ° C to 150 ° C. Even in the solder resist heat curing, the copper clad laminate is subjected to heat treatment.
After the solder resist curing process, it is completed as a flexible wiring board product. And if necessary, it is cut into a size that facilitates mounting of electronic components.

[12]フレキシブル配線板の製造工程での熱処理
フレキシブル配線板を製造する一連の工程のフォトレジスト膜形成工程、露光工程、化学エッチング工程、錫めっき工程、ソルダーレジスト膜形成工程のそれぞれの工程では、長尺の銅張積層板がロール・ツー・ロールで搬送される。ロール・ツー・ロールで搬送されて熱処理がされるので、銅張積層板には、長手方向(MD方向)に張力が加えられる。また、張力をかけながら搬送しないと、銅張積層板が熱処理で変形する。
[12] Heat treatment in manufacturing process of flexible wiring board In each process of a photoresist film forming process, an exposure process, a chemical etching process, a tin plating process, and a solder resist film forming process in a series of processes for manufacturing a flexible wiring board, A long copper-clad laminate is conveyed by roll-to-roll. Since it is conveyed by roll-to-roll and subjected to heat treatment, tension is applied to the copper-clad laminate in the longitudinal direction (MD direction). Moreover, if it does not convey, applying a tension | tensile_strength, a copper clad laminated board will deform | transform by heat processing.

各工程の処理速度(単位時間に処理できるフレキシブル配線板の数)が異なるので、フォトレジスト膜形成工程、露光工程、化学エッチング工程、錫めっき工程、ソルダーレジスト膜形成工程を分離して行うことが望ましい。   Since the processing speed of each process (the number of flexible wiring boards that can be processed per unit time) is different, the photoresist film forming process, the exposure process, the chemical etching process, the tin plating process, and the solder resist film forming process can be performed separately. desirable.

フォトレジスト膜形成工程やソルダーレジスト膜形成工程ではフォトレジストの加熱乾燥やソルダーレジストの加熱硬化等の熱処理が施されるので、銅張積層板にも熱処理が加えられる。120℃に加熱された銅張積層板は、加熱後20分間も室温中に放置すれば、その温度は室温(例えば20℃〜25℃)まで低下する。発明者は鋭意研究の結果、加熱処理の後、銅張積層板が室温に低下しても、一定時間以上、室温に放置した後でなければ、寸法の変動が一定にならないことを突き止めた。すなわち、加熱処理後、銅張積層板の寸法は伸びる傾向があるが、一定時間以上放置すれば寸法変化率は一定となり、その熱処理によりそれ以上銅張積層板の寸法が伸びることはなく、寸法変動が一定の伸び率で止まることを意味する。さらに、発明者は、寸法変化率が一定の値になる時間が、ポリイミドフィルムの種類により異なることも突き止めた。   In the photoresist film forming step and the solder resist film forming step, heat treatment such as heat drying of the photoresist and heat hardening of the solder resist is performed, so that heat treatment is also applied to the copper clad laminate. If the copper clad laminate heated to 120 ° C. is left at room temperature for 20 minutes after heating, the temperature will drop to room temperature (for example, 20 ° C. to 25 ° C.). As a result of earnest research, the inventor has found that, even after the heat treatment, even if the copper-clad laminate is lowered to room temperature, the dimensional variation is not constant unless it is left at room temperature for a certain time or more. That is, after heat treatment, the dimensions of the copper clad laminate tend to increase, but if left for a certain period of time, the dimensional change rate becomes constant, and the heat treatment does not further increase the dimension of the copper clad laminate. It means that the fluctuation stops at a certain rate of growth. Furthermore, the inventor has also found that the time during which the dimensional change rate is constant varies depending on the type of polyimide film.

銅張積層板を熱処理し、室温まで低下させた後、一定時間放置することで、銅張積層板の寸法変化率が一定になることを、フレキシブル配線板の製造方法に応用するならば、たとえば、フォトレジスト膜形成工程で、フォトレジストを加熱乾燥させた後に一定時間放置してから次の露光工程へ進まないと、銅張積層板の寸法変化(寸法の伸び)によりフォトレジストパターンの間隔が変動して、再現性良く配線パターンを形成することができなくなる。   If the copper-clad laminate is heat-treated, lowered to room temperature, and then allowed to stand for a certain period of time, the dimensional change rate of the copper-clad laminate becomes constant. In the photoresist film forming process, after the photoresist is heated and dried, it is left for a certain period of time and then does not proceed to the next exposure process. The wiring pattern cannot be formed with good reproducibility.

また、熱処理後の銅張積層板を一定時間以上、室温に放置すれば、その熱処理でそれ以上、銅張積層板は、伸びないことから、熱処理後の各工程間の滞留時間をある一定時間にすればよいことも意味する。このことは、銅張積層板の寸法変動を抑制するために長時間にわたって工程を滞留させたりする必要はないことを意味する。   In addition, if the copper clad laminate after heat treatment is allowed to stand at room temperature for a certain time or longer, the copper clad laminate will not be stretched any further by the heat treatment. It also means that it should be. This means that it is not necessary to hold the process for a long time in order to suppress the dimensional fluctuation of the copper clad laminate.

銅張積層板のポリイミドフィルムに芳香族ジアミンと3,3‘−4,4−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物からなるイミド化合物を含有しているならば、100℃〜150℃の温度範囲で熱処理後の銅張積層板の室温中での放置時間は24時間以上あればよい。すなわち芳香族ジアミンと3,3‘−4,4−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物からなるイミド化合物を含有しているポリイミドフィルムを用いた銅張積層板を100℃〜150℃の温度範囲で熱処理した後に、室温中に24時間以上放置すれば、銅張積層板の寸法の伸びは、一定の寸法変化率のままで変動しないのである。   If the polyimide film of the copper clad laminate contains an imide compound consisting of an aromatic diamine and 3,3′-4,4-diphenyltetracarboxylic dianhydride, heat treatment is performed at a temperature range of 100 ° C. to 150 ° C. The remaining time of the subsequent copper-clad laminate at room temperature may be 24 hours or more. That is, a copper clad laminate using a polyimide film containing an imide compound composed of an aromatic diamine and 3,3′-4,4-diphenyltetracarboxylic dianhydride is heat-treated at a temperature range of 100 ° C. to 150 ° C. After that, if left at room temperature for 24 hours or more, the dimensional elongation of the copper clad laminate does not change with a constant dimensional change rate.

ここで、本発明に係るフレキシブル配線板の製造方法の熱処理温度を100℃〜150℃とするのは一般的にフレキシブル配線板の製造工程で用いられる液状フォトレジストの推奨される乾燥温度範囲や、ソルダーレジストの推奨される硬化温度範囲による。また、熱処理の保持時間の影響はないので、各工程で必要な熱処理時間を適宜選択すればよい。熱処理の保持時間を規定しないのは、熱処理後の銅張積層板の寸法変化は、銅張積層板が熱処理温度に曝され、室温まで降温される過程の膨張と収縮による銅張積層板の内部応力の緩和が、室温に放置した際の、銅張積層板の寸法の伸びとなると考えられる。なお、張力は、熱処理で銅張積層板にしわが生じたりしない範囲で適宜加えればよい。   Here, the heat treatment temperature in the method for producing a flexible wiring board according to the present invention is set to 100 ° C. to 150 ° C. The recommended drying temperature range of the liquid photoresist generally used in the production process of the flexible wiring board, Depending on the recommended curing temperature range of the solder resist. Further, since there is no influence of the heat treatment holding time, the heat treatment time necessary for each step may be selected as appropriate. The heat treatment holding time is not specified because the dimensional change of the copper clad laminate after the heat treatment is caused by the expansion and contraction of the copper clad laminate that is exposed to the heat treatment temperature and cooled to room temperature. It is considered that the relaxation of the stress is the elongation of the dimensions of the copper clad laminate when left at room temperature. In addition, what is necessary is just to add tension | tensile_strength suitably in the range by which a wrinkle does not arise in a copper clad laminated board by heat processing.

銅張積層板の一定の寸法変化率で止まっていれば、露光工程で用いるフォトマスクなどを、その寸法変化率を考慮して設計すれば、配線ピッチが50μm以下の微細化した配線パターンにも対応でき、寸法精度が高いフレキシブル配線板を作製することが可能になるので、電子部品を接続する際の電子部品と配線パターンとの位置合わせ問題も是正できるのである。
また、フォトレジスト膜形成工程と露光工程以外でも、銅張積層板の寸法変動が止まっていれば、フレキシブル配線板の寸法精度を高くすることができる。
If it stops at a certain dimensional change rate of the copper-clad laminate, if a photomask used in the exposure process is designed in consideration of the dimensional change rate, it can be applied to a miniaturized wiring pattern with a wiring pitch of 50 μm or less. Since it is possible to produce a flexible wiring board that can cope with the dimensional accuracy, it is possible to correct the problem of alignment between the electronic component and the wiring pattern when connecting the electronic component.
In addition, the dimensional accuracy of the flexible wiring board can be increased if the dimensional variation of the copper-clad laminate is stopped even in the processes other than the photoresist film forming process and the exposure process.

これまで、サブトラクティブ法を例に本発明に係るフレキシブル配線板の製造方法を説明してきたが、セミアディティブ法で配線加工する際も本発明のフレキシブル配線板の製造方法を適用すればよい。   Up to now, the manufacturing method of the flexible wiring board according to the present invention has been described by taking the subtractive method as an example. However, the manufacturing method of the flexible wiring board of the present invention may be applied also when wiring processing is performed by the semi-additive method.

以下、実施例を用いて本発明をさらに説明する。   The present invention will be further described below using examples.

図2のロール・ツー・ロールスパッタリング装置10を用いて、芳香族ジアミンと3,3‘−4,4−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物からなるイミド化合物を含有する厚み35μmの長尺のポリイミドフィルム「ユーピレックス(登録商標)V1」の表面に、スパッタリング法により厚み25nmのCrを20重量%含むNi−Cr合金からなる下地金属層と、その下地金属層の表面に厚み100nmの銅薄膜層を成膜して、銅薄膜層付樹脂フィルム基材を得た。得られた銅薄膜層付樹脂フィルム基材の銅薄膜層の表面に図3の電気めっき装置20を使用して厚み8μmの銅電気めっき層を成膜して実施例1に係る銅張積層板を作製した。   A long polyimide film having a thickness of 35 μm containing an imide compound comprising an aromatic diamine and 3,3′-4,4-diphenyltetracarboxylic dianhydride using the roll-to-roll sputtering apparatus 10 of FIG. A base metal layer made of a Ni—Cr alloy containing 20 wt% Cr having a thickness of 25 nm is formed on the surface of “UPILEX (registered trademark) V1”, and a copper thin film layer having a thickness of 100 nm is formed on the surface of the base metal layer. Filming was performed to obtain a resin film substrate with a copper thin film layer. The copper-clad laminate according to Example 1 is formed by forming a copper electroplating layer having a thickness of 8 μm on the surface of the copper thin film layer of the obtained resin film substrate with a copper thin film layer using the electroplating apparatus 20 of FIG. Was made.

得られた銅張積層板をIPC−TM−650 2.2.4規格に規定されるMethod Aに準拠してMD方向(銅張積層板の長手方向)の寸法変化率を測定した。
試料の外寸をMD方向×TD方向(銅張積層板の幅方向)が20cm×16cmであることと、試料のMD方向とTD方向に略平行となるように両方向に6cm間隔で寸法変化測定用の位置穴を開けたことと、熱負荷条件を大気中120℃の下5分間保持したことと、試料のMD方向(銅張積層板の長手方向)に9Nの張力を付加したことと、熱処理後、試料を温度23℃湿度50%RH下に放置下20分間に放置して冷却した後、さらに温度23℃湿度50%RH下に放置して1時間後、3時間後、6時間後、24時間後、48時間後、72時間のMD方向の冷却直後に対する寸法変化率を測定したこと以外は同規格に準拠して測定を行った。その結果を表1に示す。
The dimensional change rate in the MD direction (longitudinal direction of the copper-clad laminate) was measured for the obtained copper-clad laminate in accordance with Method A defined by the IPC-TM-650 2.2.4 standard.
Dimensional change measurement at 6 cm intervals in both directions so that the outer dimension of the sample is 20 cm × 16 cm in the MD direction × TD direction (width direction of the copper-clad laminate), and is approximately parallel to the MD direction and the TD direction of the sample. Opening a position hole, holding the heat load condition in air at 120 ° C. for 5 minutes, applying a 9N tension in the MD direction of the sample (longitudinal direction of the copper clad laminate), After the heat treatment, the sample was left to cool for 20 minutes under a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% RH, and then further left to stand under a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% RH for 1 hour, 3 hours, and 6 hours. The measurement was performed in accordance with the same standard except that the dimensional change rate was measured after 24 hours, 48 hours, and 72 hours after cooling in the MD direction. The results are shown in Table 1.

Figure 0006245085
Figure 0006245085

実施例1で作製した銅張積層板を、実施例1で用いた試料と同じく、外寸がMD方向×TD方向(銅張積層板の幅方向)が20cm×16cmなるように裁断し、寸法変化測定用の位置穴をあけた実施例2に係る評価用基板を作製した。
その評価用基板に液状フォトレジストをスピンコートして塗布した後、実施例1と同様に張力を掛けて、大気中110℃15分間オーブンで乾燥した。オーブンから取出し後、温度23℃湿度50%RH下に放置して冷却し、冷却後の放置時間が24時間後にTD方向に平行でMD方向の寸法変化測定用の位置穴間に20μmピッチ(配線20μm、スペース20μm)のストライプが形成されたフォトマスクで露光を行った。
寸法変化測定用の位置穴の間隔の冷却直後と露光後の寸法をそれぞれ測定し、その寸法変化率を求めた。その結果、寸法変化率は0.004%であった。
The copper clad laminate produced in Example 1 was cut so that the outer dimension was MD direction × TD direction (width direction of the copper clad laminate) was 20 cm × 16 cm, similar to the sample used in Example 1. An evaluation substrate according to Example 2 in which a position hole for change measurement was formed was produced.
A liquid photoresist was spin-coated on the evaluation substrate, applied with tension as in Example 1, and dried in an oven at 110 ° C. for 15 minutes in the atmosphere. After taking out from the oven, it is left to cool under a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% RH, and after being cooled, the standing time after 24 hours is parallel to the TD direction and 20 μm pitch between the position holes for measuring the dimensional change in the MD direction (wiring) The exposure was performed with a photomask in which stripes of 20 μm and spaces of 20 μm were formed.
Immediately after cooling and after exposure, the dimension of the position hole for dimensional change measurement was measured, and the dimensional change rate was determined. As a result, the dimensional change rate was 0.004%.

放置時間を72時間とした以外は実施例2と同様にエッチング加工を行い、実施例3の試験片を作製した。
MD方向の間隔の冷却直後と露光後の寸法変化率を測定したところ、寸法変化測定用の位置穴の寸法変化率が0.004%であった。
Etching was carried out in the same manner as in Example 2 except that the standing time was 72 hours, and a test piece of Example 3 was produced.
When the dimensional change rate immediately after cooling the interval in the MD direction and after exposure was measured, the dimensional change rate of the position hole for measuring the dimensional change was 0.004%.

(比較例1)
放置時間を6時間とした以外は実施例2と同様にエッチング加工を行い、比較例1に係る試験片を作製した。
MD方向の間隔の冷却直後と露光後の寸法変化率を測定したところ、寸法変化測定用の位置穴の寸法変化率が0.002%であった。
(Comparative Example 1)
Etching was performed in the same manner as in Example 2 except that the standing time was 6 hours, and a test piece according to Comparative Example 1 was produced.
When the dimensional change rate immediately after cooling the interval in the MD direction and after exposure was measured, the dimensional change rate of the position hole for measuring the dimensional change was 0.002%.

実施例1の測定結果を示す表1より、熱処理後、室温に24時間以上放置すると、熱処理前に対する寸法変化率は一定になることがわかる。このことは、室温に24時間以上放置すれば、寸法変動が止まることを意味している。   From Table 1 showing the measurement results of Example 1, it can be seen that the dimensional change rate before heat treatment becomes constant when left at room temperature for 24 hours or more after heat treatment. This means that the dimensional variation stops if left at room temperature for 24 hours or more.

また、放置時間24時間の実施例2と放置時間6時間の比較例1を比べると、比較例1は実施例2よりも2.4μmだけMD方向の寸法変化測定用の位置穴の間隔が狭いことがわかる。
このような寸法変化の違いは、実操業において放置時間が異なる試料が次工程へ移ると、寸法が異なったまま配線加工されることになり、フレキシブル配線板生産時の寸法精度が確保できず、結果的に電子部品との接続不良を起こす可能性が高いことを示唆している。
なお、量産時には配線の寸法の伸びを一定に管理していれば、その寸法の伸びを見込んで配線パターンを設計すればよい。
Further, comparing Example 2 with a standing time of 24 hours and Comparative Example 1 with a standing time of 6 hours, Comparative Example 1 has a narrower distance between position holes for measuring the dimensional change in the MD direction by 2.4 μm than Example 2. I understand that.
Such a difference in dimensional change is that when a sample with a different standing time in actual operation moves to the next process, the wiring will be processed with the dimension different, and dimensional accuracy at the time of flexible wiring board production cannot be secured, As a result, it is suggested that there is a high possibility of causing poor connection with electronic components.
In addition, if the dimensional elongation of the wiring is controlled to be constant during mass production, the wiring pattern may be designed in consideration of the dimensional elongation.

F1 樹脂フィルム基材
F2 銅薄膜層付樹脂フィルム基材
S 2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 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 テンションロール
18 巻取ロール
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
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 めっき液面
29 巻取ロール
F1 Resin film base material F2 Resin film base material with copper thin film layer S Two-layered copper clad laminate 1 Resin film base material 2 Underlying metal layer 3 Copper thin film layer 4 Copper electroplating layer 5 Copper layer 6 Copper clad laminate 10 Roll-to-roll sputtering apparatus 11a, 11b Free roll 12 Chamber 13 Unwind roll 14 Can roll 15a, 15b, 15c, 15d Sputtering cathode 16a Front feed roll 16b Rear feed roll 17a, 17b Tension roll 18 Winding roll 20 Roll / roll Two-roll electroplating apparatus 21 Electroplating tank 22 Unwinding roll 23 Reversing roll 24a-24t Anode 26a-26k Feeding roll 28 Plating liquid 28a Plating liquid surface 29 Winding roll

Claims (6)

長尺の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下地金属層と銅層が積層された長尺の2層銅張積層板を配線加工するフレキシブル配線板の製造方法において、
前記長尺のポリイミドフィルムが芳香族ジアミンと3,3‘−4,4−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物とからなるイミド結合を含むポリイミドであり、
配線加工の際に長尺の銅張積層板の長手方向に張力を加えながら100℃〜150℃の熱処理を行った後、室温まで冷却された銅張積層板を、室温及び湿度が一定の条件下で24時間以上放置した後に次の加工を行うことを特徴とするフレキシブル配線板の製造方法。
In the method for producing a flexible wiring board, in which a long two-layer copper-clad laminate in which a base metal layer and a copper layer are laminated without using an adhesive on at least one surface of a long polyimide film,
The long polyimide film is a polyimide containing an imide bond composed of an aromatic diamine and 3,3′-4,4-diphenyltetracarboxylic dianhydride,
The copper-clad laminate cooled to room temperature after performing heat treatment at 100 ° C. to 150 ° C. while applying tension in the longitudinal direction of the long copper-clad laminate during wiring processing is a condition where the room temperature and humidity are constant. A method for producing a flexible wiring board, comprising: performing the following processing after standing for 24 hours or more below .
前記室温が23℃、湿度が50%RHであることを特徴とする請求項1に記載のフレキシブル配線板の製造方法。The method for producing a flexible wiring board according to claim 1, wherein the room temperature is 23 ° C. and the humidity is 50% RH. 前記下地金属層が乾式めっき法により成膜されることを特徴とする請求項1又は2に記載のフレキシブル配線板の製造方法。 Method of manufacturing a flexible wiring board according to claim 1 or 2, wherein the underlying metal layer is formed by dry plating method. 前記下地金属層が、厚さ3nm〜50nmのニッケル−クロム合金であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のフレキシブル配線板の製造方法。 The method for producing a flexible wiring board according to any one of claims 1 to 3, wherein the base metal layer is a nickel-chromium alloy having a thickness of 3 nm to 50 nm. 前記熱処理が、フォトレジストを乾燥させる工程であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のフレキシブル配線板の製造方法。 The heat treatment method for producing a flexible wiring board according to claim 1, any one of 4, which is a step of drying the photoresist. 前記熱処理が、ソルダーレジストを硬化させる工程であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のフレキシブル配線板の製造方法。 The method for manufacturing a flexible wiring board according to any one of claims 1 to 4, wherein the heat treatment is a step of curing the solder resist.
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