JPH01305595A - 銅配線付ポリイミドフイルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ポリイミ１へフィルムへの金属膜形成法に係
り、特しこ、フレキシブル配線基板の素材として好適な
、ボリイミ１〜フィルムと金属膜との密着強度が極めて
大きい金属膜付ポリイミドフィル１１を提供することに
ある。

〔従来の技術〕

フレキシブルプリン１〜板の素材として、表面に配線形
成されたポリシミ１〜フイルムが求められている。従来
は、厚さ１５μｎ１程度の銅箔とポリイミ１くフィルム
を接着剤で接着し、その後、Ｃｏ箔をウェブ１〜エツチ
ングして配線パターンを形成していた。しかし、この方
法では、Ｃｕ膜の厚さが厚いために］、　ＯＯｔｉ　ｍ
以下の微細パターンの形成が難しく、また、接着剤を用
いるために、耐熱性が低下するなどの問題がある。また
、Ｃｏ箔を形成した後、張り合せるため工程が複雑で、
量産性に劣るという問題もある。また、張り合せ以外に
は、蒸着、スパッタなどによる成膜技術、あるいは、無
電解めっき等による方法もある。これらの方法は、薄膜
形成が可能なため微細パターンの形成がてき、また、量
産性にもすくれているが、ポリイミ１〜と金属の接着力
が張り合せたものに比較して弱いという欠点がある。接
着力を向−卜するために、電解還元法、加熱処理法など
が試み１゛、れでいるが、いまだ、実用化（こけ至って
いない。

−・方、ポリイミドフィルムにも多種類あり、種類によ
って金属との接着性がかなり異なる。一般に、熱膨張係
数か４５〜５０　Ｘ　１．０−６７　’Ｃ程度のもので
ある。Ｐ■Ｑは、接着性が比較的良好であるが、熱膨張
係数が太きいため、フレキシブルプリント板用のポリイ
ミドフィルムは、必すしも最良のものではない。一方、
低熱膨張ポリイミドでは熱膨張係数が３　Ｘ　１０−６
／’ＣとＳｌに近く、フレキシブルプリン１〜板用のボ
リイミ１〜フィルｔ３としては最適と考え１ミ）れろ。

しかし、低熱膨張ポリイミドはＰ　Ｉ　Ｑと比較して接
着性が劣り、フィルム上に強固な配線パターンを形成す
ることが難しい。

なお、本発明に関連するとして、例えば、特開昭５４−
］、０１１６１号公報、特開＋１ｉノ５７−１．４５９
９７号公報が挙げられる。

Ｃ発明が解決しようとする課題〕 本発明の目的は、強固な銅配線が形成されたポリイミド
フイルムを提供することにある。特に、熱膨張係数の小
さい低熱膨張性ポリイミＩくフィルム」二に接着力の強
い銅配線を形成することにある。

〔課題を解決するための手段〕

ポリイミ１〜と金属の結合では、極性を持つ酸化物同士
のイオン結合が最も密着力を大きくできる。

低熱膨張性ポリイミドでは、結合性をもつカルボニル基
にＣ＝Ｏ）が一分子当り四個しかなく、そのために接着
性が悪いと考えられる。そこで、まず、ポリイミド表面
の結合性基をできるだけ増加する方法を検討した。その
結果、０２ガスおよびＣＦａガスで、トライエツチング
することにより、ポリイミド表面のＣにＯｌあるいは、
Ｆが結合し、−Ｃｏｏ−、ＣＦｚなどの結合性基が増加
することがわかった。−Ｃｏｏ−、ＣＦＺなどの極性基
と強い結合をするには、強い極性を持つ金属酸化物層を
形成することが理想である。強い極性を持つものとして
、Ｔ］０２．Ｃｒ２０ａ、ＡＱ２０３゜ＮｉＯなどが考
えられる。通常の蒸着では、真空度が高いために、酸化
物は形成されにくく、高い＝４− 接着力は望めない。そこで、蒸着時に、積極的に○銘ａ
ｓを導入する方法を検討した。蒸着中の酸素ガス分圧を
、うまくコン１ヘロールすると安定な酸化膜層が形成さ
れ強い接着力か得られることがわかった。０２ガス分圧
は、低すぎても効果が少ないが、逆に、多すぎても強い
接着は得られない。

酸化膜の厚さは、できるだけ簿い方が好ましいが、あま
り薄いと均一な膜ができないため効果が減少する。しか
し、Ｃｕ膜との接着は金属結合にする必要があるため、
０２ガスの導入は途中でス１〜ツブして、Ｃｕ膜との界
面では金属層を形成することが重要である。

このように、ボリイミｌ−表面に−ＣＯＯ−。

ＣＦ２などの結合性基を形成し、極性を持つ金属酸化物
、金属膜、銅薄膜の順に多層構造とすることにより、ポ
リイミドフィルム上に、強い接着性をもつ銅配線を形成
することができる。

〔実施例〕

以下に、ポリイミドとして低熱膨張ポリイミ１−Ｌ１０
０．挿入金属として１゛１．ポリイミドの表面処理とし
てＣＦ４ガスによる１−ライエツチング処理を行った場
合の実施例を示す。

第２図、第３図に、本発明ににる試料の断面図及び形成
プロセスを示す。低熱膨張ポリイミドフィルム１の表面
にＣＦｙ、基２を付加した後、「１ｚ２ＷＩ３を約１５
０人形成した。’１’　ｉ　０２層３を形成するために
、２　Ｘ　１０−’Ｉ；ｏｒｒの０２ガスを蒸着チャン
バ内に導入しつつ蒸着をｔイっだ（ａ）。′Ｉ’　ｉ　
０２層３が１５０人に達した後、０２ガスの導入をスＩ
−ツブし、さらに、′１゛」層４を約３５０人形成した
（ｂ）、この後、Ｃ１ｊを約５７１．　ｍ形成した（０
）。

次に、試料の接着力を４１す定するためＣｕ膜５のビー
ルテスｌ−を行った。本発明材と接着力の比較をするた
め、Ｔ１挿入なしの試料、ＴｉＯ２膜３なしの試料、Ｔ
ｌＯ２膜３の厚さを変化させた試料なとも作製した。ビ
ールテストの結果を、第１図に示す。ボリイミ１−の表
面処理なしの場合、あるいは、Ｔｊ挿入なしでＣｕ膜だ
けの場合は、］○Ｏ〜１．５０　ｇ　／　Ｃｌ１１程度
のビール強さしかえられないが、１゛ｊを５００人挿入
した場合には約３５０　ｇ／ａｍのビール強さかえられ
る。しかし、この場合には、Ｔ］０２膜３は、ごく薄く
しか形成されていないために接着力の向上は少ない。し
かし、０２カス導入により積極的にＴｌＯ２膜３を形成
した場合には、大巾に接着力が向」ニする。

特に、本発明のＴ］０２膜３を１．５０人程度にした場
合に最も強いビール強さが得られる。

以」二の実施例は、ＣＦ４ガスによりＣＦ２基をポリイ
ミド表面に付加したものであるが、０２ガスにより−Ｃ
Ｏ〇−基をポリイミド表面に付加した場合にも同様の効
果かえられる。また、挿入金属にはＴ１を用いたが、Ｃ
ｒ、Ｎｉ、Ａ１１．なとでも同様の効果かえられる。

本実施例によれは、 （］）２０μｍ以下の微細配線が形成されたポリゴミ１
−フィルムが可能。

（２）熱膨張係数が小さいために、多層化しても内部応
力を小さくできる。従って、フィル１１の多層化が可能
となる。

（３）Ｌ、ＳＩチップと同程度の熱膨張係数のため、フ
ィルム上に、直接、Ｌ　Ｓ　Ｉチップを搭載できる。

（４）配線形成に蒸着を用いるため、連続プロセスが可
能となり生産の効率化が図れる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、低熱膨張ポリイミド表面に蒸着プロセ
スを用いて接着力の大きいＣｕ膜を形成することが可能
となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の試料のピールテスト結果を
示す図、第２図は本発明試料の断面構造図、第３図は本
発明試料の形成プロセスを示す工程図である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．銅配線付ポリイミドフィルムにおいて、ポリイミド
   フィルムの表面にＣＦ＿２，−ＣＯＯ−などの極性基が
   形成され、その上に、ＴｉＯ＿２，Ｃｒ＿２Ｏ＿３，Ａ
   ｌ＿２Ｏ＿３，ＮｉＯなどの極性の強い金属酸化物層が
   形成され、その上に、Ｔｉ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｎｉなどの純
   金属が形成され、さらに、その上に銅配線が形成された
   多層構造の界面をもつことを特徴とする銅配線付ポリイ
   ミドフィルム。
2. ２．熱膨張係数が３×１０＾−＾６／℃以下であり、次
   の分子式の構造からなることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の銅配線付ポリイミドフィルム。 ▲数式、化学式、表等があります▼
3. ３．その表面で、ポリイミド中の５０％以上の炭素が−
   ＣＯＯ−、あるいは、ＣＦ＿２になつていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の銅配線付ポリイミド
   フィルム。
4. ４．前記銅配線は、蒸着，スパッタで形成されることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の銅配線付ポリイ
   ミドフィルム。
5. ５．前記ポリイミドフィルム上の金属酸化物層の厚さは
   、１００〜３００Å程度てあり、また、その上の金属層
   の厚さは、１００〜５００Å程度であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の銅配線付ポリイミドフィ
   ルム。