JPH04235284A - ポリイミド樹脂の溶解方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポリイミド樹脂の表面に
無電解めっき、あるいは引続き電気めっきを施すことに
より、銅被膜を設けた後、次いで熱処理して得た基板を
用いて回路配線板を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリイミド樹脂は優れた耐熱性を持ち、
機械的、電気的及び化学的特性も他のプラスチック材料
と比較して同等以上の性能を持つので、電気機器等の絶
縁材料としてよく用いられる。例えば、プリント配線板
（ＰＷＢ）、フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）、テ
ープ自動ボンディング（ＴＡＢ）テープ等の回路配線板
はこのポリイミド樹脂表面上に設けられた銅被膜にフォ
トエッチングを施して製造される。

【０００３】ＴＡＢテープの製造時には、上記工程を経
た後、さらにＩＣチップとボンディングするインナーリ
ード部をポリイミド樹脂から露出させるようにデバイス
ホールを形成する必要があり、当該部分のポリイミド樹
脂をパンチングや溶解により除去する。

【０００４】従来このようなＰＷＢやＦＰＣやＴＡＢ用
の素材となる銅ポリイミド基板は一般的にはポリイミド
樹脂と銅箔とを接着剤で貼り合わせるラミネート法によ
って得られていた。しかし、この方法によって得られた
基板では、銅被膜のエッチング処理やフォトレジストの
剥離処理に際して基板の銅被膜とポリイミド樹脂の界面
に存在する接着剤層に塩素イオンや硫酸イオン等の不純
物が吸着され、該基板上に形成された回路間隔が特に狭
い場合には絶縁不良等の障害を起こす恐れがあった。

【０００５】このような欠点を解消するためにポリイミ
ド樹脂表面に接着剤等を介在させることなく無電解めっ
きにより直接金属層を形成する方法が提案されている。 例えば、ポリイミド樹脂表面をエッチングして活性化し
た後、該表面に触媒を付与し、次いで無電解めっきを施
し、要すれば引続き電解めっきを施して銅ポリイミド基
板を得、ポリイミド樹脂と銅との高温での密着性と耐薬
品性とを改良するために、該基板を１２０℃以上で熱処
理を行なうものである。この熱処理によって該基板にお
ける高温での耐熱性、耐薬品性が改良され、基板の本来
有する優れた電気特性や機械的特性が十分に発揮される
ようになったので、該基板を用いてＰＷＢやＦＰＣ等を
製造した場合に信頼性の高い製品を得ることが可能とな
った。

【０００６】しかしながら、一方において上記熱処理を
施した基板を使用してＴＡＢテープを作製する時には、
以下に示すような新たな問題点が発生した。

【０００７】すなわち、無電解めっき型の銅ポリイミド
基板を使用して、ＴＡＢテープを製造する時には、まず
基板の銅めっき被膜表面にめっき用レジストを塗付し、
露光し、現像を行なった後、表面に露出した無電解めっ
き被膜上に銅の電解めっきを施し、次いで先に施したレ
ジスト膜を除去して、不要部の無電解銅めっき被膜を除
去し、その後該基板の全面にポリイミド樹脂エッチング
用レジストを塗付し、所定のマスクをポリイミド樹脂側
のレジスト面に設け、露光し、現像した後に抱水ヒドラ
ジン含有液を用いてポリイミド樹脂の溶解を行なうが、
無電解めっき後に熱処理を施した基板を用いて上記工程
に従いＴＡＢテープを製造すると、その最終工程である
ポリイミド樹脂の溶解工程で、ポリイミド樹脂の溶解が
十分に行なわれずに０．０１〜１０μｍ程度の樹脂層が
有機被膜として不連続的に銅リード部の裏面となる銅面
に残存するものが発生するという現象が生じた。このよ
うな回路では銅リード部の裏面に金又は錫によるめっき
を完全に施すことが困難となり、その結果、銅リードと
ＩＣチップとのボンディング不良を起こす等の問題を生
ずることがしばしばあった。

【０００８】又、さらに最近ＴＡＢの機能の高度化に伴
ってポリイミド樹脂の両面に金属層を形成してビアホー
ルによって両面の導通を図り、これによって信号層とグ
ランド層とを形成して高周波信号伝送時におけるノイズ
の発生を防止することが行なわれているが、この場合に
おいてビアホールの形成はポリイミド樹脂を溶解するこ
とによって行なわれるために、樹脂層が完全に溶解され
ずにその一部でも有機被膜として金属層表面に残存する
と導通不完全になるという問題も生ずる。

【０００９】本発明者らはこの問題を解決する方法とし
て、ポリイミド樹脂表面に無電解めっきを施し、次いで
要すれば引続き電気めっきを施して銅被膜を形成し、そ
の後熱処理を施すことによって得られた銅ポリイミド基
板にパターニング処理を施してリード部を形成し、不要
部の無電解めっき被膜をエッチングした後、該基板の所
望部のポリイミド樹脂を溶解除去することにより回路配
線板を製造する工程において、リード部形成後該基板の
所望分の大部分のポリイミド樹脂を抱水ヒドラジンを含
有する溶液で溶解する第１工程と、第１工程で溶解せず
に残存する有機被膜をアンモニウムイオンを含む溶液、
ハロゲンイオンを含む溶液または銅を溶解する溶液のう
ちの１種又は２種以上を用いて溶解することにより所望
の部分のポリイミドを完全に溶解除去する第２工程とか
らなる方法を提案している。

【００１０】この方法に従えば、比較的信頼性の高い回
路配線板を得ることが可能となった。

【００１１】その後、さらに検討した結果、上記ポリイ
ミド樹脂溶解の第２工程において次亜塩素酸ナトリウム
溶液を用いると一層効果的で有り、そのようにして得ら
れた回路配線板は高い信頼性を示すことがわかった。と
ころが、連続的にポリイミド樹脂のエッチングを行なっ
た場合、処理量の増加と共に上記次亜塩素酸ナトリウム
溶液の溶解能力が低下し、一定処理時間内にポリイミド
樹脂を完全に溶解除去できず、不良品が多発するという
問題が発生した。又、場合によっては該基板の銅被膜が
変色する現象も見られた。この銅被膜の変色はその後の
酸等による洗浄でも改善されず、該銅被膜上に金あるい
は錫めっき等を施した場合、得られためっき被膜にはシ
ミ等の外観不良が発生し、製品となりえないという問題
点を生じた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はポリイ
ミド樹脂の表面に無電解めっきを施し、要すれば引続き
電気めっきを施して銅被膜を形成し、次いで熱処理を施
すことにより得られた銅ポリイミド基板を用いて回路配
線板を作製する工程において、その工程中に行なわれる
基板のポリイミド樹脂の溶解除去を連続的に行なった場
合でも不溶性の有機被膜を残存させることなく且つ銅被
膜の変色を引起こすことのない方法を提供しようとする
ものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題点
を解決すべく種々検討した結果、ポリイミド樹脂溶解の
第２工程で用いる次亜塩素酸ナトリウム溶液のｐＨが次
第に低下すること、又液温が高い場合にはより一層早く
ｐＨが低下することを見出し本発明にいたった。

【００１４】すなわち、上記課題を解決するための本発
明の方法は、ポリイミド樹脂に無電解めっきを施し、要
すれば引続き電気めっきを施して銅被膜を形成し、次い
で熱処理を施すことにより得られた銅ポリイミド基板に
パターニングし、リード部を形成し、不要部の銅めっき
被膜をエッチングした後、該基板の所望部のポリイミド
樹脂の大部分を抱水ヒドラジンを含有する溶液で溶解（
第１工程）し、次いで残部を次亜塩素酸ナトリウム溶液
で溶解（第２工程）して回路配線板を製造する方法にお
いて、第２工程で用いる次亜塩素酸ナトリウム溶液の濃
度を５０体積％以上とし、ｐＨを８以上に維持し、且つ
溶解時の次亜塩素酸溶液の温度を４０℃未満に維持する
ことを特徴とするものである。

【００１５】

【作用】上記ポリイミド樹脂の溶解を連続的に行なった
場合、第２工程の次亜塩素酸ナトリウム溶液のｐＨが低
下する原因は、液中の次亜塩素酸イオンが、溶液の熱、
あるいは接触する空気等により分解するためと考えられ
る。このように次亜塩素酸ナトリウム溶液の分解が進行
すると溶液中の有効塩素濃度が低下し、ポリイミド樹脂
の第１の溶解処理で残留した有機皮膜を溶解除去する能
力が低下するばかりか、ｐＨが一層低下した場合には銅
めっき皮膜表面の変色が起きると考えられる。

【００１６】本発明は、第２工程で次亜塩素酸ナトリウ
ム溶液を用いてポリイミド樹脂の溶解を行う際に、該溶
液のｐＨおよび温度を所定の範囲内に管理するものであ
るが、これにより該次亜塩素酸ナトリウム溶液の分解を
抑制でき、上記問題の発生の防止が可能となる。

【００１７】本発明において使用する次亜塩素酸ナトリ
ウム溶液の濃度は薄いと十分な溶解速度が得られないの
で５０体積％以上とすることが必要である。又、ｐＨは
低い場合には次亜塩素酸ナトリウムの分解が著しく進行
し、ポリイミド樹脂溶解の第１工程で残存した不要性の
有機皮膜を一定時間内に完全に溶解除去できなくなり、
さらにｐＨが低くなると銅めっき皮膜表面が著しく変色
し、また銅が溶解されリードの形状も変化する。そのた
め、ｐＨは８以上に維持することが必要である。

【００１８】また、本発明において使用する次亜塩素酸
ナトリウム溶液の温度は４０℃未満に管理する必要があ
る。該温度が４０℃を超えると次亜塩素酸イオンの分解
がより一層促進されるからであり、この場合、ｐＨをい
くら高く管理しても次亜塩素酸イオンの分解を防止する
ことはできないからである。

【００１９】本発明において行う次亜塩素酸ナトリウム
溶液のｐＨの管理方法としては特殊な方法を用いる必要
はなく、例えば該溶液のｐＨを定期的に測定し、低下分
を水酸化ナトリウム等のアルカリ金属水酸化物水溶液で
補給してもよく、次亜塩素酸ナトリウム溶液で補給して
もよい。さらに、本発明において行う次亜塩素酸ナトリ
ウム溶液の温度の管理も特殊な方法を用いる必要はなく
、該溶液を満たした槽の外周を水等の溶液でみたし、該
水等の溶液の温度を調節することによって該次亜塩素酸
ナトリウム溶液の温度を管理してもよいし、むろん該次
亜塩素酸ナトリウム溶液を直接温度調節器等で温度管理
しても構わない。以下実施例を用いてさらに説明する。

【００２０】

【実施例】幅３５ｍｍ、長さ４０ｍｍ、厚さ５０μｍの
ポリイミド樹脂板を抱水ヒドラジンを５０重量％含有す
る２５℃の水溶液に３０秒間浸漬してエッチング処理を
行い、水洗後５％塩酸溶液に１５秒間浸せきした。これ
を水洗して奥野製薬社製ＯＰＣ−８０キャタリストＭを
使用して２５℃で５分間触媒付与を行い、充分に水洗し
た後、奥野製薬社製ＯＰＣ−５５５アクセレーターで２
５℃で７分間促進処理を行った。さらに、水洗した後、
２０℃で２分間ポリイミド樹脂の表面を乾燥した。以上
の前処理工程を終えた後、ポリイミド樹脂表面に以下に
示す条件で無電解銅めっきを施した。 （浴組成） ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ　　　　：　　　　１０　　ｇ／
ｌＥＤＴＡ・２Ｎａ　　　　　　　　：　　　　３０　
　ｇ／ｌ３７％ＨＣＨＯ　　　　　　　　　　：　　　
　　　５　　ｍ／ｌジピリジル　　　　　　　　　　　
　　　：　　　　１０ｍｇ／ｌＰＥＧ＃１０００　　　
　　　　　：　　　　０．５ｇ／ｌ（めっき条件） 温　　　　　　　　度　　　　　　　　　　　　：　　
　　６５　　℃攪　　　　　　　　拌　　　　　　　　
　　　　：　　　　空気攪拌時　　　　　　　　間　　
　　　　　　　　　　：　　　　１０　　分間ｐＨ　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　：　　　　１２
．５

【００２１】得られた基板を３５０℃の窒素雰囲気
に保持した加熱炉中で４時間加熱処理した後、該銅皮膜
上に東京応化工業社製フォトレジストＰＭＥＲ　　ＨＣ
−６００を厚さ４０μｍになるように均一に塗布し、７
０℃で１５分間乾燥した。その後、ＴＡＢ用マスクを用
いてレジスト層に１０００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射
し、露光を行い、さらに現像を行った。これにより露出
した無電解めっき皮膜上に以下に示す条件で銅の電気め
っきを施した。 （浴組成） ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ　　　　：　　　　８０　　　　
ｇ／ｌＨ２ＳＯ４　　　　　　　　　　　　　　：　　
１８０　　　　ｇ／ｌ（めっき条件） 温　　　　　　　　度　　　　　　　　　　　　：　　
　　２５　　　　℃陰極電流密度　　　　　　　　　　
　　：　　　　　　３　　Ａ／ｄｍ２攪　　　　　　　
　拌　　　　　　　　　　　　：　　　　空気攪拌、及
びカソードロック 時　　　　　　　　間　　　　　　　　　　　　：　　
　　１　　時間

【００２２】このようにして得られた基
板のレジスト層を剥離し、露出した無電解銅めっき被膜
を電気銅めっき被膜をマスクとして２０％塩化第２鉄水
溶液を用いて２５℃で１分間の剥離処理を行なった。そ
の後、該基板の全面に冨士薬品工業社製フォトレジスト
ＦＳＲーＳを厚さ１０μｍに均一に塗付し、７０℃で３
０分間乾燥し、デバイスホール開孔用のマスクを用いて
露光し、現像し、次いで抱水ヒドラジンを用いて５０℃
で５分間ポリイミド樹脂の溶解の第１工程を行なった。 さらにその後以下に示した条件でポリイミド樹脂の溶解
の第２工程を行なった。 （液組成） 次亜塩素酸ナトリウム溶液　　　　　　７０　　体積％
（溶解条件） 時　　　　　　　　間　　　　　　　　　　　　：　　
　　１０　　分間攪　　　　　　　　拌　　　　　　　
　　　　　：　　　　なし次亜塩素酸ナトリウム溶液の
ｐＨ及び温度を以下に示す方法で管理しつつ、上記操作
を繰返し、ポリイミド樹脂の溶解を行なった。 ｐＨの管理　　　　　　　　　　　　　　：　　　　ｐ
Ｈ計によるｐＨの測定後、１０％水酸化ナトリウム溶液
を補給する。 温度の管理　　　　　　　　　　　　　　：　　　　次
亜塩素酸ナトリウム溶液を温度調節器で管理する。

【００２３】上記ポリイミド樹脂の溶解を１４回繰返し
た後、第２工程での処理時の次亜塩素酸ナトリウム溶液
のｐＨ及び温度とポリイミド樹脂の溶解残の有無、及び
銅めっき被膜の変色の関係を調査した。得られた結果を
表１に示した。

【００２４】

【表１】

【００２５】表１よりポリイミド樹脂の第２の溶解処理
において、次亜塩素酸ナトリウム溶液のｐＨを８以上、
且つ温度を４０℃未満に管理すればポリイミド樹脂の溶
解残や銅めっき表面の変色は発生せず、性能的に優れた
ＴＡＢテープを連続的に安定して製造することができる
ことが期待できる。

【００２６】

【発明の効果】本発明の方法によれば、不溶性の有機被
膜を残存させることなく且つ銅被膜を変色させることな
く性能的に優れたＴＡＢテープを連続的に安定して得る
ことができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　　　ポリイミド樹脂に無電解めっきを
   施し、要すれば引続き電気めっきを施して銅被膜を形成
   し、次いで熱処理を施すことにより得られた銅ポリイミ
   ド基板にパターニングし、リード部を形成し、不要部の
   銅めっき被膜をエッチングした後、該基板の所望部のポ
   リイミド樹脂の大部分を抱水ヒドラジンを含有する溶液
   で溶解し（第１工程）、次いで残部を次亜塩素酸ナトリ
   ウム溶液で溶解（第２工程）して回路配線板を製造する
   方法において、第２工程で用いる次亜塩素酸ナトリウム
   溶液の濃度を５０体積％以上に維持し、ｐＨを８以上に
   維持し、且つ溶解時の次亜塩素酸溶液の温度を４０℃未
   満に維持することを特徴とするポリイミド樹脂の溶解方
   法。