JPH05136547A

JPH05136547A - フレキシブル印刷配線用基板の製造方法

Info

Publication number: JPH05136547A
Application number: JP32247891A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Arai; 均新井; Kichiji Eikuchi; 吉次栄口
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1991-11-11
Filing date: 1991-11-11
Publication date: 1993-06-01

Abstract

(57)【要約】（修正有）【構成】予めアルカリ処理を行なったポリイミドフィル
ム表面に低温プラズマ処理を施し、これにスパッタリン
グ法により第１金属層を形成させ、さらに電解メッキ法
により第２金属層を形成させることを特徴とするフレキ
シブル印刷配線用基板の製造方法。【効果】本発明により、ポリイミドフィルムと金属層と
の優れた接着性を有するフレキシブル印刷配線用基板を
提供することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリイミドフィルム表
面に直接金属層を形成することを特徴とするフレキシブ
ル印刷配線用基板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年エレクトロニクス分野の発展がめざ
ましく、特に通信用、民生用などの電子機器の小型化、
軽量化、高密度化が進み、これらの性能に対する要求が
益々高度なものとなってきている。このような要求に対
応したフレキシブル印刷配線用基板は、可撓性を有し繰
り返し屈曲に耐えるため、狭い空間に立体的高密度の実
装が可能であり、電子機器への配線、ケーブル、或はコ
ネクター機能を付与した複合部品としてその用途が拡大
しつつある。

【０００３】このフレキシブル印刷配線用基板に対し
て、最近では高耐熱化が要求されており、これらを満足
するものとして接着剤を用いずにポリイミド樹脂層と金
属層のみからなる２層型のフレキシブル印刷配線用基板
が提案（特公昭61-45511号参照）されている。この基板
の製造方法としては、金属箔の上にポリイミド樹脂層を
形成させる方法とポリイミドフィルムの上に金属層を形
成させる方法の２つがある。前者の場合、金属箔の上に
ポリイミド前駆体をキャスティングし、これを加熱硬化
させてポリイミド層を形成させることが一般的であり、
この方法によって得られた基板では十分な耐熱性が得ら
れるが、１）薄い金属箔を用いるとポリイミドが硬化す
る際金属箔にシワが入ってしまう、２）ポリイミドを 3
00〜 400℃で硬化させる為金属箔が劣化してしまう。そ
の結果、基板に回路を形成させる際シワによる回路不良
や、金属箔の酸化による屈曲性不良等の不都合を生じ
る。

【０００４】後者の場合はポリイミドフィルム表面上に
無電解メッキ、電解メッキ、スパッタリング、イオンプ
レーティング、蒸着等により金属層を形成させることが
一般的であり、この方法によって得られた基板では十分
な耐熱性が得られるが、ポリイミドフィルムと金属層と
の接着性が低いために信頼性という点で問題が残り、こ
の接着性についての改良が特に必要とされていた。ま
た、この接着性を改良するためにポリイミドフィルム表
面に前処理としてサンドブラスト処理及びアルカリ処理
を施すことが提案（特開平3-6382号参照）されている
が、サンドブラスト処理ではフィルムの強度が弱くな
り、かつフィルムに異物(SiC等のブラスト剤）が混入し
てしまい、回路加工工程で回路の断線や接触等のトラブ
ルを起こす原因になるという問題があった。

【０００５】またアルカリ処理のみでは、ポリイミドフ
ィルム表面の凹凸によるアンカー効果やポリイミドの加
水分解による−OH、−COOH等による金属層との密着性が
期待されているが、依然金属層との十分な接着性が得ら
れていないのが現状である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる問題
点を解決し、ポリイミドフィルムと金属層との接着性を
向上させることを目的としたもので、ポリイミドフィル
ムと金属層との優れた接着性を有するフレキシブル印刷
配線用基板を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記課題を
解決するために特にポリイミドフィルムの前処理方法に
ついて鋭意検討した結果、本発明に到達したものでその
要旨は、予めアルカリ処理を行なったポリイミドフィル
ム表面に低温プラズマ処理を施し、これにスパッタリン
グ法により第１金属層を形成させ、さらに電解メッキ法
により第２金属層を形成させることを特徴とするフレキ
シブル印刷配線用基板の製造方法にある。

【０００８】以下本発明を詳細に説明する。本発明で使
用されるポリイミドフィルムとしては、厚さが通常12.5
〜 125μｍの範囲であるが、必要に応じて適宜の厚さの
ものが使用される。ポリイミド樹脂の組成としては脂肪
族、脂肪族−芳香族、芳香族の各ポリイミド樹脂がある
が、耐熱性等の面から芳香族ポリイミド樹脂が好まし
い。

【０００９】本発明ではポリイミドフィルム表面の前処
理として先ずアルカリ処理するが、これは次の低温プラ
ズマ処理による表面の活性化を効果的に行なうためのも
のであり、この際の改質層の厚みは0.05〜２μｍが好ま
しく、さらには 0.1〜１μｍが好ましい。0.05μｍ未満
であるとアンカー効果が得られ難く、ポリイミドフィル
ムと金属層との接着性が向上せず、２μｍを超えるとフ
ィルムの引張強さ、引裂伝播抵抗、弾性率等の物理的特
性が低下してしまう。アルカリ処理方法としてはpH８以
上、液温５〜80℃の水酸化ナトリウム、水酸化カリウム
等の水溶液中に１〜 600秒間浸積処理することが好まし
い。これらの条件はポリイミド樹脂組成等により適宜決
められる。

【００１０】本発明の最大の特徴は、ポリイミドフィル
ム表面の前処理としてアルカリ処理と低温プラズマ処理
を施し、これに金属層を２層形成させたことにある。ア
ルカリ処理の次に行う低温プラズマ処理は、減圧可能な
低温プラズマ処理装置内に予めアルカリ処理したポリイ
ミドフィルムを入れ、装置内を無機ガスの雰囲気として
圧力を 0.001〜10Torr、好ましくは0.01〜１Torrに保持
した状態で、電極間に 0.1〜10KV前後の直流あるいは交
流を印加してグロー放電させることにより無機ガスの低
温プラズマを発生させ、フィルムを順次移動させながら
表面を連続的にプラズマ処理するが、プラズマ処理時間
は概ね 0.1〜 100秒とするのが良い。無機ガスとして
は、ヘリウム、ネオン、アルゴン等の不活性ガス、およ
び酸素、窒素、一酸化炭素、二酸化炭素、アンモニア、
空気が使用されるが、これらは１種に限らず２種以上混
合して使用することも任意に行なわれる。この低温プラ
ズマ処理を行なうことによってアルカリ処理で凹凸が形
成されたポリイミドフィルムの表面が活性化され、金属
層との接着性が向上する。

【００１１】次いで前記アルカリおよび低温プラズマ前
処理を施したポリイミドフィルムの表面にスパッタリン
グ法および電解メッキ法によって金属層を形成させる。
先ずスパッタリング法によって第１の薄金属層を形成さ
せる。この時の金属層の厚みは0.01〜１μｍが好まし
く、さらには0.05〜0.5 μｍが好ましい。0.01μｍ未満
であると金属層にメッキムラが生じてしまい、次の工程
で第２の金属層である電解メッキを施す際に、この第２
金属層に厚みムラ、ピンホール層等の不都合を生じて好
ましくなく、１μｍを超えるとスパッタリングに要する
時間が長くなり、製造効率が悪くなるばかりでなく、金
属層の内部応力から接着性および耐熱性が低下してしま
う。

【００１２】次に、この薄金属層付ポリイミドフィルム
に電解メッキ法によって第２の金属層を形成させる。こ
の時の金属層の厚みは作業性および用途によって適宜決
められるが、金属層の総厚、つまりはスパッタリングに
よる第１金属層の厚さと電解メッキによる第２金属層の
厚さとの和として２〜35μｍが好ましく、さらには５〜
18μｍが好ましい。２μｍ未満であると金属層が薄いた
め、回路形成時に回路が断線してしまったり、回路の断
面積が小さいため、電気的な容量不足が生じてしまう。
35μｍを超えると電解メッキに要する時間が長くなり製
造効率が悪くなってしまうと共に、配線基板の小型化に
伴う回路の線幅及び線間隔を小さくする高密度化の形成
に対応できなくなってしまう。なお、これらのスパッタ
リング及び電解メッキについては、常法で良く、特に限
定されるものではない。また、メッキ金属については、
クロム、ニッケル、銅等が挙げられるが、電気抵抗及び
作業性の面から銅を用いるのが好ましい。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施態様を実施例を挙げて説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。（実施例１）厚さ25μｍのカプトンフィルム（東レ・デ
ュポン社製ポリイミドフィルム商品名）を70℃、20重量
％水酸化ナトリウム水溶液中で30秒間アルカリ処理を行
ない約 0.3μｍの改質層を得た。このフィルムを 120
℃、30分間乾燥した後、低温プラズマ処理を行なった。
この時のプラズマ処理時間は真空度 0.1Torr以下、酸素
流量を 2.0L/min で供給し、印加電圧２KW、周波数110K
Hzで30KWの電力を入力した。プラズマ発生装置は、電極
４本を円筒状に配置し、電極の外側40mmの距離でフィル
ムを電極の外側に沿って10ｍ／min 、処理時間約25秒の
速度で移動させ処理した。次いでこのポリイミドフィル
ムにスパッタリングを行ない、0.05μｍの銅層を得た。
さらに電解銅メッキにより総厚18μｍの銅層を得た。な
お電解銅メッキにはキューブライトTH（荏原ユージライ
ト製硫酸銅メッキ液）を標準的な条件で用いた。このよ
うにして得られたフレキシブル印刷配線用基板の特性を
表１に示した。

【００１４】（実施例２）厚さ25μｍのカプトンフィル
ム（前出）を40℃、20重量％水酸化ナトリウム水溶液で
60秒間アルカリ処理を行ない約 0.1μｍの改質層を得
た。以下実施例１と同一条件で処理し、フレキシブル印
刷配線用基板を得、その特性を表１に示した。

【００１５】（実施例３）厚さ25μｍのカプトンフィル
ム（前出）を70℃、20重量％水酸化ナトリウム水溶液で
120秒間アルカリ処理を行ない約 0.9μｍの改質層を得
た。以下実施例１と同一条件で処理し、フレキシブル印
刷配線用基板を得た。この特性を表１に示した。

【００１６】（実施例４）実施例１においてプラズマ処
理速度を10ｍ／min から50ｍ／min に変更した以外は同
一条件で処理し、フレキシブル印刷配線用基板を得た。
この特性を表１に示した。

【００１７】（実施例５）実施例１においてプラズマ処
理ガスを酸素から窒素に変更した以外は同一条件で処理
し、フレキシブル印刷配線用基板を得た。この特性を表
１に示した。

【００１８】（実施例６）実施例１においてスパッタリ
ング銅層の厚さ0.05μｍを 0.2μｍに変更した以外は同
一条件で処理し、フレキシブル印刷配線用基板を得た。
この特性を表１に示した。

【００１９】（比較例１）実施例１においてカプトンフ
ィルム（前出）にアルカリ処理を施さなかったこと以外
は同一条件で処理し、フレキシブル印刷配線用基板を得
た。この特性を表１に示したが、十分な接着強度が得ら
れなかった。

【００２０】（比較例２）厚さ25mmのカプトンフィルム
（前出）を50℃、10重量％水酸化ナトリウム水溶液で５
秒間処理を行ない約0.01μｍの改質層を得た。以下実施
例１と同一条件で行ないフレキシブル印刷配線用基板を
得た。この特性を表１に示した。アルカリ改質層の厚み
が薄いので十分な接着強度が得られなかった。

【００２１】（比較例３）実施例１においてカプトンフ
ィルム（前出）に低温プラズマ処理を施さなかったこと
以外は同一条件で行ないフレキシブル印刷配線用基板を
得た。この特性を表１に示したが十分な接着強度が得ら
れなかった。

【００２２】（比較例４）実施例１においてスパッタリ
ングよる銅層0.05μｍを 2.0μｍに変更した以外は同一
条件で処理し、フレキシブル印刷配線用基板を得た。こ
の特性を表１に示した。接着強度及び耐熱性共に満足し
得るものではなかった。

【００２３】以上の実施例、比較例に用いたフレキシブ
ル印刷配線用基板の物性測定方法は次の通りである。１．引き剥し強度：JIS C 6481に準拠。基板に１mm幅の
回路を形成しこれを90°方向に50mm/minの速度で銅側か
ら引き剥す。２．半田耐熱性：JIS C 6481に準拠。25mm角のサンプル
をフロー半田上に30秒間浮かべ、フクレ、ハガレ等を目
視により確認する。表１の評価： ○：異常なし。 ×：フクレ、ハガレあ
り。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【発明の効果】本発明により、ポリイミドフィルムと金
属層との優れた接着性を有するフレキシブル印刷配線用
基板を提供することが可能であり、産業上その利用価値
は極めて高い。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】予めアルカリ処理を行なったポリイミドフ
ィルム表面に低温プラズマ処理を施し、これにスパッタ
リング法により第１金属層を形成させ、さらに電解メッ
キ法により第２金属層を形成させることを特徴とするフ
レキシブル印刷配線用基板の製造方法。