JPH05327207A - ポリイミド基板の製造方法 - Google Patents

ポリイミド基板の製造方法

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JPH05327207A
JPH05327207A JP1255891A JP1255891A JPH05327207A JP H05327207 A JPH05327207 A JP H05327207A JP 1255891 A JP1255891 A JP 1255891A JP 1255891 A JP1255891 A JP 1255891A JP H05327207 A JPH05327207 A JP H05327207A
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幸広 田宮
Mikimata Takenaka
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Abstract

(57)【要約】 [目的] 高信頼性を有するPWBやFPCやTAB
の作成を可能とする、無電解めっき被膜と電解めっき被
膜と密着強度の大きいポリイミド基板の作成方法の提
供。 [構成] ポリイミド樹脂の片面、あるいは両面に導
電性被膜を設けたポリイミド基板の製造方法において、
ポリイミド樹脂表面に10μm以下好ましくは5μm以下
の導電性薄膜を設けた後、これを不活性雰囲気中で30
0〜500℃で熱処理し、次いで該導電性被膜の表面を
次亜塩素酸イオン、亜塩素酸イオン、過塩素酸イオンの
内の少なくとも1種のイオンを含む溶液で洗浄し、次い
で、該導電性薄膜の表面にさらに電気めっきを施すこと
により導電性被膜を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高温時の密着性の良好
なポリイミド基板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリイミド樹脂は優れた耐熱性を有し、
又機械的、電気的、そして化学的特性も良好で、他のプ
ラスティックと比較して遜色がない。このため、該ポリ
イミド樹脂は、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)実装用基板等の電気機器用部品の絶縁材
料として用いられている。
【0003】このようなPWB、FPC、TAB実装用
基板は、ポリイミド樹脂表面に導電性被膜を設けた基板
を加工することにより形成される。ポリイミド樹脂に導
電性被膜を直接形成する方法としてはスパッタリング
法、蒸着法、イオンプレーティング法、無電解めっき
法、キャステイング法、熱圧着法等がある。しかし、こ
れらの方法で形成した基板では、該基板を200℃とい
った高温環境下に10分間放置すると導電性被膜とポリ
イミド樹脂との密着強度が著しく低下し、使用できなく
なるといった欠点がある。この欠点を解消すべく、種々
の方法が検討されているが、それらの中で最も効果的と
されるものの一つに該基板を200℃以上の温度で熱処
理する方法がある。この方法によれば、確かに高温環境
下での密着強度は大幅に改善されされる。しかし、この
改善度合いは導電性被膜の厚さと関連し、被膜の厚さが
厚くなればなるほど改善度合いは低下し、膜厚が10μ
mを越えると低下度合いが顕著となるという現象があ
り、得られる製品間に密着強度のバラツキを生じるとい
う問題点がある。
【0004】この問題点を解消すべくさらなる検討が進
められ、ポリイミド樹脂に無電解めっきを行った後に熱
処理を行う方法が検討されている。この方法では無電解
めっき被膜とポリイミド樹脂との密着強度は大きくな
り、且つ安定した値が得られることがわかった。しか
し、無電解めっき被膜を施した後熱処理し、次いで無電
解めっき被膜の表面をアルカリ脱脂、電解脱脂、酸洗等
の活性化処理後に電解めっき被膜を施すと、無電解めっ
き被膜と電解めっき被膜との境界より容易に剥離するこ
とがわかった。このような基板を用いてPWBやFPC
やTABを作成すると、リードの剥離やショートや断線
を生じ信頼性の無い物となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高信
頼性を有するPWBやFPCやTABの作成を可能とす
る、無電解めっき被膜と電解めっき被膜と密着強度の大
きいポリイミド基板の作成方法の提供にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の方法は、ポリイミド樹脂の片面、あるいは両面に導
電性被膜を設けたポリイミド基板の製造方法において、
ポリイミド樹脂表面に10μm以下好ましくは5μm以下
の導電性薄膜を設けた後、これを不活性雰囲気中で30
0〜500℃で熱処理し、次いで該導電性被膜の表面を
次亜塩素酸イオン、亜塩素酸イオン、過塩素酸イオンの
内の少なくとも1種のイオンを含む溶液で洗浄し、次い
で、該導電性薄膜の表面にさらに電気めっきを施すこと
により導電性被膜を形成することを特徴とするものであ
る。
【0007】
【作用】一般に、導電性薄膜の上に電解めっき被膜を設
ける場合、導電性薄膜の表面の汚れや酸化膜を除去する
ためにアルカリ脱脂や電解脱脂や酸洗等といった活性化
処理をおこなっている。この目的は導電性薄膜と電解め
っき被膜との剥離を防止するためである。ポリイミド樹
脂表面に導電性薄膜を設けた後、その上に電解めっき被
膜を設ける場合、熱処理をおこなわず前記活性化処理を
おこない電解めっきを行った物では導電性薄膜と電解め
っき被膜との密着強度は大きく、剥離は導電性薄膜とポ
リイミド樹脂との境界面より起きる。熱処理をおこなっ
た後同様に前記前処理をおこない、次いで電解めっきを
おこなうとなぜ導電性薄膜と電解めっき被膜との境界面
より剥離が起き、活性化処理に次亜塩素酸イオン、亜塩
素酸イオン、過塩素酸イオンの内の少なくとも1種を含
む溶液を用いると導電性薄膜と電解めっき被膜との密着
強度が大きくなるのかは明確ではない。本発明者らは熱
処理中にポリイミド樹脂より未重合物質や可塑剤等の物
質が揮発し、熱分解して生成した無機炭素のような物が
導電性薄膜表面に付着して該薄膜表面の活性化を妨害し
ており、次亜塩素酸イオン、亜塩素酸イオン、過塩素酸
イオンのような強い酸化性をもつ物によって初めて活性
化が可能となるものと推定している。
【0008】本発明において、次亜塩素酸イオン、亜塩
素酸イオン、過塩素酸イオンを含む溶液は、それぞれを
次亜塩素酸塩、亜塩素酸塩、過塩素酸塩を水に溶解した
ものであり、各塩の種類については特にこだわるもので
はない。例えば、次亜塩素酸塩の場合には、価格、取扱
い易さよりナトリウム塩やカリウム塩が適当である。
【0009】各イオンの濃度等の前処理条件は無電解め
っき被膜の熱処理条件に影響されるため限定出来ない
が、通常0.01〜5モル/lで有り、各イオンの分解
を防止するためにpHを7以上とすることが好ましい。
又、処理時間は5秒〜30分間が好ましく、処理時の液
温は作業環境を悪化防止の観点より10〜60℃が好ま
しい。
【0010】本発明でいう導電性薄膜や電解めっき被膜
は銅、金、銀、ニッケル、コバルト、パラジウムなどの
金属およびこれらの合金、そして導電性酸化物や半導体
等を用いて得た物をいう。以下実施例を用いて本発明を
さらに説明する。
【0011】
【実施例】
(実施例1)30×30cmの大きさの鐘淵化学(株)
社製アピカルNPI−50のポリイミド樹脂フィルムの
試験試料を25℃の25%抱水ヒドラジン溶液中に30
秒間浸漬し、表面を親水性にした後、片面をマスクし、
通常の活性化処理を施し、以下に示す条件で無電解めっ
き処理をおこなった。
【0012】(浴組成) CuSO4・5H2O 10 g/l EDTA・2Na 30 g/l 37%HCHO 5 g/l ジピリジル 20 mg/l PEG#1000 0.5 g/l
【0013】(めっき条件) 温 度 65 ℃ 攪 拌 空気攪拌 時 間 20 分
【0014】得られた無電解めっき被膜の厚さは0.4
μmであった。これを雰囲気調整炉中に入れ、アルゴン
雰囲気中で10℃/分の昇温速度で350℃まで昇温
し、350℃で10時間加熱した後、炉内に入れたまま
室温まで自然冷却した。その後、銅表面を25℃の3.
5モル/l次亜塩素酸ナトリウム溶液中に3分間浸漬
し、次いで以下に示す条件で電解銅めっきをおこなっ
た。
【0015】(浴組成) CuSO4・5H2O 120 g/l H2SO4 150 g/l
【0016】(電解条件) 温 度 25 ℃ 攪 拌 空気吹込みによる攪拌 時 間 90 分間 電流密度 2 A/dm2 得られた銅の被膜の厚さは35μmであった。
【0017】次いで、銅表面にレジストを塗布し、所定
のマスクを密着し、露光し、現像し、エッチングして幅
10mm、長さ100mmの帯状の銅層を形成し、該銅
層の一端を基板に対して直角方向に引上げ、引き剥がす
ことにより密着性を調べた。その結果、密着強度は1k
g/cm 以上あり、且つ剥離は銅層とポリイミド層と
の間で起こり、無電解めっき被膜と電解銅めっき被膜と
の密着性は良好であることがわかった。よって、本実施
例のポリイミド基板を用いることにより信頼性の高いP
WBやFPCやTABを作成することは可能であること
がわかる。
【0018】(比較例1)熱処理後の活性化処理を次亜
塩素酸ナトリウム溶液を用いず、電解脱脂でおこなった
以外は実施例1と同様にして基板を得、同様にして銅層
の密着性を調べた。その結果、密着強度は1Kg/cm
前後でばらつき、かつ全調査数の23%が無電解めっ
き被膜と電解銅めっき被膜との間で剥離を起こしてい
た。このことは、本方法で得た基板では信頼性の高いP
WBやFPCやTABを作成することはできないことを
示している。
【0019】(実施例2)30×30cmの大きさの東
レ・デュポン社製カプトン200H型のポリイミド樹脂
フィルム上にスパッタ法により0.6μmの厚さの銅被
膜を設けた試験資料を雰囲気調整炉中に入れ、アルゴン
雰囲気中で10℃/分の昇温速度で420℃まで昇温
し、1時間保持した後、炉内に入れたまま室温まで自然
冷却した。その後、銅表面を25℃の3.1モル/l過
塩素酸アンモニウム溶液中に10秒間浸漬し、次いで実
施例1と同じようにして電解銅めっきをおこない厚さは
35μmの銅被膜をえた。
【0020】次いで、実施例1と同様にして銅層とポリ
イミド層との密着強度を調べた。その結果、密着強度は
1kg/cm 以上あり、且つ剥離は銅層とポリイミド
層との間で起こり、電解銅めっき被膜とスパッタ法によ
り析出した銅被膜との密着性は良好であることがわかっ
た。よって、本実施例のポリイミド基板を用いることに
より信頼性の高いPWBやFPCやTABを作成するこ
とは可能である。
【0021】(比較例2)熱処理後の活性化処理を過塩
素酸アンモニウム溶液を用いず、アルカリ脱脂でおこな
った以外は実施例2と同様にして基板を得、同様にして
銅層の密着性を調べた。その結果、密着強度は1kg/
cm 前後でばらつき、かつ全調査数の18%がスパッ
タ法で形成した銅被膜と電解銅めっき被膜との間で剥離
を起こしていた。このことは、本方法で得た基板では信
頼性の高いPWBやFPCやTABを作成することはで
きないことを示している。
【0022】(実施例3)30×30cmの大きさの宇
部興産(株)社製ユーピレックス−50SS型のポリイ
ミド樹脂フィルムの試験試料を25℃の25%抱水ヒド
ラジン溶液中に30秒間浸漬し、表面を親水性にした
後、片面をマスクし、通常の活性化処理を施し、以下に
示す条件で無電解ニッケル・ほう素めっき処理をおこな
った。
【0023】(浴組成) NiSO4・6H2O 30 g/l DMAB 5 g/l グリシン 18 g/l りんご酸 27 g/l アンモニア水(28%) 30 g/l
【0024】(めっき条件) 温 度 70 ℃ 攪 拌 空気攪拌 時 間 2 分
【0025】得られた無電解めっき被膜の厚さは0.2
μmであった。これを雰囲気調整炉中に入れ、アルゴン
雰囲気中で100℃/分の昇温速度で480℃まで昇温
し、5分間保持した後、20℃/分の割合で室温まで冷
却した。その後、銅表面を25℃の0.1モル/l次亜
塩素酸カルシウム溶液中に10分間浸漬し、次いで実施
例1と同じようにして電解銅めっきをおこない厚さは3
5μmの導電性被膜をえた。
【0026】次いで、実施例1と同様にして導電性被膜
とポリイミド層との密着強度を調べた。その結果、密着
強度は1kg/cm2 以上あり、且つ剥離は導電性被膜
とポリイミド層との間で起こり、電解銅めっき被膜と無
電解ニッケル・ほう素被膜との密着性は良好であること
がわかった。よって、本実施例のポリイミド基板を用い
ることにより信頼性の高いPWBやFPCやTABを作
成することは可能である。
【0027】
【発明の効果】本発明の方法によれば導電層とポリイミ
ド層との密着性の良い基板を製造できる。そして、この
ようにして得たポリイミド基板を用いることにより信頼
性の高いPWBやFPCやTABを作成することができ
る。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリイミド樹脂の片面、あるいは両面
    に導電性被膜を設けたポリイミド基板の製造方法におい
    て、ポリイミド樹脂表面に10μm以下の導電性薄膜を
    設けた後、これを不活性雰囲気中で300〜500℃で
    熱処理し、次いで該導電性被膜の表面を次亜塩素酸イオ
    ン、亜塩素酸イオン、過塩素酸イオンの内の少なくとも
    1種のイオンを含む溶液で洗浄し、次いで、該導電性薄
    膜の表面にさらに電気めっきを施すことにより導電性被
    膜を形成することを特徴とするポリイミド基板の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 ポリイミド樹脂の片面、あるいは両面
    にスパッタリング法、蒸着法、イオンプレーティング
    法、無電解めっき法、キャステイング法、熱圧着法、電
    解めっき法の内の少なくとも一つの方法により導電性薄
    膜を設けた後熱処理をおこなうことを特徴とする請求項
    1記載のポリイミド基板の製造方法。
  3. 【請求項3】 次亜塩素酸イオン、亜塩素酸イオン、
    過塩素酸イオンの内の少なくとも1種を含む溶液が、温
    度 10〜60℃、濃度 0.01〜5モル/l、pH
    7以上の溶液であり、洗浄時間が5秒〜30分間である
    ことを特徴とする請求項1ないし2項記載のポリイミド
    基板の製造方法。
  4. 【請求項4】 導電性薄膜および導電性被膜が銅、
    金、銀、ニッケル、コバルト、パラジウム、導電性酸化
    物、半導体の内の少なくとも1種からなることを特徴と
    する請求項1ないし3項記載のポリイミド基板の製造方
    法。
  5. 【請求項5】 前記導電性被膜が5μm以下であるこ
    とを特徴とする請求項1ないし4項記載のポリイミド基
    板の製造方法。
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