JPH0537104A - 金属被覆ポリイミド基板 - Google Patents

金属被覆ポリイミド基板

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JPH0537104A
JPH0537104A JP21434091A JP21434091A JPH0537104A JP H0537104 A JPH0537104 A JP H0537104A JP 21434091 A JP21434091 A JP 21434091A JP 21434091 A JP21434091 A JP 21434091A JP H0537104 A JPH0537104 A JP H0537104A
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JP
Japan
Prior art keywords
copper
layer
polyimide resin
plating
photoresist
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Pending
Application number
JP21434091A
Other languages
English (en)
Inventor
Shuichi Ogasawara
修一 小笠原
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はポリイミド樹脂表面に被覆金属とし
て銅層の形成を行なった銅ポリイミド基板にパターニン
グによる回路形成を行ない、これに錯化剤を含有するめ
っき液を使用した置換析出型の無電解めっきを行なった
ときに発生する回路の剥離を防止することができる金属
被覆ポリイミド基板を提供することを目的とする。 【構成】 ポリイミド樹脂表面に金属層を形成すること
によって得られる金属被覆ポリイミド基板において、金
属層が銅を10重量%以上95重量%以下の範囲で含有
する合金層とすることを特徴とするものであり、さらに
この銅を含有する合金層に、ニッケルまたはコバルトま
たはその両者を含有させることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板(PW
B)、フレキシブルプリント基板(FPC)およびテー
プ自動ボンディング(TAB)テープ等の素材となる金
属被覆ポリイミド基板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリイミド樹脂は耐熱性および電気絶縁
性に優れ、また機械的特性や化学的特性においても他の
プラスチック材料に比べて遜色がないところから、電気
機器等の絶縁材料として広く用いられており、例えば、
PWB、FPC、TAB等の電子部品はこのポリイミド
樹脂に銅被覆を施した銅ポリイミド基板が多用されてい
る。ところで、ポリイミド樹脂に銅被覆を施す方法とし
ては、従来はポリイミド樹脂と銅箔とを接着剤によって
貼り合せるラミネート法が採用されていたが、この方法
によるときはポリイミド樹脂と銅の界面に存在する接着
剤層が電気絶縁性や耐熱性に悪影響を及ぼすことがある
ので、最近では上記貼り合せ法に加えてポリイミド樹脂
表面に接着剤を介さずに直接銅被覆を施す方法も開発さ
れ実施されている。この方法はポリイミド樹脂表面にス
パッタリング、イオンプレーティング、蒸着、無電解め
っき等によって直接銅皮膜層を形成させるものである。
そして、このようにして得られた銅ポリイミド基板は、
ポリイミド樹脂表面に形成された銅皮膜層を第一の銅層
とすると、その後この第一の銅層上に所定のパターンで
フォトレジストを塗布し、これを露光後現像することに
より露出した部分の第一の銅層上に電気めっき等により
所望の厚みにまで銅の厚付けを行なって第二の銅層を形
成し、フォトレジストを剥離した後、露出した部分の第
一の銅層を第二の銅層をマスクとして溶解し回路を形成
するいわゆるアディティブ法や、第一の銅層上に必要に
応じて電気めっき等により所望の厚みまで銅の厚付けを
行ない、該銅層上に所定のパターンのフォトレジストを
塗布し、露光後現像することにより露出した部分の銅層
を溶解して回路を形成するいわゆるサブトラクティブ法
によって、PWB、FPC、TAB等の電子部品に加工
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにして回路
を形成した基板はさらに液中に銅の錯化剤を含有する置
換析出型の無電解めっきを施して、回路上に置換金属を
析出させることが行なわれているが、基板にこのような
置換析出型の無電解めっきを施した場合には該回路とポ
リイミド樹脂との界面の銅層が侵食されやすく、その侵
食の程度が著しい場合には、該回路がポリイミド樹脂か
ら剥離するという問題が発生し、しかもこの剥離問題を
解決する技術は現在のところ確立されていない。
【0004】本発明はポリイミド樹脂表面に接着剤を使
用して銅箔を貼り合せて銅層の形成を行ない、または接
着剤を使用せずに直接銅層の形成を行なった銅ポリイミ
ド基板にパターニングによる回路形成を行ない、これに
錯化剤を含有するめっき液を使用した置換析出型の無電
解めっきを行なったときに発生する上記したような問題
点を解決することを課題とするものであって、パターニ
ング処理によって形成された回路が剥離しないような該
置換析出型の無電解めっきを施すことが可能な金属被覆
ポリイミド基板を提供することを目的とするものであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、ポリイミド
樹脂表面に金属被覆層として銅層を形成し、その後パタ
ーニングによって形成された回路に銅の錯化剤を含有す
る置換析出型の無電解めっきを施した際に、該回路とポ
リイミド樹脂との界面が侵食されて剥離に至る原因につ
いて種々究明を行なった結果、該回路とポリイミド樹脂
との界面が侵食を受ける原因は、該回路とポリイミド樹
脂の界面に存在する銅層が溶出するために起こるもので
あることを見出し本発明を完成するに至った。
【0006】即ち、上記課題を解決するための本発明
は、ポリイミド樹脂表面に金属層を形成することによっ
て得られる金属被覆ポリイミド基板において、金属層が
銅を10重量%以上95重量%以下の範囲で含有する合
金層とすることを特徴とするものであり、さらにこの銅
を含有する合金層に、ニッケルまたはコバルトまたはそ
の両者を含有させるものである。
【0007】
【作用】めっき液中の金属イオンが置換反応によって被
めっき物表面に析出するいわゆる置換析出型の無電解め
っきは、被めっき物がめっき液中にカチオンとして溶出
することにより発生した電子と、めっき液中に存在する
めっき金属のイオンが結合して被めっき物に金属皮膜を
形成するものである。すなわち、置換析出型の無電解め
っき皮膜の析出には被めっき物のめっき液中へのカチオ
ンとしての溶出を伴うものである。
【0008】通常、このような置換析出反応は被めっき
物のイオン化傾向がめっき金属のイオン化傾向よりも大
きくてはならない。例えば、被めっき物が銅であり、め
っき金属が錫である場合には理論上は錫の置換析出は起
こらないことになる。しかしながら、このような場合に
おいても米国特許3,303,029号あるいは特開昭
51−99632号に開示されているように、無電解め
っき液中にチオ尿素等の銅の錯化剤を含有させることに
より、被めっき物から銅をカチオンとして液中に強制的
に溶出させ、錫イオンを金属錫として析出させることが
可能である。
【0009】そして、上記した錫の置換析出の際には、
前述したように被めっき物から銅がカチオンとして溶出
する反応を伴うものであることには何等変りはない。こ
の場合銅の溶出は被めっき物の物理的に不安定な形状を
した部分から選択的に発生する。すなわち、被めっき物
とポリイミド樹脂の界面や被めっき物の端部等の溶出が
優先的に発生し、特に銅とポリイミド樹脂のような異種
物質複合体の界面に僅かでも隙間が生じている場合に
は、この複合体が銅の錯化剤を含有するめっき液のよう
な腐食性雰囲気に曝されるとポリイミドとの界面に存在
する銅の隙間腐食による溶出が発生する傾向が高くな
る。
【0010】本発明の方法においては、ポリイミド樹脂
表面に銅を10重量%以上95重量%以下の範囲で含有
する合金による金属被覆層を形成させるものであるが、
これは、該金属層を純銅ではなく銅以外の金属を5重量
%より多く含有する合金層とすることによって該合金層
上に引き続き形成される純銅層に比べて、銅の錯化剤を
含む無電解めっき液中での合金層の平衡電位を貴とし、
銅の溶出がポリイミド樹脂表面に直接形成された合金層
からではなくその上に形成された銅層から起こるように
するためであって、これによって結果的に回路を形成す
る金属層のポリイミド樹脂からの剥離は発生しなくなる
のである。
【0011】本発明における合金層中への銅の含有量は
10重量%以上95重量%以下の範囲とすることが好ま
しい。銅含有量が10重量%未満であると該金属被覆ポ
リイミド基板を用いてTABやFPCを製造する場合
に、前述のサブトラクティブ法によって該合金層とその
上に銅めっきにより形成された銅層をエッチングして回
路を形成する際に、該回路中の銅層と合金層とのエッチ
ング速度が著しく異なるために合金層の溶解残による絶
縁不良や銅層のオーバーエッチングを招きやすくなる問
題を生じ、またアディティブ法によって得られた回路に
めっき液中に銅の錯化剤を含有する置換析出型の無電解
めっきを施した場合にポリイミド樹脂との界面に存在す
る合金層の溶出は防止できるものの、該合金層とその上
に形成された銅層との界面での隙間腐食による侵食が生
じやすくなり、侵食が著しくなると合金層と銅層との剥
離を生ずる危険性がある。
【0012】一方合金層における銅の含有量が95重量
%を超えると、合金層を形成する他金属の割合が少なく
なり過ぎて本発明による効果を発揮できず、該基板を用
いて製造したTABやFPC等の回路におけるめっき層
を該置換析出型の無電解めっきによって施した場合に、
ポリイミド樹脂との界面に存在する合金層の溶出が避け
られなくなる。
【0013】合金層を形成するための銅以外の金属とし
ては、めっき液中に含まれる錯化剤によって銅と同等以
上に錯化され易い金属であれば何れの金属でもよく、特
に限定はされないが、エッチング性、電気伝導性および
生産性の点でニッケルやコバルトが好ましい。
【0014】また、本発明によって行なわれるポリイミ
ド樹脂表面への合金層の形成法は特に限定されるもので
ない。例えば予め所定の組成範囲の銅を含む合金箔を作
成しておき、この合金箔を接着剤を介してポリイミド樹
脂に貼りあわせてもよく、また接着剤を使用することな
く、スパッターリング法、イオンプレーティング法、蒸
着法、無電解めっき法等を使用してポリイミド樹脂表面
に直接所定の合金層を形成させてもよい。
【0015】
【実施例】次に本発明の実施例について述べる。 実施例1 30cm×30cmの大きさの東レ・デュポン社製「カ
プトン200H型」ポリイミド樹脂フィルムの片面をヒ
ドラジン一水和物を50体積%含有する水溶液に25℃
で1分間浸漬し、次いで水洗してから奥野製薬社製「O
PC−80 キャタリストM」を使用して触媒付与を行
ない、次いでさらに水洗して奥野製薬社製「OPC−5
55 アクセレーター」を使用して25℃で45秒間の
促進処理を行なった。その後、これを以下に示す条件で
無電解銅−ニッケル燐合金めっきを行なった。
【0016】 (浴組成) NiSO・6HO :0.05モル/l CuSO・5HO :0.02モル/l NaHPO・HO :0.3モル/l クエン酸三ナトリウム二水和物 :0.2モル/l プロピオン酸ナトリウム :0.1モル/l (めっき条件) 温 度 :70℃ 時 間 :5分間 pH :9 得られた無電解銅−ニッケル燐合金めっき皮膜の厚みは
0.2μmであり、合金の組成は銅が63重量%、ニッ
ケルが32重量%、燐が5重量%であった。その後該基
板の合金めっき皮膜上に東京応化社製のフォトレジスト
「PMER HC−600」(以下「PMER」とい
う)を厚さ40μmに均一に塗布し70℃で30分間乾
燥を加えた。次に、これと反対面の基板のポリイミド樹
脂表面に、冨士薬品工業社製フォトレジスト「FSR−
S」(以下「FSR」という)と同社製の稀釈液「FS
R−T」との等体積比の混合液を厚さ10μmに均一に
塗布し、70℃で30分間乾燥した。
【0017】得られた基板のフォトレジスト「PME
R」側に、インナーリード部においてリード幅70μ
m、リード間隔60μmのリードが形成されるようにマ
スキングを施し、一方フォトレジスト「FSR」側には
デバイスホール、およびスプロケットホールなどの所定
のホールパターンが形成されるようにマスキングを施
し、それぞれのフォトレジスト層に1000mJ/cm
および100mJ/cmの紫外線を照射した後、現
像を行なった。
【0018】これによって露出した無電解銅−ニッケル
燐合金めっき皮膜上に厚さ35μmの銅層を電気めっき
により形成して後、「PMER」の剥離を行ない、これ
により露出した無電解銅−ニッケル燐合金めっき皮膜を
電気銅めっき皮膜をマスクとして溶解除去し回路を形成
した。次に電気銅めっき皮膜および露出したポリイミド
樹脂表面に「FSR」を厚さ15μmに均一に塗布し、
130℃で30分間乾燥した。上記処理を施した基板を
ヒドラジン一水和物に50℃で5分間浸漬してポリイミ
ド樹脂の溶解除去を行ない「FSR」を剥離した。その
後該めっき層に以下に示す条件で析出置換型の無電解錫
めっきを行なった。
【0019】 (浴組成) SnCl・2HO :50g/l HCl :50ml/l チオ尿素 :100g/l (めっき条件) 温 度 :70℃ 時 間 :5分間 得られた無電解錫めっき皮膜の厚みは1μmであり、上
記処理によりインナーリード部において、リード幅70
μm、リード間隔60μmのリードを有し、リードおよ
び回路上に錫めっきの施されたTABテープを得ること
ができた。
【0020】得られたTABテープにおいて、ポリイミ
ド樹脂と銅めっき層の界面に存在する合金層には侵食の
痕跡は見られなかった。 実施例2 実施例1と同様のポリイミド樹脂フィルムを使用し、ポ
リイミド樹脂片面にスパッターリングにより銅が95重
量%、ニッケルが4重量%、コバルトが1重量%の割合
で含まれるような合金層を形成した以外は、実施例1と
同様の手順でTABテープを製造した。
【0021】得られたTABテープにおいて、ポリイミ
ド樹脂と銅めっき層の界面に存在する合金層には侵食の
痕跡は見られなかった。 実施例3 実施例1と同様のポリイミド樹脂フィルムを使用し、ポ
リイミド樹脂片面に真空蒸着法により銅が10重量%、
ニッケルが90重量%の割合で含まれるような合金層を
形成した以外は、実施例1と同様の手順でTABテープ
を製造した。
【0022】得られたTABテープにおいて、ポリイミ
ド樹脂と銅めっき層の界面に存在する合金層には侵食の
痕跡は見られなかった。 比較例1 実施例1と同様のポリイミド樹脂フィルムを使用し、実
施例1の金属被覆工程におけるポリイミド樹脂への無電
解銅−ニッケル燐めっきによる合金層の形成を行なう代
りに以下に示す条件で無電解銅めっきによる銅層の形成
を行なった。
【0023】 (浴組成) CuSO・5HO :10g/l EDTA・2Na :30g/l 37%HCHO :5ml/l PEG#1000 :0.5g/l 2,2′−ビピリジル :10mg/l (めっき条件) 温 度 :65℃ 攪 拌 :空気攪拌 時 間 :10分間 pH :12.5 得られた無電解銅めっき皮膜の厚みは0.3μmであっ
た。その後実施例1と同様の手順によりTABテープを
製造した。
【0024】得られたTABテープにおいてはポリイミ
ド樹脂との界面における銅層が著しく侵食され、一部で
銅層のポリイミド樹脂からの剥離が観察された。 比較例2 実施例1と同様のポリイミド樹脂フィルムを使用し、ポ
リイミド樹脂片面にスパッターリングにより銅が97重
量%、ニッケルが3重量%の割合で含まれるような合金
層を形成した以外は実施例1と同様の手順でTABテー
プを製造した。
【0025】得られたTABテープにおいて、ポリイミ
ド樹脂と銅めっき層の界面に存在する合金層は両端から
約10μm程度が侵食されているのが確認された。 比較例3 実施例1と同様のポリイミド樹脂フィルムを使用し、ポ
リイミド樹脂片面に真空蒸着法により銅が5重量%、ニ
ッケルが95重量%の割合で含まれるような合金層を形
成した以外は、実施例1と同様の手順でTABテープを
製造した。
【0026】得られたTABテープにおいて、ポリイミ
ド樹脂と銅めっき層の界面に存在する合金層には侵食の
痕跡は見られなかったものの、合金層との界面に存在す
る銅めっき層が両端から約10μm程度侵食されている
ことが確認された。
【0027】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の方法によれ
ば、ポリイミド樹脂表面に金属被覆層を形成した基板を
用いて、PWB、FPC、TAB実装等の電子部品を製
造するに際して、ポリイミド樹脂と銅層との界面に銅を
含有する合金層を形成させることにより、基板の金属被
覆層の密着性を低下させたり剥離を生じたりすることな
くめっき液中に銅の錯化剤を含有する置換析出型の無電
解めっきを施すことが可能となり、これによって得られ
る電子部品を液晶ドライバー(LCD)等の実装部品と
して使用することも可能となる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリイミド樹脂表面に金属層を形成する
    ことによって得られる金属被覆ポリイミド基板におい
    て、金属層が銅を10重量%以上95重量%以下の範囲
    で含有する合金層であることを特徴とする金属被覆ポリ
    イミド基板。
  2. 【請求項2】 銅を含有する合金層が、ニッケルまたは
    コバルトまたはその両者を含有するものである請求項1
    記載の金属被覆ポリイミド基板。
JP21434091A 1991-07-31 1991-07-31 金属被覆ポリイミド基板 Pending JPH0537104A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115261832A (zh) * 2022-08-04 2022-11-01 电子科技大学 一种用于聚酰亚胺柔性基板表面图形金属化的制备方法
WO2022270339A1 (ja) * 2021-06-24 2022-12-29 京セラ株式会社 配線基板

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