JPH0697616A - フレキシブル回路基板用材料 - Google Patents
フレキシブル回路基板用材料Info
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- JPH0697616A JPH0697616A JP4247871A JP24787192A JPH0697616A JP H0697616 A JPH0697616 A JP H0697616A JP 4247871 A JP4247871 A JP 4247871A JP 24787192 A JP24787192 A JP 24787192A JP H0697616 A JPH0697616 A JP H0697616A
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Abstract
イミドフィルムにおいて原料のアミン成分として4、
4’−ビス−(3−アミノフェノキシ)ビフェニルを含
むポリイミドフィルムを用い当該ポリイミドフィルム上
の少なくとも片面上に第一の金属薄膜、第二の金属薄膜
の順に積層して形成されたフレキシブル回路基板用材
料。 【効果】 高温時における金属層とポリイミドフィルム
との接着力の低下を抑制した信頼性の高い金属層/ポリ
イミドフレキシブル回路基板用材料が提供される。
Description
面および両面に金属薄膜を有するフレキシブル回路基板
用材料に関し、特に、金属薄膜とポリイミドフィルムと
の接着性における常態接着強度、並びに高温耐久性につ
いて良好なフレキシブル回路基板用材料に関する。
のポリイミドからなるポリマーフィルムと膜厚約10μ
m以上の、一般的には35μm程度の金属箔とを、接着
剤で接合したものがある。しかしながら、接着剤の熱的
性能がポリマーフィルムの性能に劣ることや、金属箔の
膜厚が10μm以上と厚いために数十μmの微細加工が
困難である等の理由から半導体産業における高密度配線
に対応することができなかった。また、これら材料は寸
法安定性が悪く、製品がそりあがる等の問題があった。
スパッタリング等の薄膜形成方法により接着剤なしでポ
リマーフィルム上に金属薄膜を形成する技術が検討され
てきた。この様な材料においては、これらの薄膜形成法
により得られる金属薄膜の膜厚は10μm以下で形成す
ることが可能なために数十μmの微細加工も容易であ
る。また、形成された回路パターンを基にして電解メッ
キ等によりさらに金属を堆積、成長させることが出来る
ため、微細加工された電気導体の形成が可能である。
を可能にする技術であるが、回路形成工程や電解メッキ
工程等の後工程における接着力低下、及び高温加熱時で
の金属層/ポリミドフィルム界面の密着力低下が問題と
なっていた。特開平02−98994号公報には、0.
01〜5μmのクロム層をスパッタリングで形成するこ
と、特開昭62−181488号公報には5nm〜10
00nmのニッケル層やニッケルークロム層を蒸着で形
成すること、特開昭62−62551号公報にはクロム
層を蒸着で形成すること、特開昭62−47908号公
報にはニッケル層を蒸着して形成すること、特開昭61
−128593号公報には金属層を蒸着して形成するこ
と、特公昭57−18357号公報にはニッケル、コバ
ルト、ジルコニウム、パラジウム等の金属層をイオンプ
レーティング法で形成すること、特公昭57−1835
6号公報にはニッケル、ニッケル含有の合金層をイオン
プレーティング法で形成すること等の技術がすでに開示
されている。しかしながら、これら公知の技術は一部成
功をおさめているものの、半導体産業における高密度配
線を可能にするための材料としては、未だ満足される性
能にはなく実用化の足かせになっている。すなわち、リ
ソグラフィー技術を用いる回路パターン形成工程や通電
抵抗の低下や機械的強度向上のために形成パターン上に
金属層を積層する電解メッキ工程等において金属層がポ
リイミドフイルムから剥離する問題は一部解決されたも
のの、金属層/ポリイミドフイルムからなるフレキシブ
ル回路基板用材料のめざす本来の特徴である耐熱性にお
いて十分な性能が達成できていなかった。
時間程度加熱処理しただけで、金属層とポリイミドフイ
ルムの接着性が著しく低下する問題が発生していた。こ
の結果、金属層/ポリイミドフイルムからなるフレキシ
ブル回路基板用材料を前述のごとき過酷な製造プロセス
をもつ半導体産業において実用に供することは困難であ
った。
における高密度配線を可能にするための接着剤なしで形
成された金属層/ポリイミドフィルムからなるフレキシ
ブル回路基板用材料を提供することである。さらに、回
路パターン形成工程や電解メッキ工程等の後工程におい
て、高温加熱処理時における金属層/ポリイミドフィル
ム界面の密着力低下を抑制し、金属層がポリイミドフイ
ルムから剥離する問題を克服する技術を提供することで
ある。より具体的には、常態接着強度が少なくとも0.
5kg/cm 以上、好ましくは1kg/cm 以上で、並びに高温
耐久性が150℃、24hr後0.5Kg/cm 以上、さらに
好ましくは150℃、500hr後でも0.5Kg/cm 以
上、場合によっては1Kg/cm 以上の良好なフレキシブル
回路基板用材料を提供せんとするものである。
イミドフィルムからなるフレキシブル回路基板用材料の
製作において高温時の性質を各種検討した結果、フィル
ム基材としてアミン成分に4、4’−ビス−(3−アミ
ノフェノキシ)ビフェニルを少なくとも含有するポリイ
ミドフイルムを用いること、好ましくは少なくとも10
%以上含むポリイミドフィルムを用いること、および当
該フィルム上に、ニッケルー銅合金の極薄膜を形成し、
その後、電気伝導性の良好な銅薄膜を形成することによ
り、高温加熱処理時において、金属薄膜とポリイミドフ
ィルムの剥離防止に極めて効果があることを発見し、本
発明を完成するに至ったものである。
とジアミンから成るポリイミドフィルムにおいて、原料
のアミン成分として4、4’−ビス−(3−アミノフェ
ノキシ)ビフェニルを少なくとも含有するポリイミドフ
イルム、好ましくは、これを10%以上含むポリイミド
フィルムを基材として用い、かつ、当該ポリイミドフィ
ルム上の少なくとも片面上に第一の金属薄膜、第二の金
属薄膜の順に積層して形成されたフレキシブル回路基板
用材料、であり、 好ましくは、ポリイミドフィルムの
片面上に形成される第一の金属薄膜が銅ニッケル合金で
あるフレキシブル回路基板用材料であり、好ましくはポ
リイミドフィルムの片面上に形成される第一の金属薄膜
が少なくともニッケル40〜70重量%、銅20〜60
重量%を含有する銅ニッケル合金をターゲットとしてス
パッタリングにより形成された薄膜であるフレキシブル
回路基板用材料、であり、好ましくは、ポリイミドフィ
ルムの片面上に形成される第二の金属薄膜が銅であるフ
レキシブル回路基板用材料、であり、好ましくは、ポリ
イミドフィルムの片面上に形成される第一の金属薄膜の
膜厚が1nm〜50nmであるフレキシブル回路基板用
材料、であり、好ましくは、ポリイミドフィルムの片面
上に形成される第二の金属薄膜の膜厚が100nm〜4
200nmであるフレキシブル回路基板用材料、であ
り、好ましくは、ポリイミドフィルムの片面に接して、
モネルメタルをターゲットにして、スパッタリングによ
り膜厚が1nm〜50nmの薄膜が形成され、当該薄膜
に接して、銅をターゲットにして、スパッタリングによ
り膜厚が100nm〜4200nmの銅薄膜が積層され
て形成された、ポリイミドフィルムの片面に金属薄膜を
有するフレキシブル回路基板用材料、であり、好ましく
は、ポリイミドフィルムの両面に接して、モネルメタル
をターゲットにして、スパッタリングにより膜厚が1n
m〜50nmの薄膜が形成され、当該薄膜に接して、銅
をターゲットにして、スパッタリングにより膜厚が10
0nm〜4200nm銅薄膜が積層されて形成された、
ポリイミドフィルムの両面に金属薄膜を有するフレキシ
ブル回路基板用材料、であり、好ましくは、膜厚が10
μmから100μmの銅薄膜と膜厚が25μm〜125
μmのポリイミドフィルムからなる銅張積層板のもう一
方の面に接して、モネルメタルをターゲットにして、ス
パッタリングにより膜厚が1nm〜50nmの薄膜が形
成され、当該薄膜に接して、銅をターゲットにして、ス
パッタリングにより膜厚が100nm〜4200nmの
銅薄膜が積層されて形成された、ポリイミドフィルムの
両面に金属薄膜を有するフレキシブル回路基板用材料、
である。
るに、図1は、本発明のフレキシブル回路基板基板用材
料の層構成の一例であって片側に第一および第二の金属
層を形成した例を示し、図2は、本発明のフレキシブル
回路基板基板用材料の層構成の他の例であって両側にそ
れぞれ第一および第二の金属層を形成した例を示し、図
3は本発明のフレキシブル回路基板基板用材料の層構成
の他の例であって、銅張積層板の片側に第一および第二
の金属層を形成したものである。図において、1はポリ
イミドフィルム、2は第一の金属薄膜、3は第二の金属
薄膜、4は銅箔である。
第二の金属薄膜の順に積層して形成された金属薄膜層を
総称するものである。本発明において、第一の金属薄膜
は、好ましくは、銅ニッケル合金であり、より好ましく
は、ニッケル40〜70重量%、銅20〜60重量%を
含有する銅ニッケル合金、さらに好ましくはニッケル6
3〜70重量%、銅24〜30重量%を含有する銅ニッ
ケル合金をターゲットにしてスパッタリングにより形成
されたものである。また、モネルメタルと呼ばれている
銅ニッケル合金は当該ターゲットとして、有効に利用さ
れる。該第一の金属薄膜は5nm〜50nmの膜厚に形
成されて用いられる。
気良伝導性の銅をターゲットにしてスパッタリングによ
り形成されたものである。当該第二の金属薄膜の膜厚は
100nm〜4200nmである。スパッタリング方法
は特に限定されるものではない。それぞれ第一の金属、
ならびに第二の金属で形成されるターゲットを用いて、
DCマグネトロンスパッタリング、高周波マグネトロン
スパッタリング、イオンビームスパッタリング等の薄膜
形成技術が有効に用いられる。
ポリイミドフィルムの膜厚は25μm〜250μm程度
であり、好ましくは50μm〜100μm程度である。
ポリイミドフィルムとしては、原料のアミン成分に、
4、4’−ジ−(m−アミノフェノキシ)ビフェニルを
少なくとも含有するポリイミドを用い、好ましくは該ア
ミン成分を10%以上含むポリイミドフィルムを用い
る。これがあまり少なく、例えば10%未満であると、
高温時における接着力低下防止という本発明の目的を達
成することは出来ない。なお、その他のジアミン成分に
ついては特に規定するものでなく、通常ポリイミドを形
成しうるものであれば、いかなるものも使用可能であ
る。なお、そのポリイミドフィルム表面を常法により酸
素またはアルゴンプラズマ処理を施したものが好まし
い。
裏の両面に形成することができる。回路をポリイミドフ
ィルムの両面に形成するためには、ポリイミドフィルム
の両面上に第一の金属薄膜、第二の金属薄膜の順に積層
して形成されたフレキシブル回路基板用材料、または銅
張り積層板のポリイミドフィルムを利用し、他の面上に
第一の金属薄膜、第二の金属薄膜の順に積層して形成さ
れた銅層/ポリイミドフィルム/銅層よりなるフレキシ
ブル回路基板用材料も本発明の一つの形態である。この
場合も前述の片面に電気回路を形成するための基板と同
様の技術で達成される。
れる第一の金属薄膜は銅ニッケル合金であり、すでに述
べたように、より好ましくは、ニッケル40〜70重量
%、銅20〜60重量%を含有する銅ニッケル合金、さ
らに好ましくはニッケル63〜70重量%、銅24〜3
0重量%を含有する銅ニッケル合金をターゲットにして
スパッタリングにより形成されたものである。また、モ
ネルメタルと呼ばれている銅ニッケル合金は当該ターゲ
ットとして本発明に有効に利用される。当該第一の金属
薄膜は5nm〜50nmの膜厚に形成されて用いられ
る。
れる第二の金属薄膜については電気良伝導性の銅をター
ゲットにしてスパッタリングにより形成された薄膜であ
る。当該第二の金属薄膜の膜厚は100nm〜4200
nmである。
リイミドフィルムの膜厚は25μm〜100μmであ
り、ポリイミドフィルムとしては原料のアミン成分に
4、4’−ジ−(m−アミノフェノキシ)ビフェニルを
少なくとも含有し好ましくは10%以上含むポリイミド
フィルムを用いる。なお、そのポリイミドフィルム表面
は常法により酸素またはアルゴンプラズマ処理を施した
ものが好ましい。
として3,3’−ジ−アミノフェノキシビフェニルから
なるポリイミドフィルム中にアミン成分として少なくと
も4、4’−ジ−(m−アミノフェノキシ)ビフェニル
が15%含まれる、膜厚が50μmのポリイミドフィル
ムを基材フィルムとして用いた。当該ポリイミドフィル
ム表面を酸素プラズマ処理を施した後、このフィルムの
片面に接し、モネルメタルをターゲットとして、スパッ
タリングにより平均厚み約40nmの第一の金属薄膜を
形成した。その後真空状態を破ること無く、銅をターゲ
ットにして、連続的にスパッタリングにより、当該薄膜
に接して、平均膜厚が約200nmの銅薄膜を積層し
た。このポリイミドフィルムの片面に金属薄膜を有する
フレキシブル回路基板用材料が本発明の一つの実施例で
ある。このフレキシブル回路基板用材料に銅のメッキを
施した。この結果、ポリイミドフィルムの片面に18μ
m厚みの銅膜(このように、メッキにより膜厚を増加さ
せた銅膜を以下においては回路用銅膜と称する)を有す
るフレキシブル回路基板用材料を得た。この基板材料に
おける初期密着強度を測定したところ、常態強度は平均
2.0kg/cmであった。
として3,3’−ジ−アミノフェノキシビフェニルから
なるポリイミドフィルム中にアミン成分として少なくと
も4、4’−ジ−(m−アミノフェノキシ)ビフェニル
が15%含まれる、膜厚が50μmのポリイミドフィル
ムを基材フィルムとして用いた。当該ポリイミドフィル
ム表面を酸素プラズマ処理を施した後、このフィルムの
片面に接して、モネルメタルをターゲットとして、スパ
ッタリングにより平均厚み約40nmの第一の金属薄膜
を形成した。その後真空状態を破ること無く、銅をター
ゲットにして、連続的にスパッタリングにより、当該薄
膜に接して、平均膜厚が約200nmの銅薄膜を積層し
た。このポリイミドフィルムの片面に金属薄膜を有する
フレキシブル回路基板用材料が本発明の一つの実施例で
ある。この基板用材料を用いて、高温加熱処理(150
℃、500時間)後の金属層・ポリイミドフィルム間の
密着強度を測定した。その結果、常態強度が平均2.1
kg/cmであり、加熱処理後の密着強度が平均1.5
kg/cmと、その密着強度は71.4%にやや低下し
たものの、依然として1.0kg/cmを越える高い接
着力を保持することを確認した。
ーV(すなわち本願で規定するジアミン成分を含有して
おらないもの)(デュポン社製)を用い、フィルム表面
を酸素プラズマ処理を施した後、この片面に接して、モ
ネルメタルをターゲットとして、スパッタリングにより
平均厚み約40nmの第一金属層を形成した。その後真
空状態を破ること無く、連続的に、当該薄膜に接して、
平均膜厚が約200nmの銅薄膜を積層した。このポリ
イミドフィルムの片面に金属薄膜を有するフレキシブル
回路基板用材料は本発明の一つの比較のための例示であ
る。この基板用材料を用いて、高温加熱処理(150
℃、500時間)後の金属層・ポリイミドフィルム間の
密着強度を測定した。その結果、常態強度は平均0.9
8kg/cmであったが、高温加熱処理によりその密着
強度は0.35kg/cmと35.7%に大幅に低下す
ることを確認した。
なように、本発明は半導体ICチップの高集積化を実現
するための耐熱性を十分に満足しており、高密度配線の
ために必要な回路の微細化を可能にする信頼性を高めた
フレキシブル回路基板用材料の技術を提供できるもので
あり、半導体産業にとって、きわめて有用な発明であ
る。
構成の一例を示す図。
構成の他の例を示す図。
構成の他の例を示す図。
Claims (9)
- 【請求項1】 芳香族ジカルボン酸とジアミンから成る
ポリイミドフィルムにおいて、原料のアミン成分として
4、4’−ビス−(3−アミノフェノキシ)ビフェニル
を少なくとも含むポリイミドフィルムを基材として用
い、かつ、当該ポリイミドフィルム上の少なくとも片面
上に第一の金属薄膜、第二の金属薄膜の順に積層して形
成されたフレキシブル回路基板用材料。 - 【請求項2】 ポリイミドフィルムの片面上に形成され
る第一の金属薄膜が銅ニッケル合金である請求項1記載
のフレキシブル回路基板用材料。 - 【請求項3】 ポリイミドフィルムの片面上に形成され
る第一の金属薄膜が少なくともニッケル40〜70重量
%、銅20〜60重量%を含有する銅ニッケル合金をタ
ーゲットとしてスパッタリングにより形成された薄膜で
ある請求項2記載のフレキシブル回路基板用材料。 - 【請求項4】 ポリイミドフィルムの片面上に形成され
る第二の金属薄膜が銅である請求項1記載のフレキシブ
ル回路基板用材料。 - 【請求項5】 ポリイミドフィルムの片面上に形成され
る第一の金属薄膜の膜厚が1nm〜50nmである請求
項1記載のフレキシブル回路基板用材料。 - 【請求項6】 ポリイミドフィルムの片面上に形成され
る第二の金属薄膜の膜厚が100nm〜4200nmで
ある請求項1記載のフレキシブル回路基板用材料。 - 【請求項7】 ポリイミドフィルムの片面に接して、モ
ネルメタルをターゲットにして、スパッタリングにより
膜厚が1nm〜50nmの薄膜が形成され、当該薄膜に
接して、銅をターゲットにして、スパッタリングにより
膜厚が100nm〜4200nmの銅薄膜が積層されて
形成された、ポリイミドフィルムの片面に金属薄膜を有
する請求項1〜6の何れかに記載のフレキシブル回路基
板用材料。 - 【請求項8】 ポリイミドフィルムの両面に接して、モ
ネルメタルをターゲットにして、スパッタリングにより
膜厚が1nm〜50nmの薄膜が形成され、当該薄膜に
接して、銅をターゲットにして、スパッタリングにより
膜厚が100nm〜4200nm銅薄膜が積層されて形
成された、ポリイミドフィルムの両面に金属薄膜を有す
る請求項1〜6の何れかに記載のフレキシブル回路基板
用材料。 - 【請求項9】 膜厚が10μmから100μmの銅薄膜
と膜厚が25μm〜125μmのポリイミドフィルムか
らなる銅張積層板のもう一方の面に接して、モネルメタ
ルをターゲットにして、スパッタリングにより膜厚が1
nm〜50nmの薄膜が形成され、当該薄膜に接して、
銅をターゲットにして、スパッタリングにより膜厚が1
00nm〜4200nmの銅薄膜が積層されて形成され
た、請求項1記載のポリイミドフィルムの両面に金属薄
膜を有するフレキシブル回路基板用材料。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24787192A JP3447070B2 (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | フレキシブル回路基板用材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24787192A JP3447070B2 (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | フレキシブル回路基板用材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0697616A true JPH0697616A (ja) | 1994-04-08 |
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Family
ID=17169864
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24787192A Expired - Lifetime JP3447070B2 (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | フレキシブル回路基板用材料 |
Country Status (1)
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