JPH07243085A - 金属被覆ポリイミド基板の製造方法 - Google Patents

金属被覆ポリイミド基板の製造方法

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JPH07243085A
JPH07243085A JP5680294A JP5680294A JPH07243085A JP H07243085 A JPH07243085 A JP H07243085A JP 5680294 A JP5680294 A JP 5680294A JP 5680294 A JP5680294 A JP 5680294A JP H07243085 A JPH07243085 A JP H07243085A
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JP
Japan
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film
electroless plating
metal
substrate
conductive coating
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Pending
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JP5680294A
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English (en)
Inventor
Noriyuki Saeki
典之 佐伯
Tomoyuki Yoshida
友之 吉田
Yukihiro Tamiya
幸広 田宮
Nobuhiro Matsumoto
伸弘 松本
Taku Sugiura
卓 杉浦
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属被覆ポリイミド基板の作製方法におい
て、ニッケル等の無電解めっき被膜と銅の電気めっき被
膜との間の密着性を改善することにより、高信頼性を有
するPWB、FPC、TAB実装用基板を作製する。 【構成】 ポリイミド樹脂フィルムの表面にニッケル、
またはコバルト、またはこれら金属の合金の何れかを無
電解めっきにより導電性被膜を形成させた後、不活性雰
囲気中もしくは真空中で熱処理を施し、次に大気中で熱
処理を施してから、前記無電解めっきによる導電性被膜
上に電気銅めっきを施すことからなる金属被覆ポリイミ
ド基板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板等の電
子機器部品用の絶縁基板材料となる金属被膜ポリイミド
基板の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリイミド樹脂は優れた耐熱性を有し、
また機械的、電気的および化学的特性において他のプラ
スティック材料に比べ遜色のないことから、例えばプリ
ント配線板(PWB)、フレキシブルプリント基板(F
PC)、テ−プ自動ボンディング(TAB)実装用基板
等の電子機器部品用の絶縁基板材料として多用されてい
る。このようなPWB、FPC、またはTAB実装用基
板は、ポリイミド樹脂フィルムの表面に主に銅からなる
導電性被膜を形成した銅ポリイミド基板を加工すること
によって得られている。
【0003】ポリイミド樹脂フィルムの表面に導電性被
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−ティング法、無電解めっき法、キャ
スティング法などがある。これらの方法のなかで、無電
解めっき法は真空系を使用せず実施できるために安価で
あり、また基板材料として用いられるポリイミド樹脂フ
ィルムの厚みや、その表面に被着させる導電性被膜の厚
みに制限なく実施できるなどの優れた長所を有する方法
であるので、その利用が期待されている。
【0004】しかしながら、無電解めっき法によってポ
リイミド樹脂フィルム表面に銅の導電性被膜を形成して
得られる基板は、基板使用時においてしばしば遭遇する
150℃付近の高温環境下に長時間曝された場合に、該
導電性被膜の密着性が低下してしまうという欠点があっ
た。
【0005】このような無電解めっき法を使用した基板
の製造方法における欠点を解消する方法が種々検討さ
れ、銅の代わりにニッケル、コバルトまたはこれらの金
属の合金をポリイミド樹脂フィルムの表面に無電解めっ
きにより導電性被膜を形成した後、これに不活性もしく
は真空中において熱処理を加え、次いで無電解めっきに
よる導電性被膜にアルカリまたは酸による脱脂洗浄また
は電解脱脂処理等による活性化処理を施した後、銅の電
気めっきを施すことからなる金属被膜ポリイミド基板の
作製方法が提案されている。この作製方法における不活
性もしくは真空中の熱処理は、無電解めっきによる導電
性被膜の形成の前に行われるエッチング処理で生じたポ
リイミド樹脂フィルム表面の親水化層を再び疎水化する
ために行われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法によるときは無電解めっきによるニッケル等の導電性
被膜とポリイミド樹脂フィルムとの密着性は充分に得ら
れるが、ニッケル等の導電性被膜とその上に形成される
銅の電気めっき被膜は、電気めっき前に導電性被膜を活
性化処理するにも拘らず剥離を起こしやすく、このよう
にして得られた金属被覆ポリイミド基板を用いてPW
B、FPC、TAB実装用基板を作製すると、導体の剥
離や短絡、断線等を生じ、信頼性のある電子部品用基板
が得られないことが判った。
【0007】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
ものであって、無電解めっきによるニッケル等の導電性
被膜と銅の電気めっき被膜との間の密着性を改善するこ
とにより、高信頼性を有するPWB、FPC、TAB実
装用基板を作製できる金属被覆ポリイミド基板の作製方
法を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ための本発明の方法は、ポリイミド樹脂フィルムの表面
にニッケル、またはコバルト、またはこれら金属の合金
の何れかの導電性被膜を無電解めっきにより形成させた
後、不活性雰囲気中もしくは真空中で熱処理を施し、そ
の後前記無電解めっきによる導電性被膜上に銅の電気め
っきを施すことからなる金属被覆ポリイミド基板の製造
方法において、銅の電気めっきの前に、導電性被膜に大
気中で熱処理を施すことを特徴とする金属被覆ポリイミ
ド基板の製造方法である。本発明によって得られる金属
被覆ポリイミド基板は、高温環境下の長時間使用によっ
ても、無電解めっきによる導電性被膜と銅の電気めっき
被膜との間における剥離が生じない。
【0009】
【作用】一般に、金属による導電性被膜上に電気めっき
被膜を設ける場合には、導電性被膜の汚れを除去するた
めに、アルカリや酸による脱脂洗浄、または電解脱脂処
理等の活性化処理が行われるが、この目的は金属による
導電性被膜と電気めっき被膜との剥離を防止するためで
ある。
【0010】ポリイミド樹脂フィルムの表面にニッケル
等の無電解めっきにより導電性被膜を形成した後、不活
性もしくは真空中における熱処理を行わずに、直ちに上
記の活性化処理を行って電気めっきを施した場合は、無
電解めっきによるニッケル等の導電性被膜と電気めっき
被膜との密着性に問題は生じない。しかし、ニッケル等
の導電性被膜を形成した後に、不活性もしくは真空中に
おける熱処理を行った場合には、同様に活性化処理を行
って電気めっきを施しても、無電解ニッケルめっき被膜
等の導電性被膜と電気銅めっき被膜との密着性が悪く、
両被膜の境界より剥離を生じる。
【0011】この原因は十分には明らかでないが、通常
無電解めっきによりニッケル等の導電性被膜を施した後
に行われる不活性もしくは真空中における熱処理は、無
電解めっきによる導電性被膜の形成の前処理であるエッ
チングにより生じたポリイミド樹脂フィルム表面の親水
化層を再び疎水化することを目的として実施されるた
め、ポリイミド樹脂フィルムの劣化を抑制する不活性雰
囲気もしくは真空中において350〜540℃という高
温で行われる。したがって、この熱処理中にポリイミド
樹脂フィルム中に含まれる未重合物質や低分子揮発性成
分が熱分解を起こし揮発し、その熱分解物質がニッケル
等の導電性被膜の上に付着し、活性化処理において当該
導電性被膜の活性化が妨害されるものと考えられる。
【0012】また、このような付着物を酸で除去しよう
とすれば多量の酸を用いなければならず、この酸が金属
を大量に溶解するため、薄い金属被膜の基板処理には不
適である。一方、アルカリ脱脂による除去ではポリイミ
ド樹脂自体が変質または溶解するという問題が生じる。
【0013】そこで、本発明者はこのような妨害物質を
無電解めっきによるニッケル等の導電性被膜上から排除
することができるような方法について鋭意検討を進めた
結果、無電解めっきによりニッケル等の導電性被膜を形
成した後、不活性雰囲気もしくは真空中で熱処理した
後、さらに引き続き大気中で熱処理すると、無電解めっ
きによるニッケル等の導電性被膜と銅の電気めっき被膜
との密着性が改善されることを見出した。これは、大気
中の酸素と温度によって上記活性化妨害物質を酸化分解
して排除容易な状態にし、電気めっき前の活性化が可能
になったものと推定できる。
【0014】また、本発明において大気中における熱処
理温度は、上記効果を効率的に発現し得る200℃以上
にする必要があるが、大気中における熱処理によってポ
リイミド樹脂フィルム自体の品質が熱により変化しない
ようにポリイミド樹脂フィルムのガラス転移温度以下の
350℃以下とするのが好ましい。
【0015】なお、本発明の方法において行われるニッ
ケル等の無電解めっき処理、該無電解めっき処理後に行
われる不活性もしくは真空中の熱処理、および電気めっ
き処理における処理方法および処理条件は、従来一般的
に行われている公知の方法および条件に準じて行うこと
ができるので、その詳細な説明は省略する。
【0016】
【実施例】以下、実施例を用いて、さらに本発明を説明
する。
【0017】[実施例1]鐘淵化学社製ポリイミド樹脂
フィルム(厚さ50μm)NPI−50を20×20c
mの試験試料に調整し、25%抱水ヒドラジンを含有す
る25℃の水溶液中に30秒浸漬して表面を親水性にし
た後水洗を行い、次いで触媒付与剤として奥野製薬社製
OPC−80キャタリストMを用いて触媒付与を行い、
さらに水洗後触媒促進剤として奥野製薬社製OPC−5
55アクセレ−タ−による25℃で2分間の促進処理を
行って水洗した後、表1に示す条件で、該ポリイミド樹
脂フィルムの表面にニッケルの無電解めっきを行った。
【0018】
【表1】 (無電解めっき液組成) NiCl2・6H2O :0.1モル NaH2PO2・H2O :0.1モル グリシン :0.3モル Ph :7 (無電解めっき条件) 温度 :50℃ 時間 :70秒
【0019】この処理によってポリイミド樹脂フィルム
上に0.04μmの厚さの導電性被膜を形成することが
できた。次にこの基板を光洋リンドバ−グ社製の熱風循
環式加熱炉を用いて、窒素ガス中で9℃/分の昇温速度
で400℃まで加熱し、同温度で3時間保持した後、
2.5℃/分の降温速度で室温まで冷却する熱処理を行
った。その後、260℃大気中に15分間放置する再加
熱処理を行い、水洗後酸洗浄を行い、表2に示す条件で
銅の電気めっきを実施した。
【0020】
【表2】 (銅の電気めっき液組成) CuSO4・5H2O :80g/l H2SO4 :180g/l (電解条件) 温度 :25℃ 陰極電流密度 :3A/dm2 攪拌 :空気吹き込み 時間 :39分間
【0021】この処理によって基板上に15μmの厚さ
の銅の電気めっき被膜を形成することができた。次い
で、銅の表面に所定の形状のマスクを使用し、レジスト
を塗布し、乾燥後、得られたパターンに従いエッチング
処理を行い、所定の形状の銅層を形成し、該銅層をポリ
イミド樹脂フィルムから引き剥し、その剥離状態を調べ
た。
【0022】その結果、該剥離は無電解めっきによるニ
ッケルの導電性被膜とポリイミド樹脂フィルムの界面で
発生しており、その密着強度は1kg/cm以上であ
り、したがって無電解めっきによる導電性被膜と電気め
っき被膜との密着性はそれ以上で、良好であることが判
った。よって、無電解めっきによるニッケルの導電性被
膜を形成した後に不活性ガス中の熱処理を施し、さらに
引き続き大気中で260℃、15分間再加熱して得られ
た金属被覆ポリイミド基板を用いれば、きわめて信頼性
の高いPWB、FPC、TAB実装用等の基板を作製す
ることが可能であることが判った。
【0023】[実施例2]実施例1と同様の基板作製方
法であるが、銅の電気めっき前に大気中における再加熱
処理を200℃で15分間行なった結果、剥離はやはり
無電解めっきによる導電性被膜とポリイミド樹脂フィル
ムの界面で発生し、その密着強度は0.8kg/cm程
度となり、無電解めっきによる導電性被膜と電気めっき
被膜の間の密着性は改善されることが判った。よって、
本発明により無電解めっきによりニッケルの導電性被膜
を形成した後、不活性ガス中の熱処理を施し、さらに引
き続き大気中で200℃、15分間再加熱して得られた
金属被覆ポリイミド基板を用いても、きわめて信頼性の
高いPWB、FPC、TAB実装用等の基板を作製可能
であることが判った。
【0024】[実施例3]実施例1と同様の作製方法で
あるが、窒素ガスのかわりに真空中で加熱処理を行っ
た。本実施例によって得られた金属被覆ポリイミド基板
も実施例1と同様に1kg/cm以上の密着強度を示し
た。
【0025】[実施例4]実施例2と同様の作製方法で
あるが、窒素ガスのかわりに真空中で加熱処理を行っ
た。本実施例によって得られた金属被覆ポリイミド基板
も実施例2と同様に0.8kg/cm程度の密着強度を
示した。
【0026】[実施例5]実施例1と同様の作製方法で
あるが、大気中の熱処理を350℃で行った。本実施例
によって得られた金属被覆ポリイミド基板も実施例1と
同様に1kg/cm以上の密着強度を示した。
【0027】[実施例6]実施例1におけるNiCl2
・6H2Oの代わりにCoCl2・6H2Oを使って、コ
バルトの無電解めっきを行い、他の作業は実施例1と同
様に行った。この結果も、1kg/cm以上の密着強度
が得られた。
【0028】[比較例1]実施例1と同様の基板作製方
法であるが、銅の電気めっき前に大気中における再加熱
処理を行わなかった結果、剥離は無電解めっきによるニ
ッケルの導電性被膜と銅の電気めっき被膜の間で剥離
し、その密着強度は0.1kg/cm以下となり、基板
としての信頼性が得られないことが判った。
【0029】[比較例2]実施例1と同様の基板作製方
法であるが、銅の電気めっき前に大気中における再加熱
処理を180℃で15分間行なった結果、剥離は無電解
めっきによるニッケルの導電性被膜と銅の電気めっき被
膜の間で剥離し、その密着強度は0.2kg/cm以下
となり、基板としての信頼性が得られないことが判っ
た。
【0030】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば熱処
理後のニッケル等の無電解めっき被膜と電気銅めっき被
膜との密着性は良好で、無電解めっきによる導電性被膜
と銅の電気めっき被膜との間の界面における剥離の発生
はなくなり、本発明によって得られた金属被覆ポリイミ
ド基板を用いることにより、信頼性の高いPWB、FP
C、TAB実装用等の基板を作製することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C25D 3/38 101

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリイミド樹脂フィルムの表面にニッケ
    ル、またはコバルト、またはこれら金属の合金の何れか
    の導電性被膜を無電解めっきにより形成させた後、不活
    性雰囲気中もしくは真空中で熱処理を施し、その後前記
    無電解めっきによる導電性被膜上に銅の電気めっきを施
    すことからなる金属被覆ポリイミド基板の製造方法にお
    いて、銅の電気めっきの前に、導電性被膜に大気中で熱
    処理を施すことを特徴とする金属被覆ポリイミド基板の
    製造方法。
  2. 【請求項2】 大気中での熱処理が200〜350℃の
    温度で行われることを特徴とする請求項1に記載の金属
    被覆ポリイミド基板の製造方法。
JP5680294A 1994-03-03 1994-03-03 金属被覆ポリイミド基板の製造方法 Pending JPH07243085A (ja)

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