JPH08330694A - Heat resistant flexible circuit board - Google Patents
Heat resistant flexible circuit boardInfo
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- JPH08330694A JPH08330694A JP13771395A JP13771395A JPH08330694A JP H08330694 A JPH08330694 A JP H08330694A JP 13771395 A JP13771395 A JP 13771395A JP 13771395 A JP13771395 A JP 13771395A JP H08330694 A JPH08330694 A JP H08330694A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はポリイミドフィルムにチ
タン層を形成させた後、銅層を形成した耐熱性フレキシ
ブル回路基板に関し、特に、金属層とポリイミドフィル
ムの接着性において高温耐久性の良好なフレキシブル回
路基板に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat-resistant flexible circuit board in which a titanium layer is formed on a polyimide film and then a copper layer is formed, and particularly, the adhesiveness between the metal layer and the polyimide film is excellent in high temperature durability. A flexible circuit board.
【0002】[0002]
【従来の技術】絶縁性ポリマーフィルム上に金属フィル
ムが形成されたフレキシブル回路基板は膜厚約10μm
以上の金属フィルムとポリマーフィルムとを接着剤で接
合したものがあるが、接着剤の熱的特性がポリマーフィ
ルムの性能に劣ることや金属フィルムの膜厚が10μm
以上と厚いために、数10μm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でき
ない、寸法安定性が悪い、製品にそりがある等の問題が
あった。これを解決するために接着剤なしで金属フィル
ムを形成する技術が検討されてきた。これは、真空蒸
着、スパッタリング等の薄膜形成方法により金属薄膜を
形成した後、回路パターンの形成を行うものである。こ
の材料においては金属薄膜の膜厚が1μm以下と薄いた
め数10μm幅の微細加工も容易である。2. Description of the Related Art A flexible circuit board having a metal film formed on an insulating polymer film has a film thickness of about 10 μm.
Some of the above metal films and polymer films are bonded with an adhesive, but the thermal properties of the adhesive are inferior to the performance of the polymer film and the thickness of the metal film is 10 μm.
Since it is thick as described above, there are problems that it cannot be applied to high-density wiring in the semiconductor industry, that dimensional stability is poor, and that the product has a warp, because it is difficult to perform fine processing of several tens of μm. In order to solve this, a technique of forming a metal film without an adhesive has been studied. This is a method of forming a circuit pattern after forming a metal thin film by a thin film forming method such as vacuum deposition and sputtering. In this material, since the metal thin film is as thin as 1 μm or less, fine processing with a width of several tens of μm is easy.
【0003】すなわち、上記のごとくして形成された回
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、成長させることにより、微細加工された導電体を
形成する技術である。なお、後者の技術は半導体産業に
おける高密配線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いて接着力の低下が
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ーで形成するこ
と、特開昭62−181488号公報には5〜1000
nmのニッケル層やニッケル−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、パラジュウ
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57−18356号公報にはニッケル、ニッ
ケル含有合金層をインオプレーティング法で形成するこ
とを等の技術がすでに開示されている。That is, this is a technique for forming a finely processed conductor by further depositing and growing a metal by electrolytic plating or the like based on the circuit pattern formed as described above. Note that the latter technique is a technique that enables high-density wiring in the semiconductor industry, but there has been a problem of a decrease in adhesive force in a post process such as a circuit forming process and an electrolytic plating process. In JP-A-02-98994, a chromium layer having a thickness of 0.01 to 5 μm is formed by sputtering, and in JP-A-62-181488, it is 5-1000.
nm nickel layer or nickel-chromium layer by vapor deposition, JP-A-62-62551 discloses a chromium layer by vapor deposition, and JP-B-57-18357 discloses nickel, cobalt and zirconium. JP-A-57-18356 discloses a technique for forming a metal layer of palladium, etc. by an ion plating method, and a technique for forming a nickel, nickel-containing alloy layer by an inoplating method. .
【0004】しかしながら、これらの公知の技術は一部
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た。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の形成パターン上
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
ポリイミドフィルムから剥離する問題は一部解決された
ものの、金属層/ポリイミドフィルムからなるフレキシ
ブル回路基板のめざす本来の特徴である耐熱性において
充分な性能が達成できなかった。例えば、空気中で15
0℃程度の温度に24時間保持するだけで、金属層とポ
リイミドフィルムの接着性が著しく低下するという問題
が発生していた。However, although these known techniques have been partially successful, they are still unsatisfactory in performance as materials for enabling high-density wiring in the semiconductor industry, which is a hindrance to practical use. Was there. That is,
The problem of the metal layer peeling from the polyimide film was partially solved in the circuit pattern formation process using lithography technology and the electrolytic plating process of laminating the metal layer on the formation pattern for lowering the conduction resistance and improving the mechanical strength. However, sufficient performance could not be achieved in the heat resistance, which is the original characteristic of the flexible circuit board composed of the metal layer / polyimide film. For example, 15 in the air
There has been a problem that the adhesiveness between the metal layer and the polyimide film is remarkably lowered only by keeping the temperature at about 0 ° C. for 24 hours.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは接着性低
下の原因を鋭意調査したところ、ポリイミドフィルムを
通して透過する反応性の気体が接着性に影響を与えてい
ることを見いだした。そこで、銅とポリイミドフィルム
の間に、中間層としてクロム層を形成したところ、酸素
雰囲気下、150℃、24時間の加熱処理においても金
属層とポリイミド層における接着強度の低下は認められ
なかった。一方、アルミニウムを中間層として用いた場
合、酸素雰囲気下、150℃、24時間の加熱処理にお
ける接着強度の低下防止に効果はなかった。DISCLOSURE OF INVENTION Problems to be Solved by the Invention The inventors of the present invention have made extensive studies as to the cause of the decrease in adhesiveness and found that the reactive gas that permeates through the polyimide film affects the adhesiveness. Therefore, when a chromium layer was formed as an intermediate layer between the copper and the polyimide film, no decrease in the adhesive strength between the metal layer and the polyimide layer was observed even in the heat treatment at 150 ° C. for 24 hours in an oxygen atmosphere. On the other hand, when aluminum was used as the intermediate layer, it was not effective in preventing the decrease of the adhesive strength in the heat treatment at 150 ° C. for 24 hours in the oxygen atmosphere.
【0006】クロムを中間層に用いた場合と、アルミニ
ウムを中間層に用いた場合とで、加熱処理前後における
剥離界面をオージェ電子分光法(AES)にて解析を行
ったところ、アルミニウム中間層の場合には、加熱処理
後の状態は銅がアルミニウム層を超えてポリイミド内へ
侵入していた。一方、チタン中間層の場合には、加熱処
理しても銅がクロム層を超えてポリイミド内へ侵入する
ことはなかった。即ち、クロム中間層の場合は、銅がポ
リイミド内へ拡散する拡散抑制効果を有していることが
わかった。しかしながら、クロム中間層の場合、フレキ
シブル回路基板のエッチング工程、即ち塩化第二鉄溶液
によるエッチングが困難であるばかりか、エッチング工
程の際生じる廃液にも有害物であるクロムが含まれ、環
境の面でも新たな問題が生じる。When the peeling interface before and after the heat treatment was analyzed by Auger electron spectroscopy (AES) when chromium was used for the intermediate layer and when aluminum was used for the intermediate layer, it was found that In some cases, after the heat treatment, copper had penetrated into the polyimide beyond the aluminum layer. On the other hand, in the case of the titanium intermediate layer, copper did not penetrate into the polyimide beyond the chromium layer even after the heat treatment. That is, it was found that in the case of the chromium intermediate layer, copper has a diffusion suppressing effect of diffusing into the polyimide. However, in the case of the chromium intermediate layer, not only the etching process of the flexible circuit board, that is, the etching with the ferric chloride solution is difficult, but also the waste liquid generated in the etching process contains chromium, which is a harmful substance, and the environmental aspect. But new problems arise.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、クロム中
間層以外で銅がポリイミド内へ拡散する拡散抑制効果を
有する中間層に関して、鋭意検討したところ、チタン中
間層も有効であることを見いだした。チタンを中間層に
用いた場合、同様に加熱処理前後における剥離界面をオ
ージェ電子分光法(AES)にて解析を行ったところ、
加熱処理しても銅がチタン層を超えてポリイミド内へ侵
入することはなく、拡散抑制効果を有していることがわ
かった。Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have made earnest studies on an intermediate layer having a diffusion suppressing effect in which copper diffuses into polyimide other than the chromium intermediate layer, and found that a titanium intermediate layer is also effective. I found it. When titanium is used for the intermediate layer, the peeling interface before and after the heat treatment is similarly analyzed by Auger electron spectroscopy (AES).
It was found that the copper did not penetrate into the polyimide even after the heat treatment, exceeding the titanium layer, and it had a diffusion suppressing effect.
【0008】チタン中間層の場合、中間層の厚みが5n
m未満では上述の拡散抑制効果が少ない。また、チタン
中間層の場合もフレキシブル回路基板のエッチング工
程、即ち塩化第二鉄溶液によるエッチングが比較的困難
で、厚みが50nmを越えると特にエッチングが困難に
なるため、50nm以下が好ましい。In the case of the titanium intermediate layer, the thickness of the intermediate layer is 5n.
If it is less than m, the above diffusion suppressing effect is small. Also in the case of the titanium intermediate layer, the etching step of the flexible circuit board, that is, the etching with the ferric chloride solution is relatively difficult, and the etching becomes particularly difficult when the thickness exceeds 50 nm.
【0009】また、特公昭57−33718号公報の実
施例においては、ニッケル、パラジウム、ジルコニウ
ム、及びコバルトの中間層をイオンプレーティング法に
より蒸着させているが、こと150℃以上の高温耐熱性
に関してはイオンプレーティング法よりもスパッタリン
グ法により中間層を形成させた方が接着強度の低下防止
が実現できることがわかった。理由は定かではないが、
スパッタリングの方が安定して高いイオンエネルギーを
与えられることも一つの理由と思われる。Further, in the example of Japanese Patent Publication No. 57-33718, an intermediate layer of nickel, palladium, zirconium, and cobalt is vapor-deposited by the ion plating method. It was found that the formation of the intermediate layer by the sputtering method can prevent the decrease in the adhesive strength rather than the ion plating method. I'm not sure why,
It is also considered that one reason is that sputtering can give higher ion energy more stably.
【0010】すなわち、本発明は、(1)銅または銅合
金層、金属中間層、ポリイミドフィルムの順に構成され
た銅ポリイミドフィルムにおいて、150℃で24時間
加熱しても、金属層とポリイミド層間での接着強度の低
下が5%以内に抑えられる程度の厚みに、金属中間層と
してチタン層をスパッタリング法により形成することを
特徴とする耐熱フレキシブル回路基板であり、また、
(2)ポリイミドフィルムにプラズマによる表面処理を
施した後、金属中間層であるチタン層を5〜50nmの
厚みでスパッタリング法により形成し、その上に銅また
は銅合金層を形成する請求項1記載の耐熱フレキシブル
回路基板に関するものである。That is, according to the present invention, (1) in a copper-polyimide film composed of a copper or copper alloy layer, a metal intermediate layer, and a polyimide film in this order, even when heated at 150 ° C. for 24 hours, the metal layer and the polyimide layer are separated from each other. Is a heat-resistant flexible circuit board, characterized in that a titanium layer is formed as a metal intermediate layer by a sputtering method to a thickness such that the decrease in the adhesive strength is suppressed within 5%.
(2) After subjecting a polyimide film to a surface treatment with plasma, a titanium layer which is a metal intermediate layer is formed by a sputtering method to a thickness of 5 to 50 nm, and a copper or copper alloy layer is formed thereon. The present invention relates to a heat-resistant flexible circuit board.
【0011】本発明において金属層とは、銅または銅合
金層と、この上に金属中間層として形成したチタン層と
からなる金属で形成された層を総称的に指称したもので
ある。本発明においては、上記金属層とポリイミド層間
の接着強度をピール強度測定法(IPC TEST M
ETHODS MANUAL No.2.4.9 SU
BJECT Peel Strength,Flexi
ble Printed Wiring Materi
als)により測定し、150℃、24時間加熱した後
も、その接着強度の低下が5%以内に抑えられるもので
ある。このように、本発明により形成された耐熱性フレ
キシブル回路基板は、高温試験時の特性を劣化のみなら
ず2次加工時の性能劣化が大幅に緩和されたフレキシブ
ル回路基板である。In the present invention, the metal layer is a generic term for a layer formed of a metal composed of a copper or copper alloy layer and a titanium layer formed thereon as a metal intermediate layer. In the present invention, the adhesive strength between the metal layer and the polyimide layer is measured by a peel strength measuring method (IPC TEST M).
ETHODS MANUAL No. 2.4.9 SU
BJECT Peel Strength, Flexi
ble Printed Wiring Material
The decrease in the adhesive strength is suppressed within 5% even after heating at 150 ° C. for 24 hours. As described above, the heat-resistant flexible circuit board formed according to the present invention is a flexible circuit board in which not only the characteristics during the high temperature test but also the performance deterioration during the secondary processing are remarkably alleviated.
【0012】本発明における銅合金層とは、銅とチタン
との合金を示し、銅とチタンの割合は特に限定されない
が、実際上は、銅20at%程度以上が好ましい。ま
ず、図面について説明するに、図1〜3は本発明のフレ
キシブル回路基板用材料の一実施例を示すものであっ
て、1はポリイミドフィルム、2、2’はチタン中間
層、3、3’は銅薄膜、4、4’は回路用銅膜、を示す
ものである。The copper alloy layer in the present invention refers to an alloy of copper and titanium, and the ratio of copper to titanium is not particularly limited, but in practice, it is preferably about 20 at% or more of copper. First, referring to the drawings, FIGS. 1 to 3 show an embodiment of a material for a flexible circuit board of the present invention, in which 1 is a polyimide film, 2 and 2'are titanium intermediate layers, 3 and 3 '. Indicates a copper thin film, and 4 and 4'indicate a circuit copper film.
【0013】以下、これら図面を参照しつつ本発明を具
体的に説明する。すなわち、本発明は、図1に示すよう
に、ポリイミドフィルム1と、該ポリイミドフィルムの
主面上に金属のチタン中間層2、その上に銅薄膜層3、
更にその上に回路用銅膜4が形成されてなる耐熱性フレ
キシブル回路基板である。The present invention will be described in detail below with reference to these drawings. That is, according to the present invention, as shown in FIG. 1, a polyimide film 1, a titanium intermediate layer 2 of metal on the main surface of the polyimide film, and a copper thin film layer 3 thereon.
Further, it is a heat resistant flexible circuit board having a circuit copper film 4 formed thereon.
【0014】本発明における耐熱性フレキシブル回路基
板は、図2に示すように、上述の如くポリイミドフィル
ム1の一方の面にチタン中間層2、その上に銅薄膜層
3、更にその上に回路用銅膜4が形成されて積層された
もののみならず、回路用銅膜4’、銅薄膜層3’、チタ
ン中間層2’、ポリイミドフィルム1、チタン中間層
2、銅薄膜層3、回路用銅膜4といった両面に積層され
た多層薄膜も含まれることは言うまでもない。更にま
た、図3に示すように、銅薄膜層3、3’の厚みを制御
することにより回路用銅膜4、4’は形成させない場合
もある。As shown in FIG. 2, the heat-resistant flexible circuit board according to the present invention has a titanium intermediate layer 2 on one surface of a polyimide film 1, a copper thin film layer 3 thereon, and a circuit film on it, as described above. Not only those in which the copper film 4 is formed and laminated, but also the circuit copper film 4 ', copper thin film layer 3', titanium intermediate layer 2 ', polyimide film 1, titanium intermediate layer 2, copper thin film layer 3, circuit It goes without saying that a multi-layered thin film laminated on both surfaces such as the copper film 4 is also included. Furthermore, as shown in FIG. 3, the circuit copper films 4, 4 ′ may not be formed by controlling the thickness of the copper thin film layers 3, 3 ′.
【0015】本発明に用いられるポリイミドフィルムに
関して、ポリイミドフィルムの膜厚は特に限定される条
件はないが、通常25μm〜125μmの膜厚のポリイ
ミドフィルムが用途に応じて適宜選択されて用いられ
る。ポリイミドフィルムとして具体的な例を示すとすれ
ば、カプトン、ユーピレックス、アピカル等の商品名と
して、市場で入手できるポリイミドフィルムを有効に用
いることができる。With respect to the polyimide film used in the present invention, the film thickness of the polyimide film is not particularly limited, but a polyimide film having a film thickness of 25 μm to 125 μm is usually selected and used according to the application. If a concrete example is given as the polyimide film, it is possible to effectively use a polyimide film available on the market as a trade name of Kapton, Upilex, Apical, and the like.
【0016】さらに、ピロメリット酸無水物、ビフタル
酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、オ
キシジフタル酸無水物、ハイドロフランジフタル酸無水
物等の酸無水物とメトキシジアミノベンゼン、4,4’
−オキシジアニリン、3,4’−オキシジアニリン、
3,3’−オキシジアニリン、ビスジアニリノメタン、
3,3’−ジアミノベンゾフェノン、p,p−アミノフ
ェノキシベンゼン、p,m−アミノフェノキシベンゼ
ン、m,p−アミノフェノキシベンゼン、m,m−アミ
ノフェノキシベンゼン、クロル−m−アミノフェノキシ
ベンゼン、p−ピリジンアミノフェノキシベンゼン、m
−ピリジンアミノフェノキシベンゼン、p−アミノフェ
ノキシビフェニル、m−アミノフェノキシビフェニル、
p−ビスアミノフェノキシベンジルスルホン、m−ビス
アミノフェノキシベンジルスルフォン、p−ビスアミノ
フェノキシベンジルケトン、m−ビスアミノフェノキシ
ベンジルケトン、p−ビスアミノフェノキシベンジルヘ
キサフルオロプロパン、m−ビスアミノフェノキシベン
ジルヘキサフルオロプロパン、p−ビスアミノフェノキ
シベンジルプロパン、o−ビスアミノフェノキシベンジ
ルプロパン、m−ビスアミノフェノキシベンジルプロパ
ン、p−ジアミノフェノキシベンジルチオエーテル、m
−ジアミノフェノキシベンジルチオエーテル、インダン
ジアミン、スピロビジアミン、ジケトンジアミン等のア
ミンと反応、イミド化して形成されるポリイミドも本発
明に効果的に用いることができる。Further, acid anhydrides such as pyromellitic acid anhydride, biphthalic acid anhydride, benzophenone tetracarboxylic acid anhydride, oxydiphthalic acid anhydride and hydrofurandiphthalic acid anhydride, and methoxydiaminobenzene, 4,4 '.
-Oxydianiline, 3,4'-oxydianiline,
3,3'-oxydianiline, bisdianilinomethane,
3,3′-diaminobenzophenone, p, p-aminophenoxybenzene, p, m-aminophenoxybenzene, m, p-aminophenoxybenzene, m, m-aminophenoxybenzene, chloro-m-aminophenoxybenzene, p- Pyridineaminophenoxybenzene, m
-Pyridineaminophenoxybenzene, p-aminophenoxybiphenyl, m-aminophenoxybiphenyl,
p-bisaminophenoxybenzyl sulfone, m-bisaminophenoxybenzyl sulfone, p-bisaminophenoxybenzyl ketone, m-bisaminophenoxybenzyl ketone, p-bisaminophenoxybenzyl hexafluoropropane, m-bisaminophenoxybenzyl hexafluoro Propane, p-bisaminophenoxybenzylpropane, o-bisaminophenoxybenzylpropane, m-bisaminophenoxybenzylpropane, p-diaminophenoxybenzylthioether, m
A polyimide formed by reacting with an amine such as diaminophenoxybenzyl thioether, indanediamine, spirobidiamine, diketonediamine and imidizing can be effectively used in the present invention.
【0017】本発明におけるフレキシブル回路基板の製
造方法は、まず、ポリイミドフィルムの表面を金属との
密着性を上げるために前処理行う。その方法は、コロナ
放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理が好ましく、
中でもプラズマ処理は合金層の形成に用いられるスパッ
タリングと同一装置で行える場合が多く、特に好まし
い。In the method of manufacturing a flexible circuit board according to the present invention, first, the surface of the polyimide film is pretreated in order to improve the adhesion to the metal. The method is preferably corona discharge treatment, plasma treatment, ultraviolet irradiation treatment,
Of these, the plasma treatment is often performed in the same apparatus as the sputtering used for forming the alloy layer, and is particularly preferable.
【0018】チタン中間層の形成は、薄膜の接着性や薄
膜の制御性に優れたスパッタリング法が特に用いるに好
ましい方法である。スパッタリングの方法において、特
に限定される条件はなく、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方法が有効に用いられる。形成す
べき薄膜に対応させて適宜ターゲットを選択して用いる
ことは当業者の理解するところであるり、好ましくは、
99.99%以上のスパッタリング用チタンターゲット
を用いる。The titanium intermediate layer is preferably formed by a sputtering method which is excellent in the adhesiveness of the thin film and the controllability of the thin film. The sputtering method is not particularly limited, and methods such as DC magnetron sputtering, high frequency magnetron sputtering, and ion beam sputtering are effectively used. It is understood by those skilled in the art that a target is appropriately selected and used according to the thin film to be formed, preferably,
A titanium target for sputtering of 99.99% or more is used.
【0019】このようなチタン中間層の厚さは、大気
中、150℃で24時間の加熱処理により銅粒子がポリ
イミド層内へ実質的に侵入しない(拡散抑制効果)程度
の厚みが最低必要で、5〜50nm程度がよい。膜厚が
余りに薄すぎるとこのような条件下で銅粒子がポリイミ
ド層内へ侵入してしまい拡散抑制層としての効果を有さ
ない。また、厚すぎるとチタン中間層の形成に時間を要
し、生産効率の面で好ましくないばかりか、製品として
のフレキシブル回路基板の塩化第二鉄溶液によるエッチ
ングの面でも問題が生じる。The thickness of such a titanium intermediate layer is at least required to be such that the copper particles do not substantially penetrate into the polyimide layer (diffusion suppressing effect) by heat treatment at 150 ° C. for 24 hours in the air. , 5 to 50 nm is preferable. If the film thickness is too thin, the copper particles will penetrate into the polyimide layer under such conditions and will not be effective as a diffusion suppressing layer. Further, if it is too thick, it takes a long time to form the titanium intermediate layer, which is not preferable in terms of production efficiency and also causes a problem in terms of etching a flexible circuit board as a product with a ferric chloride solution.
【0020】チタン中間層上に形成される銅薄膜につい
ては、当業者が容易に理解するところの回路形成用の材
料である。本発明においては、それ以上の特に限定され
る要件はない。好ましくは純度99.99%以上の銅が
用いられる。銅薄膜は100nm以上の膜厚に形成され
るが、本発明はフレキシブル回路基板であり、そのまま
で用いられるよりもメッキ工程、半田工程を経て回路が
形成される。これらの後工程のことを考慮すると回路加
工を容易にするためには膜厚は200nm以上であるこ
とが望ましい。The copper thin film formed on the titanium intermediate layer is a material for forming a circuit, which can be easily understood by those skilled in the art. In the present invention, there are no further particular requirements. Copper having a purity of 99.99% or more is preferably used. Although the copper thin film is formed to have a film thickness of 100 nm or more, the present invention is a flexible circuit board, and a circuit is formed through a plating process and a soldering process rather than being used as it is. In consideration of these subsequent steps, the film thickness is preferably 200 nm or more in order to facilitate circuit processing.
【0021】尚、これら金属薄膜の膜厚は、スパッタリ
ング、或いはメッキ時に試料の一部にマスクを設け、そ
の後マスクをはずしてマスクした部分としてない部分と
の段差を段差測定機により測定することにより求めた。
段差部分の長さが装置の測定限界を超える場合は、スパ
ッタリング或いはメッキ時間を測定限界内に収まるよう
に調節して求めた。The thickness of these metal thin films is determined by providing a mask on a part of the sample during sputtering or plating, and then removing the mask and measuring the step difference between the masked part and a non-masked part using a step measuring machine. I asked.
When the length of the step portion exceeds the measurement limit of the device, the sputtering or plating time was adjusted so as to be within the measurement limit.
【0022】[0022]
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明は以下の実施例になんら制限される
ものではない。 (実施例1)膜厚が50.0μmのポリイミドフィルム
(カプトンV)を用い、この片面上に、酸素のグロー放
電でポリイミドフィルムの表面を処理した後、チタンを
ターゲットとしてアルゴンガスによるDCマグネトロン
スパッタリング法により厚さ15nmのチタン薄膜層を
形成させた。その後、直ちに銅をターゲットとして、ア
ルゴンガスによるDCマグネトロンスパッタリング法に
より厚さ250nmの銅薄膜層を形成させた。次に、当
該銅薄膜の上に銅の電解メッキを施すことにより回路用
の銅膜の厚みを20μmとした。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the following examples. Example 1 A polyimide film (Kapton V) having a film thickness of 50.0 μm was used, and the surface of the polyimide film was treated by glow discharge of oxygen on one surface of the polyimide film, and then DC magnetron sputtering was performed with argon gas using titanium as a target. By the method, a titanium thin film layer having a thickness of 15 nm was formed. Immediately thereafter, a copper thin film layer having a thickness of 250 nm was formed by a DC magnetron sputtering method using argon gas with copper as a target. Next, the thickness of the circuit copper film was set to 20 μm by electrolytically plating copper on the copper thin film.
【0023】その後、上述のフィルムを乾燥させ、IC
テープ[IZUMIYA I・CINC製 マスキング
テープ]によりパターンを形成させた後、塩化第二鉄溶
液にてエッチングを試みたところ、ICテープでマスク
したところ以外は銅、チタン層共にエッチングされた。Thereafter, the above-mentioned film is dried, and IC
After forming a pattern with a tape [masking tape manufactured by IZUMIYA I.CINC], an attempt was made to etch with a ferric chloride solution. As a result, both the copper and titanium layers were etched except where they were masked with an IC tape.
【0024】かかる方法で得た回路用銅膜のポリイミド
フィルムに対する接着力を測定したところ(ピール強度
測定法:IPC No.2.4.9)、常態強度で平均
1.3kg/cmであった。これを、150℃のオーブ
ンに入れ、24時間保持した後、接着力を測定したとこ
ろ、平均1.3kg/cmであり、接着力の低下は認め
られなかった。更に、150℃のオーブンで10日間保
持した後、同様に接着力を測定したところ、平均1.3
kg/cmであり、接着力の低下は認められなかった。The adhesive strength of the circuit copper film obtained by the above method to the polyimide film was measured (peel strength measuring method: IPC No. 2.4.9), and the normal strength was 1.3 kg / cm on average. . This was put in an oven at 150 ° C. and kept for 24 hours, and then the adhesive strength was measured. The average was 1.3 kg / cm, and no decrease in adhesive strength was observed. Further, after holding in an oven at 150 ° C. for 10 days, the adhesive strength was measured in the same manner.
It was kg / cm, and no decrease in adhesive strength was observed.
【0025】また、150℃のオーブンに入れる前に、
当該フィルムを直径10mmのステンレス製の丸棒に裏
表5回ずつ計10回巻き付けたのち、150℃のオーブ
ンに入れ、10日間保持した後、同様に接着力を測定し
たところ、平均1.3kg/cmであり、この場合にお
いても、接着力の低下は認められず、実用性能上、問題
のないことを確認した。Also, before placing in an oven at 150 ° C,
The film was wound around a stainless steel rod having a diameter of 10 mm, 5 times on each side, 10 times in total, then put in an oven at 150 ° C. and kept for 10 days, and the adhesive strength was measured in the same manner. In this case, no decrease in adhesive strength was observed, and it was confirmed that there was no problem in practical performance.
【0026】(実施例2)膜厚が50.0μmのポリイ
ミドフィルム(カプトンV)を用い、この片面上に、酸
素のグロー放電でポリイミドフィルムの表面を処理した
後、チタンをターゲットとしてアルゴンガスによるDC
マグネトロンスパッタリング法により厚さ5nmのチタ
ン薄膜層を形成させた。その後、直ちに銅をターゲット
として、アルゴンガスによるDCマグネトロンスパッタ
リング法により厚さ250nmの銅薄膜層を形成させ
た。次に、当該銅薄膜の上に銅の電解メッキを施すこと
により回路用の銅膜の厚みを20μmとした。Example 2 A polyimide film (Kapton V) having a film thickness of 50.0 μm was used, and one surface of the polyimide film was treated by glow discharge of oxygen, and then titanium was used as a target with argon gas. DC
A titanium thin film layer having a thickness of 5 nm was formed by the magnetron sputtering method. Immediately thereafter, a copper thin film layer having a thickness of 250 nm was formed by a DC magnetron sputtering method using argon gas with copper as a target. Next, the thickness of the circuit copper film was set to 20 μm by electrolytically plating copper on the copper thin film.
【0027】その後、上述のフィルムを乾燥させ、IC
テープ[IZUMIYA I・CINC製 マスキング
テープ]によりパターンを形成させた後、塩化第二鉄溶
液にてエッチングを試みたところ、ICテープでマスク
したところ以外は銅、チタン層共にエッチングされた。Then, the above-mentioned film is dried, and IC
After forming a pattern with a tape [masking tape manufactured by IZUMIYA I.CINC], an attempt was made to etch with a ferric chloride solution. As a result, both the copper and titanium layers were etched except where they were masked with an IC tape.
【0028】かかる方法で得た回路用銅膜のポリイミド
フィルムに対する接着力を実施例1と同様な方法で測定
したところ、常態強度で平均1.2kg/cmであっ
た。これを、150℃のオーブンに入れ、24時間保持
した後、接着力を測定したところ、平均1.2kg/c
mであり、接着力の低下は認められなかった。更に、1
50℃のオーブンで10日間保持した後、同様に接着力
を測定したところ、平均1.0kg/cmであり、接着
力の低下は16.7%であった。The adhesive strength of the circuit copper film obtained by the above method to the polyimide film was measured by the same method as in Example 1. The average strength was 1.2 kg / cm. This was placed in an oven at 150 ° C. and kept for 24 hours, after which the adhesive strength was measured and found to be 1.2 kg / c on average.
m, and no decrease in adhesive strength was observed. Furthermore, 1
After holding in an oven at 50 ° C. for 10 days, the adhesive strength was measured in the same manner. The average adhesive strength was 1.0 kg / cm, and the decrease in adhesive strength was 16.7%.
【0029】また、150℃のオーブンに入れる前に、
当該フィルムを直径10mmのステンレス製の丸棒に裏
表5回ずつ計10回巻き付けたのち、150℃のオーブ
ンに入れ、10日間保持した後、同様に接着力を測定し
たところ、平均1.1kg/cmであり、この場合にお
いても、接着力の低下は16.7%であり、実用性能
上、問題のないことを確認した。Also, before placing in an oven at 150 ° C,
The film was wound around a stainless steel rod having a diameter of 10 mm, 5 times on each side, 10 times in total, placed in an oven at 150 ° C. and held for 10 days, and the adhesive strength was measured in the same manner. cm, and even in this case, the decrease in adhesive strength was 16.7%, confirming that there is no problem in practical performance.
【0030】(比較例1)膜厚が50.0μmのポリイ
ミドフィルム(カプトンV)を用い、この片面上に、酸
素のグロー放電でポリイミドフィルムの表面を処理した
後、チタンをターゲットとしてアルゴンガスによるDC
マグネトロンスパッタリング法により厚さ3nmのチタ
ン薄膜層を形成させた。その後、直ちに銅をターゲット
として、アルゴンガスによるDCマグネトロンスパッタ
リング法により厚さ250nmの銅薄膜層を形成させ
た。次に、当該銅薄膜の上に銅の電解メッキを施すこと
により回路用の銅膜の厚みを20μmとした。(Comparative Example 1) A polyimide film (Kapton V) having a film thickness of 50.0 μm was used, and the surface of the polyimide film was treated by glow discharge of oxygen on one surface of the polyimide film, and then titanium was used as a target with argon gas. DC
A titanium thin film layer having a thickness of 3 nm was formed by the magnetron sputtering method. Immediately thereafter, a copper thin film layer having a thickness of 250 nm was formed by a DC magnetron sputtering method using argon gas with copper as a target. Next, the thickness of the circuit copper film was set to 20 μm by electrolytically plating copper on the copper thin film.
【0031】その後、上述のフィルムを乾燥させ、IC
テープ[IZUMIYA I・CINC製 マスキング
テープ]によりパターンを形成させた後、塩化第二鉄溶
液にてエッチングを試みたところ、ICテープでマスク
したところ以外は銅、チタン層共にエッチングされた。Thereafter, the above-mentioned film is dried, and IC
After forming a pattern with a tape [masking tape manufactured by IZUMIYA I.CINC], an attempt was made to etch with a ferric chloride solution. As a result, both the copper and titanium layers were etched except where they were masked with an IC tape.
【0032】かかる方法で得た回路用銅膜のポリイミド
フィルムに対する接着力を実施例1と同様な方法で測定
したところ、常態強度で平均1.3kg/cmであっ
た。これを、150℃のオーブンに入れ、24時間保持
した後、接着力を測定したところ、平均1.1kg/c
mであり、接着力の低下は15.4%であった。更に、
150℃のオーブンで10日間保持した後、同様に接着
力を測定したところ、平均1.0kg/cmであり、接
着力の低下は23%であった。When the adhesive strength of the copper film for a circuit obtained by the above method to the polyimide film was measured by the same method as in Example 1, the average strength in normal state was 1.3 kg / cm. This was placed in an oven at 150 ° C. and kept for 24 hours, after which the adhesive strength was measured and found to be 1.1 kg / c on average.
m, and the decrease in adhesive strength was 15.4%. Furthermore,
After holding in an oven at 150 ° C. for 10 days, the adhesive strength was measured in the same manner. The average adhesive strength was 1.0 kg / cm, and the decrease in adhesive strength was 23%.
【0033】また、150℃のオーブンに入れる前に、
当該フィルムを直径10mmのステンレス製の丸棒に裏
表5回ずつ計10回巻き付けたのち、150℃のオーブ
ンに入れ、10日間保持した後、同様に接着力を測定し
たところ、平均1.0kg/cmであり、この場合にお
いても、接着力の低下は23%であり、実用性能上、問
題が残った。Before putting it in an oven at 150 ° C.,
The film was wound around a stainless steel rod having a diameter of 10 mm, 5 times on each side, 10 times in total, and then placed in an oven at 150 ° C. and held for 10 days, and the adhesive strength was measured in the same manner. cm, and even in this case, the decrease in adhesive strength was 23%, and there was a problem in practical performance.
【0034】(比較例2)膜厚が50.0μmのポリイ
ミドフィルム(カプトンV)を用い、この片面上に、酸
素のグロー放電でポリイミドフィルムの表面を処理した
後、チタンをターゲットとしてアルゴンガスによるDC
マグネトロンスパッタリング法により厚さ80nmのチ
タン薄膜層を形成させた。その後、直ちに銅をターゲッ
トとして、アルゴンガスによるDCマグネトロンスパッ
タリング法により厚さ250nmの銅薄膜層を形成させ
た。次に、当該銅薄膜の上に銅の電解メッキを施すこと
により回路用の銅膜の厚みを20μmとした。(Comparative Example 2) A polyimide film (Kapton V) having a film thickness of 50.0 μm was used, and the surface of the polyimide film was treated by glow discharge of oxygen on one surface of the polyimide film, and then titanium was used as a target with argon gas. DC
A titanium thin film layer having a thickness of 80 nm was formed by the magnetron sputtering method. Immediately thereafter, a copper thin film layer having a thickness of 250 nm was formed by a DC magnetron sputtering method using argon gas with copper as a target. Next, the thickness of the circuit copper film was set to 20 μm by electrolytically plating copper on the copper thin film.
【0035】その後、上述のフィルムを乾燥させ、IC
テープ[IZUMIYA I・CINC製 マスキング
テープ]によりパターンを形成させた後、塩化第二鉄溶
液にてエッチングを試みたところ、ICテープでマスク
した以外の場所において、銅層はエッチングされたもの
の、チタン層は完全にはエッチングされずに残った。Then, the above-mentioned film is dried, and IC
After forming a pattern with a tape [masking tape made by IZUMIYA CINC], an attempt was made to etch with ferric chloride solution. As a result, the copper layer was etched except where it was masked with the IC tape, but titanium was used. The layer remained unetched completely.
【0036】[0036]
【発明の効果】以上の実施例および比較例の示すところ
から明らかなように、本発明は、150℃、24時間加
熱しても金属層とポリイミド層間での接着強度の低下が
低い、高温耐久性に優れたフレキシブル基板を提供する
ものであり、半導体産業にとって、極めて有用な発明で
ある。As is clear from the above examples and comparative examples, the present invention shows that the adhesive strength between the metal layer and the polyimide layer is not significantly lowered even when heated at 150 ° C. for 24 hours, and high temperature durability is achieved. It provides a flexible substrate having excellent properties and is an extremely useful invention for the semiconductor industry.
【図1】本発明のフレキシブル回路基板用材料の一実施
例の層構成FIG. 1 is a layer structure of an embodiment of a material for a flexible circuit board of the present invention.
【図2】本発明のフレキシブル回路基板用材料の一実施
例の層構成FIG. 2 is a layer structure of an embodiment of the material for a flexible circuit board of the present invention.
【図3】本発明のフレキシブル回路基板用材料の一実施
例の層構成FIG. 3 is a layer structure of one embodiment of the material for a flexible circuit board of the present invention.
1 ポリイミドフィルム 2、2’ チタン中間層 3、3’ 銅薄膜 4、4’ 回路用銅膜 1 Polyimide film 2, 2'titanium intermediate layer 3, 3'copper thin film 4, 4'circuit copper film
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成7年6月16日[Submission date] June 16, 1995
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0010[Correction target item name] 0010
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0010】 すなわち、本発明は、(1)銅または銅
合金層、金属中間層、ポリイミドフィルムの順に構成さ
れた銅ポリイミドフィルムにおいて、150℃で24時
間加熱しても、金属層とポリイミド層間での接着強度の
低下が5%以内に抑えられる程度の厚みに、金属中間層
としてチタン層をスパッタリング法により形成すること
を特徴とする耐熱フレキシブル回路基板であり、また、
(2)ポリイミドフィルムにプラズマによる表面処理を
施した後、金属中間層であるチタン層を5〜50nmの
厚みでスパッタリング法により形成し、その上に銅また
は銅合金層を形成する(1)記載の耐熱フレキシブル回
路基板に関するものである。That is, the present invention relates to (1) a copper-polyimide film composed of a copper or copper alloy layer, a metal intermediate layer, and a polyimide film in this order, even if heated at 150 ° C. for 24 hours, between the metal layer and the polyimide layer. Is a heat-resistant flexible circuit board, characterized in that a titanium layer is formed as a metal intermediate layer by a sputtering method to a thickness such that the decrease in the adhesive strength is suppressed within 5%.
(2) After subjecting the polyimide film to a surface treatment with plasma, a titanium layer that is a metal intermediate layer is formed with a thickness of 5 to 50 nm by a sputtering method, and a copper or copper alloy layer is formed thereon (1). The present invention relates to a heat-resistant flexible circuit board.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 伸 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内 (72)発明者 福田 信弘 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Shin Fukuda 1190 Kasama-cho, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd. (72) Nobuhiro Fukuda 1190 Kasama-cho, Sakae-ku, Yokohama, Kanagawa Mitsui Toatsu Chem Within the corporation
Claims (2)
ミドフィルムの順に構成された銅ポリイミドフィルムに
おいて、150℃で24時間加熱しても、金属層とポリ
イミド層間での接着強度の低下が5%以内に抑えられる
程度の厚みに、金属中間層としてチタン層をスパッタリ
ング法により形成することを特徴とする耐熱フレキシブ
ル回路基板。1. A copper-polyimide film composed of a copper or copper alloy layer, a metal intermediate layer, and a polyimide film in that order, even if heated at 150 ° C. for 24 hours, the adhesive strength between the metal layer and the polyimide layer decreases by 5%. A heat-resistant flexible circuit board, characterized in that a titanium layer is formed as a metal intermediate layer by a sputtering method to a thickness that can be suppressed within 10%.
面処理を施した後、金属中間層であるチタン層を5〜5
0nmの厚みでスパッタリング法により形成し、その上
に銅または銅合金層を形成する請求項1記載の耐熱フレ
キシブル回路基板。2. The surface of the polyimide film is treated with plasma, and then a titanium layer, which is a metal intermediate layer, is added in an amount of 5 to 5.
The heat resistant flexible circuit board according to claim 1, wherein the heat resistant flexible circuit board is formed to have a thickness of 0 nm by a sputtering method, and a copper or copper alloy layer is formed thereon.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13771395A JPH08330694A (en) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | Heat resistant flexible circuit board |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13771395A JPH08330694A (en) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | Heat resistant flexible circuit board |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08330694A true JPH08330694A (en) | 1996-12-13 |
Family
ID=15205091
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13771395A Pending JPH08330694A (en) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | Heat resistant flexible circuit board |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08330694A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1137331A2 (en) * | 2000-03-21 | 2001-09-26 | GA-TEK, Inc. (doing business as Gould Electronics Inc.) | Copper on polymer component having improved adhesion |
CN112992425A (en) * | 2021-02-24 | 2021-06-18 | 烟台万隆真空冶金股份有限公司 | Preparation method of copper-based composite electric contact material with gradient structure |
-
1995
- 1995-06-05 JP JP13771395A patent/JPH08330694A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1137331A2 (en) * | 2000-03-21 | 2001-09-26 | GA-TEK, Inc. (doing business as Gould Electronics Inc.) | Copper on polymer component having improved adhesion |
JP2001270040A (en) * | 2000-03-21 | 2001-10-02 | Ga-Tek Inc Dba Gould Electronics Inc | Copper-on-polymer constituting element having improved adhesive properties |
EP1137331A3 (en) * | 2000-03-21 | 2002-10-23 | GA-TEK, Inc. (doing business as Gould Electronics Inc.) | Copper on polymer component having improved adhesion |
CN112992425A (en) * | 2021-02-24 | 2021-06-18 | 烟台万隆真空冶金股份有限公司 | Preparation method of copper-based composite electric contact material with gradient structure |
CN112992425B (en) * | 2021-02-24 | 2022-08-30 | 烟台万隆真空冶金股份有限公司 | Preparation method of copper-based composite electric contact material with gradient structure |
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