JPH08330695A - High adhesive flexible circuit board - Google Patents

High adhesive flexible circuit board

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Publication number
JPH08330695A
JPH08330695A JP13771495A JP13771495A JPH08330695A JP H08330695 A JPH08330695 A JP H08330695A JP 13771495 A JP13771495 A JP 13771495A JP 13771495 A JP13771495 A JP 13771495A JP H08330695 A JPH08330695 A JP H08330695A
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JP
Japan
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layer
copper
film
molybdenum
polyimide film
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Pending
Application number
JP13771495A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Iwamori
暁 岩森
Takehiro Miyashita
武博 宮下
Masami Gotou
優実 後藤
Shin Fukuda
福田  伸
Nobuhiro Fukuda
信弘 福田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Publication date
Application filed by Mitsui Toatsu Chemicals Inc filed Critical Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority to JP13771495A priority Critical patent/JPH08330695A/en
Publication of JPH08330695A publication Critical patent/JPH08330695A/en
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Abstract

PURPOSE: To prevent drop of adhesive strength of a flexible circuit board having high heat resistance by forming a molybdenum layer into a specified thickness in a sputtering manner, as a metal intermediate layer of a copper polyimide film which consists of a copper or copper alloy layer, the metal intermediate layer, and a polyimide film, in this order. CONSTITUTION: Relating to a heat resistant flexible circuit substrate, a polyimide film 1, a metal molybdenum intermediate layer 2 an the principal surface of the polyimide film 1, a copper thin film layer 3 on it, and a copper film 4 for circuit on it, are formed in this order. Here, the molybdenum layer acting as the metal intermediate layer 2 is formed, in sputtering manner, into such a thickness as to suppress drop of adhesive strength between the metal layer and palyimide layer to within 5% even when the molybdenum layer is heated at 150 deg.C for 24 hours. That is, after surface treatment is performed on the polyimide film 1 by plasma, the molybdenum layer acting as the metal intermediate layer 2 is formed into the thickness 10-500nm in the sputtering manner, and then on it, the copper or copper alloy layer 3 is formed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はポリイミドフィルムにモ
リブデン層を形成させた後、銅層を形成させた耐熱性フ
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 copper layer is formed after a molybdenum layer is formed on a polyimide film, and particularly, the adhesiveness between the metal layer and the polyimide film is excellent in high temperature durability. 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10μ
m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10μ
m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 in which a metal film is formed on an insulating polymer film has a film thickness of about 10 μm.
There are those in which a metal film of m or more and a polymer film are joined with an adhesive, but the thermal characteristics 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 thicker than m, it is difficult to perform fine processing of several tens of μm and the like, so that there are problems that it cannot be applied to high-density wiring in the semiconductor industry, poor dimensional stability, and warpage of products. 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
通して透過する空気や酸素等の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、中間層としてチタン層を形成さ
せたところ、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 present inventors have diligently investigated the cause of the decrease in adhesiveness and found that reactive gases such as air and oxygen that permeate through the polyimide film affect the adhesiveness. I found it. Then, when a titanium 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】我々は、チタン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チタン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、チタン中間層の場合
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、チタン中間層の場
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といった新た
な問題に直面した。
We have used titanium for the intermediate layer and
When the peeling interface before and after the heat treatment was analyzed by Auger electron spectroscopy (AES) in the case where aluminum was used as the intermediate layer, in the case of the aluminum intermediate layer,
In the state 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 titanium layer even after the heat treatment. That is, it was found that the titanium intermediate layer had an effect of suppressing diffusion of copper into the polyimide. However, in the case of the titanium intermediate layer, a new problem is encountered in that the etching process of the flexible circuit board, that is, the etching with the ferric chloride solution is difficult.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、チタン中
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、モリブデ
ン中間層も有効であることを見いだした。特公昭57−
33718号公報においては、コバルト等を中間層とし
て用い、加熱処理後も接着強度の低下は殆どないとして
いるが、加熱処理の温度が130℃であり、本発明者ら
の目指す耐熱性より20℃も低い。即ち、本発明者ら
は、加熱温度を150℃にすることにより、高い耐熱性
を有するフレキシブル回路基板を提供することが可能に
なり、本回路基板をより広範囲な用途に利用できるこ
と、更に、中間層の厚みは1〜1000nmが良いとし
ているが、モリブテンを中間層とした場合は、10nm
未満の範囲においては150℃の加熱処理では拡散抑制
防止効果は有さないことを見いだした。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have earnestly studied an intermediate layer having a diffusion suppressing effect in which copper diffuses into polyimide other than a titanium intermediate layer, and found that a molybdenum intermediate layer is also effective. I found it. Japanese Patent Publication 57-
In Japanese Patent No. 33718, it is stated that cobalt or the like is used as an intermediate layer and the adhesive strength is hardly reduced even after the heat treatment, but the temperature of the heat treatment is 130 ° C., which is 20 ° C. from the heat resistance aimed by the present inventors. Is also low. That is, the inventors of the present invention can provide a flexible circuit board having high heat resistance by setting the heating temperature to 150 ° C., and the present circuit board can be used in a wider range of applications. The layer thickness is preferably 1 to 1000 nm, but when molybdenum is used as the intermediate layer, it is 10 nm.
It has been found that the heat treatment at 150 ° C. does not have the effect of preventing diffusion suppression in the range below.

【0008】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も見いだした。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。また、
モリブデンのような高融点金属の場合、イオンプレーテ
ィング法により蒸着させるのは難しく、スパッタリング
法であれば、モリブデンのような高融点金属でも薄膜を
形成させることができるのである。
In the example of Japanese Patent Publication No. 57-33718, the intermediate layer of nickel, palladium, zirconium, and cobalt is vapor-deposited by the ion plating method. Found that the formation of the intermediate layer by the sputtering method rather than the ion plating method can prevent the lowering of the adhesive strength. The reason is not clear, but it seems that one of the reasons is that sputtering can give a higher ion energy more stably. Also,
In the case of a refractory metal such as molybdenum, it is difficult to deposit by an ion plating method, and a sputtering method can form a thin film even with a refractory metal such as molybdenum.

【0009】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、該金属中間層
としてモリブデン層をスパッタリング法により形成する
ことを特徴とする高密着性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、金属中間層であるモリブデン層を
10〜500nm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
の高密着性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 if heated at 150 ° C. for 24 hours, A high-adhesion flexible circuit board, characterized in that a molybdenum layer is formed as the metal intermediate layer by a sputtering method to a thickness such that a decrease in adhesive strength is suppressed within 5%, and (2) Polyimide The high adhesion property according to claim 1, wherein after the film is subjected to a surface treatment with plasma, a molybdenum layer which is a metal intermediate layer is formed with a thickness of 10 to 500 nm by a sputtering method, and a copper or copper alloy layer is formed thereon. The present invention relates to a flexible circuit board.

【0010】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モリブデン
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
METHODS MANUAL No.2.4.9S
UBJECT Peel Strength,Flex
ible Printed Wiring Mater
ials)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る耐熱性フ
レキシブル回路基板は、高温試験時の特性を劣化のみな
らず二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 molybdenum 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).
METHODS MANUAL No. 2.4.9S
UBJECT Peel Strength, Flex
Ible Printed Wiring Mater
even after heating at 150 ° C. for 24 hours, the decrease in the adhesive strength can be suppressed within 5%. As described above, the heat-resistant flexible circuit board formed by 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.

【0011】本発明における銅合金層とは、銅とモリブ
デンの合金を示し、銅とモリブデンの割合は特に限定は
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’はモリブデ
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 molybdenum, and the ratio of copper to molybdenum is not particularly limited, but in reality, 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 molybdenum intermediate layers, 3 and 3 '. Is a copper thin film, 4 and 4'is a circuit copper film,
Is shown.

【0012】以下、これら図面を参照しつつ本願発明を
具体的に説明する。本発明は、図1に示すような、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
金属のモリブデン中間層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. According to the present invention, as shown in FIG. 1, a polyimide film 1, a metal molybdenum intermediate layer 2 on the main surface of the polyimide film, a copper thin film layer 3 thereon, and a circuit copper film 4 are further formed thereon. It is a heat-resistant flexible circuit board that is formed.

【0013】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の一方の面にモリブデン中間層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’、モ
リブデン中間層2’、ポリイミドフィルム1、モリブデ
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
を充分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 the molybdenum intermediate layer 2 on one surface of the polyimide film 1, the copper thin film layer 3 on the one surface, and the circuit film on the molybdenum intermediate layer 2 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', molybdenum intermediate layer 2 ', polyimide film 1, molybdenum 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.
Further, as shown in FIG. 3, the circuit copper films 4 and 4'may not be formed by sufficiently controlling the thickness of the copper thin film layers 3 and 3 '.

【0014】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 normally a polyimide film having a film thickness of 25 μm to 125 μm is appropriately 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.

【0015】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, benzophenonetetracarboxylic 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.

【0016】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ことが好ましい。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, it is preferable to pretreat the surface of the polyimide film in order to improve the adhesion to the metal. As the method, corona discharge treatment, plasma treatment, and ultraviolet irradiation treatment are preferable, and among them, plasma treatment is often preferable because it can be performed in the same apparatus as the sputtering used for forming the alloy layer.

【0017】モリブデン中間層の形成は、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が、好まし
くは、99.9%以上のスパッタリング用モリブデンタ
ーゲットを用いる。
For forming the molybdenum intermediate layer, a sputtering method which is excellent in the adhesiveness of the thin film and the controllability of the thin film is a particularly preferable method. 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, but a molybdenum target for sputtering of 99.9% or more is preferably used.

【0018】このようなモリブデン中間層の厚さは、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、10〜500nm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、厚すぎるとモリブデ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。
The thickness of such a molybdenum intermediate layer is at least required to be such that 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. , 10 to 500 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 time to form the molybdenum intermediate layer, which is not preferable in terms of production efficiency.

【0019】モリブデ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 molybdenum 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.

【0020】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 at the time of sputtering or plating, and then removing the mask and measuring the step difference between the masked part and the unmasked 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.

【0021】[0021]

【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、モリブデ
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40nmのモリブデン
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 molybdenum as a target. A 40 nm thick molybdenum thin film layer was formed by the 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.

【0022】その後、当該基板上に2mm幅のマスキン
グテープを張り、塩化第二鉄溶液で不要な金属層を除去
した後、マスキングテープを除去し、金属層とポリイミ
ド層の接着強度をピール強度測定法(IPC No.
2.4.9)により測定したところ、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、同様に接着力を測定し
たところ、平均1.2kg/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
1.2kg/cmであり、接着力の低下は認められなか
った。
After that, a masking tape having a width of 2 mm was applied on the substrate, the unnecessary metal layer was removed with a ferric chloride solution, and then the masking tape was removed, and the adhesive strength between the metal layer and the polyimide layer was measured. Method (IPC No.
When measured according to 2.4.9), the normal strength was 1.2 kg / cm on average. This was placed in an oven at 150 ° C. and kept for 24 hours, and then the adhesive strength was measured in the same manner. The average was 1.2 kg / cm, and no decrease in adhesive strength was observed. Furthermore, in an oven at 150 ° C, 10
After maintaining for a day, the adhesive strength was measured in the same manner and found to be 1.2 kg / cm on average, and no decrease in adhesive strength was observed.

【0023】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1.2kg/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, and then placed in an oven at 150 ° C. and held 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.

【0024】(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、モリブデ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10nm
のモリブデ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 the surface of the polyimide film was treated by glow discharge of oxygen on one surface of the polyimide film, and then molybdenum was used as a target and argon gas was used. 10 nm thick by DC magnetron sputtering method
Was formed into a molybdenum thin film layer. 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.

【0025】その後、実施例1と同様な方法でピール強
度を測定したところ、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、同様に接着力を測定したところ、平均
1.2kg/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1.1kg/
cmであり、接着力の低下は8.3%であった。
Thereafter, the peel strength was measured by the same method as in Example 1. The average strength was 1.2 kg / cm.
Met. This was placed in an oven at 150 ° C. and kept for 24 hours, and then the adhesive strength was measured in the same manner. The average was 1.2 kg / cm, and no decrease in adhesive strength was observed. Furthermore, after holding in an oven at 150 ° C. for 10 days, the adhesive strength was measured in the same manner.
cm, and the decrease in adhesive strength was 8.3%.

【0026】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8.3%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 8.3%,
I confirmed that there was no problem.

【0027】(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、モリブデ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
モリブデ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. A molybdenum thin film layer having a thickness of 5 nm was formed by the DC 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.

【0028】その後、実施例1と同様な方法でピール強
度を測定したところ、常態強度で平均1.4kg/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、同様に接着力を測定したところ、平均
1.2kg/cmであり、接着力の低下は14%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29%であった。
Then, the peel strength was measured in the same manner as in Example 1. The average strength was 1.4 kg / cm.
Met. This was put in an oven at 150 ° C. and kept for 24 hours, and then the adhesive strength was measured in the same manner. The average was 1.2 kg / cm, and the decrease in adhesive strength was 14%. Furthermore, after holding in an oven at 150 ° C for 10 days,
Similarly, when the adhesive force was measured, the average was 1.0 kg / cm.
The decrease in adhesive strength was 29%.

【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1.0kg/cmであり、この場合にお
いても、接着力の低下は29%であり、実用性能上、問
題が残った。
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, 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 29%, and there was a problem in practical performance.

【0030】[0030]

【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.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ポリイミドフィルム 2、2’ モリブデン中間層 3、3’ 銅薄膜 4、4’ 回路用銅膜 1 Polyimide film 2, 2'Molybdenum intermediate layer 3, 3'Copper thin film 4, 4'Copper film for circuit

【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】0009[Correction target item name] 0009

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0009】 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、該金属中間
層としてモリブデ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高密着性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、金属中間層であるモリブデン層を
10〜500nm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
高密着性フレキシブル回路基板に関するものである。
That is, the present invention provides (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. A high-adhesion flexible circuit board, characterized in that a molybdenum layer is formed as the metal intermediate layer by a sputtering method to a thickness such that a decrease in adhesive strength is suppressed within 5%, and (2) Polyimide After subjecting the film to a surface treatment with plasma, a molybdenum layer which is a metal intermediate layer is formed by a sputtering method to a thickness of 10 to 500 nm, and a copper or copper alloy layer is formed thereon (1) . The present invention relates to a 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)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項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、該金属中間層としてモリブデン層をスパ
ッタリング法により形成することを特徴とする高密着性
フレキシブル回路基板。
1. A copper-polyimide film comprising 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 adhesion strength between the metal layer and the polyimide layer decreases. %, And a molybdenum layer is formed as the metal intermediate layer by a sputtering method to a thickness that can be suppressed within 10%.
【請求項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、金属中間層であるモリブデン層を1
0〜500nm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
の高密着性フレキシブル回路基板。
2. A molybdenum layer, which is a metal intermediate layer, is formed on a polyimide film after the surface treatment with plasma.
The highly adhesive flexible circuit board according to claim 1, wherein the flexible circuit board is formed to a thickness of 0 to 500 nm by a sputtering method, and a copper or copper alloy layer is formed thereon.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001074585A1 (en) * 2000-04-03 2001-10-11 Mitsubishi Shindoh Co., Ltd. Metallized polyimide film
KR100980039B1 (en) * 2008-02-01 2010-09-06 포항공과대학교 산학협력단 Manufacturing method of thin film for diffusion barrier and thin film for diffusion barrier produced thereby
JP2022523016A (en) * 2019-01-24 2022-04-21 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Fine rewiring methods for advanced packaging applications

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