JPWO2008152974A1 - 耐熱エージング特性に優れた金属被覆ポリイミド樹脂基板の製造方法 - Google Patents

耐熱エージング特性に優れた金属被覆ポリイミド樹脂基板の製造方法 Download PDF

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Abstract

ポリイミド樹脂フィルムの両面又は片面にBを含有する無電解ニッケルめっき層を形成し、その表層に無電解銅めっき又は電気銅めっきにより導電性皮膜を形成する金属被覆ポリイミド樹脂基板の製造方法において、上記無電解ニッケルめっきに先立って、ポリイミド樹脂基板をアルカリ金属水酸化物からなる溶液に浸漬し親水化する処理、触媒付与処理及び触媒活性化処理を施した後、前記無電解ニッケル層の形成を2工程に分け、第1工程で第2工程よりも厚い無電解ニッケルめっき層を形成した後、加熱処理を行い、さらに第2工程で再度無電解ニッケルめっき層を形成することを特徴とする金属被覆ポリイミド樹脂基板の製造方法。無接着剤フレキシブルラミネートの密着力の指標である初期密着力を低下させることなく加熱エージング後(150°C、大気中に168時間放置された後)の密着力を高めることを課題とする。

Description

フレキシブルプリント基板、TAB、COF等の電子部品の実装素材として用いられる無接着剤フレキシブルラミネート材、特に耐熱エージング特性に優れた金属被覆ポリイミド樹脂基板の製造方法に関する。
ポリイミドフィルムに主として銅からなる金属導体層を積層したFCCL(Flexible Copper Clad Laminate)は、電子産業における回路基板の素材として広く用いられている。中でも、ポリイミドフィルムと金属層との間に接着剤層を有しない無接着剤フレキシブルラミネート(特に、二層フレキシブル積層体)は回路配線幅のファインピッチ化に伴い注目されている。
無接着剤フレキシブルラミネート、特にファインピッチに対応した無接着剤フレキシブルラミネートの製造方法としては、ポリイミドフィルム上にスパッタリング、CVD、蒸着などの乾式メッキ法により金属層を予め形成し、次いで湿式メッキ法により導体層となる金属層を製膜する、いわゆるメタライジング法がある。
このメタライジング法においては、金属層とポリイミドフィルムとの密着力を高めるために、金属層を形成するに先立ち、ポリイミドフィルム表面をプラズマ処理により、表面の汚染物質の除去ならびに表面粗さの向上を目的として改質を行うことが行われている(特許文献1及び2参照)。この方法は極めて有効な方法ではあるが、回路形成時の熱処理や使用環境での長期信頼性などにおいて、やや密着力が低下する問題がある。
また、接着剤を使用せずにポリイミド樹脂フィルムに無電解ニッケルめっきを施し、さらにその上に、銅めっきしたものも提案されている。
この方法は、ニッケルめっきは銅のポリイミド樹脂への拡散を防止するバリアの役目をすること、そして無電解ニッケルめっきがポリイミド樹脂フィルムとの接着性に優れているという特性を利用するものである。しかし、この方法は熱負荷がかかった場合に接着強度が低下し剥離する問題がある。
これはポリイミド樹脂に吸湿性があることが原因である。例えば回路設計の際に、はんだ付けなどの熱がかかった場合、ポリイミド樹脂に吸収された水分が熱のために膨張し変形すると、ポリイミド樹脂フィルムとニッケめっきとの間に微小な空隙ができ、接着力が低下するからである。上記の通り、湿式法である無電解ニッケルめっきが避けられない処理工程である以上、この接着強度の低下が避けられない問題である。
このようなことから、無電解ニッケルめっき工程を2工程に分け、1工程目で薄くニッケルめっきを行い、析出したニッケル粒子間に多数の微細孔が形成されるようにし、次に乾燥してポリイミド樹脂に吸収された水分をニッケル粒子間に多数の微細孔を通過させて蒸発させ、次いで2工程目で所定の厚みに、厚くニッケルめっきする方法が提案されている(特許文献3参照)。2工程で無電解ニッケルめっきを行うことは有効ではあるが、必ずしも十分な接着性を持続できないという問題がある。
この原因は、2工程目で再度厚く無電解ニッケルめっきを行う段階で、前記1工程目で形成された多数の微細孔が、ポリイミド樹脂への無電解ニッケルめっき液の通過孔となる矛盾が生ずるからと考えられる。
また、一般的に使用される無電解Niめっき液としてはNi−P系無電解Niめっき液が提案されているが、成膜されたNi−P系無電解Niめっき皮膜は、耐食性に優れる一方で、エッチング性が悪く、ファインパターン形成には難があるという問題も抱えていた。
特許第3173511号公報 特表2003−519901号公報 特開2005−154895号公報
本願発明は、無接着剤フレキシブルラミネートの初期密着力を低下することなく加熱エージング後(150°C、大気中に168時間放置された後)の密着力を高めることを課題とするものである。
上記の課題に鑑み、本発明は以下の発明を提供するものである。
1)ポリイミド樹脂フィルムの両面又は片面にBを含有する無電解ニッケルめっき層を形成し、その表層に無電解銅めっき又は電気銅めっきにより導電性皮膜を形成する金属被覆ポリイミド樹脂基板の製造方法において、上記無電解ニッケルめっきに先立って、ポリイミド樹脂基板をアルカリ金属水酸化物からなる溶液に浸漬し親水化する処理、触媒付与処理及び触媒活性化処理を施した後、前記無電解ニッケルめっき層の形成を2工程に分け、第1工程で第2工程よりも厚い無電解ニッケルめっき層を形成した後、加熱処理を行い、さらに第2工程で再度無電解ニッケルめっき層を形成することを特徴とする金属被覆ポリイミド樹脂基板の製造方法を提供する。
加熱処理は、大気中で行うことができる。また、ポリイミド樹脂フィルムをめっき処理する前に、乾燥させて脱水を行う処理を妨げるものではない。
さらに、本発明は、
2)第1工程で形成する無電解ニッケルめっきの厚みがニッケルめっき層全体厚みの55%以上になるように形成する前記1)記載の金属被覆ポリイミド樹脂基板の製造方法を提供する。特に、好適な厚さとしては、70%〜80%である。
また、本願発明は、
3)無電解ニッケルの合計厚みが0.1〜1.0μmである前記1)又は2)記載の金属被覆ポリイミド樹脂基板の製造方法。
4)加熱処理の温度を90°C〜300°Cとする前記1)〜3)のいずれかに記載の金属被覆ポリイミド樹脂基板の製造方法を提供する。この温度はポリイミド樹脂基板から水分を蒸発させるための好適な条件である。
また、本願発明は、
5)前記触媒付与処理において、予め金属捕捉能を持つ官能基を有するシランカップリング剤と貴金属化合物とを混合又は反応させた溶液に浸漬することも有効である。前記本願発明の金属被覆ポリイミド樹脂基板の製造方法は、これらを必要に応じて適用することができ、本願発明はこれらを包含する。
6)前記無電解ニッケルめっきとしては、特に0.1〜3wt%のBを含有する無電解ニッケルめっきであることが有効である。本願発明は、0.1〜3wt%のBを含有する無電解ニッケルめっきを使用した金属被覆ポリイミド樹脂基板の製造方法を提供するものである。このB入りニッケル無電解めっきは、ポリイミド樹脂からの水分を蒸発させかつポリイミド樹脂への水分の再侵入を阻止するめっき層として有効である。また、一般的に幅広く用いられているNi−P無電解ニッケルめっき皮膜と比較してエッチング性が良いため、ファインパターン回路形成に優れているといった特徴がある。
以上により、導体である銅を被覆する工程の前において、ポリイミド樹脂フィルムに親水化処理、触媒付与および触媒活性化処理を施した後に、B含有無電解ニッケルめっき層を形成し、大気中で熱処理を行った後に再度無電解ニッケルめっきを行い、耐熱エージング特性を向上させた金属被覆ポリイミド基板の製造方法を提供するものであり、特にポリイミドフィルムと金属層間の積層後の初期密着力を、低下させることなくエージング後の密着力を高めることが可能であるという優れた効果を有する。
次に、本願発明の具体例について説明する。なお、以下の説明は本願発明を理解し易くするためのものであり、この説明に発明の本質を制限されるものではない。すなわち、本発明に含まれる他の態様または変形を包含するものである。
本願発明の金属被覆ポリイミド樹脂基板の製造方法は、ポリイミド樹脂基板をアルカリ金属水酸化物からなる溶液に浸漬して親水化する処理、触媒付与処理及び触媒活性化処理を施した後、該ポリイミド樹脂フィルムの両面又は片面に無電解ニッケルめっきによりB含有ニッケル層を形成するものである。なお、以下の説明において、本願発明の無電解ニッケルめっき層は、全てB含有ニッケル層を示すものとする。
前記無電解ニッケルめっきを行う場合には、無電解ニッケルめっき層の形成を2工程に分け、第1工程で第2工程よりも厚い無電解ニッケルめっき層を形成し、次に加熱処理を行う。そして、さらに第2工程で再度無電解ニッケルめっき層を形成する。
加熱処理は、大気中で行うことができる。また、ポリイミド樹脂フィルムをめっき処理する前に、乾燥させて脱水を行う処理を妨げるものではない。
ここで重要なことは、前記第1工程における無電解ニッケルめっきは、薄い膜ではなく、むしろ前記第1工程における無電解ニッケルめっきを、より厚く形成するということである。このようにする理由は、2層目の無電解めっき液による水分のポリイミド樹脂への浸入の進み方が、1層目の厚みに依存する傾向があるからである。また、後述するように、前記第1工程後の加熱処理は比較的温度を高くして行うことが望ましい。
これによって、単に前記第1工程における無電解ニッケルめっきは、多数の蒸発孔が形成されるように薄く被覆するのではなく、厚く被覆するために、むしろめっき膜の孔は減少する。これは第2工程目の無電解ニッケルめっきの際のめっき浴からの水分の浸入を防ぐ役割を持つ。これは、本願発明の大きな特徴と言える。
この無電解ニッケルめっき膜は、極めて薄い膜なので、ポリイミド樹脂からの水分の蒸発とポリイミド樹脂への水分の再侵入を阻止する機構を十分に解明できたとは言えないが、後述するエージング後のピール強度の実験データから、それを確認することができる。特に、ホウ素含有無電解ニッケルめっきは有効である。
金属被覆ポリイミド樹脂基板の製造方法は、さらに第1工程で形成する無電解ニッケルめっき層の厚みがニッケルめっき層の全体厚みの55%以上になるように形成することが望ましい。これは、第1工程で形成する無電解ニッケルめっき層の厚みの下限値を示すものである。第1工程で形成する無電解ニッケルめっき層の厚みの上限値は、全体厚みの96%とするのが望ましい。
また、本願発明の金属被覆ポリイミド樹脂基板の製造方法は、無電解ニッケルの合計厚みを0.1〜1.0μmとすることができる。無電解ニッケルの合計厚みは、特に限定されないのであるが、フレキシブル性を向上させるためには、上限を1.0μmとするのが望ましい。しかし、これは好適な厚さを示すものであり、製品の要求度に応じてこの厚さに制限されないことを知るべきである。
前記無電解ニッケル又はニッケル合金の合計厚みの下限値は、ポリイミド樹脂基板との接着性と銅のポリイミド樹脂基板への拡散防止のためには、0.1μmとするのが良い。これも好適な厚さを示すものであり、製品の要求度に応じて変えることも可能である。
また、本願発明の金属被覆ポリイミド樹脂基板の製造方法は、加熱処理の温度を90°C〜300°Cとすることができる。この温度は、ポリイミド樹脂基板から水分を蒸発させるための好適な条件である。一方、上記の通り、第1工程目の無電解ニッケルめっき層は厚く形成されているので、めっきが粒子状に形成された場合でも、相互の粒子が近接しているため、低温度の加熱でも無電解ニッケルの微細孔を閉塞させる効果を有するものと考えられる。
これによって、第2工程目の無電解ニッケルめっきの際のめっき浴からの水分の浸入を効果的に阻止する役割を有する。加熱処理時間は、特に制限はないが、1分〜60分程度とすることができる。
また、本願発明の金属被覆ポリイミド樹脂基板の製造方法は、前記触媒付与処理において、予め金属捕捉能を持つ官能基を有するシランカップリング剤と貴金属化合物とを混合又は反応させた溶液に浸漬することも有効である。これらを必要に応じて適用することができ、本願発明はこれらを包含する。
本願発明においては、上記無電解めっきを、主に説明しているが、エージング後のピール強度を向上させる方法は、このような無電解めっきだけではない。すなわち、ポリイミド樹脂基板をアルカリ金属水酸化物からなる溶液に浸漬し親水化する処理、触媒付与処理及び触媒活性化処理を施した後に、無電解ニッケルめっきを行うことも重要であることも知るべきである。
また、本願発明の金属被覆ポリイミド樹脂基板の製造方法は、前記無電解めっき液に0.1〜3wt%のBを含有する無電解ニッケルめっき液を使用する。このB入り無電解ニッケルめっきは、ポリイミド樹脂からの水分を蒸発させ、かつポリイミド樹脂への水分の再侵入を阻止するめっき層として有効である。
B含有量が0.1wt%未満では含有効果が低いので、0.1wt%以上とすること、またB含有量が3wt%を超えるとエージング後のピール強度がやや低下してくるので、3wt%以下とすることが望ましい。特に、有効な範囲は0.5〜2wt%のBを含有する無電解ニッケルめっき液である。
しかし、この数値条件は、被覆する材料の種類又は製造条件により、必要に応じて、上記数値条件の範囲外のBを含有する無電解ニッケルめっき液を使用することも可能である。本願発明は、これらを全て包含するものである。
前記の通り、基板となる材料としてポリイミド樹脂を使用した例を示しているが、他の基板材料への適用も可能である。例えば、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンテレフタレート、エポキシ樹脂、液晶ポリマーなどである。
本願発明は、上記の通り、ポリイミド樹脂基板をアルカリ金属水酸化物からなる溶液に浸漬し親水化する処理、触媒付与処理及び触媒活性化処理を施した後、前記無電解ニッケルめっき層を形成するのであるが、アルカリ金属水酸化物としては、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどを挙げることができる。また、オルトケイ酸ナトリウムなどのケイ酸化合物も使用可能であり、これらを単独又は複合して使用できる。
めっき膜の密着力をより向上させるために、ポリイミド樹脂基板の表面に、予めクロム酸や過マンガン酸などを用いてエッチング処理し、これによるアンカー効果を持たせる処理を行っても良い。また、めっきを行う前処理段階で、ポリイミド樹脂基板の表面を還元剤で処理することも有効である場合がある。本願発明は、必要に応じてこれを使用することができる。本願発明は、これらの処理を付加的に行うことができ、これらの処理を包含するものである。
次に、実施例および比較例に基づいて説明する。なお、本実施例はあくまで一例であり、この例のみに制限されるものではない。すなわち、本発明に含まれる他の態様または変形を包含するものである。
(実施例1)
ポリイミド樹脂フィルム(デュポン社:カプトン150E)を親水化処理として25°Cの100g/Lの水酸化カリウム水溶液に3分間浸漬した後、純水で洗浄した。触媒付与工程として、予め金属捕捉能を持つ官能基を有するシランカップリング剤と貴金属化合物とを混合又は反応させた溶液(日鉱金属社:PM-A)に50°Cで10分間浸漬し、純水で洗浄した。さらにこの後、触媒活性化処理として還元剤溶液(日鉱金属社:PM-B)に50°Cに3分間浸漬した後、純水で洗浄した。
第1のめっき工程として無電解ニッケル−ホウ素系めっき液(日鉱メタルプレーティング社:ニコムHB)を用い、表1に示すように、0.19μmのニッケル層(1.6wt%B含有)を形成し、純水で洗浄した。次に、水切りを行った後、大気中で150°C10分の熱処理を行った。
第2のめっき工程として、上記と同様のニッケルめっき液にて0.06μmのニッケル層を形成し、合計(第1めっき+第2めっき)0.25μmのニッケル層を形成した。全体の厚みに対する第1のニッケル層の厚みの割合は76%に達する。
上記のニッケルめっき層を形成した後、無電解銅めっき液(ロームアンドハース電子材料社:328)にて、無電解銅シード層を形成したのち、電気銅めっきにて8μmの導体層を形成し、90°引き剥がしによるピール強度を測定した。90°引き剥がしによるピール強度等の測定結果を、表1に示す。
この結果、常態ピール強度は、0.54kN/mであり、150°C、7日エージング後、0.35kN/mであり、保持率(エージング後/常態)は64%に達した。これから明らかなように、本実施例1は、全体の厚みに対する第1のニッケル層の厚みの割合が75%であるが、保持率(エージング後/常態)は64%に達し、良好な耐熱エージング特性を備えていることが分かる。
(実施例2)
実施例1でのニッケルめっき工程において、第1のめっき工程として無電解ニッケル−ホウ素系めっき液(日鉱メタルプレーティング社:ニコムHB)を用い0.24μmのニッケル層(1.4wt%B含有)を形成し、純水で洗浄した。さらに、水切りを行った後に大気中で150°C10分の熱処理を行った。
次いで、第2のめっき工程として、上記と同様のニッケルめっき液にて0.01μmのニッケル層を形成し、合計(第1めっき+第2めっき)0.25μmのニッケル層を形成した。全体の厚みに対する第1のニッケル層の厚みの割合は96%に達する。
その他は、実施例1と同様の工程である。同様に、90°引き剥がしによるピール強度等の測定結果を、表1に示す。
この結果、常態ピール強度は、0.54kN/mであり、150°C、7日エージング後、0.34kN/mであり、保持率(エージング後/常態)は63%に達した。これから明らかなように、本実施例2は、全体の厚みに対する第1のニッケル層の厚みの割合が96%であるが、保持率(エージング後/常態)は63%に達し、良好な耐熱エージング特性を備えていることが分かる。
(実施例3)
実施例1でのニッケルめっき工程において、第1のめっき工程として無電解ニッケル−ホウ素系めっき液(日鉱メタルプレーティング社:ニコムHB)を用い0.14μmのニッケル層(1.6wt%B含有)を形成し、純水で洗浄した。さらに、水切りを行った後に大気中で150°C10分の熱処理を行った。
次いで、第2のめっき工程として、上記と同様のニッケルめっき液にて0.11μmのニッケル層を形成し、合計(第1めっき+第2めっき)0.25μmのニッケル層を形成した。全体の厚みに対する第1のニッケル層の厚みの割合は56%に達する。
その他は、実施例1と同様の工程である。同様に、90°引き剥がしによるピール強度等の測定結果を、表1に示す。
(実施例4)
実施例1でのニッケルめっき工程において、第1のめっき工程として無電解ニッケル−ホウ素系めっき液(日鉱メタルプレーティング社:ニコムHB)を用い0.15μmのニッケル層(1.6wt%B含有)を形成し、純水で洗浄した。さらに、水切りを行った後に大気中で150°C10分の熱処理を行った。
次いで、第2のめっき工程として、上記と同様のニッケルめっき液にて0.10μmのニッケル層を形成し、合計(第1めっき+第2めっき)0.25μmのニッケル層を形成した。全体の厚みに対する第1のニッケル層の厚みの割合は60%に達する。
その他は、実施例1と同様の工程である。同様に、90°引き剥がしによるピール強度等の測定結果を、表1に示す。
(実施例5)
実施例1でのニッケルめっき工程において、第1のめっき工程として無電解ニッケル−ホウ素系めっき液(日鉱メタルプレーティング社:ニコムHB)を用い0.16μmのニッケル層(1.6wt%B含有)を形成し、純水で洗浄した。さらに、水切りを行った後に大気中で150°C10分の熱処理を行った。
次いで、第2のめっき工程として、上記と同様のニッケルめっき液にて0.09μmのニッケル層を形成し、合計(第1めっき+第2めっき)0.25μmのニッケル層を形成した。全体の厚みに対する第1のニッケル層の厚みの割合は64%に達する。
その他は、実施例1と同様の工程である。同様に、90°引き剥がしによるピール強度等の測定結果を、表1に示す。
(実施例6)
実施例1でのニッケルめっき工程において、第1のめっき工程として無電解ニッケル−ホウ素系めっき液(日鉱メタルプレーティング社:ニコムHB)を用い0.18μmのニッケル層(1.6wt%B含有)を形成し、純水で洗浄した。さらに、水切りを行った後に大気中で150°C10分の熱処理を行った。
次いで、第2のめっき工程として、上記と同様のニッケルめっき液にて0.07μmのニッケル層を形成し、合計(第1めっき+第2めっき)0.25μmのニッケル層を形成した。全体の厚みに対する第1のニッケル層の厚みの割合は72%に達する。
その他は、実施例1と同様の工程である。同様に、90°引き剥がしによるピール強度等の測定結果を、表1に示す。
(実施例7)
実施例1でのニッケルめっき工程において、第1のめっき工程として無電解ニッケル−ホウ素系めっき液(日鉱メタルプレーティング社:ニコムHB)を用い0.20μmのニッケル層(1.5wt%B含有)を形成し、純水で洗浄した。さらに、水切りを行った後に大気中で150°C10分の熱処理を行った。
次いで、第2のめっき工程として、上記と同様のニッケルめっき液にて0.05μmのニッケル層を形成し、合計(第1めっき+第2めっき)0.25μmのニッケル層を形成した。全体の厚みに対する第1のニッケル層の厚みの割合は80%に達する。
その他は、実施例1と同様の工程である。同様に、90°引き剥がしによるピール強度等の測定結果を、表1に示す。
(実施例8)
実施例1でのニッケルめっき工程において、第1のめっき工程として無電解ニッケル−ホウ素系めっき液(日鉱メタルプレーティング社:ニコムHB)を用い0.21μmのニッケル層(1.4wt%B含有)を形成し、純水で洗浄した。さらに、水切りを行った後に大気中で150°C10分の熱処理を行った。
次いで、第2のめっき工程として、上記と同様のニッケルめっき液にて0.04μmのニッケル層を形成し、合計(第1めっき+第2めっき)0.25μmのニッケル層を形成した。全体の厚みに対する第1のニッケル層の厚みの割合は84%に達する。
その他は、実施例1と同様の工程である。同様に、90°引き剥がしによるピール強度等の測定結果を、表1に示す。
(実施例9)
実施例1でのニッケルめっき工程において、第1のめっき工程として無電解ニッケル−ホウ素系めっき液(日鉱メタルプレーティング社:ニコムHB)を用い0.22μmのニッケル層(1.5wt%B含有)を形成し、純水で洗浄した。さらに、水切りを行った後に大気中で150°C10分の熱処理を行った。
次いで、第2のめっき工程として、上記と同様のニッケルめっき液にて0.03μmのニッケル層を形成し、合計(第1めっき+第2めっき)0.25μmのニッケル層を形成した。全体の厚みに対する第1のニッケル層の厚みの割合は88%に達する。
その他は、実施例1と同様の工程である。同様に、90°引き剥がしによるピール強度等の測定結果を、表1に示す。
(比較例1)
実施例1でのニッケルめっき工程において、第1のめっき工程として無電解ニッケル−ホウ素系めっき液(日鉱メタルプレーティング社:ニコムHB)を用い0.12μmのニッケル層(1.6wt%B含有)を形成し、純水で洗浄し、水切りを行った後に大気中で150°C10分の熱処理を行い、第2のめっき工程として上記と同様のニッケルめっき液にて0.13μmのニッケル層を形成し、合計(第1めっき+第2めっき)0.25μmのニッケル層を形成した。全体の厚みに対する第1のニッケル層の厚みの割合は48%である。
その他は、実施例1と同様の工程である。同様に、90°引き剥がしによるピール強度等の測定結果を表1に示す。
この結果、常態ピール強度は、0.56kN/mであり、150°C、7日エージング後、0.26kN/mであり、保持率(エージング後/常態)は46%であった。これから明らかなように、本比較例1は、全体の厚みに対する第1のニッケル層の厚みの割合が50%であるが、保持率(エージング後/常態)は46%であり、耐熱エージング特性は悪いことが分かる。
(比較例2)
実施例1でのニッケルめっき工程において、第1のめっき工程として無電解ニッケル−ホウ素系めっき液(日鉱メタルプレーティング社:ニコムHB)を用い0.19μmのニッケル層(1.6wt%B含有)を形成し、純水で洗浄し、水切りを行った後に大気中で60°C10分の熱処理を行い、第2のめっき工程として上記と同様のニッケルめっき液にて0.06μmのニッケル層を形成し、合計(第1めっき+第2めっき)0.25μmのニッケル層を形成した。全体の厚みに対する第1のニッケル層の厚みの割合は76%である。但し、上記に示す通り、60°C10分の熱処理である。
その他は、実施例1と同様の工程である。同様に、90°引き剥がしによるピール強度等の測定結果を表1に示す。
この結果、常態ピール強度は、0.54kN/mであり、150°C、7日エージング後、0.27kN/mであり、保持率(エージング後/常態)は50%であった。これから明らかなように、本比較例2は、全体の厚みに対する第1のニッケル層の厚みの割合が75%であるが、加熱処理温度が低いために、保持率(エージング後/常態)は50%となり、耐熱エージング特性は悪いことが分かる。
(比較例3)
実施例1でのニッケルめっき工程において、第1のめっき工程として無電解ニッケル−ホウ素系めっき液(日鉱メタルプレーティング社:ニコムHB)を用い0.25μmのニッケル層(1.2wt%B含有)を形成し、熱処理および第2のめっき工程は行わなかった。全体の厚みに対する第1のニッケル層の厚みの割合は100%である。
その他は、実施例1と同様の工程である。同様に、90°引き剥がしによるピール強度等の測定結果を表1に示す。
この結果、常態ピール強度は、0.52kN/mであり、150°C、7日エージング後、0.26kN/mであり、保持率(エージング後/常態)は50%であった。これから明らかなように、本比較例3は、全体の厚みに対する第1のニッケル層の厚みの割合が100%であるが、加熱処理していないために、保持率(エージング後/常態)は50%となり、耐熱エージング特性は悪いことが分かる。
(比較例4)
実施例1でのニッケルめっき工程において、第1のめっき工程として無電解ニッケル−リン系めっき液(日鉱メタルプレーティング社:KG530F)を用い0.19μmのニッケル層(7.4wt%P含有)を形成し、純水で洗浄し、水切りを行った後に大気中で150°C10分の熱処理を行い、第2のめっき工程として上記と同様のニッケルめっき液にて0.06μmのニッケル層を形成し、合計(第1めっき+第2めっき)0.25μmのニッケル層を形成した。全体の厚みに対する第1のニッケル層の厚みの割合は76%である。
その他は、実施例1と同様の工程である。同様に、90°引き剥がしによるピール強度等の測定結果を表1に示す。
この結果、常態ピール強度は、0.45kN/mであり、150°C、7日エージング後、0.21kN/mであり、保持率(エージング後/常態)は47%であった。これから明らかなように、本比較例4は、無電解ニッケル液にニッケル−リン系を用いたために、保持率(エージング後/常態)は47%となり、耐熱エージング特性は悪いことが分かる。同じNi系合金の無電解めっきであっても、無電解ニッケル−リン系では十分な特性が得られものでないことが分かる。
以上の実施例と比較例の対比から明らかなように、Bを含有する無電解ニッケルめっき層を形成する場合、第1工程で第2工程よりも厚い無電解ニッケルめっき層を形成した後、加熱処理を行い、さらに第2工程で再度無電解ニッケルめっき層を形成することが、耐熱エージング特性に優れた金属被覆ポリイミド樹脂基板を提供できることが分かる。第1工程での無電解ニッケルめっき層の形成が十分でない場合、また1層だけの無電解ニッケルめっき層では、耐熱エージング特性は十分ではない。また、通常使用されるP含有無電解ニッケルめっき層でも、同様に耐熱エージング特性が悪いことが分かる。
上記実施例1〜9では、Bの含有量が1.4〜1.6wt%の範囲で実施しているが、0.1〜3wt%のBを含有する無電解ニッケルめっき層であれば、前記実施例1〜9と、殆ど同様の結果であったことを確認している。
本願発明は、導体である銅を被覆する工程の前において、ポリイミド樹脂フィルムに親水化処理、触媒付与および触媒活性化処理を施した後に、無電解ニッケルめっき層を形成し、大気中で熱処理を行った後に再度無電解ニッケルめっきを行い、耐熱エージング特性を向上させた金属被覆ポリイミド基板の製造方法を提供するものであり、特にポリイミドフィルムと金属層間の積層後の初期密着力を向上させ、エージング後の密着力を高めることが可能であるとともに、ファインパターン形成に優れた効果を有するため、フレキシブルプリント基板、TAB、COF等の電子部品の実装素材として用いられる無接着剤フレキシブルラミネート材、特に耐熱エージング特性に優れた金属被覆ポリイミド樹脂基板として有用である。

Claims (6)

  1. ポリイミド樹脂フィルムの両面又は片面にBを含有する無電解ニッケルめっき層を形成し、その表層に無電解銅めっき又は電気銅めっきにより導電性皮膜を形成する金属被覆ポリイミド樹脂基板の製造方法において、上記無電解ニッケルめっきに先立って、ポリイミド樹脂基板をアルカリ金属水酸化物からなる溶液に浸漬し親水化する処理、触媒付与処理及び触媒活性化処理を施した後、前記無電解ニッケル層の形成を2工程に分け、第1工程で第2工程よりも厚い無電解ニッケルめっき層を形成した後、加熱処理を行い、さらに第2工程で再度無電解ニッケルめっき層を形成することを特徴とする金属被覆ポリイミド樹脂基板の製造方法。
  2. 第1工程で形成する無電解ニッケルの厚みがニッケル層の全体厚みの55%以上になるように形成することを特徴とする請求項1記載の金属被覆ポリイミド樹脂基板の製造方法。
  3. 無電解ニッケルの合計厚みが0.1〜1.0μmであることを特徴とする請求項1又は2記載の金属被覆ポリイミド樹脂基板の製造方法。
  4. 加熱処理の温度を90°〜300°Cとすることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の金属被覆ポリイミド樹脂基板の製造方法。
  5. 前記触媒付与処理において、予め金属捕捉能を持つ官能基を有するシランカップリング剤と貴金属化合物とを混合又は反応させた溶液に浸漬することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の金属被覆ポリイミド樹脂基板の製造方法。
  6. 前記無電解ニッケルめっき層は、0.1〜3wt%のBを含有する無電解ニッケルめっき層であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の金属被覆ポリイミド樹脂基板の製造方法。
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