KR101269816B1

KR101269816B1 - 플렉시블 라미네이트 및 그 라미네이트를 사용하여 형성한 플렉시블 전자 회로 기판

Info

Publication number: KR101269816B1
Application number: KR1020117014706A
Authority: KR
Inventors: 노부히토 마키노; 하지메 이나즈미; 다쿠 요시다
Original assignee: 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2008-12-26
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2013-05-30
Also published as: CN102264538A; US8487191B2; JPWO2010074056A1; JP5346040B2; WO2010074056A1; US20120012367A1; SG171974A1; KR20110089368A; EP2371535A1; EP2371535A4

Abstract

적어도 일방의 면을 플라즈마 처리한 폴리이미드 필름, 플라즈마 처리된 폴리이미드 필름의 면에 형성한 타이코트층, 타이코트층 상에 형성한 구리 또는 구리 합금 중 어느 1 종으로 이루어지는 금속 시드층, 추가로 금속 시드층 상에 형성한 구리 또는 구리 합금 중 어느 1 종으로 이루어지는 금속 도체층으로 이루어지는 무접착제 플렉시블 라미네이트로서, 상기 타이코트층 중의 혼입 Cu 의 원자분율이 0.5 at% 이하인 것을 특징으로 하는 무접착제 플렉시블 라미네이트. 플렉시블 라미네이트 (특히, 2 층 메탈라이징 적층체) 를 제조하는 경우, 필 강도의 저하를 효과적으로 억제할 수 있는 플렉시블 라미네이트를 제공하는 것을 과제로 한다.

Description

플렉시블 라미네이트 및 그 라미네이트를 사용하여 형성한 플렉시블 전자 회로 기판{FLEXIBLE LAMINATE AND FLEXIBLE ELECTRONIC CIRCUIT SUBSTRATE FORMED USING THE SAME}

본 발명은 TAB, COF 등의 전자 부품의 실장 소재로서 사용되는 플렉시블 라미네이트, 특히 접착제를 사용하지 않는 플렉시블 라미네이트에 관한 것이다.

폴리이미드 필름에, 주로 구리로 이루어지는 금속 도체층을 적층한 FCCL (Flexible Copper Clad Laminate) 은 전자 산업에 있어서의 회로 기판의 소재로서 널리 사용되고 있다. 그 중에서도, 폴리이미드 필름과 금속층 사이에 접착제층을 갖지 않는 무접착제 플렉시블 라미네이트 기판 (특히, 2 층 메탈라이징 적층체) 은, 회로 배선 폭의 파인 피치화에 수반되어 주목받고 있는 재료이다.

플렉시블 라미네이트 기판, 특히 파인 피치에 대응한 무접착제 플렉시블 라미네이트 기판의 제조시에, 폴리이미드 필름 상에 스퍼터링, CVD, 증착 등의 건식법에 의해, 폴리이미드와의 접착이 양호한 재료로 구성되는 타이코트층 및 다음 공정의 전기 도금에 있어서의 캐소드 겸 전류의 도전체로서 작용하는 금속 시드층을 미리 형성하고, 이어서 전기 도금에 의해 회로 기판의 도체층이 되는 금속층을 제막하는, 이른바 메탈라이징법이 주로 행해지고 있다 (특허문헌 1 참조).

이 메탈라이징법에 있어서는, 금속층과 폴리이미드 필름의 밀착력을 높이기 위해서, 금속층을 형성하기에 앞서, 폴리이미드 필름 표면을 플라즈마 처리에 의해, 표면의 오염 물질의 제거 그리고 표면 거칠기의 향상을 목적으로 하여 개질을 실시하는 것이 행해지고 있다 (특허문헌 2 및 특허문헌 3 참조).

이 메탈라이징법에 있어서는, 일반적으로, 폴리이미드 필름 상에 스퍼터링 등의 건식 도금법에 의해 금속층을 미리 형성할 때에, 중간층의 재료의 선택에 따라, 밀착성이나 에칭성을 개량하는 연구가 이루어지고 있다 (특허문헌 4 참조). 또, 폴리이미드 필름 상에 니켈, 크롬, 몰리브덴, 텅스텐, 바나듐, 티탄 및 망간에서 선택한 재료를 스퍼터링하고, 다음으로 50 ㎚ 정도의 구리층을 스퍼터링하고, 추가로 1 ㎛ 이상의 구리층을 전기 도금하는 기술이 제안되어 있다 (특허문헌 5 참조).

상기 구리와 폴리이미드 필름 등의 필름을 접합한 FCCL (Flexible Cupper Clad Laminate) 에 있어서, 구리와 폴리이미드가 직접 접촉했을 경우, 필 강도가 저하되는 것은 널리 알려져 있다. 이 때문에, 특허문헌 6 과 같이, 유기 필름과 구리층 사이에, 유기 필름과의 접합성이 우수하고 또한 구리의 확산을 억지하는 중간층 (타이코트층) 을 형성하는 제안이 이루어지고 있다.

그런데, 구리의 확산을 억지하기 위한 타이코트층을 형성했음에도 불구하고, 필 강도의 저하가 있어, 그 원인의 구명이 필요하였다.

일본 특허 제3258296호 일본 특허 제3173511호 일본 공표특허공보 2003-519901호 일본 공개특허공보 평6-120630호 일본 공개특허공보 평7-197239호 일본 공개특허공보 평9-083134호

본원 발명은, 플렉시블 라미네이트 (특히, 2 층 메탈라이징 적층체) 를 제조하는 경우에, 필 강도의 저하를 효과적으로 억제할 수 있는 플렉시블 라미네이트를 제공하는 것을 과제로 하는 것이다.

상기의 과제를 감안하여, 본 발명은 이하의 발명을 제공하는 것이다.

1) 적어도 일방의 면을 플라즈마 처리한 폴리이미드 필름, 플라즈마 처리된 폴리이미드 필름의 면에 형성한 타이코트층, 타이코트층 상에 형성한 구리 또는 구리 합금 중 어느 1 종으로 이루어지는 금속 시드층, 추가로 금속 시드층 상에 형성한 구리 또는 구리 합금 중 어느 1 종으로 이루어지는 금속 도체층으로 이루어지는 무접착제 플렉시블 라미네이트로서, 상기 타이코트층 중의 혼입 Cu 의 원자분율이 0.5 at% 이하인 것을 특징으로 하는 무접착제 플렉시블 라미네이트

2) 상기 타이코트층 중의 혼입 Cu 의 원자분율이 0.3 at% 이하인 것을 특징으로 하는 상기 1) 에 기재된 무접착제 플렉시블 라미네이트.

3) 상기 타이코트층 중의 혼입 Cu 의 원자분율이 0.1 at% 이하인 것을 특징으로 하는 상기 1) 에 기재된 무접착제 플렉시블 라미네이트.

4) 상기 타이코트층이, 니켈, 크롬, 코발트, 니켈 합금, 크롬 합금, 코발트 합금 중 어느 1 종으로 이루어지고, 니켈, 크롬 또는 코발트가 주성분이며, 상기 타이코트층에 있어서, 이들 주성분이 가장 존재비가 큰 성분인 것을 특징으로 하는 상기 1)∼3) 중 어느 한 항에 기재된 무접착제 플렉시블 라미네이트.

5) 상기 타이코트층이, 니켈과 크롬의 합금으로 이루어지고, 주성분 M 이 Ni 인 것을 특징으로 하는 상기 4) 에 기재된 무접착제 플렉시블 라미네이트.

6) 상기 1)∼5) 중 어느 한 항에 기재된 무접착제 플렉시블 라미네이트를 사용하여 형성한 플렉시블 전자 회로 기판을 제공한다.

타이코트층으로서 구리를 함유하지 않는 금속을 선택했음에도 불구하고, 실제의 스퍼터링 성막 공정에 있어서, 구리가 타이코트층 중에 혼입되는 것인 것, 그리고 이 타이코트층 중에 함유되는 구리의 양을 컨트롤함으로써, 필 강도의 저하를 억지할 수 있다는 지견을 얻고, 이 지견에 기초하여 플렉시블 라미네이트 (특히, 2 층 메탈라이징 적층체) 를 제조하는 경우에, 필 강도의 저하를 억제할 수 있다는 우수한 효과를 갖는다.

도 1 은, 스퍼터링 장치의 개략 설명도이다.
도 2 는, 스퍼터 유닛의 전력과 Cu 의 혼입의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3 은, Kapton-150EN 을 사용한 경우에 있어서의 Cu 혼입량과 필 강도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4 는, Upilex-35SGA 를 사용한 경우에 있어서의 Cu 혼입량과 필 강도의 관계를 나타내는 그래프이다.

다음으로, 본원 발명의 구체예에 대해 설명한다. 폴리이미드 필름의 적어도 일방의 면에 타이코트층을, 또한 그 표면에 금속 도체층을 형성함으로써, 플렉시블 라미네이트 기판을 제조한다. 여기서, 폴리이미드 필름 표면을 플라즈마 처리함으로써, 표면의 오염 물질의 제거와 표면의 개질을 실시한다.

다음으로 개질한 폴리이미드 표면에 타이코트층과, 그 위에 금속 시드층을 스퍼터링에 의해 형성한다. 이어서 무전해 도금 또는 전기 도금에 의해 회로 기판의 도체층이 되는 금속층을 제막한다.

상기와 같이, 폴리이미드 표면에 형성하는 타이코트층은, 구리의 확산을 억지하는 것을 하나의 목적으로 하여 형성되는 것이지만, 스퍼터링 성막 공정에 있어서 구리가 타이코트층 중에 혼입되는 것은 피할 수 없다.

그 기구를 이하에 설명한다. 도 1 은 메탈라이징법으로 FCCL 을 생산할 때에, 일반적으로 공업적으로 사용되는 롤 대 롤의 스퍼터링 장치의 구성을 나타낸다. 도 1 에 있어서, 필름은 오른쪽에서 왼쪽으로 드럼에 감겨지면서 연속적으로 반송된다.

타이코트층으로서 Ni-Cr 층을 형성하는 경우 및 추가로 Cu 층을 형성하는 경우를 예로 들면, 도 1 에 있어서, Ni-Cr 스퍼터 유닛과 복수의 Cu 스퍼터 유닛의 모든 스퍼터 유닛을 가동시킴으로써, 필름 상에 Ni-Cr 막과 그 위의 Cu 막이 연속적으로 성막된다.

각각의 막 두께는 소정의 필름 전송 속도에 대해 필요한 전력을 각 스퍼터 유닛에 공급함으로써 제어한다.

Ni-Cr 막의 막 두께는, 폴리이미드와의 밀착성 및 구리의 확산 배리어의 견지에서는 두꺼운 편이 바람직하지만, 한편, FCCL 을 에칭하여 프린트 기판을 제조할 때의 에칭성의 견지에서는 얇은 편이 바람직하다. 이 관점에서, 대략 5∼50 ㎚, 더욱 바람직하게는 10∼30 ㎚ 를 형성한다.

Ni-Cr 막에 계속하여 성막되는 Cu 막의 원하는 막 두께는, Cu 막이 후공정의 전기 도금을 위한 도전층 및 캐소드로서 기능하기 위해서 두꺼운 편이 바람직하지만, 생산성의 관점에서는 너무 두껍게 하는 것은 현실적이지 않다. 이 관점에서, 50∼1000 ㎚, 더욱 바람직하게는, 150∼500 ㎚ 로 하는 것이 보통이다. 그러나, 상기의 막 두께는, 목적에 따라 적절히 조절할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

Ni-Cr 막과 Cu 막은 동일한 속도로 필름 반송을 실시하고 있는 조건하에서 성막되기 때문에, 전술한 각각의 원하는 막 두께를 얻기 위해서는, Cu 스퍼터 유닛은 복수대 필요하여, Ni-Cr 스퍼터 유닛의 2∼6 배의 대수가 되는 것이 일반적이다.

스퍼터링 공정에 있어서, 타이코트층 중에 Cu 가 혼입되는 기구로서, 이하의 2 개를 생각할 수 있다.

(A) 기상 중에서의 혼입

스퍼터링은 0.5 Pa 정도의 진공도에서 실시되는 프로세스이고, 이 압력 영역에서는 기체는 점성이 없는 분자류 (流) 로서 작용한다. 기체 분자의 움직임은, 따라서 랜덤이다.

타겟으로부터 스퍼터된 금속 원자 (Ni, Cr, Cu) 는 대체로 드럼/필름 방향 을 향하도록 장치 설계되어 있는데, 평판 타겟에서의 스퍼터링에서는 지향성은 그다지 강하지 않은 것에 더하여, 기체 분자에 의한 산란 등의 영향에 의해, 그 양은 한정되어 있지만, 모든 방향으로 흩날리게 된다.

그리고, 이 비산된 Cu 가 Ni-Cr 스퍼터 영역에 침입했을 경우, Ni-Cr 막에 대한 Cu 혼입이 발생하는 것으로 생각된다.

(B) Cu 원자의 Ni-Cr 막에 대한 주입

Cu 스퍼터 영역으로 온 시점에서, 필름 표면에는 원하는 막 두께의 Ni-Cr 막이 이미 형성되어 있는데, 타겟으로부터 스퍼터에 의해 튀어나온 Cu 원자는 높은 에너지를 가지고 있어, Cu 원자가 Ni-Cr 막 표면에 단순히 부착되는 것이 아니라, Ni-Cr 막 내부로까지 주입되는 것이 일어날 수 있다.

상기 메커니즘 (A) 의 경우, Ni-Cr 타겟과 Cu 타겟의 사이를 구분할 수 있으면 혼입을 완전하게 억지할 수 있다. 그러나, 도 1 의 장치 구조로부터 알 수 있는 바와 같이, 회전하는 드럼과 그 위에 감기는 필름이 있기 때문에, 양자 사이를 기밀하게 구분하는 것은 불가능하다.

당연히 어느 정도 구분은 되어 있지만 (구분은 도 1 에서는 생략), 드럼 근방의 공간에서는 Ni-Cr 와 Cu 는 완전하게는 분리되지 않는다. 따라서 완전하게 혼입을 억지하는 것은 매우 곤란하다고 할 수 있다.

완전한 억지책은 아니지만, 정도저감 (程度低減) 으로는, Ni-Cr 에 인접하는 Cu 스퍼터 유닛의 전력 (스퍼터 양) 을 가능한 한 낮추어 혼입 비율을 줄이는 것, 또, 가능한 한 Cu 스퍼터 유닛과 Ni-Cr 스퍼터 유닛 거리를 떼어 놓는 등의 대책을 생각할 수 있다.

이 중, Cu 스퍼터 유닛과 Ni-Cr 스퍼터 유닛 거리를 떼어 놓기 위해서는, 기존의 장치에 대한 대책으로는 장치 개조를 수반하기 때문에 현실적이지 않다. 또, 신규 제조의 장치라고 해도, 쓸데없이 장치가 비대화되는 것, 또 Ni-Cr 막 성막 후, Cu 막 성막까지의 사이에 공백이 생겨 Ni-Cr 막이 장치 내의 잔류 가스나 필름으로부터 불가피적으로 발생하는 수분의 영향으로 산화되는 등, 바람직한 방법이라고는 할 수 없다.

상기 메커니즘 (B) 에 대해서는, Ni-Cr 막 성막 후, 최초의 Cu 스퍼터 유닛에서의 Cu 원자의 에너지를 낮추는 것이 대책이 된다.

스퍼터된 Cu 원자 1 개당의 에너지는 대체로 스퍼터 전압에 비례하므로, 스퍼터 전압을 낮추는 대책을 강구하면 된다. 그러기 위해서는, 투입 전력을 낮추는 것, 스퍼터 압력을 올리거나, 마그네트론 스퍼터의 자장 강화 등의 대책을 들 수 있다.

이들 대책 중, 스퍼터 압력의 변경은 스퍼터 막질에 영향을 주기 때문에 혼입 대책만으로 결정되는 조건이 아닌 것, 마그네트론 스퍼터의 자장 강화는 타겟 이용 효율의 저하를 일으키기 쉬워 비용 디메리트를 일으키는 것이 난점이다.

따라서, 메커니즘 (A) 및 (B) 중 어느 경우에서도, Ni-Cr 스퍼터 유닛에 인접하는 Cu 스퍼터 유닛의 전력을 낮추는 것이 유효한 방법이 된다. 전술한 바와 같이 Cu 스퍼터 유닛은 복수대 설치되기 때문에, Ni-Cr 스퍼터 유닛에 인접하는 Cu 스퍼터 유닛의 전력을 낮추어도, 나머지의 Cu 스퍼터 유닛의 전력으로 그 저하분을 보충하는 것이 가능하여, Cu 막 두께를 얇게 할 필요는 없다는 메리트가 있다.

상기와 같이, 폴리이미드 표면에 형성하는 타이코트층은, 구리의 확산을 억지하기 위해서 형성되는 것이지만, 스퍼터링 성막 공정에 있어서 구리가 타이코트층 중에 혼입되는 것은 피할 수 없다는 설명 및 구리가 타이코트층 중에 혼입되는 것을 가능한 한 줄이는 수단으로서, 타이코트층을 형성하는 스퍼터 유닛에 인접하는 Cu 스퍼터 유닛의 전력을 낮추는 것이 유효한 것을 설명하였다.

이 경우, 타이코트층에 대한 구리의 혼입은, 하기의 실시예에 나타내는 바와 같이, 소량이면 필 강도의 저하에 영향을 주지 않는다. 한편, 타이코트층을 형성하는 스퍼터 유닛에 인접하는 Cu 스퍼터 유닛의 전력을 어느 정도 낮추면 효과인가라는 것은, 장치의 크기나 성막의 조건에 영향을 받으므로, 일률적으로는 결정할 수 없는 문제를 포함하고 있다.

이 점, 장치의 크기나 성막의 조건에 따르지 않고, 타이코트층의 주성분 M 에 대한 타이코트층에 포함되는 Cu 의 양의 한계값을 정함으로써, 필 강도의 저하를 억제할 수 있는 무접착제 플렉시블 라미네이트를 제공할 수 있다.

타이코트층에 포함되는 Cu 의 양은, 하기의 실시예에 나타내는 바와 같이, 타이코트층을 형성하는 스퍼터 유닛에 인접하는 Cu 스퍼터 유닛의 전력의 설정에 의해 제어할 수 있는데, 중요한 것은, 타이코트층의 주성분 M 에 대한 타이코트층에 포함되는 Cu 의 양의 한계값으로서, 현실의 장치 구성, 조건에서의 다른 방법에 의한 Cu 혼입 저감 대책도 적절히 채용할 수 있다.

원래, 본 발명은 타이코트층으로서 구리를 함유하지 않는 금속을 선택했음에도 불구하고, 실제의 스퍼터링 성막 공정에 있어서, 구리가 타이코트층 중에 혼입되는 것이라는 지견을 얻은 것을 베이스로 하고 있다.

따라서, 중요한 것은 타이코트층 중에 함유되는 구리의 양의 유해한 범위를 아는 것이고, 이 유해한 범위를 배제한 구리의 양을 컨트롤함으로써, 플렉시블 라미네이트 (특히, 2 층 메탈라이징 적층체) 를 제조하는 경우에 필 강도의 저하를 억제하는 것이 가능해진다.

최근의 프린트 기판 (특히, COF 용도) 에서는 배선폭이 보다 좁아지고 있고, 선폭이 가는 경우에 에칭의 영향을 받기 쉬운 것, 나아가서는 회로 설계에 있어서 열의 부하가 있는 경우가 많아지고 있으므로, 이와 같은 조건에 있어서도 필 강도, 즉 상태 (常態) 필 강도뿐만 아니라 내열 필 강도의 향상이 바람직하다고 할 수 있다.

이상으로부터, 본원 발명의 무접착제 플렉시블 라미네이트는, 상기 타이코트층 중의 혼입 Cu 의 원자분율을 0.5 at% 이하로 하는 것이다. 0.5 at% 를 초과하면, 필 강도의 억제 효과가 적다. 특히, 타이코트층 중의 혼입 Cu 의 원자분율을 0.3 at% 이하로 하는 것, 나아가서는 타이코트층 중의 혼입 Cu 의 원자분율을 0.1 at% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

상기 타이코트층에 사용하는 재료로는, 니켈, 크롬, 코발트, 니켈 합금, 크롬 합금, 코발트 합금 중 어느 1 종이며, 구리의 존재는 불순물로서도 적은 것이 바람직한 것은 말할 필요도 없다.

어느 경우도, 니켈, 크롬 또는 코발트가 주성분이 되는 것이고, 이들이 상기 타이코트층에 있어서 주성분이 가장 존재비가 큰 성분이다.

이 중에서, 특히 통상 사용되는 니켈과 크롬의 합금으로 이루어지고, 주성분이 Ni 인 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 있어서는, 상기의 무접착제 플렉시블 라미네이트를 사용하여 형성한 플렉시블 전자 회로 기판을 제공할 수 있다.

실시예

다음으로, 이들 결과에 기초하여 본원 발명의 실시예를 설명한다. 또한, 이들 설명은, 어디까지나 이해를 용이하게 하는 것이고, 이 예에만 제한되는 것은 아니다. 즉, 본 발명에 포함되는 다른 양태 또는 변형을 포함하는 것이다.

(실시예 1)

폴리이미드 필름을 진공 장치 내에 세트하여 진공 배기 후, 폴리이미드의 플라즈마 처리를 실시하였다. 계속해서 타이코트층 및 금속 시드층을 스퍼터링에 의해 형성하였다.

타이코트층은 Ni-20 wt% Cr : 이론 밀도로 25 ㎚ 상당, 금속 시드층은 Cu:300 ㎚ 로 하였다. 스퍼터링은 DC 마그네트론 방식에 의해 Ar 가스 분위기, 0.5 Pa 에서 실시하였다. Ni-Cr 스퍼터 유닛은 1 대, Cu 스퍼터 유닛은 3 대를 사용하고, Cu 스퍼터 유닛 3 대의 전력의 합은 일정해지도록 조정하였다.

다음으로, 상기의 금속 시드층 상에 전기 도금에 의해 구리로 이루어지는 금속 도체층 (두께 8 ㎛) 을 형성함으로써, 2 층 메탈라이징 적층체를 제조하였다.

도 2 는, 서로 인접하는 Ni-Cr 스퍼터 유닛과 Cu 스퍼터 유닛의 조업시의 각 전력의 비를 가로축에, Ni-Cr 중에 혼입된 Cu 의 양을 플롯한 것이다.

여기서, Ni-Cr 중에 혼입된 Cu 의 양은, 하기의 순서로 정량하였다. 먼저 제조한 FCCL 을 정확하게 가로세로 5 ㎝ 로 잘라내고, 그 구리층을 질산으로 제거하여 Ni-Cr 층을 노출시켰다. 그 후, 35 % 염산 18 ㎖ 로 Ni-Cr 층을 모두 용해하고, 순수로 토탈 50 ㎖ 용액이 되도록 희석하여 Ni-Cr 중의 Cu 량 분석 용액을 제조하였다.

그리고, 이 용액 중의 Cu 량을, ICP-MS (SII 제, 형식 SPQ-9700) 로 정량 분석하고, 용해한 전체 Ni-Cr 과의 비를 Cu 혼입량으로 하였다.

스퍼터 유닛의 전력 및 필름 전송 속도를 일정하게 하고, Ni-Cr 에 인접하는 Cu 스퍼터 유닛의 전력을 변화시켰다. 또, 전술한 바와 같이, Cu 스퍼터 유닛 3 대의 전력의 합은 일정하게 하였다. Cu/(Ni-Cr) 스퍼터링의 전력의 비가 0.00∼2.20 근방까지는, 구리의 혼입량이 0.1∼0.3 at% 로 서서히 증가하지만, 2.50 근방부터 급속히 증가하여, 0.5 at% 를 초과하는 구리의 혼입량이 되는 것을 알 수 있다.

이 Cu/(Ni-Cr) 경향은, 스퍼터 장치/조건에만 의존하고, 폴리이미드 종류에 의존하지 않는 것은 말할 필요도 없다. 실제로 폴리이미드 필름의 종류에 상관없이, 동일한 경향을 나타내었다.

도 2 의 가로축의 수치가 증가한다는 것은, Ni-Cr 에 인접하는 Cu 스퍼터링 투입 전력이 (Ni-Cr) 타이코트층을 형성하는 스퍼터링 투입 전력보다 큰 것을 의미하고, Cu 스퍼터링 투입 전력을 최대한 작게 하는 것이, Cu 의 혼입을 억제하는 유효한 수단인 것을 알 수 있다.

(실시예 2)

이하의 조건에서, 실시예 1 과 동일한 공정으로 2 층 메탈라이징 적층체를 제조하고, 필 강도를 측정한 것이다. 필 강도는 JIS C 6471 (플렉시블 프린트 배선판용 동장 적층판 시험 방법) 에 의해 실시하였다.

·필름 : 도레이 듀퐁 제조 Kapton-150EN

·타이코트 : Ni-20 wt% Cr, 25 ㎚

·Cu 시드층 : 300 ㎚

·Cu 도금층 : 8 ㎛

·필 측정시의 샘플 선폭 : 3 ㎜

·내열 에이징 조건 : 공기 중 150 ℃×168 시간

도 3 은, 도레이 듀퐁 제조 Kapton-150EN 의 폴리이미드 필름을 사용하여 Ni-Cr 층 중의 Cu 혼입량 (Cu/Ni) 에 대한 필 강도를 측정한 것이다.

이 결과, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 상태 필 강도의 측정에 있어서의 Cu 혼입량의 의존성에 대해서는, Ni-Cr 층 중의 Cu 혼입량이 0.10 at% 이하에서는, 상태 필 강도가 0.7 kN/m 를 초과하였다. 그 후, Ni-Cr 층 중 Cu 혼입량이 증가해도, 상태 필 강도가 0.6 kN/m 이상을 가지고 있으므로, 그만큼 큰 영향은 없다고 할 수 있다. 그러나, Ni-Cr 층 중의 Cu 혼입량이 0.10 at% 이하에서는, 상태 필 강도의 향상에 유효하다는 것을 알 수 있다.

한편, Ni-Cr 층 중의 Cu 혼입량은, 내열 에이징 후의 필 강도에 큰 영향을 주는 것을 알았다. 즉, Ni-Cr 층 중의 Cu 혼입량이 0.10 at% 로부터 내열 에이징 후의 필 강도의 저하가 보이고, Cu 혼입량이 0.30 at% 에서는 동일 필 강도가 0.4 kN/m 이하가 되고, 그 경향은 Cu 혼입량이 0.50 at% 까지 계속되고 서서히 저하되어, 동일 필 강도가 0.3 kN/m 근방에 이르렀다.

본 실시예에 대해서는, Ni-Cr 층 중의 Cu 혼입량의 영향을 조사했는데, 타이코트층인 다른 금속 또는 합금, 즉 니켈, 크롬, 코발트, 니켈 합금, 크롬 합금, 코발트 합금 중 어느 1 종으로 이루어지고, 니켈, 크롬 또는 코발트가 주성분인 타이코트층에 있어서도 동일한 결과가 얻어지는 것을 확인하였다.

이 점에서, 타이코트층 중의 혼입 Cu 의 원자분율을 0.5 at% 이하로 하는 것, 바람직하게는 타이코트층 중의 혼입 Cu 의 원자분율을 0.3 at% 이하로, 나아가서는 타이코트층 중의 혼입 Cu 의 원자분율을 0.1 at% 이하로 하는 것이, 특히 바람직한 것을 알 수 있다.

본 실시예는 선폭이 3 ㎜ 인 경우이지만, 현실의 프린트 기판 (특히 COF 용도) 의 배선폭은 수십 미크론으로 좁다. 일반적으로 선폭이 좁을수록, 필 강도는 여러 가지 조건에 민감하기 때문에, 선폭 3 ㎜ 에서도 효과가 발현되는 본 조건은, 매우 유효하다는 것을 알 수 있다.

(실시예 3)

이하의 조건에서, 실시예 1 과 동일한 공정으로 2 층 메탈라이징 적층체를 제조하고, 필 강도를 측정하였다. 필 강도는 JIS C 6471 (플렉시블 프린트 배선판용 동장 적층판 시험 방법) 에 의해 실시하였다.

·필름 : 우베 흥산 제조 Upilex-35 SGA

·타이코트 : Ni-20 wt% Cr, 25 ㎚

·Cu 시드층 : 300 ㎚

·Cu 도금층 : 8 ㎛

·필 측정시의 샘플 선폭 : 100 ㎛

·내열 에이징 조건 : 공기 중 150 ℃×168 시간

도 4 는, 우베 흥산 제조 Upilex-35SGA 의 폴리이미드 필름을 사용하여 Ni-Cr 층 중의 Cu 혼입량 (Cu/Ni) 에 대한 필 강도를 측정한 것이다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 상태 필 강도는, Ni-Cr 층 중의 Cu 혼입량에 대해서는 큰 변화는 없지만, 내열 필 강도는, Ni-Cr 층 중의 Cu 혼입량이 0.10 at% 로부터 0.30 at% 까지, 내열 에이징 후의 필 강도가 서서히 저하되어, Cu 혼입량이 0.50 at% 를 초과하면, 동 필 강도가 0.5 kN/m 미만에 이르렀다.

이상으로부터, 본 실시예 3 으로부터도, 타이코트층 중의 혼입 Cu 의 원자분율을 0.5 at% 이하로 하는 것, 바람직하게는 타이코트층 중의 혼입 Cu 의 원자분율을 0.3 at% 이하로, 나아가서는 타이코트층 중의 혼입 Cu 의 원자분율을 0.1 at% 이하로 하는 것이, 특히 바람직한 것을 알 수 있다.

특히, 내열 필 강도 향상에 유효하다는 것을 확인할 수 있었다. 선폭이 좁을수록 필 강도는 여러 가지 조건에 민감하기 때문에, 이 경향은, 선폭이 축소될수록 효과가 있는 것을 추측할 수 있다.

산업상 이용가능성

본원 발명은, 타이코트층 중에 함유되는 구리의 양을 컨트롤함으로써, 플렉시블 라미네이트 (특히, 2 층 메탈라이징 적층체) 를 제조하는 경우에, 필 강도의 저하를 억제할 수 있다는 우수한 효과를 가지므로, 전자 산업에 있어서의 회로 기판의 소재로서로서 유용하다.

Claims

적어도 일방의 면을 플라즈마 처리한 폴리이미드 필름, 플라즈마 처리된 폴리이미드 필름의 면에 형성한 타이코트층, 타이코트층 상에 형성한 구리 또는 구리 합금 중 어느 1 종으로 이루어지는 금속 시드층, 추가로 금속 시드층 상에 형성한 구리 또는 구리 합금 중 어느 1 종으로 이루어지는 금속 도체층으로 이루어지는 무접착제 플렉시블 라미네이트로서, 상기 타이코트층 중의 혼입 Cu 의 원자분율이 0.5 at% 이하인 것을 특징으로 하는 무접착제 플렉시블 라미네이트.
제 1 항에 있어서,
상기 타이코트층 중의 혼입 Cu 의 원자분율이 0.3 at% 이하인 것을 특징으로 하는 무접착제 플렉시블 라미네이트.
제 1 항에 있어서,
상기 타이코트층 중의 혼입 Cu 의 원자분율이 0.1 at% 이하인 것을 특징으로 하는 무접착제 플렉시블 라미네이트.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 타이코트층이, 니켈, 크롬, 코발트, 니켈 합금, 크롬 합금, 코발트 합금 중 어느 1 종으로 이루어지고, 니켈, 크롬 또는 코발트가 주성분이며, 상기 타이코트층에 있어서 이들 주성분이 가장 존재비가 큰 성분인 것을 특징으로 하는 무접착제 플렉시블 라미네이트.
제 4 항에 있어서,
상기 타이코트층이, 니켈과 크롬의 합금으로 이루어지고, 주성분이 Ni 인 것을 특징으로 하는 무접착제 플렉시블 라미네이트.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 무접착제 플렉시블 라미네이트를 이용하여 형성한 플렉시블 전자 회로 기판.
제 4 항에 기재된 무접착제 플렉시블 라미네이트를 이용하여 형성한 플렉시블 전자 회로 기판.
제 5 항에 기재된 무접착제 플렉시블 라미네이트를 이용하여 형성한 플렉시블 전자 회로 기판.