KR20080099167A - 플렉시블 적층판 및 플렉시블 적층판의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 플렉시블 적층판은 베이스 필름과, 이 베이스 필름상에 적층된 중간층과, 이 중간층상에 적층된 도전층을 구비한 플렉시블 적층판으로, 상기 베이스 필름에서는 적어도 상기 중간층이 적층되는 표면이 폴리 이미드 수지로 구성되어 있고, 상기 중간층은 Ni를 55중량% 이상, Cr을 4중량% 이상 함유하는 동시에, Cr보다도 산화하기 쉬운 용이산화 원소를 함유하고 있으며, 이 용이산화 원소의 농도에 대해서는, 적층 방향에서 상기 베이스 필름 측이 높게 설정되어 있다.

Description

플렉시블 적층판 및 플렉시블 적층판의 제조 방법 {Flexible laminated plate and production method thereof}

본 발명은 폴리이미드 수지 등으로 이루어진 베이스 필름의 표면에 구리 등으로 도전층을 형성한 플렉시블 적층판에 관한 것으로, 특히, TAB 테이프, 플렉시블 회로 기판 또는 플렉시블 배선판 등으로 사용되는 플렉시블 적층판 및 이 플렉시블 적층판의 제조 방법에 관한 것이다.

본 원은 2007년 5월 8일에 일본에 출원된 특원 2007-123418호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

최근 전자 기기의 소형화·경량화·구조의 유연화에 유리한 회로 기판으로서, TAB(Tape Automated Bonding)나 FPC(Flexible Print Circuit) 등을 이용한 회로 기판에 대한 수요가 높아지고 있다.

이와 같은 회로 기판으로 사용되는 플렉시블 적층판으로, 예를 들어, 진공 증착, 스퍼터링, 이온 플레이팅 등의 박막 형성 기술에 의해 폴리이미드 등으로 이루어진 베이스 필름상에 직접적으로 금속 박막을 회로 패턴을 따라 성막한 후, 이 금속 박막 위에 전해 도금 등에 의해 금속 도금층을 퇴적시켜 회로 패턴상에 도전 층을 형성한 것이나, 금속 박막을 베이스 필름의 표면에 형성하고, 그 위에 전해 도금 등으로 금속을 퇴적시켜 도전층을 형성하고, 이 도전층을 식각하여 회로 패턴을 형성한 것 등이 제안되어 있다. 그러나, 이와 같은 구조의 플렉시블 적층판에서는, 식각에 의한 회로 패턴 형성 공정이나 전해 도금 공정 등에 있어서, 베이스 필름과 도전층 사이의 접합 강도가 저하하여 벗겨지기 쉽다는 문제가 있었다.

그래서, 예를 들어, 특개평 01-133729호, 특개평 03-274261호, 특개평 05-183012호, 특개평07-197239호, 특개평 08-330695호, 특개 2005-26378호에는, 도전층과 베이스 필름 사이에 중간층을 마련함으로써 베이스 필름과 도전층 사이의 접합 강도의 향상을 도모한 플렉시블 적층판이 제안되고 있다.

특히, 특개 2005-26378호에 기재된 플렉시블 적층판에 있어서는, 중간층으로서 Cr을 함유하는 중간층을 배치하고 있으며, Cr의 d전자와 폴리이미드 수지의 π전자가 공유 결합함으로써, 중간층 및 도전층과 베이스 필름의 접합 강도를 향상시킬 수 있다.

그런데, 최근에는 상술한 플렉시블 적층판을 이용한 플렉시블 회로 기판은 자동차나 항공기 등의 전장 부품에도 적용되고, 고온 환경 하에서 사용되고 있으며, 고온 환경 하에서의 신뢰성 높은 플렉시블 적층판이 요구되고 있다.

그렇지만, 종래의 플렉시블 적층판에서는 고온 환경하에서 접합 강도가 저하되는 것으로 알려져 있다. 본 발명자들이 검토한 바, 이 접합 강도의 저하는 중간층인 합금과 폴리이미드 수지와의 결합력 저하가 원인인 것으로 판명되었다.

중간층인 합금과 폴리이미드 수지와의 결합력 저하 메카니즘으로는, 합금의 산화에 의한 계면 열화를 생각할 수 있다.

상술하면, 베이스 필름을 구성하는 폴리이미드 수지는 산소나 수증기가 확산되기 쉬운 성질을 갖고 있기 때문에, 베이스 필름의 이면(중간층이 마련되지 않은 쪽의 면)에서부터 분위기 중의 산소나 수증기가 투과하여 중간층과 베이스 필름의 계면에까지 도달하게 되고, 이 계면에서 중간층이 산화한다고 생각할 수 있다. 특히, 고온 환경 하에서는 산소나 수증기의 확산이 촉진되기 때문에, 중간층과 베이스 필름의 접합 강도가 상온 환경 하보다도 크게 저하되어 버린다.

본 발명은 상술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 고온 환경하에서도 베이스 필름과 중간층의 접합 강도의 저하가 적고, 신뢰성 높은 플렉시블 적층판 및 이 플렉시블 적층판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 과제를 해결하기 위해 본 발명에 관한 플렉시블 적층판은 베이스 필름과, 이 베이스 필름 상에 적층된 중간층과, 이 중간층 상에 적층된 도전층을 구비한 플렉시블 적층판으로서, 상기 베이스 필름에서는 적어도 상기 중간층이 적층되는 표면이 폴리이미드 수지로 구성되어 있고, 상기 중간층은 Ni를 55중량% 이상, Cr을 4중량% 이상 함유하는 동시에, Cr보다도 산화되기 쉬운 용이산화 원소를 함유하고 있고, 이 용이산화 원소의 농도에 대해서는, 적층 방향에 있어서 상기 베이스 필름 측이 높게 설정되어 있다.

본 발명에 관한 플렉시블 적층판에 의하면, 베이스 필름과 도전층 사이에 Ni; 55중량% 이상, Cr; 4중량% 이상 함유하는 동시에, Cr보다도 산화하기 쉬운 용이산화 원소를 함유하는 중간층이 마련되어 있으므로, 베이스 필름과 중간층의 계면에 존재하는 산소나 수증기에 의해 용이산화 원소가 우선적으로 산화되어, Cr의 산화를 억제할 수 있다. 따라서, Cr의 d전자와 폴리이미드 수지의 π전자와의 공유 결합이 파괴되지 않으며, 고온 환경 하에서도 접합 강도의 저하를 억제할 수 있다. 또한 도전층 측은 용이산화 원소의 농도가 낮게 설정되어 있으므로, 용이산화 원소에 의한 중간층의 성질의 변화를 억제할 수 있다.

또한, Cr보다도 산화되기 쉬운 원소란, 이 플렉시블 적층판이 사용되는 온도 범위(예를 들어, -20℃∼200℃)에서 Cr보다도 산화물 생성 자유 에너지가 작은 원소를 말한다.

여기서, 상기 중간층에 함유되는 상기 용이산화 원소를 Mo라고 할 수도 있다.

이 경우, 중간층에서 베이스 필름 측의 Mo농도가 높게 설정되므로, 베이스 필름과 중간층의 계면에 존재하는 산소나 수증기에 의해 Mo가 우선적으로 산화되어, Cr의 산화를 확실히 억제할 수 있다. 또 Mo는 내식성이 높고 식각성이 뒤떨어지게 되는데, 도전층 측의 Mo 농도가 베이스 필름 측보다도 낮아지므로, 식각에 의해 회로 패턴을 쉽게 형성할 수 있다.

나아가, 상기 중간층을 적층 방향에서의 Cr의 농도가 일정해지도록 구성할 수도 있다.

이 경우, 베이스 필름 측의 용이산화 원소의 농도를 높게 하더라도 베이스 필름 측의 Cr의 농도가 감소되지 않고, Cr의 d전자와 폴리이미드 수지의 π전자와의 공유 결합에 의해 중간층과 베이스 필름의 접합 강도를 향상시킬 수 있다.

또, 상기 중간층은 Al, Fe, Nb 및 Co에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하고, 이들 Al, Fe, Nb 및 Co의 함유량이 합계 10중량% 이하로 되어 있을 수도 있다.

이 경우, Al, Fe, Nb 및 Co가 함유됨으로써 Ni상의 고용 범위가 확대되고, Ni상이 안정되어, 치밀한 부동태 피막을 안정되게 형성할 수 있다.

나아가, 상기 중간층은 W, Ta, Nb 및 Ti에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하고, 이들 W, Ta, Nb 및 Ti의 함유량이 합계 6중량% 이하로 되어 있을 수도 있다.

이 경우, W, Ti, Nb 및 Ta에 의해 치밀한 부동태 피막이 형성되며, 피칭의 발생을 방지하여, 이 플렉시블 적층판의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또 본 발명에 관한 플렉시블 적층판의 제조 방법은 상술한 플렉시블 적층판의 제조 방법으로, 상기 베이스 필름의 표면에 상기 중간층을 적층하는 적층 공정을 갖고, 해당 적층 공정은 상기 베이스 필름의 표면에 상기 용이산화 원소를 함유하는 베이스 타겟에 의해 스퍼터링를 수행하는 베이스 스퍼터링 공정과, 상기 베이스 스퍼터링 공정 후에 상기 베이스 타겟보다도 상기 용이산화 원소의 농도가 낮은 저농도 타겟에 의해 스퍼터링을 수행하는 스퍼터링 공정을 적어도 하나 구비하고 있다.

본 발명에 관한 플렉시블 적층판의 제조 방법에 의하면, 베이스 필름의 표면에 상기 용이산화 원소를 함유한 베이스 타겟에 의해 스퍼터링을 수행하는 베이스 스퍼터링 공정과 상기 베이스 스퍼터링 공정 후에 상기 베이스 타겟보다도 상기 용이산화 원소의 농도가 낮은 저농도 타겟에 의해 스퍼터링을 수행하는 스퍼터링 공정을 구비하고 있으므로, 중간층 중 베이스 필름 측에서의 용이산화 원소의 농도를 높게 설정하는 것이 가능해진다.

여기서, 상기 베이스 필름을 상류 측에서 하류 측으로 반송하고, 상기 베이 스 타겟이 상류 측으로 배치되고, 상기 저농도 타겟이 하류측에 배치되어 있으며, 상기 베이스 스퍼터링 공정과 상기 스퍼터링 공정을 연속적으로 수행하는 동시에, 상기 베이스 타겟 및 상기 저농도 타겟의 반송 방향 길이를 변경함으로써 상기 용이산화 원소의 농도 분포를 조정하는 구성으로 할 수도 있다.

이 경우, 상기 베이스 스퍼터링 공정과 상기 스퍼터링 공정을 연속적으로 수행함으로써 중간층을 효율적으로 성형할 수 있고, 이 플렉시블 적층판을 저렴하게 제조할 수 있다. 또 베이스 타겟 및 상기 저농도 타겟의 반송 방향 길이를 변경함으로써 베이스 필름의 반송 속도를 일정하게 한 상태에서 베이스 스퍼터링 공정 및 상기 스퍼터링 공정 시간을 조정할 수 있게 되고, 중간층에서의 용이산화 원소의 농도 분포를 정밀하게 조정할 수 있다.

본 발명에 의하면, 고온 환경 하에서도 베이스 필름과 중간층의 접합 강도의 저하가 적고, 신뢰성 높은 플렉시블 적층판 및 이 플렉시블 적층판의 제조 방법을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시형태인 플렉시블 적층판에 대해 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

이 플렉시블 적층판은 도 1에 나타내는 바와 같이, 베이스 필름(1)과, 베이스 필름(1)의 표면에 형성된 중간층(2)과, 이 중간층(2) 상에 형성된 도전층(3)을 구비한다.

베이스 필름(1)은 소위 폴리이미드 수지로 구성되어 있다. 여기서, 베이스 필름(1)을 구성하는 폴리이미드 수지는 BPDA계 폴리이미드 수지나 PMDA계 폴리이미드 수지일 수도 있다. 일반적으로 BPDA(비페닐테트라카본산)를 원료로 하는 폴리이미드 필름(우베코산제 상품명「유피렉스」 등)은 열 및 흡습 치수 안정성 및 강성이 양호하여 주로 TAB 용도로 사용되고 있는데, 금속 박막과의 접합 강도가 낮은 특징을 가진다. 한편, PMDA(피로메리트산2무수물)를 원료로 하는 폴리이미드 필름(토레·듀퐁제 상품명「캅톤」, 가네가후치 화학공업제 상품명「아피칼」등)은 금속 박막과의 접합 강도가 높다고 되어 있다. 이와 같은 특성을 고려하여 적절히 선택하는 것이 바람직하다.

또 베이스 필름(1)은 단층일 수도 있지만, 복수 종류의 폴리이미드 수지를 적층한 적층필름일 수도 있고, 중간층(2)이 형성되는 표면만 폴리이미드 수지로 구성되어 있을 수도 있다.

나아가, 베이스 필름(1)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 베이스 필름(1)으로서의 강성을 확보하는 관점에서 12μm이상이 바람직하고, 플렉시블 적층판의 변형 용이성을 확보하는 관점에서 125μm이하인 것이 바람직하다.

중간층(2)은 Ni; 55중량% 이상, Cr; 4중량% 이상을 함유하는 동시에, Cr보다도 산화하기 쉬운 용이산화 원소를 함유한 합금으로 구성되어 있다. 또한, Cr보다도 산화하기 쉬운 원소란, 이 플렉시블 적층판이 사용되는 온도 범위(예를 들어 -20℃∼200℃)에서 Cr보다도 산화물 생성 자유 에너지가 작은 원소를 말한다. 예를 들어, Mo, Si, Ti, Al, Mg, Ca, W, Ta 등을 들 수 있다.

본 실시형태에서는 중간층(2)은 용이산화 원소로서 Mo를 함유하고 있고, 중간층(2) 전체의 성분은 Ni; 67.5중량%, Cr; 20중량%, Mo; 12.5중량%로 되어 있다. 또한, 중간층(2) 전체에서의 각 성분의 함유량은 상기 값에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 적당히 설정할 수 있다. 또 Ni, Cr, 및 용이산화 원소의 함유량의 상한값은 다른 성분과의 밸런스에 의해 저절로 결정되므로, 본 발명에서는 특별히 한정되지 않는다.

중간층(2)은 그 적층 방향에 있어서 Mo의 농도가 변화되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 베이스 필름(l)측의 Mo 농도가 높고, 도전층(3) 측으로 향함에 따라 Mo 농도가 점차 낮아지도록 구성되어 있다. 여기서, Cr의 농도는 상기 적층 방향이 거의 일정해지고, Mo의 농도 변화에 따라 Ni의 농도가 변화되고 있다. 예를 들어, 중간층(2) 중 베이스 필름(1)의 계면 근처는 Ni; 60중량%, Cr; 20중량%, Mo; 20중량%로 하고, 도전층(3)과의 계면 근처는 Ni; 75중량%, Cr; 20중량%, Mo; 5중량%로 되어 있다.

또한, 중간층(2)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 내식성을 향상시키는 관점에서 10nm 이상으로 하는 것이 바람직하고, 중간층(2)을 적층한 후에 식각으로 회로 패턴을 형성할 때의 식각 속도를 확보하는 관점에서 30nm 이하로 하는 것이 바람직하다.

도전층(3)은 도전성을 가진 재질, 구체적으로는, 구리, 구리 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 은, 금, 백금 등에서 선택되는 1종 또는 2종 이상으로 구성되고, 특히 바람직하게는 순동, 또는, 니켈, 아연, 또는 철 등을 포함하는 구리 합금 으로 구성되어 있다.

도전층(3)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 10nm 이상이면 되고, 더 바람직하게는 30nm 이상이다. 또 도전층(3)의 두께는 300nm 이하인 것이 바람직하다. 도전층(3)이 300nm 보다도 두꺼우면 비용이 너무 높아지고, 10nm보다도 얇으면 도금 공정으로 달구어서 끊을 수 있는 등의 불량이 발생하기 쉬워진다.

이어, 이 구성의 플렉시블 적층판의 제조 방법에 대해 설명한다.

폴리이미드 수지로 구성된 베이스 필름(1)의 표면에 중간층(2)을 적층한다(적층 공정). 우선, 베이스 필름(1)의 표면에 용이산화 원소인 Mo를 함유하는 베이스 타겟(11)에 의해 베이스 스퍼터링을 수행한다. 그 후에, 베이스 타겟(11)보다도 Mo 농도가 낮은 저농도 타겟(12)에 의해 2차 스퍼터링을 수행한다. 이로써, 베이스 필름(1) 측의 Mo 농도가 높고 도전층측(3)의 Mo 농도가 낮은 중간층(2)을 형성한다.

본 실시형태에 있어서는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 베이스 필름(1)이 반송 롤(10)에 의해 화살표(X) 방향으로 반송되고 있고, 베이스 필름(1)의 표면에 대향하는 측에 베이스 타겟(11) 및 저농도 타겟(12)가 반송 방향으로 간격을 두고 설치되어 있다. 베이스 타겟(11)이 반송 방향 상류측에 위치하고, 저농도 타겟(12)이 반송 방향 하류측에 위치되어 있으며, 베이스 스퍼터링과 2차 스퍼터링을 연속적으로 수행한다. 여기서, 베이스 타겟(11)의 반송 방향 길이(L1)와 저농도 타겟(12)의 반송 방향 길이(L2)를 변경함으로써 스퍼터링 시간을 조정하여 적층 두께를 제어할 수 있게 되어 있다.

또한, 베이스 타겟(11)이나 저농도 타겟(12)으로서 시판되는 내식 합금(예를 들어, 미쓰비시 머티어리얼제 상품명「MAT21」, Ni; 60중량%, Mo; 19중량%, Cr; 19중량%)을 사용할 수도 있다.

이어, 중간층(2) 상에 도전층(3)을 형성한다. 도전층(3)을 형성하려면, 진공 증착, 스퍼터링, 이온 플레이팅 등의 박막 형성 기술에 의해 금속을 성막하면 된다. 또 어느 정도의 박막을 상기 각 방법으로 성막한 후에, 이 금속 박막 상에 전해 도금법이나 무전해 도금법 등으로 금속 도금층을 퇴적시켜 소정 두께의 도전층(3)을 형성할 수도 있다.

이와 같이 구성된 플렉시블 적층판은 도전층(3) 및 중간층(2)를 식각함으로써 회로 패턴이 형성되고, 플렉시블 회로 기판으로 사용된다. 식각액으로는 통상 사용되는 염화제2철 용액이나 염화 제2철 용액에 과산화수소나 황산철 용액을 가하여 식각성을 향상시킨 것을 사용할 수 있다.

본 실시형태인 플렉시블 적층판에서는 베이스 필름(1)과 도전층(3) 사이에 Ni; 55중량% 이상, Cr; 4중량% 이상 함유하는 동시에, Cr보다도 산화하기 쉬운 Mo를 함유하는 중간층(2)이 마련되고, 베이스 필름(1) 측의 Mo 농도가 높게 설정되어 있으므로, 베이스 필름(1)과 중간층(2)의 계면에 존재하는 산소나 수증기에 의해 Mo가 우선적으로 산화하여 Cr의 산화를 억제할 수 있다. 따라서, Cr의 d전자와 폴리이미드 수지의 π전자의 공유 결합이 파괴되지 않게 되고, 고온 환경 하에서도 접합 강도의 저하를 억제할 수 있다. 또 도전층(3) 측은 Mo의 농도가 낮게 설정되어 있으므로, 도전층(3) 측의 내식성이 필요 이상으로 향상되지 않고 식각에 의해 회로 패턴을 쉽게 형성할 수 있다.

또 중간층(2)에서 그 적층 방향에서의 Cr의 농도가 20중량%로 일정해지도록 구성되어 있으므로, 베이스 필름(1) 측의 Mo 농도를 높게 하더라도 베이스 필름(1) 측의 Cr의 농도가 감소되지 않게 되고, Cr의 d전자와 폴리이미드 수지의 π전자의 공유 결합에 의해 중간층(2)과 베이스 필름(1)의 접합 강도를 확실히 향상시킬 수 있다.

또 이 플렉시블 적층판은 베이스 필름(1)의 표면에 Mo를 함유하는 베이스 타겟(11)에 의해 베이스 스퍼터링을 수행하는 동시에, 베이스 스퍼터링 후에 베이스 타겟(11)보다도 Mo 농도가 낮은 저농도 타겟(12)에 의해 2차 스퍼터링을 수행하고 있으므로, 중간층(2) 중 베이스 필름(1) 측에서의 Mo 농도를 확실히 높게 설정할 수 있다.

나아가, 본 실시형태에서는 베이스 필름(1)을 반송 롤(10)에 의해 상류측에서 하류측으로 반송하고, 이 베이스 필름(1)의 표면에 대향하는 측에 베이스 타겟(l1) 및 저농도 타겟(12)이 반송 방향으로 간격을 두고 설치되고, 베이스 타겟(11)이 반송 방향의 상류측에 위치하고, 저농도 타겟(12)이 반송 방향의 하류측에 위치되어 있으므로, 베이스 스퍼터링과 2차 스퍼터링을 연속적으로 수행함으로써 중간층(2)을 효율적으로 성형할 수 있고, 이 플렉시블 적층판을 저렴하게 제조할 수 있다.

또 베이스 타겟(11)의 반송 방향 길이(L1)와 저농도 타겟(12)의 반송 방향 길이(L2)를 변경함으로써 스퍼터링 시간을 조정하여 적층 두께를 제어할 수 있게 되어 있으므로, 중간층(2)에서의 Mo 농도를 정밀하게 조정할 수 있다.

나아가, 구조재로서 시판되고 있는 내식 합금을 베이스 타겟(11)으로 사용하여 베이스 필름(1)의 표면에 중간층(2)을 적층함으로써 저렴하게 이 플렉시블 적층판을 제조할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시형태인 플렉시블 적층판에 대해 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 적당히 변경 가능하다.

예를 들어, 용이산화 원소로서 Mo를 예로 들어 설명했지만, 이에 한정되지 않고, Ta, W 등의 플렉시블 적층판이 사용되는 온도 범위에서 Cr보다도 산화물 생성 자유 에너지가 작은 원소이면 된다.

또 중간층에 Al, Fe 및 Co에서 선택되는 1종 또는 2종 이상이 함유되고, 이들 Al, Fe 및 Co의 함유량이 합계 10중량% 이하로 되어 있을 수도 있다. 이들 Al, Fe 및 Co가 함유됨으로써 Ni 상의 고용 범위가 확대되고, Ni상이 안정하여 치밀한 부동태 피막을 안정하게 형성할 수 있게 된다.

또 중간층에 W, Ta, Nb 및 Ti에서 선택되는 1종 또는 2종 이상이 함유되고, 이들 W, Ta, Nb 및 Ti의 함유량이 합계 6중량% 이하로 될 수도 있다. 이들 W, Ta, Nb 및 Ti가 함유됨으로써 치밀한 부동태 피막이 형성되고, 피칭의 발생을 방지하여, 이 플렉시블 적층판의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

나아가, 중간층에 Ni, Cr, 용이산화 원소 이외의 원소가 불가피 불순물로서 함유되어 있을 수도 있다. 여기서, 불가피 불순물을 총량 2중량% 이하로 억제하는 것이 바람직하다.

또한, 중간층이 복수의 용이산화 원소를 함유하는 경우에는, 복수의 용이산화 원소 중 적어도 하나가 중간층의 적층 방향에서 베이스 필름 측의 농도가 높게 설정되어 있으면 된다.

또 베이스 타겟 하나와 저농도 타겟 하나를 설치하여 중간층을 형성한다고 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 도 4에 나타내는 바와 같이 베이스 타겟을 하나, 저농도 타겟을 2개 이상 설치하여 중간층을 형성할 수도 있다.

나아가, 중간층을 적층하는 경우에는, 스퍼터링법 이외에, 진공 증착법, 이온 플레이팅법 등의 건식 박막 형성 기술을 적용할 수도 있다.

또 중간층을 도 2와 같이 Mo 농도가 적층 방향에서 연속적으로 변화하도록 구성한 것으로 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들어, 도 5에 나타내는 바와 같이, 스텝상으로 Mo 농도가 변화할 수도 있고, 도 6에 나타내는 바와 같이, Mo 농도가 불연속으로 변화하도록 구성되어 있을 수도 있다.

또 회로 패턴을 식각에 의해 형성하는 것으로 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 베이스 필름의 표면에 중간층 및 도전층을 회로 패턴 형상으로 형성할 수도 있다.

나아가, 플렉시블 적층판은 플렉시블 회로 기판뿐만 아니라, TAB 테이프, 플렉시블 배선판 등을 구성하는 것일 수도 있다.

또 베이스 필름의 한 쪽 면에 중간층 및 도전층을 형성한 것으로 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 베이스 필름의 양면에 중간층 및 도전층이 형성되어 있 을 수도 있다.

이하에, 실시예를 들어 본 발명의 효과를 실증한다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 베이스 필름을 반송 롤에 의해 반송하고, 베이스 필름의 표면에 대향하도록 제1 타겟과 제2 타겟을 반송 방향으로 배열하고, 스퍼터링을 연속적으로 수행함으로써 중간층을 형성했다. 이 때, 제1 타겟과 제2 타겟의 재질 및 그 반송 방향 길이를 변경했다. 그리고, 중간층 위에 순동으로 된 도전층을 형성했다.

(실시예 1∼5)

베이스 필름으로서 BPDA계 폴리이미드 수지로 구성된 우베코산 주식회사제 상품명「유피렉스S」(두께 38μm)를 사용했다.

제1 타겟으로서 미쓰비시 머티어리얼제 상품명 MAT21(Ni-19중량% Mo-19중량% Cr-2중량% Ta 합금)을 사용하고, 그 반송 방향 길이를 1 cm로 했다.

제2 타겟으로 용이산화 원소를 포함하지 않는 Ni-20중량% Cr합금을 사용했다. 제2 타겟의 반송 방향 길이를 제1 타겟의 반송 방향 길이를 1로 하여 12, 9, 4, 1, 0.1로 했다.

(실시예 6)

베이스 필름은 실시예 1∼5와 동일하게 했다.

제1 타겟으로서 미쓰비시 머티어리얼제 상품명 MA22(Ni-13중량% Mo-22중량% Cr-4중량% Fe-3중량% W 합금)을 사용하고, 그 반송 방향 길이를 1로 했다.

제2 타겟으로서 용이산화 원소를 포함하지 않는 Ni-20중량% Cr합금을 사용하고, 그 반송 방향 길이를 1로 했다.

(실시예7)

베이스 필름은 실시예 1∼6과 동일하게 했다.

제1 타겟으로서 미쓰비시 머티어리얼제 상품명 MC 알로이(Ni-1중량% Mo-45중량% Cr 합금)을 사용하고, 그 반송 방향 길이를 1로 했다.

제2 타겟으로서 용이산화 원소를 포함하지 않는 Ni-20중량% Cr합금을 사용하고, 그 반송 방향 길이를 1로 했다.

(비교예 1∼5)

베이스 필름은 실시예 1∼7과 동일하게 했다.

제1 타겟으로서 용이산화 원소를 포함하지 않는 Ni-20중량% Cr합금을 사용하고, 그 반송 방향 길이를 후술하는 제2 타겟의 반송 방향 길이를 1로 하여 12, 9, 4, 1, 0.1로 했다.

제2 타겟으로서 미쓰비시 머티어리얼제 상품명 MAT21(Ni-19중량% Mo-19중량% Cr-2중량% Ta 합금)을 사용하고, 그 반송 방향 길이를 1로 했다.

즉, 실시예 1∼5의 제1 타겟과 제2 타겟을 반대로 배치하여 중간층을 형성한 것이다.

(비교예 6)

베이스 필름은 실시예 1∼7과 동일하게 했다.

제1 타겟으로서 용이산화 원소를 포함하지 않는 Ni-20중량% Cr합금을 사용하 고, 그 반송 방향 길이를 1로 했다.

제2 타겟으로서 미쓰비시 머티어리얼제 상품명 MA22(Ni-13중량% Mo-22중량% Cr-4중량% Fe-3중량% W 합금)을 사용하고, 그 반송 방향 길이를 1로 했다.

즉, 실시예 6의 제1 타겟과 제2 타겟을 반대로 배치하여 중간층을 형성한 것이다.

(비교예 7)

베이스 필름은 실시예 1∼7과 동일하게 했다.

제1 타겟으로서 용이산화 원소를 포함하지 않는 Ni-20중량% Cr합금을 사용하고, 그 반송 방향 길이를 1로 했다.

제2 타겟으로서 미쓰비시 머티어리얼제 상품명 MC 알로이(Ni-1중량% Mo-45중량% Cr 합금)을 사용하고, 그 반송 방향 길이를 1로 했다.

즉, 실시예 7의 제1 타겟과 제2 타겟을 반대로 배치하여 중간층을 형성한 것이다.

(비교예 8)

베이스 필름은 실시예 1∼7과 동일하게 했다.

제1 타겟으로서 용이산화 원소를 포함하지 않는 Ni-20중량% Cr합금을 사용하고, 그 반송 방향 길이를 1로 했다. 또 제2 타겟을 배치하지 않고 제1 타겟만으로 중간층을 형성했다. 즉, 비교예 8은 중간층에 용이산화 원소가 전혀 함유되지 않은 것이다.

(성분 분석)

이들 플렉시블 적층판의 평가로서 중간층만 산용해하여 ICP(유도 결합 플라즈마) 분석에 의해 성분 분석을 했다. 이로써, 중간층 전체의 Ni, Cr, Mo의 농도를 측정했다. 측정 결과를 표 1에 나타낸다.

(적층방향의 농도 분포)

실시예 2 및 비교예 1의 플렉시블 적층판에 있어서, 오제 전자 분광 분석법에 의해 적층 방향에서의 Ni, Cr, Mo, Cu, C의 농도 분포를 측정했다. 분석 조건으로는 전자총의 가속 전압 5kV, 조사 전류 5nA로 하고, 이온총의 가속 전압 500V, InterVal 5분, 2분으로 했다. 이들 오제 전자 분광 분석 결과를 도 7(실시예 2)및 도 8(비교예 1)에 나타낸다.

(비교 시험)

실시예 1∼7 및 비교예 1∼8의 플렉시블 적층판에서 폭 10mm×길이 150mm의 단책모양 시험편을 잘라내고, IPC-TM-650(미국 프린트회로 공업회 규격 시험법)에 의한 방법으로, 베이스 필름과 중간층의 필 강도를 측정했다. 이 시험법은 상기 단책모양 시험편의 베이스 필름측을 6인치의 직경 드럼의 외주에 주방향으로 접착 고정한 다음, 도전층의 일단을 치구로 5Omm/분으로 베이스 필름에서 벗겨내면서 끌어당기고, 거기에 요하는 하중을 측정하는 방법이다.

또, 각 시험편에 대해 내열 시험(l50℃, 168시간)을 하고, 그 후의 플렉시블 적층판에 대해 상기와 같은 접합 강도 시험을 함으로써 내열 시험후의 접합 강도(고온 필 강도)를 측정했다.

그리고, 상온 필 강도(A)와 고온 필 강도(B)를 비교하여 필 강도 유지율(C) 을 이하의 식 (1)으로 산출했다.

C=(A-B)/A×100ㆍㆍㆍ(1)

이 비교 실험의 결과를 표 1에 함께 나타낸다.

(평가 결과)

도 7에 나타내는 실시예 2의 플렉시블 적층판의 오제 분광 분석 결과에서는 베이스 필름(C의 강도 피크가 있는 부분)측에 Mo의 강도 피크가 인정되고, 도전층(Cu의 강도 피크가 있는 부분)측에 Ni, Cr의 강도 피크가 인정된다. 이런 점에서, 중간층에서 베이스 필름 측의 Mo 농도가 높은 것이 확인된다.

한편, 비교예 1의 플렉시블 적층판의 오제 분광 분석 결과에서는 베이스 필름(C의 강도 피크가 있는 부분)측에 Ni, Cr의 강도 피크가 인정되고, 도전층(Cu의 강도 피크가 있는 부분)측에 Mo의 강도 피크가 인정된다. 이런 점에서, 중간층에서 도전층 측의 Mo 농도가 높은 것이 확인된다.

이 결과로부터 중간층을 적층시키기 위한 제1 타겟 및 제2 타겟의 Mo 농도를 변경함으로써, 중간층 내부에서의 Mo 농도 분포를 제어할 수 있는 것이 확인되었다.

또 실시예 1∼7에 있어서는, 필 강도 유지율이 92∼97%로 높고, 고온 환경하에서도 베이스 필름과 중간층의 접합 강도의 저하가 적은 것이 확인된다. 한편, 비교예 1∼7에서는 필 강도 유지율이 82∼89%이고, Mo를 함유하지 않는 비교예 8에서는 76%이었다.

이들 비교 시험의 결과로부터, 본 발명에 의하면, 고온 환경하에서 사용되더라도 베이스 필름과 중간층의 접합 강도가 유지되어 신뢰성 높은 플렉시블 적층판을 제공할 수 있음이 확인되었다.

도 1은 본 발명의 실시형태인 플렉시블 적층판을 나타내는 단면도이다.

도 2는 도 1에 나타내는 플렉시블 적층판의 중간층에서의 농도 분포를 나타내는 설명도이다.

도 3은 본 발명의 실시형태인 플렉시블 적층판의 제조 방법을 나타내는 설명도이다.

도 4는 본 발명의 실시형태인 플렉시블 적층판의 제조 방법의 다른 예를 나타내는 설명도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시형태인 플렉시블 적층판의 중간층에서의 농도 분포를 나타내는 설명도이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시형태인 플렉시블 적층판의 중간층에서의 농도 분포를 나타내는 설명도이다.

도 7은 실시예 2인 플렉시블 적층판의 오제 전자 분광 분석 결과를 나타내는 도면이다.

도 8은 비교예 1인 플렉시블 적층판의 오제 전자 분광 분석 결과를 나타내는 도면이다.

[부호의 설명]

1…베이스 필름,

2…중간층,

3…도전층,

10…반송 롤,

11…베이스 타겟,

12…저농도 타겟

Claims (7)

1. 베이스 필름과, 이 베이스 필름상에 적층된 중간층과, 이 중간층상에 적층된 도전층을 구비한 플렉시블 적층판으로,

   상기 베이스 필름에서는 적어도 상기 중간층이 적층되는 표면이 폴리이미드 수지로 구성되어 있고,

   상기 중간층은 Ni를 55중량% 이상, Cr을 4중량% 이상 함유하는 동시에, Cr보다도 산화하기 쉬운 용이산화 원소를 함유하고 있고,

   이 용이산화 원소의 농도에 대해서는 적층 방향에서 상기 베이스 필름측이 높게 설정되어 있는 플렉시블 적층판.
2. 제1항에 있어서,

   상기 중간층에 함유되는 상기 용이산화 원소는 Mo인 것을 특징으로하는 플렉시블 적층판.
3. 제1항에 있어서,

   상기 중간층은 적층 방향에서의 Cr의 농도가 일정해지도록 구성되어 있는 것을 특징으로하는 플렉시블 적층판.
4. 제1항에 있어서,

   상기 중간층은 Al, Fe 및 Co로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하고, 이들 Al, Fe 및 Co의 함유량이 합계 10중량% 이하로 되어 있는 것을 특징으로하는 플렉시블 적층판.
5. 제1항에 있어서,

   상기 중간층은 W, Ta, Nb 및 Ti로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하고, 이들 W, Ta, Nb 및 Ti의 함유량이 합계 6중량% 이하로 되어 있는 것을 특징으로하는 플렉시블 적층판.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 플렉시블 적층판의 제조 방법으로서,

   상기 베이스 필름의 표면에 상기 중간층을 적층하는 적층 공정을 갖고,

   해당 적층 공정은 상기 베이스 필름의 표면에 상기 용이산화 원소를 함유한 베이스 타겟에 의해 스퍼터링을 하는 베이스 스퍼터링 공정과, 상기 베이스 스퍼터링 공정 후에,상기 베이스 타겟보다도 상기 용이산화 원소의 농도가 낮은 저농도 타겟에 의해 스퍼터링을 하는 스퍼터링 공정을 적어도 l개 구비하고 있는 플렉시블 적층판의 제조 방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 베이스 필름이 상류측에서 하류측으로 반송하고, 상기 베이스 타겟이 상류측에 배치되고, 상기 저농도 타겟이 하류측에 배치되어 있으며, 상기 베이스 스퍼터링 공정과 상기 스퍼터링 공정을 연속적으로 하는 동시에,

   상기 베이스 타겟 및 상기 저농도 타겟의 반송 방향 길이를 변경함으로써 상기 용이산화 원소의 농도 분포를 조정하는 플렉시블 적층판의 제조 방법.

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