TW201525167A - ２層可撓性佈線用基板及其製造方法，暨２層可撓性佈線板及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種耐折性優異之2層可撓性佈線用基板、可撓性佈線板及其製造方法、暨2層可撓性佈線板及其製造方法。具體而言，本發明之2層可撓性佈線用基板或2層可撓性佈線板，係在樹脂薄膜基板表面不經由黏著劑而設置金屬積層體之佈線者，該金屬積層體包括由含鎳合金所構成的基底金屬層、與在該基底金屬層的表面具備銅層，其特徵在於，藉由電子背散射繞射法所測得的金屬積層體中，自樹脂薄膜基板表面起到0.4μm為止的範圍所含之結晶111方位的結晶比例OR111相對於001方位的結晶比例OR001之比(OR111/OR001)為7以下，銅層的(111)結晶配向度指數為1.2以上，且在耐折性試驗(JIS C-5016-1994規定的耐折性試驗)實施前後所得之銅層結晶配向比[(200)/(111)]之差d[(200)/(111)]為0.03以上。

Description

2層可撓性佈線用基板及其製造方法，暨2層可撓性佈線板及其製造方法
本發明係有關於藉由電鍍銅法使銅層一部分析出而改良耐折性之2層可撓性佈線用基板及該2層可撓性佈線用基板之製造方法，暨2層可撓性佈線板及其製造方法。
可撓性佈線板係活用其彎曲性而廣泛地使用於硬碟的讀寫磁頭及印表機頭等電子設備的需要曲折或彎曲的部分；及液晶顯示器內的曲折佈線等。
對於相關可撓性佈線板的製造，可使用如下方法：使用移除法等對積層有銅層與樹脂層的可撓性佈線用基板(亦稱為可撓性覆銅積層板，FCCL：Flexible Copper Clad Lamination)進行佈線加工。
該移除法一般係指化學蝕刻處理覆銅積層板的銅層而去除不需要的部分的方法。即，在可撓性佈線用基板的銅層中作為導體佈線殘留的部分的表面設置抗蝕劑，利用與銅對應的蝕刻液進行之化學蝕刻處理、水洗，選擇性地去除銅層的不需要部分，而形成導體佈線。
可撓性佈線用基板(FCCL)可分類為3層可撓性佈線用基板(以下，稱為3層FCCL)與2層可撓性佈線用基板(稱為2層FCCL)。
3層FCCL成為在基體(絕緣層)的樹脂薄膜黏著有電解銅箔或 軋製銅箔之構造(銅箔/黏著劑層/樹脂薄膜)。另一方面，2層FCCL為銅層或銅箔與樹脂薄膜基材積層的構造(銅層或銅箔/樹脂薄膜)。
又，上述2層FCCL大致分類有3種。
即，具有在樹脂薄膜的表面依序鍍敷基底金屬層與銅層而形成的FCCL(通稱鍍金屬基板)、在銅箔塗敷樹脂薄膜的清漆而形成有絕緣層的FCCL(通稱流延基板)、以及對銅箔積層樹脂薄膜的FCCL(通稱積層基板)。
上述鍍金屬基板，即，在樹脂薄膜表面依序鍍敷基底金屬層與銅層而形成的FCCL，由於可進行銅層的薄膜化、且聚醯亞胺膜與銅層界面的平滑性高，因而相較於流延基板、積層基板或3層FCCL，適於佈線的精細圖案化。
其原因為例如，鍍金屬基板的銅層，相對於藉由乾式鍍敷法及電鍍法自由地控制層厚，藉由流延基板、積層基板或3層FCCL的厚度等會受到所使用的銅箔的厚度等的限制。
又，另一方面，對於可撓性佈線基板的佈線所使用的銅箔，藉由例如對銅箔實施熱處理的方法(參照專利文獻1)、或進行軋製加工的方法(參照專利文獻2)，可實現耐折性的提高。
然而，該等方法係有關於3層FCCL的軋製銅箔或電解銅箔、2層FCCL中的流延基板與積層基板所使用的銅箔自身處理。
另，在銅箔的耐折性評價中，工業上使用基於「JIS C-5016-1994」等、或「ASTM D2176」標準的MIT耐折度試驗(Folding Endurance Test)。
在該試驗中，根據直至形成於試驗片的電路圖案斷線為止的彎曲次數進行評價，該彎曲次數越大，耐折性越優異。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開平8-283886號公報
專利文獻2：日本專利特開平6-269807號公報
作為本發明對象的2層可撓性佈線用基板及2層可撓性佈線板，係在樹脂薄膜基材的至少一面依序形成由不經由黏著劑形成的晶種層與鍍銅層所構成之金屬層的鍍敷基板，因此，如先前技術文獻公開般，僅實施鍍銅層的熱處理或軋製加工難以提高耐折性。因此，對於鍍敷基板來說，期望耐折性優異的鍍敷基板之製造方法。
有鑒於此，本發明提供一種耐折性優異之2層可撓性佈線用基板及其製造方法，暨2層可撓性佈線板及其製造方法。
本發明人等為了解決上述課題，對藉由鍍敷法形成於聚醯亞胺樹脂層的銅層的耐折性進行了銳意研究，結果，使用(200)優先配向的濺鍍材料，然後藉由鍍銅，確認耐折性試驗前後結晶配向性的變化對耐折性試驗結果的影響，至此完成本發明。
本發明的第1發明提供一種2層可撓性佈線用基板，係在樹脂薄膜基板表面不經由黏著劑而設置金屬積層體之佈線者，該金屬積層體包括由含鎳合金所構成的基底金屬層、與在該基底金屬層的表面具備銅層，其特徵在於，藉由電子背散射繞射法 (EBSD)所測得之上述金屬積層體中，自上述樹脂薄膜基板表面起到0.4μm為止的範圍所含之結晶111方位的結晶比例OR111相對於001方位的結晶比例OR001之比(OR111/OR001)為7以下，該銅層的(111)面的配向度指數為1.2以上，且在JIS C-5016-1994所規定的耐折性試驗的實施前後所獲得之該銅層的結晶配向比[(200)/(111)]之差d[(200)/(111)]為0.03以上。
本發明的第2發明係第1發明之2層可撓性佈線用基板，其中，基底金屬層的膜厚為3nm~50nm。
本發明的第3發明係第1及第2發明中的2層可撓性佈線用基板，其中，銅層的膜厚為5μm~12μm。
本發明的第4發明係第1至第3發明中的2層可撓性佈線用基板，其中，銅層係由成膜於基底金屬層表面的銅薄膜層、與以電鍍銅而成膜於該銅薄膜層表面的電鍍銅層所構成，電鍍銅層係在從其表面沿樹脂薄膜基板方向於膜厚的10%以上的厚度範圍，利用週期性進行短時間電位反轉的週期反向(Periodic Reverse)電流的電鍍銅而形成。
本發明的第5發明係第4發明中的2層可撓性佈線用基板，其中，基底金屬層與銅薄膜層係藉由乾式鍍敷法形成。
本發明的第6發明係第1至第5發明中的2層可撓性佈線用基板，其中，樹脂薄膜基板為選自聚醯亞胺系薄膜、聚醯胺系薄膜、聚酯系薄膜、聚四氟乙烯系薄膜、聚苯硫醚系薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯系薄膜、液晶聚合物系薄膜之至少一種以上樹脂薄膜。
本發明的第7發明之2層可撓性佈線用基板之製造方 法係第1至第6發明中的2層可撓性佈線用基板之製造方法，該方法係在樹脂薄膜基板表面不經由黏著劑而是藉由乾式鍍敷法，成膜基底金屬層與基底金屬層的表面成膜銅薄膜層，且在該銅薄膜層的表面藉由電鍍銅法成膜電鍍銅覆膜，其特徵在於，利用乾式鍍敷法成膜時的環境氣體為氬氮混合氣體，電鍍銅層係自電鍍銅層的表面沿樹脂薄膜基板方向於電鍍銅層膜厚的10%以上的厚度範圍，藉由週期性進行短時間電位反轉的週期反向電流的電鍍銅法而形成。
本發明的第8發明之2層可撓性佈線板，係在樹脂薄膜基板表面不經由黏著劑而設置金屬積層體之佈線者，該金屬積層體包括由含鎳合金所構成的基底金屬層、與在上述基底金屬層的表面具備銅層，其特徵在於，藉由電子背散射繞射法(EBSD)所測得之上述金屬積層體中，自上述樹脂薄膜基板表面起到0.4μm為止的範圍所含之結晶111方位的結晶比例OR111相對於001方位的結晶比例OR001之比(OR111/OR001)為7以下，上述銅層的(111)結晶配向度指數為1.2以上，且在耐折性試驗(JIS C-5016-1994規定的耐折性試驗)實施前後所獲得的上述銅層的結晶配向比[(200)/(111)]之差d[(200)/(111)]為0.03以上。
本發明的第9發明係第8發明中之2層可撓性佈線板，其中，基底金屬層的膜厚為3nm~50nm。
本發明的第10發明係第8及第9發明中的2層可撓性佈線板，其中，銅層的膜厚為5μm~12μm。
本發明的第11發明係第8至第10發明中的2層可撓性佈線板，其中，銅層由成膜於基底金屬層表面的銅薄膜層、與成膜於上述銅薄膜層表面的電鍍銅層所構成，該電鍍銅層係自其表面 起沿樹脂薄膜基板方向於膜厚的10%以上的厚度範圍，藉由週期性進行短時間電位反轉的週期反向電流的電鍍銅而形成。
本發明的第12發明係第11發明中的2層可撓性佈線板，其中，基底金屬層與銅薄膜層係以乾式鍍敷法形成。
本發明的第13發明係第8至第12發明中的2層可撓性佈線板，其中，樹脂薄膜基板為選自聚醯亞胺系薄膜、聚醯胺系薄膜、聚酯系薄膜、聚四氟乙烯系薄膜、聚苯硫醚系薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯系薄膜、液晶聚合物系薄膜之至少一種以上的樹脂薄膜。
本發明的第14發明係第8至第13發明中的2層可撓性佈線板之製造方法，該方法係在樹脂薄膜基板表面不經由黏著劑而是藉由乾式鍍敷法，成膜基底金屬層與上述基底金屬層的表面成膜銅薄膜層，且在上述銅薄膜層的表面藉由電鍍銅法成膜電鍍銅膜，而形成成為佈線的金屬積層體，其中，藉由乾式鍍敷法成膜時的環境氣體為氬氮混合氣體，電鍍銅層係自電鍍銅層的表面沿樹脂薄膜基板方向於電鍍銅層膜厚的10%以上的厚度範圍，藉由週期性進行短時間電位反轉的週期反向電流的電鍍銅法而形成。
第1至第7發明的效果如下。根據本發明的2層可撓性佈線用基板，在用於可撓性佈線板的佈線時，可顯著改善其耐折性，達成工業上顯著的效果，本發明的2層可撓性佈線用基板，係在樹脂薄膜基板表面不經由黏著劑而設置金屬積層體之佈線者，該金屬積層體包括由含鎳合金所構成的基底金屬層、與在該基底金屬層的表面具備銅層，藉由電子背散射繞射法(EBSD)所測得的金屬積 層體中，自樹脂薄膜基板表面起到0.4μm為止的範圍所含之結晶111方位的結晶比例OR111相對於001方位的結晶比例OR001之比(OR111/OR001)為7以下，銅層的(111)結晶配向度指數為1.2以上，且在耐折性試驗(JIS C-5016-1994規定的耐折性試驗)實施前後所獲得的銅層的結晶配向比[(200)/(111)]之差d[(200)/(111)]為0.03以上。
第8至第14發明的效果如下。根據本發明的可撓性佈線板，可顯著改善基板的耐折性，實現工業上顯著的效果，本發明的可撓性佈線板係在樹脂薄膜表面以蒸鍍法或濺鍍法形成Ni、Cr、Cu等金屬層及合金層，然後藉由電鍍法、非電解鍍敷法或組合兩者的方法，積層銅層而設置成為所形成的佈線的金屬積層體，藉由電子背散射繞射法(EBSD)所測得的金屬積層體中，自樹脂薄膜基板表面起到0.4μm為止的範圍內所含之結晶111方位的結晶比例OR111相對於001方位的結晶比例OR001之比(OR111/OR001)為7以下，銅層的(111)結晶配向度指數為1.2以上，且在耐折性試驗(JIS C-5016-1994規定的耐折性試驗)實施前後所獲得的銅層的結晶配向比[(200)/(111)]之差d[(200)/(111)]顯示為0.03以上。
1‧‧‧聚醯亞胺薄膜(樹脂薄膜基板)
2‧‧‧基底金屬層
3‧‧‧銅薄膜層
4‧‧‧電鍍銅層
5‧‧‧銅層
6‧‧‧2層可撓性佈線用基板
7‧‧‧金屬積層體
10‧‧‧捲繞式濺鍍裝置
12‧‧‧框體
13‧‧‧捲出輥
14‧‧‧筒輥
15a、15b、15c、15d‧‧‧濺鍍陰極
16a‧‧‧前進料輥
16b‧‧‧後進料輥
17a‧‧‧張力輥
17b‧‧‧張力輥
18‧‧‧捲繞輥
20‧‧‧(捲繞式方式的連續電)鍍敷裝置
21‧‧‧電鍍槽
22‧‧‧捲出輥
23‧‧‧逆轉輥
24a~24t‧‧‧陽極
26a~26k‧‧‧供電輥
28‧‧‧鍍敷液
28a‧‧‧鍍敷液的液面
29‧‧‧捲繞輥
F‧‧‧聚醯亞胺薄膜(樹脂薄膜基板)
F2‧‧‧附銅薄膜層的聚醯亞胺薄膜(附銅薄膜層的樹脂薄膜基板)
S‧‧‧2層可撓性佈線用基板
圖1係以鍍金屬法製作的2層可撓性佈線用基板的剖面示意圖。
圖2係表示成膜2層可撓性佈線用基板的基底金屬層及銅薄膜層之捲繞式濺鍍裝置的概要圖。
圖3係表示2層可撓性佈線用基板的製造中進行電鍍的捲繞式 方式的連續鍍敷裝置的概要圖。
圖4係示意性地表示本發明中的PR電流的時間與電流密度的圖。
圖5係以本發明所使用的鍍金屬法製作的2層可撓性佈線用基板的剖面示意圖。
圖6係表示本發明的2層可撓性佈線板所使用之2層可撓性佈線用基板用以成膜基底金屬層及銅薄膜層的捲繞式濺鍍裝置的概要圖。
圖7係表示在本發明的2層可撓性佈線板所使用的2層可撓性佈線用基板的製造中，進行電鍍的捲繞方式的連續鍍敷裝置的概要圖。
圖8係示意性表示本發明中的PR電流的時間與電流密度的圖。
1.第1實施形態 (1)2層可撓性佈線用基板
首先，說明本發明的2層可撓性佈線用基板。
本發明的2層可撓性佈線用基板係採用如下述之積層構造：在聚醯亞胺薄膜等樹脂薄膜基板的至少一面，具備不經由黏著劑而依次積層有基底金屬層與銅層之金屬積層體，而且，該銅層係由銅薄膜層與電鍍銅層所構成。
圖1係表示以鍍金屬法製作的2層可撓性佈線用基板6截面之示意圖。
樹脂薄膜基板1係使用聚醯亞胺薄膜，在該聚醯亞胺薄膜1的 至少一面，自聚醯亞胺薄膜1側依序成膜積層有基底金屬層2、銅薄膜層3、電鍍銅層4。由銅薄膜層3與電鍍銅層4構成銅層5，使該銅層5與基底金屬層2合併而形成金屬積層體7的積層構造。
作為所使用的樹脂薄膜基板1，除了聚醯亞胺薄膜以外，亦可使用聚醯胺薄膜、聚酯薄膜、聚四氟乙烯薄膜、聚苯硫醚薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、液晶聚合物薄膜等。
特別是從機械強度、耐熱性及電絕緣性的觀點考慮，特佳為聚醯亞胺薄膜。
進而，最好可使用薄膜的厚度為12.5~75μm的上述樹脂薄膜基板。
基底金屬層2係用以確保樹脂薄膜基板與銅等金屬層之密接性及耐熱性等的可靠性者。因此，基底金屬層的材質設為選自鎳、鉻或該等合金中的任一種，但若考慮密接強度或佈線製作時的蝕刻容易度，則較佳為鎳鉻合金。
該鎳鉻合金的組成，較佳鉻為15重量%以上且22重量%以下，較佳提高耐腐蝕性及耐遷移性。
其中，鉻為20重量%的鎳鉻合金作為鎳鉻合金流通，可以作為磁控濺鍍法的濺鍍靶材容易得到。另外，含鎳合金中亦可添加鉻、釩、鈦、鉬、鈷等。
另外，亦可積層鉻濃度不同的複數鎳鉻合金的薄膜，構成設有鎳鉻合金的濃度梯度的基底金屬層。
基底金屬層2的膜厚較佳為3nm~50nm。
若基底金屬層的膜厚未滿3nm，則無法確保聚醯亞胺薄膜與銅層的密接性，以致耐腐蝕性及耐遷移性差。另一方面，若基底金屬 層的膜厚超過50nm，則在以移除法進行佈線加工時，產生難以充分除去基底金屬層的情況。在該基底金屬層的除去不充分的情況下，可能會產生佈線間的遷移等不良情況。
銅薄膜層3主要由銅構成，該銅薄膜層的膜厚較佳為10nm~1μm。
若銅薄膜層的膜厚未滿10nm，則無法確保藉由電鍍法成膜電鍍銅層時的導電性，而導致電鍍時的外觀不良。銅薄膜層的膜厚超過1μm，雖然不產生2層可撓性佈線用基板品質上的問題，但存在生產率差的問題。
該基底金屬層2與銅薄膜層3，係如後述般以乾式鍍敷法成膜，銅層4亦可藉由濕式鍍敷法成膜。
而且，所獲得的可撓性佈線用基板6，必須使自樹脂薄膜基板1的表面起到金屬積層體7的0.4μm為止的膜厚範圍，藉由電子背散射繞射法(EBSD)所測得的結晶111方位的結晶比例OR111相對於001方位的結晶比例OR001之比(OR111/OR001)為7以下。
若該結晶的111方位的結晶比例OR111相對於001方位的結晶比例OR001之比(OR111/OR001)超過7，則由佈線圖案的截面形狀的底部寬度B、頂部寬度T與高度C根據下述式(1)求得的蝕刻因數(FE)未滿5，在底部寬度變寬、頂部寬度變窄的張開狀的窄間距化佈線中形成不適宜的佈線圖案的截面形狀。
即，為了確保與鄰接的佈線圖案的絕緣性，佈線圖案的間距(佈線的中心間距離)，必須確保佈線圖案間的間隔且亦須考慮佈線圖案的截面底部的寬度，當佈線圖案的截面形狀為朝底部張開時，則考慮到底部的寬度，不適合窄間距化。
滿足上述結晶的方位比的本發明的可撓性佈線用基板，即使藉由移除法進行佈線加工，亦可獲得佈線圖案窄間距化的印刷佈線基板。
[數1]FE=2×C/(B-T)．．．(1)
藉由移除法進行佈線加工時所使用之銅層用蝕刻液，不限於為應對窄間距化而特別配製的含有氯化鐵、氯化銅與硫酸銅之水溶液或特殊藥液，即使使用一般含有比重為1.30~1.45的氯化鐵水溶液、及/或比重為1.30~1.45的氯化銅水溶液的市售的蝕刻液，對於佈線圖案的截面形狀，亦可獲得由底部寬度B值、頂部寬度T與高度C根據式(1)求得的蝕刻因數(FE)為5以上的效果。
另外，即使對可撓性佈線用基板進行蝕刻加工，佈線自樹脂薄膜基板表面起到0.4μm為止的膜厚範圍的結晶方位比亦無改變。
(2)基底金屬層與銅薄膜層的成膜方法
基底金屬層與銅薄膜層最好以乾式鍍敷法形成。
乾式鍍敷法中，可列舉：濺鍍法、離子鍍法、團簇離子束法、真空蒸鍍法、CVD法等，但在乾式鍍敷法中，自基底金屬層的組成控制等觀點考慮，較佳為濺鍍法。
對於在樹脂薄膜基板進行濺鍍成膜，可使用公知的濺鍍裝置進行成膜，對於在長條狀的樹脂薄膜基板成膜，可使用公知的捲繞方式濺鍍裝置進行。如果使用該捲繞式濺鍍裝置，可在長條狀的聚醯 亞胺薄膜表面連續地成膜基底金屬層及銅薄膜層。
圖2係捲繞式濺鍍裝置的一例。
捲繞式濺鍍裝置10具備收納其絕大部分構成零件的長方體狀的框體12。
框體12可為圓筒狀，其形狀沒有限制，只要保持減壓至10-4Pa~1Pa的範圍內的狀態即可。
在該框體12內具有：供給作為長條狀樹脂薄膜基板的聚醯亞胺薄膜F的捲出輥13、筒輥14、濺鍍陰極15a、15b、15c、15d、前進料輥16a、後進料輥16b、張力輥17a、張力輥17b、捲繞輥18。
捲出輥13、筒輥14、前進料輥16a、捲繞輥18中具備由伺服電動機產生的動力。捲出輥13、捲繞輥18利用粉末離合器等所進行的扭矩控制，實現保持聚醯亞胺薄膜F的張力平衡。
張力輥17a、17b係表面以鍍敷硬質鉻進行精加工，且具備張力感測器。
濺鍍陰極15a~15d係以磁控陰極式與筒輥14呈對向配置。濺鍍陰極15a~15d的聚醯亞胺薄膜F的寬度方向的尺寸，只要比長條狀樹脂薄膜聚醯亞胺薄膜F的寬度寬即可。
聚醯亞胺薄膜F在作為捲繞式真空成膜裝置的捲繞式濺鍍裝置10內輸送，且通過與筒輥14呈對向的濺鍍陰極15a~15d成膜，被加工成附銅薄膜層的聚醯亞胺薄膜F2。
筒輥14通過其表面鍍敷硬質鉻進行精加工，從框體12的外部供給的制冷劑及/或制熱劑在其內部循環，調整至大致一定的溫度。
在使用捲繞式濺鍍裝置10成膜基底金屬層與銅薄膜層時，在濺鍍陰極15a中安裝具有基底金屬層的組成的靶材，且在 濺鍍陰極15b~15d中分別安裝銅靶材，將在捲出輥13設置有聚醯亞胺膜的裝置內進行真空排氣後，導入氬氣等濺鍍氣體，並將裝置內保持在1.3Pa左右。
作為一例，濺鍍環境氣體較佳使用氬氮混合氣體，且該氮摻合比較佳設為1體積%以上12體積%以下，但需要留意判定受到捲繞式濺鍍裝置的形狀等裝置固有的影響的可能性。
例如，只要一邊進行至最終的電鍍為止確認所獲得的金屬積層體的111方位的結晶比例OR111相對於001方位的結晶比例OR001之比，一邊適當檢討濺鍍環境氣體即可。
另外，若氬氮混合氣體的氮的摻合比超過12體積%，則在將已得到的金屬積層體用於可撓性佈線板等佈線時，該佈線的耐熱強度可能降低，因而不較佳。另外，雖然顯示使用氬氮混合氣體進行濺鍍的環境氣體的一例，但只要能實現目標的結晶狀態，則濺鍍環境氣體不限於氬氮混合氣體。
又，銅薄膜層的結晶配向也受到濺鍍環境氣體的影響。
若濺鍍環境氣體僅為氬氣，則在銅薄膜層由X射線繞射所獲得的結晶Wilson配向度指數中，可觀察到面心立方晶格構造的(111)面，但幾乎或完全觀測不到面心立方晶格的(200)面、與EBSD中的001方位相當的面。
在此，當在濺鍍環境氣體的氬氣中加入氮氣時，則在銅薄膜層中可觀測到面心立方晶格的(200)面、與EBSD中的001方位相當的面。
在利用如此條件與後述的電鍍條件進行佈線加工時，可實現佈 線的頂部與底部的寬度之差較小之可撓性佈線用基板。
(3)電鍍銅層及其成膜方法
電鍍銅層通過電鍍法成膜。該電鍍銅層的膜厚較佳為1μm~20μm。
在此，所使用的電鍍法是在硫酸銅的鍍浴中使用不溶性陽極進行電鍍。又，所使用的鍍銅浴液的組成亦可為在通常使用的可撓性配線板的通孔鍍敷等中使用的高均勻性(high throw)硫酸銅鍍浴。
圖3是可用於製造本發明的2層可撓性佈線用基板的捲繞式連續電鍍裝置(以下稱為鍍敷裝置20)的一例。
成膜基底金屬層與銅薄膜層而得到的附銅薄膜層的聚醯亞胺膜F2一邊從捲出輥22捲出，並反覆進行對電鍍槽21內的鍍敷液28的浸漬，一邊連續地輸送。另外，28a係指鍍敷液的液面。
附銅薄膜層的聚醯亞胺薄膜F2在浸漬在鍍敷液28的期間，利用電鍍在金屬薄膜的表面成膜銅層，在形成有規定膜厚的銅層後，製成作為金屬化樹脂薄膜基板的2層可撓性佈線用基板S，並捲繞在捲繞輥29。另外，附銅薄膜層的聚醯亞胺薄膜F2的輸送速度較佳為數m~數十m/分鐘的範圍。
具體地說，附銅薄膜層的聚醯亞胺薄膜F2，係從捲出輥22捲出，經由供電輥26a浸漬在電鍍槽21內的鍍敷液28。進入電鍍槽21內的附銅薄膜層的聚醯亞胺薄膜F2，係經由逆轉輥23逆轉輸送方向，並利用供電輥26b拉出至電鍍槽21外。
如此，附銅薄膜層的聚醯亞胺薄膜F2在反覆進行複數次浸漬於鍍敷液(圖3中，20次)期間，在附銅薄膜層的聚醯亞胺薄膜F2 的金屬薄膜上形成銅層。
在供電輥26a與陽極24a之間連接有電源(未圖示)。
利用供電輥26a、陽極24a、鍍敷液、附銅薄膜層的聚醯亞胺薄膜F2與上述電源構成電鍍電路。又，不溶性陽極不需要特別的陽極，可為以導電性陶瓷塗佈其表面的公知的陽極。另外，在電鍍槽21的外部具備朝鍍敷液28供給銅離子的機構。
銅離子朝鍍敷液28的供給係以氧化銅水溶液或氫氧化銅水溶液、碳酸銅水溶液等進行。或者，對鍍敷液中添加微量的鐵離子，將無氧銅球溶解而供給銅離子的方法。銅的供給方法可以使用上述的任一種方法。
鍍敷時的電流密度，隨著從陽極24a進入輸送方向下游，電流密度階段性地上升，從陽極24o到24t達到最大的電流密度。
藉由如此地使電流密度上升，可防止銅層的變色。特別是在銅層的膜厚較薄的情況下，由於電流密度高時容易引起銅層變色，因此，鍍敷中的電流密度，除後述的PR電流的反向電流以外，較佳為0.1A/dm2~8A/dm2。電流密度高時，產生電鍍銅層的外觀不良。
為了製造本發明的2層可撓性佈線用基板，從電鍍銅層的膜厚表面於10%以上的範圍使用PR電流形成。
使用PR電流時，反向電流可加入正向電流的1~9倍的電流。
作為反向電流時間比例，較佳為1~10%左右。
另外，PR電流流過下一個反向電流的週期較佳為10m秒以上，更較佳為20m秒~300m秒。
圖4示意性地表示PR電流的時間與電流密度。
另外，鍍敷電壓亦可適當調整為可實現上述的電流密度即可。
在利用捲繞式連續電鍍裝置製造本發明的2層可撓性佈線用基板時，只要從輸送路徑的下游側起在1個以上的陽極流過PR電流即可，流過PR電流的陽極數係由從電鍍銅層的表面朝聚醯亞胺薄膜側利用PR電流成膜的範圍的比例如何組成而決定。即，至少在陽極24t流過PR電流，根據需要，在陽極24s、陽極24r、陽極24q流過PR電流。
另外，亦可在全部陽極流過PR電流，但由於PR電流用的整流器的價格高，因而製造成本增加。因此，對於本發明的2層可撓性佈線用基板來說，若利用PR電流從電鍍銅層表面沿聚醯亞胺方向於膜厚的10%進行成膜，則在耐折性試驗(JIS C-5016-1994)實施前後的上述銅層的結晶配向比[(200)/(111)]之差d[(200)/(111)]為0.03以上，因此，結果可期待改善耐折性試驗(MIT試驗)。
較佳使用PR電流的電鍍銅的原因是，若使電流反向，則電鍍銅層的銅結晶粒徑可設為200nm左右以上，可減少晶界，因此，可以減少在晶界產生的裂紋起點。
採用一般的電鍍法時，鍍敷析出的銅受鍍銅的基材表面的影響，但若以PR電流從電鍍銅層的表面於膜厚的10%以上進行成膜，則可控制晶界，可得到對電鍍銅層的耐折性的效果。因此，2層可撓性佈線用基板從電鍍銅層表面於膜厚的10%以上，若成為與耐折性相符合的結晶，則可得到對電鍍銅層的耐折性的效果，可達成本發明所欲解決的課題。
(4)電鍍銅層的特徵
本發明的可撓性佈線用基板的銅層的特徵係顯示1.2以上的銅的(111)結晶配向度指數。該狀態下，在MIT耐折試驗(JIS C-5016-1994)中，結晶易滑動。另外，本發明的可撓性佈線用基板的銅層中，除了(111)配向以外，亦包括(200)、(220)、(311)配向，但其中(111)配向占絕大部分，該結晶配向度指數顯示為1.20以上。
進而，實現MIT耐折性試驗(JIS C-5016-1994)前後的結晶配向比[(200)/(111)]之差為0.03以上的結晶狀態。該狀態下，藉由實施MIT耐折試驗，可確認結晶滑動，引起再結晶。
對於表面的光澤性，為了使表面凹凸不成為缺口的主要原因，較佳為光澤膜。
又，平均結晶粒徑的大小越大越好，但由於會影響以移除法在可撓性佈線用基板進行佈線加工覆銅積層基板時的銅層的蝕刻，因此必須留意。
在以移除法進行銅層的蝕刻使用氯化鐵水溶液時，銅層的結晶粒徑有時沒有影響，但在蝕刻銅層的晶粒的晶界時，結晶粒徑會影響佈線的形狀。作為平均結晶粒徑，較佳為200nm~400nm左右。原因在於，若為200nm以下，則晶界較多，容易引發成為斷裂起點的裂紋，而設為400nm以下是為了保持金屬表面的平滑性。進而，為了不引發成為斷裂起點的裂紋，表面粗糙度Ra較佳設為0.2μm以下。
即，本發明的可撓性佈線用基板的電鍍銅層，係由上述成膜方法而獲得，(111)結晶配向度指數為1.2以上，MIT耐折試驗前後的結晶配向比[(200)/(111)]之差為0.03以上。另外，電鍍銅層的結晶配向可由X射線繞射的Wilson配向度指數得知。
進而，由上述方法得到的電鍍銅層的銅結晶在曲折時在常溫下具有動態再結晶效果。耐折性試驗後的平均結晶粒徑由於再結晶而存在變成100nm~200nm左右的傾向。
一般認為，藉由電鍍銅的成膜在常溫下不會發生動態再結晶。但是，本發明的可撓性佈線用基板中，該電鍍銅層在常溫下引起動態再結晶，結果，進行如MIT試驗的曲折試驗時，難以折斷試樣。其平均結晶粒徑與常溫下的動態再結晶可藉由截面SIM影像觀察。
利用電鍍法成膜的電鍍銅層的結晶方位受到銅薄膜層的結晶方位的影響，但電鍍銅層與銅薄膜層的結晶方位不同。例如，即使在銅薄膜層的結晶方位觀測不到(200)面、與EBSD中的001方位相當的面，在電鍍銅層的結晶方位也可觀測到(111)面。
本發明的可撓性佈線用基板的又一特徵在於：附銅薄膜層的樹脂薄膜的銅薄膜層的結晶方位、與利用電鍍銅而設置於該銅薄膜層上的電鍍銅層，從樹脂薄膜基板表面起到0.4μm為止的膜厚範圍以電子背散射繞射法(EBSD)測得的結晶方位不同；以及，根據電鍍銅層從樹脂薄膜基板表面起到0.4μm為止的膜厚範圍，藉由電子背散射繞射法(EBSD)測得的結晶的方位比的不同，佈線的截面形狀的底部寬度B與頂部寬度T的關係發生變化。
即，本發明的可撓性佈線用基板的金屬積層體，從樹脂薄膜基板表面起到0.4μm為止的膜厚範圍，藉由電子背散射繞射法(EBSD)測得的結晶111方位的結晶比例OR111相對於001方位的結晶比例OR001之比(OR111/OR001)為7以下。
而且，由於將如此的金屬積層體作為佈線，若以移除法進行佈線加工，則其截面形狀可得到由根據底部寬度B、頂部寬度T與銅 膜厚度C，利用下述式(2)求得的蝕刻因數(FE)表示的效果。
[數2]FE=2×C/(B-T)．．．(2)
即，若蝕刻因數(FE)為5以上，則表示底部寬度B值和頂部寬度T是相近的值的效果。
另外，為了金屬積層體的結晶方位的測定，可使用公知的電子背散射繞射法(EBSD)。
本發明的可撓性佈線用基板可以確認，從樹脂薄膜基板表面起到0.4μm為止的膜厚範圍的金屬積層體，藉由電子背散射繞射法(EBSD)所測得的結晶111方位的結晶比例OR111相對於001方位的結晶比例OR001之比(OR111/OR001)為7以下。
另外，金屬積層體包括基底金屬層，但由於基底金屬層的膜厚極薄至3~50nm，因此，幾乎對由電子背散射繞射法(EBSD)所獲得的結晶方位的測定結果沒有影響，實質上可根據銅薄膜層與電鍍銅層的銅層內的結晶狀態而獲得其測定結果。
得到作為本發明可撓性佈線用基板的特徵之一，從樹脂薄膜基板表面起到0.4μm為止的膜厚範圍的金屬積層體，藉由電子背散射繞射法(EBSD)所測得的結晶111方位的結晶比例OR111相對於001方位的結晶比例OR001之比(OR111/OR001)為7以下的方法的一例，可列舉，將基底金屬層與銅薄膜層的濺鍍成膜的環境氣體使用含有氮的比例為1體積%~12體積%的氬氮混合氣體，且在電鍍銅層從銅薄膜層的表面到膜厚1μm~2.5μm的範圍，將電流密度設為1A/dm2的成膜方法。
可撓性佈線用基板的MIT耐折性試驗的結果為，佈線寬度變細則結果惡化。
在根據JIS C-5016-1994的耐折性試驗中，佈線寬度為1mm，但對用於液晶顯示器內的彎曲佈線的可撓性佈線板來說，佈線寬度為50μm以下，進一步轉換成高精細的25μm以下的佈線寬度。即使是加工成佈線寬度為1mm的可撓性佈線板，且可實現充分的耐折性的可撓性佈線用基板，若佈線寬度為50μm以下，有時亦無法實現充分的耐折性。
當然，對於佈線寬度為1mm的可撓性佈線板，且耐折性不充分的可撓性佈線用基板來說，即使佈線寬度為50μm以下，結果也得到不充分的耐折性。
因此，當利用佈線寬度為50μm以下的可撓性佈線板檢討佈線的截面形狀與耐折性的關係，則藉由使佈線的底部寬度B與頂部寬度T相近的蝕刻因數(FE)超過5，可觀察到其耐折性提高。
2.第2實施形態 (1)2層可撓性佈線用基板
首先，對本發明的2層可撓性佈線板所使用的2層可撓性佈線用基板進行說明。
2層可撓性佈線用基板採用如下述積層構造：在如聚醯亞胺薄膜般的樹脂薄膜基板的至少一面不經由黏著劑，而是依序積層基底金屬層與銅層，且該銅層係由銅薄膜層和電鍍銅層所構成。
圖5係表示以鍍金屬法製作的2層可撓性佈線用基板6的截面示意圖，亦為本發明的2層可撓性佈線板的佈線部的剖面 圖。
樹脂薄膜基板1使用聚醯亞胺薄膜，且該聚醯亞胺薄膜1的至少一面從聚醯亞胺膜1側起，依序成膜積層有基底金屬層2、銅薄膜層3、電鍍銅層4。另外，由銅薄膜層3與電鍍銅層4構成銅層5，含有該銅層5與基底金屬層2而形成金屬積層體7。
作為使用的樹脂薄膜基板1，除了聚醯亞胺薄膜以外，亦可使用聚醯胺薄膜、聚酯薄膜、聚四氟乙烯薄膜、聚苯硫醚薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、液晶聚合物薄膜等。
特別是從機械強度、耐熱性及電絕緣性的觀點考慮，特佳聚醯亞胺薄膜。
進而，可較佳使用薄膜的厚度為12.5~75μm的上述樹脂薄膜基板。
基底金屬層2是確保樹脂薄膜基板與銅等金屬層之間的密接性與耐熱性等可靠性之金屬層。因此，基底金屬層的材質設為選自鎳、鉻或該等合金中的任1種，但若考慮密接強度及佈線製作時的蝕刻容易度，則較佳為鎳鉻合金。
該鎳鉻合金的組成，較佳鉻為15重量%以上且22重量%以下，希望提高耐腐蝕性及耐遷移性。
其中，鉻為20重量%的鎳鉻合金作為鎳鉻合金流通，可作為磁控濺鍍法的濺鍍靶材容易得到。另外，含鎳的合金中亦可添加鉻、釩、鈦、鉬、鈷等。
另外，也可以積層鉻濃度不同的複數個鎳鉻合金的薄膜，構成設有鎳鉻合金的濃度梯度的基底金屬層。
基底金屬層2的膜厚較佳為3nm~50nm。
若基底金屬層的膜厚未滿3nm，則無法保證聚醯亞胺薄膜與銅層的密接性，耐腐蝕性及耐遷移性差。另一方面，若基底金屬層的膜厚超過50nm，則在以移除法進行佈線加工時，產生難以充分除去基底金屬層的情況。在該基底金屬層的除去不充分的情況下，可能會產生佈線間的遷移等不良情況。
銅薄膜層3主要由銅構成，該銅薄膜層的膜厚較佳為10nm~1μm。
若銅薄膜層的膜厚未滿10nm，則無法確保在銅薄膜層上以電鍍法成膜電鍍銅層時的導電性，而導致電鍍時的外觀不良。銅薄膜層的膜厚超過1μm，雖然不產生2層可撓性佈線用基板品質上的問題，但存在生產率差的問題。
該基底金屬層2與銅薄膜層3係如後述般以乾式鍍敷法成膜，銅層4亦可以濕式鍍敷法成膜。
而且，所獲得的可撓性佈線用基板6，必須使從樹脂薄膜基板1的表面起到金屬積層體7的0.4μm為止的膜厚範圍，藉由電子背散射繞射法(EBSD)測得的結晶111方位的結晶比例OR111相對於001方位的結晶比例OR001之比(OR111/OR001)為7以下。
若該結晶111方位的結晶比例OR111相對於001方位的結晶比例OR001之比(OR111/OR001)超過7，則由佈線圖案的截面形狀的底部寬度B、頂部寬度T與高度C，根據下述式(3)求得的蝕刻因數(FE)未滿5，在底部寬度變寬、頂部寬度變窄的張開狀的窄間距化佈線，形成不適宜的佈線圖案的截面形狀。
即，對於佈線圖案的間距(佈線的中心間距離)來說，為了確保與鄰接的佈線圖案的絕緣性，必須確保佈線圖案間的間隔 且須考慮佈線圖案的截面底部的寬度，當佈線圖案的截面形狀為朝底部張開時，則考慮到底部的寬度，不適合窄間距化。
藉由移除法對滿足上述結晶的方位比的可撓性佈線用基板進行佈線加工，可得到佈線圖案窄間距化的可撓性佈線板。
另外，即使蝕刻加工作為佈線具備金屬積層體的樹脂薄膜基板，佈線從樹脂薄膜基板表面起到0.4μm為止的膜厚範圍的結晶的方位比不會發生變化。
[數3]FE=2×C/(B-T)．．．(3)
(2)基底金屬層與銅薄膜層的成膜方法
基底金屬層及銅薄膜層較佳通過乾式鍍敷法形成。
乾式鍍敷法中，可列舉：濺鍍法、離子鍍法、團簇離子束法、真空蒸鍍法、CVD法等，但在乾式鍍敷法中，從基底(seed)層的組成控制等觀點考慮，較佳為濺鍍法。
為了在樹脂薄膜基板進行濺鍍成膜，可使用公知的濺鍍裝置進行成膜，對於在長條狀的樹脂薄膜基板成膜，可使用公知的捲繞式的濺鍍裝置進行。若使用該捲繞式濺鍍裝置，可在長條狀的聚醯亞胺薄膜的表面連續地成膜基底金屬層及銅薄膜層。
圖6係捲繞式濺鍍裝置的一例。
捲繞式濺鍍裝置10具備有收納其絕大部分構成零件的長方體狀的框體12。
框體12可為圓筒狀，其形狀沒有限制，只要保持減壓至10-4Pa ~1Pa的範圍內的狀態即可。
在該框體12內具有：供給作為長條狀樹脂薄膜基板的聚醯亞胺薄膜F的捲出輥13、筒輥14、濺鍍陰極15a、15b、15c、15d、前進料輥16a、後進料輥16b、張力輥17a、張力輥17b、捲繞輥18。
捲出輥13、筒輥14、前進料輥16a、捲繞輥18中具備由伺服電動機產生的動力。捲出輥13、捲繞輥18利用粉末離合器等進行的扭矩控制，實現保持聚醯亞胺膜F的張力平衡。
張力輥17a、17b係以表面鍍敷硬質鉻進行精加工，且具備張力感測器。
濺鍍陰極15a~15d係以磁控陰極式與筒輥14對向配置。濺鍍陰極15a~15d的聚醯亞胺薄膜F的寬度方向的尺寸只要大於長條狀樹脂薄膜聚醯亞胺薄膜F的寬度即可。
聚醯亞胺薄膜F在作為捲繞式真空成膜裝置的捲繞式濺鍍裝置10內輸送，且以與筒輥14呈對向的濺鍍陰極15a~15d成膜，被加工成附銅薄膜層的聚醯亞胺薄膜F2。
筒輥14係其表面藉由鍍敷硬質鉻進行精加工，從框體12外部供給至其內部循環的制冷劑及/或制熱劑，調整至大致一定的溫度。
在使用捲繞式濺鍍裝置10成膜基底金屬層與銅薄膜層時，在濺鍍陰極15a中安裝具有基底金屬層的組成的靶材，且在濺鍍陰極15b~15d中分別安裝銅靶材，將在捲出輥13設置有聚醯亞胺薄膜的裝置內進行真空排氣後，導入氬氣等濺鍍氣體，並將裝置內保持在1.3Pa左右。
另外，亦可在以濺鍍法成膜基底金屬層後，以蒸鍍法成膜銅薄膜層。
在樹脂薄膜基板濺鍍基底金屬及銅時的濺鍍環境氣體，作為一例，較佳使用氬氮混合氣體，且該氮摻合比設為1體積%以上12體積%以下，但需要留意判定受到捲繞式濺鍍裝置的形狀等裝置固有的影響的可能性。
例如，只要一邊確認在樹脂薄膜基板上進行至最終的電鍍為止所獲得的金屬化樹脂薄膜結晶111方位的結晶比例OR111相對於001方位的結晶比例OR001之比，一邊適當檢討濺鍍環境氣體即可。
又，若氬氮混合氣體的氮的摻合比超過12體積%，則在將所獲得的金屬積層體用於可撓性佈線板等佈線時，該佈線的耐熱強度可能降低，因而不較佳。另外，雖然顯示用氬氮混合氣體進行濺鍍的環境氣體的一例，但只要能實現目標的結晶狀態，則濺鍍環境氣體不限於氬氮混合氣體。
進而，銅薄膜層的結晶配向亦受到濺鍍環境氣體的影響。
若濺鍍環境氣體僅為氬氣，則在銅薄膜層由X射線繞射所獲得的結晶的Wilson配向度指數中，可觀察到面心立方晶格構造的(111)面，但幾乎或完全觀測不到面心立方晶格的(200)面、與EBSD中的001方位相當的面。
在此，當在濺鍍環境氣體的氬氣中加入氮氣時，則在銅薄膜層可觀測到面心立方晶格的(200)面、與EBSD中的001方位相當的面。
藉由如此條件與後述的電鍍條件，可實現佈線的頂部與底部的寬度之差較少的可撓性佈線板。
(3)電鍍銅層及其成膜方法
電鍍銅層藉由電鍍法成膜。該電鍍銅層的膜厚較佳為1μm~20μm。
在此，所使用的電鍍法係在硫酸銅的鍍浴中使用不溶性陽極進行電鍍。又，所使用的鍍銅浴液的組成亦可為在通常使用的可撓性佈線板的通孔鍍敷等中使用的高均勻性硫酸銅鍍浴。
圖7是可用於製造本發明的佈線板中使用的2層可撓性佈線用基板的捲繞式連續電鍍裝置(以下稱為鍍敷裝置20)的一例。
成膜基底金屬層與銅薄膜層而得到的附銅薄膜層的聚醯亞胺薄膜F2一邊從捲出輥22捲出，並反覆進行對電鍍槽21內的鍍敷液28的浸漬，一邊連續地輸送。另外，28a係指鍍敷液的液面。
附銅薄膜層的聚醯亞胺薄膜F2在浸漬在鍍敷液28的期間，藉由電鍍在金屬薄膜的表面形成銅層膜，在形成規定膜厚的銅層後，製成作為金屬化樹脂薄膜基板之2層可撓性佈線用基板S，並捲繞至捲繞輥29。另外，附銅薄膜層的聚醯亞胺薄膜F2的輸送速度較佳為數m~數十m/分鐘的範圍。
具體地說，附銅薄膜層的聚醯亞胺薄膜F2從捲出輥22捲出，經由供電輥26a浸漬在電鍍槽21內的鍍敷液28。進入電鍍槽21內的附銅薄膜層的聚醯亞胺薄膜F2經由逆轉輥23逆轉輸送方向，並利用供電輥26b拉出至電鍍槽21外。
如此，在反覆進行複數次附銅薄膜層的聚醯亞胺薄膜F2朝鍍敷液的浸漬(圖7中，20次)期間，在附銅薄膜層的聚醯亞胺薄膜F2的金屬薄膜上形成銅層。
在供電輥26a與陽極24a之間連接有電源(未圖示)。
利用供電輥26a、陽極24a、鍍敷液、附銅薄膜層的聚醯亞胺薄膜F2與上述電源構成電鍍電路。又，不溶性陽極不需要特別的陽極，可以是用導電性陶瓷塗佈其表面的公知的陽極。另外，在電鍍槽21的外部具備朝鍍敷液28供給銅離子的機構。
銅離子朝鍍敷液28的供給係以氧化銅水溶液或氫氧化銅水溶液、碳酸銅水溶液等進行。或者，朝鍍敷液中添加微量的鐵離子，將無氧銅球溶解而供給銅離子的方法。銅的供給方法可使用上述的任一種方法。
鍍敷中的電流密度，隨著從陽極24a進入輸送方向下游，電流密度階段性地上升，從陽極24o到24t達到最大的電流密度。
藉由如此地使電流密度上升，可防止銅層的變色。特別是在銅層的膜厚較薄的情況下，由於電流密度高時容易引起銅層變色，因此，鍍敷中的電流密度，除後述的PR電流的反向電流以外，較佳為0.1A/dm2~8A/dm2。電流密度高時，則會產生電鍍銅層的外觀不良。
為了製造本發明的2層可撓性佈線板，從電鍍銅層的膜厚的表面於10%以上的範圍使用PR電流形成。
使用PR電流時，反向電流可加入正向電流的1~9倍的電流。
作為反向電流時間比例，較佳為1~10%左右。
又，PR電流流過下一個反向電流的週期較佳為10m秒以上，更較佳為20m秒~300m秒。
圖8示意性地表示PR電流的時間與電流密度。
另外，鍍敷電壓亦可適當調整以可實現上述的電流密度即可。
在利用捲繞式連續電鍍裝置製造本發明中使用的2層可撓性佈線用基板時，只要從輸送路徑的下游側起在1個以上的陽極流過PR電流即可，流過PR電流的陽極數係由從電鍍銅層的表面利用PR電流成膜於聚醯亞胺薄膜側的範圍的比例如何組成而決定。即，至少在陽極24t流過PR電流，根據需要，在陽極24s、陽極24r、陽極24q流過PR電流。
另外，亦可在全部陽極流過PR電流，但由於PR電流用的整流器的價格高，因而製造成本增加。因此，對於本發明的2層可撓性佈線用基板來說，若利用PR電流從電鍍銅層表面沿聚醯亞胺方向於膜厚的10%進行成膜，則在耐折性試驗(JIS C-5016-1994)實施前後上述銅層的結晶配向比[(200)/(111)]之差d[(200)/(111)]為0.03以上，因此，結果可期待改善耐折性試驗(MIT試驗)。
較佳使用PR電流的電鍍銅的原因是，若使電流反向，則電鍍銅層的銅結晶粒徑可設為200nm左右以上，可減少晶界，因此，可減少在晶界產生的裂紋起點。
採用一般的電鍍法時，鍍敷析出的銅受到鍍銅的基材表面的影響，但若以PR電流從電鍍銅層的表面於膜厚的10%以上進行成膜，則可控制晶界，可獲得對電鍍銅層的耐折性的效果。因此，若2層可撓性佈線用基板從電鍍銅層表面於膜厚的10%以上為與耐折性相符合的結晶，則可得到對電鍍銅層的耐折性的效果，可達成本發明所欲解決的課題。
(4)電鍍銅層的特徵
本發明的2層可撓性佈線板的銅層的特徵表示為1.2以上的銅 的(111)結晶配向度指數。該狀態下，在MIT耐折試驗(JIS C-5016-1994)中，結晶易於滑動。另外，本發明的可撓性佈線用基板的銅層中，除了(111)配向以外，亦包括(200)、(220)、(311)配向，但其中(111)配向占絕大部分，該結晶配向度指數顯示為1.20以上。
進而，實現MIT耐折性試驗(JIS C-5016-1994)前後的結晶配向比[(200)/(111)]之差為0.03以上的結晶狀態。該狀態下，藉由實施MIT耐折試驗，可確認到結晶滑動，引起再結晶。
對於表面的光澤性，為了使表面凹凸不成為缺口的主要原因，較佳為光澤膜。
又，平均結晶粒徑的大小越大越好，但由於會影響以移除法在可撓性佈線用基板進行佈線加工覆銅積層基板時的銅層的蝕刻，因此必須留意。
在以移除法進行銅層的蝕刻使用氯化鐵水溶液時，銅層的結晶粒徑有時沒有影響，但在蝕刻銅層的晶粒的晶界時，結晶粒徑會影響佈線的形狀。作為平均結晶粒徑，較佳為200nm~400nm左右。原因在於，若為200nm以下，則晶界較多，容易引發成為斷裂起點的裂紋，而設為400nm以下是為了保持金屬表面的平滑性。進而，為了不引發成為斷裂起點的裂紋，表面粗糙度Ra較佳設為0.2μm以下。
即，本發明的可撓性佈線板的銅層係以具有以下特性等的銅層：由上述銅層的成膜方法獲得，(111)結晶配向度指數為1.2以上，且MIT耐折試驗前後的結晶配向比[(200)/(111)]之差為0.03以上。另外，電鍍銅層的結晶配向可由X射線繞射的Wilson配向度指數得知。
進而，由上述方法得到的銅層的銅結晶係在曲折時在常溫下具有動態再結晶效果。耐折性試驗後的平均結晶粒徑由於再結晶而存在變成100nm~200nm左右的傾向。
一般認為，由電鍍銅產生的膜在常溫下不會發生動態再結晶。但是，在本發明的可撓性佈線板中，由於在常溫下引起動態再結晶，結果，進行如MIT試驗般的曲折試驗時，難以折斷試樣。銅層的平均結晶粒徑與常溫下的動態再結晶可藉由截面SIM影像觀察。
本發明的可撓性佈線板的又一特徵在於：附金屬薄膜的樹脂薄膜的銅薄膜層的結晶方位與將該附金屬薄膜的樹脂薄膜電鍍銅後，從樹脂薄膜基板表面起到0.4μm為止的膜厚範圍，藉由電子背散射繞射法(EBSD)測得的結晶方位不同；以及，根據電鍍銅後從樹脂薄膜基板表面起到0.4μm為止的膜厚範圍，藉由電子背散射繞射法(EBSD)測得的結晶的方位比的不同，佈線的截面形狀的底部寬度B與頂部寬度T的關係發生變化。
本發明的可撓性佈線板的金屬積層體，係從樹脂薄膜基板表面起到0.4μm為止的膜厚範圍，藉由電子背散射繞射法(EBSD)測得的結晶111方位的結晶比例OR111相對於001方位的結晶比例OR001之比(OR111/OR001)為7以下。
而且，由於將如此的金屬積層體作為佈線，若以移除法進行佈線加工，則其截面形狀可得到由根據底部寬度B、頂部寬度T與銅膜厚C，利用下述式(4)求得的蝕刻因數(FE)表示的效果。
[數4]FE=2×C/(B-T)．．．(4)
即，若蝕刻因數(FE)為5以上，則表示底部寬度B值與頂部寬度T是相近的值的效果。
另外，為了金屬積層體的結晶方位的測定，可使用公知的電子背散射繞射法(EBSD)。
本發明的可撓性佈線板可以確認，從樹脂薄膜基板表面起到0.4μm為止的膜厚範圍的金屬積層體中，藉由電子背散射繞射法(EBSD)測得的結晶111方位的結晶比例OR111相對於001方位的結晶比例OR001之比(OR111/OR001)為7以下。
進而，得到作為本發明可撓性佈線板的特徵之一，從樹脂薄膜基板表面起到0.4μm為止的膜厚範圍的金屬積層體，藉由電子背散射繞射法(EBSD)測得的結晶111方位的結晶比例OR111相對於001方位的結晶比例OR001之比(OR111/OR001)為7以下的方法的一例，可列舉，在製造2層可撓性佈線用基板時，將基底金屬層與銅薄膜層的濺鍍成膜的環境氣體，使用含有氮的比例為1體積%~12體積%的氬氮混合氣體，且在電鍍銅層從銅薄膜層的表面到膜厚1μm~2.5μm的範圍將電流密度設為1A/dm2的成膜方法。
可撓性佈線板的MIT耐折性試驗的結果為，佈線寬度變細則結果惡化。
在根據「JIS C-5016-1994」的耐折性試驗中，佈線寬度為1mm，但對用於液晶顯示器內的彎曲佈線的可撓性佈線板來說，佈線寬度為50μm以下，進一步轉換成高精細的25μm以下的佈線寬度。即使是加工成作為試驗用的佈線寬度為1mm的可撓性佈線板，且是可實現充分的耐折性的可撓性佈線板，若佈線寬度為50μm以下，有時亦無法實現充分的耐折性。
當然，對於佈線寬度為1mm的可撓性佈線板且耐折性不充分的可撓性佈線板來說，即使佈線寬度為50μm以下，結果也得到不充分的耐折性。
因此，當利用佈線寬度為50μm以下的可撓性佈線板檢討佈線的截面形狀與耐折性的關係，則藉由使佈線的底部寬度B與頂部寬度T相近的蝕刻因數(FE)超過5，可觀察到其耐折性的提高。
本發明的2層可撓性佈線板藉由將2層可撓性佈線用基板，以移除法進行佈線加工來製造。
佈線加工電鍍銅層等的蝕刻加工所用的蝕刻液不限於含有特殊配比的氯化鐵、氯化銅與硫酸銅的水溶液或特殊藥液，可使用一般含有比重為1.30~1.45的氯化鐵水溶液及/或比重為1.30~1.45的氯化銅水溶液的市售的蝕刻液。
在佈線表面，根據需要採用公知的鍍敷方法在需要的部位實施鍍錫、鍍鎳、鍍金等，並藉由公知的阻焊劑等覆蓋表面。接著，安裝半導體元件等電子零件，形成電子裝置。另外，本發明的2層可撓性佈線板，在鍍錫等的過程或以阻焊劑的被覆中，特徵性結晶構造沒有變化。
[第1實施例]
以下，使用第1實施例更詳細地說明本發明的2層可撓性佈線用基板。
使用如圖2所示般的捲繞式濺鍍裝置10，如下述般製造附銅薄膜層的聚醯亞胺薄膜F2。
首先，在濺鍍陰極15a安裝用於成膜基底金屬層2的鎳-20重 量%鉻合金靶材，在濺鍍陰極15b~15d安裝銅靶材。
接著，作為樹脂薄膜基板F，使用厚度38μm的聚醯亞胺薄膜(註冊商標Kapton，Toray-DuPont公司製)，將設置有該薄膜的裝置內進行真空排氣後，導入濺鍍氣體，使裝置內保持在1.3Pa，製造附銅薄膜層的聚醯亞胺薄膜F2。基底金屬層(鎳-鉻合金)2的膜厚為20nm，銅薄膜層3的膜厚為200nm。
使用圖3所示般的鍍敷裝置20，對所獲得的附銅薄膜層的聚醯亞胺薄膜F2進行電鍍銅，成膜電鍍銅層4。鍍敷液28使用pH1以下的硫酸銅水溶液，陽極24o~24t只要沒有特別說明，設定而成為最大的電流密度(除PR電流的反向電流以外)，調整電流密度至最終使電鍍銅層4的膜厚為8.5μm。
在耐折性試驗中，蝕刻液使用氯化鐵，以移除法形成「JIS C-5016-1994」的試驗圖案，根據相同標準進行評價；試驗片使用佈線寬度為50μm的試驗片(以下，稱為試驗片50μm)與佈線寬度為20μm的試驗片(以下，稱為試驗片20μm)，除此以外，根據「JIS C-5016-1994」進行評價。
耐折性試驗前後的電鍍銅層的結晶配向係以X射線繞射使用Wilson配向度指數進行測定。
對於金屬積層體，利用EBSD法測定銅結晶的方位與方位比率。將其測定結果區分為從樹脂薄膜基板表面側起到膜厚0.4μm為止的範圍、與膜厚超過0.4μm的範圍進行解析。
第1實施例中所使用的電子背散射繞射法(EBSD)的測定條件如下所示。
[電子背散射繞射法(EBSD)的測定條件]
作為繞射裝置，使用Oxford Instruments公司製(HKL Channel 5)，以加速電壓：15kV、測定步驟：0.05μm的條件進行測定。又，晶粒的(111)面配向的比例係以測定範圍的面積佔有率計算沿(111)面的法線方向±15°的範圍配向的晶粒。
藉由移除法進行的佈線加工中所使用的蝕刻液為氯化鐵水溶液(比重1.35，溫度45℃)。
[第1實施例中的實施例1]
濺鍍氣體(濺鍍環境氣體)設為1.3Pa的氬與5體積%氮的混合氣體。
將銅層中從銅薄膜層表面到膜厚1.5μm的範圍成膜的陽極24a~24f的電流密度設為1A/dm2以下，結果，金屬積層體從樹脂薄膜基板表面起到0.4μm為止的膜厚範圍，藉由電子背散射繞射法(EBSD)測得的結晶111方位的結晶比例OR111相對於001方位的結晶比例OR001之比(OR111/OR001)為0.7。
為了從電鍍銅層4的表面到10%的膜厚範圍為止使用PR電流進行電鍍，在陽極24t流過PR電流，製作實施例1的2層可撓性佈線用基板。將此時的負電流時間比例設為10%，得到鍍敷膜。
MIT耐折性試驗前的電鍍銅層的(111)結晶配向度指數為1.34。
對於MIT耐折性試驗前後由X射線配向度指數表示的結晶配向比[(200)/(111)]之差為0.04的實施例1的MIT耐折性樣品，佈線寬度為1mm的試驗片中為895次、試驗片50μm中為78次、試驗片20μm中為50次，即獲得良好的結果。
其蝕刻因數，試驗片50μm中為6.3，試驗片20μm中亦為6.3。
[第1實施例中的實施例2]
除了將濺鍍環境氣體設為氬與1體積%的氮的混合氣體以外，與實施例1同樣地製作2層可撓性佈線用基板。金屬積層體的從樹脂薄膜基板表面起到0.4μm為止的膜厚範圍，藉由電子背散射繞射法(EBSD)得到的結晶111方位的結晶比例OR111相對於001方位的結晶比例OR001之比(OR111/OR001)為3.3。
MIT耐折性試驗前的電鍍銅層的(111)結晶配向度指數為1.34。
對於MIT耐折性試驗前後，由X射線配向度指數表示的結晶配向比[(200)/(111)]之差為0.04的實施例2的MIT耐折性樣品，係佈線寬度為1mm的試驗片中為851次、試驗片50μm中為69次、試驗片20μm中為45次，即獲得良好的結果。
其蝕刻因數，試驗片50μm中為5.3，試驗片20μm中為5.5。
(第1實施例的比較例1)
除了濺鍍環境氣體僅使用氬氣以外，與實施例1同樣地製作2層可撓性佈線用基板。
藉由電子背散射繞射法(EBSD)測得的結晶111方位的結晶比例OR111相對於001方位的結晶比例OR001之比(OR111/OR001)為7.3。
MIT耐折性試驗前的電鍍銅層的(111)結晶配向度指數為1.20。
MIT耐折性試驗前後由X射線配向度指數表示的結晶配向比[(200)/(111)]之差為0.03。
顯示上述特性的比較例1的樣品耐折性，佈線寬度為1mm的試驗片中顯示541次，試驗片50μm中顯示27次，試驗片20μm中顯示20次，即，顯示出佈線寬度為50μm以下時效能不佳的結果，結果明顯可知較本發明的實施例1差。
其蝕刻因數，試驗片50μm中為3.9，試驗片20μm中為4.1。
表1匯總示出了佈線寬度為20μm、50μm的第1實施例的實施例、第1實施例的比較例中的佈線形狀(底部寬度B、頂部寬度T、銅膜厚C)、濺鍍環境氣體、計算出的蝕刻因數FE及MIT耐折性試驗結果。
蝕刻因數計算式FE=C×2/(B-T)
[第2實施例]
以下，使用第2實施例更詳細地說明本發明的2層可撓性佈線板。
樹脂薄膜基板採用聚醯亞胺薄膜的附銅薄膜層的聚醯亞胺膜使用捲繞式濺鍍裝置10製造。
在濺鍍陰極15a安裝用於成膜基底金屬層的鎳-20重量%鉻合金靶材，在濺鍍陰極15b~15d分別安裝銅靶材，將在樹脂薄膜基板設置有厚度38μm的聚醯亞胺薄膜(註冊商標Kapton， Toray-DuPont公司製)的裝置內進行真空排氣後，將裝置內保持在1.3Pa，製造附銅薄膜層的聚醯亞胺薄膜。基底金屬層(鎳-鉻合金)的膜厚為20nm，銅薄膜層的膜厚為200nm。
使用鍍敷裝置20對所獲得的附銅薄膜層的聚醯亞胺薄膜進行電鍍銅，成膜電鍍銅層。鍍敷液使用pH1以下的硫酸銅水溶液，陽極24m~24t只要沒有特別說明，設定而成為最大的電流密度(除PR電流的反向電流以外)，調整電流密度至最終使電鍍銅層的膜厚為8.5μm。
耐折性試驗，係使用氯化鐵為蝕刻液，藉由移除法形成「JIS C-5016-1994」的試驗圖案，根據相同標準進行評價；試驗片使用佈線寬度為50μm的試驗片(以下，稱為試驗片50μm)與佈線寬度為20μm的試驗片(以下，稱為試驗片20μm)，除此以外，根據「JIS C-5016-1994」進行評價。
耐折性試驗前後電鍍銅層的結晶配向係以X射線繞射使用Wilson配向度指數進行測定。
對於金屬積層體，藉由EBSD法測定銅結晶的方位與方位比率。將其測定結果區分為從樹脂薄膜基板表面側起到膜厚0.4μm為止的範圍、與膜厚超過0.4μm的範圍進行解析。
第2實施例中使用的電子背散射繞射法(EBSD)的測定條件如下所示。
[電子背散射繞射法(EBSD)的測定條件]
作為繞射裝置，使用Oxford Instruments公司製(HKL Channel 5)，以加速電壓：15kV、測定步驟：0.05μm的條件進行測定。又，晶粒的(111)面配向的比例，係以測定範圍的面積佔有率計算沿(111) 面的法線方向±15°的範圍配向的晶粒。
[第2實施例中的實施例1]
濺鍍環境氣體設為1.3Pa的氬與5體積%氮的混合氣體。
電鍍銅層係將銅層中從銅薄膜層表面到膜厚1.5μm的範圍成膜的陽極24a~24f的電流密度設為1A/dm2以下，為了使用PR電流從電鍍銅層的表面到10%的膜厚範圍進行電鍍，因而在陽極24t中流過PR電流，製作實施例1的2層可撓性佈線用基板。將此時的負電流時間比例設為10%。
從由電鍍銅形成的金屬積層體的樹脂薄膜基板表面起到0.4μm為止的膜厚範圍中，藉由電子背散射繞射法(EBSD)所獲得的結晶111方位的結晶比例OR111相對於001方位的結晶比例OR001之比(OR111/OR001)為0.7。
MIT耐折性試驗前電鍍銅層的(111)結晶配向度指數為1.35。
MIT耐折性試驗前後由X射線配向度指數表示的結晶配向比[(200)/(111)]之差為0.04。
顯示上述特性的實施例1的樣品耐折性，在MIT耐折性試驗中，佈線寬度為1mm時為545次，試驗片50μm中為78次，試驗片20μm中為50次，即分別獲得良好的結果。
另外，其蝕刻因數，試驗片50μm中為6.3，試驗片20μm中也為6.3。
[第2實施例中的實施例2]
除了將濺鍍環境氣體設為氬與1體積%的氮的混合氣 體以外，與實施例1同樣地製作可撓性佈線板。
金屬積層體從樹脂薄膜基板表面起到0.4μm為止的膜厚範圍，藉由電子背散射繞射法(EBSD)得到的結晶111方位的結晶比例OR111相對於001方位的結晶比例OR001之比(OR111/OR001)為3.3。
MIT耐折性試驗前電鍍銅層的(111)結晶配向度指數為1.34。
另外，對於MIT耐折性試驗前後由X射線配向度指數表示的結晶配向比[(200)/(111)]之差為0.04的實施例2的MIT耐折性樣品，佈線寬度為1mm的試驗片中為851次、試驗片50μm中為69次、試驗片20μm中為45次，即獲得良好的結果。
其蝕刻因數，試驗片50μm中為5.3，試驗片20μm中為5.5。
(第2實施例的比較例1)
除了濺鍍環境氣體僅使用氬氣以外，與實施例1同樣地製作可撓性佈線板。
藉由電子背散射繞射法(EBSD)測得的結晶111方位的結晶比例OR111相對於001方位的結晶比例OR001之比(OR111/OR001)為7.3。
MIT耐折性試驗前的電鍍銅層的(111)結晶配向度指數為1.20。
MIT耐折性試驗前後由X射線配向度指數表示的結晶配向比[(200)/(111)]之差為0.03。
具有上述特性的比較例1的樣品耐折性，在MIT耐折性試驗中，佈線寬度為1mm時顯示541次，試驗片50μm中顯示27次，試驗片20μm中顯示20次，即顯示效能不佳的結果，結果 明顯可知較本發明的實施例1差。
另外，其蝕刻因數，試驗片50μm中為3.9，試驗片20μm中為4.1。
表2匯總示出了佈線寬度為20μm、50μm的第2實施例、第2實施例的比較例中的佈線形狀(底部寬度B、頂部寬度T、銅膜厚C)、濺鍍環境氣體、計算出的蝕刻因數FE及MIT耐折性試驗結果。
蝕刻因數計算式FE=C×2/(B-T)

Claims (14)

  1. 一種2層可撓性佈線用基板，係在樹脂薄膜基板表面不經由黏著劑而設置金屬積層體之佈線者，該金屬積層體包括由含鎳合金所構成的基底金屬層、與在上述基底金屬層的表面具備銅層；其特徵在於，藉由電子背散射繞射法(EBSD)測得的上述金屬積層體中，從上述樹脂薄膜基板表面起到0.4μm為止的範圍所含之結晶111方位的結晶比例OR111相對於001方位的結晶比例OR001之比(OR111/OR001)為7以下，上述銅層的(111)結晶配向度指數為1.2以上，且在耐折性試驗(依JIS C-5016-1994規定的耐折性試驗)實施前後所獲得的上述銅層的結晶配向比[(200)/(111)]之差d[(200)/(111)]為0.03以上。
  2. 如申請專利範圍第1項之2層可撓性佈線用基板，其中，上述基底金屬層的膜厚為3nm~50nm。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之2層可撓性佈線用基板，其中，上述銅層的膜厚為5μm~12μm。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之2層可撓性佈線用基板，其中，上述銅層係由成膜於上述基底金屬層表面的銅薄膜層、與以電鍍銅而成膜於上述銅薄膜層表面的電鍍銅層所構成，上述電鍍銅層係在從其表面起沿上述樹脂薄膜基板方向於膜厚的10%以上的厚度範圍中，利用週期性進行短時間電位反轉的週期反向(Periodic Reverse)電流的電鍍銅而形成。
  5. 如申請專利範圍第4項之2層可撓性佈線用基板，其中，上述基底金屬層與上述銅薄膜層係以乾式鍍敷法所形成。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之2層可撓性佈線用基板， 其中，上述樹脂薄膜基板為選自聚醯亞胺系薄膜、聚醯胺系薄膜、聚酯系薄膜、聚四氟乙烯系薄膜、聚苯硫醚系薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯系薄膜、液晶聚合物系薄膜之至少一種以上樹脂薄膜。
  7. 一種2層可撓性佈線用基板之製造方法，係申請專利範圍第1至6項中任一項之2層可撓性佈線用基板的製造方法，該方法係在樹脂薄膜基板表面不經由黏著劑而藉由乾式鍍敷法成膜基底金屬層、與在上述基底金屬層的表面成膜銅薄膜層，且在上述銅薄膜層的表面藉由電鍍銅法成膜電鍍銅膜；其特徵在於，利用上述乾式鍍敷法成膜時的環境氣體為氬氮混合氣體，上述電鍍銅層係在從上述電鍍銅層的表面沿上述樹脂薄膜基板方向於上述電鍍銅層膜厚的10%以上的厚度範圍中，利用週期性進行短時間電位反轉的週期反向電流的電鍍銅法而形成。
  8. 一種2層可撓性佈線板，係在樹脂薄膜基板表面不經由黏著劑而設置金屬積層體的佈線之可撓性佈線板，該金屬積層體包括由含鎳合金所構成的基底金屬層、與在上述基底金屬層的表面具備銅層；其特徵在於，藉由電子背散射繞射法(EBSD)測得的上述金屬積層體中，從上述樹脂薄膜基板表面起到0.4μm為止的範圍所含之結晶111方位的結晶比例OR111相對於001方位的結晶比例OR001之比(OR111/OR001)為7以下，上述銅層的(111)結晶配向度指數為1.2以上，且在耐折性試驗(依JIS C-5016-1994規定的耐折性試驗)實施前後所獲得的上述銅層的結晶配向比[(200)/(111)]之差d[(200)/(111)]為0.03以上。
  9. 如申請專利範圍第8項之2層可撓性佈線板，其中，上述基底金 屬層的膜厚為3nm~50nm。
  10. 如申請專利範圍第8或9項之2層可撓性佈線板，其中，上述銅層的膜厚為5μm~12μm。
  11. 如申請專利範圍第8至10項中任一項之2層可撓性佈線板，其中，上述銅層由成膜於上述基底金屬層表面的銅薄膜層、與成膜於上述銅薄膜層表面的電鍍銅層所構成，上述電鍍銅層係在從其表面起沿上述樹脂薄膜基板方向於膜厚的10%以上的厚度範圍中，利用週期性進行短時間電位反轉的週期反向電流的電鍍銅而形成。
  12. 如申請專利範圍第11項之2層可撓性佈線板，其中，上述基底金屬層與上述銅薄膜層係藉由乾式鍍敷法而形成。
  13. 如申請專利範圍第8至12項中任一項之2層可撓性佈線板，其中，上述樹脂薄膜基板為選自聚醯亞胺系薄膜、聚醯胺系薄膜、聚酯系薄膜、聚四氟乙烯系薄膜、聚苯硫醚系薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯系薄膜、液晶聚合物系薄膜的至少一種以上樹脂薄膜。
  14. 一種2層可撓性佈線板之製造方法，係申請專利範圍第8至13項中任一項之2層可撓性佈線板的製造方法，該方法係在樹脂薄膜基板表面不經由黏著劑而藉由乾式鍍敷法成膜基底金屬層、與在上述基底金屬層的表面成膜銅薄膜層，且在上述銅薄膜層的表面藉由電鍍銅法成膜電鍍銅膜；其特徵在於，利用上述乾式鍍敷法成膜時的環境氣體為氬氮混合氣體，上述電鍍銅層係在從上述電鍍銅層的表面沿上述樹脂薄膜基板方向於上述電鍍銅層膜厚的10%以上的厚度範圍中，利用週期性進行短時間電位反轉的週期反向電流的電鍍銅法而形成。
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