TWI584707B - A method for manufacturing a flexible copper wiring board, and a method for manufacturing a flexible copper clad sheet - Google Patents

Description

可撓性銅配線板之製造方法、及用於其之附支持膜可撓性覆銅積層板

本發明係關於一種用於覆晶膜(COF：Chip On Film)或可撓性印刷配線板(FPC：Flexible Printed Circuit)等之可撓性銅配線板之製造方法、及用於其之附支持膜之可撓性覆銅積層板(FCCL：Flexible Copper Clad Laminate)。

樹脂膜具有可撓性，且加工容易，故而會在其表面形成金屬膜或氧化物膜而於產業界被廣泛地用於電子零件或光學零件、包裝材料等。例如，具有可撓性之可撓性配線基板會被用於行動電話等小型電子機器。

作為可撓性銅配線板之製造方法，例如可舉出以下方法：將於樹脂膜之一表面形成有金屬薄膜之可撓性覆銅積層板作為起始材料，藉由選擇性蝕刻步驟對其去除金屬薄膜之不要部分以形成配線圖案，並經過鍍敷步驟等而製造。

然而，可撓性覆銅積層板富有柔軟性、彎曲性，故而存在如下問題：於原本之狀態下操作強度不充分，於搬送時樹脂膜會變形、或斷開，從而難以進行選擇性蝕刻處理等。又，亦存在如下問題：無法充分地 確保鏈齒孔(sprocket hole)之強度，於搬送時鏈齒孔會變形，從而無法將配線圖案及阻焊劑圖案等高精度地形成於特定位置。因此，大多採用以下製造方法：將支持膜經由黏著層而積層於可撓性覆銅積層板之未形成金屬薄膜之表面，且於使操作強度暫時提高之狀態下實施選擇性蝕刻處理，於形成配線圖案之後，自覆金屬積層板剝離支持膜，藉此獲得可撓性銅配線板。

作為此種支持膜之一例，例如於專利文獻1中，提出了將聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜等作為基材之黏著片。

然而，於積層有支持膜之情形時，會擔心有可能影響到可撓性覆銅積層板之尺寸穩定性。其原因在於，近年來要求之配線之寬度成為10μm以上15μm以下之程度，對可撓性覆銅積層板於尺寸穩定性之高低方面有強烈要求。未接著支持膜之可撓性覆銅積層板中，聚醯亞胺等被用作樹脂基材，故而雖存在些許由加熱引起之收縮本身，但每一批之變異小。因此，預先測定執行蝕刻步驟或加熱步驟之前之可撓性覆銅積層板與步驟後之可撓性銅配線板的樣品長，算出步驟前後之收縮率之關聯，預先估計收縮而設計可撓性覆銅積層板，藉此可精度良好地形成步驟後之可撓性銅配線板之配線圖案。

然而，於使用了積層有PET等支持膜之可撓性覆銅積層板之情形時，PET本身之收縮率與聚醯亞胺等樹脂基材相比非常大，故而作為其積層體之附支持膜可撓性覆銅積層板亦於尺寸變化上變異增大，於步驟前後之尺寸變化率方面幾乎未見關聯。因此，為了應對近年來要求之配線寬度之規格，必須針對覆銅積層板之每一批調整參數。此種每一批之參 數調整會帶來步驟調整花費工夫、調整時之原料損失、製品之品質不均之惡化、產率降低等各種不良影響。因此，在用於可用於近年來之小型電子機器之可撓性覆銅積層板之情形時，存在可撓性覆銅積層板之產率降低、生產性變差的問題。

[專利文獻1]日本特開2001-106998號公報

本發明之目的在於提供一種可撓性銅配線板之製造方法，即便其包含附支持膜銅配線板形成步驟，由於附支持膜銅配線板之尺寸穩定性高，因此亦為產率高、且生產性高之可撓性覆銅積層板之製造方法。

本發明人等對於用於銅配線板形成步驟之附支持膜銅配線板進行了努力研究。用於可撓性覆銅積層板之聚醯亞胺等樹脂膜若於高溫條件下壓縮或施加拉伸應力，則該應力之影響會使尺寸穩定性產生變化。因此發現，在支持膜密接於樹脂膜之情形時，若於高溫條件下該支持膜之尺寸大幅變化，則因支持膜之尺寸變化而會對樹脂膜本身之尺寸穩定性造成影響。由此發現，藉由使用為雙軸延伸膜、且各個延伸方向上之150℃×30分鐘後之熱收縮率分別為0.1%以下之膜作為支持膜，而附支持膜銅配線板本身之熱穩定性變高，從而作為課題之覆銅積層板之尺寸變化率穩定，即便附支持膜亦可維持步驟前後之關聯，由此完成了本發明。

即，本發明之第一項係一種可撓性銅配線板之製造方法，其 係於樹脂膜之一面側形成有銅配線之可撓性銅配線板的製造方法，具備：可撓性覆銅積層板形成步驟：將銅積層於上述樹脂膜之一面側；附支持膜可撓性覆銅積層板形成步驟：將雙軸延伸膜作為支持膜經由黏著層而積層於上述樹脂膜之另一面側；銅配線形成步驟：對上述銅進行蝕刻而形成上述銅配線；加熱步驟：對上述附支持膜可撓性覆銅積層板進行加熱；及剝離步驟：剝離上述支持膜，使用上述雙軸延伸膜之各個延伸方向上之150℃×30分鐘後之熱收縮率分別為0.1%以下的膜作為上述支持膜。

本發明之第二項係如第一發明之可撓性銅配線板之製造方法，其中，上述支持膜為雙軸延伸聚酯。

本發明之第三項係如第一或第二發明之可撓性銅配線板之製造方法，其中，上述樹脂膜為聚醯亞胺膜。

本發明之第四項係如第一或第二發明之可撓性銅配線板之製造方法，其中，上述支持膜之厚度為上述樹脂膜之厚度的0.4倍以上3.4倍以下。

本發明之第五項係如第一或第二發明之可撓性銅配線板之製造方法，其進一步具備尺寸變化預測步驟：對上述附支持膜可撓性覆銅積層板測定特定條件下之尺寸變化之實測值，將該實測值作為上述可撓性銅配線板之尺寸變化之預測值。

本發明之第六項係如第五發明之可撓性銅配線板之製造方法，其中，上述特定條件為蝕刻處理及/或加熱處理。

本發明之第七項係一種附支持膜可撓性覆銅積層板，係經由黏著層於樹脂膜之一面側積層有銅之可撓性覆銅積層板之上述樹脂膜之另 一面側積層雙軸延伸膜作為支持膜而成者；上述雙軸延伸膜之各個延伸方向上之150℃×30分鐘後的熱收縮率分別為0.1%以下。

本發明之第八項係一種可撓性配線基板，其使用有第七發明之附支持膜可撓性覆銅積層板。

本發明係一種可撓性銅配線板之製造方法，即便其包含附支持膜銅配線板形成步驟，由於使用雙軸延伸膜之各個延伸方向(MD：Machine Direction，TD：Transverse Direction)之150℃×30分鐘後之熱收縮率分別為0.1%以下的膜作為支持膜，故而可撓性銅配線板本身之尺寸穩定性高，因此亦為產率高、且生產性高之可撓性覆銅積層板之製造方法。

1‧‧‧銅板

2‧‧‧樹脂膜

3‧‧‧支持膜

4‧‧‧黏著層

圖1係表示本發明之可撓性銅配線板之製造方法之圖。

以下，對本發明之實施形態進行說明。如圖1所示，本發明之可撓性銅配線板之製造方法具備：可撓性覆銅積層板形成步驟1：將銅積層於樹脂膜之一面側；附支持膜可撓性覆銅積層板形成步驟2：將雙軸延伸膜作為支持膜經由黏著層而積層於樹脂膜之另一面側；銅配線形成步驟3：對銅進行蝕刻而形成銅配線；加熱步驟4；及剝離步驟5：剝離支持膜，該可撓性銅配線板之製造方法之特徵在於：使用雙軸延伸膜之各個延伸方向上之150℃×30分鐘後之熱收縮率分別為0.1%以下的膜作為支持膜。

[可撓性覆銅積層板形成步驟1]

本發明之可撓性銅配線板之製造方法包含將銅積層於樹脂膜之一面側之步驟。該步驟可使用以下公知之方法，例如，於樹脂膜與銅箔之間使用接著劑將兩者重疊並貼合之方法；或藉由真空蒸鍍法、濺鍍法、離子鍍法等乾式鍍敷法，於樹脂膜上，形成50Å以上200Å以下之程度之由鉻、氧化鉻、鎳等銅以外之金屬所構成之基底金屬層之後，藉由乾式鍍敷法或濕式鍍敷法而被覆銅之方法等。

關於可使用於本發明之覆銅積層板形成步驟1之樹脂膜，只要為一般的用於可撓性電路基板之製造之樹脂膜，則可不特別限定地使用。例如，可使用選自聚醯亞胺系膜、聚醯胺系膜、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)等聚酯系膜、聚四氟乙烯系膜、聚苯硫系膜、聚萘二甲酸乙二酯系膜、液晶聚合物系膜之群中之1種絕緣膜。自對可撓性銅配線板而言為必要之耐熱性、介電體特性、電氣絕緣性、耐化學品性之觀點來看，尤佳為使用聚醯亞胺膜。

銅被膜層之膜厚較佳為0.01μm以上35μm以下之範圍，更佳為0.3μm以上15μm以下之範圍，再更佳為0.3μm以上12μm以下之範圍。若銅被膜層之膜厚未達0.01μm，則配線部之電氣導電性易產生問題，又，有可能產生強度上之問題。另一方面，若膜厚變厚而超出35μm，則除了存在產生微裂痕或翹曲等而導致密接性降低之情形之外，亦存在側蝕之影響變大從而難以實現狹間距化之情形。

[附支持膜可撓性覆銅積層板形成步驟2]

本發明之可撓性銅配線板之製造方法之特徵在於：包含將雙軸延伸膜 作為支持膜而積層之步驟。該步驟可藉由於樹脂膜與支持膜之間經由黏著劑將兩者重疊並貼合之方法等以往公知之方法而執行。

用於本發明之支持膜之特徵在於：使用為雙軸延伸膜、且各個延伸方向上之150℃×30分鐘後之熱收縮率分別為0.1%以下之膜，更佳為0.07%以下，再更佳為0.05%以下。藉由使用熱收縮率為0.1%以下之膜作為支持膜，而樹脂膜受到因高溫條件下之支持膜之尺寸變化而導致之壓縮或拉伸應力的影響小，故而能以產率高、生產性高之狀態製造可撓性覆銅積層板。

支持膜只要是各個延伸方向上之150℃×30分鐘後之熱收縮率分別為0.1%以下之膜，則可使用任意之材料。自耐熱性、耐溶劑性、通用性之高低而言，尤佳為使用雙軸延伸聚酯樹脂。

對於附支持膜可撓性覆銅積層板，即，雙軸延伸膜之各個延伸方向上之150℃×30分鐘後之熱收縮率分別為0.1%以下之附支持膜可撓性覆銅積層板，即便於其後追加進行蝕刻而形成銅配線之銅配線形成步驟及加熱步驟，支持膜本身之收縮率亦小。因此，對於樹脂膜，因支持膜而導致之壓縮或施加拉伸應力之影響小，藉由使用該附支持膜可撓性覆銅積層板進行製造，而能以產率高、生產性高之狀態製造可撓性覆銅積層板。因此，本發明之附支持膜可撓性覆銅積層板之製造方法極為有用。

關於支持膜之厚度，自後續之可撓性銅配線板製造步驟之操作之觀點而言可自由地選擇，但較佳為樹脂膜厚之0.4倍以上3.4倍以下，更佳為0.5倍以上1.5倍以下。

[銅配線形成步驟3]

本發明之可撓性銅配線板之製造方法之特徵在於：包含對銅進行蝕刻而形成銅配線之銅配線形成步驟。於進行蝕刻而形成銅配線之銅配線形成步驟中，可由以往公知之方法而進行。例如，可藉由以下方法進行：於導電性金屬層上形成光阻劑層，對該光阻劑層進行曝光、顯影而形成所需之圖案。其次，將如此形成之光阻劑圖案作為掩膜，對露出之導電性金屬層進行蝕刻，形成與光阻劑圖案大致相似形狀之由導電性金屬層所構成之配線圖案。其次，藉由鹼溶液等剝離去除光阻劑層之後，藉由蝕刻而去除殘存於配線圖案間之銅。

[加熱步驟4]

本發明之可撓性銅配線板之製造方法包含對附支持膜可撓性覆銅積層板進行加熱之加熱步驟。例如，為了光阻劑塗佈後之乾燥而進行加熱，於蝕刻處理後，剝離阻劑，於進行鍍錫之後實施為了抑制晶鬚(whisker)而加熱之回焊(reflow)處理。又，於阻焊劑印刷後為了使阻劑完全硬化而進行加熱。

[剝離步驟5]

本發明之可撓性銅配線板之製造方法包含剝離支持膜之剝離步驟。自可撓性銅配線板製造步驟之操作容易性之觀點而言，支持膜為被積層者，故而於製成可撓性覆銅積層板而出貨時，最終包含剝離支持膜之剝離步驟。再者，該剝離步驟可於製成可撓性覆銅積層板而出貨前進行剝離，亦包含可於出貨後例如於即將接著於電子機器之前進行剝離來實現的情形。

[設為可撓性銅配線板之尺寸變化之預測值的尺寸變化預測步驟]

本發明之特徵在於：使用雙軸延伸膜之各個延伸方向上之150℃×30分鐘後之熱收縮率分別為0.1%以下的膜作為支持膜。例如，亦可進一步具備尺寸變化預測步驟：對附支持膜可撓性覆銅積層板測定特定條件下之尺寸變化之實測值，將該實測值作為上述可撓性銅配線板之尺寸變化之預測值。

例如，對於由上述方法製造而成之附支持膜可撓性覆銅積層板，進而增加尺寸變化預測步驟，即，於特定條件下測定尺寸變化之實測值，且將其作為其後之可撓性銅配線板之尺寸變化之預測值，藉此，只要根據該預測值進行銅配線之設計，則可改進品質之不均，亦可提高產率，故而更為有用。

上述特定條件下係指例如蝕刻處理步驟或加熱步驟等恐對可撓性覆銅積層板之尺寸之變化造成影響的步驟。例如，積層於樹脂膜之銅會因為蝕刻處理步驟而熔化，因此，藉由銅之積層而被固定之樹脂膜因銅之熔解而導致施加至該樹脂膜之張力降低，故而樹脂膜存在伸長之傾向。又，積層於樹脂膜之支持膜會因為加熱步驟而收縮，故而因支持膜之收縮而使樹脂膜存在收縮之傾向。因此，該等步驟包含於恐對尺寸之變化造成影響之步驟中。

[實施例]

以下，根據實施例對本發明之可撓性銅配線板之製造方法更詳細地進行說明。再者，本發明並不限定於相關實施例。

(實施例1) <附支持膜可撓性覆銅積層板之製造>

於作為樹脂膜之一般CTE(線膨脹係數)等級之聚醯亞胺樹脂(厚度： 38μm，東麗杜邦公司製造：Kapton 150EN)之一面側，使用濺鍍與電鍍而積層8μm之銅，於聚醯亞胺樹脂面側進而利用黏著劑而積層支持膜(厚度：50μm，改善PET膜，熱收縮率規格分別為0.1%以下)，製成附支持膜可撓性覆銅積層板之樣品。又，製成未積層支持膜之可撓性覆銅積層板之樣品。再者，樣品長度均為MD方向為156mm，TD方向為160mm。

<環境變化試驗>

對上述樣品進行蝕刻處理、加熱處理及支持膜剝離處理。再者，未接著支持膜之樣品未進行支持膜剝離處理。

蝕刻處理係於將氯化鐵溶液加溫至40℃且浸漬20分鐘之條件下進行，其後，於23℃、50RH%放置24小時。又，加熱試驗係於150℃、30分鐘之條件下進行，其後，於23℃、50RH%放置24小時。

(實施例2)

使用低CTE等級之聚醯亞胺樹脂(厚度：38μm，東麗杜邦公司製造：Kapton 150ENA)作為樹脂膜，除此之外，與實施例1同樣地進行試驗。

(實施例3)

使用一般CTE等級之聚醯亞胺樹脂(厚度：35μm，宇部興產公司製造：Upilex 35SGA)作為樹脂膜，除此之外，與實施例1同樣地進行試驗。

(實施例4)

使用低CTE等級之聚醯亞胺樹脂(厚度：35μm，宇部興產公司製造：Upilex 35SGAV1)作為樹脂膜，除此之外，與實施例1同樣地進行試驗。

(比較例1)

於聚醯亞胺樹脂面側，使用熱收縮率規格分別為0.3~0.5%之當前之 PET膜作為支持膜，除此之外，與實施例1同樣地進行試驗。

(比較例2)

於聚醯亞胺樹脂面側，使用熱收縮率規格分別為0.3~0.5%之當前之PET膜作為支持膜，除此之外，與實施例2同樣地進行試驗。

(比較例3)

於聚醯亞胺樹脂面側，使用熱收縮率規格分別為0.3~0.5%之當前之PET膜作為支持膜，除此之外，與實施例3同樣地進行試驗。

(比較例4)

於聚醯亞胺樹脂面側，使用熱收縮率規格分別為0.3~0.5%之當前之PET膜作為支持膜，除此之外，與實施例4同樣地進行試驗。

(尺寸穩定試驗結果)

將各環境變化中之相較於試驗前尺寸之尺寸變化率(%)的差示於表1。具體而言，根據進行蝕刻處理、加熱處理及支持膜剝離處理之前後的各樣品之MD方向、TD方向之尺寸的測定值而分別求出尺寸變化率(%)，且分別求出實施例、比較例之各樣品之尺寸變化率(%)與未積層支持膜之樣品之尺寸變化率(%)的差。再者，於尺寸測定中必須使用能以0.3μm以下之解析度測定長度之精密測長器，使用大日本網屏製造(股)製精密自動測長機DR-5000。

由表1可知，於任一樹脂膜上均積層有收縮率為0.1%以下之支持膜之實施例之附支持膜可撓性覆銅積層板之尺寸變化率(%)、與未積層PET膜之可撓性覆銅積層板之尺寸變化率(%)的差於TD方向、MD方向均為較比較例之該差更小的值。

由此可知，使用有收縮率為0.1%以下之支持膜之實施例之附支持膜可撓性覆銅積層板，其因貼附支持膜而導致之尺寸變化之影響較小。因此，使用有收縮率為0.1%以下之支持膜之可撓性銅配線板之製造方法可於使製造步驟中之操作強度提高之狀態下製造，並且與未接著支持膜而製造之可撓性銅配線板同樣地，每一批之變異變小。因此可知，本發明之可撓性銅配線板之製造方法係產率高、生產性極高之製造方法。

另一方面，比較例之積層有收縮率為0.3~0.5%之當前支持 膜之附支持膜可撓性覆銅積層板之尺寸變化率(%)、與無支持膜之尺寸變化率(%)的差與實施例之情形相比顯示較大之值。因此可知，於使用收縮率較大之支持膜之情形時，可撓性銅配線板之尺寸較大幅地變化。

由此可推論，於使用未管理收縮率之支持膜來製造可撓性銅配線板之情形時，可撓性銅配線板之尺寸變化率之變異變大。因此可知，與使用有收縮率為0.1%以下之支持膜之製造方法相比，認為使用有未管理收縮率之支持膜之製造方法於步驟前後之尺寸變化率方面未見關聯，故而為生產性較低之製造方法。

1‧‧‧銅板

2‧‧‧樹脂膜

3‧‧‧支持膜

4‧‧‧黏著層

Claims (8)

1. 一種可撓性銅配線板之製造方法，其係於樹脂膜之一面側形成有銅配線之可撓性銅配線板的製造方法，具備：可撓性覆銅積層板形成步驟：將銅積層於該樹脂膜之一面側；附支持膜可撓性覆銅積層板形成步驟：將雙軸延伸膜作為支持膜經由黏著層而積層於該樹脂膜之另一面側；銅配線形成步驟：對該銅進行蝕刻而形成該銅配線；加熱步驟：對該附支持膜可撓性覆銅積層板進行加熱；及剝離步驟：剝離該支持膜，使用該雙軸延伸膜之各個延伸方向上之150℃×30分鐘後之熱收縮率分別為0.1%以下的膜作為該支持膜。
2. 如申請專利範圍第1項之可撓性銅配線板之製造方法，其中，該支持膜為雙軸延伸聚酯。
3. 如申請專利範圍第1或2項之可撓性銅配線板之製造方法，其中，該樹脂膜為聚醯亞胺膜。
4. 如申請專利範圍第1或2項之可撓性銅配線板之製造方法，其中，該支持膜之厚度為該樹脂膜之厚度的0.4倍以上3.4倍以下。
5. 如申請專利範圍第1或2項之可撓性銅配線板之製造方法，其進一步具備尺寸變化預測步驟：對該附支持膜可撓性覆銅積層板測定特定條件下之尺寸變化之實測值，將該實測值作為該可撓性銅配線板之尺寸變化之預測值。
6. 如申請專利範圍第5項之可撓性銅配線板之製造方法，其中，該特定 條件為蝕刻處理及/或加熱處理。
7. 一種附支持膜可撓性覆銅積層板，係經由黏著層於樹脂膜之一面側積層有銅之可撓性覆銅積層板之該樹脂膜之另一面側積層雙軸延伸膜作為支持膜而成者；該雙軸延伸膜之各個延伸方向上之150℃×30分鐘後的熱收縮率分別為0.1%以下。
8. 一種可撓性配線基板，包含如申請專利範圍第7項之附支持膜可撓性覆銅積層板。