説明

フレキシブル配線板用基板及びその製造方法

【課題】樹脂フィルム基板上に銅皮膜層を有する耐折性の向上した2層フレキシブル配線板用基板の提供。
【解決手段】樹脂フィルム基材と、前記樹脂フィルム基材の少なくとも片面に設けられた〔111〕優先配向の配線用銅層とからなることを特徴とする2層フレキシブル配線用基板、及び、樹脂フィルム基材の少なくとも片面に低電流密度層と高電流密度層を交互に組み合わせた銅めっき積層体を形成した後、次いで熱処理して前記銅めっき積層体を〔111〕優先配向の銅皮膜からなる配線用銅層を形成したことを特徴とする2層フレキシブル配線板用基板の製造方法である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、樹脂フィルム基板上に銅皮膜層を有する耐折性の向上した2層フレキシブル配線板用基板及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
フレキシブル配線板は、一般に屈曲性を必要とするハードディスクの読み書きヘッドやプリンターヘッド、デジタルカメラ内の屈折配線板用などとして広く用いられている。
フレキシブル配線板用基板には、電解銅箔や圧延銅箔を接着剤で樹脂フィルム基材に接着した通称3層基板(銅層/接着剤層/ベースフィルム層(絶縁層))と、樹脂フィルム基材上にシード層、銅めっき層を順次形成した配線板用基板(通称めっき基板)および銅箔に樹脂フィルム基材のワニスを塗って絶縁層を形成した配線板用基板(通称キャスト基板)の通称2層基板(銅層/ベースフィルム層(絶縁層))の2種類がある。
【0003】
近年、フレキシブル配線基板の電気回路配線に用いられる銅箔の耐屈折性の評価としてJIS−P−8115やASTM−D2176で規格されたMIT耐折度試験(Folding Endurance Test)が工業的に使用さている。この試験では、試験片に形成する回路パターンの断線までの屈折回数で評価され、この屈折回数が大きいほど耐折性が良いとされている。
【0004】
ところで、銅箔の耐屈折性の向上を図るものとしては、例えば特許文献1にあるように、カーボン量が18ppm以下の銅箔を用いて銅箔表面を100℃以上で加熱処理することにより耐屈曲性や常温及び高温時の伸びの向上を図ったり、また、特許文献2にあるように、伸び率が20〜40%の電解銅箔を用いて圧下率40〜80%の圧延加工を行うことにより耐屈折性の向上を図る技術が提案されている。
【特許文献1】特開平8−283886号公報
【特許文献2】特開平6−269807号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記に記載した方法は、すべて3層基板用の圧延銅箔や電解銅箔で配線基板形成前の銅箔に対するものであり、2層基板では、キャスト基板に用いられる銅箔に応用可能であるが、本発明が対象とするめっき基板は、樹脂フィルム基材の少なくとも片面に形成したシード層を設けた後、このシード層上に銅めっき層を形成しているため、銅めっき層の熱処理や圧延加工ができない。そのため、めっき基板において耐折性に優れためっき基板及びその製造方法についての提案には至っていない。
【課題を解決するための手段】
【0006】
このような課題に鑑み、本発明の第一の発明は、樹脂フィルム基材と、前記樹脂フィルム基材の少なくとも片面に設けられた〔111〕優先配向の配線用銅層とからなることを特徴とする2層フレキシブル配線用基板である。
また、この配線用銅層は、低電流密度層と高電流密度層を交互に組み合わせた銅めっき積層体を熱処理して形成した銅皮膜であることが好ましい。
【0007】
本発明の第二の発明は、樹脂フィルム基材の少なくとも片面に低電流密度層と高電流密度層を交互に組み合わせた銅めっき積層体を形成した後、次いで熱処理して前記銅めっき積層体を〔111〕優先配向の銅皮膜からなる配線用銅層を形成したことを特徴とする2層フレキシブル配線板用基板の製造方法である。
また、この低電流密度層を形成する際の銅めっきの電流密度は0.05〜0.5A/dmで、この高電流密度層を形成する際の銅めっきの電流密度は5〜20A/dmであることが好ましい。
【発明の効果】
【0008】
本発明の2層フレキシブル配線板用基板によれば、樹脂フィルム基材の少なくとも片面に形成したシード層上に、低電流密度層と高電流密度層を順次複数組み合わせて多層構造の積層めっき層を設ける構成にした後に行う熱処理の作用によって、この積層めっき層が〔111〕優先配向の銅皮膜となり、MIT耐折度試験の折り曲げ時に常温動的再結晶が起こることで、耐屈折回数が大幅に向上した2層フレキシブル配線板用基板が得られるという優れた効果を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
本発明の2層フレキシブル配線板用基板では、表面に導電性を付与された樹脂フィルム基材の製造方法は特に限定されず、樹脂フィルム表面の少なくとも片面に例えば銅、ニッケルなどの金属を化学的に形成する無電解めっき法、或いは銅、ニッケル、クロム等の金属を蒸着やスパッタで形成する乾式めっき法などを用いて、樹脂フィルム表面上に導電性を付与する。
【0010】
積層銅めっき層の形成は、導電性の付与された樹脂フィルム基板に、銅の電気めっき法を用いて、低電流密度層と高電流密度層の各銅めっき層を交互に形成して作製する。その場合、低電流密度層と高電流密度層の形成に用いる電流密度範囲は、低電流密度層では0.05〜0.5A/dm、高電流密度層では5〜20A/dmの範囲で、この電流密度の差は大きい方が望ましく、この電流密度差が小さいと、その後に熱処理しても〔111〕優先配向が十分得られず、MIT耐折度試験の折り曲げ時の常温動的再結晶が起こり難くなってしまう。
尚、積層銅めっき層の形成において、低電流密度層と高電流密度層の積層の順番は、先ず低電流密度層を形成し、次いで高電流密度層を形成する順で行ない、同じ層数になるように積層するのが好ましい。
【0011】
この積層銅めっき層の各層の厚みは、低電流密度層では、0.5〜1.0μm、高電流密度層では、1.5〜3.0μmが望ましい。これらの値より小さくても、逆に大きくても、積層後の熱処理での良好な〔111〕優先配向が得られない。
又、各層の層数は1層から4層、全体として2層から8層程度が望ましく、より望ましくは4層から8層を積層することで、熱処理後に良好な〔111〕優先配向が得られる。
【0012】
この積層銅めっき層の形成に使用される銅の電気めっき法の光沢銅めっき液は、公知の組成の銅めっき浴を用いてよく、一般的には、硫酸銅浴を用いる。添加剤は低電流密度から高電流密度まで使用が可能なものであれば流す電流値を変化させることで低電流密度層と高電流密度層の多層構造を形成することができる。また、低電流密度用と高電流密度用の添加剤を分けて交互に使う方法でも良い。更には、浴温や攪拌といっためっき条件によって電流密度のコントロールをすることもできる。
【0013】
積層銅めっき層の形成後の熱処理は、〔111〕優先配向させるのに重要なもので、その条件としては、温度は120から150℃が好ましく、保持時間は積層する層数などによって適時時間を選択して行なう。
以下、実施例を用いて詳細に説明する。
【実施例1】
【0014】
厚さ38μmのポリイミドフィルムの片面に、スパッタリングによって厚み0.1μmの銅皮膜によるシード層を形成した。この導電性を付与したポリイミドフィルムに市販の硫酸銅めっき浴を用いて、0.5A/dmの低電流密度層(Low)と5A/dmの高電流密度層(High)を、この順に交互に合わせて4層を積層させ、全体の膜厚が8μmとなるように調整した積層銅めっき層を形成した。次いで、120℃、90分間の熱処理を施し、〔111〕優先配向した銅皮膜からなる配線用銅層を有する銅ポリイミド2層フレキシブル配線板用基板を作製した。尚、〔111〕優先配向割合は、EBSD法(Electron Back Scattering Diffraction Pattern)により求めた。
【0015】
この得られた2層フレキシブル配線板用基板の耐屈折性は、JIS−P−8115のMIT試験法の試験片パターンを、ホトリソグラフィーにて形成し、JIS−P−8115のMIT試験機を用いて、曲げ曲率R=0.38mm、荷重500g、屈折回転数175r.p.mの条件下で耐屈折性試験を行い、断線までの屈折回数を測定した。その結果を表1に示す。
【実施例2】
【0016】
厚み38μmのポリイミドフィルムの片面にスパッタリングによって厚み0.1μmの銅皮膜を形成した。この導電性を付与したポリイミドフィルムに市販の硫酸銅めっき浴を用いて、0.1A/dmの電流密度層と10A/dmの電流密度層を交互に4層を積層させ、全体の膜厚が8μmとなるように調整しためっき皮膜を形成し、120℃にて90分間の熱処理を施した銅ポリイミド2層フレキシブル配線板用基板を試作した。
得られた2層フレキシブル配線板用基板について実施例1と同様の条件で耐屈折性試験を行なった結果を表1に併せて示す。
【実施例3】
【0017】
厚さ38μmのポリイミドフィルムの片面にスパッタリングによって厚さ0.1μmの銅皮膜を形成した。この導電性を付与したポリイミドフィルムに市販の硫酸銅めっき浴を用いて、0.3A/dmの電流密度層と8A/dmの電流密度層を交互に4層を積層させ、全体の膜厚が8μmとなるように調整しためっき皮膜を形成し、120℃にて90分間の熱処理を施した銅ポリイミド2層フレキシブル配線板用基板を試作した。
得られた2層フレキシブル配線板用基板について実施例1と同様の条件で耐屈折性試験を行なった結果を表1に併せて示す。
【実施例4】
【0018】
厚さ38μmのポリイミドフィルムの片面に、スパッタリングによって厚み0.1μmの銅皮膜によるシード層を形成した。この導電性を付与したポリイミドフィルムに市販の硫酸銅めっき浴を用いて、0.5A/dmの低電流密度層(Low)と5A/dmの高電流密度層(High)を、この順に交互に合わせて8層を積層させ、全体の膜厚が8μmとなるように調整した積層銅めっき層を形成した。次いで、120℃、90分間の熱処理を施し、〔111〕優先配向した銅皮膜からなる配線用銅層を有する銅ポリイミド2層フレキシブル配線板用基板を作製した。
得られた2層フレキシブル配線板用基板について実施例1と同様の条件で耐屈折性試験を行なった結果を表1に併せて示す。
【実施例5】
【0019】
厚み38μmのポリイミドフィルムの片面にスパッタリングによって厚み0.1μmの銅皮膜を形成した。この導電性を付与したポリイミドフィルムに市販の硫酸銅めっき浴を用いて、0.1A/dmの電流密度層と10A/dmの電流密度層を交互に4層を積層させ、全体の膜厚が8μmとなるように調整しためっき皮膜を形成し、100℃の温度にて、110分間の熱処理を施した銅ポリイミド2層フレキシブル配線板用基板を試作した。
得られた2層フレキシブル配線板用基板について実施例1と同様の条件で耐屈折性試験を行なった結果を表1に併せて示す。
【実施例6】
【0020】
厚さ38μmのポリイミドフィルムの片面にスパッタリングによって厚さ0.1μmの銅皮膜を形成した。この導電性を付与したポリイミドフィルムに市販の硫酸銅めっき浴を用いて、0.3A/dmの電流密度層と8.0A/dmの電流密度層を交互に4層を積層させ、全体の膜厚が8μmとなるように調整しためっき皮膜を形成し、150℃の温度にて、70分間の熱処理を施した銅ポリイミド2層フレキシブル配線板用基板を試作した。
得られた2層フレキシブル配線板用基板について実施例1と同様の条件で耐屈折性試験を行なった結果を表1に併せて示す。
【0021】
[比較例1]
厚さ38μmのポリイミドフィルムの片面にスパッタリングによって厚さ0.1μmの銅皮膜を形成した。この導電性を付与したポリイミドフィルムに市販の硫酸銅めっき浴を用いて、1A/dmの電流密度層と3A/dmの電流密度層を交互に4層を積層させ、全体の膜厚が8μmとなるように調整しためっき皮膜を形成し、120℃にて90分間の熱処理を施した銅ポリイミド基板を試作した。得られた2層フレキシブル配線板用基板について実施例1と同様の条件で耐屈折性試験を行なった結果を表1に併せて示す。
【0022】
[比較例2]
厚さ38μmのポリイミドフィルムの片面に、スパッタリングによって厚み0.1μmの銅皮膜によるシード層を形成した。この導電性を付与したポリイミドフィルムに市販の硫酸銅めっき浴を用いて、0.5A/dmの低電流密度層と5A/dmの高電流密度層を、この順に交互に合わせて4層を積層させ、全体の膜厚が8μmとなるように調整した積層銅めっき層を形成した。次いで、80℃、140分間の熱処理を施して銅ポリイミド2層フレキシブル配線板用基板を作製した。
得られた2層フレキシブル配線板用基板について実施例1と同様の条件で耐屈折性試験を行なった結果を表1に併せて示す。
【0023】
[従来例]
厚さ38μmのポリイミドフィルムの片面に、スパッタリングによって厚み0.1μmの銅皮膜によるシード層を形成した。この導電性を付与したポリイミドフィルムに市販の硫酸銅めっき浴を用いて、0.5A/dmの電流密度層を厚み8μmとなるように調整した銅めっき層を形成した。次いで、120℃、90分間の熱処理を施した配線用銅層を有する銅ポリイミド2層フレキシブル配線板用基板を作製した。
得られた2層フレキシブル配線板用基板について実施例1と同様の条件で耐屈折性試験を行なった結果を表1に併せて示す。
【0024】
【表1】

【0025】
表1より明らかなごとく、本発明の2層フレキシブル配線板用基板は、従来例に比べて断線までの屈折回数が大幅に向上しているのがわかる。又、めっき皮膜層を形成する際の電流密度が本発明範囲を外れている比較例1では、〔111〕優先配向割合が低く、そのため、満足する屈曲回数が得られなかった。更に、熱処理条件が外れている比較例2においても充分な〔111〕優先配向割合が得られず、屈曲回数の向上が見られなかった。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
樹脂フィルム基材と、前記樹脂フィルム基材の少なくとも片面に設けられた〔111〕優先配向の配線用銅層とからなることを特徴とする2層フレキシブル配線用基板。
【請求項2】
前記配線用銅層が、低電流密度層と高電流密度層を交互に組み合わせた銅めっき積層体を熱処理して形成した〔111〕優先配向の銅皮膜であることを特徴とする請求項1記載の2層フレキシブル配線用基板。
【請求項3】
樹脂フィルム基材の少なくとも片面に低電流密度層と高電流密度層を交互に組み合わせた銅めっき積層体を形成した後、次いで熱処理して前記銅めっき積層体を〔111〕優先配向の銅皮膜からなる配線用銅層を形成したことを特徴とする2層フレキシブル配線板用基板の製造方法。
【請求項4】
前記低電流密度層を形成する際の銅めっきの電流密度が0.05〜0.5A/dmで、前記高電流密度層を形成する際の銅めっきの電流密度が5〜20A/dmであることを特徴とする請求項3記載の2層フレキシブル配線板用基板の製造方法。

【公開番号】特開2009−295656(P2009−295656A)
【公開日】平成21年12月17日(2009.12.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−145445(P2008−145445)
【出願日】平成20年6月3日(2008.6.3)
【出願人】(000183303)住友金属鉱山株式会社 (2,015)
【Fターム(参考)】