プリント配線板用基材、銅張積層板およびフレキシブル銅張積層板ならびにその製造方法
【課題】めっき層のサイドエッチングによって設計値よりも配線のトップ幅が狭くなってしまうことを効果的に防止でき、特に、半導体チップ等を搭載させた場合にも、位置合わせや抵抗増加の問題が生じないプリント配線板用基材、銅張積層板およびフレキシブル銅張積層板ならびにその製造方法を提供する。
【解決手段】基材１１の導電性１２、１３を有する表面に、複数の金属めっき層１６、１７、１８を積層し、かつこれら複数の金属めっき層を、少なくとも表層１８のエッチングレートが基材表面に接触している底層１６よりも小さいプリント配線板用基材１とした。また、プラスチックフィルム１１の導電性を有する表面に、プラスチックフィルムから露出表面に向けて銅よりもエッチングレートの小さい金属を漸次または段階的に多く含有する金属めっき層１６、１７、１８を形成したフレキシブル銅張積層板１とした。
【解決手段】基材１１の導電性１２、１３を有する表面に、複数の金属めっき層１６、１７、１８を積層し、かつこれら複数の金属めっき層を、少なくとも表層１８のエッチングレートが基材表面に接触している底層１６よりも小さいプリント配線板用基材１とした。また、プラスチックフィルム１１の導電性を有する表面に、プラスチックフィルムから露出表面に向けて銅よりもエッチングレートの小さい金属を漸次または段階的に多く含有する金属めっき層１６、１７、１８を形成したフレキシブル銅張積層板１とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、携帯電話やディスプレイ等に組み込まれている半導体チップが搭載さられたプリント配線板を製造するために用いられるフレキシブル銅張積層板その他の銅張積層板（ＣＣＬ）などのプリント配線板用基材、さらには、フレキシブル銅張積層板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このプリント配線板用基材としては、特許文献１に示すように、ポリイミドフィルムに、ニッケルクロム合金スパッタ膜と、銅スパッタ膜とが順に成膜されるとともに、この銅スパッタ膜の上に銅めっき層が形成されたものが知られており、このプリント配線板用基材は、これらの銅めっき層、銅スパッタ膜やニッケルクロム合金スパッタ膜をパターニングすることにより、銅配線の形成された上記プリント配線板を得るための中間加工品である。
【０００３】
そして、これら銅めっき層などのパターニングは、銅めっき層の上にフォトレジストを塗布して、このフォトレジストによるパターンマスクをフォトリソグラフィー法によって形成し、このパターンマスクの上から塩化第２鉄等のエッチング液を吹き付けることにより、パターンマスクの開口に露出している銅めっき層などを除去することにより行われる。
しかしながら、このエッチング液による除去の際に、銅めっき層の表面側がサイドエッチングされてしまうため、銅めっき層のエッチングによってパターン形成された銅配線は、図６に示すように、そのトップ幅Ｔがサイドエッチングにより著しく狭くなってしまう。
【０００４】
これに対して、例えば、特許文献２には、パターニングの際のサイドエッチを防止すべく、基材の上に易エッチング構造を有する銅箔と難エッチング構造を有する銅箔とを積層したプリント配線板などに用いられる銅箔の積層材が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３０３８６３号公報
【特許文献２】特開２００４−１９００７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このように結晶構造の異なる銅箔を積層させても、塩化第２鉄のエッチング反応は、Ｆｅ3+イオンのエッチング表面への拡散が律速段階となる。このため、結晶構造の異なる銅箔におけるエッチングレートの相違を利用しても、基材側の易エッチング構造を有する銅箔をエッチングによりパターン形成した際には、表面側の難エッチング構造を有する銅箔が完全にサイドエッチされてしまっている。それ故に、銅配線のトップ幅Ｔが狭くなってしまうため、この銅箔の積層材に半導体チップを搭載させる際には、銅配線と半導体チップとの位置合わせが難しくなるとの問題や銅配線と半導体チップとの接触面積の減少により抵抗値が大きくなるとの問題がある。
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、めっき層のサイドエッチングによって設計値よりも配線のトップ幅が狭くなってしまうことを効果的に防止でき、特に、半導体チップ等を搭載させた場合にも、位置合わせや抵抗増加の問題が生じないプリント配線板用基材、銅張積層板およびフレキシブル銅張積層板ならびにその製造方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、請求項１に記載の発明に係るプリント配線板用基材は、基材の導電性を有する表面に、複数の金属めっき層が積層され、かつこれら複数の金属めっき層は、少なくとも表層のエッチングレートが上記基材表面に接触している底層のエッチングレートよりも小さいことを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明に係る銅張積層板は、一層または複数層の銅めっき層が形成され、かつ当該一層または複数層の銅めっき層は、銅よりもエッチングレートの小さい金属を露出表面部が上記基材に接触している底部よりも多く含有していることを特徴としている。
【００１０】
ここで、銅よりもエッチングレートの小さい金属としては、エッチング液として塩化第２鉄を用いる場合において、ニッケル、鉄、コバルト、亜鉛および銀のうちの１種が用いられ、または２種以上が併用される。詳述すると、塩化第２鉄のエッチング液に銅めっき層がＣｕ+イオンとなって溶解するのに対して、ニッケルがＮｉ2+イオンとなって溶解するため、ニッケルの溶解に銅の二倍のエッチング液が必要となり、換言すると、塩化第２鉄のエッチング液に対するニッケルのエッチングレートが銅の１／２の値となる。同様に、鉄、コバルトおよび亜鉛は、いずれも塩化第２鉄のエッチング液に２価以上の陽イオンとなって溶解するため、銅よりもエッチングレートが小さくなる。また、銀は、不溶性の塩化銀の皮膜が形成されて溶解が阻害されるため銅よりもエッチングレートが小さくなる。従って、銅よりもエッチングレートの小さい金属には、塩化第２鉄のエッチング液に対して２価以上の陽イオンとなって溶解するニッケルなどの金属や不溶性の皮膜を形成する金属が用いられる。
【００１１】
請求項３に記載の発明に係るフレキシブル銅張積層板は、プラスチックフィルムの導電性を有する表面に、一層または複数層の銅めっき層が形成され、かつ当該一層または複数層の銅めっき層は、上記プラスチックから露出表面の厚さ方向に向けて銅よりもエッチングレートの小さい金属を漸次または段階的に多く含有して構成されていることを特徴としている。
【００１２】
ここで、本明細書中においてプラスチックフィルムとは、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂およびポリエーテルエーテルケトン樹脂のうちの少なくとも一種以上の樹脂によって形成されたフィルムを意味するものである。
【００１３】
請求項４に記載の発明に係るフレキシブル銅張積層板は、請求項３に記載の発明において、上記銅よりもエッチングレートの小さい金属がニッケルであることを特徴としている。
また、銅めっき層は、ニッケル含有率が２０ｗｔ％を超えると、柔軟性が失われて、電気抵抗値が上昇する不具合があるため、露出表面部のニッケル含有率が２０ｗｔ％以下に調製される。さらに、銅めっき層は、ニッケル含有率差が１ｗｔ％未満ではエッチングレートの変化作用が得られないため、段階的にニッケルを多く含有して構成される場合には、ニッケル含有率差がそれぞれ１ｗｔ％以上になるように構成される。
【００１４】
請求項５に記載の発明に係るフレキシブル銅張積層板の製造方法は、プラスチックフィルムの導電性を有する表面に、繰り返し銅めっき液による電解銅めっき処理を施して、複数の銅めっき層を積層する際に、上記プラスチックフィルムを、段階的に、銅よりエッチングレートの小さい金属の含有率が高い銅めっき液に浸漬させることにより、上記プラスチックフィルムの表面に膜さ方向に向けて段階的にエッチングレートの小さい銅めっき層を積層することを特徴としている。
【００１５】
請求項６に記載の発明に係るフレキシブル銅張積層板の製造方法は、プラスチックフィルムの導電性を有する表面に、銅めっき層を形成する際に、上記プラスチックフィルムを、銅よりもエッチングレートが小さい金属を含有する銅めっき液に浸漬させて、当該浸漬時間の経過とともに上記プラスチックフィルムの表面の電流密度を漸次または段階的に増加または減少させることにより、上記プラスチックフィルムの表面に膜さ方向に向けて漸次または段階的に上記金属の含有率の高い銅めっき層を形成することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載のプリント配線板用基材によれば、基材の導電性を有する表面に複数の金属めっき層を積層し、かつ少なくとも表層のエッチングレートを底層よりも小さくしたため、表層のサイドエッチによって金属配線のトップ幅が設計値よりも狭くなってしまうことを効果的に防止できる。
【００１７】
同様に、請求項２に記載の銅張積層板によれば、基材の表面に形成した銅めっき層は、
銅よりもエッチングレートの小さい金属を露出表面部が底部よりも多く含有している。このため、銅めっき層の露出表面部のサイドエッチによって金属配線のトップ幅が設計値よりも狭くなってしまうことを防止できる。
【００１８】
さらに、請求項３〜４に記載のフレキシブル銅張積層板によれば、金属めっき層がプラスチックフィルムから露出表面の厚さ方向に向けてエッチングレートの小さい金属を漸次または段階的に多く含有しており、請求項５〜６に記載のフレキシブル銅張積層板の製造方法によれば、プラスチックフィルムの表面に、厚さ方向に向けてエッチングレートの小さい金属を多く含有する銅めっき層が形成される。このため、請求項３〜４に記載のフレキシブル銅張積層板および請求項５〜６に記載のフレキシブル銅張積層板の製造方法によれば、銅めっき層のサイドエッチによって、銅配線のトップ幅が設計値よりも狭くなってしまうことを効果的に防止できる。
【００１９】
従って、請求項１〜６に記載のプリント配線板用基材、銅張積層板やフレキシブル銅張積層板に半導体チップを搭載する場合にも、半導体チップの位置合わせや抵抗値の増加の問題が生じない高精度の配線パターンを形成することができる。
【００２０】
特に、請求項２に記載の銅張積層板および請求項３〜４に記載のフレキシブル銅張積層板ならびに請求項５〜６に記載のフレキシブル銅張積層板の製造方法によれば、銅めっき層に銅よりもエッチングレートの小さい金属を含有させて積層することによって、簡易にサイドエッチが生じることを防止でき、ひいては、半導体チップに流れる電気量や抵抗等を考慮して、厚さ方向を含めた配線パターンの立体形状を所望の形状に加工することも可能にできる。さらに、請求項４に記載のフレキシブル銅張積層板によれば、エッチングレートの小さい金属としてニッケルを含有させているため、銅がプラスチックフィルムに拡散して、プラスチックフィルムの裏面から透過する外部雰囲気中の酸素によって酸化されることを防止することにより、加熱処理後の耐熱ピール強度が低下することを防止できる。
【００２１】
また、請求項５に記載のフレキシブル銅張積層板の製造方法によれば、段階的に銅よりエッチングレートの小さい金属の含有率の高い銅めっき液に浸漬させて、プラスチックフィルムの表面に繰り返し銅めっき処理を施すため、金属の含有率の異なる銅めっき液をそれぞれ個別の銅めっき槽に収容することによって、容易に製造工程の管理を行うことができる。
【００２２】
他方、請求項６に記載のフレキシブル銅張積層板の製造方法によれば、プラスチックフィルム表面の銅めっき液の浸漬時間の経過とともに、同表面の電流密度を漸次または段階的に増加または減少させることによって、同表面に厚さ方向に向けて上記金属の含有率の高い銅めっき層を形成するため、１槽の電解銅めっき槽によってフレキシブル銅張積層板を得ることができ、めっき装置を小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係るフレキシブル銅張積層板について図１を用いて説明した後に、このフレキシブル基材の製造方法について図２を用いて説明する。
【００２４】
まず、本実施形態のフレキシブル銅張積層板１は、厚さ２０〜５０μｍの帯状のポリイミドフィルム（プラスチックフィルム）１１の表面全体に、ニッケルクロム合金スパッタ膜１２と、この合金スパッタ膜１２の上に銅スパッタ膜１３とが成膜されている。これにより、フレキシブル銅張積層板１は、その表面にスパッタ膜１２、１３による膜厚５〜２００ｎｍの導電性膜が成膜されている。
【００２５】
さらに、フレキシブル銅張積層板１は、銅スパッタ膜１３の上に複数（本実施形態においては３層）の銅めっき層１６、１７、１８が総厚５μｍ〜１５μｍになるように積層されており、銅めっき層１７、１８は、銅よりもエッチングレートの小さいニッケルを含有する銅合金めっき層であって、表層である銅合金めっき層１８がポリイミドフィルム１１側の銅合金めっき層１７よりもニッケルの含有率が高くなっている。
【００２６】
従って、フレキシブル銅張積層板１は、ポリイミドフィルム１１側の銅めっき層（底層、底部）１６よりも銅合金めっき層１７の方が、さらに、この銅合金めっき層１７よりも銅合金めっき層（表層、露出表面部）１８の方がニッケルの含有率が高くなっており、ポリイミドフィルム１１から露出表面の厚さ方向に向けて段階的にニッケルの含有率の高い銅めっき層１６、１７、１８が積層されて構成されている。
【００２７】
なお、銅メッキ層１７、１８のニッケルの含有率は、１ｗｔ％以上であって２０ｗｔ％以下、好ましくは３ｗｔ％以上であって１４ｗｔ％未満である。
これは、ニッケルの含有率が２０ｗｔ％を超えると、フレキシブル銅張積層板１の柔軟性が失われて電気抵抗値が上昇する不具合があるとともに、１ｗｔ％未満ではエッチングレートの変化作用が得られないためである。また、ニッケルの含有率が１４ｗｔ％以上になると、エッチングレートが遅くなり過ぎて銅めっき層１６がサイドエッチングされることにより電気特性が悪くなる恐れがあるとともに、ニッケル含有率が３ｗｔ％未満の場合にはエッチングレートを小さくするどころか逆に大きくなってしまうことがあるためである。
【００２８】
次いで、このフレキシブル銅張積層板１の製造方法について、２つの実施形態を説明する。
第１実施形態においては、まず帯状のポリイミドフィルム１１の表面を、アルゴン雰囲気によるプラズマ処理によって洗浄することにより、親水性も向上した同表面に真空雰囲気下のスパッタ装置にて、ニッケルクロム合金スパッタ膜１２と、このニッケルクロム合金スパッタ膜１２の上に銅スパッタ膜１３とを連続的に成膜する。
【００２９】
次いで、このニッケルクロム合金スパッタ膜１２と銅スパッタ膜１３とが成膜されたポリイミドフィルム１１をロール状に巻き取った後、この巻きロール１９を、めっき装置２に付属する巻き出し部材（図示を略す）に、軸方向を上下方向に向けて設置する。
【００３０】
ここで、めっき装置２は、図２に示すように、巻き出し部材によって巻きロール１９から巻き出されるポリイミドフィルム１１の下流側に設置された複数（本実施形態においては３槽）の電解銅めっき槽２１、２２、２３によって概略構成されている。そして、これらの電解銅めっき槽２１、２２、２３は、ポリイミドフィルム１１の搬送方向に沿って一列に配設されている。さらに、めっき装置２には、これら電解銅めっき槽２１、２２、２３間ならびに電解銅めっき槽２１の上流側および電解銅めっき槽２３の下流側にそれぞれ給電水洗槽３１、３２、３３、３４が備えられている。
【００３１】
また、１槽目の電解銅めっき槽２１を除く、２槽目以降の電解銅めっき槽２２、２３には、硫酸銅めっき液にニッケルが含有されており、２槽目の電解銅めっき槽２２よりも下流側の３槽目の電解銅めっき槽２３の方が硫酸銅めっき液中のニッケルの含有率が高くなっている。加えて、各給電水洗槽３１、３２、３３、３４には、それぞれポリイミドフィルム１１の表面に接触して、ポリイミドフィルム１１を安定的に搬送させる回転ローラ４１とともに銅スパッタ膜１３に電気を供給する回転自在な給電ローラ４４が内蔵されている。
【００３２】
さらに、電解銅めっき槽２１の上流側に設置された給電水洗槽３１と、上記巻き出し部材との間には、銅スパッタ膜１３の表面に付着している無機汚染物を分解除去する硫酸が収容された酸洗槽５１が設置されている。他方、電解銅めっき槽２２の下流側に設置された給電水洗槽３４の後段に下流側に向けて、順に防錆槽５３、水洗槽５４、乾燥装置５５および巻き取りローラ９１が配設されている。
【００３３】
これにより、巻きロール１９から巻き出されたポリイミドフィルム１１は、その銅スパッタ膜１３の表面が酸洗槽５１によって洗浄された後に、電解銅めっき槽２１、２２、２３内において硫酸銅めっき液に浸漬されて、銅スパッタ膜１３の表面に銅めっきが施される。
【００３４】
その際、ポリイミドフィルム１１には、給電水洗槽３１、３２によってスパッタ膜１２、１３に電気が流れることにより、電解銅めっき槽２１において銅スパッタ膜１３の表面に銅めっき層１６が形成された後に、給電水洗槽３２、３３によってスパッタ膜１２、１３および銅めっき層１６に電気が流れることにより、電解銅めっき槽２２において銅めっき層１６の表面に低ニッケル含有率の銅合金めっき層１７が形成される。次いで、給電水洗槽３３、３４によって銅合金めっき層１７等に電気が流れることにより、電解銅めっき槽２３において銅合金めっき層１７の表面に高ニッケル含有率の銅合金めっき層１８が形成され、これにより、ポリイミドフィルム１１の銅スパッタ膜１３の表面に膜さ方向に向けて、段階的にエッチングレートの小さい銅めっき層１６、１７、１８が積層される。
【００３５】
次いで、めっき層１６、１７、１８が形成されたポリイミドフィルム１１は、防錆槽５３にて防錆液に浸漬され、次いで、水洗槽５４にて水洗されて、乾燥装置５５内にて乾燥した後に、巻き取りローラ９１に巻き取られる。これにより、フレキシブル銅張積層板１が得られる。
【００３６】
次ぎに、フレキシブル銅張積層板１の製造方法の第２実施形態について、説明する。
なお、本実施形態の製造方法は、めっき槽２１、２２、２３および給電水洗槽３１、３２、３３、３４に代えて、一槽のめっき槽を有するめっき装置を用いてめっき層を形成した点が第１実施形態と異なっている。このため、スパッタ膜１２、１３の形成工程などの第1実施形態と同一の工程については、同一符号を用いることにより説明を省略する。
【００３７】
本実施形態の製造方法は、上記巻き出し部材に巻きロール１９を設置して、この巻きロール１９から巻き出したスパッタ膜１２、１３が形成されたポリイミドフィルム１１を、第1実施形態と同様に酸洗槽５１によって洗浄する。
次いで、この洗浄されたポリイミドフィルム１１のスパッタ膜１３の表面に、ニッケル含有の硫酸銅めっき液を収容した１槽の電解銅めっき槽内において銅めっき処理を施す。
その際、電解銅めっき槽の硫酸銅めっき液に浸漬されているポリイミドフィルム１１のスパッタ膜１２、１３等には、浸漬直後から所定時間を経過するまで、ニッケルがめっき処理されない所定電流密度以下の電気を流すとともに、この所定時間経過後、一定時間経過毎に段階的に電流密度を高くして、電気を流す。
【００３８】
これにより、ポリイミドフィルム１１の銅スパッタ膜１３の表面に、銅めっき層１６と、低ニッケル含有率の銅合金めっき層１７と、高ニッケル含有率の銅合金めっき層１８とが順次形成されて、厚さ方向に向けて段階的にニッケル含有率の高い銅めっき層１６、１７、１８が形成される。
次いで、めっき層１６、１７、１８が形成されたポリイミドフィルム１１は、第１実施形態と同様に、防錆槽５３にて防錆液に浸漬され、次いで、水洗槽５４にて水洗されて、乾燥装置５５内にて乾燥した後に、巻き取りローラ９１に巻き取られる。これにより、フレキシブル銅張積層板が得られる。
【００３９】
上述のフレキシブル銅張積層板及びその製造方法によれば、ポリイミドフィルム１１のスパッタ膜１３の表面に、銅めっき層１６と、低ニッケル含有率の銅合金めっき層１７と、高ニッケル含有率の銅合金めっき層１８とが順次積層されており、これらのめっき層１６、１７、１８は、ポリイミドフィルム１１側の底層である銅めっき層１６から表層である銅合金めっき層１８に向けて、段階的にニッケルの含有率が高くなって、エッチングレートが小さくなる積層構造を有している。
【００４０】
このため、銅スパッタ膜１３およびめっき層１６、１７、１８を塩化第２鉄エッチング液にてエッチングした後に、ニッケルクロム合金スパッタ膜１２をエッチングすることにより、銅配線をパターン形成してプリント配線板とする場合にも、図３に示すように、表層である銅合金めっき層１８のサイドエッチによって、銅配線のトップ幅Ｔが設計値よりも狭くなってしまうことを効果的に防止でき、半導体チップの位置合わせや抵抗増加の問題が生じることを確実に防止できる。
【００４１】
なお、本発明は、上述の実施形態に何ら限定されるものでなく、例えば、第２実施形態におけるポリイミドフィルム１１のスパッタ膜１２、１３等に、時間の経過とともに漸次電流密度を高くして電気を流してもよい。また、銅めっき層１６〜１８がすべて銅合金めっき層であっても、銅合金めっき層１８のニッケル含有率が銅合金めっき層１７よりも低くてもよく、少なくとも表層である銅合金めっき層１８が底層である銅めっき層１６よりもニッケル含有率が高く、エッチングレートが小さければ足りる。さらに、複数の銅めっき層１６〜１８でなく、単層の銅めっき層であってもよい。加えて、ポリイミドフィルム１１の片方の表面だけでなく、両表面が導電性を有して、両表面に銅めっき層が形成されていてもよく、また、フレキシブル銅張積層板１でなく、例えば、リジッド基板用の銅張積層板であってもよい。
【実施例】
【００４２】
［実施例１］
次ぎに、実施例１として、第１実施形態と同様に複数のめっき槽を用いて製造したフレキシブル銅張積層板について、説明する。
まず、実験の事前準備として、めっき装置２から３層目のめっき槽２３とその下流側の給電水洗槽３４を取り外し、下記表１の組成の液温５５℃の２Ｌの硫酸銅めっき液をめっき槽２１に、下記表２の組成の液温５５℃の２Ｌの硫酸銅めっき液をめっき槽２２に、それぞれ貯留した。
【００４３】
【表１】
【００４４】
【表２】
【００４５】
次ぎに、ポリイミドフィルム（東レ・デュポン製 カプトンＥＮ）１１の表面をアルゴン雰囲気によるプラズマ処理によって洗浄した後に、このポリイミドフィルム１１の表面に膜厚２５ｎｍのニッケルクロム合金スパッタ膜１２と膜厚０．２μｍの銅スパッタ膜１３とを成膜した。次いで、これらのスパッタ膜１２、１３を成膜したポリイミドフィルム１１をロール状に巻き取った巻きロール１９を、めっき装置２に付属する巻き出し部材に、軸方向を上下方向に向けて設置する。
【００４６】
次いで、巻きロール１９から巻き出されたポリイミドフィルム１１のスパッタ膜１２、
１３に、給電水洗槽３１、３２によって電流密度０．５〜２Ａ／ｄｍ2の条件で２０分間通電させて、めっき槽２１の硫酸銅めっき液によって厚さ８μｍの銅めっき層１６を形成する。
次ぎに、このポリイミドフィルム１１の銅めっき層１６およびスパッタ膜１２、１３に、給電水洗槽３２、３３によって電流密度１Ａ／ｄｍ2の条件で２５分間通電させて、めっき槽２２のニッケル含有の硫酸銅めっき液よってニッケルを２０ｗｔ％含有する厚さ４μｍの銅合金めっき層１７を形成することにより、フレキシブル銅張積層板を得た。
【００４７】
次いで、この銅張積層板の銅合金めっき層１７の表面にレジストを塗布して、フォトリソグラフィー法によってレジストによる縞状のパターンマスクをライン幅とスペース幅とがともに１５μｍになるように形成した。次いで、このパターンマスクが形成されたフレキシブル銅張積層板に向けて塩化第２鉄エッチング液をスプレー噴射して、めっき層１６、１７、銅スパッタ膜１３をエッチングした後に、再度、塩化第２鉄エッチング液のスプレー噴射によってニッケルクロム合金スパッタ膜１２をエッチングすることにより、図４に示す銅配線が形成されたプリント配線板を得た。
【００４８】
図４から判るように、パターンマスクを用いて銅配線をパターニングする際に、銅合金めっき層１７がサイドエッチされることにより銅配線のトップ幅Ｔが設計値よりも狭くなってしまうことを効果的に防止できた。
【００４９】
［実施例２］
次ぎに、実施例２として、上記表２の組成のＮｉＳＯ4６Ｈ2Ｏの量を調整して、Ｎｉの添加量を０ｗｔ％、３ｗｔ％、７ｗｔ％、１４ｗｔ％に変更した他は第１実施形態と同様にして複数のめっき槽を用いてＮｏ．１〜４のフレキシブル銅張積層板を得た。
【００５０】
次いで、この銅張積層板の銅合金めっき層１７の表面にレジストを塗布して、フォトリソグラフィー法によってレジストによる縞状のパターンマスクをライン幅とスペース幅とがともに１２．５μｍになるように形成した。次いで、このパターンマスクが形成されたフレキシブル銅張積層板に向けて塩化第２鉄エッチング液をスプレー噴射して、めっき層１６、１７、銅スパッタ膜１３をエッチングした後に、再度、塩化第２鉄エッチング液のスプレー噴射によってニッケルクロム合金スパッタ膜１２をエッチングすることにより、図５（ａ）〜（ｄ）に示す銅配線が形成されたプリント配線板を得た。
なお、図５（ａ）はＮｉ添加なしのＮｏ．１のプリント配線板を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影した写真であり、 図５（ｂ）はＮｉ添加量３ｗｔ％のＮｏ．２のプリント配線板、図５（ｃ）はＮｉ添加量７ｗｔ％のＮｏ．３のプリント配線板、図５（ｄ）はＮｉ添加量１４ｗｔ％のＮｏ．４のプリント配線板をそれぞれ走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影した写真である。
【００５１】
図５（ｂ）から判るようにＮｉの添加量が３ｗｔ％の場合には、図５（ｃ）のＮｉの添加量７ｗｔ％の場合と比較してトップ幅が小さくなるだけでなく、図５（ａ）のＮｉ添加なしのＮｏ．１のプリント配線板と比較してもトップ幅が小さくなる傾向にある。従って、Ｎｉの添加量が３ｗｔ％未満になると、Ｎｉによってエッチングレートを小さくするどころか逆に大きくなってしまう恐れがある。
また、図５（ｄ）から判るようにＮｉの添加量が１４ｗｔ％以上になるとエッチングレートが遅くなって銅めっき層１６や銅スパッタ膜１３がサイドエッチングされるため、中細の銅配線が形成されて電気特性が悪くなる恐れがある。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係るフレキシブル銅張積層板１を示す縦断面模式図である。
【図２】図１の銅張積層板１を製造するめっき装置２の説明図である。
【図３】図１の銅張積層板１のスパッタ膜１２、１３およびめっき層１６、１７、１８をパターニングして銅配線を形成したプリント配線板の縦断面模式図である。
【図４】実施例１の銅張積層板のスパッタ膜１２、１３および銅めっき層１６、１７をパターニングして銅配線を形成したプリント配線板の縦断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により撮影した写真である。
【図５】実施例２のプリント配線板の断面図を走査型電子顕微鏡により撮影した写真であって、図５（ａ）はＮｉ添加なしのＮｏ．１のプリント配線板、図５（ｂ）はＮｉ添加量３ｗｔ％のＮｏ．２のプリント配線板、図５（ｃ）はＮｉ添加量７ｗｔ％のＮｏ．３のプリント配線板、図５（ｄ）はＮｉ添加量１４ｗｔ％のＮｏ．４のプリント配線板写真である。
【図６】従来のプリント配線板の縦断面模式図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ フレキシブル銅張積層板（プリント配線板用基材）
１１ ポリイミドフィルム（プラスチックフィルム、基材）
１２ ニッケルクロム合金スパッタ膜
１３ 銅スパッタ膜
１６ 銅めっき層（金属めっき層、底層、底部）
１７ 銅合金めっき層（金属めっき層）
１８ 銅合金めっき層（金属めっき層、表層、露出表面部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、携帯電話やディスプレイ等に組み込まれている半導体チップが搭載さられたプリント配線板を製造するために用いられるフレキシブル銅張積層板その他の銅張積層板（ＣＣＬ）などのプリント配線板用基材、さらには、フレキシブル銅張積層板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このプリント配線板用基材としては、特許文献１に示すように、ポリイミドフィルムに、ニッケルクロム合金スパッタ膜と、銅スパッタ膜とが順に成膜されるとともに、この銅スパッタ膜の上に銅めっき層が形成されたものが知られており、このプリント配線板用基材は、これらの銅めっき層、銅スパッタ膜やニッケルクロム合金スパッタ膜をパターニングすることにより、銅配線の形成された上記プリント配線板を得るための中間加工品である。
【０００３】
そして、これら銅めっき層などのパターニングは、銅めっき層の上にフォトレジストを塗布して、このフォトレジストによるパターンマスクをフォトリソグラフィー法によって形成し、このパターンマスクの上から塩化第２鉄等のエッチング液を吹き付けることにより、パターンマスクの開口に露出している銅めっき層などを除去することにより行われる。
しかしながら、このエッチング液による除去の際に、銅めっき層の表面側がサイドエッチングされてしまうため、銅めっき層のエッチングによってパターン形成された銅配線は、図６に示すように、そのトップ幅Ｔがサイドエッチングにより著しく狭くなってしまう。
【０００４】
これに対して、例えば、特許文献２には、パターニングの際のサイドエッチを防止すべく、基材の上に易エッチング構造を有する銅箔と難エッチング構造を有する銅箔とを積層したプリント配線板などに用いられる銅箔の積層材が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３０３８６３号公報
【特許文献２】特開２００４−１９００７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このように結晶構造の異なる銅箔を積層させても、塩化第２鉄のエッチング反応は、Ｆｅ3+イオンのエッチング表面への拡散が律速段階となる。このため、結晶構造の異なる銅箔におけるエッチングレートの相違を利用しても、基材側の易エッチング構造を有する銅箔をエッチングによりパターン形成した際には、表面側の難エッチング構造を有する銅箔が完全にサイドエッチされてしまっている。それ故に、銅配線のトップ幅Ｔが狭くなってしまうため、この銅箔の積層材に半導体チップを搭載させる際には、銅配線と半導体チップとの位置合わせが難しくなるとの問題や銅配線と半導体チップとの接触面積の減少により抵抗値が大きくなるとの問題がある。
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、めっき層のサイドエッチングによって設計値よりも配線のトップ幅が狭くなってしまうことを効果的に防止でき、特に、半導体チップ等を搭載させた場合にも、位置合わせや抵抗増加の問題が生じないプリント配線板用基材、銅張積層板およびフレキシブル銅張積層板ならびにその製造方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、請求項１に記載の発明に係るプリント配線板用基材は、基材の導電性を有する表面に、複数の金属めっき層が積層され、かつこれら複数の金属めっき層は、少なくとも表層のエッチングレートが上記基材表面に接触している底層のエッチングレートよりも小さいことを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明に係る銅張積層板は、一層または複数層の銅めっき層が形成され、かつ当該一層または複数層の銅めっき層は、銅よりもエッチングレートの小さい金属を露出表面部が上記基材に接触している底部よりも多く含有していることを特徴としている。
【００１０】
ここで、銅よりもエッチングレートの小さい金属としては、エッチング液として塩化第２鉄を用いる場合において、ニッケル、鉄、コバルト、亜鉛および銀のうちの１種が用いられ、または２種以上が併用される。詳述すると、塩化第２鉄のエッチング液に銅めっき層がＣｕ+イオンとなって溶解するのに対して、ニッケルがＮｉ2+イオンとなって溶解するため、ニッケルの溶解に銅の二倍のエッチング液が必要となり、換言すると、塩化第２鉄のエッチング液に対するニッケルのエッチングレートが銅の１／２の値となる。同様に、鉄、コバルトおよび亜鉛は、いずれも塩化第２鉄のエッチング液に２価以上の陽イオンとなって溶解するため、銅よりもエッチングレートが小さくなる。また、銀は、不溶性の塩化銀の皮膜が形成されて溶解が阻害されるため銅よりもエッチングレートが小さくなる。従って、銅よりもエッチングレートの小さい金属には、塩化第２鉄のエッチング液に対して２価以上の陽イオンとなって溶解するニッケルなどの金属や不溶性の皮膜を形成する金属が用いられる。
【００１１】
請求項３に記載の発明に係るフレキシブル銅張積層板は、プラスチックフィルムの導電性を有する表面に、一層または複数層の銅めっき層が形成され、かつ当該一層または複数層の銅めっき層は、上記プラスチックから露出表面の厚さ方向に向けて銅よりもエッチングレートの小さい金属を漸次または段階的に多く含有して構成されていることを特徴としている。
【００１２】
ここで、本明細書中においてプラスチックフィルムとは、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂およびポリエーテルエーテルケトン樹脂のうちの少なくとも一種以上の樹脂によって形成されたフィルムを意味するものである。
【００１３】
請求項４に記載の発明に係るフレキシブル銅張積層板は、請求項３に記載の発明において、上記銅よりもエッチングレートの小さい金属がニッケルであることを特徴としている。
また、銅めっき層は、ニッケル含有率が２０ｗｔ％を超えると、柔軟性が失われて、電気抵抗値が上昇する不具合があるため、露出表面部のニッケル含有率が２０ｗｔ％以下に調製される。さらに、銅めっき層は、ニッケル含有率差が１ｗｔ％未満ではエッチングレートの変化作用が得られないため、段階的にニッケルを多く含有して構成される場合には、ニッケル含有率差がそれぞれ１ｗｔ％以上になるように構成される。
【００１４】
請求項５に記載の発明に係るフレキシブル銅張積層板の製造方法は、プラスチックフィルムの導電性を有する表面に、繰り返し銅めっき液による電解銅めっき処理を施して、複数の銅めっき層を積層する際に、上記プラスチックフィルムを、段階的に、銅よりエッチングレートの小さい金属の含有率が高い銅めっき液に浸漬させることにより、上記プラスチックフィルムの表面に膜さ方向に向けて段階的にエッチングレートの小さい銅めっき層を積層することを特徴としている。
【００１５】
請求項６に記載の発明に係るフレキシブル銅張積層板の製造方法は、プラスチックフィルムの導電性を有する表面に、銅めっき層を形成する際に、上記プラスチックフィルムを、銅よりもエッチングレートが小さい金属を含有する銅めっき液に浸漬させて、当該浸漬時間の経過とともに上記プラスチックフィルムの表面の電流密度を漸次または段階的に増加または減少させることにより、上記プラスチックフィルムの表面に膜さ方向に向けて漸次または段階的に上記金属の含有率の高い銅めっき層を形成することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載のプリント配線板用基材によれば、基材の導電性を有する表面に複数の金属めっき層を積層し、かつ少なくとも表層のエッチングレートを底層よりも小さくしたため、表層のサイドエッチによって金属配線のトップ幅が設計値よりも狭くなってしまうことを効果的に防止できる。
【００１７】
同様に、請求項２に記載の銅張積層板によれば、基材の表面に形成した銅めっき層は、
銅よりもエッチングレートの小さい金属を露出表面部が底部よりも多く含有している。このため、銅めっき層の露出表面部のサイドエッチによって金属配線のトップ幅が設計値よりも狭くなってしまうことを防止できる。
【００１８】
さらに、請求項３〜４に記載のフレキシブル銅張積層板によれば、金属めっき層がプラスチックフィルムから露出表面の厚さ方向に向けてエッチングレートの小さい金属を漸次または段階的に多く含有しており、請求項５〜６に記載のフレキシブル銅張積層板の製造方法によれば、プラスチックフィルムの表面に、厚さ方向に向けてエッチングレートの小さい金属を多く含有する銅めっき層が形成される。このため、請求項３〜４に記載のフレキシブル銅張積層板および請求項５〜６に記載のフレキシブル銅張積層板の製造方法によれば、銅めっき層のサイドエッチによって、銅配線のトップ幅が設計値よりも狭くなってしまうことを効果的に防止できる。
【００１９】
従って、請求項１〜６に記載のプリント配線板用基材、銅張積層板やフレキシブル銅張積層板に半導体チップを搭載する場合にも、半導体チップの位置合わせや抵抗値の増加の問題が生じない高精度の配線パターンを形成することができる。
【００２０】
特に、請求項２に記載の銅張積層板および請求項３〜４に記載のフレキシブル銅張積層板ならびに請求項５〜６に記載のフレキシブル銅張積層板の製造方法によれば、銅めっき層に銅よりもエッチングレートの小さい金属を含有させて積層することによって、簡易にサイドエッチが生じることを防止でき、ひいては、半導体チップに流れる電気量や抵抗等を考慮して、厚さ方向を含めた配線パターンの立体形状を所望の形状に加工することも可能にできる。さらに、請求項４に記載のフレキシブル銅張積層板によれば、エッチングレートの小さい金属としてニッケルを含有させているため、銅がプラスチックフィルムに拡散して、プラスチックフィルムの裏面から透過する外部雰囲気中の酸素によって酸化されることを防止することにより、加熱処理後の耐熱ピール強度が低下することを防止できる。
【００２１】
また、請求項５に記載のフレキシブル銅張積層板の製造方法によれば、段階的に銅よりエッチングレートの小さい金属の含有率の高い銅めっき液に浸漬させて、プラスチックフィルムの表面に繰り返し銅めっき処理を施すため、金属の含有率の異なる銅めっき液をそれぞれ個別の銅めっき槽に収容することによって、容易に製造工程の管理を行うことができる。
【００２２】
他方、請求項６に記載のフレキシブル銅張積層板の製造方法によれば、プラスチックフィルム表面の銅めっき液の浸漬時間の経過とともに、同表面の電流密度を漸次または段階的に増加または減少させることによって、同表面に厚さ方向に向けて上記金属の含有率の高い銅めっき層を形成するため、１槽の電解銅めっき槽によってフレキシブル銅張積層板を得ることができ、めっき装置を小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係るフレキシブル銅張積層板について図１を用いて説明した後に、このフレキシブル基材の製造方法について図２を用いて説明する。
【００２４】
まず、本実施形態のフレキシブル銅張積層板１は、厚さ２０〜５０μｍの帯状のポリイミドフィルム（プラスチックフィルム）１１の表面全体に、ニッケルクロム合金スパッタ膜１２と、この合金スパッタ膜１２の上に銅スパッタ膜１３とが成膜されている。これにより、フレキシブル銅張積層板１は、その表面にスパッタ膜１２、１３による膜厚５〜２００ｎｍの導電性膜が成膜されている。
【００２５】
さらに、フレキシブル銅張積層板１は、銅スパッタ膜１３の上に複数（本実施形態においては３層）の銅めっき層１６、１７、１８が総厚５μｍ〜１５μｍになるように積層されており、銅めっき層１７、１８は、銅よりもエッチングレートの小さいニッケルを含有する銅合金めっき層であって、表層である銅合金めっき層１８がポリイミドフィルム１１側の銅合金めっき層１７よりもニッケルの含有率が高くなっている。
【００２６】
従って、フレキシブル銅張積層板１は、ポリイミドフィルム１１側の銅めっき層（底層、底部）１６よりも銅合金めっき層１７の方が、さらに、この銅合金めっき層１７よりも銅合金めっき層（表層、露出表面部）１８の方がニッケルの含有率が高くなっており、ポリイミドフィルム１１から露出表面の厚さ方向に向けて段階的にニッケルの含有率の高い銅めっき層１６、１７、１８が積層されて構成されている。
【００２７】
なお、銅メッキ層１７、１８のニッケルの含有率は、１ｗｔ％以上であって２０ｗｔ％以下、好ましくは３ｗｔ％以上であって１４ｗｔ％未満である。
これは、ニッケルの含有率が２０ｗｔ％を超えると、フレキシブル銅張積層板１の柔軟性が失われて電気抵抗値が上昇する不具合があるとともに、１ｗｔ％未満ではエッチングレートの変化作用が得られないためである。また、ニッケルの含有率が１４ｗｔ％以上になると、エッチングレートが遅くなり過ぎて銅めっき層１６がサイドエッチングされることにより電気特性が悪くなる恐れがあるとともに、ニッケル含有率が３ｗｔ％未満の場合にはエッチングレートを小さくするどころか逆に大きくなってしまうことがあるためである。
【００２８】
次いで、このフレキシブル銅張積層板１の製造方法について、２つの実施形態を説明する。
第１実施形態においては、まず帯状のポリイミドフィルム１１の表面を、アルゴン雰囲気によるプラズマ処理によって洗浄することにより、親水性も向上した同表面に真空雰囲気下のスパッタ装置にて、ニッケルクロム合金スパッタ膜１２と、このニッケルクロム合金スパッタ膜１２の上に銅スパッタ膜１３とを連続的に成膜する。
【００２９】
次いで、このニッケルクロム合金スパッタ膜１２と銅スパッタ膜１３とが成膜されたポリイミドフィルム１１をロール状に巻き取った後、この巻きロール１９を、めっき装置２に付属する巻き出し部材（図示を略す）に、軸方向を上下方向に向けて設置する。
【００３０】
ここで、めっき装置２は、図２に示すように、巻き出し部材によって巻きロール１９から巻き出されるポリイミドフィルム１１の下流側に設置された複数（本実施形態においては３槽）の電解銅めっき槽２１、２２、２３によって概略構成されている。そして、これらの電解銅めっき槽２１、２２、２３は、ポリイミドフィルム１１の搬送方向に沿って一列に配設されている。さらに、めっき装置２には、これら電解銅めっき槽２１、２２、２３間ならびに電解銅めっき槽２１の上流側および電解銅めっき槽２３の下流側にそれぞれ給電水洗槽３１、３２、３３、３４が備えられている。
【００３１】
また、１槽目の電解銅めっき槽２１を除く、２槽目以降の電解銅めっき槽２２、２３には、硫酸銅めっき液にニッケルが含有されており、２槽目の電解銅めっき槽２２よりも下流側の３槽目の電解銅めっき槽２３の方が硫酸銅めっき液中のニッケルの含有率が高くなっている。加えて、各給電水洗槽３１、３２、３３、３４には、それぞれポリイミドフィルム１１の表面に接触して、ポリイミドフィルム１１を安定的に搬送させる回転ローラ４１とともに銅スパッタ膜１３に電気を供給する回転自在な給電ローラ４４が内蔵されている。
【００３２】
さらに、電解銅めっき槽２１の上流側に設置された給電水洗槽３１と、上記巻き出し部材との間には、銅スパッタ膜１３の表面に付着している無機汚染物を分解除去する硫酸が収容された酸洗槽５１が設置されている。他方、電解銅めっき槽２２の下流側に設置された給電水洗槽３４の後段に下流側に向けて、順に防錆槽５３、水洗槽５４、乾燥装置５５および巻き取りローラ９１が配設されている。
【００３３】
これにより、巻きロール１９から巻き出されたポリイミドフィルム１１は、その銅スパッタ膜１３の表面が酸洗槽５１によって洗浄された後に、電解銅めっき槽２１、２２、２３内において硫酸銅めっき液に浸漬されて、銅スパッタ膜１３の表面に銅めっきが施される。
【００３４】
その際、ポリイミドフィルム１１には、給電水洗槽３１、３２によってスパッタ膜１２、１３に電気が流れることにより、電解銅めっき槽２１において銅スパッタ膜１３の表面に銅めっき層１６が形成された後に、給電水洗槽３２、３３によってスパッタ膜１２、１３および銅めっき層１６に電気が流れることにより、電解銅めっき槽２２において銅めっき層１６の表面に低ニッケル含有率の銅合金めっき層１７が形成される。次いで、給電水洗槽３３、３４によって銅合金めっき層１７等に電気が流れることにより、電解銅めっき槽２３において銅合金めっき層１７の表面に高ニッケル含有率の銅合金めっき層１８が形成され、これにより、ポリイミドフィルム１１の銅スパッタ膜１３の表面に膜さ方向に向けて、段階的にエッチングレートの小さい銅めっき層１６、１７、１８が積層される。
【００３５】
次いで、めっき層１６、１７、１８が形成されたポリイミドフィルム１１は、防錆槽５３にて防錆液に浸漬され、次いで、水洗槽５４にて水洗されて、乾燥装置５５内にて乾燥した後に、巻き取りローラ９１に巻き取られる。これにより、フレキシブル銅張積層板１が得られる。
【００３６】
次ぎに、フレキシブル銅張積層板１の製造方法の第２実施形態について、説明する。
なお、本実施形態の製造方法は、めっき槽２１、２２、２３および給電水洗槽３１、３２、３３、３４に代えて、一槽のめっき槽を有するめっき装置を用いてめっき層を形成した点が第１実施形態と異なっている。このため、スパッタ膜１２、１３の形成工程などの第1実施形態と同一の工程については、同一符号を用いることにより説明を省略する。
【００３７】
本実施形態の製造方法は、上記巻き出し部材に巻きロール１９を設置して、この巻きロール１９から巻き出したスパッタ膜１２、１３が形成されたポリイミドフィルム１１を、第1実施形態と同様に酸洗槽５１によって洗浄する。
次いで、この洗浄されたポリイミドフィルム１１のスパッタ膜１３の表面に、ニッケル含有の硫酸銅めっき液を収容した１槽の電解銅めっき槽内において銅めっき処理を施す。
その際、電解銅めっき槽の硫酸銅めっき液に浸漬されているポリイミドフィルム１１のスパッタ膜１２、１３等には、浸漬直後から所定時間を経過するまで、ニッケルがめっき処理されない所定電流密度以下の電気を流すとともに、この所定時間経過後、一定時間経過毎に段階的に電流密度を高くして、電気を流す。
【００３８】
これにより、ポリイミドフィルム１１の銅スパッタ膜１３の表面に、銅めっき層１６と、低ニッケル含有率の銅合金めっき層１７と、高ニッケル含有率の銅合金めっき層１８とが順次形成されて、厚さ方向に向けて段階的にニッケル含有率の高い銅めっき層１６、１７、１８が形成される。
次いで、めっき層１６、１７、１８が形成されたポリイミドフィルム１１は、第１実施形態と同様に、防錆槽５３にて防錆液に浸漬され、次いで、水洗槽５４にて水洗されて、乾燥装置５５内にて乾燥した後に、巻き取りローラ９１に巻き取られる。これにより、フレキシブル銅張積層板が得られる。
【００３９】
上述のフレキシブル銅張積層板及びその製造方法によれば、ポリイミドフィルム１１のスパッタ膜１３の表面に、銅めっき層１６と、低ニッケル含有率の銅合金めっき層１７と、高ニッケル含有率の銅合金めっき層１８とが順次積層されており、これらのめっき層１６、１７、１８は、ポリイミドフィルム１１側の底層である銅めっき層１６から表層である銅合金めっき層１８に向けて、段階的にニッケルの含有率が高くなって、エッチングレートが小さくなる積層構造を有している。
【００４０】
このため、銅スパッタ膜１３およびめっき層１６、１７、１８を塩化第２鉄エッチング液にてエッチングした後に、ニッケルクロム合金スパッタ膜１２をエッチングすることにより、銅配線をパターン形成してプリント配線板とする場合にも、図３に示すように、表層である銅合金めっき層１８のサイドエッチによって、銅配線のトップ幅Ｔが設計値よりも狭くなってしまうことを効果的に防止でき、半導体チップの位置合わせや抵抗増加の問題が生じることを確実に防止できる。
【００４１】
なお、本発明は、上述の実施形態に何ら限定されるものでなく、例えば、第２実施形態におけるポリイミドフィルム１１のスパッタ膜１２、１３等に、時間の経過とともに漸次電流密度を高くして電気を流してもよい。また、銅めっき層１６〜１８がすべて銅合金めっき層であっても、銅合金めっき層１８のニッケル含有率が銅合金めっき層１７よりも低くてもよく、少なくとも表層である銅合金めっき層１８が底層である銅めっき層１６よりもニッケル含有率が高く、エッチングレートが小さければ足りる。さらに、複数の銅めっき層１６〜１８でなく、単層の銅めっき層であってもよい。加えて、ポリイミドフィルム１１の片方の表面だけでなく、両表面が導電性を有して、両表面に銅めっき層が形成されていてもよく、また、フレキシブル銅張積層板１でなく、例えば、リジッド基板用の銅張積層板であってもよい。
【実施例】
【００４２】
［実施例１］
次ぎに、実施例１として、第１実施形態と同様に複数のめっき槽を用いて製造したフレキシブル銅張積層板について、説明する。
まず、実験の事前準備として、めっき装置２から３層目のめっき槽２３とその下流側の給電水洗槽３４を取り外し、下記表１の組成の液温５５℃の２Ｌの硫酸銅めっき液をめっき槽２１に、下記表２の組成の液温５５℃の２Ｌの硫酸銅めっき液をめっき槽２２に、それぞれ貯留した。
【００４３】
【表１】
【００４４】
【表２】
【００４５】
次ぎに、ポリイミドフィルム（東レ・デュポン製 カプトンＥＮ）１１の表面をアルゴン雰囲気によるプラズマ処理によって洗浄した後に、このポリイミドフィルム１１の表面に膜厚２５ｎｍのニッケルクロム合金スパッタ膜１２と膜厚０．２μｍの銅スパッタ膜１３とを成膜した。次いで、これらのスパッタ膜１２、１３を成膜したポリイミドフィルム１１をロール状に巻き取った巻きロール１９を、めっき装置２に付属する巻き出し部材に、軸方向を上下方向に向けて設置する。
【００４６】
次いで、巻きロール１９から巻き出されたポリイミドフィルム１１のスパッタ膜１２、
１３に、給電水洗槽３１、３２によって電流密度０．５〜２Ａ／ｄｍ2の条件で２０分間通電させて、めっき槽２１の硫酸銅めっき液によって厚さ８μｍの銅めっき層１６を形成する。
次ぎに、このポリイミドフィルム１１の銅めっき層１６およびスパッタ膜１２、１３に、給電水洗槽３２、３３によって電流密度１Ａ／ｄｍ2の条件で２５分間通電させて、めっき槽２２のニッケル含有の硫酸銅めっき液よってニッケルを２０ｗｔ％含有する厚さ４μｍの銅合金めっき層１７を形成することにより、フレキシブル銅張積層板を得た。
【００４７】
次いで、この銅張積層板の銅合金めっき層１７の表面にレジストを塗布して、フォトリソグラフィー法によってレジストによる縞状のパターンマスクをライン幅とスペース幅とがともに１５μｍになるように形成した。次いで、このパターンマスクが形成されたフレキシブル銅張積層板に向けて塩化第２鉄エッチング液をスプレー噴射して、めっき層１６、１７、銅スパッタ膜１３をエッチングした後に、再度、塩化第２鉄エッチング液のスプレー噴射によってニッケルクロム合金スパッタ膜１２をエッチングすることにより、図４に示す銅配線が形成されたプリント配線板を得た。
【００４８】
図４から判るように、パターンマスクを用いて銅配線をパターニングする際に、銅合金めっき層１７がサイドエッチされることにより銅配線のトップ幅Ｔが設計値よりも狭くなってしまうことを効果的に防止できた。
【００４９】
［実施例２］
次ぎに、実施例２として、上記表２の組成のＮｉＳＯ4６Ｈ2Ｏの量を調整して、Ｎｉの添加量を０ｗｔ％、３ｗｔ％、７ｗｔ％、１４ｗｔ％に変更した他は第１実施形態と同様にして複数のめっき槽を用いてＮｏ．１〜４のフレキシブル銅張積層板を得た。
【００５０】
次いで、この銅張積層板の銅合金めっき層１７の表面にレジストを塗布して、フォトリソグラフィー法によってレジストによる縞状のパターンマスクをライン幅とスペース幅とがともに１２．５μｍになるように形成した。次いで、このパターンマスクが形成されたフレキシブル銅張積層板に向けて塩化第２鉄エッチング液をスプレー噴射して、めっき層１６、１７、銅スパッタ膜１３をエッチングした後に、再度、塩化第２鉄エッチング液のスプレー噴射によってニッケルクロム合金スパッタ膜１２をエッチングすることにより、図５（ａ）〜（ｄ）に示す銅配線が形成されたプリント配線板を得た。
なお、図５（ａ）はＮｉ添加なしのＮｏ．１のプリント配線板を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影した写真であり、 図５（ｂ）はＮｉ添加量３ｗｔ％のＮｏ．２のプリント配線板、図５（ｃ）はＮｉ添加量７ｗｔ％のＮｏ．３のプリント配線板、図５（ｄ）はＮｉ添加量１４ｗｔ％のＮｏ．４のプリント配線板をそれぞれ走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影した写真である。
【００５１】
図５（ｂ）から判るようにＮｉの添加量が３ｗｔ％の場合には、図５（ｃ）のＮｉの添加量７ｗｔ％の場合と比較してトップ幅が小さくなるだけでなく、図５（ａ）のＮｉ添加なしのＮｏ．１のプリント配線板と比較してもトップ幅が小さくなる傾向にある。従って、Ｎｉの添加量が３ｗｔ％未満になると、Ｎｉによってエッチングレートを小さくするどころか逆に大きくなってしまう恐れがある。
また、図５（ｄ）から判るようにＮｉの添加量が１４ｗｔ％以上になるとエッチングレートが遅くなって銅めっき層１６や銅スパッタ膜１３がサイドエッチングされるため、中細の銅配線が形成されて電気特性が悪くなる恐れがある。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係るフレキシブル銅張積層板１を示す縦断面模式図である。
【図２】図１の銅張積層板１を製造するめっき装置２の説明図である。
【図３】図１の銅張積層板１のスパッタ膜１２、１３およびめっき層１６、１７、１８をパターニングして銅配線を形成したプリント配線板の縦断面模式図である。
【図４】実施例１の銅張積層板のスパッタ膜１２、１３および銅めっき層１６、１７をパターニングして銅配線を形成したプリント配線板の縦断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により撮影した写真である。
【図５】実施例２のプリント配線板の断面図を走査型電子顕微鏡により撮影した写真であって、図５（ａ）はＮｉ添加なしのＮｏ．１のプリント配線板、図５（ｂ）はＮｉ添加量３ｗｔ％のＮｏ．２のプリント配線板、図５（ｃ）はＮｉ添加量７ｗｔ％のＮｏ．３のプリント配線板、図５（ｄ）はＮｉ添加量１４ｗｔ％のＮｏ．４のプリント配線板写真である。
【図６】従来のプリント配線板の縦断面模式図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ フレキシブル銅張積層板（プリント配線板用基材）
１１ ポリイミドフィルム（プラスチックフィルム、基材）
１２ ニッケルクロム合金スパッタ膜
１３ 銅スパッタ膜
１６ 銅めっき層（金属めっき層、底層、底部）
１７ 銅合金めっき層（金属めっき層）
１８ 銅合金めっき層（金属めっき層、表層、露出表面部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の導電性を有する表面に、複数の金属めっき層が積層され、かつ
これら複数の金属めっき層は、少なくとも表層のエッチングレートが上記基材表面に接触している底層のエッチングレートよりも小さいことを特徴とするプリント配線板用基材。
【請求項２】
基材の導電性を有する表面に、一層または複数層の銅めっき層が形成され、かつ
当該一層または複数層の銅めっき層は、銅よりもエッチングレートの小さい金属を露出表面部が上記基材に接触している底部よりも多く含有していることを特徴とする銅張積層板。
【請求項３】
プラスチックフィルムの導電性を有する表面に、一層または複数層の銅めっき層が形成され、かつ
当該一層または複数層の銅めっき層は、上記プラスチックから露出表面の厚さ方向に向けて銅よりもエッチングレートの小さい金属を漸次または段階的に多く含有して構成されていることを特徴とするフレキシブル銅張積層板。
【請求項４】
上記銅よりもエッチングレートの小さい金属は、ニッケルであることを特徴とする請求項３に記載のフレキシブル銅張積層板。
【請求項５】
プラスチックフィルムの導電性を有する表面に、繰り返し銅めっき液による電解銅めっき処理を施して、複数の銅めっき層を積層する際に、
上記プラスチックフィルムを、段階的に、銅よりエッチングレートの小さい金属の含有率が高い銅めっき液に浸漬させることにより、上記プラスチックフィルムの表面に厚さ方向に向けて段階的にエッチングレートの小さい銅めっき層を積層することを特徴とするフレキシブル銅張積層板の製造方法。
【請求項６】
プラスチックフィルムの導電性を有する表面に、銅めっき層を形成する際に、
上記プラスチックフィルムを、銅よりもエッチングレートが小さい金属を含有する銅めっき液に浸漬させて、当該浸漬時間の経過とともに上記プラスチックフィルムの表面の電流密度を漸次または段階的に増加または減少させることにより、上記プラスチックフィルムの表面に膜さ方向に向けて漸次または段階的に上記金属の含有率の高い銅めっき層を形成することを特徴とするフレキシブル銅張積層板の製造方法。
【請求項１】
基材の導電性を有する表面に、複数の金属めっき層が積層され、かつ
これら複数の金属めっき層は、少なくとも表層のエッチングレートが上記基材表面に接触している底層のエッチングレートよりも小さいことを特徴とするプリント配線板用基材。
【請求項２】
基材の導電性を有する表面に、一層または複数層の銅めっき層が形成され、かつ
当該一層または複数層の銅めっき層は、銅よりもエッチングレートの小さい金属を露出表面部が上記基材に接触している底部よりも多く含有していることを特徴とする銅張積層板。
【請求項３】
プラスチックフィルムの導電性を有する表面に、一層または複数層の銅めっき層が形成され、かつ
当該一層または複数層の銅めっき層は、上記プラスチックから露出表面の厚さ方向に向けて銅よりもエッチングレートの小さい金属を漸次または段階的に多く含有して構成されていることを特徴とするフレキシブル銅張積層板。
【請求項４】
上記銅よりもエッチングレートの小さい金属は、ニッケルであることを特徴とする請求項３に記載のフレキシブル銅張積層板。
【請求項５】
プラスチックフィルムの導電性を有する表面に、繰り返し銅めっき液による電解銅めっき処理を施して、複数の銅めっき層を積層する際に、
上記プラスチックフィルムを、段階的に、銅よりエッチングレートの小さい金属の含有率が高い銅めっき液に浸漬させることにより、上記プラスチックフィルムの表面に厚さ方向に向けて段階的にエッチングレートの小さい銅めっき層を積層することを特徴とするフレキシブル銅張積層板の製造方法。
【請求項６】
プラスチックフィルムの導電性を有する表面に、銅めっき層を形成する際に、
上記プラスチックフィルムを、銅よりもエッチングレートが小さい金属を含有する銅めっき液に浸漬させて、当該浸漬時間の経過とともに上記プラスチックフィルムの表面の電流密度を漸次または段階的に増加または減少させることにより、上記プラスチックフィルムの表面に膜さ方向に向けて漸次または段階的に上記金属の含有率の高い銅めっき層を形成することを特徴とするフレキシブル銅張積層板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図６】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図６】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２０９４４６（Ｐ２００９−２０９４４６Ａ）
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１２９１９（Ｐ２００８−２１２９１９）
【出願日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
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