２層フレキシブル金属絶縁体積層基板および２層フレキシブル配線基板
【課題】 密着性、体積抵抗、耐食性、絶縁信頼性が高く、しかもエッチング性の良好な２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を提供し、この２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を使用して信頼性が高い２層フレキシブル配線基板を提供する。
【解決手段】 絶縁体フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに直接下地金属層が形成され、前記下地金属層の表面に銅導体層が形成され、前記下地金属層と前記銅導体層を含む金属層が形成された２層フレキシブル金属絶縁体積層基板であって、前記下地金属層は、銅−クロム−ニッケルを含む合金からなり、その銅の割合が０．５〜１０重量％で、クロムの割合が１５〜４０重量％で、ニッケルの割合が５０〜８４．５重量％である２層フレキシブル金属絶縁体積層基板と、この２層フレキシブル金属絶縁体積層基板をエッチング加工して回路配線を形成した２層フレキシブル配線基板。
【解決手段】 絶縁体フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに直接下地金属層が形成され、前記下地金属層の表面に銅導体層が形成され、前記下地金属層と前記銅導体層を含む金属層が形成された２層フレキシブル金属絶縁体積層基板であって、前記下地金属層は、銅−クロム−ニッケルを含む合金からなり、その銅の割合が０．５〜１０重量％で、クロムの割合が１５〜４０重量％で、ニッケルの割合が５０〜８４．５重量％である２層フレキシブル金属絶縁体積層基板と、この２層フレキシブル金属絶縁体積層基板をエッチング加工して回路配線を形成した２層フレキシブル配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁信頼性の高い２層フレキシブル配線基板に関するものであり、さらに詳しくは、絶縁体フィルム上に銅−クロム−ニッケル下地金属層（シード層）を形成し、次いで該下地金属層上に銅導体層を形成した、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板と、その２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を使用し、銅導体層をエッチング加工して回路配線を形成した２層フレキシブル配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、フレキシブル配線基板を作製するために用いられる金属絶縁体積層基板は、絶縁体フィルム上に接着剤を用いて導体層となる銅箔を貼り合わせた３層フレキシブル金属絶縁体積層基板（例えば、特許文献１参照）、あるいは該絶縁体フィルム上に接着剤を用いることなしに乾式めっき法または湿式めっき法により導体層となる銅導体層を直接形成した２層フレキシブル金属絶縁体積層基板とに大別される。
ここで、３層フレキシブル金属絶縁体積層基板とは、接着剤層を含む、絶縁フィルムと接着剤層及び導体層の３層からなる基板をいい、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板とは、接着剤層を除く絶縁フィルムと導体層の２層からなる基板をいう。
３層フレキシブル金属絶縁体積層基板を用いる場合には、サブトラクティブ法によって金属絶縁体積層基板上に所望の配線パターンを形成することにより、３層フレキシブル配線基板を製造することができる。また、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を用いる場合には、サブトラクティブ法またはセミアディティブ法によって、金属絶縁体積層基板上に所望の配線パターンを形成することにより、２層フレキシブル配線基板を製造することができる。
ここに、サブトラクティブ法とは、フレキシブル金属絶縁体積層基板の金属膜の不要部分を化学エッチング処理することで除去して、プリント配線基板を製造する製造方法である。一方、セミアディティブ法とは、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の金属層の表面に、配線を形成したい箇所に電気めっき法などでさらに銅を付着させて、配線としての厚さを確保した後に、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の表面の不要となる金属層を除去してプリント配線基板を製造する方法である。
【０００３】
従来においては、製造方法が簡単で、低コストで製造することができる３層フレキシブル金属絶縁体積層基板の使用が主流を占めていた。
ところが、近年の電子機器の高密度化に伴い、配線幅も狭ピッチ化した配線基板が求められるようになってきている。
しかし、３層フレキシブル金属絶縁体積層基板の製造に際し、基板である絶縁体フィルム上に形成した銅導体層を、所望の配線パターンに従ってエッチングして配線部の形成を行って配線基板を製造する場合に、配線部の側面がエッチングされるという、いわゆるサイドエッチングが生ずるために、配線部の断面形状が裾広がりの台形になり易い。
従って、配線部間の電気的絶縁性を確保するまでエッチングを行うと、配線ピッチ幅が広くなり過ぎてしまうために、従来一般的に使用されている３５μｍ厚さの銅箔を接着剤で絶縁体フィルムと貼り合わせた３層フレキシブル金属絶縁体積層基板を用いる限り、配線基板における配線部の狭ピッチ化を行うには限界があった。
【０００４】
このため、従来の厚さ３５μｍの銅箔張り合わせ金属絶縁体積層基板に代えて、厚さ１８μｍ以下の薄い銅箔張り合わせ金属絶縁体積層基板を使用して、サイドエッチングによる裾広がりの幅を小さくして、配線基板における配線部の狭ピッチ化を図ることが行われてきた。
しかも、このような薄肉の銅箔は剛性が小さくハンドリング性が悪いため、一旦銅箔にアルミニウムキャリアなどの補強材を貼り合わせて剛性を高くした後、該銅箔と絶縁体フィルムの貼り合わせを行い、しかる後再びアルミニウムキャリアを除去するなどの方法が採られていたが、この方法はあまりにも手間と時間がかかり、作業性、生産性が悪いという問題があった。
さらに、このような薄い銅箔では、厚さのばらつきやピンホールや亀裂の発生などによる欠陥が増加するなどの製造技術上の問題が有るのみならず、銅箔が薄くなればなるほど銅箔自体の製造が困難となり、製造価格が高くなって３層フレキシブル配線基板のコストメリットが失われてしまう結果となっていた。
【０００５】
最近になって、厚さ１０数μｍ以下、あるいは数μｍ程度の銅箔を使用しなくては製造できないような、狭幅で狭ピッチの配線部を有する配線基板への要求が強まるに至り、３層フレキシブル金属絶縁体積層基板を用いる配線基板は、上記のような技術的な問題もさることながら、製造コスト上からも問題があった。
そこで、接着剤を施すことなく直接絶縁体フィルム上に導体層を形成することができる２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を用いた２層フレキシブル配線基板が注目されるに至った。
【０００６】
かかる２層フレキシブル金属絶縁体積層基板は、接着剤なしで直接絶縁体フィルム上に銅導体層を形成するものであり、従って金属絶縁体積層基板自体の厚さを薄くすることができる上に、被着させる銅導体の厚さも任意の厚さに調整することができるという利点を有する。
そして、このような２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を製造する場合には、絶縁体フィルム上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの乾式めっき法によりニッケル等を含む下地金属層を形成し、該下地金属層の上に銅導体層を形成する。この銅導体層は、下地金層の上に乾式めっき法で銅層を形成し、さらに前記銅層の上に湿式めっき法で形成するのが良い。湿式めっき法は、電気銅めっき法または無電解銅めっき法から任意に選択できる。（例えば、特許文献２参照）
【０００７】
近年のさらなる狭幅化、狭ピッチ化等の要求特性の上昇のため、上述の一般的な方法だけでは求められている密着性、体積抵抗、耐食性に優れ、かつ優れた絶縁信頼性を得ることが困難になってきている。また前記の密着性、体積抵抗、耐食性、絶縁信頼性が目標値に達したとしても、次工程におけるエッチング性が極端に悪くなる傾向にある。すなわち、上述の絶縁信頼性等とエッチング性を両立することが困難になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−１３２６２８号公報
【特許文献２】特開平８−１３９４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、密着性、体積抵抗、耐食性に優れた２層フレキシブル金属絶縁体積層基板とし、これをエッチング加工した２層フレキシブル配線基板を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、絶縁体フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに直接下地金属層が形成され、前記下地金属層の表面に銅導体層が形成され、前記下地金属層と前記銅導体層を含む金属層が形成された２層フレキシブル金属絶縁体積層基板であって、前記下地金属層は、銅−クロム−ニッケルを含む合金からなり、且つ該銅の割合が０．５〜１０重量％で、該クロムの割合が１５〜４０重量％で、該ニッケルの割合が５０〜８４．５重量％である２層フレキシブル金属絶縁体積層基板とした。
【００１１】
本発明の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板では、前記下地金属層の厚さが３〜５０ｎｍであり、銅導体層の厚さが１０ｎｍ〜１８μｍであって、前記下地金属層は乾式めっき法により形成された金属層であっても良く、前記銅導体層も乾式めっき法により形成された銅層であっても良い。
ここで、前記銅導体層は乾式めっき法及び湿式めっき法を併用して形成された導体層であっても良い。
【００１２】
本発明の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板では、前記絶縁体フィルムは、ポリイミド系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレン系フィルム、ポリフェニレンサルファイド系フィルム、ポリエチレンナフタレート系フィルム、液晶ポリマー系フィルムから選ばれたいずれか１種の樹脂フィルムを使用することができる。
【００１３】
本発明の２層フレキシブル配線基板は、絶縁体フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに直接下地金属層が形成され、前記下地金属層の表面に銅導体層が形成され、前記下地金属層と前記銅導体層を含む金属層が形成された２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の銅導体層に回路配線が形成されたフレキシブル配線基板であって、前記下地金属層は、銅−クロム−ニッケルを含む合金で、且つ該銅の割合が０．５〜１０重量％で、該クロムの割合が１５〜４０重量％で、該ニッケルの割合が５０〜８４．５重量％である２層フレキシブル配線基板である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板は、絶縁体フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに直接乾式めっき法により厚さ３〜５０ｎｍの銅−クロム−ニッケルを含む合金の下地金属層を形成し、該下地金属層上に所望の厚さの銅導体層を形成して２層フレキシブル金属絶縁体積層基板としたものである。
本発明の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板によれば、該下地金属層の銅の割合が０．２〜１０重量％で、クロムの割合が１５〜４０重量％で、ニッケルの割合が５０〜８４．５重量％含まれていることから、密着性が高く、耐食性に優れ、金属絶縁体積層基板の反りがなく、かつエッチング性及び絶縁信頼性の高い銅導体層を形成しているので、欠陥のない２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を得ることができる。
【００１５】
さらに、本発明により得られた２層フレキシブル金属絶縁体積層基板をエッチング加工することで、狭幅、狭ピッチの配線部を有するフレキシブル配線基板を効率よく得ることがきるので、その経済的効果は極めて大きい。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
まず、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板について説明する。
本発明の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板は、絶縁体フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに直接下地金属層を形成し、該下地金属層上に所望の厚さの銅導体層を形成した２層フレキシブル金属絶縁体積層基板であって、絶縁体フィルム上に形成された下地層は、銅の割合が０．５〜１０重量％で、クロムの割合が１５〜４０重量％で、ニッケルの割合が５０〜８４．５重量％含まれる銅−クロム−ニッケルを含有する合金を、乾式めっき法により厚さ３〜５０ｎｍで形成したものである。さらに、該下地金属層上に形成された銅導体層は、乾式めっき法あるいは乾式メッキ法と湿式メッキ法を併用して形成した、厚さ１０ｎｍから１８μｍの銅層からなっている。乾式メッキ法と湿式メッキ法を併用する場合は、乾式メッキにより厚さ１０ｎｍ〜２００ｎｍの銅の中間層を形成し、その上に湿式メッキ法により厚い銅層を形成する。
上記構成を採用することによって、密着性が高く、耐食性に優れ、基板の反りがなく、エッチング性、かつ絶縁信頼性の高い銅導体層を形成した、欠陥のない２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を得ることができ、この２層フレキシブル金属絶縁体積層基板をエッチング加工することにより、狭幅、狭ピッチの配線部を持った２層フレキシブル配線基板を得ることができるのである。
【００１７】
本発明で使用する絶縁体フィルムとしては、ポリイミド系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレン系フィルム、ポリフェニレンサルファイド系フィルム、ポリエチレンナフタレート系フィルム、液晶ポリマー系フィルムから選ばれた樹脂フィルムが挙げられるが、ポリイミド系のフィルム及びポリアミド系のフィルムは、はんだリフロー等の高温の接続が必要な用途に適している点で望ましい。また、絶縁体フィルムの厚さは、８〜７５μｍのものが好適に使用することができる。尚、ガラス繊維等の無機質材料を適宣添加することもできる。
【００１８】
本発明の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板において下地金属層は、銅の割合が０．５〜１０重量％、クロムの割合が１５〜４０重量％、ニッケルの割合が５０〜８４．５重量％含まれている銅−クロム−ニッケルを含む合金を、乾式めっき法で３〜５０ｎｍの厚さに形成したものが望ましい。
下地金属層の銅の割合が０．５重量％未満になると、エッチング性の向上にならない。すなわち、本発明の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板は、下地金属層の銅の割合が０．５重量％未満の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板に比べて、サブトラクティブ法やセミアディティブ法で、塩化第二鉄水溶液等による化学エッチングで金属層の不要部分を除去しやすい。一方、下地金属層の銅の割合が０．５重量％以上になると、塩化第二鉄水溶液による化学エッチングで不要になる下地金属層を除去することが困難な場合が生じやすくなってくる。また、銅の割合が１０重量％以上になると、耐熱ピール強度や絶縁信頼性が低下するので好ましくない。
下地金属層のクロムの割合は、１５重量％以上とすることで２層フレキシブル配線基板の絶縁信頼性の向上につながる。
下地金属層のクロムの割合が１５重量％以上に多くなると、塩化第二鉄水溶液などの化学薬品でのエッチングし難くなってくる。２層フレキシブル金属絶縁体積層基板のエッチング性と、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板から製造される２層フレキシブル配線基板の絶縁信頼性は相反する関係にある。
【００１９】
そこで、本発明は、下地金属層の銅の割合を定めエッチング性と絶縁信頼性の両立を図るため、クロムの含有割合は４０重量％にとどめている。
下地金属層は、スパッタリング法などの乾式めっき法で形成する。スパッタリング法であれば、下地金属層の組成の合金スパッタリングターゲットを用いれば、薄い層を形成することが可能である。
さらに、下地金属層が３ｎｍよりも薄いと、配線加工を行うときのエッチング液が染み込み、配線部が浮いてしまう等により配線ピール強度が著しく低下し、耐熱強度も低下して、絶縁信頼性の低下などの問題が発生するので好ましくない。また厚さが５０ｎｍより厚くなると、エッチング時間が長くなり生産性が悪くなるため好ましくない。
下地金属層には、銅−クロム―ニッケルの他に第三の成分を含んでもよい。第三の成分としては、バナジウム、チタン、マンガン、モリブデンなどを２層フレキシブル金属絶縁体積層基板のエッチング性や２層フレキシブル配線基板の絶縁信頼性等の特性を考慮して適宜選択することができる。
【００２０】
銅導体層は、下地金属層の表面に形成する。銅導体層は上述の乾式めっき法で形成しても良いし、乾式めっき法で形成した後に湿式めっき法で形成する乾式めっき法と湿式めっき法の併用でも良い。湿式めっき法は電気めっき法または、電気めっき法と無電解めっき法を併用しても良い。本発明の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板をセミアディティブ法で加工し２層フレキシブル配線基板を得る場合には、銅導体層は乾式めっき法のみで形成することができる。下地金属層と銅導体層が乾式めっき法のみで形成された薄い金属層なので、セミアディティブ法の場合には配線に不要な金属層を除去することが容易になる。 一方、本発明の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板をサブトラクティブ法で加工し２層フレキシブル配線基板を得る場合には、乾式めっき法と湿式めっき法の併用することが望ましい。乾式めっき法と湿式めっき法の併用するのは、サブトラクティブ法では、配線に不要となる金属層を除去するので、銅導体層は２層フレキシブル配線基板の導電性を維持できる厚さを確保するためである。さらには、乾式めっき法と湿式めっき法を併用することで、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の生産性を向上できるからである。
【００２１】
銅導体層の厚さは、全体で１０ｎｍ〜１８μｍとすることが望ましい。銅導体層の厚さを１０ｎｍ以上とするのは、セミアディティブ法で２層フレキシブル配線基板に加工する際の配線を電気めっきする場合の給電を確保するためである。銅導体層の厚さは、より望ましくは６０ｎｍ以上であり、さらに望ましくは７０ｎｍ以上である。
一方、銅導体層の厚さを１８μｍ以下とするのは、サブトラクティブ法で２層フレキシブル配線基板に加工する際、金属層を化学エッチング除去して前述の挟ピッチ化に対応させるためである。銅導体層の厚さが厚くなれば厚くなるほど、挟ピッチ化には不向きである。銅導体層の厚さは、より望ましくは１２μｍ以下でり、さらに望ましくは１０μｍ以下である。なお、通常２層フレキシブル配線基板の配線の厚さ、すなわち２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の金属層の厚さは、５μｍ〜１０μｍあれば配線の導電性は確保できる。
【００２２】
銅導体層を乾式めっき法と湿式めっき法を併用して形成する場合には、乾式めっき法で厚さ１０ｎｍ〜２００ｎｍの銅を中間層として形成し、前記中間層上に電気めっき法で中間層と合わせた銅導体層の全体の厚さが１１ｎｍ〜１８μｍであるように形成するのが望ましい。中間層が１０ｎｍよりも薄い場合、乾式めっき法で形成される銅導体層が薄くなるため、その後の電気めっき工程で給電が困難なため好ましくない。
上述の通りにして乾式めっき法で銅層を形成した後、前記銅層の上に湿式めっき法で銅導体層を積層形成することは、通電容量の比較的厚い銅導体層を形成することに適している。
【００２３】
以下、本発明の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の製造方法を詳述する。
本発明は、前述の通りポリイミド系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレン系フィルム、ポリフェニレンサルファイド系フィルム、ポリエチレンナフタレート系フィルム、液晶ポリマー系フィルムから選ばれた樹脂フィルムからなる絶縁体フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに直接下地金属層を形成し、該下地金属層上に所望の厚さの銅導体層を形成する。
【００２４】
[脱水処理]
絶縁体フィルムは通常水分を含んでおり、乾式めっき法により銅−クロム−ニッケルを含む合金の下地金属層を形成する前に、大気乾燥あるいは、真空乾燥を行い、絶縁体フィルム中に存在する水分を取り去っておく必要がある。これが不十分であると、下地金属層との密着性が悪くなってしまう。
【００２５】
[下地金属層の形成]
乾式めっき法により銅−クロム−ニッケルを含む合金の下地金属層を形成する場合、例えば、巻き取り式スパッタリング方式を用いて下地金属層を形成する場合には、所望の下地金属層組成の合金ターゲットをスパッタリングカソードに装着する。
次いで、絶縁体フィルムをセットしたスパッタリング装置内を真空排気後、アルゴンガスを導入して、装置内を１．３Ｐａ程度に保持し、さらに装置内の巻取り巻出しロールに装着した絶縁体フィルムを搬送しながら、スパッタリングカソードに接続した直流電源より電力を供給しスパッタリング放電を開始して、絶縁体フィルム上に銅−クロム−ニッケルを含む合金の下地金属層を連続形成する。この形成によって所望の厚さの銅−クロム−ニッケルを含む合金の下地金属層が絶縁体フィルム上に形成される。
【００２６】
[銅導体層の形成]
銅導体層の形成は、乾式めっき法で形成するならば、銅ターゲットをスパッタリングカソードに装着したスパッタリング装置で行い銅層を形成することができる。この場合、下地金属層と銅導体層は同一真空室内で連続して形成することが好ましい。
銅層の上に更に湿式めっき法を併用して銅導体層を形成する場合には、通常の電気銅めっき法における諸条件を採用すればよい。また、このようにして下地金属層上に形成された乾式めっき法及び湿式めっき法による銅導体層の合計厚さは、厚くとも１８μｍ以下にする必要がある。
以上のようにして、絶縁体フィルムの少なくとも片面に接着剤を介さずに直接下地金属層が形成され、該下地金属層の表面に銅導体層が形成された、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板が得られる。
【００２７】
次に、２層フレキシブル配線基板について説明する。
本発明の２層フレキシブル配線基板は、上述の本発明の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の銅導体層に、所望の回路配線パターンを形成したものである。
[配線パターンの形成]
本発明に係る２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の少なくとも片面に、配線パターンを個別に形成する。また、所定の位置に層間接続のためのヴィアホールを形成して、各種用途に用いることもできる。
【００２８】
前記配線パターンの形成方法としては、フォトエッチング等の従来公知の方法が使用でき、例えば、少なくとも片面に銅導体層が形成された２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を準備して、該銅導体層上にスクリーン印刷あるいは、ドライフィルムをラミネートして感光性レジスト膜を形成後、露光現像してパターニングする。次いで、塩化第二鉄溶液等のエッチング液で該銅導体層を選択的にエッチング除去した後、レジストを除去して所定の配線パターンを形成する。なお、上述の通り本発明の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板は、下地金属層が銅を０．５重量％以上含有するので、下地金属層がクロムを１５重量％以上含有していても塩化第二鉄水溶液で不要な金属層を除去して配線パターンを綺麗に形成することができる。
【００２９】
配線をより高密度化にするためには、両面に銅導体層が形成された２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を準備し、両面を配線パターン加工してフレキシブル金属絶縁体積層基板の両面に配線パターンを形成することも可能である。全配線パターンを幾つの配線領域に分割するかどうかは該配線パターンの配線密度の分布等によるが、例えば、配線パターンを配線幅と配線間隔がそれぞれ５０μｍ以下の高密度配線領域とその他の配線領域に分け、プリント金属絶縁体積層基板との熱膨張差や取り扱い上の都合等を考慮し、分割する配線金属絶縁体積層基板のサイズを１０〜６５ｍｍ程度に設定し適宣分割すればよい。
【００３０】
前記ヴィアホールの形成方法としては、従来公知の方法が使用でき、例えばレーザー加工、フォトエッチング等により前記配線パターンの所定の位置に、該配線パターンとフレキシブルシートを貫通するヴィアホールを形成する。ヴィアホールの直径は、ホール内の導電化に支障がない範囲内で小さくすることが好ましく、通常１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下にする。
該ヴィアホール内には、めっき、蒸着、スパッタリング等により銅等の導電性金属を充填、あるいは所定の開孔パターンを持つマスクを使用して導電性ペーストを圧入、乾燥し、ホール内を導電化して層間の電気的接続を行う。前記導電性金属としては、銅、金、ニッケル等が挙げられる。
【００３１】
次に本発明の実施例を比較例とともに説明する。
本発明の実施例および比較例において、ピール強度の測定方法は、ＩＰＣ−ＴＭ−６５０、ＮＵＭＢＥＲ２．４．９に準拠した方法で行った。ただし、リード幅は１ｍｍとし、ピールの角度は９０°とした。リードはサブトラクティブ法で形成した。また、耐熱性の指標としては、１ｍｍのリードを形成したフィルム基材を、１５０℃のオーブンに１６８時間放置し、取り出したあと室温になるまで放置したのち、９０°ピール強度を評価することで行った。
また、耐環境試験であるＨＨＢＴ試験（恒温恒湿バイアス試験： High Temperature High Humidity Bias Test）は、まず３０μｍピッチ（ライン／スペース＝１５／１５ μｍ）の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板片を、３６重量％塩化第二鉄水溶液でエッチングするサブトラクト法によって形成した試験片を用いた。
測定はＪＰＣＡ−ＥＴ０４に準拠し、８５℃８５％ＲＨ環境下で、ＤＣ６０Ｖを端子間に印加し、１０００ｈｒ抵抗を観察した。抵抗が１０６ Ω以下になった時点でショート不良と判断し、１０００ｈｒ経過後も１０６ Ω以上であれば合格と判断した。
腐食の指標としては、裏面変色が挙げられるが、これは、ＨＨＢＴ試験後のサンプル裏面観察によって行った。著しい変色が見られた場合は不良と判断し、変色が軽微な場合は合格と判断した。
［実施例１］
【００３２】
厚さ３８μｍのポリイミドフィルム（東レ・デュポン社製、製品名「カプトン１５０ＥＮ」）を巻き取り式スパッタ装置に装着し、その片面に下地金属層の第１層として２重量％銅−２０重量％クロム−７８重量％ニッケル合金ターゲットを用い、直流スパッタリング法により２重量％銅−２０重量％クロム−７８重量％ニッケル合金下地金属層を形成した。別途同条件で形成した一部を透過電子顕微鏡（ＴＥＭ：日立製作所(株)製）を用いて層厚を測定したところ２０ｎｍであった。下地金属層（銅−クロム−ニッケル層）を形成したフィルム上に、さらにその上に中間層となる第２金属層として、銅ターゲットを用いて、スパッタリング法により銅層を２００ｎｍの層厚に形成した。巻き取り式スパッタ装置から取り出した後、さらに電気めっきを使用して第３の金属層となる銅層を、銅導電層全体で８μｍの厚さになるまで形成した。
【００３３】
得られた２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を３６ｗｔ％塩化第二鉄溶液（関東化学(株)社製）を使用して、常温（２５℃）で１０秒間浸漬しエッチングを行った。配線間に溶け残りもなく綺麗にエッチングが出来ていた。
エッチング後、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の初期ピール強度は６５０Ｎ／ｍであった。１５０℃耐熱ピール強度は５５０Ｎ／ｍと大きな変化が無く、良好であった。さらにＨＨＢＴ試験（絶縁信頼性試験）を３サンプルについて行ったが、いずれも劣化は認められなかった。さらに、８５℃８５％ＲＨ恒温槽中に１０００ｈｒ放置する耐腐食性試験後のフィルム裏面を観察したが、変色は見られなかった。
この結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
［実施例２〜４］
【００３５】
下地金属層の組成は、クロム含有率を２０重量％で固定し、銅の割合を０．７重量％、５重量％、１０重量％、残部をニッケルと変動させた。（０．７、５、１０）重量％銅−２０重量％クロム−残部ニッケル合金ターゲットを用い、直流スパッタリング法により、それぞれ（０．７、５、１０）重量％銅−２０重量％クロム−残部ニッケル合金下地金属層を形成した以外は、実施例１と同様にして２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を作製した。上記下地金属層を別途同条件で形成し、その一部を使用し透過電子顕微鏡で層厚を測定したところいずれも２０ｎｍであった。
得られた２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を３６ｗｔ％塩化第二鉄溶液（関東化学(株)社製）を使用して、常温（２５℃）で１０秒間浸漬しエッチングを行った。配線間に溶け残りもなく綺麗にエッチングが出来ていた。
エッチングは配線間の溶け残りもなく綺麗にエッチング出来ていた。エッチング後、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の初期ピール強度は各々６７０、６５０、６５０Ｎ／ｍであった。１５０℃耐熱ピール強度は、各々５６０、５５０、５４０Ｎ／ｍと大きな変化が無く、良好であった。さらにＨＨＢＴ試験（絶縁信頼性試験）をそれぞれ３サンプルについて行ったが、いずれも劣化は認められなかった。さらに、８５℃８５％ＲＨ恒温槽中に１０００ｈｒ放置の耐腐食性試験後のフィルム裏面を観察したが、変色は見られなかった。
これらの結果を表１に併記する。
［実施例５〜８］
【００３６】
下地金属層の組成は、クロム含有率を３０重量％で固定し、銅の割合を０．７重量％、５重量％、１０重量％、残部をニッケルと変動させた。（０．７、２、５、１０）重量％銅−３０重量％クロム−残部ニッケル合金ターゲットを用い、直流スパッタリング法により、それぞれ（０．７、２、５、１０）重量％銅−３０重量％クロム−残部ニッケル合金下地金属層を形成した以外は、実施例１と同様にして２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を作製した。上記下地金属層を別途同条件で形成し、その一部を使用し透過電子顕微鏡で層厚を測定したところいずれも２０ｎｍであった。
得られた２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を３６ｗｔ％塩化第二鉄溶液（関東化学(株)社製）を使用して、常温（２５℃）で１０秒間浸漬しエッチングを行った。配線間に溶け残りもなく綺麗にエッチングが出来ていた。
エッチングは配線間の溶け残りもなく綺麗にエッチング出来ていた。エッチング後、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の初期ピール強度は各々７００、６９０、６９０、６８０Ｎ／ｍであった。１５０℃耐熱ピール強度は、各々５６０、５５０、５５０、５４０Ｎ／ｍと大きな変化が無く、良好であった。さらにＨＨＢＴ試験（絶縁信頼性試験）をそれぞれ３サンプルについて行ったが、いずれも劣化は認められなかった。さらに、８５℃８５％ＲＨ恒温槽中に１０００ｈｒ放置する耐腐食性試験後のフィルム裏面を観察したが、変色は見られなかった。
これらの結果を表１に併記する。
［実施例９〜１２］
【００３７】
下地金属層の組成は、クロム含有率を４０重量％で固定し、銅の割合を０．７重量％、５重量％、１０重量％、残部をニッケルと変動させた。（０．７、２、５、１０）重量％銅−４０重量％クロム−残部ニッケル合金ターゲットを用い、直流スパッタリング法により、それぞれ（０．７、２、５、１０）重量％銅−４０重量％クロム−残部ニッケル合金下地金属層を形成した以外は、実施例１と同様にして２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を作製した。上記下地金属層を別途同条件で形成し、その一部を使用し透過電子顕微鏡で層厚を測定したところいずれも２０ｎｍであった。
得られた２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を３６ｗｔ％塩化第二鉄溶液（関東化学(株)社製）を使用して、常温（２５℃）で１０秒間浸漬しエッチングを行った。配線間に溶け残りもなく綺麗にエッチングが出来ていた。
エッチングは配線間の溶け残りもなく綺麗にエッチング出来ていた。エッチング後、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の初期ピール強度は各々７１０、７００、６９０、６９０Ｎ／ｍであった。１５０℃耐熱ピール強度は、各々５８０、５６０、５６０、５５０Ｎ／ｍと大きな変化が無く、良好であった。さらにＨＨＢＴ試験（絶縁信頼性試験）をそれぞれ３サンプルについて行ったが、いずれも劣化は認められなかった。さらに、８５℃８５％ＲＨ恒温槽中に１０００ｈｒ放置の耐腐食性試験後のフィルム裏面を観察したが、変色は見られなかった。
これらの結果を表１に併記する。
［比較例１］
【００３８】
下地金属層には、１２重量％銅−２０重量％クロム−残部ニッケル合金ターゲットを用い、直流スパッタリング法により、１２重量％銅−２０重量％クロム−残部ニッケル合金下地金属層を形成した以外は、実施例１と同様にして２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を作製した。上記下地金属層を別途同条件で形成し、その一部を使用し透過電子顕微鏡で層厚を測定したところ２０ｎｍであった。
上記銅−ニッケル−クロム膜を形成したフィルム上に、第２層として銅ターゲットを用いて、スパッタリング法により中間層となる銅導体層を２００ｎｍの層厚に形成した。巻き取り式スパッタ装置から取り出した後、電気めっきで厚さ８μｍまで銅層を形成した。得られた２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を３６ｗｔ％塩化第二鉄溶液（関東化学(株)社製）に常温（２５℃）で１０秒間浸漬してエッチングを行った。配線間に溶け残りもなく綺麗にエッチングが出来ていた。
エッチング後、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の初期ピール強度は６３０Ｎ／ｍであった。１５０℃耐熱ピール強度は５１０Ｎ／ｍと大きな変化が無く、良好であった。しかしＨＨＢＴ試験（絶縁信頼性試験）を３サンプルについて行ったが、内１サンプルに劣化が認められた。さらに、８５℃８５％ＲＨ恒温槽中に１０００ｈｒ放置する耐腐食性試験後のフィルム裏面を観察したところ、変色が確認された。
この結果を表１に併記して示す。
［比較例２］
【００３９】
下地金属層に、１５重量％銅−２０重量％クロム−残部ニッケル合金ターゲットを用い、直流スパッタリング法により、１５重量％銅−２０重量％クロム−残部ニッケル合金下地金属層を形成した以外は、実施例１と同様にして２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を作製した。上記下地金属層を別途同条件で形成し、その一部を使用し透過電子顕微鏡で層厚を測定したところ２０ｎｍであった。
上記銅−ニッケル−クロム膜を形成したフィルム上に、さらにその上に第２層中間層として、銅ターゲットを用いて、スパッタリング法により銅導体層を２００ｎｍの層厚に形成した。巻き取り式スパッタ装置から取り出した後、電気めっきで全体の厚さが８μｍになるまで銅層を形成した。得られた２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を、３６ｗｔ％塩化第二鉄溶液（関東化学(株)社製）中に常温（２５℃）で１０秒間浸漬してエッチングを行った。配線間に溶け残りもなく綺麗にエッチングが出来ていた。
エッチング後、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の初期ピール強度は６２０Ｎ／ｍであった。１５０℃耐熱ピール強度は５００Ｎ／ｍと大きな変化が無く、良好であった。しかしＨＨＢＴ試験（絶縁信頼性試験）を３サンプルについて行ったが、いずれも劣化が認められた。さらに、８５℃８５％ＲＨ恒温槽中に１０００ｈｒ放置する耐腐食性試験後のフィルム裏面を観察したところ、変色が確認された。
この結果を表１に併記する。
［比較例３］
【００４０】
下地金属層には、０．５重量％銅−２０重量％クロム−残部ニッケル合金ターゲットを用い、直流スパッタリング法により、２０重量％クロム−残部ニッケル合金下地金属層を形成した以外は、実施例１と同様にして２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を作製した。上記下地金属層を別途同条件で形成し、その一部を使用し透過電子顕微鏡で層厚を測定したところいずれも２０ｎｍであった。
得られた２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を３６ｗｔ％塩化第二鉄溶液（関東化学(株)社製）を使用して、常温（２５℃）で１０秒間浸漬しエッチングを行った。配線間に溶け残りがあり、綺麗にエッチングが出来ていなかった。
エッチングは、常温（２５℃）で１０秒間ではエッチングが不十分である為、エッチング液温を４０℃まで上げてからエッチングを行った。温度を上げてからは、配線間の溶け残りもなく綺麗にエッチング出来ていた。エッチング後、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の初期ピール強度は７００Ｎ／ｍであった。１５０℃耐熱ピール強度は、５７０Ｎ／ｍと大きな変化が無く、良好であった。さらにＨＨＢＴ試験（絶縁信頼性試験）をそれぞれ３サンプルについて行ったが、いずれも劣化は認められなかった。さらに、８５℃８５％ＲＨ恒温槽中に１０００ｈｒ放置する耐腐食性試験後のフィルム裏面を観察したところ、変色は見られなかった。
この結果を表１に併記して示す。
［比較例４］
【００４１】
下地金属層には、１０重量％銅−１０重量％クロム−残部ニッケル合金ターゲットを用い、直流スパッタリング法により、１０重量％クロム−残部ニッケル合金下地金属層を形成した以外は、実施例１と同様にして２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を作製した。 上記下地金属層を別途同条件で形成し、その一部を使用し透過電子顕微鏡で層厚を測定したところ２０ｎｍであった。
上記銅−ニッケル−クロム膜を形成したフィルム上に、さらにその上に中間層となる第２層として、銅ターゲットを用いて、スパッタリング法により銅導体層を２００ｎｍの層厚に形成した。巻き取り式スパッタ装置から取り出した後、電気めっきで全体の厚さが８μｍになるまで銅層を形成した。
得られた２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を３６ｗｔ％塩化第二鉄溶液（関東化学(株)社製）に常温（２５℃）で１０秒間浸漬してエッチングを行った。配線間に溶け残りもなく綺麗にエッチングが出来ていた。
エッチング後、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の初期ピール強度は６２０Ｎ／ｍであった。１５０℃耐熱ピール強度は２５０Ｎ／ｍと大幅に低下した。またＨＨＢＴ試験（絶縁信頼性試験）を３サンプルについて行ったが、いずれも劣化が認められた。さらに、８５℃８５％ＲＨ恒温槽中に１０００ｈｒ放置する耐腐食性試験後のフィルム裏面を観察したところ、変色が確認された。
この結果を表１に纏めて示す。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上述べた通り、本発明に係る２層フレキシブル金属絶縁体積層基板によれば、絶縁体フィルム上に、乾式めっき法により形成された銅の割合が０．５〜１０重量％とクロムの割合が１５〜４０重量％で残部がニッケルで構成されている銅−クロム−ニッケル合金を含有する層厚３〜５０ｎｍの下地金属層と、該下地金属層上に銅の厚さ１０ｎｍ〜２００ｎｍの中間層と、さらに該中間層上に層厚１０ｎｍ〜１２μｍである電気銅めっき導体層を形成してあるので、エッチング性が良く、体積抵抗が低く、密着性、耐食性を維持し、かつ絶縁信頼性の高い銅導体層を形成した２層フレキシブル配線基板を得ることができ、その効果は大きい。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁信頼性の高い２層フレキシブル配線基板に関するものであり、さらに詳しくは、絶縁体フィルム上に銅−クロム−ニッケル下地金属層（シード層）を形成し、次いで該下地金属層上に銅導体層を形成した、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板と、その２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を使用し、銅導体層をエッチング加工して回路配線を形成した２層フレキシブル配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、フレキシブル配線基板を作製するために用いられる金属絶縁体積層基板は、絶縁体フィルム上に接着剤を用いて導体層となる銅箔を貼り合わせた３層フレキシブル金属絶縁体積層基板（例えば、特許文献１参照）、あるいは該絶縁体フィルム上に接着剤を用いることなしに乾式めっき法または湿式めっき法により導体層となる銅導体層を直接形成した２層フレキシブル金属絶縁体積層基板とに大別される。
ここで、３層フレキシブル金属絶縁体積層基板とは、接着剤層を含む、絶縁フィルムと接着剤層及び導体層の３層からなる基板をいい、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板とは、接着剤層を除く絶縁フィルムと導体層の２層からなる基板をいう。
３層フレキシブル金属絶縁体積層基板を用いる場合には、サブトラクティブ法によって金属絶縁体積層基板上に所望の配線パターンを形成することにより、３層フレキシブル配線基板を製造することができる。また、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を用いる場合には、サブトラクティブ法またはセミアディティブ法によって、金属絶縁体積層基板上に所望の配線パターンを形成することにより、２層フレキシブル配線基板を製造することができる。
ここに、サブトラクティブ法とは、フレキシブル金属絶縁体積層基板の金属膜の不要部分を化学エッチング処理することで除去して、プリント配線基板を製造する製造方法である。一方、セミアディティブ法とは、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の金属層の表面に、配線を形成したい箇所に電気めっき法などでさらに銅を付着させて、配線としての厚さを確保した後に、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の表面の不要となる金属層を除去してプリント配線基板を製造する方法である。
【０００３】
従来においては、製造方法が簡単で、低コストで製造することができる３層フレキシブル金属絶縁体積層基板の使用が主流を占めていた。
ところが、近年の電子機器の高密度化に伴い、配線幅も狭ピッチ化した配線基板が求められるようになってきている。
しかし、３層フレキシブル金属絶縁体積層基板の製造に際し、基板である絶縁体フィルム上に形成した銅導体層を、所望の配線パターンに従ってエッチングして配線部の形成を行って配線基板を製造する場合に、配線部の側面がエッチングされるという、いわゆるサイドエッチングが生ずるために、配線部の断面形状が裾広がりの台形になり易い。
従って、配線部間の電気的絶縁性を確保するまでエッチングを行うと、配線ピッチ幅が広くなり過ぎてしまうために、従来一般的に使用されている３５μｍ厚さの銅箔を接着剤で絶縁体フィルムと貼り合わせた３層フレキシブル金属絶縁体積層基板を用いる限り、配線基板における配線部の狭ピッチ化を行うには限界があった。
【０００４】
このため、従来の厚さ３５μｍの銅箔張り合わせ金属絶縁体積層基板に代えて、厚さ１８μｍ以下の薄い銅箔張り合わせ金属絶縁体積層基板を使用して、サイドエッチングによる裾広がりの幅を小さくして、配線基板における配線部の狭ピッチ化を図ることが行われてきた。
しかも、このような薄肉の銅箔は剛性が小さくハンドリング性が悪いため、一旦銅箔にアルミニウムキャリアなどの補強材を貼り合わせて剛性を高くした後、該銅箔と絶縁体フィルムの貼り合わせを行い、しかる後再びアルミニウムキャリアを除去するなどの方法が採られていたが、この方法はあまりにも手間と時間がかかり、作業性、生産性が悪いという問題があった。
さらに、このような薄い銅箔では、厚さのばらつきやピンホールや亀裂の発生などによる欠陥が増加するなどの製造技術上の問題が有るのみならず、銅箔が薄くなればなるほど銅箔自体の製造が困難となり、製造価格が高くなって３層フレキシブル配線基板のコストメリットが失われてしまう結果となっていた。
【０００５】
最近になって、厚さ１０数μｍ以下、あるいは数μｍ程度の銅箔を使用しなくては製造できないような、狭幅で狭ピッチの配線部を有する配線基板への要求が強まるに至り、３層フレキシブル金属絶縁体積層基板を用いる配線基板は、上記のような技術的な問題もさることながら、製造コスト上からも問題があった。
そこで、接着剤を施すことなく直接絶縁体フィルム上に導体層を形成することができる２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を用いた２層フレキシブル配線基板が注目されるに至った。
【０００６】
かかる２層フレキシブル金属絶縁体積層基板は、接着剤なしで直接絶縁体フィルム上に銅導体層を形成するものであり、従って金属絶縁体積層基板自体の厚さを薄くすることができる上に、被着させる銅導体の厚さも任意の厚さに調整することができるという利点を有する。
そして、このような２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を製造する場合には、絶縁体フィルム上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの乾式めっき法によりニッケル等を含む下地金属層を形成し、該下地金属層の上に銅導体層を形成する。この銅導体層は、下地金層の上に乾式めっき法で銅層を形成し、さらに前記銅層の上に湿式めっき法で形成するのが良い。湿式めっき法は、電気銅めっき法または無電解銅めっき法から任意に選択できる。（例えば、特許文献２参照）
【０００７】
近年のさらなる狭幅化、狭ピッチ化等の要求特性の上昇のため、上述の一般的な方法だけでは求められている密着性、体積抵抗、耐食性に優れ、かつ優れた絶縁信頼性を得ることが困難になってきている。また前記の密着性、体積抵抗、耐食性、絶縁信頼性が目標値に達したとしても、次工程におけるエッチング性が極端に悪くなる傾向にある。すなわち、上述の絶縁信頼性等とエッチング性を両立することが困難になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−１３２６２８号公報
【特許文献２】特開平８−１３９４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、密着性、体積抵抗、耐食性に優れた２層フレキシブル金属絶縁体積層基板とし、これをエッチング加工した２層フレキシブル配線基板を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、絶縁体フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに直接下地金属層が形成され、前記下地金属層の表面に銅導体層が形成され、前記下地金属層と前記銅導体層を含む金属層が形成された２層フレキシブル金属絶縁体積層基板であって、前記下地金属層は、銅−クロム−ニッケルを含む合金からなり、且つ該銅の割合が０．５〜１０重量％で、該クロムの割合が１５〜４０重量％で、該ニッケルの割合が５０〜８４．５重量％である２層フレキシブル金属絶縁体積層基板とした。
【００１１】
本発明の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板では、前記下地金属層の厚さが３〜５０ｎｍであり、銅導体層の厚さが１０ｎｍ〜１８μｍであって、前記下地金属層は乾式めっき法により形成された金属層であっても良く、前記銅導体層も乾式めっき法により形成された銅層であっても良い。
ここで、前記銅導体層は乾式めっき法及び湿式めっき法を併用して形成された導体層であっても良い。
【００１２】
本発明の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板では、前記絶縁体フィルムは、ポリイミド系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレン系フィルム、ポリフェニレンサルファイド系フィルム、ポリエチレンナフタレート系フィルム、液晶ポリマー系フィルムから選ばれたいずれか１種の樹脂フィルムを使用することができる。
【００１３】
本発明の２層フレキシブル配線基板は、絶縁体フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに直接下地金属層が形成され、前記下地金属層の表面に銅導体層が形成され、前記下地金属層と前記銅導体層を含む金属層が形成された２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の銅導体層に回路配線が形成されたフレキシブル配線基板であって、前記下地金属層は、銅−クロム−ニッケルを含む合金で、且つ該銅の割合が０．５〜１０重量％で、該クロムの割合が１５〜４０重量％で、該ニッケルの割合が５０〜８４．５重量％である２層フレキシブル配線基板である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板は、絶縁体フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに直接乾式めっき法により厚さ３〜５０ｎｍの銅−クロム−ニッケルを含む合金の下地金属層を形成し、該下地金属層上に所望の厚さの銅導体層を形成して２層フレキシブル金属絶縁体積層基板としたものである。
本発明の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板によれば、該下地金属層の銅の割合が０．２〜１０重量％で、クロムの割合が１５〜４０重量％で、ニッケルの割合が５０〜８４．５重量％含まれていることから、密着性が高く、耐食性に優れ、金属絶縁体積層基板の反りがなく、かつエッチング性及び絶縁信頼性の高い銅導体層を形成しているので、欠陥のない２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を得ることができる。
【００１５】
さらに、本発明により得られた２層フレキシブル金属絶縁体積層基板をエッチング加工することで、狭幅、狭ピッチの配線部を有するフレキシブル配線基板を効率よく得ることがきるので、その経済的効果は極めて大きい。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
まず、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板について説明する。
本発明の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板は、絶縁体フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに直接下地金属層を形成し、該下地金属層上に所望の厚さの銅導体層を形成した２層フレキシブル金属絶縁体積層基板であって、絶縁体フィルム上に形成された下地層は、銅の割合が０．５〜１０重量％で、クロムの割合が１５〜４０重量％で、ニッケルの割合が５０〜８４．５重量％含まれる銅−クロム−ニッケルを含有する合金を、乾式めっき法により厚さ３〜５０ｎｍで形成したものである。さらに、該下地金属層上に形成された銅導体層は、乾式めっき法あるいは乾式メッキ法と湿式メッキ法を併用して形成した、厚さ１０ｎｍから１８μｍの銅層からなっている。乾式メッキ法と湿式メッキ法を併用する場合は、乾式メッキにより厚さ１０ｎｍ〜２００ｎｍの銅の中間層を形成し、その上に湿式メッキ法により厚い銅層を形成する。
上記構成を採用することによって、密着性が高く、耐食性に優れ、基板の反りがなく、エッチング性、かつ絶縁信頼性の高い銅導体層を形成した、欠陥のない２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を得ることができ、この２層フレキシブル金属絶縁体積層基板をエッチング加工することにより、狭幅、狭ピッチの配線部を持った２層フレキシブル配線基板を得ることができるのである。
【００１７】
本発明で使用する絶縁体フィルムとしては、ポリイミド系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレン系フィルム、ポリフェニレンサルファイド系フィルム、ポリエチレンナフタレート系フィルム、液晶ポリマー系フィルムから選ばれた樹脂フィルムが挙げられるが、ポリイミド系のフィルム及びポリアミド系のフィルムは、はんだリフロー等の高温の接続が必要な用途に適している点で望ましい。また、絶縁体フィルムの厚さは、８〜７５μｍのものが好適に使用することができる。尚、ガラス繊維等の無機質材料を適宣添加することもできる。
【００１８】
本発明の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板において下地金属層は、銅の割合が０．５〜１０重量％、クロムの割合が１５〜４０重量％、ニッケルの割合が５０〜８４．５重量％含まれている銅−クロム−ニッケルを含む合金を、乾式めっき法で３〜５０ｎｍの厚さに形成したものが望ましい。
下地金属層の銅の割合が０．５重量％未満になると、エッチング性の向上にならない。すなわち、本発明の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板は、下地金属層の銅の割合が０．５重量％未満の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板に比べて、サブトラクティブ法やセミアディティブ法で、塩化第二鉄水溶液等による化学エッチングで金属層の不要部分を除去しやすい。一方、下地金属層の銅の割合が０．５重量％以上になると、塩化第二鉄水溶液による化学エッチングで不要になる下地金属層を除去することが困難な場合が生じやすくなってくる。また、銅の割合が１０重量％以上になると、耐熱ピール強度や絶縁信頼性が低下するので好ましくない。
下地金属層のクロムの割合は、１５重量％以上とすることで２層フレキシブル配線基板の絶縁信頼性の向上につながる。
下地金属層のクロムの割合が１５重量％以上に多くなると、塩化第二鉄水溶液などの化学薬品でのエッチングし難くなってくる。２層フレキシブル金属絶縁体積層基板のエッチング性と、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板から製造される２層フレキシブル配線基板の絶縁信頼性は相反する関係にある。
【００１９】
そこで、本発明は、下地金属層の銅の割合を定めエッチング性と絶縁信頼性の両立を図るため、クロムの含有割合は４０重量％にとどめている。
下地金属層は、スパッタリング法などの乾式めっき法で形成する。スパッタリング法であれば、下地金属層の組成の合金スパッタリングターゲットを用いれば、薄い層を形成することが可能である。
さらに、下地金属層が３ｎｍよりも薄いと、配線加工を行うときのエッチング液が染み込み、配線部が浮いてしまう等により配線ピール強度が著しく低下し、耐熱強度も低下して、絶縁信頼性の低下などの問題が発生するので好ましくない。また厚さが５０ｎｍより厚くなると、エッチング時間が長くなり生産性が悪くなるため好ましくない。
下地金属層には、銅−クロム―ニッケルの他に第三の成分を含んでもよい。第三の成分としては、バナジウム、チタン、マンガン、モリブデンなどを２層フレキシブル金属絶縁体積層基板のエッチング性や２層フレキシブル配線基板の絶縁信頼性等の特性を考慮して適宜選択することができる。
【００２０】
銅導体層は、下地金属層の表面に形成する。銅導体層は上述の乾式めっき法で形成しても良いし、乾式めっき法で形成した後に湿式めっき法で形成する乾式めっき法と湿式めっき法の併用でも良い。湿式めっき法は電気めっき法または、電気めっき法と無電解めっき法を併用しても良い。本発明の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板をセミアディティブ法で加工し２層フレキシブル配線基板を得る場合には、銅導体層は乾式めっき法のみで形成することができる。下地金属層と銅導体層が乾式めっき法のみで形成された薄い金属層なので、セミアディティブ法の場合には配線に不要な金属層を除去することが容易になる。 一方、本発明の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板をサブトラクティブ法で加工し２層フレキシブル配線基板を得る場合には、乾式めっき法と湿式めっき法の併用することが望ましい。乾式めっき法と湿式めっき法の併用するのは、サブトラクティブ法では、配線に不要となる金属層を除去するので、銅導体層は２層フレキシブル配線基板の導電性を維持できる厚さを確保するためである。さらには、乾式めっき法と湿式めっき法を併用することで、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の生産性を向上できるからである。
【００２１】
銅導体層の厚さは、全体で１０ｎｍ〜１８μｍとすることが望ましい。銅導体層の厚さを１０ｎｍ以上とするのは、セミアディティブ法で２層フレキシブル配線基板に加工する際の配線を電気めっきする場合の給電を確保するためである。銅導体層の厚さは、より望ましくは６０ｎｍ以上であり、さらに望ましくは７０ｎｍ以上である。
一方、銅導体層の厚さを１８μｍ以下とするのは、サブトラクティブ法で２層フレキシブル配線基板に加工する際、金属層を化学エッチング除去して前述の挟ピッチ化に対応させるためである。銅導体層の厚さが厚くなれば厚くなるほど、挟ピッチ化には不向きである。銅導体層の厚さは、より望ましくは１２μｍ以下でり、さらに望ましくは１０μｍ以下である。なお、通常２層フレキシブル配線基板の配線の厚さ、すなわち２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の金属層の厚さは、５μｍ〜１０μｍあれば配線の導電性は確保できる。
【００２２】
銅導体層を乾式めっき法と湿式めっき法を併用して形成する場合には、乾式めっき法で厚さ１０ｎｍ〜２００ｎｍの銅を中間層として形成し、前記中間層上に電気めっき法で中間層と合わせた銅導体層の全体の厚さが１１ｎｍ〜１８μｍであるように形成するのが望ましい。中間層が１０ｎｍよりも薄い場合、乾式めっき法で形成される銅導体層が薄くなるため、その後の電気めっき工程で給電が困難なため好ましくない。
上述の通りにして乾式めっき法で銅層を形成した後、前記銅層の上に湿式めっき法で銅導体層を積層形成することは、通電容量の比較的厚い銅導体層を形成することに適している。
【００２３】
以下、本発明の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の製造方法を詳述する。
本発明は、前述の通りポリイミド系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレン系フィルム、ポリフェニレンサルファイド系フィルム、ポリエチレンナフタレート系フィルム、液晶ポリマー系フィルムから選ばれた樹脂フィルムからなる絶縁体フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに直接下地金属層を形成し、該下地金属層上に所望の厚さの銅導体層を形成する。
【００２４】
[脱水処理]
絶縁体フィルムは通常水分を含んでおり、乾式めっき法により銅−クロム−ニッケルを含む合金の下地金属層を形成する前に、大気乾燥あるいは、真空乾燥を行い、絶縁体フィルム中に存在する水分を取り去っておく必要がある。これが不十分であると、下地金属層との密着性が悪くなってしまう。
【００２５】
[下地金属層の形成]
乾式めっき法により銅−クロム−ニッケルを含む合金の下地金属層を形成する場合、例えば、巻き取り式スパッタリング方式を用いて下地金属層を形成する場合には、所望の下地金属層組成の合金ターゲットをスパッタリングカソードに装着する。
次いで、絶縁体フィルムをセットしたスパッタリング装置内を真空排気後、アルゴンガスを導入して、装置内を１．３Ｐａ程度に保持し、さらに装置内の巻取り巻出しロールに装着した絶縁体フィルムを搬送しながら、スパッタリングカソードに接続した直流電源より電力を供給しスパッタリング放電を開始して、絶縁体フィルム上に銅−クロム−ニッケルを含む合金の下地金属層を連続形成する。この形成によって所望の厚さの銅−クロム−ニッケルを含む合金の下地金属層が絶縁体フィルム上に形成される。
【００２６】
[銅導体層の形成]
銅導体層の形成は、乾式めっき法で形成するならば、銅ターゲットをスパッタリングカソードに装着したスパッタリング装置で行い銅層を形成することができる。この場合、下地金属層と銅導体層は同一真空室内で連続して形成することが好ましい。
銅層の上に更に湿式めっき法を併用して銅導体層を形成する場合には、通常の電気銅めっき法における諸条件を採用すればよい。また、このようにして下地金属層上に形成された乾式めっき法及び湿式めっき法による銅導体層の合計厚さは、厚くとも１８μｍ以下にする必要がある。
以上のようにして、絶縁体フィルムの少なくとも片面に接着剤を介さずに直接下地金属層が形成され、該下地金属層の表面に銅導体層が形成された、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板が得られる。
【００２７】
次に、２層フレキシブル配線基板について説明する。
本発明の２層フレキシブル配線基板は、上述の本発明の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の銅導体層に、所望の回路配線パターンを形成したものである。
[配線パターンの形成]
本発明に係る２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の少なくとも片面に、配線パターンを個別に形成する。また、所定の位置に層間接続のためのヴィアホールを形成して、各種用途に用いることもできる。
【００２８】
前記配線パターンの形成方法としては、フォトエッチング等の従来公知の方法が使用でき、例えば、少なくとも片面に銅導体層が形成された２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を準備して、該銅導体層上にスクリーン印刷あるいは、ドライフィルムをラミネートして感光性レジスト膜を形成後、露光現像してパターニングする。次いで、塩化第二鉄溶液等のエッチング液で該銅導体層を選択的にエッチング除去した後、レジストを除去して所定の配線パターンを形成する。なお、上述の通り本発明の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板は、下地金属層が銅を０．５重量％以上含有するので、下地金属層がクロムを１５重量％以上含有していても塩化第二鉄水溶液で不要な金属層を除去して配線パターンを綺麗に形成することができる。
【００２９】
配線をより高密度化にするためには、両面に銅導体層が形成された２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を準備し、両面を配線パターン加工してフレキシブル金属絶縁体積層基板の両面に配線パターンを形成することも可能である。全配線パターンを幾つの配線領域に分割するかどうかは該配線パターンの配線密度の分布等によるが、例えば、配線パターンを配線幅と配線間隔がそれぞれ５０μｍ以下の高密度配線領域とその他の配線領域に分け、プリント金属絶縁体積層基板との熱膨張差や取り扱い上の都合等を考慮し、分割する配線金属絶縁体積層基板のサイズを１０〜６５ｍｍ程度に設定し適宣分割すればよい。
【００３０】
前記ヴィアホールの形成方法としては、従来公知の方法が使用でき、例えばレーザー加工、フォトエッチング等により前記配線パターンの所定の位置に、該配線パターンとフレキシブルシートを貫通するヴィアホールを形成する。ヴィアホールの直径は、ホール内の導電化に支障がない範囲内で小さくすることが好ましく、通常１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下にする。
該ヴィアホール内には、めっき、蒸着、スパッタリング等により銅等の導電性金属を充填、あるいは所定の開孔パターンを持つマスクを使用して導電性ペーストを圧入、乾燥し、ホール内を導電化して層間の電気的接続を行う。前記導電性金属としては、銅、金、ニッケル等が挙げられる。
【００３１】
次に本発明の実施例を比較例とともに説明する。
本発明の実施例および比較例において、ピール強度の測定方法は、ＩＰＣ−ＴＭ−６５０、ＮＵＭＢＥＲ２．４．９に準拠した方法で行った。ただし、リード幅は１ｍｍとし、ピールの角度は９０°とした。リードはサブトラクティブ法で形成した。また、耐熱性の指標としては、１ｍｍのリードを形成したフィルム基材を、１５０℃のオーブンに１６８時間放置し、取り出したあと室温になるまで放置したのち、９０°ピール強度を評価することで行った。
また、耐環境試験であるＨＨＢＴ試験（恒温恒湿バイアス試験： High Temperature High Humidity Bias Test）は、まず３０μｍピッチ（ライン／スペース＝１５／１５ μｍ）の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板片を、３６重量％塩化第二鉄水溶液でエッチングするサブトラクト法によって形成した試験片を用いた。
測定はＪＰＣＡ−ＥＴ０４に準拠し、８５℃８５％ＲＨ環境下で、ＤＣ６０Ｖを端子間に印加し、１０００ｈｒ抵抗を観察した。抵抗が１０６ Ω以下になった時点でショート不良と判断し、１０００ｈｒ経過後も１０６ Ω以上であれば合格と判断した。
腐食の指標としては、裏面変色が挙げられるが、これは、ＨＨＢＴ試験後のサンプル裏面観察によって行った。著しい変色が見られた場合は不良と判断し、変色が軽微な場合は合格と判断した。
［実施例１］
【００３２】
厚さ３８μｍのポリイミドフィルム（東レ・デュポン社製、製品名「カプトン１５０ＥＮ」）を巻き取り式スパッタ装置に装着し、その片面に下地金属層の第１層として２重量％銅−２０重量％クロム−７８重量％ニッケル合金ターゲットを用い、直流スパッタリング法により２重量％銅−２０重量％クロム−７８重量％ニッケル合金下地金属層を形成した。別途同条件で形成した一部を透過電子顕微鏡（ＴＥＭ：日立製作所(株)製）を用いて層厚を測定したところ２０ｎｍであった。下地金属層（銅−クロム−ニッケル層）を形成したフィルム上に、さらにその上に中間層となる第２金属層として、銅ターゲットを用いて、スパッタリング法により銅層を２００ｎｍの層厚に形成した。巻き取り式スパッタ装置から取り出した後、さらに電気めっきを使用して第３の金属層となる銅層を、銅導電層全体で８μｍの厚さになるまで形成した。
【００３３】
得られた２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を３６ｗｔ％塩化第二鉄溶液（関東化学(株)社製）を使用して、常温（２５℃）で１０秒間浸漬しエッチングを行った。配線間に溶け残りもなく綺麗にエッチングが出来ていた。
エッチング後、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の初期ピール強度は６５０Ｎ／ｍであった。１５０℃耐熱ピール強度は５５０Ｎ／ｍと大きな変化が無く、良好であった。さらにＨＨＢＴ試験（絶縁信頼性試験）を３サンプルについて行ったが、いずれも劣化は認められなかった。さらに、８５℃８５％ＲＨ恒温槽中に１０００ｈｒ放置する耐腐食性試験後のフィルム裏面を観察したが、変色は見られなかった。
この結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
［実施例２〜４］
【００３５】
下地金属層の組成は、クロム含有率を２０重量％で固定し、銅の割合を０．７重量％、５重量％、１０重量％、残部をニッケルと変動させた。（０．７、５、１０）重量％銅−２０重量％クロム−残部ニッケル合金ターゲットを用い、直流スパッタリング法により、それぞれ（０．７、５、１０）重量％銅−２０重量％クロム−残部ニッケル合金下地金属層を形成した以外は、実施例１と同様にして２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を作製した。上記下地金属層を別途同条件で形成し、その一部を使用し透過電子顕微鏡で層厚を測定したところいずれも２０ｎｍであった。
得られた２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を３６ｗｔ％塩化第二鉄溶液（関東化学(株)社製）を使用して、常温（２５℃）で１０秒間浸漬しエッチングを行った。配線間に溶け残りもなく綺麗にエッチングが出来ていた。
エッチングは配線間の溶け残りもなく綺麗にエッチング出来ていた。エッチング後、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の初期ピール強度は各々６７０、６５０、６５０Ｎ／ｍであった。１５０℃耐熱ピール強度は、各々５６０、５５０、５４０Ｎ／ｍと大きな変化が無く、良好であった。さらにＨＨＢＴ試験（絶縁信頼性試験）をそれぞれ３サンプルについて行ったが、いずれも劣化は認められなかった。さらに、８５℃８５％ＲＨ恒温槽中に１０００ｈｒ放置の耐腐食性試験後のフィルム裏面を観察したが、変色は見られなかった。
これらの結果を表１に併記する。
［実施例５〜８］
【００３６】
下地金属層の組成は、クロム含有率を３０重量％で固定し、銅の割合を０．７重量％、５重量％、１０重量％、残部をニッケルと変動させた。（０．７、２、５、１０）重量％銅−３０重量％クロム−残部ニッケル合金ターゲットを用い、直流スパッタリング法により、それぞれ（０．７、２、５、１０）重量％銅−３０重量％クロム−残部ニッケル合金下地金属層を形成した以外は、実施例１と同様にして２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を作製した。上記下地金属層を別途同条件で形成し、その一部を使用し透過電子顕微鏡で層厚を測定したところいずれも２０ｎｍであった。
得られた２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を３６ｗｔ％塩化第二鉄溶液（関東化学(株)社製）を使用して、常温（２５℃）で１０秒間浸漬しエッチングを行った。配線間に溶け残りもなく綺麗にエッチングが出来ていた。
エッチングは配線間の溶け残りもなく綺麗にエッチング出来ていた。エッチング後、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の初期ピール強度は各々７００、６９０、６９０、６８０Ｎ／ｍであった。１５０℃耐熱ピール強度は、各々５６０、５５０、５５０、５４０Ｎ／ｍと大きな変化が無く、良好であった。さらにＨＨＢＴ試験（絶縁信頼性試験）をそれぞれ３サンプルについて行ったが、いずれも劣化は認められなかった。さらに、８５℃８５％ＲＨ恒温槽中に１０００ｈｒ放置する耐腐食性試験後のフィルム裏面を観察したが、変色は見られなかった。
これらの結果を表１に併記する。
［実施例９〜１２］
【００３７】
下地金属層の組成は、クロム含有率を４０重量％で固定し、銅の割合を０．７重量％、５重量％、１０重量％、残部をニッケルと変動させた。（０．７、２、５、１０）重量％銅−４０重量％クロム−残部ニッケル合金ターゲットを用い、直流スパッタリング法により、それぞれ（０．７、２、５、１０）重量％銅−４０重量％クロム−残部ニッケル合金下地金属層を形成した以外は、実施例１と同様にして２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を作製した。上記下地金属層を別途同条件で形成し、その一部を使用し透過電子顕微鏡で層厚を測定したところいずれも２０ｎｍであった。
得られた２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を３６ｗｔ％塩化第二鉄溶液（関東化学(株)社製）を使用して、常温（２５℃）で１０秒間浸漬しエッチングを行った。配線間に溶け残りもなく綺麗にエッチングが出来ていた。
エッチングは配線間の溶け残りもなく綺麗にエッチング出来ていた。エッチング後、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の初期ピール強度は各々７１０、７００、６９０、６９０Ｎ／ｍであった。１５０℃耐熱ピール強度は、各々５８０、５６０、５６０、５５０Ｎ／ｍと大きな変化が無く、良好であった。さらにＨＨＢＴ試験（絶縁信頼性試験）をそれぞれ３サンプルについて行ったが、いずれも劣化は認められなかった。さらに、８５℃８５％ＲＨ恒温槽中に１０００ｈｒ放置の耐腐食性試験後のフィルム裏面を観察したが、変色は見られなかった。
これらの結果を表１に併記する。
［比較例１］
【００３８】
下地金属層には、１２重量％銅−２０重量％クロム−残部ニッケル合金ターゲットを用い、直流スパッタリング法により、１２重量％銅−２０重量％クロム−残部ニッケル合金下地金属層を形成した以外は、実施例１と同様にして２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を作製した。上記下地金属層を別途同条件で形成し、その一部を使用し透過電子顕微鏡で層厚を測定したところ２０ｎｍであった。
上記銅−ニッケル−クロム膜を形成したフィルム上に、第２層として銅ターゲットを用いて、スパッタリング法により中間層となる銅導体層を２００ｎｍの層厚に形成した。巻き取り式スパッタ装置から取り出した後、電気めっきで厚さ８μｍまで銅層を形成した。得られた２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を３６ｗｔ％塩化第二鉄溶液（関東化学(株)社製）に常温（２５℃）で１０秒間浸漬してエッチングを行った。配線間に溶け残りもなく綺麗にエッチングが出来ていた。
エッチング後、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の初期ピール強度は６３０Ｎ／ｍであった。１５０℃耐熱ピール強度は５１０Ｎ／ｍと大きな変化が無く、良好であった。しかしＨＨＢＴ試験（絶縁信頼性試験）を３サンプルについて行ったが、内１サンプルに劣化が認められた。さらに、８５℃８５％ＲＨ恒温槽中に１０００ｈｒ放置する耐腐食性試験後のフィルム裏面を観察したところ、変色が確認された。
この結果を表１に併記して示す。
［比較例２］
【００３９】
下地金属層に、１５重量％銅−２０重量％クロム−残部ニッケル合金ターゲットを用い、直流スパッタリング法により、１５重量％銅−２０重量％クロム−残部ニッケル合金下地金属層を形成した以外は、実施例１と同様にして２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を作製した。上記下地金属層を別途同条件で形成し、その一部を使用し透過電子顕微鏡で層厚を測定したところ２０ｎｍであった。
上記銅−ニッケル−クロム膜を形成したフィルム上に、さらにその上に第２層中間層として、銅ターゲットを用いて、スパッタリング法により銅導体層を２００ｎｍの層厚に形成した。巻き取り式スパッタ装置から取り出した後、電気めっきで全体の厚さが８μｍになるまで銅層を形成した。得られた２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を、３６ｗｔ％塩化第二鉄溶液（関東化学(株)社製）中に常温（２５℃）で１０秒間浸漬してエッチングを行った。配線間に溶け残りもなく綺麗にエッチングが出来ていた。
エッチング後、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の初期ピール強度は６２０Ｎ／ｍであった。１５０℃耐熱ピール強度は５００Ｎ／ｍと大きな変化が無く、良好であった。しかしＨＨＢＴ試験（絶縁信頼性試験）を３サンプルについて行ったが、いずれも劣化が認められた。さらに、８５℃８５％ＲＨ恒温槽中に１０００ｈｒ放置する耐腐食性試験後のフィルム裏面を観察したところ、変色が確認された。
この結果を表１に併記する。
［比較例３］
【００４０】
下地金属層には、０．５重量％銅−２０重量％クロム−残部ニッケル合金ターゲットを用い、直流スパッタリング法により、２０重量％クロム−残部ニッケル合金下地金属層を形成した以外は、実施例１と同様にして２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を作製した。上記下地金属層を別途同条件で形成し、その一部を使用し透過電子顕微鏡で層厚を測定したところいずれも２０ｎｍであった。
得られた２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を３６ｗｔ％塩化第二鉄溶液（関東化学(株)社製）を使用して、常温（２５℃）で１０秒間浸漬しエッチングを行った。配線間に溶け残りがあり、綺麗にエッチングが出来ていなかった。
エッチングは、常温（２５℃）で１０秒間ではエッチングが不十分である為、エッチング液温を４０℃まで上げてからエッチングを行った。温度を上げてからは、配線間の溶け残りもなく綺麗にエッチング出来ていた。エッチング後、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の初期ピール強度は７００Ｎ／ｍであった。１５０℃耐熱ピール強度は、５７０Ｎ／ｍと大きな変化が無く、良好であった。さらにＨＨＢＴ試験（絶縁信頼性試験）をそれぞれ３サンプルについて行ったが、いずれも劣化は認められなかった。さらに、８５℃８５％ＲＨ恒温槽中に１０００ｈｒ放置する耐腐食性試験後のフィルム裏面を観察したところ、変色は見られなかった。
この結果を表１に併記して示す。
［比較例４］
【００４１】
下地金属層には、１０重量％銅−１０重量％クロム−残部ニッケル合金ターゲットを用い、直流スパッタリング法により、１０重量％クロム−残部ニッケル合金下地金属層を形成した以外は、実施例１と同様にして２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を作製した。 上記下地金属層を別途同条件で形成し、その一部を使用し透過電子顕微鏡で層厚を測定したところ２０ｎｍであった。
上記銅−ニッケル−クロム膜を形成したフィルム上に、さらにその上に中間層となる第２層として、銅ターゲットを用いて、スパッタリング法により銅導体層を２００ｎｍの層厚に形成した。巻き取り式スパッタ装置から取り出した後、電気めっきで全体の厚さが８μｍになるまで銅層を形成した。
得られた２層フレキシブル金属絶縁体積層基板を３６ｗｔ％塩化第二鉄溶液（関東化学(株)社製）に常温（２５℃）で１０秒間浸漬してエッチングを行った。配線間に溶け残りもなく綺麗にエッチングが出来ていた。
エッチング後、２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の初期ピール強度は６２０Ｎ／ｍであった。１５０℃耐熱ピール強度は２５０Ｎ／ｍと大幅に低下した。またＨＨＢＴ試験（絶縁信頼性試験）を３サンプルについて行ったが、いずれも劣化が認められた。さらに、８５℃８５％ＲＨ恒温槽中に１０００ｈｒ放置する耐腐食性試験後のフィルム裏面を観察したところ、変色が確認された。
この結果を表１に纏めて示す。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上述べた通り、本発明に係る２層フレキシブル金属絶縁体積層基板によれば、絶縁体フィルム上に、乾式めっき法により形成された銅の割合が０．５〜１０重量％とクロムの割合が１５〜４０重量％で残部がニッケルで構成されている銅−クロム−ニッケル合金を含有する層厚３〜５０ｎｍの下地金属層と、該下地金属層上に銅の厚さ１０ｎｍ〜２００ｎｍの中間層と、さらに該中間層上に層厚１０ｎｍ〜１２μｍである電気銅めっき導体層を形成してあるので、エッチング性が良く、体積抵抗が低く、密着性、耐食性を維持し、かつ絶縁信頼性の高い銅導体層を形成した２層フレキシブル配線基板を得ることができ、その効果は大きい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに直接下地金属層が形成され、前記下地金属層の表面に銅導体層が形成され、前記下地金属層と前記銅導体層を含む金属層が形成された２層フレキシブル金属絶縁体積層基板であって、
前記下地金属層は、銅−クロム−ニッケルを含む合金からなり、且つ該銅の割合が０．５〜１０重量％で、該クロムの割合が１５〜４０重量％で、該ニッケルの割合が５０〜８４．５重量％であることを特徴とする２層フレキシブル金属絶縁体積層基板。
【請求項２】
前記下地金属層の厚さが３〜５０ｎｍであり、銅導体層の厚さが１０ｎｍ〜１８μｍであることを特徴とする請求項１に記載の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板。
【請求項３】
前記下地金属層が乾式めっき法により形成された金属層であることを特徴とする請求項１または２に記載の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板。
【請求項４】
前記銅導体層が乾式めっき法により形成された銅層であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板。
【請求項５】
前記銅導体層が乾式めっき法及び湿式めっき法で形成された導体層であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板。
【請求項６】
前記絶縁体フィルムは、ポリイミド系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレン系フィルム、ポリフェニレンサルファイド系フィルム、ポリエチレンナフタレート系フィルム、液晶ポリマー系フィルムから選ばれた樹脂フィルムであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板。
【請求項７】
絶縁体フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに直接下地金属層が形成され、前記下地金属層の表面に銅導体層が形成され、前記下地金属層と前記銅導体層を含む金属層が形成された２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の銅導体層に、回路配線が形成されたフレキシブル配線基板であって、
前記下地金属層は銅−クロム−ニッケルを含む合金で、且つ該銅の割合が０．５〜１０重量％で、該クロムの割合が１５〜４０重量％で、該ニッケルの割合が５０〜８４．５重量％であることを特徴とする２層フレキシブル配線基板。
【請求項１】
絶縁体フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに直接下地金属層が形成され、前記下地金属層の表面に銅導体層が形成され、前記下地金属層と前記銅導体層を含む金属層が形成された２層フレキシブル金属絶縁体積層基板であって、
前記下地金属層は、銅−クロム−ニッケルを含む合金からなり、且つ該銅の割合が０．５〜１０重量％で、該クロムの割合が１５〜４０重量％で、該ニッケルの割合が５０〜８４．５重量％であることを特徴とする２層フレキシブル金属絶縁体積層基板。
【請求項２】
前記下地金属層の厚さが３〜５０ｎｍであり、銅導体層の厚さが１０ｎｍ〜１８μｍであることを特徴とする請求項１に記載の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板。
【請求項３】
前記下地金属層が乾式めっき法により形成された金属層であることを特徴とする請求項１または２に記載の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板。
【請求項４】
前記銅導体層が乾式めっき法により形成された銅層であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板。
【請求項５】
前記銅導体層が乾式めっき法及び湿式めっき法で形成された導体層であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板。
【請求項６】
前記絶縁体フィルムは、ポリイミド系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレン系フィルム、ポリフェニレンサルファイド系フィルム、ポリエチレンナフタレート系フィルム、液晶ポリマー系フィルムから選ばれた樹脂フィルムであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の２層フレキシブル金属絶縁体積層基板。
【請求項７】
絶縁体フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに直接下地金属層が形成され、前記下地金属層の表面に銅導体層が形成され、前記下地金属層と前記銅導体層を含む金属層が形成された２層フレキシブル金属絶縁体積層基板の銅導体層に、回路配線が形成されたフレキシブル配線基板であって、
前記下地金属層は銅−クロム−ニッケルを含む合金で、且つ該銅の割合が０．５〜１０重量％で、該クロムの割合が１５〜４０重量％で、該ニッケルの割合が５０〜８４．５重量％であることを特徴とする２層フレキシブル配線基板。
【公開番号】特開２０１０−２１２４５９（Ｐ２０１０−２１２４５９Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５７１２１（Ｐ２００９−５７１２１）
【出願日】平成２１年３月１０日（２００９．３．１０）
【出願人】（０００１８３３０３）住友金属鉱山株式会社 (2,015)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１０日（２００９．３．１０）
【出願人】（０００１８３３０３）住友金属鉱山株式会社 (2,015)
【Ｆターム（参考）】
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