(57)【要約】【課題】        プリント配線板、フレキシブルプリント基板、ＴＡＢテープまたはＣＯＦテープ等の電子部品の素材となるプリント配線基板の製造に際し、重金属を含まない液を用いて、且つ第一金属層を含む基板母材を削り取る処理方法を提案する。【解決手段】    ポリイミド樹脂フィルムの片面あるいは両面に乾式成膜法で形成された、第１金属層と、その上に電気メッキ又は無電解メッキで形成された導電性を有する第２金属層を有する金属被膜ポリイミド樹脂フィルムにて、パターン処理をおこなった後、細線パターン内に処理液を浸透させるに必要な濡れ性向上の為の照射による前処理をおこなった後、アルカリエッチング液にて、リードとリード間スペース部分のポリイミド樹脂をサブミクロンオーダーの深さまでポリイミドエッチングさせ金属の残渣を除去する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板の片面もしくは両面に乾式成膜法で形成された第１金属層と、第１金属層上に電気メッキまたは無電解メッキで形成された導電性を有する第２の金属層とを有する金属皮膜ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板に、エッチングパターンを形成するプリント配線基板の製造方法において、パターン成形後濡れ性向上のための前処理を施し、３０重量％以下１０重量％以上のアルカリ金属水酸化物からなる無機アルカリ化合物と、４０重量％以上８０重量％以下の分子中に少なくとも１個以上のアミノ基と水酸基を有する脂肪族アミノアルコールおよび水から構成され、且つ、全アルカリ成分濃度すなわち該無機アルカリ化合物と該脂肪族アミノアルコールの合計が７０重量％以上９０重量％以下である水溶液を用いてポリイミドエッチングを施すことを特徴とする金属皮膜ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板の製造方法。
【請求項２】
アルカリ水酸化物が水酸化カリウム、水酸化ナトリウムの少なくともその一つであり、脂肪族アミノアルコールが２−アミノエタノールであることを特徴とする請求項１に記載の金属皮膜ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板の製造方法。
【請求項３】
濡れ性を向上させる前処理方法が照射であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の金属皮膜ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板の製造方法。
【請求項４】
液温度が２０℃以上４０℃以下でポリイミドエッチングを行うことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の金属皮膜ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板の製造方法。
【請求項５】
ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板の片面もしくは両面に乾式成膜法で形成された第１金属層と、第１金属膜上に電気メッキまたは無電解メッキで形成された導電性を有する第２の金属層とを有する金属皮膜ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板に、エッチングパターンを形成するプリント配線基板の製造方法において、パターン成形後濡れ性向上のための前処理を施し、３０重量％以下１０重量％以上のアルカリ金属水酸化物からなる無機アルカリ化合物と、４０重量％以上８０重量％以下の分子中に少なくとも１個以上のアミノ基と水酸基を有する脂肪族アミノアルコールおよび水から構成され、且つ、全アルカリ成分濃度すなわち該無機アルカリ化合物と該脂肪族アミノアルコールの合計が７０重量％以上９０重量％以下である水溶液を用いてポリイミドエッチングを施すことを特徴とする金属皮膜ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板の製造方法に用いる薬液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプリント配線板、フレキシブルプリント基板、ＴＡＢテープ、ＣＯＦテープ等の電子部品の素材となるプリント配線基板の製造方法およびその時に用いる薬液に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板は、優れた耐熱性を有し、機械的、電気的及び化学的特性においても他のプラスチック材料に比べ遜色のないことから、例えばＰＷＢ（プリント配線基板）、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）、ＴＡＢ（テープ自動ボンディング用テープ）、ＣＯＦ（チップオンフィルム）等電子部品用の絶縁基板材料として多用されている。
【０００３】
この様な絶縁基板材料は、ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板の少なくとも片面に金属導体層として主に銅を被覆した金属層皮膜ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板を加工することにより得られる。この金属層皮膜ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板には、ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板と金属箔とを接着剤にて接合した３層基板、金属箔にポリイミドワニスを塗布するキャスティング基板やポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板に直接金属層を形成した２層基板がある。
【０００４】
現在では接合界面の密着性が比較的高く、且つポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板ならびに金属層の厚みが自由に設定出来る２層基板が注目されている。特にポリイミドフィルムからなるプリント配線基板表面にプラズマ重合膜を形成後、真空蒸着・電解メッキを施すことによりポリイミドフィルムからなるプリント配線基板表面に直接金属薄膜を形成するメタライジング法による２層基板は、金属皮膜ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板界面が非常に円滑であり、特に、最近の微細配線ピッチでパターン化された絶縁基板材料に適している。
【０００５】
最近の、高密度実装に伴う配線の微細化に於いては、プリント配線基板の絶縁信頼性が重要な管理項目となり、恒温・恒湿バイアス試験による絶縁信頼性試験が実施されている。
この様な状況下で、該メタライズ法による２層基板は、ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板表面を改質し、第１金属層との密着力を高めているため、ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板と第１金属層との結合力が強く、アディティーブ法やサブストラクト法などの方法を用いてパターン加工処理をおこなった後も、金属層成分がポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板表面に多く残留しイオンマイグレーションを起こしやすい状態になり易い。
【０００６】
例えば、該基板に、１３０℃−８５％Ｒ．Ｈ．の恒温・恒湿層内で電圧６０ボルトでのバイアスをかけ絶縁信頼性試験をおこなった場合、配線ピッチ５０ミクロンメータ（Ｌ［ｌｉｎｅ］／Ｓ［ｓｐａｃｅ］＝２５ミクロンメータ／２５ミクロンメータ）にて１００時間以下しか絶縁信頼性を保持できないというのが実情である。
それに対処するこれまでの対処方法は、参考特許文献（特開２００３−１８８４９５号）にも記載されている様に、過マンガン酸カリウム、重クロム酸カリウム等の酸化剤を用い該基板にパターン加工処理をおこなった後に、酸化処理するものであったが、重金属を用いる手法であり、製造工程上また環境対策上問題を残していた。
【０００７】
本発明はその重金属を含まないで処理する方法を見出し、既記載の様な従来工法に比べ環境への影響が少ない工法で、且つ、充分に金属層皮膜ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板表面に多く残留した金属成分を効率良く除去できる工法を提唱することにある。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１８８４９５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板の片面あるいは両面へのポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板表面にプラズマ重合膜を形成後、真空蒸着・電解メッキを施すことによりポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板表面に直接金属薄膜を形成するメタライジング法等からなる乾式成膜法での、Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，ＦｅあるいはＣｏ及びそれらの合金で形成された第１金属層と、その上に電気メッキ又は無電解メッキで形成されたＣｕに代表される良好な導電性を有する第２金属層を有する金属層皮膜ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板では、アディティーブ法やサブストラクト法などの方法を用いてパターン処理をおこなった後にも、僅かな金属成分が残留しイオンマイグレーション現象を引き起こす。特に、最近の微細パターンでは、絶縁信頼性を消失するおおきな要因となっている。
【００１０】
従来では、該パターン処理をおこなった後、残渣処理として、過マンガン酸カリウム、重クロム酸カリウム等の酸化剤を用い表面を酸化させる技法が用いられているが、使用している薬液が重金属を含むため、作業環境を始め環境問題に多大な影響を与えていた。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板の片面もしくは両面にメタライズ法等からなる乾式成膜法で形成された第１金属層と、第１金属層上に電気メッキまたは無電解メッキで形成されたＣｕ等に代表される導電性を有する第２の金属層とを有する金属皮膜ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板に、アディティーブ法やサブストラクト法など方法を用いてパターンを形成した後、残留した金属成分を除去するために、３０重量％以下１０重量％以上のアルカリ金属水酸化物からなる無機アルカリ化合物と、４０重量％以上８０重量％以下の分子中に少なくとも１個以上のアミノ基と水酸基を有する脂肪族アミノアルコールおよび水から構成され、且つ、全アルカリ成分濃度すなわち該無機アルカリ化合物と該脂肪族アミノアルコールの合計が７０重量％以上９０重量％以下である水溶液を用いて、ポリイミドエッチングをおこない、残渣のない絶縁信頼性の高い金属層皮膜ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板を製造する手段を提示する。
【００１２】
また、上記該ポリイミドエッチング液が、アルカリ水酸化物が水酸化カリウム、水酸化ナトリウムの少なくともその一つであり、脂肪族アミノアルコールが２−アミノエタノールからなる液でありそれを用いて金属皮膜ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板を製造する。
【００１３】
その絶縁信頼性を得る手法として、ポリイミドエッチングをおこなうのであるが、その前にポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板の濡れ性を向上させる為、前処理をおこなう方が良い。その前処理としては、活性化照射（ＵＶ照射、エキシマ照射または酸素プラズマ照射など）による照射が効果的である。
【００１４】
ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板にアディティーブ法やサブストラクト法など方法を用いてパターンを形成するに際し、そのパターン形成グレードを最適の条件でおこない、その後ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板に第１金属層に残る残渣除去のためポリイミドエッチングを施すに際し、液温度が２０℃以上４０℃以下でエッチング液と接触させることによりポリイミドエッチング操作をおこない金属被膜ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板を製造する方が残渣処理に対し効果的である。
【００１５】
また、そのアディティーブ法やサブストラクト法など方法を用いてパターン形成した後の、残渣処理のために最適の条件のポリイミドエッチング液は、ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板の片面もしくは両面に乾式成膜法で形成された第１金属層上に電気メッキまたは無電解メッキされた導電性を有する第２の金属層とを有する金属皮膜ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板に、該パターンを形成するプリント配線基板の製造方法において、濡れ性向上のための活性化として照射からなる前処理を施すとともに、３０重量％以下１０重量％以上のアルカリ金属水酸化物からなる無機アルカリ化合物と、４０重量％以上８０重量％以下の分子中に少なくとも１個以上のアミノ基と水酸基を有する脂肪族アミノアルコールおよび水から構成され、且つ、全アルカリ成分濃度すなわち該無機アルカリ化合物と該脂肪族アミノアルコールの合計が７０重量％以上９０重量％以下である液をエッチング薬液として用いるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によるポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板表面の金属成分をアディティーブ法やサブストラクト法など方法を用いてパターン形成した後に、活性化を図り濡れ性向上のため照射による前処理を施した後ポリイミドエッチングをおこない、ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板上の残渣とともにポリイミド樹脂層を削るように残渣除去処理をおこなうことにより、イオンマイグレーションを抑制し、微細配線時にも優れた絶縁信頼性を有するメタライジング金属皮膜ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線配線基板の製造ができる。
【００１７】
また、該方法を用いれば、ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板の第１金属層とともにポリイミド樹脂層を削るという方法であるので、確実に残渣処理がおこなえるとともに、従来工法に示されている様な重金属を用いないため、製造工程上にも環境に対しても有効な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明において、絶縁基板材料として用いられるポリイミド樹脂フィルムとしては、例えば東レ・デュポン社製カプトンＲＶタイプ、同ＶＮタイプ、同ＥタイプあるいはＥＮタイプ、宇部興産社製ポリイミド樹脂フィルムＵｐｉｌｅｘ−ＳＲ、または、株式会社カネカ製超ポリイミド樹脂フィルムアピカルＲなど、市販の硬化フィルム等が上げられる。
【００１９】
ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板への第１金属層成形方法としては、ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板表面にプラズマ重合膜を形成後、真空蒸着・電解メッキを施すことによりポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板表面に直接金属薄膜を形成するメタライジング技術や対抗加熱蒸着、イオンブレーティング蒸着またはスパッタリング蒸着などに代表される乾式メッキを用いておこなう。
【００２０】
さらに、ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板上に形成される第１金属層としては、ニッケル、コバルト、モリブデン、タイタン、チタン、バナジウム、クロム、鉄あるいはコバルトおよびそれらの合金や酸化物などの積層が用いられる。
【００２１】
メタライジング法を用いて加工した２層基板に対しアディティーブ法やサブストラクト法など方法を用いてパターンを形成するに際し、パターンを形成した後、リードとリード間のスペース部分にはエッチングやその後の洗浄工程を通しても、直接結合している微量の金属成分が恒温且つ恒湿雰囲気内で絶縁信頼性試験おこなった場合にマイグレーションを引き起こしてしまう。
【００２２】
本発明はアルカリエッチング液にてポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板をポリイミドエッチングする前処理として濡れ性向上のため活性化を図る照射を施すと云う方法を見出した。
【００２３】
その時、細線パターンになるほど、リードとリード間のスペース部分へのアルカリエッチング液の入り込みが困難となり、単にポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板のエッチングでは、十分な反応が起こらず、皺の発生により薄皮皮膜除去が出来ず、残渣処理ができなかった。
【００２４】
そこで、表面濡れ性を改質し、反応を十分に行うため、ＵＶ照射、エキシマ照射または酸素プラズマ照射などの活性化を図る照射処理を前処理としておこなうことで、サブミクロンオーダのパターンに対しリードとリード間のスペースの部分にエッチング液が入り込むことが出来、反応するため、皺の発生がなく薄皮皮膜除去が可能となり残渣を含んだポリイミド樹脂面を削って除去する方法を提供することが可能となった。
【００２５】
また、金属層皮膜ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板にアディティーブ法やサブストラクト法など方法を用いてパターンを形成し、濡れ性向上のための前処理として、ＵＶ照射、エキシマ照射または酸素プラズマ照射などの照射方法により活性化照射を実施し、その後、ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板のポリイミドエッチングを、液として３０重量％以下１０重量％以上のアルカリ金属水酸化物などの無機アルカリ化合物と４０重量％以上８０重量％以下の分子中に少なくとも１個以上のアミノ基と水酸基を有する脂肪族アミノアルコールおよび水から構成され、かつ、全アルカリ成分濃度（無機アルカリ化合物とアミノアルコールの合計）が７０重量％以上９０重量％以下である水溶液を用いておこなう。
【００２６】
以下実施例により、具体的方法を説明する。
【実施例】
【００２７】
［実施例１］ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板に厚み２５ミクロンメートル、第１金属層として銅厚み８ミクロンメートルの片面銅箔付きポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板である東レフィルム加工社製メタロイヤルＲを用い、図１に示す様にピッチ５０ミクロンメートル（Ｌ［ｌｉｎｅ］／Ｓ［ｓｐａｃｅ］＝２５ミクロンメートル／２５ミクロンメートル）の櫛型パターンを形成し、濡れ性向上の活性化を図るためにエキシマ照射をおこなった後、前記アルカリエッチング液にてポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板にポリイミドエッチングを施した後、湯洗、水洗さらに乾燥を施し、温度１３０℃湿度８５％Ｒ−Ｈの雰囲気の恒温、恒湿雰囲気内でサンプルに６０ボルトのバイアスをかけ、絶縁信頼性試験をおこなった。比較例１の結果と比較するとスペース部にポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板の薄皮および皺などからなる残渣が充分除去されていることがわかる。
【００２８】
［比較例１］ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板に厚み２５ミクロンメートル、銅厚み８ミクロンメートルの片面銅箔付きポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板である東レフィルム加工社製メタロイヤルＲを用い、ピッチ５０ミクロンメートル（Ｌ／Ｓ＝２５ミクロンメートル／２５ミクロンメートル）の櫛型パターンを形成し、濡れ性向上の活性化を図る為のエキシマ照射をほどこさない場合の結果を図２に示す。実施例１の結果と比較するとスペース部にポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板の薄皮および皺などからなる残渣の発生が顕著にあることが見うけられる。
【００２９】
［比較例２］ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板厚み２５ミクロンメートル、銅厚み８ミクロンメートルの片面銅箔付きポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板である東レフィルム加工社製メタロイヤルＲを用い、ピッチ５０ミクロンメートル（Ｌ／Ｓ＝２５ミクロンメートル／２５ミクロンメートル）の櫛型パターンを形成し、エキシマ照射をおこなった後、当社のアルカリエッチング液にてポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板にポリイミドエッチングを施した後、湯銭、水洗さらに乾燥を施し、温度１３０℃湿度８５％ＲＨの雰囲気の恒温、恒湿槽内でサンプルに６０ボルトのバイアスをかけ、絶縁信頼性試験をおこなった。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明によりプリント配線板、フレキシブルプリント基板、ＴＡＢテープ、ＣＯＦテープ等の電子部品の素材となるプリント配線基板の製造方法およびその時に用いる薬液を提案し、高い絶縁信頼性のあるプリント配線基板の製造を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】エッチング前処理を施したポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板表面状態を示す図。
【図２】エッチング前処理を施さないポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板表面状態を示す図。
【符号の説明】
【００３２】
１  ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板
２  ポリイミド樹脂フィルムからなるプリント配線基板処理部（Ｓｐａｃｅ部）
３  金属層回路部（Ｌｉｎｅ部）
４  パターンピッチ
【図１】
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【図２】
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