(57)【要約】【課題】  フレキシブル配線基材の金属膜を減膜処理した時の金属層が、ピンホールが少ないフレキシブル配線基材及びその製造方法を提供する。【解決手段】  絶縁性基材に厚さ０．５μｍ以下の乾式めっきによる第１金属層と、その第１の金属層の表面上に電解めっきによる１．５〜４．０μｍの範囲の厚さｘ２である第２の金属層を有し、その金属層を減膜後、セミアディティブ法によりフレキシブル配線板になるフレキシブル配線基材であって、その減膜後の第２金属層の厚さを、１．０μｍ未満の厚さｘＡ［μｍ］とする場合に、第２の金属層の厚さｘＡの位置を基準位置Ａとし、前記第２金属層の厚さｘＡ＋０．１［μｍ］の位置を比較位置Ｂとしたときの二次イオン質量分析による基準位置Ａから比較位置Ｂの間の塩素濃度の「最大値−最小値」で表される「変動幅」が１．０×１０１７［単位：ａｔｏｍｓ／ｃｍ３］以下であることを特徴とするフレキシブル配線基材。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基材に厚さが０．５μｍ以下の乾式めっきによる第１の金属層と、前記第１の金属層の表面上に電解めっきによる１．５〜４．０μｍの範囲の厚さｘ２である第２の金属層を有し、前記第２の金属層を減膜後、セミアディティブ法によりフレキシブル配線板になるフレキシブル配線基材であって、
前記減膜後の第２の金属層の厚さを、１．０μｍ未満の厚さｘＡ［μｍ］とする場合に、
前記減膜後の第２の金属層の厚さｘＡの位置を基準位置Ａとし、
前記減膜後の第２の金属層の厚さｘＡ＋０．１［μｍ］の位置を比較位置Ｂとしたときの二次イオン質量分析による前記基準位置Ａから前記比較位置Ｂの間の塩素濃度の「最大値−最小値」で表される「変動幅」が１．０×１０１７［単位：ａｔｏｍｓ／ｃｍ３］以下であることを特徴とするフレキシブル配線基材。
【請求項２】
前記第１の金属層が、ニッケル−クロム合金層の上に銅層が形成された金属層であり、
前記第２の金属層が銅層であることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル配線基材。
【請求項３】
前記フレキシブル配線基材が、両面フレキシブル配線基材であることを特徴とする請求項１又は２に記載のフレキシブル配線基材。
【請求項４】
絶縁性基材に厚さが０．５μｍ以下の乾式めっきによる第１の金属層と、前記第１の金属層の表面上に電解めっきによる１．５〜４．０μｍの範囲の厚さｘ２である第２の金属層を有し、前記第２の金属層を、１．０μｍ未満の厚さｘＡ［μｍ］に減膜後、セミアディティブ法によりフレキシブル配線板になるフレキシブル配線基材の製造方法であって、
厚さｘＡの第２の金属層を形成する際の電圧ｖＡと、厚さｘＡ＋０．１［μｍ］の第２金属層を形成する際の電圧ｖＢとの下記（１）式に示す関係式から求められる「電圧レンジの幅Δｖ［％］」の範囲が、−３％〜＋３％となる条件で前記第２の金属層を形成することを特徴とするフレキシブル配線基材の製造方法。
【数１】
2019160989.tif 000006
【請求項５】
前記第１の金属層が、ニッケル−クロム合金層の上に銅層が形成された金属層であり、
前記第２の金属層が銅層であることを特徴とする請求項４に記載のフレキシブル配線基材の製造方法。
【請求項６】
前記フレキシブル配線基材が、両面フレキシブル配線基材であることを特徴とする請求項４又は５に記載のフレキシブル配線基材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁性フィルムの片面又は両面に金属膜を形成したフレキシブル配線基材に関し、特に表面の金属膜にピンホールが少ない両面フレキシブル配線基材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やノート型パソコン等の携帯用電子機器はますます小型化・軽量化しており、これらに搭載される電子部品は配線間隔を狭くして実装する高密度実装化が求められている。
これらの要求に答えるべく、高密度に配線された、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｆｉｌｍ）基板へＩＣを実装する技術やＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）基板の表面に電子部品を直接実装する技術が用いられている。
【０００３】
更に高密度に電子部品を実装する目的から、フレキシブル配線板の両面に配線を形成して実装面積を小さくする技術が求められている。
この両面フレキシブル配線板は、その材料である両面フレキシブル配線基材の金属層を一定の厚さまで減膜処理した後に、セミアディティブ法で両面に配線を加工する方法が取られており、例えば、片側に約２μｍの金属層が形成された両面フレキシブル配線基材を用いて、金属層を０．５μｍの厚さに減膜処理を行い、その後セミアディティブ法によって配線を形成している。
【０００４】
これは、薄い絶縁性フィルムに薄い金属層を形成した基材では剛性が小さくハンドリング性が悪いことから、基準位置等の形成時に基材強度を確保して搬送不良等を防止するために、２μｍ程度の厚さの金属層を形成して前加工を行い、その後セミアディティブ法によって配線を形成するために０．５μｍ程度の厚さにまで金属層に対して減膜処理を行って、その上に配線となる層を形成してフレキシブル配線基材を得る工程を採用している。
【０００５】
特許文献１では、第１の金属層を形成した際に生じているピンホールに対し、中間金属層として無電解銅めっき層を形成し、その上に第２の金属層として電気銅めっき層を形成することによりピンホールの無い配線基材を形成する技術が開示されている。
又、両面フレキシブル配線基材は、配線の高密度化が進むことにより配線幅が細くなり、その配線の断線が課題となっている。
【０００６】
このような両面フレキシブル配線基材を減膜処理したときに金属膜（金属層）にピンホールが存在すると、形成する配線が断線する問題に発展する。更にこのピンホールがあることで、形成する配線の厚さが部分的に薄くなる窪み不具合や、部分的に配線幅がくびれるカケと呼ばれる不具合となり、製品の外観不良に繋がってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２５６７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような課題のある中、本発明は、両面フレキシブル配線基材の金属膜を減膜処理した時の金属層にピンホールが少ない両面フレキシブル配線基材及びその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の発明は、絶縁性基材に厚さが０．５μｍ以下の乾式めっきによる第１金属層と、前記第１の金属層の表面上に電解めっきによる１．５〜４．０μｍの範囲の厚さｘ２である第２の金属層を有し、前記第２の金属層を減膜後、セミアディティブ法によりフレキシブル配線板になるフレキシブル配線基材であって、減膜後の第２金属層の厚さを、１．０μｍ未満の厚さｘＡ［μｍ］とする場合に、前記減膜後の第２の金属層の厚さｘＡの位置を基準位置Ａとし、前記減膜後の第２金属層の厚さｘＡ＋０．１［μｍ］の位置を比較位置Ｂとしたときの二次イオン質量分析による前記基準位置Ａから前記比較位置Ｂの間の塩素濃度の「最大値−最小値」で表される「変動幅」が１．０×１０１７［単位：ａｔｏｍｓ／ｃｍ３］以下であることを特徴とするフレキシブル配線基材である。
【００１０】
本発明の第２の発明は、第１の発明における第１の金属層が、ニッケル−クロム合金層の上に銅層が形成された金属層であり、第２の金属層が銅層であることを特徴とするフレキシブル配線基材である。
【００１１】
本発明の第３の発明は、第１及び第２の発明におけるフレキシブル配線基材が、両面フレキシブル配線基材であることを特徴とするフレキシブル配線基材である。
【００１２】
本発明の第４の発明は、絶縁性基材に厚さが０．５μｍ以下の乾式めっきによる第１の金属層と、その第１の金属層の表面上に電解めっきによる１．５〜４．０μｍの範囲の厚さｘ２である第２の金属層を有し、その第２の金属層を、１．０μｍ未満の厚さｘＡ［μｍ］に減膜後、セミアディティブ法によりフレキシブル配線板になるフレキシブル配線基材の製造方法であって、厚さｘＡの第２の金属層を形成する際の電圧ｖＡと、厚さｘＡ＋０．１［μｍ］の第２金属層を形成する際の電圧ｖＢとの下記（１）式に示す関係式から求められる「電圧レンジの幅Δｖ［％］」の範囲が、−３％〜＋３％となる条件で第２の金属層を形成することを特徴とするフレキシブル配線基材の製造方法である。
【００１３】
【数１】
2019160989.tif 000002
【００１４】
本発明の第５の発明は、第４の発明における第１の金属層が、ニッケル−クロム合金層の上に銅層が形成された金属層であり、第２の金属層が銅層であることを特徴とするフレキシブル配線基材の製造方法である。
【００１５】
本発明の第６の発明は、第４又は第５の発明におけるフレキシブル配線基材が、両面フレキシブル配線基材であることを特徴とするフレキシブル配線基材の製造方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、第２の金属膜を減膜処理した時の金属層にピンホールが少ないフレキシブル配線基材を得られ、このようなフレキシブル配線基材を用いることで、配線の断線がなく、配線の厚さが部分的に薄くなる窪みが無く、部分的に配線幅がくびれるカケがないフレキシブル配線板を形成することができ、工業上顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】両面フレキシブル配線基材の構造を示す模式縦断面図である。
【図２】減膜処理による第２の金属層の変化を示す説明図で、（ａ）は減膜処理前、（ｂ）減膜処理後を示す図である。
【図３】第２の金属層の銅めっき層形成時において、めっき電圧を変化させて成膜した時の、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）で測定した塩素濃度プロファイルである。
【図４】本発明で用いた銅めっき装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
絶縁性フィルムを用いて、第１の金属層として厚さｘ１１＝５〜５０ｎｍのニッケル−クロム合金層と、その上に厚さｘ１２＝１０〜５００ｎｍの銅層を、スパッタリング法を用いてフィルムに、第１の金属層全体の厚さが０．５μｍ未満となるように形成する。次に、第２の金属層として、電気めっき法により銅めっき層を１．５〜４．０μｍの厚さｘ２で形成する。
図１にその断面図を示す。１は両面フレキシブル配線基材、２は絶縁フィルム、３は第１の金属層、３ａはニッケル−クロム合金層、３ｂは銅層、４は第２の金属層である。
【００１９】
この第２の金属層４である銅めっき層は、帯状の配線基材を取り扱う上で、まず基準位置等を形成する際の搬送時に不良を発生させないように強度を持たせるため、１．５〜４．０μｍの範囲内での所定の厚さｘ２の銅めっき層が形成される（図２（ａ）参照）。次に、配線を形成する前にその銅めっき層を減膜処理によってピンホールや過度の表面起伏などの表層の欠陥部が除去可能な１．０μｍ以下の厚さｘＡまで薄層化した第２の金属層４’となる銅めっき層が形成される（図２（ｂ）参照）。その薄層化した第２の金属層４’の銅めっき層上に配線を形成してフレキシブル配線板を製作する。
【００２０】
以下に、減膜処理の詳細について説明する。
この第２の金属層４に対する減膜処理は、第２の金属層の材質に適合した研磨液やエッチング液による一般的な化学研磨によって行われる。
この減膜処理で重要なのは、第２の金属層４の厚さｘ２を、どの程度の厚さまで除去するかにある。即ち、第２の金属層の形成時に生じた膜のピンホールの完全除去もしくはその個数を減じる程度の厚さへの減膜、及び第２の金属層の形成時、及び形成以降の工程内で生じた表面欠陥が除去可能な程度の減膜を行うものである。
【００２１】
特にピンホール対策は重要であって、本発明における減膜処理では、このピンホール対策を減膜条件の基準に採用する。
そこで、第２の金属層の層厚と、この金属層の不純物元素濃度との関係の把握を行った結果、塩素濃度の挙動がピンホールの形成に影響していることを掴み、さらに、第２の金属層の形成時の電気めっきにおける電圧変動が塩素濃度挙動に影響していることを把握した。
【００２２】
図３は、第２の金属層の銅めっき層形成時において、めっき電圧を変化させて成膜した時の、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）で測定したもので、銅めっき層の厚さ（横軸の厚さ位置：単位μｍ）における塩素濃度プロファイルである。
試料１は、隣接するめっき領域間の電圧差ｄｖ＝（ｖｉ−ｖｉ＋１）及び平均電圧ｄｍ＝（ｖｉ＋ｖｉ＋１）／２から下記（２）式で求められる「電圧のレンジ（幅）：Δｖ」を、−１４〜＋１４％、試料２では−５〜＋５％、試料３では−２〜＋２％で電気めっきを行った。なお、ｖｉ、ｖｉ＋１は、第２の金属層の厚さｘｉ、ｘｉ＋１における電圧を示している。
【００２３】
【数２】
2019160989.tif 000003
【００２４】
図３からは、ある一定の電圧のレンジが示す電圧で銅の電気めっきを行った際には、形成された銅めっき層の表面から５〜２５％の深さの位置迄は塩素濃度の変動が大きく、安定していない状態にあることが判る。第２の金属層の厚さに換算し、その割合で示すと、めっき厚さの７５〜９５％の厚さに相当する。その後は、試験した電圧レンジのいずれも緩やかな塩素濃度の上昇が見られ、第２の金属層のめっき厚さの約２０％の厚さのところで極大値を示し、以降は減少を示すことが判る。
【００２５】
第２の金属層の減膜処理は、ピンホールの除去、及び表面起伏や傷、酸化膜などの表面欠陥の除去を目的に行うものであるが、第２の金属層の減膜処理を、めっき厚さの９０〜３５％の厚さ範囲（第２の金属層の厚さで、めっき時の厚さｘ２が２．０μｍの時に、第２の金属層の厚さ０．７〜１．８μｍ）迄の減膜処理を行う場合には、電圧のレンジ幅が「−５〜＋５％」で銅めっきを行うと隣り合うめっき領域との塩素濃度の変動幅が抑制可能であり、めっき厚さの４５〜１０％の厚さの範囲（０．２〜０．９μｍ）迄の減膜処理を行う場合には、電圧のレンジ幅が「−２〜＋２％」の条件で銅めっきを行うことで、隣り合うめっき領域との塩素濃度の変動幅が抑制可能である。
【００２６】
そこで、本発明では、第２の金属層４である銅めっき層が、１．０μｍ未満の厚さ又は１０〜４５％の厚さに減膜処理されたときの厚さｘＡを基準位置Ａとして形成する時と、その上に０．１μｍの銅めっき層、通算ｘＡ＋０．１μｍの厚さの第２の金属層を比較位置Ｂとして形成する時の基準位置Ａと比較位置Ｂの上記（２）式から導かれる下記（３）式で示される電圧レンジΔｖ［％］が−２〜＋２％となるめっき条件とすることで、第２の金属層である銅めっき層に取り込まれる塩素濃度の変動幅（最大値−最小値）が１．０×１０１７（単位：ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）以下となる。
【００２７】
このように配線基材の隣接した領域における塩素濃度の変動幅が、１．０×１０１７（単位：ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）以下と小さくできた場合、第２の金属層である電気めっきによる銅層に発生しているピンホールの数を大きく減少させることが可能となり、表面の銅層にピンホールの少ないフレキシブル配線基材、及びそのフレキシブル配線基材を用いたフレキシブル配線板が得られる。
【００２８】
【数３】
2019160989.tif 000004
【００２９】
又、第２の金属層４である銅めっき層が、３５〜９０％の厚さに減膜処理されたときの厚さｘＡを基準位置Ａとして形成する時と、その上に０．１μｍの銅めっき層、通算ｘＡ＋０．１μｍの厚さの第２の金属層を比較位置Ｂとして形成する時の上記（３）式で示される電圧のレンジ幅が−５〜＋５％となるめっき条件とすることで、第２の金属層である銅めっき層に取り込まれる塩素濃度の変動幅（最大値−最小値）が先の場合と同程度の結果が得られている。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。
厚さ３５μｍのポリイミドフィルム（宇部興産株式会社製）を用いて、第１の金属層として厚さｘ１１が２０ｎｍのニッケル−クロム合金層とその上に厚さｘ１２が１００ｎｍの銅層を、スパッタリング法を用いてポリイミドフィルムの片面に形成した。第１の金属層のニッケル−クロム合金層は５〜５０ｎｍ、銅層は５０〜４５０ｎｍが好ましい。
【００３１】
次に、第２の金属層として、電気めっき法により銅めっき層を厚さｘ２が２．０μｍに設定して形成した。
図４に、第２の金属層を形成するめっき装置の概略図を示す。
この第２の金属層を形成するめっき装置１０は、第１の金属層を形成したフィルムＦを巻き出す巻き出しロール１１と銅めっき液が満たされためっき液槽１２と、そのめっき液槽の内部に配置された複数のアノード（陽極）２０と、めっき液槽の外部にあって第１の金属層を形成したフィルムに電力を給電する複数の給電体の給電ロール１３と、第１の金属層の上に第２の金属層を形成したフィルムＧを巻き取る巻き取りロール１４とを備えている。そして、第１の金属層を形成したフィルムＦは、その幅方向を水平に保ってその長手方向に搬送されながら銅めっき液に浸漬され、第１の金属層３の上に第２の金属層４を形成する。
使用する銅めっき液としては公知の硫酸銅めっき浴（光沢浴）を用いることができる。この硫酸銅めっき浴は、硫酸銅、硫酸、微量の塩素イオンおよび公知の添加剤等で構成されている。
【００３２】
この第２の金属層４を形成する際に、基準位置Ａとして、厚さｘＡ＝０．５μｍと、比較位置Ｂとして厚さｘＢ＝０．６μｍ（ｘＡ＋０．１μｍ）の厚さが形成される付近のめっき条件は、電圧のレンジ幅が、試料１は±１４％、試料２は±５％、試料３は±２%となるめっき条件で銅めっき層を形成した。（電圧のレンジ幅は、電圧差の１／２を平均電圧で除した％値）
形成した厚さｘ２＝２．０μｍの銅めっき層に対し、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）による濃度分析を行い、酸素、硫黄、炭素、塩素等の分析結果から銅めっき層が０．５μｍ〜０．６μｍの厚さで形成される範囲における塩素濃度のプロファイリングに着目した。
【００３３】
その分析結果のプロファイルの傾きについて、銅めっき層の厚さが０．５μｍの位置を基準位置Ａとして、表面方向に０．１μｍ移動した銅めっき層の厚さが０．６μｍの位置を比較位置Ｂとした時に、横軸に表面の銅めっき層の厚さを設定し、縦軸にＳＩＭＳで測定した塩素の濃度を対数表示で設定し、その塩素濃度プロファイルについて、比較位置Ｂから基準位置Ａの傾きを求め、図３に結果を示した。
【００３４】
次に、試料１〜３に対し、厚さｘ２＝２．０μｍの銅めっき層が形成されたフレキシブル配線基材を、硫酸、過酸化水素を主成分とした商品名ＣＰＥ−７５０（三菱ガス化学株式会社製）を１０倍に希釈した化学研磨液により、銅めっき層の厚さを０．５μｍまで減膜処理した。
そして、ハロゲンランプをポリイミドフィルム側から照射して、透過してきた光でピンホール数をカウントした。その結果を表１に示す。測定エリアは２５ｍｍ角の範囲とした。
表１より、試料１は塩素濃度の傾きが６．４でピンホール数が１７個、試料２は塩素濃度の傾きが３．０でピンホール数が１４個、試料３は塩素濃度の傾きが０．７でピンホール数が８個であったことから、塩素濃度の変化が小さい方が、ピンホールの発生が少ない結果を得た。
【００３５】
【表１】
2019160989.tif 000005
【符号の説明】
【００３６】
１    両面フレキシブル配線基材
２    絶縁フィルム
３    第１の金属層
３ａ  ニッケル−クロム合金層
３ｂ  銅層
４    第２の金属層
４’  減膜処理済の第２の金属層
４ａ  減膜された第２の金属層の部位
１０    めっき装置
１１    巻き出しロール
１２    めっき槽
１３    給電ロール
１４    巻き取りロール
２０    アノード（陽極）
Ｆ    第１の金属層を形成したフィルム
Ｇ    第２の金属層を形成したフィルム
ｘ２    第２の金属層の厚さ
ｘＡ    基準位置Ａの厚さ（減膜処理された第２の金属層の厚さ）
ｘＢ    比較位置Ｂの厚さ（ｘＡ＋０．１μｍ）
ｖＡ    基準位置Ａでのめっき電圧
ｖＢ    比較位置Ｂでのめっき電圧
【図１】
2019160989.tif 000007
【図２】
2019160989.tif 000008
【図３】
2019160989.tif 000009
【図４】
2019160989.tif 000010