(57)【要約】【課題】  ポリイミドフィルムと金属層との密着性に優れた２層フレキシブル基板を提供する。【解決手段】  ピロメリット酸二無水和物を含む酸化合物および４,４’−ジアミノジフェニルエーテルを含むアミン化合物で合成されたポリイミドフィルムと、その少なくとも片面に接着剤を介さずに設けられた積層金属層とで構成された２層フレキシブル基板であって、該ポリイミドフィルムにおける積層金属層が設けられる面の赤外分光法による全反射吸収測定において、イミド基由来のＣ＝Ｏ結合に基づく１６５０〜１８５０ｃｍ−１の赤外吸収ピーク面積をＡイミドとし、ベンゼン環由来のＣ＝Ｃ結合に基づく１４７５〜１５４０ｃｍ−１の赤外吸収ピーク面積をＡベンゼンとした時、これらのピーク面積比であるＡイミド／Ａベンゼンが２.０以上３.０以下である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピロメリット酸二無水和物（ＰＭＤＡ）を含む酸化合物および４,４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤＡ）を含むアミン化合物で合成されたポリイミドフィルムと、該ポリイミドフィルムの少なくとも片面に接着剤を介さずに設けられた下地金属層およびその表面に設けられた銅被膜層からなる積層金属層とで構成された２層フレキシブル基板であって、
前記ポリイミドフィルムにおける前記下地金属層が設けられる面の赤外分光法による全反射吸収測定において、イミド基由来のＣ＝Ｏ結合に基づく１６５０〜１８５０ｃｍ−１の赤外吸収ピーク面積をＡイミドとし、ベンゼン環由来のＣ＝Ｃ結合に基づく１４７５〜１５４０ｃｍ−１の赤外吸収ピーク面積をＡベンゼンとした時、これらのピーク面積比であるＡイミド／Ａベンゼンが２.０以上３.０以下であることを特徴とする２層フレキシブル基板。
【請求項２】
前記ポリイミドフィルムがピロメリット酸二無水和物（ＰＭＤＡ）とビフェニルテトラカルボン酸二無水和物（ＢＰＤＡ）とを含む酸化合物と、４,４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤＡ）を含むアミン化合物とから合成されることを特徴とする請求項１に記載の２層フレキシブル基板。
【請求項３】
前記下地金属層が、膜厚２〜５０ｎｍのニッケル合金であることを特徴とする、請求項１または２に記載の２層フレキシブル基板。
【請求項４】
前記ポリイミドフィルムと前記積層金属層との所定の測定方法に基づく密着力が、前記銅被膜層の厚み８μｍの場合に５００Ｎ／ｍ以上であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の２層フレキシブル基板。
【請求項５】
ピロメリット酸二無水和物（ＰＭＤＡ）を含む酸化合物および４,４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤＡ）を含むアミン化合物で合成されたポリイミドフィルムの少なくとも片面に配線が設けられた２層フレキシブル配線板であって、
前記配線は前記ポリイミドフィルムに接着剤を介さずに設けられた下地金属層およびその表面に設けられた銅被膜層からなる積層金属層で構成され、
前記ポリイミドフィルムにおける下地金属層が設けられる面の赤外分光法による全反射吸収測定において、イミド基由来のＣ＝Ｏ結合に基づく１６５０〜１８５０ｃｍ−１の赤外吸収ピーク面積をＡイミドとし、ベンゼン環由来のＣ＝Ｃ結合に基づく１４７５〜１５４０ｃｍ−１の赤外吸収ピーク面積をＡベンゼンとした時、これらのピーク面積比であるＡイミド／Ａベンゼンが２.０以上３.０以下であることを特徴とする２層フレキシブル配線板。
【請求項６】
前記ポリイミドフィルムがピロメリット酸二無水和物（ＰＭＤＡ）とビフェニルテトラカルボン酸二無水和物（ＢＰＤＡ）とを含む酸化合物と、４,４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤＡ）を含むアミン化合物とから合成されることを特徴とする請求項５に記載の２層フレキシブル配線板。
【請求項７】
前記下地金属層が、膜厚２〜５０ｎｍのニッケル合金であることを特徴とする、請求項５または６に記載の２層フレキシブル配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリイミドフィルムとその表面に形成された積層金属層とで構成される２層フレキシブル基板およびこれをパターニングすることで得られる２層フレキシブル配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブル配線板は一般に絶縁体フィルムの表面に導体層となる銅の膜が形成された積層体からなるフレキシブル基板に配線をパターニングすることで作製される。このフレキシブル基板には、絶縁体フィルムに接着剤を用いて導体層となる銅箔を貼り合わせた３層フレキシブル基板と、絶縁体フィルム上に接着剤を介することなく乾式めっき法および／または湿式めっき法により導体層となる銅被膜層を直接形成した２層フレキシブル基板（メタライジング基板ともいう）とに大別される。
【０００３】
前述したフレキシブル基板のパターニングは、サブトラクティブ法またはセミアディティブ法で行うことができる。サブトラクティブ法とは、フレキシブル基板の導体層の不要部分をエッチング処理により除去する方法であり、具体的にはフレキシブル基板の導体層のうち配線として残したい部分の表面にレジストを設けた後、導体層を溶解するエッチング液による化学エッチング処理と水洗とによって導電層の不要部分を選択的に除去して配線を形成する方法である。
【０００４】
一方、セミアディティブ法とは、導体層のうち配線を形成したい部分にさらに電気めっきなどで銅等の金属の導体を形成して膜厚を増した後、全体をエッチング処理して、配線を形成する方法であり、具体的にはフレキシブル基板の導体層のうち配線になる部分以外の不要部分にレジストを設け、銅などの導体を電気めっきにより形成して膜厚を増した後、レジストを除去して全体を化学エッチングする。これにより、導体層の膜厚を増さなかった部分を除去することで配線を形成する方法である。
【０００５】
ところで、近年の電子機器の軽薄短小化に伴い、フレキシブル配線板には高密度の配線が可能となるように配線幅の狭ピッチ化に対応できることが求められるようになってきている。しかし、３層フレキシブル基板をサブトラクティブ法でフレキシブル配線板に加工する場合、銅箔の厚みが２層フレキシブル基板の銅被膜層より厚いため、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じて配線部の断面形状が裾広がりの台形になる傾向にあった。
【０００６】
このため、隣接する配線部同士の電気的絶縁性を十分に確保するまでエッチングを行うには配線ピッチ幅をある程度広くとることが必要となり、従来一般的に使用されている１２μｍ〜３５μｍ厚さの銅箔を接着剤で絶縁体フィルムと貼り合わせて形成する３層フレキシブル基板を用いる限り、フレキシブル配線板における配線部の狭ピッチ化に対応するには限界があった。更に、３層フレキシブル基板は接着剤層の厚さが２０〜４０μｍと厚いため、フレキシブル基板全体の厚みがかなり厚くなってしまうという問題も有していた。
【０００７】
そこで、接着剤を使用せずに絶縁体フィルムの表面に銅被覆層を直接形成することができる２層フレキシブル基板を用いた２層フレキシブル配線板が注目されるに至った。かかる２層フレキシブル基板は、乾式めっき法で絶縁体フィルムの上に下地金属層を形成し、次いで該下地金属層の上に銅被膜層を形成することなどにより、接着剤なしで絶縁体フィルム上に銅導体層を直接形成するものであり、基板自体の厚さを薄くすることができる上、被着させる銅導体被膜の厚さを任意の厚さに調整することができるという利点を有している。
【０００８】
しかし、２層フレキシブル基板は、環境試験前のポリイミドフィルムと金属層との初期密着力こそ実用レベルにあるとはいえ、従来の３層フレキシブル基板と比較すれば低く、この点が不安視されていた。また、ポリイミドフィルムの製造条件によってはイミド化が充分に行われておらず、この場合は初期密着力すら低くなってしまうことがあった。
【０００９】
このようなポリイミドフィルムと金属めっきで形成された金属層との密着強度は、ＩＰＣ−ＴＭ−６５０、ＮＵＭＢＥＲ２.４.９に準拠した方法などで評価できる。また、ポリイミドフィルムの密着性の指標として、例えば特許文献１〜３には、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）でポリイミドフィルムの表面のイミド化率を測定することでフィルムを評価する方法が提案されている。更に、例えば特許文献４には、ポリイミドフィルム中に含まれる未反応の部分がイミド化する際に発生する水分からイミド化率を算出する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−１４２１７４号公報
【特許文献２】特開平１０−２２７７５２号公報
【特許文献３】特開平１０−２４６７１１号公報
【特許文献４】特開平９−３１６１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ポリイミドフィルムと金属層との初期密着力は必ずしもポリイミドフィルムと下地金属層の界面で剥離するわけではなく、ポリイミドフィルムの最表面から深さ方向にサブミクロンの部分が破壊する凝集剥離である場合が多かった。このため、この凝集剥離が生じ得る部分を分析することが必要であった。しかし、特許文献１〜３の方法は分析箇所が浅く、密着性に関わる部分であるポリイミドフィルムの最表面から深さ方向にサブミクロンの部分だけを分析することはできないという問題があった。また、イミド化率が９５％以上では精度的にみれば差が現れないという問題もあった。
【００１２】
また、特許文献４の方法ではバルクの部分まで分析されてしまうことから、密着性に関わる部分であるポリイミドフィルムの最表面からから深さ方向にサブミクロンの部分だけを分析することはできないという問題があった。特許文献１〜４に示す方法以外に、フィルム表面を評価する方法として濡れ性評価法などあるが、ポリイミドフィルムと金属層との密着強度に相関するような分析結果は得られなかった。
【００１３】
このように、従来はポリイミドフィルムと金属層との密着強度を精度よく把握することは難しく、製品としての２層フレキシブル基板の密着性にばらつきが生じることがあった。本発明はかかる従来の２層フレキシブル基板の問題を解決するためになされたものであり、ポリイミドフィルムと金属層との密着性に優れた２層フレキシブル基板を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、下地金属層が接する側のポリイミドフィルム表面において、赤外分光法による全反射吸収測定でイミド基由来のＣ＝Ｏ結合の赤外吸収ピーク面積と、ベンゼン環由来のＣ＝Ｃ結合の赤外吸収ピーク面積とに着目し、これらのピーク面積比が所定の範囲内のものに限定することで密着性が高い２層フレキシブル基板を安定して提供できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１５】
すなわち、本発明の２層フレキシブル基板は、ピロメリット酸二無水和物（ＰＭＤＡ）を含む酸化合物および４,４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤＡ）を含むアミン化合物で合成されたポリイミドフィルムと、該ポリイミドフィルムの少なくとも片面に接着剤を介さずに設けられた下地金属層およびその表面に設けられた銅被膜層からなる積層金属層とで構成された２層フレキシブル基板であって、前記ポリイミドフィルムにおける前記下地金属層が設けられる面の赤外分光法による全反射吸収測定において、イミド基由来のＣ＝Ｏ結合に基づく１６５０〜１８５０ｃｍ−１の赤外吸収ピーク面積をＡイミドとし、ベンゼン環由来のＣ＝Ｃ結合に基づく１４７５〜１５４０ｃｍ−１の赤外吸収ピーク面積をＡベンゼンとした時、これらのピーク面積比であるＡイミド／Ａベンゼンが２.０以上３.０以下であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ポリイミドフィルムと金属層との密着性に優れた２層フレキシブル基板を安定して提供することができる。具体的には銅被膜層の厚み８μｍにおける初期密着力が５００Ｎ／ｍ以上の２層フレキシブル基板を安定的に提供できるので、幅の狭い配線部を狭ピッチで配したフレキシブル配線板や有機パッケージを効率よく作製することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態の２層フレキシブル基板について説明する。この２層フレキシブル基板は、ピロメリット酸二無水和物（ＰＭＤＡ）を含む酸化合物および４,４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤＡ）を含むアミン化合物で合成されるポリイミドフィルムと、該ポリイミドフィルムの少なくとも片面に接着剤を介さずに設けられた積層金属層（下地金属層およびその表面の銅被膜層からなる）とで構成されるものであって、該積層金属層が形成されるポリイミドフィルムの面の赤外分光法による全反射吸収測定において、イミド基由来のＣ＝Ｏ結合に基づく１６５０〜１８５０ｃｍ−１の赤外吸収ピーク面積をＡイミドとし、ベンゼン環由来のＣ＝Ｃ結合に基づく１４７５〜１５４０ｃｍ−１の赤外吸収ピーク面積をＡベンゼンとした時、これらのピーク面積比であるＡイミド／Ａベンゼンが２.０以上３.０以下であることを特徴としている。
【００１８】
これにより、ポリイミドフィルムと金属層との密着性に優れた２層フレキシブル基板を安定して提供することができる。下地金属層は、ポリイミドフィルムと銅などの金属層との間に介在し、これらの密着性を向上させたり耐熱性を高めたりなどにより２層フレキシブル基板の高信頼性を確保するものである。このような下地金属層の材質には、ニッケル、クロムおよびこれらの合金の中から選ぶのが好ましいが、密着強度や配線作製時のエッチングしやすさを考慮すると、ニッケル・クロム合金が特に適している。
【００１９】
ニッケル・クロム合金の組成は、クロムが１５質量％以上２２質量％以下であるのが望ましく、これにより耐食性や耐マイグレーション性の向上が望める。このうち２０質量％クロムのニッケル・クロム合金は、ニクロム合金として流通しており、マグネトロンスパッタリング法のスパッタリングターゲットとして容易に入手可能である。また、ニッケルを含む合金には、クロム、バナジウム、チタン、モリブデン、コバルト等を添加しても良い。さらに、クロム濃度の異なる複数のニッケル・クロム合金の薄膜を積層することで、厚み方向にニッケル・クロム合金の濃度勾配を有する下地金属層を成膜しても良い。
【００２０】
下地金属層の膜厚は、２〜５０ｎｍが望ましい。下地金属層の膜厚が２ｎｍ未満ではポリイミドフィルムと銅層との密着性を保ちにくくなり、耐食性や耐マイグレーション性に劣るおそれがある。一方、下地金属層の膜厚が５０ｎｍを超えると、サブトラクティブ法で配線加工する際に下地金属層の十分な除去が困難になるおそれがある。下地金属層の除去が不十分な場合は、配線間のマイグレーション等の不具合が懸念される。
【００２１】
下地金属層の表面に形成される銅被膜層は単層でもよいし、銅薄膜層とその上の銅電気めっき層とからなる積層構造としてもよい。積層構造の場合は、銅被膜層の一部を構成する銅薄膜層は、その膜厚が１０ｎｍ〜１μｍであるのが望ましい。銅薄膜層の膜厚が１０ｎｍ未満では、銅電気めっき層を電気めっき法で成膜する際の導電性が確保しにくくなり、電気めっきの際の外観不良に繋がるおそれがある。一方、銅薄膜層の膜厚が１μｍを超えても２層フレキシブル配線用基板の品質上の問題は生じないが、生産性が劣ることが問題になる場合がある。
【００２２】
上記した下地金属層および銅薄膜層は、乾式めっき法で形成することが好ましい。乾式めっき法には、スパッタリング法、イオンプレーティング法、クラスターイオンビーム法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等を挙げることができるが、これらの中では下地金属層の組成の制御等の観点からスパッタリング法が望ましい。
【００２３】
樹脂フィルム基材にスパッタリング成膜するには公知のスパッタリング装置で成膜することができる。例えば、長尺のポリイミドフィルムに成膜する場合は、公知のロール・ツー・ロール方式のスパッタリング装置で行うことができる。このロール・ツー・ロール方式のスパッタリング装置を用いることにより、長尺のポリイミドフィルムの表面に、下地金属層および銅薄膜層を連続して成膜することができる。
【００２４】
前述したように、銅薄膜層の表面に銅電気めっき層を設けた積層構造の銅被膜層とする場合は、該銅電気めっき層は電気めっき法により成膜される。使用する電気めっき法は、硫酸銅のめっき浴中にて不溶性アノードを用いて電気めっきを行うものでよい。使用する銅めっき浴の組成は、通常用いられるプリント配線板用のハイスロー硫酸銅めっき浴で良い。このようにして得られる銅電気めっき層の膜厚は、０.３〜１２μｍが望ましい。
【００２５】
２層フレキシブル基板の基材となるポリイミドフィルムは、ピロメリット酸二無水和物（ＰＭＤＡ）を含む酸化合物（酸無水物化合物も含む）と４,４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤＡ）を含む芳香族ジアミン成分とから合成される。さらに、酸化合物にピロメリット酸二無水和物（ＰＭＤＡ）とビフェニルテトラカルボン酸二無水和物（ＢＰＤＡ）とを用いることが好ましい。例えば、東レ・デュポン（株）からカプトン（登録商標）等として市販されている。しかし、このような市販のポリイミドフィルムがすべて金属層と高い密着性を確保できるのではない。
【００２６】
ポリイミドフィルムの製造では、まず、芳香族ジアミン成分と酸化合物成分とを有機溶媒中で重合させることにより、ポリアミック酸溶液を得る。得られたポリアミック酸は、後述するポリイミドフィルムの製造の際、溶媒に溶解した溶液状のポリアミック酸溶液として用いられる。このポリアミック酸溶液には、固形分が５〜４０質量％含有しているのが好ましい。また、ポリアミック酸溶液は部分的にイミド化されていてもよい。
【００２７】
ポリアミック酸の合成方法は、特に限定されないが、例えば、芳香族ジアミン成分または酸無水物化合物のうちの一方を有機溶媒に加え、その後、その有機溶媒に他方を加えて、芳香族ジアミンと酸無水物化合物とが等モルとなるように混合して重合させて合成する方法が好ましい。また、溶媒に芳香族ジアミン成分および酸無水物化合物を一方が過剰となるように加えて必要な時間混合した後、他方を等モルとなるよう調整しながら添加して重合することもできる。
【００２８】
ポリアミック酸の合成に使用される有機溶媒の具体例としては、例えば、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシドなどのスルホキシド系溶媒、Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ,Ｎ−ジエチルホルムアミドなどのホルムアミド系溶媒、Ｎ,Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ,Ｎ−ジエチルアセトアミドなどのアセトアミド系溶媒、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドンなどのピロリドン系溶媒、フェノール、ｏ−、ｍ−、もしくはｐ−クレゾール、キシレノール、ハロゲン化フェノール、カテコール等のフェノール系溶媒、またはヘキサメチルホスホルアミド、γ−ブチロラクトンなどの非プロトン性極性溶媒を挙げることができる。これらの有機溶媒は、単独または混合物として用いることができる。また有機溶媒に加え、キシレン、トルエンのような芳香族炭化水素をさらに用いてもよい。
【００２９】
次に、ポリアミック酸溶液からポリイミドフィルムを製造する方法について説明する。ポリイミドフィルムを製造する方法は特に限定されないが、例えば、ポリアミック酸溶液をフィルム状にキャストし、熱的に脱環化脱溶媒させてポリイミドフィルムを得る方法（方法Ｉ）、またはポリアミック酸溶液に環化触媒および脱水剤を混合してゲルフィルムを作成し、これを加熱脱溶媒した後、完全にイミド化することによりポリイミドフィルムを得る方法（方法ＩＩ）を挙げることができる。これらの中では、触媒を用いてポリイミドフィルムを製造する方法ＩＩが好ましい。以下、触媒を用いてポリイミドフィルムを製造する方法ＩＩについて具体的に説明する。
【００３０】
触媒を用いてポリイミドフィルムを製造する場合、ポリアミック酸溶液には、フィルムの易滑性を得るため、必要に応じて、酸化チタン、シリカ、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、リン酸水素カルシウムおよびポリイミドフィラーなどの化学的に不活性な有機フィラーや無機フィラーを含有させることができる。特に、好適にはメジアン粒径１.０μｍ以下の微細シリカをフィルム樹脂１００質量部当たり０.０３〜０.３０質量部の割合でフィルム中に均一に分散することによって微細な突起を形成するのが好ましい。シリカのメジアン粒径が１.０μｍを超えると、フィルムの表面粗さが害されるおそれがある。無機または有機フィラーの添加量が０.３０質量部を超えると機械的強度の低下が見られるおそれがあり、一方、０.０３質量部未満では、十分な易滑性効果が得られにくくなる。
【００３１】
ポリイミドフィルムを製造する際に用いる環化触媒の具体例としては、トリメチルアミン、トリエチレンジアミンなどの脂肪族第３級アミン、ジメチルアニリンなどの芳香族第３級アミン、またはイソキノリン、ピリジン、ベータピコリンなどの複素環第３級アミンなどを挙げることができるが、これらの中では複素環式第３級アミンから選ばれる少なくとも一種類のアミンを使用するのが好ましい。
【００３２】
また、ポリイミドフィルムを製造する際に用いる脱水剤の具体例としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸などの脂肪族カルボン酸無水物、または無水安息香酸などの芳香族カルボン酸無水物などを挙げることができるが、これらの中では無水酢酸および／または無水安息香酸が好ましい。なお、上記した環化触媒（イミド化触媒）および脱水剤の他に、必要に応じてポリアミック酸溶液にゲル化遅延剤等を含有させてもよい。
【００３３】
上記した環化触媒等を加えたポリアミック酸溶液からポリイミドフィルムを工業的に製造する方法は特に限定されないが、例えば、環化触媒、脱水剤、および必要に応じて添加する任意の成分が添加されたポリアミック酸溶液を公知のＴダイ等のスリット付き口金から支持体上に流延してフィルム状に成形し、支持体上でイミド化を一部進行させて自己支持性を有するゲルフィルムとした後、支持体より剥離する方法が好ましい。
【００３４】
ここで、ゲルフィルムを延伸してイミド化したポリイミドフィルム（以下、単に延伸ポリイミドフィルムともいう）を得る場合は、ゲルフィルムを延伸しながら加熱して溶媒を除去し、その後、高温で熱処理してイミド化を完了させる。一方、ゲルフィルムを延伸させずにイミド化したポリイミドフィルム（以下、単に未延伸ポリイミドフィルムともいう）を得る場合は、ゲルフィルムを加熱して溶媒を除去し、その後、高温で熱処理してイミド化を完了させる。
【００３５】
より詳細には、まず、ポリアミック酸溶液をスリット状口金に通してフィルム状に成型し、これを加熱された支持体上に流延する。支持体には公知の金属製の回転ドラムや金属ベルト等を用いることができる。支持体の温度は液体または気体の温媒を循環させたり電気ヒーターなどの輻射熱等により制御することができる。支持体からの受熱および／または電気ヒーターなどの熱源からの受熱により支持体上で３０〜２００℃に加熱されて熱閉環反応が進行し、同時に遊離した有機溶媒などの揮発分を乾燥させることにより自己支持性を有するゲルフィルムになり、支持体から剥離される。
【００３６】
上記支持体から剥離されたゲルフィルムは、金属ロールと、表面がゴムで覆われたニップロールとに挟まれて搬送速度が規制されながら搬送され、その際、搬送方向すなわち機械方向（ＭＤ方向とも称する）に延伸される。その後、ゲルフィルムは、例えばテンターロール等の公知のテンター装置で幅方向（ＴＤ方向とも称する）へ延伸される。一般的には、ＭＤ方向およびＴＤ方向への好適な延伸倍率は、１.０１〜２.００倍であり、延伸の際のゲルフィルムの温度は１０℃〜１４０℃が好ましく、５０℃〜１００℃がより好ましい。また、ＴＤ方向の熱膨張係数をＭＤ方向より高くしたい場合は、ＴＤ方向の延伸倍率をＭＤ方向より高くすることで選択できる。ＭＤ方向またはＴＤ方向への一方の延伸の際には他方の方向は縮むことがあるので、ロールの搬送速度やニップロールの搬送速度の規制に留意したり、テンター装置の活用などを考慮したりする必要がある。
【００３７】
また、上記したゲルフィルムの搬送速度や延伸率を調整することでポリイミドフィルムの厚みを調整できる。一般的には金属積層ポリイミドフィルム用のポリイミドフィルムの厚みとしては１０〜１００μｍが好ましい。この厚みが１０μｍより薄いと２層フレキシブル基板の製造が困難になりやすく、一方、１００μｍよりも厚いと２層フレキシブル基板のフレキシブル性が損なわれるおそれがある。
【００３８】
延伸されたゲルフィルムは加熱乾燥が続けられた後、熱風および／または電気ヒーター等により２５０℃〜５００℃の温度で１５秒〜２０分間に亘って熱処理が行われ、これによりイミド化が完了してポリイミドフィルムとなる。上記したような延伸の際の温度や延伸速度、および延伸後の熱処理条件は製品の仕様等に応じて適宜選択されてポリイミドフィルムが製造されている。また、ポリイミドフィルムはゲルフィルムを延伸してからイミド化されるが、ゲルフィルムのイミド化は延伸の際の加温によっても進行する。このため、製造ロット間で延伸等の製造条件が異なればイミド化の程度が異なることがあり、結果的に、ポリイミドフィルムと金属層の密着性が製造ロットごとにばらついて、優れた密着性を有するものと、そうでないものとが生じる場合がある。
【００３９】
そこで、ポリイミドフィルム表面の官能基の状態を定量的に規定することで、金属層との密着性に優れた２層フレキシブル基板を選択することにした。ここで、ポリイミドフィルム表面の官能基の状態の定量的な規定には赤外分光装置を用い、固体試料の表面近傍の情報を強く反映させる全反射法（ＡＴＲ法：Ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ  Ｔｏｔａｌ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ法）で測定することにした。全反射吸収測定に用いるプリズムは、一般的に使用されているＧｅなどが使用可能である。ただし、密着性に関わる、ポリイミドフィルム最表面から深さ方向にサブミクロンの部分だけを分析するためには、赤外光の入射角を大きくする必要がある。
【００４０】
より具体的に説明すると、作製された２層フレキシブル基板のロットから試験片を切り出し、その金属層部分を塩化第二鉄溶液などのエッチング液で除去して樹脂フィルム面を露出させた後、この樹脂フィルム面に対して赤外分光法による全反射吸収測定を行ってイミド基由来のピーク面積（Ａイミド）を得る。このＡイミドは、イミド基由来のＣ＝Ｏ結合に基づく１６５０〜１８５０ｃｍ−１の赤外吸収ピークを測定することによって求めることができる。イミド基由来のＣ＝Ｏ結合の赤外吸収ピーク強度はイミド基の存在量に比例するが、測定する試料面積や測定面の凹凸などによっても変動するため、ある基準を設けて規格化する必要がある。
【００４１】
そこで、ポリイミド中のベンゼン環由来のＣ＝Ｃ結合に基づく１４７５〜１５４０ｃｍ−１の赤外吸収ピークを測定し、ベンゼン環由来のピーク面積（Ａベンゼン）を求める。そして、Ａイミド／Ａベンゼンで規格化する。この時、Ａイミド／Ａベンゼンが２.０以上３.０以下であることが必要である。Ａイミド／Ａベンゼンが２.０よりも低い場合は、ポリイミドフィルム表面のイミド化が充分に行われていないか、もしくはイミド基が不足していることを意味しており、ポリイミドフィルムと金属層との密着性が低下する。Ａイミド／Ａベンゼンの上限値は、ポリマーの組成から、３.０より高くなることはない。これにより、密着性に優れた２層フレキシブル基板を安定して提供することができる。そして、この２層フレキシブル基板をパターニングすることで、線幅の狭い配線部が狭ピッチで配されたフレキシブル配線板を高い歩留まりで作製することができる
【００４２】
ポリイミドフィルムと金属層との密着力は、ＩＰＣ−ＴＭ−６５０、ＮＵＭＢＥＲ２.４.９に準拠したピール強度の測定法により判定することができる。ただし、リード幅は１ｍｍとし、ピールの角度は９０°とするのが好ましい。リードはサブトラクティブ法あるいはセミアディティブ法で形成することができる。なお、ピール強度は銅厚が厚くなるほど高い値を示す傾向にあるが、現在汎用されている銅厚８μｍでの測定を基準として実施するのが好ましい。
【００４３】
以上、本発明の実施形態に係る２層フレキシブル基板およびこれをパターニングすることで得られる２層フレキシブル配線板について説明を行ったが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨から逸脱しない範囲内で種々の変形例や代替例を含み得るものである。例えばポリイミドフィルムにはシリカ粉末などのフィラーが含まれていてもよい。フィラーが大きいと赤外光が散乱され、赤外吸収ピーク強度が弱くなるが、配線板における配線部の狭ピッチ化を行うためには、フィラー径は凝集しているものも含めて６０μｍ以下であることが好ましい。
【００４４】
また、上記実施形態では、ポリイミドフィルムに金属層を成膜した後の２層フレキシブル基板に対して金属層を除去してから赤外分光法で測定を行うものであったが、金属層を成膜する前のポリイミドフィルムに対して赤外分光法で測定を行ってもよい。これにより、金属層を成膜する前の段階で密着性に劣るポリイミドフィルムを取り除くことができるので、効率よく２層フレキシブル基板を作製することができる。なお、乾式めっき法による金属層の成膜は極めて短時間で行われるので、金属層の成膜の前後でポリイミドフィルム表面のイミド化の程度はほとんど変わらないと推測できる。
【実施例】
【００４５】
次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこの実施例によって何ら限定されるものではない。なお、下記実施例において下地金属層が接する側のポリイミドフィルム表面の官能基の測定に用いた赤外分光装置の測定条件を表１に示す。
【００４６】
【表１】
2015103671.tif 000002
【００４７】
また、ポリイミドフィルムと金属層との密着力は、ＩＰＣ−ＴＭ−６５０、ＮＵＭＢＥＲ２.４.９に準拠したピール強度を測定する方法で判定した。ただし、リード幅は１ｍｍとし、ピールの角度は９０°とした。リードのパターン形成には、エッチング液に第二鉄水溶液を用いたサブトラクティブ法で形成した。なお、ピール強度は銅被膜層が厚くなるほど高い値を示す傾向にあるが、以下の密着力の測定は、現在汎用されている銅厚８μｍでの測定を基準とした。
【００４８】
（ＰＭＤＡ＋ＯＤＡ）と（ＢＰＤＡ＋ＯＤＡ）を主成分とするポリイミドフィルム（東レ・デュポン（株）製、商品名「カプトン１５０ＥＮ」）を真空容器内で加熱後、下地金属層の第１層として２０質量％Ｃｒ−Ｎｉ合金ターゲット（住友金属鉱山（株）製）を用いた直流スパッタリング法により、２０質量％Ｃｒ−Ｎｉ合金の下地金属層を２０ｎｍの厚さに成膜した。さらにその上に銅薄膜層として、Ｃｕターゲット（住友金属鉱山（株）製）を用いた直流スパッタリング法により、銅薄膜層を２００ｎｍの厚さに成膜した。
【００４９】
その後、銅薄膜層の表面に電気めっき法により銅層の厚みが８μｍになるまで銅電気めっき層を成膜して銅被膜層を形成した。このようにして、試料１の２層フレキシブル基板を作製した。この場合、金属層はポリイミドフィルム側より下地金属層、銅薄膜層、および銅電気めっき層の順に積層された構造であり、それらのうち銅薄膜層および銅電気めっき層が銅被膜層を構成する。
【００５０】
次に、得られた試料１の２層フレキシブル基板から後述する赤外分光装置による測定用の試験片を切り取った後の残りに対して、ドライフィルムをラミネートすることで感光性レジスト膜を形成してから露光現像し、塩化第２鉄溶液で金属層をエッチングして除去した。その後、レジストを除去してピール強度評価用の幅１ｍｍのリードを形成した。得られたリードをポリイミドフィルムに対して９０°方向に引き剥がし、ポリイミドフィルムと金属層の間の密着力を測定した。その結果、この試料１の２層フレキシブル基板の初期ピール強度は５２５Ｎ／ｍと良好であった。
【００５１】
更に、上記した２層フレキシブル基板から切り取った試験片に対して、その金属層を塩化第２鉄溶液によるエッチングで除去した後、水洗および乾燥処理を行い、下地金属層が接していた側のポリイミドフィルム表面の官能基を上記表１の条件で測定したところ、Ａイミド／Ａベンゼンは２.０であった。
【００５２】
試料１とは別ロットのポリイミドフィルムを用いた以外は上記試料１の場合と同様にして試料２の２層フレキシブル基板を作製した。この試料２の２層フレキシブル基板に対して、試料１の場合と同様にピール強度評価用の１ｍｍのリードを形成して初期ピール強度を測定したところ、６８０Ｎ／ｍと良好であった。また、上記試料１と同様にして、下地金属層が接していた側のポリイミドフィルム表面の官能基を測定したところ、Ａイミド／Ａベンゼンは３.０であった。
【００５３】
試料１および２とは別ロットのポリイミドフィルムを用いた以外は上記試料１の場合と同様にして試料３の２層フレキシブル基板を作製した。この試料３の２層フレキシブル基板に対して、試料１の場合と同様にピール強度評価用の１ｍｍのリードを形成して初期ピール強度を測定したところ、４５７Ｎ／ｍと低く、不充分であった。また、上記試料１と同様にして、下地金属層が接していた側のポリイミドフィルム表面の官能基を測定したところ、Ａイミド／Ａベンゼンは１.９であった。