(57)【要約】【課題】接着剤層の特性による影響を受けずにポリイミドフィルムが本来有している高温安定性を発揮することができ、同時に、銅導体層の厚みを薄くかつ自由に調製することができる２層メッキ基板であって、屈曲部に使用される際に、折曲げに対する耐久性に優れる銅被覆ポリイミド基板を提供する。【解決手段】ポリイミドフィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに直接、金属シード層を形成し、さらにその上にめっき法によって銅導体層を積層してなる銅被覆ポリイミド基板において、前記ポリイミドフィルムは、ビフェニルテトラカルボン酸成分とフェニレンジアミン成分との重合により製造されるポリイミド樹脂から形成されることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリイミドフィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに直接、金属シード層を形成し、さらにその上にめっき法によって銅導体層を積層してなる銅被覆ポリイミド基板において、
前記ポリイミドフィルムは、ビフェニルテトラカルボン酸成分とフェニレンジアミン成分との重合により製造されるポリイミド樹脂から形成されることを特徴とする銅被覆ポリイミド基板。
【請求項２】
ＪＰＣＡ  ＢＭ０１−１１．６  ＭＩＴ耐折性試験方法に定める折曲げ性が、３００回以上であることを特徴とする請求項１に記載の銅被覆ポリイミド基板。
【請求項３】
前記金属シード層は、スパッタリング法又は蒸着法により形成されたニッケル層、クロム層、又はニッケルクロム合金層からなり、かつ前記銅導体層は、スパッタリング法又は蒸着法により形成された銅層とその上に電気銅めっき法、若しくは無電解銅めっき法、又は両者を併用した方法で厚付けされた銅層からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の銅被覆ポリイミド基板。
【請求項４】
前記ニッケルクロム合金層の厚さは、５０〜４００オングストームであることを特徴とする請求項３に記載の銅被覆ポリイミド基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐折曲げ性を有する銅被覆ポリイミド基板に関し、さらに詳しくは、接着剤層の特性による影響を受けずにポリイミドフィルムが本来有している高温安定性を発揮することができ、同時に、銅導体層の厚みを薄くかつ自由に調製することができる２層メッキ基板であって、屈曲部に使用される際に、折曲げに対する耐久性に優れる銅被覆ポリイミド基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、銅被覆ポリイミド基板は、液晶画面に画像を表示するための駆動用半導体を実装するための半導体実装用の基板として汎用されている。ポリイミドフィルムは、優れた耐熱性を有し、しかも機械的、電気的及び化学的特性においても他のプラスティック材料に比べ遜色のないことから、例えば、プリント配線板（ＰＷＢ）、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）、テープ自動ボンディング用テープ（ＴＡＢ）、チップオンフィルム（ＣＯＦ）等の電子部品用の絶縁基板材料として多用されている。この様なＰＷＢ、ＦＰＣ、ＴＡＢ、及びＣＯＦとしては、ポリイミドフィルムの少なくとも片面上に金属導体層として主に銅を被覆した銅被膜ポリイミド基板を用いてこれを加工することによって得られている。
【０００３】
一般に銅被覆ポリイミド基板としては、ポリイミドフィルムと銅箔とを接着剤を介して接合した３層からなる銅被覆ポリイミド基板（以下、３層基板と呼称する場合がある。）と、ポリイミドフィルムに直接金属層を形成した２層からなる銅被覆ポリイミド基板（以下、２層基板と呼称する場合がある。）が用いられている。さらに、２層基板としては、市販の銅箔上にポリイミドを成膜したキャスティング基板と、市販のポリイミドフィルム上に、直接スパッタリング法により金属シード層を形成し、その上にスパッタリング法及び／又はめっき法により導体層として銅層を積層することにより製造される２層からなる基板（以下、２層めっき基板と呼称する場合がある。）がある。
【０００４】
ところで、最近、特に携帯電子機器の小型化及び薄型化にともないＴＡＢ及びＣＯＦに対しても、小型化、薄型化等による高密度化が要求され、そのためそれらの配線ピッチ（配線幅／スペース幅）は、益々狭くなっている。このような状況に対応するため、銅被覆ポリイミド基板として、接着剤層を設けないため、接着剤層の特性による影響を受けずにポリイミドフィルムが本来有している高温安定性を発揮することができ、同時に、銅導体層の厚みを薄くかつ自由に調製することができる２層めっき基板が注目されている。
【０００５】
このような２層めっき基板としては、例えば、以下の（イ）〜（ハ）の銅被覆ポリイミド基板が提案されている。
（イ）ポリイミド系フィルムの表面に、厚さ７０〜５００オングストロームのニッケルクロム合金のスパッタ層及び銅のメッキ層が設けられ、さらにその上に銅層が設けられている（例えば、特許文献１参照。）。
（ロ）少なくともポリイミドフィルムと、該ポリイミドフィルム上に直接形成された金属シード層と、該金属シード層上に形成された銅の導体層とからなる金属被覆ポリイミド基板において、金属シード層が接する側のポリイミドフィルム表面側に存在する改質層厚みが、硝酸銀染色法による評価で２００オングストローム以下である（例えば、特許文献２参照。）。
（ハ）プラスチックフィルムの両面または片面に、接着剤を介さずに直接、シード層を形成し、そのシード層上に銅導体層を形成してなる銅被覆プラスチック基板において、シード層は、クロム濃度が１５重量％以上４０重量％以下であるニッケルクロム合金からなり、かつその膜厚は１０〜１５０オングストロームである（例えば、特許文献３参照。）。
【０００６】
しかしながら、２層ポリイミド基板においては、接着剤層の特性による影響を受けずにポリイミドフィルムが本来有している高温安定性を発揮することができ、同時に、銅導体層の厚みを薄くかつ自由に調製することができるものの、例えば携帯電話等のように屈曲部に使用される場合には、さらに折曲げに対する耐久性の向上が望まれている。このため、２層めっき基板において、３００回以上の折曲げ性（但し、ＪＰＣＡ  ＢＭ０１−１１．６  ＭＩＴ耐折性試験方法による。）を確保することが求められている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２５２２５７号公報（第１頁、第２頁）
【特許文献２】特開２００３−３３４８９０号公報（第１頁、第２頁）
【特許文献３】特開２００４−１５４９４６号公報（第１頁、第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上記の従来技術の問題点に鑑み、接着剤層の特性による影響を受けずにポリイミドフィルムが本来有している高温安定性を発揮することができ、同時に、銅導体層の厚みを薄くかつ自由に調製することができる２層メッキ基板であって、屈曲部に使用される際に、折曲げに対する耐久性に優れる銅被覆ポリイミド基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記目的を達成するために、２層めっき基板の折曲げ性について、鋭意研究を重ねた結果、特定成分のポリイミド樹脂から形成されるポリイミドフィルムを用いたところ、折曲げに対する耐久性が向上することを見出し、本発明を完成した。
【００１０】
すなわち、本発明の第１の発明によれば、ポリイミドフィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに直接、金属シード層を形成し、さらにその上にめっき法によって銅導体層を積層してなる銅被覆ポリイミド基板において、
前記ポリイミドフィルムは、ビフェニルテトラカルボン酸成分とフェニレンジアミン成分との重合により製造されるポリイミド樹脂から形成されることを特徴とする銅被覆ポリイミド基板が提供される。
【００１１】
また、本発明の第２の発明によれば、第１の発明において、ＪＰＣＡ  ＢＭ０１−１１．６  ＭＩＴ耐折性試験方法に定める折曲げ性が、３００回以上であることを特徴とする銅被覆ポリイミド基板が提供される。
【００１２】
また、本発明の第３の発明によれば、第１又は２の発明において、前記金属シード層は、スパッタリング法又は蒸着法により形成されたニッケル層、クロム層、又はニッケルクロム合金層からなり、かつ前記銅導体層は、スパッタリング法又は蒸着法により形成された銅層とその上に電気銅めっき法、若しくは無電解銅めっき法、又は両者を併用した方法で厚付けされた銅層からなることを特徴とする銅被覆ポリイミド基板が提供される。
【００１３】
また、本発明の第４の発明によれば、第３の発明において、前記ニッケルクロム合金層の厚さは、５０〜４００オングストームであることを特徴とする銅被覆ポリイミド基板が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の耐折曲げ性を有する銅被覆ポリイミド基板は、接着剤層の特性による影響を受けずにポリイミドフィルムが本来有している高温安定性を発揮することができ、同時に、銅導体層の厚みを薄くかつ自由に調製することができる２層メッキ基板であって、屈曲部に使用される際に、折曲げに対する耐久性に優れ、ＪＰＣＡ  ＢＭ０１−１１．６  ＭＩＴ耐折性試験方法により、例えば、３００回以上の折曲げ性が得られ、これは、耐折曲げ性を要求される携帯電話等のフレキシブル基板の素材として十分な特性を有しているので、その工業的価値は極めて大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の耐折曲げ性を有する銅被覆ポリイミド基板は、ポリイミドフィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに直接、金属シード層を形成し、さらにその上にめっき法によって銅導体層を積層してなる銅被覆ポリイミド基板において、前記ポリイミドフィルムは、ビフェニルテトラカルボン酸成分とフェニレンジアミン成分との重合により製造されるポリイミド樹脂から形成されることを特徴とする。
【００１６】
本発明において、ポリイミドフィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに直接、金属シード層を形成し、さらにその上にめっき法によって銅導体層を積層してなる銅被覆ポリイミド基板において、ビフェニルテトラカルボン酸成分とフェニレンジアミン成分との重合により製造されるポリイミド樹脂から形成されるポリイミドフィルムを用いることが重要である。これによって、折曲げに対する耐久性に優れ、例えば、携帯電話等のフレキシブル基板の素材として要求される、ＪＰＣＡ  ＢＭ０１−１１．６  ＭＩＴ耐折性試験方法により、３００回以上の折曲げ性の２層メッキ基板が得られる。上記折曲げ性としては、携帯電話等の屈曲部に使用される用途の場合は、回数が多いほど望ましい。
【００１７】
なお、この作用機構について明確に解明されていないが、ビフェニルテトラカルボン酸成分とフェニレンジアミン成分との重合により製造されるポリイミドフィルムを使用することにより、前記ポリイミドフィルムの金属シード層との界面部が平滑となり、折曲げに際して破断の起点が発生しづらくなることによるものと推測される。
【００１８】
本発明の耐折曲げ性を有する銅被覆ポリイミド基板の構造と製造方法について詳細を説明する。
本発明の耐折曲げ性を有する銅被覆ポリイミド基板の構造を図面を用いて説明する。図１は、本発明の耐折曲げ性を有する銅被覆ポリイミド基板の概略断面図の一例を表す。図１において、銅被覆ポリイミド基板の断面は、ポリイミドフィルム１の表面上に、スパッタリング法又は蒸着法により形成された金属シード層２と銅層３、及びめっき法による銅層４が順次積層された構造になっている。ここで、スパッタリング法又は蒸着法により形成された銅層３とめっき法による銅層４により、銅導体層が形成される。
【００１９】
上記製造方法としては、所定のポリイミドフィルムの表面に直接金属シード層を形成し、その上に銅導体層を積層して銅被覆ポリイミド基板を製造する方法であって、例えば、まず、所定のポリイミドフィルムの表面上に、スパッタリング法又は蒸着法により金属シード層を所定の厚さに形成する工程、次いで、その上に、スパッタリング法又は蒸着法により導体層としての銅層を所定の厚さに積層する工程、さらに電気めっき法若しくは無電解めっき法、又は両者を併用した方法により、銅層を所定の厚さまで厚付けして銅導体層を形成する工程により行なわれる。各工程は、ポリイミドフィルムを数〜数十ｍ／分で搬送させながら、セル内を移動させながら金属層を積層することにより行なわれる。
【００２０】
上記金属シード層としては、特に限定されるものではなく、ポリイミドフィルムと金属層の密着力、及び基板の耐熱、耐湿度環境下での安定性等の特性を確保する役割を果たすことができるものが用いられるが、この中で、特に、ニッケル層、クロム層、又はニッケルクロム合金層が好ましく、ニッケルクロム合金層がより好ましい。例えば、ニッケルクロム合金層の合金組成及び厚さとしては、特に限定されるものではないが、前記合金層中のクロム品位は５〜３０重量％、厚さは５〜５００オングストームが好ましく、５０〜４００オングストームがより好ましい。すなわち、前記合金組成及び厚さは前記特性と密接に関係するとともに、折曲げ性の向上度合に影響し、厚さが５オングストーム未満では、銅層からポリイミドフィルムへの銅の拡散防止効果が薄まり、ポリイミドフィルムと銅層の密着不良の原因となる。一方、厚さが５００オングストームを超えると、折曲げ性の向上が不十分である。特に、厚さが５０〜４００オングストームの範囲において、折曲げ性の向上が著しく、ＪＰＣＡ  ＢＭ０１−１１．６  ＭＩＴ耐折性試験方法により、３００回以上の折曲げ性が得られる。
【００２１】
上記導体層としての銅層は、スパッタリング法又は蒸着法によって金属シード層を形成した後、電気めっきを施す前に導電性を確保するため、引き続きスパッタリング法又は蒸着法によって銅層を形成するものであり、上記銅層の厚さとしては、特に限定されるものではないが、電気めっきによる析出を均一かつ円滑に行うべく導電性を付与するため、５０〜５０００オングストームが好ましい。
【００２２】
上記スパッタリング法に用いる装置としては、特に限定されるものではなく、マグネトロンスパッタ装置等が使用される。また、蒸着法に用いる装置としては、特に限定されるものではなく、真空蒸着装置等が使用される。
【００２３】
上記めっき法による銅の厚付けの方法としては、特に限定されるものではなく、電気銅めっき法、若しくは無電解銅めっき法、又は両者を併用した方法で形成されることができる。ここで、無電解めっきは、スパッタ層のピンホール対策として、電気めっきに先だって、ないしは電気めっきと交互に行うことができる。上記めっき法による銅層の厚さとしては、好ましくは１〜５００μｍ、より好ましくは２〜２０μｍが用いられる。電気めっき法による銅膜の形成には、硫酸と硫酸銅を主成分とする酸性めっき液を用いることによって実施される。
【実施例】
【００２４】
以下に、本発明の実施例及び比較例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例及び比較例で用いた折曲げ性の評価方法としては、ＪＰＣＡ  ＢＭ０１−１１．６  ＭＩＴ耐折性試験方法によって、折れ曲げに至るまでの折曲げ回数を求めた。
【００２５】
（実施例１）
ポリイミドフィルムとして、ビフェニルテトラカルボン酸成分とフェニレンジアミン成分との重合により製造されたポリイミド樹脂から形成されたフィルムを用いた。このポリイミドフィルムの厚さは、３５μｍであった。まず、スパッタリング法により、このポリイミドフィルムの表面上に、クロムを全量に対し２０重量％含有するニッケルクロム合金層を２００オングストームの厚さで形成し、その上にＣｕ層を１５００オングストームの厚さで形成した。その後、その上に、電気めっき法で８μｍの厚さで銅層を厚付けして、２層ポリイミド基板を得た。
得られた２層ポリイミド基板の折曲げ性を評価した。結果を表１に示す。
【００２６】
（実施例２）
ニッケルクロム合金層の厚さが１００オングストームであったこと以外は、実施例１と同様に行ない、得られた２層ポリイミド基板の折曲げ性を評価した。結果を表１に示す。
【００２７】
（実施例３）
ニッケルクロム合金層の厚さが３００オングストームであったこと以外は、実施例１と同様に行ない、得られた２層ポリイミド基板の折曲げ性を評価した。結果を表１に示す。
【００２８】
（比較例１）
ポリイミドフィルムとしてテトラカルボン酸とジアミノジフェニルエーテルからなるポリイミド樹脂から形成されたポリイミドフィルムを用いたこと以外は実施例１と同様に行ない、得られた２層ポリイミド基板の折曲げ性を評価した。結果を表１に示す。
【００２９】
【表１】
2008016596.tif 000002
【００３０】
表１より、実施例１〜３では、ポリイミドフィルムとして、ビフェニルテトラカルボン酸成分とフェニレンジアミン成分との重合により製造されたポリイミド樹脂から形成されたフィルムを用いて、本発明の方法に従って行われたので、ＪＰＣＡ  ＢＭ０１−１１．６  ＭＩＴ耐折性試験方法により、３００回以上の折曲げ性が得られ、折曲げに対する耐久性に優れる２層の銅被覆ポリイミド基板が得られることが分かる。
これに対して、比較例１では、ポリイミドフィルムに用いたポリイミド樹脂がこれらの条件に合わないので、折曲げに対する耐久性において満足すべき結果が得られないことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
以上より明らかなように、本発明の耐折曲げ性を有する銅被覆ポリイミド基板は、折曲げに対する耐久性に優れ、ＪＰＣＡ  ＢＭ０１−１１．６  ＭＩＴ耐折性試験方法により、３００回以上の折曲げ性が得られ、これは、耐折曲げ性を要求される携帯電話等のフレキシブル基板の素材として十分な特性を有しているので、携帯電子機器用のＴＡＢ及びＣＯＦの小型化、薄膜化に対応する基板として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の耐折曲げ性を有する銅被覆ポリイミド基板の概略断面図の一例を表す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    ポリイミドフィルム
２    金属シード層
３    スパッタリング法又は蒸着法による銅層
４    めっき法による銅層
【図１】
2008016596.tif 000003