(57)【要約】【課題】接着剤を使用しない２層基板であっても、ポリイミドフィルムと金属層との間の密着力を確実且つ簡単に確認評価することができ、充分な密着力を持つ金属被覆ポリイミド基板を安定して提供する。【解決手段】ポリイミドフィルムがビフェニルテトラカルボン酸二無水和物とｐ−フェニレンジアミンからなるポリイミドフィルムの少なくとも片面に、ニッケルや銅等の金属層が直接形成された金属被覆ポリイミド基板であって、その金属層を湿式エッチングにより除去して硝酸銀水溶液に浸漬したポリイミドフィルムの断面表層部に、透過電子顕微鏡又は走査電子顕微鏡での観察によって認められる染色領域の厚みが３０Å以上である。【選択図】　　　図２
2004075913.tif 000002
【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金属層が直接形成された金属被覆ポリイミド基板であって、該金属層を湿式エッチングにより除去して硝酸銀水溶液に浸漬したポリイミドフィルムの断面の表層部に、透過電子顕微鏡又は走査電子顕微鏡での観察によって認められる染色領域が存在することを特徴とする金属被覆ポリイミド基板。
【請求項２】
前記ポリイミドフィルムがビフェニルテトラカルボン酸二無水和物とｐ−フェニレンジアミンからり、その断面の表層部に存在する染色領域の厚みが３０Å以上であることを特徴とする、請求項１に記載の金属被覆ポリイミド基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板、フレキシブルプリント基板、ＴＡＢテープ等の電子部品の素材となる金属被覆ポリイミド基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリイミドは優れた耐熱性を有し、また機械的、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基板（ＦＰＣ）、テープ自動ボンディング用テープ（ＴＡＢテープ）等の電子部品用の絶縁基板材料として多用されている。
【０００３】
このようなＰＷＢ、ＦＰＣ、又はＴＡＢテープは、ポリイミドフィルムの少なくとも片面に、例えば銅等の金属層を被覆した金属被覆ポリイミド基板を加工することによって作製されている。また、金属被覆ポリイミド基板は、その用途に応じて、使用するポリイミドフィルム並びに金属層の厚みや材質等が定められている。
【０００４】
かかる金属被覆ポリイミド基板には、ポリイミドフィルムと金属箔とを接着剤で接合した３層基板と、ポリイミドフィルム上に金属層を直接形成した２層基板とがある。現在では、接合界面の信頼性が高く、ポリイミドフィルム並びに金属層の厚みを薄く且つ自由に制御できる２層基板が注目されている。
【０００５】
２層基板の金属被覆ポリイミド基板の場合、ポリイミドフィルム上に金属層を形成するには、厚付けが容易な電気めっき法が多く採用されている。例えば、ポリイミドフィルムに直接電気めっきを施すことは不可能なので、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の乾式めっき法あるいは無電解めっき法により第１金属層を形成し、その上に１層又はそれ以上の第２金属層を電気めっき法により形成する方法がとられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記２層基板の金属被覆ポリイミド基板では、接着剤を使用しないので、ポリイミドフィルムと金属層との密着力を高めるために、ポリイミドフィルムの表面にプラズマやコロナ放電又は湿式処理を施し、カルボキシル基や水酸基等の親水性官能基を導入することが一般に行われている。
【０００７】
しかしながら、このようなプラズマやコロナ放電又は湿式処理を施しても、ポリイミドフィルムと第１金属層との間の密着力が充分でなかったり、充分な密着力を安定して得ることができなかったりするため、従来の２層基板の金属被覆ポリイミド基板では信頼性に問題があった。
【０００８】
本発明は、このような従来の事情に鑑み、接着剤を使用しない２層基板であっても、ポリイミドフィルムと金属層との間の密着力を確実且つ簡単に確認評価することができ、もって充分な密着力を持つ金属被覆ポリイミド基板を安定して提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明が提供する金属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金属層が直接形成された金属被覆ポリイミド基板であって、該金属層を湿式エッチングにより除去して硝酸銀水溶液に浸漬したポリイミドフィルムの断面の表層部に、透過電子顕微鏡又は走査電子顕微鏡での観察によって認められる染色領域が存在することを特徴とする。
【００１０】
また、上記本発明における好ましい態様の金属被覆ポリイミド基板は、前記ポリイミドフィルムがビフェニルテトラカルボン酸二無水和物とｐ−フェニレンジアミンからり、その断面の表層部に存在する染色領域の厚みが３０Å以上であることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
ポリイミドフィルムにプラズマやコロナ放電又は湿式処理を施し、接着剤を用いることなく、その表面上に金属層を直接形成した金属被覆ポリイミド基板について、形成した金属層を湿式エッチングにより除去して表層部を露出させ、その断面を硝酸銀水溶液に浸漬した後、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）又は走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察すると、図１に示すように、ポリイミドフィルムＰの表層部に銀による染色領域Ａが認められる。
【００１２】
この染色領域は、プラズマやコロナ放電又は湿式処理によってポリイミドフィルムの表層部が改質され、この改質層と結合した金属層成分に銀が置換析出して形成されたものと考えられ、ＴＥＭやＳＥＭによりコントラストの差として観察することができる。尚、染色領域の形成に用いる硝酸銀水溶液の濃度は０．１重量％以上であれば良いが、高濃度ほど浸漬時間を短くできるため１０〜２０重量％程度が好ましい。
【００１３】
本発明者らの検討によれば、ポリイミドフィルムと金属層の間の密着力と、染色領域の厚みとの間に、密接な関係が存在することが分かった。特にビフェニルテトラカルボン酸二無水和物（ＢＰＤＡ）とｐ−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）とからなるポリイミドフィルムにおいては、上記染色領域の存在がＴＥＭやＳＥＭにより明瞭に観察できるうえ、密着力と染色領域の厚みとの間に安定した一定の関係が存在することが確認された。
【００１４】
尚、ＢＰＤＡとＰＤＡからなるポリイミドフィルムは、下記化学式１に示す基本骨格を有するポリイミドからなり、例えば宇部興産（株）から商品名ユーピレックス−Ｓ等として市販されている。
【００１５】
【化１】
2004075913.tif 000003
【００１６】
図２は、上記ＢＰＤＡとＰＤＡからなるポリイミドフィルについて、プラズマやコロナ放電又は湿式処理の条件等をコントロールすることによって、ポリイミドフィルムの表層部に現れる染色領域の厚みを変化させ、種々の厚みの染色領域と金属層の密着力との関係を測定した結果を示すグラフである。図２のグラフから分かるように、ポリイミドフィルムの表層部に現れる染色領域の厚みを３０Å以上とすることにより、７００ｇ／ｃｍ以上の高い密着力を有する金属被覆ポリイミド基板が得られる。
【００１７】
即ち、ＴＥＭやＳＥＭで観察した染色領域の厚みから、ポリイミドフィルムと金属層との間の密着力を確実且つ簡単に確認することができ、その染色領域の厚みを３０Å以上に形成し得る条件、例えばプラズマやコロナ放電又は湿式処理による処理条件等を制御することにより、充分な密着力を持つ金属被覆ポリイミド基板を安定して作製することができる。
【００１８】
尚、ポリイミドフィルム上に形成される金属層の材質としては、ニッケル、クロム、銅、又はこれらの合金、若しくはこれらの酸化物等が考えられるが、特に限定されるものではない。
【００１９】
【実施例】
厚さ２５μｍのポリイミドフィルム（商品名ユーピレックス−Ｓ）の表面に、プラズマ処理又はコロナ放電処理を試料毎に条件を変えて施した。その後、各ポリイミドフィルム上に、Ｎｉの第１金属層をスパッタリング及びＣｕの第２金属層を電気めっき法により形成して、合計厚さ８μｍの金属層を有する試料１〜４の各金属被覆ポリイミド基板を得た。
【００２０】
次に、５％ＦｅＣｌ３溶液を用いた湿式エッチングにより金属層を除去し、露出したポリイミドフィルムをダイヤモンドカッター等により切断した。このようにして作製した各ポリイミドフィルムの断面を、２０重量％の硝酸銀水溶液に１時間浸漬した後、それぞれＴＥＭで観察して染色領域の厚みを測定した。
【００２１】
尚、本発明による好ましい具体例として、試料３の染色領域のＴＥＭ観察結果を図３に、試料４の染色領域のＴＥＭ観察結果を図４にそれぞれ示した。図３及び図４から、試料３の染色領域の厚みは約２００Åであり、試料４の染色領域の厚みは約３００Åであることが分る。
【００２２】
また、上記と同様に作製した試料１〜４の金属被覆ポリイミド基板を用いて、形成した金属層を除去することなく、通常のごとく配線幅９０μｍのＴＡＢテープパターンにそれぞれ加工した。これらのＴＡＢテープパターンをポリイミドフィルムに対して９０度方向に引き剥がし、金属層とポリイミドフィルムの間の密着力を測定した。
【００２３】
上記測定によって得られたポリイミドフィルム表層部に認められる染色領域の厚みと、ポリイミドフィルムに対する銅層の密着力との関係を図２に示した。試料１は染色領域の厚みが約１０Åと薄く、密着力も２５０ｇ／ｃｍと低く不充分であった。しかし、本発明による試料２〜４では、いずれも染色領域の厚みが３０Åを超えていて、密着力も７００ｇ／ｃｍ以上であった。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、接着剤を使用しない２層基板であっても、染色領域の厚みによりポリイミドフィルムと金属層の間の密着力を確実且つ簡単に確認評価できるので、充分な密着力を持つ金属被覆ポリイミド基板を安定して提供することができる。従って、本発明による金属被覆ポリイミド基板を用いることにより、信頼性の高いＰＷＢ、ＦＰＣ、ＴＡＢテープ等を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】金属層を湿式エッチングにより除去した後硝酸銀水溶液に浸漬したポリイミドフィルムの断面に認められる染色領域のＴＥＭ観察写真である。
【図２】ＢＰＤＡとＰＤＡからなるポリイミドフィルムについて、染色領域の厚みと密着力の関係を示すグラフである。
【図３】実施例の試料３における染色領域のＴＥＭ観察写真である。
【図４】実施例の試料４における染色領域のＴＥＭ観察写真である。
【符号の説明】
Ｐ　　　ポリイミドフィルム
Ａ　　　染色領域
【図１】
2004075913.tif 000004
【図２】
2004075913.tif 000005
【図３】
2004075913.tif 000006
【図４】
2004075913.tif 000007