(57)【要約】【課題】微細回路基板の形成に不可欠な極薄金属箔を用いた金属張り板形成において、金属箔にシワ・歪み等が発生するするのを防ぐ。【解決手段】耐熱性フィルム上に金属箔が形成されている金属箔付きフィルムキャリア、その金属箔付きフィルムキャリアを用い、金属箔を転写することことを特徴とする金属張り板の製造方法およびその金属箔付きフィルムキャリアを用い、金属箔を転写することで得られる金属張り板。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱性フィルム上に金属箔が形成されている金属箔付きフィルムキャリア。
【請求項２】
金属箔厚みが１０ｎｍ以上３５μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の金属箔付きフィルムキャリア。
【請求項３】
フィルムがポリイミドフィルムであることを特徴とする請求項１記載の金属箔付きフィルムキャリア。
【請求項４】
フィルムがビフェニルテトラカルボン酸骨格あるいはピロメリット酸骨格を有するポリイミドフィルムであることを特徴とする請求項１記載の金属箔付きフィルムキャリア。
【請求項５】
フィルムがフェニレンジアミン骨格あるいはジアミノジフェニルエーテル骨格を有するポリイミドフィルムであることを特徴とする請求項１記載の金属箔付きフィルムキャリア。
【請求項６】
金属箔が銅を主たる成分とした金属箔であることを特徴とする請求項１記載の金属箔付きフィルムキャリア。
【請求項７】
耐熱性フィルムの上に電解銅箔あるいは圧延銅箔を形成していることを特徴とする請求項１記載の金属箔付きフィルムキャリア。
【請求項８】
耐熱性フィルムの上に鍍金、スパッタ、蒸着のいずれかの方法で金属箔を形成していることを特徴とする請求項１記載の金属箔付きフィルムキャリア。
【請求項９】
請求項１記載の金属箔付きフィルムキャリアを用い、金属箔を転写することことを特徴とする金属張り板の製造方法。
【請求項１０】
請求項１記載の金属箔付きフィルムキャリアを用い、５０℃以上５００℃以下で転写することを特徴とする請求項９記載の金属張り板の製造方法。
【請求項１１】
金属箔を転写した後すぐにキャリアを除去せず、１５０℃以上の高温環境下の工程まで付随させることを特徴とする請求項９記載の金属張り版の製造方法。
【請求項１２】
請求項１記載の金属箔付きフィルムキャリアを用い、金属箔を転写することで得られる金属張り板。
【請求項１３】
金属薄に絶縁性耐熱樹脂を塗布することを特徴とする請求項１２記載の金属張り板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属箔付きフィルムキャリア、金属張り板の製造方法および金属張り板に関し、さらに詳しくは、極薄の金属箔をシワや歪みを発生させることなく取り扱うことができる金属箔付きフィルムキャリアに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、回路基板用金属箔としては、主として厚み１２μm〜３５μmの銅箔が使用され、回路基板上に形成される配線幅は７５μｍ以上が一般的であった。しかしながら、電子機器の高機能化・軽薄短小化に伴い、回路基板にも高集積化や高密度化の要求が高まりつつあり、より高密度で微細な配線幅の設計が求められている。
【０００３】
回路基板の配線幅の高密度化及び微細化実現には、回路基板を形成するための金属張り板に用いられる金属箔を極薄、すなわち厚さが１２μm以下にすることが不可欠だが、極薄の金属箔を単体で取り扱うとシワや歪みが発生しやすく、取り扱いが極めて困難である。そのため、支持体として金属キャリアを用い、この金属キャリアの上に離型層を形成し、その上に極薄の金属箔を形成する方法が特許文献１やエレクトロニクス実装学会誌Ｖｏｌ．４Ｎｏ．２（２００１年）などに開示されており、これを用いて接着剤付き樹脂に金属薄を転写することで金属張り板を製造する方法が特許文献２、特許文献３などに開示されている。
【０００４】
しかしながら、離型層付き金属キャリアを使用して金属薄を接着剤を介して樹脂に転写する場合、キャリアと一緒に扱っている間は極薄金属箔にシワや歪みが発生しないが、極薄金属箔とキャリアとの剥離性が不十分であるため、剥離の際にシワや歪みを発生させてしまう問題を有していた。また、金属をキャリアとして使用するためには、使用する金属に一定の厚みが要求されるので、重量が増加し、取り扱い性が著しく悪化する問題も有していた。また、離型層付き金属キャリアを使用して金属箔上に絶縁性耐熱樹脂を塗布し、２００℃〜４００℃の高温で硬化することで接着剤無しの金属張り板を形成する場合、キャリアの離型層が熱劣化することで十分な剥離性を確保できないという問題を有していた。
【０００５】
このような問題を解決するため、剥離層付き金属キャリアの代わりに、フィルムキャリアの表面を金属イオン含有液で処理して金属イオンを導入し、金属イオンを金属の還元して導体層を形成することで離型層不要の金属箔付きフィルムキャリアを得て、これを使用して金属箔を転写することで金属箔張り板を製造する方法が特許文献４などに開示されている。
【０００６】
しかし、このうな離型層無しの金属箔付きフィルムキャリアを製造するには設備・コスト・薬品の取り扱い等での制約が多く、また金属箔を転写する際に金属箔とフィルムキャリアとの剥離性が十分でないために金属箔にシワや歪みが発生する、あるいは簡単に剥離するために転写前に金属箔がフィルムキャリアから剥離するという問題を有していた。更に、このような方法で得られる金属箔は膜としての強度が不十分であり、厚みむらが多く、破れやすく、微細な穴があいていたりする問題を有していた。
【特許文献１】特開２００２−２０４０４９号公報
【特許文献２】特開２００３−７１９８４号公報
【特許文献３】特開２００２−３１６３８６号公報
【特許文献４】特開２００３−１４５６７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の問題点を解決するものであり、耐熱性フィルムを金属箔付きフィルムキャリアのキャリアとして使用することで、極薄金属箔の取り扱いが容易であり、極薄金属箔の剥離も容易であり、重量増加が少なく、耐熱性も良好な金属箔付きフィルムキャリアを提供し、それを使用することで３層金属張り板に加えて２層金属張り板の製造を可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の金属箔付きフィルムキャリアは耐熱性フィルム上に金属箔が形成されている。
【０００９】
金属箔厚みが１０ｎｍ以上３５μｍ以下であること、フィルムがポリイミドフィルムであること、フィルムがビフェニルテトラカルボン酸骨格あるいはピロメリット酸骨格を有するポリイミドフィルムであること、フィルムがフェニレンジアミン骨格あるいはジアミノジフェニルエーテル骨格を有するポリイミドフィルムであること、金属箔が銅を主たる成分とした金属箔であること、フィルムの上に電解銅箔あるいは圧延銅箔を形成していること、耐熱性フィルムの上に鍍金、スパッタ、蒸着のいずれかの方法で金属箔を形成していることは好ましい態様である。
【００１０】
本発明の金属張り板の製造方法は上記の金属箔付きフィルムキャリアを用い、金属箔を転写することを特徴とする。
【００１１】
５０℃以上５００℃以下で転写すること、金属箔を転写した後すぐにキャリアを除去せず、１５０℃以上の高温環境下の工程まで付随させることは好ましい態様である。
【００１２】
本発明の金属張り板は上記の金属箔付きフィルムキャリアを用い、金属箔を転写することで得られる。
【００１３】
金属薄に絶縁性耐熱樹脂を塗布すること箱の増井態様である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の金属箔付きフィルムキャリアを用いることで、極薄金属箔の取り扱いが容易となり、極薄金属箔の剥離性も問題なく、重量増加が少なく、更に、離型層が存在しないため絶縁性耐熱樹脂を塗布にて極薄金属箔に形成する場合であっても、剥離性および耐熱性が良好な金属箔付きフィルムキャリアを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は耐熱性フィルム上に金属箔が形成されている金属箔付きフィルムキャリアであることを特徴としている。耐熱性フィルムをキャリアに用いることで、金属箔が極薄であっても取り扱いが容易であり、極薄金属箔の剥離も容易であり、重量増加が少なく、耐熱性も良好となる。
【００１６】
本発明における耐熱性フィルムとしては、ポリフェニレンサルファイド、アラミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルホンなどが挙げられるがこれらに限定されない。これらの中ではポリイミドが好ましい。ポリイミドの具体例としては、以下の酸成分とジアミン成分とを用いて得られるポリイミドが挙げられる
（１）酸成分
ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３’，３，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンジカルボン酸二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル、ピリジン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物、１，２，４，５−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−デカヒドロナフタレンテトラカルボン酸二無水物、４，８−ジメチル−１，２，５，６−ヘキサヒドロナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，６−ジクロロ−１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，７−ジクロロ−１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−テトラクロロ−１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，８，９，１０−フェナントレンテトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、１，１−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、１，１−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物、ベンゼン−１，２，３，４−テトラカルボン酸二無水物、３，４，３’，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物等。
（２）ジアミン成分
４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，３’−ジアミノジフェニルエーテル、メタフェニレンジアミン、パラフェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルプロパン、３，４’−ジアミノジフェニルプロパン、３，３’−ジアミノジフェニルプロパン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジアミノジフェニルメタン、ベンチジン、４，４’−ジアミノジフェニルサルファイド、３，４’−ジアミノジフェニルサルファイド、３，３’−ジアミノジフェニルサルファイド、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、３，４’−ジアミノジフェニルスルホン、３，３’−ジアミノジフェニルスルホン、２，６−ジアミノピリジン、ビス−（４−アミノフェニル）ジエチルシラン、３，３’−ジクロロベンチジン、ビス−（４−アミノフェニル）エチルホスフィノキサイド、ビス−（４−アミノフェニル）フェニルホスフィノキサイド、ビス−（４−アミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミン、ビス−（４−アミノフェニル）−Ｎ−メチルアミン、１，５−ジアミノナフタレン、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、３，４’−ジメチル−３’，４−ジアミノビフェニル３，３’−ジメトキシベンチジン、２，４−ビス（ｐ−β−アミノ−ｔ−ブチルフェニル）エーテル、ビス（ｐ−β−アミノ−ｔ−ブチルフェニル）エーテル、ｐ−ビス（２−メチル−４−アミノペンチル）ベンゼン、ｐ−ビス−（１，１−ジメチル−５−アミノペンチル）ベンゼン、ｍ−キシリレンジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、１，３−ジアミノアダマンタン、３，３’−ジアミノ−１，１’−ジアミノアダマンタン、３，３’−ジアミノメチル１，１’−ジアダマンタン、ビス（ｐ−アミノシクロヘキシル）メタン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、３−メチルヘプタメチレンジアミン、４，４’−ジメチルヘプタメチレンジアミン、２，１１−ジアミノドデカン、１，２−ビス（３−アミノプロポキシ）エタン、２，２−ジメチルプロピレンジアミン、３−メトキシヘキサエチレンジアミン、２，５−ジメチルヘキサメチレンジアミン、２，５−ジメチルヘプタメチレンジアミン、５−メチルノナメチレンジアミン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、１，１２−ジアミノオクタデカン、２，５−ジアミノ−１，３，４−オキサジアゾール、２，２−ビス（４−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、Ｎ−（３−アミノフェニル）−４−アミノベンズアミド、４−アミノフェニル−３−アミノベンゾエート等。
【００１７】
これらの中では、とりわけビフェニルテトラカルボン酸骨格、ピロメリット酸骨格、フェニレンジアミン骨格、ジアミノジフェニルエーテル骨格を有するポリイミドが好ましい。このような骨格を有するポリイミドフィルムとしては、東レ・デュポン（株）製“カプトン”Ｈ、“カプトン”ＥＮ、“カプトン”Ｋ、鐘淵化学工業（株）製“アピカル”ＡＨ、“アピカル”ＮＰＩ、“アピカル”ＨＰ、宇部興産（株）製“ユーピレックス”Ｓ、“ユーピレックス”Ｒなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【００１８】
フィルムの物性としては、熱収縮率が０．０５％以下、熱膨張係数が銅箔と近似の９〜２８ｐｐｍ／℃であることが好ましく、熱膨張係数が１２〜１８ｐｐｍ／℃であることがより好ましい。フィルム厚みとして好ましくは１〜５００μｍ、より好ましくは５〜２２５μｍ、更に好ましくは５〜１７５μｍである。フィルムが薄すぎると金属箔を十分に支持できず、金属箔にシワや歪みを発生させてしまうので好ましくない。またフィルムが厚すぎると金属箔をうまく積層できないのでやはり好ましくない。
【００１９】
上記のようなフィルムキャリアに形成される金属箔としては、極薄の金属箔が選ばれる。形成方法については、蒸着、スパッタ、および鍍金などの方法を用いる。ここで、鍍金としては無電解鍍金、電解鍍金のいずれでもよい。これらの中では主としてまず蒸着あるいはスパッタを施し、しかる後に無電解鍍金あるいは電解鍍金を施すことにより金属箔を得る方法が用いられる。蒸着やスパッタすることなしに無電解鍍金にて金属箔を形成すると、得られる金属箔の膜としての強度が不十分であり、厚みむらが多く、破れやすく、微細な穴があいていたりするので、最初は蒸着あるいはスパッタにて金属を形成するのがよい。このようにして得られる極薄金属箔の厚みとしては、１０ｎｍ以上３５μｍ以下であるものが用いられ、より好ましくは厚みが１００ｎｍ以上１２μｍ以下であるものが用いられ、更に好ましくは５００ｎｍ以上９μｍ以下であるものが用いられる。金属箔が極度に薄すぎるとうまく転写できず、またせっかくキャリアでシワや歪みが発生するのは防いでも転写後にシワや歪みが発生する。逆に金属箔が厚すぎると微細配線形成に不利となるので上記範囲が選ばれる。金属箔の種類としては、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、亜鉛、鉛、スズ、銀、金、ステンレスなどが挙げられるが、回路基板の配線として用いられることから、主として銅からなる金属箔であることが好ましい。
【００２０】
上記のような構成で得られる金属箔付きフィルムキャリアを用い、金属箔を転写、または絶縁性耐熱樹脂を塗布することで金属張り板を形成する。金属箔の転写および絶縁性耐熱樹脂の硬化温度、方法については特に限定されないが、５０℃以上５００℃以下で転写および硬化させるのが好ましく、１００℃以上４００℃以下であることがより好ましい。３層金属張り板を製造する場合、転写および硬化温度が低すぎると金属箔の剥離が不十分でうまく転写できず、転写温度が高すぎると金属箔やフィルムキャリアが熱劣化を起こすので上記範囲が選ばれる。また、２層金属張り板を製造する場合、絶縁性耐熱樹脂の塗布後の硬化温度が低すぎると樹脂と金属箔との密着性が不十分となり、逆に硬化温度が高すぎると３層金属張り板同様に金属箔やフィルムキャリアは勿論、樹脂基体そのものが熱劣化を起こすので上記範囲が選ばれる。ここで絶縁性耐熱樹脂としては、熱硬化ポリイミド、熱可塑ポリイミド、エポキシ樹脂、各種液晶ポリマー、ポリフェニレンサルファイド、アラミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルホンなどが挙げられる。
【００２１】
更に、金属箔転写後すぐにフィルムキャリアを除去せず、その後の１５０℃以上の高温環境化でのキュアリング工程まで付随させることも有用である。この場合、フィルムキャリアは金属箔の保護フィルムとしての役割も果たし、ロールキュア時の巻き締まりおよび搬送工程で発生する金属箔への傷や、熱劣化を防ぐのにも有効に働く。
【実施例】
【００２２】
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。
【００２３】
［実施例１］
耐熱性フィルムとして、ピロメリット酸骨格とジアミノジフェニルエーテル骨格を有する東レ・デュポン（株）製ポリイミドフィルム”カプトン”１５０ＥＮ（３７．５μm厚）を用いた。この耐熱性フィルムの上に、Ｎｉ／Ｃｒ＝９０／１０合金を２０ｎｍ厚になるようにスパッタし、その後に銅を７００ｎｍ厚になるようにスパッタし、その後に電解銅鍍金により総厚みが２μmである金属箔を形成し、金属箔付きフィルムキャリアを得た。なお、１５０ＥＮとスパッタ層との密着強度は初期で５Ｎ／ｃm、１６０℃×１週間の熱負荷後で１Ｎ／ｃmであった。
【００２４】
回路基板のベース基材として東レ・デュポン（株）製ポリイミドフィルム”カプトン”５０ＥＮ（１２．５μｍ厚）を用い、この片面に三井化学（株）製エポキシ樹脂系接着剤ＥＰＯＸ−ＡＨ３５７を乾燥厚み１５μｍで塗布して形成した。上記で得られた金属箔付きキャリアフィルムを使用し、金属箔をこのエポキシ樹脂系接着剤が塗布されたポリイミドフィルムの接着剤側に７０℃×１０秒（２ＭＰａ加圧下）で転写し、金属箔・接着剤・ポリイミドフィルムの３層構造からなる金属張り板を得た。その後、金属張り板を２００℃×６０分（２ＭＰａ加圧下）で処理し、接着剤を硬化させた。
【００２５】
得られた金属張り板の外観を検査したところ、２μｍ厚という極薄の金属箔にもかかわらず、シワや歪みは観察されなかった。また、フィルムキャリアにスパッタ層の残存も観察されず、高密度回路基板に適した３層金属張り板であった。
【００２６】
［実施例２］
実施例１において得られた２μm厚金属箔付きフィルムキャリアを用い、金属箔にＮ−メチルピロリドン溶液のシロキサン骨格含有のポリアミック酸樹脂を塗布し、３００℃環境下にて溶媒除去及びイミド化を行い、厚み８μｍの熱可塑性ポリイミドを形成した。その後キャリアフィルムを剥離したところ、２μm厚という極薄の金属箔にもかかわらず、銅箔表面にシワや歪みは観察されなかった。また、フィルムキャリアにスパッタ層の残存も確認されず、良好な剥離性が得られ、高密度回路基板に適した２層金属張り板であった。、
［実施例３］
耐熱性フィルムとして、鐘淵化学工業（株）製ポリイミドフィルム”アピカル”２５ＮＰＩ（２５μm厚）を用いた。この耐熱性フィルムの上に、アルミニウム蒸着、無電解銅鍍金、電解銅鍍金、無電解錫鍍金をこの順に施し、総厚みが３μｍである金属箔を形成し、金属箔付きフィルムキャリアを得た。
【００２７】
回路基板のベース基材として鐘淵化学工業（株）製ポリイミドフィルム”アピカル”２５ＮＰＩ（２５μｍ厚）を用い、この両面にエポキシ樹脂系接着剤をコーティングした。上記で得られた金属箔付きキャリアフィルムを使用し、金属箔をこのエポキシ樹脂系接着剤が塗布されたポリイミドフィルムの両方の接着剤上に１５０℃×１０秒（２ＭＰａ加圧下）で転写し、金属箔・接着剤・ポリイミドフィルム・接着剤・金属箔の５層構造からなる両面金属張り板を得た。その後、金属張り板を２００℃×６０分（２ＭＰａ加圧下）で処理し、接着剤を硬化させた。
【００２８】
得られた金属張り板の外観を検査したところ、３μｍ厚という極薄の金属箔にもかかわらず、シワや歪みは観察されなかった。また、フィルムキャリアに蒸着層の残存も観察されず、高密度回路基板に適した金属張り板であった。
【００２９】
［実施例４］
耐熱性フィルムとして、ビフェニルテトラカルボン酸骨格とフェニレンジアミン骨格を有する宇部興産（株）製ポリイミドフィルム“ユーピレックス”２５Ｓ（５０μｍ厚）を用いた。この耐熱性フィルムの上に、Ｎｉを１００ｎｍ厚になるようにスパッタし、その後に銅を１０００ｎｍ厚になるようにスパッタし、その後に無電解銅鍍金を０．５μｍ厚、電解銅鍍金を３μｍ施し、金属箔付きフィルムキャリアを得た。
【００３０】
このようにして得られた金属箔付きフィルムキャリアを用い、実施例３と同様の方法で金属張り板を得た。
【００３１】
得られた金属張り板の外観を検査したところ、極薄の金属箔にもかかわらず、シワや歪みは観察されなかった。また、フィルムキャリアにスパッタ層の残存も観察されず、高密度回路基板に適した金属張り板であった。
【００３２】
［比較例１］
実施例２において、耐熱性フィルムである東レ・デュポン（株）製ポリイミドフィルム”カプトン”２００Ｈの代わりに厚さ２５μｍの東レ（株）製ポリエステルフィルム“ルミラー”を用いる以外は全て実施例２と同様にして金属箔付きキャリアを形成した。
【００３３】
形成した金属箔付きキャリアを用い、実施例２と同じように金属箔を転写して３層金属張り板を作成しようとしたが、転写の際にポリエステルフィルムに熱による歪みが発生し、その影響で金属箔にも歪みが発生した。
【００３４】
更に、得られた金属張り板の外観を検査したところ、金属箔にはところどころにシワも観察され、高密度回路基板に使用できる状態ではなかった。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の金属箔付きフィルムキャリアは、通常の回路基板ばかりでなく、高密度回路基板にも好ましく適用できる。