(57)【要約】【課題】  寸法安定性、耐マイグレーション性、低吸水性、低誘電率、低誘電正接に優れたフレキシブル銅張積層板を提供することを目的とする。【解決手段】  寸法安定性、フィルム表面の平滑性、耐熱性、耐薬品性、高引張り弾性率に優れた性能を有する極薄のアラミドフィルム１６と、寸法安定性、耐熱性、低吸水性、低誘電率、低誘電正接に優れた厚膜のポリイミドフィルム１２とを貼り合せ、良導体である微細プロファイル銅箔１７を耐熱性、耐薬品性、密着強度、低誘電率、低誘電正接、低吸水率に優れた極薄の接着剤１１を介してアラミドフィルム１６側に貼り合わせてフレキシブル銅張積層板を構成する。【選択図】図１
2007223111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さが１２μ〜５０μのポリイミドベースフィルムを、厚さが３μ〜１２μの耐熱性、寸法安定性、密着力に優れた接着剤を介して、厚さが４２μ〜１２μのアラミドフィルムと貼り合せ、さらに、アラミドフィルムの表面に厚さが３μ〜１２μの耐熱性、寸法安定性、密着力に優れた接着剤を塗布し、面粗度Ｒｚが０．５μ〜１．９μ、厚さが３μ〜１２μの良導体である微細プロファイル銅箔を接着して形成したことを特徴とするフレキシブル銅張積層板。
【請求項２】
厚さが４２μ〜１２μのアラミド表面にスパッタまたは蒸着と湿式メッキで厚さが３μ〜９μの銅層を形成し、そのアラミドの裏面に厚さが３μ〜１２μの耐熱性、寸法安定性、密着力に優れた接着剤を介して厚さが１２μ〜５０μのポリイミドベースフィルムを接着して形成したことを特徴とするフレキシブル銅張積層板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品が実装されるプリント基板やフレキシブルプリント基板などに用いられるフレキシブル銅張積層板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種電子機器や情報端末の小型化や高機能化が要求されている。この要求に応えるために電子機器に搭載される半導体チップも小型化され、搭載基板の実装密度の高密度化が求められ、省スペース化が可能な実装方式であるCOF構造の積層板の技術開発や実用化が進められている。
【０００３】
COFに対しては、ファインパターンの加工性、ILB（インナーリードボンディング）時の高温耐熱性と寸法安定性、折り曲げ耐性、電気的・物理的長期信頼性、フレキシブル銅張積層板の弾性率が高いこと等の特性が求められる。このような特性を満足するため、COF用途に対しては、従来の３層基材のフレキシブル銅張り積層板から接着層を無くした高温耐熱性と寸法安定性とに優れた２層基材への適用が進んできている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
図４は従来の３層基材のフレキシブル銅張積層板の構成図である。図４に示すように、３層基材のフレキシブル銅張積層板は、エポキシ系の接着剤１１を介してポリイミドフィルム１２と銅箔１３とを張り合わせて構成される。この従来の３層基材については、接着剤１１の高温耐熱性及び寸法安定性を満足できない欠点を有し、銅箔１３の粗化による透明度の悪さや耐マイグレーション性の低下という欠点を有している。
【０００５】
一方、２層基材の製法にはキャスティング法、スパッタ・メッキ法、ラミネート法（熱可塑性ポリイミドシートを銅箔にラミネート）などがあり、これらのなかでＬＣＤ用ドライバー基板として使用されるCOF用途には、現状、キャスティング法とスパッタ・メッキ法が主として採用されている。
【０００６】
キャスティング法は、図５に示すように、既存市販の銅箔１３（厚さが１２μｍ、１８μｍ、３５μm、以下μｍは単にμと表記する）上にポリイミドの前駆体であるポリアミド酸ワニス（キャストポリイミド）１４を塗工（キャスト）し、熱処理によってイミド化反応させて得たものである。
【０００７】
そのため、耐熱密着力には優れるが銅箔１３上にポリアミド酸ワニスを塗工するため銅箔１３の厚みを薄くすることができない。従って、COFに必要なファインパターン対応が困難である。また、銅箔１３とポリイミドの密着強度を得るために銅箔１３表面を粗化するので、基板製作時のエッチング工程でポリイミド側に銅残りが発生する可能性があり、耐マイグレーション性の低下の恐れがある。また、銅をエッチアウトした後の銅側ポリイミドは銅箔形状がレプリカされ濁度が６０％以上と透明度が悪くIC実装時のフィルム側からのＣＣＤカメラによるICとボンディングパット部の位置合せが困難であるなどの欠点をもっている。
【０００８】
スパッタ・メッキ法は、図６に示すようにポリイミドフィルム１２にスパッタ（または蒸着）と湿式メッキで銅層１５を形成したものである。そのため密着力が弱いという欠点をもっている。
【非特許文献１】「COF実装の高密度化における材料・工法の問題点と対策」、株式会社  技術情報協会、2003年2月24日発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
２層基材については、キャスティング法では適用できる銅箔１３の薄さが１２μまでであるためファインパターン対応が困難であり、スパッタ・メッキ法は密着強度が弱いという課題がある。また、２層基材はその製法によりいずれもコストが３層基材に比べ２割〜３割高となり高価である。  
また、３層基材については接着剤の高温耐熱性、寸法安定性、接着層の薄膜化、密着力の強化の課題があるが、この課題を解決しても以下の課題が残る。すなわち、ポリイミドを使用する２層基材も同様であるが、ポリイミドはアラミドに比べ引っ張り弾性率が図７に示すように小さく、そのため薄膜になるとハンドリングが困難になり、IC実装時に位置ずれを起こしやすい。
【００１０】
また、ポリイミドはアラミドに比較し熱膨張係数が大きい。図８はアラミドと他材との熱膨張係数の比較図であり、図９はアラミドと他材との温度変化による寸法変化率の比較図である。図８に示すように、ポリイミドの品種にもよるがアラミドに比較し熱膨張係数は１２倍〜２０倍の数値を示す。また、図９に示すように、アラミドは寸法変化率は温度にほとんど依存しないが、ポリイミドは温度が上昇すると寸法変化率が大きくなる。つまりポリイミドベースのフィルムではIC実装時のハンドリングと位置合せが困難である。
【００１１】
さらに、一般的なポリイミドはフィルム表面の平滑性がアラミドに対して悪い。図１０はアラミドと一般的なポリイミドとの表面状態の比較図である。図１０から分かるように、一般的なポリイミドのフィルム表面はアラミドのフィルム表面に比較し、フィルム表面の平滑性が悪い。従って、ポリイミドの場合には、薄い銅箔を貼り合わせた場合にはファインパターンを形成することが困難である。
【００１２】
以上のポリイミドの課題を解決するためにアラミドをベースフィルムに採用すると、これらの課題は解決できるが、各種フィルム特性表に示すように電気的特性の中で誘電率と誘電正接がポリイミドに比べ劣るため基板の周波数特性が悪くなり、高い周波数の信号を処理することが困難となる。また、アラミドは吸湿率がポリイミドの２倍近い大きな値を示し、基板の耐候性が課題となる。さらに、アラミドは１２μを超える厚さのフィルムに関しては、価格がその製法上高価となる。ポリイミドとは逆に、アラミドは厚さに比例してその価格が高価になり、ハンドリングを容易にするためにベースフィルムの厚さを２５μ以上とすると、アラミド単体のベースフィルムを用いたフレキシブル銅張積層板はポリイミドベースのフレキシブル銅張積層板に比べ高価となる。
【００１３】
このように、現在COFの主要な基材となっている２層基材であるキャスト法もスパッタ・メッキ法もCOFの要求特性をすべて満たすものとはなっていない。特に価格面においては３層基材に比べ高価となっている。
【００１４】
本発明の目的は、耐熱性、寸法安定性、低吸水性、低誘電率、低誘電正接、密着力に優れ、しかも低価格のフレキシブル銅張積層板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１の発明に係わるフレキシブル銅張積層板は、厚さが１２μ〜５０μのポリイミドベースフィルムを、厚さが３μ〜１２μの耐熱性、寸法安定性、密着力に優れた接着剤を介して、厚さが４２μ〜１２μのアラミドフィルムと貼り合せ、さらに、アラミドフィルムの表面に厚さが３μ〜１２μの耐熱性、寸法安定性、密着力に優れた接着剤を塗布し、面粗度Ｒｚが０．５μ〜１．９μ、厚さが３μ〜１２μの良導体である微細プロファイル銅箔を接着して形成したことを特徴とする。
【００１６】
請求項２の発明に係わるフレキシブル銅張積層板は、厚さが４２μ〜１２μのアラミド表面にスパッタまたは蒸着と湿式メッキで厚さが３μ〜９μの銅層を形成し、そのアラミドの裏面に厚さが３μ〜１２μの耐熱性、寸法安定性、密着力に優れた接着剤を介して厚さが１２μ〜５０μのポリイミドベースフィルムを接着して形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、アラミドフィルムの特徴とポリイミドの特徴とを活かすので寸法安定性に優れる。また、アラミドフィルムの表面の優れた平滑性により、薄い微細プロファイルの銅箔を貼り合せることが容易となり、COFに必要なファインパターンが可能となる。また、アラミドフィルム表面に沿う形で接着剤が塗工されるため接着剤表面も滑らかとなり、基板製作時のエッチング工程で銅残りが少なくなり、耐マイグレーション性も向上する。
【００１８】
アラミドとポリイミドとの複合フィルムとなるので、電気特性はポリイミドとアラミドの複合特性となる。その結果、アラミドの電気的特性の欠点である誘電率と誘電正接の特性の悪さが改善され、高周波特性が改善される。特に、COF等のフレキシブル銅張積層板は高周波特性が求められるので、高周波特性が改善される効果は大きい。
【００１９】
弾性率が高い特性のアラミドとポリイミドとの複合フィルムとするため、複合フィルムとしての弾性率が高くなり、同一厚さのポリイミドフィルムに比べると、COFで要求される高弾性率が実現できる。
【００２０】
最下層に吸湿率の小さなポリイミドを配置し、吸湿率の高いアラミドは銅箔との間に介在する低吸湿率の接着剤とポリイミドで大気と隔離されるため、複合フィルムとしては耐候性の良いフレキシブル銅張積層板を提供できる。
【００２１】
アラミドはその製法上、薄くなればなるほどその価格は低下する、逆にポリイミドは薄くなるにつれ価格が高価となる。従って、本発明の構成であれば低価格のベースフィルムが実現でき、結果として低価格のCOF用のフレキシブル銅張積層板を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係わるフレキシブル銅張積層板の構成図である。厚さが４２μ〜１２μのアラミドフィルム１６の両面に、厚さが３μ〜１２μの耐熱性、寸法安定性、密着力に優れた接着剤１１を塗工する。片面には厚さが３μ〜１２μで面粗度がＲｚ０．５μ〜１．９μの微細プロファイル銅箔１７を接着するとともに、他の面に厚さが１２μ〜５０μのポリイミドフィルム１２を接着する。この３層基材は汎用の両面３層基材をラミネーションで製作するラミネーション機で製作可能である。
【００２３】
すなわち、最下層に厚いポリイミドフィルム１２（厚さ１２μ〜５０μ）を置き、その表面に、耐熱性、寸法安定性、密着力に優れた厚さが３μ〜１０μの接着剤１１を塗工し、その上にポリイミドフィルム１２より薄いアラミドフィルム１６（厚さ４２μ〜１２μ）を貼り合わせ、そのアラミドフィルム１６の表面に、厚さが３μ〜１０μの接着剤１１を塗工し、その上に面粗度がＲｚ０．５μ〜１．９μの微細プロファイル銅箔１７（厚さ３μ〜１２μ）を貼り合わせてフレキシブル銅張積層板を形成する。これにより、３層基材構成のCOF用のフレキシブル銅張積層板を得る。
【００２４】
従来の３層基材の接着層は１０μ〜３５μと厚く、接着剤の特性が３層基材の電気的特性の低下の一因となっていたが、第１の実施の形態では、耐熱性、寸法安定性、低吸水性、低誘電率、低誘電正接の特性を有する接着剤１１を３μ〜１２μと薄く塗工するので、接着剤１１の電気的特性がフレキシブル基板の総合的な電気特性に与える影響を少なくすることができる。
【００２５】
また、アラミドフィルム１６を微細プロファイル銅箔１７と接する位置に配置し、アラミドフィルム１６の寸法安定性と表面の平滑性を活かし、ファインパターン用の極薄銅箔をアラミド表面の平滑面に接することにより、ファインパターン加工を容易にしている。また、微細プロファイル銅箔１７が接する面が平滑な状態であるので、銅箔エッチング後の銅残りが少なくなり、耐マイグレーション性能が向上する。
【００２６】
また、最下層のポリイミドフィルム１２と複合体にすることにより、複合体フィルムとして弾性率を高くしている。そのため、IC・LSIとの接合時にはCOFとしての弾性率や強度の優れた特性が得られる。
【００２７】
図２はCOFとIC・LSIとの接合模式図である。図３に示すように、フレキシブル銅張積層板の微細プロファイル銅箔１７とIC・LSI１８との接合時には、金バンプ１９を上向きにしてIC・LSI１８をステージ２０に配置し、ボンディングツール２１でフレキシブル銅張積層板を押圧してステージ１９に配置されたIC・LSI１８を接合する。このため、フレキシブル銅張積層板は、COFとしての弾性率や強度の優れた特性が必要となる。第１の実施の形態のフレキシブル銅張積層板では、図７に示すようなポリイミドの2〜4倍の弾性率（Elastic Modulus）と2倍の強度（Tensile Strength）の特性を有するアラミドを使用することにより圧接接合が容易となる。
【００２８】
薄いアラミドフィルム１６と厚いポリイミドフィルム１２とを組み合わせて貼り合わせることにより、ベースフィルムの厚さは従来の単独フィルムに比べ極端に厚くなることはない。その結果、COFとしての優れた折り曲げ特性を有する。最終商品が軽薄短小化しているため、COF等に使用するフレキシブル銅張積層板もより薄くすることが求められており、あまり厚くするとユーザーニーズを逸脱するとともに折り曲げ耐性が劣化するが、本発明の第１の実施の形態では、薄く折り曲げ耐性も優れたフレキシブル銅張積層板を提供できる。
【００２９】
アラミドフィルム１６とポリイミドフィルム１２とを張り合わせると電気的特性は二つのフィルムの複合となるため、アラミドの誘電率や誘電正接の劣る特性はポリイミドとの複合特性となり、複合体の電気特性はアラミドの特性より改善される。アラミドフィルム１６の厚さをポリイミドフィルム１２に比べ薄くしている理由は、アラミドの電気的特性を改善するためである。本発明ではアラミドフィルム１６の厚さはポリイミドフィルム１２の厚さの１／３〜１／４程度が適当である。
【００３０】
ポリイミドフィルム１２を最下層として外気に触れる位置に配置し、アラミドに比べ低吸湿率のポリイミドの特性を活かし吸湿率の低減を図っている。また、微細プロファイル銅箔１７と絶縁体であるポリイミドフィルム１２やアラミドフィルム１６の密着強度は接着剤１１の特性により強度を確保する。
【００３１】
第１の実施の形態によれば、耐熱性、寸法安定性、低吸水性、低誘電率、低誘電正接、密着力に優れ、しかも低価格のフレキシブル銅張積層板を提供できる。
【００３２】
図３は本発明の第２の実施の形態に係わるフレキシブル銅張積層板の構成図である。この第２の実施の形態は、アラミドの優れた表面平滑性を活かしたスパッタ・メッキ法による極薄膜のアラミドベースの２層基材を厚さ３μ〜１２μの接着剤１１を介して１厚さ２μ〜２５μのポリイミドフィルム１２と貼り合わせたフレキシブル銅張積層板である。
【００３３】
図３に示すように、厚さが４２μ〜１２μの極薄膜のアラミドフィルム１６の表面に銅層１５をスパッタと湿式メッキとで３μ〜９μで２層基材のフレキシブル銅張積層板を形成する。この２層基材のフレキシブル銅張積層板のアラミドフィルム１６側に、耐熱性、寸法安定性、密着力に優れた接着剤１１を厚さ３μ〜１２μで塗工し、その接着剤１１を介して厚さ１２μ〜５０μのポリイミドフィルム１２を貼り合わせてフレキシブル銅張積層板を製作する。第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わるフレキシブル銅張積層板の構成図。
【図２】COFとIC・LSIとの接合模式図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係わるフレキシブル銅張積層板の構成図。
【図４】従来の３層基材のフレキシブル銅張積層板の構成図。
【図５】従来の２層基材の製法の一つであるキャスティング法によるフレキシブル銅張積層板の構成図。
【図６】従来の２層基材の製法であるスパッタ・メッキ法による銅張積層板によるフレキシブル銅張積層板の構成図。
【図７】アラミドとポリイミドの強度と弾性率の比較図。
【図８】アラミドと他材との熱膨張係数の比較図。
【図９】アラミドと他材との温度変化による寸法変化率の比較図。
【図１０】アラミドと一般的なポリイミドとの表面状態の比較図。
【符号の説明】
【００３５】
１１…接着剤、１２…ポリイミドフィルム、１３…銅箔、１４…ポリアミド酸ワニス（キャストポリイミド）、１５…銅層、１６…アラミドフィルム、１７…微細プロファイル銅箔、１８…IC・LSI、１９…金バンプ、２０…ステージ、２１…ボンディングツール
【図１】
2007223111.tif 000003
【図２】
2007223111.tif 000004
【図３】
2007223111.tif 000005
【図４】
2007223111.tif 000006
【図５】
2007223111.tif 000007
【図６】
2007223111.tif 000008
【図７】
2007223111.tif 000009
【図８】
2007223111.tif 000010
【図９】
2007223111.tif 000011
【図１０】
2007223111.tif 000012