(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非熱可塑性ポリイミドフィルムの片面または両面に熱可塑性ポリイミドワニスをコーティングした後、乾燥させてなり、乾燥後の熱可塑性ポリイミドの厚みが０．４〜５μｍであり、かつ熱可塑性ポリイミドのガラス転移温度が１５０℃〜２８０℃であるフィルムの片面または両面に金属層をメタライジングしてなる金属積層フィルム。
【請求項２】
メタライジングによる金属層の厚みが１〜５００ｎｍである請求項１記載の金属積層フィルム。
【請求項３】
請求項１または２記載の金属積層フィルム表面に銅メッキしてなる金属積層フィルム。
【請求項４】
銅メッキ層の厚みが１〜４０μｍである請求項３記載の金属積層フィルム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフレキシブルプリント配線板として使用でき、金属と絶縁層との密着性に優れた金属積層フィルムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から接着剤としてエポキシ系、アクリル系、ポリアミド系、フェノール系等を使用した、ポリイミドフィルム／接着剤／金属箔の３層構造のフレキシブルプリント配線板がよく知られているが、耐熱性が接着剤の特性によって決まってしまい、接着強度に問題がある場合が多かった。また、耐熱性を向上させる接着剤として熱可塑性ポリイミドの前駆体を用い、金属箔を高温で熱圧着させる例として特開平４−１４６６９０号公報や特開２０００−１６７９８０号公報等が知られているが、金属箔を高温で熱圧着しなければならないため加工後に残留歪みの問題が生じたり、圧着に用いる金属箔の厚さが通常１０μｍ以上であるのでピッチの狭いパターニングが困難であるという欠点があった。
【０００３】
また、非熱可塑性ポリイミドに直接金属をメタライジングしてなる２層構造のフレキシブルプリント配線板も知られているが、密着性が低く特に熱負荷後の密着性の低下が大きいという欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は上記の従来技術の欠点を解消し、ポリイミドフィルムと金属を積層した積層フィルムにおいて、金属層とフイルム絶縁層の密着性を向上させた積層フィルムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決すべく、本発明者らは検討を行った結果、非熱可塑性ポリイミドフィルムの片面または両面に熱可塑性ポリイミドワニスをコーティングした後、乾燥させてなり、乾燥後の熱可塑性ポリイミドの厚みが０．４〜５μｍであり、かつ熱可塑性ポリイミドのガラス転移温度が１５０℃〜２８０℃であるフィルムの片面または両面に金属層をメタライジングしてなる金属積層フィルムが密着性向上に効果があり、また前記金属積層フィルムに銅メッキしてなる金属積層フィルムが密着性向上に効果があることを見出し、本発明に至った。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明において、非熱可塑性ポリイミドとは、熱をかけることにより、さらに硬化が進むものではないが、熱で軟化する性質も有していないポリイミドのことを称し、例えば、ピロメリット酸二無水物、４,４’−ジアミノジフェニルエーテルから得られるポリアミド酸を脱水硬化させたポリイミド等が挙げられる。
【０００７】
非熱可塑性ポリイミドの具体例としては、商品名「カプトン」（東レ・デュポン社製、デュポン社製）の非熱可塑性ポリイミドシリーズ、商品名「ユーピレックス」（宇部興産社製）の非熱可塑性ポリイミドシリーズ、商品名「アピカル」（鐘淵化学社製）の 非熱可塑性ポリイミドシリーズなどがあげられる。
【０００８】
熱可塑性ポリイミドとは、熱をかけることで可塑性を生じるポリイミドのことを称し、生成イミド基の繰り返し単位中での濃度を低下させる事で分子間の凝集力を低減させたものなどがあげられる。
【０００９】
熱可塑性ポリイミドワニスの具体例としては、商品名「ユピタイトＵＰＡ−Ｎ１１１」（宇部興産社製）、商品名「ユピタイトＵＰＡ−Ｎ２２１」（宇部興産社製）などがあげられる。熱可塑性ポリイミドワニスの塗布量は乾燥後のコーティング厚が０．４μｍ〜５μｍとなるように塗布するのが好ましい。乾燥温度は１００℃〜３００℃の範囲が好ましく、乾燥時間は１分〜２０分の範囲が好ましい。コーティングした熱可塑性ポリイミドのガラス転移点は１５０℃〜２８０℃の範囲が好ましい。
【００１０】
本発明で言うメタライジングとは、金属の蒸気をフィルムの表面に付着させることやスパッタリングを言い、金属メッキ、金属箔の積層などとは区別されるものである。メタライジングの具体的方法にはスパッタリング、真空蒸着、イオンビーム蒸着、電子線蒸着などがあるが、加工の安定性、プロセスの簡素化、カールの発生が少ないこと、膜の均一性などを考えるとスパッタリング法が好ましい。メタライジングに用いられる金属は銅、ニッケル、クロム、マンガン、アルミニウム、鉄、モリブデン、コバルト、タングステン、バナジウム、チタン、タンタル等から１種類以上が選ばれる。メタライジングにより形成される金属薄膜の厚さは１〜５００ｎｍが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲がより好ましい。
【００１１】
メタライジングを行った後には、電解メッキまたは無電解メッキにより銅メッキ層が形成される。銅メッキ層の膜厚は１μｍ〜４０μｍの範囲が好ましい。銅メッキ層の膜厚が１μｍ未満では配線が形成された場合の配線抵抗が大きくなる等の問題が生じ好ましくなく、４０μｍを越えると高密度配線のピッチ幅の精度が低下する等の問題が生じ好ましくない。
【００１２】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示す。ただし、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００１３】
本実施例における測定は次の方法にしたがった。
＜フィルムの厚み測定＞
ＳＥＭの断面写真より測定した。
＜金属層の接着性測定：ピール試験>
金属積層フィルムを１０ｍｍ幅、１００ｍｍ長に切り出して引っ張り速度５０ｍｍ／ｍｉｎの条件で９０度ピール試験を行った。
［実施例１］
非熱可塑性ポリイミドフィルムである厚さ２５μｍの「カプトン１００ＥＮ」（商品名、東レ・デュポン製）の片面に、熱可塑性ポリイミドワニスである「ユピタイトＵＰＡ−Ｎ１１１Ｃ」（商品名、宇部興産社製）をテトラヒドロフランで固形分１５％になるように希釈した溶液を塗布し、１２０℃で１分、続いて１８０℃で１０分乾燥を行った。コーティング部分の厚さは０．７μｍであった。このようにして得たフィルムをスパッタリング装置（ＳＡＭＣＯ社製ＰＤ−１０型）に入れ、液体窒素を用いて拡散ポンプを冷却しながら圧力を１．３×１０−３Ｐａまで減圧して不純ガスを脱気し、その後アルゴンガスを導入して０．２７Ｐａで銅をスパッタリングしてフィルム表面に銅薄膜を形成した。銅薄膜の厚みは１５０ｎｍであった。この後硫酸銅水溶液による電解めっきを電流密度３Ａ／ｄｍ２の条件で行い金属積層フィルムを得た。電解めっきによる銅層の厚みは８μｍであった。この金属積層フィルムを１０ｍｍ幅、１００ｍｍ長に切り出して引っ張り速度５０ｍｍ／ｍｉｎの条件で９０度ピール試験を行った。室温での測定結果は９．１Ｎ／ｃｍ、１５０℃×２４０ｈｒの熱負荷後の測定結果は６．１Ｎ／ｃｍであった。
【００１４】
［実施例２］
厚さ２５μｍの「カプトン１００ＥＮ」（商品名：東レ・デュポン製）フィルムの片面に、熱可塑性ポリイミドワニスである「ユピタイトＵＰＡ−Ｎ２２１Ｃ」（商品名：宇部興産社製）をテトラヒドロフランで固形分１５％になるように希釈した溶液を塗布し、１２０℃で１分、続いて１８０℃で１０分乾燥を行った。コーティング部分の厚さは０．９μｍであった。このようにして得たフィルムをスパッタリング装置（ＳＡＭＣＯ社製ＰＤ−１０型）に入れ、液体窒素を用いて拡散ポンプを冷却しながら圧力を１．３×１０−３Ｐａまで減圧して不純ガスを脱気し、その後アルゴンガスを導入して０．２７Ｐａで銅をスパッタリングしてフィルム表面に銅薄膜を形成した。銅薄膜の厚みは８０ｎｍであった。この後硫酸銅水溶液による電解めっきを電流密度３Ａ／ｄｍ２の条件で行い金属積層フィルムを得た。電解めっきによる銅層の厚みは１０μｍであった。この金属積層フィルムを１０ｍｍ幅、１００ｍｍ長に切り出して引っ張り速度５０ｍｍ／ｍｉｎの条件で９０度ピール試験を行った。室温での測定結果は９．８Ｎ／ｃｍ、１５０℃×２４０ｈｒの熱負荷後の測定結果は６．８Ｎ／ｃｍであった。
【００１５】
［実施例３］
厚さ２５μｍの「カプトン１００ＥＮ」（商品名：東レ・デュポン製）に、「ユピタイトＵＰＡ−Ｎ１１１Ｃ」（商品名：宇部興産社製）をテトラヒドロフランで固形分１５％になるように希釈した溶液を塗布し、１２０℃で１分、続いて１８０℃で１０分乾燥を行った。コーティング部分の厚さは０．７μｍであった。このようにして得たフィルムをスパッタリング装置（ＳＡＭＣＯ社製ＰＤ−１０型）に入れ、液体窒素を用いて拡散ポンプを冷却しながら圧力を１．３×１０−３Ｐａまで減圧して不純ガスを脱気し、その後アルゴンガスを導入して０．２７Ｐａで銅をスパッタリングしてフィルム表面に銅薄膜を形成した。銅薄膜の厚みは１５０ｎｍであった。この後硫酸銅水溶液による電解めっきを電流密度３Ａ／ｄｍ２の条件で行い金属積層フィルムを得た。電解めっきによる銅層の厚みは２５μｍであった。この金属積層フィルムを１０ｍｍ幅、１００ｍｍ長に切り出して引っ張り速度５０ｍｍ／ｍｉｎの条件で９０度ピール試験を行った。室温での測定結果は１１．０Ｎ／ｃｍ、１５０℃×２４０ｈｒの熱負荷後の測定結果は７．１Ｎ／ｃｍであった。
【００１６】
［実施例４］
厚さ２５μｍの「カプトン１００ＥＮ」（商品名：東レ・デュポン製）に、「ユピタイトＵＰＡ−Ｎ１１１Ｃ」（商品名：宇部興産社製）を塗布し、１２０℃で１分、続いて１８０℃で１０分乾燥を行った。コーティング部分の厚さは２．０μｍであった。このようにして得たフィルムをスパッタリング装置（ＳＡＭＣＯ社製ＰＤ−１０型）に入れ、液体窒素を用いて拡散ポンプを冷却しながら圧力を１．３×１０−３Ｐａまで減圧して不純ガスを脱気し、その後アルゴンガスを導入して０．２７Ｐａで銅をスパッタリングしてフィルム表面に銅薄膜を形成した。銅薄膜の厚みは１００ｎｍであった。この後硫酸銅水溶液による電解めっきを電流密度３Ａ／ｄｍ２の条件で行い金属積層フィルムを得た。電解めっきによる銅層の厚みは３５μｍであった。この金属積層フィルムを１０ｍｍ幅、１００ｍｍ長に切り出して引っ張り速度５０ｍｍ／ｍｉｎの条件で９０度ピール試験を行った。室温での測定結果は８．０Ｎ／ｃｍ、１５０℃×２４０ｈｒの熱負荷後の測定結果は６．１Ｎ／ｃｍであった。
【００１７】
［比較例１］
厚さ２５μｍの「カプトン１００ＥＮ」（商品名：東レ・デュポン製）をスパッタリング装置（ＳＡＭＣＯ社製ＰＤ−１０型）に入れ、液体窒素を用いて拡散ポンプを冷却しながら圧力を１．３×１０−３Ｐａまで減圧して不純ガスを脱気し、その後アルゴンガスを導入して０．２７Ｐａで銅をスパッタリングしてフィルム表面に銅薄膜を形成した。銅薄膜の厚みは１５０ｎｍであった。この後硫酸銅水溶液による電解めっきを電流密度３Ａ／ｄｍ２の条件で行い金属積層フィルムを得た。電解めっきによる銅層の厚みは８μｍであった。この金属積層フィルムを１０ｍｍ幅、１００ｍｍ長に切り出して引っ張り速度５０ｍｍ／ｍｉｎの条件で９０度ピール試験を行った。室温での測定結果は４．８Ｎ／ｃｍ、１５０℃×２４０ｈｒの熱負荷後の測定結果は２．０Ｎ／ｃｍであった。
【００１８】
［比較例２］
厚さ２５μｍの「カプトン１００ＥＮ」（商品名：東レ・デュポン製）をスパッタリング装置（ＳＡＭＣＯ社製ＰＤ−１０型）に入れ、液体窒素を用いて拡散ポンプを冷却しながら圧力を１．３３×１０−３Ｐａまで減圧して不純ガスを脱気し、その後アルゴンガスを導入して０．２６６Ｐａで銅をスパッタリングしてフィルム表面に銅薄膜を形成した。銅薄膜の厚みは８０ｎｍであった。この後硫酸銅水溶液による電解めっきを電流密度３Ａ／ｄｍ２の条件で行い金属積層フィルムを得た。電解めっきによる銅層の厚みは１０μｍであった。この金属積層フィルムを１０ｍｍ幅、１００ｍｍ長に切り出して引っ張り速度５０ｍｍ／ｍｉｎの条件で９０度ピール試験を行った。室温での測定結果は４．８Ｎ／ｃｍ、１５０℃×２４０ｈｒの熱負荷後の測定結果は１．５Ｎ／ｃｍであった。
【００１９】
【発明の効果】
以上に述べた通り、本発明によれば、金属層と絶縁層との密着性に優れた金属積層フィルムを得ることができる。