JPWO2012063805A1 - フレキシブルラミネート基板への回路形成方法 - Google Patents
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Abstract
フレキシブルラミネート基板へ回路を形成する方法であって、少なくとも一方の面がプラズマ処理されたフレキシブルラミネート基板となるポリイミドフィルム、該ポリイミドフィルムの上に形成されたタイコート層A、該タイコート層上に形成された金属導体層B、さらに該金属導体層の上に合金層Cとしてニッケル銅合金層を有する無接着剤フレキシブルラミネートを用いて回路を形成する際に、前記金属導体層の上に形成した合金層Cの上にフォトレジストを塗布し、これを露光・現像して、エッチングによりスパッタ層C、金属導体層B及び合金層Cを同一エッチング液で除去して回路部分を残存させ、さらに回路部分のフォトレジストを除去して回路を形成することを特徴とするフレキシブルラミネート基板への回路形成方法。【選択図】図1
Description
本発明は、フレキシブルプリント基板、TAB、COF等の電子部品の実装素材として用いられるフレキシブルラミネート基板への回路形成方法に関する。
ポリイミドフィルムに主として銅からなる金属導体層を積層したFCCL(Flexible Copper Clad Laminate)は電子産業における回路基板の素材として広く用いられている。中でも、ポリイミドフィルムと金属層との間に接着剤層を有しない無接着剤フレキシブルラミネート(特に、二層フレキシブル積層体)は回路配線幅のファインピッチ化に伴い注目されている。
無接着剤フレキシブルラミネート、特にファインピッチに対応した無接着剤フレキシブルラミネートの製造方法としては、ポリイミドフィルム上にスパッタリング、CVD、蒸着などの乾式めっき法により金属層を予め形成し、次いで湿式めっき法により導体層となる金属層を製膜する、いわゆるメタライジング法が主に行われている。
このメタライジング法においては、金属層とポリイミドフィルムとの密着力を高めるために、金属層を形成するに先立ち、ポリイミドフィルム表面をプラズマ処理により、表面の汚染物質の除去ならびに表面粗さの向上を目的として改質を行うことが行われる(特許文献1及び2参照)。
このメタライジング法においては、金属層とポリイミドフィルムとの密着力を高めるために、金属層を形成するに先立ち、ポリイミドフィルム表面をプラズマ処理により、表面の汚染物質の除去ならびに表面粗さの向上を目的として改質を行うことが行われる(特許文献1及び2参照)。
この方法は極めて有効であるが、回路形成時の熱処理や使用環境での長期信頼性などにおいて密着力が低下する問題があることが分かり、さらにポリイミドフィルム層と金属導体層との密着性を高めるための中間層であるタイコート層をプラズマ処理面に形成する提案がなされた。このタイコート層の形成は、非常に有効な方法である(特許文献1参照)。
一方、TABやCOF、FPC等に使用されるFCCLは、サブトラクティブ法により金属導体層をエッチング除去する。一層の回路配線幅のファインピッチ化に伴い、セミアディティブ法の適用や金属導体層をエッチングするエッチング液にインヒビターを添加し、異方性を持つエッチングを行うことにより、エッチファクタを向上させ、ファインピッチ化する検討がなされている(特許文献3及び4参照)。
セミアディティブの場合、従来サブトラクティブ法で使用してきた工程をそのまま適用することができず、新たに金属導体層を形成するためのめっき工程が必要になるのみならず、金属導体層の厚みに相当するレジストが必要になってくる。
インヒビターを含むエッチング液は、従来のエッチングラインで適用可能であるが、金属導体層の厚みや回路配線のピッチにより、同一基板内に存在する様々な回路配線幅で形状が異なり、配線の直線性に劣るという問題を解決するに至っていない。
インヒビターを含むエッチング液は、従来のエッチングラインで適用可能であるが、金属導体層の厚みや回路配線のピッチにより、同一基板内に存在する様々な回路配線幅で形状が異なり、配線の直線性に劣るという問題を解決するに至っていない。
すなわち、目的とする回路を形成するためにレジスト塗布及び露光工程により回路を印刷し、さらに銅箔の不要部分を除去するエッチング処理を経るが、エッチングして回路を形成する際に、その回路が意図した通りの幅にならないという問題がある。
それは、エッチング後の銅箔回路の銅部分が、銅箔の表面から下に向かって、すなわち樹脂層に向かって、末広がりにエッチングされる(ダレを発生する)ことである。大きな「ダレ」が発生した場合には、樹脂基板近傍で銅回路が短絡し、不良品となる場合もある。
それは、エッチング後の銅箔回路の銅部分が、銅箔の表面から下に向かって、すなわち樹脂層に向かって、末広がりにエッチングされる(ダレを発生する)ことである。大きな「ダレ」が発生した場合には、樹脂基板近傍で銅回路が短絡し、不良品となる場合もある。
このような「ダレ」は極力小さくすることが必要であるが、このような末広がりのエッチング不良を防止するために、エッチング時間を延長して、エッチングをより多くして、この「ダレ」を減少させることも考えた。
しかし、この場合は、すでに所定の幅寸法に至っている箇所があると、そこがさらにエッチングされることになるので、その銅箔部分の回路幅がそれだけ狭くなり、回路設計上目的とする均一な線幅(回路幅)が得られず、特にその部分(細線化された部分)で発熱し、場合によっては断線するという問題が発生する。
また、特許文献5では、「ダレ」を減少させるため、金属導体層の上に銅よりエッチングレートの低い金属又は合金の層を形成することが提案されている。しかしながら、この方法ではエッチファクタを向上させることができるものの、回路直線性が良くないという問題が残されている
しかし、この場合は、すでに所定の幅寸法に至っている箇所があると、そこがさらにエッチングされることになるので、その銅箔部分の回路幅がそれだけ狭くなり、回路設計上目的とする均一な線幅(回路幅)が得られず、特にその部分(細線化された部分)で発熱し、場合によっては断線するという問題が発生する。
また、特許文献5では、「ダレ」を減少させるため、金属導体層の上に銅よりエッチングレートの低い金属又は合金の層を形成することが提案されている。しかしながら、この方法ではエッチファクタを向上させることができるものの、回路直線性が良くないという問題が残されている
電子回路のファインパターン化がさらに進行する中で、現在もなお、このようなエッチング不良による問題がより強く現れ、回路形成上で、大きな問題となっている。
本発明者らは、回路の「ダレ」を小さく、かつ、回路直線性を良くする手段として、金属導体層の上に、銅よりエッチングレートの低い金属又は合金の層を予め除去するプリエッチングを発明した(特許文献6)。プリエッチングにより、両方の特性を満足することが可能になり、非常に有効であった。しかし、回路形成工程にプリエッチング工程が増えることになり、コスト増が避けられないという、若干の不利な点があった。
本発明者らは、回路の「ダレ」を小さく、かつ、回路直線性を良くする手段として、金属導体層の上に、銅よりエッチングレートの低い金属又は合金の層を予め除去するプリエッチングを発明した(特許文献6)。プリエッチングにより、両方の特性を満足することが可能になり、非常に有効であった。しかし、回路形成工程にプリエッチング工程が増えることになり、コスト増が避けられないという、若干の不利な点があった。
本願発明は、フレキシブルラミネートの金属導体層上にニッケル銅合金層を形成することで、回路配線のファインピッチ化の妨げとなるサイドエッチングの抑制しつつ、配線の直線性が良好である回路を形成する方法を提供することを課題とするものである。
上記の課題に鑑み、本発明は、下記の方法を提供する。
1)フレキシブルラミネート基板へ回路を形成する方法であって、少なくとも一方の面がプラズマ処理されたフレキシブルラミネート基板となるポリイミドフィルム、該ポリイミドフィルムの上に形成されたタイコート層A、該タイコート層上に形成された金属導体層B、さらに該金属導体層の上に合金層Cとしてニッケル銅合金層を有する無接着剤フレキシブルラミネートを用いて回路を形成する際に、前記金属導体層の上に形成した合金層Cの上にフォトレジストを塗布し、これを露光・現像して、エッチングにより合金層C、金属導体層B、及びタイコート層Aを同一エッチング液で除去して回路部分を残存させ、さらに回路部分のフォトレジストを除去して回路を形成することを特徴とするフレキシブルラミネート基板への回路形成方法
1)フレキシブルラミネート基板へ回路を形成する方法であって、少なくとも一方の面がプラズマ処理されたフレキシブルラミネート基板となるポリイミドフィルム、該ポリイミドフィルムの上に形成されたタイコート層A、該タイコート層上に形成された金属導体層B、さらに該金属導体層の上に合金層Cとしてニッケル銅合金層を有する無接着剤フレキシブルラミネートを用いて回路を形成する際に、前記金属導体層の上に形成した合金層Cの上にフォトレジストを塗布し、これを露光・現像して、エッチングにより合金層C、金属導体層B、及びタイコート層Aを同一エッチング液で除去して回路部分を残存させ、さらに回路部分のフォトレジストを除去して回路を形成することを特徴とするフレキシブルラミネート基板への回路形成方法
本発明は、また、下記の方法を提供する。
2)金属導体層上に形成された層Cが、厚さが1〜50nmのスパッタ層であることを特徴とする上記1)に記載のフレキシブルラミネート基板への回路形成方法
3)前記金属導体層の上に形成した層Cが、ニッケルを60質量%以上含有するニッケル銅合金であることを特徴とする上記1)〜2)のいずれかの一項に記載のフレキシブルラミネート基板への回路形成方法
4)前記タイコート層Aが、厚さ5〜100nmのニッケル、クロム、コバルト、ニッケル合金、クロム合金、コバルト合金のいずれか1種から選択したスパッタ層であることを特徴とする上記1)〜3)のいずれか一項に記載のフレキシブルラミネート基板への回路形成方法
5)前記金属導体層Bが銅又は銅合金であることを特徴とする上記1)〜4)のいずれか一項に記載のフレキシブルラミネート基板への回路形成方法
2)金属導体層上に形成された層Cが、厚さが1〜50nmのスパッタ層であることを特徴とする上記1)に記載のフレキシブルラミネート基板への回路形成方法
3)前記金属導体層の上に形成した層Cが、ニッケルを60質量%以上含有するニッケル銅合金であることを特徴とする上記1)〜2)のいずれかの一項に記載のフレキシブルラミネート基板への回路形成方法
4)前記タイコート層Aが、厚さ5〜100nmのニッケル、クロム、コバルト、ニッケル合金、クロム合金、コバルト合金のいずれか1種から選択したスパッタ層であることを特徴とする上記1)〜3)のいずれか一項に記載のフレキシブルラミネート基板への回路形成方法
5)前記金属導体層Bが銅又は銅合金であることを特徴とする上記1)〜4)のいずれか一項に記載のフレキシブルラミネート基板への回路形成方法
以上により、本願発明は、金属導体層Bの上下に、タイコート層Aとニッケル銅合金層Cを形成させた無接着剤フレキシブルラミネートにおいて、タイコート層A側はポリイミドフィルムと金属層間の加熱エージング後の密着力を高めることが可能であり、一方の金属導体層の上面のニッケル銅合金層C側は回路形成時のサイドエッチングを抑制し、高いエッチファクタを有しつつ、回路直線性が良いという優れた効果を有する。
すなわち、これによりフレキシブルラミネート基板の金属導体層Bをエッチングにより回路形成を行うに際し、エッチングによるダレの発生を防止し、エッチングによる回路形成の時間を短縮することが可能である。
かつ金属導体層Bのエッチング時にニッケル銅合金層Cを予め除去することなく、同じエッチング液で一括処理しても、配線の直線性を良好にすることができるという優れた効果を有する。
かつ金属導体層Bのエッチング時にニッケル銅合金層Cを予め除去することなく、同じエッチング液で一括処理しても、配線の直線性を良好にすることができるという優れた効果を有する。
以上により、目的とする回路幅のより均一な回路を形成でき、パターンエッチングでのエッチング性の向上、ショートや回路幅の不良の発生を防止できる電子回路用の無接着剤フレキシブルラミネートを提供することができる効果を有する。
次に、本願発明の具体例について説明する。なお、以下の説明は本願発明を理解し易くするためのものであり、この説明に発明の本質を制限されるものではない。すなわち、本発明に含まれる他の態様または変形を包含するものである。
本発明の無接着剤フレキシブルラミネートは、少なくとも一方の面がプラズマ処理されたポリイミドフィルムと、その上に形成されたタイコート層Aと、該タイコート層A上に形成された金属導体層Bを有し、さらに該金属導体層Bの上にスパッタ層を有する。ポリイミドフィルム表面をプラズマ処理することにより、表面の汚染物質の除去と表面の改質を行う。
タイコート層Aは、ポリイミドフィルム層と金属導体層Bとの密着性を高めるための中間層を意味する。「タイコート層」の用語は、前記特許文献1(特許第3173511号公報)でも使用されているもので、一般的は技術用語として知られているものである。本願明細書においては、必要に応じて「タイコート層」の用語を使用する。
タイコート層Aは、ポリイミドフィルム層と金属導体層Bとの密着性を高めるための中間層を意味する。「タイコート層」の用語は、前記特許文献1(特許第3173511号公報)でも使用されているもので、一般的は技術用語として知られているものである。本願明細書においては、必要に応じて「タイコート層」の用語を使用する。
前記タイコート層Aとしては、厚さ5〜100nmのニッケル、クロム、コバルト、ニッケル合金、クロム合金、コバルト合金のいずれか1種から選択したスパッタ層を使用することができる。これらはいずれもポリイミドフィルム層と金属導体層Bとの密着性を高めることができる材料であり、さらに回路設計に際してエッチングが可能である。タイコート層Aは、ポリイミドフィルム層と金属導体層Bとの密着性を高める機能を持つ層である。
ニッケル合金、クロム合金、コバルト合金については、それぞれニッケル、クロム、コバルトを主成分(50質量%以上含有する)とする合金であって、副成分は特に制限されない。既存の合金であれば全て適用できるものである。スパッタリングにより形成される薄膜は、ターゲットの成分組成が直接反映され、同成分が成膜できる。
ポリイミドフィルムをプラズマ処理した面にタイコート層A及び金属導体層Bを形成した無接着剤フレキシブルラミネートのポリイミドフィルムと金属層間の積層後の初期密着力については、一般に「常態ピール強度」として測定するが、この常態ピール強度は、プラズマ処理面の粗さRzが2.5〜20nmの範囲では、プラズマ処理面粗さには依存しない。但し、タイコート層Aを施さない場合は、ピール強度は半分程度に低下する。
5nm未満では密着性は低くなり、100nmを超えると効果が飽和するので、厚さ5〜100nmが適当である。これらの材料は、無接着剤フレキシブルラミネートの作製に際して有用である。しかし、上記以外の材料の選択は、本願発明において否定されるものでないことは理解されるべきことである。
前記金属導体層Bとしては、銅または銅合金を使用することができる。これも同様に他の導電性に富む材料の選択を否定するものではない。
前記金属導体層Bとしては、銅または銅合金を使用することができる。これも同様に他の導電性に富む材料の選択を否定するものではない。
さらに、本発明は、金属導体層B上に形成する層Cに大きな特徴を有する。この層Cには、ニッケル銅合金層が好ましい。
金属導体層B上に形成する層Cは、金属導体層Bの回路形成時のサイドエッチングを抑制してエッチングによるダレの発生を防止し、高いエッチファクタを可能とする機能を有するものであることは、特許文献5に記載のとおりであり、ニッケル合金が有効であることが記載されている。
金属導体層B上に形成する層Cは、金属導体層Bの回路形成時のサイドエッチングを抑制してエッチングによるダレの発生を防止し、高いエッチファクタを可能とする機能を有するものであることは、特許文献5に記載のとおりであり、ニッケル合金が有効であることが記載されている。
しかしながら、回路直線性についての記載はない。発明者らの実験では、Ni層、Co層、NiCr層では良好な結果が得られていない。本発明の特徴は、数あるNi合金の中から、高いエッチファクタが得られ、かつ良好な回路直線性が得られる合金層Cにニッケル銅合金を見出したことにある。本願発明において、初めて知見されたものである。
また、本発明においては、合金層Cはスパッタで形成されることが望ましい。スパッタ層では膜の組成を均一に薄く形成すことができる。本発明では、厚さ1〜50nmが適切である。1nm未満では効果が低く、また50nmを超えると効果が飽和する。さらに、合金層Cの組成では、Ni60質量%以上が望ましく、その組成の調整はターゲットの組成で確保される点においてはスパッタでの形成が好ましい。
合金層Cをプリエッチングしなくても、配線の直線性が良好である回路を形成可能である。これが本願発明の大きな特徴の一つである。
合金層Cをプリエッチングしなくても、配線の直線性が良好である回路を形成可能である。これが本願発明の大きな特徴の一つである。
本願発明の無接着剤フレキシブルラミネートの製造に際しては、ポリイミドフィルムの少なくとも一方の面にグロー放電によるプラズマ処理した後、タイコート層Aをスパッタリングにより形成し、次にタイコート層上に金属導体層Bを形成し、更に該金属導体層B上に、ニッケル銅合金の層Cをスパッタリングにより形成する。
具体的には、前記プラズマ処理面に、ニッケル、クロム、コバルト、ニッケル合金、クロム合金、コバルト合金のいずれか1種から選択したターゲット材料を用いてスパッタリングして厚さ5〜100nmのタイコート層Aを形成することができる。そして、上記の通り、前記金属導体層Bとして、銅又は銅合金を用いることができる。
具体的には、前記プラズマ処理面に、ニッケル、クロム、コバルト、ニッケル合金、クロム合金、コバルト合金のいずれか1種から選択したターゲット材料を用いてスパッタリングして厚さ5〜100nmのタイコート層Aを形成することができる。そして、上記の通り、前記金属導体層Bとして、銅又は銅合金を用いることができる。
さらに、本願発明の無接着剤フレキシブルラミネートの製造に際して、具体的には前記金属導体層B上に、厚さが1〜50nmのニッケル銅合金のターゲット材を用いてスパッタリングし、層Cを形成することができる。
この層は、金属導体層Bの回路形成時のサイドエッチングを抑制してエッチングによるダレの発生を防止し、高いエッチファクタを有する。
この層は、金属導体層Bの回路形成時のサイドエッチングを抑制してエッチングによるダレの発生を防止し、高いエッチファクタを有する。
金属導体層Bの上面側は、まずはフォトレジストを施した後、回路パターンを露光、現像して、エッチング工程に投入される。一般的な塩化第二鉄、塩化第二銅のようなエッチング液に対し、本願発明のスパッタ層Cは1〜50nmと薄く、スパッタ層Cの金属、或いは合金自体が溶解する以外にも、スパッタ層内にエッチング液が浸透することで、金属導体層Bとスパッタ層の界面での剥離を促進し、エッチング中に膜としてレジスト開口部から除去される。
しかし、合金層Cが、ニッケル銅合金以外のニッケル合金では、塩化第二鉄、塩化第二銅のようなエッチング液に対し、溶解性が悪い場合があり、その場合合金層Cを浸透したエッチング液が先に金属導体層Bを溶解することもあり、場所によるエッチングの不均一が発生する。結果として、回路の直線性が悪くなることがある。
これに対して、合金層Cにニッケル銅合金を用いた場合、高いエッチファクタと良好な回路直線性が発現する。
本願発明は、エッチング工程において、レジストと金属導体層B間に存在する合金層Cがエッチング液による金属導体層Bのサイドエッチングを抑制するため、結果として異方性のエッチングを可能とすることにより、高いエッチファクタを得ることができる大きな理由となる。
次に、実施例および比較例に基づいて説明する。なお、本実施例はあくまで一例であり、この例のみに制限されるものではない。すなわち、本発明に含まれる他の態様または変形を包含するものである。なお、対比のために比較例も同様に説明する。
ポリイミドフィルムに使用する材料は、特に制限はない。例えば、宇部興産製ユーピレックス、DuPont/東レ・デュポン製カプトン、カネカ製アピカルなどが上市されているが、いずれのポリイミドフィルムにおいても本発明は適用できる。このような特定の品種に限定されるものではない。本実施例及び比較例では、ポリイミドフィルムとして宇部興産製ユーピレックス−SGAを使用した。
まず、最初にポリイミドフィルムを真空装置内にセットし真空排気後、酸素をチャンバー内に導入し、チャンバー圧力を10Paに調整し、プラズマ処理をした。
まず、最初にポリイミドフィルムを真空装置内にセットし真空排気後、酸素をチャンバー内に導入し、チャンバー圧力を10Paに調整し、プラズマ処理をした。
次に、上記のプラズマ処理したポリイミドフィルム表面にスパッタリングにより、0〜50nmの範囲で厚さを変えたタイコート層Aと、その上に銅層を300nm形成した。さらに、上記のタイコート層Aとその上の銅層の上に電気めっきにより銅からなる金属導体層B(厚さ8.5μm)を形成することにより、無接着剤フレキシブルラミネートを作製した。
この無接着剤フレキシブルラミネートに対し、その金属導体層B表面にさらにスパッタリングにより、1〜50nmの合金層Cを形成した。
この無接着剤フレキシブルラミネートに対し、その金属導体層B表面にさらにスパッタリングにより、1〜50nmの合金層Cを形成した。
無接着剤フレキシブルラミネートの断面を図1に示す。図1に示すように、無接着剤フレキシブルラミネートは、ポリイミドフィルム、タイコート層A、金属導体層B及び合金層Cを備えている。次に、エッチファクタを評価するため、試料を準備した。
試料は液体レジストを塗工、乾燥した後、ライン21ミクロン、スペース9ミクロンの回路が描写された30ミクロンピッチのガラスマスクを用い、露光、現像、乾燥した後、エッチングを行い、エッチファクタの評価を実施した。
試料は液体レジストを塗工、乾燥した後、ライン21ミクロン、スペース9ミクロンの回路が描写された30ミクロンピッチのガラスマスクを用い、露光、現像、乾燥した後、エッチングを行い、エッチファクタの評価を実施した。
金属導体層Bのエッチングには、塩化第二鉄、塩化第二銅が適用できるが、これらのエッチング液は、タイコート層Aと合金層Cも同一のエッチング液でエッチング可能であり、本実施例及び比較例では、塩化第二鉄(40°ボーメ50°C)、塩化第二銅(2mol/L、塩酸3mol/L、50°C)を使用した。
エッチファクタは、図2のように定義することができる。図2に示すように、エッチファクタは、T/((B−W)/2)として計算方法する。
表1にエッチファクタの評価結果を示す。エッチング時間は、回路配線幅はトップ幅(W)を8±1ミクロンに揃えるために、サンプルによって異なる。
スペース9ミクロンのレジスト開口部から浸入したエッチング液が、ボトムに向かってエッチングが進むだけでなく、サイドエッチングも同時に起こすため、一定のトップ幅(W)までのエッチングした場合、エッチファクタの低いサンプルはボトム幅(B)が大きくなる。
表1にエッチファクタの評価結果を示す。エッチング時間は、回路配線幅はトップ幅(W)を8±1ミクロンに揃えるために、サンプルによって異なる。
スペース9ミクロンのレジスト開口部から浸入したエッチング液が、ボトムに向かってエッチングが進むだけでなく、サイドエッチングも同時に起こすため、一定のトップ幅(W)までのエッチングした場合、エッチファクタの低いサンプルはボトム幅(B)が大きくなる。
一方、サイドエッチングが抑制されたサンプルでは、ボトム方向へのエッチングが優先的に進行するため、トップ幅(W)とボトム幅(B)の差は小さくなる。
なお、回路直線性の評価は、光学顕微鏡、または走査型電子顕微鏡を用い、倍率50倍で回路形状を観察し、観察画面中の100μm×100μmの範囲で、任意の10点で回路ピッチ(P)とトップ幅(W)を測定する。直線性は銅厚(T)を用いて図2のように、(P−W)/Tで表現する。この数値のばらつきが小さいほど、回路の直線性は良いことになり、表1には直線性の良否の指標として、(P−W)/Tの10点での標準偏差を使用した。本発明では、この標準偏差が0.1以下であることを条件とした。
なお、回路直線性の評価は、光学顕微鏡、または走査型電子顕微鏡を用い、倍率50倍で回路形状を観察し、観察画面中の100μm×100μmの範囲で、任意の10点で回路ピッチ(P)とトップ幅(W)を測定する。直線性は銅厚(T)を用いて図2のように、(P−W)/Tで表現する。この数値のばらつきが小さいほど、回路の直線性は良いことになり、表1には直線性の良否の指標として、(P−W)/Tの10点での標準偏差を使用した。本発明では、この標準偏差が0.1以下であることを条件とした。
図3は、実施例のエッチングの工程図である。図3に示すように、無接着剤フレキシブルラミネートにフォトレジストの塗布、露光・現像、エッチング及びフォトレジスト層の剥離という工程からなる。
(比較例1)
比較例1は、21/9の30μmピッチであり、タイコート層Aにニッケルクロム合金(Ni/Cr=80/20)を10nm、金属導体層Bを8.5μmの銅、合金層Cがない場合である。塩化第二鉄でエッチングした場合、トップ幅(T)が7.0μm、ボトム幅(B)が16.6μmで、エッチファクタは1.78となり、回路の側面が末広がりにエッチングされた。また、(P−W)/Tの標準偏差は0.079となり、0.1以下であった。このように、回路の直線性は良好であったが、エッチファクタは不良であった。この結果を、表1に示す。
また、図4(写真)に、エッチングにより回路を形成した場合の様子を示す。この図4に示すように、「ダレ」があるために、回路間の幅が狭くなっているが、回路の直線性は良好であることがわかる。
比較例1は、21/9の30μmピッチであり、タイコート層Aにニッケルクロム合金(Ni/Cr=80/20)を10nm、金属導体層Bを8.5μmの銅、合金層Cがない場合である。塩化第二鉄でエッチングした場合、トップ幅(T)が7.0μm、ボトム幅(B)が16.6μmで、エッチファクタは1.78となり、回路の側面が末広がりにエッチングされた。また、(P−W)/Tの標準偏差は0.079となり、0.1以下であった。このように、回路の直線性は良好であったが、エッチファクタは不良であった。この結果を、表1に示す。
また、図4(写真)に、エッチングにより回路を形成した場合の様子を示す。この図4に示すように、「ダレ」があるために、回路間の幅が狭くなっているが、回路の直線性は良好であることがわかる。
(比較例2)
比較例2は、比較例1の塩化第二鉄を塩化第二銅に変えた場合であり、トップ幅が7.4μm、ボトム幅が16.2μmで、エッチファクタは1.92となり、回路の側面が末広がりにエッチングされた。また、(P−W)/Tの標準偏差は0.096となり、0.1以下であった。このように、回路の直線性は良好であったが、エッチファクタは不良であった。また、表面処理層がない場合、エッチング液が異なっても、エッチファクタと(P−W)/Tの標準偏差に大きな差は見られなかった。この結果を、表1に示す。
比較例2は、比較例1の塩化第二鉄を塩化第二銅に変えた場合であり、トップ幅が7.4μm、ボトム幅が16.2μmで、エッチファクタは1.92となり、回路の側面が末広がりにエッチングされた。また、(P−W)/Tの標準偏差は0.096となり、0.1以下であった。このように、回路の直線性は良好であったが、エッチファクタは不良であった。また、表面処理層がない場合、エッチング液が異なっても、エッチファクタと(P−W)/Tの標準偏差に大きな差は見られなかった。この結果を、表1に示す。
(比較例3)
比較例3は、合金層Cに10nmのニッケルクロム合金(Ni/Cr=80/20)以外、比較例1と同じである。この結果、トップ幅が8.8μm、ボトム幅が12.1μmで、エッチファクタは5.13と高くなり、合金層Cによりエッチファクタが高くなる効果が得られたが、その反面、(P−W)/Tの標準偏差は0.155となり、回路の直線性が悪くなった。この結果を、表1に示す。
比較例3は、合金層Cに10nmのニッケルクロム合金(Ni/Cr=80/20)以外、比較例1と同じである。この結果、トップ幅が8.8μm、ボトム幅が12.1μmで、エッチファクタは5.13と高くなり、合金層Cによりエッチファクタが高くなる効果が得られたが、その反面、(P−W)/Tの標準偏差は0.155となり、回路の直線性が悪くなった。この結果を、表1に示す。
(比較例4)
比較例4は、比較例3の合金層Cを30nmにした場合であり、合金層Cが厚くなることにより溶解、剥離に時間を要した結果、合金層がなくなった時点で、銅箔の溶解も既に進行しており、回路が流れてしまうような現象となった。回路形成は不能であり、エッチファクタ、回路の直線性の評価はできなかった。この結果を、表1に示す。
比較例4は、比較例3の合金層Cを30nmにした場合であり、合金層Cが厚くなることにより溶解、剥離に時間を要した結果、合金層がなくなった時点で、銅箔の溶解も既に進行しており、回路が流れてしまうような現象となった。回路形成は不能であり、エッチファクタ、回路の直線性の評価はできなかった。この結果を、表1に示す。
(比較例5)
比較例5は、比較例3の合金層Cを10nmのニッケルクロム合金(Ni/Cr=93/7)にした場合であり、この結果、トップ幅が8.5μm、ボトム幅が12.9μmで、エッチファクタは3.85であり、(P−W)/Tの標準偏差は0.127となった。ニッケル合金組成について比較例3よりCrが少ないため、回路の直線性は比較例3より良くなったが、比較例1より劣っていた。この結果を、表1に示す。
比較例5は、比較例3の合金層Cを10nmのニッケルクロム合金(Ni/Cr=93/7)にした場合であり、この結果、トップ幅が8.5μm、ボトム幅が12.9μmで、エッチファクタは3.85であり、(P−W)/Tの標準偏差は0.127となった。ニッケル合金組成について比較例3よりCrが少ないため、回路の直線性は比較例3より良くなったが、比較例1より劣っていた。この結果を、表1に示す。
(比較例6)
比較例6は、比較例3のタイコート層Aを10nmのニッケル銅合金(Ni/Cu=67/33)にした場合であり、合金層Cは10nmのニッケル合金(Ni/Cr=80/20)である。この結果、トップ幅が8.5μm、ボトム幅が11.8μmで、エッチファクタは5.13であり、(P−W)/Tの標準偏差は0.149となった。タイコート層Aをニッケル銅合金にした場合、合金層Cによりエッチファクタが高くなる効果が得られたが、回路の直線性は悪くなった。この結果を、表1に示す。
比較例6は、比較例3のタイコート層Aを10nmのニッケル銅合金(Ni/Cu=67/33)にした場合であり、合金層Cは10nmのニッケル合金(Ni/Cr=80/20)である。この結果、トップ幅が8.5μm、ボトム幅が11.8μmで、エッチファクタは5.13であり、(P−W)/Tの標準偏差は0.149となった。タイコート層Aをニッケル銅合金にした場合、合金層Cによりエッチファクタが高くなる効果が得られたが、回路の直線性は悪くなった。この結果を、表1に示す。
(比較例7)
比較例7は、比較例3の合金層Cを10nmの銅ニッケル合金(Cu/Ni=75/25)にした場合であり、この結果、トップ幅が7.7μm、ボトム幅が16.2μmで、エッチファクタは2.01であり、(P−W)/Tの標準偏差は0.087となった。比較例3の合金層Cの組成をニッケル含有銅合金にしたため、回路の直線性は比較例3より良くなったが、エッチファクタが高くなる効果は得られなかった。この結果を、表1に示す。
比較例7は、比較例3の合金層Cを10nmの銅ニッケル合金(Cu/Ni=75/25)にした場合であり、この結果、トップ幅が7.7μm、ボトム幅が16.2μmで、エッチファクタは2.01であり、(P−W)/Tの標準偏差は0.087となった。比較例3の合金層Cの組成をニッケル含有銅合金にしたため、回路の直線性は比較例3より良くなったが、エッチファクタが高くなる効果は得られなかった。この結果を、表1に示す。
(比較例8)
比較例8は、比較例7の合金層Cを10nmのニッケル銅合金(Ni/Cu=55/45)にした場合であり、この結果、トップ幅が7.7μm、ボトム幅が12.1μmで、エッチファクタは2.89であり、(P−W)/Tの標準偏差は0.097となった。比較例7の合金層Cの組成をニッケルリッチなニッケル銅合金にしたため、エッチファクタは比較例7よりは若干良くなったが、更にニッケルリッチの比較例3や比較例5に比べ、エッチファクタは小さくなった。この結果を、表1に示す。
比較例8は、比較例7の合金層Cを10nmのニッケル銅合金(Ni/Cu=55/45)にした場合であり、この結果、トップ幅が7.7μm、ボトム幅が12.1μmで、エッチファクタは2.89であり、(P−W)/Tの標準偏差は0.097となった。比較例7の合金層Cの組成をニッケルリッチなニッケル銅合金にしたため、エッチファクタは比較例7よりは若干良くなったが、更にニッケルリッチの比較例3や比較例5に比べ、エッチファクタは小さくなった。この結果を、表1に示す。
(比較例9)
比較例9は、比較例3の合金層Cを10nmのニッケルめっき層にした場合であり、この結果、トップ幅が8.5μm、ボトム幅が11.8μmで、エッチファクタは5.13であり、(P−W)/Tの標準偏差は0.166となった。比較例3の合金層Cの組成をニッケルめっき層にしたため、エッチファクタは比較例3と同等であったが、回路直線性は悪くなった。この結果を、表1に示す。
また、図5(写真)に、比較例9のエッチングにより回路を形成した場合の様子を示す。この図5に示すように、回路に乱れが生じ、回路の直線性が悪いことがわかる。
比較例9は、比較例3の合金層Cを10nmのニッケルめっき層にした場合であり、この結果、トップ幅が8.5μm、ボトム幅が11.8μmで、エッチファクタは5.13であり、(P−W)/Tの標準偏差は0.166となった。比較例3の合金層Cの組成をニッケルめっき層にしたため、エッチファクタは比較例3と同等であったが、回路直線性は悪くなった。この結果を、表1に示す。
また、図5(写真)に、比較例9のエッチングにより回路を形成した場合の様子を示す。この図5に示すように、回路に乱れが生じ、回路の直線性が悪いことがわかる。
(実施例1)
実施例1は、合金層Cに10nmのニッケル銅合金(Ni/Cu=67/33)以外、比較例3と同じである。この結果、トップ幅が8.5μm、ボトム幅が11.4μmで、エッチファクタは5.77と高くなり、(P−W)/Tの標準偏差は0.078となった。合金層Cによりエッチファクタが高くなる効果が得られ、かつ、回路の直線性は良好であった。この結果を、表1に示す。
また、図6(写真)に、実施例1のエッチングにより回路を形成した場合の様子を示す。この図6に示すように、優れた回路直線性を示し、「ダレ」の発生も少なく、ボトム幅とトップ幅の差が小さいことがわかる。
実施例1は、合金層Cに10nmのニッケル銅合金(Ni/Cu=67/33)以外、比較例3と同じである。この結果、トップ幅が8.5μm、ボトム幅が11.4μmで、エッチファクタは5.77と高くなり、(P−W)/Tの標準偏差は0.078となった。合金層Cによりエッチファクタが高くなる効果が得られ、かつ、回路の直線性は良好であった。この結果を、表1に示す。
また、図6(写真)に、実施例1のエッチングにより回路を形成した場合の様子を示す。この図6に示すように、優れた回路直線性を示し、「ダレ」の発生も少なく、ボトム幅とトップ幅の差が小さいことがわかる。
(実施例2)
実施例2は、合金層Cに50nmのニッケル銅合金(Ni/Cu=67/33)以外、実施例1と同じである。この結果、トップ幅が8.8μm、ボトム幅が11.4μmで、エッチファクタは6.60と高くなり、(P−W)/Tの標準偏差は0.093となった。合金層Cによりエッチファクタが高くなる効果が得られ、かつ、回路の直線性は良好であった。この結果を、表1に示す。
実施例2は、合金層Cに50nmのニッケル銅合金(Ni/Cu=67/33)以外、実施例1と同じである。この結果、トップ幅が8.8μm、ボトム幅が11.4μmで、エッチファクタは6.60と高くなり、(P−W)/Tの標準偏差は0.093となった。合金層Cによりエッチファクタが高くなる効果が得られ、かつ、回路の直線性は良好であった。この結果を、表1に示す。
(実施例3)
実施例3は、エッチング液を塩化第二銅にした以外、実施例2と同じである。この結果、トップ幅が8.5μm、ボトム幅が11.0μmで、エッチファクタは6.60と高くなり、(P−W)/Tの標準偏差は0.096となった。エッチング液を変更しても、合金層Cによりエッチファクタが高くなる効果が得られ、かつ、回路の直線性は良好であった。この結果を、表1に示す。
実施例3は、エッチング液を塩化第二銅にした以外、実施例2と同じである。この結果、トップ幅が8.5μm、ボトム幅が11.0μmで、エッチファクタは6.60と高くなり、(P−W)/Tの標準偏差は0.096となった。エッチング液を変更しても、合金層Cによりエッチファクタが高くなる効果が得られ、かつ、回路の直線性は良好であった。この結果を、表1に示す。
(実施例4)
実施例4は、タイコート層Aに10nmのニッケル銅合金(Ni/Cu=67/33)にした以外、実施例1と同じである。つまり、タイコート層Aと合金層Cは同じ組成と厚みにした。この結果、トップ幅が8.1μm、ボトム幅が11.4μmで、エッチファクタは5.13と高くなり、(P−W)/Tの標準偏差は0.087となった。合金層Cによりエッチファクタが高くなる効果が得られ、かつ、回路の直線性は良好であった。この結果を、表1に示す。
実施例4は、タイコート層Aに10nmのニッケル銅合金(Ni/Cu=67/33)にした以外、実施例1と同じである。つまり、タイコート層Aと合金層Cは同じ組成と厚みにした。この結果、トップ幅が8.1μm、ボトム幅が11.4μmで、エッチファクタは5.13と高くなり、(P−W)/Tの標準偏差は0.087となった。合金層Cによりエッチファクタが高くなる効果が得られ、かつ、回路の直線性は良好であった。この結果を、表1に示す。
本願発明は、金属導体層Bの上下に、タイコート層Aと合金層Cとして、ニッケル銅合金層を形成させた無接着剤フレキシブルラミネートにおいて、回路形成時のサイドエッチングを抑制し、高いエッチファクタと良好な回路直線性を可能とする効果を有する。これによりエッチングにより回路形成を行うに際し、エッチングによるダレの発生を防止し、エッチングによる回路形成の時間を短縮することが可能であり、かつ配線の直線性を良好にすることができるという優れた効果を有する。目的とする回路幅のより均一な回路を形成でき、パターンエッチングでのエッチング性の向上、ショートや回路幅の不良の発生を防止できる電子回路用の無接着剤フレキシブルラミネートを提供することができる効果を有するので、フレキシブルプリント基板、TAB、COF等の電子部品の実装素材として用いられるフレキシブルラミネートとして有用である。
本願発明は、フレキシブルラミネートの金属導体層上にニッケル銅合金層を形成することで、回路配線のファインピッチ化の妨げとなるサイドエッチングを抑制しつつ、配線の直線性が良好である回路を形成する方法を提供することを課題とするものである。
Claims (5)
- フレキシブルラミネート基板へ回路を形成する方法であって、少なくとも一方の面がプラズマ処理されたフレキシブルラミネート基板となるポリイミドフィルム、該ポリイミドフィルムの上に形成されたタイコート層A、該タイコート層上に形成された金属導体層B、さらに該金属導体層の上に合金層Cとしてニッケル銅合金層を有する無接着剤フレキシブルラミネートを用いて回路を形成する際に、前記金属導体層の上に形成した合金層Cの上にフォトレジストを塗布し、これを露光・現像して、エッチングにより合金層C、金属導体層B、及びタイコート層Aを同一エッチング液で除去して回路部分を残存させ、さらに回路部分のフォトレジストを除去して回路を形成することを特徴とするフレキシブルラミネート基板への回路形成方法。
- 金属導体層上に形成された層Cが、厚さが1〜50nmのスパッタ層であることを特徴とする請求項1に記載のフレキシブルラミネート基板への回路形成方法。
- 前記金属導体層の上に形成した層Cが、ニッケルを60質量%以上含有するニッケル銅合金であることを特徴とする請求項1〜2のいずれかの一項に記載のフレキシブルラミネート基板への回路形成方法。
- 前記タイコート層Aが、厚さ5〜100nmのニッケル、クロム、コバルト、ニッケル合金、クロム合金、コバルト合金のいずれか1種から選択したスパッタ層であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のフレキシブルラミネート基板への回路形成方法。
- 前記金属導体層Bが銅又は銅合金であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のフレキシブルラミネート基板への回路形成方法。
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