JPH04187778A - 銅ポリイミド基板の製造方法 - Google Patents

銅ポリイミド基板の製造方法

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JPH04187778A
JPH04187778A JP31441990A JP31441990A JPH04187778A JP H04187778 A JPH04187778 A JP H04187778A JP 31441990 A JP31441990 A JP 31441990A JP 31441990 A JP31441990 A JP 31441990A JP H04187778 A JPH04187778 A JP H04187778A
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JP
Japan
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copper
substrate
polyimide resin
polyimide
heat treatment
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JP31441990A
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English (en)
Inventor
Shuichi Ogasawara
修一 小笠原
Daizo Tomioka
富岡 大造
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0313Organic insulating material
    • H05K1/032Organic insulating material consisting of one material
    • H05K1/0346Organic insulating material consisting of one material containing N
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/18Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material
    • H05K3/181Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material by electroless plating
    • HELECTRICITY
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    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/38Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal

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  • Chemically Coating (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、ポリイミド樹脂の全面に銅めっき被膜が形成
された銅ポリイミド基板において高耐熱衝撃性を有する
銅ポリイミド基板の製造方法に関する。
[従来の技術] ポリイミド樹脂は優れた耐熱性を有し、また機械的、電
気的、化学的特性も他のプラスチック材料に比べて遜色
が無いので、電気機器等の絶縁材料としてよ(用いられ
る。
例えば、プリント配線板(PWB) 、フレキシブルプ
リント回路(FPC)、テープ自動ボンディング(TA
B)テープ等の電子部品はこのポリイミド樹脂に銅被膜
を設けた銅ポリイミド基板を加工して得られている。従
来このようなPWB。
FPCSTAB用の素材となる銅ポリイミド基板は一般
的にはポリイミド樹脂と銅箔とを接着剤で貼合わせるラ
ミネート方が採られていた。、しかしながらこのラミネ
ート法によって得られた基板では接着剤の耐薬品性が未
だ充分でないため、銅被膜のエツチング処理の際に接着
剤にイオン吸着が起こり、形成された回路間隔が特に狭
い場合に絶縁不良を起こす恐れがあった。この欠点を解
消するため樹脂に直接金属層を形成する方法が採用され
ている。
この方法はポリイミド樹脂の表面をエツチング処理によ
り親水化し、次いでPdやAg等で触媒付与し、その後
無電解めっき、要すれば引続き電解めっきを行なうもの
である。このようにして得られた基板は熱衝撃性が改良
され、十分実用に耐えるものとされていた。しかし、近
年の高密度化、高集積化によりPWBやFPCやTAB
テープの使用環境は大幅に変化し、従来よりはるかに熱
的に苛酷な条件で使用されるようになってきた。この結
果、上記方法で得られた銅ポリイミド基板の耐熱衝撃性
でも不十分となり、更に高耐熱衝撃性の銅ポリイミド基
板が求められるようになってきた。本発明者らはこの要
求に答えるべく、ポリイミド樹脂表面に無電解めっきを
施し、要すれば引続き電気めっきを施した後に120〜
420°Cの温度で該基板を熱処理を施す方法を特願平
1−96995号公報に提案してきている。この方法は
、該無電解めっきの前処理として行われるポリイミド樹
脂の表面のエツチング処理により該表面に形成された耐
熱性、耐薬品性に劣る変質層を熱処理によって熱的、化
学的に安定な構造に改質し、それによりポリイミド樹脂
表面の銅被膜にはんだ付は等の熱衝撃に十分耐え得る耐
熱衝撃性を付与しようとするものである。
[発明が解決しようとする課題] 一方、電子機器の高密度化にともないFPCやTABに
も配線の高密度化が要求されるようになり、ポリイミド
樹脂の両面に導通層を形成した両面FPCや2メタルT
ABの需要が高まってきた。
前記特願平1−96995号公報にはこのような両面F
PCや2メタルTABテープの素材となるその全面に無
電解めっき被膜を形成した銅ポリイミド基板の製造にお
いても120〜420℃の熱処理が有効であることも開
示している。しかし、特願平1−96995号公報の方
法に従い得た全面に銅被膜を備えた銅ポリイミド基板の
銅被膜の密着強度は、ポリイミド樹脂の一部に銅被膜が
形成された場合のIPC−TM−650Method 
2.4.9 As received MethodA
により求めた9、0 lb、/in、以上という値に対
し、8.0 lb、/in、未満と低いことがわかった
この8.0 lb、/in、未満という値は通常の両面
FPCや2メタルTAB用の素材としては一応満足する
ものであるが、信頼性の点では不十分であり、汎用品と
して実用化するためには9.0 lb、/in、以上の
密着強度が要求されてる。
本発明の目的は、ポリイミド樹脂の全面に銅めっき被膜
を有する銅ポリイミド基板の製造方法において、はんだ
付は等の熱衝撃に充分に耐え、さらに両面FPCや2メ
タルTABテープの素材として充分な信頼性を有する該
銅ポリイミド基板の製造方法を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明者らはポリイミド樹脂の全面に無電解めっき被膜
を形成し、要すれば引続き電気銅めっきを施した後、該
基板に120℃以上の熱処理を加えることによって得ら
れた銅ポリイミド基板の銅被膜の密着強度が、ポリイミ
ド樹脂表面の一部に同様な方法で形成された銅ポリイミ
ド基板の銅被膜の密着強度に比べ低い原因について種々
研究を行った結果、ポリイミド樹脂の全面に銅被膜を形
成した基板に熱処理を施した場合は熱処理の条件によっ
て銅被膜の密着強度の値が変化することを見いだし本発
明に至った。
即ち、上記課題を解決する本発明の方法は、ポリイミド
樹脂の全面に無電解めつき被膜を形成し、要すれば引続
き電気銅めっきを施して基板を得、次いで該基板を50
〜120℃の温度で第1段の熱処理を施し、引続き12
0〜420℃の温度で第2段の熱処理を施すものである
[作用] 無電解めっきのための前処理や無電解めっき処理の過程
ではポリイミド表面に耐熱性、耐薬品性に劣る変質層が
形成されるのみならず、ガスや水がポリイミド樹脂内部
に取り込まれる。ポリイミド樹脂の全面を銅で被覆した
場合には、このガスや水は120℃以上に加熱する従来
の方法では必ずしも完全に基板外に放出されず、その結
果密着強度が低下する。本発明の方法では、変質層の改
質を図り、かつポリイミド樹脂に含まれたガスや水を基
板外に放出させることができるため十分な密着強度をも
った銅被膜を得ることができる。
本発明の方法はポリイミド樹脂の全面に無電解めっきを
施し、必要に応じてこれに引続き銅の電解めっきを施し
て得た基板をまず50〜120℃の温度で熱処理を施す
が、これは該基板の加熱時の重量変化の測定結果によれ
ば、50〜120℃における重量変化が著しく、この温
度範囲でポリイミド樹脂中のガスや水が基板外に多量に
放出されると思われるからである。又、より重量変化の
大きな範囲は80〜120℃であり、よって80〜12
0℃で加熱することが好ましい。熱処理温度を120°
C以上とすると、変質層の改質が同時に起こり、ガスや
水分は除去されないままポリイミド樹脂と銅被膜との間
に残留することになる。その結果、本発明者等がすでに
開示した方法以上の効果は得られない。
熱処理時間は温度、ポリイミド樹脂中の水分量そして用
いる装置により異なるため予め求めておくことが好まし
い。一般には、例えば、温度が50〜80℃の間であれ
ば1時間以上の熱処理を、80〜120℃の間であれば
30分程度の熱処理を施すことが好ましい。また、該温
度が120°C以上では本発明者等がすでに特願平1−
96995号公報に開示した効果以上のものは得られな
い。
第2段の熱処理温度を120〜420℃とするのは、こ
れにより前記変質層を改質するためであり、これにより
銅被膜とポリイミド樹脂の表面との密着強度を増すため
である。また、420℃を越える温度で加熱するとポリ
イミド樹脂が熱により劣化し分解するからである。
本発明の方法においては熱処理雰囲気も特に限定される
ものではない。即ち大気中、不活性ガス中または真空中
のいずれの雰囲気においても同等の成果を得ることがで
きる。しかし大気中における長時間の熱処理は銅層の酸
化を招(ため、無酸素雰囲気化での熱処理が最も推賞さ
れる。
また、本発明の方法はポリイミド樹脂の全面に無電解め
っきにより銅被膜を析出した場合において著しい効果を
発揮できるが、もちろん被めっき面がポリイミド樹脂の
片面あるいは一部であってもその効果は得られる。
[実施例1] 30 am X  30 cmの大きさの東し・デュポ
ン社製Kapton 200 H型のポリイミド樹脂フ
ィルムを90重量%の硫酸を含有する水溶液に25℃で
1分間浸漬し、次いで水洗し、奥野製薬社製OPC−8
0キヤタリスト Mを使用して25℃で5分間の触媒付
与を施し、次いで水洗し、奥野製薬社製0PC−555
アクセレーターを使用して25°Cで7分間の促進処理
を行った。その後以下に示す条件で無電解銅めっきを行
った。
(浴組成) CuSO4・5H20:  10   g/IEDTA
・2Na    :  30   g/137駕HCH
O:   5   ml/IPEG#1000    
:   0.5  g/12.2°−ヒ゛ピリジ゛ル 
:    10      mg/l(めっき条件) 温度  二65  ℃ 攪はん    : 空気攪はん 時間  :10  分 pH: 12.5 得られた無電解銅めっき被膜の厚みは0.3μmであっ
た。その後、該基板を真空加熱炉に静置して真空度IQ
−4torrにおいて昇温速度5℃/l1lin。
で昇温し、80°Cで30分間、第1段の熱処理を施し
た。その後引続き昇温速度10℃/win、で昇温し、
400°Cで1時間、第2段の熱処理を施した。
さらに該基板に以下に示す条件で銅の電気めっきを施し
た。
(浴組成) CuSO15H20:  80   g/lH2SO4
:  180   g/l (めっき条件) 温度  =25  ℃ 陰極電流密度  :   3   A/dm2攪はん 
    : 空気攪はん、 及びカソードロッカー 時 間     =  1  時間 得られた基板の銅被膜の厚さは35μmであって、その
密着強度はIPC−TM−650Method 2゜4
.9Asreceived Method Aにおいて
平均9.5 lb、/in。
であり、また、IPC−TM−650Method 2
.4.9 Asreceived Method Cに
おいて平均9.3 lb、/in。
であった。
また該基板の場所による密着強度の違いは僅かであって
、はぼ均一なめっき被膜が形成された。
これらの事実はこの基板を両面FPCや2メタルTAB
等の電子部品に使用した場合に充分な信頼性を示すもの
である。
[実施例2] 第1段の熱処理を窒素雰囲気炉中で120’C115分
間行い引続き昇温速度20°C/win、で昇温し、4
20°Cで30分間、第2段の熱処理を施した以外は実
施例1と同様な手順で銅ポリイミド基板を製造した。
得られた基板の銅被膜の厚さは35μmであって、その
密着強度はIPC−TM−650Method 2.4
.9Asreceived Method Aにおいて
平均9.2 lb、/in。
であり、また、IPC−TM−650Method 2
.4.9 Asr:+ceived Method C
において平均9.0 lb、/in。
であった。
また該基板の場所による密着強度の違いは僅かであって
、はぼ均一なめっき被膜が形成された。
これらの事実はこの基板を両面FPCや2メタルTAB
等の電子部品に使用した場合に充分な信頼性を示すもの
である。
[実施例3コ 第1段の熱処理を50°Cで2時間行った以外は実施例
1と同様な手順で銅ポリイミド基板を製造した。
得られた基板の銅被膜の厚さは35μmであって、その
密着強度はIPC−TM−650Method 2.4
.9 Asreceived Method Aにおい
て平均9.0 lb、/in。
であり、また、IPC−TM−650Method 2
.4.9 Asreceived Method Cに
おいて平均8.7 lb、/in。
であった。
また該基板の場所による密着強度の違いは僅かであって
、はぼ均一なめっき被膜が形成された。
これらの事実はこの基板を両面FPCや2メタルTAB
等の電子部品に使用した場合に充分な信頼性を示すもの
である、。
[比較例1] 第1段の熱処理を40°Cで5時間行った以外は実施例
1と同様な手順で銅ポリイミド基板を製造しまた。
得られた基板の銅被膜の厚さは35μmであって、その
密着強度はIPC−TM−650Method 2.4
.9 Asreceived Method Aにおい
て平均7.9 lb、/in。
であり、また、IPC−TM−650Method 2
.4.9 Asreceived Method Cに
おいて平均6.5 lb、/in。
であり、第1段の熱処理による効果は得られなかった。
[発明の効果] 本発明の方法によれば、ポリイミド樹脂表面に生成した
変質層を改質する前にポリイミド樹脂に取込まれたガス
や水を除去するため、耐熱衝撃性の高いポリイミド樹脂
の全面に無電解めっきを施した基板を得ることができ、
この基板を用いることによl′)信頼性の高い両面FP
Cや2メタルTABを!!ll造することができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  ポリイミド樹脂の全面に無電解めっき被膜を形成し、
    要すれば引続き電気銅めっきを施して基板を得、得た基
    板を50〜120℃の温度で第1段の熱処理を施し、引
    続き120〜420℃の温度で第2段の熱処理を施すこ
    とを特徴とする銅ポリイミド基板の製造方法。
JP31441990A 1990-11-21 1990-11-21 銅ポリイミド基板の製造方法 Pending JPH04187778A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007164963A (ja) * 2005-11-16 2007-06-28 Shin Etsu Chem Co Ltd 磁気記録媒体用基板およびその製造方法ならびに磁気記録媒体

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007164963A (ja) * 2005-11-16 2007-06-28 Shin Etsu Chem Co Ltd 磁気記録媒体用基板およびその製造方法ならびに磁気記録媒体

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