JP3883643B2

JP3883643B2 - Wiring forming method and two-layer substrate used therefor

Info

Publication number: JP3883643B2
Application number: JP12153397A
Authority: JP
Inventors: 友紀松浦; 秀次相楽
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1997-04-25
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2017-04-25
Also published as: JPH10303533A

Description

【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基板の配線形成方法と、それに用いられる基板に関するもので、特に、２層配線基板の配線形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フレキシブルプリント配線基板に使用されている配線基板材料は、図５（ａ）に示すように、エポキシ系等の接養剤を用いた、銅層５１１、接着剤層５１２、ポリイミド層５１３からなる３層構造の３層基板５１０が一般的であるが、近年の電子機器の高密度化、高速化、多機能化、高信頼性の要求に伴い、この配線基板材料においても、これらの要求に対応できるものが求められるようになってきた。
このような状況のもと、最近では、耐熱性、屈曲性、耐マイグレーション性、ボンディング性等の特性に優れる、図５（ｂ）に示す、接着剤層を含まない銅層５２１、ポリイミド層５２２の２層構造の２層基板５２０が注目されており、この接着剤層を持たない２層基板５２０は、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）、ＦＤＤ（ＦｌｏｐｐｙＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）、ＴＡＢ（ＴａｐｅＡｕｔｏｍａｔｅｄＢｏｎｄｉｎｇ）などに、既に、使用されるようになってきた。
【０００３】
一方、フレキシブルプリント配線基板としての２層配線基板の製造方法としては、図３に示す第一の方法、図４に示す第二の方法が一般的に採られている。
第一の方法は、図３に示すように、一面を粗面化処理した銅箔３１０（図３（ａ））の粗面化処理した側の面３１０Ｓ上に、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸を塗布しイミド化するキャスティング法にて、ポリイミド樹脂層３２０を設けた、２層基板３３０（図３（ｂ））を作製し、銅箔３１０上に配線部を形成するためのレジストパターン３４０を形成し（図３（ｃ））、銅箔３１０の露出した領域をエッチングして除去して配線部３５０を形成し（図３（ｄ））、レジストを除去することにより２層配線基板３６０を得る（図３（ｅ））ものである。
この方法による２層配線基板は、素材である銅箔に粗面化処理されたものを用いるため、３層基板と同様の、銅箔３１０、ポリイミド樹脂層３２０間密着力が得られるが、配線部３５０を素材である銅箔３１０を用い、サブトラクティブ法にて形成するため、配線の微細化が困難である。
【０００４】
第二の方法は、図４に示すように、まずポリイミドフィルム４１０を用意し（図４（ａ））、ポリイミドフイルム４１０上に、スパッタリング、蒸着、無電解めっき等で導通層となる金属薄膜４２０を直接形成し（図４（ｂ））、配線に合わせめっきレジスト４３０を製版した（図４（ｃ））後、電気めっきで配線部となる領域をめっき金属層４４０で厚付けを行う。（図４（ｄ））、この後めっきレジスト４３０を除去し（図４（ｅ））、露出した金属薄膜４２０をエッチングにて除去して、２層配線基板４５０を得る（図４（ｆ））ものである。
この方法は、ポリイミドフィルム上の導通層となる金属薄膜上にアディティブ法にて配線を形成するため配線の微細化が容易であるが、ポリイミドフィルムを粗面化して、粗面化によるアンカー効果により導体層となる金属薄膜の密着力を向上させることが困難である。即ち、配線部の密着性を上げることが難しいのである。
これは、ポリイミドフィルムの表面に薬品処理を施して、所望の粗面化を行うこと自体が簡単には出来ないためである。
第二の方法においては、ポリイミドフイルム上に密着性に優れた金属薄膜を形成するためにグロー放電処理、ヒドラジン等のアルカリ溶液処理により表面層を化学的に改質させる方法が採られることもあるが、これらの処理を施しても、３層基板と同様の密着力を得ることは困難であった。また、コスト高にもなった。
【０００５】
別に、ポリイミド層上全面に直接、スパッタリング、蒸着、無電解めっき等で導通層となる金属薄膜を直接形成した後、電気めっき等により全面に厚付け金属層を形成した後に、該金属層を用い、サブトラクテイブ法にて配線部を形成する２層配線基板の製造方法もあるが、この方法の場合、第二の方法と同様、ポリイミドフィルムを粗面化して、粗面化によるアンカー効果により導体層となる金属薄膜の密着力を向上させることが困難であり、且つ、第一の方法と同様、配線の微細化が困難である。
尚、ここでは、アディティブ法とは、めっき等により、配線部を絶縁層（ないし絶縁性の基板）に、付け加え形成していく方法を言い、サブトラクティブ法とは、絶縁性層と導電層と有する基板において、エッチング等により導電層の所定領域を除去して、配線部を形成する方法を言う。
また、２層配線基板とは、第３図や、第４図に示されるように、配線部がポリイミド層等の絶縁層と金属層との２層からなり、接着材層を設けていない配線基板を言う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来のフレキシブルプリント配線基板としての２層配線基板は、その製造方法により、得られる特性に一長一短あり、品質的に問題となっていた。
このため、フレキシブルプリント配線基板としての２層配線基板においては、微細配線が可能で、信頼性を確保しつつ低コスト化を図れるものが求められていた。
本発明は、このような状況のもと、微細配線を可能とし、配線とポリイミド等の絶縁層との密着性に優れた、フレキシブルプリント配線基板としての２層配線基板を作製できる配線形成方法を提供しようとするものである。
同時に、低コストでこれを達成しようとするものである。
また、このような２層配線基板の作製に用いられる２層基板を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線形成方法は、有機高分子からなる絶縁層の少なくとも一面に配線を形成する配線形成方法であって、（ａ）シート状の金属材の粗面化処理された面側に、有機高分子からなる絶縁層を形成する工程と、（ｂ）シート状の金属材をエッチング除去する工程と、（ｃ）絶縁層のシート状の金属材と接していた側の面にアディティブ法により金属配線を形成するための下地導電薄膜層を形成する工程と、（ｄ）下地導電薄膜層上にアディティブ法により金属配線を形成する工程と、（ｅ）金属配線形成領域以外の下地導電薄膜層をエッチング除去する工程とを有することを特徴とするものである。
そして、上記において、シート状の金属材の粗面化処理された面側に、有機高分子からなる絶縁層を形成する工程は、キャスティングによることを特徴とするものである。
そしてまた、上記におけるシート状の金属材が、金属箔であることを特徴とするものである。
また、上記における有機高分子がポリイミドからなることを特徴とするものである。
また、上記におけるシート状の金属材の粗面化処理は、粗面化された面のＪＩＳＢ０６０１の中心線平均粗さＲａが０．５〜２μｍで、十点平均粗さＲｚが５〜１０μｍであることを特徴とするものである。
また、上記において、シート状の金属材をエッチング除去した後に、絶縁層のシート状の金属材と接していた側の面に改質処理を施してから、金属配線を形成するための下地導電薄膜層を形成することを特徴とするものである。
尚、ここで言う改質処理とは、物理的に表面粗さを変えることではなく、化学的に変質させ、ヌレ性を上げる処理である。
【０００８】
本発明に関わる２層基板は、配線をアディディブ法により形成するためにその一面を粗化した有機高分子からなる絶縁層を供給するための基板で、シート状の金属材の粗面化処理された面側に、有機高分子からなる絶縁層を設けたものであり、前記シート状の金属材の粗面化処理は、粗面化された面のたものであり、前記シート状の金属材の粗面化処理は、粗面化された面のＪＩＳＢ０６０１の中心線平均粗さＲａが０．５〜２μｍで、十点平均粗さＲｚが５〜１０μｍであることを特徴とするものである。
そして、上記において、キャスティングにより、シート状の金属材の粗面化処理された面側に、有機高分子からなる絶縁層を設けたものであることを特徴とするものである。
そしてまた、上記におけるシート状の金属材が、金属箔であることを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】
本発明の配線形成方法は、このような構成にすることにより、配線と絶縁層との密着性に優れ、且つ、微細配線を可能とする、配線形成方法の提供を可能としている。同時に、これを低コストで達成できるものとしている。
具体的には、（ａ）シート状の金属材の粗面化処理された面側に、有機高分子からなる絶縁層を形成する工程と、（ｂ）シート状の金属材をエッチング除去する工程と、（ｃ）絶縁層のシート状の金属材と接していた側の面にアディティブ法により金属配線を形成するための下地導電薄膜層を形成する工程と、（ｄ）下地導電薄膜層上にアディティブ法により金属配線を形成する工程と、（ｅ）金属配線以外の下地導電薄膜層をエッチング除去する工程とを有することにより、これを達成している。
更に具体的には、シート状の金属材の粗面化処理された面側に、キャスティングにて、有機高分子からなる絶縁層を形成することにより、絶縁層の、シート状の金属材側面を、金属材の粗面化処理面に合わせた粗面形状として作成するものであり、更に、絶縁層の粗面形状とした側の面上に、下地導電薄膜層を介して金属配線を形成するため、絶縁層上の配線部は密着性が良いもとなり、結果、このような本発明の配線形成方法においては、図５に示す３層基板を用い、その銅層から配線部を形成した場合と、同程度以上の密着力を持つ配線を形成することができる。
尚、絶縁層上に下地導電薄膜層を設ける際、改質処理を絶縁層面に施さなくても、密着性に優れた配線部を形成できるため、この場合には、配線基板の製造コストを低く抑えることができる。
また、有機高分子からなる絶縁層にアディテイブ法により金属配線を形成するため、微細配線を可能としている。
そして、シート状の金属材として金属箔を用いることにより、金属配線形成領域以外の下地導電薄膜層をエッチング除去する際に、エッチングを容易なものとしている。
有機高分子がポリイミドからなることにより、耐熱性、屈曲性、耐マイグレーション性、ボンディング性の特性に優れる、接着剤層を含まない銅、ポリイミド等の２層配線基板が提供できる。
シート状の金属材の粗面化処理は、粗面化された面のＪＩＳＢ０６０１の中心線平均粗さＲａが０．５〜２μｍで、十点平均粗さＲｚが５〜１０μｍであることにより、特に、金属配線の密着性を良いものとしている。
更に、配線基板材料の租面化処理されたシート状の金属材をエッチング除去した後に露出した有機高分子表面を改質処理することにより、より配線の密着力の高い銅、ポリイミド等の２層配線基板が提供できる。
尚、言うまでもなく、このようにして作製された２層配線基板を更に複数枚重ねてた配線基板を作製することもできる。
【００１０】
本発明に関わる２層基板は、このような構成にすることにより、上記本発明の配線形成方法に用いられて、微細配線が可能で、配線部と絶縁層との密着性に特に優れた、フレキシブルプリント配線基板としての２層配線基板の作製を可能としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明を図面を参照にして説明する。
図１は本発明の配線形成方法の工程断面図であり、図２は本発明の２層基板である。
図１、図２中、１１０はシート状の金属材、１１０Ｓは粗面化処理面、１２０は絶縁層（絶縁基板）、１２０Ｓは絶縁層面、１３０は２層基板、１４０は導電薄膜層、１５０はめっきレジスト、１６０は金属層（配線）、１８０は配線基板である。
【００１２】
はじめに、本発明の配線形成方法を図１に基づいて説明する。
先ず、シート状の金属材１１０の一面を表面の粗さが、ＪＩＳＢ０６０１の中心線平均粗さＲａが０．５〜２μｍで、十点平均粗さＲｚが５〜１０μｍでとなるように、粗面化処理を行う。（図１（ａ））
シート状の金属材１１０としては銅箔が挙げられるが、これに限定はされない。
粗面化処理としては、電解研磨等が挙げられる。
次いで、清浄な状態で、シート状の金属材１１０の粗面化処理が施された側の面１１０Ｓに、キャスティング法により、有機高分子からなる絶縁層１２０を所定の厚さで形成して、シート状の金属材１１０と絶縁層１２０からなる２層基板１３０を作成する。（図１（ｂ））
有機高分子としては、ポリイミド等が挙げられる。
尚、キャスティング法については、従来の接着材を用いない２層基板の作製においても用いられており、反り防止等を考慮して、その作成条件には工夫があるが、ここでは詳しい説明を省略する。
次いで、シート状の金属材１１０をエッチング除去する。（図１（ｃ））
次いで、シート状の金属材１１０のエッチング除去により、露出した、絶縁層１２０の粗面形状を持つ絶縁層面１２０Ｓ上全面に、配線を形成するための下地となる導電薄膜層１４０を形成する。（図１（ｄ））
導電薄膜層１４０の形成方法としては、無電解めっき法、蒸着法、スパッタリング法等がある。蒸着法、スパッタリング法を用いて下地導電薄膜層を形成する場合、従来用いられているグロー放電処理、ヒドラジン等のアルカリ溶液処理による表面層の改質を行わなくても実用に耐える配線の密着強度が得られる。
勿論、ことさらに密着強度が必要な場合には、グロー放電処理、アルカリ溶液処理を施した後、蒸着法、スパッタリング法により下地導電薄膜層を形成すればよい。
尚、無電解めっきとしては、無電解銅めっきが挙げられるが、これに限定はされない。
【００１３】
次いで、絶縁層面１２０Ｓ上に形成された導電薄膜層１４０上に、アディティブ法により金属配線を形成するための、めっきレジスト１５０を塗布し、製版した（図１（ｅ））後、露出した導電薄膜層１４０上に電解めっき法にて金属層（配線）１６０を形成する。（図１（ｆ））
金属層（配線）１６０としては電解銅めっきによる銅配線層が一般的である。
この後、めっきレジスト１５０を剥離し（図１（ｇ））、露出した導電薄膜層１４０をエッチング除去し、配線基板１８０を得る。（図１（ｈ））
このように、本発明の配線形成方法においては、絶縁層１２０上に密着性に優れた金属薄膜を形成するための、グロー放電処理、化学的処理を行わないため、比較的コストも低く、３層基板と同程度以上の密着力を配線を形成することができる。
【００１４】
尚、図１（ｃ）の後、シート状の金属材１１０のエッチング除去により、露出した、絶縁層１２０の粗面形状を持つ絶縁層面１２０Ｓに対し、更に、化学的に表面のヌレ性を向上させる改質処理を施してから、図１（ｄ）に示すように、無電解めっき処理により導電薄膜層１４０を形成しても良い。
この場合には、最終的に得られる配線基板１８０（図１（ｈ））における、配線部の密着性の向上がさらに期待できる。
【００１５】
次いで、本発明に関わる２層基板を、図２に基づいて簡単に説明する。
本発明の２層基板は、配線をアディディブ法により形成するためにその一面を粗化した有機高分子からなる絶縁層を供給するための基板で、図２に示すように、シート状の金属材１１０の粗面化処理された面側１１０Ｓに、キャスティングにて、有機高分子からなる絶縁層１２０を設けたものである。
そして、シート状の金属材１１１の粗面化された面１１０ＳのＪＩＳＢ０６０１の中心線平均粗さＲａが０．５〜２μｍで、十点平均粗さＲｚが５〜１０μｍである。
２層基板１３０は、シート状の金属材１１０を溶解除去して、絶縁層１２０の金属材１１０があった側の面に、配線をアディディブ法により作成するためのものであり、配線を作成する側の絶縁層の面は、粗面化処理された金属材１１０の面に合わせ粗面化されており、配線と絶縁層との密着を良いものとできる。
【００１６】
【実施例】
更に、本発明の配線形成方法の実施例を挙げて、図１に基づいて説明する。
先ず、本発明の配線形成方法の実施例１を挙げる。
本実施例では、シート状の金属材１１０として、１８μｍ厚の銅箔で、その１面１１０Ｓが、中心線平均粗さＲａが１．０μｍに、十点平均粗さＲｚが８μｍに、粗面化処理が施されたもので、面１１０Ｓ上に有機高分子からなる絶縁層１２０をキャスティングにより設けた２層基板１３０を用いたが、これは、市販のエスパネックス（新日鉄化学株式会社製）配線用基板である。（図１（ｂ））
そして、銅箔からなる金属材１１０を塩化第二鉄によりエッチング除去した。（図１（ｃ））
【００１７】
次いで、配線の下引き層となる、導電薄膜層１４０を無電解めっきにより、以下の条件にて絶縁層１２０の面１２０Ｓ上に設けた。
まず、めっき析出の核となる触媒吸着を促進するために有機高分子からなる絶縁層１２０の表面１２０Ｓをクリーニング、コンディショニングして、無電解めっき析出の核となる触媒を付与した。
触媒を付与する方法としては、センシダイシング・アクテベーテインク法およびキャタリスト・アクセラレータ法があるがここではキャタリスト・アクセラレータ法を用いた。有機高分子からなる絶縁層１２０の表面１２０Ｓに触媒を付与した後、無電解銅めっきを施し、０．２μｍ厚さの導電薄膜層１４０を形成した。（図１（ｄ））
クリーニング、コンディショニング工程から無電解銅めっき工程までの条件を（表１）に示す。
尚、用いた薬品はすべて上林工業株式会社製のものである。

【００１８】
次いで、配線をめっき形成するためのめっきレジスト１５０を、製版した。（図１（ｅ））
めっきレジスト１５０としては、東京応化工業株式会社製ＰＭＥＲＰ一ＬＡ９００ＰＭを、１２μｍの厚さとなるようロールコーテイングして設けた。
この後、露出した導電薄膜層１４０上に電解銅めっきにより、１０μ厚の銅めっき配線からなる金属配線１６０を形成した。（図１（ｆ））
（表２）に電解めっきで用いためっき液組成及び条件を示す。

【００１９】
次いで、銅めっきによる金属配線１６０を設けた後、めっレジスト１５０を剥離し（図１（ｇ））、露出した導電薄膜層１４０をエッチング除去して、フレキシブルプリント配線基板１８０を得た。（図１（ｈ））
【００２０】
次に、本発明の配線形成方法の実施例２を挙げる。
本実施例は、実施例１において、シート状の金属材１１０をエッチング除去した（図１（ｃ））後に、有機アルカリ水溶液を用いて、絶縁層１２０の表面１２０Ｓを化学的に改質し、ヌレ性を向上させてから、更に、実施例１と同様に、図１（ｄ）〜図１（ｈ）工程を行ったものである。
（表３）は、有機アルカリ水溶液による改質処理の条件である。

【００２１】
【発明の効果】
本発明の、上記のように、微細配線を可能とし、且つ、配線と絶縁層との密着性に優れた、フレキシブルプリント配線基板としての２層配線基板の配線形成方法の提供を可能としており、低コストでこれを達成できるものとしている。
また、このような２層配線基板の作製方法に用いられる２層基板の提供を可能としている。
詳しくは、グロ一放電処理、ヒドラジン等のアルカリ溶液処理により、絶縁層の表面を化学的に改質させなくとも実用に耐え得る配線の密着強度を得られるものとしており、低コスト化が可能となる。これは、化学的に安定で粗面化処理しにくいポリイミドを絶縁層として用いた場合に特に有効となる。
特に、有機高分子をポリイミドとし、耐熱性、屈曲性、耐マイグレーション性、ボンディング性の特性に優れた、接着剤層を含まない銅、ポリイミドの２層からなる配線部を有する配線用基板を提供できる。
さらに、図１に示すように、改質処理することにより、より配線の密着力の高い銅、ポリイミドの２層からなる配線部を有する２層配線基板も提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配線形成方法の工程を示した断面図
【図２】本発明の２層基板の断面図
【図３】従来の２層配線基板の製造方法の工程図
【図４】従来の２層配線基板の製造方法の工程図
【図５】従来の配線用基板の断面図
【符号の説明】
１１０シート状の金属材
１１０Ｓ粗面化処理面
１２０絶縁層（絶縁基板）
１２０Ｓ絶縁層面
１３０２層基板
１４０導電薄膜層
１５０めっきレジスト
１６０金属層（配線）
１８０配線基板
３１０銅箔
３１０Ｓ（銅箔の）面
３２０ポリイミド樹脂層
３３０２層基板
３４０レジストパターン
３５０配線部
４１０ポリイミドフィルム
４２０金属薄膜
４３０めっきレジスト
４４０めっき金属層
４５０配線基板
５１０３層基板
５１１銅層
５１２接着剤層
５１３ポリイミド層
５２０２層基板
５２１銅層
５２３ポリイミド層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wiring formation method for a flexible printed wiring board and a substrate used therefor, and more particularly to a wiring formation method for a two-layer wiring board.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIG. 5A, the wiring board material used for the flexible printed wiring board is made of a copper layer 511, an adhesive layer 512, and a polyimide layer 513 using an epoxy-based nutrient. The three-layer substrate 510 having a three-layer structure is generally used. However, with recent demands for higher density, higher speed, more functions, and higher reliability of electronic devices, these requirements are also applied to the wiring board material. The thing which can respond to has come to be demanded.
Under such circumstances, recently, a copper layer 521 and a polyimide layer 522 which do not include an adhesive layer and are excellent in characteristics such as heat resistance, flexibility, migration resistance and bonding property, as shown in FIG. The two-layer substrate 520 having the two-layer structure is attracting attention, and the two-layer substrate 520 having no adhesive layer is used for HDD (Hard Disk Drive), FDD (Floppy Disk Drive), TAB (Tape Automated Bonding), etc. Already used.
[0003]
On the other hand, as a method for producing a two-layer wiring board as a flexible printed wiring board, the first method shown in FIG. 3 and the second method shown in FIG. 4 are generally employed.
As shown in FIG. 3, the first method is a polyamic which is a polyimide precursor on a surface 310 </ b> S on the roughened side of a copper foil 310 (FIG. 3A) whose one surface is roughened. A two-layer substrate 330 (FIG. 3B) provided with a polyimide resin layer 320 is prepared by a casting method in which an acid is applied and imidized, and a resist pattern 340 for forming a wiring portion on the copper foil 310 is formed. (FIG. 3C), the exposed region of the copper foil 310 is removed by etching to form a wiring portion 350 (FIG. 3D), and the resist is removed to remove the two-layer wiring substrate 360. (FIG. 3 (e)).
Since the two-layer wiring board by this method uses a roughened copper foil as a raw material, the same adhesion force between the copper foil 310 and the polyimide resin layer 320 as in the three-layer board can be obtained. Since the portion 350 is formed by the subtractive method using the copper foil 310 which is a material, it is difficult to miniaturize the wiring.
[0004]
In the second method, as shown in FIG. 4, first, a polyimide film 410 is prepared (FIG. 4A), and a metal thin film 420 that becomes a conductive layer by sputtering, vapor deposition, electroless plating or the like on the polyimide film 410. Is directly formed (FIG. 4B), and a plating resist 430 is made in accordance with the wiring (FIG. 4C), and then a region to be a wiring portion is electroplated with a plated metal layer 440. Thereafter, the plating resist 430 is removed (FIG. 4E), and the exposed metal thin film 420 is removed by etching to obtain a two-layer wiring board 450 (FIG. 4F). )
In this method, the wiring is formed by an additive method on the metal thin film that becomes the conductive layer on the polyimide film, so that the wiring can be easily refined. However, the polyimide film is roughened, and the anchor effect due to the roughening is used. It is difficult to improve the adhesion of the metal thin film that becomes the conductor layer. That is, it is difficult to improve the adhesion of the wiring part.
This is because it is not easy to perform chemical treatment on the surface of the polyimide film to achieve the desired roughening.
In the second method, in order to form a metal thin film having excellent adhesion on a polyimide film, a method of chemically modifying the surface layer by glow discharge treatment or alkali solution treatment such as hydrazine may be employed. However, even if these treatments are performed, it is difficult to obtain the same adhesion as the three-layer substrate. In addition, the cost was high.
[0005]
Separately, after forming a metal thin film to be a conductive layer directly on the entire surface of the polyimide layer by sputtering, vapor deposition, electroless plating, etc., and then forming a thick metal layer on the entire surface by electroplating, etc., the metal layer is used. There is also a method for manufacturing a two-layer wiring board in which the wiring portion is formed by the subtractive method. In this method, as in the second method, the polyimide film is roughened, and the conductor layer is formed by the anchor effect by the roughening. It is difficult to improve the adhesion of the metal thin film, and it is difficult to miniaturize the wiring as in the first method.
Here, the additive method refers to a method in which a wiring portion is additionally formed on an insulating layer (or insulating substrate) by plating or the like, and the subtractive method refers to an insulating layer and a conductive layer. A method for forming a wiring portion by removing a predetermined region of a conductive layer by etching or the like in a substrate having a wiring.
In addition, as shown in FIG. 3 and FIG. 4, the two-layer wiring board is a wiring in which the wiring portion is composed of two layers of an insulating layer such as a polyimide layer and a metal layer, and no adhesive layer is provided. Say the board.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the two-layer wiring board as a conventional flexible printed wiring board has advantages and disadvantages in the characteristics obtained by the manufacturing method, and has been a problem in quality.
For this reason, a two-layer wiring board as a flexible printed wiring board is required to be capable of fine wiring and to reduce the cost while ensuring reliability.
Under such circumstances, the present invention provides a wiring formation method capable of producing a two-layer wiring board as a flexible printed wiring board that enables fine wiring and has excellent adhesion between the wiring and an insulating layer such as polyimide. It is something to be offered.
At the same time, it tries to achieve this at a low cost.
Another object of the present invention is to provide a two-layer substrate used for manufacturing such a two-layer wiring substrate.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The wiring forming method of the present invention is a wiring forming method for forming a wiring on at least one surface of an insulating layer made of an organic polymer, wherein (a) a sheet-like metal material is coated with an organic A step of forming an insulating layer made of a polymer, (b) a step of etching and removing the sheet-like metal material, and (c) a metal by an additive method on the surface of the insulating layer that is in contact with the sheet-like metal material. Forming a base conductive thin film layer for forming a wiring; (d) forming a metal wiring on the base conductive thin film layer by an additive method; and (e) forming a base conductive thin film layer other than the metal wiring formation region. And a step of removing by etching.
In the above, the step of forming the insulating layer made of the organic polymer on the surface side of the sheet-like metal material that has been subjected to the roughening treatment is based on casting.
In addition, the sheet-like metal material in the above is a metal foil.
Further, the organic polymer in the above is made of polyimide.
Moreover, the roughening process of the sheet-like metal material in the above is such that the center line average roughness Ra of JIS B0601 of the roughened surface is 0.5 to 2 μm, and the ten-point average roughness Rz is 5 to 10 μm. It is characterized by being.
Further, in the above, after removing the sheet-like metal material by etching, the base conductive thin film for forming the metal wiring after performing the modification treatment on the surface of the insulating layer that is in contact with the sheet-like metal material A layer is formed.
The modification treatment referred to here is not a physical change in surface roughness but a chemical alteration to increase the wetting property.
[0008]
2-layer substrate according to this onset Ming, the substrate for supplying an insulating layer made of roughened organic polymer to one surface thereof to form a Adidibu method wirings, roughening treatment of the sheet metal material An insulating layer made of an organic polymer is provided on the processed surface side, and the roughening treatment of the sheet-like metal material is performed on the roughened surface, and the sheet-like metal The roughening treatment of the material is characterized in that the centerline average roughness Ra of JISB0601 of the roughened surface is 0.5 to 2 μm and the ten-point average roughness Rz is 5 to 10 μm. is there.
In the above, an insulating layer made of an organic polymer is provided on the surface of the sheet-like metal material that has been roughened by casting.
In addition, the sheet-like metal material in the above is a metal foil.
[0009]
[Action]
By adopting such a configuration, the wiring forming method of the present invention can provide a wiring forming method that has excellent adhesion between the wiring and the insulating layer and enables fine wiring. At the same time, this can be achieved at low cost.
Specifically, (a) a step of forming an insulating layer made of an organic polymer on the roughened surface side of the sheet-like metal material, and (b) a step of removing the sheet-like metal material by etching. (C) forming a base conductive thin film layer for forming a metal wiring by an additive method on the surface of the insulating layer that is in contact with the sheet-like metal material; and (d) on the base conductive thin film layer. This is achieved by having a step of forming a metal wiring by an additive method and a step of (e) etching away the underlying conductive thin film layer other than the metal wiring.
More specifically , an insulating layer made of an organic polymer is formed by casting on the roughened surface side of the sheet-like metal material, so that the sheet-like metal material side surface of the insulating layer is formed. The metal wiring is formed as a rough surface shape that matches the roughened surface of the metal material, and further, metal wiring is formed on the roughened surface side of the insulating layer via the underlying conductive thin film layer. Therefore, the wiring part on the insulating layer also has good adhesion. As a result, in such a wiring forming method of the present invention, when the wiring part is formed from the copper layer using the three-layer substrate shown in FIG. Thus, a wiring having an adhesion strength equal to or higher than that can be formed.
In addition, when providing the base conductive thin film layer on the insulating layer, a wiring portion having excellent adhesion can be formed without performing a modification treatment on the insulating layer surface. In this case, the manufacturing cost of the wiring board is reduced. Can be suppressed.
Further, since the metal wiring is formed on the insulating layer made of the organic polymer by the additive method, fine wiring is possible.
Then, by using a metal foil as the sheet-like metal material, etching is facilitated when the underlying conductive thin film layer other than the metal wiring formation region is removed by etching.
When the organic polymer is made of polyimide, it is possible to provide a two-layer wiring board made of copper, polyimide, or the like that does not include an adhesive layer and has excellent heat resistance, flexibility, migration resistance, and bonding properties.
The roughening treatment of the sheet-like metal material is based on the fact that the center line average roughness Ra of JIS B0601 of the roughened surface is 0.5 to 2 μm and the ten-point average roughness Rz is 5 to 10 μm. In particular, the metal wiring has good adhesion.
Furthermore, by modifying the exposed organic polymer surface after etching and removing the sheet-like metal material subjected to the surface treatment of the wiring board material, two layers of copper, polyimide, etc. having higher wiring adhesion A wiring board can be provided.
Needless to say, it is also possible to manufacture a wiring board in which a plurality of the two-layer wiring boards manufactured in this way are further stacked.
[0010]
2-layer substrate according to this onset Ming, by adopting such a configuration, the used wiring forming method of the present invention, can be fine wiring, particularly excellent adhesion between the wiring portion and the insulating layer Thus, it is possible to produce a two-layer wiring board as a flexible printed wiring board.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a process cross-sectional view of the wiring forming method of the present invention, and FIG. 2 is a two-layer substrate of the present invention.
1 and 2, 110 is a sheet metal material, 110S is a roughened surface, 120 is an insulating layer (insulating substrate), 120S is an insulating layer surface, 130 is a two-layer substrate, 140 is a conductive thin film layer, 150 Is a plating resist, 160 is a metal layer (wiring), and 180 is a wiring board.
[0012]
First, the wiring forming method of the present invention will be described with reference to FIG.
First, the surface roughness of one surface of the sheet-like metal material 110 is such that the center line average roughness Ra of JIS B0601 is 0.5 to 2 μm and the ten-point average roughness Rz is 5 to 10 μm. Roughening treatment is performed. (Fig. 1 (a))
The sheet-like metal material 110 includes a copper foil, but is not limited thereto.
Examples of the roughening treatment include electrolytic polishing.
Next, in a clean state, an insulating layer 120 made of an organic polymer is formed with a predetermined thickness on the surface 110S on the side subjected to the roughening treatment of the sheet-like metal material 110 by a casting method, A two-layer substrate 130 made of a sheet-like metal material 110 and an insulating layer 120 is formed. (Fig. 1 (b))
Examples of the organic polymer include polyimide.
The casting method is also used in the production of a conventional two-layer substrate that does not use an adhesive, and its creation conditions are devised in consideration of warpage prevention, but detailed explanation is omitted here. To do.
Next, the sheet-like metal material 110 is removed by etching. (Fig. 1 (c))
Next, the conductive thin film layer 140 serving as a base for forming wiring is formed on the entire exposed insulating layer surface 120S having the rough surface shape of the insulating layer 120 by etching and removing the sheet-like metal material 110. (Fig. 1 (d))
Examples of the method for forming the conductive thin film layer 140 include an electroless plating method, a vapor deposition method, and a sputtering method. When forming an underlying conductive thin film layer using vapor deposition or sputtering, the adhesion strength of the wiring can withstand practical use without modifying the surface layer by using a conventional glow discharge treatment or alkali solution treatment such as hydrazine. Is obtained.
Of course, if further adhesion strength is required, the underlying conductive thin film layer may be formed by vapor deposition or sputtering after glow discharge treatment or alkaline solution treatment.
In addition, as electroless plating, although electroless copper plating is mentioned, it is not limited to this.
[0013]
Next, a plating resist 150 for forming a metal wiring by an additive method is applied on the conductive thin film layer 140 formed on the insulating layer surface 120S and subjected to plate making (FIG. 1E), and then the exposed conductive thin film. A metal layer (wiring) 160 is formed on the layer 140 by electrolytic plating. (Fig. 1 (f))
The metal layer (wiring) 160 is generally a copper wiring layer formed by electrolytic copper plating.
Thereafter, the plating resist 150 is peeled off (FIG. 1G), and the exposed conductive thin film layer 140 is removed by etching to obtain a wiring board 180. (Fig. 1 (h))
Thus, in the wiring forming method of the present invention, since the glow discharge treatment and the chemical treatment for forming a metal thin film having excellent adhesion on the insulating layer 120 are not performed, the cost is relatively low. Wiring can be formed with an adhesion strength equal to or higher than that of the layer substrate.
[0014]
In addition, after FIG.1 (c), by the etching removal of the sheet-like metal material 110, the surface smoothness of the insulating layer surface 120S having the rough surface shape of the insulating layer 120 is further improved chemically. After performing the modification treatment, the conductive thin film layer 140 may be formed by electroless plating treatment as shown in FIG.
In this case, the improvement of the adhesion of the wiring part in the finally obtained wiring board 180 (FIG. 1H) can be further expected.
[0015]
Next, a two-layer substrate according to the present invention will be briefly described with reference to FIG.
The two-layer substrate of the present invention is a substrate for supplying an insulating layer made of an organic polymer whose one surface is roughened in order to form wiring by the additive method. As shown in FIG. 2, a sheet-like metal material is provided. The insulating layer 120 made of an organic polymer is provided on the surface side 110S subjected to the roughening treatment 110 by casting.
And the centerline average roughness Ra of JIS B0601 of the roughened surface 110S of the sheet-like metal material 111 is 0.5 to 2 μm, and the ten-point average roughness Rz is 5 to 10 μm.
The two-layer substrate 130 is for dissolving and removing the sheet-like metal material 110 and creating wiring on the surface of the insulating layer 120 on the side where the metal material 110 was present by using the additive method. The surface of the insulating layer on the side is roughened in accordance with the surface of the metal material 110 that has been subjected to the roughening treatment, so that the adhesion between the wiring and the insulating layer can be improved.
[0016]
【Example】
Further, an example of the wiring forming method of the present invention will be described with reference to FIG.
First, Example 1 of the wiring forming method of the present invention will be described.
In this example, as a sheet-like metal material 110, a copper foil having a thickness of 18 μm, one surface 110S thereof has a center line average roughness Ra of 1.0 μm, a ten-point average roughness Rz of 8 μm, and a rough surface. The two-layer substrate 130 in which an insulating layer 120 made of an organic polymer is provided on the surface 110S by casting is used, but this is a commercially available Espanex (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) wiring. Substrate. (Fig. 1 (b))
Then, the metal material 110 made of copper foil was removed by etching with ferric chloride. (Fig. 1 (c))
[0017]
Next, a conductive thin film layer 140 serving as a wiring undercoat layer was provided on the surface 120S of the insulating layer 120 by electroless plating under the following conditions.
First, the surface 120S of the insulating layer 120 made of an organic polymer was cleaned and conditioned in order to promote the adsorption of the catalyst serving as a nucleus for plating deposition, and a catalyst serving as a nucleus for electroless plating deposition was applied.
As a method for imparting a catalyst, there are a sensitizing activator ink method and a catalyst accelerator method. Here, the catalyst accelerator method was used. After a catalyst was applied to the surface 120S of the insulating layer 120 made of an organic polymer, electroless copper plating was performed to form a conductive thin film layer 140 having a thickness of 0.2 μm. (Fig. 1 (d))
The conditions from the cleaning and conditioning process to the electroless copper plating process are shown in Table 1.
All chemicals used were manufactured by Kambayashi Kogyo Co., Ltd.

[0018]
Next, a plating resist 150 for plating the wiring was made. (Fig. 1 (e))
As the plating resist 150, PMERP-1LA900PM manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. was roll coated so as to have a thickness of 12 μm.
Thereafter, a metal wiring 160 made of a copper plating wiring having a thickness of 10 μm was formed on the exposed conductive thin film layer 140 by electrolytic copper plating. (Fig. 1 (f))
(Table 2) shows the plating solution composition and conditions used in electrolytic plating.

[0019]
Subsequently, after providing the metal wiring 160 by copper plating, the resist 150 was peeled off (FIG. 1G), and the exposed conductive thin film layer 140 was removed by etching to obtain a flexible printed wiring board 180. (Fig. 1 (h))
[0020]
Next, a second embodiment of the wiring forming method of the present invention will be described.
In this example, after the sheet-like metal material 110 was removed by etching in Example 1 (FIG. 1C), the surface 120S of the insulating layer 120 was chemically modified using an organic alkaline aqueous solution, After improving the wetting property, the steps of FIG. 1 (d) to FIG. 1 (h) were performed in the same manner as in Example 1.
Table 3 shows the conditions for the modification treatment with the organic alkaline aqueous solution.

[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a method for forming a wiring of a two-layer wiring board as a flexible printed wiring board that enables fine wiring and has excellent adhesion between the wiring and the insulating layer, This can be achieved at low cost.
In addition, it is possible to provide a two-layer substrate used in such a method for manufacturing a two-layer wiring substrate.
In detail, it is possible to obtain a wiring adhesion strength that can withstand practical use without chemically modifying the surface of the insulating layer by processing with an alkaline solution such as glow discharge treatment or hydrazine, thereby reducing costs. Become. This is particularly effective when polyimide that is chemically stable and difficult to roughen is used as the insulating layer.
In particular, a wiring substrate having a wiring portion made of two layers of copper and polyimide, which does not include an adhesive layer, is superior in heat resistance, flexibility, migration resistance, and bonding properties, using polyimide as an organic polymer. it can.
Furthermore, as shown in FIG. 1, a two-layer wiring board having a wiring portion composed of two layers of copper and polyimide with higher wiring adhesion can be provided by the modification treatment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a process of a wiring forming method according to the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of a two-layer board according to the present invention. Process diagram of conventional two-layer wiring board manufacturing method [FIG. 5] Cross-sectional view of conventional wiring board [Explanation of symbols]
110 Sheet-like metal material 110S Roughening surface 120 Insulating layer (insulating substrate)
120S Insulating layer surface 130 Two-layer substrate 140 Conductive thin film layer 150 Plating resist 160 Metal layer (wiring)
180 wiring substrate 310 copper foil 310S (copper foil) surface 320 polyimide resin layer 330 two-layer substrate 340 resist pattern 350 wiring portion 410 polyimide film 420 metal thin film 430 plating resist 440 plating metal layer 450 wiring substrate 510 three-layer substrate 511 copper layer 512 Adhesive layer 513 Polyimide layer 520 Two-layer substrate 521 Copper layer 523 Polyimide layer

Claims

A wiring forming method for forming a wiring on at least one surface of an insulating layer made of an organic polymer, wherein (a) an insulating layer made of an organic polymer is formed on the surface of the surface of the sheet-like metal material that has been roughened (B) a step of removing the sheet-like metal material by etching; and (c) a base conductive for forming a metal wiring by an additive method on the surface of the insulating layer that is in contact with the sheet-like metal material. Forming a thin film layer; (d) forming a metal wiring on the underlying conductive thin film layer by an additive method; and (e) etching and removing the underlying conductive thin film layer other than the metal wiring forming region. The wiring formation method characterized by the above-mentioned.

2. The wiring forming method according to claim 1, wherein the step of forming the insulating layer made of an organic polymer on the surface of the sheet-like metal material that has been subjected to the roughening treatment is performed by casting.

3. The wiring forming method according to claim 1, wherein the sheet-like metal material is a metal foil.

4. The wiring forming method according to claim 1, wherein the organic polymer is made of polyimide.

The roughening treatment of the sheet-like metal material according to claims 1 to 4 has a JIS B0601 centerline average roughness Ra of 0.5 to 2 μm and a ten-point average roughness Rz of 5 on the roughened surface. 10. A method of forming a wiring, characterized in that it is 10 μm.

6. A base for forming a metal wiring according to claim 1, wherein after the sheet-like metal material is removed by etching, the surface of the insulating layer on the side in contact with the sheet-like metal material is subjected to a modification treatment. A method for forming a wiring, comprising forming a conductive thin film layer.