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JP2011176034A - Method of manufacturing flexible printed board and etching processing method - Google Patents

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JP2011176034A
JP2011176034A JP2010037606A JP2010037606A JP2011176034A JP 2011176034 A JP2011176034 A JP 2011176034A JP 2010037606 A JP2010037606 A JP 2010037606A JP 2010037606 A JP2010037606 A JP 2010037606A JP 2011176034 A JP2011176034 A JP 2011176034A
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JP
Japan
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layer
etching
copper
flexible printed
nickel
Prior art date
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Pending
Application number
JP2010037606A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiyuki Asakawa
浅川吉幸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Mining Co Ltd filed Critical Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority to JP2010037606A priority Critical patent/JP2011176034A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a flexible printed board by which metal residues between wiring lines are removed through an inexpensive and easy process without performing side etching of a copper layer and even a microwiring processed article has sufficient insulation reliability, and also to provide the printed wiring board obtained by the manufacturing method. <P>SOLUTION: The method of manufacturing the flexible printed board is characterized by maintaining an oxygen concentration in an etching processing atmosphere at 2 vol.% or below in a process of forming a copper wiring pattern by performing etching processing on a copper coating layer formed at least on one surface of an insulator film without interposing an adhesive. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、TABテープ、COFテープ等の電子部品の基板となるフレキシブルプリント配線板に用いるフレキシブルプリント基板の製造方法、およびこのフレキシブルプリント基板の銅被覆層に銅配線パターン(以下、配線パターンと称する場合もある)を形成する際に用いられる銅被覆層のエッチング処理方法に関するものである。より詳しくは、2層フレキシブルプリント基板に対し、配線パターンを構成する銅被膜層に適した雰囲気制御を行ってエッチング処理を施すことにより、微細配線加工品でも十分な絶縁信頼性を有する配線パターンが形成できるフレキシブルプリント基板の製造方法である。   The present invention relates to a method for manufacturing a flexible printed circuit board used for a flexible printed circuit board to be a substrate for electronic components such as TAB tape and COF tape, and a copper wiring pattern (hereinafter referred to as a wiring pattern) on the copper coating layer of the flexible printed circuit board. It is related with the etching method of the copper coating layer used when forming a case. More specifically, by performing an etching process on the two-layer flexible printed circuit board with atmosphere control suitable for the copper coating layer constituting the wiring pattern, a wiring pattern having sufficient insulation reliability can be obtained even in a fine wiring processed product. It is a manufacturing method of the flexible printed circuit board which can be formed.

一般に、フレキシブルプリント配線板の作製に用いられるフレキシブルプリント基板は、絶縁体フィルム上に接着剤を用いて導体層となる銅箔を貼り合わせた3層フレキシブルプリント基板(例えば、特許文献1参照)と、絶縁体フィルム上に接着剤を用いることなしに乾式めっき法または湿式めっき法により導体層となる銅被覆層を直接形成した2層フレキシブルプリント基板とに大別される。   In general, a flexible printed circuit board used for the production of a flexible printed wiring board is a three-layer flexible printed circuit board (for example, see Patent Document 1) in which a copper foil serving as a conductor layer is bonded onto an insulator film using an adhesive. The two-layer flexible printed circuit board can be broadly classified into a two-layer flexible printed circuit board in which a copper coating layer serving as a conductor layer is directly formed on an insulating film by a dry plating method or a wet plating method without using an adhesive.

ところで、近年の電子機器の高密度化に伴い、その配線幅、配線間を狭ピッチ化した配線板が求められるようになってきており、このような要求に対して、3層フレキシブルプリント基板の製造においては、基板である絶縁体フィルム上に形成した銅箔で構成される導体層を、所望の配線パターンに従ってエッチングして配線部の形成を行い、フレキシブルプリント基板を製造する場合に、配線部の側面が過剰にエッチングされるといういわゆるサイドエッチングが生ずるために、配線部の断面形状が裾広がりの台形になり易いという点が問題となっていた。そこで、かかる要求を満たすために、従来の銅箔を貼り合わせる3層フレキシブルプリント基板に代えて、2層フレキシブルプリント基板が現在主流になりつつある。   By the way, with the recent increase in the density of electronic devices, a wiring board whose wiring width and wiring pitch are reduced has been demanded. In manufacturing, when a flexible printed circuit board is manufactured by etching a conductor layer composed of a copper foil formed on an insulating film as a substrate according to a desired wiring pattern to form a wiring portion, Since side etching of excessive etching of the side surfaces of the wiring portion occurs, there is a problem that the cross-sectional shape of the wiring portion tends to be a trapezoid with a wide base. Therefore, in order to satisfy such a demand, a two-layer flexible printed circuit board is now becoming mainstream instead of a conventional three-layer flexible printed circuit board on which a copper foil is bonded.

この2層フレキシブルプリント基板の作製では、絶縁体フィルム上に均一な厚みの銅被覆層を形成する手段として、通常、電気銅めっき法が採用されている。そして、その電気銅めっきを行うために、電気銅めっき被膜を施す絶縁体フィルムの上に薄膜の金属層を形成して表面全面に導電性を付与し、その上に電気銅めっき処理を行うのが一般的である(例えば、特許文献2参照)。また、絶縁体フィルム上に薄膜の金属層を得るためには、真空蒸着法、イオンプレーティング法などの乾式めっき法が使用されている。   In the production of this two-layer flexible printed board, an electrolytic copper plating method is usually employed as a means for forming a copper coating layer having a uniform thickness on an insulator film. Then, in order to perform the electrolytic copper plating, a thin metal layer is formed on the insulator film on which the electrolytic copper plating film is applied to impart conductivity to the entire surface, and the electrolytic copper plating process is performed on the metal layer. Is common (see, for example, Patent Document 2). Further, in order to obtain a thin metal layer on the insulator film, a dry plating method such as a vacuum deposition method or an ion plating method is used.

このような状況の中、絶縁体フィルムと銅被覆層との密着性は、その界面にCuOやCuO等の脆弱層が形成されているために非常に弱く、そのためフレキシブルプリント基板に要求される銅被覆層との密着強度を維持するために、絶縁体フィルムと銅被覆層との間に下地金属層として、ニッケル−クロム合金層を設けることが行われている(特許文献3参照)。 Under such circumstances, the adhesion between the insulator film and the copper coating layer is very weak because a fragile layer such as CuO or Cu 2 O is formed at the interface, and thus is required for a flexible printed circuit board. In order to maintain the adhesive strength with the copper coating layer, a nickel-chromium alloy layer is provided as a base metal layer between the insulator film and the copper coating layer (see Patent Document 3).

ところで、通常、2層フレキシブルプリント基板のような2層めっき基板におけるサブトラクティブ法を用いた配線パターンの形成では、そのエッチング液として、例えば、塩化第二鉄(FeCl)を水に溶解した塩化第二鉄溶液や、塩化第二銅(CuCl・2HO)を水に溶解し、適量の塩酸を加えた塩化第二銅溶液を使用してエッチング処理が行われている。これらのエッチング液を用いたエッチング処理では、エッチング処理後、その配線間にニッケル−クロム合金等の下地金属層のエッチング残りが生じたりして、充分なエッチング成果が得られない場合があった。 By the way, normally, in the formation of a wiring pattern using a subtractive method on a two-layer plated substrate such as a two-layer flexible printed circuit board, for example, a chloride obtained by dissolving ferric chloride (FeCl 3 ) in water as an etchant. Etching is performed using a ferric solution or a cupric chloride solution in which cupric chloride (CuCl 2 · 2H 2 O) is dissolved in water and an appropriate amount of hydrochloric acid is added. In the etching process using these etching solutions, there may be a case where an etching residue of a base metal layer such as a nickel-chromium alloy is generated between the wirings after the etching process, and a sufficient etching result may not be obtained.

さらに、最近のフレキシブルプリント配線板においては、配線パターンの更なる高密度化に伴う、配線の狭ピッチ化が進み、また、高機能化に伴い高電圧での使用が要求されるようになってきている。この結果、使用されるフレキシブルプリント配線板に要求される絶縁信頼性が重要になってきており、この特性の指標として、恒温恒湿バイアス試験(HHBT)等が実施されている。   Furthermore, in recent flexible printed wiring boards, the wiring pitch is becoming narrower as the wiring pattern is further densified, and the use of high voltage is required as the functionality is increased. ing. As a result, insulation reliability required for the flexible printed wiring board to be used has become important, and a constant temperature and humidity bias test (HHBT) or the like is performed as an index of this characteristic.

しかしながら、2層めっき基板を先のエッチング液を用いてエッチング処理を行った際に、ニッケル−クロム合金等の下地金属層のエッチング残りが生じている場合、恒温恒湿バイアス試験(High Temperature High Humidity Bias Test、以下HHBTと称す)を行うと、隣接する配線間がニッケル−クロム合金層のエッチング残りにより短絡してしまうことがあり、高い絶縁抵抗が得られずに不良品になってしまう問題が生じていた。   However, when an etching residue of a base metal layer such as a nickel-chromium alloy is generated when the two-layer plated substrate is etched using the previous etching solution, a constant temperature and humidity bias test (High Temperature High Humidity) (Bias Test, hereinafter referred to as HHBT) may cause a short circuit between adjacent wiring lines due to the etching residue of the nickel-chromium alloy layer, resulting in a defective product without high insulation resistance. It was happening.

そのため、良好な絶縁信頼性を実現するための手段の一つとして、先に述べた配線間の下地金属層成分の残りを除去する方法がある。例えば、特許文献4には塩化第二鉄溶液または塩酸を含む塩化第二銅溶液でエッチング処理後、塩酸を含む酸性エッチング液、過マンガン酸カリウム溶液等のアルカリ性エッチング液の1種または2種以上を併用して処理することにより、ニッケル−クロム合金のエッチング残りを溶解することが提案されている。この場合、配線のサイドエッチングが少ない方法でニッケル−クロム合金のエッチング残りを除去することが可能である。   Therefore, as one of means for realizing good insulation reliability, there is a method of removing the remainder of the base metal layer component between the wirings described above. For example, Patent Document 4 discloses that after etching with a ferric chloride solution or a cupric chloride solution containing hydrochloric acid, one or more of an alkaline etching solution such as an acidic etching solution containing hydrochloric acid or a potassium permanganate solution is used. It has been proposed to dissolve the etching residue of the nickel-chromium alloy by processing in combination. In this case, the etching residue of the nickel-chromium alloy can be removed by a method with less side etching of the wiring.

特開平6−132628号公報JP-A-6-132628 特開平8−139448号公報Japanese Patent Laid-Open No. 8-139448 特開平6−120630号公報JP-A-6-120630 特開2005−23340号公報JP 2005-23340 A

しかしながら、塩化第二鉄溶液、または塩酸を含む塩化第二銅溶液を用いてエッチング処理した場合、そのエッチング液をノズル等を用いて噴射するような空気が混じる状況のスプレーエッチング処理では、処理後にニッケル−クロム合金の残渣がみられることがある。特に、微細配線部ではなく、配線パターンがない部分(以下、ラフ部と称する場合がある)や、比較的広幅なピッチの配線部に多くみられる。   However, when an etching process is performed using a ferric chloride solution or a cupric chloride solution containing hydrochloric acid, in the spray etching process in which air is mixed such that the etching solution is sprayed using a nozzle or the like, Nickel-chromium alloy residues may be observed. In particular, it is often found not in a fine wiring portion but in a portion having no wiring pattern (hereinafter sometimes referred to as a rough portion) or a wiring portion having a relatively wide pitch.

さらに、この下地合金層の残渣が存在する状態で、ニッケル−クロム合金の選択除去処理(選択エッチング処理とも称す場合がある)を行った場合、残渣がみられた箇所をきれいに除去する条件でエッチングを行うと、「しみこみ」と呼ばれるリード下の下地合金層であるニッケル−クロム合金も過剰にエッチングされることになり、その結果リードが浮いてしまい、HHBT試験等を行うとマイグレーションの発生を誘引してしまう結果となる。   Furthermore, when a selective removal process (also referred to as a selective etching process) of the nickel-chromium alloy is performed in the presence of the residue of the underlying alloy layer, etching is performed under conditions that cleanly remove the portion where the residue is seen. As a result, the nickel-chromium alloy, which is the underlying alloy layer under the lead called “smudge”, is also etched excessively, resulting in floating of the lead, and inducing the occurrence of migration when the HHBT test or the like is performed. Result.

また、リードの下に「しみこみ」を起こさない条件でニッケル−クロム合金の選択除去を行うと、ラフ部などの配線部以外の残渣の除去が不十分になり、こちらも、絶縁信頼性が低下してしまう。   In addition, if nickel-chromium alloy is selectively removed under conditions that do not cause “smearing” under the leads, the removal of residues other than wiring parts such as rough parts becomes insufficient, which also reduces insulation reliability. Resulting in.

本発明は、このような状況に鑑み、2層フレキシブルプリント基板の製造における従来の問題点を解決し、配線間の金属残りを均一に除去処理でき、微細配線加工品でも十分な絶縁信頼性を有するフレキシブルプリント配線板を提供するフレキシブルプリント基板の製造方法と、銅被覆層のエッチング処理方法を提供するものである。   In view of such circumstances, the present invention solves the conventional problems in the production of a two-layer flexible printed circuit board, can uniformly remove metal residue between wirings, and has sufficient insulation reliability even in a fine wiring processed product. The manufacturing method of the flexible printed circuit board which provides the flexible printed wiring board which has, and the etching processing method of a copper coating layer are provided.

本発明者は、上記課題を解決するために、フレキシブルプリント基板のエッチング処理方法について鋭意検討を行った結果、これまでの大気中でスプレーノズルを用いてエッチング液を噴射する、空気を巻き込むようなエッチング処理を行った場合、気泡が表面にふれる箇所では、残渣が増えることを見いだし、さらに空気中に含まれる酸素が、残渣形成に大きく寄与することを見出して、本発明の至ったものである。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has intensively studied the etching method of the flexible printed circuit board, and as a result, injects an etching solution using a spray nozzle in the air so far, and entrains air. In the case where the etching process is performed, it is found that the residue increases at the place where the bubbles touch the surface, and further, the oxygen contained in the air greatly contributes to the formation of the residue, and the present invention has been achieved. .

即ち、本発明の一つは、絶縁体フィルムの少なくとも片面に接着剤を介さずに形成された銅被覆層をエッチング処理して銅配線パターンを形成する工程におけるエッチング処理雰囲気の酸素濃度を、2体積%以下に維持したフレキシブルプリント基板の製造方法である。   That is, according to one aspect of the present invention, the oxygen concentration in the etching atmosphere in the step of etching the copper coating layer formed on at least one surface of the insulator film without using an adhesive to form a copper wiring pattern is 2 It is a manufacturing method of a flexible printed circuit board maintained at a volume% or less.

また、第一の発明に係るフレキシブルプリント基板の銅被覆層は、絶縁体フィルム側からニッケル合金層、銅層の順に積層した構造で、絶縁体フィルム上に乾式めっき法により形成された膜厚3〜40nmのクロムを5〜24重量%含むニッケル−クロム系合金の下地金属層と、その下地金属層上に形成された膜厚10nm〜35μmの銅層である。   Moreover, the copper coating layer of the flexible printed circuit board which concerns on 1st invention is the structure laminated | stacked in order of the nickel alloy layer and the copper layer from the insulator film side, and the film thickness 3 formed by the dry-type plating method on the insulator film It is a base metal layer of a nickel-chromium alloy containing 5 to 24% by weight of chromium of ˜40 nm, and a copper layer having a thickness of 10 nm to 35 μm formed on the base metal layer.

さらに、第一の発明に係る銅被覆層をエッチング処理する工程は、銅被覆層の銅層をエッチング処理して銅配線パターンを形成した後、下地金属層を選択的に除去する選択除去液による下地金属層の除去処理を含むことを特徴とするものであり、その銅層のエッチング処理が、塩化第二鉄溶液または塩酸を含む塩化第二銅溶液をエッチング液として用いて行われることを特徴とするものである。   Further, the step of etching the copper coating layer according to the first invention is performed by a selective removal liquid that selectively removes the underlying metal layer after forming the copper wiring pattern by etching the copper layer of the copper coating layer. It is characterized by including a removal process of the base metal layer, and the etching process of the copper layer is performed using a ferric chloride solution or a cupric chloride solution containing hydrochloric acid as an etching solution. It is what.

本発明の他の一つは、ニッケル合金層上に銅層を積層した構造の積層体の薬液によるエッチング処理方法において、エッチング処理雰囲気の酸素濃度を2体積%以下に維持することを特徴とするエッチング処理方法で、そのニッケル合金層が膜厚3〜40nmのクロムを5〜24重量%含むニッケル−クロム系合金であり、エッチングに使用する薬液が、塩化第二鉄溶液または塩酸を含む塩化第二銅溶液であることを特徴とするものである。   Another aspect of the present invention is characterized in that an oxygen concentration in an etching atmosphere is maintained at 2% by volume or less in a method for etching with a chemical solution of a laminate having a structure in which a copper layer is laminated on a nickel alloy layer. In the etching method, the nickel alloy layer is a nickel-chromium alloy containing 5 to 24% by weight of chromium having a film thickness of 3 to 40 nm, and the chemical used for etching is ferric chloride solution or hydrochloric acid containing hydrochloric acid. It is a dicopper solution.

本発明に係るフレキシブルプリント基板の製造方法と、本発明のエッチング処理方法を用いることにより、2層フレキシブルプリント基板における配線間の金属残りが除去できることで、より高い絶縁信頼性を有する微細配線を得ることができ、その工業上顕著な効果を奏するものである。   By using the manufacturing method of the flexible printed circuit board according to the present invention and the etching method of the present invention, the metal residue between the wirings in the two-layer flexible printed circuit board can be removed, thereby obtaining a fine wiring having higher insulation reliability. And has an industrially significant effect.

2層フレキシブル基板を作製する際に、基材の絶縁体フィルムをヒドラジン処理またはプラズマ処理などによって、絶縁体フィルム表面を改質して活性化し、絶縁体フィルム直上に設けられる下地金属層との良好な結合が図られている。この処理により得られる結合力は強いため、2層フレキシブル基板として、実用に耐えうるピール強度が発現すると考えられている。   When producing a two-layer flexible substrate, the insulator film of the base material is activated by modifying the surface of the insulator film by hydrazine treatment or plasma treatment, etc., and good with the underlying metal layer provided immediately above the insulator film Is connected. Since the bonding strength obtained by this treatment is strong, it is considered that a peel strength that can withstand practical use is developed as a two-layer flexible substrate.

しかしながら、配線パターンをエッチングで形成した後、リードとリード間のスペース部分には、エッチングやその後の洗浄工程を経た後も、絶縁体フィルムと直接結合している極微量の下地金属層の金属成分が、絶縁体フィルムの表層部に残留してしまうものと考えられている。そこで本発明者らは、この表層部に残留する金属成分が、恒温恒湿バイアス試験(HHBT)を行った場合にマイグレーションを起こす原因の一つであると推定している。   However, after the wiring pattern is formed by etching, in the space portion between the leads, the metal component of the extremely small amount of the underlying metal layer that is directly bonded to the insulator film after etching and the subsequent cleaning process However, it is thought that it will remain in the surface layer part of an insulator film. Therefore, the present inventors presume that the metal component remaining in the surface layer is one of the causes of migration when a constant temperature and humidity bias test (HHBT) is performed.

以下に、本発明について詳細に説明する。
本発明は、絶縁体フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに下地金属層を直接形成し、その下地金属層上に銅層を積層した銅被覆層が形成された2層フレキシブルプリント基板の作製において、配線パターンの形成時に、低酸素濃度の雰囲気下で塩化第二鉄溶液または塩酸を含む塩化第二銅溶液によるエッチング処理を行い、その後、得られた2層フレキシブルプリント基板を、ニッケル−クロム合金の選択除去液で処理するエッチング処理を具備するものである。
The present invention is described in detail below.
The present invention provides a two-layer flexible printed circuit board in which a base metal layer is formed directly on at least one surface of an insulator film without using an adhesive, and a copper coating layer is formed by laminating a copper layer on the base metal layer. In the production, when the wiring pattern was formed, an etching treatment with a ferric chloride solution or a cupric chloride solution containing hydrochloric acid was performed in an atmosphere having a low oxygen concentration. It comprises an etching treatment for treating with a chromium alloy selective removal solution.

1.配線パターン形成時の雰囲気
すなわち、大気に含まれる約21%程度の酸素雰囲気下で、塩化第二鉄溶液、または塩酸を含む塩化第二銅溶液を用いたエッチング処理で配線形成を行った場合、銅層を除去した後に表面に現れる下地金属層を形成するニッケル−クロム合金が、その後触れる酸素の影響下で不働態皮膜を形成し、その結果局所的にエッチングが停滞し、塩化第二鉄溶液、または塩化第二銅溶液によるエッチング処理では、それ以上のエッチングが進行しなくなる。そして、その残渣部分をニッケル−クロム選択除去液で除去すると、銅のリード下に存在するニッケル−クロム合金層の一部が過剰にエッチングされ、銅露出する可能性がある。その状態で、HHBT試験を行うと、銅が溶出するマイグレーションが発生して耐マイグレーション性を極端に低下せしめる。
1. At the time of wiring pattern formation, that is, when wiring is formed by etching using a ferric chloride solution or a cupric chloride solution containing hydrochloric acid in an oxygen atmosphere of about 21% contained in the air, The nickel-chromium alloy that forms the underlying metal layer that appears on the surface after removing the copper layer forms a passive film under the influence of oxygen that is subsequently touched, resulting in local stagnation of the etching and the ferric chloride solution. In the etching process using a cupric chloride solution, further etching does not proceed. When the residue is removed with a nickel-chromium selective removing solution, a part of the nickel-chromium alloy layer existing under the copper lead may be excessively etched to expose the copper. When the HHBT test is performed in this state, migration in which copper elutes occurs and the migration resistance is extremely lowered.

このような状況を防止するために、銅被覆層をエッチングする際の雰囲気を制御するものである。塩化第二鉄溶液、または塩化第二銅溶液をエッチング液に用いて配線形成を行う場合には、その雰囲気は、酸素濃度を2%以下にすることが望ましい。また、銅層のエッチング後に残存する下地金属層のニッケル−クロム合金を選択除去する場合にも同じ雰囲気で行うことが望ましい。   In order to prevent such a situation, the atmosphere at the time of etching the copper coating layer is controlled. When wiring formation is performed using a ferric chloride solution or a cupric chloride solution as an etching solution, the atmosphere is preferably set to an oxygen concentration of 2% or less. It is also desirable to perform the same atmosphere when selectively removing the nickel-chromium alloy of the underlying metal layer remaining after the etching of the copper layer.

2.2層フレキシブルプリント基板
2−1.絶縁体フィルム
本発明において絶縁基板材料として用いられる絶縁体フィルムは、耐熱性の観点から、ポリイミド系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレン系フィルム、ポリフェニレンサルファイド系フィルム、ポリエチレンナフタレート系フィルム、液晶ポリマー系フィルムから選ばれる少なくとも1種以上の熱硬化性樹脂フィルムが好ましい。その中でも、ポリイミド系のフィルム及びポリアミド系のフィルムは、はんだリフロー等において高温の接続が必要な用途に適している点で特に好ましいフィルムである。
2.2-layer flexible printed circuit board 2-1. Insulator film Insulator film used as an insulating substrate material in the present invention is a polyimide film, polyamide film, polyester film, polytetrafluoroethylene film, polyphenylene sulfide film, polyethylene naphthalate from the viewpoint of heat resistance. At least one kind of thermosetting resin film selected from a polymer film and a liquid crystal polymer film is preferred. Among these, a polyimide film and a polyamide film are particularly preferable films in that they are suitable for applications that require high-temperature connection in solder reflow or the like.

また、この絶縁体フィルムのフィルム厚みは、8〜75μmのものが好適に使用することができる。なお、熱膨張率の低減等のために、ガラス繊維、CNT(carbon nanotube)等の無機質材料を樹脂フィルム中に適宜添加しても良い。   Moreover, the thing of 8-75 micrometers can be used conveniently for the film thickness of this insulator film. In order to reduce the coefficient of thermal expansion, an inorganic material such as glass fiber or CNT (carbon nanotube) may be appropriately added to the resin film.

2−2.下地金属層
絶縁体フィルム上に形成される下地金属層の材質としては、Ni,Cu,Mo,Ta,Ti,V,Cr,Fe,Co,Wから選ばれる1種の金属か、あるいは2種以上からなる合金であることが高耐食性を有するとともに、密着性が高く、耐熱性を有するため好ましい。なお、この下地金属層上には、下地金属層の酸化物が積層されていても良い。
2-2. Base metal layer The material of the base metal layer formed on the insulator film is one metal selected from Ni, Cu, Mo, Ta, Ti, V, Cr, Fe, Co, and W, or two kinds An alloy composed of the above is preferable because it has high corrosion resistance, high adhesion, and heat resistance. Note that an oxide of the base metal layer may be stacked over the base metal layer.

さらに、本発明のプリント配線基板の下地金属層の膜厚は、3〜50nmであることが好ましい。この下地金属層の厚みが3nmよりも薄いと、配線形成を行う時のエッチング液が染み込み配線部が浮いてしまう等により配線ピール強度が著しく低下するなどの問題が発生するため、好ましくない。また、その膜厚が50nmよりも厚くなると、エッチングを行うことが難しくなるため、好ましくない。   Furthermore, it is preferable that the film thickness of the base metal layer of the printed wiring board of this invention is 3-50 nm. If the thickness of the underlying metal layer is less than 3 nm, it is not preferable because an etching solution infiltrate when forming the wiring so that the wiring peel strength floats and the wiring peel strength significantly decreases. Moreover, since it will become difficult to etch if the film thickness becomes thicker than 50 nm, it is not preferable.

2−3.銅層
銅ターゲットをスパッタリング用カソードに装着したスパッタリング装置を用い、銅層を成膜する。この時、下地金属層と銅層は、同一真空室内で連続して形成することが好ましい。下地金属層を形成後、フィルムを大気中に取り出し、他のスパッタリング装置を用いて銅層を形成する場合は、成膜以前に脱水分を十分に行っておく必要がある。
2-3. Copper layer A copper layer is formed using a sputtering apparatus in which a copper target is mounted on a sputtering cathode. At this time, the base metal layer and the copper layer are preferably formed continuously in the same vacuum chamber. When the base metal layer is formed, the film is taken out into the atmosphere, and when a copper layer is formed using another sputtering apparatus, it is necessary to sufficiently perform dehydration before film formation.

また、銅層を乾式めっき法で形成した後、その銅層の上に湿式めっき法で銅層を形成する場合は、例えば、無電解銅めっき処理を行うが、これは基板全面に無電解めっき銅層を形成させることによって、粗大ピンホールが存在する絶縁体フィルムであっても、フィルム露出面を覆って基板面全面を良導体化し、これによってピンホールの影響を受けることがないように行われるものである。なお、この無電解銅めっき液によるめっき銅層の厚みは、基板面におけるピンホールによる欠陥修復が可能で、かつ電気銅めっき処理を施す際に、電気銅めっき液によって溶解されない程度の厚みであればよく、0.01〜1.0μmの範囲であることが好ましい。   In addition, when a copper layer is formed by a dry plating method and then a copper layer is formed on the copper layer by a wet plating method, for example, an electroless copper plating process is performed. By forming a copper layer, even if the insulator film has coarse pinholes, the entire surface of the substrate is covered with a good conductor by covering the film exposed surface, thereby preventing the influence of pinholes. Is. Note that the thickness of the plated copper layer by the electroless copper plating solution should be such that defects on the substrate surface can be repaired by pinholes and not dissolved by the electrolytic copper plating solution when the electrolytic copper plating process is performed. What is necessary is just to be 0.01-1.0 micrometer.

乾式めっき法では、抵抗加熱蒸着、イオンプレーティング蒸着、スパッタリング蒸着などの手法を用いることができる。該乾式めっき法のみで銅被膜層を形成することも可能であるが、乾式めっき法で銅層を形成した後、その上にさらに湿式めっき法で銅層を積層形成することは、比較的厚い膜を形成することに適している。   In the dry plating method, resistance heating vapor deposition, ion plating vapor deposition, sputtering vapor deposition, or the like can be used. Although it is possible to form a copper coating layer only by the dry plating method, it is relatively thick to form a copper layer by the wet plating method after forming the copper layer by the dry plating method. Suitable for forming a film.

本発明のフレキシブルプリント基板では、下地金属層上に形成された銅層を、乾式めっき法で形成された銅層と、その銅層上に湿式めっき法で積層形成して銅層とすることができる。乾式めっき法で形成した銅層と、その銅層上に湿式めっき法で積層形成された銅層を合わせた層の厚みは、10nm〜35μmであることが好ましい。10nmよりも薄い場合、乾式めっき法で形成される銅層が薄くなるため、その後の湿式めっき工程で給電がし辛くなるため好ましくない。また、35μmよりも厚くなると生産性が低下するため好ましくない。   In the flexible printed circuit board of the present invention, a copper layer formed on a base metal layer may be formed by laminating a copper layer formed by a dry plating method and a wet plating method on the copper layer to form a copper layer. it can. The thickness of the layer formed by combining the copper layer formed by the dry plating method and the copper layer formed by the wet plating method on the copper layer is preferably 10 nm to 35 μm. When the thickness is less than 10 nm, the copper layer formed by the dry plating method becomes thin, so that it is difficult to supply power in the subsequent wet plating process, which is not preferable. Moreover, when it becomes thicker than 35 micrometers, since productivity falls, it is unpreferable.

3.フレキシブルプリント基板の製造方法
以下、本発明のフレキシブルプリント基板の製造方法を詳述する。
本発明においては、上記したようにポリイミド系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレン系フィルム、ポリフェニレンサルファイド系フィルム、ポリエチレンナフタレート系フィルム、液晶ポリマー系フィルムから選ばれる市販の熱硬化フィルムである絶縁体フィルムを脱水処理の前処理を行って、その少なくとも片面に、上記のように接着剤を介さずに直接下地金属層を形成し、その下地金属層上に所望の厚みの銅層を形成して銅被覆層とし作製されるものである。
3. Hereinafter, a method for producing a flexible printed board according to the present invention will be described in detail.
In the present invention, as described above, a commercially available thermosetting selected from a polyimide film, a polyamide film, a polyester film, a polytetrafluoroethylene film, a polyphenylene sulfide film, a polyethylene naphthalate film, and a liquid crystal polymer film. An insulator film, which is a film, is subjected to a pretreatment for dehydration treatment, and a base metal layer is directly formed on at least one surface without using an adhesive as described above, and copper having a desired thickness is formed on the base metal layer. A layer is formed to form a copper coating layer.

3−1.脱水処理
用いる絶縁体フィルムは、通常水分を含んでおり、乾式めっき法により下地金属層を形成する前に、大気乾燥や真空乾燥などによる脱水処理を行い、その絶縁体フィルム中に存在する水分を取り去っておく必要がある。これが不十分であると、下地金属層との密着性を害する。
3-1. The insulator film to be used usually contains moisture. Before the base metal layer is formed by dry plating, the insulator film is dehydrated by air drying or vacuum drying to remove moisture present in the insulator film. It needs to be removed. If this is insufficient, the adhesion with the underlying metal layer is impaired.

さらに、この脱水処理後に、絶縁体フィルム表面を改質することも可能である。その改質層の形成方法として、薬品による化学処理、あるいはプラズマ処理やコロナ放電、紫外線照射処理等の物理処理を採用することができるが、そのいずれかに限定するものではない。   Furthermore, it is possible to modify the insulator film surface after the dehydration treatment. As a method for forming the modified layer, chemical treatment with chemicals or physical treatment such as plasma treatment, corona discharge, ultraviolet irradiation treatment, etc. can be employed, but it is not limited to any of them.

3−2.下地金属層の形成
乾式めっき法により下地金属層を形成する場合、例えば、巻取式スパッタリング装置を用い下地金属層を形成する場合には、下地金属層の組成を有する合金ターゲットをスパッタリング用カソードに装着する。具体的には、フィルムをセットしたスパッタリング装置内を真空排気後、Arガスを導入して装置内を1.3Pa程度に保持し、さらに装置内の巻取巻出ロールに装着した絶縁体フィルムを毎分3m程度の速さで搬送しながら、カソードに接続したスパッタリング用直流電源より電力を供給しスパッタリング放電を開始し、フィルム上に下地金属層を連続成膜する。この成膜によって所望の膜厚の下地金属層がフィルム上に形成される。
3-2. Formation of the base metal layer When forming the base metal layer by a dry plating method, for example, when forming the base metal layer using a winding type sputtering apparatus, an alloy target having the composition of the base metal layer is used as the cathode for sputtering. Installing. Specifically, after evacuating the inside of the sputtering apparatus in which the film is set, Ar gas is introduced to hold the inside of the apparatus at about 1.3 Pa, and an insulator film attached to a winding / unwinding roll in the apparatus While transporting at a speed of about 3 m / min, power is supplied from a sputtering DC power source connected to the cathode to start sputtering discharge, and a base metal layer is continuously formed on the film. By this film formation, a base metal layer having a desired film thickness is formed on the film.

3−3.銅層の形成
同様に、銅ターゲットをスパッタリング用カソードに装着したスパッタリング装置を用い、乾式めっき法により銅層を成膜することができる。なお、乾式めっき法を使用して前述の下地金属層と銅層を形成する場合は、同一真空室内で連続して形成することが好ましい。
3-3. Formation of a copper layer Similarly, a copper layer can be formed by a dry plating method using a sputtering apparatus in which a copper target is mounted on a sputtering cathode. In addition, when forming the above-mentioned base metal layer and copper layer using a dry plating method, it is preferable to form continuously in the same vacuum chamber.

また、この銅層上に、湿式めっき法を用いてさらなる厚みの銅層を形成する場合もある。その場合、その銅層の形成は電気銅めっき処理のみで行う場合、一次めっきとして無電解銅めっき処理、二次めっきとして電解銅めっき処理等の湿式めっき法を組み合わせて行う場合がある。   In addition, a copper layer having a further thickness may be formed on the copper layer using a wet plating method. In that case, when the formation of the copper layer is performed only by an electrolytic copper plating process, a wet plating method such as an electroless copper plating process as a primary plating and an electrolytic copper plating process as a secondary plating may be combined.

ここで、一次めっきとして無電解銅めっき処理を用いるのは、乾式めっきを蒸着で行った場合、粗大なピンホールが形成されることがあり、表面に樹脂フィルムが露出する箇所ができることがあるため、基板全面に無電解銅めっき層を形成することにより、フィルム露出面を覆って基板面全面を良導体化し、これによってピンホールの影響を受けることがないようにするためである。なお、無電解めっきで使用する無電解めっき液は、含まれる金属イオンが自己触媒性を有し、かつヒドラジン、ホスフィン酸ナトリウム、ホルマリンなどの還元剤によって還元されて金属析出する還元析出型のものであればいずれでもよいが、本発明の主旨からいって、下地金属層に生じているピンホールにより露出した絶縁体フィルムの露出部分の良導体化を図ることが目的でもあることから、導電性が良好で比較的作業性のよい無電解銅めっき液が最適である。   Here, the electroless copper plating treatment is used as the primary plating because, when dry plating is performed by vapor deposition, coarse pinholes may be formed, and there may be places where the resin film is exposed on the surface. This is because an electroless copper plating layer is formed on the entire surface of the substrate to cover the film exposed surface and make the entire surface of the substrate a good conductor so that it is not affected by pinholes. In addition, the electroless plating solution used in electroless plating is a reduction deposition type in which the contained metal ions have autocatalytic properties and are reduced by a reducing agent such as hydrazine, sodium phosphinate, formalin, etc. However, in view of the gist of the present invention, the purpose is to improve the conductivity of the exposed portion of the insulator film exposed by the pinhole generated in the underlying metal layer. An electroless copper plating solution that is good and has relatively good workability is optimal.

また、かかる一次めっきとしての無電解銅めっき処理による銅めっき層の厚みは、基板面におけるピンホールによる欠陥修復が可能で、かつ、後述する二次めっきとして電気銅めっき処理を施す際に電気銅めっき液によって溶解されない程度の厚みあればよく、0.01〜1.0μmの範囲であることが好ましい。   In addition, the thickness of the copper plating layer by the electroless copper plating treatment as the primary plating can repair defects by pinholes on the substrate surface, and when performing the copper electroplating treatment as the secondary plating described later, The thickness may be such that it is not dissolved by the plating solution, and is preferably in the range of 0.01 to 1.0 μm.

次に、この無電解銅めっき層上に、二次めっきとして電気銅めっき処理を行うのは、所望の厚みの銅層を形成するためである。
このようにして下地金属層上に形成された銅層によれば、下地金属層形成時に発生した大小様々なピンホールによる影響を受けない良好で導体層の密着度の高いフレキシブルプリント基板を得ることが可能となるものである。なお、本発明において行われる湿式銅めっき処理は、一次、二次ともに常法による湿式銅めっき法における諸条件を採用すればよい。
Next, the electrolytic copper plating process is performed as the secondary plating on the electroless copper plating layer in order to form a copper layer having a desired thickness.
In this way, according to the copper layer formed on the base metal layer, a flexible printed circuit board that is not affected by various pinholes generated during the formation of the base metal layer and has good adhesion to the conductor layer can be obtained. Is possible. In addition, the wet copper plating process performed in this invention should just employ | adopt the conditions in the wet copper plating method by a conventional method for both primary and secondary.

3−4.配線パターンの形成
上記のような本発明に係る2層フレキシブルプリント基板を用い、2層フレキシブルプリント基板の少なくとも片面に、配線パターンを個別に形成して、フレキシブルプリント配線板が得られる。また、所定の位置に配線の層間接続のためのヴィアホールを形成して、各種用途に用いることもできる。
3-4. Formation of wiring pattern Using the two-layer flexible printed board according to the present invention as described above, a flexible printed wiring board is obtained by individually forming a wiring pattern on at least one surface of the two-layer flexible printed board. In addition, via holes for interconnecting wiring layers can be formed at predetermined positions and used for various purposes.

より具体的には、以下のような工程で配線パターンが形成される。
(a)高密度の配線パターンをフレキシブルプリント基板(フレキシブルシートとも称す)の少なくとも片面に個別に形成する。
(b)配線パターン(配線層とも称す)が形成されたフレキシブルシートに、配線層とフレキシブルシートとを貫通するヴィアホールを形成する。
(c)場合によっては、そのヴィアホール内に、導電性物質を充填してホール内を導電化する。
More specifically, the wiring pattern is formed by the following process.
(A) A high-density wiring pattern is individually formed on at least one surface of a flexible printed board (also referred to as a flexible sheet).
(B) A via hole penetrating the wiring layer and the flexible sheet is formed in the flexible sheet on which the wiring pattern (also referred to as a wiring layer) is formed.
(C) In some cases, the via hole is filled with a conductive substance to make the hole conductive.

このような配線パターンの形成方法としては、フォトエッチング等の従来公知の方法が使用でき、例えば、少なくとも片面に下地金属層、銅層からなる銅被覆層が形成された2層フレキシブルプリント基板を準備して、銅層上にスクリーン印刷あるいはドライフィルムをラミネートして感光性レジスト膜を形成後、露光現像してパターニングする。次いで、エッチング液により銅被覆層を選択的にエッチング除去した後、レジストを除去して所定の配線パターンを形成する。   As a method for forming such a wiring pattern, a conventionally known method such as photoetching can be used. For example, a two-layer flexible printed board having a base metal layer and a copper coating layer made of a copper layer formed on at least one side is prepared. Then, after screen printing or laminating a dry film on the copper layer to form a photosensitive resist film, exposure and development are performed for patterning. Next, the copper coating layer is selectively removed by etching with an etching solution, and then the resist is removed to form a predetermined wiring pattern.

具体的には、先ず、2層フレキシブルプリント基板の銅層を、塩化第二鉄溶液または塩酸を含む塩化第二銅溶液によりエッチング処理を行う。銅層のエッチング処理は、塩化第二鉄溶液または塩酸を含む塩化第二銅溶液をシャワーのように噴射するエッチング装置を用い、装置内の雰囲気の酸素濃度を2体積%以下になるようにエッチング装置内を保つ。本発明で用いるエッチング装置は、シャワーのようにエッチング液を噴射する公知のエッチング装置において、その雰囲気が制御できれば良く、大気の酸素濃度を低下させるように窒素生成装置を備える、あるいは窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスを流すことで、その酸素濃度を調節する。また酸素濃度が2体積%以下に制御された不活性ガスを主体とするガスを流しても良い。   Specifically, first, the copper layer of the two-layer flexible printed board is etched with a ferric chloride solution or a cupric chloride solution containing hydrochloric acid. Etching treatment of the copper layer uses an etching device that sprays a ferric chloride solution or a cupric chloride solution containing hydrochloric acid like a shower, and etches so that the oxygen concentration in the atmosphere in the device is 2% by volume or less. Keep inside the device. The etching apparatus used in the present invention is a known etching apparatus that injects an etching solution like a shower, as long as the atmosphere can be controlled, and includes a nitrogen generator to reduce the oxygen concentration in the atmosphere, or a nitrogen gas or argon The oxygen concentration is adjusted by flowing an inert gas such as a gas. A gas mainly composed of an inert gas whose oxygen concentration is controlled to 2% by volume or less may be flowed.

その後、得られた2層フレキシブルプリント基板を、ニッケル−クロム合金選択除去液で処理する。このニッケル−クロム合金選択除去液は、過マンガン酸塩と酸性の酸化剤で構成される成分組成の液を用いるが、公知である国際公開公報WO/2009/8273号公報またはWO/2009/34764号公報に記載される成分組成の溶液を使用できる。   Thereafter, the obtained two-layer flexible printed board is treated with a nickel-chromium alloy selective removal solution. As this nickel-chromium alloy selective removal liquid, a liquid having a component composition composed of a permanganate and an acidic oxidant is used. Known international publications WO / 2009/8273 or WO / 2009/34764 are known. The solution of the component composition described in the gazette can be used.

さらに、過マンガン酸塩を含む溶液を使用した選択除去処理では、その処理後、条件によっては、溶液成分であるマンガンなどがエッチング面に付着し、酸化物などの金属化合物を形成することがある。これを除去するためには、還元性を有するシュウ酸、アスコルビン酸などの有機酸水溶液、あるいはアルカリ性過マンガン酸塩エッチング液のマンガン残渣を除去するために使用される市販のマンガン残渣除去液で処理すると良い。   Furthermore, in the selective removal process using a solution containing a permanganate, manganese or the like, which is a solution component, may adhere to the etched surface after the process and form a metal compound such as an oxide. . In order to remove this, treatment with an organic acid aqueous solution such as oxalic acid or ascorbic acid having reducibility, or a commercially available manganese residue remover used to remove manganese residues in alkaline permanganate etchants Good.

以上のように、本発明のフレキシブルプリント基板の製造方法を用いれば、リード下のニッケル−クロム合金層へのしみこみ等の発生がなく、かつ配線間あるいはラフ部のニッケル−クロムの残渣を発生させることなく、微細配線加工を行うことが可能となるものである。   As described above, if the method for producing a flexible printed board of the present invention is used, there is no occurrence of penetration into the nickel-chromium alloy layer under the leads, and a nickel-chromium residue between the wirings or in the rough portion is generated. Therefore, it is possible to carry out fine wiring processing.

さらに、配線をより高密度化するためには、両面に銅被覆層が形成された2層フレキシブル基板を準備し、両面に配線のマスクパターンを施し、基板両面に配線パターンを形成することが好ましい。なお、全配線パターンを幾つの配線領域に分割するかどうかは、その配線パターンの配線密度の分布等によるが、例えば、配線パターンを配線幅と配線間隔がそれぞれ50μm以下の高密度配線領域とその他の配線領域に分け、プリント基板との熱膨張差や取扱い上の都合等を考慮し、分割する配線基板のサイズを10〜65mm程度に設定して適宜分割すればよい。   Furthermore, in order to further increase the density of the wiring, it is preferable to prepare a two-layer flexible substrate having a copper coating layer formed on both sides, apply a wiring mask pattern on both sides, and form a wiring pattern on both sides of the substrate. . Whether or not the entire wiring pattern is divided into the number of wiring areas depends on the distribution of the wiring density of the wiring pattern. For example, the wiring pattern is divided into a high-density wiring area having a wiring width and a wiring interval of 50 μm or less, and the like. In consideration of the thermal expansion difference from the printed circuit board and the convenience in handling, the size of the wiring board to be divided may be set to about 10 to 65 mm and divided appropriately.

ヴィアホールの形成方法としては、従来公知の方法が使用でき、例えば、レーザー加工、フォトエッチング等により、配線パターンの所定の位置に、配線パターンとフレキシブルシートを貫通するヴィアホールを形成する。そのヴィアホールの直径は、ホール内の導電化に支障がない範囲内で小さくすることが好ましく、通常100μm以下、好ましくは50μm以下とする。
このヴィアホール内には、めっき、蒸着、スパッタリング等により銅等の導電性金属を充填、あるいは所定の開孔パターンを持つマスクを使用して導電性ペーストを圧入、乾燥し、ホール内を導電化して層間の電気的接続を行う。前記導電性金属としては、銅、金、ニッケル等を用いる。
As a method for forming the via hole, a conventionally known method can be used. For example, a via hole penetrating the wiring pattern and the flexible sheet is formed at a predetermined position of the wiring pattern by laser processing, photoetching, or the like. The diameter of the via hole is preferably reduced within a range that does not hinder the conductivity in the hole, and is usually 100 μm or less, preferably 50 μm or less.
This via hole is filled with a conductive metal such as copper by plating, vapor deposition, sputtering, etc., or a conductive paste is press-fitted and dried using a mask having a predetermined opening pattern to make the inside of the hole conductive. To make electrical connection between layers. Copper, gold, nickel or the like is used as the conductive metal.

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
実施例および比較例におけるニッケル−クロム合金層は、絶縁体フィルムのポリイミドフィルム(東レ・デュポン社製、フィルム厚み25μm、以下PIと称す)を用い、その表面に20重量%クロム−ニッケル合金ターゲット(住友金属鉱山(株)製)を用いて直流スパッタリング法により厚み20〜30nmの範囲で形成したものである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
The nickel-chromium alloy layers in the examples and comparative examples used an insulator film polyimide film (manufactured by Toray DuPont, film thickness 25 μm, hereinafter referred to as PI), and a 20 wt% chromium-nickel alloy target (hereinafter referred to as PI) Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.) and a thickness of 20 to 30 nm by a direct current sputtering method.

さらに、銅層は、ポリイミドフィルムに直流スパッタリング法により100〜120nmの範囲で形成し、電気めっき法にて8μmの厚みに銅層を形成して銅ポリイミド基板を作製して供試材とした。もの
ニッケル−クロム合金層の選択除去処理には、市販のエッチング液CH−1920(メック(株)製)を使用した。
Furthermore, the copper layer was formed in the range of 100-120 nm by the direct current | flow sputtering method on the polyimide film, the copper layer was formed in thickness of 8 micrometers by the electroplating method, and the copper polyimide board | substrate was produced and it was set as the test material. The commercially available etching liquid CH-1920 (made by MEC Co., Ltd.) was used for the selective removal process of a nickel-chromium alloy layer.

上記の銅ポリイミド基板を、表1に示すエッチング条件を用いて、銅被覆層の全面エッチング基板と30μmピッチの絶縁信頼性試験用試験片の作製を行い、さらにニッケル−クロム合金層除去処理として、液温40℃のCH−1920(メック(株)製)液中に1分間浸漬後、取り出して20秒間水洗した。   Using the etching conditions shown in Table 1, the copper polyimide substrate was prepared as an entire surface etching substrate of the copper coating layer and a 30 μm pitch insulation reliability test specimen, and as a nickel-chromium alloy layer removal treatment, After immersion for 1 minute in a CH-1920 (MEC Co., Ltd.) solution at a liquid temperature of 40 ° C., the solution was taken out and washed with water for 20 seconds.

ニッケル−クロム合金層の溶解程度は、全面でニッケル−クロム合金が溶解した場合は「○残渣なし」とし、顕微鏡観察で確認できる残渣が見られた場合は「×残渣有り」として表2に記した。また、ニッケル−クロム合金の残渣が確認された場合には、残渣が見られなくなるまでエッチング時間を延ばして処理を行い、さらに40℃の2%シュウ酸水溶液中で1分間浸漬後、20秒間水洗した。   The degree of dissolution of the nickel-chromium alloy layer is described in Table 2 as “No residue” when the nickel-chromium alloy is dissolved over the entire surface, and “No residue” when a residue that can be confirmed by microscopic observation is observed. did. In addition, if a nickel-chromium alloy residue is confirmed, the etching time is extended until no residue is found, and the substrate is further immersed in a 2% oxalic acid aqueous solution at 40 ° C. for 1 minute and then washed with water for 20 seconds. did.

また、「○残渣なし」としたフィルム表面の残金属成分を定量的に分析するために、各サンプルを、マイクロウェーブ分解装置を用いて硝酸5mlと過酸化水素1mlからなる溶液で溶解した。得られた各溶解液中の金属成分を、誘導結合プラズマイオン源質量分析装置により定量分析した。ニッケルおよびクロムの残留量を表2示す。   In addition, in order to quantitatively analyze the residual metal component on the film surface, which was evaluated as “No residue”, each sample was dissolved in a solution composed of 5 ml of nitric acid and 1 ml of hydrogen peroxide using a microwave decomposition apparatus. The metal component in each obtained solution was quantitatively analyzed with an inductively coupled plasma ion source mass spectrometer. Table 2 shows the residual amounts of nickel and chromium.

絶縁信頼性は、30μmピッチに加工した配線に、無電解Snめっきを施し、温度85℃、湿度85%に保持した雰囲気下で、端子間に60Vの電圧を印可して、その抵抗値変化を測定することで評価した。合否の判定は、1000時間の連続測定で、絶縁抵抗が10Ω以上を継続して示した場合を「○」:合格、抵抗値が10Ω未満になった場合を「×」:不合格とした。また、抵抗値が10Ω未満にはならないが初期の値に比べ低下し、大きく変動した場合を「△」として表2に記した。 Insulation reliability is achieved by applying a voltage of 60 V between the terminals in an atmosphere where electroless Sn plating is applied to the wiring processed to a pitch of 30 μm and the temperature is maintained at 85 ° C. and humidity of 85%. It evaluated by measuring. The pass / fail judgment is “○” when the insulation resistance continuously shows 10 6 Ω or more in continuous measurement for 1000 hours: “Pass”, and “X” when the resistance value is less than 10 6 Ω: Passed. The resistance value did not become less than 10 6 Ω but decreased from the initial value and greatly fluctuated.

銅層のエッチング処理は、40°ボーメの塩化第二鉄水溶液をシャワーで噴射するエッチング装置を用いて、エッチング装置内の雰囲気を99.99%の窒素ガスをフローした雰囲気で行った。エッチングゾーンの酸素濃度は0体積%(以下、%と称す)であった。
顕微鏡観察では、エッチング後のPI表面にはニッケル−クロムの残渣は見られなかった。絶縁信頼性試験の結果は「○」:合格であった。
The etching treatment of the copper layer was performed using an etching apparatus in which a 40 ° Baume ferric chloride aqueous solution was sprayed in a shower and the atmosphere in the etching apparatus was an atmosphere in which 99.99% nitrogen gas was flowed. The oxygen concentration in the etching zone was 0% by volume (hereinafter referred to as%).
Under microscopic observation, no nickel-chromium residue was found on the PI surface after etching. The result of the insulation reliability test was “◯”: Passed.

銅層のエッチング処理は、エッチング装置内の雰囲気を2%酸素+98%窒素の混合ガスを用いたガスフロー雰囲気で行った以外は実施例1と同様に行った。なお、エッチングゾーンの酸素濃度は2%だった。
顕微鏡観察では、エッチング後のPI表面にはニッケル−クロムの残渣は見られなかった。絶縁信頼性試験の結果は「○」:合格であった。
The etching treatment of the copper layer was performed in the same manner as in Example 1 except that the atmosphere in the etching apparatus was a gas flow atmosphere using a mixed gas of 2% oxygen + 98% nitrogen. The oxygen concentration in the etching zone was 2%.
Under microscopic observation, no nickel-chromium residue was found on the PI surface after etching. The result of the insulation reliability test was “◯”: Passed.

ニッケル−クロム合金層の選択除去処理を行わなかった以外は実施例1と同様に行った。
顕微鏡観察では、エッチング後のPI表面には、ニッケル−クロムの残渣は見られなかった。絶縁信頼性試験の結果は「○」:合格であった。
The same procedure as in Example 1 was performed except that the nickel-chromium alloy layer was not selectively removed.
Microscopic observation revealed no nickel-chromium residue on the PI surface after etching. The result of the insulation reliability test was “◯”: Passed.

(比較例1)
エッチングを4%酸素+96%窒素の混合ガスを用いたガスフロー雰囲気で行った以外は実施例1と同様に行った。なお、エッチングゾーンの酸素濃度は4%だった。
顕微鏡観察では、エッチング後のポリイミド表面にはニッケル−クロムの残渣は見られなかった。絶縁信頼性試験の結果は「△」であった。
(Comparative Example 1)
The etching was performed in the same manner as in Example 1 except that the etching was performed in a gas flow atmosphere using a mixed gas of 4% oxygen + 96% nitrogen. The oxygen concentration in the etching zone was 4%.
Microscopic observation revealed no nickel-chromium residue on the etched polyimide surface. The result of the insulation reliability test was “Δ”.

(比較例2)
エッチング処理を10%酸素+90%窒素の混合ガスを用いたガスフロー雰囲気で行った以外は実施例1と同様に行った。なお、エッチングゾーンの酸素濃度は10%だった。
顕微鏡観察では、エッチング後のPI表面には、ニッケル−クロムの残渣が見られた。絶縁信頼性試験の結果は「×」:不合格であった。
(Comparative Example 2)
The etching process was performed in the same manner as in Example 1 except that the etching process was performed in a gas flow atmosphere using a mixed gas of 10% oxygen + 90% nitrogen. The oxygen concentration in the etching zone was 10%.
Microscopic observation showed nickel-chromium residues on the PI surface after etching. The result of the insulation reliability test was “×”: failed.

(比較例3)
エッチング処理を大気雰囲気下で行った以外は実施例1と同様にして行った。なお、エッチングゾーンの酸素濃度は20.9%だった。
顕微鏡観察では、エッチング後のPI表面には、ニッケル−クロムの残渣が見られた。絶縁信頼性試験の結果は「×」:不合格であった。
(Comparative Example 3)
The etching process was performed in the same manner as in Example 1 except that the etching process was performed in an air atmosphere. The oxygen concentration in the etching zone was 20.9%.
Microscopic observation showed nickel-chromium residues on the PI surface after etching. The result of the insulation reliability test was “×”: failed.

Figure 2011176034
Figure 2011176034

Figure 2011176034
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以上のように、本発明に係るプリント配線基板の製造方法、特に、本発明に係るエッチング方法によれば、安価でかつ簡単な工程で従来2層フレキシブル基板の塩化第二鉄溶液又塩酸を含む塩化第二銅溶液によるエッチング処理時の酸素起因による下地金属層成分の残渣の生成をできるだけ抑制し、高い絶縁抵抗を持つ微細配線が容易に得られ、その効果は極めて大きい。   As described above, according to the method for manufacturing a printed wiring board according to the present invention, in particular, the etching method according to the present invention, the ferric chloride solution or hydrochloric acid of the conventional two-layer flexible substrate is contained in a cheap and simple process. The generation of the residue of the base metal layer component due to oxygen during the etching process with the cupric chloride solution is suppressed as much as possible, and a fine wiring having a high insulation resistance can be easily obtained, and the effect is extremely great.

Claims (8)

フレキシブルプリント基板の製造方法であって、
絶縁体フィルムの少なくとも片面に接着剤を介さずに形成された銅被覆層をエッチング処理して銅配線パターンを形成する工程における前記エッチング処理雰囲気の酸素濃度が、2体積%以下に維持されることを特徴とするフレキシブルプリント基板の製造方法。
A method for manufacturing a flexible printed circuit board, comprising:
The oxygen concentration in the etching atmosphere in the step of forming a copper wiring pattern by etching a copper coating layer formed on at least one surface of the insulator film without using an adhesive is maintained at 2% by volume or less. A method for producing a flexible printed board characterized by the above.
前記銅被覆層が、絶縁体フィルム側からニッケル合金層、銅層の順に積層した構造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プリント基板の製造方法。   The method for producing a flexible printed board according to claim 1, wherein the copper coating layer has a structure in which a nickel alloy layer and a copper layer are laminated in this order from the insulator film side. 前記銅被覆層が、前記絶縁体フィルム上に乾式めっき法により形成された膜厚3〜40nmのクロムを5〜24重量%含むニッケル−クロム系合金の下地金属層と、前記下地金属層上に形成された膜厚10nm〜35μmの銅層であることを特徴とする請求項2に記載のフレキシブルプリント基板の製造方法。   The copper coating layer is formed on the insulator film by a dry plating method, and a nickel-chromium alloy base metal layer containing 3 to 40 nm of chromium having a thickness of 3 to 40 nm, and on the base metal layer The method for producing a flexible printed board according to claim 2, wherein the copper layer is a formed copper layer having a thickness of 10 nm to 35 μm. 前記銅被覆層をエッチング処理する工程が、
前記銅被覆層の銅層をエッチング処理して銅配線パターンを形成した後、前記下地金属層を選択的に除去する選択除去液による下地金属層の除去処理を含むことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のフレキシブルプリント基板の製造方法。
Etching the copper coating layer,
2. The method according to claim 1, further comprising: removing a base metal layer with a selective removing solution that selectively removes the base metal layer after the copper layer of the copper coating layer is etched to form a copper wiring pattern. 4. The method for producing a flexible printed board according to any one of items 1 to 3.
前記銅層をエッチング処理するエッチング液が、
塩化第二鉄溶液または塩酸を含む塩化第二銅溶液であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のフレキシブルプリント基板の製造方法。
An etching solution for etching the copper layer is
The method for producing a flexible printed circuit board according to any one of claims 1 to 4, wherein the solution is a ferric chloride solution or a cupric chloride solution containing hydrochloric acid.
ニッケル合金層上に銅層を積層した構造の積層体の薬液によるエッチング処理方法において、
前記エッチング処理時の雰囲気の酸素濃度を2体積%以下に保つことを特徴とするエッチング処理方法。
In the etching treatment method with a chemical solution of a laminate having a structure in which a copper layer is laminated on a nickel alloy layer,
An etching method characterized by maintaining an oxygen concentration in an atmosphere during the etching process at 2% by volume or less.
前記ニッケル合金層が、
膜厚3〜40nmのクロムを5〜24重量%含むニッケル−クロム系合金であることを特徴とする請求項6に記載のエッチング処理方法。
The nickel alloy layer is
7. The etching method according to claim 6, which is a nickel-chromium alloy containing 5 to 24% by weight of chromium having a thickness of 3 to 40 nm.
前記薬液が、
塩化第二鉄溶液または塩酸を含む塩化第二銅溶液であることを特徴とする請求項6または7に記載のエッチング処理方法。
The chemical solution is
The etching method according to claim 6 or 7, which is a ferric chloride solution or a cupric chloride solution containing hydrochloric acid.
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