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JP2008004960A - Printed wiring board and circuit device - Google Patents

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JP2008004960A
JP2008004960A JP2007227959A JP2007227959A JP2008004960A JP 2008004960 A JP2008004960 A JP 2008004960A JP 2007227959 A JP2007227959 A JP 2007227959A JP 2007227959 A JP2007227959 A JP 2007227959A JP 2008004960 A JP2008004960 A JP 2008004960A
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JP
Japan
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metal layer
insulating film
layer
wiring board
printed wiring
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JP2007227959A
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Tatsuo Kataoka
龍男 片岡
Yoshiichi Akashi
芳一 明石
Yutaka Iguchi
裕 井口
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Mitsui Kinzoku Co Ltd
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Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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Abstract

【課題】絶縁抵抗値が変動しにくい2層構成の金属被覆ポリイミドよりなるプリント配線基板の提供すること。
【解決手段】絶縁フィルムの少なくとも一方の表面に、スパッタリング金属層を介して積層された導電性金属を形成し、該スパッタリング金属層および導電性金属層を、エッチング法により選択的に除去して配線パターンを形成した後、該積層フィルムを、スパッタリング金属層に含有されるNiを溶解可能な第1液で処理し、次いでスパッタリング金属層に含有されるCrを溶解しかつ絶縁フィルムのスパッタリング金属層を除去し得る第2処理液で処理して、該配線パターンが形成されていない絶縁フィルムの表層面に残存するスパッタリング金属を絶縁フィルム表層面と共に除去する。さらに、本発明のプリント配線基板は、配線パターンが形成されていない部分の絶縁フィルムの厚さが、該配線パターンが形成されている絶縁フィルムの厚さよりも1〜100nm薄く形成されている。
【選択図】図4
An object of the present invention is to provide a printed wiring board made of a metal-coated polyimide having a two-layer structure in which an insulation resistance value hardly changes.
A conductive metal laminated via a sputtering metal layer is formed on at least one surface of an insulating film, and the sputtering metal layer and the conductive metal layer are selectively removed by an etching method to form a wiring. After forming the pattern, the laminated film is treated with a first solution capable of dissolving Ni contained in the sputtering metal layer, and then the Cr contained in the sputtering metal layer is dissolved and the sputtering metal layer of the insulating film is formed. It processes with the 2nd process liquid which can be removed, and the sputtering metal which remain | survives on the surface layer surface of the insulating film in which this wiring pattern is not formed is removed with an insulating film surface layer surface. Furthermore, in the printed wiring board of the present invention, the thickness of the insulating film in the portion where the wiring pattern is not formed is 1 to 100 nm thinner than the thickness of the insulating film where the wiring pattern is formed.
[Selection] Figure 4

Description

本発明は、ポリイミドフィルムの表面に配線パターンが接着剤層を介さず直接形成されているプリント配線基板およびこのプリント配線基板に電子部品が実装された回路装置に関する。さらに詳しくは本発明は、基板となるポリイミドフィルムと、この絶縁基板の表面に形成された金属層とからなる2層構成の基板から形成されるプリント配線基板およびこのプリント配線基板に電子部品が実装された回路装置に関する。   The present invention relates to a printed wiring board in which a wiring pattern is directly formed on a surface of a polyimide film without an adhesive layer, and a circuit device in which an electronic component is mounted on the printed wiring board. More specifically, the present invention relates to a printed wiring board formed of a two-layer board comprising a polyimide film as a board and a metal layer formed on the surface of the insulating board, and an electronic component mounted on the printed wiring board. Related to the circuit device.

従来からポリイミドフィルムなどの絶縁フィルムの表面に接着剤を用いて銅箔を積層した銅張り積層板を用いて配線基板が製造されている。
上記のような銅張り積層板は、表面に接着剤層が形成された絶縁フィルムに、銅箔を加熱圧着することにより製造される。したがって、このような銅張り積層板を製造する際には、銅箔を単独で取り扱わなければならない。しかしながら、銅箔は薄くなるほど腰が弱くなり、単独で取り扱える銅箔の下限は9〜12μm程度であり、これよりも薄い銅箔を用いる場合には、例えば支持体付の銅箔を用いることが必要になるなど、その取り扱いが非常に煩雑になる。また、絶縁フィルムの表面に接着剤を用いて、上記のような薄い銅箔を貼着した銅張り積層板を使用して配線パターンを形成すると、銅箔を貼着するために使用した接着剤の熱収縮によりプリント配線基板に反り変形が生ずる。特に電子機器の小型軽量化に伴い、プリント配線基板も薄化、軽量化が進んでおり、このようなプリント配線基板には、絶縁フィルム、接着剤および銅箔からなる3層構造の銅張り積層板では対応できなくなりつつある。
Conventionally, a wiring board is manufactured using a copper-clad laminate in which a copper foil is laminated using an adhesive on the surface of an insulating film such as a polyimide film.
The copper-clad laminate as described above is manufactured by thermocompression bonding a copper foil to an insulating film having an adhesive layer formed on the surface. Therefore, when manufacturing such a copper-clad laminate, the copper foil must be handled alone. However, the thinner the copper foil, the weaker the waist, and the lower limit of the copper foil that can be handled alone is about 9 to 12 μm. When using a copper foil thinner than this, for example, a copper foil with a support may be used. The handling becomes very complicated. In addition, using an adhesive on the surface of the insulating film, forming a wiring pattern using a copper-clad laminate with a thin copper foil attached as described above, the adhesive used to attach the copper foil Warp deformation of the printed wiring board occurs due to heat shrinkage. In particular, as electronic devices become smaller and lighter, printed wiring boards are becoming thinner and lighter, and such printed wiring boards have a three-layered copper-clad laminate consisting of an insulating film, adhesive, and copper foil. It is becoming impossible to handle with a board.

そこで、こうした3層構造の銅張り積層板に代わって、絶縁フィルム表面に直接金属層を積層した2層構造の積層体が使用されている。このような2層構造の積層体は、ポリイミドフィルムなどのような絶縁フィルムの表面に、無電解メッキ法、蒸着法、スパッタリング法などによりシード層金属を析出させることにより製造される。そして、上記のようにして析出した金属の表面に銅メッキを付着させた後、フォトレジストを塗布し、露光・現像し、次いでエッチングすることにより所望の配線パターンを形成することができる。特に2層構成の積層体は、金属(Cu)層が薄いために形成される配線パターンピッチ幅が30μmに満たないような非常に微細な配線パターンを製造するのに適している。   Therefore, in place of such a three-layered copper-clad laminate, a two-layer structure in which a metal layer is directly laminated on the surface of an insulating film is used. Such a two-layered laminate is produced by depositing a seed layer metal on the surface of an insulating film such as a polyimide film by electroless plating, vapor deposition, sputtering, or the like. And after making copper plating adhere to the surface of the metal deposited as mentioned above, a desired wiring pattern can be formed by apply | coating a photoresist, exposing and developing, and then etching. In particular, a laminate having a two-layer structure is suitable for manufacturing a very fine wiring pattern in which a wiring pattern pitch width formed by a thin metal (Cu) layer is less than 30 μm.

ところで、特許文献1(特開2003-188495号公報)には、ポリイミド樹脂フィルムに乾式製膜法で形成された第1金属層と第1金属層の上にメッキ法で形成された導電性を有する第2金属層とを有する金属被覆ポリイミドフィルムに、エッチング法によってパターンを形成するプリント配線基板の製造方法において、前記エッチング後にエッチング表面を酸化剤による洗浄処理を行うことを特徴とするプリン等配線基板の製造方法の発明が開示されている。また、この特許文献1の実施例5には、ニッケル・クロム合金を厚さ10nmにプラズマ蒸着し、次いでメッキ法で銅を8μmの厚さで析出させた例が示されている。   By the way, in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-188495), a first metal layer formed on a polyimide resin film by a dry film forming method and a conductivity formed on the first metal layer by a plating method are disclosed. In a method for manufacturing a printed wiring board, in which a pattern is formed by an etching method on a metal-coated polyimide film having a second metal layer, a wiring for purines or the like, wherein the etching surface is subjected to a cleaning treatment with an oxidizing agent after the etching An invention of a method for manufacturing a substrate is disclosed. Example 5 of Patent Document 1 shows an example in which a nickel-chromium alloy is plasma-deposited to a thickness of 10 nm, and then copper is deposited to a thickness of 8 μm by a plating method.

このようにして形成された2層構成の金属被覆ポリイミドフィルムを用いることにより、微細な配線パターンを形成することができるが、基材となるポリイミドフィルム表面に、例えばプラズマ蒸着などにより金属層を析出させると、ポリイミドフィルム表面では、蒸着する金属とポリイミドを形成する成分とが一部化学的に結合することがあり、このような金属はエッチングによっては除去されにくい。したがって、配線パターンが形成されたポリイミドフィルム表面に極微量の金属がポリイミドフィルムと一体化されて含有されることがある。このようにしてポリイミドフィルム表面に残存する金属によって、配線パターン間の絶縁性が低下することがある。また、図7に示されるように、上記のようにして配線パターンを形成した後、電子部品を実装する前に、配線パターンをメッキ処理することがあり、ポリイミドフィルム11の表面には第1金属層15を形成する金属がポリイミドフィルム11を形成する成分と結合して残存することがある。このような残量金属30は、ポリイミドフィルム11の表面に物理的に結合している場合もあるし、ポリイミドフィルムを形成する成分と化学的に結合していることもある。このような残留金属30がポリイミドフィルム11と化学的に結合している場合には、このような金属30をエッチングによって完全に除去することが難しい。   A fine wiring pattern can be formed by using the metal-coated polyimide film having a two-layer structure formed as described above. However, a metal layer is deposited on the surface of the polyimide film as a base material by, for example, plasma deposition. If it does, the metal which vapor-deposits and the component which forms a polyimide may couple | bond part chemically on the polyimide film surface, and such a metal is hard to be removed by an etching. Therefore, a trace amount of metal may be integrated with the polyimide film on the polyimide film surface on which the wiring pattern is formed. Thus, the insulation between wiring patterns may fall by the metal which remain | survives on the polyimide film surface. Also, as shown in FIG. 7, after the wiring pattern is formed as described above, the wiring pattern may be plated before the electronic component is mounted. The metal forming the layer 15 may remain bonded to the component forming the polyimide film 11. Such a remaining metal 30 may be physically bonded to the surface of the polyimide film 11 or may be chemically bonded to a component forming the polyimide film. When such residual metal 30 is chemically bonded to the polyimide film 11, it is difficult to completely remove such metal 30 by etching.

ポリイミドフィルム11表面に第1金属層15および第2金属層20からなる配線パターンを形成した後、このような配線パターンは、その表面にメッキ層25を形成して保護することがあり、このようなメッキ層は無電解メッキにより形成することが多い。ポリイミドフィルムに残留する金属30は、このような無電解メッキによる金属析出の際に、金属析出の起点となることが多く、例えば図7に付番31で示されるように、残留金属30に析出した金属31によって、本来電気絶縁性であるポリイミドフィルムの表面の電気絶縁性が損なわれることがある。このような析出した金属31がポリイミドフィルム11表面に析出金属が存在すると、これらの析出金属31を経由する配線パターン間のマイグレーションにより、配線パターン間の電気的絶縁性が損なわれるという問題が生ずることが判った。特にこのようなマイグレーションによって、製造当初の配線パターン間の絶縁抵抗は良好な値を示すが、例えば1000時間以上電圧をかけ続けた後の絶縁抵抗が、電圧を印加する前の値よりも相当低くなる。
特開2003-188495号公報
After a wiring pattern composed of the first metal layer 15 and the second metal layer 20 is formed on the surface of the polyimide film 11, such a wiring pattern may be protected by forming a plating layer 25 on the surface. In many cases, such a plated layer is formed by electroless plating. The metal 30 remaining on the polyimide film often becomes the starting point of metal deposition during such metal deposition by electroless plating. For example, as indicated by reference numeral 31 in FIG. The metal 31 may impair the electrical insulation of the polyimide film surface, which is inherently electrically insulating. When such deposited metal 31 is present on the surface of the polyimide film 11, there arises a problem that the electrical insulation between the wiring patterns is impaired due to migration between the wiring patterns via the deposited metal 31. I understood. In particular, due to such migration, the insulation resistance between the wiring patterns at the time of manufacture shows a good value. For example, the insulation resistance after applying voltage for 1000 hours or more is considerably lower than the value before applying the voltage. Become.
JP 2003-188495 A

本発明は、電圧印加後に絶縁抵抗が低下するという、上記のような2層構成の金属被覆ポリイミドフィルムを使用することにより特異的に生ずる2層構成の金属被覆ポリイミドフィルムを用いたプリント配線基板の問題点を解消することを目的とするものである。   The present invention relates to a printed wiring board using a metal-coated polyimide film having a two-layer structure that is specifically generated by using the metal-coated polyimide film having the two-layer structure as described above. The purpose is to solve the problem.

すなわち、本発明は、2層構成の金属被覆ポリイミドフィルムを用いて、絶縁抵抗値が変動しにくいプリント配線基板を提供することを目的としている。
また、本発明は、上記のようにして形成された絶縁抵抗値が変動しにくいプリント配線基板を提供することを目的としている。
That is, an object of the present invention is to provide a printed wiring board in which the insulation resistance value is unlikely to vary by using a metal-coated polyimide film having a two-layer structure.
Another object of the present invention is to provide a printed wiring board in which the insulation resistance value formed as described above is unlikely to fluctuate.

さらに、本発明は、上記のようなプリント配線基板に電子部品が実装された回路装置を提供することを目的としている。   Another object of the present invention is to provide a circuit device in which an electronic component is mounted on the printed wiring board as described above.

本発明のプリント配線基板は、ポリイミドフィルムの表面にスパッタリング金属層を介して積層された銅層を、エッチング法により選択的に除去して配線パターンを形成した後、Ni-Crスパッタリング金属層のうち、Niを溶解可能な第1液で処理し、次いでCrを溶解しかつポリイミドを溶解し得る第2処理液で該配線パターンが形成されていないポリイミドフィルムの表層面を、残存するスパッタリング金属と共に除去することを特徴としている。すなわち、本発明のプリント配線基板の製造法は、絶縁フィルムの少なくとも一方の表面に、スパッタリング金属層を介して積層された導電性金属からなる導電性金属層を有する積層フィルムを形成し、該積層フィルムに形成されたスパッタリング金属層および導電性金属層を、エッチング法により選択的に除去して配線パターンを形成した後、該積層フィルムを、スパッタリング金属層に含有されるNiを溶解可能な第1液で処理し、次いでスパッタリング金属層に含有されるCrを溶解しかつ絶縁フィルムのスパッタリング金属層を除去し得る第2処理液で処理して、該配線パターンが形成されていない絶縁フィルムの表層面に残存するスパッタリング金属を絶縁フィルム表層面と共に除去することにより製造できるものである。   In the printed wiring board of the present invention, the copper layer laminated on the surface of the polyimide film via the sputtering metal layer is selectively removed by an etching method to form a wiring pattern. The surface of the polyimide film on which the wiring pattern is not formed is removed together with the remaining sputtering metal with a second treatment solution capable of dissolving Ni and then dissolving the Cr and dissolving the polyimide. It is characterized by doing. That is, in the method for producing a printed wiring board of the present invention, a laminated film having a conductive metal layer made of a conductive metal laminated via a sputtering metal layer is formed on at least one surface of an insulating film, A sputtering metal layer and a conductive metal layer formed on the film are selectively removed by an etching method to form a wiring pattern, and then the laminated film is first dissolved in Ni contained in the sputtering metal layer. Surface of the insulating film on which the wiring pattern is not formed by treatment with a second treatment liquid capable of dissolving Cr contained in the sputtering metal layer and then removing the sputtering metal layer of the insulation film. Can be produced by removing the remaining sputtering metal together with the surface of the insulating film.

また、本発明のプリント配線基板は、ポリイミドフィルムと、該ポリイミドフィルムの少なくとも一方の面に形成された配線パターンとを有するプリント配線基板であって、該ポリイミドフィルムの配線パターンが形成されている部分のポリイミドフィルムの厚さが、配線パターンが形成されていない部分よりも1〜100nm厚いことを特徴としている。すなわち、本発明のプリント配線基板は、絶縁フィルムと、該絶縁フィルムの少なくとも一方の面に形成された配線パターンとを有するプリント配線基板であって、該絶縁フィルムの配線パターンが形成されていない部分の絶縁フィルムの厚さが、該配線パターンが形成されている絶縁フィルムの厚さよりも1〜100nm薄く形成されていることを特徴としている。   Moreover, the printed wiring board of the present invention is a printed wiring board having a polyimide film and a wiring pattern formed on at least one surface of the polyimide film, where the wiring pattern of the polyimide film is formed. The thickness of the polyimide film is 1 to 100 nm thicker than the portion where the wiring pattern is not formed. That is, the printed wiring board of the present invention is a printed wiring board having an insulating film and a wiring pattern formed on at least one surface of the insulating film, and a portion where the wiring pattern of the insulating film is not formed. The thickness of the insulating film is 1 to 100 nm thinner than the thickness of the insulating film on which the wiring pattern is formed.

さらに、本発明の回路装置は、上記のプリント配線基板に形成された配線パターンに電子部品が実装されていることを特徴としている。   Furthermore, the circuit device of the present invention is characterized in that an electronic component is mounted on a wiring pattern formed on the printed wiring board.

本発明のプリント配線基板の製造法では、絶縁フィルムであるポリイミドフィルムの配線パターンが形成されていない部分の表面にポリイミドと一体化されて残存する金属を、絶縁フィルムであるポリイミドフィルムの表面と共に除去しているので、配線パターンが形成されていない部分の絶縁フィルムであるポリイミドフィルム面は、表面から1〜100nm切削されており、このように、絶