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JP6398175B2 - Two-layer flexible wiring board and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP6398175B2 JP2013220429A JP2013220429A JP6398175B2 JP 6398175 B2 JP6398175 B2 JP 6398175B2 JP 2013220429 A JP2013220429 A JP 2013220429A JP 2013220429 A JP2013220429 A JP 2013220429A JP 6398175 B2 JP6398175 B2 JP 6398175B2
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Description

本発明は、銅層の一部を銅電気めっき法で析出させ、耐折れ性を改良したフレキシブル配線板及び、そのフレキシブル配線板の製造方法に関する。   The present invention relates to a flexible wiring board in which a part of a copper layer is deposited by a copper electroplating method to improve folding resistance, and a method for manufacturing the flexible wiring board.

フレキシブル配線板は、その屈曲性を活かしてハードディスクの読み書きヘッドやプリンターヘッドなど電子機器の屈折ないし屈曲を要する部分や、液晶ディスプレイ内の屈折配線などに広く用いられている。
かかるフレキシブル配線板の製造には、銅層と樹脂層を積層したフレキシブル配線用基板(フレキシブル銅張積層板、FCCL:Flexible Copper Clad Laminationとも称す)を、サブトラクティブ法等を用いて配線加工する方法が用いられている。
A flexible wiring board is widely used for a portion requiring refraction or bending of an electronic device such as a read / write head of a hard disk or a printer head, or a refraction wiring in a liquid crystal display, taking advantage of its flexibility.
For manufacturing such a flexible wiring board, a method for wiring a flexible wiring board (flexible copper clad laminated board, also referred to as FCCL: Flexible Copper Clad Lamination) in which a copper layer and a resin layer are laminated using a subtractive method or the like. Is used.

このサブトラクティブ法とは、一般に銅張積層板の銅層を化学エッチング処理して不要部分を除去する方法である。
即ち、フレキシブル配線用基板の銅層のうち導体配線として残したい部分の表面にレジストを設け、銅に対応するエッチング液による化学エッチング処理と水洗を経て、銅層の不要部分を選択的に除去して導体配線を形成するものである。
This subtractive method is a method in which a copper layer of a copper clad laminate is generally chemically etched to remove unnecessary portions.
That is, a resist is provided on the surface of the copper layer of the flexible wiring board to be left as the conductor wiring, and unnecessary portions of the copper layer are selectively removed through chemical etching treatment and water washing with an etching solution corresponding to copper. Thus, the conductor wiring is formed.

ところで、フレキシブル配線用基板(FCCL)は、3層フレキシブル配線用基板(以下、3層FCCLと称す)と2層フレキシブル配線用基板(2層FCCLと称す)に分類することができる。
3層FCCLは、電解銅箔や圧延銅箔をベース(絶縁層)の樹脂フィルムに接着した構造(銅箔/接着剤層/樹脂フィルム)となっている。一方、2層FCCLは、銅層若しくは銅箔と樹脂フィルム基材とが積層された構造(銅層若しくは銅箔/樹脂フィルム)となっている。
By the way, the flexible wiring board (FCCL) can be classified into a three-layer flexible wiring board (hereinafter referred to as a three-layer FCCL) and a two-layer flexible wiring board (referred to as a two-layer FCCL).
The three-layer FCCL has a structure (copper foil / adhesive layer / resin film) in which an electrolytic copper foil or a rolled copper foil is bonded to a base (insulating layer) resin film. On the other hand, the two-layer FCCL has a structure (copper layer or copper foil / resin film) in which a copper layer or copper foil and a resin film substrate are laminated.

また、上記2層FCCLには大別して3種のものがある。
即ち、樹脂フィルムの表面に下地金属層と銅層を順次めっきして形成したFCCL(通称メタライジング基板)、銅箔に樹脂フィルムのワニスを塗って絶縁層を形成したFCCL(通称キャスト基板)、及び銅箔に樹脂フィルムをラミネートしたFCCL(通称ラミネート基板)でがある。
The two-layer FCCL is roughly divided into three types.
That is, FCCL (commonly known as a metalizing substrate) formed by sequentially plating a base metal layer and a copper layer on the surface of a resin film, FCCL (commonly referred to as a cast substrate) in which an insulating layer is formed by applying a resin film varnish to a copper foil, And FCCL (commonly referred to as a laminate substrate) in which a resin film is laminated on a copper foil.

上記メタライジング基板、即ち樹脂フィルムの表面に下地金属層と銅層を順次めっきして形成したFCCLは、銅層の薄膜化が可能で、且つポリイミドフィルムと銅層界面の平滑性が高いため、キャスト基板やラミネート基板あるいは3層FCCLと比較して、配線のファインパターン化に適している。
例えば、メタライジング基板の銅層は、乾式めっき法及び電気めっき法により層厚を自由に制御できるのに対し、キャスト基板やラミネート基板あるいは3層FCCLは使用する銅箔によって、その厚みなどは制約されてしまうからである。
FCCL, which is formed by sequentially plating the base metal layer and the copper layer on the surface of the metalizing substrate, ie, the resin film, can reduce the thickness of the copper layer and has high smoothness at the interface between the polyimide film and the copper layer. Compared with cast substrate, laminate substrate, or three-layer FCCL, it is suitable for fine wiring.
For example, the thickness of the copper layer of the metalizing board can be freely controlled by dry plating and electroplating, whereas the thickness of the cast board, laminate board or three-layer FCCL is limited by the copper foil used. Because it will be done.

また、一方、フレキシブル配線板の配線に用いられる銅箔については、例えば、銅箔に熱処理を施す方法(特許文献1参照。)や、圧延加工を行う方法(特許文献2参照。)により、耐屈折れ性の向上が図られている。
しかし、これらの方法は、3層FCCLの圧延銅箔や電解銅箔、2層FCCLのうちのキャスト基板とラミネート基板に用いられる銅箔自体の処理に関するものである。
On the other hand, with respect to the copper foil used for wiring of the flexible wiring board, for example, a method of performing heat treatment on the copper foil (see Patent Document 1) or a method of performing a rolling process (see Patent Document 2). Improvement of refraction is achieved.
However, these methods relate to the processing of the copper foil itself used for the cast substrate and the laminate substrate of the three-layer FCCL rolled copper foil and the electrolytic copper foil and the two-layer FCCL.

なお、銅箔の耐屈折れ性の評価には、「JIS C−5016−1994」等や「ASTM D2176」で規格されたMIT耐屈折度試験(Folding Endurance Test)が工業的に使用されている。
この試験では、試験片に形成した回路パターンが断線するまでの屈折回数をもって評価し、この屈折回数が大きいほど耐屈折れ性が良いとされている。
In addition, for evaluation of refraction resistance of copper foil, an MIT refraction resistance test (Folding Endurance Test) standardized by “JIS C-5016-1994” or the like and “ASTM D2176” is industrially used. .
In this test, evaluation is performed based on the number of refractions until the circuit pattern formed on the test piece is disconnected, and the higher the number of refractions, the better the refraction resistance.

特開平8−283886号公報JP-A-8-283886 特開平6−269807号公報JP-A-6-269807

本発明が対象とする2層フレキシブル配線板は、樹脂フィルム基板の少なくとも片面に接着剤を介せずに形成したシード層と銅めっき層からなる金属層を順次形成しためっき基板であるため、先行技術文献に開示されるような銅めっき層のみの熱処理や圧延加工を施して耐折性を向上させることは困難である。それゆえ、めっき基板において耐折れ性に優れためっき基板の製造方法が望まれていた。
このような状況に鑑み、本発明は、耐折れ性に優れた2層フレキシブル配線板と、その製造方法を提供するものである。
Since the two-layer flexible wiring board targeted by the present invention is a plating substrate in which a seed layer and a metal layer made of a copper plating layer are sequentially formed on at least one surface of a resin film substrate without using an adhesive, It is difficult to improve the folding resistance by subjecting only the copper plating layer as disclosed in the technical literature to heat treatment or rolling. Therefore, there has been a demand for a method for manufacturing a plated substrate having excellent folding resistance in the plated substrate.
In view of such a situation, the present invention provides a two-layer flexible wiring board excellent in folding resistance and a manufacturing method thereof.

本発明者らは上記課題を解決するために、めっき法によりポリイミド樹脂層に形成した銅層の耐折れ性について鋭意研究した結果、耐折れ性前後での結晶配向性の変化が耐折れ性試験結果に与える影響を確認し、本発明に至った。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors diligently studied the folding resistance of a copper layer formed on a polyimide resin layer by a plating method, and as a result, the change in crystal orientation before and after the folding resistance was tested. The influence on the results was confirmed, and the present invention was achieved.

本発明の第1の発明は、樹脂フィルム基板の表面に接着剤を介することなくニッケル合金からなる下地金属層と、前記下地金属層の表面に銅層を備える金属積層体の配線が設けられたフレキシブル配線板において、前記下地金属層の膜厚は50nm以下であり、且つ、前記銅層が、前記下地金属層の表面に備わる銅薄膜層と前記銅薄膜層の表面に備わる銅電気めっき層から構成され、電子線後方散乱回折法(EBSD)により測定した前記金属積層体における前記樹脂フィルム基板表面から0.4μmまでの範囲に含まれる結晶の001方位の結晶割合OR001に対する111方位の結晶割合OR111との比(OR111/OR001)が7以下、前記銅層の(111)結晶配向度指数が1.2以上で、かつJIS C−5016−1994に規定される耐折れ性試験の実施前後において得られる前記銅層の結晶配向比の[(200)/(111)]配向の比の差d[(200)/(111)]が、0.03以上であることを特徴とする2層フレキシブル配線板である。 According to a first aspect of the present invention, a base metal layer made of a nickel alloy is provided on the surface of a resin film substrate without using an adhesive, and a wiring of a metal laminate including a copper layer on the surface of the base metal layer is provided. In the flexible wiring board, the film thickness of the base metal layer is 50 nm or less, and the copper layer includes a copper thin film layer provided on the surface of the base metal layer and a copper electroplating layer provided on the surface of the copper thin film layer. configured, crystal ratio of electron backscatter diffraction (EBSD) by 001 orientation 111 orientation with respect to the crystal fraction OR 001 of the crystals contained in the range of from the resin film substrate surface in the metal laminate was measured to 0.4μm the ratio of the oR 111 (oR 111 / oR 001) is 7 or less, with the copper layer (111) crystalline orientation degree index of 1.2 or more, and JIS C-5016-1 The difference [[200] / (111)] in the [(200) / (111)] orientation ratio of the crystal orientation ratio of the copper layer obtained before and after the folding resistance test specified in 94 is 0. 0.03 or more, a two-layer flexible wiring board.

本発明の第2の発明は、第1の発明における下地金属層の膜厚が、3nm〜50nmであることを特徴とする2層フレキシブル配線板である。   A second invention of the present invention is a two-layer flexible wiring board, wherein the thickness of the base metal layer in the first invention is 3 nm to 50 nm.

本発明の第3の発明は、第1及び第2の発明における銅層の膜厚が、5μm〜12μmであることを特徴とする2層フレキシブル配線板である。   A third invention of the present invention is a two-layer flexible wiring board characterized in that the film thickness of the copper layer in the first and second inventions is 5 μm to 12 μm.

本発明の第4の発明は、第1から第3の発明における銅層が、下地金属層の表面に成膜された銅薄膜層と前記銅薄膜層の表面に成膜された銅電気めっき層から構成され、その銅層の表面から樹脂フィルム基板方向に前記℃電気めっき層の膜厚の10%以上の厚み範囲で、平均粒径200nm〜400nmであり、表面粗さRaが0.2μm以下であることを特徴とする2層フレキシブル配線板である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a copper thin film layer formed on the surface of the underlying metal layer, and a copper electroplated layer formed on the surface of the copper thin film layer. In the thickness range of 10% or more of the film thickness of the electroplating layer in the direction from the surface of the copper layer to the resin film substrate, the average particle size is 200 nm to 400 nm, and the surface roughness Ra is 0.2 μm or less. This is a two-layer flexible wiring board.

本発明の第5の発明は、第4の発明における厚み範囲が、前記銅層の表面から前記樹脂フィルム基板方向に前記銅電気めっき層の膜厚の10%であることを特徴とする2層フレキシブル配線板である。 According to a fifth aspect of the present invention, the thickness range in the fourth aspect is 10% of the film thickness of the copper electroplated layer from the surface of the copper layer toward the resin film substrate. It is a flexible wiring board.

本発明の第6の発明は、第1から第5の発明における樹脂フィルム基板が、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た少なくとも1種以上の樹脂フィルムであることを特徴とする2層フレキシブル配線板である。   According to a sixth aspect of the present invention, the resin film substrate according to the first to fifth aspects is a polyimide film, a polyamide film, a polyester film, a polytetrafluoroethylene film, a polyphenylene sulfide film, or a polyethylene naphthalate system. It is a two-layer flexible wiring board characterized by being at least one kind of resin film selected from a film and a liquid crystal polymer film.

本発明の第7の発明は、樹脂フィルム基板の表面に接着剤を介することなく乾式めっき法により下地金属層と前記下地金属層の表面に銅薄膜層を成膜し、前記銅薄膜層の表面に銅電気めっき法により銅めっき被膜を成膜して配線となる金属積層体を形成する第1から第6の発明における2層フレキシブル配線板の製造方法であって、乾式めっき法による成膜時の雰囲気が、アルゴン・窒素混合ガスであり、銅電気めっき層が、銅電気めっき層の表面から樹脂フィルム基板方向に銅電気めっき層膜厚の10%以上の厚み範囲において、周期的に短時間の電位反転を行うPeriodic Reverse電流による銅電気めっき法によって形成されたことを特徴とする2層フレキシブル配線板の製造方法である。   According to a seventh aspect of the present invention, a copper thin film layer is formed on a surface of a resin film substrate by a dry plating method without using an adhesive, and a surface of the copper thin film layer. A method for producing a two-layer flexible wiring board according to the first to sixth aspects of the present invention, wherein a copper laminate film is formed by copper electroplating to form a metal laminate to be a wiring. Is an argon / nitrogen mixed gas, and the copper electroplating layer is periodically short in the thickness range of 10% or more of the copper electroplating layer thickness from the surface of the copper electroplating layer toward the resin film substrate. It is a manufacturing method of the two-layer flexible wiring board characterized by forming by the copper electroplating method by Periodic Reverse current which performs electric potential inversion of this.

樹脂フィルム表面に、Ni、Cr、Cu等の金属層および合金層を蒸着法もしくはスパッタ法で形成し、その後電気めっき法、無電解めっき法もしくは両者を組み合わせた方法で銅層を積層して形成した配線となる金属積層体を設け、電子線後方散乱回折法(EBSD)により測定した金属積層体における樹脂フィルム基板表面から0.4μmまでの範囲に含まれる結晶の001方位の結晶割合OR001に対する111方位の結晶割合OR111との比(OR111/OR001)が7以下であり、銅層の(111)結晶配向度指数が1.2以上で、かつ、耐折れ性試験(JIS C−5016−1994に規定される耐折れ性試験)の実施前後において得られる銅層の結晶配向比の[(200)/(111)]配向の比の差d[(200)/(111)]が0.03以上を示すた本発明に係るフレキシブル配線板によれば、基板の耐折れ性が著しく改善され、工業上顕著な効果を奏するものである。 A metal layer such as Ni, Cr, or Cu and an alloy layer are formed on the surface of the resin film by vapor deposition or sputtering, and then a copper layer is formed by electroplating, electroless plating, or a combination of both. for the wire to become metal laminate provided with an electron backscatter diffraction crystal 001 orientation of the crystal included in the scope of a resin film substrate surface to 0.4μm in the metal laminate was measured by (EBSD) ratio OR 001 The ratio (OR 111 / OR 001 ) with the crystal ratio OR 111 in the 111 orientation is 7 or less, the (111) crystal orientation index of the copper layer is 1.2 or more, and a bending resistance test (JIS C- The difference of the [(200) / (111)] orientation ratio d [(20) of the crystal orientation ratio of the copper layer obtained before and after the execution of the folding resistance test specified in 5016-1994). ) / (111)] is According to the flexible wiring board according to the present invention which shows a 0.03 or more, folding endurance is of the substrate is remarkably improved, in which exhibits the industrially remarkable effects.

本発明で用いるメタラインジング法で作製した2層フレキシブル配線用基板の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the board | substrate for 2 layers flexible wiring produced with the metalining method used by this invention. 本発明の2層フレキシブル配線板に用いられる2層フレキシブル配線用基板の下地金属層および銅薄膜層を成膜するロール・ツー・ロールスパッタリング装置を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows the roll-to-roll sputtering apparatus which forms the base metal layer and copper thin film layer of the board | substrate for two-layer flexible wiring used for the two-layer flexible wiring board of this invention. 本発明の2層フレキシブル配線板に用いられる2層フレキシブル配線用基板の製造において、電気めっきを行うロール・ツー・ロール方式の連続めっき装置を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows the continuous plating apparatus of the roll-to-roll system which performs electroplating in manufacture of the board | substrate for two-layer flexible wiring used for the two-layer flexible wiring board of this invention. 本発明におけるPR電流の時間と電流密度を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the time and current density of PR current in this invention.

(1)2層フレキシブル配線用基板
まず、本発明の2層フレキシブル配線板に用いる2層フレキシブル配線用基板について説明する。
2層フレキシブル配線用基板は、ポリイミドフィルムのような樹脂フィルム基板の少なくとも片面に接着剤を介さずに下地金属層と銅層が逐次的に積層された積層構造を採り、そして、その銅層は、銅薄膜層と銅電気めっき層により構成されている。
(1) Two-layer flexible wiring board First, a two-layer flexible wiring board used in the two-layer flexible wiring board of the present invention will be described.
The two-layer flexible wiring board has a laminated structure in which a base metal layer and a copper layer are sequentially laminated on at least one surface of a resin film substrate such as a polyimide film without using an adhesive, and the copper layer is It is comprised by the copper thin film layer and the copper electroplating layer.

図1は、メタラインジング法で作製された2層フレキシブル配線用基板6の断面を示した模式図で、本発明の2層フレキシブル配線板の配線部の断面図でもある。
樹脂フィルム基板1にポリイミドフィルムを用い、そのポリイミドフィルム1の少なくとも一方の面には、ポリイミドフィルム1側から下地金属層2、銅薄膜層3、銅電気めっき層4の順に成膜され積層されている。なお、銅薄膜層3と銅電気めっき層4から銅層5が構成され、この銅層5と下地金属層2を含めて金属積層体7を形成している。
FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of a two-layer flexible wiring board 6 produced by a metalining method, and is also a cross-sectional view of a wiring portion of the two-layer flexible wiring board of the present invention.
A polyimide film is used for the resin film substrate 1, and the base metal layer 2, the copper thin film layer 3, and the copper electroplating layer 4 are sequentially formed and laminated on at least one surface of the polyimide film 1 from the polyimide film 1 side. Yes. In addition, the copper layer 5 is comprised from the copper thin film layer 3 and the copper electroplating layer 4, and the metal laminated body 7 is formed including this copper layer 5 and the base metal layer 2. FIG.

使用する樹脂フィルム基板1としては、ポリイミドフィルムのほかに、ポリアミドフィルム、ポリエステルフィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、液晶ポリマーフィルムなどを用いることができる。
特に、機械的強度や耐熱性や電気絶縁性の観点から、ポリイミドフィルムが特に好ましい。
さらに、フィルムの厚みが12.5〜75μmの上記樹脂フィルム基板が好ましく使用することができる。
As the resin film substrate 1 to be used, in addition to the polyimide film, a polyamide film, a polyester film, a polytetrafluoroethylene film, a polyphenylene sulfide film, a polyethylene naphthalate film, a liquid crystal polymer film, or the like can be used.
In particular, a polyimide film is particularly preferable from the viewpoint of mechanical strength, heat resistance, and electrical insulation.
Furthermore, the said resin film board | substrate whose film thickness is 12.5-75 micrometers can be used preferably.

下地金属層2は、樹脂フィルム基板と銅などの金属層との密着性や耐熱性などの信頼性を確保するものである。従って、下地金属層の材質は、ニッケル、クロム又はこれらの合金の中から選ばれる何れか1種とするが、密着強度や配線作製時のエッチングしやすさを考慮すると、ニッケル・クロム合金が適している。   The base metal layer 2 ensures reliability such as adhesion and heat resistance between the resin film substrate and a metal layer such as copper. Therefore, the material of the base metal layer is any one selected from nickel, chromium, or an alloy thereof, but a nickel / chromium alloy is suitable in consideration of adhesion strength and ease of etching during wiring production. ing.

そのニッケル・クロム合金の組成は、クロム15重量%以上、22重量%以下が望ましく、耐食性や耐マイグレーション性の向上が望める。
このうち20重量%クロムのニッケル・クロム合金は、ニクロム合金として流通し、マグネトロンスパッタリング法のスパッタリングターゲットとして容易に入手可能である。また、ニッケルを含む合金には、クロム、バナジウム、チタン、モリブデン、コバルト等を添加しても良い。
さらに、クロム濃度の異なる複数のニッケル・クロム合金の薄膜を積層して、ニッケル・クロム合金の濃度勾配を設けた下地金属層を構成しても良い。
The composition of the nickel-chromium alloy is desirably 15% by weight or more and 22% by weight or less of chromium, and an improvement in corrosion resistance and migration resistance can be expected.
Of these, nickel / chromium alloy of 20% by weight chromium is distributed as a nichrome alloy and is easily available as a sputtering target for the magnetron sputtering method. Further, chromium, vanadium, titanium, molybdenum, cobalt, or the like may be added to the alloy containing nickel.
Furthermore, a plurality of nickel-chromium alloy thin films having different chromium concentrations may be laminated to form a base metal layer having a nickel-chromium alloy concentration gradient.

下地金属層2の膜厚は、3nm〜50nmが望ましい。
下地金属層の膜厚が3nm未満では、ポリイミドフィルムと銅層の密着性を保てず、耐食性や耐マイグレーション性で劣る。一方、下地金属層の膜厚が50nmを越えると、サブトラクティブ法で配線加工する際に、下地金属層の十分な除去が困難な場合が生じる。その下地金属層の除去が不十分な場合は、配線間のマイグレーション等の不具合が懸念される。
The film thickness of the base metal layer 2 is desirably 3 nm to 50 nm.
When the film thickness of the underlying metal layer is less than 3 nm, the adhesion between the polyimide film and the copper layer cannot be maintained, and the corrosion resistance and migration resistance are poor. On the other hand, if the thickness of the base metal layer exceeds 50 nm, it may be difficult to sufficiently remove the base metal layer when wiring processing is performed by the subtractive method. If the removal of the underlying metal layer is insufficient, there is a concern about problems such as migration between wirings.

銅薄膜層3は、主に銅で構成され、その銅薄膜層の膜厚は、10nm〜1μmが望ましい。
銅薄膜層の膜厚が10nm未満では、銅薄膜層上に銅電気めっき層を電気めっき法で成膜する際の導電性が確保できず、電気めっきの際の外観不良に繋がる。銅薄膜層の膜厚が1μmを越えても2層フレキシブル配線用基板の品質上の問題は生じないが、生産性が劣る問題がある。
The copper thin film layer 3 is mainly composed of copper, and the thickness of the copper thin film layer is preferably 10 nm to 1 μm.
When the film thickness of the copper thin film layer is less than 10 nm, the conductivity when the copper electroplating layer is formed on the copper thin film layer by the electroplating method cannot be ensured, leading to an appearance defect during electroplating. Even if the film thickness of the copper thin film layer exceeds 1 μm, the quality problem of the two-layer flexible wiring board does not occur, but the productivity is inferior.

この下地金属層2と銅薄膜層3は、後述するように乾式めっき法で成膜し、銅層4は湿式めっき法で成膜することもできる。
そして、得られたフレキシブル配線用基板6は、樹脂フィルム基板1の表面から金属積層体7の0.4μmまでの膜厚範囲の電子線後方散乱回折法(EBSD)で測定した結晶の001方位の結晶割合OR001に対する111方位の結晶割合OR111との比(OR111/OR001)が7以下であることが必要である。
The base metal layer 2 and the copper thin film layer 3 can be formed by a dry plating method as described later, and the copper layer 4 can also be formed by a wet plating method.
The obtained flexible wiring board 6 has a 001 orientation of crystals measured by electron beam backscattering diffraction (EBSD) in a film thickness range from the surface of the resin film substrate 1 to 0.4 μm of the metal laminate 7. it is necessary that the ratio of the crystal fraction OR 111 of 111 orientation with respect to the crystal fraction OR 001 (OR 111 / OR 001 ) of 7 or less.

この結晶の001方位の結晶割合OR001に対する111方位の結晶割合OR111との比(OR111/OR001)が7を超えると、配線パターンの断面形状の底部の幅Bと頂部の幅Tと高さCから下記(1)式で求められるエッチングファクター(F)が5未満となり、底部が幅広く、頂部の幅が狭くなる裾広がりの狭ピッチ化配線には不向きな配線パターンの断面形状となってしまう。 When the ratio (OR 111 / OR 001 ) of the crystal ratio OR 111 of 111 orientation to the crystal ratio OR 001 of the crystal of 001 exceeds 7 (OR 111 / OR 001 ), the width B of the bottom and the width T of the top of the cross-sectional shape of the wiring pattern From the height C, the etching factor (F E ) calculated by the following formula (1) is less than 5, the bottom is wide, and the width of the top is narrow. turn into.

すなわち、配線パターンのピッチ(配線の中心間距離)は、隣接する配線パターンとの絶縁性を確保するため、配線パターン間の間隔を確保し、かつ配線パターンの断面の底部の幅も考慮する必要があり、配線パターンの断面形状が底部に裾広がりであると、底部の幅を考慮するため、狭ピッチ化には不向きである。
上記結晶の方位比を満たしたフレキシブル配線用基板を、サブトラクティブ法により配線加工して、配線パターンが狭ピッチ化したフレキシブル配線板を得ることができる。
なお、金属積層体を配線として備える樹脂フィルム基板をエッチング加工しても、配線の樹脂フィルム基板表面から0.4μmまでの膜厚の範囲の結晶の方位比は変わることはない。
In other words, the pitch of the wiring patterns (distance between the centers of the wirings) needs to secure the space between the wiring patterns and take into account the width of the bottom of the cross section of the wiring pattern in order to ensure insulation between adjacent wiring patterns If the cross-sectional shape of the wiring pattern is widened at the bottom, the width of the bottom is taken into consideration, which is not suitable for narrowing the pitch.
The flexible wiring board satisfying the crystal orientation ratio can be processed by a subtractive method to obtain a flexible wiring board with a narrowed wiring pattern.
Even if the resin film substrate provided with the metal laminate as a wiring is etched, the crystal orientation ratio in the film thickness range from the resin film substrate surface of the wiring to 0.4 μm does not change.

Figure 0006398175
Figure 0006398175

(2)下地金属層と銅薄膜層の成膜方法
下地金属層および銅薄膜層は、乾式めっき法で形成することが好ましい。
乾式めっき法には、スパッタリング法、イオンプレーティング法、クラスターイオンビーム法、真空蒸着法、CVD法等が挙げられる。乾式めっき法では、シード層の組成の制御等の観点から、スパッタリング法が望ましい。
(2) Film formation method for base metal layer and copper thin film layer The base metal layer and the copper thin film layer are preferably formed by a dry plating method.
Examples of the dry plating method include a sputtering method, an ion plating method, a cluster ion beam method, a vacuum deposition method, and a CVD method. In the dry plating method, the sputtering method is desirable from the viewpoint of controlling the composition of the seed layer.

樹脂フィルム基板にスパッタリング成膜するには公知のスパッタリング装置で成膜することができ、長尺の樹脂フィルム基板に成膜するには、公知のロール・ツー・ロール方式スパッタリング装置で行うことができる。このロール・ツー・ロールスパッタリング装置を用いれば、長尺のポリイミドフィルムの表面に、下地金属層および銅薄膜層を連続して成膜することができる。   To form a film on a resin film substrate by sputtering, the film can be formed by a known sputtering apparatus. To form a film on a long resin film substrate, it can be formed by a known roll-to-roll sputtering apparatus. . If this roll-to-roll sputtering apparatus is used, a base metal layer and a copper thin film layer can be continuously formed on the surface of a long polyimide film.

図2はロール・ツー・ロールスパッタリング装置の一例である。
ロール・ツー・ロールスパッタリング装置10は、その構成部品のほとんどを収納した直方体状の筐体12を備えている。
筐体12は円筒状でも良く、その形状は問わないが、10−4Pa〜1Paの範囲に減圧された状態を保持できれば良い。
この筐体12内には、長尺の樹脂フィルム基板であるポリイミドフィルムFを、供給する巻出ロール13、キャンロール14、スパッタリングカソード15a、15b、15c、15d、前フィードロール16a、後フィードロール16b、テンションロール17a、テンションロール17b、巻取ロール18を有する。
FIG. 2 is an example of a roll-to-roll sputtering apparatus.
The roll-to-roll sputtering apparatus 10 includes a rectangular parallelepiped casing 12 that accommodates most of its components.
The casing 12 may have a cylindrical shape, and the shape is not limited as long as it can maintain a reduced pressure in a range of 10 −4 Pa to 1 Pa.
Inside this housing 12, a polyimide film F, which is a long resin film substrate, is supplied with an unwinding roll 13, a can roll 14, sputtering cathodes 15a, 15b, 15c, 15d, a front feed roll 16a, and a rear feed roll. 16b, a tension roll 17a, a tension roll 17b, and a winding roll 18.

巻出ロール13、キャンロール14、前フィードロール16a、巻取ロール18にはサーボモータによる動力を備える。巻出ロール13、巻取ロール18は、パウダークラッチ等によるトルク制御によってポリイミドフィルムFの張力バランスが保たれるようになっている。
テンションロール17a、17bは、表面が硬質クロムめっきで仕上げられ張力センサーが備えられている。
スパッタリングカソード15a〜15dは、マグネトロンカソード式でキャンロール14に対向して配置される。スパッタリングカソード15a〜15dのポリイミドフィルムFの巾方向の寸法は、長尺樹脂フィルムポリイミドフィルムFの巾より広ければよい。
The unwinding roll 13, the can roll 14, the front feed roll 16a, and the take-up roll 18 are provided with power by a servo motor. The unwinding roll 13 and the winding roll 18 are configured so that the tension balance of the polyimide film F is maintained by torque control using a powder clutch or the like.
The tension rolls 17a and 17b are finished with hard chrome plating and provided with a tension sensor.
The sputtering cathodes 15a to 15d are of a magnetron cathode type and are arranged to face the can roll 14. The width direction dimension of the polyimide film F of the sputtering cathodes 15a to 15d may be wider than the width of the long resin film polyimide film F.

ポリイミドフィルムFは、ロール・ツー・ロール真空成膜装置であるロール・ツー・ロールスパッタリング装置10内を搬送されて、キャンロール14に対向するスパッタリングカソード15a〜15dで成膜され、銅薄膜層付ポリイミドフィルムF2に加工される。
キャンロール14は、その表面が硬質クロムめっきで仕上げられ、その内部には筐体12の外部から供給される冷媒や温媒が循環し、略一定の温度に調整される。
The polyimide film F is transported through a roll-to-roll sputtering apparatus 10 which is a roll-to-roll vacuum film forming apparatus, and is formed by sputtering cathodes 15 a to 15 d facing the can roll 14, with a copper thin film layer. Processed into a polyimide film F2.
The surface of the can roll 14 is finished with hard chrome plating, and a coolant or a heating medium supplied from the outside of the housing 12 circulates inside the can roll 14 to be adjusted to a substantially constant temperature.

ロール・ツー・ロールスパッタリング装置10を用いて下地金属層と銅薄膜層を成膜する場合、下地金属層の組成を有するターゲットをスパッタリングカソード15aに、銅ターゲットをスパッタリングカソード15b〜15dにそれぞれ装着し、ポリイミドフィルムを巻出ロール13にセットした装置内を真空排気した後、アルゴン等のスパッタリングガスを導入して装置内を1.3Pa程度に保持する。
また、下地金属層をスパッタリングで成膜した後に、銅薄膜層を蒸着法で成膜しても良い。
When the base metal layer and the copper thin film layer are formed using the roll-to-roll sputtering apparatus 10, the target having the composition of the base metal layer is attached to the sputtering cathode 15a, and the copper target is attached to the sputtering cathodes 15b to 15d. The inside of the apparatus in which the polyimide film is set on the unwinding roll 13 is evacuated, and then the inside of the apparatus is held at about 1.3 Pa by introducing a sputtering gas such as argon.
Further, after forming the base metal layer by sputtering, the copper thin film layer may be formed by vapor deposition.

下地金属及び銅を樹脂フィルム基板にスパッタリングする際のスパッタリング雰囲気は、その一例としてアルゴン・窒素混合ガスを用い、その窒素の配合比は、1体積%以上、12体積%以下とすることが望ましいが、巻取式スパッタリング装置の形状など装置固有の影響を受ける可能性があることに留意して定める必要がある。
例えば、樹脂フィルム基板上に最終的な電気めっきまで行い得られる金属化樹脂フィルム結晶の001方位の結晶割合OR001に対する111方位の結晶割合OR111の比を確認しながら、スパッタリング雰囲気を適宜検討すればよい。
As an example of the sputtering atmosphere when sputtering the base metal and copper on the resin film substrate, an argon / nitrogen mixed gas is used, and the mixing ratio of nitrogen is preferably 1% by volume or more and 12% by volume or less. It is necessary to determine in consideration that there is a possibility of being influenced by the apparatus such as the shape of the winding type sputtering apparatus.
For example, while confirming the ratio of the crystal ratio OR 111 of the 111 orientation to the crystal ratio OR 001 of the 001 orientation of the metallized resin film crystal obtained up to the final electroplating on the resin film substrate, the sputtering atmosphere should be appropriately examined. That's fine.

また、アルゴン・窒素混合ガスの窒素の配合比が12体積%を超えると、得られた金属積層体をフレキシブル配線板などの配線に利用した場合、その配線の耐熱強度が低下する恐れがあるので、望ましくない。なお、アルゴン・窒素混合ガスによるスパッタリング雰囲気の一例を示しているが、スパッタリング雰囲気は、目的の結晶状態を実現できれば、アルゴン・窒素混合ガスに限定されない。   In addition, if the compounding ratio of nitrogen in the argon / nitrogen mixed gas exceeds 12% by volume, the heat resistance strength of the wiring may be reduced when the obtained metal laminate is used for wiring such as a flexible wiring board. Is not desirable. Note that although an example of a sputtering atmosphere using an argon / nitrogen mixed gas is shown, the sputtering atmosphere is not limited to an argon / nitrogen mixed gas as long as a target crystal state can be realized.

さらに、銅薄膜層の結晶配向は、スパッタリング雰囲気の影響も受ける。
スパッタリング雰囲気がアルゴンのみでは、銅薄膜層のX線回折による結晶のWilsonの配向度指数では面心立方格子構造の(111)面は見られるが、面心立方格子の(200)面、EBSDでは001方位に相当する面は、ほとんど又は全く観測されない。
そこで、スパッタリング雰囲気のアルゴンに窒素を加えていくと、銅薄膜層には面心立方格子の(200)面、EBSDでは001方位に相当する面が観測されるようになる。
このような条件と後述する電気めっきの条件により、配線の頂部と底部の幅の差が少ないフレキシブル配線板を実現できるのである。
Furthermore, the crystal orientation of the copper thin film layer is also affected by the sputtering atmosphere.
When the sputtering atmosphere is argon only, the (111) plane of the face-centered cubic lattice structure is seen in the Wilson orientation degree index of the crystal by X-ray diffraction of the copper thin film layer, but the (200) plane of the face-centered cubic lattice is in EBSD Little or no surface corresponding to the 001 orientation is observed.
Therefore, when nitrogen is added to argon in the sputtering atmosphere, a (200) plane of a face-centered cubic lattice is observed in the copper thin film layer, and a plane corresponding to the 001 orientation is observed in EBSD.
By such conditions and the electroplating conditions described later, a flexible wiring board with a small difference in the width between the top and bottom of the wiring can be realized.

(3)銅電気めっき層とその成膜方法
銅電気めっき層は、電気めっき法により成膜される。その銅電気めっき層の膜厚は、1μm〜20μmが望ましい。
ここで、使用する電気めっき法は、硫酸銅のめっき浴中にて、不溶性アノードを用いて電気めっきを行うもので、また、使用する銅めっき浴液の組成は、通常用いられるフレキシブル配線板のスルーホールめっきなどで使用されるハイスロー硫酸銅めっき浴でも良い。
(3) Copper electroplating layer and film forming method The copper electroplating layer is formed by electroplating. The thickness of the copper electroplating layer is desirably 1 μm to 20 μm.
Here, the electroplating method to be used is one in which electroplating is performed using an insoluble anode in a copper sulfate plating bath, and the composition of the copper plating bath solution to be used is that of a commonly used flexible wiring board. A high-throw copper sulfate plating bath used for through-hole plating may be used.

図3は、本発明の配線板に用いる2層フレキシブル配線用基板の製造に使用できるロール・ツー・ロール連続電気めっき装置(以下めっき装置20という)の一例である。
下地金属層と銅薄膜層を成膜して得られた銅薄膜層付ポリイミドフィルムF2は、巻出ロール22から巻き出され、電気めっき槽21内のめっき液28への浸漬を繰り返しながら連続的に搬送される。なお、28aはめっき液の液面を指している。
銅薄膜層付ポリイミドフィルムF2は、めっき液28に浸漬されている間に電気めっきにより金属薄膜の表面に銅層が成膜され、所定の膜厚の銅層が形成された後、金属化樹脂フィルム基板である2層フレキシブル配線用基板Sとして、巻取ロール29に巻き取れられる。なお、銅薄膜層付ポリイミドフィルムF2の搬送速度は、数m〜数十m/分の範囲が好ましい。
FIG. 3 is an example of a roll-to-roll continuous electroplating apparatus (hereinafter referred to as a plating apparatus 20) that can be used for manufacturing a two-layer flexible wiring board used in the wiring board of the present invention.
A polyimide film F2 with a copper thin film layer obtained by forming a base metal layer and a copper thin film layer is unwound from the unwinding roll 22 and continuously immersed in the plating solution 28 in the electroplating tank 21. It is conveyed to. Incidentally, 28a indicates the surface of the plating solution.
The polyimide film F2 with a copper thin film layer is formed by depositing a copper layer on the surface of the metal thin film by electroplating while being immersed in the plating solution 28, and after forming a copper layer with a predetermined thickness, the metallized resin The film is wound around a winding roll 29 as a two-layer flexible wiring substrate S which is a film substrate. In addition, the conveyance speed of the polyimide film F2 with a copper thin film layer has the preferable range of several m-several dozen m / min.

具体的に説明すると、銅薄膜層付ポリイミドフィルムF2は、巻出ロール22から巻き出され、給電ロール26aを経て、電気めっき槽21内のめっき液28に浸漬される。電気めっき槽21内に入った銅薄膜層付ポリイミドフィルムF2は、反転ロール23を経て搬送方向が反転され、給電ロール26bにより電気めっき槽21外へ引き出される。
このように、銅薄膜層付ポリイミドフィルムF2が、めっき液への浸漬を複数回(図3では20回)繰り返す間に、銅薄膜層付ポリイミドフィルムF2の金属薄膜上に銅層を形成するものである。
If it demonstrates concretely, the polyimide film F2 with a copper thin film layer will be unwound from the unwinding roll 22, and will be immersed in the plating solution 28 in the electroplating tank 21 through the electric power feeding roll 26a. The copper thin film layer-attached polyimide film F2 that has entered the electroplating tank 21 is reversed in the conveying direction through the reversing roll 23, and is drawn out of the electroplating tank 21 by the power supply roll 26b.
Thus, while the polyimide film F2 with a copper thin film layer repeats immersion in a plating solution a plurality of times (20 times in FIG. 3), a copper layer is formed on the metal thin film of the polyimide film F2 with a copper thin film layer. It is.

給電ロール26aとアノード24aの間には電源(図示せず)が接続されている。
給電ロール26a、アノード24a、めっき液、銅薄膜層付ポリイミドフィルムF2および前記電源により、電気めっき回路が構成される。また、不溶性アノードは、特別なものを必要とせず、導電性セラミックで表面をコーティングした公知のアノードでよい。なお、電気めっき槽21の外部に、めっき液28に銅イオンを供給する機構を備える。
A power source (not shown) is connected between the power supply roll 26a and the anode 24a.
The power supply roll 26a, the anode 24a, the plating solution, the polyimide film F2 with a copper thin film layer, and the power source constitute an electroplating circuit. The insoluble anode does not require a special one, and may be a known anode whose surface is coated with a conductive ceramic. A mechanism for supplying copper ions to the plating solution 28 is provided outside the electroplating tank 21.

めっき液28への銅イオンの供給は、酸化銅水溶液、または水酸化銅水溶液、炭酸銅水溶液等で供給する。もしくはめっき液中に微量の鉄イオンを添加して、無酸素銅ボールを溶解して銅イオンを供給する方法もある。銅の供給方法は上記のいずれかの方法を用いることができる。   The copper ions are supplied to the plating solution 28 using an aqueous copper oxide solution, an aqueous copper hydroxide solution, an aqueous copper carbonate solution, or the like. Alternatively, there is a method in which a small amount of iron ions is added to the plating solution to dissolve the oxygen-free copper balls and supply the copper ions. Any of the above methods can be used as a method for supplying copper.

めっき中における電流密度は、アノード24aから搬送方向下流に進むにつれて電流密度を段階的に上昇させ、アノード24oから24tで最大の電流密度となるようにする。
このように電流密度を上昇させることで、銅層の変色を防ぐことができる。特に銅層の膜厚が薄い場合に電流密度が高いと銅層の変色が起こりやすいために、めっき中の電流密度は、後述するPR電流の反転電流を除き0.1A/dm〜8A/dmが望ましい。電流密度が高くなると銅電気めっき層の外観不良が発生する。
The current density during plating is increased stepwise from the anode 24a toward the downstream in the transport direction so that the maximum current density is reached at 24t from the anode 24o.
Thus, discoloration of the copper layer can be prevented by increasing the current density. In particular, when the current density is high when the thickness of the copper layer is thin, discoloration of the copper layer is likely to occur. Therefore, the current density during plating is 0.1 A / dm 2 to 8 A / except for the reversal current of the PR current described later. dm 2 is desirable. When the current density is increased, a poor appearance of the copper electroplating layer occurs.

本発明に係る2層フレキシブル配線板を得るためには、銅電気めっき層の膜厚の表面から10%以上の範囲でPR電流を用いて形成する。
PR電流を使用する場合、反転電流は正電流の1〜9倍の電流を加えると良い。
反転電流時間割合としては1〜10%程度が望ましい。
また、PR電流の次の反転電流が流れる周期は、10m秒以上が望ましく、より望ましくは20m秒〜300m秒である。
図4はPR電流の時間と電流密度を模式的に示したものである。
なお、めっき電圧は、上述の電流密度が実現できるように適宜調整すればよい。
In order to obtain the two-layer flexible wiring board according to the present invention, it is formed using a PR current in the range of 10% or more from the surface of the film thickness of the copper electroplating layer.
When using a PR current, the reversal current is preferably 1 to 9 times the positive current.
The reversal current time ratio is preferably about 1 to 10%.
Further, the period in which the reversal current next to the PR current flows is desirably 10 milliseconds or more, and more desirably 20 milliseconds to 300 milliseconds.
FIG. 4 schematically shows the time and current density of the PR current.
In addition, what is necessary is just to adjust a plating voltage suitably so that the above-mentioned current density is realizable.

本発明で用いる2層フレキシブル配線用基板を、ロール・ツー・ロール連続電気めっき装置で製造するには、搬送経路の下流側から1つ以上のアノードでPR電流を流せばよく、PR電流を流すアノード数は、銅電気めっき層の表面からポリイミドフィルム側にPR電流で成膜する範囲の割合をどのようにするかで決まる。すなわち、少なくともアノード24tはPR電流が流れ、必要に応じてアノード24s、アノード24r、アノード24qにPR電流が流れることとなる。
なお、全アノードにPR電流を流してもよいが、PR電流用の整流器が高価な為、製造コストが増加する。そこで、本発明に係る2層フレキシブル配線用基板では、銅電気めっき層の表面からポリイミド方向に膜厚の10%をPR電流で成膜すれば、耐折れ性試験(JIS C−5016−1994)の実施前後で、前記銅層の結晶配向比[(200)/(111)]の差d[(200)/(111)]が0.03以上となるので、結果的に耐折れ性試験(MIT試験)の向上が望める。
In order to manufacture the two-layer flexible wiring board used in the present invention with a roll-to-roll continuous electroplating apparatus, a PR current may be supplied from one or more anodes from the downstream side of the conveyance path, and a PR current is supplied. The number of anodes is determined by the ratio of the range in which the film is formed with the PR current from the surface of the copper electroplating layer to the polyimide film side. That is, at least the anode 24t causes a PR current to flow, and if necessary, the PR current flows to the anode 24s, the anode 24r, and the anode 24q.
Although a PR current may be supplied to all the anodes, a manufacturing cost increases because a rectifier for PR current is expensive. Therefore, in the two-layer flexible wiring board according to the present invention, if 10% of the film thickness is formed with a PR current in the polyimide direction from the surface of the copper electroplating layer, a fold resistance test (JIS C-5016-1994). The difference d [(200) / (111)] of the crystal orientation ratio [(200) / (111)] of the copper layer is 0.03 or more before and after the execution of the above. (MIT test) can be improved.

PR電流を使用した銅電気めっきが望ましい理由は、電流を反転させると、銅電気めっき層の銅の結晶粒径は200nm程度以上とすることができ結晶粒界を少なくできるので、粒界で発生するクラックの起点を少なくすることができるためである。   The reason why copper electroplating using a PR current is desirable is that when the current is reversed, the copper crystal grain size of the copper electroplating layer can be about 200 nm or more, and the grain boundaries can be reduced. This is because the starting point of cracking can be reduced.

一般に電気めっき法では、めっき析出する銅は、銅めっきされる基材の表面の影響を受けるが、銅電気めっき層の表面から膜厚の10%以上をPR電流で成膜すれば、結晶粒界を制御でき、銅電気めっき層の耐折れ性に対する効果を得ることができる。従って、2層フレキシブル配線用基板の銅電気めっき層の表面から膜厚の10%以上が、耐折れ性に合致した結晶になっていれば、銅電気めっき層の耐折れ性に対する効果が得られ、本発明の課題を達成することができる。   In general, in the electroplating method, the deposited copper is affected by the surface of the substrate to be copper-plated, but if a film of 10% or more of the film thickness is formed with a PR current from the surface of the copper electroplating layer, crystal grains The boundary can be controlled, and an effect on the folding resistance of the copper electroplating layer can be obtained. Therefore, if 10% or more of the film thickness from the surface of the copper electroplating layer of the two-layer flexible wiring board is a crystal that matches the folding resistance, an effect on the folding resistance of the copper electroplating layer can be obtained. The object of the present invention can be achieved.

(4)銅電気めっき層の特徴
本発明の2層フレキシブル配線板における銅層は、1.2以上の銅の(111)結晶配向度指数を示すことを特徴とし、このような状態では、MIT耐折れ試験(JIS C−5016−1994)において、結晶が滑りやすくなる。なお、本発明で用いるフレキシブル配線用基板の銅層には(111)配向のほかに(200)、(220)、(311)配向も含むが、そのうち(111)配向が殆どを占め、その結晶配向度指数が1.20以上を示すということである。
(4) Features of the copper electroplating layer The copper layer in the two-layer flexible wiring board of the present invention is characterized by exhibiting a copper (111) crystal orientation index of 1.2 or more. In the bending resistance test (JIS C-5016-1994), the crystal becomes slippery. The copper layer of the flexible wiring board used in the present invention includes (200), (220), and (311) orientations in addition to the (111) orientation, of which (111) orientation occupies most of the crystal. That is, the degree of orientation index is 1.20 or more.

さらに、MIT耐折れ性試験(JIS C−5016−1994)前後における結晶の配向比[(200)/(111)]の差が0.03以上の結晶状態となることである。この状態は、MIT耐折れ試験をすることで結晶が滑り、再結晶が起こったと考えられる。
表面の光沢性は、表面の凹凸が切り欠きの要因とならないよう光沢膜が好ましい。
Furthermore, the difference in crystal orientation ratio [(200) / (111)] before and after the MIT folding resistance test (JIS C-5016-1994) is 0.03 or more. In this state, it is considered that the crystal slipped due to the MIT folding resistance test and recrystallization occurred.
For the glossiness of the surface, a glossy film is preferable so that unevenness on the surface does not cause a notch.

また、平均結晶粒径の大きさは、大きいほど良いが、銅張積層基板をサブトラクティブ法でフレキシブル配線用基板に配線加工する際の銅層のエッチングにも影響するので留意する必要がある。
サブトラクティブ法での銅層のエッチングに塩化第二鉄水溶液を用いる場合には、銅層の結晶粒径は影響しないこともあるが、銅層の結晶粒子の粒界をエッチングする場合には、結晶粒径が配線の形状にも影響するのである。平均結晶粒径としては、200nm〜400nm程度が望ましい。200nm以下であると結晶粒界が多く、破断の起点となるクラックが入りやすくなり、400nm以下とするのは、金属表面の平滑性を保つためである。さらに破断の起点となるクラックが入らないように表面粗さからRa0.2μm以下にすることが必要である。
Also, the larger the average crystal grain size, the better. However, it should be noted that it also affects the etching of the copper layer when the copper-clad laminate is processed into a flexible wiring substrate by the subtractive method.
When using an aqueous ferric chloride solution for etching the copper layer in the subtractive method, the crystal grain size of the copper layer may not affect, but when etching the grain boundary of the crystal grain of the copper layer, The crystal grain size also affects the shape of the wiring. The average crystal grain size is preferably about 200 nm to 400 nm. If it is 200 nm or less, there are many crystal grain boundaries, and cracks that are the starting points of fracture are likely to occur, and the reason why it is 400 nm or less is to maintain the smoothness of the metal surface. Furthermore, it is necessary to make Ra 0.2 μm or less from the surface roughness so as not to cause cracks as starting points of fracture.

即ち、本発明のフレキシブル配線板の銅層は、上記銅層の成膜方法で得られ、(111)結晶配向度指数が1.2以上で、MIT耐折れ試験前後における結晶配向比[(200)/(111)]の差が0.03以上であるという特性等を有する銅層となる。なお、銅電気めっき層の結晶配向はX線回折のWilsonの配向度指数から知ることができる。   That is, the copper layer of the flexible wiring board of the present invention is obtained by the above-described copper layer deposition method, and has a (111) crystal orientation index of 1.2 or more and a crystal orientation ratio before and after the MIT fold resistance test [(200 ) / (111)] is a copper layer having characteristics such as 0.03 or more. The crystal orientation of the copper electroplating layer can be determined from the Wilson orientation degree index of X-ray diffraction.

さらに、上記方法で得られた銅層の銅結晶は、屈折時に常温下での動的再結晶効果を有する。耐折れ性試験後の平均結晶粒径は再結晶で100nm〜200nm程度となる傾向である。
一般に、銅の電気めっきによる膜は、常温下で動的再結晶しないと考えられてきた。しかし、本発明のフレキシブル配線板においては、常温下で動的再結晶するので、結果的に、MIT試験のような屈折試験を行うと試料が切れ難い。銅層の平均結晶粒径と常温下での動的再結晶は、断面SIM像での観察することができる。
Furthermore, the copper crystal of the copper layer obtained by the above method has a dynamic recrystallization effect at room temperature during refraction. The average crystal grain size after the bending resistance test tends to be about 100 nm to 200 nm by recrystallization.
In general, it has been considered that a film obtained by electroplating copper does not dynamically recrystallize at room temperature. However, since the flexible wiring board of the present invention is dynamically recrystallized at room temperature, it is difficult to cut the sample when a refraction test such as the MIT test is performed. The average crystal grain size of the copper layer and dynamic recrystallization at room temperature can be observed with a cross-sectional SIM image.

本発明に係るフレキシブル配線板のさらなる特徴的な点は、金属薄膜付樹脂フィルムの銅薄膜層の結晶の方位と、その金属薄膜付樹脂フィルムを銅電気めっき後の樹脂フィルム基板表面から0.4μmまでの膜厚の範囲の電子線後方散乱回折法(EBSD)で測定した結晶の方位が異なること、及び銅電気めっき後の樹脂フィルム基板表面から0.4μmまでの膜厚範囲の電子線後方散乱回折法(EBSD)で測定した結晶の方位比によって配線の断面形状の底部幅Bと頂部幅Tの関係が変化することである。   Further characteristic points of the flexible wiring board according to the present invention are the crystal orientation of the copper thin film layer of the resin film with metal thin film, and 0.4 μm from the resin film substrate surface after copper electroplating of the resin film with metal thin film. Different crystal orientations measured by electron beam backscatter diffraction (EBSD) in the range of film thickness up to, and electron beam backscatter in the film thickness range from the resin film substrate surface after copper electroplating to 0.4 μm That is, the relationship between the bottom width B and the top width T of the cross-sectional shape of the wiring changes depending on the orientation ratio of the crystal measured by the diffraction method (EBSD).

本発明に係るフレキシブル配線板の金属積層体は、樹脂フィルム基板表面から0.4μmまでの膜厚範囲における電子線後方散乱回折法(EBSD)で測定した結晶の001方位の結晶割合OR001に対する111方位の結晶割合OR111の比(OR111/OR001)が7以下である。
そして、このような金属積層体を配線とするために、サブトラクティブ法で配線加工すると、その断面形状は底部幅Bと頂部幅Tと銅膜厚Cから、下記(2)式で求められるエッチングファクター(F)で表される効果を得ることができる。
The metal laminate of the flexible wiring board according to the present invention is 111 to the crystal ratio OR 001 of the 001 orientation of the crystal measured by electron beam backscattering diffraction (EBSD) in the film thickness range from the resin film substrate surface to 0.4 μm. The ratio of the orientation crystal ratio OR 111 (OR 111 / OR 001 ) is 7 or less.
Then, when wiring processing is performed by the subtractive method in order to use such a metal laminate as a wiring, the cross-sectional shape is an etching determined by the following formula (2) from the bottom width B, the top width T, and the copper film thickness C. The effect represented by the factor (F E ) can be obtained.

Figure 0006398175
Figure 0006398175

すなわち、エッチングファクター(F)が5以上では、底部幅B値と頂部幅Tが近い値である効果を示している。 That is, when the etching factor (F E ) is 5 or more, the bottom width B value and the top width T are close to each other.

なお、金属積層体の結晶の方位の測定には、公知の電子線後方散乱回折法(EBSD)を用いることができる。
本発明に係るフレキシブル配線板は、樹脂フィルム基板表面から0.4μmまでの膜厚範囲の金属積層体における電子線後方散乱回折法(EBSD)による結晶の001方位の結晶割合OR001に対する111方位の結晶割合OR111の比(OR111/OR001)が7以下であることを確認することができる。
In addition, a well-known electron beam backscattering diffraction method (EBSD) can be used for the measurement of the crystal orientation of the metal laminate.
The flexible wiring board according to the present invention has a 111 orientation with respect to the crystal ratio OR 001 of the 001 orientation of the crystal by electron beam backscatter diffraction (EBSD) in a metal laminate having a film thickness range from the resin film substrate surface to 0.4 μm. It can be confirmed that the ratio (OR 111 / OR 001 ) of the crystal ratio OR 111 is 7 or less.

さらに、本発明に係るフレキシブル配線板の特徴の1つである樹脂フィルム基板表面から0.4μmまでの膜厚範囲の金属積層体における電子線後方散乱回折法(EBSD)による結晶の001方位の結晶割合OR001に対する111方位の結晶割合OR111の比(OR111/OR001)が7以下を得る方法の一例としては、2層フレキシブル配線用基板の製造の際に下地金属層と銅薄膜層のスパッタリング成膜の雰囲気を窒素の割合が1体積%〜12体積%含むアルゴン・窒素混合ガスを用い、且つ、銅電気めっき層の銅薄膜層の表面から膜厚1μm〜2.5μmの範囲では電流密度が1A/dmとする成膜方法があげられる。 Furthermore, the crystal of the 001 orientation of the crystal by the electron beam backscattering diffraction method (EBSD) in the metal laminated body of the film thickness range from the resin film substrate surface to 0.4 micrometer which is one of the characteristics of the flexible wiring board which concerns on this invention. As an example of a method for obtaining a ratio (OR 111 / OR 001 ) of the crystal orientation OR 111 of 111 orientation with respect to the ratio OR 001 of 7 or less, the base metal layer and the copper thin film layer are manufactured in the production of the two-layer flexible wiring board. An argon / nitrogen mixed gas containing 1% by volume to 12% by volume of nitrogen in the sputtering film-forming atmosphere and a current in the range of 1 μm to 2.5 μm from the surface of the copper thin film layer of the copper electroplating layer. An example is a film forming method in which the density is 1 A / dm 2 .

フレキシブル配線板のMIT耐折れ性試験の結果は、配線幅が細くなると悪化する。
「JIS C−5016−1994」に従った耐折れ性試験では配線幅が1mmであるが、液晶ディスプレイ内の屈曲配線に用いられるフレキシブル配線板では、配線幅が50μm以下であり、さらに高精細な25μm以下の配線幅に移行している。試験用として配線幅1mmのフレキシブル配線板に加工され、十分な耐折れ性を実現できるフレキシブル配線板であっても、配線幅50μm以下では十分な耐折れ性を実現できないことがある。もちろん、配線幅1mmのフレキシブル配線板で不十分な耐折れ性となるフレキシブル配線板では、配線幅50μm以下でも不十分な耐折れ性の結果となる。
そこで、配線幅50μm以下のフレキシブル配線板で配線の断面形状と、耐折れ性の関係を検討すると、配線の底部幅Bと頂部幅Tが近いエッチングファクター(F)が5を越えることで、その耐折れ性の向上が見られた。
The result of the MIT fold resistance test of the flexible wiring board becomes worse as the wiring width becomes thinner.
In the bending resistance test according to “JIS C-5016-1994”, the wiring width is 1 mm. However, the flexible wiring board used for the bent wiring in the liquid crystal display has a wiring width of 50 μm or less, and further high definition. The wiring width is 25 μm or less. Even a flexible wiring board that is processed into a flexible wiring board having a wiring width of 1 mm for testing and can realize sufficient folding resistance may not be able to realize sufficient folding resistance when the wiring width is 50 μm or less. Of course, with a flexible wiring board having insufficient folding resistance with a flexible wiring board having a wiring width of 1 mm, even a wiring width of 50 μm or less results in insufficient folding resistance.
Therefore, when the relationship between the cross-sectional shape of the wiring and the bending resistance is examined with a flexible wiring board having a wiring width of 50 μm or less, the etching factor (F E ) close to the bottom width B and the top width T of the wiring exceeds 5, The improvement of the folding resistance was seen.

本発明に係る2層フレキシブル配線板は、2層フレキシブル配線用基板をサブトラクティブ法で配線加工して製造する。
銅電気めっき層などを配線に加工するエッチング加工に用いるエッチング液は、特別な配合の塩化第二鉄と塩化第二銅と硫酸銅とを含む水溶液や特殊な薬液には限定されず、一般的な比重1.30〜1.45の塩化第二鉄水溶液や比重1.30〜1.45の塩化第二銅水溶液を含む市販のエッチング液を用いることができる。
The two-layer flexible wiring board according to the present invention is manufactured by wiring a two-layer flexible wiring board by a subtractive method.
Etching solution used for etching process to process copper electroplating layer etc. into wiring is not limited to aqueous solution or special chemical solution containing ferric chloride, cupric chloride and copper sulfate with special blending, general A commercially available etching solution containing a ferric chloride aqueous solution having a specific gravity of 1.30 to 1.45 or a cupric chloride aqueous solution having a specific gravity of 1.30 to 1.45 can be used.

配線の表面には、錫めっき、ニッケルめっき、金めっきなどを必要に応じて公知のめっき方法で必要な箇所に施し、公知のソルダーレジストなどで表面が覆われる。そして、半導体素子などの電子部品が実装されて電子装置を形成する。なお、本発明に係る2層フレキシブル配線板では、錫めっき等の過程やソルダーレジストでの被覆で特徴的な結晶構造は変化しない。   The surface of the wiring is subjected to tin plating, nickel plating, gold plating, or the like as required by a known plating method, and the surface is covered with a known solder resist or the like. And electronic parts, such as a semiconductor element, are mounted and an electronic device is formed. In the two-layer flexible wiring board according to the present invention, the characteristic crystal structure is not changed by a process such as tin plating or coating with a solder resist.

以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。
樹脂フィルム基板にポリイミドフィルムを用いた銅薄膜層付ポリイミドフィルムは、ロール・ツー・ロールスパッタリング装置10を用いて製造した。
下地金属層を成膜する為のニッケル−20重量%クロム合金ターゲットをスパッタリングカソード15aに、銅ターゲットをスパッタリングカソード15b〜15dにそれぞれ装着し、樹脂フィルム基板に厚み38μmのポリイミドフィルム(カプトン:登録商標/東レ・デュポン社製)をセットした装置内を真空排気した後、装置内を1.3Paに保持して銅薄膜層付ポリイミドフィルムを製造した。下地金属層(ニッケル−クロム合金)の膜厚は20nm、銅薄膜層の膜厚は200nmであった。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
A polyimide film with a copper thin film layer using a polyimide film as a resin film substrate was manufactured using a roll-to-roll sputtering apparatus 10.
A nickel-20 wt% chromium alloy target for forming a base metal layer is attached to the sputtering cathode 15a, and a copper target is attached to the sputtering cathodes 15b to 15d, respectively, and a polyimide film (Kapton: registered trademark) with a thickness of 38 μm is attached to the resin film substrate. / Toray DuPont Co., Ltd.) was evacuated, and the inside of the apparatus was maintained at 1.3 Pa to produce a polyimide film with a copper thin film layer. The film thickness of the base metal layer (nickel-chromium alloy) was 20 nm, and the film thickness of the copper thin film layer was 200 nm.

得られた銅薄膜層付ポリイミドフィルムに、めっき装置20を用いて銅電気めっきを行い、銅電気めっき層を成膜した。めっき液はpH1以下の硫酸銅水溶液を用い、アノード24mから24tは特に断らない限り最大の電流密度(PR電流の反転電流を除く)となるようにし、最終的に銅電気めっき層の膜厚が8.5μmとなるように電流密度を調整した。   The obtained polyimide film with a copper thin film layer was subjected to copper electroplating using a plating apparatus 20 to form a copper electroplating layer. The plating solution is a copper sulfate aqueous solution having a pH of 1 or less, and the anodes 24m to 24t are set to have the maximum current density (excluding the reversal current of the PR current) unless otherwise specified. The current density was adjusted to 8.5 μm.

耐折れ性試験は、塩化第二鉄をエッチング液に用いてサブトラクティブ法で「JIS−C−5016−1994」のテストパターンを形成し、同規格に従った評価と、試験片に配線幅を50μmとした試験片(以下、試験片50μmという)と、配線幅を20μmとした試験片(以下、試験片20μmという)を用いた以外は「JIS−5016−1994」に準じた評価を行った。
耐折れ性試験前後の銅電気めっき層の結晶配向は、X線回折でWilsonの配向度指数を用い測定した。
In the bending resistance test, a test pattern of “JIS-C-5016-1994” is formed by a subtractive method using ferric chloride as an etching solution. Evaluation according to “JIS-5016-1994” was performed except that a test piece having a thickness of 50 μm (hereinafter referred to as a test piece of 50 μm) and a test piece having a wiring width of 20 μm (hereinafter referred to as a test piece of 20 μm) were used. .
The crystal orientation of the copper electroplating layer before and after the fold resistance test was measured by X-ray diffraction using Wilson's orientation degree index.

金属積層体についてEBSD法で銅結晶の方位と方位比率を測定した。その測定結果を樹脂フィルム基板表面側から膜厚0.4μmまでの範囲と、膜厚0.4μmを超えた範囲に分けて回折した。   For the metal laminate, the orientation and orientation ratio of the copper crystal were measured by the EBSD method. The measurement results were divided into a range from the resin film substrate surface side to a film thickness of 0.4 μm and a range exceeding the film thickness of 0.4 μm.

実施例で用いた電子線後方散乱回折法(EBSD)の測定条件は、以下の通りである。
[電子線後方散乱回折法(EBSD)の測定条件]
回折装置として、Oxford Instruments製(HKL Channel 5)を用い、加速電圧:15kV、測定ステップ:0.05μmの条件で測定した。また、結晶粒の(111)面配向の割合は、(111)面の法線方向に±15°の範囲で配向している結晶粒を、測定範囲の面積の占有率で算出した。
The measurement conditions of the electron beam backscatter diffraction method (EBSD) used in the examples are as follows.
[Measurement conditions of electron backscatter diffraction (EBSD)]
As a diffractometer, Oxford Instruments (HKL Channel 5) was used, and measurement was performed under the conditions of acceleration voltage: 15 kV, measurement step: 0.05 μm. Further, the (111) plane orientation ratio of the crystal grains was calculated by occupying the area of the measurement range for crystal grains oriented in a range of ± 15 ° in the normal direction of the (111) plane.

スパッタリング雰囲気は、1.3Paのアルゴンと5体積%窒素の混合ガスとした。
銅電気めっき層は、銅層のうち銅薄膜層表面から膜厚1.5μmの範囲を成膜するアノード24a〜24fの電流密度を1A/dm以下にし、銅電気めっき層の表面から10%の膜厚範囲までをPR電流を用いて電気めっきを行う為に、アノード24tにPR電流を流して、実施例1の2層フレキシブル配線用基板を作製した。この時の負電流時間割合を10%とした。
The sputtering atmosphere was a mixed gas of 1.3 Pa argon and 5% by volume nitrogen.
The copper electroplating layer has a current density of 1 A / dm 2 or less of the anodes 24 a to 24 f that form a film having a thickness of 1.5 μm from the surface of the copper thin film layer in the copper layer, and 10% from the surface of the copper electroplating layer. In order to perform electroplating using a PR current up to the film thickness range, a PR current was passed through the anode 24t to produce a two-layer flexible wiring board of Example 1. The negative current time ratio at this time was 10%.

電気銅めっきにより形成した金属積層体の樹脂フィルム基板表面から0.4μmまでの膜厚範囲における電子線後方散乱回折法(EBSD)により得られた結晶の001方位の結晶割合OR001に対する111方位の結晶割合OR111の比(OR111/OR001)は、0.7であった。 The crystal ratio of the 001 orientation of the crystal obtained by electron beam backscattering diffraction (EBSD) in the film thickness range from the resin film substrate surface of the metal laminate formed by electrolytic copper plating to 0.4 μm is 111 orientation with respect to OR 001 The ratio of the crystal ratio OR 111 (OR 111 / OR 001 ) was 0.7.

MIT耐折れ性試験前の銅電気めっき層(111)結晶配向度指数が1.35であった。
MIT耐折れ性試験前後のX線配向度指数で表す結晶配向比[(200)/(111)]の差は0.04であった。
The copper electroplating layer (111) crystal orientation index before the MIT folding resistance test was 1.35.
The difference in the crystal orientation ratio [(200) / (111)] represented by the X-ray orientation degree index before and after the MIT folding resistance test was 0.04.

上記特性を示す実施例1のサンプルの耐折れ性は、MIT耐折れ性試験で配線幅1mmの時に545回、試験片50μmでは78回、試験片20μmでは50回というそれぞれ良好な結果を得た。
なお、そのエッチングファクターは、試験片50μmでは6.3、試験片20μmでも6.3であった。
In the MIT fold resistance test, the fold resistance of the sample of Example 1 showing the above characteristics was 545 times when the wiring width was 1 mm, 78 times when the test piece was 50 μm, and 50 times when the test piece was 20 μm and 50 times. .
The etching factor was 6.3 for the test piece of 50 μm and 6.3 for the test piece of 20 μm.

スパッタリング雰囲気をアルゴンと1体積%の窒素の混合ガスとした以外は実施例1と同様にフレキシブル配線板を作製した。
金属積層体の樹脂フィルム基板表面から0.4μmまでの膜厚範囲における電子線後方散乱回折法(EBSD)により得られた結晶の001方位の結晶割合OR001に対する111方位の結晶割合OR111の比(OR111/OR001)は、3.3であった。
A flexible wiring board was produced in the same manner as in Example 1 except that the sputtering atmosphere was a mixed gas of argon and 1% by volume of nitrogen.
Ratio of crystal ratio OR 111 of 111 orientation to crystal ratio OR 001 of 001 orientation of crystals obtained by electron beam backscatter diffraction (EBSD) in the film thickness range from the resin film substrate surface of the metal laminate to 0.4 μm (OR 111 / OR 001 ) was 3.3.

MIT耐折れ性試験前の銅電気めっき層(111)結晶配向度指数は1.34であった。
さらに、MIT耐折れ性試験前後のX線配向度指数で表す結晶配向比[(200)/(111)]の差が0.04の実施例2のMIT耐折れ性サンプルは、配線幅1mmで851回、試験片50μmでは69回、試験片20μmでは45回という良好な結果を得た。
そのエッチングファクターは、試験片50μmでは5.3、試験片20μmでは5.5であった。
The copper electroplating layer (111) crystal orientation degree index before the MIT folding resistance test was 1.34.
Furthermore, the MIT fold resistance sample of Example 2 in which the difference in crystal orientation ratio [(200) / (111)] expressed by the X-ray orientation degree index before and after the MIT fold resistance test is 0.04 is 1 mm in wiring width. Good results of 851 times, 69 times for the test piece of 50 μm, and 45 times for the test piece of 20 μm were obtained.
The etching factor was 5.3 for the specimen 50 μm and 5.5 for the specimen 20 μm.

(比較例1)
スパッタリング雰囲気のみアルゴンガスを用いたとこ以外は、実施例1と同様にしてフレキシブル配線板を作製した。

電子線後方散乱回折法(EBSD)による測定で得られた結晶の001方位の結晶割合OR001に対する111方位の結晶割合OR111の比(OR111/OR001)は、7.3であった。
(Comparative Example 1)
A flexible wiring board was produced in the same manner as in Example 1 except that argon gas was used only in the sputtering atmosphere.

The ratio (OR 111 / OR 001 ) of the 111 orientation crystal ratio OR 111 to the 001 orientation crystal ratio OR 001 of the crystal obtained by measurement by electron beam backscatter diffraction (EBSD) was 7.3.

MIT耐折れ性試験前の銅電気めっき層(111)結晶配向度指数が1.20であった。
MIT耐折れ性試験前後のX線配向度指数で表す結晶配向比の[(200)/(111)]比の差は0.03であった。
The copper electroplating layer (111) crystal orientation index before the MIT folding resistance test was 1.20.
The difference in the [(200) / (111)] ratio of the crystal orientation ratio represented by the X-ray orientation degree index before and after the MIT folding resistance test was 0.03.

上記特性を有する比較例1のサンプルの耐折れ性は、MIT耐折れ性試験で配線幅1mmの場合で541回、試験片50μmでは27回、試験片20μmでは20回という振るわない結果を示し、明らかに本発明に係る実施例1より劣っている結果であった。
なお、そのエッチングファクターは、試験片50μmでは3.9、試験片20μmでは4.1であった。
The fold resistance of the sample of Comparative Example 1 having the above characteristics shows a non-vibrating result of 541 times when the wiring width is 1 mm in the MIT fold resistance test, 27 times when the test piece is 50 μm, and 20 times when the test piece is 20 μm, It was clearly inferior to Example 1 according to the present invention.
The etching factor was 3.9 for a test piece of 50 μm and 4.1 for a test piece of 20 μm.

表1に配線幅20μm、50μmの実施例、比較例における、配線形状(ボトム幅B、トップ幅T、銅膜厚C)とスパッタ雰囲気、算出したエッチングファクターF、及びMIT耐折れ性試験結果を纏めて示す。 Table 1 shows wiring shapes (bottom width B, top width T, copper film thickness C), sputter atmosphere, calculated etching factor F E , and MIT folding resistance test results in Examples and Comparative Examples with wiring widths of 20 μm and 50 μm. Are shown together.

Figure 0006398175
Figure 0006398175

1 ポリイミドフィルム(樹脂フィルム基板)
2 下地金属層
3 銅薄膜層
4 銅電気めっき層
5 銅層
6 2層フレキシブル配線用基板
7 金属積層体
10 ロール・ツー・ロールスパッタリング装置
12 筐体
13 巻出ロール
14 キャンロール
15a、15b、15c、15d スパッタリングカソード
16a 前フィードロール
16b 後フィードロール
17a、 17b テンションロール
17b テンションロール
18 巻取ロール
20 (ロール・ツー・ロール方式の連続電気)めっき装置
21 電気めっき槽
22 巻出ロール
23 反転ロール
24a〜24t 陽極アノード
26a〜26k 給電ロール
28 めっき液
28a めっき液の液面
29 巻取ロール
F ポリイミドフィルム(樹脂フィルム基板)
F2 銅薄膜層付ポリイミドフィルム(銅薄膜層付樹脂フィルム基板)
S 2層フレキシブル配線用基板
1 Polyimide film (resin film substrate)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Base metal layer 3 Copper thin film layer 4 Copper electroplating layer 5 Copper layer 6 Two-layer flexible wiring board 7 Metal laminated body 10 Roll-to-roll sputtering apparatus 12 Case 13 Unwinding roll 14 Can rolls 15a, 15b, 15c , 15d Sputtering cathode 16a Front feed roll 16b Rear feed roll 17a, 17b Tension roll 17b Tension roll 18 Winding roll 20 (Roll-to-roll type continuous electricity) Plating apparatus 21 Electroplating tank 22 Unwinding roll 23 Reversing roll 24a -24t Anode anode 26a-26k Feed roll 28 Plating solution 28a Plating solution level 29 Winding roll F Polyimide film (resin film substrate)
F2 Polyimide film with copper thin film layer (resin film substrate with copper thin film layer)
S 2 layer flexible wiring board

Claims (7)

樹脂フィルム基板表面に接着剤を介することなくニッケル合金からなる下地金属層と、前記下地金属層の表面に銅層を備える金属積層体の配線が設けられたフレキシブル配線板において、
前記下地金属層の膜厚は50nm以下であり、且つ、
前記銅層が、前記下地金属層の表面に備わる銅薄膜層と前記銅薄膜層の表面に備わる銅電気めっき層から構成され、
電子線後方散乱回折法(EBSD)により測定した前記金属積層体における前記樹脂フィルム基板表面から0.4μmまでの範囲に含まれる結晶の001方位の結晶割合OR001に対する111方位の結晶割合OR111との比(OR111/OR001)が7以下で、
前記銅層の(111)結晶配向度指数が1.2以上で、かつ、
JIS C−5016−1994に規定される耐折れ性試験の実施前後において得られる前記銅層の結晶配向比[(200)/(111)]の差d[(200)/(111)]が、0.03以上であること
を特徴とする2層フレキシブル配線板。
In a flexible wiring board provided with a base metal layer made of a nickel alloy without using an adhesive on the surface of the resin film substrate and a metal laminate having a copper layer on the surface of the base metal layer,
The thickness of the base metal layer is 50 nm or less, and
The copper layer is composed of a copper thin film layer provided on the surface of the base metal layer and a copper electroplating layer provided on the surface of the copper thin film layer,
A crystal ratio OR 111 of 111 orientation with respect to a crystal ratio OR 001 of 001 orientation of a crystal included in the range from the resin film substrate surface to 0.4 μm in the metal laminate measured by electron beam backscatter diffraction (EBSD) The ratio (OR 111 / OR 001 ) is 7 or less,
(111) crystal orientation index of the copper layer is 1.2 or more, and
The difference d [(200) / (111)] of the crystal orientation ratio [(200) / (111)] of the copper layer obtained before and after the execution of the folding resistance test specified in JIS C-5016-1994 is A two-layer flexible wiring board characterized by being 0.03 or more.
前記下地金属層の膜厚が3nm〜50nmであることを特徴とする請求項1に記載の2層フレキシブル配線板。   2. The two-layer flexible wiring board according to claim 1, wherein the base metal layer has a thickness of 3 nm to 50 nm. 前記銅層の膜厚が、5μm〜12μmであることを特徴とする請求項1又は2に記載の2層フレキシブル配線板。   The two-layer flexible wiring board according to claim 1, wherein the copper layer has a thickness of 5 μm to 12 μm. 前記銅層が、前記下地金属層の表面に備わる銅薄膜層と前記銅薄膜層の表面に備わる銅電気めっき層から構成され、
前記銅層の表面から前記樹脂フィルム基板方向に前記銅電気めっき層の膜厚の10%以上の厚み範囲で、平均粒径200nm〜400nmであり、表面粗さRaが0.2μm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の2層フレキシブル配線板。
The copper layer is composed of a copper thin film layer provided on the surface of the base metal layer and a copper electroplating layer provided on the surface of the copper thin film layer,
In the thickness range of 10% or more of the film thickness of the copper electroplating layer from the surface of the copper layer toward the resin film substrate, the average particle size is 200 nm to 400 nm, and the surface roughness Ra is 0.2 μm or less. The two-layer flexible wiring board according to any one of claims 1 to 3.
前記厚み範囲が、前記銅層の表面から前記樹脂フィルム基板方向に前記銅電気めっき層の膜厚の10%であることを特徴とする請求項4記載の2層フレキシブル配線板。   5. The two-layer flexible wiring board according to claim 4, wherein the thickness range is 10% of the film thickness of the copper electroplating layer in the direction from the surface of the copper layer to the resin film substrate. 前記樹脂フィルム基板が、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た少なくとも1種以上の樹脂フィルムであることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の2層フレキシブル配線板。   The resin film substrate is at least one resin 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. It is a film, The two-layer flexible wiring board of any one of Claim 1 to 5 characterized by the above-mentioned. 樹脂フィルム基板の表面に接着剤を介することなく乾式めっき法により下地金属層と前記下地金属層の表面に銅薄膜層を成膜し、前記銅薄膜層の表面に銅電気めっき法により銅めっき被膜を成膜する請求項1から6のいずれか1項に記載の2層フレキシブル配線板の製造方法であって、
前記乾式めっき法による成膜時の雰囲気が、アルゴン窒素混合ガスであり、
前記銅電気めっき層が、前記銅電気めっき層の表面から前記樹脂フィルム基板方向に前記銅電気めっき層膜厚の10%以上の厚み範囲において、周期的に短時間の電位反転を行うPeriodic Reverse電流による銅電気めっき法によって形成されることを特徴とする2層フレキシブル配線板の製造方法。
A base metal layer is formed on the surface of the resin film substrate by a dry plating method without using an adhesive, and a copper thin film layer is formed on the surface of the base metal layer, and a copper plating film is formed on the surface of the copper thin film layer by a copper electroplating method. A method for producing a two-layer flexible wiring board according to any one of claims 1 to 6, wherein
The atmosphere during film formation by the dry plating method is an argon nitrogen mixed gas,
A periodic reverse current in which the copper electroplating layer periodically performs a short-time potential reversal in a thickness range of 10% or more of the copper electroplating layer thickness from the surface of the copper electroplating layer toward the resin film substrate. A method for producing a two-layer flexible wiring board, characterized by being formed by a copper electroplating method.
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