(57)【要約】  本発明は、後に適用される金属で後に共晶接合して回路基板を提供するための、または回路基板の提供への前駆体としての基板を目的とする。回路基板は、誘電体フィルムおよびフィルム上の金属の酸化物の層を備える。金属酸化物層は、金属酸化物の金属を、酸化物の酸素を提供する反応性ガス成分少なくとも１つの他は不活性な雰囲気の存在下で、フィルムの表面上にスパッタリングすることにより形成された。【特許請求の範囲】
【請求項１】
後に適用される金属で後に共晶接合して回路基板を提供するための、または回路基板の提供への前駆体としての、基板前駆体であって、前記基板が、
（ａ）誘電体フィルム、および、
（ｂ）前記フィルム上の金属の酸化物の結合層、を備え、
酸化物の酸素を提供する反応性ガス成分少なくとも１つの他は不活性な雰囲気の存在下で、前記フィルムの表面上に前記酸化物の金属をスパッタリングすることにより、前記金属酸化物層が形成された基板前駆体。
【請求項２】
（ａ）誘電体フィルム、
（ｂ）前記誘電体フィルム上の金属の酸化物を備える結合層、および
（ｃ）前記結合層上の金属の層を備え、
酸化物の酸素を提供する反応性ガス成分少なくとも１つの他は不活性な雰囲気の存在下で、前記フィルムの表面上に前記酸化物の金属をスパッタリングすることにより、前記金属酸化物層が形成された、回路基板。
【請求項３】
結合層が、少なくとも一方側に前記基板上に連続する分布を有する、請求項２に記載の基板。
【請求項４】
結合層が、金属の酸化物である、請求項２に記載の基板。
【請求項５】
結合層が、ニッケルの酸化物を含む、請求項２に記載の基板。
【請求項６】
結合層が結合層を溶解することおよびＩＣＰによる試験により評価される厚み１３オングストロームから３００オングストロームを有し、厚み変換が、固体バルク材料の密度に基づいている、請求項２に記載の基板。
【請求項７】
結合層がスパッタリングにより付着される、請求項２に記載の基板。
【請求項８】
誘電体フィルムが可撓性である、請求項２に記載の基板。
【請求項９】
誘電体フィルムが、ポリイミド、ユーピレックス（UPILEX）、アピカル（APICAL）、カプトン（KAPTON）Ｅ、カプトン（KAPTON）ＥＮ、カプトン（KAPTON）Ｈ、カプトン（KAPTON）Ｖのいずれかから選択される、請求項６に記載の基板。
【請求項１０】
誘電体フィルムが、使用可能な、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ポリカーボネート、ＰＥＩ、ＰＥＥＫ等のポリマーのいずれかから選択される、請求項６に記載の基板。
【請求項１１】
金属層が、電着、スパッタリング、無電解析出、のいずれか１以上によって、結合層に付着されている、請求項２に記載の基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブル回路基板に関し、より詳細には、限定されないが、結合層構造を含む無接着剤フレキシブル回路基板とその製造のためのプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロニクス産業が、より薄く、より軽く、フレキシブルでより機能的に集積された製品に向けて進展するにつれ、チップオンフレックス（COF）のような特定の最新のアプリケーションのためのファインピッチフレキシブル回路に対する需要が増大しつつある。
【０００３】
無接着剤フレキシブル回路基板は、高性能なフレキシブル回路の製造に対して広く採用されている。これらは、通常次の３つのアプローチのいずれかによって製造される。
【０００４】
（１）液体ポリイミドを銅フォイル上に流し込む、
（２）ポリイミド基板で銅フォイルを高温積層、および、
（３）ポリイミドフィルム上に金属を真空蒸着した後電気メッキ法。
【０００５】
より細かいピッチ・アプリケーションには、このようなアプローチのうち電気メッキ法と組み合わせた真空蒸着が最も有望であった。その製造プロセスは、アディティブフレキシブル回路作製プロセス（すなわち、レジスト規定パターンへ電気メッキすることにより回路トレースが形成される）と、サブトラクティブフレキシブル回路製作プロセス（すなわち、回路トレースがレジストパターンにより規定された露光領域をエッチング除去することにより形成される）との両方に充分に適合性がある。
【０００６】
真空蒸着とそれに続く電気メッキ法により製作されたフレキシブル回路基板は、米国特許第６，１７１，７１４号、同第５，１１２，４６２号、および同第５，４８０，７３０号に記載されている。製造方法は、通常は高分子フィルムのプラズマ処理から開始する。金属の結合層は、不活性な雰囲気における真空スパッタリング、または蒸着により付着される。結合層は、単一層、二層、またはクロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、モリブデン（Ｍｏ）等、またはこれらに関係する合金を備える多層であり得る。結合層厚は、数百オングストロームの厚さでも数オングストロームの薄さでもあり得る。約数十ナノメートルから２マイクロメールの銅シード層が、次いで真空蒸着法を使用して結合層に適用されて、銅の電気メッキを所望の厚みにして十分な導電性を提供することが可能となる。
【０００７】
フレキシブル回路は、通常、アディティブプロセス、セミアディティブプロセス、またはサブトラクティブプロセスを使用して製造される。アディティブプロセスおよびサブトラクティブプロセスの両方について、銅トレースを隔離するため銅パターン間のいかなる結合層も除去する必要がある。ＣＯＦアセンブリのような特定用途によって必要な場合は、ＳｎまたはＮｉ／Ａｕのような仕上げメッキが回路トレース上にコートされ得る。
【０００８】
特に、ますます細かいピッチの半導体チップのアセンブリおよびスズメッキされたフレキシブル回路に関しては、共晶接合は最も一般的なＣＯＦアセンブリ技術の1つであった。この技術において、フレキシブル回路とＩＣチップの接合は、スズとＡｕバンプが接触されてＳｎ／Ａｕ共融点以上に加熱された後、Ｓｎ／Ａｕ共晶合金を形成することにより達成される。接合（bonding）パラメータ（ボンダステージ温度、ツール温度、接合力等）を適切に選択することは、良好な接合特性を確保するために重要である。
【０００９】
フレキシブル回路の共晶接合において生じる典型的な欠陥には、図１および図２に示すような、トレース浮き、および金バンプ２の縁におけるＰＩ／Ｃｕ層間剥離１が含まれる。比較的高い接合温度および接合力は、トレース浮きの問題を除去するためには良いが、それではＰＩ／Ｃｕ層間剥離１をさらに悪化させる。実際、スパッタリングフレキシブル基板から作製されたフレキシブル回路の中には、小さい接合プロセスウィンドウを有するものもある。
【００１０】
共晶接合プロセスウィンドウが比較的広く、ＰＩ／Ｃｕ層間剥離の深刻度が低いフレキシブル回路を提供する必要性がある。
【特許文献１】特開米国特許第６，１７１，７１４号
【特許文献２】特開米国特許第５，１１２，４６２号
【特許文献３】特開米国特許第５，４８０，７３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、本発明の少なくとも一つの実施形態の目的は、接合プロセス中のＰＩ／Ｃｕ層間剥離を防ぐか少なくとも減少させるフレキシブル回路基板を提供すること、または、
フレキシブル回路基板の熱エージング後、改善された剥離強度を維持するフレキシブル回路基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第一の局面において、後に適用される金属で後に共晶接合して回路基板を提供するための、または回路基板の提供への前駆体としての、回路基板であって、前記基板が、誘電体フィルム、および前記フィルム上の金属の酸化物の層、を備え、酸化物の酸素を提供する反応性ガス成分少なくとも１つの他は不活性な雰囲気の存在下で、前記フィルムの表面上に前記金属酸化物の金属をスパッタリングすることにより、前記金属酸化物層が形成された基板を提供する。
【００１３】
別の局面において本発明は、後に適用される金属で後に共晶接合して回路基板を提供するための、または回路基板の提供への前駆体としての、回路基板であって、前記基板が、
（１）誘電体フィルム、
（２）前記誘電体フィルム上のフィルムに金属の酸化物または金属合金の酸化物を備える結合層、および、
（３）前記金属層上のトレースを形成する金属の層、を備え、
前記金属酸化物層が、酸化物の酸素を提供する反応性ガス成分少なくとも１つの他は不活性な雰囲気の存在下で、前記フィルムの表面上に前記金属酸化物の金属をスパッタリングすることにより形成された基板を提供する。
【００１４】
別の局面において本発明は、回路を提供する。前記回路は、
（１）誘電体フィルム、
（２）前記誘電体フィルム上の金属の酸化物を備える結合層、および
（３）前記結合層上のトレースを形成する金属の層であり、
（４）スズまたはスズ合金の層が金属トレース上にある。
【００１５】
ここで、前記酸化物層は、酸化物の酸素を提供する反応性ガス成分少なくとも１つの他は不活性な雰囲気の存在下で、前記フィルムの表面上に前記酸化物の金属をスパッタリングすることにより形成された。
【００１６】
別の局面において本発明は、後に適用される金属で後に共晶接合して回路基板を提供するための、または回路基板の提供への前駆体としての、回路基板を提供し、前記基板が、誘電体フィルム層と金属層の間に挟まれた結合層を備えており、ここで金属酸化物結合層が、反応性ガスを追加的に含む実質的に不活性な雰囲気中で、誘電体フィルム層に金属をスパッタリングすることにより形成された。
【００１７】
別の局面において本発明は、後に適用される金属で後に共晶接合して回路基板を提供するための、または回路基板の提供への前駆体としての、基板の製造のためのプロセスを提供し、該プロセスは、
−上記金属に酸素を提供する反応性ガス少なくとも１つの他は不活性雰囲気中で、金属をスパッタリングすることにより、誘電体フィルムの表面上に金属の酸化物の「結合層」を付着する工程を備える。
【００１８】
別の局面において本発明は、後に適用される金属で後に共晶接合して回路基板を提供するための、または回路基板の提供への前駆体としての、回路基板の製造のためのプロセスを提供し、該プロセスは、
−上記金属に酸素を提供する反応性ガス少なくとも１つの他は不活性な雰囲気中で、金属をスパッタリングすることにより、誘電体フィルムの表面上に金属の酸化物の「結合層」を付着する工程、および、
−該結合層上に金属層を付着する工程、を備える。
【００１９】
別の局面において本発明は、後に適用される金属で後に共晶接合して回路基板を提供するための、または回路基板の提供への前駆体としての、基板の製造のためのプロセスを提供し、該プロセスは、
−上記金属に酸素を提供する反応性ガス少なくとも１つの他は不活性な雰囲気中で、金属をスパッタリングすることにより、誘電体フィルムの表面上に該金属の酸化物の「結合層」を付着する工程、
−該結合層上に金属層を付着する工程、および、
−前記金属層に電子相互接続デバイスを接合する工程を備える。
【００２０】
好ましくは、金属の層は、トレースを形成するようにパターン付けされ、前記パターン付けは、アディティブプロセス、セミアディティブプロセス、またはサブトラクティブプロセスのいずれかが行われてトレースを形成することができる。
【００２１】
好ましくは、結合層は、誘電体フィルムを露光するために金属トレースに応じてパターン付けされる。
【００２２】
好ましくは、前記金属トレースは、共晶接合により、ＩＣチップ、ＰＣＢ（プリント回路基板（printed circuit board））等の電子相互接続デバイスに接合される。
【００２３】
好ましくは、電子相互接続デバイスと金属層の間の前記接合は、共晶接合である。共晶接合は、スズおよび金の混合物を含み得る。
【００２４】
チップは、金バンプを有するＩＣチップであり得る。望ましくは、スズは、前記金属または金属トレース上にメッキされる。好ましくは、共晶接合は、トレースにメッキされたスズとＩＣチップの金バンプの間に形成される。
【００２５】
誘電体フィルムは、限定されないが、日本国東京、宇部興産（株）の商標名ユーピレックス（UPILEX）として入手可能なもの、米国テキサス州パサディナ、カネカハイテクマテリアルズ社（Kaneka High-Tech Materials, Inc）の商標名アピカル（APICAL）として入手可能なもの、米国オハイオ州サークルビル（Circleville）、デュポンハイパフォーマンスマテリアルズの商標名カプトン（KAPTON）（カプトンＥ、カプトンＥＮ、カプトンＨ、およびカプトンＶが含まれる）として入手可能なもの、を含む任意の好適なポリイミドであり得る。米国バージニア州ホープウェル（Hopewell）、デュポンテイジンフィルムズのそれぞれ商標名マイラー（MYLAR）およびテオネックス（TEONEX）として入手可能な、ポリ（エチレンテレフタレート）（PET）、ポリ（エチレンナフタレート）（PEN）、米国マサチューセッツ州ピッツフィールド（Pittsfield）、ゼネラルエレクトリックプラスチックスのそれぞれ商標名レクサン（LEXAN）およびウルテム（ULTEM）として入手可能なポリカーボネートおよびポリエーテルイミド（PEI）、英国ランカシャー、ビクトレックスポリマー（Victrex Polymer）の商標名ピーク（PEEK）として入手可能なポリエーテルエーテルケトンのような他のポリマーが使用されることができる。好ましくは、前記フィルムはポリイミドである。望ましくは、前記誘電体フィルムは可撓性である。
【００２６】
不活性雰囲気は、例えば、アルゴン、ネオン、および窒素であり得る。好ましくは、不活性雰囲気は、アルゴンである。
【００２７】
反応性ガスは、金属酸化物または金属酸化物を形成するために酸素を供給することができる。好ましくは、反応性ガスは酸素である。他の好適な反応ガスとしては、例えば、亜酸化窒素、二酸化窒素、五酸化二窒素、四酸化ニ窒素（dinitrogen tetraoxide）が挙げられる。
【００２８】
金属層は、例えば、電着、無電解付着、スパッタリング、蒸着によって結合層に付着されることができる。
【００２９】
金属酸化物層の金属成分は、限定されないが、ニッケル、クロム、コバルト、モリブデン、銅、およびこれらの合金であり得る。好ましくは、金属酸化物層の金属成分は、ニッケルを含む。
【００３０】
金属層のための好適な材料には、限定されないが、銅、アルミニウム、銀、金、またはこれらの合金が含まれる。
【００３１】
本明細書および特許請求の範囲で使用される用語「備える」は、「少なくとも部分的に構成する」ことを意味し、すなわち、この用語を含む独立請求項を解釈するとき、各請求項においてこの用語の前に置かれる特徴が存在する必要があるが、他の特徴も存在し得るということである。
【００３２】
別に指示しない限り、用語「金属」は、１以上の金属または金属合金を含むことを意図する。
【００３３】
本発明に関係する当業者は、添付の特許請求の範囲に規定された発明の範囲から逸脱することなく、本発明の構成上の多くの改変、大いに異なる実施形態、および応用を提案するであろう。本明細書中の開示と記載は、純粋に例示的なものであり、いかなる意味においても限定する意図ではない。
【００３４】
定義
明細書中で使用される次の用語は以下の意味を有する。
【００３５】
「トレース」−プリント回路基板（PCB）上での金属的な接続であって、これにより電気が電子構成要素間を流れることを可能とする。
【００３６】
「ピッチ」−２つの隣接するトレースの中線間の距離。
【００３７】
「トレース浮き（trace lifting）」−接合後、剥離試験中にダイバンプからトレース分離すること。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
我々は、基板およびフレキシブル回路の製造において、結合層組成がその後の接合およびＰＩ／Ｃｕ層間剥離パフォーマンスに支配的な影響を有していることを見出した。
【００３９】
本発明の一つの実施形態によると、ＮｉＣｒＯx結合層は、共晶接合中に実質的に同様の結合層厚を有する通常のニッケルクロム結合層に対して、改善されたＰＩ／Ｃｕ層間剥離への抵抗を有するフレキシブル回路を提供することができる。ＮｉＣｒ結合層と比べると、ＮｉＣｒＯx結合層は、共晶接合中、ＰＩ／Ｃｕ層間剥離を有意に減少させたことがわかった。
【００４０】
酸化物結合層の厚みが、接合とＰＩ／Ｃｕ層間剥離パフォーマンスに影響し得ることもわかった。結合層の好適な厚みは、多様な要因に依存するが、１３オングストローム以上の厚みが好ましい結果をもたらすことがわかった。好ましくは、結合層厚は、約１３オングストロームから約３００オングストロームまでである。結合層厚は、結合層を１５％王水へ溶かしてＩＣＰ（誘導結合プラズマ高周波発光スペクトル（Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrum））によって試験することで評価された。この試験においては、元素濃度からの厚み変換が固体材料の密度に基づいている。
【００４１】
ここで、ＮｉＣｒＯxは、結合層中で可能な任意のニッケル（Ni）、クロム（Cr）、および酸素（Ｏ）元素の化学量論的組成を示す。ＮｉＣｒ合金の多様な酸化度、またはＮｉxＯy，ＣｒxＯy，Ｎｉおよび／またはＣｒの混合物のあらゆる形態が含まれる。特定の理論に拘束されることなく、我々は、共晶接合におけるＰＩ／Ｃｕ層間剥離に抵抗する結合層中の酸素の影響が、ニッケル合金を含む任意の結合層に適用可能であると考えている。このような結合層としては、ニッケル合金を含む二層結合層および傾斜結合層が挙げられる。
【００４２】
一つの実施形態において、本発明は、ＮｉＣｒＯx結合層を有するフレキシブル基板の製造のプロセス、特に連続ロール（roll-to-roll）形態におけるポリイミド（ＰＩ）等のポリマーフィルム上にＮｉＣｒＯxを蒸着するためのプロセスを提供する。この方法は、アルゴンおよび酸素の混合物を含む雰囲気中で、ＮｉＣｒ合金ターゲット（８０重量％Ｎｉ、２０重量％Ｃｒ）からの反応性スパッタリングを採用して、ＮｉＣｒＯx結合層を蒸着する。スパッターに導入される酸素流量／アルゴン流量の比率は、１％から５０％であることができる。結合層は、これに付着する銅シード層を有する。銅シード層は、約１００ｎｍから１０００ｎｍの厚みを有する。この銅層は、さらに１μｍから８０μｍの厚みにメッキされることができる。
【００４３】
我々は、ＮｉＣｒＯx結合層を有するフレキシブル回路基板が、熱エージング後に改善された剥離強度維持を示したことも見出した。例えば、２５０℃で６０分間加熱した後、１０％のＯ２／Ａｒ流量比を有する雰囲気中でスパッタリングにより形成された厚み４０オングストロームのＮｉＣｒＯx結合層を有する基板が、純粋なアルゴン単独の雰囲気中でスパッタリングにより形成されたＮｉＣｒ結合層を有する基板と比較して、０．５３ｋｇ／ｃｍ（２．９９ポンド毎インチ（ｌｂ／ｉｎ））という、より高い剥離強度維持を有した。熱エージング後の剥離強度維持は、ＮｉＣｒＯx厚みとスパッタリングガス中の酸素含有量の増加に伴って増加するのが一般的傾向であり、スパッタリングガスの酸素含有量の増加によってより大きな影響が観測される。
【００４４】
異なる結合層構成と蒸着プロセスは広く知られており、フレキシブル回路基板の製造に、特に、共晶接合技術で接合されるべきスズメッキされたフレキシブル回路の製造に使用されている。その後にアディティブ回路製造プロセス、またはサブトラクティブ回路製造プロセスが採用されるかどうかは関係ない。
【００４５】
回路は、サブトラクティブ、アディティブサブトラクティブ、およびセミアディティブ等、多くの適切な方法で作製されることが可能である。
【００４６】
典型的な回路製作プロセスにおいて、誘電体基板が最初に提供される。誘電体基板は、例えば、通常、約１０μｍから約６００μｍの厚みを有する、ポリエステル、ポリイミド、液晶ポリマー、ポリ塩化ビニル、アクリレート、ポリカーボネート、またはポリオレフィンのポリマーフィルムから作製される。本発明の結合層が付着された後、真空蒸着またはスパッタリングのような公知の方法によって導電層が付着されることができる。任意で、付着された導電層は、公知の電気メッキまたは無電界メッキプロセスによってさらに所望の厚みにまでメッキされることができる。
【００４７】
導電層は、フォトリソグラフィを含む多くの周知の方法でパターン付けされることができる。フォトリソグラフィが使用される場合は、次いでフォトレジスト（水性または溶剤ベースであり得、ネガティブフォトレジストまたはポジティブフォトレジストであり得る）が、少なくとも誘電体基板の金属コーティングされた側に、熱ローラを使用する標準的な積層技術、またはコーティング技術をいくつでも（例えば、ナイフコーティング、ダイコーティング、グラビアロールコーティング等）使用して積層化またはコーティングされる。フォトレジストの厚みは、約１μｍから約５０μｍである。フォトレジストは、次いでマスクまたはフォトツールを介して紫外線等に露光され、レジストの露光された部分どうしが相互に接続される。フォトレジストの露光されていない部分は、次いで所望のパターンが得られるまで適切な溶剤で現像される。ネガティブフォトレジストに対しては、露光された部分が、相互に接続され、フォトレジストの露光されていない部分は次いで適切な溶剤で現像される。
【００４８】
導電層の露光部分は、適切なエッチング液を使用してエッチング除去される。次いで結合層の露光部分が適切なエッチング液によってエッチング除去される。残りの（露光されていない）導電性金属層は、好ましくは最終的に約５ｎｍから約２００μｍの厚みを有する。相互接続されたレジストは、次いで適切な溶液中で積層から剥がされる。
【００４９】
所望の場合は、誘電体フィルムがエッチングされて基板にフィーチャを形成することができる。カバーコートおよび追加のメッキ処理の適用のようなその後の処理工程が実効され得る。
【００５０】
回路部分を形成する別に可能な方法は、セミアディティブメッキおよび次の典型的な工程手順を利用するものであろう。
【００５１】
誘電体基板が、本発明の結合層でコーティングされることができる。薄い第一の導電層は、次いで真空スパッタリングまたは蒸着技術を使用して付着されることができる。誘電体基板並びに導電層の材料および厚みは、前述の段落に記載したものであり得る。
【００５２】
導電層は、サブトラクティブ回路製作プロセスにおいて上述したのと同じ方法でパターン付けされることができる。導電層の第一の露光した部分は、次いで、約５ｎｍから約５０μｍの範囲の所望の回路厚が達成されるまで、標準的な電気メッキ法または無電界メッキ法を使用してさらにメッキされることができる。
【００５３】
レジストの相互接続された露光部分は、その後剥がされる。続いて、薄い第一の導電層の露光部分は、誘電体基板を損なわないエッチング液でエッチングされる。結合層が、露光された部分で除去されるべき場合は、適切なエッチング液で除去されることができる。
【００５４】
所望の場合は、誘電体フィルムはエッチングされて基板にフィーチャが形成されることができる。カバーコートおよび追加のメッキの適用などその後の処理工程が次いで実行される。
【００５５】
回路部分を形成する別に可能な方法は、サブトラクティブメッキおよびアディティブメッキの組み合わせを利用するものであり、これはサブトラクティブアディティブ法と呼ばれ、次が典型的な手順である。
【００５６】
誘電体基板が、本発明の結合層でコーティングされることができる。薄い第一の導電層が、次いで真空スパッタリングまたは蒸着技術を使用して付着されることができる。誘電体基板並びに導電層に対する材料および厚みは、先の段落に記載されているとおりであり得る。
【００５７】
導電層は、上述のフォトリソグラフィを含む多くの周知の方法によってパターン付けされることができる。フォトレジストが導電層に対して所望のパターンのポジティブパターンを形成するとき、露光された導電材料は、通常は適切なエッチング液でエッチング除去される。結合層は、次いで適切なエッチング液でエッチングされる。残りの（露光されていない）導電層は、好ましくは、約５ｎｍから約２００μｍの最終的な厚みを有する。レジストの露光（相互接続）された部分が次いで剥ぎ取られる。
【００５８】
所望の場合は、誘電体フィルムは、基板にフィーチャを形成するようにエッチングされることができる。カバーコートおよび追加のメッキの適用といった、その後の処理工程が次いで実行されことができる。
【００５９】
本発明は、次の限定されない実験セクションを参照してより詳細が記載される。
【００６０】
実験
我々の研究で使用されたフィルムは、カプトン（KAPTON）Ｅポリイミドを中心に扱うが、本発明は、他のタイプのポリイミド（ＰＩ）およびさらに他のポリマー基板に適用されてもよい。
【００６１】
比較例１−４：
プロダクションスパッタ法を使用して、異なるレベルのＮｉＣｒ結合層厚を有する当業者に公知の一式のフレキシブル回路基板が準備された（表１参照）。プロダクションスパッタ法は、次の工程を備えている。
【００６２】
（１）デュポンのポリイミドフィルム、カプトン（KAPTON）１．５Ｅが、真空チャンバにおいてフィルムから水を除去するため２００〜４００℃で５〜３０秒間加熱された。
（２）実施例１において、１０オングストロームの厚みを有するＮｉＣｒ合金結合層がスパッタリング工程によって付着された。スパッタリング条件は、０．２７Ｐａ（２ｍＴｏｒｒ）〜１．３３ｋＰａ（１０ｍＴｏｒｒ）のチャンバ圧力、１．７６ｋＷのスパッタリングパワーおよび１．５秒のスパッタリング滞留時間である。アルゴンガス流量は、実験の全スパッタリング条件に対して４５０ｓｃｃｍに固定された。
【００６３】
実施例２、３、および４に対する異なる結合層厚の付着は、スパッタリングパワーおよびスパッタリング滞留時間を変更することにより実現された。
【００６４】
（３）２００ｎｍの厚みを有するシード銅層は、０．３９Ｐａ（３ｍＴｏｒｒ）〜０．６７Ｐａ（５ｍＴｏｒｒ）でＮｉＣｒ結合層上にスパッタリングされた。
（４）２．３μｍの厚みを有する薄いフラッシュ銅層が、スパッタリングされた銅層上に電気メッキされた。
【００６５】
その時点で４０〜５０μｍピッチ（全体で８４２トレース）の設計を有するフレキシブル回路が、異なる結合層厚基板を使用してアディティブ法によって製造された。０．５１μｍ／０．２１μｍの全体／ピュアのスズ厚を有するスズの層が、回路にメッキされた。
【００６６】
ＴＡＢ（Tape Automation Bonder：テープ式自動ボンダ）ボンダ（シバウラ−ＴＴＩ８１０）が、全フレキシブル回路の接合のために採用された。ＮｉＣｒ結合層の異なる厚さがＰＩ／Ｃｕ層間の剥離応答に与えるインパクトを区別するため、積極的な接合条件（ステージ温度４９０℃、金型温度２２０℃、力２２０Ｎおよび成形１２０μｍ）が意図的に選択された。
【００６７】
接合された回路のＰＩ／Ｃｕ層間剥離レベルが、銅トレースの幅に対するＳｎ−Ａｕ共晶の浸透／範囲パーセントに従って定量化された。各結合層条件でのＰＩ／Ｃｕ層間剥離応答の関係を表１に示す。このようなＮｉＣｒ基板上にほぼ１００％ＰＩ／Ｃｕ層間剥離が生じたことがわかる。
【００６８】
表１
2009501433.tif 000002
【００６９】
実施例５−９：
本発明の好ましい一つの実施形態の例には、異なる結合層厚（表２参照）を有する５つのＮｉＣｒＯx付着条件を有して、一式のフレキシブル回路基板を形成することが含まれる。この５つの条件において、表２に列挙するように、３つの異なるＯ２／Ａｒ流量比（１％、５．５％、および１０％）を有する雰囲気下でスパッタリングされた。
【００７０】
このような５つのＮｉＣｒＯx基板を製造するための全工程は、結合層スパッタリング工程以外は比較例１−４に使用されたものと同一である。実施例５において、１３オングストロームの厚みを有するＮｉＣｒＯx結合層は、１％のＯ２／Ａｒ比でのスパッタリング工程によって付着された。スパッタリング条件は、０．２７Ｐａ（２ｍＴｏｒｒ）〜１．３３Ｐａ（１０ｍＴｏｒｒ）のチャンバ圧、２．３５ｋＷのスパッタリングパワー、および１．５秒のスパッタリング滞留時間である。
【００７１】
実施例６、７、８、および９に対する異なるＮｉＣｒＯx結合層厚の付着は、スパッタリングパワー（２．０〜１０．０ｋＷ）、スパッタリング滞留時間（１．０〜５．０秒）、およびＯ２／Ａｒ比率（１％、５．５％、および１０％）を変えることにより実現された。
【００７２】
表２
2009501433.tif 000003
【００７３】
回路製作プロセスおよび接合条件は、実施例１−４のものと同一であった。接合の結果は、表２に示す。ＮｉＣｒＯx結合層を使用することによって、ＰＩ／Ｃｕ層間剥離を４０％を下回るレベルにまで有意に減少することができる。１０％Ｏ２／Ａｒ流量比においてスパッタリングされた４０オングストロームの厚みを有するＮｉＣｒＯx結合層が、最も低いＰＩ／Ｃｕ層間剥離を提供し、これは１０％未満であった。
【００７４】
比較例１０〜１３および実施例１４〜１８
ＮｉＣｒおよびＮｉＣｒＯx（表３に列挙）に対する様々な結合層厚を有する、比較例１０〜１３および実施例１４〜１８の基板が、比較例１〜４および実施例５〜９と同様にそれぞれ準備された。銅層は、さらに２５マイクロメートルの厚みへと電気メッキされ、次いでサブトラクティブプロセスが使用され、全基板に対して基板剥離試験片が作製された。全試験片は、米国イリノイ州ノースブルック（Northbrook）、サンダーズロード（Sanders Road）２２１５、アメリカプリント回路工業会（The Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits）のＩＰＣ−ＴＭ−６５０規格に基づいて９０度で剥離される。初期の剥離強度および２５０℃で６０分間加熱後の剥離強度も表３に列挙する。
【００７５】
結合層条件（すなわち、結合層厚、ＮｉＣｒまたはＮｉＣｒＯxおよび酸素含有量）は、初期の剥離強度に有意な影響を有さない。しかしこれらは、熱エージング後の剥離強度維持には有意な影響を有する。より高い酸素含有量（すなわち１０％Ｏ２）のＮｉＣｒＯxでは、有意に剥離強度維持が改善した。結合層厚の剥離強度維持に与える影響は、酸素含有量の影響よりも低い。１０％のＯ２／Ａｒ比率を有する雰囲気でスパッタリングされた４０オングストロームの厚みを有するＮｉＣｒＯx結合層は、２５０℃で６０分間の熱エージングの後、０．５３ｋｇ／ｃｍ（２．９９ポンド毎インチ（ｌｂ／ｉｎ））の比較的高い剥離強度維持を有する。
【００７６】
先述の説明において、公知の均等物を有する元素または整数に言及した場合は、そのような均等物は個別に記載されたが如く含まれる。
【００７７】
本発明は、実施例によっておよび特定の実施形態を参照して記載されてきたが、修正および／または改善が、本発明の範囲または精神から逸脱することなくなされ得ることが理解されるべきである。
【００７８】
表３
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【００７９】
本発明について添付の図面を参照してさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】共晶接合後のポリイミド（ＰＩ）フィルム側から見たＰＩ／Ｃｕ層間剥離１の平面図。
【図２】トレース方向に沿ったＰＩ／Ｃｕ層間剥離１の断面図。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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