(57)【要約】      （修正有）【課題】耐熱ピール強度に優れた銅積層ポリイミドフィルムを得ることができる被銅メッキ処理材の製造方法を提供する。【解決手段】帯状のポリイミドフィルムｗ１の少なくとも片面に、ニクロムスパッタ層と銅スパッタ層とが順に積層されてなるスパッタ膜を形成する被銅メッキ処理材の製造方法において、上記スパッタ膜を成膜するＤＣマグネトロンスパッタリング装置１内に搬送された上記ポリイミドフィルム上に、ニクロムターゲットに６Ｗ／ｃｍ2以上の高電力を印加することによって上記ニクロムスパッタ層を直接形成した後に、このニクロムスパッタ層上に、銅ターゲットに３Ｗ／ｃｍ2以上の高電力を印加することによって上記銅スパッタ層を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状のポリイミドフィルムの少なくとも片面に、ニクロムスパッタ層と銅スパッタ層とを順に積層してなるスパッタ膜が形成された被銅メッキ処理材の製造方法であって、
上記スパッタ膜を成膜するＤＣマグネトロンスパッタリング装置内に搬送された上記ポリイミドフィルム上に、ニクロムターゲットに６Ｗ／ｃｍ2以上の高電力を印加することによって上記ニクロムスパッタ層を直接形成した後に、このニクロムスパッタ層上に、銅ターゲットに３Ｗ／ｃｍ2以上の高電力を印加することによって上記銅スパッタ層を形成することを特徴とする被銅メッキ処理材の製造方法。
【請求項２】
上記ニクロムスパッタ層の成膜速度が０．４ｎｍ／ｓｅｃ以上であって、１０ｎｍ／ｓｅｃ以下であるとともに、上記銅スパッタ層の成膜速度が１．８ｎｍ／ｓｅｃ以上であって、１０ｎｍ／ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項１に記載の被銅メッキ処理材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話やディスプレイ等のプリント配線板として利用される銅積層ポリイミドフィルムを製造するための被銅メッキ処理材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この銅積層ポリイミドフィルムとしては、例えば、特許文献１及び非特許文献２に示されているように、厚さ数十μｍのポリイミドフィルム上に、銅スパッタ膜を形成した後に、この銅スパッタ膜上にメッキ処理によって銅メッキ層を形成したものが知られており、特に、特許文献１においては、スパッタリングのイオンビーム加速電圧が高い程、銅積層ポリイミドフィルムの常態接着強さである初期ピール強度が向上することが開示されている
。
【０００３】
しかしながら、この銅積層ポリイミドフィルムは、加熱処理によって銅スパッタ膜が剥離し易くなることから、使用時の耐久性に劣るとの問題があった。この加熱処理による剥離は、非特許文献２において、ポリイミドと銅スパッタ層との界面付近で両者の酸化が進行していることが原因であると推測されている。
【０００４】
そこで、特許文献３においては、上記ポリイミドフィルムと銅スパッタ層との間にニクロム合金のスパッタ層を形成した被銅メッキ処理材が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平３−２０２４６３号公報
【非特許文献２】銅薄膜とポリイミド基材界面の高温処理における化学結合状態の変化，真空，第３９巻，第１号（１９９６）Ｐ７−１０
【特許文献３】特開２００３−３１８５３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この被銅メッキ処理材は、ニクロムスパッタ層が銅スパッタ層の銅のポリイミドフィルムへの拡散を防止して、銅スパッタ層の酸化を防止することにより、銅スパッタ層上に銅メッキを施した銅積層ポリイミドフィルムの加熱処理後の引き剥がし強度である耐熱ピール強度を改善することができる。
【０００７】
しかしながら、この銅積層ポリイミドフィルムによっても、耐熱ピール強度が３３３Ｎ／ｍ程度しかなく、あらゆるところで使用されるプリント配線板として充分な耐熱ピール強度が得られないものであった。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、初期ピール強度のみならず、耐熱ピール強度に優れた銅積層ポリイミドフィルムを得ることができる被銅メッキ処理材の製造方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、帯状のポリイミドフィルムの少なくとも片面に、ニクロムスパッタ層と銅スパッタ層とを順に積層してなるスパッタ膜が形成された被銅メッキ処理材の製造方法であって、上記スパッタ膜を成膜するＤＣマグネトロンスパッタリング装置内に搬送された上記ポリイミドフィルム上に、ニクロムターゲットに６Ｗ／ｃｍ2以上の高電力を印加することによって上記ニクロムスパッタ層を直接形成した後に、このニクロムスパッタ層上に、銅ターゲットに３Ｗ／ｃｍ2以上の高電力を印加することによって上記銅スパッタ層を形成することを特徴としている。
ここで、この被メッキ処理材は、最終的に、スパッタ膜上に銅メッキが施されて、銅積層ポリイミドフィルムとして使用されるものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の被銅メッキ処理材の製造方法において、上記ニクロムスパッタ層の成膜速度が０．４ｎｍ／ｓｅｃ以上であって、１０ｎｍ／ｓｅｃ以下であるとともに、上記銅スパッタ層の成膜速度が１．８ｎｍ／ｓｅｃ以上であって、１０ｎｍ／ｓｅｃ以下であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１又は２に記載の発明によれば、ニクロムターゲットに６Ｗ／ｃｍ2以上の高電力を印加して、ポリイミドフィルム上にニクロムスパッタ層を直接形成した後に、銅ターゲットに３Ｗ／ｃｍ2以上の高電力を印加して、ニクロムスパッタ層上に銅スパッタ層を形成して、これらニクロムスパッタ層と銅スパッタ層とからなるスパッタ膜を成膜することによって、このスパッタ膜上にメッキ処理を施すことにより、銅積層ポリイミドフィルムとしてあらゆるところで使用可能な優れた耐熱ピール強度を有する被銅メッキ処理材を得ることができる。
【００１２】
これは、ニクロムターゲットに６Ｗ／ｃｍ2以上の高電力量を印加することによって、高エネルギーのアルゴン等のイオンがニクロムターゲットに衝突することから、ニッケル原子やクロム原子のスパッタ粒子が高エネルギー状態でポリイミド内部に比較的深く浸入するとともに、成膜速度が大きくなることから、ニクロムスパッタ層中の、例えば酸素量等の、不純物量を減少させることができ、ニクロムスパッタ層の膜質が向上するためであると推測される。
【００１３】
また、銅ターゲットに３Ｗ／ｃｍ2以上の高電力量を印加することによって、同様に、高エネルギーのアルゴン等のイオンが銅ターゲットに衝突することから、銅原子のスパッタ粒子が高エネルギー状態でニクロムスパッタ層内部に比較的深く浸入するとともに、成膜速度が大きくなることから、銅スパッタ層中の不純物量を減少させることができ、銅スパッタ層の膜質が向上するためであると推測される。
【００１４】
特に、請求項２に記載の発明によれば、ニクロムスパッタ層及び銅スパッタ層の成膜速度をそれぞれ１０ｎｍ／ｓｅｃ以下としたため、スパッタ粒子の凝集熱によるポリイミドフィルムの変形を防止することができる。
また、ニクロムスパッタ層の成膜速度を０．４ｎｍ／ｓｅｃ以上、銅スパッタ層の成膜速度を１．８ｎｍ／ｓｅｃ以上とすることによって、それぞれ成膜速度の低下によるニクロムスパッタ層中や銅スパッタ層中の不純物量の増加により、膜質が低下することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る被銅メッキ処理材の製造方法を説明する前に、まず、この被銅メッキ処理材の製造装置について、図１及び図２を用いて説明する。
【００１６】
本実施形態の被銅メッキ処理材の製造装置は、図１に示すように、ポリイミドフィルムｗ１を巻出す巻出しロール３１と、この巻き出しロール３１から巻出されたポリイミドフィルムｗ１が帯幅方向を上下方向に向けた状態で搬入するＤＣマグネトロンスパッタ装置１と、このスパッタ装置１内でポリイミドフィルムｗ１上にニクロムスパッタ層と銅スパッタ層とからなるスパッタ膜が成膜されて、スパッタ装置１から搬出された被銅メッキ処理材ｗ２を巻取る巻取りロール３２とによって構成されている。
【００１７】
このＤＣマグネトロンスパッタ装置１は、外観視略円筒状に構成されるとともに、上部及び下部がそれぞれ閉塞されて、内部にポリイミドフィルムｗ１にスパッタ膜を成膜するための成膜室１０が気密的に設けられており、その外壁面にポリイミドフィルムｗ１の搬入口１８と被銅メッキ処理材ｗ２の搬出口１９とがそれぞれ細長状に形成されている。
また、スパッタ装置１は、その中央部に円筒状の回転可能な冷却ドラム１１が設けられており、この冷却ドラム１１は、伝熱性を有する導電性部材によって構成されるとともに、上部及び下部がそれぞれ閉塞的に設けられて、その内周壁面に沿って冷却水が循環するようになっている。
そして、この冷却ドラム１１の内周壁面に沿って循環する冷却水は、冷却ドラム１１を介して、ポリイミドフィルムＷ１を冷却することにより、スパッタ粒子の凝集熱によるポリイミドフィルムＷ１の温度上昇を抑制して、ポリイミドフィルムＷ１の熱負けによる銅積層ポリイミドフィルムの初期ピール強度の低下を抑制する。
【００１８】
また、この冷却ドラム１１の外周壁面に沿って複数基（本実施形態においては７基）のターゲット２がそれぞれ間に隔壁部材１２を設けて配置されており、これらのターゲット２としては、ポリイミドフィルムｗ１の搬送方向の上流側にニクロムターゲット２Ａが複数基（本実施形態においては２基）設けられているとともに、このニクロムターゲット２Ａの下流側に銅ターゲット２Ｂが複数基（本実施形態においては５基）設けられて、ニクロムターゲット２Ａよりも銅ターゲット２Ｂの方が多く設けられている。
【００１９】
さらに、各ニクロムターゲット２Ａ及び銅ターゲット２Ｂは、図２に示すように、それぞれ冷却ドラム１１に対向配置された細長矩形板状のバッキングプレート２１を天板とする筺体２５の底板が成膜室１０の外壁面と一体的に設けられるとともに、冷却ドラム１１の外周壁面及び成膜室１０の外壁面に沿って円弧状に湾曲して形成されている。
この筺体２５は、その内部が気密的に設けられて、幅方向の中央部に上下方向に向けて細長状の磁石２４が配置されるとともに、内部に冷却水が循環するようになっている。
【００２０】
そして、ニクロムターゲット２Ａのバッキングプレート２１の表面には、ターゲット材２２として厚板状のニクロム合金２２Ａが貼設されるとともに、銅ターゲット２Ｂのバッキングプレート２１の表面には、ターゲット材２２として厚板状の銅２２Ｂが貼設されており、これらの各ターゲット材２２には、それぞれ電流を供給するイオン引き出し電極２３が接続されている。これによって、各引き出し電極２３は、ニクロム合金２２Ａや銅２２Ｂ等のターゲット材２２に電圧を印加するようになっているとともに、アースが冷却ドラム１１に接続されている。
【００２１】
また、スパッタ装置１には、空気を排出して、成膜室１０を真空状態に近付ける内圧調整機能と、成膜室１０にアルゴン等の不活性ガスを供給するガス供給機能とを備えた内部雰囲気調整手段（図示を略す）が設けられている。これによって、スパッタ装置１は、作動時に、成膜室１０がアルゴン等の不活性ガス雰囲気に保たれて、アルゴン等のイオン化に伴ってプラズマが生じるとともに、イオン化したアルゴンが各ターゲット材２２に衝突することにより、ターゲット材２２のニクロム合金２２Ａや銅２２Ｂから叩き出されたスパッタ粒子をポリイミドフィルムｗ１上に堆積させるようになっている。
【００２２】
次いで、本発明に係る上記製造装置を用いた被銅メッキ処理材の製造方法について、説明する。
【００２３】
まず、巻出しロール３１から巻出されたポリイミドフィルムｗ１がスパッタ搬入口１８からスパッタ装置１内の冷却ドラム１１の外周壁面及び搬出口１９を経て巻取りロール３２に巻取られている状態で、内部雰囲気調整手段によって、成膜室１０の内圧を調整するとともに、成膜室１０にアルゴンガスを供給して、内部雰囲気を調整する。
【００２４】
次いで、各引き出し電極２３を通じて、各ターゲット２Ａ、２Ｂに電圧を印加して、スパッタ装置１を作動させるとともに、巻出しロール３１、冷却ドラム１１及び巻取りロール３２を同一の周速となるように同期して回転させる。
その際、ニクロム合金２２Ａに６Ｗ／ｃｍ2以上の高電力を印加して、成膜速度が０．４ｎｍ／ｓｅｃ以上であって１０ｎｍ／ｓｅｃ以下となるように、ポリイミドフィルムｗ１上に直接、ニクロムスパッタ層を形成するとともに、銅２２Ｂに３Ｗ／ｃｍ2以上の高電力を印加して、成膜速度が１．８ｎｍ／ｓｅｃ以上であって１０ｎｍ／ｓｅｃ以下となるようにポリイミドフィルムｗ１のニクロムスパッタ層上に銅スパッタ層を形成する。
【００２５】
すると、搬入口１８から搬入されたポリイミドフィルムｗ１は、冷却ドラム１１の外周壁面によって冷却されつつ冷却ドラム１１の回転によって搬送される。
それと同時に、ニクロム合金２２Ａに６Ｗ／ｃｍ2以上の高電力が印加されることにより、アルゴンイオンがニクロム合金２２Ａに衝突して、ニッケル原子やクロム原子が叩き出されて、これら原子のスパッタ粒子がポリイミドフィルムＷ１上に堆積して、ニクロムスパッタ層が形成される。
これは、上記高電力の印加によって、上述のスパッタ粒子がポリイミドフィルムｗ１の内部に比較的深く浸入するとともに、ニクロムスパッタ層の成膜速度が大きくなることから、ニクロムスパッタ層中の酸素量等の不純物量が低減されて、ニクロムスパッタ層の膜質が向上するものと推測される。
【００２６】
また、ニクロムスパッタ層の成膜速度を１０ｎｍ／ｓｅｃ以下としたため、ニッケル原子やクロム原子のスパッタ粒子の凝集熱によるポリイミドフィルムｗ１の変形を防止して、初期ピール強度の低下を抑制できるとともに、ニクロムスパッタ層の成膜速度を０．４ｎｍ／ｓｅｃ以上としたため、上述のように不純物量を低減させて、膜質を向上させることができる。
【００２７】
次いで、ニクロムスパッタ層が形成されたポリイミドフィルムｗ１は、冷却ドラム１１の回転とともに下流側に搬送される。
それと同時に、銅２２Ｂに３Ｗ／ｃｍ2以上の高電力が印加されることにより、アルゴンイオンが銅２２Ｂに衝突して、漸次、銅原子が叩き出されて、この銅原子による銅スパッタ粒子がポリイミドフィルムｗ１上に堆積して、耐熱ピール強度を有する銅スパッタ層が形成される。これによって、スパッタ装置１内にて、ポリイミドフィルムｗ１上にニクロムスパッタ層と銅スパッタ層とが連続的に形成される。
【００２８】
その際、上述のように耐熱ピール強度を有する銅スパッタ層が形成されるのは、ニクロムスパッタ層と同様に、上記高電力の印加によって、銅スパッタ粒子がニクロムスパッタ層の内部に比較的深く浸入するとともに、銅スパッタ層の成膜速度が大きくなることから、不純物量が低減されて、膜質が向上するためであると推測される。
【００２９】
また、銅スパッタ層の成膜速度を１０ｎｍ／ｓｅｃ以下としたため、銅スパッタ粒子の凝集熱によるポリイミドフィルムｗ１の変形を防止して、初期ピール強度の低下を抑制できるとともに、銅スパッタ層の成膜速度を１．８ｎｍ／ｓｅｃ以上としたため、上述のように不純物量を低減させて、膜質を向上させることができる。
【００３０】
次いで、上述のようにポリイミドフィルムｗ１上にニクロムスパッタ層及び銅スパッタ層が形成された被銅メッキ処理材ｗ２は、搬出口１９から搬出されて、巻取りロール３２に巻き取られる。
【００３１】
以上のようにして、被銅メッキ処理材ｗ２が得られるが、スパッタ装置１の作動中に各ターゲット材２２に印加される電力量が増加して、成膜速度が大きくなった場合には、巻出しロール３１、冷却ドラム１１及び巻取りロール３２の周速を大きくして、ポリイミドフィルムｗ１上に均一の膜厚のニクロムスパッタ層と銅スパッタ層とからなるスパッタ膜が成膜されるように調整し、過度の凝集熱が加わることによるポリイミドフィルムｗ１の変形を防止する。
【００３２】
上述の被銅メッキ処理材の製造方法によれば、ニクロムターゲット２Ａに６Ｗ／ｃｍ2以上の高電力を印加するとともに、銅ターゲット２Ｂに３Ｗ／ｃｍ2以上の高電力を印加して、ニクロムスパッタ層を０．４ｎｍ／ｓｅｃ〜１０ｎｍ／ｓｅｃの成膜速度でポリイミドフィルムｗ１上に形成した後に、銅スパッタ層を１．８ｎｍ／ｓｅｃ〜１０ｎｍ／ｓｅｃの成膜速度でニクロムスパッタ層上に形成したため、凝集熱によるポリイミドフィルムｗ1の熱変形を防止できるとともに、高い耐熱ピール強度を有する被銅メッキ処理材ｗ２を得ることができる。
【００３３】
なお、本発明は、上述の実施形態に何ら限定されるものでなく、例えば、冷却ドラム１１の内周壁面に沿って冷却水が循環していなくてもよいものである。
【実施例】
【００３４】
スパッタ装置１を用いて、ポリイミドフィルムｗ１を冷却ドラム１１の回転によって搬送しつつ、この搬送されるポリイミドフィルムｗ１上に、表１に示す条件で、ニクロムスパッタ層と、銅スパッタ層とを順に形成した。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
次いで、ポリイミドフィルムｗ１に膜厚２０ｎｍのニクロムスパッタ層と膜厚２００ｎｍの銅スパッタ層とを成膜して得られた実施例１及び比較例１の被銅メッキ処理材ｗ２に、それぞれ厚さ８μｍの銅メッキ層を形成した後、初期ピール強度と耐熱ピール強度とを各々測定して、測定結果を表２に示した。なお、耐熱ピール強度は、１５０℃で１６８時間加熱した後の引き剥がし強度である。
【００３７】
【表２】
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【００３８】
実施例１の被銅メッキ処理材ｗ２に、８μｍの銅メッキ層を形成したサンプルは、初期ピール強度が５７１．７Ｎ／ｍであって、充分な大きさの初期ピール強度を有している。さらに、実施例１のサンプルは、耐熱ピール強度も５２８．８Ｎ／ｍであり、加熱後の引き剥がし強度の低下が４２．９Ｎ／ｍと小さく、充分な耐熱ピール強度が得られたため、銅メッキ処理を施した銅積層ポリイミドフィルムとしての使用態様にも耐え得ることが判った。
他方、比較例１の被銅メッキ処理材ｗ２に、８μｍの銅メッキ層を形成したサンプルは、初期ピール強度が３６０．５Ｎ／ｍであり、耐熱ピール強度が３０７．２Ｎ／ｍである。このことから、比較例１のサンプルは、初期ピール強度及び耐熱ピール強度がともに劣っていることが判った。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る被銅メッキ処理材を製造する際に用いる被銅メッキ処理材の製造装置の横断面模式図である。
【図２】ターゲット２０の構成を説明するための横断面斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
ｗ１    ポリイミドフィルム
ｗ２    被銅メッキ処理材
２Ａ    ニクロムターゲット
２Ｂ    銅ターゲット
【図１】
2008231532.tif 000005
【図２】
2008231532.tif 000006