(57)【要約】【課題】密着性が非常に強固でエッチングによるファインパターン化が可能なフレキシブルプリント回路基板を安価に提供する。【解決手段】プラスチックフィルムの表面粗さを２ｎｍから５ｎｍとする窒素ガス雰囲気中のプラズマ処理をした後、銅または銅を主成分とする合金からなる金属を溶融させ、プラスチックフィルム面上に１０Åから１００Åの厚さの第１の金属薄膜を形成し、次に不活性ガスを用いて、第１の金属薄膜上にプラズマ放電下による銅または銅を主成分とする合金からなる金属を溶融させて第２の金属薄膜を蒸着する。【選択図】図１
2005199544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックフィルム面にプラズマ処理を行った後、金属薄膜を被覆するプラスチックフィルム製造方法において、プラズマ処理後の表面粗さを２ｎｍから５ｎｍとする窒素ガス雰囲気中のプラズマ処理の工程と、前記プラズマ処理後、銅または銅を主成分とする合金からなる金属を溶融して蒸着させて前記プラスチックフィルム面上に第１の金属薄膜を形成する工程と、次に不活性ガスを用いて、前記第１の金属薄膜上にプラズマ放電下による銅または銅を主成分とする合金からなる金属を溶融して蒸着させて第２の金属薄膜を形成する工程とからなるプラスチックフィルムの製造方法。
【請求項２】
前記第１の金属薄膜を形成する第１の成膜室と遮蔽される第２の成膜室にて、前記第１の金属薄膜の形成後、引き続き当該金属薄膜上に第２の金属薄膜を形成する工程を連続的に行うことを特徴とする請求項１に記載のプラスチックフィルムの製造方法。
【請求項３】
プラスチックフィルムを真空中で脱水処理する工程と、
前記プラスチックフィルム表面に、粗化の範囲が２ｎｍから５ｎｍとなるプラズマ処理をする工程と、前記プラズマ処理後、銅または銅を主成分とする合金からなる金属を溶融して蒸着させて前記プラスチックフィルム上に金属薄膜を形成し、更に不活性ガスを用いてその不活性ガスプラズマ放電下にて、銅または銅を主成分とする合金からなる金属を溶融して蒸着させ、前記プラスチックフィルム上に金属薄膜を蒸着する工程とからなるプラスチックフィルムの製造方法。
【請求項４】
前記第１の金属薄膜の厚さは、１０Åから１００Åであることを特徴とする請求項１に記載のプラスチックフィルムの製造方法。
【請求項５】
前記プラスチックフィルムは、ポリイミドフィルムであることを特徴とする請求項１に記載のプラスチックフィルムの製造方法。
【請求項６】
前記脱水処理する工程は、加熱処理であることを特徴とする請求項３に記載のプラスチックフィルムの製造方法。
【請求項７】
前記第２の金属薄膜を形成する工程は、前記不活性ガスを主成分とした混合ガスを用いて、前記プラスチックフィルムに高周波電力を印加しグロー放電させ、そのグロー放電下で、銅または銅を主成分とする合金からなる金属を溶融させ、前記グロー放電中に存在する電離プラズマにより前記金属をイオン化し、且つプラスチックフィルムに誘起される負の直流電圧により前記イオン化された金属粒子を加速して、前記プラスチックフィルムに金属薄膜を蒸着することを特徴とする請求項１に記載のプラスチックフィルムの製造方法。
【請求項８】
前記金属は、銅の全重量比に占める割合が９９.９９％以上の合金であることを特徴とする請求項１に記載のプラスチックフィルムの製造方法。
【請求項９】
前記第１の金属薄膜を生成する第1の成膜室の真空度は、１０-3Ｐａから１０-1Ｐａの範囲であることを特徴とする請求項１に記載のプラスチックフィルムの製造方法。
【請求項１０】
プラスチックフィルムを真空中で脱水処理し、
前記プラスチックフィルム表面に、粗化の範囲が２ｎｍから５ｎｍとなるプラズマ処理し、前記プラズマ処理後、銅または銅を主成分とする合金からなる金属を溶融して蒸着させて前記プラスチックフィルム上に金属薄膜を形成し、更に不活性ガスを用いて当該不活性ガスプラズマ放電下にて、銅または銅を主成分とする合金からなる金属を溶融して蒸着させ、前記プラスチックフィルム上に金属薄膜を生成するプラスチックフィルム。
【請求項１１】
プラスチックフィルムを真空中で脱水処理し、
前記プラスチックフィルム表面に、粗化の範囲が２ｎｍから５ｎｍとなるプラズマ処理し、前記プラズマ処理後、銅または銅を主成分とする合金からなる金属を溶融して蒸着させて前記プラスチックフィルム上に、１０Åから１００Åの厚さの第１の金属薄膜を形成し、更に不活性ガスを用いて当該不活性ガスプラズマ放電下にて、銅または銅を主成分とする合金からなる金属を溶融して蒸着させて、３０００Åから５０００Å厚さの第２の金属薄膜を形成し、当該第２の金属薄膜上に、所定の厚さの第３の金属導体層を形成するフレキシブル回路基板。
【請求項１２】
プラスチックフィルム面にプラズマ処理を行った後、金属薄膜を被覆するプラスチックフィルム製造装置において、窒素ガス雰囲気中で前記プラスチックフィルム面の表面粗さを２ｎｍから５ｎｍとするプラズマ処理後、銅または銅を主成分とする合金からなる金属を溶融して蒸着させて前記プラスチックフィルム面上に所定の厚さの第１の金属薄膜を形成するための第１の成膜室と、次に不活性ガスを用いて、前記第１の金属薄膜上にプラズマ放電下による銅または銅を主成分とする合金からなる金属を溶融して蒸着させて第２の金属薄膜を形成する第２の成膜室とを有することを特徴とするプラスチックフィルム製造装置。
【請求項１３】
前記第１の金属薄膜の厚さは、１０Åから１００Åであることを特徴とする請求項１２に記載のプラスチックフィルムの製造装置。
【請求項１４】
前記第１の成膜室における第１の金属薄膜の形成後、引き続き第２の成膜室にて第２の金属薄膜を形成する工程を連続的に行うことを特徴とする請求項１２に記載のプラスチックフィルム製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理後、金属薄膜を被覆するプラスチックフィルム及びその製造方法及びその製造装置及びプラスチックフィルムを用いたフレキシブル回路基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来プラスチックフィルムの表面に金属粒子をＰＶＤ法により成膜するには、該フィルムに純度のよい、アルゴン等の不活性ガスを用いてスパッタリングまたは、イオンプレーティングを行っていたものである。しかしながら、これらの方法では、密着性のよい金属成膜を行うことができないものであった。
【０００３】
近時、プラスチックフィルムへのプラズマ処理が行われることにより、その表面に金属粒子を付着せしめるにおいて、密着性のより方法が提案されている。
【０００４】
その一例として、酸素ガスにより低温プラズマ処理を行ったプラスチックフィルムを大気に接触せしめることなく走行させる第１工程と酸素を０．０１〜１０％含有するアルゴン、キセノン、ヘリウム等の不活性ガスのプラズマ中を通過した金属粒子を上記プラスチックフィルム上に厚さ１μｍ以下に付着せしめる第２工程とその表面に高純度の不活性ガスのプラズマ中を通過した金属粒子を付着せしめる第３工程からなる製造方法がある。これにより、優れた密着性を有する金属コーティングフィルムを提供することができるとの記載がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭６４−８２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の構成では、フィルムと金属膜の界面に、酸素プラズマによる酸化膜を多く含むため、高温放置を繰り返すことにより、密着性の良い酸化銅Ｃｕ2Ｏから密着性の悪い酸化銅ＣｕＯに変わり、密着性が低下するという重大な課題を有していた。
【０００６】
本発明は、従来の課題を解決するもので、高温放置を繰り返しても、従来工法に比べ、高い密着性を維持するプラスチックフィルム及びその製造方法及びその製造装置及びプラスチックフィルムを応用したフレキシブル回路基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明のプラスチックフィルムの製造方法は、プラスチックフィルム面にプラズマ処理を行った後、金属薄膜を被覆するプラスチックフィルム製造方法において、プラズマ処理後の表面粗さを２ｎｍから５ｎｍとする窒素ガス雰囲気中のプラズマ処理の工程と、前記プラズマ処理後、銅または銅を主成分とする合金からなる金属を溶融して蒸着させて前記プラスチックフィルム面上に第１の金属薄膜を形成する工程と、次に不活性ガスを用いて、前記第１の金属薄膜上にプラズマ放電下による銅または銅を主成分とする合金からなる金属を溶融して蒸着させて第２の金属薄膜を形成する工程とからなるものである。
【０００８】
また、本発明のプラスチックフィルムの製造方法は、プラスチックフィルムを真空中で脱水処理する工程と、前記プラスチックフィルム表面に、粗化の範囲が２ｎｍから５ｎｍとなるプラズマ処理をする工程と、前記プラズマ処理後、銅または銅を主成分とする合金からなる金属を溶融して蒸着させて前記プラスチックフィルム上に金属薄膜を形成し、更に不活性ガスを用いてその不活性ガスプラズマ放電下にて、銅または銅を主成分とする合金からなる金属を溶融して蒸着させ、前記プラスチックフィルム上に金属薄膜を蒸着する工程とからなるものである。
【０００９】
また、本発明のプラスチックフィルムは、プラスチックフィルムを真空中で脱水処理し、前記プラスチックフィルム表面に、粗化の範囲が２ｎｍから５ｎｍとなるプラズマ処理し、前記プラズマ処理後、銅または銅を主成分とする合金からなる金属を溶融して蒸着させて前記プラスチックフィルム上に金属薄膜を形成し、更に不活性ガスを用いて当該不活性ガスプラズマ放電下にて、銅または銅を主成分とする合金からなる金属を溶融して蒸着させ、前記プラスチックフィルム上に金属薄膜を生成したものである。
【００１０】
また、本発明のプレキシブル回路基板は、プラスチックフィルムを真空中で脱水処理し、前記プラスチックフィルム表面に、粗化の範囲が２ｎｍから５ｎｍとなるプラズマ処理し、前記プラズマ処理後、銅または銅を主成分とする合金からなる金属を溶融して蒸着させて前記プラスチックフィルム上に、１０Åから１００Åの厚さの第１の金属薄膜を形成し、更に不活性ガスを用いて当該不活性ガスプラズマ放電下にて、銅または銅を主成分とする合金からなる金属を溶融して蒸着させて、３０００Åから５０００Å厚さの第２の金属薄膜を形成し、当該第２の金属薄膜上に、所定の厚さの第３の金属導体層を形成したものである。
【００１１】
また、本発明のプラスチックフィルム製造装置は、プラスチックフィルム面にプラズマ処理を行った後、金属薄膜を被覆するプラスチックフィルム製造装置において、窒素ガス雰囲気中で前記プラスチックフィルム面の表面粗さを２ｎｍから５ｎｍとするプラズマ処理後、銅または銅を主成分とする合金からなる金属を溶融して蒸着させて前記プラスチックフィルム面上に所定の厚さの第１の金属薄膜を形成するための第１の成膜室と、次に不活性ガスを用いて、前記第１の金属薄膜上にプラズマ放電下による銅または銅を主成分とする合金からなる金属を溶融して蒸着させて第２の金属薄膜を形成する第２の成膜室とを有することを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のプラスチックフィルム及びその製造方法及びその製造装置及びそれを応用したフレキシブル回路基板及びプラスチックフィルム装置によれば、密着性が非常に強固でエッチングによるファインパターン化が可能なプラスチックフィルム及びフレキシブル回路基板を提供できる。このため、本発明によるフレキシブル回路基板はあらゆるエレクトロニクス分野に活用できる。たとえば一般的なフレキシブル回路基板からＴＡＢ、ＣＯＦ、ＰＧＡ等のボンディングが必須の配線板にも適用が可能である。また、この分野の高密度配線板、高周波基板が可能なフレキシブル回路基板を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明のプラスチックフィルム及びその製造方法及びその製造装置及びそれを応用したフレキシブル回路基板及びプラスチックフィルム製造装置の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明のプラスチックフィルムの製造装置の装置構成例を示す図である。
【００１５】
図１において、１は真空槽、２は巻出し部としての巻出しロール、３は巻取り部としての巻取りロール、４はフィルム加熱手段（ＩＲヒータ）、５ａと５ｂはフィルムを案内するための回転機構とフィルム冷却機能を具備した、円筒形で且つ、フィルムと接触する面に凹凸が形成された第１の電極と第２の電極、そして、第１の電極５ａ側面の一部分には少なくとも、導電部材で構成され、該一部分に、高周波電力を供給するために、６ａ、６ｂの高周波電源と７ａ、７ｂのマッチングボックスがあり、８ａ、８ｂは蒸発源、８ｃは第３の電極、９ａ、９ｂはガス供給部であり、薄膜付与部はこれらにより構成される。１０ａ〜１０ｃは遮蔽板、１１ａ、１１ｂはガイドロール、１２ａ〜１２ｄは真空ポンプ、１３はプラスチックフィルム（ここで、本発明で使用されるプラスチックフィルムとしては、カプトン（東レ・デュポン（株））、ユーピレックス（宇部興産（株））、アピカル（鐘淵化学工業（株））などの商品名として市場で入手できるポリイミドフィルムを使用した。）である。
【００１６】
真空槽１内において遮蔽板１０ａにより分離された部分の巻出しロール２の置かれた側は、フィルム室１４と呼ばれる。遮蔽板１０ａと１０ｃで分離され、蒸発源８ｂが配置された部分は、成膜室１５ａと呼ばれる。また薄膜付与部の設けられた側は、成膜室１５ｂと呼ばれる。遮蔽板１０ｂで分離され、プラズマ処理用の電極が配置された部分はプラズマ処理室１６と呼ばれる。フィルム室１４と成膜室１５ａ、１５ｂ、プラズマ処理室１６は、それぞれ真空ポンプ１２ａ、１２ｄ、１２ｂ、１２ｃにより真空排気される。
【００１７】
次に図1の製造装置及び図２に示すフローチャートを用いて、本発明の製造工程を説明する。
【００１８】
ステップ１において、巻出しロール２から巻出されたプラスチックフィルム１３は、真空ポンプ１２ａにより１０-3Ｐａ以下に排気される。
【００１９】
次に、ステップ２において、加熱・脱水処理を行う。即ち、プラスチックフィルム１３の表面に付着した水分や、内部に吸着している水分は、プラスチックフィルム１３が巻出しロール２から第２の電極５ｂに至る過程において、フィルム加熱手段４でプラスチックフィルム１３表面を加熱することにより、ガス化させることができる。そしてガス化した水分は、真空ポンプ１２ａによって排気され、水の分圧が１０-4Ｐａ以下になるよう排気される。尚、水分圧は４重極質量分析器を用いて水分圧を測定した。これにより、ガス化した水分が拡散して真空槽の内部やガイドロールに再付着することを防止できる。
【００２０】
次に、ステップ３において、プラスチックフィルム１３は、プラズマ処理される。即ち、加熱・脱水処理を終えたプラスチックフィルム１３はプラズマ処理用の第２の電極５ｂを通過する。プラズマ処理室１６にはガス供給部９ｂから、窒素ガスを導入し、プラズマ処理室１６内の真空度は１０-3Paから１０-1Ｐａの範囲に保つ。高周波電源６ｂからマッチングボックス７ｂを介して第２の電極５ｂに、周波数１３．５６ＭＨｚ、電力１５０Ｗから１ｋＷを印加する。プラズマ処理室１６には、第２の電極５ｂと第３の電極８ｃ間でグロー放電が発生し、第２の電極５ｂ上のプラスチックフィルム１３の極近傍に約２００Ｖから約１０００Ｖの負の誘起直流電圧が生じる。
【００２１】
プラズマ処理室１６において、該グロー放電下でイオン化された窒素ガスは、プラスチックフィルム１３の表面をボンバードし、表面粗さＲＭＳが２ｎｍから５ｎｍとなるようボンバード処理される。
【００２２】
表面粗さの測定は原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）をもちいて、測定範囲１μｍ四方程度内を測定した。
【００２３】
また、該グロー放電下でイオン化された窒素ガスは、プラスチックフィルム１３を構成する原子をたたき、例えば炭素と水素の結合や、窒素と水素の結合を切るため、プラスチックフィルム１３上に特定の原子と化学的に反応しやすい官能基が形成される。即ち、官能基は蒸着材料の蒸着粒子と化学的に結合し、密着性のよい蒸着膜が形成される。
【００２４】
ここで、発明者はプラズマ処理に導入するガスを窒素ガス以外に、アルゴンガスについても検討した。その結果、グロー放電下でイオン化されたアルゴンガスは、プラスチックフィルム１３の表面を、窒素ガスによるプラズマ処理に比べ速い速度でボンバードするが、表面粗さＲＭＳが２ｎｍ未満と、ほとんどフィルム表面が荒れなかった。また、プラスチックフィルムを構成する原子、例えば炭素と水素の結合や、窒素と水素の結合を切る量も窒素ガスによるプラズマ処理に比べ、少ないため、プラスチックフィルム上に形成される官能基もわずかであった。アルゴンガスによるプラズマ処理後、銅の成膜を行い、剥離強度の測定を行った結果、０．３Ｎ/ｍｍ程度と低い値を示した。
【００２５】
従って、発明者はプラスチックフィルムに密着性のいい金属膜を形成するには、金属成膜を行う前のプラズマ処理で、窒素ガスを導入し、窒素ガスのプラズマ処理を利用してプラスチックフィルム上を２〜５ｎｍの値の粗さにすることが重要であることを見出した。
【００２６】
次に、ステップ４において、プラスチックフィルム上に第１層目の成膜を行う。即ち、プラズマ処理室１６を通過したプラスチックフィルム１３は、ガイドロール１１ａ、図示されていないエキスパンドロール、ニップロール、そして、遮蔽板１０ｃを経て、第１の成膜室１５ａに入り、矢視の回転方向に回転する第１の電極５ａの外周に入る。第１の成膜室１５ａでは、蒸発源８ｂを溶融し、本実施例では、銅または銅を含む主成分とする合金からなる金属、好ましくは銅の全重量比に占める割合が９９．９９％以上の合金を用いる。また、抵抗加熱方式又は、電子ビーム方式を用いて蒸発源８ｂを溶融させ、第１の成膜室１５ａ内のプラスチックフィルム１３に１０から１００Åの第１層の薄膜を形成する。
【００２７】
次に、ステップ５において、プラスチックフィルム上に第２層目の成膜を行う。即ち、第１の成膜室１５ａを通過したプラスチックフィルム１３は、遮蔽板１０ａを経て、第２の成膜室１５ｂに入る。第２の成膜室１５ｂでは、ガス供給部９ａより、アルゴン，キセノン，クリプトンのような不活性ガス，好ましくはアルゴンを導入し、第２の成膜室１５ｂ内の真空度は１０-3Ｐａから１０-1Ｐａの範囲に保つ。高周波電源６ａからマッチングボックス７ａを介して第１の電極５ａに、周波数１３．５６ＭＨｚ、電力１５０Ｗから１ｋＷを印加すると、第１の電極５ａと蒸発源８ａ間でグロー放電が発生し、プラスチックフィルム１３近傍に約２００Ｖから約１０００Ｖの負の誘起直流電圧が生じる。そして、該グロー放電下で、蒸発源８ａを溶融する。その結果、グロー放電中に存在する電離プラズマにより、金属はイオン化され、励起種となり、高エネルギーの状態で第２の薄膜が、プラスチックフィルム１３上に形成された第１の成膜上に成膜される。
【００２８】
本実施例では、銅または銅を含む主成分とする合金からなる金属、好ましくは銅の全重量比に占める割合が９９．９９％以上の合金を用いる。また、抵抗加熱方式又は、電子ビーム方式を用いて蒸発源８ｂを溶融させ、第２の成膜室１５ｂ内のプラスチックフィルム１３に第２層の３０００Åから５０００Åの第２層の薄膜を形成する。
【００２９】
成膜終了後、プラスチックフィルム１３は遮蔽板１０ａを経て、フィルム室１４に入り、ガイドロール１１ｂを経て、巻取りロール３にいたる。
【００３０】
以上のように、第１の成膜室１５ａにおける第１の金属薄膜の形成後、引き続き第２の成膜室１５ｂにて第２の金属薄膜を形成する工程を連続的に行うので、効率的にプラスチックフィルムの製造を行うことができる。
【００３１】
本発明のプラズマ処理後に形成する、第１層の銅の膜厚を変えて、プラスチックフィルム１３に、電気めっき銅を約２０μｍ厚付けし、ＪＩＳ  Ｃ６４８１（９０°ピール）に準じて９０°引き剥がし試験を行った。合わせて、１５０℃で１日放置した後、３日放置した後、７日放置した後の引き剥がし試験も行った。即ち、第１層の膜厚をパラメータにして加熱時間と剥離強度を測定したものであり、その測定結果を図３に示す。
【００３２】
発明者は、図３に示した評価結果に対し、以下のように考量する。
【００３３】
第１層の銅がない場合、窒素プラズマ処理後にアルゴンプラズマ雰囲気で銅を成膜するため、成膜初期はアルゴンプラズマ雰囲気によって、ポリイミドフィルム表面が表面粗化されてしまう。そのため、窒素プラズマ処理効果が低下するため、常態の剥離強度も０．７Ｎ/ｍｍ程度と低い。また、１５０℃で加熱をした場合、初期段階では、ポリイミドフィルム内の酸素による酸化が進み、銅とポリイミドフィルムの界面で、密着性の高いＣｕ2Ｏが増加するため、密着強度は上がる。しかし、窒素プラズマ処理効果の低下により、銅とポリイミドフィルムの密着強度が低くなる。また、加熱時間の増加とともに、酸化が進み、Ｃｕ2Ｏは密着性の低いＣｕＯに変化し、剥離強度は低下する。
【００３４】
第１層の銅の膜厚が１０Åから１００Åの場合、第２層目の銅を成膜する際のアルゴンプラズマ雰囲気による、窒素プラズマ処理効果の低下を防ぐ事ができ、且つポリイミドフィルム表面の窒素官能基と銅が充分に反応して、強い結合を形成し、更に、ポリイミドフィルム表面の表面粗化によるアンカー効果によって、膜の密着性が向上する。
【００３５】
更に、第２層目の銅を成膜することで、アルゴンプラズマ雰囲気によるアルゴンイオンと銅イオンの打ち込み効果によって、常態の剥離強度が１．０Ｎ/ｍｍ以上が可能となる。
【００３６】
即ち、第１層目の銅薄膜とプラスチックフィルム１３上のアンカー効果が、アルゴンプラズマ雰囲気でのプラズマイオンの打ち込み効果により、更に強化されると解される。
【００３７】
１５０℃で加熱をした場合、初期段階では、ポリイミドフィルム内の酸素による酸化が進み、銅とポリイミドフィルムの界面で、密着性の高いＣｕ2Ｏが増加し、密着強度は上がる。しかし、加熱時間の増加とともに、Ｃｕ2Ｏは密着性の低いＣｕＯに変化し、剥離強度は低下するが、本発明で製造した製品は、銅とポリイミドフィルムの界面が酸化され難いため、剥離強度が低下する速度も遅い。
【００３８】
即ち、１０〜１００Åの適宜な厚さの第1層の銅薄膜がアルゴンプラズマ処理中に窒素プラズマ処理効果の低下を防ぐと共に、アルゴン雰囲気中によるプラズマイオンの打ち込み効果によって、剥離強度を維持している。
【００３９】
第１層の銅の膜厚が１００Åをこえる場合、第２層目の銅を成膜する際のアルゴンプラズマ雰囲気による、窒素プラズマ処理効果の低下を防ぐ事ができ、且つポリイミドフィルム表面の酸素官能基と銅が反応して、強い結合を形成し、表面粗化によるアンカー効果によって、膜の密着性が向上する。しかし、第２層目の銅を成膜する際の、アルゴンプラズマ雰囲気によるアルゴンイオンと銅イオンの打ち込み効果は、第１層の膜厚が厚いために、低い。よって、常態の剥離強度は１．０Ｎ/ｍｍ程度しかいかない。１５０℃で加熱をした場合、初期段階では、ポリイミドフィルム内の酸素による酸化が進み、銅とポリイミドフィルムの界面で、密着性の高いＣｕ2Ｏが増加するため、多少密着強度上がるが、第２層目の銅を成膜する際の、アルゴンプラズマ雰囲気によるアルゴンイオンと銅イオンの打ち込み効果が低い。そして、加熱時間の増加とともに、酸化が進み、Ｃｕ2Ｏは密着性の低いＣｕＯに変化し、剥離強度は低下する。
【００４０】
次に本発明品と比較するために、比較例品として、酸素ガスでプラズマ処理行った後、酸素を０．０１％〜１０％含有するアルゴンガスのプラズマ中で、銅成膜したポリイミドフィルムの引き剥がし試験を行った。合わせて、１５０℃で１日放置した後、３日放置した後、７日放置した後の引き剥がし試験も行った。その測定結果を図４に示す。
【００４１】
発明者は図４に示した評価結果に対し、以下のメカニズムから生じると推定している。
【００４２】
比較例品の、酸素ガスでプラズマ処理した場合、ポリイミドフィルム表面層には酸素官能基が形成され、表面もボンバード効果により、粗化される。銅成膜時には、ポリイミドフィルム表面の酸素官能基と銅が反応して、強い結合を形成する。また、表面が粗化されているため、アンカー効果による膜の密着性が向上する。ただし、成膜初期はアルゴンプラズマ雰囲気によって、ポリイミドフィルム表面が表面粗化され、酸素プラズマ処理効果が低下する。そのため、剥離強度も１Ｎ/ｍｍ程度しか達成しない。また、１５０℃で加熱をした場合、銅とポリイミドフィルムの界面に酸素が多量に存在するため、熱による、界面の銅が急速に酸化されて、脆いＣｕＯが形成される。そのため、剥離強度が急激に低下する。
【００４３】
これに対して、本発明による製造方法では、プラズマ処理時、窒素ガスを導入することで、ポリイミドフィルム表面層に窒素官能基が形成され、また、窒素ボンバードにより、ポリイミドフィルム表面が粗化される。プラズマ処理後は、抵抗加熱方式又は、電子ビーム方式を用いて第１層の銅薄膜を形成することで、第２層目の銅を成膜する際のアルゴンプラズマ雰囲気による、窒素プラズマ処理効果の低下を防ぐ事ができ、且つポリイミドフィルム表面の窒素官能基と銅が反応して、強い結合を形成し、表面粗化によるアンカー効果によって、膜の密着性が向上する。更に、第２層目の銅を成膜することで、アルゴンプラズマ雰囲気によるアルゴンイオンと銅イオンの打ち込み効果によって、剥離強度が１．５Ｎ/ｍｍ程度まで上げる事が可能となる。
【００４４】
１５０℃で加熱をした場合、初期段階では、ポリイミドフィルム内の酸素による酸化が進み、銅とポリイミドフィルムの界面で、密着性の高いＣｕ2Ｏが増加し、密着強度は上がる。しかし、加熱時間の増加とともに、Ｃｕ2Ｏは密着性の低いＣｕＯに変化し、剥離強度は低下するが、本発明で製造した製品は、銅とポリイミドフィルムの界面が酸化され難いため、剥離強度が低下する速度も遅い。
【００４５】
以上のように、本実施の形態１においては、プラズマ処理後に、第１層の銅薄膜を形成することで、密着性の高い、且つ、高温放置試験においても、高い剥離強度を維持することができる。
【００４６】
また、本実施の形態１のフィルム加熱手段による脱水処理する工程を、プラズマ処理で脱水することにより、熱によるフィルムのダメージも少なくなり、また、加熱した後の冷却工程が必要としないため、タクトを短くすることすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明にかかるプラスチックフィルム及びその製造方法及びそれを応用したフレキシブル回路基板は、密着性が非常に強固でエッチングによるファインパターン化が可能なフレキシブル回路基板を提供でき、携帯電話、ＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスタント）、ノートブック型パソコン、デジタル・スチル・カメラ、液晶ディスプレイ等の電子回路に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施例１におけるプラスチックフィルム製造装置を模式的に示す図
【図２】本発明の実施例１におけるプラスチックフィルムの製造工程のフローチャート
【図３】本発明の実施例１におけるプラスチックフィルムの剥離強度と高温放置時間の関係を示す図
【図４】本発明の実施例１におけるプラスチックフィルムの剥離強度と高温放置時間の関係を示す図
【符号の説明】
【００４９】
１  真空槽
２  巻出しロール
３  巻取りロール
４  フィルム加熱手段
５ａ  第１の電極
５ｂ  第２の電極
６ａ、６ｂ  高周波電源
７ａ、７ｂ  マッチングボックス
８ａ、８ｂ  蒸発源
８ｃ  第３の電極
９ａ、９ｂ  ガス供給部
１０ａ、１０ｂ  遮蔽板
１１ａ、１１ｂ  ガイドロール
１２ａ〜１２ｄ  真空ポンプ
１３  プラスチックフィルム
１４  フィルム室
１５ａ、１５ｂ  成膜室
１６  プラズマ処理室
【図１】
2005199544.tif 000003
【図２】
2005199544.tif 000004
【図３】
2005199544.tif 000005
【図４】
2005199544.tif 000006