(57)【要約】      （修正有）【課題】樹脂フィルムに形成した密着性が良好でかつ配線パターンの精細化に対応できるフレキシブル基板とその製造方法並びにフレキシブル回路基板の製造方法を提供する。【解決手段】樹脂フィルム基板１の少なくとも片面に、接着剤を介さずに乾式メッキ法による直接形成した下地金属層２を具備し、その下地金属層上に所望の厚さの銅被膜層６を有するフレキシブル基板であって、前記下地金属層は、第１層が厚さ２〜１５ｎｍの絶縁性のＳｉ酸化物層またはＴｉ酸化物層３、第２層が厚さ１〜５ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、もしくはニッケル−クロム合金（Ｎｉ−Ｃｒ）から選ばれる１種の金属層４、さらに第３層が厚さ５０〜３００ｎｍの銅金属層５からなる。フレキシブル基板の銅被覆層をエッチング処理してフレキシブル回路基板とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂フィルム基板の少なくとも片面に、第１層として乾式めっき法による絶縁性のＳｉ酸化物層またはＴｉ酸化物層、第２層として乾式めっき法によるＡｌ、Ｎｉ、もしくは
Ｎｉ−Ｃｒ合金から選ばれる１種の金属層、第３層として乾式めっき法による銅金属層の３層からなる下地金属層を具備し、その下地金属層上に湿式めっき法による銅被覆層を形成してなることを特徴とするフレキシブル基板。
【請求項２】
前記下地金属層を構成する第１層の厚さが２〜１５ｎｍ、第２層の厚さが１〜５ｎｍ、第３層の厚さが５０〜３００ｎｍであって、銅被覆層の厚さが１〜３５μｍであることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル基板。
【請求項３】
前記Ｎｉ−Ｃｒ合金のＣｒの含有割合が、Ｃｒを必ず含み、１０原子％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のフレキシブル基板。
【請求項４】
上記フレキシブル基板の樹脂フィルム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または液晶ポリマー系フィルムから選ばれる樹脂フィルムであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のフレキシブル基板。
【請求項５】
樹脂フィルム基板の少なくとも片面に、接着剤を介さずに直接乾式めっき法により絶縁性のＳｉ酸化物層またはＴｉ酸化物層、およびＡｌ、Ｎｉ、もしくはＮｉ−Ｃｒ合金から選ばれる１種の金属層、さらに銅金属層の３層からなる下地金属層を形成した後、その下地金属層上に湿式めっき法による所望の厚さの銅被覆層を形成することを特徴とするフレキシブル基板の製造方法。 
【請求項６】
上記乾式めっき法がスパッタリングであることを特徴とする請求項５に記載のフレキシブル基板の製造方法。
【請求項７】
上記フレキシブル基板のスパッタリング工程において、第１層を形成する際にスパッタリングターゲットにＳｉＯｘ（１．８＜Ｘ＜２）またはＴｉＯｘ（１．８＜Ｘ＜２）を用いることを特徴とする請求項６に記載のフレキシブル基板の製造方法。
【請求項８】
上記フレキシブル基板のスパッタリング工程において、第２層を形成する際にスパッタリングターゲットにＡｌターゲットもしくはＮｉターゲットまたはＣｒの含有量が、Ｃｒを必ず含み、１０原子％以下のＮｉ−Ｃｒ合金ターゲットを用いることを特徴とする請求項６または７に記載のフレキシブル基板の製造方法。
【請求項９】
上記請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のフレキシブル基板の銅被覆層に、化学エッチング液を用いてエッチング処理した銅導電回路を具備してなることを特徴とするフレキシブル回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリイミド等の長尺樹脂基板の表面に銅系金属層を形成するフレキシブル基板およびその製造方法並びにフレキシブル回路基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＬＣＤ、携帯電話、デジタルカメラおよび様々な電気機器は、薄型、小型、軽量化が求められており、そこに搭載される電子部品は、小型化する動きがある。電子回路を形成するための基板には、硬い板状の「リジットプリント配線板」と、フィルム状で柔軟性があり、自由に曲げることのできる「フレキシブルプリント配線板（以下ＦＰＣと記す場合がある）」がある。
特に、ＦＰＣは、その柔軟性を生かし、ＬＣＤドライバー用配線版、ＨＤＤ、ＤＶＤモジュール、携帯電話のヒンジ部のような屈曲性が要求される箇所で使用できるため、その需要はますます増加してきている。
【０００３】
このＦＰＣの材料として使われるのが、ポリイミド、ポリエステルなど絶縁フィルム上に、銅箔（導体層）を貼り付けた銅張積層板（以下ＣＣＬと記す場合がある）である。
このＣＣＬを大別すると２種類ある。一つは、絶縁フィルムと銅箔（導体層）を接着剤で貼り付けたＣＣＬ（通常「３層ＣＣＬ」と呼ばれ、以下３層ＣＣＬと称す。）と、もう一つは、絶縁フィルムと銅箔（導体層）を接着剤を使わず、キャスティング法、ラミネート法、メタライジング法等により直接複合させたＣＣＬ（通常「２層ＣＣＬ」と呼ばれ、以下２層ＣＣＬと称す。）である。
この「３層ＣＣＬ」と「２層ＣＣＬ」を比較すると、製造コストは３層ＣＣＬの方が絶縁フィルム、接着剤等の材料費・ハンドリング性など製造する上で容易なため価格的に安価である。一方、耐熱性、薄膜化、寸法安定性等の特性は、２層ＣＣＬの方が優れ、回路のファインパターン化、高密度実装化を受けて、高価ではあるが薄型化が可能な２層ＣＣＬの需要が拡大してきている。
【０００４】
また、ＦＰＣにＩＣを実装する方法として、ＣＣＬに配線パターンを形成した後、絶縁体フィルムを透過する光によってＩＣの位置を検出するＣＯＦ実装が主流であり、素材自体の薄さおよび絶縁材料の透明性が要求される。この点からも２層ＣＣＬは有利である。
このような特徴を有する２層ＣＣＬの製造方法は、大きく３つに分類される。一つ目は電解銅箔または圧延銅箔にキャスティング法によって絶縁フィルムを貼り付ける方法、二つ目は絶縁フィルムに電解銅箔または圧延銅箔をラミネート法により貼り付ける方法、三つ目は、絶縁フィルム上にドライプロセス（ここで、ドライプロセスとは、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法等を指す。）により絶縁フィルム上に薄膜の下地金属層を設け、その上に電気銅めっきを行って銅層を形成する方法がある。通常三番目の方法が「メタライジング法」と呼ばれている。
【０００５】
このメタライジング法では、ドライプロセスおよび電気めっきを用いることにより、その金属層厚みを自由に制御可能なため、キャスティング法、あるいはラミネート法と比較して金属層の薄膜化が容易である。また、ポリイミドと金属層界面の平滑性が高いため、一般的にはファインパターンに適していると言われている。
しかし、メタライジング法により得られるＣＣＬは、金属−絶縁フィルム界面が平滑であるため、金属と絶縁フィルム間の接着において一般的に利用されるアンカー効果が期待できず、界面の密着強度が十分発現しないといった問題があった。
【０００６】
このような課題に対する解決方法として、例えば、絶縁フィルムと銅層の中間層（シード層）として、Ｎｉ、Ｃｒを主成分とする金属合金層を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
さらに近年では、電子部品を高密度に実装するために、フレキシブルプリント基板等の寸法の精細化が求められている。そのため金属薄膜と樹脂フィルムの密着を高めることが求められると同時に、回路形成のためのエッチングの際に所望のリードとスペースを確保するために良好なエッチング性が求められる。
さらに金属薄膜と樹脂フィルムの密着を評価するための高温に保持した加速試験において、フィルムとの界面を形成する前記ニッケル−クロム合金がフィルム側から透過して来た酸素や水分によって酸化され、フィルムとの密着力が保持できず、信頼性の面において問題がある。
【０００７】
前記ニッケル−クロム合金薄膜では、樹脂フィルム基板との密着を高めるためにはニッケル−クロム合金膜を厚く形成する、またはクロム添加量を増やす必要があった。そのため銅薄膜とのエッチング速度の差が大きくなり、サイドエッチングやエッチング残渣による絶縁信頼性が悪化する問題があり、さらにエッチング残渣液に有害なクロム化合物を多く含む問題もあった。
上記問題を解決する方法として、樹脂フィルムの上に酸化チタン薄膜を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この方法ではエッチング性や密着性に問題は見られなかったが、耐熱試験した後では密着性の低下が見られ、問題であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１３１５２号公報
【特許文献２】特開２００６−３１０３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み樹脂フィルムに密着性が良好で耐熱性に優れ、かつ配線パターンの精細化に対応できるフレキシブル基板とその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記課題を解決するために検討した結果、樹脂フィルムの表面にスパッタ法によるＳｉ酸化物層あるいはＴｉ酸化物層から選ばれる金属酸化物層が形成され、その上にＡｌ、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｃｒ合金から選ばれる１種の金属層が形成され、さらに銅金属層が形成された３層からなる下地金属層を具備し、その上に銅被膜層を形成したフレキシブル基板とすることにより、耐熱性に優れ高い密着強度と良好なエッチング性を両立し得る皮膜を得られることを見出し本発明を完成した。
すなわち本発明は、樹脂フィルム基板の少なくとも片面に、第１層として乾式めっき法による絶縁性のＳｉ酸化物層またはＴｉ酸化物層、第２層として乾式めっき法によるアルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、もしくはニッケル−クロム合金（Ｎｉ−Ｃｒ）から選ばれる１種の金属層、第３層として乾式めっき法による銅金属層の３層からなる下地金属層を具備し、その下地金属層上に湿式めっき法による銅被覆層を形成したフレキシブル基板とした。
【００１１】
本発明のフレキシブル基板では、前記下地金属層を構成する第１層の厚さが２〜１５ｎｍ、第２層の厚さが１〜５ｎｍ、第３層の厚さが５０〜３００ｎｍであって、銅被覆層の厚さが１〜３５μｍであるのが好ましい。
また、前記ニッケル−クロム合金（Ｎｉ−Ｃｒ）のクロム（Ｃｒ）の含有割合が、Ｃｒを必ず含み、１０原子％以下であることが好ましい。
【００１２】
本発明のフレキシブル基板では、上記フレキシブル基板の樹脂フィルムとして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または液晶ポリマー系フィルムから選ばれる樹脂フィルムを使用できる。
【００１３】
本発明のフレキシブル基板は、樹脂フィルム基板の少なくとも片面に、接着剤を介さずに乾式めっき法により直接絶縁性のＳｉ酸化物層またはＴｉ酸化物層、およびアルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、もしくはニッケル−クロム合金（Ｎｉ−Ｃｒ）から選ばれる１種の金属層、さらに銅金属層の３層からなる下地金属層を形成した後、その下地金属層上に湿式めっき法による所望の厚さの銅被覆層を形成する方法で製造する。
上記乾式めっき法としてはスパッタリングであることが好ましい。
【００１４】
本発明のフレキシブル基板の製造方法においては、上記フレキシブル基板のスパッタリング工程において、第１層を形成する際にスパッタリングターゲットにＳｉＯＸ（１．８＜Ｘ＜２）またはＴｉＯＸ（１．８＜Ｘ＜２）を用いることができる。
また、上記フレキシブル基板のスパッタリング工程において、第２層の下地金属層を形成する際に、スパッタリングターゲットとしてＡｌターゲットもしくはＮｉターゲットまたはＣｒの含有量が、Ｃｒを必ず含み、１０原子％以下のＮｉ−Ｃｒ合金ターゲットを用いることができる。
【００１５】
本発明のフレキシブル回路基板は、上記本発明のフレキシブル基板を使用して、その銅被覆層等の金属層を化学エッチング液を用いてエッチング処理した銅導電回路を具備したフレキシブル回路基板である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のフレキシブル基板は、樹脂フィルム上にＳｉ酸化物層またはＴｉ酸化物層を形成することにより樹脂フィルムとの優れた密着性を確保することができ、これらの酸化物層は回路形成のためのエッチング工程ではエッチングされないので微細な回路形成が可能となり、Ａｌ、Ｎｉ、もしくはＮｉ−Ｃｒからなる金属層を形成することによって耐熱性を確保し、その上に形成される銅層（銅金属層と銅被覆層）とＳｉ酸化物層またはＴｉ酸化物層に対して良好な密着を持つことにより、耐熱性に優れ密着性が良好でかつ配線パターンの精細化に対応できるフレキシブル基板を得ることが可能となる。
またＣｒの含有量が無いか、または有ってもごく微量であるため、エッチング廃液に含まれる有害なクロム化合物を減らすことが可能となり、環境上のメリットを得られる。
【００１７】
さらに上記Ｓｉ酸化物層またはＴｉ酸化物層は絶縁物であるため、回路形成の際にエッチングされることが無く、銅層とその下に形成されているごく薄いＡｌ層あるいはＮｉ層もしくはＮｉ−Ｃｒ層がエッチングされるだけなので、短時間でエッチング処理工程を行うことが可能となり、サイドエッチングを最低限に抑えて微細な回路形成が可能となる。
よって密着性が良好かつ配線パターンの精細化に対応できるフレキシブル回路基板を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の積層構造を説明する断面図である。
【図２】本発明で利用できる巻き取り式スパッタリング装置の機能を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
１．フレキシブル基板
本発明のフレキシブル基板は、樹脂フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介さずに乾式めっき法により直接ナノメートルオーダーの極薄い下地金属層を形成し、その下地金属層上に湿式めっき法による厚い銅被覆層を形成したことを特徴とする。
乾式めっき法により形成される下地金属層は、第１層がＳｉ酸化物層またはＴｉ酸化物層、第２層がＡｌ、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｃｒ合金から選ばれる金属層、第３層が銅金属層からなる。
ここで乾式めっき法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、またはイオンプレーティング法が挙げられるが、スパッタリング法は膜組成や膜厚の制御が行いやすいため好ましい。
以下に本発明のフレキシブル基板の各構成要素について詳しく説明する。
【００２０】
１．１  樹脂フィルム
本発明のフレキシブル基板に用いられる樹脂フィルムとしては、例えば、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または液晶ポリマー系フィルムから選ばれる樹脂フィルムが挙げられ、特にポリイミドフィルムを用いることが好ましい。例えば、フィルムの厚みが２５〜７５μｍのポリイミドフィルムを使用することができる。
なお、ガラス繊維等の無機質材料は、レーザー加工やケミカルエッチングの障害となるので、無機質材料を含有するフィルムは使用しないことが望ましい。
【００２１】
１．２  下地金属層
１．２．１  金属酸化物層（第１層）
本発明の下地金属層の第１層である金属酸化物層は、基板に用いられる樹脂フィルムとその上に形成される銅層との密着性を強化するためのものである。
Ｓｉ酸化物またはＴｉ酸化物を主成分とする薄膜層を介在させることによって、樹脂フィルム層と銅層間の密着性が良好となるだけでなく、酸化物層が実質的に絶縁体であるため、基板である樹脂フィルムの絶縁特性には影響を与えず、銅層のエッチング特性、すなわち銅と接着力向上のための金属層とのエッチングレートの差などを考慮する必要が無くなり、結果として回路のエッチングによるパターニング時の加工生産性が改善され、綺麗なエッチングができるので、微細なパターンを容易に得ることができる。
【００２２】
形成するＳｉまたはＴｉ金属酸化物層の厚さは、２ｎｍ〜１５ｎｍの薄膜でよい。厚さが１５ｎｍ以上になると酸化物層にクラックが入ったり、応力で酸化物層が剥離するためかえって密着が弱くなる場合があり好ましくない。また厚さが２ｎｍ未満では、膜欠陥が多くできるため、第２層の金属層が直接樹脂フィルム基板に形成され、エッチング残渣として残存したり、耐熱密着性に劣る場合があり好ましくない。特に望ましいのは３ｎｍ〜８ｎｍである。
【００２３】
本発明の下地金属層の第１層である金属酸化物層は、金属Ｓｉターゲットまたは金属Ｔｉターゲットを用いてアルゴンガスに酸素ガスを添加し、直流または交流の反応性スパッタリングでＳｉ酸化物またはＴｉ酸化物を形成するか、または導電性のＳｉ酸化物ターゲットまたはＴｉ酸化物ターゲットを用いて直流スパッタリングする方法があるがどちらの方法を用いても良い。
金属ターゲットを用いて反応性スパッタリングを行う場合、ＳｉまたはＴｉ金属は酸素親和性が強いため、ターゲット表面を安定な状態、いわゆる遷移領域においてスパッタリングを行うためには、プラズマ制御装置等の設備を用いて遷移領域を制御したスパッタリングを行う必要があり、設備費用が高くなる。
他方、導電性酸化物ターゲットを用いて直流スパッタを行う場合、使用するターゲットはＳｉＯ２やＴｉＯ２を還元することによる導電性ＳｉＯＸ（１．８＜Ｘ＜２）ターゲットや導電性ＴｉＯＸ（１．８＜Ｘ＜２．０）ターゲットを用いて一般的なＤＣマグネトロンスパッタ法によって金属酸化物層を形成するため、設備費用を低く抑える事が可能となる。
【００２４】
１．２．２  金属層(第２層)
本発明の下地金属層の第２層である金属層は、目的とするフレキシブル基板の耐熱性を確保するためのものである。この金属層を形成しないと、高温環境に曝した場合、フィルム基板と銅層（銅金属層と銅被膜層）との密着強度が低下するので、耐熱信頼性が得られない。
第２層である金属層としては、ＡｌもしくはＮｉ、またはＣｒの割合が１〜１０原子％のＮｉ−Ｃｒ合金を使用するのが有効である。これらの金属は下地層である金属酸化物層との密着性良く、フレキシブル基板が使用される高温環境にも耐えるので、フレキシブル基板の信頼性を維持することが可能となる。
この第２層の厚さは、１ｎｍ〜５ｎｍのごく薄い金属膜を形成すればよい。下地金属層として金属酸化物層と金属層を積層するため、金属層の厚さを１ｎｍ〜５ｎｍあれば実用に耐える耐熱性が得られるからである。
１ｎｍ未満では金属膜に欠陥を生じやすく、耐熱性を損なう恐れがある。５ｎｍを超えても特に支障はないが、無駄な作業をすることになるので好ましくない。
【００２５】
また、特にＮｉ−Ｃｒ合金の場合、膜が厚過ぎると回路形成の際にエッチング速度が低下するために、最上層のＣｕ系金属層のサイドエッチングが起こったり、エッチング残渣によって絶縁信頼性が損なわれることや、エッチング工程の時間が長くなることによる生産性の低下などの問題が生ずるため好ましくない。
またＣｒ量が多い場合はエッチング処理した廃液中に有害な化合物が多く含まれるため、環境上のデメリットが生ずる。
【００２６】
さらに、エッチング工程を検討すれば、フレキシブル基板のエッチング液は、最表面の銅被膜層のエッチングに用いる塩化第二鉄水溶液や塩化第二銅水溶液を持ち用いることが一般的であり、これらエッチング液で下地金属層のＮｉ−Ｃｒ合金などもエッチングされる。しかし、Ｎｉ−Ｃｒ合金のＣｒ割合が高くなったり、下地金属層の厚みが厚くなりすぎると、塩化第二鉄水溶液などのエッチング液では、エッチングできない組成の領域等が存在し、複雑なエッチングプロセスとなることがある。
本発明のフレキシブル基板であれば、塩化第二鉄水溶液のみを用いてエッチングすることができる。このため本発明では、Ｎｉ−Ｃｒ合金はごく薄い層でかつＣｒの割合を低くして使用することとしている。
【００２７】
本発明の下地金属層の第２層である金属層も、ＡｌまたはＮｉまたはＣｒの割合が、Ｃｒを必ず含み、１０原子％以下のＮｉ−Ｃｒ合金のターゲットを用いスパッタリング法で形成する。
【００２８】
１．２．３  銅金属層（第３層）
本発明の下地金属層の第３層である銅金属層は、次工程での銅被覆層を形成し易くする機能を有する。下地金属層表面に電解銅めっきを行う場合、電流が不安定になるのを防ぎ、安定した品質の銅被膜層を得るには、あらかじめ薄い銅層を設けておくのが有効である。この場合、銅金属層の厚さは５０ｎｍから３００ｎｍが好ましい。厚みが５０ｎｍ未満では、次工程で電流が不安定になり、安定した品質の銅被膜層が得られない。また３００ｎｍ以上では成膜に時間がかかり、生産性が低くなるため好ましくない。
本発明の下地金属層の第３層である銅金属層も、上記第２層上にスパッタリング法により銅金属層を形成する。
【００２９】
１．３  銅被覆層
本発明のフレキシブル基板では、３層からなる下地金属層を形成した後、その最表面の銅金属層上に湿式めっき法によって導電層となる銅被覆層を形成する。銅被覆層の厚さは、前記銅金属層を含めた厚さが１μｍ〜３５μｍの厚い銅被覆層を積層して形成する。
この銅被覆層は、電子回路を形成するための許容電流容量の大きな比較的厚い銅の導電層である。銅被覆層の厚さは、前記銅金属層を含めて１μｍ〜３５μｍの範囲にあることが好ましい。１μｍ未満ではエッチングによる配線が作りにくく、また充分な許容電流容量が得られない。３５μｍ以上ではめっき時間が長くなり生産性が低くなるため好ましくない。
湿式めっき法には無電解めっき法と電解めっき法があるが、本発明の銅被膜層を形成する方法としては、特にどちらかに限定されるものではない。また、両方の方法を組み合わせて使用しても良い。
このようにして得られる本発明のフレキシブル基板の構造を図１に示す。図に示すとおり、本発明のフレキシブル基板は樹脂フィルム基板１の上に、金属酸化物層（第１層）３、金属層（第２層）４、銅金属層（第３層）５からなる３層構造の下地金属層２、及び該下地金属層２の表面に堆積させた銅被覆層６からなっている。
【００３０】
２．フレキシブル基板の製造方法
次に、本発明のフレキシブル基板の製造方法を詳述する。
本発明においては、基材としてポリイミドフィルム等の樹脂フィルムの片面または両面に、接着剤を介さずに直接下地金属層を形成し、その下地金属層上に銅被覆層を形成するものである。
基材の絶縁体フィルムは通常水分を含んでおり、スパッタリング法により金属酸化物からなる下地金属層の第１層を形成する前に、大気乾燥あるいは真空乾燥を行い、絶縁体フィルム中に存在する水分を取り去っておく必要がある。これが不十分であると下地金属層との密着性が悪くなってしまう。
【００３１】
図２は、本発明に係るフレキシブル基板の製造方法に用いることができるRoll to Rollの巻き取り式スパッタリング装置の一例である。真空チャンバー１２は、絶縁体フィルムＦを巻き出す巻出軸１３、キャンロール１４、成膜後の絶縁体フィルムＦを巻き取る巻き取り軸１７、フィードロール１６ａ、１６ｂ、スパッタリングカソード１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを備えている。スパッタリングカソード１５ａ〜１５ｄはＤＣマグネトロンスパッタリングカソード等を備えることができ、成膜される膜により適宜選択される。さらに隔壁１８ａ〜１８ｅは成膜室を形成し各スパッタリングカソード１５ａ〜１５ｄのスパッタリング雰囲気を別々な雰囲気とすることができる。各成膜室は別個の排気系とガス導入系を備える。キャンロール１４の内部には冷媒が循環し、スパッタリング成膜の際の絶縁体フィルムを冷却する。
【００３２】
本発明に係るフレキシブル基板を製造するには、スパッタリング装置のスパッタリングカソード１５ａにＳｉＯＸターゲットまたはＴｉＯＸターゲットを、スパッタリングカソード１５ｂにＡｌ、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｃｒから選ばれる金属のターゲットを、スパッタリングカソード１５ｃ、１５ｄに銅ターゲットを装着する。
スパッタリング法により金属酸化物からなる下地金属層の第１層を形成する場合、例えば、Roll to Rollの巻取式スパッタリング装置を用いて形成する場合には、ＳｉＯＸターゲットまたはＴｉＯＸ ターゲットをスパッタリング用カソードに装着する。次に酸素を含んだアルゴンガスを導入し、装置内を１．３Ｐａ程度に保持し、さらに装置内の巻取ロール、巻出ロールに装着した絶縁体フィルムを毎分３ｍ程度の速さで搬送しながら、カソードに接続したスパッタリング用直流電源より電力を供給しスパッタリング放電を開始し、金属酸化物からなる下地金属層の第１層を絶縁体フィルム上に形成する。なお、ターゲットの酸素量（ｘ）が２に近い場合は、特に酸素を導入しなくても、絶縁体フィルムにわずかに残存する水分やスパッタリング装置の真空チャンバー内に残留する酸素により金属酸化物からなる下地金属層の第１層を形成することができる。
【００３３】
次に、スパッタリング法によりＡｌ、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｃｒから選ばれる金属層からなる下地金属層の第２層を形成する場合、同じスパッタリング装置を用い、Ａｌ、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｃｒ合金から選ばれるターゲットをスパッタリング用カソード１５ｂに装着して、下地金属層の第２層の組成を有する金属層を形成する。
さらに第２層の下地金属層を形成したときと同様に、スパッタリング法により銅金属層からなる下地金属層の第３層を形成する場合、銅ターゲットをスパッタリング用カソード１５ｃ、１５ｄに装着したスパッタリング装置を用い、銅金属層を形成する。ここで銅ターゲットは２箇所に装着するのが好ましい。下地金属層の第１層や第２層に比べて第３層である銅金属層の厚さはかなり厚いため、効率よく銅金属層を形成するには２箇所で成膜したほうが好ましいためである。
【００３４】
３層からなる下地金属層を形成した後、銅金属層の上に湿式めっき法で銅被覆層を形成する。湿式めっき法としては、無電解めっき法と電解めっき法があるが、どちらを用いてもかまわない。また、両方を用いてもかまわない。なお、湿式めっき処理を行う場合には、めっき液やその前処理液による浸透に留意して条件を定める必要がある。
銅被覆層の厚さは、十分な電流容量が得られるように１〜３５μｍとする必要がある。電解めっき法を使用すれば、厚い導電層も短時間で効率よく形成することが可能となる。
【００３５】
３．フレキシブル回路基板
上記方法で作製されたフレキシブル基板を、化学エッチング液を用いてエッチング処理することにより、所望の電気回路を備えたフレキシブル回路基板が得られる。フレキシブル回路基板の作製方法を以下に示す。
電気回路の作製方法には、大別してサブトラクティブ法とセミアディティブ法の２つの方法が利用できる。以下に、その概要を説明する。
【００３６】
３．１  サブトラクティブ法
サブトラクティブ法とは、フレキシブル基板の銅被覆層の表面にレジスト層を設け、そのレジスト層の上に所定の配線パターンを有するマスクを載置し、その上から紫外線を照射して露光し、現像して不要な銅層等をエッチングするためのエッチングマスクを作製し、次に露出している銅層をエッチングして除去し、その後、残存するレジスト層を除去する方法である。このとき、配線部として不要となる箇所の下地金属層も同時にエッチング除去され、酸化物層を残して回路配線パターンが形成される。
【００３７】
３．２  セミアディティブ法
セミアディティブ法とは、フレキシブル基板の銅金属層、または銅被覆層の表面にレジスト層を設け、そのレジスト層の上に所定の配線パターンを有するマスクを設け、その上から紫外線を照射して露光し、現像して金属層表面に銅を電着させて配線部とするためのめっき用マスクを作製し、開口部に露出している金属層を陰極として電解めっきして配線部を形成し、次にレジスト層を除去し、ソフトエッチングして回路配線部以外の不用となるフレキシブル基板の表面の金属層を除去して配線部を完成させて配線部パターンを形成する方法である。銅を電着させる工程では十分な導電性が必要とされるため、銅金属層単独では導電性が不十分な場合は、銅被覆層を必要十分程度の厚さで形成する。セミアディティブ法はサブトラクティブ法に比べ、銅層（銅金属層＋銅被覆層）が薄くできるため、ソフトエッチングにより回路配線が形成され、より微細な回路を製造することができる。
【実施例１】
【００３８】
以下に本発明を実施例などにより具体的に説明するが、本発明はそれにより何ら限定されるものではない。
成膜を行う基板としてポリイミド樹脂フィルム（東レ・デュポン社製、商標登録「カプトン１５０ＥＮ」）を用いて、この片面上にＴｉＯ２を還元した導電性のＴｉＯＸターゲットを用いてアルゴンガス中で、直流マグネトロンスパッタリングによって８ｎｍの下地金属層の第１層のＴｉ酸化物層を形成した。
次に、真空を破ることなくＮｉターゲットを用いて直流マグネトロンスパッタリングによって４ｎｍの下地金属層の第２層のＮｉ薄膜を形成した。さらにＣｕをターゲットにして直流マグネトロンスパッタリングによって１００ｎｍの下地金属層の第３層の銅金属層を形成した。その後、下地金属層の上に電気めっきで銅により厚さ８μｍまで成膜し、銅被膜層を形成してフレキシブル基板を作製した。各層の構成を表１に示す。
【００３９】
【表１】
2012182178.tif 000003
【００４０】
密着強度の評価は、ＪＩＳ−Ｃ６４７１（１９９５年版）の銅箔の引きはがし強さに準拠し、常温で９０°方向の引きはがし試験とし、クロスヘッド速度を５０ｍｍ／分にした。評価試料は、フレキシブル基板の銅被膜層上にレジスト（花見化学社製：アノテックインクレジスト）をスクリーン印刷し、エッチング液として４２°ボーメの塩化第二鉄水溶液を４３℃にして、圧力０．２Ｐａでシャワーすることによりエッチングを行い、その後、２５℃の水でシャワー洗浄することにより作製した。
【００４１】
得られた評価試料の銅のラインは、長さ２３０ｍｍ、幅４ｍｍ、ライン間のスペース３ｍｍであった。エッチング処理後の残渣を顕微鏡で確認し、エッチング処理の評価を行った。また、評価試料を１５０℃のオーブン中で１６８時間放置した後に取り出して室温に戻し、同様の密着強度評価を行うことで耐熱密着性を評価した。表２に評価結果を示す。
【００４２】
【表２】
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【実施例２】
【００４３】
下地金属層の第２層に７原子％Ｃｒ−Ｎｉターゲットを用いて直流マグネトロンスパッタリングで２ｎｍの７Ｃｒ−Ｎｉ合金薄膜を形成した以外は、実施例１と同様にしてフレキシブル基板を作製し、エッチング処理と密着性の評価を行った。表１に各層の構成を示し、表２に評価結果を併記して示す。
また、このエッチング廃液に含まれる有害なクロム化合物は従来よりも少なくすることが出来た。
【実施例３】
【００４４】
下地金属層の第２層にＡｌターゲットを用いて直流マグネトロンスパッタリングにより４ｎｍのＡｌ薄膜を形成した以外は、実施例１と同様にしてフレキシブル基板を作製し、エッチング処理と密着性の評価を行った。表１に各層の構成を示し、表２に評価結果を併記して示す。
【実施例４】
【００４５】
下地金属層の第１層を形成するターゲットとして、ＳｉＯ２を還元した導電性のＳｉＯＸターゲットを用い、酸素を０．１ａｔｍ％含むアルゴンガス中で直流マグネトロンスパッタリングを行い、Ｓｉ酸化物層を４ｎｍの厚さで形成した以外は、実施例１と同様にしてフレキシブル基板を作製し、エッチング処理と密着性の評価を行った。表１に各層の構成を示し、表２に評価結果を併記して示す。
【実施例５】
【００４６】
下地金属層の第１層を形成するターゲットとして、Ｓｉターゲットを用い、酸素を５ａｔｍ％含むアルゴンガス中でＲＦマグネトロンスパッタリングを行い、Ｓｉ酸化物層を１３ｎｍの厚さに形成した以外は実施例１と同様にしてフレキシブル基板を作製し、エッチング処理と密着性の評価を行った。表１に各層の構成を示し、表２に評価結果を併記して示す。
【００４７】
（比較例１）
下地金属層の第１層を形成せず、第２層に７原子％Ｃｒ−Ｎｉ合金ターゲットを用いて直流マグネトロンスパッタリングによって４０ｎｍの７原子％Ｃｒ−Ｎｉ合金薄膜を形成し、２層からなる下地金属層とした以外は実施例１と同様にしてフレキシブル基板を作製し、エッチング処理と密着性の評価を行った。表１に各層の構成を示し、表２に評価結果を併記して示す。
また、このエッチング廃液には有害なクロム化合物が多くて問題であった。
【００４８】
（比較例２）
下地金属層の第２層を形成せず、２層からなる下地金属層とした以外は実施例１と同様にしてフレキシブル基板を作製し、エッチング処理と密着性の評価を行った。表１に各層の構成を示し、表２に評価結果を併記して示す。
【００４９】
表１及び表２の結果から、本発明のフレキシブル基板では密着強度に優れ、耐熱密着性も良いのに対して、下地金属層の酸化物層が無い比較例１では密着強度が充分でない。また、下地金属層の第２層の金属層が無い比較例２では、初期密着強度は高くなるものの、耐熱密着強度が急激に低下する。
【符号の説明】
【００５０】
１  樹脂フィルム基板
２  下地金属層
３  金属酸化物層
４  遷移金属層
５  銅金属層
６  銅被覆層
１２  真空チャンバー
１３  巻出軸
１４  キャンロール
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ  スパッタリングカソード
１６ａ、１６ｂ  フィードロール
１７  巻取軸
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ  隔壁
Ｆ  フレキシブル基板
【図１】
2012182178.tif 000005
【図２】
2012182178.tif 000006