(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂フィルムがポリイミドフィルムからなり、ポリイミドフィルム表面に
対向ターゲット式スパッタ法により形成せしめる下金属層とその上に積層の対向ターゲット式スパッタ法により形成せしめる上金属層とで構成される二層フレキシブル回路基板の製造方法において、下金属層がポリイミドフィルムの表面を第１の酸化剤の存在下で紫外線照射処理をした後、第２の酸化剤でエッチングして形成される微細凹凸表面上に形成されたものであることを特徴とする二層フレキシブル回路基板の製造方法。
【請求項２】
第１の酸化剤が過酸化水素または次亜塩素酸塩よりなることを特徴とする請求項１に記載の二層フレキシブル回路基板の製造方法。
【請求項３】
第２の酸化剤が過マンガン酸塩よりなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の二層フレキシブル回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二層フレキシブル回路基材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、Ｌ／Ｓ（ライン幅／スペース幅）が１００μｍ／１００μｍ以下の微細回路、更には、Ｌ／Ｓが５０μｍ／５０μｍ以下の微細回路を形成する為に、二層フレキシブル回路基材が広く用いられている。
【０００３】
そして、二層フレキシブル回路基材は、先ず、樹脂フィルムと金属層との密着性を高める為に、金属層を形成するに先立って、反応性イオン、中性イオン、電子、光子のいずれかを照射してフィルム表面を改質（粗面化）し、次いで、樹脂フィルム上に金属層を、無電解メッキや蒸着やスパッタ等により形成することが提案されている。
【０００４】
なお、実際には、密着性が高いとの理由により、樹脂フィルムにイオンを照射してその表面を改質し、次いで、それに、平行マグネトロン式スパッタ法により金属層を形成することが多く採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法により形成した金属層は、樹脂フィルムとの密着性については優れているものの、微細回路を形成した時、導体配線間の絶縁性が劣る欠点を有していた。その為、導体配線間にリーク電流が生じ、回路が誤動作する等の問題が発生し易かった。
【０００６】
本発明は、このような従来の欠点に鑑みて発明されたものであって、金属層を対向ターゲット式スパッタ法で形成することにより、樹脂フィルムと金属層との密着性及び導体配線間の絶縁性の両面において優れた特性を有する二層フレキシブル回路基材を得ることができることを見い出し本発明を完成したものである。
【０００７】
【課題を解決する為の手段】
すなわち、本発明に係る二層フレキシブル回路基材の製造方法は、樹脂フィルムに対向ターゲット式スパッタ法により金属層を形成せしめることを特徴とするものである。
【０００８】
なお、樹脂フィルムくは、ポリイミドフィルムが好ましく、また、金属層は、ポリイミドフィルムとの密着性を高める為の下金属層と、その上に積層の、前記下金属層と異なる導電性金属で形成された上金属層とで構成するのが好ましく、また、下金属層は、ポリイミドフィルムの表面を過酸化水素又は次亜塩素酸塩からなる第１の酸化剤の存在下で紫外線照射処理した後、過マンガン酸塩からなる第２の酸化剤でエッチングして形成される微細凹凸表面上に形成するのが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１において、長い樹脂フィルムに金属層を連続的に積層せしめる装置が示されているが、この装置は、真空チャンバー１内に、片持ち状に突設された巻出しロール２、巻取りロール３、冷却ロール４及びガイドロール５，６を備え、かかる巻出しロール２から巻き出される樹脂フィルム７を、ガイドロール５、冷却ロール４、ガイドロール６を経て移送せしめて、巻取りロール３で巻き取ることができるように設けられていると共に、樹脂フィルム７の移送路に沿って、加熱ランプ８、イオンボンバード電極９及び対向ターゲット式スパッタ装置１０〜１２を配設している。
【００１０】
なお、対向ターゲツト式スパッタ装置１０〜１２は、いずれも、図２において示されているように、所定間隔をもって対向せしめられている一対のターゲット１３ａ，１３ｂに垂直に磁場、電場を印加することにより、各ターゲットから放出される二次電子のガンマ電子によってガスのイオン化を促進せしめてターゲット間に高密度プラズマ１４を発生させ、もって、ターゲット１３ａ，１３ｂに垂直に、かつ、一定の間隔をもって配されている樹脂フィルム７に金属をスパッタすることができる。
【００１１】
このように、複数の対向ターゲット式スパッタ装置１０〜１２を装着しているので、必要に応じて、各種の金属を樹脂フィルム７に積層せしめることができる。なお、図中、１５ａ，１５ｂは磁石、１６は印加電圧を示している。
【００１２】
一方、樹脂フィルム７は、好ましくはポリイミドフィルムが用いられ、その表面が０．０１〜０．１μｍの微細凹凸面に設けられている。なお、この粗面（微細凹凸面）化処理は、前工程において行われ、例えば、プラズマエッチング、イオン、電子、光子照射、薬液処理等を行うことによって、そのような粗面が得られるが、第１の酸化剤（過酸化水素又は次亜塩素酸塩）の存在下で紫外線照射処理した後、第２の酸化剤（過マンガン酸塩）でエッチングして粗面化するのが好ましい。よって、このように粗面化された樹脂フィルム７を用いることにより、それに対する金属層の密着性を一段と高めることができる。
【００１３】
また、かかる金属層の形成は、単層であってもよいが、積層が好ましく、その場合、樹脂フィルム７との密着性を高める下金属層と、その上に積層の上金属層とで構成するのが好ましい。なお、上金属層は、下金属層を形成している金属と異なる導電性金属で形成するのが好ましい。例えば、下金属層をＮｉで形成し、かつ、上金属層をＣｕで形成せしめるようにである。より具体的には、第一の対向ターゲット式スパッタ装置１０によりＮｉをスパッタし、次いで、第二の対向ターゲット式スパッタ装置１１及び第三の対向ターゲット式スパッタ装置１２によりＣｕをスパッタすればよい。
【００１４】
よって、樹脂フィルム７に下金属層及び上金属層を形成せしめた二層フレキシブル回路基材を得ることができる。その縦断面姿が図３に示されているが、同図において、下金属層２０は、樹脂フィルム７の微細凹凸面７ａ上に形成され、そして、下金属層２０上に上金属層２１が形成されている。
【００１５】
なお、下金属層２０は、０．００５〜０．１μｍ好ましくは０．０１〜０．０５μｍの厚さに設ければよく、かつ、その金属は、高温、高湿度の環境下で樹脂フィルム７との密着強度の低減率を減少せしめ得るものであれば、いかなるものであってもよいが、ＮｉやＣｒが好ましく、その他、ＴｉやＣｏやＶ、若しくは、これらの金属の合金等を用いることができる。
【００１６】
また、上金属層２１は、０．０５〜５μｍ好ましくは０．１〜０．５μｍの厚さに設ければよく、かつ、その金属は、導電性に優れたＣｕが好ましいが、その他、ＡｌやＡｇやＡｕやＰｔ、若しくは、これらの金属の合金等を用いることができる。なお、上金属層２１は、導電性を主機能とする点で下金属層２０と相違する。
【００１７】
また、電気導体回路としては、一般に８〜３５μｍの厚さが必要とされるので、スパッタ法で形成した上に通常、電気メッキする。また、金属層２１を形成した後、熱処理することによって、下金属層２０との密着性を更に高めることができる。また、両金属層２０，２１は、線間絶縁抵抗を確保する為に、導体回路形成した後、エッチングして除去する。
【００１８】
【実施例１】
宇部興産株式会社製のポリイミドフィルムであるユーピレックスＳの試験片２０ｃｍ×３０ｃｍを１％苛性ソーダ水溶液に１分間浸漬せしめた後、酸化剤（過酸化水素又は次亜塩素酸塩）の添加条件下、紫外線を照射して表面処理（表面の微細凹凸化処理）した。
【００１９】
次いで、かかる試験片を、真空チャンバー内で加熱し、イオンボンバード処理した後、対向ターゲット式スパッタ装置により、１ｍｍＴｏｒｒＡｒ雰囲気中でＮｉ又はＣｒを０．０５μｍ製膜し、引き続いて、他の対向ターゲット式スパツタ装置により、Ｃｕを０．２μｍ製膜した。
【００２０】
次いで、形成されたＣｕ面にドライフィルム２５μｍをラミネートし、露光、現像を行い、ピッチが７０μｍ、Ｌ／Ｓ（線幅／スペース幅）が３５μｍ／３５μｍの２０本プラス２０本の櫛歯状レジストパターンを形成した。次いで、電解Ｃｕメッキによってレジストパターン部にＣｕを約１８μｍ析出せしめて櫛歯状銅配線パターンを形成した。そして、レジストを剥離した後、配線パターン部以外の範囲に残存するスパッタ膜を酸化剤系のソフトエッチング液を用いて除去した。
【００２１】
次いで、パターンを形成したフィルムを乾燥せしめた後、恒温恒湿の部屋で形成したパターンの隣り合う線に電極を当て、線間絶縁抵抗を測定した。同時に配線パターンを接着テープを用いて剥離テストして配線の密着性を測定した。その結果を表１に示す。
【００２２】
なお、表中の時間はソフトエッチング時間を示している。これからして明らかのように、本発明に係る二層フレキシブル回路基材は、導体線間隔が微細ピッチであっても十分な絶縁が確保できている。
【００２３】
【表１】
0003731841.tif 000002
【００２４】
【比較例１】
実施例１と同様に、宇部興産株式会社製のポリイミドフィルムであるユーピレックスＳの試験片２０ｃｍ×３０ｃｍを１％苛性ソーダ水溶液に１分間浸漬せしめた後、酸化剤（過酸化水素又は次亜塩素酸塩）の存在下、紫外線を照射をして表面処理（表面の微細凹凸化処理）した。
【００２５】
次いで、かかる試験片を、真空チャンバー内で加熱し、イオンボンバード処理した後、平行マグネトロン式スパッタ装置により、１ｍｍＴｏｒｒＡｒ雰囲気中でＣｒを０．０５μｍ製膜し、引き続いてＣｕを０．２μｍ製膜した。
【００２６】
次いで、形成されたＣｕ面にドライフィルム２５μｍをラミネートし、露光、現像を行い、ピッチが７０μｍ、Ｌ／Ｓ（線幅／スペース幅）が３５μｍ／３５μｍの２０本プラス２０本の櫛歯状レジストパターンを形成した。次いで、電解Ｃｕメッキによってレジストパターン部にＣｕを約１８μｍ析出せしめて櫛歯状銅配線パターンを形成した。そして、レジストを剥離した後、配線パターン部以外の範囲に残存するスパッタ膜を酸化剤系のソフトエッチング液を用いて除去した。
【００２７】
次いで、パターンを形成したフィルムを乾燥せしめた後、恒温恒湿の部屋で形成したパターンの隣り合う線に電極を当て、線間絶縁抵抗を測定した。同時に配線パターンを接着テープを用いて剥離テストして配線の密着性を測定した。その結果を表２に示す。なお、表中の時間（分）は、ソフトエッチング時間を示している。
【００２８】
【表２】
0003731841.tif 000003
ここで、実施例１の結果（表１）と比較例１の結果（表２）とを対比してみた場合、両者は、配線パターンの剥離性においては、格段の差異は無いが、線間絶縁抵抗においては、前者（実施例１）の方が一段と優れており、従って、対向ターゲット式スパッタ法による本発明の方が有利であることが分かる。
【００２９】
【実施例２】
宇部興産株式会社製のポリイミドフィルムであるユーピレックスＳの試験片２０ｃｍ×３０ｃｍを１％苛性ソーダ水溶液に１分間浸漬し、次いで、第１の酸化剤（過酸化水素又は次亜塩素酸塩）に２分間浸漬した後、鉄イオン水溶液に浸漬して紫外線を４分間照射した。次いで、水洗し、第２の酸化剤（過マンガン酸塩）に３分間浸漬してエッチング処理後、第２の酸化剤除去処理して表面に微細凹凸を形成した。
【００３０】
次いで、かかる試験片を、真空チャンバー内で加熱処理後、対向ターゲット式スパッタ装置により、１ｍｍＴｏｒｒＡｒ雰囲気中でＮｉ又はＣｒを０．０５μｍ製膜し、引き続いて、他の対向ターゲット式スパッタ装置により、Ｃｕを０．２μｍ製膜した。
【００３１】
次いで、形成されたＣｕ面にドライフィルムレジスト２５μｍをラミネートし、露光、現像を行い、ピッチが７０μｍ、Ｌ／Ｓ（線幅／スペース幅）が３５μｍ／３５μｍの２０本プラス２０本の櫛歯状レジストパターンを形成した。次いで、電解Ｃｕメッキによりレジストパターン部にＣｕを約１８μｍ析出せしめて櫛歯状銅配線パターンを形成した。そして、レジストを剥離した後、配線パターン部以外の範囲に残存するスパッタ膜を酸化剤系のソフトエッチング液を用いて除去した。
【００３２】
次いで、パターンを形成したフィルムを乾燥させた後、恒温恒湿の部屋で形成したパターンの隣り合う線に電極を当て、線間絶縁抵抗を測定した。なお、スパッタ膜の密着強度は、ピール強度試験機を用い、１ｃｍ幅の試験片を用意して、１８０度剥離、５０ｃｍ／ｍｉｎの剥離速度で測定した。その結果を表３に示す。同表中の時間（分）は、ソフトエッチング時間を示している。
【００３３】
【表３】
0003731841.tif 000004
【００３４】
【実施例３】
宇部興産株式会社製のポリイミドフイルムであるユーピレックスＳの試験片２０ｃｍ×３０ｃｍを１０ｍｍＴｏｒｒのＮ2 ガスプラズマ中で１０分間処理した。次いで、真空チャンバー内で加熱、イオンボンバード処理後、対向ターゲット式スパッタ装置により、１ｍｍＴｏｒｒＡｒ雰囲気中でＮｉを０．０５μｍ製膜し、引き続いて、Ｃｕを０．２μｍ製膜した。
【００３５】
次いで、形成されたＣｕ面にドライフィルムレジスト２５μｍをラミネートし、露光、現像を行い、ピッチが７０μｍ、Ｌ／Ｓ（線幅／スペース幅）が３５μｍ／３５μｍの２０本プラス２０本の櫛歯状レジストパターンを形成した。次いで、電解Ｃｕメッキによりレジストパターン部にＣｕを約１８μｍ析出せしめて櫛歯状銅配線パターンを形成した。そして、レジストを剥離した後、配線パターン部以外の範囲に残存するスパッタ膜を酸化剤系のエッチング液を用いて除去した。
【００３６】
次いで、パターンを形成したフィルムを乾燥せしめた後、恒温恒湿の部屋で形成したパターンの隣り合う線に電極を当て、線間絶縁抵抗を測定した。また、スパッタ膜の密着強度は、実施例２と同様に、ピール強度試験機を用い、１ｃｍ幅の試験片を用意して、１８０度剥離、５０ｃｍ／ｍｉｎの剥離速度で測定した。その結果を表４に示す。同表中の時間（分）は、ソフトエッチング時間を示している。
【００３７】
【表４】
0003731841.tif 000005
【００３８】
【比較例２】
実施例２と同様に、宇部興産株式会社製のポリイミドフィルムであるユーピレックスＳの試験片２０ｃｍ×３０ｃｍを１％苛性ソーダ水溶液に１分間浸漬し、次いで、第１の酸化剤（過酸化水素又は次亜塩素酸塩）に２分間浸漬した後、鉄イオン水溶液に浸漬して紫外線を４分間照射した。次いで、水洗し、第２の酸化剤（過マンガン酸塩）に３分間浸漬してエッチング処理後、第２の酸化剤除去処理して表面に微細凹凸を形成した。
【００３９】
次いで、かかる試験片を、真空チャンバー内で加熱、イオンボンバード処理後、平行マグネトロン式スパッタ装置により、１ｍｍＴｏｒＡｒ雰囲気中でＣｒを０．０５μｍ製膜し、引き続いて、Ｃｕを０．２μｍ製膜した。次いで、形成されたＣｕ面にドライフィルムレジスト２５μｍをラミネートし、露光、現像を行い、ピッチが７０μｍ、Ｌ／Ｓ（線幅／スペース幅）が３５μｍ／３５μｍの２０本プラス２０本の櫛歯状レジストパターンを形成した。そして、電解銅メッキによってレジストパターン部にＣｕを約１８ｍ析出せしめて、櫛歯状銅配線パターンを形成した。
【００４０】
次いで、レジストを剥離した後、配線パターン部以外の範囲に残存するスパッタ膜を酸化剤系のソフトエッチング液を用いて除去した。次いで、パターンを形成したフィルムを乾燥した後、恒温恒湿の部屋で形成したパターンの隣り合う線に電極を当て、線間絶縁抵抗を測定した。
【００４１】
また、スパッタ膜の密着強度は、実施例２と同様に、ピール強度試験機を用い、１ｃｍ幅の試験片を用意して、１８０度剥離、５０ｃｍ／ｍｉｎの剥離速度で測定した。その結果を表５に示す。同表中の時間（分）は、ソフトエッチング時間を示している。
【００４２】
【表５】
0003731841.tif 000006
【００４３】
【比較例３】
宇部興産株式会社製のポリイミドフィルムであるユーピレックスＳの試験片２０ｃｍ×３０ｃｍを真空チャンバー内で加熱、イオンボンバード処理した後、平行マグネトロン式スパッタ装置により、１ｍｍＴｏｒｒＡｒ雰囲気中でＣｒを０．０５μｍ製膜し、引き続いて、Ｃｕを０．２μｍ製膜した。
【００４４】
次いで、形成されたＣｕ面にドライフィルムレジスト２５μｍをラミネートし、露光、現像を行い、ピッチが７０μｍ、Ｌ／Ｓ（線幅／スペース幅）が３５μｍ／３５μｍの２０本プラス２０本の櫛歯状レジストパターンを形成した。次いで、電解Ｃｕメッキによりレジストパターン部にＣｕを約１８μｍ析出して、櫛歯状配線パターンを形成した。
【００４５】
次いで、レジストを剥離した後、配線パターン部以外の範囲に残存するスパッタ膜を酸化剤系のソフトエッチング液を用いて除去した。次いで、パターンを形成したフィルムを乾燥した後、恒温恒湿の部屋で形成したパターンの隣り合う線に電極を当て、線間絶縁抵抗を測定した。
【００４６】
また、スパッタ膜の密着強度は、実施例２と同様に、ピール強度試験機を用い、１ｃｍ幅の試験片を用意して、１８０度剥離、５０ｃｍ／ｍｉｎの剥離速度で測定した。その結果を表６に示す。同表中の時間（分）は、ソフトエッチング時間を示している。
【００４７】
【表６】
0003731841.tif 000007
ここで、実施例２の結果（表３）と比較例２，３の結果（表５，６）とを対比してみた場合、後者（比較例２，３）は、スパッタ膜の密着強度においては優れているが、線間絶縁抵抗においては前者（実施例２）の方一段と優れている。また、実施例３の結果（表４）と比較例２，３の結果（表３）とを対比してみた場合も同様である。
【００４８】
また、実施例２の結果（表３）と実施例３の結果（表４）とを対比してみた場合、前者（実施例２）は、密着強度及び線間絶縁抵抗の両面において優れている。従って、ポリイミドフィルムの表面を第１の酸化剤の存在下で紫外線照射処理した後、第２の酸化剤でエッチングして微細凹凸面にせしめてから、その面上に、対向ターゲット式スパッタ法によって金属層を形成するのが最も好ましいことが分かる。なお、実施例２は、比較例２，３に比してスパッタ膜の密着強度においては、やや劣っているが、この程度の差異は実用上、問題無い。
【００４９】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によると、樹脂フィルムと金属層との密着性及び導体配線間の絶縁性のうち、特に、導体配線間の絶縁性において優れた特性を有する二層フレキシブル回路基材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】複数の対向ターゲット式スパッタ装置を備えた樹脂フィルムの連続製膜装置の主要部を示す正面図である。
【図２】対向ターゲット式スパッタ装置の拡大図である。
【図３】二層フレキシブル回路基材の縦断面図である。
【符号の説明】
１  真空チャンバー
２  巻出しロール
３  巻取りロール
４  冷却ロール
７  樹脂フィルム
７ａ  微細凹凸面
１０〜１２  対向ターゲット式スパッタ装置
１３ａ，１３ｂ  ターゲット
２０  下金属層
２１  上金属層
【図１】
0003731841.tif 000008
【図２】
0003731841.tif 000009
【図３】
0003731841.tif 000010