JPH04152553A - 回路基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、高分子製基体と導電膜との密着性が優れてい
て、導電膜の剥離が起りにくい回路基板に関する。

（従来の技術） ＩＣ基板などの素材となる回路基板は、従来から、概ね
次のような方法で製造されている。

第１の方法は、電気絶縁性の高分子製基体の表面に接着
剤を塗布したのち、ここに例えば銅箔のような導電膜を
接着し、ついでこの導電膜にエツチング処理を施して導
体回路のパターンを形成する方法である。

この場合、導電膜へのエツチング処理時に、下層に位置
する接着剤もエッチャントで浸食されることがあり、そ
の結果として、導電膜が高分子製基体から剥離してしま
う場合がある。

エッチャントによる接着剤の浸食に基づく導電膜の剥離
を防止するためには、形成する導体回路間のピッチを１
００μｍ以上に広げればよいが、しかし、そのような処
置は、回路の高密度配線の要求に逆行することになる。

このようなことから、配線密度の高い回路基板を製造す
る方法としては、高分子製基体の表面に例えばスパッタ
法のような物理的気相成長法（ＰＶＤ法）で金属の導電
膜を直接形成する方法が採用されている。

なお、この方法の場合、ＰＶＤ法で金属導電膜を形成す
る前に、予め、高分子製基体の表面にプラズマ処理を施
してそこに各種の極性基のような活性部位を発生させる
ことにより、金属導電膜との密着性を高めるという処置
を施すことが通例である。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、プラズマ処理された高分子製基体の表面
に上記したＰＶＤ法で導電膜を形成した場合であっても
、導電膜と高分子製基体との密着性は経時的に悪くなり
、両者間のビール強度が低下するという現象が認められ
る。しかも、高分子製基体の含水量や、高分子製基体表
面へのプラズマ処理後における雰囲気の種類や状態によ
って、導電膜と高分子製基体との密着性の経時的変化は
ばらつき、同一の条件下で高分子製基体の表面にプラズ
マ処理を施しても、その処理効果の再現性は乏しく、導
電膜が剥離しない回路基板の安定した製造という点で問
題がある。

本発明者の研究によれば、上記した高分子製基体表面へ
のプラズマ処理効果の経時的劣化やそのばらつき現象は
、高分子製基体の表面に発生した極性基等の活性部位が
、時間の経過とともに漸次高分子製基体の内部へ遊動し
ていき、その結果、表面の活性部位が減少することに基
づく現象であることか判明した。

本発明は上記した知見に基づいてなされたものであって
、導体回路間のピッチを１００μｍ以下にした場合であ
っても、導電膜と高分子製基体表面との良好な密着性が
長期に亘って確保されている回路基板の提供を目的とす
る。

（課題を解決するための手段） 上記した目的を達成するために、本発明においては、高
分子製基体と、該高分子製基体の表面に形成されたプラ
ズマ重合膜と、該プラズマ重合膜の上にＰＶＤ法で形成
された導電膜とから成ることを特徴とする回路基板が提
供される。

本発明の回路基板は、高分子製基体と導電膜との間にプ
ラズマ重合膜を介装した構造になっている。

この回路基板は、高分子製基体がフィルムの場合を例示
する第１図のような装置を用いて製造することができる
。

第１図の装置において、全体のケーシングｌはその内部
が３部屋２ａ、２ｂ、２ｃに画分されている。部屋２ａ
には高分子製基体（フィルム）３の送出しロール４ａが
配置され、部屋２Ｃには高分子製基体３の巻取りロール
４ｂが配置され、送出しロール４ａから送出された高分
子製基体３は、各部屋を仕切る隔壁１ａ、ｌｂに形成さ
れている孔を通過して部屋２ａから部屋２ｂ、２ｃを順
次通って巻取りロール４ｂで巻取られるようになってい
る。

ここで、高分子製基体３の材料は、通常、回路基板用の
材料として用いられているプラスチックスであれば何で
あってもよく、例えば、ユービレックス（宇部興産■製
の商品名）やカプトン（デュポン社製の商品名）として
知られるポリイミド；ポリエチレン；ポリビニルクロラ
イド；ポリビニリデンクロライド：ポリクロロフルオロ
エチレン；ポリテトラフルオロエチレン；ポリビニルホ
ルマール；ポリビニルブチラール；ポリビニルアルコー
ル；ポリメチルメタクリレート；ポリスチレン；ポリエ
チレンテレフタレート；ポリカーボネート；また、上記
ポリマーに有機過酸化物の配合や電子線照射などにより
架橋処理を施したものや、本発明の効果を損なわない範
囲内で酸化防止剤、紫外線防止剤、滑剤などの各種添加
剤を添加したちの；をあげることができる。

再び第１図に戻って、各部屋２ａ、　　２ｂ、　　２ｃ
にはそれぞれ真空排気系５ａ、５ｂ、５ｃが接続され、
それを動作することによって、各部屋２ａ。

２ｂ、２ｃを所定の真空度に保持できるようになってい
る。

部Ｍ２ａの中には、ＲＦ電源６ａに接続するＲＦ電極７
ａとそれに対向するアース電極７ｂが配置され、これら
電極７ａ、７ｂの間を高分子製基体３が通過できるよう
になっている。

これらの電極７ａ、７ｂは、両者の間を通過する高分子
製基体３の表面にプラズマ重合膜を製膜するために、プ
ラズマを発生させる電極である。

その放電形態は、図のように、平行平板タイプに限定さ
れるものではなく、例えば、誘導タイプであっても、ま
たマグネトロンタイプであってもよい。また、プラズマ
形成時の放電周波数は格別限定されるものではなく、Ｄ
Ｃからマイクロ波まで適宜に選定すればよい。

そして、この部屋２ａには、プラズマ重合膜の製膜用原
料モノマーの供給源８ａと、製膜時の放電ガスの供給源
８ｂとが接続されている。

また、部屋２ｂの中にも、ＲＦ電源６ｂに接続するＲＦ
電極９ａとそれに対向するアース電極９ｂが配置され、
これら電極９ａ、９ｂの間を高分子製基体３が通過でき
るようになっている。

これらの電極９ａ、９ｂは、部屋２ａで製膜されたプラ
ズマ重合膜の表面にプラズマ処理を施すために、プラズ
マ放電を発生させる電極である。

これらの電極９ａ、９ｂも、部屋２ａの電極７ａ。

７ｂの場合と同じように、その放電形態は図のような平
行平板タイプに限定されるものではなく、例えば、誘導
タイプであっても、またマグネトロンタイプであっても
よい。また、プラズマ形成時の放電周波数も格別限定さ
れるものではなく、ＤＣからマイクロ波まで適宜に選定
すればよい。

そして、この部屋２ｂには、部屋２ａて高分子製基体３
の表面に形成されたプラズマ重合膜の表面をプラズマ処
理するための放電ガスの供給源８Ｃが接続されている。

部屋２ｃの中には、導電膜用の材料９を収容する耐熱容
器ｌＯが配置され、容器１０は、一方の極が電子線ヒー
タ１１と接続する製膜用電源６Ｃに接続されている。

この装置において、高分子製基体３は、送出しロール４
ａから巻取りロール４ｂまで連続的に通過する過程で、
部屋２ａではその表面にプラズマ重合膜が製膜され、部
屋２ｂでは前記プラズマ重合膜の表面がプラズマ処理さ
れて活性部位が発生し、最後に、部屋２Ｃではそのプラ
ズマ処理されたプラズマ重合膜の上に導電膜が製膜され
る。

部屋２ａにおけるプラズマ重合膜の製膜に用いる原料モ
ノマーとしては、通常、炭化水素、アルコール、ケトン
、カルボン酸、アルデヒド、エーテル、エステル、シラ
ン化合物、またはこれらを適宜に混合した混合物をあげ
ることができる。

具体的には以下のようなモノマーである。すなわち、ま
ず、炭化水素としては、例えば、メタン。

エタン、プロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、ネ
オペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、
デカンのような飽和炭化水素：１−ブテン、２−ブテン
、ブタジェン、ブチン、ペンテン。

ペンタジェン、ペンチン、ヘキセン、オクテン。

オクチン、デカジエンのような不飽和炭化水素；シクロ
ヘキサン、シクロヘキセン、シクロオクチン、シクロオ
クタンのような環状炭化水素：ベンゼン、トルエン、ｐ
−ジエチルベンゼン、ビニルベンゼンのような芳香族化
合物をあげることができる。

また、アルコールとしては、例えば、メタノール、エタ
ノール、プロパツール、ブタノール、イソブタノール、
ペンタノール、ネオペンタノール。

ヘキサノール、ヘプタツール、オクタツール、ノナノー
ル、デカノール、ｌ−ブチノール、２−ブチノール、ブ
タジエノール、ブチノール、ベンテノール、ペンタジェ
ノ−ルアペンチノール、ヘキセノール、オクテノール、
オクチノール、デカジエノ一ル、シクロヘキサノール、
シクロヘキセノール。

シクロオクチノール、シクロオクタツールである。

また、フェノール、メチルフェノールなどのフェノール
類も用いることができる。

アルデヒドとしては、例えば、アセトアルデヒド、エチ
ルアルデヒド、プロピルアルデヒド、ブチルアルデヒド
、イソブチルアルデヒド、ペンチルアルデヒド、ネオペ
ンチルアルデヒド、ヘキチルアルデヒド、ヘプチルアル
デヒド、オクチルアルデヒド、ｌ−ブチルアルデヒド、
２−ブテニルアルデヒド、ブタジェニルアルデヒド、ブ
チニルアルデヒド、ペンチルアルデヒド、ペンタジェニ
ルアルデヒド、ヘキセニルアルデヒド、オクチルアルデ
ヒド、デカンエニルアルデヒド、シクロへキサニルアル
デヒド、ノクロヘキセニルアルデヒド。

シクロオクチニルアルデヒド、シクロオクタニルアルデ
ヒド、ベンズアルデヒド、ｐ−メチルベンズアルデヒド
をあげることができ、また、カルボン酸としては、例え
ば、ギ酸、酢酸、ブチルカルボン酸、イソブチルカルボ
ン酸、ベンチルカルボン酸、ネオペンチルカルボン酸、
ヘキチルカルボン酸、ヘプチルカルボン酸、オクチルカ
ルボン酸。

１−ブチルカルボン酸、２−ブテニルカルボン酸、ブタ
ジェニルカルボン酸、ブチニルカルボン酸、ペンチルカ
ルボン酸、ペンタジェニルカルボン酸。

ヘキセニルカルボン酸、オクチルカルボン酸、オクチル
カルボン酸、デカジェニルカルボン酸、シクロへキサニ
ルカルボン酸、シクロへキセニルカルボン酸、シクロオ
クチニルカルボン酸、シクロオクタニルカルボン酸、安
息香酸、ｐ−エチル安息香酸をあげることができる。

更にエーテルとしては、例えば、エチルエーテル、メチ
ルエチルエーテル、ブチルエチルエーテル、イソブチル
メチルエーテル、ペンチルエチルエーテル、ネオペンチ
ルエチルエーテル、ヘキシルエチルエーテル、ヘプチル
エチルエーテル、オクチルエチルエーテル、１−ブチル
メチルエーテル。

２−ブテニルメチルエーテル、ブタジェニルエチルエチ
ルエーテル、ブチニルエチルエーテル、ペンチルエチル
エーテル、ペンタジェニルエチルエーテル、ヘキセニル
エチルエーテル、オクチルメチルエーテル、オクチルプ
ロピルエーテル、デカジェニルエチルエーテル、シクロ
へキサニルエチルエーテル、シクロへキセニルエチルエ
ーテル、シクロオクチニルエチルエーテル、シクロオク
タニルエチルエーテル、また、ケトンとしては、例えば
、エチルケトン、メチルエチルケトン、ブチルエチルケ
トン、イソブチルメチルケトン、ペンチルエチルケトン
、ネオペンチルエチルケトン、ヘキシルエチルケトン、
ヘプチルエチルケトン、オクチルエチルケトン、ｌ−ブ
チルメチルケトン、２−ブテニルメチルケトン、ブタジ
ェニルエチルエチルケトン、ブチニルエチルケトン、ペ
ンチルエチルケトン、ペンタジェニルエチルケトン、ヘ
キセニルエチルケトン、オクチルメチルケトン、オクチ
ルプロピルケトン、デカジェニルエチルケトン。

シクロへキサニルエチルケトン、シクロへキセニルエチ
ルケトン、シクロオクチニルエチルケトン。

シクロオクタニルエチルケトン、フェニルエチルケトン
、ジフェニルケトンをあげることができる。

エステルとしては、例えば、エチルエステル。

メチルエチルエステル、ブチルエステル、インブチルエ
ステル、ペンチルエステル、ネオペンチルエステル、ヘ
キシルエステル、ヘプチルエステル。

オクチルプロピルエステル、■−ブチルエステル。

２−ブテニルエステル、ブタジェニルプロビルエステル
、ブチニルメチルエステル、ペンチルエステル、ペンタ
ジェニルエステル、ヘキセニルエステル、オクチルエス
テル、オクチルメチルエステル。

デカジェニルエステル、シクロへキサニルエステル、シ
クロへキセニルエステル、シクロオクチニルエステル、
シクロオクタニルメチルエステルをあげることができ、
また、シラン化合物としては、例えば、ジエチルシラン
、メチルエチルシラン。

ブチルシラン、イソブチルメチルシラン、ペンチルシラ
ン、ネオペンチルシラン、ヘキシルシラン。

ヘプチルエチルシラン、オクチルプロピルシラン。

メトキシシラン、エトキシシラン、プロピルジメトキシ
シラン、２−ブテニルシラン、ブタジェニルプロビルシ
ラン、１−ブチニル−２−メチルジシラン。

ペンチルジシラン、ペンタジェニルシラン、ヘキセニル
シラン、オクチルシラン、オクチルメチルシラン、デカ
ジェニルシラン、シクロへキサニルシラン、シクロへキ
セニルシラン、シクロオクチニルシラン、シクロオクタ
ニルメチルシラン、ジフェニルシラン、フエニルジメチ
ルシランをあげることができる。

上記した製膜用の原料モノマーと一緒に部屋２ａの中に
供給される放電ガスとしては、例えば、アルゴンやヘリ
ウムのような希ガス；水素、酸素。

窒素、−酸化炭素のような２原子分子気体；上記した製
膜用原料モノマーのうち、蒸気圧が１０ｍＴｏｒｒ以上
のもの、または、上記製膜用原料モノマーの水素原子の
一部もしくは全部をハロゲン置換したもののうちその蒸
気圧がｌ　ＯｍＴｏｒｒ以上であるもの；をあげること
ができる。

高分子製基体３の表面に製膜されるプラズマ重合膜は、
部屋２ｂでその表面に生成する極性基などの活性部位が
高分子製基体側へ遊動していくことを防止するためのバ
リヤーとして機能する。そしてその構造は、非晶質の炭
化水素、非晶質炭素構造やダイヤモンド類似構造になっ
ている。また、上記したバリヤー機能を実現するために
は、その膜厚はＩｎｍ〜５μｍ程度であればよい。しか
し、薄すぎるとバリヤー機能の信頼性に不安も生じ、ま
たあまり厚くしても無意味であるばかりではなく経済的
に不利になるので、プラズマ重合膜の膜厚は５０〜５０
０ｎｍ程度であることが好適である。

次に、部屋２ａで製膜されたプラズマ重合膜は、部屋２
ｂで画電極９ａ、９ｂ間を通過する過程で、プラズマ処
理される。

このプラズマ処理に用いる放電ガスとしては、例えば、
アルゴン、ヘリウムのような希ガス；水素、酸素、窒素
、−酸化炭素のような２原子分子気体；をあげることが
できる。

なお、部屋２ａで製膜したプラズマ重合膜が、その表面
に製膜する導電膜とよく密着するような重合膜である場
合には、この部屋２ｂにおけるプラズマ処理を省略する
こともできる。

最後に、部屋２Ｃにおいて、表面がプラズマ処理されて
いるプラズマ重合膜の上に導電膜が製膜される。

製膜の方法は、図に示した電子線蒸着の方法に限定され
るものではなく、ＰＶＤ法であればどのような方法であ
ってもよく、例えば他の方法としては、ＲＦスパッタ法
、マグネトロンスパッタ法。

通常の蒸着法をあげることができる。

（発明の実施例） 実施例１．比較例１゜ 第１図の装置において、各部屋を排気し、電極７ａと７
ｂ、電極９ａと９ｂとの間にいずれも放電電力１００Ｗ
を供給した。

高分子製基体３としてはポリイミドフィルム（商品名、
ユービレックス、宇部興産■製）を用いた。

供給源８ａからはエタノールを製膜用原料モノマーとし
て、また供給源８ｂからは放電ガスとして水素をそれぞ
れ部屋２ａに導入してポリイミドフィルムの表面に厚み
５０ｎｍの非晶質炭化水素構造のプラズマ重合膜を製膜
し、更に部屋２ｂでは、供給源８ｃから放電ガスとして
酸素を供給して前記プラズマ重合膜の表面をプラズマ処
理して部屋２ｃに送入し、ここで、厚み１μｍの銅膜を
電子線蒸着で製膜した。

このとき、ポリイミドフィルム３の送り速度を調節して
、部屋２ｂにおけるプラズマ処理終了の時点から部屋２
ｃにおける銅膜製膜までの時間（【）を変化させた。

得られた各基板につき、それぞれ、銅膜のビール強度（
Ｋｇｆ／ｃ＋ｏ）を測定した。その結果を、前記した時
間ｔとビール強度（Ｋｇｆ／ｃ＋ｎ）の関係として第２
図に−・−印で示した。

比較のために、部屋２ａを作動せずプラズマ重合膜を製
膜しないで、部屋２ｂにおいてポリイミドフィルム３の
表面に実施例と同じ条件で直接プラズマ処理を施したの
ち、部屋２ｃで実施例の場合と同じ条件下で銅膜を製膜
した。

このときも、実施例の場合と同じように、プラズマ処理
終了時点から銅膜製膜までの時間を変化させた。

得られた各基板における銅膜のビール強度を実施例と同
様に測定して、その結果を、第２図に一〇−印で示した
。

第２図から明らかなように、本発明の回路基板は、銅膜
を製膜するまでの時間が長くなっても、製膜された銅膜
のビール強度の低下は起っていない。しかし、比較例の
場合は、プラズマ処理の効果は急速に減退し、銅膜製膜
までの放置時間が長くなるとその銅膜のビール強度は急
速に低下している。このことは、本発明の回路基板の場
合は、プラズマ重合膜がプラズマ処理効果の劣化を有効
に防止していることを示している。

実施例２゜ 実施例Ｉにおいて、製膜用原料モノマーと部屋２ｂで用
いるプラズマ処理用の放電ガスを第１表で示したような
ものとし、実施例１と同様にしてポリイミドフィルム３
の上にプラズマ重合膜を形成し、その表面をプラズマ処
理し、その処理終了の時点から４０分経過後に、銅膜を
製膜した。

各基板につき銅膜のビール強度を測定した。その結果を
第１表に示した。

比較のため、プラズマ重合膜を製膜せず、ポリイミドフ
ィルムの表面に直接表中の放電ガスでプラズマ処理を施
し、４０分経過後に銅膜を製膜した。このときの銅膜の
ビール強度も比較例２として第１表に併記した。

（以下余白） 第 表 ４゜ （発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明の回路基板は、高
分子製基体の表面に製膜されたいるプラズマ重合膜がそ
こに施されるプラズマ処理の効果を長期に亘って保持す
る作用を示すので、最外層に形成される導電膜との密着
性は強固でかつ長期に維持され、導電膜の剥離現象が有
効に阻止される。したがって、本発明の回路基板は、高
密度の回路配線が可能で、しかも高い信頼性を備えてい
て、その工業的価値は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回路基板の製造に用いる装置例の概略
図、第２図はプラズマ処理終了時点から銅膜の製膜まで
の時間と製膜された銅膜のビール強度との関係を示すグ
ラフである。 ｉ　・・・ケーシング、１ａ、１ｂ−・・隔壁、２　ａ
、　２　ｂ。 ２ｃ・・・部屋、３・・・高分子製基体、４ａ・・・送
り出しロール、４ｂ・・・巻取りロール、５ａ、５ｂ、
５ｃ・・・真空排気系、６ａ、６ｂ・・・ＲＦ電源、６
ｃ・・・電子線蒸着用電源、？ａ、９ａ・・・ＲＦ電極
、７ｂ。 ９ｂ・・・アース電極、８ａ・・・製膜用原料モノマー
の供給源、８ｂ・・・製膜用放電ガスの供給源、８Ｃ・
・・プラズマ処理用放電ガスの供給源、９・・・導電膜
用の材料、ＩＯ・・・耐熱容器、１１・・・電子線ヒー
タ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　高分子製基体と、該高分子製基体の表面に形成された
   プラズマ重合膜と、該プラズマ重合膜の上に物理的気相
   成長法で形成された導電膜とから成ることを特徴とする
   回路基板。