JPH062119A - イオンプレーティング加工方法 - Google Patents
イオンプレーティング加工方法Info
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- JPH062119A JPH062119A JP15946092A JP15946092A JPH062119A JP H062119 A JPH062119 A JP H062119A JP 15946092 A JP15946092 A JP 15946092A JP 15946092 A JP15946092 A JP 15946092A JP H062119 A JPH062119 A JP H062119A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電子機器の多層基板のように凹凸表面を有す
る基板体に対して各部均一な厚さを有し、かつ回り込み
付着による脹らみのない付着層を形成するイオンプレー
ティング加工方法である。 【構成】 減圧下で薄膜形成用蒸発源をプラス、基板を
マイナスとして通電することにより、イオンプレーティ
ングする方法において、正極性のパルス幅τONを０．１
〜１×１０6μｓとするパルス電流を通電することを特
徴とする方法、並びに正極性パルス通電毎に通電を休止
し、その後負極性パルス電流を通電することを特徴とす
る方法である。パルス波形は図２に示す。
る基板体に対して各部均一な厚さを有し、かつ回り込み
付着による脹らみのない付着層を形成するイオンプレー
ティング加工方法である。 【構成】 減圧下で薄膜形成用蒸発源をプラス、基板を
マイナスとして通電することにより、イオンプレーティ
ングする方法において、正極性のパルス幅τONを０．１
〜１×１０6μｓとするパルス電流を通電することを特
徴とする方法、並びに正極性パルス通電毎に通電を休止
し、その後負極性パルス電流を通電することを特徴とす
る方法である。パルス波形は図２に示す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子機器の多層基板の
ように凹凸表面を有する基板体に対して、各部均一な厚
さを有し、かつ回り込み付着による脹らみのない付着層
を形成するイオンプレーティング加工方法である。
ように凹凸表面を有する基板体に対して、各部均一な厚
さを有し、かつ回り込み付着による脹らみのない付着層
を形成するイオンプレーティング加工方法である。
【０００２】
【従来の技術】従来のイオンプレーテイング加工方法
は、１×１０-2〜１０-3Ｔｏｒｒのアルゴンガス雰囲気
内で、基板をマイナス、薄膜形成用蒸発源をプラスとし
て、両者に直流電圧を印加し、蒸発源（金属）を蒸発さ
せて、蒸発原子をイオン化し、これを基板表面に吸着さ
せて薄膜を形成する方法である。
は、１×１０-2〜１０-3Ｔｏｒｒのアルゴンガス雰囲気
内で、基板をマイナス、薄膜形成用蒸発源をプラスとし
て、両者に直流電圧を印加し、蒸発源（金属）を蒸発さ
せて、蒸発原子をイオン化し、これを基板表面に吸着さ
せて薄膜を形成する方法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のイオンプレ
ーティング加工方法では、微細な凹凸を有する電子機器
用基板を対象とした場合、基板上の角部が特に電界強度
が高く、多量にイオンプレーティングされる。すなわ
ち、図７に示すように、細穴２１を多数設けた樹脂基板
２２に金属板２３を片面に貼り合せてなる基板を用いて
イオンプレーティング加工をすると、細穴２１の上端の
樹脂基板角部２４にイオンが集中して、細穴２１内の金
属板２３に形成される薄膜層がその部分だけ脹らんで不
均一となり、隣接する細穴２１，２１内に形成された付
着金属層が相互に結着して、回路上短絡する原因となる
などの欠点がある。図７においてθは回り込み角度
（゜）を表わし、細穴２１内に形成される薄膜の脹らみ
部分の目安となる。θが９０゜以上が理想的な形態であ
る。
ーティング加工方法では、微細な凹凸を有する電子機器
用基板を対象とした場合、基板上の角部が特に電界強度
が高く、多量にイオンプレーティングされる。すなわ
ち、図７に示すように、細穴２１を多数設けた樹脂基板
２２に金属板２３を片面に貼り合せてなる基板を用いて
イオンプレーティング加工をすると、細穴２１の上端の
樹脂基板角部２４にイオンが集中して、細穴２１内の金
属板２３に形成される薄膜層がその部分だけ脹らんで不
均一となり、隣接する細穴２１，２１内に形成された付
着金属層が相互に結着して、回路上短絡する原因となる
などの欠点がある。図７においてθは回り込み角度
（゜）を表わし、細穴２１内に形成される薄膜の脹らみ
部分の目安となる。θが９０゜以上が理想的な形態であ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、減圧下で薄膜
形成用蒸発源をプラス、基板をマイナスとして通電する
ことにより、基板にイオンプレーティングする加工方法
において、正極性のパルス幅τONを０．１〜１×１０6
μｓとするパルス電流を通電することを特徴とする方法
である。本発明は又、正極性パルス電流を通電後、通電
毎に通電を休止し、その後負極性パルス電流を通電する
方法である。負極性パルスを通電する場合には、正極性
パルス電流のピーク電圧より、負極性パルス電流のピー
ク電圧を絶対値において小さくするとよい。
形成用蒸発源をプラス、基板をマイナスとして通電する
ことにより、基板にイオンプレーティングする加工方法
において、正極性のパルス幅τONを０．１〜１×１０6
μｓとするパルス電流を通電することを特徴とする方法
である。本発明は又、正極性パルス電流を通電後、通電
毎に通電を休止し、その後負極性パルス電流を通電する
方法である。負極性パルスを通電する場合には、正極性
パルス電流のピーク電圧より、負極性パルス電流のピー
ク電圧を絶対値において小さくするとよい。
【０００５】パルス幅τONを０．１〜１×１０6μｓの
範囲とした理由は、０．１μｓ未満は現状のパルス電源
として製作困難であるからであり、１×１０6μｓより
長いτONではほとんど従来の直流の結果と同じくなり、
薄膜の脹らみが大きくなって、短絡の原因となり、効果
がなくなる。
範囲とした理由は、０．１μｓ未満は現状のパルス電源
として製作困難であるからであり、１×１０6μｓより
長いτONではほとんど従来の直流の結果と同じくなり、
薄膜の脹らみが大きくなって、短絡の原因となり、効果
がなくなる。
【０００６】基板材料としては、片面銅貼基板、両面銅
貼基板、多層基板、フレキシブル基板、ボンディング基
板、高密度基板等が対象となり、又、蒸発源としては、
金、銀、銅、白金、パラジウム等が用いられる。
貼基板、多層基板、フレキシブル基板、ボンディング基
板、高密度基板等が対象となり、又、蒸発源としては、
金、銀、銅、白金、パラジウム等が用いられる。
【０００７】以下、本発明を図面に基づいて具体的に説
明する。図１は実施に適した装置の一例で、１はイオン
プレーティングすべき基板で、２は蒸発源である。３は
電子銃で、ガンノズル４からアルゴンなどの不活性ガス
を導入する。５は予備のパイプで反応ガスなどの導入口
である。６は真空ポンプで、６００ｌ／ｓｅｃ程度の排
気量をもって１０-2〜１０-4Ｔｏｒｒの真空度にする。
７は水冷用銅パイプ、８は電子ビーム発生用電源、９は
高周波電源、１０は基板加熱用ヒーター、１１はヒータ
ー用電源である。１２は基板用温度計、１３は従来方式
のイオン化用電流電源であり、１４は本発明方式のイオ
ン化用パルス電源である。１５は蒸発源の固定用電磁石
コイルである。
明する。図１は実施に適した装置の一例で、１はイオン
プレーティングすべき基板で、２は蒸発源である。３は
電子銃で、ガンノズル４からアルゴンなどの不活性ガス
を導入する。５は予備のパイプで反応ガスなどの導入口
である。６は真空ポンプで、６００ｌ／ｓｅｃ程度の排
気量をもって１０-2〜１０-4Ｔｏｒｒの真空度にする。
７は水冷用銅パイプ、８は電子ビーム発生用電源、９は
高周波電源、１０は基板加熱用ヒーター、１１はヒータ
ー用電源である。１２は基板用温度計、１３は従来方式
のイオン化用電流電源であり、１４は本発明方式のイオ
ン化用パルス電源である。１５は蒸発源の固定用電磁石
コイルである。
【０００８】まず、真空装置内を２×１０-1〜５×１０
-2Ｔｏｒｒのアルゴンガス雰囲気とする。基板１をマイ
ナスとし、蒸発源２をプラスとし、これにパルス電圧を
印加する。蒸発源２内の薄膜形成材料を蒸発させるた
め、電子銃をマイナスとして、別電源を使用して原料の
蒸発を行う。この雰囲気にすることで蒸発原子がイオン
化されて、基板表面に強く吸収されて付着する。
-2Ｔｏｒｒのアルゴンガス雰囲気とする。基板１をマイ
ナスとし、蒸発源２をプラスとし、これにパルス電圧を
印加する。蒸発源２内の薄膜形成材料を蒸発させるた
め、電子銃をマイナスとして、別電源を使用して原料の
蒸発を行う。この雰囲気にすることで蒸発原子がイオン
化されて、基板表面に強く吸収されて付着する。
【０００９】本発明に用いるパルス波形の基本は図２に
示すとおりで、（−ＶP＝０Ｖ，
示すとおりで、（−ＶP＝０Ｖ，
【００１０】試料として、厚み１．６ｍｍ、大きさ１０
０ｍｍ角のポリイミド樹脂板に直径０．２ｍｍの細穴を
多数開け、それに厚さ１ｍｍの銅板を片面に貼り合せた
ものを用いた。薄膜形成用蒸発源として金を使用した。
グロー放電用ガスとしてアルゴンガスを用い、０．０５
Ｔｏｒｒの雰囲気とした。電子銃と蒸発源間に直流４０
Ｖに２０〜３０Ｖ交流を重畳した電圧を印加して、３０
０Ａ位通電することにより、多量の蒸発金属原子を生じ
させる。この蒸発原子がパルス電界によるグロー放電中
を通過することで、イオン化された原子が負の高電位の
基板上に強力に吸引されて付着する。この時の正極性パ
ルス幅は０．１〜１×１０6μｓの範囲内で変化させ
て、回り込み角度θについて試験した。結果を図３に示
す。図３には従来の直流の場合を比較例として示した。
０ｍｍ角のポリイミド樹脂板に直径０．２ｍｍの細穴を
多数開け、それに厚さ１ｍｍの銅板を片面に貼り合せた
ものを用いた。薄膜形成用蒸発源として金を使用した。
グロー放電用ガスとしてアルゴンガスを用い、０．０５
Ｔｏｒｒの雰囲気とした。電子銃と蒸発源間に直流４０
Ｖに２０〜３０Ｖ交流を重畳した電圧を印加して、３０
０Ａ位通電することにより、多量の蒸発金属原子を生じ
させる。この蒸発原子がパルス電界によるグロー放電中
を通過することで、イオン化された原子が負の高電位の
基板上に強力に吸引されて付着する。この時の正極性パ
ルス幅は０．１〜１×１０6μｓの範囲内で変化させ
て、回り込み角度θについて試験した。結果を図３に示
す。図３には従来の直流の場合を比較例として示した。
【００１１】正極性パルス幅τONの増大とともに、回り
込み角θは小さくなる。すなわち、脹らみが大きくなる
ことを示し、電子回路上の短絡の原因となる。休止パル
ス幅τoffにもよるが、τONが３０〜５０μｓ以下が回
り込み角θは９０゜以上になる。又、τON：τoff＝
１：１よりτoffが大きい程よい。休止パルス幅を大き
くすると回り込み角（θ）は図３に示す如く９０゜以上
になり、接点短絡などの問題は生じない。
込み角θは小さくなる。すなわち、脹らみが大きくなる
ことを示し、電子回路上の短絡の原因となる。休止パル
ス幅τoffにもよるが、τONが３０〜５０μｓ以下が回
り込み角θは９０゜以上になる。又、τON：τoff＝
１：１よりτoffが大きい程よい。休止パルス幅を大き
くすると回り込み角（θ）は図３に示す如く９０゜以上
になり、接点短絡などの問題は生じない。
【００１２】図４から判るように正極性パルス電流の通
電毎に通電を休止し、その後負極性パルス電流を加えて
パルス幅を大きくすることは、回り込み角θを大きくす
る。さらに負極性パルスを加え、正極性パルス幅を大き
くすることは、脹らみ発生部分を負極性パルスにてイオ
ン化するため常に脹らみがなく、付着量＞イオン化量の
範囲内において付着部分は初期面積より大きくならず、
むしろ小さく円錐、角錐のような形状となる。付着層は
連続した微細組織となるため機械的強度は高くなる。
電毎に通電を休止し、その後負極性パルス電流を加えて
パルス幅を大きくすることは、回り込み角θを大きくす
る。さらに負極性パルスを加え、正極性パルス幅を大き
くすることは、脹らみ発生部分を負極性パルスにてイオ
ン化するため常に脹らみがなく、付着量＞イオン化量の
範囲内において付着部分は初期面積より大きくならず、
むしろ小さく円錐、角錐のような形状となる。付着層は
連続した微細組織となるため機械的強度は高くなる。
【００１３】さらに、図６より正極性ピーク電圧ＶPを
高めることは、回り込み角を大きくする。これはイオン
移動を大きくし、付着面に連続した微細結晶を作るから
である。又、負極性ピーク電圧−ＶPを高めることは付
着面のイオン化を著しくするため円錐形になり易い。な
お、付着においてそのイオン移動量はＶPに比例した電
流ＩＰと正極性パルス幅τONの積で与えられる。よって
正極性パルスＶPより
高めることは、回り込み角を大きくする。これはイオン
移動を大きくし、付着面に連続した微細結晶を作るから
である。又、負極性ピーク電圧−ＶPを高めることは付
着面のイオン化を著しくするため円錐形になり易い。な
お、付着においてそのイオン移動量はＶPに比例した電
流ＩＰと正極性パルス幅τONの積で与えられる。よって
正極性パルスＶPより
【００１４】
実施例１ 試料として厚み１．６ｍｍ、大きさ１００ｍｍ角のポリ
イミド樹脂板に０．２ｍｍ直径の小径穴を多数開け、こ
れに厚さ１ｍｍの銅板を片面に貼り合わせたものを用い
た。これをマイナスとし、蒸発源に銅（Ｃｕ）又は銀
（Ａｇ）を使用した。真空放電用ガスとしてアルゴンガ
スを用い、０．０３Ｔｏｒｒの真空度雰囲気とした。前
述の金の場合と同様に、電子銃からの電子ビームにより
蒸発源の銅又は銀を溶融・蒸発させた。この蒸気原子が
ＶP１０００Ｖ、τoff５０μｓ、−ＶP０Ｖ、−τON０
μｓのパルス電流によるグロー放電中を通ることで、イ
オン化された陽イオンが基板上に衝撃的に注入され拡散
し付着する。正極性パルス幅は０．１〜１×１０6μｓ
の範囲内で変化させて、回り込み角度θについてテスト
した。
イミド樹脂板に０．２ｍｍ直径の小径穴を多数開け、こ
れに厚さ１ｍｍの銅板を片面に貼り合わせたものを用い
た。これをマイナスとし、蒸発源に銅（Ｃｕ）又は銀
（Ａｇ）を使用した。真空放電用ガスとしてアルゴンガ
スを用い、０．０３Ｔｏｒｒの真空度雰囲気とした。前
述の金の場合と同様に、電子銃からの電子ビームにより
蒸発源の銅又は銀を溶融・蒸発させた。この蒸気原子が
ＶP１０００Ｖ、τoff５０μｓ、−ＶP０Ｖ、−τON０
μｓのパルス電流によるグロー放電中を通ることで、イ
オン化された陽イオンが基板上に衝撃的に注入され拡散
し付着する。正極性パルス幅は０．１〜１×１０6μｓ
の範囲内で変化させて、回り込み角度θについてテスト
した。
【００１５】正極性パルス幅τONを大きくすると銅およ
び銀の場合も前述の金と同様に回り込み角θは小さくな
る。θが９０°以上になる範囲は銅の場合、τON１０μ
ｓ以下であり、銀の場合、τON５μｓ以下である。この
原因は銀は銅、金に比べて陽イオンになるのに必要なイ
オン化エネルギーは最も小さいため、多量のイオン量に
より回り込みイオン量も増えるためである。
び銀の場合も前述の金と同様に回り込み角θは小さくな
る。θが９０°以上になる範囲は銅の場合、τON１０μ
ｓ以下であり、銀の場合、τON５μｓ以下である。この
原因は銀は銅、金に比べて陽イオンになるのに必要なイ
オン化エネルギーは最も小さいため、多量のイオン量に
より回り込みイオン量も増えるためである。
【００１６】実施例２ 正極性パルス電流の通電毎に通電休止し、その後負極性
パルス電流を加える方法で、休止パルス幅τoffを０．
１〜１×１０6μｓの範囲内で変化させて、同様に回り
込み角度θについて調べた。
パルス電流を加える方法で、休止パルス幅τoffを０．
１〜１×１０6μｓの範囲内で変化させて、同様に回り
込み角度θについて調べた。
【００１７】ＶP１０００Ｖ、τON３０μｓ、−ＶP２０
０Ｖ、−τON１０μｓの条件において、休止パルス幅τ
offが増大する程、角θが増大することが金と同じく、
銅、銀についても言える。銅ではτoffが６０μｓであ
り、銀ではτoffが１００μｓでθ＝９０°である。
０Ｖ、−τON１０μｓの条件において、休止パルス幅τ
offが増大する程、角θが増大することが金と同じく、
銅、銀についても言える。銅ではτoffが６０μｓであ
り、銀ではτoffが１００μｓでθ＝９０°である。
【００１８】更に負極性パルス幅−τONを１０〜２５μ
ｓまで変えた時の角度θ（°）を調べた。τON、τoff
などＶP１０００Ｖ、τON１０μｓ、τoff３０μｓ、−
ＶP２００Ｖの条件では銅、銀共に−τONを増すと金と
同様に付着量＞イオン化量の範囲内において、円錐、角
錐のような形状となり、角度θ（°）は大きくなる。
ｓまで変えた時の角度θ（°）を調べた。τON、τoff
などＶP１０００Ｖ、τON１０μｓ、τoff３０μｓ、−
ＶP２００Ｖの条件では銅、銀共に−τONを増すと金と
同様に付着量＞イオン化量の範囲内において、円錐、角
錐のような形状となり、角度θ（°）は大きくなる。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、凹凸面を有する基板面
に対して、イオンプレーティング方法により、均一な厚
さと回り込み付着による脹らみのない薄膜を形成するこ
とができ、回路の短絡等の不具合を生じることがない。
に対して、イオンプレーティング方法により、均一な厚
さと回り込み付着による脹らみのない薄膜を形成するこ
とができ、回路の短絡等の不具合を生じることがない。
【図１】本発明の実施に適した装置の説明図である。
【図２】本発明に用いるパルス波形の説明図である。
【図３】本発明における正極性パルス幅に対する回り込
み角の関係を示すグラフである。
み角の関係を示すグラフである。
【図４】本発明における休止パルス幅に対する回り込み
角の関係を示すグラフである。
角の関係を示すグラフである。
【図５】本発明における負極性パルス幅に対する回り込
み角の関係を示すグラフである。
み角の関係を示すグラフである。
【図６】本発明におけるピーク電圧に対する回り込み角
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図７】回り込み角（θ）の説明図である。
１ 基板 ２ 蒸発源 ３ 電子銃 ４ ガンノズル ５ 反応ガス導入口 ６ 真空ポンプ ７ 水冷用銅パイプ ８ 電子ビーム発生用電源 ９ 高周波電源 １０ 基板加熱用ヒーター １１ ヒーター用電源 １２ 基板用温度計 １３ イオン化用電流 １４ イオン化用パルス電源 １５ 電磁石コイル ２１ 細穴 ２２ 樹脂基板 ２３ 金属板 ２４ 樹脂基板角部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大場 和夫 埼玉県東松山市松葉町４丁目２番３号 (72)発明者 嶋 好範 神奈川県川崎市麻生区王禅寺768−15 (72)発明者 大場 章 埼玉県朝霧市浜崎１丁目９番地の３−205
Claims (3)
- 【請求項１】 減圧下で薄膜形成用蒸発源をプラス、基
板をマイナスとして通電することにより、基板にイオン
プレーティングする加工方法において、正極性のパルス
幅τONを０．１〜１×１０6μｓとするパルス電流を通
電することを特徴とするイオンプレーテイング加工方
法。 - 【請求項２】 減圧下で薄膜形成用蒸発源をプラス、基
板をマイナスとして通電することにより、基板にイオン
プレーテイングする加工方法において、正極性のパルス
幅τONを０．１〜１×１０6μｓとするパルス電流を通
電後、該正極性パルス通電毎に通電を休止し、その後負
極性パルス電流を通電することを特徴とするイオンプレ
ーテイング加工方法。 - 【請求項３】 正極性パルス電流のピーク電圧より、負
極性パルス電流のピーク電圧を絶対値において小さくし
てなる請求項２記載のイオンプレーティング加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4159460A JPH0772342B2 (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | イオンプレーティング加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4159460A JPH0772342B2 (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | イオンプレーティング加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH062119A true JPH062119A (ja) | 1994-01-11 |
| JPH0772342B2 JPH0772342B2 (ja) | 1995-08-02 |
Family
ID=15694251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4159460A Expired - Lifetime JPH0772342B2 (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | イオンプレーティング加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0772342B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995028508A1 (de) * | 1994-04-14 | 1995-10-26 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und einrichtung für die ionengestützte vakuumbeschichtung |
| US6231777B1 (en) * | 1994-11-01 | 2001-05-15 | Hitachi, Ltd. | Surface treatment method and system |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50102582A (ja) * | 1974-01-17 | 1975-08-13 | ||
| JPH01195272A (ja) * | 1988-01-29 | 1989-08-07 | Hitachi Ltd | スパッタリング装置 |
-
1992
- 1992-06-18 JP JP4159460A patent/JPH0772342B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50102582A (ja) * | 1974-01-17 | 1975-08-13 | ||
| JPH01195272A (ja) * | 1988-01-29 | 1989-08-07 | Hitachi Ltd | スパッタリング装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995028508A1 (de) * | 1994-04-14 | 1995-10-26 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und einrichtung für die ionengestützte vakuumbeschichtung |
| US6231777B1 (en) * | 1994-11-01 | 2001-05-15 | Hitachi, Ltd. | Surface treatment method and system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0772342B2 (ja) | 1995-08-02 |
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