JPH0951163A

JPH0951163A - フレキシブル回路基板

Info

Publication number: JPH0951163A
Application number: JP22052695A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Miyashita; 武博宮下; Akira Iwamori; 暁岩森; Shin Fukuda; 福田　　伸; Nobuhiro Fukuda; 信弘福田
Original assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority date: 1995-05-31
Filing date: 1995-08-29
Publication date: 1997-02-18

Abstract

(57)【要約】【構成】ポリイミドフィルムの少なくとも一方の面
に、酸素を含むプラズマによりプラズマ処理を行った後
に金属薄膜を形成したフレキシブル回路基板にして、基
本的には、当該プラズマ処理を行った後のポリイミドフ
ィルムの表面粗さが５nmから 100nm迄であるフレキシブ
ル回路基板。【効果】金属薄膜とポリイミドフィルムの密着性に
優れるフレキシブル回路基板を提供するとともに、金属
薄膜の数10μm 以下の微細加工に優れたフレキシブル回
路基板を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属薄膜とポリイ
ミド基材の密着性に優れ、かつ、電機、電子および半導
体産業の微細加工に対応したフレキシブル回路基板に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、絶縁性ポリマーフィルム上に金属
薄膜が形成されたフレキシブル回路基板は膜厚約10μm
以上の金属フィルムとポリマーフィルムとを接着剤で接
合したものがあるが、接着剤の熱的特性がポリマーフィ
ルムの性能に劣ることや接合される金属フィルムの膜厚
が10μm 以上と厚いために、数10μm の微細加工が困難
である等の理由から半導体産業における高密度配線に対
応できない、寸法安定性が悪い、製品にそりがある等の
問題があった。

【０００３】これを解決するために接着剤なしで金属フ
ィルムを形成する技術が検討されてきた。これは、真空
蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、イオン
クラスタービーム等の物理的薄膜形成方法により金属薄
膜を形成した後、必要に応じて該金属膜厚をメッキ等に
より膜厚を増加させた後、回路パターンの形成を行うも
のである。この材料においては金属薄膜の膜厚が10μm
以下と薄いため数10μm 幅の微細加工も容易である。す
なわち、上記のごとくして形成された回路パターンを基
にして電解メッキ等によりさらに金属を堆積、成長させ
ることにより、微細加工された導電体を形成する技術で
ある。

【０００４】従来、ポリイミド上に銅で代表される金属
薄膜を形成しようとする場合に、銅とポリイミドの接着
力が低く実用に耐えないという問題があった。これを解
決するための従来の方法としては、特開昭５２−１３６
２８４号あるいは特開昭５５−３４４１５号に示される
ように、銅導体とポリイミドの間にチタンやニッケル等
の接着性の金属を挿入する方法、特開昭５２−２４１７
２号あるいは５２−１３７６７４号に示される様に、ポ
リイミドフィルムを薬液処理した後に無電解めっきによ
り金属薄膜を形成する方法、特開昭５６−２２３３１号
に示されるように、ポリイミドフィルムを薬液処理した
後に真空成膜手段により金属層を形成する方法、ポリイ
ミドフィルムを薬液処理することにより改質層を形成し
た後、真空成膜手段により改質層中に金属を拡散させる
方法等があった。しかしながら、接着性の金属を用いる
方法においては電気抵抗値の増加ならびにエッチング時
に接着性の金属は通常用いられるエッチング液ではエッ
チングされ難く２種のエッチング工程を経なければなら
ない。また、無電解めっきを用いる方法においては接着
性が低いという問題が生じる。特に接着性においては、
90度ピール試験において実用に耐えうる密着強度である
1.0kg/cm以上のピール強度を得ることは困難である。さ
らに、真空成膜手段によって金属薄膜を成膜する場合、
薬液処理によるポリイミドフィルムの改質を行う場合に
は、洗浄および乾燥工程を経なければ真空成膜装置中へ
の導入を行うことはできず、工業的プロセス上必ずしも
好ましいものではない。

【０００５】さらに、特公平２−２７９３３１号に示さ
れるように表面粗さや水の接触角および熱膨張係数を規
定することにより密着力およびカールのないフレキシブ
ル回路基板を得る方法が開示されているが、該公報によ
り規定される値に該当するポリイミドフィルムにおいて
も、アルゴンプラズマ処理によって表面を粗面化した場
合においては、実用に耐え得る密着強度である１ kg/cm
を得ることはできない。事実、密着力の強度測定が粘着
テープを用いたピール試験であり１kg/cm以上のピール
強度を想定していないことは容易に推定される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術の実情を考慮してなされたものであり、従来作製困難
であった、１ kg/cm以上のピール強度を有し、かつ、電
気、電子および半導体産業の微細加工に対応したフレキ
シブル回路基板を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
を重ねた結果、ポリイミドフィルムの少なくとも一方の
面にプラズマ処理を行った後に金属薄膜を形成したフレ
キシブル回路基板において、当該プラズマ中に酸素を含
有し，プラズマ処理を行った後のポリイミドフィルムの
表面粗さが５nmから 100nm迄である場合に、ピール強度
１ kg/cm以上の値が容易に得られることを見いだし、さ
らに、金属薄膜の成膜時にポリイミドフィルムを 150℃
から 500℃の温度に加熱した場合、ならびに、金属薄膜
の形成後に非酸化性の雰囲気において 150℃から 500℃
の温度で熱処理を行うことによりさらにピール強度が向
上することを見いだし本発明を完成するに至った。

【０００８】すなわち本発明は、ポリイミドフィルムの
少なくとも一方の面にプラズマ処理を行った後に金属薄
膜を形成したフレキシブル回路基板であり、当該プラズ
マ中に酸素を含有し，プラズマ処理を行った後のポリイ
ミドフィルムの表面粗さが５nmから 100nm迄であるフレ
キシブル回路基板であり、さらに、金属薄膜の成膜時に
ポリイミドフィルムを 150℃から 500℃の温度に加熱し
たフレキシブル回路基板であり、金属薄膜の形成後に非
酸化性の雰囲気においてポリイミドフィルムを150℃か
ら 500℃の温度で熱処理を行うことを特徴とするフレキ
シブル回路基板である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明においてプラズマ処理とは、ポリイミドフィルム
基材をグロー放電中に曝す工程である。プラズマを発生
させることは、プラズマ発生用電極に、直流または交流
の電圧を印加することにより可能であり、交流の周波数
としては、20Hz〜100MHzを用いることが可能である。特
に、商用電力の周波数である50Hzや60Hz、電波法上使用
が認められている13.56MHzが、利用上好ましい周波数で
ある。しかしながら、この直流も含めたプラズマ発生用
周波数の値は、本発明を実施する上で、何等支障を与え
るものではない。

【００１０】プラズマを発生させるための電力は、電力
密度換算において、１mWcm^-2〜100Wcm^-2を用いる。プラ
ズマ発生用電極としては平行平板型等の電極を用いるこ
とができるが、当業者が容易に理解するところの、DCス
パッタ装置、RFスパッタ装置、DCマグネトロンスパッタ
装置、RFマグネトロンスパッタ装置においても基板を設
置するスパッタターゲットの対抗電極側、すなわち基板
ホルダー側をカソードあるいはアノードとすることによ
っても、容易にプラズマ処理は可能である。しかして酸
素を含有するプラズマを発生させるには、プラズマを発
生させるのに用いるガスとして酸素、酸素と他のガスと
の混合ガス、あるいは分子内に酸素を含有するガスを選
択することにより可能である。酸素との混合に用いられ
るガスとしては三フッ化窒素、四フッ化炭素等のエッチ
ング用ガスが挙げられる。これらのガスの酸素との混合
割合は特に限定されるものではなく、混合ガス中の酸素
の割合が１〜99％の割合で可能であるが、好ましくは、
50〜99％の割合である。また、酸素を含有するガスとし
ては亜酸化窒素、一酸化炭素、二酸化炭素などが上げら
れる。

【００１１】プラズマ処理時の圧力は特に限定されるも
のではないが、具体的には、大気圧〜10^-5Torrの範囲で
ある。プラズマ処理時間については、プラズマ処理時の
電力密度、圧力、プラズマ処理を行う装置の形状、機能
により異なるので、表面粗さが５〜100nm となるように
適宜考慮して決定する。例えば、工業的な生産設備に用
いられるロールツーロール式のスパッタ装置において
は、フィルムの送り速度、プラズマ処理の後の工程で行
う金属薄膜の成膜膜厚、成膜速度等を考慮して適宜選択
する。プラズマ処理後のポリイミドフィルムの表面粗さ
が５nmよりあまり小さい場合には、充分なピール強度の
値が得られず、また、表面粗さが 100nmよりあまり大き
い場合には基材の凹凸が回路形成時の障害となる。表面
粗さが10nmから70nmにおいては一層効果的であり、高い
ピール強度の値が得られる。

【００１２】本発明における表面粗さとは、２乗平均粗
さである。本発明において表面粗さの測定は、たとえば
セイコー電子工業製の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）ＳＦＡ
３００を用いて、走査範囲20μm □、 256ライン、 256
ピクセルの分解能で測定を行ったものとする。

【００１３】金属薄膜の形成は、後記するように、一般
的な成膜方法が採用でき、真空蒸着法、スパッタリング
法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、イオンクラス
タービーム法等乾式の形成方法を好適に利用することが
できるが、その形成の際のポリイミドフィルムの加熱
は、赤外線ランプヒーターによるポリイミドフィルムの
基板表面側からの加熱、基板ホルダーに組み込まれたｓ
ｉｃヒーター等による基板裏面側からの加熱など当業者
が容易に理解できる方法により行える。

【００１４】金属薄膜成膜中および金属薄膜成膜後の加
熱処理時の基板温度は、基板加熱用ヒーターや基板ホル
ダーに付属した熱電対等の当業者が容易に理解できる方
法により可能である。この温度は、基板温度を正確に示
さないことがしばしば有る為予め温度の校正を行うこと
が好ましい。校正を行う方法として、温度により変色す
る塗料を基板に塗布し成膜室内に挿入し、熱電対により
表示される温度との差異を測定する方法が一般的に用い
られる。

【００１５】本発明においては、金属薄膜を成膜時に15
0 ℃〜500 ℃の温度にポリイミドフィルムを加熱した
り、金属薄膜成膜後に非酸化性の雰囲気において150 ℃
〜500℃の温度でポリイミドフィルムの熱処理を行うこ
とが好ましい。金属薄膜の成膜時のポリイミドフィルム
の加熱および金属薄膜成膜後のポリイミドフィルムの熱
処理効果は定かではないが、熱的効果によりポリイミド
フィルム表面の銅−炭素間もしくは銅−酸素間の結合を
促進するためと考えられる。銅薄膜成膜時のポリイミド
フィルムの加熱温度は 150℃〜500 ℃の範囲が好まし
い。 150℃よりあまり低い温度では充分に高いピール強
度は得られず、 500℃よりあまり高い温度ではポリイミ
ドフィルム基材の分解および脆化が問題となる。

【００１６】なお、金属薄膜の成膜後の熱処理について
も金属薄膜成膜時の加熱と基本的に同様な条件、方法に
より容易に行える。その場合、非酸化性の雰囲気におい
て熱処理を行うが、本発明において熱処理を行うための
非酸化性の雰囲気とは、窒素、水素やヘリウム、ネオ
ン、アルゴン、キセノン等の不活性ガス雰囲気あるいは
これらの２種以上のガスの混合雰囲気あるいは真空中で
ある。不活性ガス雰囲気あるいはこれらの２種以上のガ
スの混合雰囲気の圧力は特に限定されるものではない
が、具体的には、10^-3torr〜100 気圧、工業的プロセス
の実用性を考えた場合、10^-3torr〜10気圧が好ましい値
である。また、真空中とは、当業者が金属の酸化が容易
に進行しないと考えられる減圧状態のことであり、具体
的には、10^-3〜10^-10torr であり、さらに好ましくは10
^-6〜10^-10torr である。10^-10torr 未満の圧力は技術的
な困難さならびに工業的プロセスを考えた場合、コスト
上の問題により好ましくない。また、熱処理を行う時間
につては熱処理温度に依存するが、高々10分から１時間
で充分である。また、１torr〜大気圧の範囲において
は、ガス導入系とガス排気系を備えた減圧乾燥機を用い
ることが、また、大気圧から100気圧においてはオート
クレーブなどを使用できることは、当業者が容易に理解
できることである。

【００１７】本発明における金属薄膜とは、導電性で回
路に使用しうる金属のものであれば特に限定するもので
はないが、好ましくは銅薄膜である。銅以外にはニッケ
ル、チタン、コバルト、モリブテン、アルミ、タングス
テン、銅−シリコン、合金なども好適に使用しうる。こ
れは代表的な回路形成用の材料である。以下、銅薄膜を
例としてて更に詳しく述べると、好ましくは純度 99.99
％以上の銅が用いられる。銅薄膜は 100nm以上の膜厚に
形成されるが、本発明はフレキシブル回路基板であり、
そのままで用いられるよりもメッキ工程、半田工程を経
て回路が形成される。これらの後工程のことを考慮する
と回路加工を容易にするためには膜厚は200nm 以上であ
ることが望ましい。

【００１８】金属薄膜の形成は、真空蒸着法、スパッタ
リング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、イオン
クラスタービーム法等乾式の形成方法を好適に利用する
ことができる。薄膜の接着性や薄膜の制御性に優れたス
パッタリング法が特に用いるに好ましい方法である。ス
パッタリングの方法において、特に限定される条件はな
い。形成すべき薄膜に対応させて適宜ターゲットを選択
して用いることは当業者の理解するところである。スパ
ッタリングの方法にも限定される条件はなく、ＤＣスパ
ッタ法、ＤＣマグネトロンスパッタ法、ＲＦスパッタ
法、ＲＦマグネトロンスパッタ法、イオンビームスパッ
タ法等の方法が有効に用いられる。

【００１９】ポリイミドフィルムの膜厚は特に限定され
る条件はないが、通常10μm 〜125μm 程度の膜厚のポ
リイミドフィルムが用途に応じて適宜選択されて用いら
れる。ポリイミドフィルムとして具体的な例を示すと、
カプトン、ユーピレックス、アピカル等の商品名として
市場で入手できるポリイミドフィルムを有効に用いるこ
とができる。さらに、ピロメリット酸無水物、ビフタル
酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、オ
キシジフタル酸無水物、ハイドロフランジフタル酸無水
物等の酸無水物と、メトキシジアミノベンゼン、４，
４’−オキシジアニリン、３，４’−オキシジアニリ
ン、３，３’−オキシジアニリン、ビスジアニリノメタ
ン、３，３’−ジアミノゼンゾフェノン、ｐ，ｐ−アミ
ノフェノキシベンゼン、ｐ，ｍ−アミノフェノキシベン
ゼン、ｍ，ｐ−アミノフェノキシベンゼン、ｍ，ｍ−ア
ミオフェノキシベンゼン、クロル−ｍ−アミノフェノキ
シベンゼン、ｐ−ピリジンアミノフェノキシベンゼン、
ｍ−ピリジンアミノフェノキシベンゼン、ｐ−アミノフ
ェノキシビフェニル、ｍ−アミノフェノキシビフェニ
ル、ｐ−ビスアミノフェノキシベンジスルホン、ｍ−ビ
スアミノフェノキシベンジスルフォンｐ−ビスアミノフ
ェノキシベンジルケトン、ｍ−ビスアミノフェノキシベ
ンジルケトン、ｐ−ビスアミノフェノキシベンジルヘキ
サフルオロプロパン、ｍ−ビスアミノフェノキシベンジ
ルヘキサフルオロプロパン、ｍ−ビスアミノフェノキシ
ベンジルヘキサフルオロプロパン、ｐ−ビスアミノフェ
ノキシベンジルプロパン、ｏ−ビスアミノフェノキシベ
ンジルプロパン、ｍ−ビスアミノフェノキシベンジルプ
ロパン、ｐ−ジアミノフェノキシベンジルチオエーテ
ル、ｍ−ジアミノフェノキシベンジルチオエーテル、イ
ンダンジアミン、スピロビジアミン、ジケトンジアミン
等のアミンとを反応、イミド化して形成されるポリイミ
ドも本発明に効果的に用いることができる。以下、実施
例により本発明の実施の態様の一例を説明する。

【００２０】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明は以下の実施例になんら制限される
ものではない。実施例１ポリイミドフィルムとして膜厚が50μm のカプトンＶ
（東レデュポン社製）を用い、片面に銅膜を形成した。
プラズマ処理および銅の成膜はバッチ式のRFスパッタ装
置を用いて行った。

【００２１】当該ポリイミドフィルムを、スパッタ装置
内の基板ホルダーに設置し、10^-5torrの圧力まで真空排
気を行った。酸素をマスフローコントローラーを用いて
10sccmでチャンバー内に導入し、圧力を 1.5×10^-2tor
r、RF電力密度1.3Wcm^-2で基板ホルダーをカソードとし
てプラズマ処理を10分間行った。なお、あらかじめプラ
ズマ処理を行ったポリイミドフィルムを取り出し表面粗
さの測定を行ったところ、43nmであった。プラズマ処理
後に酸素のチャンバー内への導入を停止し10^-5torrの圧
力まで真空排気を行った。アルゴンガスを10sccmでチャ
ンバー内に導入し、圧力を５×10^-3torrとして、RF電力
密度2.5Wcm^-2で銅ターゲット電極をカソードとして銅の
成膜を10分間行い、プラズマ処理を行った当該ポリイミ
ドフィルム上に膜厚 250nmの銅薄膜を形成した。次に、
当該銅薄膜の上に銅の電解メッキを施すことにより回路
用の銅膜の厚みを35μm とした。このようにして作製さ
れたフレキシブル回路基板の90度ピール強度を測定した
ところ、1.2kg/cmの値を示し、銅のポリイミドに対する
高い接着性が示された。

【００２２】実施例２プラズマ処理時間を15分とした以外は、実施例１と同様
な条件で試料の作製ならびに試験を行った。プラズマ処
理時間を15分とした場合には、該ポリイミドフィルムの
表面粗さは52nmであった。作製されたフレキシブル回路
基板の90度ピール強度を測定したところ、1.3kg/cmの値
を示し、銅のポリイミドに対する高い接着性が示され
た。

【００２３】実施例３プラズマ処理時間を５分とした以外は、実施例１と同様
な条件で試料の作製ならびに試験を行った。プラズマ処
理時間を５分とした場合には、該ポリイミドフィルムの
表面粗さは13nmであった。作製されたフレキシブル回路
基板の90度ピール強度を測定したところ、1.0kg/cmの値
を示し、銅のポリイミドに対する高い接着性が示され
た。

【００２４】実施例４ポリイミドフィルムとして膜厚が50μm のカプトンＶ
（東レデュポン社製）を用い、片面に銅膜を形成した。
プラズマ処理および銅の成膜はバッチ式のRFスパッタ装
置を用いて行った。

【００２５】当該ポリイミドフィルムを、スパッタ装置
内の基板ホルダーに設置し、10^-5torrの圧力まで真空排
気を行った。酸素をマスフローコントローラーを用いて
10sccmでチャンバー内に導入し、圧力を 1.5×10^-2tor
r、RF電力密度1.3Wcm^-2で基板ホルダーをカソードとし
てプラズマ処理を10分間行った。なお、あらかじめプラ
ズマ処理を行ったポリイミドフィルムを取り出し表面粗
さの測定を行ったところ、４３nmであった。プラズマ処
理後に酸素のチャンバー内への導入を停止し10^-5torrの
圧力まで真空排気を行った。アルゴンガスを10sccmでチ
ャンバー内に導入し、圧力を５×10^-3torrとして、RF電
力密度2.5Wcm^-2で銅ターゲット電極をカソードとして銅
の成膜を10分間行い、プラズマ処理を行った当該ポリイ
ミドフィルム上に膜厚 250nmの銅薄膜を形成した。

【００２６】RF 電力の印加を停止した後、ヒーターに
より該ポリイミドフィルムを加熱し、200℃、アルゴン
ガス雰囲気下、５×10^-3torrで１時間熱処理を行った。
次に、当該銅薄膜の上に銅の電解メッキを施すことによ
り回路用の銅膜の厚みを35μmとした。このようにして
作製されたフレキシブル回路基板の90度ピール強度を測
定したところ、1.6kg/cmの値を示した後基材フィルムが
破れ、銅のポリイミドに対する高い接着性が示された。

【００２７】実施例５熱処理時の温度を 250℃とした以外は実施例４と同様な
条件で試料の作製ならびに試験を行った。このようにし
て作製されたフレキシブル回路基板の90度ピール強度を
測定したところ、1.6kg/cmの値を示した後基材フィルム
が破れ、銅のポリイミドに対する高い接着性が示され
た。

【００２８】実施例６熱処理時の温度を 150℃とした以外は実施例４と同様な
条件で試料の作製ならびに試験を行った。このようにし
て作製されたフレキシブル回路基板の90度ピール強度を
測定したところ、1.4kg/cmの値を示し、銅のポリイミド
に対する高い接着性が示された。

【００２９】実施例７熱処理時のアルゴンの圧力を１torrとした以外は実施例
４と同様な条件で試料の作製ならびに試験を行った。こ
のようにして作製されたフレキシブル回路基板の90度ピ
ール強度を測定したところ、1.6kg/cmの値を示した後基
材フィルムが破れ、銅のポリイミドに対する高い接着性
が示された。

【００３０】実施例８ポリイミドフィルムとして膜厚が50μm のカプトンＶ
（東レデュポン社製）を用い、片面に銅膜を形成した。
プラズマ処理および銅の成膜はバッチ式のRFスパッタ装
置を用いて行った。

【００３１】当該ポリイミドフィルムを、スパッタ装置
内の基板ホルダーに設置し、10^-5torrの圧力まで真空排
気を行った。CF₄ および酸素をマスフローコントローラ
ーを用いてそれぞれ10sccmの流量でチャンバー内に導入
し、圧力を 0.1torr、RF電力密度1.3Wcm^-2で基板ホルダ
ーをアノードとしてプラズマ処理を30分間行った。

【００３２】なお、あらかじめこの条件でプラズマ処理
を行ったポリイミドフィルムを取り出し表面粗さの測定
を行ったところ、56nmであった。プラズマ処理後にCF₄
および酸素のチャンバー内への導入を停止し10^-5torrの
圧力まで真空排気を行った。アルゴンガスを10sccmでチ
ャンバー内に導入し、圧力を５×10^-3torrとして、RF電
力密度2.5W/cm²で銅ターゲット電極をカソードとして銅
の成膜を10分間行い、プラズマ処理を行った当該ポリイ
ミドフィルム上に膜厚 250nmの銅薄膜を形成した。次
に、当該銅薄膜の上に銅の電解メッキを施すことにより
回路用の銅膜の厚みを35μm とした。このようにして作
製されたフレキシブル回路基板の90度ピール強度を測定
したところ、1.3kg/cmの値を示し、銅のポリイミドに対
する高い接着性が示された。

【００３３】実施例９プラズマ処理に用いるガスをNF₃ および酸素とした以外
は、実施例８と同様な条件で試料の作製ならびに試験を
行った。プラズマ処理後の該ポリイミドフィルムの表面
粗さは62nmであった。このようにして作製されたフレキ
シブル回路基板の90度ピール強度を測定したところ、1.
2kg/cmの値を示し、銅のポリイミドに対する高い接着性
が示された。

【００３４】実施例１０スパッタによる銅薄膜成膜時に赤外線ランプヒーターを
用いてポリイミドフィルムの温度を 220℃とした以外
は、実施例１と同様な条件でフレキシブル回路基板を作
製した。このようにして作製されたフレキシブル回路基
板の90度ピール強度を測定したところ、1.6kg/cmの値を
示した後基材フィルムが破れ、銅のポリイミドに対する
高い接着性が示された。

【００３５】実施例１１プラズマ処理に用いるガスを亜酸化窒素とした以外は、
実施例１と同様な条件で試料の作製ならびに試験を行っ
た。プラズマ処理を行った後の該ポリイミドフィルムの
表面粗さは48nmであった。作製されたフレキシブル回路
基板の90度ピール強度を測定したところ、1.3kg/cmの値
を示し、銅のポリイミドに対する高い接着性が示され
た。

【００３６】実施例１２プラズマ処理時間を１分とした以外は、実施例１と同様
な条件で試料の作製ならびに試験を行った。プラズマ処
理時間を１分とした場合には、該ポリイミドフィルムの
表面粗さは8nmであった。作製されたフレキシブル回路
基板の90度ピール強度を測定したところ、1.0kg/cmの値
を示し、銅のポリイミドに対する高い接着性が示され
た。

【００３７】実施例１３銅薄膜の成膜を行った後のポリイミドフィルムを加熱す
る際の温度を300℃とした以外は、実施例４と同様な条
件で試料の作製ならびに試験を行った。このようにして
作製されたフレキシブル回路基板の90度ピール強度を測
定したところ、1.5kg/cmの値を示した後基材フィルムが
破れ、銅のポリイミドに対する高い接着性が示された。

【００３８】実施例１４銅薄膜の成膜を行った後のポリイミドフィルムを加熱す
る際の温度を400℃とした以外は、実施例４と同様な条
件で試料の作製ならびに試験を行った。このようにして
作製されたフレキシブル回路基板の90度ピール強度を測
定したところ、1.4kg/cmの値を示した後基材フィルムが
破れ、銅のポリイミドに対する高い接着性が示された。

【００３９】実施例１５銅薄膜成膜時のポリイミドフィルムの加熱温度を400℃
とした以外は、実施例10と同様な条件で試料の作製なら
びに試験を行った。このようにして作製されたフレキシ
ブル回路基板の90度ピール強度を測定したところ、1.4k
g/cmの値を示した後基材フィルムが破れ、銅のポリイミ
ドに対する高い接着性が示された。

【００４０】実施例１６スパッタ成膜を行う金属をチタンとし、スパッタターゲ
ットにチタンを用い、成膜時間を18分としてチタン層を
100nm成膜したこと以外は実施例１と同様な条件で試料
の作製ならびに試験を行った。このようにして作製され
たフレキシブル回路基板の90度ピール強度を測定したと
ころ、1.3kg/cmの値を示し銅のポリイミドに対する高い
接着性が示された。

【００４１】実施例１７スパッタ成膜を行う金属をニッケルとし、スパッタター
ゲットにニッケルを用い、成膜時間を20分としてニッケ
ル層を300nm成膜したこと以外は実施例１と同様な条件
で試料の作製ならびに試験を行った。このようにして作
製されたフレキシブル回路基板の90度ピール強度を測定
したところ、1.3kg/cmの値を示し銅のポリイミドに対す
る高い接着性が示された。

【００４２】実施例１８スパッタ成膜を行う金属をモリブデンとし、スパッタタ
ーゲットにモリブデンを用い、成膜時間を20分としてモ
リブデン層を200nm成膜したこと以外は実施例１と同様
な条件で試料の作製ならびに試験を行った。このように
して作製されたフレキシブル回路基板の90度ピール強度
を測定したところ、1.3kg/cmの値を示し銅のポリイミド
に対する高い接着性が示された。

【００４３】実施例１９スパッタ成膜を行う金属をコバルトとし、スパッタター
ゲットにコバルトを用い、成膜時間を21分としてコバル
ト層を300nm成膜したこと以外は実施例１と同様な条件
で試料の作製ならびに試験を行った。このようにして作
製されたフレキシブル回路基板の90度ピール強度を測定
したところ、1.4kg/cmの値を示し銅のポリイミドに対す
る高い接着性が示された。

【００４４】実施例２０スパッタ成膜を行う金属を銅−シリコン合金（シリコン
1wt%）し、スパッタターゲットに銅−シリコン合金（シ
リコン1wt%）を用い、成膜時間を10分として銅−シリコ
ン合金（シリコン1wt%）を250nm成膜したこと以外は実
施例１と同様な条件で試料の作製ならびに試験を行っ
た。このようにして作製されたフレキシブル回路基板の
90度ピール強度を測定したところ、1.2kg/cmの値を示し
た銅のポリイミドに対する高い接着性が示された。

【００４５】実施例２１スパッタにより銅薄膜の成膜を行った後に、オートクレ
ーブ中、乾燥窒素５気圧３５０℃で一時間熱処理を行っ
たこと以外は実施例１と同様な条件で試料の作製ならび
に試験を行った。このようにして作製されたフレキシブ
ル回路基板の90度ピール強度を測定したところ、1.7kg/
cmの値を示した後に基材フィルムが破れ、銅のポリイミ
ドに対する高い接着性が示された。

【００４６】比較例１プラズマ処理に用いるガスをアルゴンガスとし、プラズ
マ処理時間を60分とした以外は実施例１と同様な条件で
フレキシブル回路基板の作製および試験を行った。プラ
ズマ処理時間後の該ポリイミドフィルムの表面粗さは19
nmであった。作製されたフレキシブル回路基板の90度ピ
ール強度を測定したところ、0.2kg/cmの値を示し、銅の
ポリイミドに対する高い接着性は示されなかった。

【００４７】比較例２ポリイミドフィルムとして膜厚が50μm のカプトンＶ
（東レデュポン社製）を用い、片面に銅膜を形成した。
プラズマ処理および銅の成膜はバッチ式のRFスパッタ装
置を用いて行った。

【００４８】当該ポリイミドフィルムを、スパッタ装置
内の基板ホルダーに設置し、10^-5torrの圧力まで真空排
気を行った。酸素をマスフローコントローラーを用いて
１０sccmでチャンバー内に導入し、圧力を 1.5×10^-2to
rr、RF電力密度1.3Wcm^-2で基板ホルダーをカソードとし
てプラズマ処理を10分間行った。なお、あらかじめプラ
ズマ処理を行ったポリイミドフィルムを取り出し表面粗
さの測定を行ったところ、43nmであった。

【００４９】プラズマ処理後に酸素のチャンバー内への
導入を停止し10^-5torrの圧力まで真空排気を行った。ア
ルゴンガスを10sccmでチャンバー内に導入し、圧力を５
×10 ^-3torrとして、RF電力密度2.5W/cm²で銅ターゲット
電極をカソードとして銅の成膜を10分間行い、プラズマ
処理を行った当該ポリイミドフィルム上に膜厚 250nmの
銅薄膜を形成した。

【００５０】当該フィルムをRFスパッタ装置より取りだ
し、減圧乾燥機中で１torr、 150℃の条件で一時間熱処
理を行った。減圧操作には、ロータリーポンプを用いて
大気雰囲気、大気圧から１torrへ減圧した。次に、当該
銅薄膜の上に銅の電解メッキを施すことにより回路用の
銅膜の厚みを35μm とした。このようにして銅薄膜を形
成後、非酸化性雰囲気ではない、空気中で熱処理するこ
とにより作製されたフレキシブル回路基板の90度ピール
強度を測定したところ、0.8kg/cmの値を示し、銅のポリ
イミドに対する高い接着性は全く示されなかった。

【００５１】比較例３熱処理時に酸素を用いた以外は実施例７と同様な条件で
フレキシブル回路基板の作製および試験を行った。この
ようにして作製されたフレキシブル回路基板の90度ピー
ル強度を測定したところ、0.7kg/cmの値を示し、銅のポ
リイミドに対する高い接着性は示されなかった。

【００５２】比較例４プラズマ処理を行わずに銅薄膜を成膜したこと以外は，
実施例１と同様な条件でフレキシブル回路基板の作製を
行った。プラズマ処理を行わなかった場合には、ポリイ
ミドフィルムの表面粗さは２nmであった。このようにし
て作製されたフレキシブル回路基板の90度ピール強度を
測定したところ、0.1kg/cmの値を示し、銅のポリイミド
に対する高い接着性は示されなかった。

【００５３】比較例５プラズマ処理を行わずに銅薄膜を成膜したこと以外は，
実施例１０と同様な条件でフレキシブル回路基板の作製
を行った。プラズマ処理を行わなかった場合には、ポリ
イミドフィルムの表面粗さは２nmであった。このように
して作製されたフレキシブル回路基板の90度ピール強度
を測定したところ、0.4kg/cmの値を示し、銅のポリイミ
ドに対する高い接着性は示されなかった。以上の、実施例および比較例を表１にまとめた。

【００５４】

【表１】

【００５５】

【発明の効果】以上の実施例および比較例によって明ら
かにされたように、本発明により作製されたフレキシブ
ル回路基板は、金属薄膜とポリイミド基材の密着性に優
れ、従来作製困難であったピール強度1.0kg/cm以上の値
を容易に得ることが可能であることが分かった。即ち、
本発明は金属薄膜とポリイミドフィルムの密着性に優れ
るフレキシブル回路基板を提供するとともに、金属薄膜
の数10μm 以下の微細加工に優れたフレキシブル回路基
板を提供するものであり、電気、電子および半導体産業
における微細加工を可能にする技術を提供する、極めて
有用な発明である。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｃ０８Ｌ 79:00 (72)発明者福田信弘神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地三井東圧化学株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリイミドフィルムの少なくとも一方の
面に、酸素を含むプラズマによりプラズマ処理を行った
後に金属薄膜を形成したフレキシブル回路基板にして、
当該プラズマ処理を行った後のポリイミドフィルムの表
面粗さが５nmから 100nm迄であるフレキシブル回路基
板。
【請求項２】金属薄膜の形成時にポリイミドフィルム
を 150℃から 500℃の温度に加熱する請求項１に記載の
フレキシブル回路基板。
【請求項３】金属薄膜の形成後に非酸化性の雰囲気に
おいて 150℃から 500℃の温度でポリイミドフィルムの
熱処理を行う請求項１または２に記載のフレキシブル回
路基板。