JP2007332419A - Method for forming electroconductive film - Google Patents

Method for forming electroconductive film Download PDF

Info

Publication number
JP2007332419A
JP2007332419A JP2006165530A JP2006165530A JP2007332419A JP 2007332419 A JP2007332419 A JP 2007332419A JP 2006165530 A JP2006165530 A JP 2006165530A JP 2006165530 A JP2006165530 A JP 2006165530A JP 2007332419 A JP2007332419 A JP 2007332419A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductive film
film
substrate
resin
forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006165530A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoaki Kitagawa
直明 北川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Mining Co Ltd filed Critical Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority to JP2006165530A priority Critical patent/JP2007332419A/en
Publication of JP2007332419A publication Critical patent/JP2007332419A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing an electroconductive film superior in electromagnetic shielding properties, adhesiveness and corrosion resistance on every substrate containing a resin or a glass fiber therein without cleaning the substrate and without applying a primer coat layer or an undercoat layer thereon, with great productivity and at a low cost. <P>SOLUTION: The method for forming the electroconductive film comprises the steps of: modifying the surface of a substrate made from an engineering plastic such as an ABS resin, a polycarbonate resin, a mixed resin thereof, a polyamide resin, and a mixed resin of the polyamide resin and a glass fiber, or the surface of a substrate made from glass, with an ion bombardment technique of irradiating the surface of the substrate with pulsed high-frequency plasma; and then forming the electroconductive film on the modified surface of the substrate by an ion-plating technique. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、各種のプラスチック成形品やガラス製品の基材の表面に形成される導電膜の成膜方法に関する。   The present invention relates to a method for forming a conductive film formed on the surface of various plastic molded articles and glass products.

プラスチック成形品やガラス製品に電磁波シールド特性や導電性を付与するために、これらの基材の中に導電性金属を混入する方法、基材の表面に導電性塗料を塗布する方法、湿式めっき法や真空成膜法により基材の表面に金属薄膜を形成する方法、あるいは、接着剤で金属箔を基材と貼り合わせる方法などが、知られている。   In order to give electromagnetic shielding properties and conductivity to plastic molded products and glass products, a method of mixing a conductive metal into these substrates, a method of applying a conductive paint to the surface of the substrate, a wet plating method There are known a method of forming a metal thin film on the surface of a substrate by a vacuum film forming method, a method of bonding a metal foil to a substrate with an adhesive, or the like.

このうち、基材への導電性金属の混入、ないしは、基材への導電性塗料の塗布では、そのシールド効果が低いという問題がある。   Among them, there is a problem that the shielding effect is low when the conductive metal is mixed into the base material or when the conductive paint is applied to the base material.

また、金属箔を基材と張り合わせる方法は、基材が複雑形状の場合には、貼り合わせが困難である。   In addition, the method of bonding the metal foil to the base material is difficult to bond when the base material has a complicated shape.

基材の表面に金属薄膜を成膜する方法のうち、湿式めっき法では、従来、無電解めっき法が用いられている。無電解めっき法では、クロム酸エッチング、パラジウム触媒付加などを行うため、成形品と薄膜との密着は強固となる。しかし、廃液の処理の問題、処理時間が長いという問題、成形品の両面にめっきが施されるという問題がある。   Of the methods for forming a metal thin film on the surface of a substrate, electroless plating has been conventionally used as a wet plating method. In the electroless plating method, chromic acid etching, palladium catalyst addition, and the like are performed, so that the adhesion between the molded product and the thin film becomes strong. However, there are a problem of waste liquid treatment, a problem of a long treatment time, and a problem that plating is performed on both surfaces of a molded product.

このため、真空成膜法により、成形品の表面に金属薄膜を形成する方法を選択することが一般的である。たとえば、膜厚が2μm〜3μmのアルミニウム膜を基材の表面に形成したり、第1層に銅膜を成膜し、第1層の保護膜として、第2層にニッケル膜などを成膜することにより、基材に導電性を付与している。   For this reason, it is common to select a method of forming a metal thin film on the surface of a molded product by a vacuum film forming method. For example, an aluminum film having a thickness of 2 μm to 3 μm is formed on the surface of the substrate, a copper film is formed on the first layer, and a nickel film or the like is formed on the second layer as a protective film for the first layer. By doing so, conductivity is imparted to the substrate.

真空成膜法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法があげられる。かかる真空成膜法では、膜の付き回りに優れており、複雑形状を有する基材に導電膜を形成することが可能となる。   Examples of the vacuum film forming method include a vacuum deposition method, a sputtering method, and an ion plating method. Such a vacuum film-forming method is excellent in the surroundings of the film, and the conductive film can be formed on a substrate having a complicated shape.

しかし、かかる真空成膜法により、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ABSとPCの混合樹脂、または、ポリアミド樹脂などのエンジニアリングプラスチックに、直接、銅膜を成膜した場合、基材と銅膜の間における初期の密着性は良好であるが、耐湿試験後に密着性が悪化してしまうという問題がある。よって、これらの基材に、直接、導電膜を形成した製品は、実用化されるに至っていない。   However, by this vacuum film formation method, a copper film was directly formed on an engineering plastic such as acrylonitrile / butadiene / styrene (ABS) resin, polycarbonate (PC) resin, mixed resin of ABS and PC, or polyamide resin. In this case, the initial adhesion between the substrate and the copper film is good, but there is a problem that the adhesion deteriorates after the moisture resistance test. Therefore, a product in which a conductive film is directly formed on these base materials has not been put into practical use.

真空成膜法における基材と膜の密着性を改善するために、官能基に富んだプライマーコート層を基材へ塗布し、乾燥し、その上に導電膜を成膜することが一般的に行われている。   In order to improve the adhesion between the substrate and the film in the vacuum film formation method, a primer coat layer rich in functional groups is generally applied to the substrate, dried, and a conductive film is formed thereon. Has been done.

しかし、プライマーコート層を塗布することは、作製工程を増やすことになり、それに応じて、廃液、または廃ガスなどの処理も必要になるため、製品コストの上昇を招く主な原因となっている。   However, the application of the primer coat layer increases the production process and accordingly requires treatment of waste liquid or waste gas, which is a main cause of an increase in product cost. .

これに対して、高周波プラズマを用いて、プラズマ処理により基材表面の改質を図ったり、金属薄膜の成膜を行うことが、以下の文献において開示されている。   On the other hand, the following documents disclose that a high-frequency plasma is used to modify the surface of a substrate by plasma treatment or a metal thin film is formed.

特許文献1(特開平07−133361号公報)には、電磁波シールド膜の密着性を上げるために、ABS/PC基材表面を溶剤で拭き取る処理をした後、真空槽内でアルゴンなどの不活性ガスの導入による高周波励起プラズマにより、基材表面をボンバード処理し、アルミニウム膜または銅膜および保護膜を成膜することが開示されている。しかしながら、表面官能基が少ないPC樹脂、ポリアミド樹脂、ないしは、PC樹脂が混入されたABSとの混合樹脂の場合、ボンバード処理のみを行っただけでは、初期の段階で膜が剥離してしまうため、プライマーコート層を塗布する必要がある。また、ABS樹脂に対しては、初期密着性は良好であるものの、耐湿試験後に密着性が悪化することを改善するまでには至っていない。   In Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-133361), in order to increase the adhesion of the electromagnetic wave shielding film, the surface of the ABS / PC substrate is wiped with a solvent, and then inert such as argon in a vacuum chamber. It is disclosed that the surface of a substrate is bombarded by high-frequency excitation plasma by introducing gas to form an aluminum film or a copper film and a protective film. However, in the case of a PC resin, a polyamide resin with few surface functional groups, or a mixed resin with ABS mixed with a PC resin, the film peels off at an early stage only by performing the bombardment process. It is necessary to apply a primer coat layer. Further, although the initial adhesiveness is good for the ABS resin, it has not yet been improved that the adhesiveness deteriorates after the moisture resistance test.

特許文献2(特開平07−70345号公報)には、ガラス繊維やカーボン繊維のようなフィラー含有のプラスチック基材の表面に、水溶性塗料からなるプライマーコート層を設けた後、同様に高周波励起プラズマによりアルミニウム膜や銅膜を成膜する方法が開示されている。しかしながら、この方法では、高周波プラズマを利用するものの、従来と同様にプライマーを塗布する点に変わりはなく、生産性の向上および低コスト化を図ることはできない。   In Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 07-70345), a primer coat layer made of a water-soluble paint is provided on the surface of a filler-containing plastic substrate such as glass fiber or carbon fiber, and then high-frequency excitation is similarly applied. A method of forming an aluminum film or a copper film by plasma is disclosed. However, in this method, although high-frequency plasma is used, the point that the primer is applied is the same as in the conventional case, and improvement in productivity and cost reduction cannot be achieved.

特許文献3〜8(特開平06−145396号公報、特開平06−157797号公報、特開平06−240027号公報、特開平06−240034号公報、特開平06−240035号公報、および特開平07−7283号公報)には、プラスチック基材の表面をあらかじめ洗浄することなく、さらに、プライマコート層を設けることなく、高周波励起プラズマにより、基材の表面を洗浄しながら、アルミニウム膜または銅膜を成膜することが開示されている。しかしながら、同様に、表面官能基が多く含まれるABS樹脂やそのポリマーアロイには適用できるが、表面官能基をほとんど含まないPC樹脂やポリアミド樹脂ないしはPCとABSの混合樹脂からなる基材には、膜が付着しないという問題や、または、これらの基材と膜の密着性が低いという問題がある。   Patent Documents 3 to 8 (Japanese Patent Laid-Open Nos. 06-145396, 06-157797, 06-240027, 06-240034, 06-240035, and 07 No. 7283) discloses that an aluminum film or a copper film is not washed on the surface of a plastic substrate in advance, and further, without providing a primer coat layer, while washing the surface of the substrate with high-frequency excitation plasma. It is disclosed to form a film. However, similarly, it can be applied to an ABS resin containing a large amount of surface functional groups and a polymer alloy thereof, but a base material made of PC resin or polyamide resin or a mixed resin of PC and ABS, which contains almost no surface functional groups, There is a problem that the film does not adhere, or a problem that the adhesion between the base material and the film is low.

これらの文献に記載された技術では、成膜に際して、高周波プラズマ励起を行うことが特徴であるが、密着性が低く、また、かかる高周波プラズマ励起に際しての条件等には一切の記載がない。   The techniques described in these documents are characterized in that high-frequency plasma excitation is performed at the time of film formation, but the adhesiveness is low, and there is no description of conditions for such high-frequency plasma excitation.

なお、ガラス基材に対しても、ガラスを150℃以上に加熱して、表面の洗浄を行うとともに、基材の表面エネルギーを高めた状態で、真空成膜法により導電膜を成膜している。しかしながら、同様に、基材と膜の密着性が十分な成形品は得られていない。
特開平07−133361号公報 特開平07−070345号公報 特開平06−145396号公報 特開平06−157797号公報 特開平06−240027号公報 特開平06−240034号公報 特開平06−240035号公報 特開平07−007283号公報
Note that the glass substrate is heated to 150 ° C. or higher to clean the surface, and the conductive film is formed by a vacuum film formation method with the surface energy of the substrate increased. Yes. However, similarly, a molded article having sufficient adhesion between the substrate and the film has not been obtained.
JP 07-133361 A Japanese Patent Laid-Open No. 07-070345 Japanese Patent Laid-Open No. 06-145396 Japanese Patent Laid-Open No. 06-157797 Japanese Patent Laid-Open No. 06-240027 Japanese Patent Laid-Open No. 06-240034 Japanese Patent Laid-Open No. 06-240035 Japanese Unexamined Patent Publication No. 07-007283

本発明は、基材を洗浄することなく、また、プライマーコート層やアンダーコート層を塗布することなく、ABS樹脂、PC樹脂またはポリアミド樹脂からなる基材、ガラス繊維などが混入されたこれらの樹脂などのエンジニアリングプラスチックからなる基材、あるいは、ガラス基材に対して、電磁波シールド特性、密着性および耐食性に優れた導電膜を、高い生産性で成膜することを可能とし、導電膜が基材に形成された製品の低コスト化を可能とすることを目的とする。   In the present invention, these resins mixed with a base material made of ABS resin, PC resin or polyamide resin, glass fiber, etc. without washing the base material and without applying a primer coat layer or an undercoat layer. It is possible to form a conductive film excellent in electromagnetic wave shielding properties, adhesion and corrosion resistance on a substrate made of engineering plastic such as glass substrate or glass substrate with high productivity. The purpose is to enable cost reduction of products formed in the above.

本発明に係る導電膜の成膜方法は、真空装置内において、ABS樹脂、PC樹脂、ABSとPCの混合樹脂、ポリアミド樹脂、若しくは、ポリアミド樹脂とガラス繊維の混合樹脂などのエンジニアリングプラスチックからなる基材の表面、または、ガラスからなる基材の表面に、パルス化した高周波プラズマを照射して、イオン衝撃により該基材の表面を改質し、その後、改質された基材の表面にイオンプレーティング法により導電膜を成膜することを特徴とする。   The method for forming a conductive film according to the present invention includes a base made of an engineering plastic such as an ABS resin, a PC resin, a mixed resin of ABS and PC, a polyamide resin, or a mixed resin of polyamide resin and glass fiber in a vacuum apparatus. The surface of the material or the surface of the substrate made of glass is irradiated with pulsed high-frequency plasma, and the surface of the substrate is modified by ion bombardment. A conductive film is formed by a plating method.

前記高周波プラズマのパルス化において、パルスの周波数を0.5kHz〜2kHzとし、Duty比を10%〜30%とすることが好ましい。   In the pulsing of the high-frequency plasma, it is preferable that the pulse frequency is 0.5 kHz to 2 kHz and the duty ratio is 10% to 30%.

前記イオン衝撃に用いるイオン源として、アルゴン、窒素および酸素からなる群から選ばれる少なくとも1種のガスを用いることが好ましい。   As the ion source used for the ion bombardment, it is preferable to use at least one gas selected from the group consisting of argon, nitrogen and oxygen.

この場合、前記イオン衝撃による表面の改質の後であり、かつ、導電膜を成膜する前に、前記真空装置内のガスを排気することが好ましい。   In this case, it is preferable to exhaust the gas in the vacuum apparatus after the surface modification by the ion bombardment and before forming the conductive film.

前記導電膜の成膜において、パルス化した高周波プラズマを用いることが好ましい。   In forming the conductive film, it is preferable to use pulsed high-frequency plasma.

さらに、前記導電膜として、膜厚が0.5μm〜1.2μmである銅膜を成膜することが好ましい。   Furthermore, it is preferable to form a copper film having a thickness of 0.5 μm to 1.2 μm as the conductive film.

本発明の導電膜の成膜方法は、基材を洗浄することなく、また、プライマーコート層やアンダーコート層を塗布することなく、樹脂基材、ガラスが混入された樹脂基材、あるいは、ガラス基材に対して、電磁波シールド特性、密着性および耐食性に優れた導電膜を、高い生産性で成膜することが可能である。これにより、基材の表面に導電膜が形成された製品の低コストによる実用化が図られる。   The method for forming a conductive film of the present invention includes a resin substrate, a resin substrate in which glass is mixed, or glass without washing the substrate and without applying a primer coat layer or an undercoat layer. A conductive film excellent in electromagnetic wave shielding characteristics, adhesion, and corrosion resistance can be formed on a substrate with high productivity. Thereby, the practical use by the low cost of the product by which the electrically conductive film was formed in the surface of a base material is achieved.

本発明では、ABS樹脂、PC樹脂、ABSとPCの混合樹脂、ポリアミド樹脂、または、ポリアミド樹脂とガラス繊維の混合樹脂などのエンジニアリングプラスチックからなる基材の表面、あるいは、ガラスからなる基材の表面に、イオンプレーティング法により導電膜を設ける際に、溶剤での洗浄や、プライマーコート層を塗布することなく、パルス化した高周波プラズマを前記基材の表面に照射するイオン衝撃により、基材表面を改質し、その後、導電膜を成膜する。   In the present invention, the surface of a base material made of engineering plastics such as ABS resin, PC resin, mixed resin of ABS and PC, polyamide resin, or mixed resin of polyamide resin and glass fiber, or the surface of a base material made of glass In addition, when the conductive film is provided by the ion plating method, the substrate surface is subjected to ion bombardment that irradiates the surface of the substrate with pulsed high-frequency plasma without washing with a solvent or applying a primer coat layer. Then, a conductive film is formed.

本発明が適用される樹脂基材としては、ABS樹脂、PC樹脂、ABSとPCの混合樹脂、ポリアミド樹脂、または、ポリアミド樹脂とガラス繊維の混合樹脂が代表的なものであるが、その他のエンジニアリングプラスチックからなる基材にも本発明は適用しうる。   Typical resin substrates to which the present invention is applied are ABS resin, PC resin, mixed resin of ABS and PC, polyamide resin, or mixed resin of polyamide resin and glass fiber, but other engineering. The present invention can also be applied to a substrate made of plastic.

このようなエンジニアリングプラスチックとして、結晶性樹脂では、シンジオタクチック・ポリスチレン、ポリアミド、ポリアセタール、非結晶性樹脂では、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、結晶性耐熱スーパ樹脂では、ポリフェニレンサルファイド、フッ素樹脂、ポリエーテルケトン、液晶ポリマー、ポリエーテルニトリル、非結晶性耐熱スーパ樹脂では、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミドがあげられる。   As such engineering plastics, syndiotactic polystyrene, polyamide, polyacetal for crystalline resins, polycarbonate, modified polyphenylene ether for non-crystalline resins, polyphenylene sulfide, fluororesin, polyether ketone for crystalline heat-resistant super resins Examples of the liquid crystal polymer, polyether nitrile, and amorphous heat-resistant super resin include polysulfone, polyethersulfone, polyarylate, polyamideimide, polyetherimide, and thermoplastic polyimide.

プライマーコート層は、プラスチック成形品の表面と導電膜との密着性の向上には欠かせなかったが、本発明では、イオン衝撃により基材の表面を改質することにより、導電膜と基材との密着性が向上し、プライマーコート層を形成する工程が不要となる。   The primer coat layer was indispensable for improving the adhesion between the surface of the plastic molded product and the conductive film, but in the present invention, the surface of the base material is modified by ion bombardment to thereby form the conductive film and the base material. And the step of forming a primer coat layer becomes unnecessary.

本発明は、真空装置内に導入したガスを高周波プラズマとする際に、パルス化することに特徴を有する。高周波プラズマをパルス化することにより、高周波電圧のピークが上がり、ピーク値が入力電力の1.5倍〜2倍になる。さらに、パルス毎の突入電流のピークは、それよりもさらに高くなる。これにより、高周波プラズマのイオン衝撃による基材の表面に対する改質効果が著しく向上する。   The present invention is characterized in that it is pulsed when the gas introduced into the vacuum apparatus is used as high-frequency plasma. By pulsing the high frequency plasma, the peak of the high frequency voltage rises, and the peak value becomes 1.5 to 2 times the input power. Furthermore, the peak of the inrush current for each pulse becomes even higher. Thereby, the modification effect with respect to the surface of the base material by the ion bombardment of high frequency plasma is remarkably improved.

高周波プラズマとしては、13.56MHzの周波数が採用される。   A frequency of 13.56 MHz is adopted as the high-frequency plasma.

また、高周波プラズマのパルス化において、パルスの周波数を0.5kHz〜2kHzとし、Duty比を10%〜30%とすることにより、好ましい改質状態の表面が得ることができる。   Further, in the pulsing of the high-frequency plasma, a preferable modified surface can be obtained by setting the pulse frequency to 0.5 kHz to 2 kHz and the duty ratio to 10% to 30%.

パルスの周波数が、2kHzを超えて高くなりすぎると、高周波電圧のピーク値が下がるので好ましくなく、0.5kHz未満になると、全体のエネルギーが減少するので好ましくない。   If the frequency of the pulse exceeds 2 kHz and becomes too high, the peak value of the high-frequency voltage decreases, which is not preferable. If it is less than 0.5 kHz, the overall energy decreases, which is not preferable.

また、前記高周波プラズマのパルス化は、Duty比が30%を超えて高くなりすぎると、高周波電圧のピーク値が下がるので好ましくなく、10%未満になると、全体のエネルギーが減少するので好ましくない。   Further, the pulse formation of the high-frequency plasma is not preferable if the duty ratio exceeds 30%, and the peak value of the high-frequency voltage decreases. If the duty ratio is less than 10%, the overall energy is reduced, which is not preferable.

イオン衝撃のイオン種は、アルゴン、窒素、または酸素や、それらの混合ガスを用いて作り出す。具体的にいずれのガスを用いるかの判断は、基材の種類と、求める密着力と、コストによって、選択される。ポリアミド樹脂からなる基板に銅膜を形成する場合には、特に、基板と銅膜の間に強い密着力を得ることが要求されるが、このような場合には、高純度酸素ガス、高純度窒素ガス、あるいは、高純度酸素とアルゴンの混合ガスが用いられる。しかしながら、コストの観点から、通常の用途では、アルゴンガスを用いることが好ましい。   Ion bombardment ion species are generated using argon, nitrogen, oxygen, or a mixed gas thereof. The determination of which gas to use is specifically selected according to the type of substrate, the required adhesion, and the cost. When a copper film is formed on a substrate made of polyamide resin, it is particularly required to obtain a strong adhesion between the substrate and the copper film. In such a case, high purity oxygen gas, high purity are required. Nitrogen gas or a mixed gas of high purity oxygen and argon is used. However, from the viewpoint of cost, it is preferable to use argon gas in normal applications.

これらのガスを、真空装置内で高周波励起させるためには、ガスを真空装置内に導入し、高周波発生電源から発生した高周波でイオン化する。パルスがオンにある時には、高いエネルギーを有するプラスイオンのイオン衝撃により、基材表面の改質が促進され、パルスがオフにある時には、基材の表面近傍に集まった電子やアルゴンのプラスイオンが離れようとするが、アルゴンイオンなどは重いので、表面近傍にとどまり、徐々に密度が高くなってゆく。その結果、ボンバード粗面化効果が得られ、かつ、励起イオン種により、基材の表面が活性化する。これにより、活性化された表面とその上に設けられる導電膜との密着強度がさらに高まる。   In order to excite these gases at a high frequency in the vacuum apparatus, the gases are introduced into the vacuum apparatus and ionized at a high frequency generated from a high frequency generation power source. When the pulse is on, ion bombardment of positive ions with high energy promotes modification of the substrate surface. When the pulse is off, electrons and argon positive ions gathered near the surface of the substrate Attempts to leave, but argon ions are heavy, so they stay near the surface and gradually increase in density. As a result, a bombard roughening effect is obtained, and the surface of the substrate is activated by the excited ion species. This further increases the adhesion strength between the activated surface and the conductive film provided thereon.

イオン衝撃を行う時間は、3分程度が望ましい。イオン衝撃を行う時間が短すぎると、基材の表面改質が十分になされず、長すぎると、基材の温度が上昇し、表面の一部が溶融することがあり、十分な密着性を得られない場合がある。   The time for performing ion bombardment is preferably about 3 minutes. If the time for ion bombardment is too short, the surface modification of the substrate will not be sufficient, and if it is too long, the temperature of the substrate will rise, and part of the surface may melt, and sufficient adhesion will be achieved. It may not be obtained.

イオン衝撃により、基材から水分や放出ガスが出る。よって、イオン衝撃を終了した後、そのままの状態で成膜すると、膜と基材との界面に、脆弱層ができる可能性があるので、イオン衝撃と成膜の間に、速やかにガスの排気を行うことが望ましい。排気時間は、1分〜2分が望ましい。排気時間が1分未満のように短すぎると、十分に有害ガスが排気されないおそれがあり、2分を超えて長すぎると、生産性を低下させるため、好ましくない。   Moisture and released gases are released from the substrate by ion bombardment. Therefore, if the film is formed as it is after the ion bombardment, a fragile layer may be formed at the interface between the film and the base material. It is desirable to do. The exhaust time is preferably 1 minute to 2 minutes. If the exhaust time is too short, such as less than 1 minute, the harmful gas may not be exhausted sufficiently. If it exceeds 2 minutes, the productivity is lowered, which is not preferable.

その後、銅などの導電膜の成膜を開始する。導電膜の材料として、高い導電性を有し、コストの低い銅を用いることが望ましい。この場合にも、パルス化した高周波プラズマを発生させた状態で、導電膜を成膜することが望ましい。高周波出力をパルス化することにより、波形のピーク値が上がり、プラズマ密度も上がる。これにより、ガスのプラスイオンによる基材表面の洗浄効果が高まり、かつ、導電膜材料である銅のイオン化により、成膜される銅の構造が鎖状になり、基材に食い込むことで、膜と基材との間の密着力が高まる。   Thereafter, film formation of a conductive film such as copper is started. As a material for the conductive film, it is desirable to use copper having high conductivity and low cost. Also in this case, it is desirable to form the conductive film in a state where pulsed high frequency plasma is generated. By pulsing the high frequency output, the peak value of the waveform increases and the plasma density also increases. As a result, the cleaning effect of the base material surface by gas positive ions is enhanced, and the copper structure formed by the ionization of copper, which is a conductive film material, becomes a chain structure, and the film is cut into the base material. The adhesion between the substrate and the substrate is increased.

導電膜の成膜には、電子銃で高融点ターゲットを溶解し、金属を蒸発させ、基板に膜を形成するイオンプレーティング法を用いる。イオンプレーティング法を用いることにより、広い面積について速い成膜速度で導電膜を形成することができる。成膜は、バッチ方式、あるいは連続方式のいずれでも行うことが可能である。   For forming the conductive film, an ion plating method is used in which a high melting point target is dissolved by an electron gun, a metal is evaporated, and a film is formed on a substrate. By using the ion plating method, a conductive film can be formed at a high film formation rate over a wide area. Film formation can be performed by either a batch method or a continuous method.

導電膜として銅膜を成膜する場合、膜厚を0.5μm〜1.2μmの範囲とする。膜厚が0.5μm未満では、抵抗値が高くなり、十分な電磁波シールド特性や導電性が得られず、膜本来の構造が粗になり、耐食性が著しく低下するので好ましくない。1.2μmを超えると、電磁波シールド特性が、金属の銅と同等になるが、膜応力が強くなり、成膜後の初期付着では剥離しなくなる反面、耐湿試験後により剥離する可能性が高くなり、かつ、必要以上に膜を厚くすることで、成膜に時間がかかり、生産性を低下させるおそれがあるため、好ましくない。   When a copper film is formed as the conductive film, the film thickness is set to a range of 0.5 μm to 1.2 μm. If the film thickness is less than 0.5 μm, the resistance value becomes high, sufficient electromagnetic wave shielding characteristics and conductivity cannot be obtained, the original structure of the film becomes rough, and the corrosion resistance is remarkably lowered. If it exceeds 1.2 μm, the electromagnetic wave shielding characteristics will be equivalent to that of metallic copper, but the film stress will be strong and will not peel off after initial deposition, but the possibility of peeling after the moisture resistance test will increase. In addition, it is not preferable to make the film thicker than necessary, because it takes time to form the film and may reduce the productivity.

また、導電膜を電磁波シールド膜として使用するためには、導電膜の上に保護膜として、ニッケル合金または錫合金を、膜厚が0.05μm〜0.5μmとなるように成膜することが望ましい。膜厚が0.05μm未満では、保護膜にピンホールが多くなり、耐食性が低下し、膜厚が0.5μmを超えると、厚さが増すにも関わらず性能に変化がなく、成膜時間が伸び、生産性が低下するので、好ましくない。   In order to use the conductive film as an electromagnetic wave shielding film, a nickel alloy or a tin alloy is formed as a protective film on the conductive film so as to have a film thickness of 0.05 μm to 0.5 μm. desirable. If the film thickness is less than 0.05 μm, the protective film has more pinholes and the corrosion resistance is reduced. If the film thickness exceeds 0.5 μm, there is no change in performance despite the increase in thickness, and the film formation time Is unfavorable because it increases the productivity and decreases the productivity.

(実施例1)
ABSとポリカーボネートが50%ずつ混合された混合樹脂で成形された携帯電話筐体用の基材を用いた。
Example 1
A base material for a cellular phone casing formed of a mixed resin in which ABS and polycarbonate were mixed by 50% each was used.

基材を、その表面を洗浄せず、また、その表面にアンダーコートを塗布しないで、電子ビーム方式のイオンプレーティング装置(株式会社神港精機製作所製、AAIH−W36200SBT)に設置した。イオンプレーティング装置には、電子銃(日本電子株式会社製、JEBG−203G)を備え、高周波電源(日本電子株式会社製、JST−16F電源)にパルスコントロールできる回路を接続した。イオンプレーティング装置の真空槽内には、基材の表面に、均一に成膜がされるように、基材が自公転するための金属製治具を配した。   The substrate was placed in an electron beam ion plating apparatus (AAIH-W36200SBT, manufactured by Shinko Seiki Seisakusho Co., Ltd.) without cleaning the surface and without applying an undercoat to the surface. The ion plating apparatus was equipped with an electron gun (manufactured by JEOL Ltd., JEBG-203G), and a circuit capable of pulse control was connected to a high frequency power source (JEOL Ltd., JST-16F power source). In the vacuum chamber of the ion plating apparatus, a metal jig for rotating and revolving the base material was disposed on the surface of the base material so as to form a uniform film.

次に、真空槽を真空度5×10-3Paまで排気し、次に、アルゴンガスを3.2×10-2Paまで導入した。 Next, the vacuum chamber was evacuated to a vacuum degree of 5 × 10 −3 Pa, and then argon gas was introduced to 3.2 × 10 −2 Pa.

高周波プラズマの周波数を、13.56MHzとして、高周波出力を1.0kWとし、高周波プラズマは、周波数が1kHzであり、Duty比が20%であるようにパルス化され、3分間、放電させて、基材の表面にアルゴンのイオン衝撃を与えた。   The frequency of the high frequency plasma is 13.56 MHz, the high frequency output is 1.0 kW, the high frequency plasma is pulsed so that the frequency is 1 kHz, and the duty ratio is 20%, and is discharged for 3 minutes. Argon ion bombardment was applied to the surface of the material.

次に、イオン衝撃を止め、放出されたガスを1分間、排気した。   Next, ion bombardment was stopped and the released gas was evacuated for 1 minute.

続けて、同じ高周波励起の条件で、銅をイオン化し、基材の表面に第1層として銅膜を成膜した。膜厚は、0.9μmとした。   Subsequently, copper was ionized under the same high-frequency excitation conditions, and a copper film was formed as a first layer on the surface of the substrate. The film thickness was 0.9 μm.

次に、同じ真空槽内で、高周波励起をしない条件で、Sn−5wt%Cu−7wt%Cr合金からなる保護膜を、第2層として成膜した。膜厚は、0.2μmとした。   Next, a protective film made of an Sn-5 wt% Cu-7 wt% Cr alloy was formed as a second layer in the same vacuum chamber under the condition that high frequency excitation was not performed. The film thickness was 0.2 μm.

得られた導電膜に対する評価は、外観検査、初期テープ付着試験、60℃×95%×240hの耐湿試験を行った後のテープ付着試験、85℃×240hの耐熱試験を行った後のテープ付着試験、表面抵抗の測定、および48hの塩水噴霧試験を行った。なお、テープ付着試験として、導電膜の表面に、ナイフで1×1mmの切れ目を入れ、100マスにセロファンテープ(ニチバン株式会社製、CT1835)を貼り付け、該テープを引き剥がした時に、基材と金属層との間で剥離が生じるか否かを調べる碁盤目テープ試験を採用した。得られた評価結果を表1に示す。   Evaluation of the obtained conductive film was performed by visual inspection, initial tape adhesion test, tape adhesion test after 60 ° C. × 95% × 240 h moisture resistance test, and tape adhesion after 85 ° C. × 240 h heat resistance test. Tests, surface resistance measurements and 48 h salt spray tests were performed. As a tape adhesion test, a 1 × 1 mm cut is made on the surface of the conductive film with a knife, cellophane tape (CT1835, manufactured by Nichiban Co., Ltd.) is applied to 100 squares, and the tape is peeled off. A cross-cut tape test was conducted to check whether peeling occurred between the metal layer and the metal layer. The obtained evaluation results are shown in Table 1.

Figure 2007332419
Figure 2007332419

(実施例2)
基材に、ポリアミド樹脂とガラス繊維が50%ずつ混合された混合樹脂を用いた以外は、実施例1と同様に成膜を行い、評価を行った。得られた導電膜の性能は、実施例1と同様であった。
(Example 2)
A film was formed and evaluated in the same manner as in Example 1 except that a mixed resin in which polyamide resin and glass fiber were mixed by 50% each was used for the base material. The performance of the obtained conductive film was the same as that of Example 1.

(実施例3)
基材に、ITO膜が成膜されたガラスを用いて、配線幅0.2mmのステレスマスクをかぶせ、イオン衝撃の時間を5分とし、第1層の膜厚を1.0μmとした以外は、実施例1と同様に成膜を行い、得られた導電膜について評価を行った。得られた導電膜の性能は、実施例1と同様であった。また、初期テープ付着試験において、配線の剥離がなかったことから、銅の配線基板として使用するための規格を満足した。
(Example 3)
A glass substrate with an ITO film formed on a base material, covered with a stainless steel mask with a wiring width of 0.2 mm, the ion bombardment time was 5 minutes, and the film thickness of the first layer was 1.0 μm. The film formation was performed in the same manner as in Example 1, and the obtained conductive film was evaluated. The performance of the obtained conductive film was the same as that of Example 1. Further, in the initial tape adhesion test, there was no peeling of the wiring, so the standard for use as a copper wiring board was satisfied.

(比較例1)
高周波プラズマを、周波数が0.4kHzとなるようにパルス化した以外は、実施例1と同様に成膜を行った。しかし、イオン衝撃中に、金属製治具とチャンバー間で異常放電が生じ、高周波電力が入力できなくなった。また、異常放電により、膜にダメージが入り、傷や焼けが生じた。
(Comparative Example 1)
Film formation was performed in the same manner as in Example 1 except that the high-frequency plasma was pulsed so that the frequency was 0.4 kHz. However, abnormal discharge occurred between the metal jig and the chamber during ion bombardment, and high-frequency power could not be input. In addition, the abnormal discharge caused damage to the film, resulting in scratches and burns.

(比較例2)
高周波プラズマを、周波数が5kHzとなるようにパルス化した以外は、実施例1と同様に成膜を行い、得られた導電膜について評価を行った。初期テープ付着試験の結果は100/100であり、剥離はなかったが、耐湿試験後のテープ付着試験の結果は90〜95/100であり、一部に剥離が生じた。
(Comparative Example 2)
Except that the high-frequency plasma was pulsed so that the frequency was 5 kHz, film formation was performed in the same manner as in Example 1, and the obtained conductive film was evaluated. The result of the initial tape adhesion test was 100/100 and there was no peeling, but the result of the tape adhesion test after the moisture resistance test was 90 to 95/100, and peeling occurred partly.

(比較例3)
高周波プラズマを、Duty比が10%となるようにパルス化した以外は、実施例1と同様に成膜を行った。しかし、イオン衝撃中に、金属製治具とチャンバー間で異常放電が生じ、高周波電力が入力できなくなった。また、異常放電により、膜にダメージが入り、傷や焼けが生じた。
(Comparative Example 3)
Film formation was performed in the same manner as in Example 1 except that the high-frequency plasma was pulsed so that the duty ratio was 10%. However, abnormal discharge occurred between the metal jig and the chamber during ion bombardment, and high-frequency power could not be input. In addition, the abnormal discharge caused damage to the film, resulting in scratches and burns.

(比較例4)
高周波プラズマを、Duty比を30%となるようにパルス化した以外は、実施例1と同様に成膜を行い、得られた導電膜について評価を行った。初期テープ付着試験の結果は100/100であり、剥離はなかったが、耐湿試験後のテープ付着試験の結果は90〜95/100であり、一部に剥離が生じた。
(Comparative Example 4)
Except that the high-frequency plasma was pulsed so that the duty ratio was 30%, film formation was performed in the same manner as in Example 1, and the obtained conductive film was evaluated. The result of the initial tape adhesion test was 100/100 and there was no peeling, but the result of the tape adhesion test after the moisture resistance test was 90 to 95/100, and peeling occurred partly.

(比較例5)
イオン衝撃の時間を2分とした以外は、実施例1と同様に成膜を行い、得られた導電膜について評価を行った。初期テープ付着試験の結果は100/100であり、剥離はなかったが、耐湿試験後のテープ付着試験の結果は90〜95/100であり、一部に剥離が生じた。
(Comparative Example 5)
Except for setting the ion bombardment time to 2 minutes, film formation was performed in the same manner as in Example 1, and the obtained conductive film was evaluated. The result of the initial tape adhesion test was 100/100 and there was no peeling, but the result of the tape adhesion test after the moisture resistance test was 90 to 95/100, and peeling occurred partly.

(比較例6)
イオン衝撃の時間を5分とした以外は、実施例1と同様に成膜を行い、得られた導電膜について評価を行った。初期テープ付着試験の結果は100/100であり、剥離はなかったが、耐湿試験後のテープ付着試験の結果は90〜95/100であり、一部に剥離が生じた。
(Comparative Example 6)
Except for setting the ion bombardment time to 5 minutes, film formation was performed in the same manner as in Example 1, and the obtained conductive film was evaluated. The result of the initial tape adhesion test was 100/100 and there was no peeling, but the result of the tape adhesion test after the moisture resistance test was 90 to 95/100, and peeling occurred partly.

(比較例7)
イオン衝撃後の排気時間を0.5分にした以外は、実施例1と同様に成膜を行い、得られた導電膜について評価を行った。初期テープ付着試験の結果は100/100であり、剥離はなかったが、耐湿試験後のテープ付着試験の結果は90〜95/100であり、一部に剥離が生じた。
(Comparative Example 7)
Except that the evacuation time after ion bombardment was 0.5 minutes, film formation was performed in the same manner as in Example 1, and the obtained conductive film was evaluated. The result of the initial tape adhesion test was 100/100 and there was no peeling, but the result of the tape adhesion test after the moisture resistance test was 90 to 95/100, and peeling occurred partly.

(比較例8)
銅膜の成膜に際して、高周波励起を止めた以外は、実施例1と同様に成膜を行い、得られた導電膜について評価を行った。初期テープ付着試験の結果は100/100であり、剥離はなかったが、耐湿試験後のテープ付着試験の結果は90〜95/100であり、一部に剥離が生じた。
(Comparative Example 8)
When the copper film was formed, film formation was performed in the same manner as in Example 1 except that the high frequency excitation was stopped, and the obtained conductive film was evaluated. The result of the initial tape adhesion test was 100/100 and there was no peeling, but the result of the tape adhesion test after the moisture resistance test was 90 to 95/100, and peeling occurred partly.

(比較例9)
パルスコントロールできる回路を外し、高周波電源(日本電子株式会社製、JST−16F電源)をそのままで使用して、高周波プラズマをパルス化しなかった以外は、実施例1と同様に成膜を行い、得られた導電膜について評価を行った。初期テープ付着試験の結果は95〜98/100であり、初期剥離が一部に生じた。
(Comparative Example 9)
The film that can be pulse-controlled was removed, and a high-frequency power source (manufactured by JEOL Ltd., JST-16F power source) was used as it was, and the high-frequency plasma was not pulsed. The obtained conductive film was evaluated. The result of the initial tape adhesion test was 95 to 98/100, and initial peeling occurred in part.

(比較例10)
ABS/PC基材を洗浄しないで、ゴム系アンダーコートを0.4〜0.5μ、塗布し、プラズマと成膜処理時に高周波プラズマをパルス化しなかった以外は、実施例1と同様に成膜を行い、得られた導電膜について評価を行った。初期テープ付着試験や耐湿試験後のテープ付着試験では剥離は生じなかった。
(Comparative Example 10)
Film formation was performed in the same manner as in Example 1 except that the rubber-based undercoat was applied in an amount of 0.4 to 0.5 μ without washing the ABS / PC base material and the high frequency plasma was not pulsed during the plasma and film formation process. And the obtained conductive film was evaluated. No peeling occurred in the initial tape adhesion test or the tape adhesion test after the moisture resistance test.

Claims (7)

真空装置内において、エンジニアリングプラスチックからなる基材の表面、または、ガラスからなる基材の表面に、パルス化した高周波プラズマを照射して、イオン衝撃により該基材の表面を改質し、その後、改質された基材の表面にイオンプレーティング法により導電膜を成膜することを特徴とする導電膜の成膜方法。   In the vacuum apparatus, the surface of the base material made of engineering plastic or the surface of the base material made of glass is irradiated with pulsed high-frequency plasma to modify the surface of the base material by ion bombardment. A method for forming a conductive film, comprising forming a conductive film on a surface of a modified substrate by an ion plating method. 前記エンジニアリングプラスチックが、ABS樹脂、ポリカーボネート樹脂、ABSとポリカーボネートの混合樹脂、ポリアミド樹脂、若しくは、ポリアミド樹脂とガラス繊維の混合樹脂である請求項1に記載の導電膜の成膜方法。   The method for forming a conductive film according to claim 1, wherein the engineering plastic is an ABS resin, a polycarbonate resin, a mixed resin of ABS and polycarbonate, a polyamide resin, or a mixed resin of a polyamide resin and glass fiber. 前記高周波プラズマのパルス化において、パルスの周波数を0.5kHz〜2kHzとし、Duty比を10%〜30%とすることを特徴とする請求項1または2に記載の導電膜の成膜方法。   3. The method of forming a conductive film according to claim 1, wherein in the pulsing of the high-frequency plasma, a pulse frequency is set to 0.5 kHz to 2 kHz, and a duty ratio is set to 10% to 30%. 前記イオン衝撃に用いるイオン源として、アルゴン、窒素および酸素からなる群から選ばれる少なくとも1種のガスを用いることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の導電膜の成膜方法。   The method for forming a conductive film according to claim 1, wherein at least one gas selected from the group consisting of argon, nitrogen, and oxygen is used as the ion source used for the ion bombardment. 前記イオン衝撃による表面の改質の後であり、かつ、導電膜を成膜する前に、前記真空装置内のガスを排気することを特徴とする請求項4に記載の導電膜の成膜方法。   5. The method for forming a conductive film according to claim 4, wherein the gas in the vacuum apparatus is exhausted after the surface modification by the ion bombardment and before the film formation. . 前記導電膜の成膜において、パルス化した高周波プラズマを用いることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の導電膜の成膜方法。   6. The method for forming a conductive film according to claim 1, wherein pulsed high-frequency plasma is used for forming the conductive film. 前記導電膜として、膜厚が0.5μm〜1.2μmである銅膜を成膜することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の導電膜の成膜方法。   The method for forming a conductive film according to claim 1, wherein a copper film having a thickness of 0.5 μm to 1.2 μm is formed as the conductive film.
JP2006165530A 2006-06-15 2006-06-15 Method for forming electroconductive film Pending JP2007332419A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006165530A JP2007332419A (en) 2006-06-15 2006-06-15 Method for forming electroconductive film

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006165530A JP2007332419A (en) 2006-06-15 2006-06-15 Method for forming electroconductive film

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007332419A true JP2007332419A (en) 2007-12-27

Family

ID=38932171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006165530A Pending JP2007332419A (en) 2006-06-15 2006-06-15 Method for forming electroconductive film

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007332419A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010134456A1 (en) 2009-05-20 2010-11-25 花王株式会社 Absorbent body and absorbent article
JP2021041609A (en) * 2019-09-10 2021-03-18 尾池工業株式会社 Laminate film and method for producing laminate film

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010134456A1 (en) 2009-05-20 2010-11-25 花王株式会社 Absorbent body and absorbent article
JP2021041609A (en) * 2019-09-10 2021-03-18 尾池工業株式会社 Laminate film and method for producing laminate film
JP7079008B2 (en) 2019-09-10 2022-06-01 尾池工業株式会社 Laminated film and manufacturing method of laminated film

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0057374B1 (en) Method for increasing the peel strength of metal-clad polymers
JP5360963B2 (en) Catalyst-free metallization method on dielectric substrate surface and dielectric substrate with metal film
US20080286585A1 (en) Method to Produce Adhesiveless Metallized Polyimide Film
KR20050085331A (en) Laminate, printed wiring board and method for manufacturing them
KR20070094624A (en) Metal film and formation method of metal film
US20080248215A1 (en) Device and a process for depositing a metal layer on a plastic substrate
TW201250015A (en) Two-layered copper-clad laminate material, and method for producing same
JP2004327931A (en) Metal coated polyimide substrate and its manufacturing method
JP2007332419A (en) Method for forming electroconductive film
JP3331153B2 (en) Method for producing composite film of polyimide film and metal thin film
JP2005219258A (en) Metallized polyimide film and its manufacturing method
CN108660456A (en) A kind of plastic part surface metalation processing method
JP2007335619A (en) Manufacturing method of electromagnetic wave shield molding
CN103813642B (en) Method for forming conductive circuit on insulated metal substrate
US20140011047A1 (en) Two-Layered Copper-Clad Laminate Material, and Method for Producing Same
JP2007191753A (en) Mask fixture for under coat and for vapor deposition and method for depositing electromagnetic wave shielding film using the same
JP4138971B2 (en) Surface treatment method for plastic substrate and coated plastic article
JP2007048564A (en) Manufacturing method of substrate with transparent conductive film
JP7519691B2 (en) Flexible PCB
JPH05214511A (en) Process for metallizing surface of plastic part and part produced thereby
JP3037519B2 (en) Conductive laminated film and method for producing the same
JP3775273B2 (en) Electromagnetic shielding film
JP7377543B2 (en) Resin sheet surface treatment method and resin sheet surface treatment device
CN103813651A (en) CCL (Copper Clad Laminate) manufacturing method
JP3826756B2 (en) Electromagnetic shielding film