JP2008258597A

JP2008258597A - 被銅メッキ処理材

Info

Publication number: JP2008258597A
Application number: JP2008058285A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Senbokuya; 和明仙北屋; Naoki Kato; 直樹加藤; Takuma Katase; 琢磨片瀬
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2007-03-13
Filing date: 2008-03-07
Publication date: 2008-10-23

Abstract

【課題】初期ピール強度及び耐熱ピール強度に優れた銅積層ポリイミドフィルムを得ることができる被銅メッキ処理材を提供する。
【解決手段】ポリイミドフィルムＷ１の少なくとも片面に、主成分としてニクロムスパッタ粒子と銅スパッタ粒子とを含有する混合スパッタ膜３を形成した被銅メッキ処理材Ｗ２とした。この混合スパッタ膜の厚みを８ｎｍ以上であって、８０ｎｍ以下とした。また、上記ニクロムスパッタ粒子と上記銅スパッタ粒子との質量割合を、上記ポリイミドフィルムとの接触表面から混合スパッタ膜の表層に向けて上記ニクロムスパッタ粒子が少なくなり、かつ上記銅スパッタ粒子が多くなるように変化させた。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電話やディスプレイ等のプリント配線板として利用される銅積層ポリイミドフィルムを製造するための被銅メッキ処理材の製造方法に関するものである。

この銅積層ポリイミドフィルムとしては、例えば、非特許文献１に示されているように、厚さ数十μｍのポリイミドフィルム上に、銅スパッタ膜を形成した後に、この銅スパッタ膜上にメッキ処理によって銅メッキ層を形成したものが知られているものの、加熱処理によって銅スパッタ膜が剥離し易くなることから、使用時の耐久性に劣るとの問題があった。

これは、銅積層ポリイミドフィルムに加熱処理を行うと、剥離後のポリイミドフィルム表面に酸化銅の粒塊が付着していることから、銅スパッタ膜が酸化して、酸化銅の粒子がポリイミド内部に拡散して、粒塊となることにより、剥離し易い性質に変化し、かつポリイミドフィルムも酸化して、これらの銅とポリイミドフィルムとの化学結合が変化することが原因であると推測される。

そこで、特許文献２においては、上記ポリイミドフィルムと銅スパッタ膜との間にニクロム合金のスパッタ膜を形成した被銅メッキ処理材が提案されている。

加熱によるポリイミド銅積層体の剥離強度変化，真空，第３９巻，第２号（１９９６）Ｐ１５−２０特開２００３−３１８５３３号公報

この被銅メッキ処理材は、ニクロムスパッタ膜が銅スパッタ膜の銅のポリイミドフィルムへの拡散を防止して、銅スパッタ膜上に銅メッキを施した銅積層ポリイミドフィルムの耐熱ピール強度を改善することができる。

しかしながら、この銅積層ポリイミドフィルムによっても、銅積層ポリイミドフィルムの加熱処理後の引き剥がし強度である耐熱ピール強度が３３３Ｎ／ｍ程度しかなく、あらゆるところで使用されるプリント配線板として充分な耐熱ピール強度が得られないものであった。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、常態接着強さである初期ピール強度のみならず、耐熱ピール強度にも優れた銅積層ポリイミドフィルムを得ることができる被銅メッキ処理材を提供することを課題とするものである。

請求項１に記載の発明に係る被銅メッキ処理材は、ポリイミドフィルムの少なくとも片面に、主成分としてニッケルクロム合金スパッタ粒子と銅スパッタ粒子とを含有する混合スパッタ膜が形成されてなる被銅メッキ処理材であって、上記混合スパッタ膜は、その厚みが８ｎｍ以上であって、８０ｎｍ以下であるとともに、上記ニッケルクロム合金スパッタ粒子と上記銅スパッタ粒子との質量割合が、上記ポリイミドフィルムとの接触表面から当該混合スパッタ膜の表層に向けて上記ニッケルクロム合金スパッタ粒子が少なくなり、かつ上記銅スパッタ粒子が多くなるように変化することを特徴としている。

ここで、この被銅メッキ処理材は、最終的に、上記混合スパッタ膜上に銅メッキが施されて、銅積層ポリイミドフィルムとして使用されるものであり、上記混合スパッタ膜上に直接、上記銅メッキを施して、又は上記混合スパッタ膜上に他のスパッタ膜等を介在させて上記銅メッキを施して、使用してもよいものである。
また、本発明において、ニッケルクロム合金とは、ニッケル８５wt％とクロム１５ｗｔ％とを含有する８５Ｎｉ−１５Ｃｒ、ニッケル８０wt％とクロム２０ｗｔ％とを含有する８０Ｎｉ−２０Ｃｒ（ニクロム８０）、ニッケル６０wt％とクロム４０ｗｔ％とを含有する６０Ｎｉ−４０Ｃｒ（ニクロム６０）、ニッケル４０wt％とクロム６０ｗｔ％とを含有する４０Ｎｉ−６０Ｃｒやニッケル２０wt％とクロム８０ｗｔ％とを含有する２０Ｎｉ−８０Ｃｒなどのニッケル及びクロムを主成分とするニクロム（登録商標、以下同様）を意味するものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の被銅メッキ処理材において、上記ニッケルクロム合金スパッタ粒子と上記銅スパッタ粒子との質量割合が上記接触表面から上記表層に向けて段階的に変化することを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の被銅メッキ処理材において、上記ニッケルクロム合金スパッタ粒子と上記銅スパッタ粒子との質量割合が上記接触表面から上記表層に向けて漸次変化することを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３の何れか一項に記載の被銅メッキ処理材において、上記混合スパッタ膜の上記銅スパッタ粒子の質量割合が多い表層上に、銅スパッタ膜が形成されていることを特徴としており、この被銅メッキ処理材は、最終的に、上記銅スパッタ膜上に、直接銅メッキが施されて、銅積層ポリイミドフィルムとして使用されるものである。

請求項１〜４に記載の発明によれば、ポリイミドフィルム上に、主成分としてニッケルクロム合金スパッタ粒子と銅スパッタ粒子とを含有する混合スパッタ膜を、上記ニッケルクロム合金スパッタ粒子と上記銅スパッタ粒子との質量割合をポリイミドの接触表面から表層に向けて上記ニッケルクロム合金スパッタ粒子が少なくなり、かつ上記銅スパッタ粒子が多くなるように変化させて、厚みが８ｎｍ以上であって８０ｎｍ以下となるように形成したため、メッキ処理を施すことにより、初期ピール強度のみならず、耐熱ピール強度にも優れて、あらゆるところで使用可能な銅積層ポリイミドフィルムを得ることができる。

上述のように耐熱ピール強度を有する銅積層ポリイミドフィルムを得られたのは、厚み８ｎｍ以上の混合スパッタ膜を形成することによって、表層に向けて質量割合の多くなる銅スパッタ粒子や混合スパッタ膜上に形成される銅メッキのポリイミドフィルムへの拡散を抑制することにより、銅とポリイミドフィルムとの化学結合の変化による剥離現象を防止できたためであると推測される。

他方、混合スパッタ膜の厚みを８０ｎｍ以下とすることによって、後工程のエッチング処理においてニッケルクロム合金スパッタ粒子の存在により混合スパッタ膜のパターン形成が困難となることを防止できる。

また、上記接触表面から上記表層に向けて上記ニッケルクロム合金スパッタ粒子と上記銅スパッタ粒子との質量割合を、請求項２に記載の発明のように段階的に変化させた場合や、請求項３に記載の発明のように漸次変化させた場合に、効果的に耐熱ピール強度の低下を抑制でき、銅積層ポリイミドフィルムの剥離を防止することができる。

加えて、請求項４に記載の発明によれば、混合スパッタ膜の銅スパッタ粒子の質量割合が多くなった表層上に、銅スパッタ膜を形成することによって、被メッキ処理材に銅メッキを施した際に、スパッタ膜とメッキ層とがいずれも銅であって、結晶構造が同一であることから、スパッタ膜とメッキ層との結合力が大きくなって、銅積層ポリイミドフィルムの剥離強度を高めることができる。

以下、本発明に係る被銅メッキ処理材の第１の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態の被銅メッキ処理材Ｗ２を示す模式図であるとともに、図２は、この被銅メッキ処理材Ｗ２における混合スパッタ膜３及び銅スパッタ膜４におけるニクロムスパッタ粒子と銅スパッタ粒子との質量割合を示すグラフである。また、図１及び図２における●は、ニクロムスパッタ粒子を示すものであるとともに、同図中における□は、銅スパッタ粒子を示すものである。

本実施形態の被銅メッキ処理材Ｗ２は、ポリイミドフィルムＷ１上にニクロムスパッタ粒子と銅スパッタ粒子とからなる混合スパッタ膜３が形成されるとともに、この混合スパッタ膜３上に銅スパッタ膜４が形成されて構成されている。

この混合スパッタ膜３は、その厚みが８ｎｍ以上であって、かつ８０ｎｍ以下（本実施形態においては３２ｎｍ）となるように形成されるとともに、図１及び図２に示すように、ポリイミドフィルムＷ１との接触表面から表層に向けて、段階的に、ニクロムスパッタ粒子（●）の質量割合が少なくなり、かつ銅スパッタ粒子（□）の質量割合が多くなるように変化して構成されている。

具体的に、混合スパッタ膜３として、ポリイミドフィルムＷ１上から厚さ８ｎｍ未満の範囲内の第１堆積部において、ニクロムスパッタ粒子のみが堆積されており、厚さ８ｎｍ以上１６ｎｍ未満の範囲内の第２堆積部において、ニクロムスパッタ粒子が７５質量％、銅スパッタ粒子が２５質量％となるように堆積されている。同様に、混合スパッタ膜３は、同１６〜２４ｎｍの範囲内の第３堆積部においてニクロムスパッタ粒子が５０質量％、銅スパッタ粒子が５０質量％、同２４〜３２ｎｍの範囲内の第４堆積部においてニクロムスパッタ粒子が２５質量％、銅スパッタ粒子が７５質量％となるように堆積されており、各堆積部が均一の厚み（本実施形態では８ｎｍ）を有して形成されている。

すなわち、混合スパッタ膜３として、ポリイミドフィルムＷ１との接触面にニクロムスパッタ粒子のみが堆積することにより、銅スパッタ粒子のポリイミドフィルムＷ１への拡散を確実に抑制して、銅とポリイミドフィルムＷ１との化学結合の変化による被銅メッキ処理材Ｗ２の剥離現象が阻止されるものである。

また、混合スパッタ膜３の厚みを８ｎｍ以上としたのは、銅スパッタ粒子等の銅のポリイミドフィルムＷ１への拡散を抑制して、銅とポリイミドフィルムとの化学結合の変化による剥離現象を防止して、初期ピール強度のみならず、耐熱ピール強度の低下を阻止するためである。他方、混合スパッタ膜３の厚みを８０ｎｍ以下としたのは、後工程のエッチング処理においてニクロムスパッタ粒子の存在により混合スパッタ膜３のパターン形成が困難になることを防止するためである。

他方、この銅スパッタ粒子の質量割合が多くなった混合スパッタ膜３の表層上には、上記銅スパッタ膜４が形成されており、この銅スパッタ膜４は、主成分が銅スパッタ粒子からなり、２００ｎｍの厚みを有して形成されている。

以上のようにして構成される被銅メッキ処理材Ｗ２は、この銅スパッタ膜４上に銅メッキ処理を施すことによって、銅積層ポリイミドフィルムとして使用可能である。

次いで、本発明に係る被銅メッキ処理材の第２の実施形態について説明する。
なお、第１の実施形態と同一の構成については、簡略して説明する。

本実施形態の被銅メッキ処理材Ｗ２は、第１実施形態と同様に、ポリイミドフィルムＷ１上にニクロムスパッタ粒子及び銅スパッタ粒子からなる８ｎｍ〜８０ｎｍの膜厚の混合スパッタ膜３と、この混合スパッタ膜３上に形成された銅スパッタ膜４とによって構成されている。

この混合スパッタ膜３は、ポリイミドフィルムＷ１との接触表面から表層に向けて、漸次、ニクロムスパッタ粒子の質量割合が少なくなり、かつ銅スパッタ粒子の質量割合が多くなるように変化して構成されており、ポリイミドフィルムＷ１との接触面にニクロムスパッタ粒子のみが堆積されている。

他方、この銅スパッタ粒子の質量割合が多い混合スパッタ膜３の表層上には、上記銅スパッタ膜４が形成されている。
以上のようにして構成される被銅メッキ処理材Ｗ２は、この銅スパッタ膜４上に銅メッキ処理を施すことによって、銅積層ポリイミドフィルムとして使用可能である。

次に、第１の被銅メッキ処理材の製造装置について、図３及び図４を用いて説明する。

まず、本実施形態の製造装置は、図３に示すように、ポリイミドフィルムＷ１を巻出す巻出しロール３１と、この巻き出しロール３１から巻出されたポリイミドフィルムＷ１が帯幅方向を上下方向に向けた状態で搬入するＤＣマグネトロンスパッタ装置１と、このスパッタ装置１内において、ポリイミドフィルムＷ１上に混合スパッタ膜３と銅スパッタ膜４とが順次成膜されて、スパッタ装置１から搬出された被銅メッキ処理材Ｗ２を巻取る巻取りロール３２とによって構成されている。

このＤＣマグネトロンスパッタ装置１は、外観視略円筒状に構成されるとともに、上部及び下部がそれぞれ閉塞されて、内部に搬入されたポリイミドフィルムＷ１に混合スパッタ膜３と銅スパッタ膜４とを成膜するための成膜室１０が気密的に設けられており、その外壁面にポリイミドフィルムＷ１の搬入口１８と被銅メッキ処理材Ｗ２の搬出口１９とがそれぞれ細長状に形成されている。
また、スパッタ装置１は、その中央部に円筒状の回転可能な冷却ドラム１１が設けられており、この冷却ドラム１１は、伝熱性を有する導電性部材によって構成されるとともに、上部及び下部がそれぞれ閉塞的に設けられて、その内周壁面に沿って冷却水が循環するようになっている。
そして、この冷却ドラム１１の内周壁面に沿って循環する冷却水は、冷却ドラム１１を介して、ポリイミドフィルムＷ１を冷却することにより、スパッタ粒子の凝集熱によるポリイミドフィルムＷ１の温度上昇を抑制して、ポリイミドフィルムＷ１の熱負けによる銅積層ポリイミドフィルムの初期ピール強度の低下を抑制する。

また、この冷却ドラム１１の外周面に沿って複数基（本実施形態においては７基）のターゲット２がそれぞれ間に隔壁部材１２を設けて設置されており、これらのターゲット２としては、ポリイミドフィルムＷ１の搬送方向の上流側からニクロムターゲット２Ａ、第１の混合ターゲット２Ｂ、第２の混合ターゲット２Ｃ、第３の混合ターゲット２Ｄ及び複数基（本実施形態においては３基）の銅ターゲット２Ｅが設置されている。

さらに、各ターゲット２Ａ〜２Ｅは、図４に示すように、それぞれ冷却ドラム１１に対向配置された細長矩形板状のバッキングプレート２１を天板とする筺体２５の底板が成膜室１０の外壁面と一体的に設けられており、この筺体２５は、その内部が気密的に設けられて、幅方向の中央部に上下方向に向けて細長状の磁石２４が配置されるとともに、内部に冷却水が循環するようになっている。

そして、ニクロムターゲット２Ａのバッキングプレート２１の表面には、ターゲット材２２として厚板状のニクロム合金２２Ａが貼設されるとともに、第１の混合ターゲット２Ｂのターゲット材２２としては、厚板状のニクロム合金７５質量％、銅２５質量％の第１の混合合金２２Ｂが貼設されている。同様に、第２の混合ターゲット２Ｃのターゲット材２２としてはニクロム合金５０質量％、銅５０質量％の第２の混合合金２２Ｃ、第３の混合ターゲット２Ｄのターゲット材２２としてはニクロム合金２５質量％、銅７５質量％の第３の混合合金２２Ｄ及び銅ターゲット２Ｅのターゲット材２２としては銅２２Ｅがそれぞれ貼設されている。これにより、各ターゲット材２２並びに筺体２５の天板及び底板は、冷却ドラム１１の外周面に沿って円弧状に湾曲して形成されるとともに、各ターゲット２の間に設置された上記隔壁部材１２は、各ターゲット材２２によるスパッタ粒子が隣接する他のターゲット材２２のスパッタ粒子が堆積するポリイミドフィルムＷ１上に堆積しないように各ターゲット材２２よりもポリイミドフィルムＷ１側に突出して設けられている。

また、これらの各ターゲット材２２には、それぞれ電流を供給するイオン引き出し電極（図示を略す）が接続されており、これによって、各引き出し電極は、各ニクロム合金２２Ａ等のターゲット材２２に電圧を印加するようになっているとともに、アースが冷却ドラム１１に接続されている。

また、スパッタ装置１には、空気を排出して、成膜室１０を真空状態に近付ける内圧調整機能と、内部にアルゴン等の不活性ガスを供給するガス供給機能とを備えた内部雰囲気調整手段（図示を略す）が設けられている。これによって、スパッタ装置１内は、作動時にアルゴン等の不活性ガス雰囲気に保たれて、アルゴン等のイオン化に伴ってプラズマが生じるとともに、イオン化したアルゴンが各ターゲット材２２に衝突して、各ターゲット材２２のスパッタ粒子が叩き出されて、ポリイミドフィルムＷ１上に堆積されるようになっている。

上述の実施の形態の製造装置を用いて、被銅メッキ処理材Ｗ２を製造する場合には、まず、巻出しロール３１から巻出されたポリイミドフィルムＷ１がスパッタ搬入口１８からスパッタ装置１内の冷却ドラム１１の外周面及び搬出口１９を経て巻取りロール３２に巻取られている状態で、内部雰囲気調整手段によって、成膜室１０にアルゴンガスを供給するとともに、成膜室１０の内圧を調整して、内部雰囲気を調整する。

次いで、各引き出し電極を通じて、各ターゲット２に電圧を印加して、スパッタ装置１を作動させるとともに、巻出しロール３１、冷却ドラム１１及び巻取りロール３２を同一の周速となるように同期して回転させる。

すると、搬入口１８から搬入されたポリイミドフィルムＷ１は、冷却ドラム１１の外周面によって冷却されつつ冷却ドラム１１の回転によって下流側に搬送されると同時に、アルゴンイオンがニクロム合金２２Ａに衝突することによって叩き出されたニクロムスパッタ粒子が堆積される。次いで、アルゴンイオンが第１の混合合金２２Ｂに衝突することにより、ニクロムスパッタ粒子と銅スパッタ粒子とが堆積され、順次同様に、第２の混合合金２２Ｃによるニクロムスパッタ粒子と銅スパッタ粒子とが、第３の混合合金２２Ｄによるニクロムスパッタ粒子と銅スパッタ粒子とが、銅２２Ｅによる銅スパッタ粒子がそれぞれ連続的に堆積される。

その際、各スパッタ粒子は、隔壁部材１２がポリイミドフィルムW1側に突出して設けられているため、隣接する他のターゲット材２２によるスパッタ粒子が堆積するポリイミドフィルムＷ１上に堆積しないことから、隣接するターゲット材２２によるスパッタ粒子と混合することなく、ポリイミドフィルムＷ１上に堆積する。
このため、ポリイミドフィルムＷ１上には、ニクロムターゲット２Ａに臨む位置において、ニクロムスパッタ粒子のみが堆積され、同様に、第１の混合ターゲット２Ｂ〜銅ターゲット２Ｅに臨む位置おいても、順次各ターゲット材２２によるスパッタ粒子のみが堆積される。これにより、ニクロムスパッタ粒子と銅スパッタ粒子との質量割合を段階的に変化させた第１〜第４堆積部からなる混合スパッタ膜３と、銅スパッタ膜４とが形成されたポリイミドフィルムＷ１は、被銅メッキ処理材Ｗ２として搬出口１９から搬出されて、巻取りロール３２に巻き取られる。

次に、第２の被銅メッキ処理材Ｗ２の製造装置及びそれを用いた本発明に係る第２の被銅メッキ処理材Ｗ２の製造方法について、図５を用いて説明する。
なお、第１の実施形態の製造装置と同一の構成については、略して説明するとともに、第１の被銅メッキ処理材Ｗ２の製造方法と同一の方法については、簡略して説明する。

まず、本実施形態の製造装置は、巻出す巻出しロール３１と、この巻き出しロール３１から巻出されたポリイミドフィルムＷ１が帯幅方向を上下方向に向けた状態で搬入するＤＣマグネトロンスパッタ装置１と、このスパッタ装置１内においてポリイミドフィルムＷ１に混合スパッタ膜３と銅スパッタ膜４とが順次成膜されて、スパッタ装置１から搬出された被銅メッキ処理材Ｗ２を巻取る巻取りロール３２とによって構成されており、マグネトロンスパッタ装置１において隔壁部材１２が設けられていない点を除き、第１の実施形態の製造装置と同一である。

上記被銅メッキ処理材の製造装置を用いて、被銅メッキ処理材を製造する場合には、第１の実施形態と同様に、内部雰囲気調整手段によって、成膜室１０にアルゴンガスを供給するとともに、成膜室１０の内圧を調整し、各ターゲット２に電圧を印加して、スパッタ装置１を作動させるとともに、巻出しロール３１、冷却ドラム１１及び巻取りロール３２を同一の周速となるように同期して回転させる。

すると、ポリイミドフィルムＷ１は、冷却ドラム１１の回転によって下流側に搬送されつつ、アルゴンイオンがニクロム合金２２Ａに衝突することによって叩き出されたニクロムスパッタ粒子が堆積される。次いで、アルゴンイオンが第１の混合合金２２Ｂに衝突することにより、ニクロムスパッタ粒子と銅スパッタ粒子とが堆積され、順次同様に、第２の混合合金２２Ｃによるニクロムスパッタ粒子と銅スパッタ粒子とが、第３の混合合金２２Ｄによるニクロムスパッタ粒子と銅スパッタ粒子とが、銅２２Ｅによる銅スパッタ粒子がそれぞれ連続的に堆積される。

その際、各スパッタ粒子は、アルゴンイオンによって叩き出されることによって、ポリイミドフィルムＷ１上に堆積することから、隣接する他のターゲット材２２によるスパッタ粒子が堆積するポリイミドフィルムＷ１上にも拡散して堆積するため、隣接するターゲット材２２によるスパッタ粒子が混合された状態で堆積する。

このため、ポリイミドフィルムＷ１上には、ニクロムターゲット２Ａに臨む位置において、ニクロム合金２２Ａによるニクロムスパッタ粒子に、一部ターゲット２Ａの下流側に隣接する第１の混合ターゲット２Ｂのスパッタ粒子が混合して堆積され、次いで、第１の混合ターゲット２Ｂに臨む位置において、第１の混合合金２２Ｂによるニクロムスパッタ粒子及び銅スパッタ粒子に、一部ターゲット２Ｂの上流側及び下流側に隣接するニクロムターゲット２Ａ及び第２の混合ターゲット２Ｃのスパッタ粒子が混合して堆積される。

同様にして、順次、ポリイミドフィルムＷ１上には、第２の混合ターゲット２Ｃに臨む位置において、第２の混合合金２２Ｃによるスパッタ粒子に、上下流側に隣接する第１及び第３の混合ターゲット２Ｂ、２Ｄのスパッタ粒子が一部混合して堆積され、第３の混合ターゲット２Ｄに臨む位置において、第３の混合合金２２Ｄによるスパッタ粒子に上下流側に隣接する第２の混合ターゲット２Ｃ及び銅ターゲット２Ｅのスパッタ粒子が一部混合して堆積される。

これにより、ポリイミドフィルムＷ１上には、各ターゲット２に臨む位置において、各ターゲット材２２によるスパッタ粒子に、上下流側に隣接する他のターゲット２のスパッタ粒子が一部混合するため、ポリイミドフィルムＷ１との接触表面から表層に向けて、漸次、各スパッタ粒子の質量割合が変化する混合スパッタ膜３が形成される。

上述の第１及び第２の実施の形態の被銅メッキ処理材Ｗ２は、上述のようにして厚み８ｎｍ以上の混合スパッタ膜３を、ニクロムスパッタ粒子と銅スパッタ粒子との質量割合がポリイミドフィルムＷ１の接触表面から表層に向けて、ニクロムスパッタ粒子が少なくなり、かつ銅スパッタ粒子が多くなるように段階的に変化又は漸次変化するように形成したため、初期ピール強度のみならず、著しく耐熱ピール強度に優れた銅積層ポリイミドフィルム得ることができる。

また、銅被銅メッキ処理材Ｗ２は、ポリイミドフィルムＷ１との接触面にスパッタ粒子のみを堆積させたため、銅スパッタ粒子のポリイミドフィルムＷ１への拡散を抑制して、銅とポリイミドフィルムＷ１との化学結合の変化による剥離現象を阻止することができる。
加えて、混合スパッタ膜３の上に銅スパッタ膜４を形成したため、銅メッキ処理を施す際にメッキ層と銅スパッタ膜４との結合力が大きくなって、剥離強度を高めることができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に何ら限定されるものでなく、例えば、混合スパッタ膜３上に銅スパッタ膜４が形成されていなくてもよいものである。

上記第１の被銅メッキ処理材の製造装置を用いて、ポリイミドフィルムＷ１を冷却ドラム１１の回転によって搬送しつつ、この搬送されるポリイミドフィルムＷ１にニクロムターゲット２Ａ〜銅ターゲット２Ｅの各ターゲット材２２によるスパッタ粒子を順次、連続して堆積させた。

なお、スパッタ装置１内に設置されるニクロム合金２２ＡとしてＮｉ80wt.％−Ｃｒ20wt.％を用いるとともに、第１の混合合金２２Ｂとして（Ｎｉ80wt.％−Ｃｒ20wt.％）₇₅−Ｃｕ₂₅、第２の混合合金２２Ｃとして（Ｎｉ80wt.％−Ｃｒ20wt.％）₅₀−Ｃｕ₅₀、第３の混合合金２２Ｄとして（Ｎｉ80wt.％−Ｃｒ20wt.％）₂₅−Ｃｕ₇₅、銅２２ＥとしてＣｕをそれぞれ用いた。すなわち、各ターゲット材２２として、ポリイミドフィルムＷ１の搬送方向の上流側から下流側に向けて順次、組成式（Ｎｉ80wt.％−Ｃｒ20wt.％）_x−Ｃｕ_{（１００−ｘ）}におけるｘ＝１００、７５、５０、２５、０であるものを用いた。

また、スパッタ装置１内は、内部雰囲気調整手段によって到達真空度が１ｅ^-6 ［Ｔｏｒｒ］となるように真空引きされるとともに、アルゴンガスが充填されており、圧力６．２ｅ^-3 ［Ｔｏｒｒ］となるように保たれている。また、イオン引き出し電極によって各ターゲット材２２にそれぞれ３．１６Ｗ／ｃｍ² の電力が印加されている。

これにより、ポリイミドフィルムＷ１に、上記第１の被銅メッキ処理材Ｗ２と同様に、第１〜第４堆積部をそれぞれ８ｎｍとした３２ｎｍの混合スパッタ膜３と膜厚２００ｎｍの銅スパッタ膜４とが形成された実施例１の被銅メッキ処理材Ｗ２と、第１〜第４堆積部をそれぞれ２０ｎｍとした８０ｎｍの混合スパッタ膜３と膜厚２００ｎｍの銅スパッタ膜４とが形成された実施例２の被銅メッキ処理材Ｗ２とを得た。

さらに、ポリイミドフィルムＷ１に、第２実施形態の隔壁部材１２が設けられていない図５に示したスパッタ装置１を用いて、上記第２の被銅メッキ処理材Ｗ２に対応する膜厚３２ｎｍの混合スパッタ膜３と膜厚２００ｎｍの銅スパッタ膜４とが形成された実施例３の被銅メッキ処理材Ｗ２を得た。同様にして、膜厚８０ｎｍの混合スパッタ膜３と２００ｎｍの銅スパッタ膜４とが形成された実施例４の被銅メッキ処理材Ｗ２とを得た。

なお、実施例１及び３の被銅メッキ処理基材Ｗ２における混合スパッタ膜３および銅スパッタ膜４のポリイミドフィルムＷ１との接触表面から表層に向けて膜厚方向に変化するニクロムスパッタ粒子と銅スパッタ粒子との質量割合と、実施例２及び４の被銅メッキ処理基材Ｗ２における混合スパッタ膜３および銅スパッタ膜４の同膜厚方向に変化するニクロムスパッタ粒子と銅スパッタ粒子との質量割合とをそれぞれ断面ＴＥＭ−ＥＤＳによって測定して、前者のグラフを図６に、後者のグラフを図７にそれぞれ示した。図６及び図７から判るように、実施例３および４の隔壁部材１２が設けられていないスパッタ装置１を用いた場合には、漸次、膜厚方向にニクロムスパッタ粒子と銅スパッタ粒子との質量割合が変化している。

次いで、実施例１の被銅メッキ処理材Ｗ２に、銅スパッタ膜４上に８μｍの銅メッキ層を施した後に、初期ピール強度及び耐熱ピール強度を測定して、それらの結果を表１に示した。なお、本実施例における耐熱ピール強度は、１５０℃で１６８時間加熱した後の引き剥がし強度であり、ＪＩＳＣ６４７１に従ったものである。

同様に、実施例２〜４の被銅メッキ処理材Ｗ２に、銅スパッタ膜４上に８μｍの銅メッキ層を施した後に、初期ピール強度及び耐熱ピール強度を測定し、それらの結果を表１に示した。

次いで、比較例として、実施例１及び２と同一のポリイミドフィルムＷ１上に、膜厚２０ｎｍのニクロムスパッタ膜と、膜厚２００ｎｍの銅スパッタ膜４と、膜厚８μｍの銅メッキ層とが順に積層された銅積層ポリイミドフィルムを用いて、実施例１及び２と同様に、初期ピール強度及び耐熱ピール強度を測定し、その結果を表１に示した。

表１から判るように、比較例１の銅積層ポリイミドフィルムは、初期ピール強度が３６０．５Ｎ／ｍであるとともに、耐熱ピール強度が３０７．２Ｎ／ｍであり、初期ピール強度及び耐熱ピール強度がともに小さくなってしまった。これは、銅のポリイミドフィルムＷ１への拡散を完全に防止することができず、この銅の拡散によって銅メッキ層とポリイミドフィルムＷ１との化学結合が変化したことによるものと推測される。

これに対して、実施例１の銅積層ポリイミドフィルムは、混合スパッタ膜３及び銅スパッタ層４が比較的薄いために、耐熱ピール強度が５２１．３Ｎ／ｍと比較的小さいかったものの、耐熱ピール強度及び初期ピール強度が共に優れていることが判った。

また、実施例２の銅積層ポリイミドフィルムは、混合スパッタ膜３及び銅スパッタ層４が比較的厚いために、スパッタ粒子の凝集熱によってポリイミドフィルムＷ１の表面が熱せられることにより、初期ピール強度が低下して、同強度が５６０．６Ｎ／ｍと比較的小さいものの、初期ピール強度及び耐熱ピール強度が共に優れていることが判った。

さらに、実施例３の銅積層ポリイミドフィルムは、実施例１よりも耐熱ピール強度および初期ピールがともに向上しており、同様に実施例４の銅積層ポリイミドフィルムは、実施例２よりも耐熱ピール強度および初期ピールがともに向上している。特に、実施例３および実施例４は、それぞれ耐熱ピール強度が実施例１および実施例２よりも著しく向上しており、漸次、スパッタ粒子の質量割合が変化する混合スパッタ膜３を形成することによって耐熱ピール強度および初期ピール強度は、一段と向上することが判った。

本発明に係る第１の被銅メッキ処理材Ｗ２を示す模式図である。混合スパッタ膜３及び銅スパッタ膜４の質量割合を示すグラフである。第１の被銅メッキ処理材の製造装置を示す横断面模式図である。ターゲット２の構成を説明する横断面斜視図である。第２の被銅メッキ処理材の製造装置を示す横断面模式図である。実施例１及び３の被銅メッキ処理材Ｗ２における混合スパッタ膜３及び銅スパッタ膜４のニクロムスパッタ粒子と銅スパッタ粒子との質量割合を示すグラフである。実施例２及び４の被銅メッキ処理材Ｗ２における混合スパッタ膜３及び銅スパッタ膜４のニクロムスパッタ粒子と銅スパッタ粒子との質量割合を示すグラフである。

符号の説明

Ｗ１銅積層ポリイミドフィルム
Ｗ２被銅メッキ処理材
３混合スパッタ膜
４銅スパッタ膜

Claims

ポリイミドフィルムの少なくとも片面に、主成分としてニッケルクロム合金スパッタ粒子と銅スパッタ粒子とを含有する混合スパッタ膜が形成されてなる被銅メッキ処理材であって、
上記混合スパッタ膜は、その厚みが８ｎｍ以上であって、８０ｎｍ以下であるとともに、上記ニッケルクロム合金スパッタ粒子と上記銅スパッタ粒子との質量割合が、上記ポリイミドフィルムとの接触表面から当該混合スパッタ膜の表層に向けて上記ニッケルクロム合金スパッタ粒子が少なくなり、かつ上記銅スパッタ粒子が多くなるように変化することを特徴とする被銅メッキ処理材。
上記ニッケルクロム合金スパッタ粒子と上記銅スパッタ粒子との質量割合は、上記接触表面から上記表層に向けて段階的に変化することを特徴とする請求項１に記載の被銅メッキ処理材。
上記ニッケルクロム合金スパッタ粒子と上記銅スパッタ粒子との質量割合は、上記接触表面から上記表層に向けて漸次変化することを特徴とする請求項１に記載の被銅メッキ処理材。
上記混合スパッタ膜の上記銅スパッタ粒子の質量割合が多い表層上に、銅スパッタ膜が形成されていることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載の被銅メッキ処理材。