JP3729055B2 - 樹脂成形体への金属膜形成方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂成形体の表面に金属膜を形成する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
立体回路基板やセンサー部品、反射板などは、樹脂組成物を射出成形等して樹脂成形体を作製し、この樹脂成形体の表面に回路や反射膜となる金属膜を形成することによって製造されている。そして液晶ポリマー（ＬＣＰ）やシンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）は、高周波特性に優れると共に耐熱性に優れるので、立体回路基板やセンサー部品、反射板などを形成する樹脂成形体の材料として特に適している。しかし、ＬＣＰやＳＰＳはその分子に極性基がないために、ＬＣＰやＳＰＳで作製した樹脂成形体の表面に金属膜を形成しても、樹脂成形体に対する金属膜の密着力は極めて小さい。
【０００３】
そこで、樹脂成形体に対する金属膜の密着性を高めるために、樹脂成形体の表面をプラズマ処理することが行なわれている。
【０００４】
すなわち、図１２はプラズマ処理装置の一例を示すものであって、チャンバー１５内に保持電極３及び対向電極４を配設し、保持電極３をＲＦの高周波電源８に接続すると共に対向電極４をチャンバー１５に接続することによって接地するようにしてあり、ガス導入口１６からチャンバー１５内にプラズマ生成用の雰囲気ガスを導入できるようにしてある。そして、保持電極３に樹脂成形体１を接触させた状態で保持してチャンバー１５内にセットし、チャンバー１５内に窒素ガスなどの雰囲気ガスを導入して、保持電極３に高周波電圧を印加することによって、保持電極３と対向電極４の間での気体放電現象により窒素プラズマなどのプラズマＰを生成させる。このようにプラズマＰを生成させると、プラズマＰ中のＮ⁺などのイオンが樹脂成形体１の表面に作用し、樹脂成形体１の表面の汚染物を除去するクリーニングを行なうと共に、窒素極性基などの極性基を樹脂成形体１の表面の分子に付与する処理がなされる。このように樹脂成形体１の表面に極性基を付与した後に、蒸着やスパッタリングなどＰＶＤ法で樹脂成形体１の表面に銅などの金属膜を形成することによって、樹脂成形体１に対する金属膜の密着性を高めることができるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこのような窒素プラズマなどのプラズマによる処理だけでは、ＬＣＰやＳＰＳで作製した樹脂成形体と金属膜との密着性を向上させる効果を高く得ることはできない。
【０００６】
図１３はポリフタルアミド（ＰＰＡ）とＬＣＰを上記のような窒素プラズマで処理した場合の、未処理に対する窒素プラズマ処理による金属膜のピール強度の向上の効果を示すものであり、ＰＰＡは窒素プラズマ処理によってピール強度が大きく向上しているが、ＬＣＰは窒素プラズマ処理によるピール強度の向上が小さく、必要とされる０．６Ｎ／ｍｍのピール強度に達していない。これは、「化１」に示すように、ＰＰＡには化学構造式中に極性基が多く存在するが、ＬＣＰには化学構造式中に極性基が存在しないため、プラズマ処理によってＬＣＰに高密度に極性基を付与することができないからであると考えられる。
【０００７】
【化１】

【０００８】
また、プラズマ中のＮ⁺などのイオンを樹脂成形体の表面に作用させて窒素極性基などの極性基を付与する場合、このとき同時に、高いエネルギーを持つイオンによって樹脂成形体の表面がエッチングされ、樹脂成形体の表面に形成された極性基がこのエッチングによって取り除かれる現象が生じ、このことも、樹脂成形体と金属膜との密着性を向上させる効果が高く得られないことの原因であると考えられる。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、樹脂成形体の表面の樹脂分子に効率良く高密度に極性基を付与することができ、樹脂成形体に金属膜を密着性高く形成することができる樹脂成形体への金属膜形成方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る樹脂成形体への金属膜形成方法は、樹脂成形体１の表面の樹脂の分子の結合を開裂するプラズマ処理を行なった後、プラズマをダウンストリーム法で樹脂成形体１の表面に導くことによって、プラズマ中のラジカルを主として樹脂成形体１の表面に到達させると共にこのラジカルの作用で樹脂成形体１の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理をし、この後、樹脂成形体１の表面に金属膜２を形成することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の請求項２に係る樹脂成形体への金属膜形成方法は、樹脂成形体１の表面の樹脂の分子の結合を開裂するプラズマ処理を行なった後、プラズマ中のイオンを電極に電気的に吸引して樹脂成形体１の表面に到達させないようにすることによって、プラズマ中のラジカルを主として樹脂成形体１の表面に到達させると共にこのラジカルの作用で樹脂成形体１の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理をし、この後、樹脂成形体１の表面に金属膜２を形成することを特徴とするものである。
【００１２】
また請求項３の発明は、上記請求項２において、プラズマ中のラジカルの作用で樹脂成形体１の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理をするにあたって、樹脂成形体１を保持する保持電極３と樹脂成形体１と対向する対向電極４の間でプラズマを発生させ、プラズマ中のイオンを電気的に吸引する中間電極５で樹脂成形体１を囲うことによって、プラズマ中のイオンを樹脂成形体１の表面に到達させないようにすることを特徴とするものである。
【００１３】
また請求項４の発明は、上記請求項２において、プラズマ中のラジカルの作用で樹脂成形体１の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理をするにあたって、樹脂成形体１を保持する保持電極３と樹脂成形体１と対向する対向電極４の間でプラズマを発生させ、対向電極４に負のバイアスがかかった高周波電圧を印加することによって、プラズマ中のイオンを対向電極４に電気的に吸引させて、プラズマ中のイオンを樹脂成形体１の表面に到達させないようにすることを特徴とするものである。
【００１４】
また請求項５の発明は、上記請求項１乃至４のいずれかにおいて、樹脂成形体１を保持する保持電極３と樹脂成形体１と対向する対向電極４の間でプラズマを発生させて、樹脂成形体１の表面の樹脂の分子の結合を開裂するプラズマ処理を行なうにあたって、保持電極３に負のバイアスがかかった高周波電圧を印加すると共に、負のバイアス電圧を−１００Ｖ〜−７００Ｖの範囲に制御することを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の請求項６に係る樹脂成形体への金属膜形成方法は、樹脂成形体１の表面にレーザーを照射して樹脂成形体１の表面の樹脂の分子の結合を開裂する処理を行なった後、プラズマをダウンストリーム法で樹脂成形体１の表面に導くことによって、プラズマ中のラジカルを主として樹脂成形体１の表面に到達させると共にこのラジカルの作用で樹脂成形体１の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理をし、この後、樹脂成形体１の表面に金属膜２を形成することを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の請求項７に係る樹脂成形体への金属膜形成方法は、樹脂成形体１の表面にレーザーを照射して樹脂成形体１の表面の樹脂の分子の結合を開裂する処理を行なった後、プラズマ中のイオンを電極に電気的に吸引して樹脂成形体１の表面に到達させないようにすることによって、プラズマ中のラジカルを主として樹脂成形体１の表面に到達させると共にこのラジカルの作用で樹脂成形体１の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理をし、この後、樹脂成形体１の表面に金属膜２を形成することを特徴とするものである。
【００１７】
また請求項８の発明は、上記請求項１乃至７のいずれかにおいて、プラズマ中のラジカルで樹脂成形体１の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理をした後、プラズマ処理して樹脂成形体１の表面の樹脂の分子を架橋させることを特徴とするものである。
【００１８】
また請求項９の発明は、上記請求項８において、プラズマから発せられる紫外線は通過させるがプラズマ中のイオンは通過させないバリア９で樹脂成形体を囲った状態で、樹脂成形体１の表面の樹脂の分子を架橋させるプラズマ処理をすることを特徴とするものである。
【００１９】
また請求項１０の発明は、上記請求項１乃至７のいずれかにおいて、プラズマ中のラジカルで樹脂成形体１の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理をした後、紫外線照射処理をして樹脂成形体１の表面の樹脂の分子を架橋させることを特徴とするものである。
【００２０】
また請求項１１の発明は、上記請求項１０において、紫外線照射処理を紫外線レーザを用いて行なうことを特徴とするものである。
【００２１】
また請求項１２の発明は、上記請求項１０において、紫外線照射処理をエキシマランプを用いて行なうことを特徴とするものである。
【００２２】
また請求項１３の発明は、上記請求項１乃至１２のいずれかにおいて、樹脂成形体１の表面の樹脂の分子の結合を開裂する処理を行なうに先だって、樹脂成形体１の表面を粗化するプラズマ処理をすることを特徴とするものである。
【００２３】
また請求項１４の発明は、上記請求項１３において、酸素あるいはオゾンを雰囲気ガスとするプラズマで、樹脂成形体１の表面を粗化するプラズマ処理をすることを特徴とするものである。
【００２４】
また請求項１５の発明は、上記請求項１乃至１４のいずれかにおいて、プラズマ中のラジカルの作用で樹脂成形体１の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理を、樹脂成形体１を加熱しながら行なうことを特徴とするものである。
【００２５】
また請求項１６の発明は、上記請求項１５において、樹脂成形体１を、樹脂成形体１の樹脂のガラス転移温度±３０℃の温度で加熱することを特徴とするものである。
【００２６】
また請求項１７の発明は、請求項１５又は１６において、樹脂成形体１の表層部のみを加熱することを特徴とするものである。
【００２７】
また請求項１８の発明は、請求項１７において、熱線を樹脂成形体１の表面に照射して、樹脂成形体１の表層部のみを加熱することを特徴とするものである。
【００２８】
また請求項１９の発明は、請求項１乃至１８のいずれかにおいて、プラズマ中のラジカルの作用で樹脂成形体１の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理を、雰囲気ガスとしてＮＨ₃，ＳＯ₂，ＮＯ₂，ＣＯから選ばれるガスを用いたプラズマで行なうことを特徴とするものである。
【００２９】
また請求項２０の発明は、請求項１乃至１９のいずれかにおいて、樹脂成形体１の表面に金属膜２を形成するに先だって、樹脂成形体１に対する密着性が金属膜２よりも高い金属を樹脂成形体１の表面にプレコートし、このプレコート金属膜６の上に上記の金属膜２を形成することを特徴とするものである。
【００３０】
また請求項２１の発明は、上記請求項２０において、樹脂成形体１を、樹脂成形体１の樹脂のガラス転移温度±３０℃の温度で加熱して金属のプレコートを行なうことを特徴とするものである。
【００３１】
また請求項２２の発明は、上記請求項２０又は２１において、金属酸化物でプレコート金属膜６を形成することを特徴とするものである。
【００３２】
また請求項２３の発明は、上記請求項１乃至１９のいずれかにおいて、樹脂成形体１の表面に金属膜２を形成するに先だって、金属膜２との密着性が樹脂成形体１の樹脂よりも高い樹脂を樹脂成形体１の表面にプレコートし、このプレコート樹脂膜７の上に上記の金属膜２を形成することを特徴とするものである。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００３４】
本発明おいて樹脂成形体１としては、ＬＣＰやＳＰＳを主成分とする樹脂組成物を成形したものが用いられるものであり、まずこの樹脂成形体１の表面の樹脂の分子の結合を開裂する第１段の処理を行ない、次に樹脂成形体１の表面の樹脂の分子に極性基を付与する第２段の処理を行ない、この後に、樹脂成形体１の表面に金属膜２を形成するものである。
【００３５】
図１（ａ）は樹脂成形体１の表面の樹脂の分子の結合を開裂する第１段の処理を行なうために、請求項１〜２の発明において用いるプラズマ処理装置の一例を示すものであり、チャンバー１５内に保持電極３及び対向電極４を相互に対向させて配置して設けてある。保持電極３はトレーとして形成してあって、ブロッキングコンデンサ１８を介してＲＦの高周波電源８に接続してあり、対向電極４はチャンバー１５に接続することによって接地するようにしてある。またチャンバー１５にはガス導入口１６が設けてあり、ガス導入口１６からチャンバー１５内にプラズマ生成用の雰囲気ガスを導入できるようにしてある。
【００３６】
そして、保持電極３の上に樹脂成形体１を保持してチャンバー１５内にセットし、ガス導入口１６からチャンバー１５内にアルゴンなどの雰囲気ガスを導入して、保持電極３に高周波電源８から高周波電圧（ＲＦ：１３．５６ＭＨｚ）を印加することによって、保持電極３と対向電極４の間での高周波グロー放電による気体放電現象によってプラズマＰを生成させる。このときの雰囲気ガスとしてはアルゴンガスなどの不活性ガスを用いるものであり、ガス圧は１〜１５Ｐａ程度に設定するのが好ましい。このようにＡｒプラズマＰを生成させることによって、プラズマＰ中のＡｒ⁺などのイオンが樹脂成形体１の表面に作用し、表面の樹脂の分子結合が開裂されるものである。この樹脂成形体１の表面の樹脂の分子結合を開裂させる処理の時間は、２０〜５０秒程度が好ましい。
【００３７】
図１（ｂ）は樹脂成形体１の表面の樹脂の分子に極性基を付与する第２段の処理を行なうために、請求項１の発明において用いるプラズマ処理装置の一例を示すものであり、プラズマ発生チャンバー２０と処理チャンバー２１とから形成してある。プラズマ発生チャンバー２０は、磁界とマイクロ波によって電子サイクロトロン共鳴を起こさせてプラズマを発生させるＥＣＲプラズマ発生器で形成されるものであり、プラズマ発生チャンバー２０には雰囲気ガスを導入するガス導入路２２と、生成されたプラズマＰのプラズマ流を処理チャンバー２１に導くプラズマ導入路２３とが接続してある。このプラズマ導入路２３は処理チャンバー２１の上部に接続してある。
【００３８】
そして、上記のように表面の樹脂の分子の結合を開裂させる第１段の処理をした樹脂成形体１を、プラズマ導入路２３の先端部の下方位置において処理チャンバー２１内にセットし、ガス導入路２２から雰囲気ガスとして酸素又は窒素をプラズマ発生チャンバー２０に導入し、プラズマ発生チャンバー２０内に酸素プラズマあるいは窒素プラズマを生成させる。このようにプラズマ発生チャンバー２０内で生成されるプラズマＰには電離されたＯ⁺あるいはＮ⁺のようなイオンと電子が存在するが、プラズマＰ中にはさらに酸素ラジカルあるいは窒素ラジカルのようなラジカルが活性分子（原子）として存在している。プラズマ発生チャンバー２０で上記のように生成されたプラズマＰは、雰囲気ガスがキャリアガスとなってこのガス流によりガス導入路２２を通して、ダウンストリームとして処理チャンバー２１に導入され、処理チャンバー２１内の樹脂成形体１がこのダウンストリームによって処理される。
【００３９】
ここで、プラズマＰ中のイオンとラジカルは寿命の長さが異なり、イオンは寿命が短く、ラジカルは寿命が長い。従って、樹脂成形体１をセットした処理チャンバー２１から離れたプラズマ発生チャンバー２０でプラズマＰを生成させ、このプラズマＰをダウンストリームとして処理チャンバー２１内の樹脂成形体１に導く間に、プラズマＰ中のイオンは電子と結合して中性化し、通常の原子や分子の状態になるが、ラジカルはそのままダウンストリームで運ばれて樹脂成形体１の表面に到達する。このようにプラズマＰをダウンストリーム法で樹脂成形体１の表面に導くことによって、プラズマＰ中のラジカルを主として樹脂成形体１の表面に到達させ、イオンは到達させないようにすることができるものであり、樹脂成形体１の表面を主としてラジカルの作用で処理し、樹脂成形体１の表面の樹脂の分子に酸素極性基や窒素極性基のような極性基を付与することができる。樹脂成形体１の表面の樹脂の分子は、上記のように第１段の処理で開裂されているので、極性基を付与する処理を効率高く行なうことができるものである。また、この極性基を付与する処理は主としてプラズマＰ中のラジカルで行なわれ、イオンは樹脂成形体１の表面に殆ど作用しないので、高いエネルギーを持つイオンによって樹脂成形体１の表面がエッチングされることがなくなり、樹脂成形体１の表面に形成された極性基がこのエッチングによって取り除かれるようなことがなくなるものであって、樹脂成形体１の表面に極性基を高密度で形成することができるものである。この樹脂成形体１の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理の時間は、５〜４０秒程度が好ましい。尚、このラジカルによって極性基を付与する第２段の処理は、ラジカルの発生量が多いＥＣＲプラズマで行なうのが好ましいが、図１（ａ）の場合のような高周波グロー放電によるプラズマであってもよい。
【００４０】
上記のようにプラズマで樹脂成形体１の表面に第１段及び第２段の処理を行なった後、樹脂成形体１の表面に金属膜２を形成する。図２は樹脂成形体１に金属膜２を形成するまでの各工程を示すものであり、樹脂成形体１の表面に第１段及び第２段の処理を行なって、図２（ｂ）のように極性基１０を形成した後に、図２（ｃ）のように樹脂成形体１の表面に金属膜２を形成するものである。金属膜２の形成はスパッタリングや蒸着など任意のＰＶＤ法を用いて行なうことができるものであり、銅やアルミニウムなどの任意の種類の金属膜２を形成することができる。樹脂成形体１の表面には上記のように効率高くまた密度高く極性基１０が形成されているので、樹脂成形体１がＬＣＰやＳＰＳのような極性基を分子中に有しない樹脂で形成されていても、樹脂成形体１の表面に金属膜２を密着性高く形成することができるものである。
【００４１】
ここで、上記の請求項１の発明について、具体例を挙げて効果を実証する。
【００４２】
樹脂成形体１としてＬＣＰを射出成形して作製したものを用いた。そして図１（ａ）の装置において、雰囲気ガスとしてアルゴンガスを用い、ガス圧１０Ｐａ、ＲＦパワー５００Ｗの条件でプラズマＰを発生させ、このプラズマＰ中で３０秒間、樹脂成形体１の表面の分子を開裂させる処理を行なった。次に、図１（ｂ）の装置において、雰囲気ガスとして窒素ガスを用い、ガス流量５０ｍｌ／ｍｉｎ、ＥＣＲパワー５００Ｗの条件でプラズマ発生チャンバー２０にプラズマＰを発生させ、このプラズマＰのダウンストリームを処理チャンバー２１に導いて３０秒間、樹脂成形体１の表面の分子に極性基を付与する処理を行なった。この後、ＤＣマグネトロンスパッタリングを行い、樹脂成形体１の表面に厚み０．３μｍの銅の金属膜２を形成した。この金属膜２のピール強度を測定したところ、０．７０Ｎ／ｍｍであった。
【００４３】
比較のために、図１（ａ）の装置において、雰囲気ガスとして窒素ガスを用い、ガス圧１０Ｐａ、ＲＦパワー５００Ｗの条件でプラズマＰを発生させ、このプラズマＰ中で３０秒間、樹脂成形体１の表面の分子に極性基を付与する処理を行なった。そしてこの後に、上記と同様にして樹脂成形体１の表面にスパッタリングを行ない、厚み０．３μｍの銅の金属膜２を形成した。この金属膜２のピール強度を測定したところ、０．１８Ｎ／ｍｍであった。
【００４４】
図３は請求項２及び３の発明において、樹脂成形体１の表面の樹脂の分子に極性基を付与する第２段の処理を行なうためのプラズマ処理装置の一例を示すものであり、チャンバー２５内に保持電極３及び対向電極４を相互に対向させて配置して設けてある。保持電極３はトレーとして形成してあって、マッチングボックス２６を介してＲＦの高周波電源８に接続してあり、対向電極４はチャンバー２５に接続することによって接地するようにしてある。またチャンバー２５にはガス導入口２７が設けてあり、ガス導入口２７からチャンバー２５内にプラズマ生成用の雰囲気ガスを導入できるようにしてある。さらに、保持電極３に接触させた状態で保持される樹脂成形体１を囲むように、保持電極３と対向電極４の間に第三の中間電極５が配置してあり、中間電極５は保持電極３に電気的に接続してある。この中間電極５としては金属メッシュなどで形成したものを用いるのが好ましく、孔が５ｍｍ以下のピッチ（好ましくは１ｍｍ以下のピッチ）で形成されているものがよい。またこの実施の形態では、高周波電源８から保持電極３に負のバイアスがかかった高周波電圧を印加するようにしてある。
【００４５】
そして、既述の図１（ａ）のようにして樹脂成形体１の表面の樹脂の分子を開裂させる第１段の処理した後、樹脂成形体１をチャンバー２５内の保持電極３の上にセットすると共に中間電極５で囲み、ガス導入口２７からチャンバー２５内に雰囲気ガスとして酸素ガスあるいは窒素ガスを導入して、保持電極３に高周波電源８から負のバイアスがかかった高周波電圧（ＲＦ：１３．５６ＭＨｚ）を印加することによって、保持電極３と対向電極４の間での高周波グロー放電による気体放電現象によってプラズマＰを生成させる。このように生成されるプラズマＰ中には、既述のように、電離されたＯ⁺あるいはＮ⁺のようなイオンと電子が存在すると共に酸素あるいは窒素のラジカルが存在するが、樹脂成形体１を囲む中間電極５は負のバイアスがかかった高周波電圧が印加されているので、中間電極５は電気的に負の状態になっている。従って、プラズマＰ中のＯ⁺あるいはＮ⁺のようなイオンは中間電極５に引き寄せられて吸引されるので、プラズマＰ中のイオンは中間電極５を通過することができない。これに対して、プラズマＰ中の電気的に中性のラジカルは中間電極５に吸引されることがないので、中間電極５を通過することができる。
【００４６】
このようにプラズマＰ中のイオンは中間電極５に吸引されるので、ラジカルを主として樹脂成形体１の表面に到達させ、イオンは到達させないようにすることができるものであり、樹脂成形体１の表面を主としてラジカルの作用で処理し、樹脂成形体１の表面の樹脂の分子に酸素極性基や窒素極性基のような極性基を付与することができるものである。樹脂成形体１の表面の樹脂の分子は、上記のように第１段の処理で開裂されているので、極性基を付与する処理を効率高く行なうことができるものであり、またこの極性基を付与する処理は主としてプラズマＰ中のラジカルで行なわれ、イオンは樹脂成形体１の表面に殆ど作用しないので、高いエネルギーを持つイオンによって樹脂成形体１の表面がエッチングされることがなくなり、樹脂成形体１の表面に形成された極性基がこのエッチングによって取り除かれるようなことがなくなるものであって、樹脂成形体１の表面に極性基を高密度で形成することができるものである。尚、図３の実施の形態では、中間電極５を負にバイアスすることによって、プラズマＰ中のイオンを中間電極５に吸引させるようにしたが、中間電極５をアースすることによっても、プラズマＰ中のイオンを中間電極５に吸引させるようにすることが可能である。
【００４７】
上記のようにプラズマで樹脂成形体１の表面に第１段及び第２段の処理を行なった後、既述のように樹脂成形体１の表面に金属膜２を形成するものである。樹脂成形体１の表面には上記のように効率高くまた密度高く極性基が形成されているので、樹脂成形体１がＬＣＰやＳＰＳのような極性基を分子中に有しない樹脂で形成されていても、樹脂成形体１の表面に金属膜２を密着性高く形成することができるものである。またこのものでは、第２段の処理を行なうにあたって、請求項１の発明の図１（ｂ）のように二つのチャンバーを必要とせず、設備を小型化することができるものである。
【００４８】
ここで、上記の請求項２及び３の発明について、具体例を挙げて効果を実証する。
【００４９】
樹脂成形体１としてＬＣＰを射出成形して作製したものを用いた。そして図１（ａ）の装置において、既述と同じ条件で樹脂成形体１の表面の分子を開裂させる処理を行なった。次に、１ｍｍピッチで孔を設けたメッシュ状の中間電極５を設けた図３の装置において、雰囲気ガスとして窒素ガスを用い、ガス圧１０Ｐａ、バイアス電圧−２００Ｖ、ＲＦパワー５００Ｗの条件でプラズマＰを発生させ、このプラズマＰで３０秒間、樹脂成形体１の表面の分子に極性基を付与する処理を行なった。この後、ＤＣマグネトロンスパッタリングを行い、樹脂成形体１の表面に厚み０．３μｍの銅の金属膜２を形成した。この金属膜２のピール強度を測定したところ、０．７０Ｎ／ｍｍであった。
【００５０】
図４は請求項２及び４の発明において、樹脂成形体１の表面の樹脂の分子に極性基を付与する第２段の処理を行なうためのプラズマ処理装置の一例を示すものであり、チャンバー２９内に保持電極３及び対向電極４を相互に対向させて配置して設けてある。保持電極３はトレーとして形成してあって、接地するようにしてあり、対向電極４はマッチングボックス２６を介してＲＦの高周波電源８に接続してある。またチャンバー２９にはガス導入口３０が設けてあり、ガス導入口３０からチャンバー２９内にプラズマ生成用の雰囲気ガスを導入できるようにしてある。
【００５１】
そして、既述の図１（ａ）のようにして樹脂成形体１の表面の樹脂の分子を開裂させる第１段の処理した後、樹脂成形体１をチャンバー２９内の保持電極３の上にセットし、ガス導入口３０からチャンバー２９内に雰囲気ガスとして酸素ガスあるいは窒素ガスを導入して、対向電極４に高周波電源８から負のバイアスがかかった高周波電圧（ＲＦ：１３．５６ＭＨｚ）を印加することによって、保持電極３と対向電極４の間での高周波グロー放電による気体放電現象によってプラズマＰを生成させる。このように生成されるプラズマＰ中には、既述のように、電離されたＯ⁺あるいはＮ⁺のようなイオンと電子が存在すると共に酸素あるいは窒素のラジカルが存在するが、対向電極４には負のバイアスがかかった高周波電圧が印加されているので、プラズマＰ中のＯ⁺あるいはＮ⁺のようなイオンは対向電極４に引き寄せられて吸引され、プラズマＰ中のイオンは保持電極３上の樹脂成形体１の側へ向かい難くなっている。これに対して、プラズマＰ中の電気的に中性のラジカルは対向電極４に吸引されることがないので、保持電極３上の樹脂成形体１の側へ支障なく向かうことができる。
【００５２】
このようにプラズマＰ中のイオンは対向電極４に吸引されるので、電気的に中性なラジカルが主として樹脂成形体１の表面に到達し、イオンは樹脂成形体１に到達し難くなっているものであり、樹脂成形体１の表面を主としてラジカルの作用で処理し、樹脂成形体１の表面の樹脂の分子に酸素極性基や窒素極性基のような極性基を付与することができるものである。樹脂成形体１の表面の樹脂の分子は、上記のように第１段の処理で開裂されているので、極性基を付与する処理を効率高く行なうことができるものであり、またこの極性基を付与する処理は主としてプラズマＰ中のラジカルで行なわれ、イオンは樹脂成形体１の表面に殆ど作用せず、またイオンが樹脂成形体１に作用しても衝突エネルギーは非常に小さいので、高いエネルギーを持つイオンによって樹脂成形体１の表面がエッチングされることがなくなり、樹脂成形体１の表面に形成された極性基がこのエッチングによって取り除かれるようなことがなくなるものであって、樹脂成形体１の表面に極性基を高密度で形成することができるものである。尚、保持電極３と対向電極４の間に金属メッシュなどで形成される第三の中間電極５を配置し、中間電極５を負にバイアスするようにしてもよく、この場合は、中間電極５にイオンが吸引されることによって、イオンが樹脂成形体１に作用することをさらに防ぐことができるものである。
【００５３】
上記のようにプラズマで樹脂成形体１の表面に第１段及び第２段の処理を行なった後、既述のように樹脂成形体１の表面に金属膜２を形成するものである。樹脂成形体１の表面には上記のように効率高くまた密度高く極性基が形成されているので、樹脂成形体１がＬＣＰやＳＰＳのような極性基を分子中に有しない樹脂で形成されていても、樹脂成形体１の表面に金属膜２を密着性高く形成することができるものである。またこのものでは、第２段の処理を行なうにあたって、請求項１の発明の図１（ｂ）のように二つのチャンバーを必要とせず、設備を小型化することができるものである。
【００５４】
ここで、上記の請求項２及び４の発明について、具体例を挙げて効果を実証する。
【００５５】
樹脂成形体１としてＬＣＰを射出成形して作製したものを用いた。そして図１（ａ）の装置において、既述と同じ条件で樹脂成形体１の表面の分子を開裂させる処理を行なった。次に、図４の装置において、雰囲気ガスとして窒素ガスを用い、ガス圧１０Ｐａ、バイアス電圧−２００Ｖ、ＲＦパワー５００Ｗの条件でプラズマＰを発生させ、このプラズマＰで３０秒間、樹脂成形体１の表面の分子に極性基を付与する処理を行なった。この後、ＤＣマグネトロンスパッタリングを行い、樹脂成形体１の表面に厚み０．３μｍの銅の金属膜２を形成した。この金属膜２のピール強度を測定したところ、０．７２Ｎ／ｍｍであった。
【００５６】
次に請求項５の発明について説明する。
【００５７】
既述の図１（ａ）の実施の形態では、保持電極３に高周波電源８から高周波電圧（ＲＦ：１３．５６ＭＨｚ）を印加することによって、樹脂成形体１を保持する保持電極３と対向電極４の間でＡｒプラズマなどのプラズマＰを発生させ、樹脂成形体１の表面の樹脂の分子の結合を開裂するプラズマ処理を行なうにしているが、このとき、樹脂成形体１を保持する保持電極３に高周波電源８から負のバイアスがかかった高周波電圧を印加してプラズマＰを発生させることによって、樹脂成形体１を保持する保持電極３を電気的に負の状態にし、プラズマＰ中のＡｒ⁺などのイオンが電気的に吸引されて樹脂成形体１の表面に衝突し易くなるようにして、樹脂成形体１の表面の樹脂の分子結合を開裂する処理が促進されるようにしてある。しかし、Ａｒ⁺などのイオンが樹脂成形体１の表面に衝突するエネルギーが過大であると、樹脂成形体１の樹脂の表面層がダメージ劣化を起こして、樹脂の表面層に脆弱層が形成されるおそれがある。脆弱層は特開平８−３３３８号公報等に紹介されているようにＷＢＬ（Weak Boundary Layer）と呼ばれるものであり、脆弱層の上に極性基を形成しても、脆弱層の強度が弱いので金属膜２のピール強度を向上させることはできない。
【００５８】
そこで請求項５の発明では、図５に示すように、高周波電源８にバイアス電圧制御装置３２が接続してあり、高周波電源８から保持電極３に印加される負の直流バイアス電圧値（Ｖ_DC）をこのバイアス電圧制御装置３２で制御するようにしてある。そして保持電極３に印加されるＶ_DCを−１００Ｖ〜−７００Ｖの範囲に制御することによって、Ａｒ⁺などプラズマＰ中のイオンが樹脂成形体１の表面に衝突する際の衝突エネルギーを最適なものにすることができるものである。Ｖ_DCが−７００Ｖよりも負の電圧であると、Ａｒ⁺などイオンの衝突エネルギーが過大になって、樹脂成形体１の樹脂の表面に脆弱層が形成されるおそれがあり、逆にＶ_DCが−１００Ｖよりも正の側の電圧であると、樹脂成形体１の表面に対するＡｒ⁺などイオンの衝突エネルギーが過小になって、樹脂の分子を開裂させる作用が不十分になるおそれがある。
【００５９】
上記の各発明では、樹脂成形体１の表面の樹脂の分子の結合を開裂する第１段の処理をプラズマによって行なうようにしたが、請求項６や請求項７の発明では、この第１段の処理をレーザーの照射によって行なうようにしてある。すなわち、図６に示すように、レーザー発振器３４から出力されたエキシマレーザー、アルゴンレーザー、Ｈｅ−Ｃｄレーザー等のレーザーＬを、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に姿勢を変化させることができる姿勢制御テーブル３５の上にセットされた樹脂成形体１の表面に照射することによって、樹脂成形体１の表面の樹脂の分子の結合を開裂させることができるものである。
【００６０】
ここで、樹脂成形体１の表面が三次元立体形状である場合、立ち面や斜面等が存在するが、プラズマ処理をする際には平面と立ち面や斜面等との間に処理効果に差ができ易い。これに対して、レーザーによる処理の場合には、大気中での処理が可能であるため、姿勢制御テーブル３５を用いてレーザー照射処理をすることができ、樹脂成形体１の平面や、立ち面等をそれぞれレーザーに対して同じ角度にした状態で処理をすることが容易になり、三次元立体形状の樹脂成形体１の表面に均等な処理をすることが容易になるものである。
【００６１】
上記の請求項６の発明について、具体例を挙げて効果を実証する。
【００６２】
樹脂成形体１としてＬＣＰを射出成形して作製したものを用いた。そして図６の装置において、エキシマレーザーＬをエネルギー密度０．５Ｊ／ｃｍ²、ショット数１００ショットの条件で照射することによって、樹脂成形体１の表面の分子を開裂させる処理を行なった。次に、図１（ｂ）の装置において、既述した条件で樹脂成形体１の表面の分子に極性基を付与する処理を行なった。この後、ＤＣマグネトロンスパッタリングを行い、樹脂成形体１の表面に厚み０．３μｍの銅の金属膜２を形成した。この金属膜２のピール強度を測定したところ、０．７３Ｎ／ｍｍであった。
【００６３】
請求項８の発明は、上記の各発明のように、プラズマ中のラジカルで樹脂成形体１の表面の樹脂の分子に極性基を付与する第２段の処理をした後、樹脂成形体１の表面をさらにプラズマ処理し、樹脂成形体１の表面の樹脂の分子、特に脆弱層の分子を架橋させるようにしたものである。このプラズマ処理は、例えば、雰囲気ガスとしてアルゴンなどの不活性ガスを用い、例えばガス圧１５Ｐａ、ＲＦパワー１００Ｗ、処理時間６０〜１２０秒の条件で行なうことができる。そしてこのようにプラズマ処理をすることによって、図７のようにプラズマＰから発生する紫外線ＵＶが樹脂成形体１の表面に照射され、表面の樹脂の分子が紫外線の作用で架橋反応し、樹脂の表面に上記の第１段や第２段の処理で脆弱層が形成されていても、この樹脂表面の分子の架橋によって脆弱層を強化することができるものである。従って、脆弱層の強度が弱いことによる金属膜２のピール強度の向上効果を得ることができないようなことがなくなり、金属膜２のピール強度の向上効果を有効に得ることができるものである。
【００６４】
請求項９の発明は、上記のようにプラズマ処理して樹脂成形体１の表面の樹脂の分子を架橋させるにあたって、図８に示すように、樹脂成形体１をプラズマＰから発光する紫外線ＵＶは通過させるがプラズマＰ中のイオンは通過させないバリア９で囲うようにしてある。すなわち、チャンバー３７内に保持電極３及び対向電極４を相互に対向させて配置して設けてあり、保持電極３の上にセットされる樹脂成形体１と対向電極４の間に第三の電極としてバリア９が配置してある。このバリア９は金属メッシュなどで形成したものが用いられるものであり、負の電圧にバイアスしてある。そしてチャンバー３７内に雰囲気ガスとしてアルゴンガスを導入すると共に保持電極３に高周波電圧を印加し、保持電極３と対向電極４の間での高周波グロー放電による気体放電現象によってプラズマＰを生成させ、プラズマＰから発光する紫外線を樹脂成形体１の表面に照射して、樹脂成形体１の表面の樹脂の分子を架橋させるものである。このとき、樹脂成形体１を囲むバリア９には負のバイアスがかかっているので、プラズマＰ中のＡｒ⁺のようなイオンはバリア９に引き寄せられて吸引され、プラズマＰ中のイオンはバリア９を通過することができない。従って、プラズマＰ中のイオンが樹脂成形体１の表面に衝突して表面をエッチングしたりするようなことなく、プラズマＰから発光される紫外線ＵＶを樹脂成形体１の表面に照射することができるものである。尚、上記の実施の形態では、バリア９として負の電圧にバイアスした電極を用いるようにしたが、紫外線は通過させるがプラズマＰ中のイオンは通過させないものであれば何でも良く、例えば石英ガラスの板をバリア９として用いることもできる。
【００６５】
請求項１０の発明は、上記の樹脂成形体１の表面の樹脂の分子を架橋させる処理を、紫外線照射によって行なうようにしたものである。プラズマ処理で樹脂成形体１の表面の樹脂の分子を架橋させる場合には、プラズマ中のイオンのエッチング作用で分子が開裂されるおそれがあり、架橋による表面強化の効果が低減されることがあるが、紫外線照射をして分子を架橋させるようにすれば、イオンエッチングのような問題なく、樹脂成形体１の表面を強化することができるものである。
【００６６】
請求項１１の発明は、上記の紫外線照射を、紫外線レーザーを用いて行なうようにしたものである。紫外線レーザーとしてはエキシマレーザーを用いることができる。例えば、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーを用い、エネルギー密度１０ｍｊ／ｃｍ²、ショット数１０ショットの条件で照射することによって、樹脂成形体１の表面の樹脂の分子を紫外線架橋させて表面強化をすることができる。
【００６７】
請求項１２の発明は、上記の紫外線照射を、エキシマランプを用いて行なうようにしたものである。エキシマランプは誘電体バリア放電を利用して希ガスあるいは希ガスハライドのエキシマを形成させ、このエキシマからの自然放出光を取り出すようにしたものであり、紫外線領域の波長の光を発光させることができる。エキシマランプは紫外線レーザーを照射する装置よりも装置を簡単・小型化して廉価にすることができるものである。
【００６８】
また、請求項１３の発明は、上記の各発明において、樹脂成形体１の表面の樹脂の分子の結合を開裂する第１段の処理を行なうに先だって、予備段階の処理として、樹脂成形体１の表面をエッチングして粗化するプラズマ処理をするようにしたものである。このプラズマ処理は、例えば、雰囲気ガスとして酸素ガスを用い、ガス圧１０Ｐａ、ＲＦパワー５００Ｗ、処理時間２〜５分の条件で行なうことができる。このようにプラズマ処理をすることによって、樹脂成形体１の樹脂を構成している元素の炭素や水素が酸素の活性種と反応して一酸化炭素や二酸化炭素、水などとして樹脂成形体１の表面から離脱し、樹脂成形体１の表面に微細な凹凸を形成して表面粗化することができるものである。そしてこのように樹脂成形体１の表面を粗化しておくことによって、樹脂成形体１の表面に形成した金属膜２の密着性を、粗化の凹凸によるアンカー効果で向上させることができるものである。
【００６９】
請求項１４の発明は、上記のようにして樹脂成形体１の表面を粗化する予備段階のプラズマ処理を、雰囲気ガスとして酸素ガスあるいはオゾンガスを用いて行なうようにしたものである。このように酸素プラズマあるいはオゾンプラズマで処理すると、酸素あるいはオゾンは樹脂表面の分子の炭素と結合し易いので、エッチング速度が速くなり、表面粗化の処理時間を短縮することができるものである。
【００７０】
次に請求項１５の発明は、上記の各発明のように、プラズマ中のラジカルで樹脂成形体１の表面の樹脂の分子に極性基を付与する第２段の処理をするにあたって、この処理を樹脂成形体１を加熱しながら行なうようにしたものである。樹脂成形体１を加熱することによって、樹脂成形体１の樹脂の分子の活性が高くなり、樹脂の分子への極性基の付与が促進され、極性基の形成を効率高くまた密度高く行なうことができるものである。
【００７１】
請求項１６の発明は、上記のように樹脂成形体１を加熱するにあたって、樹脂成形体１の加熱温度を、樹脂成形体１を構成する樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）±３０℃の範囲に設定するようにしたものである。樹脂成形体１をＴｇ±３０℃の範囲、特に好ましくはＴｇ±１０℃の範囲で加熱しながら、プラズマ中のラジカルで樹脂成形体１の表面の樹脂の分子に極性基を付与する第２段の処理をすることによって、樹脂の分子への極性基の付与を促進することができ、極性基の形成を効率高くまた密度高く行なうことができるものである。加熱温度がＴｇ−３０℃よりも低いと、極性基の付与を促進する効果が不十分になり、また逆に加熱温度がＴｇ＋３０℃よりも高いと、樹脂成形体１が熱変形したり、熱劣化したりするおそれがある。
【００７２】
請求項１７の発明は、上記のように樹脂成形体１を加熱するにあたって、樹脂成形体１の表層部のみを加熱するようにしたものである。樹脂成形体１をＴｇ±３０℃の温度で加熱するようにしても、樹脂成形体１の全体がこの温度にまで加熱されると、樹脂成形体１が変形するおそれがある。そこで請求項１７の発明は樹脂成形体１の表層部のみを加熱して、樹脂成形体１の表層部のみがＴｇ±３０℃の温度に上昇させるようにしてある。このとき、樹脂成形体１の表面から１０〜５０μｍまでの範囲がＴｇ±３０℃の温度になるように加熱を行なうのが好ましい。
【００７３】
請求項１８の発明は、上記のように樹脂成形体１の表層部のみを加熱するにあたって、樹脂成形体１の表面に熱線を照射することによって、加熱を行なうようにしたものである。熱線は樹脂成形体１の内部にまで浸透しないので、熱線を樹脂成形体１の表面に沿って走査させることによって、樹脂成形体１の表層部のみを均一に加熱することができるものである。熱線としては、ＣＯ₂レーザ、赤外線ビームなどを用いることができ、また熱線の熱源としてハロゲンランプなどを用いることもできる。例えば、熱線としてＣＯ₂レーザを用いる場合、エネルギー密度１Ｊ／ｃｍ²で照射して加熱を行なうことができる。
【００７４】
請求項１９の発明は、上記の各発明のように、プラズマ中のラジカルで樹脂成形体１の表面の樹脂の分子に極性基を付与する第２段の処理をするにあたって、ラジカルを生成させる雰囲気ガスとして、ＮＨ₃，ＳＯ₂，ＮＯ₂，ＣＯなどから選ばれるガスを用いるようにしたものである。これらのガスを雰囲気ガスとして生成したプラズマを用いることによって、窒素ガスを雰囲気ガスとして生成したプラズマを用いる場合よりも、電子親和力の大きい極性基を樹脂の分子に付与することができるのである。例えば、ＳＯ₂の電子親和力は１．１ｅＶ、ＮＯ₂の電子親和力は２．４ｅＶであり、上記のＮＨ₃，ＳＯ₂，ＮＯ₂，ＣＯなどのガスを雰囲気ガスとして用いることによって、例えばアミノ基（−ＮＨ₂）、スルホニル基（−ＳＯ₂）、カルボニル基（−ＣＯ−）などの電子親和力の大きい極性基を樹脂の分子に付与することができる。ここで、樹脂と金属の結合において、配位結合することが両者の密着力の観点から望ましいが、樹脂の電子親和力が大きく、一方金属の電気陰性度が小さい程、配位結合し易くなる。そして金属は電気陰性度が小さいので、上記のようにＮＨ₃，ＳＯ₂，ＮＯ₂，ＣＯなどから選ばれるガスのプラズマを用いて電子親和力の大きい極性基を付与することによって、金属と極性基の結合力が大きくなる。従って、樹脂成形体１とその表面に極性基を付与した後に形成される金属膜２との密着力が高くなり、樹脂成形体１と金属膜２との密着性を高く得ることができるものである。
【００７５】
請求項２０の発明は、上記の各発明のように、プラズマ中のラジカルで樹脂成形体１の表面の樹脂の分子に極性基を付与する第２段の処理をした後、さらに必要に応じて樹脂成形体１の表面の樹脂の分子を架橋させる処理をした後、樹脂成形体１の表面に金属膜２を形成するに先だって、樹脂成形体１に対する密着性が金属膜２よりも高い金属を樹脂成形体１の表面にプレコートするようにしたものである。
【００７６】
すなわち、図９（ｂ）のように樹脂成形体１の表面に極性基１０を付与し、この樹脂成形体１の表面に金属をスパッタリング等のＰＶＤ法でコートして図９（ｃ）のようにプレコート金属膜６を形成する。このプレコート金属膜６は上記のように樹脂成形体１に対する密着性が金属膜２よりも高い金属で形成されるものであり、例えばＬＣＰやＳＰＳで作製される樹脂成形体１の表面にＣｕの金属膜２を形成する場合には、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｎｉ等から選ばれる金属を用いてプレコート金属膜６を形成するものである。そしてプレコート金属膜６を形成した後に、図９（ｄ）のようにこのプレコート金属膜６の上にＣｕ等の金属膜２を形成するものである。金属同士の密着性は金属と樹脂との密着性よりもはるかに高いので、このように樹脂成形体１と金属膜２の間に、樹脂成形体１に対する密着性が金属膜２よりも高いプレコート金属膜６が存在することによって、樹脂成形体１に対する金属膜２の密着性を高く得ることができるものである。このプレコート金属膜６は０．０１〜０．１μｍの厚みで形成するのが好ましい。
【００７７】
請求項２１の発明は、上記のように樹脂成形体１の表面にプレコート金属膜６を形成するにあたって、樹脂成形体１を、樹脂成形体１を構成する樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）±３０℃の範囲で加熱しながら金属のコーティングを行なうようにしたものである。樹脂成形体１をＴｇ±３０℃の範囲、特に好ましくはＴｇ±１０℃の範囲で加熱しながら、金属をコーティングして成膜することによって、樹脂成形体１とプレコート金属膜６の密着性を高く得ることができるものである。加熱温度がＴｇ−３０℃よりも低いと、樹脂成形体１に対するプレコート金属膜６の密着性を向上する効果が不十分になり、また逆に加熱温度がＴｇ＋３０℃よりも高いと、樹脂成形体１が熱変形したり、熱劣化したりするおそれがある。樹脂成形体１の加熱は、既述したと同様に、表層部のみに行なうのが好ましい。
【００７８】
請求項２２の発明は、上記のように樹脂成形体１の表面にプレコート金属膜６を形成するにあたって、金属酸化物でプレコート金属膜６を形成するようにしたものである。この金属酸化物としては、樹脂成形体１に対する密着性が金属膜２よりも高い金属の酸化物が用いられるものであり、例えばＬＣＰやＳＰＳで作製される樹脂成形体１の表面にＣｕの金属膜２を形成する場合には、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｎｉ等から選ばれる金属の酸化物が用いられるものである。またこの場合、金属酸化物として酸化銅を用いることもできる。このように金属酸化物でプレコート金属膜６を形成することによって、樹脂成形体１に対する金属膜２の密着性を一層高く得ることができるものである。
【００７９】
ここで、樹脂成形体１の表面に金属酸化物のプレコート金属膜６を形成するにあたっては、反応性スパッタリングによる方法で行なうことができる。図１０はスパッタリング装置の一例を示すものであり、チャンバー３７内に樹脂成形体１を保持するホルダー３８と、上記のＴｉ，Ｃｒ，Ｎｉ等から選ばれる金属のターゲット３９を配置し、酸素ガスのプラズマＰあるいはアルゴンなどの不活性ガスと酸素との混合ガスのプラズマＰを起こしてスパッタリングを行なうことによって、ターゲット３９の金属を酸素と反応させて金属酸化物にした状態で樹脂成形体１の表面に堆積させ、樹脂成形体１の表面に金属酸化物のプレコート金属膜６を形成することができるものである。
【００８０】
また請求項２３の発明は、上記の各発明のように、プラズマ中のラジカルで樹脂成形体１の表面の樹脂の分子に極性基を付与する第２段の処理をした後、さらに必要に応じて樹脂成形体１の表面の樹脂の分子を架橋させる処理をした後、樹脂成形体１の表面に金属膜２を形成するに先だって、金属膜２との密着性が樹脂成形体１の樹脂よりも高い樹脂を樹脂成形体１の表面にプレコートするようにしたものである。
【００８１】
すなわち、図１１（ｂ）のように樹脂成形体１の表面に極性基１０を付与し、この樹脂成形体１の表面に樹脂を蒸着重合やプラズマ重合など気相重合して図１１（ｃ）のようにプレコート樹脂膜７を形成する。このプレコート樹脂膜７は上記のように金属膜２との密着性が樹脂成形体１の樹脂よりも高い樹脂で形成されるものであり、例えばＬＣＰやＳＰＳで作製される樹脂成形体１の表面にＣｕの金属膜２を形成する場合には、ポリイミドやポリアミド等を用いてプレコート樹脂膜７を形成するものである。そしてプレコート樹脂膜７を形成した後に、図１１（ｄ）のようにこのプレコート樹脂膜７の上にＣｕ等の金属膜２を形成するものである。樹脂同士の密着性は樹脂と金属との密着性よりもはるかに高いので、このように樹脂成形体１と金属膜２の間に、金属膜２との密着性が樹脂成形体１の樹脂よりも高いプレコート樹脂膜７が存在することによって、樹脂成形体１に対する金属膜２の密着性を高く得ることができるものである。このプレコート樹脂膜７は０．０５〜０．１μｍの厚みで形成するのが好ましい。例えば、ポリイミドのプレコート樹脂膜７を形成する場合、無水ピロメリット酸（ＰＭＤＡ）とジフェニルアミン（ＯＤＡ）の温度約２００℃、チャンバー温度３００℃、樹脂成形体１の温度２００℃の条件で蒸着重合することによって、膜厚０．１μｍ以下のプレコート樹脂膜７を形成することができる。
【００８２】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１に係る樹脂成形体への金属膜形成方法は、樹脂成形体の表面の樹脂の分子の結合を開裂するプラズマ処理を行なった後、プラズマをダウンストリーム法で樹脂成形体の表面に導くことによって、プラズマ中のラジカルを主として樹脂成形体の表面に到達させると共にこのラジカルの作用で樹脂成形体の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理をし、この後、樹脂成形体の表面に金属膜を形成するようにしたので、樹脂成形体の表面の樹脂の分子を開裂した状態で極性基を付与することができ、極性基の付与を効率高く行なうことができると共に、この極性基を付与する処理は主としてプラズマ中のラジカルで行なわれ、高いエネルギーを持つイオンによって樹脂成形体の表面がエッチングされることがなくなって、極性基を高密度で形成することができるものであり、樹脂成形体に金属膜を密着性高く形成することができるものである。
【００８３】
本発明の請求項２に係る樹脂成形体への金属膜形成方法は、樹脂成形体の表面の樹脂の分子の結合を開裂するプラズマ処理を行なった後、プラズマ中のイオンを電極に電気的に吸引して樹脂成形体の表面に到達させないようにすることによって、プラズマ中のラジカルを主として樹脂成形体の表面に到達させると共にこのラジカルの作用で樹脂成形体の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理をし、この後、樹脂成形体の表面に金属膜を形成するようにしたので、樹脂成形体の表面の樹脂の分子を開裂した状態で極性基を付与することができ、極性基の付与を効率高く行なうことができると共に、この極性基を付与する処理は主としてプラズマ中のラジカルで行なわれ、高いエネルギーを持つイオンによって樹脂成形体の表面がエッチングされることがなくなって、極性基を高密度で形成することができるものであり、樹脂成形体に金属膜を密着性高く形成することができるものである。
【００８４】
また請求項３の発明は、上記請求項２において、プラズマ中のラジカルの作用で樹脂成形体の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理をするにあたって、樹脂成形体を保持する保持電極と樹脂成形体と対向する対向電極の間でプラズマを発生させ、プラズマ中のイオンを電気的に吸引する中間電極で樹脂成形体を囲うことによって、プラズマ中のイオンを樹脂成形体の表面に到達させないようにしたので、プラズマ中のイオンを中間電極に電気的に吸引させて樹脂成形体の表面に確実に到達させないようにすることができるものである。
【００８５】
また請求項４の発明は、上記請求項２において、プラズマ中のラジカルの作用で樹脂成形体の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理をするにあたって、樹脂成形体を保持する保持電極と樹脂成形体と対向する対向電極の間でプラズマを発生させ、対向電極に負のバイアスがかかった高周波電圧を印加することによって、プラズマ中のイオンを対向電極に電気的に吸引させて、プラズマ中のイオンを樹脂成形体の表面に到達させないようにしたので、プラズマ中のイオンを対向電極の側に電気的に吸引させて樹脂成形体の表面に確実に到達させないようにすることができるものである。
【００８６】
また請求項５の発明は、上記請求項１乃至４のいずれかにおいて、樹脂成形体を保持する保持電極と樹脂成形体と対向する対向電極の間でプラズマを発生させて、樹脂成形体の表面の樹脂の分子の結合を開裂するプラズマ処理を行なうにあたって、保持電極に負のバイアスがかかった高周波電圧を印加すると共に、負のバイアス電圧を−１００Ｖ〜−７００Ｖの範囲に制御するようにしたので、プラズマ中のイオンの樹脂成形体の表面への衝突エネルギーを最適なものにすることができ、樹脂成形体の樹脂の表面に脆弱層が形成されるようなことなく、樹脂の分子を開裂させる処理を行なうことができるものである。
【００８７】
本発明の請求項６に係る樹脂成形体への金属膜形成方法は、樹脂成形体の表面にレーザーを照射して樹脂成形体の表面の樹脂の分子の結合を開裂する処理を行なった後、プラズマをダウンストリーム法で樹脂成形体の表面に導くことによって、プラズマ中のラジカルを主として樹脂成形体の表面に到達させると共にこのラジカルの作用で樹脂成形体の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理をし、この後、樹脂成形体の表面に金属膜を形成するようにしたので、樹脂成形体の表面の樹脂の分子を開裂した状態で極性基を付与することができ、極性基の付与を効率高く行なうことができると共に、この極性基を付与する処理は主としてプラズマ中のラジカルで行なわれ、高いエネルギーを持つイオンによって樹脂成形体の表面がエッチングされることがなくなって、極性基を高密度で形成することができるものであり、樹脂成形体に金属膜を密着性高く形成することができるものである。
【００８８】
本発明の請求項７に係る樹脂成形体への金属膜形成方法は、樹脂成形体の表面にレーザーを照射して樹脂成形体の表面の樹脂の分子の結合を開裂する処理を行なった後、プラズマ中のイオンを電極に電気的に吸引して樹脂成形体の表面に到達させないようにすることによって、プラズマ中のラジカルを主として樹脂成形体の表面に到達させると共にこのラジカルの作用で樹脂成形体の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理をし、この後、樹脂成形体の表面に金属膜を形成するようにしたので、樹脂成形体の表面の樹脂の分子を開裂した状態で極性基を付与することができ、極性基の付与を効率高く行なうことができると共に、この極性基を付与する処理は主としてプラズマ中のラジカルで行なわれ、高いエネルギーを持つイオンによって樹脂成形体の表面がエッチングされることがなくなって、極性基を高密度で形成することができるものであり、樹脂成形体に金属膜を密着性高く形成することができるものである。
【００８９】
また請求項８の発明は、上記請求項１乃至７のいずれかにおいて、プラズマ中のラジカルで樹脂成形体の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理をした後、プラズマ処理して樹脂成形体の表面の樹脂の分子を架橋させるようにしたので、分子の架橋で樹脂成形体の表面を強化することができ、樹脂成形体の表面に対する金属膜の密着性を一層高くすることができるものである。
【００９０】
また請求項９の発明は、上記請求項８において、プラズマから発せられる紫外線は通過させるがプラズマ中のイオンは通過させないバリアで樹脂成形体を囲った状態で、樹脂成形体の表面の樹脂の分子を架橋させるプラズマ処理をするようにしたので、プラズマからの紫外線で樹脂の分子を架橋させる際に、プラズマ中のイオンが樹脂成形体の表面に衝突することを防止することができ、架橋がイオンの作用で開裂されたりすることを防ぐことができるものである。
【００９１】
また請求項１０の発明は、上記請求項１乃至７のいずれかにおいて、プラズマ中のラジカルで樹脂成形体の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理をした後、紫外線照射処理をして樹脂成形体の表面の樹脂の分子を架橋させるようにしたので、分子の架橋で樹脂成形体の表面を強化することができ、樹脂成形体の表面に対する金属膜の密着性を一層高めることができるものである。
【００９２】
また請求項１１の発明は、上記請求項１０において、紫外線照射処理を紫外線レーザを用いて行なうようにしたので、紫外線レーザを照射することによって樹脂成形体の表面の樹脂の分子を架橋させ、分子の架橋で樹脂成形体の表面を強化することができるものである。
【００９３】
また請求項１２の発明は、上記請求項１０において、紫外線照射処理をエキシマランプを用いて行なうようにしたので、エキシマランプから放射される紫外線を照射することによって樹脂成形体の表面の樹脂の分子を架橋させ、分子の架橋で樹脂成形体の表面を強化することができるものである。
【００９４】
また請求項１３の発明は、上記請求項１乃至１２のいずれかにおいて、樹脂成形体の表面の樹脂の分子の結合を開裂する処理を行なうに先だって、樹脂成形体の表面を粗化するプラズマ処理を行なうようにしたので、樹脂成形体に対する金属膜の密着性を、粗化の凹凸によるアンカー効果で高めることができるものである。
【００９５】
また請求項１４の発明は、上記請求項１３において、酸素あるいはオゾンを雰囲気ガスとするプラズマで、樹脂成形体の表面を粗化するプラズマ処理をするようにしたので、酸素あるいはオゾンのプラズマはエッチング速度が速く、表面粗化の処理時間を短縮することができるものである。
【００９６】
また請求項１５の発明は、上記請求項１乃至１４のいずれかにおいて、プラズマ中のラジカルの作用で樹脂成形体の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理を、樹脂成形体を加熱しながら行なうようにしたので、樹脂成形体の樹脂の分子の活性が高くなって、樹脂の分子への極性基の付与が促進され、極性基の形成を効率高く高密度で行なうことができるものである。
【００９７】
また請求項１６の発明は、上記請求項１５において、樹脂成形体を、樹脂成形体の樹脂のガラス転移温度±３０℃の温度で加熱するようにしたので、樹脂成形体に熱変形や熱劣化が生じるようなことなく、樹脂の分子への極性基の付与を促進することができるものである。
【００９８】
また請求項１７の発明は、上記請求項１５又は１６において、樹脂成形体の表層部のみを加熱するようにしたので、樹脂成形体の全体が加熱される場合のような樹脂成形体の変形のおそれがなくなるものである。
【００９９】
また請求項１８の発明は、上記請求項１７において、熱線を樹脂成形体の表面に照射して、樹脂成形体の表層部のみを加熱するようにしたので、熱線は樹脂成形体の内部に浸透し難く、表層部のみの加熱を容易に行なうことができるものである。
【０１００】
また請求項１９の発明は、上記請求項１乃至１８のいずれかにおいて、プラズマ中のラジカルの作用で樹脂成形体の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理を、雰囲気ガスとしてＮＨ₃，ＳＯ₂，ＮＯ₂，ＣＯから選ばれるガスを用いたプラズマで行なうようにしたので、樹脂成形体の樹脂の分子に電子親和力が大きい極性基を付与することができ、樹脂成形体の表面に対する金属膜の密着性を一層高めることができるものである。
【０１０１】
また請求項２０の発明は、上記請求項１乃至１９のいずれかにおいて、樹脂成形体の表面に金属膜を形成するに先だって、樹脂成形体に対する密着性が金属膜よりも高い金属を樹脂成形体の表面にプレコートし、このプレコート金属膜の上に上記の金属膜を形成するようにしたので、樹脂成形体と金属膜の間に、樹脂成形体に対する密着性が金属膜よりも高いプレコート金属膜が存在し、樹脂成形体に対する金属膜の密着性を一層高めることができるものである。
【０１０２】
また請求項２１の発明は、上記請求項２０において、樹脂成形体を、樹脂成形体の樹脂のガラス転移温度±３０℃の温度で加熱して金属のプレコートを行なうようにしたので、樹脂成形体に熱変形や熱劣化が生じるようなことなく、樹脂成形体に対する密着性を高めてプレコート金属膜の形成ができるものである。
【０１０３】
また請求項２２の発明は、請求項２０又は２１において、金属酸化物でプレコート金属膜を形成するようにしたので、樹脂成形体に対する金属膜の密着性を一層高く得ることができるものである。
【０１０４】
また請求項２３の発明は、樹脂成形体の表面に金属膜を形成するに先だって、金属膜との密着性が樹脂成形体の樹脂よりも高い樹脂を樹脂成形体の表面にプレコートし、このプレコート樹脂膜の上に上記の金属膜を形成するようにしたので、樹脂成形体と金属膜の間に、金属膜との密着性が樹脂成形体の樹脂よりも高いプレコート金属膜が存在し、樹脂成形体に対する金属膜の密着性を一層高めることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）は樹脂成形体の樹脂の分子の結合を開裂するプラズマ処理を示す概略図、（ｂ）は樹脂成形体の樹脂の分子に極性基を付与するプラズマ処理を示す概略図である。
【図２】同上の樹脂成形体の処理の状態を示すものであり、（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ断面図である。
【図３】本発明の実施の形態の他の一例を示すものであり、樹脂成形体の樹脂の分子に極性基を付与するプラズマ処理を示す概略図である。
【図４】本発明の実施の形態の他の一例を示すものであり、樹脂成形体の樹脂の分子に極性基を付与するプラズマ処理を示す概略図である。
【図５】本発明の実施の形態の他の一例を示すものであり、樹脂成形体の樹脂の分子の結合を開裂するプラズマ処理を示す概略図である。
【図６】本発明の実施の形態の他の一例を示すものであり、樹脂成形体の樹脂の分子の結合を開裂するレーザー処理を示す概略図である。
【図７】本発明の実施の形態の他の一例を示すものであり、樹脂成形体の樹脂の分子を架橋させるプラズマ処理を示す概略図である。
【図８】本発明の実施の形態の他の一例を示すものであり、樹脂成形体の樹脂の分子を架橋させるプラズマ処理を示す概略図である。
【図９】本発明の実施の形態の他の一例における樹脂成形体の処理の状態を示すものであり、（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）はそれぞれ断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態の他の一例を示すものであり、樹脂成形体の表面にプレコート樹脂膜を形成する処理を示す概略図である。
【図１１】本発明の実施の形態の他の一例における樹脂成形体の処理の状態を示すものであり、（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）はそれぞれ断面図である。
【図１２】従来のプラズマ処理を示す概略図である。
【図１３】従来のプラズマ処理による処理前と処理後の金属膜のピール強度を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 樹脂成形体
２ 金属膜
３ 保持電極
４ 対向電極
５ 中間電極
６ プレコート金属膜
７ プレコート樹脂膜
８ 高周波電源
９ バリア
１０ 極性基

Claims (23)

1. 樹脂成形体の表面の樹脂の分子の結合を開裂するプラズマ処理を行なった後、プラズマをダウンストリーム法で樹脂成形体の表面に導くことによって、プラズマ中のラジカルを主として樹脂成形体の表面に到達させると共にこのラジカルの作用で樹脂成形体の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理をし、この後、樹脂成形体の表面に金属膜を形成することを特徴とする樹脂成形体への金属膜形成方法。
2. 樹脂成形体の表面の樹脂の分子の結合を開裂するプラズマ処理を行なった後、プラズマ中のイオンを電極に電気的に吸引して樹脂成形体の表面に到達させないようにすることによって、プラズマ中のラジカルを主として樹脂成形体の表面に到達させると共にこのラジカルの作用で樹脂成形体の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理をし、この後、樹脂成形体の表面に金属膜を形成することを特徴とする樹脂成形体への金属膜形成方法。
3. プラズマ中のラジカルの作用で樹脂成形体の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理をするにあたって、樹脂成形体を保持する保持電極と樹脂成形体と対向する対向電極の間でプラズマを発生させ、プラズマ中のイオンを電気的に吸引する中間電極で樹脂成形体を囲うことによって、プラズマ中のイオンを樹脂成形体の表面に到達させないようにすることを特徴とする請求項２に記載の樹脂成形体への金属膜形成方法。
4. プラズマ中のラジカルの作用で樹脂成形体の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理をするにあたって、樹脂成形体を保持する保持電極と樹脂成形体と対向する対向電極の間でプラズマを発生させ、対向電極に負のバイアスがかかった高周波電圧を印加することによって、プラズマ中のイオンを対向電極に電気的に吸引させて、プラズマ中のイオンを樹脂成形体の表面に到達させないようにすることを特徴とする請求項２に記載の樹脂成形体への金属膜形成方法。
5. 樹脂成形体を保持する保持電極と樹脂成形体と対向する対向電極の間でプラズマを発生させて、樹脂成形体の表面の樹脂の分子の結合を開裂するプラズマ処理を行なうにあたって、保持電極に負のバイアスがかかった高周波電圧を印加すると共に、負のバイアス電圧を−１００Ｖ〜−７００Ｖの範囲に制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の樹脂成形体への金属膜形成方法。
6. 樹脂成形体の表面にレーザーを照射して樹脂成形体の表面の樹脂の分子の結合を開裂する処理を行なった後、プラズマをダウンストリーム法で樹脂成形体の表面に導くことによって、プラズマ中のラジカルを主として樹脂成形体の表面に到達させると共にこのラジカルの作用で樹脂成形体の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理をし、この後、樹脂成形体の表面に金属膜を形成することを特徴とする樹脂成形体への金属膜形成方法。
7. 樹脂成形体の表面にレーザーを照射して樹脂成形体の表面の樹脂の分子の結合を開裂する処理を行なった後、プラズマ中のイオンを電極に電気的に吸引して樹脂成形体の表面に到達させないようにすることによって、プラズマ中のラジカルを主として樹脂成形体の表面に到達させると共にこのラジカルの作用で樹脂成形体の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理をし、この後、樹脂成形体の表面に金属膜を形成することを特徴とする樹脂成形体への金属膜形成方法。
8. プラズマ中のラジカルで樹脂成形体の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理をした後、プラズマ処理して樹脂成形体の表面の樹脂の分子を架橋させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の樹脂成形体への金属膜形成方法。
9. プラズマから発せられる紫外線は通過させるがプラズマ中のイオンは通過させないバリアで樹脂成形体を囲った状態で、樹脂成形体の表面の樹脂の分子を架橋させるプラズマ処理をすることを特徴とする請求項８に記載の樹脂成形体への金属膜形成方法。
10. プラズマ中のラジカルで樹脂成形体の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理をした後、紫外線照射処理をして樹脂成形体の表面の樹脂の分子を架橋させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の樹脂成形体への金属膜形成方法。
11. 紫外線照射処理を紫外線レーザを用いて行なうことを特徴とする請求項１０に記載の樹脂成形体への金属膜形成方法。
12. 紫外線照射処理をエキシマランプを用いて行なうことを特徴とする請求項１０に記載の樹脂成形体への金属膜形成方法。
13. 樹脂成形体の表面の樹脂の分子の結合を開裂する処理を行なうに先だって、樹脂成形体の表面を粗化するプラズマ処理を行なうことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の樹脂成形体への金属膜形成方法。
14. 酸素あるいはオゾンを雰囲気ガスとするプラズマで、樹脂成形体の表面を粗化するプラズマ処理をすることを特徴とする請求項１３に記載の樹脂成形体への金属膜形成方法。
15. プラズマ中のラジカルの作用で樹脂成形体の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理を、樹脂成形体を加熱しながら行なうことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の樹脂成形体への金属膜形成方法。
16. 樹脂成形体を、樹脂成形体の樹脂のガラス転移温度±３０℃の温度で加熱することを特徴とする請求項１５に記載の樹脂成形体への金属膜形成方法。
17. 樹脂成形体の表層部のみを加熱することを特徴とする請求項１５又は１６に記載の樹脂成形体への金属膜形成方法。
18. 熱線を樹脂成形体の表面に照射して、樹脂成形体の表層部のみを加熱することを特徴とする請求項１７に記載の樹脂成形体への金属膜形成方法。
19. プラズマ中のラジカルの作用で樹脂成形体の表面の樹脂の分子に極性基を付与する処理を、雰囲気ガスとしてＮＨ₃，ＳＯ₂，ＮＯ₂，ＣＯから選ばれるガスを用いたプラズマで行なうことを特徴とする請求項１乃至１８のいずれかに記載の樹脂成形体への金属膜形成方法。
20. 樹脂成形体の表面に金属膜を形成するに先だって、樹脂成形体に対する密着性が金属膜よりも高い金属を樹脂成形体の表面にプレコートし、このプレコート金属膜の上に上記の金属膜を形成することを特徴とする請求項１乃至１９のいずれかに記載の樹脂成形体への金属膜形成方法。
21. 樹脂成形体を、樹脂成形体の樹脂のガラス転移温度±３０℃の温度で加熱して金属のプレコートを行なうことを特徴とする請求項２０に記載の樹脂成形体への金属膜形成方法。
22. 金属酸化物でプレコート金属膜を形成することを特徴とする請求項２０又は２１に記載の樹脂成形体への金属膜形成方法。
23. 樹脂成形体の表面に金属膜を形成するに先だって、金属膜との密着性が樹脂成形体の樹脂よりも高い樹脂を樹脂成形体の表面にプレコートし、このプレコート樹脂膜の上に上記の金属膜を形成することを特徴とする請求項１乃至１９のいずれかに記載の樹脂成形体への金属膜形成方法。

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