JP3979647B2 - 合金層積層体の製造方法および合金層積層体を用いた部品の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、第１の元素からなる金属または第１の元素を含む合金からなる第１の層と、第１の元素および第２の元素を含む合金からなる第２の層と、高分子からなる第３の層と、必要により第１の層と同様の第４の層とを有する合金層積層体の製造方法、および合金層積層体を用いてなる部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化・軽量化に伴い実装基板の高密度化が進み、実装部品点数の削減が進んでいる。このような背景の中で基板自体に実装部品を埋め込む方法が各種提案されてきている。例えば、銅箔に所定のパターンで第２の層となるＮｉ−Ｃｒ合金層をメッキして、接着剤を用いて基材に接着し、銅箔部分をエッチングして抵抗内蔵型のプリント配線板を製造する方法が開示されている（例えば特許文献１参照）。また、高分子フィルムと金属箔とをスパッタリングなどによる金属薄膜を介して接合する方法が開示されている（例えば特許文献２参照）。さらに、メッキなどによらずに金属板同士を接合する方法が開示されている（例えば特許文献３参照）。
【０００３】
本出願に関する先行技術文献情報として次のものがある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−４１５７３号公報
【特許文献２】
特開平１−２２４１８４号公報
【特許文献３】
特開２００２−１１３８１１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、第１の元素からなる金属または第１の元素を含む合金からなる第１の層と、第１の元素および第２の元素を含む合金からなる第２の層と、高分子からなる第３の層と、必要により第１の層と同様の第４の層とを有する合金層積層体の製造方法、およびプリント配線板、ＩＣパッケージなどに適用できる合金層積層体を用いてなる部品の製造方法を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題に対する第１の解決手段として本発明の合金層積層体の製造方法は、第１の元素からなる金属または第１の元素を含む合金からなる第１の層と、第１の元素および第２の元素を含む合金からなる第２の層と、高分子からなる第３の層とを有し、第１の層および第３の層の接合予定面側を活性化処理し、第３の層の活性化処理面に第２の層を積層した後、さらに第１の層または第２の層の少なくとも一方に第１の層と同種の第４の層を積層し、第２の層および第４の層が内側となるように第１の層および第３の層を積層接合する方法とした。
【０００７】
前記課題に対する第２の解決手段として本発明の合金層積層体の製造方法は、前記活性化処理が、不活性ガス雰囲気中でグロー放電を行わせて、前記第１の層および第３の層の接合予定面側をスパッタエッチング処理する方法とした。また好ましくは前記活性化処理と前記第２の層または第４の層の積層処理を、近傍にて施する方法とした。
【０００８】
前記課題に対する第３の解決手段として本発明の部品の製造方法は、第１の元素からなる金属あるいは第１の元素を含む合金からなる第１の層と、高分子からなる第３の層との間に、第１の元素および第２の元素を含む合金からなる第２の層を、または第１の元素および第２の元素を含む合金からなる第２の層と、第１の層と第２の層の間に第１の層と同種の第４の層とを有する合金層積層体を用いる方法とした。好ましくは、少なくとも一個所に、エッチング速度差が生じるエッチング処理を施す方法とした。また好ましくは、少なくとも一個所に、抵抗部を形成する方法とした。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の製造方法を説明する。図１は、本発明の製造方法を用いた合金層積層体の一実施形態を示す概略断面図であり、第３の層２４と第１の層２６との間に第２の層２５を介挿した例を示している。図２は、本発明の製造方法を用いた合金層積層体の他の一実施形態を示す概略断面図であり、第３の層２４と第１の層２６との間に第２の層２５と第４の層２７とを介挿した例を示している。
【００１０】
第１の層２６は、第１の元素からなる金属または第１の元素を含む合金からなる層である。なお第１の元素は、常温で固体である金属（例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕなど）であり、合金層積層体の用途により適宜選択して用いることができる。第１の層２６の材質としては、合金層積層体を製造可能な素材であれば特にその種類は限定されず、合金層積層体の用途により適宜選択して用いることができる。例えば、常温で固体である金属（例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕなど）や、これらの金属のうち少なくとも１種類を含む合金（例えば、ＪＩＳに規定の合金など）などが適用できる。合金層積層体の用途がプリント配線板などであれば、第１の層２６としては、導電性に優れた金属であるＣｕ、Ａｌなどや、これらの金属のうち少なくとも１種類を含む導電性の優れた合金などを適用することができる。すなわち銅板、アルミニウム板などを第１の層２６として適用することが可能である。銅板としては、Ｃｕの他、ＪＩＳに規定の無酸素銅、タフピッチ銅、リン青銅、黄銅や、銅ベリリウム系合金（例えば、ベリリウム２％、残部が銅の合金など）、銅銀系合金（例えば、銀３〜５％、残部が銅の合金など）など、アルミニウム板としては、Ａｌの他、ＪＩＳに規定の１０００系、３０００系などのアルミニウム合金を適用することができる。
【００１１】
第１の層２６の厚みは、合金層積層体を製造可能であれば特に限定はされず、合金層積層体の用途により適宜選定して用いることができる。第１の層２６の厚みは、例えば１〜１０００μｍであることが好ましい。１μｍ未満では第１の層としての製造が難しくなり、１０００μｍを超えると合金層積層体としての製造が難しくなる。より好ましくは、１０〜５００μｍである。なお第１の層２６は、電解箔や圧延箔などの板材であってもよいし、板材にめっきや蒸着などによる膜材を予め積層したものであってもよいし、クラッド材などの積層体でもよい。例えば、銅−アルミニウムからなる２層構造のクラッド材などである。
【００１２】
第２の層２５は、第１の元素および第２の元素を含む合金からなる層である。第１の元素は上述の通りであり、第２の元素は第１の元素と合金化することのできる元素であり、合金層積層体の用途により適宜選択して用いることができる。例えば第１の元素がＣｕであれば、第２の元素はＮｉ、Ｆｅ、Ｍｎなどである。第２の層２５の材質としては、合金層積層体を製造可能な素材で合金あれば特にその種類は限定されず、合金層積層体の用途により適宜選択して用いることができる。例えば、常温で固体である合金（例えば、ＪＩＳに規定の合金など）などを適用することができる。合金層積層体の用途がプリント配線板などであれば、配線パターンに抵抗部を形成可能な所要の比抵抗を有する抵抗合金を適用することができる。例えば、２０℃で、１０〜３００μΩ・ｃｍである。１０μΩ・ｃｍ未満では充分な抵抗値を得ることが難しくなり、３００μΩ・ｃｍを超えると抵抗合金の材質の選定が制限される。好ましくは、３０〜２００μΩ・ｃｍである。抵抗合金としては、銅マンガン系合金（例えば、マンガン１２〜１５％、ニッケル２〜４％、残部が銅の合金など）、銅ニッケル系合金（例えば、銅５５％、ニッケル４５％からなる合金など）、ニッケルクロム系合金（例えば、ニッケル８０％、クロム２０％からなるＮｉ−Ｃｒ合金などや、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金など）、ニッケルリン系合金（例えば、リン１〜２０％、残部がニッケルの合金など）、ニッケルホウ素リン系合金（例えば、ホウ素２％、リン８〜１６％、残部がニッケルの合金など）、鉄クロム系合金（例えば、クロム２０％、アルミニウム３％、残部が鉄のＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金など）、鉄ニッケル系合金（Ｆｅ−Ｎｉ合金や、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金など）、鉄炭素系合金などを適用することができる。さらに最近の環境意識の高まりの中で環境負荷物質の使用を禁止もしくは抑制する動きが活発となって来たため、Ｃｒ、Ｐｂなどの元素を極力含まないものを選択することが好ましい。
【００１３】
また第２の層２５の厚みは、合金層積層体を製造可能であれば特に限定はされず、合金層積層体の用途により適宜選定して用いることができる。第２の層２５は、例えば０．０１〜１０μｍであることが好ましい。０．０１μｍ未満では第２の層としての形成が難しくなり、安定した抵抗値を実現することが難しくなる。また１０μｍを超えると製造時間が長くなりすぎる。より好ましくは、０．０５〜５μｍである。なお第２の層は、合金層積層体の用途により、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティングなどの乾式製膜手段から適宜選択して用いることができる。
【００１４】
第３の層２４は、高分子からなる層である。第３の層２４の材質としては、合金層積層体を製造可能な素材であれば特にその種類は限定されず、合金層積層体の用途により適宜選択して用いることができる。例えば、プラスチックなどの有機高分子物質やプラスチックに粉末や繊維などを混ぜた混合体を適用することができる。合金層積層体をフレキシブルプリント基板などに適用する場合には、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、ナイロンなどの芳香族ポリアミドなどや液晶ポリマーなどを用いることができる。また第３の層に熱可塑性樹脂を用いることにより環境負荷の軽減に資することが可能となる。
【００１５】
プラスチックとしては、例えば、アクリル樹脂、アミノ樹脂（メラミン樹脂、ユリア樹脂、ベンゾグアナミン樹脂など）、アリル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、液晶ポリマー、ＥＥＡ樹脂（Ethylene Ethylacrylate 樹脂）、ＡＡＳ樹脂（Acrylonitrile Acrylate Styrene 樹脂）、ＡＢＳ樹脂（Acrylonitrile Butadiene Styrene樹脂）、ＡＣＳ樹脂（Acrylnitrile Chlorinated polyethylene Styrene 樹脂）、ＡＳ樹脂（Acrylonitrile Styrene 樹脂）、アイオノマー樹脂、エチレンポリテトラフルオロエチレン共重合体、エポキシ樹脂、珪素樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、弗化エチレンプロピレン、弗素樹脂、ポリアセタール、ポリアリレート、ポリアミド（６ナイロン、１１ナイロン、１２ナイロン、６６ナイロン、６１０ナイロン、６１２ナイロンなど）、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルホン、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリシクロヘキンジメルテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリトリメチレンナフタレートなど）、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、ポリカーボネート、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリサルホン、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリブタジエン、ポリブテン、ポリメチルペンテンなどを用いてもよい。
【００１６】
第３の層２４の厚みは、合金層積層体の用途により適宜選定される。例えば、１〜１０００μｍである。１μｍ未満の場合には第３の層としての製造が難しくなり、１０００μｍを超えると合金層積層体としての製造が難しくなる。例えば合金層積層体の用途がフレキシブルプリント基板などであれば、３〜３００μｍの範囲のものが好ましい。３μｍ未満の場合には機械的強度が乏しく、３００μｍを超えると可撓性が乏しくなる。好ましくは、１０〜１５０μｍである。より好ましくは、２０〜７５μｍである。
【００１７】
第４の層２７は、第１の層と同様の材質である。第１の層と同様の材質とは、第１の層に適用できるものであればよく、第１の層と同種でもよく異種でもよく、合金層積層体の用途により適宜選定して用いることができる。第４の層は、主に第１の層と第２の層がうまくいかない場合に設ける。この場合、第４の層は第１の層に似た組成で、かつ第２の層と接合しやすい材質を用いることが望ましい。合金層積層体にエッチング処理などの加工を施す場合には、第１の層と第４の層とが同種で隣接している場合には一体のものとして加工を施すことが可能である。また第４の層２７の厚みは、合金層積層体を製造可能であれば特に限定はされず、合金層積層体の用途により適宜選定して用いることができる。第４の層２７は、例えば０．０１〜１０μｍであることが好ましい。０．０１μｍ未満では第４の層としての形成が難しくなり、１０μｍを超えると製造時間が長くなりすぎる。より好ましくは、０．０５〜３μｍである。なお第４の層は、合金層積層体の用途により、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティングなどの乾式製膜手段から適宜選択して用いることができる。第２の層と第４の層の積層手段は同じでもよいし、異なっていてもよい。
【００１８】
図１に示す合金層積層体２０の製造方法について説明する。図４に示すように、真空槽５２内において、巻き戻しリール６２に設置された第３の層２４の接合予定面側を、活性化処理装置７０で活性化処理する。同様にして巻き戻しリール６４に設置された第１の層２６の接合予定面側を、活性化処理装置８０で活性化処理する。
【００１９】
活性化処理は、以下のようにして実施する。すなわち、真空槽５２内に装填された第３の層２４、第１の層２６をそれぞれアース接地された一方の電極Ａと接触させ、絶縁支持された他の電極Ｂとの間に、１０〜１×１０−３Ｐａの極低圧不活性ガス雰囲気中で、１〜５０ＭＨｚの交流を印加してグロー放電を行わせ、グロー放電によって生じたプラズマ中に露出される電極Ａと接触した第３の層２４、第１の層２６のそれぞれの面積が、実効的に電極Ｂの面積の１／３以下となるようにスパッタエッチング処理する。不活性ガスとしては、アルゴン、ネオン、キセノン、クリプトンなどやこれらを含む混合体を適用することができる。好ましくはアルゴンである。なお不活性ガス圧力が１×１０−３Ｐａ未満では安定したグロー放電が行いにくく高速エッチングが困難であり、１０Ｐａを超えると活性化処理効率が低下する。印加する交流は、１ＭＨｚ未満では安定したグロー放電を維持するのが難しく連続エッチングが困難であり、５０ＭＨｚを超えると発振し易く電力の供給系が複雑となり好ましくない。また、効率よくエッチングするためには電極Ａと接触した第３の層２４、第１の層２６のそれぞれの面積を実効的に電極Ｂの面積より小さくする必要があり、実効的１／３以下とすることにより充分な効率でエッチング可能となる。
【００２０】
次に第３の層２４の表面に、膜形成ユニット９０により第２の層２５を形成する。膜形成方法として、スパッタリングを用いた場合について説明する。膜形成ユニット９０では、前記活性化処理装置とは逆に第３の層２４側の面積を実効的に大きくすることによりスパッタリング処理を行うことができる。すなわち、真空槽５２内に装填された第３の層２４をアース接地された一方の電極Ａと接触させ、絶縁支持された他の電極Ｃとの間に、１０〜１×１０−３Ｐａの極低圧不活性ガス雰囲気中で、１〜５０ＭＨｚの交流を印加してグロー放電を行わせ、グロー放電によって生じたプラズマ中に露出される電極Ａと接触した第３の層２４の面積が、実効的に電極Ｃの面積の３倍以上となるようにスパッタリング処理する。不活性ガスとしては、アルゴン、ネオン、キセノン、クリプトンなどやこれらを含む混合体を適用することができる。好ましくはアルゴンである。なお不活性ガス圧力が１×１０−３Ｐａ未満では安定したグロー放電が行いにくく、１０Ｐａを超えるとスパッタリング効率が低下する。印加する交流は、１ＭＨｚ未満では安定したグロー放電を維持するのが難しく連続スパッタリングが困難であり、５０ＭＨｚを超えると発振し易く電力の供給系が複雑となり好ましくない。また、効率よくスパッタリングするためには電極Ａと接触した第３の層２４の面積を実効的に電極Ｃの面積より大きくする必要があり、３倍以上とすることにより充分な効率で膜形成が可能となる。
【００２１】
スパッタリングを用いる膜形成ユニット９０は、例えば図７に示すように、電気的にフローティング状態にされたターゲット電極９４と、アース接地された水冷の電極ロール７２との組み合わせで構成される。ターゲット電極９４には第２の層２５を形成するターゲット９２が設置され、またマグネット９８を設置して磁場によりスパッタリングの効率を向上させている。さらにターゲット９２の異常加熱を防止するために、ターゲット電極９４を水冷できるようにしてある。ターゲット電極９４−電極ロール７２間に高周波電源９６を印加することで、プラズマを発生させてターゲット９２にイオン衝撃を与え、これにより放出されたターゲット物質を第３の層２４上に積層させて第２の層２５を形成させ、膜積層材２２を得ることができる。
【００２２】
その後、活性化処理された第１の層２６と、第３の層２４に第２の層２５を形成させた膜積層材２２を積層接合する。積層接合は、膜積層材２２、第１の層２６の接合予定面が対向するようにして両者を当接して重ね合わせ圧接ユニット６０で冷間圧接を施すことによって達成される。この際の積層接合は低温度で可能であり、膜積層材２２、第１の層２６ならびに接合部に組織変化や合金層の形成などといった悪影響を軽減または排除することが可能である。Ｔを膜積層材、第１の層の温度（℃）とするとき、０℃＜Ｔ＜３００℃で良好な圧接状態が得られる。０℃以下では特別な冷却装置が必要となり、３００℃以上では組織変化などの悪影響が生じてくるため好ましくない。より好ましくは、０℃＜Ｔ＜２００℃である。さらに好ましくは、０℃＜Ｔ＜１５０℃である。また圧延率Ｒ（％）は、０．０１％≦Ｒ≦３０％であることが好ましい。０．０１％未満では充分な接合強度が得られず、３０％を超えると変形が大きくなり加工上好ましくない。より好ましくは、０．１％≦Ｒ≦３％である。さらに好ましくは、１％＜Ｒ≦３％である。
【００２３】
このように積層接合することにより、所要の層厚みを有する合金層積層体２０を形成することができ、巻き取りロール６６に巻き取られる。さらに必要により所定の大きさに切り出して、図１に示すような合金層積層体２０を製造することができる。またこのようにして製造された合金層積層体２０に、必要により残留応力の除去または低減などのために問題が生じない範囲で熱処理を施してもよいし、さらに半田めっきなどの導電性膜材などを積層してもよい。なお合金層積層体２０は、図４に示す膜形成ユニット９０を除去もしくはその機能を停止した状態で、第３の層にあらかじめ第２の層を積層したものと第１の層とを活性化処理した後直接積層接合しても製造することができる。
【００２４】
また図５に示すように膜形成ユニット９１を追加して第４の層２７を形成させるようにすると、第３の層２４−第２の層２５−第４の層２７の構造を有する膜積層材２２を得ることができ、第１の層２６と積層接合させることにより図２に示すような合金層積層体２１を製造することができる。なお図５に示す装置において膜形成ユニット９１の膜形成機能を抑止することによっても図１に示すような３層の合金層積層体２０を製造することが可能である。さらに膜形成ユニットは一方の活性化処理装置側のみならず、図６に示すように双方の活性化処理装置側にも配置することが可能である。
【００２５】
膜形成ユニットは活性化処理装置の近傍であることが好ましく、膜形成ユニットを活性化処理装置の近傍に配置することで、製造装置のコンパクト化などを図ることが可能である。例えば、図４〜７に図示しているように活性化処理装置の電極ロールと膜形成ユニットの電極ロールを共用化する形態などや、さらに活性化処理装置と膜形成ユニットをそれぞれ共用の電極ロールの外周上に配置する形態などである。このような形態を採ることで一体化した処理が可能となる。なお近傍とは、活性化処理された第１の層面が吸着や反応などにより再び不活性化されて膜形成に悪影響を与えない範囲あるいは状態のことである。
【００２６】
なお合金層積層体の製造にはバッチ処理を用いることができる。すなわち真空槽内に予め所定の大きさに切り出された第１および第３の層を複数枚装填して活性化処理装置に搬送して垂直または水平など適切な位置に処理すべき面を対向または並置した状態などで設置または把持して固定して活性化処理や膜形成処理を行い、さらに第１および第３の層を保持する装置が圧接装置を兼ねる場合には活性化処理や膜形成処理後に設置または把持したまま圧接し、第１および第３の層を保持する装置が圧接装置を兼ねない場合にはプレス装置などの圧接装置に搬送して圧接を行うことにより達成される。なお活性化処理や膜形成処理は、第１および第３の層を絶縁支持された一方の電極Ａとし、アース接地された他の電極Ｂとの間で行うことが好ましい。
【００２７】
本発明の製造方法を用いた部品は、第１の元素からなる金属あるいは第１の元素を含む合金からなる第１の層と、高分子からなる第３の層との間に、第１の元素および第２の元素を含む合金からなる第２の層を、または第１の元素および第２の元素を含む合金からなる第２の層と、第１の層と同様の第４の層とを有する合金層積層体を用いてなるものであり、合金層積層体に１段あるいは複数段のエッチング加工などの加工を施したもの、さらにこれに樹脂などで被覆あるいは固定したものや、合金層積層体を接着剤などを用いて高分子や金属、合金などからなる基材や基板に積層したもの、さらにビア加工やスルーホール加工などにより基板の層間導通処理などを施したものなどである。例えば、図３に示すようなプリント配線板などの部品などである。また、図示しないが、図３に示す部品は重ねて用いても良く、さらに、第１の層／第２の層／第３の層／第２の層／第１の層という構成となるように、第３の層の両面に、２層配線部あるいは１層配線部を設けても良い。
【００２８】
図３に示すようなプリント配線板などの部品は、例えば図１に示すような第３の層２４−第２の層２５−第１の層２６の３層構造の合金層積層体２０に対し、第１の層２６−第２の層２５の部分にエッチング加工などを施して、第１の層２６−第２の層２５構造の２層配線部３２や第２の層２５のみの１層配線部３４などを形成することにより製造することができる。このとき各配線部は、第１の層が残存する２層配線部３２と、第１の層部が除去され第２の層のみの１層配線部３４を適宜選択的に形成することができる。さらにエッチング液や第１の層２６、第２の層２５の材質を適切に選定することにより、この第２の層２５をエッチング減速層として機能させることができるため、精度のよいエッチング処理することが可能となり、第２の層２５のみの１層配線部３４を形成することが容易となる。
【００２９】
この３層構造の合金層積層体２０は、例えば第１の元素にＣｕを、第２の元素にＮｉを用いることで、液晶ポリマー−Ｎｉ・Ｃｕ合金層−銅箔の３層構造などとすることが可能であり、液晶ポリマーに活性化処理してＮｉ・Ｃｕ合金層をスパッタリングで積層し、さらに銅箔を活性化処理して積層接合することなどにより達成することができる。また銅箔およびＮｉ・Ｃｕ合金層を逐次または一括にエッチング加工を施すことにより２層配線部３２を形成し、また銅箔のみをエッチング加工することにより１層配線部３４を形成することができる。銅箔およびＮｉ−Ｃｕ合金層を一括にエッチング処理する場合には塩化第二鉄液を用いることができ、銅箔をエッチング処理する場合にはアルカリエッチング液を用いることができる。アルカリエッチング液を用いてエッチング処理を行うと、銅箔部分でのエッチング速度に比してＮｉ−Ｃｕ合金層でのエッチング速度を下げることができ、これにより実質的な選択的エッチング処理が可能となる。なおこのエッチング速度差は、第２の元素であるＮｉの含有率がふえるほど大きくなるため、適用する加工条件や利用環境などにより適宜選定して用いることができる。
【００３０】
なお本発明の製造方法を用いた合金層積層体において、第１の層を導電性に優れた層とし、第２の層を電気抵抗性に優れた層とする場合、第２の層のみの配線部を形成させることにより、抵抗部として利用することが可能であり、終端抵抗やブリーダ抵抗などの抵抗器として機能させることができるため、プリント配線板の埋め込み抵抗や、抵抗アレイ、抵抗ネットワーク、抵抗ラダーなどの集合抵抗などとしても適用することができる。この抵抗値は第２の層の材質によって決まる比抵抗と膜厚みおよび配線パターンの幅や長さを適宜選択して製造することができる。逆に抵抗器として機能させたくない場合には、第２の層部分のみの配線部分の幅を大きくして実質的な抵抗値を下げるか、もしくは第２の層の少なくとも片面に第１の層を残すようなエッチング処理を行うか、あるいは第２の層部分のみの配線部分に蒸着などで導電層を形成させることによって達成することが可能である。このため今までプリント配線板に取り付けられていた抵抗器を削減もしくは不要とすることが可能となり、プリント配線板の高密度化などに効果がある。
【００３１】
また本発明の製造方法を用いた合金層積層体の第２の層は、抵抗器として機能させるばかりでなく、発熱体やヒューズとして機能させることも可能である。本発明の合金層積層体には耐熱性を阻害する要因となる接着層がないため、従来より高温での用途が可能である。このため、プリント配線板（リジットプリント配線板やフレキシブルプリント配線板など）などに好適であり、ＩＣカード、ＣＳＰ（チップサイズパッケージまたはチップスケールパッケージ）やＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）などのＩＣパッケージなどにも応用が可能である。
【００３２】
【実施例】
以下に、実施例を図面に基づいて説明する。第３の層２４として厚み５０μｍの液晶ポリマーを用い、第１の層２６として厚み３５μｍの圧延銅箔を用い、第２の層２５としてＮｉ−Ｃｕ合金層を用いた。液晶ポリマー、圧延銅箔を合金層積層体製造装置５０にセットし、真空槽５２内の活性化処理ユニット７０および８０でスパッタエッチング法によりそれぞれ活性化処理した。活性化処理された液晶ポリマーにスパッタリングを用いた膜形成ユニット９０でＮｉ−Ｃｕ合金層２５を形成させて膜積層材２２とし、これに活性化処理させた圧延銅箔を圧延ユニット６０で圧接して積層接合して合金層積層体２０を製造した。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の合金層積層体の製造方法は、第１の層と第３の層との間に第２の層、または第２の層と第４の層とを介挿する方法であり、本発明の部品の製造方法は、合金層積層体を用いる方法である。このため合金層積層体の第２の層に抵抗部を形成させることにより、回路を形成する部品点数を削減することが可能であり、プリント配線板などへの適用も好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法を用いた合金層積層体の一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】本発明の製造方法を用いた合金層積層体の他の一実施形態を示す概略断面図である。
【図３】本発明の製造方法を用いた部品の一実施形態を示す概略断面図である。
【図４】本発明の製造方法に用いる装置の一実施形態を示す概略断面図である。
【図５】本発明の製造方法に用いる装置の他の一実施形態を示す概略断面図である。
【図６】本発明の製造方法に用いる装置のさらに他の一実施形態を示す概略断面図である。
【図７】本発明の製造方法に用いる膜形成ユニットの一実施形態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
２０ 合金層積層体
２１ 合金層積層体
２２ 膜積層材
２４ 第３の層
２５ 第２の層
２６ 第１の層
２７ 第４の層
３０ 部品
３２ ２層配線部
３４ １層配線部
５０ 合金層積層体製造装置
５２ 真空槽
５４ 真空ポンプ
６０ 圧接ユニット
６２ 巻き戻しリール
６４ 巻き戻しリール
６６ 巻き取りロール
７０ 活性化処理装置
７２ 電極ロール
７４ 電極
７６ 電極
７８ 電極
８０ 活性化処理装置
８２ 電極ロール
８４ 電極
８６ 電極
９０ 膜形成ユニット
９１ 膜形成ユニット
９２ ターゲット
９４ ターゲット電極
９５ 膜形成ユニット
９６ 高周波電源
９８ マグネット
Ａ 電極Ａ
Ｂ 電極Ｂ
Ｃ 電極Ｃ
【発明が属する技術分野】
本発明は、第１の元素からなる金属または第１の元素を含む合金からなる第１の層と、第１の元素および第２の元素を含む合金からなる第２の層と、高分子からなる第３の層と、必要により第１の層と同様の第４の層とを有する合金層積層体の製造方法、および合金層積層体を用いてなる部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化・軽量化に伴い実装基板の高密度化が進み、実装部品点数の削減が進んでいる。このような背景の中で基板自体に実装部品を埋め込む方法が各種提案されてきている。例えば、銅箔に所定のパターンで第２の層となるＮｉ−Ｃｒ合金層をメッキして、接着剤を用いて基材に接着し、銅箔部分をエッチングして抵抗内蔵型のプリント配線板を製造する方法が開示されている（例えば特許文献１参照）。また、高分子フィルムと金属箔とをスパッタリングなどによる金属薄膜を介して接合する方法が開示されている（例えば特許文献２参照）。さらに、メッキなどによらずに金属板同士を接合する方法が開示されている（例えば特許文献３参照）。
【０００３】
本出願に関する先行技術文献情報として次のものがある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−４１５７３号公報
【特許文献２】
特開平１−２２４１８４号公報
【特許文献３】
特開２００２−１１３８１１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、第１の元素からなる金属または第１の元素を含む合金からなる第１の層と、第１の元素および第２の元素を含む合金からなる第２の層と、高分子からなる第３の層と、必要により第１の層と同様の第４の層とを有する合金層積層体の製造方法、およびプリント配線板、ＩＣパッケージなどに適用できる合金層積層体を用いてなる部品の製造方法を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題に対する第１の解決手段として本発明の合金層積層体の製造方法は、第１の元素からなる金属または第１の元素を含む合金からなる第１の層と、第１の元素および第２の元素を含む合金からなる第２の層と、高分子からなる第３の層とを有し、第１の層および第３の層の接合予定面側を活性化処理し、第３の層の活性化処理面に第２の層を積層した後、さらに第１の層または第２の層の少なくとも一方に第１の層と同種の第４の層を積層し、第２の層および第４の層が内側となるように第１の層および第３の層を積層接合する方法とした。
【０００７】
前記課題に対する第２の解決手段として本発明の合金層積層体の製造方法は、前記活性化処理が、不活性ガス雰囲気中でグロー放電を行わせて、前記第１の層および第３の層の接合予定面側をスパッタエッチング処理する方法とした。また好ましくは前記活性化処理と前記第２の層または第４の層の積層処理を、近傍にて施する方法とした。
【０００８】
前記課題に対する第３の解決手段として本発明の部品の製造方法は、第１の元素からなる金属あるいは第１の元素を含む合金からなる第１の層と、高分子からなる第３の層との間に、第１の元素および第２の元素を含む合金からなる第２の層を、または第１の元素および第２の元素を含む合金からなる第２の層と、第１の層と第２の層の間に第１の層と同種の第４の層とを有する合金層積層体を用いる方法とした。好ましくは、少なくとも一個所に、エッチング速度差が生じるエッチング処理を施す方法とした。また好ましくは、少なくとも一個所に、抵抗部を形成する方法とした。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の製造方法を説明する。図１は、本発明の製造方法を用いた合金層積層体の一実施形態を示す概略断面図であり、第３の層２４と第１の層２６との間に第２の層２５を介挿した例を示している。図２は、本発明の製造方法を用いた合金層積層体の他の一実施形態を示す概略断面図であり、第３の層２４と第１の層２６との間に第２の層２５と第４の層２７とを介挿した例を示している。
【００１０】
第１の層２６は、第１の元素からなる金属または第１の元素を含む合金からなる層である。なお第１の元素は、常温で固体である金属（例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕなど）であり、合金層積層体の用途により適宜選択して用いることができる。第１の層２６の材質としては、合金層積層体を製造可能な素材であれば特にその種類は限定されず、合金層積層体の用途により適宜選択して用いることができる。例えば、常温で固体である金属（例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕなど）や、これらの金属のうち少なくとも１種類を含む合金（例えば、ＪＩＳに規定の合金など）などが適用できる。合金層積層体の用途がプリント配線板などであれば、第１の層２６としては、導電性に優れた金属であるＣｕ、Ａｌなどや、これらの金属のうち少なくとも１種類を含む導電性の優れた合金などを適用することができる。すなわち銅板、アルミニウム板などを第１の層２６として適用することが可能である。銅板としては、Ｃｕの他、ＪＩＳに規定の無酸素銅、タフピッチ銅、リン青銅、黄銅や、銅ベリリウム系合金（例えば、ベリリウム２％、残部が銅の合金など）、銅銀系合金（例えば、銀３〜５％、残部が銅の合金など）など、アルミニウム板としては、Ａｌの他、ＪＩＳに規定の１０００系、３０００系などのアルミニウム合金を適用することができる。
【００１１】
第１の層２６の厚みは、合金層積層体を製造可能であれば特に限定はされず、合金層積層体の用途により適宜選定して用いることができる。第１の層２６の厚みは、例えば１〜１０００μｍであることが好ましい。１μｍ未満では第１の層としての製造が難しくなり、１０００μｍを超えると合金層積層体としての製造が難しくなる。より好ましくは、１０〜５００μｍである。なお第１の層２６は、電解箔や圧延箔などの板材であってもよいし、板材にめっきや蒸着などによる膜材を予め積層したものであってもよいし、クラッド材などの積層体でもよい。例えば、銅−アルミニウムからなる２層構造のクラッド材などである。
【００１２】
第２の層２５は、第１の元素および第２の元素を含む合金からなる層である。第１の元素は上述の通りであり、第２の元素は第１の元素と合金化することのできる元素であり、合金層積層体の用途により適宜選択して用いることができる。例えば第１の元素がＣｕであれば、第２の元素はＮｉ、Ｆｅ、Ｍｎなどである。第２の層２５の材質としては、合金層積層体を製造可能な素材で合金あれば特にその種類は限定されず、合金層積層体の用途により適宜選択して用いることができる。例えば、常温で固体である合金（例えば、ＪＩＳに規定の合金など）などを適用することができる。合金層積層体の用途がプリント配線板などであれば、配線パターンに抵抗部を形成可能な所要の比抵抗を有する抵抗合金を適用することができる。例えば、２０℃で、１０〜３００μΩ・ｃｍである。１０μΩ・ｃｍ未満では充分な抵抗値を得ることが難しくなり、３００μΩ・ｃｍを超えると抵抗合金の材質の選定が制限される。好ましくは、３０〜２００μΩ・ｃｍである。抵抗合金としては、銅マンガン系合金（例えば、マンガン１２〜１５％、ニッケル２〜４％、残部が銅の合金など）、銅ニッケル系合金（例えば、銅５５％、ニッケル４５％からなる合金など）、ニッケルクロム系合金（例えば、ニッケル８０％、クロム２０％からなるＮｉ−Ｃｒ合金などや、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金など）、ニッケルリン系合金（例えば、リン１〜２０％、残部がニッケルの合金など）、ニッケルホウ素リン系合金（例えば、ホウ素２％、リン８〜１６％、残部がニッケルの合金など）、鉄クロム系合金（例えば、クロム２０％、アルミニウム３％、残部が鉄のＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金など）、鉄ニッケル系合金（Ｆｅ−Ｎｉ合金や、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金など）、鉄炭素系合金などを適用することができる。さらに最近の環境意識の高まりの中で環境負荷物質の使用を禁止もしくは抑制する動きが活発となって来たため、Ｃｒ、Ｐｂなどの元素を極力含まないものを選択することが好ましい。
【００１３】
また第２の層２５の厚みは、合金層積層体を製造可能であれば特に限定はされず、合金層積層体の用途により適宜選定して用いることができる。第２の層２５は、例えば０．０１〜１０μｍであることが好ましい。０．０１μｍ未満では第２の層としての形成が難しくなり、安定した抵抗値を実現することが難しくなる。また１０μｍを超えると製造時間が長くなりすぎる。より好ましくは、０．０５〜５μｍである。なお第２の層は、合金層積層体の用途により、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティングなどの乾式製膜手段から適宜選択して用いることができる。
【００１４】
第３の層２４は、高分子からなる層である。第３の層２４の材質としては、合金層積層体を製造可能な素材であれば特にその種類は限定されず、合金層積層体の用途により適宜選択して用いることができる。例えば、プラスチックなどの有機高分子物質やプラスチックに粉末や繊維などを混ぜた混合体を適用することができる。合金層積層体をフレキシブルプリント基板などに適用する場合には、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、ナイロンなどの芳香族ポリアミドなどや液晶ポリマーなどを用いることができる。また第３の層に熱可塑性樹脂を用いることにより環境負荷の軽減に資することが可能となる。
【００１５】
プラスチックとしては、例えば、アクリル樹脂、アミノ樹脂（メラミン樹脂、ユリア樹脂、ベンゾグアナミン樹脂など）、アリル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、液晶ポリマー、ＥＥＡ樹脂（Ethylene Ethylacrylate 樹脂）、ＡＡＳ樹脂（Acrylonitrile Acrylate Styrene 樹脂）、ＡＢＳ樹脂（Acrylonitrile Butadiene Styrene樹脂）、ＡＣＳ樹脂（Acrylnitrile Chlorinated polyethylene Styrene 樹脂）、ＡＳ樹脂（Acrylonitrile Styrene 樹脂）、アイオノマー樹脂、エチレンポリテトラフルオロエチレン共重合体、エポキシ樹脂、珪素樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、弗化エチレンプロピレン、弗素樹脂、ポリアセタール、ポリアリレート、ポリアミド（６ナイロン、１１ナイロン、１２ナイロン、６６ナイロン、６１０ナイロン、６１２ナイロンなど）、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルホン、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリシクロヘキンジメルテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリトリメチレンナフタレートなど）、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、ポリカーボネート、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリサルホン、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリブタジエン、ポリブテン、ポリメチルペンテンなどを用いてもよい。
【００１６】
第３の層２４の厚みは、合金層積層体の用途により適宜選定される。例えば、１〜１０００μｍである。１μｍ未満の場合には第３の層としての製造が難しくなり、１０００μｍを超えると合金層積層体としての製造が難しくなる。例えば合金層積層体の用途がフレキシブルプリント基板などであれば、３〜３００μｍの範囲のものが好ましい。３μｍ未満の場合には機械的強度が乏しく、３００μｍを超えると可撓性が乏しくなる。好ましくは、１０〜１５０μｍである。より好ましくは、２０〜７５μｍである。
【００１７】
第４の層２７は、第１の層と同様の材質である。第１の層と同様の材質とは、第１の層に適用できるものであればよく、第１の層と同種でもよく異種でもよく、合金層積層体の用途により適宜選定して用いることができる。第４の層は、主に第１の層と第２の層がうまくいかない場合に設ける。この場合、第４の層は第１の層に似た組成で、かつ第２の層と接合しやすい材質を用いることが望ましい。合金層積層体にエッチング処理などの加工を施す場合には、第１の層と第４の層とが同種で隣接している場合には一体のものとして加工を施すことが可能である。また第４の層２７の厚みは、合金層積層体を製造可能であれば特に限定はされず、合金層積層体の用途により適宜選定して用いることができる。第４の層２７は、例えば０．０１〜１０μｍであることが好ましい。０．０１μｍ未満では第４の層としての形成が難しくなり、１０μｍを超えると製造時間が長くなりすぎる。より好ましくは、０．０５〜３μｍである。なお第４の層は、合金層積層体の用途により、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティングなどの乾式製膜手段から適宜選択して用いることができる。第２の層と第４の層の積層手段は同じでもよいし、異なっていてもよい。
【００１８】
図１に示す合金層積層体２０の製造方法について説明する。図４に示すように、真空槽５２内において、巻き戻しリール６２に設置された第３の層２４の接合予定面側を、活性化処理装置７０で活性化処理する。同様にして巻き戻しリール６４に設置された第１の層２６の接合予定面側を、活性化処理装置８０で活性化処理する。
【００１９】
活性化処理は、以下のようにして実施する。すなわち、真空槽５２内に装填された第３の層２４、第１の層２６をそれぞれアース接地された一方の電極Ａと接触させ、絶縁支持された他の電極Ｂとの間に、１０〜１×１０−３Ｐａの極低圧不活性ガス雰囲気中で、１〜５０ＭＨｚの交流を印加してグロー放電を行わせ、グロー放電によって生じたプラズマ中に露出される電極Ａと接触した第３の層２４、第１の層２６のそれぞれの面積が、実効的に電極Ｂの面積の１／３以下となるようにスパッタエッチング処理する。不活性ガスとしては、アルゴン、ネオン、キセノン、クリプトンなどやこれらを含む混合体を適用することができる。好ましくはアルゴンである。なお不活性ガス圧力が１×１０−３Ｐａ未満では安定したグロー放電が行いにくく高速エッチングが困難であり、１０Ｐａを超えると活性化処理効率が低下する。印加する交流は、１ＭＨｚ未満では安定したグロー放電を維持するのが難しく連続エッチングが困難であり、５０ＭＨｚを超えると発振し易く電力の供給系が複雑となり好ましくない。また、効率よくエッチングするためには電極Ａと接触した第３の層２４、第１の層２６のそれぞれの面積を実効的に電極Ｂの面積より小さくする必要があり、実効的１／３以下とすることにより充分な効率でエッチング可能となる。
【００２０】
次に第３の層２４の表面に、膜形成ユニット９０により第２の層２５を形成する。膜形成方法として、スパッタリングを用いた場合について説明する。膜形成ユニット９０では、前記活性化処理装置とは逆に第３の層２４側の面積を実効的に大きくすることによりスパッタリング処理を行うことができる。すなわち、真空槽５２内に装填された第３の層２４をアース接地された一方の電極Ａと接触させ、絶縁支持された他の電極Ｃとの間に、１０〜１×１０−３Ｐａの極低圧不活性ガス雰囲気中で、１〜５０ＭＨｚの交流を印加してグロー放電を行わせ、グロー放電によって生じたプラズマ中に露出される電極Ａと接触した第３の層２４の面積が、実効的に電極Ｃの面積の３倍以上となるようにスパッタリング処理する。不活性ガスとしては、アルゴン、ネオン、キセノン、クリプトンなどやこれらを含む混合体を適用することができる。好ましくはアルゴンである。なお不活性ガス圧力が１×１０−３Ｐａ未満では安定したグロー放電が行いにくく、１０Ｐａを超えるとスパッタリング効率が低下する。印加する交流は、１ＭＨｚ未満では安定したグロー放電を維持するのが難しく連続スパッタリングが困難であり、５０ＭＨｚを超えると発振し易く電力の供給系が複雑となり好ましくない。また、効率よくスパッタリングするためには電極Ａと接触した第３の層２４の面積を実効的に電極Ｃの面積より大きくする必要があり、３倍以上とすることにより充分な効率で膜形成が可能となる。
【００２１】
スパッタリングを用いる膜形成ユニット９０は、例えば図７に示すように、電気的にフローティング状態にされたターゲット電極９４と、アース接地された水冷の電極ロール７２との組み合わせで構成される。ターゲット電極９４には第２の層２５を形成するターゲット９２が設置され、またマグネット９８を設置して磁場によりスパッタリングの効率を向上させている。さらにターゲット９２の異常加熱を防止するために、ターゲット電極９４を水冷できるようにしてある。ターゲット電極９４−電極ロール７２間に高周波電源９６を印加することで、プラズマを発生させてターゲット９２にイオン衝撃を与え、これにより放出されたターゲット物質を第３の層２４上に積層させて第２の層２５を形成させ、膜積層材２２を得ることができる。
【００２２】
その後、活性化処理された第１の層２６と、第３の層２４に第２の層２５を形成させた膜積層材２２を積層接合する。積層接合は、膜積層材２２、第１の層２６の接合予定面が対向するようにして両者を当接して重ね合わせ圧接ユニット６０で冷間圧接を施すことによって達成される。この際の積層接合は低温度で可能であり、膜積層材２２、第１の層２６ならびに接合部に組織変化や合金層の形成などといった悪影響を軽減または排除することが可能である。Ｔを膜積層材、第１の層の温度（℃）とするとき、０℃＜Ｔ＜３００℃で良好な圧接状態が得られる。０℃以下では特別な冷却装置が必要となり、３００℃以上では組織変化などの悪影響が生じてくるため好ましくない。より好ましくは、０℃＜Ｔ＜２００℃である。さらに好ましくは、０℃＜Ｔ＜１５０℃である。また圧延率Ｒ（％）は、０．０１％≦Ｒ≦３０％であることが好ましい。０．０１％未満では充分な接合強度が得られず、３０％を超えると変形が大きくなり加工上好ましくない。より好ましくは、０．１％≦Ｒ≦３％である。さらに好ましくは、１％＜Ｒ≦３％である。
【００２３】
このように積層接合することにより、所要の層厚みを有する合金層積層体２０を形成することができ、巻き取りロール６６に巻き取られる。さらに必要により所定の大きさに切り出して、図１に示すような合金層積層体２０を製造することができる。またこのようにして製造された合金層積層体２０に、必要により残留応力の除去または低減などのために問題が生じない範囲で熱処理を施してもよいし、さらに半田めっきなどの導電性膜材などを積層してもよい。なお合金層積層体２０は、図４に示す膜形成ユニット９０を除去もしくはその機能を停止した状態で、第３の層にあらかじめ第２の層を積層したものと第１の層とを活性化処理した後直接積層接合しても製造することができる。
【００２４】
また図５に示すように膜形成ユニット９１を追加して第４の層２７を形成させるようにすると、第３の層２４−第２の層２５−第４の層２７の構造を有する膜積層材２２を得ることができ、第１の層２６と積層接合させることにより図２に示すような合金層積層体２１を製造することができる。なお図５に示す装置において膜形成ユニット９１の膜形成機能を抑止することによっても図１に示すような３層の合金層積層体２０を製造することが可能である。さらに膜形成ユニットは一方の活性化処理装置側のみならず、図６に示すように双方の活性化処理装置側にも配置することが可能である。
【００２５】
膜形成ユニットは活性化処理装置の近傍であることが好ましく、膜形成ユニットを活性化処理装置の近傍に配置することで、製造装置のコンパクト化などを図ることが可能である。例えば、図４〜７に図示しているように活性化処理装置の電極ロールと膜形成ユニットの電極ロールを共用化する形態などや、さらに活性化処理装置と膜形成ユニットをそれぞれ共用の電極ロールの外周上に配置する形態などである。このような形態を採ることで一体化した処理が可能となる。なお近傍とは、活性化処理された第１の層面が吸着や反応などにより再び不活性化されて膜形成に悪影響を与えない範囲あるいは状態のことである。
【００２６】
なお合金層積層体の製造にはバッチ処理を用いることができる。すなわち真空槽内に予め所定の大きさに切り出された第１および第３の層を複数枚装填して活性化処理装置に搬送して垂直または水平など適切な位置に処理すべき面を対向または並置した状態などで設置または把持して固定して活性化処理や膜形成処理を行い、さらに第１および第３の層を保持する装置が圧接装置を兼ねる場合には活性化処理や膜形成処理後に設置または把持したまま圧接し、第１および第３の層を保持する装置が圧接装置を兼ねない場合にはプレス装置などの圧接装置に搬送して圧接を行うことにより達成される。なお活性化処理や膜形成処理は、第１および第３の層を絶縁支持された一方の電極Ａとし、アース接地された他の電極Ｂとの間で行うことが好ましい。
【００２７】
本発明の製造方法を用いた部品は、第１の元素からなる金属あるいは第１の元素を含む合金からなる第１の層と、高分子からなる第３の層との間に、第１の元素および第２の元素を含む合金からなる第２の層を、または第１の元素および第２の元素を含む合金からなる第２の層と、第１の層と同様の第４の層とを有する合金層積層体を用いてなるものであり、合金層積層体に１段あるいは複数段のエッチング加工などの加工を施したもの、さらにこれに樹脂などで被覆あるいは固定したものや、合金層積層体を接着剤などを用いて高分子や金属、合金などからなる基材や基板に積層したもの、さらにビア加工やスルーホール加工などにより基板の層間導通処理などを施したものなどである。例えば、図３に示すようなプリント配線板などの部品などである。また、図示しないが、図３に示す部品は重ねて用いても良く、さらに、第１の層／第２の層／第３の層／第２の層／第１の層という構成となるように、第３の層の両面に、２層配線部あるいは１層配線部を設けても良い。
【００２８】
図３に示すようなプリント配線板などの部品は、例えば図１に示すような第３の層２４−第２の層２５−第１の層２６の３層構造の合金層積層体２０に対し、第１の層２６−第２の層２５の部分にエッチング加工などを施して、第１の層２６−第２の層２５構造の２層配線部３２や第２の層２５のみの１層配線部３４などを形成することにより製造することができる。このとき各配線部は、第１の層が残存する２層配線部３２と、第１の層部が除去され第２の層のみの１層配線部３４を適宜選択的に形成することができる。さらにエッチング液や第１の層２６、第２の層２５の材質を適切に選定することにより、この第２の層２５をエッチング減速層として機能させることができるため、精度のよいエッチング処理することが可能となり、第２の層２５のみの１層配線部３４を形成することが容易となる。
【００２９】
この３層構造の合金層積層体２０は、例えば第１の元素にＣｕを、第２の元素にＮｉを用いることで、液晶ポリマー−Ｎｉ・Ｃｕ合金層−銅箔の３層構造などとすることが可能であり、液晶ポリマーに活性化処理してＮｉ・Ｃｕ合金層をスパッタリングで積層し、さらに銅箔を活性化処理して積層接合することなどにより達成することができる。また銅箔およびＮｉ・Ｃｕ合金層を逐次または一括にエッチング加工を施すことにより２層配線部３２を形成し、また銅箔のみをエッチング加工することにより１層配線部３４を形成することができる。銅箔およびＮｉ−Ｃｕ合金層を一括にエッチング処理する場合には塩化第二鉄液を用いることができ、銅箔をエッチング処理する場合にはアルカリエッチング液を用いることができる。アルカリエッチング液を用いてエッチング処理を行うと、銅箔部分でのエッチング速度に比してＮｉ−Ｃｕ合金層でのエッチング速度を下げることができ、これにより実質的な選択的エッチング処理が可能となる。なおこのエッチング速度差は、第２の元素であるＮｉの含有率がふえるほど大きくなるため、適用する加工条件や利用環境などにより適宜選定して用いることができる。
【００３０】
なお本発明の製造方法を用いた合金層積層体において、第１の層を導電性に優れた層とし、第２の層を電気抵抗性に優れた層とする場合、第２の層のみの配線部を形成させることにより、抵抗部として利用することが可能であり、終端抵抗やブリーダ抵抗などの抵抗器として機能させることができるため、プリント配線板の埋め込み抵抗や、抵抗アレイ、抵抗ネットワーク、抵抗ラダーなどの集合抵抗などとしても適用することができる。この抵抗値は第２の層の材質によって決まる比抵抗と膜厚みおよび配線パターンの幅や長さを適宜選択して製造することができる。逆に抵抗器として機能させたくない場合には、第２の層部分のみの配線部分の幅を大きくして実質的な抵抗値を下げるか、もしくは第２の層の少なくとも片面に第１の層を残すようなエッチング処理を行うか、あるいは第２の層部分のみの配線部分に蒸着などで導電層を形成させることによって達成することが可能である。このため今までプリント配線板に取り付けられていた抵抗器を削減もしくは不要とすることが可能となり、プリント配線板の高密度化などに効果がある。
【００３１】
また本発明の製造方法を用いた合金層積層体の第２の層は、抵抗器として機能させるばかりでなく、発熱体やヒューズとして機能させることも可能である。本発明の合金層積層体には耐熱性を阻害する要因となる接着層がないため、従来より高温での用途が可能である。このため、プリント配線板（リジットプリント配線板やフレキシブルプリント配線板など）などに好適であり、ＩＣカード、ＣＳＰ（チップサイズパッケージまたはチップスケールパッケージ）やＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）などのＩＣパッケージなどにも応用が可能である。
【００３２】
【実施例】
以下に、実施例を図面に基づいて説明する。第３の層２４として厚み５０μｍの液晶ポリマーを用い、第１の層２６として厚み３５μｍの圧延銅箔を用い、第２の層２５としてＮｉ−Ｃｕ合金層を用いた。液晶ポリマー、圧延銅箔を合金層積層体製造装置５０にセットし、真空槽５２内の活性化処理ユニット７０および８０でスパッタエッチング法によりそれぞれ活性化処理した。活性化処理された液晶ポリマーにスパッタリングを用いた膜形成ユニット９０でＮｉ−Ｃｕ合金層２５を形成させて膜積層材２２とし、これに活性化処理させた圧延銅箔を圧延ユニット６０で圧接して積層接合して合金層積層体２０を製造した。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の合金層積層体の製造方法は、第１の層と第３の層との間に第２の層、または第２の層と第４の層とを介挿する方法であり、本発明の部品の製造方法は、合金層積層体を用いる方法である。このため合金層積層体の第２の層に抵抗部を形成させることにより、回路を形成する部品点数を削減することが可能であり、プリント配線板などへの適用も好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法を用いた合金層積層体の一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】本発明の製造方法を用いた合金層積層体の他の一実施形態を示す概略断面図である。
【図３】本発明の製造方法を用いた部品の一実施形態を示す概略断面図である。
【図４】本発明の製造方法に用いる装置の一実施形態を示す概略断面図である。
【図５】本発明の製造方法に用いる装置の他の一実施形態を示す概略断面図である。
【図６】本発明の製造方法に用いる装置のさらに他の一実施形態を示す概略断面図である。
【図７】本発明の製造方法に用いる膜形成ユニットの一実施形態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
２０ 合金層積層体
２１ 合金層積層体
２２ 膜積層材
２４ 第３の層
２５ 第２の層
２６ 第１の層
２７ 第４の層
３０ 部品
３２ ２層配線部
３４ １層配線部
５０ 合金層積層体製造装置
５２ 真空槽
５４ 真空ポンプ
６０ 圧接ユニット
６２ 巻き戻しリール
６４ 巻き戻しリール
６６ 巻き取りロール
７０ 活性化処理装置
７２ 電極ロール
７４ 電極
７６ 電極
７８ 電極
８０ 活性化処理装置
８２ 電極ロール
８４ 電極
８６ 電極
９０ 膜形成ユニット
９１ 膜形成ユニット
９２ ターゲット
９４ ターゲット電極
９５ 膜形成ユニット
９６ 高周波電源
９８ マグネット
Ａ 電極Ａ
Ｂ 電極Ｂ
Ｃ 電極Ｃ
Claims (6)
- 第１の元素からなる金属または第１の元素を含む合金からなる第１の層と、第１の元素および第２の元素を含む合金からなる第２の層と、高分子からなる第３の層とを有し、第１の層および第３の層の接合予定面側を活性化処理し、第３の層の活性化処理面に第２の層を積層した後、さらに第１の層または第２の層の少なくとも一方に第１の層と同種の第４の層を積層し、第２の層および第４の層が内側となるように第１の層および第３の層を積層接合することを特徴とする合金層積層体の製造方法。
- 前記活性化処理が、不活性ガス雰囲気中でグロー放電を行わせて、前記第１の層および第３の層の接合予定面側をスパッタエッチング処理することを特徴とする請求項１に記載の合金層積層体の製造方法。
- 前記活性化処理と前記第２の層または第４の層の積層処理を、近傍にて施すことを特徴とする請求項１または２に記載の合金層積層体の製造方法。
- 第１の元素からなる金属あるいは第１の元素を含む合金からなる第１の層と、高分子からなる第３の層との間に、第１の元素および第２の元素を含む合金からなる第２の層を、または第１の元素および第２の元素を含む合金からなる第２の層と、第１層と第２層の間に第１の層と同種の第４の層とを有する合金層積層体を用いることを特徴とする部品の製造方法。
- 少なくとも一個所に、エッチング速度差が生じるエッチング処理を施すことを特徴とする請求項４に記載の部品の製造方法。
- 少なくとも一個所に、抵抗部を形成することを特徴とする請求項４または５に記載の部品の製造方法。
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