JP7172335B2 - Apparatus and method for manufacturing resin film substrate with metal film provided with ion beam processing means - Google Patents
Apparatus and method for manufacturing resin film substrate with metal film provided with ion beam processing means Download PDFInfo
- Publication number
- JP7172335B2 JP7172335B2 JP2018174720A JP2018174720A JP7172335B2 JP 7172335 B2 JP7172335 B2 JP 7172335B2 JP 2018174720 A JP2018174720 A JP 2018174720A JP 2018174720 A JP2018174720 A JP 2018174720A JP 7172335 B2 JP7172335 B2 JP 7172335B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin film
- ion beam
- roll
- film
- metal film
- 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.)
- Active
Links
Images
Description
本発明は、イオンビーム処理手段を備えた金属膜付樹脂フィルム基板の製造装置及び製造方法に関し、特に、真空中においてロールツーロール方式で搬送される長尺樹脂フィルムに金属膜を成膜する前にその密着力の向上のためイオンビーム処理を行う金属膜付樹脂フィルム基板の製造装置及び製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus and method for manufacturing a resin film substrate with a metal film, which is equipped with an ion beam processing means, and in particular, before forming a metal film on a long resin film transported by a roll-to-roll system in a vacuum. The present invention also relates to an apparatus and method for manufacturing a metal film-coated resin film substrate that performs ion beam processing to improve adhesion.
液晶パネル、ノートパソコン、デジタルカメラ、携帯電話等の電子機器には、耐熱性樹脂フィルムの表面に配線回路が形成されたフレキシブル配線基板が用いられている。このフレキシブル配線基板は、耐熱性樹脂フィルムの片面若しくは両面に金属膜を設けることで金属膜付樹脂フィルム基板を作製した後、該金属膜に対してフォトリソグラフィーやエッチング等の薄膜技術を適用してパターニング加工を施すことで作製することができる。このようにして作製されるフレキシブル配線基板の配線回路は近年ますます微細化、高密度化しており、よってその材料となる金属膜付樹脂フィルム基板には、樹脂フィルムに対して金属膜が強く密着していることが求められている。 BACKGROUND ART Electronic devices such as liquid crystal panels, notebook computers, digital cameras, and mobile phones use flexible wiring substrates having wiring circuits formed on the surface of a heat-resistant resin film. This flexible wiring board is produced by forming a metal film-attached resin film substrate by providing a metal film on one or both sides of a heat-resistant resin film, and then applying thin film techniques such as photolithography and etching to the metal film. It can be produced by performing a patterning process. In recent years, the wiring circuits of flexible wiring boards manufactured in this way have become increasingly finer and denser. It is required that
従来、上記の金属膜付樹脂フィルム基板の製造方法としては、金属箔を接着剤により耐熱性樹脂フィルムに貼り付けて製造する方法(3層基板の製造方法)、金属箔に耐熱性樹脂溶液をコーティングした後、乾燥させて製造する方法(キャスティング法)、あるいは耐熱性樹脂フィルムに真空成膜法のみで成膜するか、又は真空成膜法による金属薄膜層の成膜と湿式めっき法による金属厚膜層の成膜とをこの順に行って積層させる方法(メタライジング法)等が知られている。また、上記のメタライジング法における真空成膜法には、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンビームスパッタリング法等を用いるのが一般的である。 Conventionally, as a method for manufacturing the metal film-attached resin film substrate, there is a method in which a metal foil is attached to a heat-resistant resin film with an adhesive (a method for manufacturing a three-layer substrate), and a method in which a heat-resistant resin solution is applied to the metal foil. After coating, it is dried and manufactured (casting method), or a film is formed on a heat-resistant resin film only by a vacuum film-forming method, or a metal thin film layer is formed by a vacuum film-forming method and a metal by a wet plating method. A method (metallizing method) is known in which thick film layers are formed in this order. Vacuum deposition, sputtering, ion plating, ion beam sputtering and the like are generally used as the vacuum film forming method in the metallizing method.
上記のメタライジング法に関し、例えば特許文献1には、ポリイミド絶縁層上にクロムをスパッタリングした後、銅をスパッタリングしてポリイミド絶縁層上に導体層を形成することで接着強度の高い金属膜付樹脂フィルム基板を作製する技術が開示されている。また、特許文献2には、銅ニッケル合金をターゲットとするスパッタリングにより形成された下地金属層と、銅をターゲットとするスパッタリングにより形成された銅薄膜層とを、この順でポリイミドフィルム上に積層することによって高温時における銅薄膜層とポリイミドフィルムとの接着力の低下を抑制したフレキシブル回路基板用の材料を作製する技術が開示されている。 Regarding the above-mentioned metallizing method, for example, in Patent Document 1, after sputtering chromium on a polyimide insulating layer, copper is sputtered to form a conductor layer on the polyimide insulating layer. Techniques for making film substrates are disclosed. Further, in Patent Document 2, a base metal layer formed by sputtering with a copper-nickel alloy as a target and a copper thin film layer formed by sputtering with a copper as a target are laminated in this order on a polyimide film. A technique for producing a material for a flexible circuit board is disclosed in which a decrease in adhesive strength between a copper thin film layer and a polyimide film is suppressed at high temperatures.
上記のように、ポリイミドフィルム表面にスパッタリングにより金属膜を成膜することで作製される金属膜付樹脂フィルム基板は、ポリイミドフィルムと金属膜との密着性を高くすることが求められている。そこでこの密着性をより一層向上させる技術として、特許文献3にはロールツーロール方式で搬送される長尺のポリイミドフィルムに対して成膜直前に真空中でイオンビーム処理を施すことで、該ポリイミドフィルムの最表面を削り取って清浄面を出し、これによりポリイミドフィルムと金属膜との密着性を向上させる技術が開示されている。 As described above, the resin film substrate with a metal film, which is produced by forming a metal film on the surface of the polyimide film by sputtering, is required to have high adhesion between the polyimide film and the metal film. Therefore, as a technique for further improving this adhesion, Patent Document 3 discloses that a long polyimide film transported by a roll-to-roll method is subjected to an ion beam treatment in a vacuum immediately before film formation. A technique is disclosed in which the outermost surface of the film is scraped off to expose a clean surface, thereby improving the adhesion between the polyimide film and the metal film.
ポリイミドフィルムなどの耐熱性樹脂フィルムからなる基材の表面に真空成膜を行う場合は、上記特許文献3に記載されているようなスパッタリングウェブコータを用いてロールツーロール方式で長尺の樹脂フィルムを搬送しながら真空成膜を行うのが一般的である。この場合、長尺樹脂フィルムの表面に金属膜を成膜する前に、真空空間内を搬送中の長尺樹脂フィルムに対してイオンビーム処理を施すと、該樹脂フィルムに極短時間に高密度のエネルギーがその幅方向に同時に加わるため、該長尺樹脂フィルムが熱膨張あるいは軟化してシワが発生することがあった。特に、密着性を上げるためにはより多くの清浄面を削り出すのが効果的であるため、一般的にイオンビームの出力を高くする傾向にある。しかしながら、イオンビームの出力を高めると、低出力では生じない樹脂フィルムの軟化を引き起こし、これがシワの原因になることがあった。 When performing vacuum film formation on the surface of a substrate made of a heat-resistant resin film such as a polyimide film, a long resin film is formed by a roll-to-roll method using a sputtering web coater as described in Patent Document 3. It is common to carry out vacuum film formation while conveying. In this case, before forming a metal film on the surface of the long resin film, if the long resin film being conveyed in the vacuum space is subjected to an ion beam treatment, the resin film can have a high density in an extremely short time. energy is simultaneously applied in the width direction, the long resin film may be thermally expanded or softened to cause wrinkles. In particular, since it is effective to shave off a larger amount of clean surface in order to increase the adhesion, there is a general tendency to increase the output of the ion beam. However, when the ion beam power is increased, the softening of the resin film, which does not occur when the power is low, sometimes causes wrinkles.
上記のシワの発生を抑えるため、イオンビーム処理の際に長尺樹脂フィルムを内部に冷媒が循環する冷却ロールに巻き付けて冷却させることがあるが、樹脂フィルムにかえって折れやシワが発生することがあった。本発明は、上記したロールツーロール方式での真空成膜により長尺樹脂フィルムの表面に金属膜を成膜する際、その前処理としてイオンビーム処理を長尺樹脂フィルムに施してもシワが発生しにくい製造装置及び製造方法を提供することを目的としている。 In order to suppress the occurrence of wrinkles as described above, long resin films are sometimes cooled by being wrapped around a cooling roll in which a coolant circulates during ion beam processing. there were. In the present invention, when a metal film is formed on the surface of a long resin film by the roll-to-roll method, even if the long resin film is subjected to ion beam treatment as a pretreatment, wrinkles are generated. It is an object of the present invention to provide a manufacturing apparatus and a manufacturing method that are difficult to produce.
上記目的を達成するため、本発明に係る金属膜付樹脂フィルム基板の製造装置は、真空中においてロールツーロール方式で搬送される長尺の樹脂フィルムの表面に金属膜を成膜する真空成膜手段を備えた金属膜付樹脂フィルム基板の製造装置であって、該真空成膜手段よりも上流側に設けた冷却ロールと、該冷却ロールの外周面上の樹脂フィルムの搬送経路において、幅方向中央部と該中央部よりも搬送方向下流側の幅方向両端部とを結ぶ2条の線状領域に向けてイオンビームを照射する、略V字状に配置した2基のイオンビーム照射装置又は略V字形状を有する1基のイオンビーム照射装置からなるイオンビーム照射手段とを有していることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a manufacturing apparatus for a resin film substrate with a metal film according to the present invention provides a vacuum film forming apparatus for forming a metal film on the surface of a long resin film transported in a vacuum by a roll-to-roll method. A manufacturing apparatus for a resin film substrate with a metal film, comprising: a cooling roll provided on the upstream side of the vacuum film forming means; Two ion beam irradiation devices arranged in a substantially V shape that irradiate ion beams toward two linear regions connecting a central portion and both ends in the width direction downstream of the central portion in the transport direction, or and ion beam irradiation means comprising one ion beam irradiation device having a substantially V shape .
また、本発明に係る金属膜付樹脂フィルム基板の製造方法は、真空中においてロールツーロール方式で搬送される長尺の樹脂フィルムの表面に金属膜を成膜する金属膜付樹脂フィルム基板の製造方法であって、該成膜前に該樹脂フィルムを冷却しながらその幅方向中央部と該中央部よりも搬送方向下流側の幅方向両端部とを結ぶ2条の線状領域に向けて、略V字状に配置した2基のイオンビーム照射装置又は略V字形状を有する1基のイオンビーム照射装置からなるイオンビーム照射手段を用いて同時にイオンビームを照射することを特徴としている。 In addition, the method for manufacturing a metal film-coated resin film substrate according to the present invention includes manufacturing a metal film-coated resin film substrate by forming a metal film on the surface of a long resin film that is transported in a vacuum by a roll-to-roll method. In the method, while cooling the resin film before the film formation, toward two linear regions connecting the widthwise central portion and both widthwise end portions downstream of the central portion in the conveying direction , It is characterized by irradiating ion beams simultaneously using an ion beam irradiation means consisting of two ion beam irradiation devices arranged in a substantially V shape or one ion beam irradiation device having a substantially V shape .
本発明によれば、ロールツーロール方式で搬送される長尺樹脂フィルムに対してイオンビーム処理を施す際に生じやすいシワの発生を抑えることができる。これにより、イオンビームの照射エネルギーを高めることができるので、密着力の高い高品質の金属膜付樹脂フィルム基板を高い歩留まりで作製することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of wrinkles that tend to occur when ion beam processing is performed on a long resin film transported by a roll-to-roll method. As a result, the irradiation energy of the ion beam can be increased, so that a high-quality metal film-coated resin film substrate with high adhesion can be produced with a high yield.
1.金属膜付樹脂フィルム基板の製造装置
以下、本発明の金属膜付樹脂フィルム基板の製造装置の一具体例として、真空中においてロールツーロール方式で長尺の耐熱性樹脂フィルムを搬送しながら熱負荷のかかる成膜処理により金属膜の成膜を行う真空成膜装置について図1を参照しながら詳細に説明する。この図1の示す真空成膜装置はスパッタリングウェブコータとも称され、長尺の樹脂フィルムAに対して熱負荷の掛かる成膜処理であるスパッタリング成膜により金属膜を連続的に成膜する装置である。なお、図1において、長尺の樹脂フィルムを所定の経路に沿って搬送させる役割を担う各種ロールのうち、モータで駆動するロールにはモータを意味するMが、張力測定ロールにはテンションピックアップを意味するTPが、フリーロールにはフリーを意味するFが円内に付されている。
1. Apparatus for Manufacturing Resin Film Substrate with Metal Film Hereinafter, as a specific example of the apparatus for manufacturing a resin film substrate with a metal film according to the present invention, heat load is applied while conveying a long heat-resistant resin film by a roll-to-roll method in a vacuum. A vacuum film forming apparatus for forming a metal film by such a film forming process will be described in detail with reference to FIG. The vacuum film forming apparatus shown in FIG. 1 is also called a sputtering web coater, and is an apparatus for continuously forming a metal film by sputtering film forming, which is a film forming process in which a heat load is applied to a long resin film A. be. In FIG. 1, among various rolls that play a role in conveying a long resin film along a predetermined path, the roll driven by a motor is denoted by M, which means a motor, and the tension measurement roll is denoted by a tension pickup. TP, which means free roll, is marked in a circle with F, which means free.
この図1に示すフィルム基板処理装置は、樹脂フィルムAの巻き出しが行われる巻出室10、該巻き出された樹脂フィルムAに乾燥処理を行う乾燥室20、該乾燥処理後の樹脂フィルムAと金属膜との密着力を高めるべくイオンビーム処理を行うイオンビーム処理室30、イオンビーム処理された樹脂フィルムAに金属膜の成膜を行う成膜室40、及び成膜後の樹脂フィルムAの巻き取りを行う巻取室50がこの順に図1の紙面右側から左側に一列に並べられており、これら室内に設けられている各種ロール群によって画定される経路に沿って長尺の樹脂フィルムAをロールツーロール方式で搬送させることで、金属膜付樹脂フィルム基板を連続的に作製することができる。
The film substrate processing apparatus shown in FIG. 1 comprises an
具体的に説明すると、巻出室10内では、巻出ロール11から巻き出された成膜前の樹脂フィルムAは、フリーロール12、張力測定ロール13、及びフリーロール14によって画定される経路に沿って搬送された後、巻出室10を出て隣接する乾燥室20に入る。上記張力測定ロール13は、巻出ロール11から巻き出された時の樹脂フィルムAの張力を測定しており、この張力が一定となるように巻出ロール11によってフィードバック制御される。
Specifically, in the
乾燥室20内では、樹脂フィルムAは駆動ロール21、フリーロール22、張力測定ロール23、フリーロール24、及びフリーロール25によって画定される上下方向に往復する経路に沿って搬送され、その際、該搬送経路を走行する樹脂フィルムAに対向する位置に設けられた5基のヒータ26によって乾燥処理が施される。この乾燥処理時の樹脂フィルムAの張力が一定となるように、張力測定ロール23で測定した張力が駆動ロール21によってフィードバック制御される。上記の乾燥処理後は、樹脂フィルムAは乾燥室20を出て隣接するイオンビーム処理室30に入る。
In the
イオンビーム処理室30内では、樹脂フィルムAはフリーロール31、冷却駆動ロール32、及びフリーロール33によって画定される経路に沿って搬送され、その際、樹脂フィルムAは冷却駆動ロール32の外周面に巻き付けることによって冷却されると共に、該冷却駆動ロール32の外周面上の搬送経路に対向する位置に設けられたイオンビーム照射手段34によって、成膜前の成膜面がイオンビーム処理される。これら冷却駆動ロール32及びイオンビーム照射手段34については後で詳細に説明する。上記イオンビーム処理が行われた樹脂フィルムAは、イオンビーム室30を出て隣接する成膜室40に入る。
In the ion
成膜室40内では、樹脂フィルムAは駆動ロール41、張力測定ロール42、キャンロール43、張力測定ロール44、及び駆動ロール45によって画定される経路に沿って搬送され、その際、キャンロール43の外周面に沿って設けられた4個のマグネトロンスパッタリングカソード46、47、48、49によって段階的に金属膜のスパッタリング成膜が行われる。上記キャンロール43は内部に冷媒が流れており、スパッタ成膜時の樹脂フィルムAを裏側から冷却できるようになっている。なお、上記マグネトロンスパッタリングカソードに板状ターゲットを用いた場合はその上にノジュール(異物の成長)が発生することがあるので、ノジュールの発生がなく、ターゲットの使用効率も高い円筒形のロータリーターゲットを用いる場合がある。
In the
成膜室40では、上記キャンロール43の上流側の樹脂フィルムAの張力が一定となるように、張力測定ロール42で測定した張力が駆動ロール41によってフィードバック制御され、該キャンロール43の下流側の樹脂フィルムAの張力が一定となるように、張力測定ロール44で測定した張力が駆動ロール45によってフィードバック制御される。なお、上記マグネトロンスパッタリングカソード46~49から飛散したスパッタ粒子が壁面等に付着するのを防ぐため、成膜室40内には仕切板40aが設けられている。上記スパッタリング成膜された樹脂フィルムAは、成膜室40を出て隣接する巻取室50に入る。
In the
巻取室50内では、樹脂フィルムAはフリーロール51、張力測定ロール52、及びフリーロール53によって画定される経路に沿って搬送された後、巻取ロール54に巻き取られる。この巻取ロール54で巻き取る時の樹脂フィルムAの張力が一定となるように、張力測定ロール52で測定した樹脂フィルムAの張力が巻取ロール54によってフィードバック制御される。
In the winding
上記の金属膜付樹脂フィルム基板の製造装置を用いることで、樹脂フィルムAの片面又は両面に金属膜を成膜することができる。樹脂フィルムAの片面に成膜を行う場合は、樹脂フィルムAを巻出ロール11から巻取ロール54までロールツーロールで一方向に搬送すればよい。一方、樹脂フィルムAの両面に成膜を行う場合は、先ず上記のように樹脂フィルムAをロールツーロールで一方向に搬送して樹脂フィルムAの第1面に成膜した後、この片面成膜済みの樹脂フィルムAを該巻取ロール54から取り外して巻出ロール11に再度セットする。そして、図1の点線で示す経路から樹脂フィルムAを巻き出す以外は上記の第1面の成膜の場合と同様にして該第1面とは反対側の第2面に成膜すればよい。
A metal film can be formed on one side or both sides of the resin film A by using the apparatus for manufacturing a resin film substrate with a metal film. When forming a film on one side of the resin film A, the resin film A may be transported in one direction from the unwinding
上記のように、樹脂フィルムAの両面に成膜を行う場合は、第2面の成膜後の樹脂フィルムAをそのまま巻取ロール54で巻き取ると、先に成膜した第1面の金属膜と第2面の金属膜とが真空中で強く接触して張り付くいわゆるブロッキング現象が発生することがある。このブロッキング現象の発生を防止するため、巻取室50内には合紙巻出ロール55及びフリーロール56が設けられており、第2面の成膜後の樹脂フィルムAを巻取ロール54で巻き取る際に、合紙巻出ロール55から巻き出したフィルム状の合紙Bをフリーロール56を経由させて巻取ロール54に巻き込ませている。
As described above, when film formation is performed on both sides of the resin film A, if the resin film A after film formation on the second surface is wound up by the winding
上記した巻出室10から巻取室50までの各々には、内部を真空雰囲気に減圧してその状態を維持するため、ドライポンプ、ターボ分子ポンプ、クライオコイル等の図示しない種々の排気設備が設けられており、特に成膜室40ではスパッタリング成膜のため、到達圧力10-4Pa程度までの減圧と、その後のスパッタリングガスの導入による0.1~10Pa程度の圧力調整が行われる。スパッタリングガスにはアルゴンなど公知のガスが使用され、目的に応じて更に酸素などのガスが添加される。各真空室の形状や材質は、このような減圧状態に耐え得るものであれば特に限定はなく、種々のものを使用することができる。
In each of the unwinding
なお、上記の本発明の一具体例の金属膜付樹脂フィルム基板の製造装置は、熱負荷の掛かる成膜処理としてスパッタリング成膜を行うものであるため、成膜室40には真空成膜手段として前述したように4個のマグネトロンスパッタリングカソードが設けられているが、熱負荷の掛かる成膜処理がCVD(化学蒸着)や蒸着処理などの他の方式である場合は、上記カソードに代えてかかる他の方式の真空成膜手段が設けられることになる。また、樹脂フィルムAの搬送経路を画定する各種ロール群は図1に示す場合に限定されるものではない。
Since the apparatus for manufacturing a resin film substrate with a metal film according to one embodiment of the present invention described above performs sputtering film formation as a film formation process with a thermal load, the
上記のような金属膜付樹脂フィルム基板の製造装置にて作製される金属膜付樹脂フィルム基板の基材となる樹脂フィルムの材質には、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート等の比較的耐熱性に劣る樹脂フィルムのほか、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、アラミド、トリアセテート、液晶ポリマーなどの耐熱性樹脂フィルムを用いることができる。これらの中では、金属膜付フレキシブル基板に要求される柔軟性、実用上必要な強度、配線材料として好適な電気絶縁性に優れている点からポリイミドが好ましい。 Examples of the material of the resin film used as the base material of the metal film-coated resin film substrate produced by the metal film-coated resin film substrate manufacturing apparatus include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl In addition to resin films with relatively poor heat resistance such as alcohol and polycarbonate, polyimide, polyamide, polyester, polytetrafluoroethylene, polyphenylene sulfide, polyethylene naphthalate, polyetheretherketone, polyethersulfone, aramid, triacetate, liquid crystal polymer A heat-resistant resin film such as Among these, polyimide is preferable because it is superior in flexibility required for a flexible substrate with a metal film, strength required in practical use, and electrical insulation suitable as a wiring material.
上記の樹脂フィルムの表面に図1に示すスパッタリングウェブコータを用いて金属膜をスパッタリング成膜する場合は、例えばマグネトロンスパッタリングカソード46にNi系合金製のターゲットを装着し、マグネトロンスパッタリングカソード47~49にCu製のターゲットを装着することにより、上記樹脂フィルムの片面又は両面にNi系合金からなる下地金属層とCuからなる薄膜層とが積層された金属膜付長尺耐熱性樹脂フィルム基板を作製することができる。 When a metal film is formed on the surface of the resin film by sputtering using the sputtering web coater shown in FIG. By attaching a Cu target, a long heat-resistant resin film substrate with a metal film is produced in which a base metal layer made of a Ni-based alloy and a thin film layer made of Cu are laminated on one or both sides of the resin film. be able to.
上記の下地金属層はシード層とも称され、金属膜付樹脂フィルム基板に必要とされる電気絶縁性や耐マイグレーション性等の特性により適宜その組成が選択され、例えばNi-Cr合金、インコネル、コンスタンタン、モネル等の公知の合金が一般的に選択される。この下地金属層の上に成膜されるCu薄膜層を厚膜化する場合は、上記の真空成膜による乾式めっき処理の後工程として、湿式めっき処理で成膜するのが好ましい。この湿式めっき処理による厚膜化は、電気めっき処理のみで行ってもよいし、一次めっきとしての無電解めっき処理と二次めっきとしての電解めっき処理との組み合わせで行ってもよい。いずれの場合であっても、一般的な湿式めっき条件下で良好に厚膜化することができる。 The base metal layer is also referred to as a seed layer, and its composition is appropriately selected according to the characteristics such as electrical insulation and migration resistance required for the resin film substrate with a metal film. , Monel, etc., are commonly selected. When the Cu thin film layer formed on the base metal layer is to be thickened, it is preferable to form the film by wet plating as a post-process of dry plating by vacuum film formation. This thickening by wet plating may be performed by electroplating alone, or may be performed by a combination of electroless plating as primary plating and electrolytic plating as secondary plating. In either case, the film can be favorably thickened under general wet plating conditions.
上記のようにして作製された金属膜付樹脂フィルム基板は、一般的なパターニング加工法により所望の回路パターンを有するフレキシブル配線基板を作製することができる。例えば金属膜の上にパターニングされたレジストを設けた後、該レジストから露出する金属膜部分をエッチング処理で除去するサブトラクティブ法により、所定の配線パターンを有するフレキシブル配線基板を得ることができる。 A flexible wiring board having a desired circuit pattern can be produced from the metal film-coated resin film substrate produced as described above by a general patterning process. For example, a flexible wiring board having a predetermined wiring pattern can be obtained by a subtractive method in which a patterned resist is provided on a metal film and then the metal film portion exposed from the resist is removed by etching.
2.イオンビーム照射手段
上記したように、本発明の一具体例の金属膜付樹脂フィルム基板の製造装置は、イオンビーム処理室30にイオンビーム照射手段34が設けられている。このイオンビーム照射手段34は、図2に示すように、2基の棒状のイオンビーム照射装置1a、1bから構成されており、これら2基のイオンビーム照射装置1a、1bは、冷却駆動ロール32の外周面上の樹脂フィルムAの搬送経路における幅方向中央部と該中央部よりも搬送方向下流側の幅方向両端部とを結ぶ2条の線状領域R1、R2に向けてそれぞれイオンビームを照射するように全体として略V字状に配置されている。
2. Ion Beam Irradiation Means As described above, the ion beam irradiation means 34 is provided in the ion
かかる構成により、ロールツーロール方式で搬送される樹脂フィルムAは、中央部から両端部に向かって徐々にイオンビームが照射されるので、該樹脂フィルムAにおける熱膨張や軟化を幅方向中央部から両端部に向かって徐々に生じさせることができる。よって、これら熱膨張や軟化によって生じ得るシワの発生を抑えることができる。 With such a configuration, the resin film A conveyed by the roll-to-roll method is gradually irradiated with an ion beam from the central portion toward both ends, so thermal expansion and softening of the resin film A are caused from the central portion in the width direction. It can occur gradually towards both ends. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of wrinkles that may occur due to thermal expansion and softening.
すなわち、図3に示すように、従来のイオンビーム照射手段2は、冷却駆動ロール32の外周面上の樹脂フィルムAの搬送経路の幅方向に延在するように配置されていたため、樹脂フィルムAにはその幅方向に延在する直線状領域R3に同時にイオンビームが照射されていた。その結果、樹脂フィルムAの該幅方向に延在する該直線状領域R3に極短時間に同時に熱負荷がかかるので、熱膨張あるいは軟化による幅方向の応力が過大になり、シワが生じやすい状況にあった。
That is, as shown in FIG. 3, since the conventional ion beam irradiation means 2 is arranged so as to extend in the width direction of the conveying path of the resin film A on the outer peripheral surface of the cooling
これに対して、本発明の一具体例の製造装置が具備するイオンビーム照射手段35は、前述したように2基のイオンビーム照射装置1a、1bを全体として略V字状に配置することで樹脂フィルムAの幅方向に対して傾斜した直線状領域R1、R2に同時にイオンビームが照射されるので、熱膨張あるいは軟化による幅方向の応力を適度に分散させることができ、よってシワの発生を効果的に抑制することができる。
On the other hand, the ion beam irradiation means 35 provided in the manufacturing apparatus of the specific example of the present invention is configured by arranging the two ion
本発明の一具体例の製造装置においては、上記2基の棒状のイオンビーム照射装置が、冷却駆動ロール32の中心軸に垂直で且つその中央部を通る面に対して30~60°傾斜するのが好ましく、略45°傾斜するのがより好ましい。この角度が30°未満では、イオンビーム照射装置が長くなりすぎる上、その設置場所に広いスペースが必要となるのでコスト高になる。逆にこの角度が60°を超えると、シワ発生の抑制効果が生じにくくなる。
In the manufacturing apparatus of one specific example of the present invention, the two rod-shaped ion beam irradiation devices are inclined by 30 to 60° with respect to a plane perpendicular to the center axis of the cooling
なお、本発明の金属膜付樹脂フィルム基板の製造装置が具備するイオンビーム照射手段35は、上記した全体として略V字状に配置した2基のイオンビーム照射装置1a、1bに限定されるものではなく、略V字形状を有する1基のイオンビーム照射装置を用いてもよい。また、図4に示すように、2本のイオンビーム照射装置1a、1bを、それらによって同時に照射する樹脂フィルムAの幅方向中央部の位置が該搬送方向に互いにずれるように配置してもよい。これにより、樹脂フィルムAの幅方向中央部により確実にイオンビームを照射することが可能になる。
The ion beam irradiation means 35 provided in the apparatus for manufacturing a resin film substrate with a metal film according to the present invention is limited to the two ion
イオンビーム照射装置1a、1bは、一般に広がり角が小さくなるように内蔵磁石配置を考慮して設計されるが、図5に示すように、冷却駆動ロール32の中心軸方向から該イオンビーム照射装置1a、1bを見た時の形状が直線状であれば、該イオンビーム照射装置1a、1bから冷却駆動ロール32の外周面までの距離が長さ方向に一定でなく、イオンビームの照射エネルギーが強い箇所と弱い箇所が生じてしまうことがある。この照射エネルギーのばらつきを抑えるため、図6に示すイオンビーム照射装置101a、101bのように、冷却駆動ロール32の外周面沿って同心円状に湾曲させてもよい。
The ion
3.冷却駆動ロール
前述したように、本発明の一具体例の金属膜付樹脂フィルム基板の製造装置は、上記のイオンビーム照射手段34でイオンビーム処理される際に樹脂フィルムAを冷却する冷却駆動ロール32が設けられている。この冷却駆動ロール32は、図7に示すように軸方向両端部から軸方向中央部に向かって徐々に外径が小さくなるいわゆる逆クラウン形状の外周面を備えているのが好ましい。これにより、該逆クラウン形状の冷却駆動ロール32の外周面に巻き付いた樹脂フィルムAは、その幅方向中央部と幅方向両端部の周速度差により幅方向に伸びる拡幅効果が生じるので、シワの発生をより一層効果的に抑制することができる。
3. Cooling Drive Roll As described above, the apparatus for manufacturing a resin film substrate with a metal film according to a specific example of the present invention includes a cooling drive roll for cooling the resin film A during ion beam processing by the ion beam irradiation means 34. 32 are provided. As shown in FIG. 7, the cooling
以上、本発明の金属膜付樹脂フィルム基板の製造装置について具体例を挙げて説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更例や変形例を含むことができる。例えば上記の具体例では、長尺樹脂フィルムの両面に金属膜を成膜する場合は、先ずロールツーロールで一方向に搬送して一方の面に成膜し、得られた片面成膜後の長尺樹脂フィルムを巻取ロールから外して巻出ロールにセットし、再度ロールツーロールで一方向に搬送して他方の面に成膜する必要があったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば金属膜付樹脂フィルム基板の製造装置内に2台のキャンロールを設置し、これら2台のキャンロールにそれぞれ長尺樹脂フィルムの一方の面側及び他方の面側を巻き付けて成膜することで、1回のロールツーロールの搬送だけで両面に成膜するようにしてもよい。 Although the apparatus for producing a resin film substrate with a metal film according to the present invention has been described above with reference to specific examples, the present invention is not limited to the above specific examples, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Modifications and variations may be included. For example, in the above specific example, when forming a metal film on both sides of a long resin film, first, it is transported in one direction by roll-to-roll to form a film on one side, and after the film formation on one side obtained It was necessary to remove the long resin film from the winding roll, set it on the unwinding roll, and transport it in one direction again by roll-to-roll to form a film on the other side, but the present invention is limited to this. Instead, for example, two can rolls are installed in a manufacturing apparatus for a resin film substrate with a metal film, and one side and the other side of a long resin film are wound around these two can rolls. By forming the film, the film may be formed on both sides by only one roll-to-roll transfer.
なお、上記のように2台のキャンロールで長尺樹脂フィルムの両面に成膜する場合は、上流側のキャンロールの直ぐ上流側の位置で長尺樹脂フィルムの一方の面及び他方の面に同時に若しくは時間差をつけてイオンビーム処理を施してもよいが、この場合は、下流側のキャンロールでの成膜の際の成膜面はイオンビーム処理されてから当該成膜されるまでの間にフリーロールなどが接触するのでイオンビーム処理の効果が低減するおそれがある。よって、上流側のキャンロールの直ぐ上流側の位置では最初の成膜面にのみイオンビーム処理を施し、下流側のキャンロールの直ぐ上流側の位置で上記最初の成膜面とは反対側の成膜面にイオンビーム処理を施すのが好ましい。 In addition, when forming films on both sides of the long resin film with two can rolls as described above, on one side and the other side of the long resin film at a position immediately upstream of the upstream can roll The ion beam treatment may be performed at the same time or with a time lag. Since the free roll or the like comes into contact with the ion beam, the effect of the ion beam treatment may be reduced. Therefore, at the position immediately upstream of the upstream can roll, only the first film forming surface was subjected to ion beam treatment, and at the position immediately upstream of the downstream can roll, the ion beam treatment was performed on the side opposite to the first film forming surface. It is preferable to subject the film formation surface to ion beam treatment.
[実施例]
図1に示すような真空成膜装置(スパッタリングウェブコータ)を用いて金属膜付長尺耐熱性樹脂フィルムを作製した。基材となる長尺の樹脂フィルムAには、幅600mm、長さ1000m、厚さ25μmの宇部興産株式会社製の耐熱性ポリイミドフィルム「ユーピレックス(登録商標)」を使用した。この樹脂フィルムAの両面に、各々、下地金属層としてのNi-Cr膜と、その上のCu薄膜層とからなる積層構造の金属膜を成膜するため、マグネトロンスパッタカソード46のターゲットにはNi-Crターゲットを用い、マグネトロンスパッタカソード47、48、49のターゲットにはCuターゲットを用いた。
[Example]
A long heat-resistant resin film with a metal film was produced using a vacuum film forming apparatus (sputtering web coater) as shown in FIG. A heat-resistant polyimide film "Upilex (registered trademark)" manufactured by Ube Industries, Ltd. having a width of 600 mm, a length of 1000 m, and a thickness of 25 μm was used as the long resin film A serving as the base material. On both sides of the resin film A, a metal film having a laminated structure consisting of a Ni—Cr film as a base metal layer and a Cu thin film layer thereon is formed. A -Cr target was used, and Cu targets were used as the targets of the
冷却駆動ロール32には、その軸方向中央部の外径が軸方向両端部の外径より約200μm小さい外径約200mmの逆クラウン形状のものを採用し、その内部に5℃の冷却水を循環した。また、この冷却駆動ロール32の外周面の樹脂フィルムAの搬送経路に対向させるイオンビーム照射手段35には、該搬送経路の幅方向中央部と該中央部よりも搬送方向下流側の幅方向両端部とを結ぶ2条の直線状領域に向けてイオンビームを照射するように、照射有効幅500mmのアノードレイヤーソース型の2基の棒状のイオンビーム照射装置を用い、各々、冷却駆動ロール32の中心軸に垂直で且つその中央部を通る面に対して約45°傾けて配置した。また、図4に示すようにこれらを樹脂フィルムAの搬送方向に互いにずらすことで、該2基のイオンビーム照射装置1a、bによって同時に照射する樹脂フィルムAの幅方向中央部の位置を該搬送方向に互いにずらした。
The cooling
成膜室40内では、内部の空気を複数台のドライポンプを用いて5Paまで排気した後、複数基のターボ分子ポンプとクライオコイルを用いて3×10-3Paまで排気した。この状態で、キャンロール43内に冷媒を循環すると共に、モータ駆動のロールを起動して樹脂フィルムAを搬送速度5m/分で搬送させながら、アルゴンガスを300sccmで導入すると共にマグネトロンスパッタカソード46には20kWの電力を、マグネトロンスパッタカソード47~49には30kWの電力をそれぞれ印加して、樹脂フィルムAの第1面にNi-Cr層25nm、Cu層100nmを成膜した。
In the
上記の第1面への成膜の際、2基のイオンビーム照射装置1a、bの各々に対して、アルゴンガスを100sccm導入すると共に、印加する電力を0.5kW、1.0kW、1.5kW、及び2.0kWに段階的に変化させた。そして、各印加電力におけるイオンビーム処理直後のシワの発生状況を目視にて確認した。このようにして長尺の樹脂フィルムAをロールツーロールで一方向に搬送して第1面に成膜した後、該片面成膜後の樹脂フィルムAを巻取ロール54から外して巻出ロール11にセットし、再度上記と同様にしてロールツーロールで一方向に搬送して該第1面とは反対側の第2面に成膜を行うと共に、同様に各印加電力におけるイオンビーム処理直後のトラフシワの発生状況を目視にて確認した。
When forming the film on the first surface, 100 sccm of argon gas was introduced into each of the two ion
[比較例]
図3に示すように、イオンビーム照射手段35に樹脂フィルムAの幅方向に延在する照射有効幅650mmのアノードレイヤーソース型のイオンビーム照射装置2を用い、アルゴンガスを130sccm導入しながら、印加する電力を0.65kW、1.3kW、1.95kW、及び2.6kWに段階的に変化させた以外は上記実施例と同様にして、樹脂フィルムAの両面の各々にNi-Cr層25nm、Cu層100nmを成膜した。
[Comparative example]
As shown in FIG. 3, an anode layer source type ion beam irradiation device 2 with an irradiation effective width of 650 mm extending in the width direction of the resin film A is used as the ion beam irradiation means 35, and while introducing argon gas at 130 sccm, the ion beam is applied. Ni—Cr layers of 25 nm and 25 nm were formed on each of both sides of the resin film A in the same manner as in the above example, except that the power to A Cu layer of 100 nm was deposited.
[評価]
実施例と比較例とのイオンビーム処理直後のシワの発生状況の結果を、イオンビーム照射装置への印加電力と共に下記表1に示す。なお、下記表1には、該イオンビーム照射装置に印加したイオンビーム電力に加えて、該イオンビーム照射装置の有効幅1m当たりに換算したイオンビーム電力も記載した。この有効幅1m当たりのイオンビーム電力から分かるように、実施例の各段階での有効幅1m当たりの印加電力はそれぞれ比較例のものと同等であり、よって該イオンビーム照射装置の長さ方向のイオンビームのエネルギー密度は同じとなるため、樹脂フィルムAの幅方向の単位長さ当たりの照射時間が比較例に比べて実施例が若干長くなった。
[evaluation]
Table 1 below shows the results of the occurrence of wrinkles immediately after the ion beam treatment in Examples and Comparative Examples, together with the power applied to the ion beam irradiation apparatus. In Table 1 below, in addition to the ion beam power applied to the ion beam irradiation device, the ion beam power converted per effective width of 1 m of the ion beam irradiation device is also described. As can be seen from the ion beam power per effective width of 1 m, the applied power per effective width of 1 m in each stage of the example is the same as that of the comparative example. Since the energy density of the ion beam was the same, the irradiation time per unit length in the width direction of the resin film A was slightly longer in the example than in the comparative example.
上記表1に示す結果から、比較例に比べて実施例の方が、第1面への成膜時及び第2面への成膜時のいずれの場合においてもイオンビーム処理に起因するシワが発生しにくいことが分かる。これは、実施例では樹脂フィルムの幅方向中央部から幅方向両端部に向かって徐々にイオンビーム処理が施されたため、比較例に比べて熱膨張による樹脂フィルムの幅方向に発生した応力が小さく、よって逆クラウン形状の冷却駆動ロールの拡幅効果が有効に機能したと考えられる。 From the results shown in Table 1 above, wrinkles due to the ion beam treatment were observed more in the example than in the comparative example both during the film formation on the first surface and during the film formation on the second surface. It turns out that this is unlikely to occur. This is because, in the example, the ion beam treatment was applied gradually from the central portion in the width direction of the resin film toward both ends in the width direction. Therefore, it is considered that the width widening effect of the cooling drive rolls having an inverted crown functioned effectively.
また、イオンビーム照射装置の有効幅1m当たりのイオンビーム電力に関し、1.0kW/mでは実施例及び比較例のいずれも片面及び両面成膜においてしわが発生しなかったが、1.0kW/mでは充分な清浄面が得られないおそれがあるため、1.0kW/mよりも高いイオンビーム電力が好ましく、2.0kW/m以上がより好ましい。しかし、比較例では2.0kW/m以上でしわが発生した。これに対して、実施例ではイオンビーム照射装置を略V字状に配置することで3.0kW/mでもしわが発生せずに成膜できた。但し、4.0kW/mでは略V字状に配置してもトラフシワが発生したので、4.0kW/m未満が好ましい。 In addition, regarding the ion beam power per effective width of 1 m of the ion beam irradiation apparatus, wrinkles did not occur in the single-sided and double-sided film formation in both the examples and the comparative examples at 1.0 kW/m. Therefore, the ion beam power is preferably higher than 1.0 kW/m, more preferably 2.0 kW/m or more. However, in the comparative example, wrinkles occurred at 2.0 kW/m or more. On the other hand, in Example, the ion beam irradiation apparatus was arranged in a substantially V-shape, so that the film could be formed without wrinkles even at 3.0 kW/m. However, at 4.0 kW/m, trough wrinkles occurred even when arranged in a substantially V shape, so less than 4.0 kW/m is preferable.
1a、1b、2、101a、101b イオンビーム照射装置
10 巻出室
20 乾燥室
30 イオンビーム処理室
40 成膜室
50 巻取室
11 巻出ロール
12、14、22、24、25、31、33、51、53、56 フリーロール
13、23、42、44、52 張力測定ロール
21、41、45 駆動ロール
26a、26b、26c、26d、26e ヒータ
32 冷却駆動ロール
34 イオンビーム照射手段
43 キャンロール
46、47、48、49 マグネトロンスパッタリングカソード
54 巻取ロール
55 合紙巻出ロール
A 樹脂フィルム
B 合紙フィルム
R1、R2、R3 線状領域
1a, 1b, 2, 101a, 101b ion
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018174720A JP7172335B2 (en) | 2018-09-19 | 2018-09-19 | Apparatus and method for manufacturing resin film substrate with metal film provided with ion beam processing means |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018174720A JP7172335B2 (en) | 2018-09-19 | 2018-09-19 | Apparatus and method for manufacturing resin film substrate with metal film provided with ion beam processing means |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020045524A JP2020045524A (en) | 2020-03-26 |
JP7172335B2 true JP7172335B2 (en) | 2022-11-16 |
Family
ID=69900719
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018174720A Active JP7172335B2 (en) | 2018-09-19 | 2018-09-19 | Apparatus and method for manufacturing resin film substrate with metal film provided with ion beam processing means |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7172335B2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006164683A (en) | 2004-12-06 | 2006-06-22 | Sharp Corp | Inline type plasma processing device |
JP2015014028A (en) | 2013-07-05 | 2015-01-22 | 住友金属鉱山株式会社 | Surface treatment method for resin film and manufacturing method of copper-clad laminate sheet including the same |
JP2015021161A (en) | 2013-07-19 | 2015-02-02 | 日東電工株式会社 | Sputtering device |
-
2018
- 2018-09-19 JP JP2018174720A patent/JP7172335B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006164683A (en) | 2004-12-06 | 2006-06-22 | Sharp Corp | Inline type plasma processing device |
JP2015014028A (en) | 2013-07-05 | 2015-01-22 | 住友金属鉱山株式会社 | Surface treatment method for resin film and manufacturing method of copper-clad laminate sheet including the same |
JP2015021161A (en) | 2013-07-19 | 2015-02-02 | 日東電工株式会社 | Sputtering device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020045524A (en) | 2020-03-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6060854B2 (en) | Surface treatment method for resin film and method for producing copper clad laminate including the same | |
JP5434859B2 (en) | Method and apparatus for stretching wrinkles on can roll | |
US11352697B2 (en) | Apparatus for processing long base material by roll-to-roll method and film forming apparatus using the same | |
JP5648402B2 (en) | Sputtering apparatus, sputtering method, and method for producing resin film with metal base layer | |
JP5995145B2 (en) | Resin film surface treatment method, resin film deposition method, and metallized resin film substrate production method | |
JP2012026025A (en) | Film deposition method, method for manufacturing resin film with metal base layer and sputtering apparatus | |
WO2020084974A1 (en) | Apparatus and method for manufacturing resin film provided with metal membrane | |
JP7172335B2 (en) | Apparatus and method for manufacturing resin film substrate with metal film provided with ion beam processing means | |
JP7285431B2 (en) | Vacuum deposition apparatus and vacuum deposition method | |
KR20160098594A (en) | Manufacturing method of double side metal-deposited film and double side metal-deposited film thereby | |
JP7172334B2 (en) | Apparatus and method for manufacturing resin film substrate with metal film provided with ion beam processing means | |
JP5310486B2 (en) | Method for forming long heat-resistant resin film and apparatus for producing heat-resistant resin film with metal film | |
JP6060836B2 (en) | Surface treatment method for resin film and method for producing copper clad laminate including the same | |
JP6880810B2 (en) | A surface treatment method for a resin film and a method for manufacturing a copper-clad laminated substrate having the same. | |
JP5494466B2 (en) | Wrinkle stretching method and wrinkle stretching apparatus on can roll, and film forming apparatus provided with the same | |
JP6953698B2 (en) | A method for transporting a film to be filmed, a dry film forming apparatus, and a method for forming a film to be filmed using the transport method. | |
WO2017073411A1 (en) | Method and device for winding long substrate, and long substrate surface processing device provided with winding device | |
JP2012117131A (en) | Apparatus and method for treating long-sized substrate, equipped with gas introduction mechanism | |
JP7144748B2 (en) | Production apparatus and production method for resin film with metal film | |
JP6705094B2 (en) | Copper foil with release film and method for producing copper foil with release film | |
JP7161143B2 (en) | Production apparatus and production method for resin film with metal film | |
TWI833814B (en) | Manufacturing device and manufacturing method of resin film with metal film | |
JP7285430B2 (en) | Vacuum deposition apparatus and vacuum deposition method | |
JP6572728B2 (en) | Can roll and sputtering apparatus | |
JP2017128754A (en) | Can roll and vacuum film deposition apparatus, and film deposition method for long-sized body |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210616 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220422 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220517 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220705 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221004 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221017 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7172335 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |