JPH02259063A - 金属膜生成方法 - Google Patents
金属膜生成方法Info
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は、樹脂基板の表面に金属膜を形成する蒸着方法
に係り、特にイオンビームを照射しながら金属膜を形成
し、その金属膜の密着強度を高くできる金属膜生成方法
に関するものである。
に係り、特にイオンビームを照射しながら金属膜を形成
し、その金属膜の密着強度を高くできる金属膜生成方法
に関するものである。
［従来の技術］
一般に、金属膜の形成方法としては、電気めっき法があ
るがこれは材料とめっき材を選ぶ必要があると共に、排
液の公害上の問題があるので、電気めっき法に代る真空
を利用した真空蒸着法、高周波スパッタ蒸着法等が知ら
れている。
るがこれは材料とめっき材を選ぶ必要があると共に、排
液の公害上の問題があるので、電気めっき法に代る真空
を利用した真空蒸着法、高周波スパッタ蒸着法等が知ら
れている。
前者の真空蒸着法は、高真空中で蒸着すべき金属を溶融
蒸発させて樹脂基板上に蒸着させる方法である。一方、
後者の高周波スパッタ蒸着法は、例えばアルゴンイオン
を用いて、蒸着すべき金属ターゲットから原子をたたき
出し、その金属を対向する基板に蒸着させる方法である
。
蒸発させて樹脂基板上に蒸着させる方法である。一方、
後者の高周波スパッタ蒸着法は、例えばアルゴンイオン
を用いて、蒸着すべき金属ターゲットから原子をたたき
出し、その金属を対向する基板に蒸着させる方法である
。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、従来の金属膜の形成方法にあっては、真
空蒸着法では、成膜速度は大きいが、金属膜の基板への
密着強度が低い問題があった。また、スパッタ蒸着法で
は、成膜速度が非常に小さく、金属膜の基板への密着強
度は比較的径られるがこれ以上の金属膜の密着強度の向
上が期待できなかった。
空蒸着法では、成膜速度は大きいが、金属膜の基板への
密着強度が低い問題があった。また、スパッタ蒸着法で
は、成膜速度が非常に小さく、金属膜の基板への密着強
度は比較的径られるがこれ以上の金属膜の密着強度の向
上が期待できなかった。
そこで、本発明は、上記課題を解決すべくなされたもの
で、成膜速度が大きく、金属膜の密着強度をより高くで
きる金属膜生成方法を提供することを目的とする。
で、成膜速度が大きく、金属膜の密着強度をより高くで
きる金属膜生成方法を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明は、上記目的を達成するために、真空容器内に蒸
発ルツボを設け、そのルツボに電子ビーム銃等の金属加
熱源を設け、上記ルツボ上に樹脂基板を配置すると共に
、真空容器に、樹脂基板に不活性ガスイオンビームを照
射するイオンビーム装置を設けて、樹脂基板を蒸着する
方法において、上記イオンビーム装置に２０〜３０ｋｅ
Ｖの加速電圧を周期的に印加して、樹脂基板にイオンビ
ームをパルス照射すると共に、ルツボ内の金属を樹脂基
板に蒸着させ、成膜が所定値以上となったとき、パルス
照射を停止させると共に、金属の蒸着速度を大きくする
ようにしたものである。
発ルツボを設け、そのルツボに電子ビーム銃等の金属加
熱源を設け、上記ルツボ上に樹脂基板を配置すると共に
、真空容器に、樹脂基板に不活性ガスイオンビームを照
射するイオンビーム装置を設けて、樹脂基板を蒸着する
方法において、上記イオンビーム装置に２０〜３０ｋｅ
Ｖの加速電圧を周期的に印加して、樹脂基板にイオンビ
ームをパルス照射すると共に、ルツボ内の金属を樹脂基
板に蒸着させ、成膜が所定値以上となったとき、パルス
照射を停止させると共に、金属の蒸着速度を大きくする
ようにしたものである。
［作用コ
樹脂基板にイオンビームをパルス照射すると共に、蒸発
ルツボ内の金属を樹脂基板に蒸着させ、成膜か所定値以
上となったとき、パルス照射を停止させると共に、蒸着
速度を大きくすることにより、樹脂基板と金属膜との混
合領域を大きくとれるので、樹脂基板に形成された金属
膜の密着強度を高くできると共に、金属膜形成速度を大
きくできる。
ルツボ内の金属を樹脂基板に蒸着させ、成膜か所定値以
上となったとき、パルス照射を停止させると共に、蒸着
速度を大きくすることにより、樹脂基板と金属膜との混
合領域を大きくとれるので、樹脂基板に形成された金属
膜の密着強度を高くできると共に、金属膜形成速度を大
きくできる。
［実施例］
本発明の好適一実施例を添付図面に基づいて説明する。
先ず、本発明方法を実施するために採用する装置につい
て説明する。
て説明する。
第１図において、１はバルブ２を介して真空ポンプ３に
より真空引きされる真空容器であり、この真空容器１内
には、アルミニウム、金、ニッケル等成膜すべき金属４
を収容する蒸発ルツボ５が設けられている。このルツボ
°５には、ルツボ５内の金属４を蒸発させるため、電子
ビーム６を金属に照射する電子ビーム銃等の金属加熱源
７が設けられ、この金属加熱源７は出力が可変するよう
になっている。なお、金属加熱源はルツボ内の金属を蒸
発させるものであればよく、抵抗加熱式でもよい。
より真空引きされる真空容器であり、この真空容器１内
には、アルミニウム、金、ニッケル等成膜すべき金属４
を収容する蒸発ルツボ５が設けられている。このルツボ
°５には、ルツボ５内の金属４を蒸発させるため、電子
ビーム６を金属に照射する電子ビーム銃等の金属加熱源
７が設けられ、この金属加熱源７は出力が可変するよう
になっている。なお、金属加熱源はルツボ内の金属を蒸
発させるものであればよく、抵抗加熱式でもよい。
また、金属加熱源７によって蒸発する金属４を蒸着させ
るＦＲＰ （ガラス繊維強化プラスチック）等の樹脂か
らなる樹脂基板８が真空容器１内のルツボ５の上方に配
置される。この樹脂基板８の蒸着面は、真空容器１の側
部に設けられるイオンビーム装置９からのイオンビーム
１０が、その表面に衝突するように配置される。また、
樹脂基板８は、背後から積極的に冷却されるようになっ
ている。上記イオンビーム装置９は、アルゴン、窒素等
の不活性ガスのプラズマを作り、このうちイオンだけを
取出し、これを２０〜３０ｋｅＶの加速電圧で加速させ
て、イオンビーム１０が得られるように構成されている
。
るＦＲＰ （ガラス繊維強化プラスチック）等の樹脂か
らなる樹脂基板８が真空容器１内のルツボ５の上方に配
置される。この樹脂基板８の蒸着面は、真空容器１の側
部に設けられるイオンビーム装置９からのイオンビーム
１０が、その表面に衝突するように配置される。また、
樹脂基板８は、背後から積極的に冷却されるようになっ
ている。上記イオンビーム装置９は、アルゴン、窒素等
の不活性ガスのプラズマを作り、このうちイオンだけを
取出し、これを２０〜３０ｋｅＶの加速電圧で加速させ
て、イオンビーム１０が得られるように構成されている
。
次に本発明の金属膜生成方法を説明する。
先ず、真空容器１内は、バルブ２を介して真空ポンプ３
によりその圧力を１〜５ ｘ １０−’Ｔｏｒｒに維持
させる。
によりその圧力を１〜５ ｘ １０−’Ｔｏｒｒに維持
させる。
次に、イオンビーム装置９に２０〜３０ｋｅＶの加速電
圧を周期的に印加させて、イオンビーム１０をＦＲＰ等
の樹脂基板８にパルス照射する。そのイオンビーム１０
の基板８位置での電流密度は１００〜１５０μ＾／（１
１＋１である。このように、樹脂基板８の表面に高加速
電圧、大電流密度のイオンビーム１０をパルス照射する
ことにより、樹脂基板８の表面はクリーニングされると
共にエツチングされることになり、樹脂基板８の前処理
が行われる。
圧を周期的に印加させて、イオンビーム１０をＦＲＰ等
の樹脂基板８にパルス照射する。そのイオンビーム１０
の基板８位置での電流密度は１００〜１５０μ＾／（１
１＋１である。このように、樹脂基板８の表面に高加速
電圧、大電流密度のイオンビーム１０をパルス照射する
ことにより、樹脂基板８の表面はクリーニングされると
共にエツチングされることになり、樹脂基板８の前処理
が行われる。
また、上記イオンビーム１０は、高加速電圧、大電流密
度のイオンビーム１０であるために連続照射すると樹脂
基板８の表面は炭化、溶融、変形するが、イオンビーム
１０をパルス照射することにより、樹脂基板８表面の炭
化、溶融、変形を防止することになる。例えば、樹脂基
板８にエポキシ樹脂を用いた場合、１５秒毎に３秒照射
する等のパルス照射であれば、樹脂基板８の表面が炭化
、溶融、変形することはほとんどない。
度のイオンビーム１０であるために連続照射すると樹脂
基板８の表面は炭化、溶融、変形するが、イオンビーム
１０をパルス照射することにより、樹脂基板８表面の炭
化、溶融、変形を防止することになる。例えば、樹脂基
板８にエポキシ樹脂を用いた場合、１５秒毎に３秒照射
する等のパルス照射であれば、樹脂基板８の表面が炭化
、溶融、変形することはほとんどない。
樹脂基板８の前処理後、その樹脂基板８の表面に上述の
イオンビーム１０のパルス照射を行いながら、金属加熱
源７の電子ビーム６によって蒸発ルツボ５内のアルミニ
ウム、金、ニッケル等の金属４を蒸発させ、樹脂基板８
に蒸着させる。この成膜が所定値（例えば膜厚か約０．
１μｍ）以上となったとき、イオンビーム装置９をオフ
にしてイオンビーム１０のパルス照射を停止させると共
に、電子ビーム６の出力を変えて蒸着レート（蒸着速度
）を大きくし、樹脂基板８表面の金属膜を速く成長させ
る。例えは、膜厚が０．１μｍ位までは徐々に膜を成長
させ、それ以後は、速く膜を成長させる。なお、金属膜
の膜厚はクリスタル膜厚計等のモニタ値で分かるように
なっている。
イオンビーム１０のパルス照射を行いながら、金属加熱
源７の電子ビーム６によって蒸発ルツボ５内のアルミニ
ウム、金、ニッケル等の金属４を蒸発させ、樹脂基板８
に蒸着させる。この成膜が所定値（例えば膜厚か約０．
１μｍ）以上となったとき、イオンビーム装置９をオフ
にしてイオンビーム１０のパルス照射を停止させると共
に、電子ビーム６の出力を変えて蒸着レート（蒸着速度
）を大きくし、樹脂基板８表面の金属膜を速く成長させ
る。例えは、膜厚が０．１μｍ位までは徐々に膜を成長
させ、それ以後は、速く膜を成長させる。なお、金属膜
の膜厚はクリスタル膜厚計等のモニタ値で分かるように
なっている。
このように、前処理後の樹脂基板８表面に、イオンビー
ム１０のパルス照射を行いながら、金属４を徐々に蒸着
させることにより、樹脂基板８と金属膜との混合層が積
極的に形成されてその混合領域が大きくなる。すなわち
、樹脂基板８に金属膜が蒸着しはじめたときに、その金
属膜の蒸着レートを低く抑えることにより、イオンビー
ム１０によって、樹脂基板８がかなりの範囲まで活性化
されると共に、蒸着する金属がその樹脂基板８の活性化
部分に積極的に入り、樹脂基板８と金属膜との混合層が
より大きく形成されることになるので、樹脂基板８の表
面に形成される金属膜の密着強度がより高くなる。また
、成膜が所定値以上になると、イオンビーム１０のパル
ス照射を停止させて蒸着レートを大きくすることにより
、その所定値以上では蒸着する金属４が樹脂基板８との
密着強度に余り関与しなくなるために、蒸着レートを大
きくして蒸着のみを行えば金属膜の膜厚をかせげるので
、成膜速度を大きくできると共に、膜厚を大きくできる
。このなめ、成膜生成の処理時間が短縮されるので、本
発明の金属膜生成方法は生産装置としての有意性も高く
なる。
ム１０のパルス照射を行いながら、金属４を徐々に蒸着
させることにより、樹脂基板８と金属膜との混合層が積
極的に形成されてその混合領域が大きくなる。すなわち
、樹脂基板８に金属膜が蒸着しはじめたときに、その金
属膜の蒸着レートを低く抑えることにより、イオンビー
ム１０によって、樹脂基板８がかなりの範囲まで活性化
されると共に、蒸着する金属がその樹脂基板８の活性化
部分に積極的に入り、樹脂基板８と金属膜との混合層が
より大きく形成されることになるので、樹脂基板８の表
面に形成される金属膜の密着強度がより高くなる。また
、成膜が所定値以上になると、イオンビーム１０のパル
ス照射を停止させて蒸着レートを大きくすることにより
、その所定値以上では蒸着する金属４が樹脂基板８との
密着強度に余り関与しなくなるために、蒸着レートを大
きくして蒸着のみを行えば金属膜の膜厚をかせげるので
、成膜速度を大きくできると共に、膜厚を大きくできる
。このなめ、成膜生成の処理時間が短縮されるので、本
発明の金属膜生成方法は生産装置としての有意性も高く
なる。
また、上記イオンビーム装置９は、電流密度が１００〜
１５０μＡ／−のイオンビーム１０を用いるために、イ
オン源のプラズマ保持等からより容易に装置化できると
共に、比較的大面積の樹脂基板表面を処理できる。
１５０μＡ／−のイオンビーム１０を用いるために、イ
オン源のプラズマ保持等からより容易に装置化できると
共に、比較的大面積の樹脂基板表面を処理できる。
次に本発明の方法と従来例の方法との金属膜の密着強度
を比較する。
を比較する。
但し、成膜条件は次の通りである。
基板：エポキシ樹脂（基板の加熱なし）真空容器の圧カ
ニ １〜５ Ｘ １０−５Ｔｏｒｒ金属加熱源：電子ビ
ーム（出力１８Ｘ、２ｋＷ）蒸発金属：ニッケル 蒸着レート １人／ｓｅｃ （電子ビームの出力的０．４〜０．５
ｋＷ ）５人／ｓｅｃ （電子ビームの出力的０．８
ｋＷ）１０人／ｓｅｃ （電子ビームの出力的１．０
ｋＷ）イオンビーム装置 イオン種：アルゴン 加速電圧： ２５ｋｅＶ ビーム電流密度＝１００〜１５０μ八／己）膜厚 ：
１．０μｍ （ａ）真空蒸着法 電子ビームにより金属を蒸発させて真空蒸着を行う。こ
のときの蒸着レートは１０人／ｓｅｃである。
ニ １〜５ Ｘ １０−５Ｔｏｒｒ金属加熱源：電子ビ
ーム（出力１８Ｘ、２ｋＷ）蒸発金属：ニッケル 蒸着レート １人／ｓｅｃ （電子ビームの出力的０．４〜０．５
ｋＷ ）５人／ｓｅｃ （電子ビームの出力的０．８
ｋＷ）１０人／ｓｅｃ （電子ビームの出力的１．０
ｋＷ）イオンビーム装置 イオン種：アルゴン 加速電圧： ２５ｋｅＶ ビーム電流密度＝１００〜１５０μ八／己）膜厚 ：
１．０μｍ （ａ）真空蒸着法 電子ビームにより金属を蒸発させて真空蒸着を行う。こ
のときの蒸着レートは１０人／ｓｅｃである。
（ｂ）イオンビーム衝撃後の真空蒸着法基板表面にイオ
ンビームを１５秒周期で３秒のパルス照射を５回後、（
ａ）と同条件の真空蒸着を行う。
ンビームを１５秒周期で３秒のパルス照射を５回後、（
ａ）と同条件の真空蒸着を行う。
（ｃ）本発明の金属膜生成法
基板表面にイオンビームを１５秒周期で３秒のパルス照
射を５回後、イオンビームを１５秒周期で３秒のパルス
照射をしながら、金属の蒸着を行い、膜厚が０．１μｍ
以上はパルス照射を停止させる。このときの蒸着レート
は、膜厚が０〜０．０１μｍの場合では１人７ｓｅｃで
、０．０１〜Ｏ１１μＩｎの場合では５人／ｓｅｃで、
０．１〜１．０ ）、ｔｍの場合では１０人／ｓｅｃで
ある。
射を５回後、イオンビームを１５秒周期で３秒のパルス
照射をしながら、金属の蒸着を行い、膜厚が０．１μｍ
以上はパルス照射を停止させる。このときの蒸着レート
は、膜厚が０〜０．０１μｍの場合では１人７ｓｅｃで
、０．０１〜Ｏ１１μＩｎの場合では５人／ｓｅｃで、
０．１〜１．０ ）、ｔｍの場合では１０人／ｓｅｃで
ある。
次に各方法における膜の剥離テスト結果を示す。
Ａ、常温における膜の密着強度測定（粘着デー１による
剥離実験）の場合、（ａ）真空蒸着法では剥離し、（ｂ
）イオンビーム衝撃後の真空蒸着法及び（ｃ）本発明の
金属膜生成法では剥離しなかった。
剥離実験）の場合、（ａ）真空蒸着法では剥離し、（ｂ
）イオンビーム衝撃後の真空蒸着法及び（ｃ）本発明の
金属膜生成法では剥離しなかった。
Ｂ、各方法の膜をそれぞれ室温から １５０°Ｃ雰囲気
中に投入し、熱衝撃を与え１時間の加熱後、室温中に取
出し、上記密着強度測定（粘着テープによる剥離実験）
を行う。この場合、（ａ）真空蒸着法及び（ｂ）イオン
ビーム衝撃後の真空蒸着法では剥離し、（ｃ）本発明の
金属膜生成法では剥離しなかった。
中に投入し、熱衝撃を与え１時間の加熱後、室温中に取
出し、上記密着強度測定（粘着テープによる剥離実験）
を行う。この場合、（ａ）真空蒸着法及び（ｂ）イオン
ビーム衝撃後の真空蒸着法では剥離し、（ｃ）本発明の
金属膜生成法では剥離しなかった。
したがって、本発明の方法は従来法より金属膜の密着強
度が高くなることがわかり、特に熱衝撃を与えても本発
明により生成した金属膜は剥離しない密着強度を得るこ
とができる。また、イオンビームによる前処理だけでも
ある程度密着強度が得られる。
度が高くなることがわかり、特に熱衝撃を与えても本発
明により生成した金属膜は剥離しない密着強度を得るこ
とができる。また、イオンビームによる前処理だけでも
ある程度密着強度が得られる。
［発明の効果］
以上要するに本発明によれば、樹脂基板に形成された金
属膜の密着強度を高くできると共に成膜速度を大きくで
きるという優れた効果を発揮する。
属膜の密着強度を高くできると共に成膜速度を大きくで
きるという優れた効果を発揮する。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図である。
図中、１は真空容器、４は金属、５は蒸発ルツボ、６は
電子ビーム、７は金属加熱源、８は樹脂基板、９はイオ
ンビーム装置、１０はイオンビームである。 特許出願人 石川島播磨重工業株式会社代理人弁理士
絹 谷 信 雄（外１名）
電子ビーム、７は金属加熱源、８は樹脂基板、９はイオ
ンビーム装置、１０はイオンビームである。 特許出願人 石川島播磨重工業株式会社代理人弁理士
絹 谷 信 雄（外１名）
Claims (1)
- １、真空容器内に蒸発ルツボを設け、そのルツボに電子
ビーム銃等の金属加熱源を設け、上記ルツボ上に樹脂基
板を配置すると共に、真空容器に、樹脂基板に不活性ガ
スイオンビームを照射するイオンビーム装置を設けて、
樹脂基板を蒸着する方法において、上記イオンビーム装
置に２０〜３０ｋｅＶの加速電圧を周期的に印加して、
樹脂基板にイオンビームをパルス照射すると共に、ルツ
ボ内の金属を樹脂基板に蒸着させ、成膜が所定値以上と
なったとき、パルス照射を停止させると共に、金属の蒸
着速度を大きくするようにしたことを特徴とする金属膜
生成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8286589A JPH02259063A (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 金属膜生成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8286589A JPH02259063A (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 金属膜生成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02259063A true JPH02259063A (ja) | 1990-10-19 |
Family
ID=13786221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8286589A Pending JPH02259063A (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 金属膜生成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02259063A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5389195A (en) * | 1991-03-07 | 1995-02-14 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Surface modification by accelerated plasma or ions |
| JP2001521066A (ja) * | 1997-10-24 | 2001-11-06 | フィルプラス ヴァキューム テクノロジー ピーティーイー．リミテッド | 強化されたマクロ粒子フィルタおよび陰極アーク源 |
| JP2010106339A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Shincron:Kk | 成膜方法及び成膜装置 |
-
1989
- 1989-03-31 JP JP8286589A patent/JPH02259063A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5389195A (en) * | 1991-03-07 | 1995-02-14 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Surface modification by accelerated plasma or ions |
| JP2001521066A (ja) * | 1997-10-24 | 2001-11-06 | フィルプラス ヴァキューム テクノロジー ピーティーイー．リミテッド | 強化されたマクロ粒子フィルタおよび陰極アーク源 |
| JP2010106339A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Shincron:Kk | 成膜方法及び成膜装置 |
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