JPH0772342B2 - イオンプレーティング加工方法 - Google Patents

イオンプレーティング加工方法

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JPH0772342B2
JPH0772342B2 JP4159460A JP15946092A JPH0772342B2 JP H0772342 B2 JPH0772342 B2 JP H0772342B2 JP 4159460 A JP4159460 A JP 4159460A JP 15946092 A JP15946092 A JP 15946092A JP H0772342 B2 JPH0772342 B2 JP H0772342B2
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JP
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thin film
ion plating
pulse current
processing method
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JP4159460A
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和夫 大場
好範 嶋
章 大場
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栄電子工業株式会社
和夫 大場
好範 嶋
章 大場
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子機器の多層基板の
ように細穴による凹凸表面を有する基板体に対して、各
部均一な厚さを有し、かつ回り込み付着による脹らみの
ない付着層を形成するイオンプレーティング加工方法で
ある。
【0002】
【従来の技術】従来のイオンプレーテイング加工方法
は、1×10-2〜10-3Torrのアルゴンガス雰囲気
内で、基板をマイナス、薄膜形成用蒸発源をプラスとし
て、両者に直流電圧を印加し、蒸発源(金属)を蒸発さ
せて、蒸発原子をイオン化し、これを基板表面に吸着さ
せて薄膜を形成する方法である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のイオンプレ
ーティング加工方法では、微細な凹凸を有する電子機器
用基板を対象とした場合、基板上の角部が特に電界強度
が高く、多量にイオンプレーティングされる。すなわ
ち、図7に示すように、細穴21を多数設けた樹脂基板
22に金属板23を片面に貼り合せてなる基板を用いて
イオンプレーティング加工をすると、細穴21の上端の
樹脂基板角部24にイオンが集中して、細穴21内の金
属板23に形成される薄膜層がその部分だけ脹らんで不
均一となり、隣接する細穴21,21内に形成された付
着金属層が相互に結着して、回路上短絡する原因となる
などの欠点がある。図7においてθは回り込み角度
(゜)を表わし、細穴21内に形成される薄膜の脹らみ
部分の目安となる。θが90゜以上が理想的な形態であ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、減圧下で薄膜
形成用蒸発源をプラス、所定位置に細穴を設けた絶縁板
と金属板とを積層してなる基板をマイナスとして通電す
ることにより、基板にイオンプレーティングする加工方
法において、正極性のパルス幅τONを0.1〜1×1
μsとするパルス電流を通電し、前記基板の細穴内
金属板上に薄膜を形成することを特徴とする方法であ
る。本発明は又、正極性パルス電流を通電後、通電毎に
通電を休止し、その後負極性パルス電流を通電する方法
である。負極性パルスを通電する場合には、正極性パル
ス電流のピーク電圧より、負極性パルス電流のピーク電
圧を絶対値において小さくするとよい。
【0005】パルス幅τONを0.1〜1×106μsの
範囲とした理由は、0.1μs未満は現状のパルス電源
として製作困難であるからであり、1×106μsより
長いτONではほとんど従来の直流の結果と同じくなり、
薄膜の脹らみが大きくなって、短絡の原因となり、効果
がなくなる。
【0006】基板材料としては、片面銅貼基板、両面銅
貼基板、多層基板、フレキシブル基板、ボンディング基
板、高密度基板等が対象となり、又、蒸発源としては、
金、銀、銅、白金、パラジウム等が用いられる。
【0007】以下、本発明を図面に基づいて具体的に説
明する。図1は実施に適した装置の一例で、1はイオン
プレーティングすべき基板で、2は蒸発源である。3は
電子銃で、ガンノズル4からアルゴンなどの不活性ガス
を導入する。5は予備のパイプで反応ガスなどの導入口
である。6は真空ポンプで、600l/sec程度の排
気量をもって10-2〜10-4Torrの真空度にする。
7は水冷用銅パイプ、8は電子ビーム発生用電源、9は
高周波電源、10は基板加熱用ヒーター、11はヒータ
ー用電源である。12は基板用温度計、13は従来方式
のイオン化用電流電源であり、14は本発明方式のイオ
ン化用パルス電源である。15は蒸発源の固定用電磁石
コイルである。
【0008】まず、真空装置内を2×10-1〜5×10
-2Torrのアルゴンガス雰囲気とする。基板1をマイ
ナスとし、蒸発源2をプラスとし、これにパルス電圧を
印加する。蒸発源2内の薄膜形成材料を蒸発させるた
め、電子銃をマイナスとして、別電源を使用して原料の
蒸発を行う。この雰囲気にすることで蒸発原子がイオン
化されて、基板表面に強く吸収されて付着する。
【0009】本発明に用いるパルス波形の基本は図2に
示すとおりで、(−VP=0V,
【0010】試料として、厚み1.6mm、大きさ10
0mm角のポリイミド樹脂板に直径0.2mmの細穴を
多数開け、それに厚さ1mmの銅板を片面に貼り合せた
ものを用いた。薄膜形成用蒸発源として金を使用した。
グロー放電用ガスとしてアルゴンガスを用い、0.05
Torrの雰囲気とした。電子銃と蒸発源間に直流40
Vに20〜30V交流を重畳した電圧を印加して、30
0A位通電することにより、多量の蒸発金属原子を生じ
させる。この蒸発原子がパルス電界によるグロー放電中
を通過することで、イオン化された原子が負の高電位の
基板上に強力に吸引されて付着する。この時の正極性パ
ルス幅は0.1〜1×106μsの範囲内で変化させ
て、回り込み角度θについて試験した。結果を図3に示
す。図3には従来の直流の場合を比較例として示した。
【0011】正極性パルス幅τONの増大とともに、回り
込み角θは小さくなる。すなわち、脹らみが大きくなる
ことを示し、電子回路上の短絡の原因となる。休止パル
ス幅τoffにもよるが、τONが30〜50μs以下が回
り込み角θは90゜以上になる。又、τON:τoff
1:1よりτoffが大きい程よい。休止パルス幅を大き
くすると回り込み角(θ)は図3に示す如く90゜以上
になり、接点短絡などの問題は生じない。
【0012】図4から判るように正極性パルス電流の通
電毎に通電を休止し、その後負極性パルス電流を加えて
パルス幅を大きくすることは、回り込み角θを大きくす
る。さらに負極性パルスを加え、正極性パルス幅を大き
くすることは、脹らみ発生部分を負極性パルスにてイオ
ン化するため常に脹らみがなく、付着量>イオン化量の
範囲内において付着部分は初期面積より大きくならず、
むしろ小さく円錐、角錐のような形状となる。付着層は
連続した微細組織となるため機械的強度は高くなる。
【0013】さらに、図6より正極性ピーク電圧VP
高めることは、回り込み角を大きくする。これはイオン
移動を大きくし、付着面に連続した微細結晶を作るから
である。又、負極性ピーク電圧−VPを高めることは付
着面のイオン化を著しくするため円錐形になり易い。な
お、付着においてそのイオン移動量はVPに比例した電
流IPと正極性パルス幅τONの積で与えられる。よって
正極性パルスVPより
【0014】
【実施例】
実施例1 試料として厚み1.6mm、大きさ100mm角のポリ
イミド樹脂板に0.2mm直径の小径穴を多数開け、こ
れに厚さ1mmの銅板を片面に貼り合わせたものを用い
た。これをマイナスとし、蒸発源に銅(Cu)又は銀
(Ag)を使用した。真空放電用ガスとしてアルゴンガ
スを用い、0.03Torrの真空度雰囲気とした。前
述の金の場合と同様に、電子銃からの電子ビームにより
蒸発源の銅又は銀を溶融・蒸発させた。この蒸気原子が
P1000V、τoff50μs、−VP0V、−τON
μsのパルス電流によるグロー放電中を通ることで、イ
オン化された陽イオンが基板上に衝撃的に注入され拡散
し付着する。正極性パルス幅は0.1〜1×106μs
の範囲内で変化させて、回り込み角度θについてテスト
した。
【0015】正極性パルス幅τONを大きくすると銅およ
び銀の場合も前述の金と同様に回り込み角θは小さくな
る。θが90°以上になる範囲は銅の場合、τON10μ
s以下であり、銀の場合、τON5μs以下である。この
原因は銀は銅、金に比べて陽イオンになるのに必要なイ
オン化エネルギーは最も小さいため、多量のイオン量に
より回り込みイオン量も増えるためである。
【0016】実施例2 正極性パルス電流の通電毎に通電休止し、その後負極性
パルス電流を加える方法で、休止パルス幅τoffを0.
1〜1×106μsの範囲内で変化させて、同様に回り
込み角度θについて調べた。
【0017】VP1000V、τON30μs、−VP20
0V、−τON10μsの条件において、休止パルス幅τ
offが増大する程、角θが増大することが金と同じく、
銅、銀についても言える。銅ではτoffが60μsであ
り、銀ではτoffが100μsでθ=90°である。
【0018】更に負極性パルス幅−τONを10〜25μ
sまで変えた時の角度θ(°)を調べた。τON、τoff
などVP1000V、τON10μs、τoff30μs、−
P200Vの条件では銅、銀共に−τONを増すと金と
同様に付着量>イオン化量の範囲内において、円錐、角
錐のような形状となり、角度θ(°)は大きくなる。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、凹凸面を有する基板面
に対して、イオンプレーティング方法により、均一な厚
さと回り込み付着による脹らみのない薄膜を形成するこ
とができ、回路の短絡等の不具合を生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施に適した装置の説明図である。
【図2】本発明に用いるパルス波形の説明図である。
【図3】本発明における正極性パルス幅に対する回り込
み角の関係を示すグラフである。
【図4】本発明における休止パルス幅に対する回り込み
角の関係を示すグラフである。
【図5】本発明における負極性パルス幅に対する回り込
み角の関係を示すグラフである。
【図6】本発明におけるピーク電圧に対する回り込み角
の関係を示すグラフである。
【図7】回り込み角(θ)の説明図である。
【符号の説明】
1 基板 2 蒸発源 3 電子銃 4 ガンノズル 5 反応ガス導入口 6 真空ポンプ 7 水冷用銅パイプ 8 電子ビーム発生用電源 9 高周波電源 10 基板加熱用ヒーター 11 ヒーター用電源 12 基板用温度計 13 イオン化用電流 14 イオン化用パルス電源 15 電磁石コイル 21 細穴 22 樹脂基板 23 金属板 24 樹脂基板角部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 嶋 好範 神奈川県川崎市麻生区王禅寺768−15 (72)発明者 大場 章 埼玉県朝霧市浜崎1丁目9番地の3−205 (56)参考文献 特開 平1−195272(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 減圧下で薄膜形成用蒸発源をプラス、
    定位置に細穴を設けた絶縁板と金属板とを積層してなる
    基板をマイナスとして通電することにより、基板にイオ
    ンプレーティングする加工方法において、正極性のパル
    ス幅τONを0.1〜1×10μsとするパルス電流
    を通電し、前記基板の細穴内金属板上に薄膜を形成する
    ことを特徴とするイオンプレーテイング加工方法。
  2. 【請求項2】 減圧下で薄膜形成用蒸発源をプラス、
    定位置に細穴を設けた絶縁板と金属板とを積層してなる
    基板をマイナスとして通電することにより、基板にイオ
    ンプレーテイングする加工方法において、正極性のパル
    ス幅τONを0.1〜1×10μsとするパルス電流
    を通電後、該正極性パルス通電毎に通電を休止し、その
    後負極性パルス電流を通電し、前記基板の細穴内金属板
    上に薄膜を形成することを特徴とするイオンプレーテイ
    ング加工方法。
  3. 【請求項3】 正極性パルス電流のピーク電圧より、負
    極性パルス電流のピーク電圧を絶対値において小さくし
    てなる請求項2記載のイオンプレーティング加工方法。
JP4159460A 1992-06-18 1992-06-18 イオンプレーティング加工方法 Expired - Lifetime JPH0772342B2 (ja)

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JPH062119A JPH062119A (ja) 1994-01-11
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4412906C1 (de) * 1994-04-14 1995-07-13 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Einrichtung für die ionengestützte Vakuumbeschichtung
JP3799073B2 (ja) * 1994-11-04 2006-07-19 株式会社日立製作所 ドライエッチング方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH01195272A (ja) * 1988-01-29 1989-08-07 Hitachi Ltd スパッタリング装置

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