KR101941687B1 - 도전층 적층 필름의 제조 방법 - Google Patents

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가부시키가이샤후지쿠라
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Abstract

도전층의 박리 강도가 높은 도전층 적층 필름의 제조 방법을 제공한다.
양면에 도전층을 구비하는 도전층 적층 필름의 제조 방법으로서, 롤투롤로 반송되는 절연성 필름을 가열하는 가열 공정과, 절연성 필름(20)의 양면에 동시에 박막을 형성하는 성막 공정을 포함하고, 성막 공정은, 반송방향의 상류 측의 제1 위치에서, 가열된 절연성 필름(20)의 제1 면의 제1 영역에 도전성의 제1 박막(50A)을 형성하는 제1 성막 처리와, 제1 위치로부터 그 제1 위치에서의 반송방향(RT) 소정 거리 시프트시킨 제2 위치에서, 절연성 필름(20)의 제1 면(20A)의 다른 쪽 주면인 제2 면(20B)의 제2 영역에 도전성의 제2 박막(50B)을 형성하는 제2 성막 처리를 동시에 실행하는 공정이다.

Description

도전층 적층 필름의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING CONDUCTIVE LAYER LAMINATED FILM}
본 발명은 도전층 적층 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
프린트 배선판은, 서브트랙티브(subtractive)법, 세미 애디티브(semi additive)법 또는 풀 애디티브(full additive)법에 의해 제조된다. 서브트랙티브법에서는, 포토리소그래피 기술을 이용하여 양면 구리피복 기재(基材)로부터 원하는 배선 패턴을 형성한다. 세미 애디티브법에서는 절연성 필름에 건식 도금법에 의해 박막을 성막(成膜)하고, 도금 레지스트 패턴 및 포토리소그래피 기술을 이용하여 습식 도금에 의해 박막의 노출 부분에 도전층을 성장시킨다. 도금 레지스트를 박리 후에 박막을 에칭하고, 원하는 배선 패턴을 형성한다. 이 세미 애디티브법에서의 성막 공정에는 진공증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅 등의 물리증착법을 이용할 수 있다. 또한, 풀 애디티브법에서는, 절연성 필름에 촉매화 처리(캐탈라이즈(catalyze))를 실시하고, 원하는 배선 패턴에 따른 도금 레지스트 패턴으로 마스크하고, 무전해 구리 도금 처리를 실시함으로써 촉매화되어 있는 절연성 필름의 노출 부분에만 배선 패턴을 형성한다.
프린트 배선판의 제조에는, 절연성 필름의 주면(主面)에 도전층이 형성된 도전층 적층 필름(기재)을 준비할 필요가 있다. 절연성 필름의 주면에 동박 등의 금속박이 라미네이트된 기재를 이용할 수도 있지만, 절연성 필름의 한쪽 주면에 진공증착 등에 의해 도전성 박막을 0.1[㎛]~1[㎛] 정도까지 성막하고, 그 후 전해 도금으로 원하는 두께(수㎛~십수㎛ 정도)로 성장시킴으로써 기재를 제작하는 수법도 알려져 있다. 전술한 세미 애디티브법에서는, 1[㎛]~2[㎛] 두께의 박막(동박)을 구비하는 도전층 적층 필름(기재)이 이용되는데, 동박을 라미네이트하는 수법에서는 이 두께의 도전층을 형성하는 것은 곤란하다.
양면에 도전층이 형성된 도전층 적층 필름을 제조하는 경우에는, 성막 장치(증착 장치 또는 스퍼터링 장치)에 절연성 필름을 세팅하고 건식 도금법에 의해 편면(片面)에 박막을 형성한 후에, 다른 쪽 면에 박막을 형성하여 도전층 적층 필름을 제작한다는 작업이 필요해진다.
건식 도금법에 의해 절연 필름 한쪽 주면에 구리 박막층을 형성하고, 그 후에 다른 쪽 주면에 구리 박막층을 형성하며, 그 구리 박막층을 이용하여 습식 도금법에 의해 구리 도금층을 성막하는 프린트 배선판의 제조 장치가 알려져 있다(특허문헌 1).
일본 공개특허공보 특개2014-53410호
절연성 필름의 양면에 도전층을 구비하는 도전층 적층 필름을 제작하는 수법에서는 목표로 하는 박리 강도를 유지하면서, 박막에 주름이나 일그러짐의 발생을 억제할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 박막에 주름이나 일그러짐의 발생을 억제함과 함께, 박리 강도가 높은 양면에 도전층을 구비하는 도전층 적층 필름의 제조 방법을 제공하는 것이다.
[1] 본 발명은, 양면에 도전층을 구비하는 도전층 적층 필름의 제조 방법으로서, 롤투롤(roll-to-roll)로 반송되는 절연성 필름을 가열하는 가열 공정과, 상기 가열된 절연성 필름의 양면에 동시에 박막을 형성하는 성막 공정을 포함하고, 상기 성막 공정은, 제1 타깃과 상기 절연성 필름의 제1 면 사이에 배치된 제1 차폐판의 개구부에 의해 규정된 제1 영역에서, 상기 절연성 필름의 상기 제1 면에 도전성의 제1 박막을 형성하는 제1 성막 처리와, 상기 제1 타깃보다도 상기 절연성 필름의 반송방향의 하류 측에 마련된 제2 타깃과, 상기 절연성 필름의 제2 면 사이에 배치된 제2 차폐판의 개구부에 의해 규정된 제2 영역에서, 상기 절연성 필름의 상기 제2 면에 도전성의 제2 박막을 형성하는 제2 성막 처리를 동시에 실행하는 공정이고, 상기 가열 공정에 마련된 가열 장치는, 상기 절연성 필름의 주면(主面)에 대하여 수직인 방향으로 본 경우에, 상기 제1 차폐판의 개구부보다도 상기 반송방향의 상류 측에 위치하면서 상기 가열 장치의 적어도 일부가 상기 제1 차폐판과 중복되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 도전층 적층 필름의 제조 방법을 제공함으로써, 상기 과제를 해결한다.
[2] 상기 발명의 상기 성막 공정에서, 상기 제1 차폐판은, 상기 절연성 필름의 주면에 대하여 수직인 방향으로 본 경우에, 상기 제1 차폐판의 개구부보다도 하류 측의 적어도 일부와 상기 제2 차폐판이 중복되도록 배치되어도 된다.
[3] 상기 발명의 상기 성막 공정에서, 상기 제2 차폐판은, 상기 절연성 필름의 주면에 대하여 수직인 방향으로 본 경우에, 상기 제2 차폐판의 개구부보다도 상류 측의 적어도 일부와 상기 제1 영역이 중복되도록 배치되어도 된다.
[4] 상기 발명의 상기 성막 공정에서, 상기 제1 타깃과 상기 제2 타깃은, 상기 절연성 필름의 주면에 대하여 수직인 방향으로 본 경우에, 적어도 일부가 겹치도록 배치할 수 있다.
[5] 상기 발명의 상기 성막 공정에서, 상기 제1 타깃과 상기 제1 차폐판 사이에 프레임판을 마련하고, 상기 프레임판은, 상기 절연성 필름의 주면에 대하여 수직인 방향으로 본 경우에, 상기 제1 차폐판의 일부와 겹치도록 배치할 수 있다.
[6] 상기 발명에서, 상기 제1 차폐판의 개구부에 의해 규정된 상기 제1 영역의 상기 반송방향을 따르는 제1 폭을, 상기 제2 차폐판의 개구부에 의해 규정된 상기 제2 영역의 상기 반송방향을 따르는 제2 폭보다도 크게 할 수 있다.
[7] 상기 발명에서, 상기 절연성 필름은 액정 폴리머이고, 또한 상기 박막은 구리만으로 이루어지도록 할 수 있다.
[8] 본 발명은, 양면에 도전층을 구비하는 도전층 적층 필름의 성막 시스템으로서, 롤투롤로 반송되는 절연성 필름을 가열하는 가열 장치와, 상기 가열된 절연성 필름의 양면에 동시에 박막을 형성하는 성막 장치를 구비하고,
상기 성막 장치는, 제1 타깃과 상기 절연성 필름의 제1 면 사이에 배치된 제1 차폐판의 개구부에 의해 규정된 제1 영역에서, 상기 절연성 필름의 상기 제1 면에 도전성의 제1 박막을 형성하는 제1 스퍼터링 장치와, 상기 제1 타깃보다도 상기 절연성 필름의 반송방향의 하류 측에 마련된 제2 타깃과 상기 절연성 필름의 제2 면 사이에 배치된 제2 차폐판의 개구부에 의해 규정된 제2 영역에서, 상기 절연성 필름의 상기 제2 면에 도전성의 제2 박막을 형성하는 제2 스퍼터링 장치를 가지며, 상기 제1 스퍼터링 장치와 상기 제2 스퍼터링 장치는 동시에 성막 처리를 실행하고, 상기 가열 장치는, 상기 절연성 필름의 주면에 대하여 수직인 방향으로 본 경우에, 상기 제1 차폐판의 개구부보다도 상기 반송방향의 상류 측에 위치하면서 상기 가열 장치의 적어도 일부가 상기 제1 차폐판과 중복되도록 배치됨으로써, 상기 과제를 해결한다.
[9] 상기 발명에서, 상기 제1 차폐판의 개구부에 의해 규정된 상기 제1 영역의 상기 반송방향을 따르는 제1 폭을, 상기 제2 차폐판의 개구부에 의해 규정된 상기 제2 영역의 상기 반송방향을 따르는 제2 폭보다도 크게 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 절연성 필름의 제1 면의 제1 박막이 형성되는 제1 위치에서의 반송방향을 따라 소정 거리 하류 측의 제2 위치에서, 제2 면에 제2 박막을 형성함으로써, 절연성 필름의 상태 및 성막 환경을 제어할 수 있다. 이 결과, 박막의 주름이나 일그러짐의 발생을 억제하면서, 박리 강도가 높은 도전층 적층 필름의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시형태에서의 성막 장치를 평면에서 본 도면이다.
도 2는 스퍼터링 장치(10)에 의한 성막 공정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 성막 공정에서의 절연성 필름의 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a는 차폐판을 구비하지 않는 스퍼터링 장치(10)의 성막 공정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4b는 차폐판을 구비하는 스퍼터링 장치(10)의 성막 공정을 설명하기 위한 개념도이다.
본 실시형태의 도전층 적층 필름의 제조 방법은, 양면에 도전층을 구비하는 도전층 적층 필름을 롤투롤로 제조하는 제조 방법에 관한 것이다. 본 실시형태의 도전층 적층 필름의 제조 방법은 특징적인 성막 공정을 포함한다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.
도 1은 본 실시형태의 도전층 적층 필름(100)의 제조 장치로서 가동하는 성막 시스템(1)의 일례를 나타낸다. 성막 시스템(1)은, 롤투롤로 반송되는 절연성 필름(20)의 양면에 박막을 형성하는 스퍼터링 장치(10)를 구비한다. 도 2는 도 1에 나타내는 성막 시스템(1)이 구비하는 스퍼터링 장치(10)의 성막 공정을 설명하기 위한 개요도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 성막 시스템(1)은, 절연성 필름(20)을 권출하는 권출 장치(RM1)와, 절연성 필름(20)의 양면에 성막처리를 실시하는 성막 장치(RM2)와, 성막처리가 완료된 절연성 필름(20), 즉 도전층 적층 필름(100)을 권취하는 권취 장치(RM3)를 구비한다.
권출 롤러(21)로부터 내보내지는 절연성 필름(20)은 권출 가이드 롤러(21a~21e)에 의해 장력의 제어를 수행하면서 반송되고, 성막 장치(RM2)에 보내진다.
성막 장치(RM2)의 상류 측에 절연성 필름(20)에 필요한 전(前)처리를 실시하는 전처리 장치, 및/또는 압력차를 완충하는 장치를 마련해도 된다. 전처리 장치는 건조 장치와 개질 장치를 구비할 수 있다. 건조 장치는 절연성 필름(20)의 제1 면(20A)을 건조시키는 제1 건조 장치와 제2 면(20B)을 건조시키는 제2 건조 장치를 포함한다. 건조 장치로서 적외선 건조 장치 등을 배치할 수 있다. 개질 장치는 절연성 필름(20)의 제1 면(20A)을 개질 처리하는 제1 개질 장치와 제2 면(20B)을 개질하는 제2 개질 장치를 포함한다. 개질 처리는 박막의 부착 강도를 향상시킬 목적으로 이루어진다. 개질 장치로서 이온빔 조사 장치, 플라스마 조사 장치, 코로나 방전 처리 또는 자외선 조사 장치를 배치할 수 있다.
필요한 전처리 완료 후, 권출 장치(RM1)와 성막 장치(RM2) 사이의 압력차를 조정하는 압력조정 장치를 통과하고, 성막 장치(RM2)에 보내진다. 성막 장치(RM2)에서의 절연성 필름(20)의 반송 속도는 0.3~1.5[m/min]로 할 수 있다. 본 장치에서의 반송 속도는 0.5[m/min]로 한다.
본 실시형태의 성막 시스템(1)은, 성막시키는 절연성 필름(20)을 수평으로 놓는 것이 아닌, 연직방향으로 공중에 매달린 상태(이른바 세로형)로 반송된다. 절연성 필름(20)은, 그 주면이, 대략 연직방향의 축(도면 중 Z축)과 반송방향의 축(도면 중 X축)에 의해 특정되는 면(이차원 좌표)을 따라 이동하도록 반송된다. 특별히 한정되지 않지만, 반송되는 절연성 필름(20)의 폭(연직방향의 길이)은 100[㎜]~1000[㎜], 500[㎜], 250[㎜]이다. 길이(반송방향의 길이)는 20[m]~300[m] 정도이다.
절연성 필름(20)은, 폴리이미드계 필름, 폴리아미드계 필름, 폴리에스테르계 필름, 폴리테트라플루오로에틸렌계 필름, 폴리페닐렌설파이드계 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트계 필름, 액정 폴리머계 필름에서 선택할 수 있다. 절연성 필름(20)은 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에스테르(PE), 액정 폴리머 등의 절연성 재료를 사용할 수 있다.
본 실시형태의 절연성 필름(20)은 액정 폴리머(이하, "LCP"라고도 칭함)를 포함하는 재료에서 얻는다. 액정 폴리머는, 용융 상태에서 액정성질을 나타내는 수지라면 특별히 한정되지 않는다. 폴리아릴레이트계 액정 폴리머이어도 되고, 폴리에스테르계의 액정 폴리머이어도 되며, 아라미드계의 액정 폴리머이어도 된다. 한편, 절연성 필름(20)은, 도전층 적층 필름 및 그것을 이용하여 제작되는 프린트 배선판에 요구되는 내열성, 유전특성, 절연성, 내(耐)약품성을 충족하는 재료를 적절히 선택한다. 특별히 한정되지 않지만, 절연성 필름(20)의 두께는 5[㎛]~130[㎛]로 할 수 있다. 바람직하게는 두께 50[㎛], 두께 100[㎛]의 것을 사용할 수 있다. 본 실시형태에서는 두께 100[㎛]의 것을 사용한다.
성막 장치(RM2)는, 반송 중인 절연성 필름(20)을 가열하는 가열 장치(13)와, 절연성 필름(20)의 양면(20A, 20B)에 박막을 형성하는 스퍼터링 장치(10)를 구비한다. 가열 장치(13)는, 절연성 필름(20)의 반송방향(RT)을 따라 스퍼터링 장치(10)보다도 상류 측에 배치된다. 가열 장치(13)에 의해 가열 공정(가열 처리)이 실행된다. 스퍼터링 장치(10)는 가열 장치(13)의 하류 측에 배치된다. 스퍼터링 장치(10)는 고에너지 입자를 타깃이 되는 금속표면에 충돌시켜 금속 원자를 공중에 방출시키고, 방출한 금속 원자를 기재에 부착시킨다. 본 실시형태에서의 금속 원자는 구리 원자이다.
덧붙여, 니켈 합금에 의한 하부를 형성하고 나서 구리 박막을 형성하면, 박리 강도를 높게 할 수 있다. 그러나 절연성 필름(20)과 구리 박막 사이에 니켈과 같은 자성체가 존재하면, 전송 특성이 현저하게 악화된다. 본 실시형태는, 이와 같은 전송 특성에 대한 영향을 배제하기 위해 절연성 필름(20)에 구리(구리 원자)만을 스퍼터링하는데, 그럼에도 불구하고, 박리 강도를 향상시키는 제조 방법을 제공한다.
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 가열 장치(13)는, 절연성 필름(20)의 제1 면의 제1 영역(DA1)에 도전성의 제1 박막(50A)을 형성하는 제1 스퍼터링 장치(11)보다도 상류 측에 배치된다. 가열 장치(13)에 의해 가열되는 절연성 필름(20)의 가열 영역(20H)과, 제1 스퍼터링 장치(11)가 제1 박막(50A)을 형성하는 제1 영역(DA1)이 인접하도록, 가열 장치(13)와 제1 스퍼터링 장치(11)를 배치한다. 덧붙여, 도 1에는, 가열 장치(13)는 절연성 필름(20)의 제2 면 측의 제2 성막 영역(B)에 배치되는 예를 나타내는데, 가열 장치(13)는 절연성 필름(20)의 제1 면 측의 제1 성막 영역(A)에 배치해도 된다.
가열 장치(13)는 절연성 필름(20)을 가열한다. 절연성 필름(20)이 액정 폴리머인 경우에는 절연성 필름(20)의 온도가 290℃~310℃가 될 때까지 가열한다. 가열은 절연성 필름(20)이 목표 온도가 될 때까지 실시한다. 목표 온도는 절연성 필름(20)의 성능에 따라 설정할 수 있다. 절연성 필름(20)이 연화점을 가지는 경우에는 목표 온도를 연화점으로 할 수 있다. 특별히 한정되지 않지만, 액정 폴리머를 절연성 필름(20)으로 이용하는 경우에는, 액정 폴리머의 연화점 근방의 온도를 목표 온도로 하는 것이 바람직하다. 가열된 절연성 필름(20)에 스퍼터링한 경우 쪽이 가열되지 않은 절연성 필름(20)에 스퍼터링한 경우보다도 구리 원자(금속 원자)는 깊은 위치에(절연성 필름(20)의 두께방향을 따르는 위치) 삽입된다. 구리 원자를 가열한 절연성 필름(20)에 깊게 진입시킴(삽입함)으로써, 박막(구리막)의 밀착성을 향상시키는 앵커 효과를 기대할 수 있다. 이 결과, 도전층 적층 필름(100)에서의 박막 및 그 위에 형성되는 도전층의 필링(peeling) 강도를 높일 수 있다.
가열 영역(20H)과 제1 박막을 형성하는 제1 영역(DA1)이 인접하도록, 가열 장치(13)와 제1 스퍼터링 장치(11)를 배치하므로, 절연성 필름(20)이 가열 영역(20H)을 통과할 때까지, 즉 절연성 필름(20)이 제1 성막 공정(DA1)으로 진입할 때까지 절연성 필름(20)을 가열한다. 절연성 필름(20)은, 소정 온도까지 승온된 상태로 제1 성막 공정(DA1)으로 들어간다. 제1 성막 공정(DA1)에서, 타깃으로부터 비상(飛翔)한 구리 원자가, 소정 온도까지 승온된 절연성 필름(20)에 흡착/부착된다.
가열 장치(13)는 반송되는 절연성 필름(20)의 반송면에 대향배치된 면 형상의 적외선 히터이며, 절연성 필름(20)을 비접촉으로 가열한다. 본 실시형태의 가열 장치(13)는 비접촉식 가열 장치이다. 한편, 접촉식 가열 장치를 이용하는 경우에는 성막 범위에 따른 외경(外徑)의 드럼을 준비하고, 드럼 외주면(外周面)에 발열체를 마련하여, 이 드럼에 둘러 감은 절연성 필름(20)을 열전도에 의해 가열한다. 발열체는, 드럼 자체에 니크롬선 등의 발열 부재를 녹여 부어서 형성하거나, 드럼에 증기나 기름 등의 열매를 순환시키는 유로를 형성함으로써 형성할 수 있다. 드럼에 발열체를 녹여서 붓는 경우에는, 전원공급용 슬립 링(slip ring) 등의 로터리 커넥터를 마련할 필요가 있어, 더스트가 발생할 우려가 있다. 발열체를 녹여서 부은 드럼의 표면의 평탄성은 높은 수준인 것이 요구되어, 대규모인 장치가 되는 경향이 있다. 열매를 순환시키는 경우에는, 진공챔버와 대기압 하의 공간 사이를 봉인하는 부품(예를 들면, 자성유체 씰(seal)을 이용할 필요가 있는데, 절연성 필름(20)이 가열될 가능성이 있는 온도(예를 들면 290℃~310℃)까지 내열성을 가지는 씰 부품을 얻는 것은 어렵다. 게다가, 그와 같은 씰 부재(자성유체 씰)를 조달할 수 있다고 해도, 씰 부재를 드럼에 설치할 때에 요구되는 가공 정밀도의 요구 수준은 극히 높다. 상온 하에서 가공 정밀도를 만족시킨 경우이어도 절연성 필름(20)이 가열될 가능성이 있는 온도(예를 들면 290℃~310℃)까지 승온하면, 축과 씰 부재의 열팽창률 차에 의해 끼워맞춤 조건이 변화될 가능성이 있고, 유체를 순환시켰을 때에 씰링 기능을 충분히 발휘시키기 위한 구조는 극히 복잡해진다.
본 실시형태에서는 비접촉식 가열 장치(13)를 이용하므로 가열 장치의 구조를 단순하게 할 수 있다. 그 결과, 성막 시스템(1)의 챔버를 소형화할 수 있음과 함께, 진공 펌프를 소규모로 할 수 있어, 도전층 적층 필름의 제조 방법에 따른 비용을 저감할 수 있다.
또한, 가열 장치(13)는 평면의 발열체를 구비하고, 발열체의 면이 절연성 필름(20)의 반송면과 평행해지도록 배치함으로써, 절연성 필름(20)을 직접 가열할 수 있다. 가열 장치(13)의 발열체에서 발한 열은, 다른 부재나 부품에 전해지지 않고 절연성 필름(20)에 직접 전도되므로, 효율적으로 절연성 필름(20)을 가열하여 시간을 단축할 수 있다.
한편, 도시는 생략했으나, 재료(절연성 필름(20), 박막(50))나 부재(차폐판(14))가 과열된 경우에 그 온도를 내리기 위한 수냉판을 적절히 설치하여 가동시켜도 된다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링 장치(10)는 성막 공정에 배치되고, 가열된 절연성 필름(20)의 양면에 박막을 형성한다. 스퍼터링 장치(10)는 절연성 필름(20)의 한쪽 면 측에 배치된 제1 스퍼터링 장치(11)와, 다른 쪽 면 측에 배치된 제2 스퍼터링 장치(12)를 구비한다. 제1 스퍼터링 장치(11) 및 제2 스퍼터링 장치(12)는 절연성 필름(20)을 사이에 두고 마주 보도록 배치된다. 제1 스퍼터링 장치(11)는 제2 스퍼터링 장치(12)보다도 상류 측에 배치된다.
본 실시형태의 스퍼터링 장치(10)는, 구리를 타깃으로 하여 절연성 필름(20)의 표면에 두께가 0.01[㎛]~2[㎛]인 구리 박막을 형성한다. 박막의 타깃의 조성이나 타깃의 조합에 대해서는 출원 시에 알려진 수법을 적절히 이용한다. 특별히 한정되지 않지만, 사용하는 스퍼터링 장치(10)의 도달 진공도는 1×10-1[㎩] 이하, 스퍼터링 가스압은 0.1[㎩]~5.0[㎩]로 하고, 성막 파워(투입 전력)는 4[kw]~8[kw])로 한다. 스퍼터링 장치(10)의 가동 조건은 타깃 재료, 박막의 두께, 절연성 필름(20)의 재질, 사이즈 등에 따라 적절히 설정한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 스퍼터링 장치(11)는, 절연성 필름(20)의 제1 면(20A) 측의 제1 성막 영역(A)에 배치되고, 절연성 필름(20)의 제1 면(20A)에 대향하도록 평판(平板) 형상의 타깃(TG11)을 구비한다. 제2 스퍼터링 장치(12)는, 절연성 필름(20)의 제2 면(20B) 측의 제2 성막 영역(B)에 배치되고, 절연성 필름(20)의 제2 면(20B)에 대향하도록 평판 형상의 타깃(TG12)을 구비한다. 타깃(TG11, TG12)은 모두 구리의 벌크이다. 본 실시형태에서는 구리뿐인 박막을 형성한다. 박리 강도를 향상시킬 목적으로 니켈을 사용할 필요가 없으므로, 니켈의 자성에 의한 전송 특성에 대한 영향을 배제하면서, 박리 강도가 높은 도전층 적층 필름(100)을 제작할 수 있다.
제1 스퍼터링 장치(11)는, 반송방향(RT)을 따라 제2 스퍼터링 장치(12)보다도 상류 측(권출 롤러(21) 측)에 배치된다. 제1 스퍼터링 장치(11)는 제1 성막처리 공정을 실행하고, 제2 스퍼터링 장치(12)는 제2 성막처리 공정을 실행한다. 제2 성막처리 공정은 제1 성막처리 공정과 동시에 실행된다. 제2 성막처리 공정이 실행되고 있을 때에는 제1 성막처리 공정도 실행되고 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 스퍼터링 장치(11)는 반송방향의 상류 측의 제1 위치(Po1S)로부터 하류 측의 위치(Po1E)에서, 가열된 절연성 필름(20)의 제1 면(20A)의 제1 영역(DA1)에 도전성의 제1 박막(50A)을 형성한다. 제2 스퍼터링 장치(12)는, 제1 위치(Po1S)보다도 하류 측의 제2 위치(Po2S)로부터 더 하류 측의 위치(Po2E)에서, 가열된 절연성 필름(20)의 제2 면(20B)의 제2 영역(DA2)에 도전성의 제2 박막(50B)을 형성한다. 제1 영역(DA1)은, 제1 차폐판(14A1)의 하류 측 단부(端部)의 위치(P11S)와, 제1 차폐판(14A2)의 상류 측 단부의 위치(P11E)로 규정된 개구부이다. 제1 차폐판(14A1, 14A2)은 타깃(TG11)으로부터의 구리 원자의 비상을 차단한다. 제2 영역(DA2)은, 제2 차폐판(14B1)의 하류 측 단부의 위치(P12S)와, 제2 차폐판(14B2)의 상류 측 단부의 위치(P12E)로 규정된 개구부이다. 제2 차폐판(14B1, 14B2)은 타깃(TG12)으로부터의 구리 원자의 비상을 차단한다.
제1 스퍼터링 장치(11)가 제1 박막(50A)을 형성하는 제1 영역(DA1)의 상류단인 제1 위치(Po1S)에 대하여, 제2 스퍼터링 장치(12)가 제2 박막(50B)을 형성하는 제2 영역(DA2)의 상류단인 제2 위치(Po2S)는, 제1 위치(Po1S)에서의 반송방향(RT)으로 소정 거리(LG)만큼 공정의 하류 측에 시프트시킨 위치이다.
제1 위치(Po1S)는, 제1 스퍼터링 장치(11)의 배치 위치 또는 이 배치 위치에 기초하여 정의된 위치로 하고, 제2 위치(Po2S)는, 제2 스퍼터링 장치(12)의 배치 위치 또는 이 배치 위치에 기초하여 정의된 위치로 해도 된다. 제1 위치(Po1S)는, 제1 스퍼터링 장치(11)의 타깃(TG11)의 배치 위치 또는 이 배치 위치에 기초하여 정의된 위치로 하고, 제2 위치(Po2S)는, 제2 스퍼터링 장치(12)의 타깃(TG12)의 배치 위치 또는 이 배치 위치에 기초하여 정의된 위치로 해도 된다. 제1 위치(Po1S)는, 제1 스퍼터링 장치(11)의 제1 박막(50A)이 형성되는 제1 영역(DA1)의 위치 또는 이 위치에 기초하여 정의된 위치로 하고, 제2 위치(Po2S)는, 제2 스퍼터링 장치(12)의 제2 박막(50B)이 형성되는 제2 영역(DA2)의 위치 또는 이 위치에 기초하여 정의된 위치로 해도 된다.
제1 위치(Po1S)와 제2 위치(Po2S)는, 반송방향(RT)을 따라 소정 거리로 이격시켜 배치된다. 본 실시형태에서는, 절연성 필름(20)의 제1 면(20A)에서 제1 박막의 형성 처리가 실행되는 제1 성막 공정(DA1)의 위치와, 제2 면(20B)에서 제2 박막의 형성 처리가 실행되는 제2 성막 공정(DA2)의 위치를 반송방향(RT)을 따라 시프트시킨다. 시프트시키는 방향은 공정의 상류 측 또는 하류 측 중 어느 쪽이어도 된다.
스퍼터링된 구리 원자가 절연성 필름(20)에 흡수될 때, 구리 원자의 에너지가 절연성 필름(20)으로 전달된다. 그 결과, 절연성 필름(20)의 온도는 상승한다. 절연성 필름(20)을 가열하고 나서 박막을 형성하면, 구리 원자가 보다 깊게 진입하여, 앵커 효과를 얻을 수 있는 것은 앞서 설명했다. 그러나 절연성 필름(20)의 온도가 지나치게 높은 상태, 즉 열부하가 높은 상태로 박막 형성을 하면(구리 원자를 흡수시키면), 형성한 박막에 주름·일그러짐·늘어남·파손이 발생한다. 주름 등이 발생한 박막을 가지는 도전층 적층 필름(100)을 이용하여 프린트 배선판을 제조할 수는 없다. 이와 같이, 성막 시의 절연성 필름(20)의 온도 제어는 도전층 적층 필름(100)의 제조 공정에서의 수율에 큰 영향을 준다.
절연성 필름(20)의 제1 면(20A)에서 제1 박막을 형성하는 제1 성막 공정(제1 영역)(DA1)의 위치와, 이면 측의 제2 면(20B)에서 제2 박막을 형성하는 제2 성막 공정(제2 영역)(DA2)의 위치를 반송방향(RT)을 따라 시프트시키지 않는, 즉, 양면에서 동시에 박막을 형성하는 경우에는 절연성 필름(20)에 주어지는 에너지가 과대해져, 절연성 필름(20)에 가해지는 열부하가 과잉이 된다. 그 결과, 절연성 필름(20)에 형성한 박막에 주름·일그러짐·늘어남·파손이 발생한다.
본 실시형태에서는, 절연성 필름(20)의 제1 면(20A)에서 제1 박막을 형성하는 제1 성막 공정(제1 영역)(DA1)의 위치와, 이면 측의 제2 면(20B)에서 제2 박막을 형성하는 제2 성막 공정(제2 영역)(DA2)의 위치를, 반송방향(RT)을 따라 소정 거리 시프트시킨다. 즉, 절연성 필름(20)의 동일한 위치(도면 중 Z-X 좌표의 위치)에서, 제1 면(20A)에 제1 박막(50A)을 형성하는 제1 성막 공정(DA1)이 실행되는 타이밍과, 제2 면(20B)에 제2 박막(50B)을 형성하는 제2 성막 공정(DA2)이 실행되는 타이밍에 시간차를 둔다. 절연성 필름(20)의 위치(도면 중 Z-X 좌표의 위치)를 어긋나게 하여, 즉, 반송되는 절연성 필름(20)에 대한 하나의 처리 공정에 있어서, 표면의 성막 타이밍과 이면의 성막 타이밍을 어긋나게 하여, 그 양면에 성막함으로써 절연성 필름(20)에 주어지는 에너지를 제어할 수 있으므로, 절연성 필름(20)의 열부하를 저감할 수 있다.
롤투롤로 반송되는 절연성 필름(20)의 양면에서 구리 원자를 부착시키는 경우에, 절연성 필름(20)의 동일한 위치(도면 중 Z-X 좌표의 위치)의 표리에서 박막을 형성(스퍼터링)하면, 구리 원자의 흡착에 의해 절연성 필름(20)이 과잉으로 가열되어, 박막에 주름·일그러짐·늘어남·파손을 발생시키는 일이 있다. 본 실시형태에서는, 제1 성막 공정이 실시되는 제1 영역(DA1)의 위치와 제2 성막 공정이 실시되는 제2 영역(DA2)의 위치를 시프트시킴으로써, 절연성 필름(20)이 과열되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 주름·일그러짐·늘어남·파손이 없는 박막을 형성할 수 있다.
제1 성막 공정(DA1)과 제2 성막 공정(DA2)을 절연성 필름(20)의 표리의 다른 위치(Z-X 좌표의 위치)에서 동시에(하나의 공정에서) 실시함으로써, 제조 공정 및 제조 설비를 간소화하여 제조 비용을 저감시킬 수 있다. 또한, 하나의 반송 중에 표리에 박막을 형성할 수 있으므로, 작업성 및 유지관리성이 뛰어난 제조방법을 제공할 수 있다.
또한, 제1 면(20A)에서 제1 박막을 형성할 때에(스퍼터링할 때에) 절연성 필름(20)에 주어지는 에너지는, 제2 면(20B)에서 제2 박막을 형성할 때의 절연성 필름(20)의 온도 유지에 공헌한다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 반송방향(RT)을 따라 반송되는 절연성 필름(20)은 가열 장치(13)에 의해 가열되고, 제1 성막 공정(DA1)으로 진행된다. 제1 성막 공정(DA1)에서, 구리 원자(E11)가 절연성 필름(20)에 흡착되고, 에너지(+EG)가 절연성 필름(20)에 주어진다. 반송에 따라 절연성 필름(20)으로부터 복사열(-EG)이 방열되는데, 제1 박막(50A)은 이 방열을 억제한다.
가열한 절연성 필름(20)은 방사 냉각에 의해 그 온도는 저하된다. 절연성 필름(20)의 온도 변화를 경시적으로 검증한 바, 온도가 높을수록 냉각 속도는 빠른 것을 알 수 있었다. 가열 장치(13)에 의해 가열한 절연성 필름(20)의 온도는 급격하게 저하될 것이 예측된다. 가열 영역(20H)과 제1 영역(DA1)은 인접하므로, 제1 박막을 형성하는 제1 성막 공정(DA1)에서의 절연성 필름(20)의 온도는 유지된다. 제1 박막의 형성 시에 절연성 필름(20)에 주어진 열이 방열분을 보충하므로, 반송되어 제2 성막 공정(DA2)으로 향할 때까지 절연성 필름(20)의 온도는 유지된다. 제2 성막 공정(DA2)에서도, 구리 원자는 절연성 필름(20)에 깊게 진입하여, 제2 면(20B)(이면)에서도 앵커 효과를 얻을 수 있다.
도 2로 되돌아가, 특별히 한정되지 않지만, 제1 위치(Po1S)와 제2 위치(Po2S) 사이의 소정 거리(LG)는 100[㎜] 이상, 400[㎜] 이하로 하는 것이 바람직하다. 150[㎜] 이상 300[㎜] 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 180[㎜] 이상 250[㎜] 이하로 하는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는 소정 거리를 200[㎜]로 한다.
이 소정 거리는, 반송되는 절연성 필름(20)의 소정 위치가 제1 위치(Po1S)로부터 제2 위치(Po2S)까지의 이동 시간에 기초하여 정의할 수 있다. 예를 들면, 도 2에 나타내는 예에서, 소정 거리(LG)가 200[㎜]이고, 제1 위치(Po1S)로부터 위치(Po1E)까지의 제1 영역(DA1)의 거리(LG1)가 90[㎜]이며, 제1 위치(Po1E)로부터 제2 위치(Po2S)까지의 차폐판(14A2)의 길이(LG2)가 110[㎜]라고 가정한다. 절연성 필름(20)의 반송 속도가 0.5[m/min]라고 하면, 제1 위치(Po1S)로부터 위치(Po1E)까지의 제1 영역(DA1)에서의 제1 성막처리의 시간, 즉 스퍼터링 처리(제1 성막 공정(DA1))에 의해 가열되는 시간은 10.8초이다. 한편, 차폐판(14A2)에 의해 스퍼터링이 되지 않는 영역을 통과하는 시간, 즉 방열하는 시간은 13.2초이다.
절연성 필름(20)의 온도 저하는 빨라, 280℃로 가열해도 단시간에 80℃ 정도까지 온도가 내려간다. 이 때문에, 절연성 필름(20)의 양면에서 동시에 성막처리를 하고, 스퍼터링에 의한 열량으로 절연성 필름(20)의 온도를 고온으로 하는 것도 생각할 수 있다. 그러나 절연성 필름(20)의 양면에서 동시에 성막하면 절연성 필름(20)에 주어지는 열부하가 과대해져, 박막에 주름·일그러짐·늘어남·파손을 일으켜 프린트 배선판의 기재로 이용할 수 없다.
본 실시형태에서는, 제1 성막처리가 실시되는 제1 영역(DA1)의 위치와 제2 성막처리가 실시되는 제2 영역(DA2)의 위치를 소정 거리(LG)만큼 시프트시킴과 함께, 그동안에, 차폐판(14A2, 14B1)을 마련하여, 제1 위치(Po1E)로부터 제2 위치(Po2S)까지의 스퍼터링이 되지 않는 영역을 마련함으로써, 절연성 필름(20)에 주어지는 열량과 절연성 필름(20)으로부터 빼앗기는 열량의 수지(收支)를 제어한다. 본 예에서는 13.2초간 절연성 필름(20)으로부터 빼앗기는 열량과 10.8초간 주어지는 열량의 밸런스(수지)를 고려함으로써, 소정 거리(LG)를 산출할 수 있다.
제1 박막(50A)이 형성되는 제1 영역(DA1)과 제2 박막(50B)이 형성되는 제2 영역(DA2)은 면 평행이다. 제1 영역(DA1)과 제2 영역(DA2)은 반송되는 절연성 필름(20)의 면과 면 평행이다.
스퍼터링 장치(10)에서, 타깃(TG11, TG12)으로부터 방출된 구리 원자는, 거의 직진하여 절연성 필름(20)의 주면에 도달한다. 배치된 타깃(TG11, TG12)의 성막가능 영역의 반송방향을 따르는 폭은 150[㎜]~200[㎜] 정도이다. 본 실시형태의 타깃(TG11, TG12)의 성막가능 영역의 반송방향을 따르는 폭은 180[㎜]이다.
본 실시형태의 스퍼터링 장치(10)의 내부에는 차폐판(14A1, 14A2, 14B1, 14B2)이 마련된다. 이들 차폐판(14A1, 14A2, 14B1, 14B2)은 스퍼터링된 구리 원자의 비상을 차단한다. 차폐판(14A1, 14A2, 14B1, 14B2)은 성막가능 영역을 제한한다. 절연성 필름(20)의 제1 면(20A) 측의 제1 영역(DA1)은, 제1 성막 영역(A)에 배치된 차폐판(14A1)의 단부(PDA1)와, 차폐판(14A2)의 단부(PDA1')에 의해 제한된 개구 영역에 대응한다. 제2 면 측의 제2 영역(DA2)은, 제2 성막 영역(B)에 배치된 차폐판(14B1)의 단부(PDA2)와, 차폐판(14B2)의 단부(PDA2')에 의해 제한된 개구 영역에 대응한다.
제2 성막 영역(B)에 차폐판(14B1)을 마련함으로써, 제1 성막 공정(DA1)의 범위(제1 영역(DA1)의 범위)와 제2 성막 공정(DA2)의 범위(제2 영역(DA2)의 범위) 사이에 소정 거리의 간격을 둘 수 있다. 즉, 절연성 필름(20)이 있는 위치: 도면 중 Z-X 좌표에서, 제1 면(20A)에 제1 박막(50A)을 형성하는 제1 성막 공정(DA1)이 실행되는 타이밍과, 제2 면(20B)에 제2 박막(50B)을 형성하는 제2 성막 공정(DA2)이 실행되는 타이밍에 시간차를 둘 수 있다. 이로써, 절연성 필름(20)의 동일한 위치(도면 중 Z-X 좌표의 위치)의 표리에서 동시에 성막되지 않는다(스퍼터링되지 않는다).
제1 성막 영역(A)에 차폐판(14A1 및 14A2)을 배치함으로써, 제1 성막 공정(DA1)의 범위(제1 영역(DA1)의 범위)를 성막가능 영역보다도 좁게 제한할 수 있으(반송방향을 따르는 폭을 작게 할 수 있으)므로, 성막에 의해 절연성 필름(20)에 열부하를 주지 않도록 할 수 있다. 열부하를 저감시킴으로써, 박막의 주름·일그러짐·늘어남·파손의 발생을 방지할 수 있다. 마찬가지로, 제2 성막 영역(B)에 차폐판(14B1 및 14B2)을 배치함으로써, 제2 성막 공정(DA2)의 범위(제2 영역(DA2)의 범위)를 성막가능 영역보다도 좁게 제한할 수 있으(반송방향을 따르는 폭을 좁게 할 수 있으)므로, 성막에 의해 절연성 필름(20)에 열부하를 주지 않도록 할 수 있다. 열부하를 저감시킴으로써, 제2 면(20B)에서도 박막의 주름 등의 발생을 방지할 수 있다.
제1 박막의 형성 처리가 실시되는 제1 성막 공정(제1 영역)(DA1)의 반송방향(RT)을 따르는 제1 폭(DA1)은, 제2 박막의 형성 처리가 실시되는 제2 성막 공정(제2 영역)(DA2)의 반송방향(RT)을 따르는 제2 폭(DA2)보다도 넓은 것이 바람직하다.
절연성 필름(20)에 주어지는 "성막에 의한 열부하"의 주요원인이 되는 열은 이하의 2가지를 생각할 수 있다.
(1) 충돌하는 구리 입자(구리 원자)의 운동 에너지가 절연성 필름(20)(액정 폴리머)의 표면에서 제로가 되어, 열 에너지로 변환될 때에 생기는 열,
(2) 플라스마(고온)에 의한 복사열이다.
성막처리를 실시하기 위해서는 성막에 따른 가열(상기 (1))을 피할 수 없다. 절연성 필름(20)에 대한 열부하를 저감시키기 위해서는 플라스마(고온)에 의한 복사열(상기 (2))의 영향을 저감시키는 것이 효과적이다.
제2 영역(DA2)에서 성막처리가 이루어지면, 절연성 필름(20)은 고온이라 방열량이 커지겠지만, 열방사율이 낮은 구리로 코팅되어 있기 때문에, 구리막이 형성되어 있지 않은 제1 영역(DA1)에서의 절연성 필름(20)보다도 방열하기 어렵다. 열방사율이 낮다는 것은 복사열에 의한 가열 효율도 낮다고 할 수 있으므로, 상기 (2)의 복사열에 의한 가열 효율도 낮아지는데, 제2 영역(DA2)에서의 열 수지에서는 "방사열에 의해 빼앗기는 열량＜복사열에 의해 주어지는 열량"이라는 관계가 된다고 생각할 수 있다.
본 실시형태에서는, 제2 영역(DA2)의 길이를 제1 영역(DA1)의 길이보다도 짧게 하여(DA1＞DA2), 차폐판(14B1, 14B2)에 의해 복사열에 의한 가열을 억제하여, 제2 성막처리의 온도 환경을 적절하게 할 수 있다. 이 결과, 제2 영역(DA2)에서 목표 막 두께의 박막을 높은 박리 강도로 형성함과 함께, 절연성 필름(20)에 과잉의 열부하를 주지 않도록 할 수 있다. 이로써, 주름·일그러짐·늘어남·파손이 없는 박막을 구비한 도전층 적층 필름(100)을 제작할 수 있다.
발명자는 제1 영역(DA1)의 길이 및 제2 영역(DA2)의 길이를 구체적으로 탐구했다. 제1 영역(DA1)과 제2 영역(DA2) 사이의 소정 거리(LG)를 180~220[㎜]로 설정한 경우에는, 제1 영역(DA1)의 길이는 80~100[㎜]이고 제2 영역(DA2)의 길이는 40~60[㎜]일 때에, 주름·일그러짐·늘어남·파손이 없는 박막을 구비한 도전층 적층 필름(100)을 제작할 수 있는 것을 알 수 있었다. 소정 거리(LG)를 180~220[㎜]로 설정한 경우에는, 제1 영역(DA1)의 길이는 80~100[㎜]이고 제2 영역(DA2)의 길이는 40~60[㎜]로 할 때에, 주름 등이 없는 박막을 구비한 도전층 적층 필름(100)을 제작할 수 있는 것을 알 수 있었다. 소정 거리(LG)를 200[㎜]로 설정한 경우에는, 제1 영역(DA1)의 길이는 90[㎜]이고 제2 영역(DA2)의 길이는 50[㎜]로 할 때에, 주름 등이 없는 박막을 구비한 도전층 적층 필름(100)을 제작할 수 있는 것을 알 수 있었다.
반송되는 절연성 필름(20)의 온도에 착안하면, 상류 측의 가열 장치(13)로 가열되고, 제1 성막 공정(DA1)에서 제1 면(20A)의 제1 영역(DA1)에 제1 박막(50A)의 성막에 따라 가열된다. 제1 성막 공정(DA1)의 통과 후, 절연성 필름(20)으로부터의 방열은 있긴 하지만, 형성된 제1 박막(50A)이 방열량을 저감시킨다. 제1 박막(50A)이 성막되면, 절연성 필름(20)의 방열 속도는 거의 반감된다. 제1 박막(50A)의 형성 후, 절연성 필름(20)의 방열에 의한 온도 저하의 속도는 억제되어, 온도가 급격하게 저하되지 않고 제2 성막 공정(DA2)으로 옮겨져 제2 박막(50B)의 성막이 실시된다.
본 실시형태에서는, 제1 성막처리가 실시되는 제1 영역(DA1)의 위치와 제2 성막처리가 실시되는 제2 영역(DA2)의 위치의 소정 거리(LG)를 200[㎜]로 했을 때에, 제2 영역(DA2)의 반송방향(RT)을 따르는 제2 폭(DA2)을 50[㎜]로 하고, 제1 영역(DA1)의 반송방향(RT)을 따르는 제1 폭(DA1)을 90[㎜]로 한다(DA1＞DA2). 본 예를 분석한 바, 이하의 정보를 얻을 수 있었다.
권출 장치(RM1) 및 권취 장치(RM3)에 의해 반송된 절연성 필름(20)은 1차 정지한다. 제1 스퍼터링 장치(11)는 절연성 필름(20)의 제1 영역(DA1)에 제1 성막처리를 실시한다. 성막 파워를 6[㎾]로 하고 10초간 성막하면, 절연성 필름(20)은 가열되어, +163℃의 승온이 확인되었다. 성막에 의한 가열 효과와 방열에 의한 냉각 효과의 밸런스가 알맞아, 제2 영역(DA2)에서의 절연성 필름(20)의 온도는 저하되지 않고 적온으로 유지되었다. 이 때문에, 절연성 필름(20)의 제1 면(20A) 및 제2 면(20B)의 양쪽에 원하는 막 두께의 도전층(박막)을, 주름·일그러짐·늘어남·파손이 생기는 일 없이 형성할 수 있었다.
이때, 넓은 범위에서 제2 박막(50B)을 성막하면, 성막에 따른 열이 절연성 필름(20)의 온도를 과잉으로 상승시킬 우려가 있다. 또한, 제2 성막 공정(DA2) 후에는, 성막 공정은 없으므로 가열할 필요성은 없어, 절연성 필름(20)의 온도는 신속하게 저하시키는 것이 바람직하다. 이 때문에, 본 실시형태에서는 제2 성막 공정(제2 영역)(DA2)의 반송방향(RT)을 따르는 제2 폭(DA2)을, 제1 성막 공정(제1 영역)(DA1)의 반송방향(RT)을 따르는 제1 폭(DA1)보다도 좁게 설정한다. 이로써, 제2 성막 공정(DA2)에서의 성막 시간을 짧게 하여, 스퍼터링 처리에 의해 절연성 필름(20)에 주어지는 열부하를 저감시킨다. 이 결과, 제1 성막 공정(DA1) 및 제2 성막 공정(DA2)을 거쳐 형성된 박막에 주름·일그러짐·늘어남·파손이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
특별히 한정되지 않지만, 제1 성막 공정(제1 영역)(DA1)의 반송방향(RT)을 따르는 제1 폭(DA1)은 80[㎜]~120[㎜]로 할 수 있다. 바람직하게는, 제1 폭(DA1)은 90[㎜]~100[㎜]로 할 수 있다. 제2 성막 공정(제2 영역)(DA2)의 반송방향(RT)을 따르는 제2 폭(DA2)은 30[㎜]~70[㎜]로 할 수 있다. 바람직하게는, 제1 폭(DA1)은 40[㎜]~60[㎜]로 할 수 있다. 본 예에서는 제1 폭(DA1)을 90[㎜]로 하고, 제2 폭(DA2)을 50[㎜]로 했다.
도 4a 및 도 4b에 기초하여 차폐판(14)의 기능에 대해 설명한다. 도 4a는 차폐판(14)을 마련하지 않은 경우의 박막의 형성 수법을 나타내고, 도 4b는 차폐판(14)을 마련한 경우에 박막의 형성 수법을 나타낸다.
도 4a 및 도 4b에서, 스퍼터링 장치(10)의 상부에 나타내는 그래프는 반송방향 위치(X)에서의 성막 레이트(P) 또는 성막에 의한 발생 열량(Q)을 나타낸다. 덧붙여, 성막 레이트(P)가 높다는 것은 절연성 필름(20)에 흡착되는 구리 원자의 수가 많다는 것이며, 흡착되는 구리 원자가 많으면 발생 열량(Q)도 커진다.
도 4a 및 도 4b에 나타내는 스퍼터링 장치(10)에서는 아킹(arcing) 방지 및 막 두께 분포 조정을 위해 프레임판(15A1, 15A2)이 마련된다. 프레임판(15A1, 15A2)만 마련된 경우에는 넓은 범위의 성막 레이트(P)로 제1 박막(50A)이 형성된다. 넓은 범위의 성막 레이트(P)로 제1 박막(50A)을 형성하면 성막에 의한 발생 열량(Q)은 상대적으로 낮아진다. 게다가, 절연성 필름(20)의 제2 면(20B)으로부터는 방열된다(도면 중 부호 HTB로 나타냄). 이 때문에, 제2 박막(50B)을 형성할 때의 절연성 필름(20)의 온도는 목표 온도보다도 낮은 온도가 될 가능성이 있다. 이 경우에는, 구리 원자는 얕은 위치까지밖에 도달할 수 없고, 앵커 효과를 기대할 수 없어 박리 강도가 낮아질 가능성이 있다.
본 실시형태에서는, 제1 성막처리가 실시되는 제1 영역(DA1)의 상류 측의 위치(PDA1)가, 성막 레이트(P)가 소정 값 이상인 위치가 되도록 차폐판(14A1)을 배치한다. 성막 레이트(P)가 소정 값 이상이 될 때까지 구리 원자의 비상을 차폐판(14A1)이 차단하므로, 높은 성막 레이트(P) 및 높은 발생 열량(Q)을 유지할 수 있다. 그 결과, 두께가 안정된 제1 박막(50A)을 형성할 수 있다. 충분한 발생 열량(Q)을 절연성 필름(20)에 줄 수 있으므로, 절연성 필름(20)의 온도를 유지할 수 있다.
마찬가지로, 제2 성막처리가 실시되는 제2 영역(DA2)의 상류 측의 위치(PDA2)가, 성막 레이트(P)가 소정 값 이상인 위치가 되도록 차폐판(14B1)을 배치한다. 성막 레이트(P)가 소정 값 이상이 될 때까지 구리 원자의 비상을 차폐판(14B1)이 차단하므로, 높은 성막 레이트(P) 및 높은 발생 열량(Q)을 유지할 수 있다.
절연성 필름(20)의 온도를 목표 온도 근방(절연성 필름(20)이 액정 폴리머인 경우에는 연화점 근방)으로 유지하여 제2 성막처리를 실시하므로, 구리 원자는 절연성 필름(20)의 상대적으로 깊은 위치까지 도달할 수 있기 때문에, 앵커 효과에 의해 도전층 적층 필름에서의 박막 및 도전층의 박리 강도를 높일 수 있다.
또한, 본 실시형태에서의 금속 원자는 구리 원자이며, 그 밖의 원자를 포함하지 않는다. 니켈 합금에 의한 하부를 형성하고 나서 구리 박막을 형성하면, 구리 박막에 기초하는 도전층의 박리 강도를 높게 할 수 있는 것이 알려져 있는데, 절연성 필름(20)과 도전층 사이에 니켈과 같은 자성체가 존재하면 전송 특성을 악화시킨다. 본 실시형태는, 니켈을 스퍼터링하지 않아도 높은 박리 강도를 실현할 수 있으므로, 전송 특성에 대한 영향을 배제하면서 도전층 적층 필름(100)의 도전층의 박리 강도를 향상시키는 제조 방법을 제공한다.
절연성 필름(20)의 제1 면(20A)에 제1 박막(50A)이 형성되고, 다른 쪽의 제2 면(20B)에 제2 박막(50B)이 형성된 도전층 적층 필름(100)은, 22a~22d의 권취용 가이드 롤러를 사이에 두고 권취 롤러(22)에 권취된다.
그 후, 전해 구리 도금법에 의해 구리 도금을 입힌다. 전(前)처리액을 이용하여 구리 도금 표면의 산화물을 제거한 후, 레지스트(감광성 재료)를 도포한다. 레지스트는, 광이 조사된 부분을 현상액에 가용해화(可溶解化)시켜서 광이 조사되지 않은 부분을 남기는 포지티브형 레지스트를 이용해도 되고, 광이 조사된 부분을 현상액에 불용화(不溶化)시켜서 광이 조사된 부분을 남기는 네거티브형 레지스트를 이용해도 된다. 레지스트가 형성된 절연성 필름(20) 상에, 원하는 회로에 따라 제작된 포토마스크를 세팅하여 노광 처리를 실시한다. 사용한 레지스트에 따라 PEB(Post Exposure Bake)로서의 열처리를 실시하고, 현상을 실시한다. 염화제2철, 염화제2구리, 과산화수소수, 또는 알칼리 에천트(etchant)액을 사용하여 에칭 처리를 실시하고, 원하는 회로에 대응하는 구리 도금만을 남겨, 전해 구리 도금을 실시함으로써 회로 형성을 실시한다. 필요에 따라, 접점, 스루홀(through-hole)에 금 도금을 입힌다. 금 도금 형성을 위해 재차 레지스트막 형성, 포토마스크의 세팅, 레지스트 현상 등의 일련의 포토리소그래피 기술의 각 공정을 실행하고, 금 도금 부분을 남기는 에칭 처리를 실시한다. 한편, 에칭 처리에 사용하는 에천트, 수법은 특별히 한정되지 않고, 일반적으로 사용되는 재료, 수법을 이용할 수 있다.
<실시예>
본　제조 방법에 의해 얻어진 도전층 적층 필름(100)에 대해 필링 시험을 실시했다.
(1) 본 실시예에서는 하기 조건에 의해 도전층 적층 필름(100)의 시험편 3개를 준비했다.
시험편: 폭 20[㎜], 길이 55[㎜]의 절연성 필름(20)의 한쪽 주면에 폭 5[㎜], 길이 55[㎜]의 도전층을 형성한 것을 시험편으로 했다.
절연성 필름(20): 가부시키가이샤 쿠라레 제품 벡스타 CTZ100, 두께는 100[㎛] 반송 폭(도면 중 Z방향): 250[㎜]
반송 속도: 0.5[m/min]
가열 장치(13)의 설정 온도: 340℃
도전층: 스퍼터링층을 형성하고 나서 도금층을 형성함으로써 제작한다.
(A) 스퍼터링층: 양면에 스퍼터링 처리를 하여 스퍼터링층을 형성
타깃: 구리(만)
한쪽 주면에 스퍼터링층을 형성할 때의 성막 파워(제1 스퍼터링 장치): 6[㎾]
다른 쪽 주면에 스퍼터링층을 형성할 때의 성막 파워(제2 스퍼터링 장치): 6[㎾]
DA1의 개구 폭(제1 폭): 90[㎜]
DA2의 개구 폭(제2 폭): 50[㎜]
(B) 도금층: 한쪽 주면 측(편면(片面)만)의 스퍼터링층을 시드층으로 하여 황산구리 도금액을 사용한 전해 도금에 의해 형성, 도전층의 두께는 12[㎛]이다.
전해 도금액으로는, 황산구리가 160[g/ℓ], 황산이 160[g/ℓ] 외에 염소나 첨가제를 포함한다.
스퍼터링 처리에 있어서 다른 쪽 주면 측에 형성된 스퍼터링층은 에칭 처리에 의해 제거한다.
이상으로써, 절연성 필름(20)의 양 주면 스퍼터링층의 형성 처리가 실시되고, 한쪽 주면에만 도전층이 형성된 시험편을 얻었다.
(2) 본 제조 방법에 의해 제작한 도전층 적층 필름(100)의 시험편에 대해 상기 필링 시험을 실행했다. 필링 시험은 JIS-C6471을 참고로 실시했다. JIS-C6471은 도전층과 절연성 기재의 밀착력을 시험하는 것이다. 시험편은, 폭 20[㎜], 길이 55[㎜]의 기재(절연성 기재)에 폭 3[㎜], 길이 55[㎜]의 도전층을 형성하고, 도전층의 일단(一端)을 잡아 당겨 시험기에 고정하여, 수평상태의 기재에 대하여 수직이 되도록 도전층을 잡아 당기고, 50[㎜]의 길이에 걸쳐 도전층을 필링할 때의 가중을 계측하여, 도전층과 절연성 기재의 밀착력을 시험한다. 본 실시예에서는 공기순환식 항온조 안에 1시간 수직으로 유지하고, JIS3.1의 표준상태로 20시간에서 28시간 방치한 후, 상기 시험을 실시했다.
본 실시예에서는 아래의 3점에 대해 시험 방법을 변경하여 JIS-C6471의 시험을 실시했다.
(1) JIS-C6471에서는 시험편의 동박 또는 도전층의 폭이 3[㎜]인 것에 반해, 본 실시예의 시험편의 도전층의 폭은 5[㎜]로 했다.
(2) JIS-C6471에서는 가열 처리(가열 공정)의 시간이 1시간인 것에 반해, 본 실시예의 가열 시간은 2시간으로 했다. 덧붙여, 본 실시예의 가열 처리(가열 공정)에서는, 액정 폴리머제의 절연성 필름(20)을 175℃~185℃의 공기순환식 항온조 안에 2시간 수직으로 유지했다.
(3) JIS-C6471에서는 TD(Transverse Direction)방향과 MD(Machine Direction)방향으로 각각 필링하는 것에 반해, 본 실시예에서는 TD방향(시험편의 긴쪽(55㎜)방향)으로 필링했다.
본 실시예의 결과에 있어서, 시험편 3개 중 3개(100%)에서 5[N/㎝] 이상의 필링 강도인 것을 확인할 수 있었다.
한편, 본 실시형태에서는, 상술한 제조 방법으로 얻어진 도전층 적층 필름을 기재로 이용하고, 세미 애디티브법으로 배선을 형성함으로써 프린트 배선판을 제조한다. 세미 애디티브법에 의한 배선의 형성 수법은 출원 시에 알려진 수법을 이용할 수 있다. 물론, 서브트랙티브법에 의해 배선을 형성함으로써 프린트 배선판을 제조해도 된다.
이상 설명한 실시형태는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해 기재된 것이며, 본 발명을 한정하기 위해 기재된 것이 아니다. 따라서, 상기의 실시형태에 개시된 각 요소는 본 발명의 기술적 범위에 속하는 모든 설계 변경이나 균등물도 포함하는 취지이다.
1: 성막 시스템 RM1: 권출 공정, 권출 장치
RM2: 성막 공정, 성막 장치 RM3: 권취 공정, 권취 장치
A: 제1 성막 영역 B: 제2 성막 영역
DA1: 제1 영역, 제1 성막 공정 DA2: 제2 영역, 제2 성막 공정
RT: 반송방향 10: 스퍼터링 장치
11: 제1 스퍼터링 장치 TG11: 제1 타깃
E11: 구리 원자 12: 제2 스퍼터링 장치
TG12: 제2 타깃 E12: 구리 원자
13: 가열 장치 14, 14A1, 14A2: 제1 차폐판
14, 14B1,14B2: 제2 차폐판 15, 15A1, 15A2: 프레임판
20: 절연성 필름 20A: 제1 면
20B: 제2 면 21: 권출 롤러
21a~21e: 권출 가이드 롤러 22: 권취 롤러
22a~22e: 권취용 가이드 롤러 50: 박막
50A: 제1 박막 50B: 제2 박막
100: 도전층 적층 필름

Claims (9)

  1. 양면에 도전층을 구비하는 도전층 적층 필름의 제조 방법으로서,
    롤투롤(roll-to-roll)로 반송되는 절연성 필름을 가열하는 가열 공정과,
    상기 가열된 절연성 필름의 양면에 동시에 박막을 형성하는 성막(成膜) 공정을 포함하고,
    상기 성막 공정은,
    제1 타깃과 상기 절연성 필름의 제1 면 사이에 배치된 제1 차폐판의 개구부에 의해 규정된 제1 영역에서, 상기 절연성 필름의 상기 제1 면에 도전성의 제1 박막을 형성하는 제1 성막 처리와,
    상기 제1 타깃보다도 상기 절연성 필름의 반송방향의 하류 측에 마련된 제2 타깃과, 상기 절연성 필름의 제2 면 사이에 배치된 제2 차폐판의 개구부에 의해 규정된 제2 영역에서, 상기 절연성 필름의 상기 제2 면에 도전성의 제2 박막을 형성하는 제2 성막 처리를 동시에 실행하는 공정이고,
    상기 가열 공정에 마련된 가열 장치는,
    상기 절연성 필름의 주면(主面)에 대하여 수직인 방향으로 본 경우에, 상기 제1 차폐판의 개구부보다도 상기 반송방향의 상류 측에 위치하면서 상기 가열 장치의 적어도 일부가 상기 제1 차폐판과 중복되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 도전층 적층 필름의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 성막 공정에 있어서,
    상기 제1 차폐판은, 상기 절연성 필름의 주면에 대하여 수직인 방향으로 본 경우에, 상기 제1 차폐판의 개구부보다도 하류 측의 적어도 일부와 상기 제2 차폐판이 중복되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 도전층 적층 필름의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 성막 공정에 있어서,
    상기 제2 차폐판은, 상기 절연성 필름의 주면에 대하여 수직인 방향으로 본 경우에, 상기 제2 차폐판의 개구부보다도 상류 측의 적어도 일부와 상기 제1 영역이 중복되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 도전층 적층 필름의 제조 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 성막 공정에 있어서,
    상기 제1 타깃과 상기 제2 타깃은, 상기 절연성 필름의 주면에 대하여 수직인 방향으로 본 경우에, 적어도 일부가 겹치도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 도전층 적층 필름의 제조 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 성막 공정에 있어서,
    상기 제1 타깃과 상기 제1 차폐판 사이에 프레임판이 마련되고,
    상기 프레임판은, 상기 절연성 필름의 주면에 대하여 수직인 방향으로 본 경우에, 상기 제1 차폐판의 일부와 겹치도록 배치되어 있는 도전층 적층 필름의 제조 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 성막 공정에 있어서,
    상기 제1 차폐판의 개구부에 의해 규정된 상기 제1 영역의 상기 반송방향을 따르는 제1 폭은, 상기 제2 차폐판의 개구부에 의해 규정된 상기 제2 영역의 상기 반송방향을 따르는 제2 폭보다도 큰 도전층 적층 필름의 제조 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 절연성 필름은 액정 폴리머이고, 또한 상기 박막은 구리만으로 이루어지는 도전층 적층 필름의 제조 방법.
  8. 양면에 도전층을 구비하는 도전층 적층 필름의 성막 시스템으로서,
    롤투롤로 반송되는 절연성 필름을 가열하는 가열 장치와,
    상기 가열된 절연성 필름의 양면에 동시에 박막을 형성하는 성막 장치를 구비하고,
    상기 성막 장치는, 제1 타깃과 상기 절연성 필름의 제1 면 사이에 배치된 제1 차폐판의 개구부에 의해 규정된 제1 영역에서, 상기 절연성 필름의 상기 제1 면에 도전성의 제1 박막을 형성하는 제1 스퍼터링 장치와, 상기 제1 타깃보다도 상기 절연성 필름의 반송방향의 하류 측에 마련된 제2 타깃과 상기 절연성 필름의 제2 면 사이에 배치된 제2 차폐판의 개구부에 의해 규정된 제2 영역에서, 상기 절연성 필름의 상기 제2 면에 도전성의 제2 박막을 형성하는 제2 스퍼터링 장치를 가지며,
    상기 제1 스퍼터링 장치와 상기 제2 스퍼터링 장치는 동시에 성막 처리를 실행하고,
    상기 가열 장치는, 상기 절연성 필름의 주면에 대하여 수직인 방향으로 본 경우에, 상기 제1 차폐판의 개구부보다도 상기 반송방향의 상류 측에 위치하면서 상기 가열 장치의 적어도 일부가 상기 제1 차폐판과 중복되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 도전층 적층 필름의 성막 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 차폐판의 개구부에 의해 규정된 상기 제1 영역의 상기 반송방향을 따르는 제1 폭은, 상기 제2 차폐판의 개구부에 의해 규정된 상기 제2 영역의 상기 반송방향을 따르는 제2 폭보다도 큰 도전층 적층 필름의 성막 시스템.
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