KR20210079280A - 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 장치와 제조 방법 - Google Patents

금속막이 부착된 수지 필름의 제조 장치와 제조 방법 Download PDF

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스미토모 긴조쿠 고잔 가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 습식 도금법으로 금속 시드층 상에 형성되는 금속막에 핀홀이 잘 발생하지 않는 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 장치와 제조 방법을 제공한다.
(해결 수단) 진공 성막법으로 금속 시드층을 성막한 장척 수지 필름 (601) 이 층 사이에 장척 합지 (603) 를 끼워 넣으면서 권회된 장척 수지 필름 권출 롤 (600) 과, 그 권출 롤 (600) 로부터 권출되는 장척 수지 필름으로부터 장척 합지를 분리하여 권취하는 장척 합지 권취 롤 (602) 과, 장척 합지가 분리된 장척 수지 필름을 반입하고 그 금속 시드층 상에 금속막을 형성하는 습식 도금조 (642 ∼ 645) 와, 금속막이 형성된 장척 수지 필름을 권취하는 장척 수지 필름 권취 롤 (641) 을 구비한 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 장치에 있어서, 장척 합지가 분리된 장척 수지 필름의 금속 시드층 표면을 세정하는 대기압 플라즈마 세정 장치가 상기 권출 롤 (600) 과 습식 도금조의 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

금속막이 부착된 수지 필름의 제조 장치와 제조 방법
본 발명은, 스퍼터링 등의 진공 성막법에 의해 금속 시드층이 성막된 장척 (長尺) 수지 필름의 상기 금속 시드층 상에 습식 도금법에 의해 금속막을 형성하여 얻어지는 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 장치와 제조 방법과 관련되며, 특히, 습식 도금법에 의해 금속 시드층 상에 형성되는 금속막에 핀홀 등의 결함이 잘 발생하지 않는 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 장치와 제조 방법의 개량에 관한 것이다.
액정 패널, 노트북 컴퓨터, 디지털 카메라, 휴대 전화 등에는, 다종류의 플렉시블 배선 기판이 사용되고 있다. 이 플렉시블 배선 기판의 재료에는, 내열성 수지 필름의 편면 혹은 양면에 금속막을 형성한 금속막이 부착된 수지 필름이 사용되고 있으며, 이 금속막이 부착된 수지 필름에 포토리소그래피나 에칭 등의 박막 가공 기술을 적용함으로써 소정의 배선 패턴을 갖는 플렉시블 배선 기판을 얻을 수 있다. 플렉시블 배선 기판의 배선 패턴은 최근 점점 더 미세화, 고밀도화되고 있기 때문에, 금속막이 부착된 수지 필름의 금속막에는 핀홀 등의 결함이 없는 것이 보다 한층 중요해지고 있다.
이런 종류의 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 방법으로서, 금속박을 접착제에 의해 내열성 수지 필름에 첩부 (貼付) 하여 제조하는 방법 (3 층 기판의 제조 방법이라고 칭해진다), 금속박에 내열성 수지 용액을 코팅한 후, 건조시켜 제조하는 방법 (캐스팅법이라고 칭해진다), 진공 성막법에 의해 내열성 수지 필름 상에 금속막을 성막하는 방법, 혹은, 진공 성막법에 의해 내열성 수지 필름 상에 금속 시드층을 성막하고 또한 그 금속 시드층 상에 습식 도금법에 의해 금속막을 형성하여 제조하는 방법 (메탈라이징법이라고 칭해진다) 등이 종래부터 알려져 있다. 또, 메탈라이징법에 있어서의 진공 성막법에는, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 이온 빔 스퍼터링법 등이 있다.
상기 메탈라이징법으로서, 특허문헌 1 에는, 폴리이미드 절연층 상에 크롬을 스퍼터링한 후, 구리를 스퍼터링하여 폴리이미드 절연층 상에 도체층을 형성하는 방법이 개시되어 있다. 또, 특허문헌 2 에는, 구리니켈 합금을 타깃으로 하는 스퍼터링에 의해 형성된 제 1 금속 박막과, 구리를 타깃으로 하는 스퍼터링에 의해 형성된 제 2 금속 박막을, 이 순서로 폴리이미드 필름 상에 적층함으로써 얻어지는 플렉시블 회로 기판용 재료가 개시되어 있다. 또한, 폴리이미드 필름과 같은 내열성 수지 필름 (기판) 에 진공 성막을 실시하는 경우, 스퍼터링 웨브 코터를 사용하는 것이 일반적이다.
최근, 고밀도 배선 기판으로서, 메탈라이징법에 의한 양면 금속막이 부착된 수지 필름이 제조되고 있다. 구체적으로 설명하면, 내열성을 갖는 장척 수지 필름의 양면에 스퍼터링 등의 진공 성막법으로 금속 시드층을 성막하고, 그 금속 시드층 상에 습식 도금법에 의해 금속막을 형성하여 양면 금속막이 부착된 수지 필름이 제조되고 있다. 또한, 금속 시드층은 스퍼터링 웨브 코터 등의 진공 성막 장치를 사용하여 성막되고, 금속막은 습식 도금 장치를 사용하여 형성되기 때문에, 메탈라이징법에 의한 상기 양면 금속막이 부착된 수지 필름은 제조 장치가 상이한 2 단계의 공정을 거쳐 제조되고 있다. 즉, 진공 성막 장치에 의해 금속 시드층이 성막된 장척 수지 필름은, 일단, 진공 성막 장치 내에 있어서 롤상으로 권회된 후, 진공 성막 장치로부터 반출되어 습식 도금 장치의 습식 도금조 내에 반입되고, 장척 수지 필름의 금속 시드층 상에 금속막이 형성되어 있다.
그런데, 진공 성막 장치 내에 있어서의 성막 직후의 금속 시드층은, 그 표면이 산화되지 않고 활성도 높기 때문에, 금속 시드층이 성막된 장척 수지 필름을 진공 성막 장치 내에 있어서 공기의 개재없이 롤상으로 권회한 경우, 금속 시드층끼리가 첩부하는 블로킹 현상을 일으켜, 롤로부터 장척 수지 필름을 권출했을 때에 금속 시드층의 어느 쪽의 면이 국소적으로 떼어내어져 버리는 경우가 있었다. 또한, 편면에 금속 시드층이 성막된 장척 수지 필름에 있어서도, 진공 성막 장치 내에 있어서 공기의 개재없이 롤상으로 장척 수지 필름을 강하게 권회한 경우, 성막 직후의 금속 시드층과 장척 수지 필름의 이면측이 접촉하여 부분적으로 첩부하는 경우가 있었다.
그래서, 이 현상을 회피하기 위해서, 금속 시드층이 성막된 장척 수지 필름을 롤상으로 권회할 때, 장척 수지 필름의 층 사이에 수지 필름 등으로 이루어지는 장척 합지를 끼워 넣으면서 권취하는 방법이 일반적으로 채용되고 있다.
그러나, 금속 시드층이 성막된 장척 수지 필름의 층 사이에 장척 합지를 끼워 넣으면서 권취하는 방법은, 성막 직후의 금속 시드층 표면에 장척 합지가 접촉하게 되기 때문에, 장척 수지 필름을 진공 중에서 강하게 권취한 경우, 장척 합지의 성분 (예를 들어, 수지 필름 성분이나 수지 필름에 포함되는 용제 성분 등) 이 금속 시드층의 표면에 국소적으로 전이해 버리는 경우가 있었다.
그리고, 장척 합지의 성분이 금속 시드층 표면에 국소적으로 전이된 장척 수지 필름을 롤로부터 권출하여 습식 도금을 실시한 경우, 도 5 에 나타내는 바와 같이 금속 시드층 (101) 표면에 전이된 상기 성분 (100) 에 기인하여 금속막에 핀홀 등의 결함을 발생하는 문제가 존재하였다. 이 문제에 대해, 금속 시드층 (101) 표면에 상기 성분 (100) 이 국소적으로 전이된 장척 수지 필름을 롤로부터 권출한 후, 습식 도금조 내에 반입하기 전에 금속 시드층 (101) 표면을 희황산 용액 등으로 산 세정하는 방법이 검토되고 있다. 그러나, 상기 금속 시드층 (101) 표면에 전이한 장척 합지의 성분 (100) 을 희황산 용액 등으로 완전히 제거하는 것은 어려워, 핀홀 등의 발생을 완전히 없애는 것은 곤란하였다.
또한, 상기 장척 수지 필름이 롤로부터 권출될 때, 장척 수지 필름의 층 사이에 끼워 넣어진 장척 합지 (수지 필름 합지) 는 장척 수지 필름으로부터 분리되어, 장척 합지용의 권취 롤에 권취되어 회수되도록 되어 있다.
일본 공개특허공보 평2-98994호 일본 공개특허공보 평6-97616호
본 발명은 이와 같은 문제점에 주목하여 이루어진 것으로, 그 과제로 하는 바는, 진공 성막법에 의해 편면 혹은 양면에 금속 시드층이 성막된 장척 수지 필름을 습식 도금 장치의 습식 도금조 내에 반입하여 금속 시드층 상에 금속막을 형성하는 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 장치와 제조 방법에 있어서, 장척 수지 필름이 습식 도금조 내에 반입되기 직전에 금속 시드층 표면을 대기압 플라즈마 세정하여 금속막에 핀홀 등의 결함이 잘 발생하지 않는 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 장치와 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
즉, 본 발명에 관련된 제 1 발명은,
편면 혹은 양면에 금속 시드층을 성막한 장척 수지 필름이 그 층 사이에 장척 합지를 끼워 넣으면서 권회된 장척 수지 필름 권출 롤과,
그 장척 수지 필름 권출 롤로부터 권출되는 장척 수지 필름으로부터 상기 장척 합지를 분리하여 권취하는 장척 합지 권취 롤과,
상기 장척 합지가 분리된 장척 수지 필름을 반입하여 그 금속 시드층 상에 금속막을 형성하는 습식 도금조와,
상기 금속막이 형성된 장척 수지 필름을 권취하는 장척 수지 필름 권취 롤을 구비한 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 장치에 있어서,
상기 장척 합지가 분리된 장척 수지 필름의 금속 시드층 표면을 세정하는 대기압 플라즈마 세정 장치가, 장척 수지 필름 권출 롤과 습식 도금조의 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 하고,
제 2 발명은,
제 1 발명에 기재된 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 장치에 있어서,
상기 장척 수지 필름의 금속 시드층과 금속막이 Cu 를 주성분으로 하는 것을 특징으로 하고,
제 3 발명은,
제 1 발명에 기재된 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 장치에 있어서,
상기 장척 합지는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리비닐알코올, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌술파이드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 아라미드, 폴리이미드, 트리아세테이트의 단체 혹은 이들을 첩합 (貼合) 한 복합체로 구성되는 것을 특징으로 하고,
또, 제 4 발명은,
제 1 발명에 기재된 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 장치에 있어서,
상기 대기압 플라즈마 세정 장치는, 원격 조작형인 것을 특징으로 하는 것이다.
다음으로, 본 발명에 관련된 제 5 발명은,
편면 혹은 양면에 금속 시드층을 성막한 장척 수지 필름이 그 층 사이에 장척 합지를 끼워 넣으면서 권회된 장척 수지 필름 권출 롤로부터 상기 장척 수지 필름을 권출하는 공정과,
장척 수지 필름 권출 롤로부터 권출된 장척 수지 필름으로부터 상기 장척 합지를 분리하여 장척 합지 권취 롤에 권취하는 공정과,
상기 장척 합지가 분리된 장척 수지 필름을 습식 도금조에 반입하여 그 금속 시드층 상에 금속막을 형성하는 공정과,
상기 금속막이 형성된 장척 수지 필름을 장척 수지 필름 권취 롤에 권취하는 공정을 구비하는 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 방법에 있어서,
상기 장척 합지가 분리된 장척 수지 필름을 습식 도금조에 반입하기 전에, 장척 수지 필름의 금속 시드층 표면을 대기압 플라즈마 세정하는 것을 특징으로 하고,
제 6 발명은,
제 5 발명에 기재된 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 방법에 있어서,
상기 장척 수지 필름의 금속 시드층과 금속막이 Cu 를 주성분으로 하는 것을 특징으로 하고,
제 7 발명은,
제 5 발명에 기재된 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 방법에 있어서,
상기 장척 합지를, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리비닐알코올, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌술파이드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 아라미드, 폴리이미드, 트리아세테이트의 단체 혹은 이들을 첩합한 복합체로 구성하는 것을 특징으로 하고,
또, 제 8 발명은,
제 5 발명에 기재된 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 방법에 있어서,
상기 장척 수지 필름의 금속 시드층 표면을 대기압 플라즈마 세정하는 장치를, 원격 조작형 장치로 구성하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 관련된 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 장치에 의하면,
장척 합지가 분리된 장척 수지 필름의 금속 시드층 표면을 세정하는 대기압 플라즈마 세정 장치가, 장척 수지 필름 권출 롤과 습식 도금조의 사이에 형성되어 있기 때문에, 습식 도금조 내에 장척 수지 필름이 반입되기 전에 금속 시드층 표면으로부터 장척 합지의 전이 성분을 제거하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 습식 도금법으로 형성되는 금속막에 핀홀 등의 결함이 잘 발생하지 않고, 고품질인 금속막이 부착된 수지 필름을 높은 수율로 제조하는 것이 가능해진다.
또, 본 발명에 관련된 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 방법에 의하면,
장척 합지가 분리된 장척 수지 필름을 습식 도금조에 반입하기 전에 장척 수지 필름의 금속 시드층 표면을 대기압 플라즈마 세정하고, 금속 시드층 표면으로부터 장척 합지의 전이 성분이 제거되기 때문에, 금속막에 핀홀 등이 없는 고품질인 금속막이 부착된 수지 필름을 높은 수율로 제조하는 것이 가능해진다.
도 1 은, 장척 수지 필름의 편면에 금속 시드층을 성막하는 스퍼터링 웨브 코터 (진공 성막 장치) 의 구성 설명도.
도 2 는, 장척 수지 필름의 양면에 금속 시드층을 성막하는 스퍼터링 웨브 코터 (진공 성막 장치) 의 구성 설명도.
도 3 은, 장척 수지 필름 권출 롤과 습식 도금조 사이에 대기압 플라즈마 세정 장치가 장착된 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 금속막이 부착된 수지 필름 제조 장치의 구성 설명도.
도 4 는, 장척 수지 필름 권출 롤과 습식 도금조 사이에 대기압 플라즈마 세정 장치가 장착된 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 금속막이 부착된 수지 필름 제조 장치의 구성 설명도.
도 5 는, 장척 수지 필름의 금속 시드층 표면에 전이된 장척 합지의 성분을 나타내는 설명도.
이하, 본 발명의 실시형태에 관련된 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 장치에 대해서 상세하게 설명하고, 또한, 금속 시드층을 성막하는 스퍼터링 웨브 코터 (진공 성막 장치) 에 대해서도 구체적으로 설명한다.
1. 편면에 금속 시드층을 성막하는 스퍼터링 웨브 코터 (진공 성막 장치)
먼저, 편면에 금속 시드층을 성막하는 스퍼터링 웨브 코터 (진공 성막 장치) 에 대해서, 도 1 을 참조하면서 구체적으로 설명한다.
도 1 에서는, 모터로 구동하는 롤러는 M (모터), 장력 측정 롤러는 TP (텐션 픽업), 프리 롤러는 F (프리) 의 기호를 붙이고 있다.
이 스퍼터링 웨브 코터 (진공 성막 장치) 는, 권출실 (210), 건조실 (211), 성막실 (212), 및, 권취실 (213) 로 구성되어 있다. 또한, 상기 건조실 (211) 과 성막실 (212) 의 사이에, 플라즈마 조사나 이온 빔 조사를 실시하여 필름과 금속막의 밀착력을 향상시키는 「표면 처리실」 이 삽입되는 경우도 있다.
상기 권출실 (210) 에는, 미성막 혹은 편면에 금속 시드층이 성막된 장척 수지 필름 (214) 을 권회한 권출 롤 (215) 이 배치되고, 권출 롤 (215) 로부터 권출된 장척 수지 필름 (214) 이, 프리 롤러 (216), 장력 측정 롤러 (217), 및, 프리 롤러 (218) 를 경유하여 건조실 (211) 로 반출되도록 구성되어 있다. 또한, 필름의 권출 장력은, 장력 측정 롤러 (217) 로 측정되고, 권출 롤 (215) 에 피드백 제어되도록 구성되어 있다.
상기 건조실 (211) 에는, 필름 건조용의 히터 (224) 가 배치되어, 권출실 (210) 로부터 반입된 장척 수지 필름 (214) 이 건조 처리됨과 함께, 구동 롤러 (219), 프리 롤러 (220), 장력 측정 롤러 (221), 프리 롤러 (222), 및, 프리 롤러 (223) 를 경유하여 성막실 (212) 로 반출되도록 구성되어 있다. 또한, 필름의 건조 장력은, 장력 측정 롤러 (221) 로 측정되고, 상기 구동 롤 (219) 에 피드백 제어되도록 구성되어 있다.
상기 성막실 (212) 내에는, 스퍼터링 캐소드 (239, 240, 241, 242) 가 배치되고, 건조실 (211) 로부터 반입된 장척 수지 필름 (214) 의 편면에 금속 시드층이 성막됨과 함께, 구동 롤러 (229), 장력 측정 롤러 (230), 캔 롤러 (231), 장력 측정 롤러 (232), 및, 구동 롤러 (233) 를 경유하여 권취실 (213) 로 반출되도록 구성되어 있다. 또, 캔 롤러 (231 상류의 필름 장력은, 장력 측정 롤러 (230) 로 측정되고, 구동 롤 (229) 에 피드백 제어되도록 구성되고, 캔 롤러 하류의 필름 장력은, 장력 측정 롤러 (232) 로 측정되고, 구동 롤 (233) 에 피드백 제어되도록 구성되어 있다. 또한, 도 1 중의 부호 238 은, 차폐판을 나타내며, 스퍼터링 캐소드의 타깃에서 내쫓긴 스퍼터링 입자가 소정의 진행 경로를 벗어나 건조실 (211) 이나 권취실 (213) 등으로 향하는 것을 방지하도록 구성되어 있다.
상기 권취실 (213) 내에는, 권취 롤 (246) 및 장척 합지 권출 롤 (248) 이 배치되고, 성막실 (212) 로부터 반입된 금속 시드층을 갖는 장척 수지 필름 (214) 이, 장척 합지 권출 롤 (248) 로부터 권출되는 장척 합지 (249) 를, 프리 롤러 (247) 를 경유하여 필름의 층 사이에 끼워 넣으면서, 프리 롤러 (243), 장력 측정 롤러 (244), 및, 프리 롤러 (245) 를 경유하여 권취 롤 (246) 에 권취되도록 구성되어 있다. 또한, 필름의 권취 장력은, 장력 측정 롤러 (244) 로 측정되고, 권취 롤 (246) 에 피드백 제어되도록 구성되어 있다.
그리고, 상기 권출실 (210), 건조실 (211) 및 성막실 (212) 을 통과하고, 금속 시드층을 성막한 장척 수지 필름 (214) 이 그 층 사이에 장척 합지 (249) 를 끼워 넣으면서 권취실 (213) 의 권취 롤 (246) 에 권취되도록 되어 있다. 또한, 이 스퍼터링 웨브 코터 (진공 성막 장치) 를 사용하여 장척 수지 필름 (214) 의 양면에 금속 시드층을 성막하는 경우, 상기 권취 롤 (246) 에 권취된 편면에 금속 시드층이 성막된 장척 수지 필름 (214) 을 일단 꺼내어, 재차, 권출 롤 (215) 에 세트하고, 권출실 (210), 건조실 (211) 및 성막실 (212) 을 통과시켜 편면에 금속 시드층이 미리 성막된 장척 수지 필름 (214) 의 다른 편면에 금속 시드층을 성막한다. 이 경우, 상기 권출 롤 (215) 로부터의 통과 루트는 권출실 (210) 에 나타낸 파선이 된다.
그런데, 다른 편면에 금속 시드층이 성막된 장척 수지 필름 (214) 을 권취 롤 (246) 에 그대로 권취한 경우, 편면측과 다른 편면측에 각각 성막된 금속 시드층이 진공 중에서 강하게 접촉하여, 첩부되어 버리는 블로킹 현상이 발생한다. 이 블로킹 현상을 방지하려면, 편면측에 금속 시드층이 성막된 경우와 마찬가지로, 장척 합지 권출 롤 (248) 로부터 권출되는 장척 합지 (249) 를 필름의 층 사이에 끼워 넣으면서 장척 수지 필름 (214) 을 권취실 (213) 의 권취 롤 (246) 에 권취하면 된다. 또한, 도 1 에 있어서는, 스퍼터링 웨브 코터 (진공 성막 장치) 를 설명하기 위한 최저한의 롤러 밖에 기재하고 있지 않지만, 도시되어 있지 않은 롤러도 존재한다.
또, 권출실 (210), 건조실 (211), 성막실 (212), 및, 권취실 (213) 을 구성하는 각 진공실은 배기 설비를 구비하고, 특히, 성막실 (212) 에서는 스퍼터링 성막을 위해 도달 압력 10-4 ㎩ 정도까지의 감압과, 그 후의 스퍼터링 가스 도입에 의한 0.1 ∼ 10 ㎩ 정도의 압력 조정이 실시된다. 스퍼터링 가스에는 아르곤 등 공지된 가스가 사용되며, 목적에 따라 추가로 산소 등의 가스가 첨가된다. 각 진공실의 형상이나 재질은, 이와 같은 감압 상태에 견딜 수 있는 것이면 특별히 한정은 없고, 다양한 것을 사용할 수 있다. 각 진공실 내를 감압하여 그 상태를 유지하기 위해서, 도시되지 않은 드라이 펌프, 터보 분자 펌프, 크라이오 코일 등의 다양한 장치가 형성되어 있다.
또, 금속 시드층을 스퍼터링 성막하는 경우, 도 1 에 나타내는 바와 같이 판상의 타깃이 사용되지만, 판상의 타깃을 사용한 경우, 타깃 상에 노듈 (이물질의 성장) 을 발생하는 경우가 있다. 이것이 문제가 되는 경우에는, 노듈의 발생이 없고, 타깃의 사용 효율도 높은 원통형 로터리 타깃을 사용하는 것이 바람직하다.
또, 도 1 의 스퍼터링 웨브 코터 (진공 성막 장치) 에서는 마그네트론 스퍼터링 캐소드가 도시되어 있지만, CVD (화학 증착) 나 증착 처리 등 다른 진공 성막 장치를 사용하는 경우에는, 판상 타깃을 대신하여 다른 진공 성막 수단이 삽입된다.
2. 양면에 금속 시드층을 성막하는 스퍼터링 웨브 코터 (진공 성막 장치)
다음으로, 양면에 금속 시드층을 성막하는 스퍼터링 웨브 코터 (진공 성막 장치) 에 대해서, 도 2 를 참조하면서 구체적으로 설명한다.
도 2 에서는, 모터로 구동하는 롤러는 M (모터), 장력 측정 롤러는 TP (텐션 픽업), 프리 롤러는 F (프리) 의 기호를 붙이고 있다.
이 스퍼터링 웨브 코터 (진공 성막 장치) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이 권출실 (110), 건조실 (111), 성막실 (112), 반송실 (400), 성막실 (312), 및, 권취실 (113) 로 구성되어 있다. 또한, 상기 건조실 (111) 과 성막실 (112) 의 사이에, 플라즈마 조사나 이온 빔 조사를 실시하여 필름과 금속막의 밀착력을 향상시키는 「표면 처리실」 이 삽입되는 경우도 있다.
상기 권출실 (110) 에는, 미성막의 장척 수지 필름 (114) 을 권회한 권출 롤 (115) 이 배치되고, 권출 롤 (115) 로부터 권출된 장척 수지 필름 (114) 이, 프리 롤러 (116), 장력 측정 롤러 (117), 및, 프리 롤러 (118) 를 경유하여 건조실 (111) 로 반출되도록 구성되어 있다. 또한, 필름의 권출 장력은, 장력 측정 롤러 (117) 로 측정되고, 권출 롤 (115) 에 피드백 제어되도록 구성되어 있다.
상기 건조실 (111) 에는, 필름 건조용의 히터 (124) 가 배치되고, 권출실 (110) 로부터 반입된 미성막의 장척 수지 필름 (114) 이 건조 처리됨과 함께, 구동 롤러 (119), 프리 롤러 (120), 장력 측정 롤러 (121), 프리 롤러 (122), 및, 프리 롤러 (123) 를 경유하여 성막실 (112) 로 반출되도록 구성되어 있다. 또한, 필름의 건조 장력은, 장력 측정 롤러 (121) 로 측정되고, 상기 구동 롤 (119) 에 피드백 제어되도록 구성되어 있다.
상기 성막실 (112) 내에는, 스퍼터링 캐소드 (139, 140, 141, 142) 가 배치되고, 건조실 (111) 로부터 반입된 미성막 장척 수지 필름 (114) 의 편면에 금속 시드층이 성막됨과 함께, 구동 롤러 (129), 장력 측정 롤러 (130), 캔 롤러 (131), 장력 측정 롤러 (132), 및, 구동 롤러 (133) 를 경유하여 반송실 (400) 로 반출되도록 구성되어 있다. 또, 캔 롤러 (131) 상류의 필름 장력은, 장력 측정 롤러 (130) 로 측정되고, 구동 롤 (129) 에 피드백 제어되도록 구성되고, 캔 롤러 하류의 필름 장력은, 장력 측정 롤러 (132) 로 측정되고, 구동 롤 (133) 에 피드백 제어되도록 구성되어 있다. 또한, 도 2 중의 부호 138 은 차폐판을 나타내고 있다.
또, 상기 반송실 (400) 에는 프리 롤러 (401, 402, 403) 가 배치되고, 성막실 (112) 로부터 반입된 편면에 금속 시드층을 갖는 장척 수지 필름 (114) 이 상기 프리 롤러 (401, 402, 403) 를 경유하여 성막실 (312) 로 반출되도록 구성되어 있다. 또한, 장척 수지 필름 (114) 이 상기 반송실 (400) 을 경유함으로써, 다음 공정의 성막실 (312) 내에 있어서, 장척 수지 필름 (114) 의 미성막면측이 스퍼터링 캐소드측에 노출되어 다른 편면측도 성막되도록 조정되어 있다.
상기 성막실 (312) 내에는, 스퍼터링 캐소드 (339, 340, 341, 342) 가 배치되고, 반송실 (400) 로부터 반입된 장척 수지 필름 (114) 의 다른 편면에 금속 시드층이 성막됨과 함께, 구동 롤러 (333), 장력 측정 롤러 (332), 캔 롤러 (331), 장력 측정 롤러 (330), 및, 구동 롤러 (329) 를 경유하여 권취실 (113) 로 반출되도록 구성되어 있다. 또, 캔 롤러 (331) 상류의 필름 장력은, 장력 측정 롤러 (332) 로 측정되고, 구동 롤 (333) 에 피드백 제어되도록 구성되고, 캔 롤러 하류의 필름 장력은, 장력 측정 롤러 (330) 로 측정되고, 구동 롤 (329) 에 피드백 제어되도록 구성되어 있다. 또한, 도 2 중의 부호 338 은 차폐판을 나타내고 있다.
상기 권취실 (113) 내에는, 권취 롤 (146) 및 장척 합지 권출 롤 (148) 이 배치되고, 성막실 (312) 로부터 반입된 양면에 금속 시드층을 갖는 장척 수지 필름 (114) 이, 장척 합지 권출 롤 (148) 로부터 권출되는 장척 합지 (149) 를, 프리 롤러 (147) 를 경유하여 필름의 층 사이에 끼워 넣으면서, 프리 롤러 (143), 장력 측정 롤러 (144), 및, 프리 롤러 (145) 를 경유하여 권취 롤 (146) 에 귄취되도록 구성되어 있다. 또한, 필름의 권취 장력은, 장력 측정 롤러 (144) 로 측정되고, 권취 롤 (146) 에 피드백 제어되도록 구성되어 있다.
이와 같이, 상기 권출실 (110), 건조실 (111), 성막실 (112), 반송실 (400) 및 성막실 (312) 을 통과하고, 양면에 금속 시드층을 성막한 장척 수지 필름 (114) 이, 그 층 사이에 장척 합지 (149) 를 끼워 넣으면서 권취실 (113) 의 권취 롤 (146) 에 권취되도록 되어 있다.
그런데, 양면에 금속 시드층이 성막된 장척 수지 필름 (114) 을 권취 롤 (146 에 그대로 권취한 경우, 편면측과 다른 편면측에 각각 성막된 금속 시드층이 진공 중에서 강하게 접촉하여, 첩부되어 버리는 블로킹 현상이 발생한다. 이 블로킹 현상을 방지하기 위해서, 상기 서술한 바와 같이 장척 합지 권출 롤 (148) 로부터 권출되는 장척 합지 (149) 를 필름의 층 사이에 끼워 넣으면서 장척 수지 필름 (114) 을 권취 롤 (146) 에 권취하면 된다. 또한, 도 2 에 있어서는, 스퍼터링 웨브 코터 (진공 성막 장치) 를 설명하기 위한 최저한의 롤러 밖에 기재하고 있지 않지만, 도시되어 있지 않은 롤러도 존재한다.
또, 권출실 (110), 건조실 (111), 성막실 (112), 반송실 (400), 성막실 (312), 및, 권취실 (113) 을 구성하는 각 진공실은 배기 설비를 구비하고, 특히, 성막실 (112, 312) 에서는 스퍼터링 성막을 위해서 도달 압력 10-4 ㎩ 정도까지의 감압과, 그 후의 스퍼터링 가스 도입에 의한 0.1 ∼ 10 ㎩ 정도의 압력 조정이 실시된다. 스퍼터링 가스에는 아르곤 등 공지된 가스가 사용되며, 목적에 따라 추가로 산소 등의 가스가 첨가된다. 각 진공실의 형상이나 재질은, 이와 같은 감압 상태에 견딜 수 있는 것이면 특별히 한정은 없고, 다양한 것을 사용할 수 있다. 각 진공실 내를 감압하여 그 상태를 유지하기 위해서, 도시되지 않은 드라이 펌프, 터보 분자 펌프, 크라이오 코일 등의 다양한 장치가 형성되어 있다.
또, 금속 시드층을 스퍼터링 성막하는 경우, 도 2 에 나타내는 바와 같이 판상의 타깃이 사용되지만, 판상의 타깃을 사용한 경우, 타깃 상에 노듈 (이물질의 성장) 을 발생하는 경우가 있다. 이것이 문제가 되는 경우에는, 노듈의 발생이 없고, 타깃의 사용 효율도 높은 원통형 로터리 타깃을 사용하는 것이 바람직하다.
또, 도 2 의 스퍼터링 웨브 코터 (진공 성막 장치) 에서는 마그네트론 스퍼터링 캐소드가 도시되어 있지만, CVD (화학 증착) 나 증착 처리 등 다른 진공 성막 장치를 사용하는 경우에는, 판상 타깃을 대신하여 다른 진공 성막 수단이 포함된다.
3. 장척 수지 필름을 그 층 사이에 장척 합지를 끼워 넣어 권회한 경우의 문제점
금속막이 부착된 수지 필름에 적용되는 장척 수지 필름으로는, 폴리이미드계 필름, 폴리아미드계 필름, 폴리에스테르계 필름, 폴리테트라플루오로에틸렌계 필름, 폴리페닐렌술파이드계 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트계 필름 또는 액정 폴리머계 필름에서 선택되는 내열성의 수지 필름 등이 예시된다. 이들 수지 필름을 사용하여 얻어지는 금속막이 부착된 수지 필름은, 상기 서술한 플렉시블 배선 기판에 요구되는 유연성, 실용상 필요한 강도, 배선 재료로서 적합한 전기 절연성이 우수하기 때문이다.
한편, 편면 혹은 양면에 금속 시드층이 성막된 장척 수지 필름의 층 사이에 끼워 넣어지는 장척 합지도, 폴리이미드계 필름, 폴리아미드계 필름, 폴리에스테르계 필름, 폴리테트라플루오로에틸렌계 필름, 폴리페닐렌술파이드계 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트계 필름 또는 액정 폴리머계 필름에서 선택되는 수지 필름 등이 사용되며, 구체예로서, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리비닐알코올, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌술파이드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 아라미드, 폴리이미드, 트리아세테이트의 단체 혹은 이들을 첩합한 복합체를 들 수 있다.
그런데, 양면에 금속 시드층이 성막된 장척 수지 필름을 스퍼터링 웨브 코터 등의 진공 성막 장치 내에 있어서 공기의 개재 없이 롤상으로 권회한 경우, 금속 시드층끼리가 첩부하는 블로킹 현상을 일으켜, 롤로부터 장척 수지 필름을 권출했을 때에 금속 시드층의 어느 쪽의 면이 국소적으로 떼어내어져 버리는 문제가 존재한다. 이 문제를 회피하기 위해서 상기 장척 합지가 이용되지만, 장척 수지 필름의 층 사이에 장척 합지를 끼워 넣으면서 권취한 경우, 성막 직후의 금속 시드층 표면에 장척 합지가 접촉하게 되기 때문에, 장척 합지의 성분 (예를 들어, 상기 서술한 수지 필름 성분이나 수지 필름에 포함되는 용제 성분 등) 이 금속 시드층의 표면에 국소적으로 전이해 버리는 경우가 있다. 그리고, 장척 합지의 성분이 금속 시드층 표면에 국소적으로 전이된 장척 수지 필름을 롤로부터 권출하여 습식 도금을 실시한 경우, 금속 시드층 표면에 전이된 상기 성분에 기인하여 금속막에 핀홀 등의 결함을 발생하는 새로운 문제가 확인되고 있다.
이 문제에 대해, 상기 성분이 금속 시드층 표면에 국소적으로 전이된 장척 수지 필름을 롤로부터 권출한 후, 습식 도금조 내에 반입하기 전에 금속 시드층 표면을 희황산 용액 등으로 산 세정하는 방법이 검토되었지만, 상기 금속 시드층 표면에 전이한 장척 합지의 성분을 희황산 용액 등으로 완전히 제거하는 것은 어렵고, 핀홀 등의 발생을 완전히 없애는 것은 곤란하였다.
본 실시형태에 관련된 금속막이 부착된 수지 필름 제조 장치는, 금속 시드층이 성막된 장척 수지 필름을 습식 도금조 내에 반입하기 전에, 금속 시드층 표면을 대기압 플라즈마 세정하여 핀홀 등이 존재하지 않는 금속막이 부착된 수지 필름을 제공하는 것이다.
4. 제 1 실시형태에 관련된 금속막이 부착된 수지 필름 제조 장치
제 1 실시형태에 관련된 금속막이 부착된 수지 필름 제조 장치는, 도 3 에 나타내는 바와 같이 냉각 롤러 상을 반송되는 장척 수지 필름에 대하여 대기압 플라즈마가 조사되도록 구성된 「대기압 플라즈마 세정 장치」 를 장착한 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 스퍼터링 웨브 코터 (진공 성막 장치) 의 경우와 마찬가지로, 금속막이 부착된 수지 필름 제조 장치를 설명하는 최저한의 롤 밖에 도시되어 있지 않고, 또한, 모터로 구동하는 롤러는 M (모터), 장력 측정 롤러는 TP (텐션 픽업), 프리 롤러는 F (프리) 의 기호를 붙이고 있다.
제 1 실시형태에 관련된 금속막이 부착된 수지 필름 제조 장치는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 금속 시드층을 성막한 장척 수지 필름 (501) 이 권회된 장척 수지 필름 권출 롤 (500) 과, 장척 수지 필름 권출 롤 (500) 로부터 권출된 장척 수지 필름 (501) 의 금속 시드층 표면을 세정하는 「대기압 플라즈마 세정 장치」 와, 「대기압 플라즈마 세정 장치」 로부터 반출되는 장척 수지 필름 (501) 의 금속 시드층 상에 금속막을 형성하는 「습식 도금 장치」 와, 「습식 도금 장치」 로부터 반출된 장척 수지 필름 (501) 을 권취하는 장척 수지 필름 권취 롤 (541) 로 구성되어 있다.
상기 장척 수지 필름 권출 롤 (500) 에는, 금속 시드층을 성막한 장척 수지 필름 (501) 이 그 층 사이에 장척 합지 (503) 를 끼워 넣으면서 권회되어 있고, 장척 수지 필름 권출 롤 (500) 로부터 장척 수지 필름 (501) 을 권출할 때에 상기 장척 합지 (503) 가 분리되고, 그 장척 합지 (503) 는 프리 롤러 (504) 를 통해서 장척 합지 권취 롤 (502) 에 회수되도록 되어 있다. 또한, 장척 합지 권취 장력은, 중간에 장력 측정 롤러를 배치하여 장척 합지 권취 롤 (502) 의 모터 토크에 피드백 제어해도 되고, 모터에 부수한 토크계와 인코더 신호로부터 구해도 된다.
상기 장척 수지 필름 권출 롤 (500) 로부터 권출된 장척 수지 필름 (501) 은, 프리 롤러 (505), 장력 측정 롤러 (506), 프리 롤러 (507) 를 경유하여 「대기압 플라즈마 세정 장치」 의 플라즈마 처리 박스 (562) 내에 반입된다.
상기 「대기압 플라즈마 세정 장치」 의 플라즈마 처리 박스 (562) 내에서, 수냉 모터 구동 롤러 (냉각 롤러) (563, 564) 상을 반송되는 장척 수지 필름 (501) 에 대해, 대기압 플라즈마 헤드 (565, 566) 로부터 대기압 플라즈마가 조사되도록 구성되어 있다. 대기압 플라즈마 처리는, 사용하는 가스와 조건에 따라 대량의 오존을 발생하기 때문에 배기가 필요해진다. 또, 대기압 플라즈마 처리는, 사용하는 가스와 조건에 따라 장척 수지 필름이 고온이 되는 경우도 있기 때문에, 상기 서술한 수냉 모터 구동 롤러 (냉각 롤러) (563, 564) 상을 반송되는 장척 수지 필름 (501) 에 대하여 조사하는 것이 바람직하다. 상기 대기압 플라즈마 헤드 (565, 566) 는, 장척 수지 필름 (501) 의 양면 처리가 가능해지도록 수냉 모터 구동 롤러 (냉각 롤러) (563, 564) 에 대향해서 배치된다.
상기 「대기압 플라즈마 세정 장치」 로부터 반출된 장척 수지 필름 (501) 은, 습식 도금조 (542, 543, 544, 545) 를 갖는 「습식 도금 장치」 에 반입된다.
즉, 「대기압 플라즈마 세정 장치」 의 플라즈마 처리 박스 (562) 로부터 반출된 장척 수지 필름 (501) 은, 프리 롤러 (508), 양면분에 상당하는 급전 롤러 (509, 510) 를 경유하여 습식 도금조 (542) 내에 반입되고, 또한, 습식 도금조 (542) 내의 프리 롤러 (513, 514) 를 경유하여 습식 도금조 (542) 로부터 반출된 후, 급전 롤러 (515, 516) 를 통과하고, 프리 롤러 (517), 양면분에 상당하는 급전 롤러 (518, 519) 를 경유하여 습식 도금조 (543) 내에 반입된다.
다음으로, 상기 습식 도금조 (543) 내에 반입된 장척 수지 필름 (501) 은, 습식 도금조 (543) 내의 프리 롤러 (520, 521) 를 경유하여 습식 도금조 (543) 로부터 반출된 후, 급전 롤러 (522, 523) 를 통과하고, 또한, 프리 롤러 (524), 양면분에 상당하는 급전 롤러 (525, 526) 를 경유하여 습식 도금조 (544) 내에 반입된다.
이어서, 상기 습식 도금조 (544) 내에 반입된 장척 수지 필름 (501) 은, 습식 도금조 (544) 내의 프리 롤러 (527, 528) 를 경유하여 습식 도금조 (544) 로부터 반출된 후, 급전 롤러 (529, 530) 를 통과하고, 또한, 프리 롤러 (531), 양면분에 상당하는 급전 롤러 (532, 533) 를 경유하여 습식 도금조 (545) 내에 반입된다.
그리고, 상기 습식 도금조 (545) 내에 반입된 장척 수지 필름 (501) 은, 습식 도금조 (545) 내의 프리 롤러 (534, 535) 를 경유하여 습식 도금조 (545) 로부터 반출된 후, 급전 롤러 (536, 537) 를 통과하여 「습식 도금 장치」 로부터 반출된다.
또한, 제 1 실시형태에 관련된 금속막이 부착된 수지 필름 제조 장치에 있어서는, 「습식 도금 장치」 가 4 조 (槽) 의 습식 도금조 (542, 543, 544, 545) 로 구성되어 있지만, 4 조에 한정되는 것은 아니고, 4 조 이하 혹은 4 조 이상의 습식 도금조로 구성해도 된다. 또, 도 3 은, 수세조나 도금조 순환에 필요한 펌프류 등에 대해서 도시를 생략하고 있다.
또, 「습식 도금 장치」 를 구성하는 습식 도금조 (542, 543, 544, 545) 내에는, 반입되는 장척 수지 필름 (501) 의 양면분에 상당하는 애노드 (546, 547, 548, 549, 550, 551, 552, 553, 554, 555, 556, 557, 558, 559, 560, 561) 가 각각 배치되어 있다. 또, 습식 도금조 (542, 543, 544, 545) 에 있어서의 각 면의 장척 수지 필름 (501) 이 캐소드가 되기 위한 급전 롤러와 애노드는 페어로 도금 전원 (정류기) 에 접속되어 있다. 또한, 습식 도금조 (542, 543, 544, 545) 에는 황산구리 도금조를 사용하고 있다.
다음으로, 「습식 도금 장치」 로부터 반출된 장척 수지 필름 (501) 은, 프리 롤러 (538), 장력 측정 롤러 (539), 및, 프리 롤러 (540) 를 경유하여 장척 수지 필름 권취 롤 (541) 에 귄취되도록 구성되어 있다. 또한, 필름의 권취 장력은, 장력 측정 롤러 (539) 로 측정되고, 장척 수지 필름 권취 롤 (541) 에 피드백 제어되도록 구성되어 있다.
제 1 실시형태에 관련된 금속막이 부착된 수지 필름 제조 장치에 의하면,
장척 합지 (503) 가 분리된 상기 장척 수지 필름 (501) 의 금속 시드층 표면을 세정하는 「대기압 플라즈마 세정 장치」 가, 장척 수지 필름 권출 롤 (500) 과 「습식 도금 장치」 의 사이에 형성되어 있기 때문에 「습식 도금 장치」 의 습식 도금조 (542) 내에 장척 수지 필름 (501) 이 반입되기 전에 금속 시드층 표면으로부터 장척 합지 (503) 의 전이 성분을 제거하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 「습식 도금 장치」 로 형성되는 금속막에 핀홀 등의 결함이 잘 발생하지 않고, 고품질인 금속막이 부착된 수지 필름을 높은 수율로 제조하는 것이 가능해진다.
5. 제 2 실시형태에 관련된 금속막이 부착된 수지 필름 제조 장치
제 2 실시형태에 관련된 금속막이 부착된 수지 필름 제조 장치는, 도 4 에 나타내는 바와 같이 플로팅 상태로 반송되는 장척 수지 필름에 대하여 대기압 플라즈마가 조사되도록 구성된 「대기압 플라즈마 세정 장치」 를 장착한 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 스퍼터링 웨브 코터 (진공 성막 장치) 의 경우와 마찬가지로, 금속막이 부착된 수지 필름 제조 장치를 설명하는 최저한의 롤 밖에 도시되어 있지 않고, 또한, 모터로 구동하는 롤러는 M (모터), 장력 측정 롤러는 TP (텐션 픽업), 프리 롤러는 F (프리) 의 기호를 붙이고 있다.
제 2 실시형태에 관련된 금속막이 부착된 수지 필름 제조 장치는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 금속 시드층을 성막한 장척 수지 필름 (601) 이 권회된 장척 수지 필름 권출 롤 (600) 과, 장척 수지 필름 권출 롤 (600) 로부터 권출된 장척 수지 필름 (601) 의 금속 시드층 표면을 세정하는 「대기압 플라즈마 세정 장치」 와, 「대기압 플라즈마 세정 장치」 로부터 반출되는 장척 수지 필름 (601) 의 금속 시드층 상에 금속막을 형성하는 「습식 도금 장치」 와, 「습식 도금 장치」 로부터 반출된 장척 수지 필름 (601) 을 권취하는 장척 수지 필름 권취 롤 (641) 로 구성되어 있다.
상기 장척 수지 필름 권출 롤 (600) 에는, 금속 시드층을 성막한 장척 수지 필름 (601) 이 그 층 사이에 장척 합지 (603) 를 끼워 넣으면서 권회되어 있고, 장척 수지 필름 권출 롤 (600) 로부터 장척 수지 필름 (601) 을 권출할 때에 상기 장척 합지 (603) 가 분리되고, 그 장척 합지 (603) 는 프리 롤러 (604) 를 통해서 장척 합지 권취 롤 (602) 에 회수되도록 되어 있다. 또한, 장척 합지 권취 장력은, 중간에 장력 측정 롤러를 배치하여 장척 합지 권취 롤 (602) 의 모터 토크에 피드백 제어해도 되고, 모터에 부수한 토크계와 인코더 신호로부터 구해도 된다.
상기 장척 수지 필름 권출 롤 (600) 로부터 권출된 장척 수지 필름 (601) 은, 프리 롤러 (605), 장력 측정 롤러 (606), 프리 롤러 (607) 를 경유하여 「대기압 플라즈마 세정 장치」 의 플라즈마 처리 박스 (662) 내에 반입된다.
상기 「대기압 플라즈마 세정 장치」 의 플라즈마 처리 박스 (662) 내에서, 플로팅 상태로 반송되는 장척 수지 필름 (601) 에 대하여, 대기압 플라즈마 헤드 (665, 666) 로부터 대기압 플라즈마가 조사되도록 구성되어 있다. 대기압 플라즈마 처리는, 사용하는 가스와 조건에 따라 대량의 오존을 발생하기 때문에 배기가 필요해진다. 또, 대기압 플라즈마 처리는, 사용하는 가스와 조건에 따라 장척 수지 필름이 고온이 되는 경우가 있기 때문에, 상기 제 1 실시형태에 관련된 금속막이 부착된 수지 필름 제조 장치에 있어서는, 상기 서술한 수냉 모터 구동 롤러 (냉각 롤러) (563, 564) 상을 반송되는 장척 수지 필름에 대하여 대기압 플라즈마를 조사하는 구조가 되어 있다. 그러나, 대기압 플라즈마 처리는, 사용하는 가스와 조건에 따라 장척 수지 필름이 반드시 고온이 되는 것은 아니어서, 수냉 모터 구동 롤러 (냉각 롤러) (563, 564) 상에서 냉각시킬 필요가 없는 경우도 존재한다. 이 때문에, 상기 대기압 플라즈마 헤드 (665, 666) 는, 장척 수지 필름 (501) 의 양면 처리가 가능해지도록 플라즈마 처리 박스 (662) 내를 플로팅 상태로 반송되는 장척 수지 필름 (601) 에 대향해서 배치된다.
상기 「대기압 플라즈마 세정 장치」 로부터 반출된 장척 수지 필름 (601) 은, 습식 도금조 (642, 643, 644, 645) 를 갖는 「습식 도금 장치」 에 반입된다.
즉, 「대기압 플라즈마 세정 장치」 의 플라즈마 처리 박스 (662) 로부터 반출된 장척 수지 필름 (601) 은, 프리 롤러 (608), 양면분에 상당하는 급전 롤러 (609, 610) 를 경유하여 습식 도금조 (642) 내에 반입되고, 또한, 습식 도금조 (642) 내의 프리 롤러 (613, 614) 를 경유하여 습식 도금조 (642) 로부터 반출된 후, 급전 롤러 (615, 616) 를 통과하고, 프리 롤러 (617), 양면분에 상당하는 급전 롤러 (618, 619) 를 경유하여 습식 도금조 (643) 내에 반입된다.
다음으로, 상기 습식 도금조 (643) 내에 반입된 장척 수지 필름 (601) 은, 습식 도금조 (643) 내의 프리 롤러 (620, 621) 를 경유하여 습식 도금조 (643) 로부터 반출된 후, 급전 롤러 (622, 623) 를 통과하고, 또한, 프리 롤러 (624), 양면분에 상당하는 급전 롤러 (625, 626) 를 경유하여 습식 도금조 (644) 내에 반입된다.
이어서, 상기 습식 도금조 (644) 내에 반입된 장척 수지 필름 (601) 은, 습식 도금조 (644) 내의 프리 롤러 (627, 628) 를 경유하여 습식 도금조 (644) 로부터 반출된 후, 급전 롤러 (629, 630) 를 통과하고, 또한, 프리 롤러 (631), 양면분에 상당하는 급전 롤러 (632, 633) 를 경유하여 습식 도금조 (645) 내에 반입된다.
그리고, 상기 습식 도금조 (645) 내에 반입된 장척 수지 필름 (601) 은, 습식 도금조 (645) 내의 프리 롤러 (634, 635) 를 경유하여 습식 도금조 (645) 로부터 반출된 후, 급전 롤러 (636, 637) 를 통과하여 「습식 도금 장치」 로부터 반출된다.
또한, 제 2 실시형태에 관련된 금속막이 부착된 수지 필름 제조 장치에 있어서도, 「습식 도금 장치」 가 4 조의 습식 도금조 (642, 643, 644, 645) 로 구성되어 있지만, 4 조에 한정되는 것은 아니고, 4 조 이하 혹은 4 조 이상의 습식 도금조로 구성해도 된다. 또, 도 4 는, 수세조나 도금조 순환에 필요한 펌프류 등에 대해서 도시를 생략하고 있다.
또, 「습식 도금 장치」 를 구성하는 습식 도금조 (642, 643, 644, 645) 내에는, 반입되는 장척 수지 필름 (601) 의 양면분에 상당하는 애노드 (646, 647, 648, 649, 650, 651, 652, 653, 654, 655, 656, 657, 658, 659, 660, 661) 가 각각 배치되어 있다. 또, 습식 도금조 (642, 643, 644, 645) 에 있어서의 각 면의 장척 수지 필름 (601) 이 캐소드가 되기 위한 급전 롤러와 애노드는 페어로 도금 전원 (정류기) 에 접속되어 있다. 또한, 습식 도금조 (642, 643, 644, 645) 에는 황산구리 도금조를 사용하고 있다.
다음으로, 「습식 도금 장치」 로부터 반출된 장척 수지 필름 (601) 은, 프리 롤러 (638), 장력 측정 롤러 (639), 및, 프리 롤러 (640) 를 경유하여 장척 수지 필름 권취 롤 (641) 에 귄취되도록 구성되어 있다. 또한, 필름의 권취 장력은, 장력 측정 롤러 (639) 로 측정되고, 장척 수지 필름 권취 롤 (641) 에 피드백 제어되도록 구성되어 있다.
제 2 실시형태에 관련된 금속막이 부착된 수지 필름 제조 장치에 있어서도,
장척 합지 (603) 가 분리된 상기 장척 수지 필름 (601) 의 금속 시드층 표면을 세정하는 「대기압 플라즈마 세정 장치」 가, 장척 수지 필름 권출 롤 (600) 과 「습식 도금 장치」 의 사이에 형성되어 있기 때문에 「습식 도금 장치」 의 습식 도금조 (642) 내에 장척 수지 필름 (601) 이 반입되기 전에 금속 시드층 표면으로부터 장척 합지 (603) 의 전이 성분을 제거하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 「습식 도금 장치」 로 형성되는 금속막에 핀홀 등의 결함이 잘 발생하지 않고, 고품질인 금속막이 부착된 수지 필름을 높은 수율로 제조하는 것이 가능해진다.
6. 대기압 플라즈마 장치
대기압 플라즈마 장치는, 진공 설비를 필요로 하지 않고, 수지 필름에 플라즈마를 조사할 수 있는 장치이며, 수지 필름의 표면 개질이나 표면을 거칠게 하는 등의 목적으로 사용된다. 진공 플라즈마 장치와 마찬가지로, 전원 타입은 중주파 (㎒), 고주파 (㎒), 마이크로파 (㎓) 가 있으며, 주파수가 높을수록, 표면의 거칠어짐이 적은 균일한 효과를 기대할 수 있는 것으로 알려져 있다. 플라즈마 가스의 베이스에는, 질소, 아르곤, 공기 등이 채용되며, 목적에 따라 미량의 첨가 가스가 혼합된다.
본 발명자는, 스퍼터링 웨브 코터 등의 진공 성막 장치를 사용하여 금속 시드층이 성막된 장척 수지 필름을, 그 층 사이에 블로킹 방지용의 장척 합지를 끼워 넣으면서 진공 중에서 롤상으로 강하게 권취했을 때, 장척 합지의 성분이 금속 시드층 표면에 국소적으로 전이되는 것을 발견함과 함께, 이 전이 성분이, 습식 도금법으로 형성되는 금속막에 핀홀을 발생시키는 문제를 확인하고, 또한, 이 문제는, 상기 대기압 플라즈마 장치를 「대기압 플라즈마 세정 장치」 로서 이용함으로써 해결되는 것을 찾아내었다.
또한, 습식 도금법에 의해 연속해서 상기 금속 시드층 상에 금속막이 형성되는 조작성을 고려하여, 상기 「대기압 플라즈마 세정 장치」 에 대해서는 원격 조작형의 대기압 플라즈마 장치로 구성하는 것이 바람직하다. 또, 장척 수지 필름의 편면 혹은 양면에 성막되는 금속 시드층에 대해서는, 금속 시드층 표면이 대기압 플라즈마 세정되는 것을 고려하여, 그 막두께를 50 ㎚ ∼ 500 ㎚ 의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.
실시예
이하, 본 발명의 실시예에 대해서 구체적으로 설명한다.
또한, 실시예에서 사용한 진공 성막 장치는, 장척 수지 필름의 양면에 금속 시드층을 성막하는 도 2 의 스퍼터링 웨브 코터가 적용되고, 또, 금속 시드층 상에 금속막을 습식 도금하는 금속막이 부착된 수지 필름 제조 장치는, 도 4 에 나타낸 제 2 실시형태에 관련된 금속막이 부착된 수지 필름 제조 장치가 적용되고 있다.
[금속 시드층의 성막]
도 2 에 나타내는 스퍼터링 웨브 코터를 사용하여 장척 수지 필름의 양면에 금속 시드층을 성막하였다. 도 2 에 나타내는 장척 수지 필름 (114) 에는, 폭 600 ㎜, 길이 1000 m, 두께 25 ㎛ 의 우베 흥산 주식회사 제조의 내열성 폴리이미드 필름 「유피렉스 (등록상표)」 를 사용하였다.
장척 수지 필름 (114) 의 양면 (제 1 면과 제 2 면) 에 성막하는 금속 시드층은, 제 1 층인 Ni-Cr 막 상에 제 2 층인 Cu 막을 성막하는 것으로 하고, 그 때문에, 장척 수지 필름 (114) 의 제 1 면에 금속 시드층을 성막하는 성막실 (112) 에 형성된 마그네트론 스퍼터 캐소드 (139) 의 타깃으로는 Ni-Cr 타깃을 사용하고, 마그네트론 스퍼터 캐소드 (140, 141, 142) 의 타깃으로는 Cu 타깃을 사용하였다. 또, 장척 수지 필름 (114) 의 제 2 면에 금속 시드층을 성막하는 성막실 (312) 에 형성된 마그네트론 스퍼터 캐소드 (342) 의 타깃으로는 Ni-Cr 타깃을 사용하고, 마그네트론 스퍼터 캐소드 (341, 340, 339) 의 타깃으로는 Cu 타깃을 사용하였다.
그리고, 이 상태에서, 복수 개의 드라이 펌프를 사용하여 성막실 (112) 및 성막실 (312) 내의 공기를 5 ㎩ 까지 배기한 후, 추가로, 복수 개의 터보 분자 펌프와 크라이오 코일을 사용하여 3 × 10-3 ㎩ 까지 배기하였다.
다음으로, 스퍼터링 웨브 코터의 회전 구동 장치를 기동하여 장척 수지 필름 (114) 을 반송 속도 5 m/분으로 반송시키면서, 아르곤 가스를 300 sccm 으로 도입함과 함께, 각각 Ni-Cr 타깃의 마그네트론 스퍼터 캐소드에는 20 kW, 각각 Cu 타깃의 마그네트론 스퍼터 캐소드에는 30 kW 의 전력을 인가하여, 제 1 층인 Ni-Cr 층 25 ㎚, 제 2 층인 Cu 층 100 ㎚ 를 성막하였다.
그리고, 양면에 금속 시드층이 성막된 장척 수지 필름 (114) 을 권취실 (113) 내에 반입하고, 블로킹이 일어나지 않도록 장척 수지 필름 (114) 의 층 사이에 장척 합지 (149) 를 끼워 넣으면서 권취 롤 (146) 에 장척 수지 필름 (114) 을 권취하였다.
또한, 장척 합지 (149) 에는, 두께 10 ㎛ 의 PET 필름을 사용했지만 PP (폴리프로필렌) 필름을 사용해도 된다.
[금속막의 형성]
Ni-Cr 층과 Cu 층으로 이루어지는 금속 시드층이 양면에 성막되고, 또한, 필름층 사이에 블로킹 방지용의 장척 합지를 끼워 넣으면서 권취된 장척 수지 필름을, 제 2 실시형태에 관련된 금속막이 부착된 수지 필름 제조 장치의 장척 수지 필름 권출 롤 (600) 로부터 장척 합지 (603) 를 분리하면서 권출함과 함께, 「습식 도금 장치」 내에 장척 수지 필름 (601) 이 반입되기 전에 「대기압 플라즈마 세정 장치」 로 금속 시드층 표면을 세정하여 금속 시드층 표면에 전이한 장척 합지 (603) 로부터의 성분을 제거한 후, 반송 속도 3 m/분으로 「습식 도금 장치」 내에 반입하여 금속 시드층 상에 1 ㎛ 의 Cu 층을 도금하였다.
또한, 「대기압 플라즈마 세정 장치」 에는, 질소 가스에 미량의 산소가 혼합된 플라즈마 가스를 사용한 리모트형의 중주파 (40 ㎑) 플라즈마 장치가 사용되고, 플라즈마 처리 박스 (662) 내를 플로팅 상태로 반송되는 장척 수지 필름 (601) 에 대향 배치된 각 대기압 플라즈마 헤드 (665, 666) 에 도시 외의 플라즈마 전원으로부터 500 V 를 인가하고 있다.
[평가 방법]
도 5 에 나타내는 바와 같이, 장척 합지의 성분 (상기 서술한 바와 같이 수지 필름 성분이나 수지 필름에 포함되는 용제 성분 등) (100) 이 장척 수지 필름의 금속 시드층 (101) 표면에 국소적으로 전이해 버리면, 이 부분이, 습식 도금 후에 직경 수 ㎛ 의 핀홀이 되어 버리는 것이 전자 현미경 관찰에 의해 확인되고 있다. 이것을 응용하여, 대기압 플라즈마에 의한 상기 전이 성분의 세정 효과를 핀홀 수로 평가할 수 있다.
단, 양면에 금속막이 형성된 양면 금속막이 부착된 수지 필름에 있어서의 핀홀의 확인은 곤란하기 때문에, 먼저, 편면의 금속막을 마스킹하여 반대면의 금속막을 에칭에 의해 제거하고, 그 후, 투과 현미경으로 5.6 ㎜ × 4.2 ㎜ 시야 범위의 핀홀을 촬영하여, 직경 3 ㎛ 이상의 핀홀을 화상 해석에 의해 카운트하여 평가한다.
이와 같은 평가에 의한 대기압 플라즈마의 유무 (ON, OFF) 에 의한 핀홀 수의 감소를 표 1 에 나타낸다.
Figure pct00001
[확인]
표 1 에 나타내는 결과로부터, 대기압 플라즈마에 의한 세정 처리로 핀홀이 현저하게 저감되는 것이 확인된다.
또, 대기압 플라즈마에 의한 세정 처리의 효과는, 장척 수지 필름의 반송 속도에 관계가 있어, 반송 속도가 빠르면 그 효과는 약간 저감한다. 이와 같은 경우, 「대기압 플라즈마 세정 장치」 의 대기압 플라즈마 헤드를 다른 1 쌍 추가하면 된다.
산업상 이용가능성
본 발명에 의하면, 금속막에 핀홀 등이 없는 고품질인 금속막이 부착된 수지 필름을 높은 수율로 제조할 수 있기 때문에, 노트북 컴퓨터, 디지털 카메라, 휴대 전화 등의 플렉시블 배선 기판에 사용되는 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 장치로서 적용되는 산업상 이용가능성을 가지고 있다.
100 : 장척 합지로부터 전이한 성분
101 : 금속 시드층
110, 210 : 권출실
111, 211 : 건조실
124, 224 : 히터 유닛
112, 212, 312 : 성막실
400 : 반송실
113, 213 : 권취실
114, 214 : 장척 수지 필름
501, 601 : 금속 시드층이 성막된 장척 수지 필름
115, 215, 500, 600 : 장척 수지 필름 권출 롤
146, 246, 541, 641 : 장척 수지 필름 권취 롤
149, 249, 503, 603 : 장척 합지
148, 248 : 장척 합지 권출 롤
502, 602 : 장척 합지 권취 롤
131, 231, 331 : 캔 롤러
138, 238, 338 : 차폐판
139, 140, 141, 142, 339, 340, 341, 342, 239, 240, 241, 242 : 스퍼터링 캐소드
116, 118, 120, 122, 123, 401, 402, 403, 143, 145, 147, 216, 218, 220, 222, 223, 243, 245, 247, 504, 505, 507, 508, 513, 514, 517, 520, 521, 524, 527, 528, 531, 534, 535, 538, 540, 604, 605, 607, 608, 613, 614, 617, 620, 621, 624, 627, 628, 631, 634, 635, 638, 640 : 프리 롤러
117, 121, 130, 132, 332, 330, 144, 217, 221, 230, 232, 244, 506, 539, 606, 639 : 장력 측정 롤러
119, 129, 133, 333, 329, 219, 229, 233 : 모터 구동 롤러
562, 662 : 플라즈마 처리 박스
563, 564 : 수냉 모터 구동 롤러
565, 566, 665, 666 : 대기압 플라즈마 헤드
542, 543, 544, 545, 642, 643, 644, 645 : 습식 도금조
509, 510, 515, 516, 518, 519, 522, 523, 525, 526, 529, 530, 532, 533, 536, 537, 609, 610, 615, 616, 618, 619, 622, 623, 625, 626, 629, 630, 632, 633, 636, 637 : 급전 롤러
546, 547, 548, 549, 550, 551, 552, 553, 554, 555, 556, 557, 558, 559, 560, 561, 646, 647, 648, 649, 650, 651, 652, 653, 654, 655, 656, 657, 658, 659, 660, 661 : 애노드

Claims (8)

  1. 편면 혹은 양면에 금속 시드층을 성막한 장척 (長尺) 수지 필름이 그 층 사이에 장척 합지를 끼워 넣으면서 권회된 장척 수지 필름 권출 롤과,
    그 장척 수지 필름 권출 롤로부터 권출되는 장척 수지 필름으로부터 상기 장척 합지를 분리하여 권취하는 장척 합지 권취 롤과,
    상기 장척 합지가 분리된 장척 수지 필름을 반입하여 그 금속 시드층 상에 금속막을 형성하는 습식 도금조와,
    상기 금속막이 형성된 장척 수지 필름을 권취하는 장척 수지 필름 권취 롤을 구비한 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 장치에 있어서,
    상기 장척 합지가 분리된 장척 수지 필름의 금속 시드층 표면을 세정하는 대기압 플라즈마 세정 장치가, 장척 수지 필름 권출 롤과 습식 도금조의 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 장척 수지 필름의 금속 시드층과 금속막이 Cu 를 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 장척 합지는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리비닐알코올, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌술파이드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 아라미드, 폴리이미드, 트리아세테이트의 단체 혹은 이들을 첩합 (貼合) 한 복합체로 구성되는 것을 특징으로 하는 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 대기압 플라즈마 세정 장치는, 원격 조작형인 것을 특징으로 하는 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 장치.
  5. 편면 혹은 양면에 금속 시드층을 성막한 장척 수지 필름이 그 층 사이에 장척 합지를 끼워 넣으면서 권회된 장척 수지 필름 권출 롤로부터 상기 장척 수지 필름을 권출하는 공정과,
    장척 수지 필름 권출 롤로부터 권출된 장척 수지 필름으로부터 상기 장척 합지를 분리하여 장척 합지 권취 롤에 권취하는 공정과,
    상기 장척 합지가 분리된 장척 수지 필름을 습식 도금조에 반입하여 그 금속 시드층 상에 금속막을 형성하는 공정과,
    상기 금속막이 형성된 장척 수지 필름을 장척 수지 필름 권취 롤에 권취하는 공정을 구비하는 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 방법에 있어서,
    상기 장척 합지가 분리된 장척 수지 필름을 습식 도금조에 반입하기 전에, 장척 수지 필름의 금속 시드층 표면을 대기압 플라즈마 세정하는 것을 특징으로 하는 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 장척 수지 필름의 금속 시드층과 금속막이 Cu 를 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 장척 합지를, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리비닐알코올, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌술파이드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 아라미드, 폴리이미드, 트리아세테이트의 단체 혹은 이들을 첩합한 복합체로 구성하는 것을 특징으로 하는 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 장척 수지 필름의 금속 시드층 표면을 대기압 플라즈마 세정하는 장치를, 원격 조작형 장치로 구성하는 것을 특징으로 하는 금속막이 부착된 수지 필름의 제조 방법.
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