WO2012133567A1 - 電気抵抗層付き金属箔の製造方法 - Google Patents

電気抵抗層付き金属箔の製造方法 Download PDF

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俊雄 黒澤
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a metal foil with an electric resistance layer, for example, a method for manufacturing a metal foil with an electric resistance layer that can be used as a resistance element that can be mounted on the surface or inside of a circuit board.
  • a higher resistance value is required than a sheet resistance value that can be realized by a conventional metal material such as NiCr.
  • a conventional metal material such as NiCr
  • the strength of the resist can be increased by performing high-temperature treatment such as the influence of an etching solution or etching selectivity when forming the resistance element, or solder reflow after the resistance element is formed.
  • the sheet resistance value of the finally obtained resistance element may be greatly deviated from a desired value, and sufficient reliability may not be obtained.
  • a resistance element when forming a resistance element by forming a resistance layer on the surface of a metal foil such as a copper foil, it is necessary to improve the adhesive strength to such an extent that peeling does not occur at least between the resistance layer and the metal foil.
  • the rougher the surface roughness of the metal foil surface the better the adhesion between the metal foil and the resistance layer. Therefore, conventionally, surface treatment such as roughening treatment is performed on the surface of the metal foil to reduce the surface roughness. Increasing has been done.
  • the resistance value variation of the resistance layer formed on the metal foil becomes large.
  • the resistance value variation increases due to the surface roughness. Will occur. As a result, it becomes difficult to stably obtain the electrical characteristics of the desired resistance element.
  • the present invention can stably obtain electrical characteristics of a resistance element, can suppress peeling between the metal foil and the electrical resistance layer disposed on the metal foil, and is a high sheet.
  • a method for producing a metal foil with an electric resistance layer capable of realizing a resistance value is provided.
  • the present inventors diligently studied, and as a sputtering target, an appropriate material having an eigenvalue resistance higher than that of a conventional metal alloy layer such as NiCr as an electric resistance layer on an appropriate metal foil. It was found that it is effective to use oxygen as an atmospheric gas during the production of the electric resistance layer.
  • the present inventor diligently studied the surface characteristics of the metal foil on which the electric resistance layer is arranged, and as a result, the surface of the metal foil was subjected to a roughening treatment as in the past, and a specific surface roughness range (for example, Rz 6 to 8 ⁇ m) was obtained. Suppression of peeling between the metal foil and the resistance layer is achieved by adopting a metal foil whose surface roughness is reduced rather than by adjusting the surface of the metal foil instead of adjusting the surface. And it was found that the resistance value variation of the resistance layer can be reduced at the same time.
  • the present invention completed on the basis of such knowledge has, in one aspect, an ion having a ten-point average roughness Rz measured by an optical method of 1 ⁇ m or less and an ion beam intensity of 0.70 to 2.10 sec ⁇ W / cm 2 .
  • Electricity including a step of forming an electric resistance layer by a vapor phase growth method on a metal foil having a surface treated by beam irradiation, using a sputtering target containing nickel, chromium, and silicon while applying oxygen as an atmospheric gas. It is a manufacturing method of metal foil with a resistance layer.
  • the amount of oxygen applied to the atmospheric gas is such that the step of forming the electric resistance layer has an oxygen concentration of 20 to 60 at% in the electric resistance layer. Including controlling.
  • the sputtering target contains a NiCrSi alloy or a NiCrSiO alloy.
  • Ni is 2 to 10 at%
  • Cr and Si are in a composition ratio (Cr / (Cr + Si) ⁇ 100 [%]) of 73.
  • a sputtering target containing ⁇ 79 at% and O in 10 to 60 at% is used.
  • the method for producing a metal foil with an electric resistance layer according to the present invention includes providing oxygen in an amount of 0 to 19 vol% as an atmospheric gas.
  • the method for producing a metal foil with an electric resistance layer of the present invention further includes further disposing a thermoplastic resin layer on the electric resistance layer.
  • the metal foil is an electrolytic copper foil or a rolled copper foil.
  • the electrical characteristics of the resistance element can be stably obtained, peeling between the metal foil and the electrical resistance layer disposed on the metal foil can be suppressed, and a high sheet resistance value can be obtained.
  • a feasible method for producing a metal foil with an electric resistance layer can be provided.
  • the manufacturing method of the metal foil with an electric resistance layer includes nickel, chromium on a metal foil having a treated surface whose ten-point average roughness Rz measured by an optical method is adjusted to 1 ⁇ m or less. And a step of forming an electric resistance layer by a vapor phase growth method while applying oxygen as an atmospheric gas using a sputtering target containing silicon.
  • an electrolytic copper foil or a rolled copper foil can be used as the metal foil.
  • the “copper foil” in this embodiment includes a copper alloy foil in addition to the copper foil.
  • an electrolytic copper foil when used as the metal foil, it can be manufactured using a general electrolytic device. However, in this embodiment, an appropriate additive is selected in the electrolysis process, and the drum rotation speed is stabilized. It is preferable to form an electrolytic copper foil having a uniform thickness and a uniform surface roughness of the copper foil.
  • the thickness of the metal foil is not particularly limited, and for example, a metal foil having a foil thickness of 5 to 70 ⁇ m, particularly a foil thickness of 5 to 35 ⁇ m can be used.
  • At least one surface of the metal foil is a surface having a ten-point average roughness Rz measured by an optical method adjusted to 1 ⁇ m or less.
  • the treatment surface with “10-point average roughness Rz measured by an optical method of 1 ⁇ m or less and variation of 10-point average roughness Rz within ⁇ 5%” is a resolution of 0.2 ⁇ m ⁇ 0.2 ⁇ m or less.
  • the reference length is extracted in the direction of the average line from the roughness curve obtained by the optical interferometric surface shape measuring apparatus, and 5 from the highest peak measured in the direction of the vertical magnification from the average line of the extracted portion.
  • the defined value is defined as the ten-point average roughness Rz.
  • the correlation between the surface roughness of the metal foil surface and the resistance value of the resistance layer can be grasped more specifically.
  • a resistance layer having a desired electric resistance value can be manufactured more stably.
  • the optical interference surface shape measuring instrument a non-contact three-dimensional surface shape measuring system, product number NT1100 (WYKO optical profiler (resolution 0.2 ⁇ m ⁇ 0.2 ⁇ m or less: manufactured by Veeco)) can be used.
  • the system measurement method is a vertical scanning interference method (Vertical Scan Interferometry / VSI method), the visual field range is 120 ⁇ m ⁇ 90 ⁇ m, and the measurement scan density is 7.2 ⁇ m / sec.
  • the interference method is a Mirau interference method (objective lens 50 times, internal lens 1 time).
  • the present embodiment if the roughness Rz of the metal foil is 1 ⁇ m or less, sufficient adhesion strength can be obtained, but even if the roughness Rz is 0.5 ⁇ m or less, and further 0.4 ⁇ m or less, the present embodiment is performed. The effect of form can be fully demonstrated. Although there is no restriction
  • the surface of the metal foil is surface treated for cleaning.
  • ion beam irradiation is preferably performed.
  • the ion beam intensity is 0.70 to 2.10 sec ⁇ W / cm 2 , more preferably 0.78 to 1.50 sec ⁇ W / cm 2 . Is preferred.
  • the “ion beam intensity (sec ⁇ W / cm 2 )” described in the present embodiment is calculated by the following equation.
  • the ion beam power is about 30 W or more, the irradiation dose is sufficient.
  • an electric resistance layer is formed on the surface of the metal foil after the surface treatment by a gas phase reaction method.
  • a gas phase reaction method a physical gas phase reaction method using a sputtering apparatus or the like is preferably used.
  • a metal foil and a sputtering target are placed in a vacuum chamber of the sputtering apparatus.
  • the material of the sputtering target it is preferable to use a metal material that exhibits a higher specific resistance value than the NiCr alloy when the electric resistance layer is formed.
  • a metal material that exhibits a higher specific resistance value than the NiCr alloy when the electric resistance layer is formed.
  • Ni nickel
  • Cr chromium
  • Si silicon
  • Including sputtering targets can be used.
  • the sputtering target material containing Ni, Cr, and Si is not limited to the following.
  • a NiCrSi alloy, a NiCrSiO alloy, or the like can be used.
  • the resistance of the obtained electric resistance layer is increased and the sheet resistance value varies. Reduction can be achieved and the strength of the electric resistance layer can be improved.
  • the oxygen concentration in the electrical resistance layer can be adjusted to a suitable range, and the specific resistance value of the electrical resistance layer can be controlled.
  • the specific composition of the sputtering target material is not particularly limited, and may be a metal target or an oxide target, and various sputtering target materials can be used. According to the present invention, since an electric resistance layer having a desired specific resistance value can be formed without changing the sputtering target material, the production efficiency can be improved.
  • Ni is 2 to 10 at% (atomic%), and the composition ratio of Cr and Si (Cr / (Cr + Si) ⁇ 100 [ %]) Cr is 73 to 79 at%, O is 10 to 60 at%, more preferably Ni is 2 to 5 at%, and Cr is contained in the composition ratio of Cr and Si (Cr / (Cr + Si) ⁇ 100 [%]).
  • a material containing 76 at% and 10 to 60 at% of O is preferably used.
  • an inert gas and a reactive gas are supplied as atmospheric gases.
  • the inert gas argon (Ar), nitrogen (N 2 ) and the like are suitable.
  • Oxygen gas is used as the reactive gas.
  • the oxygen application amount is preferably controlled so that the oxygen concentration in the finally obtained electrical resistance layer is 20 to 60 at%.
  • “Oxygen concentration in the electrical resistance layer” means that the surface of the electrical resistance layer was argon sputtered for several minutes by X-ray photoelectron spectroscopy or the like, and then the oxygen concentration at the extreme surface (a depth of several nm) was measured. Means the oxygen concentration in the case.
  • the oxygen concentration in the electrical resistance layer is less than 20 at%, the sheet resistance value of the electrical resistance layer may not be significantly improved.
  • the oxygen concentration in the electrical resistance layer is higher than 60 at%, the electrical resistance layer may be a transparent glass, and desired characteristics may not be obtained.
  • an electric resistance layer is deposited using a NiCrSiO alloy of 4 at% Ni, 60 at% Cr, and 36 at% SiO as a sputtering target, 0 to 19 vol. %
  • the oxygen concentration in the electric resistance layer can be controlled to 20 to 60 at%.
  • the sheet resistance value in the electrical resistance layer may vary widely. Therefore, it is preferable to strictly manage the amount of oxygen applied to the vacuum chamber during sputtering. For example, in order to keep the variation of the sheet resistance value of the electric resistance layer within ⁇ 5%, the displacement of the oxygen concentration in the vacuum chamber is controlled to be within 0.5%, more preferably within 0.3%. It is preferable to do. Concentration management can be managed to about ⁇ 0.1% by using, for example, a mass flow controller.
  • thermoplastic resin may be further disposed on the electric resistance layer.
  • the thermoplastic resin layer for example, an epoxy-based, polyimide-based, glass-epoxy-based bonding sheet, bonding film, or a primer (paint) containing polyimide and epoxy resin, which is applied to a circuit board, is preferably used.
  • a primer containing polyimide and epoxy resin, which is applied to a circuit board.
  • a solid sheet or film may be stacked between the surface of the metal foil and the electric resistance layer and bonded by thermocompression bonding, or a liquid primer may be applied on the surface of the metal foil, dried, and heated. It can also be joined by pressure bonding.
  • the layer thickness of the thermoplastic resin layer is not particularly limited, but if a resin layer of at least 1 ⁇ m or more is formed, the bonding strength can be improved, and the layer thickness of the resin layer is more preferably 5 to 50 ⁇ m.
  • the circuit board When incorporating the metal foil with an electric resistance layer according to the embodiment of the present invention into the circuit board, for example, the circuit board is brought into contact with the electric resistance layer side of the metal foil with the electric resistance layer on the circuit board by thermocompression bonding or the like. And a metal foil with an electric resistance layer are joined. Next, a photoresist film is spin-coated on the metal foil, and is patterned using a photolithography technique. Next, using the photoresist film patterned by reactive ion etching (RIE) or the like as a mask, the metal foil and a part of the electric resistance layer are removed, and the photoresist film is removed.
  • RIE reactive ion etching
  • a photoresist film is further spin-coated on the metal foil remaining on the circuit board, and is patterned into a shape corresponding to the length and surface area of the resistance element using a photolithography technique.
  • the metal foil is removed using the patterned photoresist film as an etching mask, and the photoresist film is removed, thereby forming a resistance element on the circuit board. Thereafter, if an insulating layer and a wiring layer are formed on the resistance element by a known multilayer wiring technique, the resistance element can be embedded in the circuit board.
  • An electrolytic copper foil having a thickness of 18 ⁇ m was prepared.
  • the ten-point average roughness Rz measured by an optical method on the surface (rough surface) of the metal foil was 0.51 ⁇ m.
  • the line speed, IB voltage, and IB current were adjusted to the conditions shown in Table 1, and the rough surface of the electrolytic copper foil was surface-treated.
  • the ion beam intensities of Comparative Examples 1 to 3 and Examples 1 to 4 were 0.24 sec ⁇ W / cm 2 (Comparative Example 1), 0.39 sec ⁇ W / cm 2 (Comparative Example 2), and 0.58 sec ⁇ W, respectively.
  • / Cm 2 Comparative Example 3
  • 0.78 sec ⁇ W / cm 2 Examples 1 and 3
  • 0.97 sec ⁇ W / cm 2 Examples 2 and 4).
  • An electrolytic copper foil having a thickness of 18 ⁇ m was used.
  • the ten-point average roughness Rz measured by an optical method on the surface (rough surface) of the metal foil was 0.8 ⁇ m.
  • This electrolytic copper foil was set in the vacuum chamber of the above sputtering apparatus (14 inch metallizer manufactured by CHA) and conveyed at a line speed of 0.88 m / min.
  • the entire surface of the copper foil was subjected to surface treatment (cleaning treatment) with an IB voltage of 400 V and an IB current of 100 mA on the copper foil.
  • the ion beam intensity is 0.73 sec ⁇ W / cm 2 in all cases.
  • argon gas is used as the atmospheric gas, and oxygen is introduced as the reaction gas into the vacuum chamber under the conditions shown in Table 2, so that the chamber internal pressure becomes around 5 ⁇ 10 ⁇ 3 Toll (with the total supply gas supply amount).
  • the electric resistance layer made of NiCrSiO having an oxygen concentration of 15 to 68 at% was formed on the electrolytic copper foil.

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Abstract

　本発明は、抵抗素子の電気的特性を安定的に得ることができ、金属箔と金属箔上に配置される電気抵抗層との間の剥離を抑制可能で、且つ高いシート抵抗値を実現可能な電気抵抗層付き金属箔の製造方法を提供することを目的とし、光学的方法で測定した十点平均粗さＲｚが１μｍ以下であり、イオンビーム強度が０．７０～２．１０ｓｅｃ・Ｗ／ｃｍ2のイオンビーム照射により処理された表面を有する金属箔上に、ニッケル、クロム、シリコンを含むスパッタリングターゲットを用いて、雰囲気気体として酸素を付与しながら気相成長法により電気抵抗層を形成させる工程を含む電気抵抗層付き金属箔の製造方法である。

Description

電気抵抗層付き金属箔の製造方法
　本発明は電気抵抗層付き金属箔の製造方法に関し、例えば、回路基板の表面又は内部に搭載可能な抵抗素子として利用可能な電気抵抗層付き金属箔の製造方法に関する。
　最近、配線材料である銅箔上に更に電気抵抗材料からなる薄膜（電気抵抗層）を形成する技術が提案されている（例えば特許文献１、２参照）。電子回路基板には電気抵抗素子が不可欠であるが、抵抗層を備えた銅箔を使用すれば銅箔上に形成された電気抵抗層をエッチングすることで抵抗素子が形成できる。抵抗の基板内蔵化により、従来のようにチップ抵抗素子を半田接合法を用いて基板上に表面実装する手法しかなかった場合に比べて、限られた基板の表面積を有効に利用することが可能となる。電気抵抗層としては、従来、例えばＮｉＣｒ等の金属材料の抵抗体を使用することで、１０ｏｈｍ／ｓｑ～２５０ｏｈｍ／ｓｑ程度のシート抵抗値を得ていた。
　しかしながら近年は、ＮｉＣｒ等の従来の金属材料で実現可能なシート抵抗値よりも、より高い抵抗値が要求されている。更に、ＮｉＣｒ等の従来の金属材料を用いると、抵抗素子を形成する際のエッチング液やエッチング選択性の影響、或いは、抵抗素子を形成した後の半田リフロー等の高温処理を行うことにより、強度の低下や最終的に得られる抵抗素子のシート抵抗値が所望の値から大きくずれる場合があり、十分な信頼性が得られない場合がある。
　また、抵抗層を銅箔等の金属箔の表面上に形成して抵抗素子を形成する場合、少なくとも抵抗層と金属箔との間において剥離を生じさせない程度に接着強度を向上させる必要がある。一般に、金属箔表面の表面粗さを粗くすればするほど、金属箔と抵抗層との密着が向上するため、従来は、金属箔表面に粗化処理等の表面処理を行って表面粗さを増大させることが行われてきた。
　しかしながら、金属箔の表面粗さを大きくしすぎると、金属箔上に形成される抵抗層の抵抗値のばらつきが大きくなる。特に、抵抗層を薄膜化する場合には、粗い金属箔の表面上に、例えばスパッタリング等により均一な薄膜状の抵抗層を形成しても、その表面粗さに起因して抵抗値ばらつきの増大が生ずる。その結果、所望の抵抗素子の電気的特性を安定的に得ることが難しくなる。
特許第３３１１３３８号公報 特許第３４５２５５７号公報
　上記課題を鑑み、本発明は、抵抗素子の電気的特性を安定的に得ることができ、金属箔と金属箔上に配置される電気抵抗層との間の剥離を抑制可能で、且つ高いシート抵抗値を実現可能な電気抵抗層付き金属箔の製造方法を提供する。
　上記課題を解決するために、本発明者が鋭意検討した結果、適切な金属箔上に、電気抵抗層として従来のＮｉＣｒ等の金属合金層よりも固有値抵抗値が高い適切な材料をスパッタリングターゲットとして使用し、且つ電気抵抗層の製造時に雰囲気ガスとして酸素を付与することが有効であるとの知見を得た。
　更に本発明者は電気抵抗層を配置する金属箔の表面特性について鋭意検討したところ、金属箔の表面を、従来のように粗化処理により特定の表面粗さの範囲（例えばＲｚ６～８μｍ）を有する表面に調節するのではなく、金属箔の表面に処理を施すことにより従来よりもむしろ表面粗さが小さくなるようにした金属箔を採用することにより、金属箔と抵抗層との剥離の抑制と、抵抗層の抵抗値ばらつきの低減を同時に実現可能であることを見出した。
　かかる知見を基礎として完成した本発明は一側面において、光学的方法で測定した十点平均粗さＲｚが１μｍ以下であり、イオンビーム強度が０．７０～２．１０ｓｅｃ・Ｗ／ｃｍ2のイオンビーム照射により処理された表面を有する金属箔上に、ニッケル、クロム、シリコンを含むスパッタリングターゲットを用いて、雰囲気気体として酸素を付与しながら気相成長法により電気抵抗層を形成させる工程を含む電気抵抗層付き金属箔の製造方法である。
　本発明の電気抵抗層付き金属箔の製造方法は一実施態様において、電気抵抗層を形成させる工程が、電気抵抗層中の酸素濃度が２０～６０ａｔ％となるように、雰囲気気体の酸素付与量を制御することを含む。
　本発明の電気抵抗層付き金属箔の製造方法は別の一実施態様において、スパッタリングターゲットが、ＮｉＣｒＳｉ合金又はＮｉＣｒＳｉＯ合金を含む。
　本発明の電気抵抗層付き金属箔の製造方法は更に別の一実施態様において、Ｎｉが２～１０ａｔ％、ＣｒとＳｉの構成比率（Ｃｒ／（Ｃｒ＋Ｓｉ）×１００［％］）においてＣｒが７３～７９ａｔ％、Ｏが１０～６０ａｔ％含むスパッタリングターゲットを用いる。
　本発明の電気抵抗層付き金属箔の製造方法は更に別の一実施態様において、雰囲気気体として酸素を０～１９ｖｏｌ％付与することを含む。
　本発明の電気抵抗層付き金属箔の製造方法は更に別の一実施態様において、電気抵抗層上に熱可塑性樹脂層を更に配置することを更に含む。
　本発明の電気抵抗層付き金属箔の製造方法は更に別の一実施態様において、金属箔が電解銅箔又は圧延銅箔である。
　本発明によれば、抵抗素子の電気的特性を安定的に得ることができ、金属箔と金属箔上に配置される電気抵抗層との間の剥離を抑制可能で、且つ高いシート抵抗値を実現可能な電気抵抗層付き金属箔の製造方法が提供できる。
　本発明の実施の形態に係る電気抵抗層付き金属箔の製造方法は、光学的方法で測定した十点平均粗さＲｚが１μｍ以下に調整された処理表面を有する金属箔上に、ニッケル、クロム、シリコンを含むスパッタリングターゲットを用いて、雰囲気気体として酸素を付与しながら気相成長法により電気抵抗層を形成させる工程を含む。
　金属箔としては、例えば電解銅箔又は圧延銅箔を用いることができる。本実施形態の「銅箔」とは、銅箔の他に銅合金箔も含まれるものとする。なお、金属箔として電解銅箔を用いる場合は一般的な電解装置を用いて製造することが出来るが、本実施形態では、電解プロセスにおいて適切な添加剤を選択することや、ドラム回転速度の安定化など、銅箔の表面粗さが均一で厚みの一様な電解銅箔を形成しておくと好ましい。金属箔の厚みにも特に制限はないが、例えば箔厚が５～７０μｍ、特に箔厚が５～３５μｍの金属箔が使用できる。
　金属箔は、少なくとも一方の表面が、光学的方法で測定した十点平均粗さＲｚが１μｍ以下に調整された表面であることが好ましい。ここで、「光学的方法で測定した十点平均粗さＲｚが１μｍ以下、十点平均粗さＲｚのばらつきが±５％以内」の処理表面とは、０．２μｍ×０．２μｍ以下の分解能を持ち、光干渉式による光学的表面形状測定装置で測定した場合に得られる十点平均粗さＲｚの値を有する表面を意味する。
　即ち、光干渉的表面形状測定装置により得られた粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さだけを抜き取り、この抜取り部分の平均線から縦倍率の方向に測定した最も高い山頂から５番目までの山頂の標高の絶対値の平均値と、最も低い谷底から５番目までの谷底の標高の絶対値の平均値との和を求め、この値をマイクロメートル（μｍ）で表した値で規定した場合の値を十点平均粗さＲｚとして定義するものである。
　この測定方法を採用することにより、金属箔表面の表面粗さと抵抗層の抵抗値の相関関係をより具体的に把握することができる。言い換えれば、この測定方法によれば、平均粗さＲｚを所定の範囲内で大きくするにつれて一次関数的に抵抗層の抵抗値も上昇する傾向を評価できるため、製造者が、目標とする電気抵抗値に合わせて抵抗層の平均粗さＲｚを制御することにより、所望の電気抵抗値を有する抵抗層をより安定的に製造できる。
　光干渉的表面形状測定機器としては、非接触３次元表面形状粗さ測定システム、品番ＮＴ１１００（ＷＹＫＯオプティカルプロファイラ（分解能０．２μｍ×０．２μｍ以下：Ｖｅｅｃｏ社製））を用いることができる。システムの測定方式は、垂直走査型干渉方式（Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ｓｃａｎ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ／ＶＳＩ方式）であり、視野範囲は１２０μｍ×９０μｍ、測定スキャン濃度が７．２μｍ／ｓｅｃである。干渉方式は、ミラウ干渉方式（対物レンズ５０倍、内部レンズ１倍）である。
　本実施形態においては、金属箔の粗さＲｚが１μｍ以下であれば、十分な密着強度を得ることができるが、粗さＲｚが０．５μｍ以下、更には０．４μｍ以下としても、本実施形態の効果を十分に発揮できる。粗さＲｚの下限値に特に制限はないが、例えば粗さＲｚは０．１ｎｍ以上とすることができる。
　金属箔の表面には清浄化の為、表面処理が施される。具体的な表面処理手段としては、イオンビーム照射が行われるのが好ましい。金属箔表面にイオンビーム照射して表面の清浄化を図ることにより、金属箔とその上面に配置される抵抗層との密着強度が向上する。
　イオンビーム照射は、照射量が少なすぎると密着強度が十分に得られない場合があり、逆に多すぎる場合は、電力消費量の増大により生産性が低下する。以下の条件に制限されるものではないが、例えば、イオンビーム強度が、０．７０～２．１０ｓｅｃ・Ｗ／ｃｍ2、より好ましくは０．７８～１．５０ｓｅｃ・Ｗ／ｃｍ2、とするのが好ましい。本実施形態で説明する「イオンビーム強度（ｓｅｃ・Ｗ／ｃｍ2）」とは次の式で算出される。
　
　処理時間（ｓｅｃ）×イオンビーム電圧（Ｖ）×電流（Ａ）／処理面積（ｃｍ2）
　
　金属箔に対して照射する際のイオンビーム電力は、例えば製品幅が３５ｃｍ、ラインスピードが０．６５ｍ／ｍｉｎ（＝　１．０８ｃｍ／ｓｅｃ）の場合、
　　　　　０．７８（ｓｅｃ・Ｗ／ｃｍ2）×３５（ｃｍ）×１．０８（ｃｍ／ｓｅｃ）
　　　　＝２９．５（Ｗ）
　となり、イオンビーム電力が約３０Ｗ以上であれば充分な照射量となる。
　金属箔の表面処理を行った後は、表面処理後の金属箔の表面上に、気相反応法により電気抵抗層が形成される。気相反応法としては、スパッタリング装置等を用いた物理気相反応法が好適に用いられる。スパッタリング装置を用いる場合、スパッタリング装置の真空チャンバ内には、金属箔とスパッタリングターゲットが載置される。
　スパッタリングターゲットの材料としては、電気抵抗層を形成した場合にＮｉＣｒ合金よりも高い固有値抵抗値を示す金属材料を用いることが好ましく、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）を含むスパッタリングターゲットを用いることができる。Ｎｉ、Ｃｒ、Ｓｉを含むスパッタリングターゲット材料としては、以下に制限されないが、例えばＮｉＣｒＳｉ合金、ＮｉＣｒＳｉＯ合金などが利用可能である。Ｎｉ、Ｃｒ、Ｓｉを含むスパッタリングターゲット材料を使用することで、ＮｉＣｒ合金、或いはＮｉＳｉＯ合金等をスパッタリングターゲット材料とした場合に比べて、得られる電気抵抗層の高抵抗化及びシート抵抗値のバラツキの低減が図れるとともに、電気抵抗層の強度を向上させることができる。
　また、本実施形態では、電気抵抗層形成時に酸素供給量を調節することにより、電気抵抗層中の酸素濃度を好適な範囲に調整でき、電気抵抗層の固有抵抗値を制御することが可能である。よって、スパッタリングターゲット材料の具体的組成に特に制限はなく、金属ターゲットであっても、酸化物ターゲットであってもよく、種々のスパッタリングターゲット材料を用いることができる。本発明によれば、スパッタリングターゲット材料を変更することなく、所望の固有抵抗値を有する電気抵抗層を形成することができるため、生産効率を向上できる。
　以下に制限されるものではないが、例えば、スパッタリングターゲット材料としてＮｉＣｒＳｉＯ合金を使用する場合は、Ｎｉが２～１０ａｔ％（ａｔｏｍｉｃ　％）、ＣｒとＳｉの構成比率（Ｃｒ／（Ｃｒ＋Ｓｉ）×１００［％］）においてＣｒが７３～７９ａｔ％、Ｏが１０～６０ａｔ％含み、より好ましくはＮｉが２～５ａｔ％、ＣｒとＳｉの構成比率（Ｃｒ／（Ｃｒ＋Ｓｉ）×１００［％］）においてＣｒが７６ａｔ％、Ｏが１０～６０ａｔ％含む材料が好適に用いられる。
　真空チャンバ内には、雰囲気気体として不活性ガスと反応性ガスが供給される。不活性ガスとしてはアルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ2）等が好適である。反応性ガスとしては、酸素ガスが用いられる。
　酸素ガスは、最終的に得られる電気抵抗層中の酸素濃度が２０～６０ａｔ％となるように、酸素付与量を制御することが好ましい。「電気抵抗層中の酸素濃度」とは、Ｘ線光電子分光法等により、電気抵抗層中の表面を数分程度アルゴンスパッタした後、極表面（深さ数ｎｍ程度）の酸素濃度を測定した場合の酸素濃度を意味する。電気抵抗層中の酸素濃度が２０ａｔ％より小さい場合には、電気抵抗層のシート抵抗値が有意に向上しない場合がある。一方、電気抵抗層中の酸素濃度が６０ａｔ％より大きい場合には、電気抵抗層が透明なガラス状になり所望の特性が得られない場合がある。
　以下の例に制限されないが、例えば、スパッタリングターゲットとして、Ｎｉが４ａｔ％、Ｃｒが６０ａｔ％、ＳｉＯが３６ａｔ％のＮｉＣｒＳｉＯ合金を用いて電気抵抗層を蒸着させる場合は、真空チャンバ内に０～１９ｖｏｌ％、好ましくは２～１７ｖｏｌ％程度のガス中酸素比率で酸素を付与することで電気抵抗層中の酸素濃度を２０～６０ａｔ％に制御できる。
　スパッタリングの際に導入する酸素濃度に変動があると、電気抵抗層中のシート抵抗値のバラツキが大きくなる場合がある。そのため、スパッタリング時の真空チャンバ内への酸素付与量は厳密に管理することが好ましい。例えば、電気抵抗層のシート抵抗値のバラツキを±５％以内とするためには、真空チャンバ内の酸素濃度の変位を０．５％以内、より好ましくは０．３％以内となるように管理することが好ましい。濃度管理は、例えば、マスフローコントローラー等を用いることで、±０．１％程度に管理することができる。
　電気抵抗層上には熱可塑性樹脂を更に配置してもよい。熱可塑性樹脂層としては、例えば回路基板に適用されるエポキシ系、ポリイミド系、ガラスエポキシ系のボンディングシート、ボンディングフィルム、又はポリイミド及びエポキシ樹脂を含むプライマー（塗料）等が好適に使用される。熱可塑性樹脂層の形成方法に特に制限はない。例えば、金属箔の表面と電気抵抗層との間に固体状のシート又はフィルムを重ね、熱圧着により接合させてもよいし、液状のプライマーを金属箔の表面上に塗布し、乾燥後、熱圧着により接合させることもできる。熱可塑性樹脂層の層厚にも特に制限はないが、少なくとも１μｍ以上の樹脂層を形成すれば接合強度を向上させることができ、樹脂層の層厚はより好ましくは、５～５０μｍである。
　本発明の実施の形態に係る電気抵抗層付き金属箔を回路基板内に組み込む際は、例えば、回路基板上に電気抵抗層付き金属箔の電気抵抗層側を接触させ、熱圧着等により回路基板と電気抵抗層付き金属箔とを接合する。次いで、金属箔上にフォトレジスト膜をスピン塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングする。次いで、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）等でパターニングされたフォトレジスト膜をエッチングマスクとして金属箔及び電気抵抗層の一部を除去し、フォトレジスト膜を除去する。回路基板上に残る金属箔上に更にフォトレジスト膜をスピン塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いて抵抗素子の長さ、表面積に準じた形状にパターニングする。パターニングされたフォトレジスト膜をエッチングマスクとして金属箔を除去し、フォトレジスト膜を除去することによって、回路基板上に抵抗素子を形成する。その後公知の多層配線技術により抵抗素子上に絶縁層及び配線層を形成すれば、回路基板内に抵抗素子が埋設できる。
（その他の実施の形態）
　上記のように本発明の実施の形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものではなく、この開示から当業者にはさまざまな代替実施の形態及び運用技術が明らかとなろう。例えば、電解箔と電気抵抗層との密着性をより高めるために、電解箔上に例えば特願２００９－５０３３４３号に開示されるような任意の合金層（銅－亜鉛合金層と安定化層）を形成させても構わない。このように、本発明はここでは明示していない様々な態様を含むことは勿論であり、実施段階においてはその要旨を逸脱しない範囲において変形して具体化され得る。
　以下に本発明の実施例を示すが、以下の実施例に本発明が限定されることを意図するものではない。
－電気抵抗層（ＮｉＣｒＳｉＯ合金）と金属箔との界面の強度評価－
　以下の実施例及び比較例に示す各サンプルは、電気抵抗層スパッタの前処理としてイオンビーム源を備えた、ＣＨＡ社製Ｖａｃｃｕｍｅ　ＷＥＢ　Ｃｈａｍｂｅｒ（１４ｉｎｃｈ幅）を使用して作製した。イオンビーム源にはカーフマン型イオンビーム源６．０ｃｍ×４０ｃｍ　Ｌｉｎｅａｒ　Ｉｏｎ　Ｓｏｕｒｃｅ（ＩＯＮ　ＴＥＣＨ　ＩＮＣ製）を使用した。イオンビーム源の電源は同社ＭＰＳ－５００１で、イオンビームの最大出力はおよそ３Ｗ／ｃｍ2である。
　厚さ１８μｍの電解銅箔を用意した。金属箔の表面（粗面）の光学的方法で測定した十点平均粗さＲｚは０．５１μｍであった。上述のスパッタ装置を用いて、ラインスピード、ＩＢ電圧、ＩＢ電流を表１に示す条件に調整し、電解銅箔の粗面を表面処理した。比較例１～３、実施例１～４のイオンビーム強度はそれぞれ０．２４ｓｅｃ・Ｗ／ｃｍ2（比較例１）、０．３９ｓｅｃ・Ｗ／ｃｍ2（比較例２）、０．５８ｓｅｃ・Ｗ／ｃｍ2（比較例３）、０．７８ｓｅｃ・Ｗ／ｃｍ2（実施例１、３）、０．９７ｓｅｃ・Ｗ／ｃｍ2（実施例２、４）である。
　次いで、４質量ａｔ％ニッケル（Ｎｉ）と６０ａｔ％クロム（Ｃｒ）と１８ａｔ％シリコン（Ｓｉ）と１８ａｔ％酸素（Ｏ）とよりなるスパッタリングターゲットを用いて、反応ガスとして酸素を付与しながら銅箔上に電気抵抗層を形成した。実施例３及び４に対しては電気抵抗層上に更に液状プライマーを平均塗布厚み５μｍとなるように塗布し、塗布後に乾燥させて熱可塑性樹脂を形成した。実施例１～２及び比較例１～３の電気抵抗層上或いは実施例３及び４の熱可塑性樹脂層上に、エポキシ樹脂をガラスクロスに含浸させたエポキシ基材（プリプレグ：パナソニック電工製Ｒ－１６６１）を熱圧着により接合させ、ＩＰＣ規格（ＩＰＣ－ＴＭ－６５０）に基づくピール試験によりピール強度を測定した。結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、実施例１～４では金属箔－電気抵抗層間の剥離は生じず、抵抗層－基板間で剥離した。一方、比較例１～３では、金属箔－電気抵抗層間の剥離が生じ、電気抵抗層のピール強度は測定不能であった。
－酸素供給による電気抵抗層のシート抵抗値への影響－
　厚さ１８μｍの電解銅箔を使用した。金属箔の表面（粗面）の光学的方法で測定した十点平均粗さＲｚは０．８μｍであった。この電解銅箔を上記のスパッタリング装置（ＣＨＡ社製１４ｉｎｃｈメタライザ）の真空チャンバ内にセットし、ラインスピード０．８８ｍ／ｍｉｎで搬送した。まずこの銅箔上に、ＩＢ電圧４００Ｖ、ＩＢ電流１００ｍＡで、銅箔表面全体を表面処理（清浄化処理）した。イオンビーム強度はいずれも０．７３ｓｅｃ・Ｗ／ｃｍ2である。
　更にこの表面処理の後に、ａｔ％比でＮｉ／Ｃｒ／ＳｉＯ＝４／６０／３６からなるスパッタリングターゲットを用いて、スパッタ電力２．８ｋＷで３８秒間、スパッタリングを行った。この際、雰囲気ガスとしてアルゴンガスを使用し、反応ガスとして酸素を表２に示す条件で真空チャンバ内に導入し、チャンバ内圧が５×１０-3Ｔｏｌｌ前後となるよう（総供給ガス供給量でおよそ７５ｓｃｃｍ）に調整し、電解銅箔上に酸素濃度１５～６８ａｔ％のＮｉＣｒＳｉＯからなる電気抵抗層を形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に示すように、電気抵抗層中の酸素濃度が２０ａｔ％以下（比較例４）の場合は抵抗値が十分には向上しなかった。電気抵抗層中の酸素濃度が２０～６０ａｔ％の範囲（実施例５～８）においては、酸素濃度が上昇するにつれてシート抵抗値が上昇した。なお、電気抵抗層中の酸素濃度が６８ａｔ％の場合（実施例９）には、抵抗層がガラス化した。
－半田フロー前後の電気抵抗層の抵抗値変動の影響－
　実施例１の電解銅箔と同様の方法で形成した厚さ１８μｍ、十点平均粗さＲｚが０．５１μｍの電解銅箔に対して、ラインスピード０．８８ｍ／ｍｉｎ、イオンビーム強度０．７３ｓｅｃ・Ｗ／ｃｍ2で表面処理し、ａｔ％比でＮｉ／Ｃｒ／ＳｉＯ＝４／６０／３６からなるスパッタリングターゲットを用いて、表３に示すスパッタ電力でスパッタリングを行った。この際、雰囲気ガスとしてアルゴンガスを使用し、反応ガスとして酸素を表３に示す条件で真空チャンバ内に導入し、チャンバ内圧が５×１０-3Ｔｏｌｌ前後となるよう（総供給ガス供給量が７５ｓｃｃｍ）に調整して電気抵抗層を作製し、比較例５、実施例１０、１１とした。次いで、比較例５、実施例１０、１１を用いて上述の液状プライマーを介してエポキシ樹脂基板と積層し、片面基板を作製し、その後エッチングにより抵抗素子を作製し、得られた抵抗素子の半田リフロー前後の電気抵抗値を測定した。結果を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３に示すように、スパッタ時にＯ2を付与した実施例１０、１１の電気抵抗層はいずれも、スパッタ時にＯ2を付与しない比較例５に比べて、半田フロー前後の抵抗値の変化率が小さくなった。

Claims (7)

  1. 　光学的方法で測定した十点平均粗さＲｚが１μｍ以下であり、イオンビーム強度が０．７０～２．１０ｓｅｃ・Ｗ／ｃｍ2のイオンビーム照射により処理された表面を有する金属箔上に、ニッケル、クロム、シリコンを含むスパッタリングターゲットを用いて、雰囲気気体として酸素を付与しながら気相成長法により電気抵抗層を形成させる工程を含む電気抵抗層付き金属箔の製造方法。
  2. 　前記電気抵抗層を形成させる工程が、前記電気抵抗層中の酸素濃度が２０～６０ａｔ％となるように、雰囲気気体の酸素付与量を制御することを含む請求項１に記載の電気抵抗層付き金属箔の製造方法。
  3. 　前記スパッタリングターゲットが、ＮｉＣｒＳｉ合金又はＮｉＣｒＳｉＯ合金を含む請求項１又は２に記載の電気抵抗層付き金属箔の製造方法。
  4. 　Ｎｉが２～１０ａｔ％、ＣｒとＳｉの構成比率（Ｃｒ／（Ｃｒ＋Ｓｉ）×１００［％］）においてＣｒが７３～７９ａｔ％、Ｏが１０～６０ａｔ％含むスパッタリングターゲットを用いる請求項１又２に記載の電気抵抗層付き金属箔の製造方法。
  5. 　雰囲気気体として酸素を０～１９ｖｏｌ％付与することを含む請求項４に記載の電気抵抗層付き金属箔の製造方法。
  6. 　電気抵抗層上に熱可塑性樹脂層を更に配置することを更に含む１～５のいずれか１項に記載の電気抵抗層付き金属箔の製造方法。
  7. 　前記金属箔が電解銅箔又は圧延銅箔である請求項１～６のいずれか１項に記載の電気抵抗層付き金属箔の製造方法。
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