WO2022038876A1

WO2022038876A1 - 高分子フィルムと銅箔の接合方法、高分子フィルム積層体および高分子フィルム積層体を備えるデバイス

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Publication number: WO2022038876A1
Application number: PCT/JP2021/022432
Authority: WO
Inventors: 好家松本; 幸司宮本
Original assignee: 長瀬産業株式会社
Priority date: 2020-08-20
Filing date: 2021-06-14
Publication date: 2022-02-24
Also published as: TW202208161A; JPWO2022038876A1

Abstract

【課題】低コストで実施可能な、高分子フィルムと銅箔を低温で強固に接合する高周波回路で利用可能な高分子フィルムと銅箔の接合方法、高分子フィルム積層体および高分子フィルム積層体を備えるデバイスを提供する。【解決手段】高分子フィルム２と銅箔９を接合する方法であって、高分子フィルム２の接合面と、銅箔９の接合面と、のいずれか一方または双方の一部又は全部に無機材料層４を形成すること、前記高分子フィルム２と、前記銅箔９と、を当接させて、前記無機材料層４を介して前記高分子フィルム２と前記銅箔９とを接合すること、を含む。

Description

高分子フィルムと銅箔の接合方法、高分子フィルム積層体および高分子フィルム積層体を備えるデバイス

　本発明は、高分子フィルムと銅箔の接合方法、高分子フィルム積層体および高分子フィルム積層体を備えるデバイスに関する。

　ポリイミド（ＰＩ）フィルムは優れた耐熱性、屈曲性、電気絶縁性から、フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）の絶縁材料として用いられている。ＦＰＣの作製にはフレキシブル銅張積層板（ＦＣＣＬ）が用いられ、特にファイン回路形成を要求されるＦＰＣにおいてはＰＩ表面のメタライズ方法の一つとして乾式法であるスパッタリング法が用いられている。市販されているメタライズタイプの２層ＦＣＣＬは、ＰＩ表面にＮｉ／Ｃｒ合金とＣｕのシード層をスパッタリングで形成し、その上に電解Ｃｕめっきにより導体層が形成されている。このＦＣＣＬは、ＰＩと導体層の薄膜化が容易なため、ファイン回路形成に有利である。しかしながら、スパッタリングによるシード層形成は非常に高価でＦＣＣＬの価格も高く、その使用が制限される。

　スマートフォンに代表される携帯情報端末などの小型化、高性能化に伴い、ＦＰＣの軽薄短小化、ファインパターン回路形成、低コスト化が強く望まれている。現在のＦＰＣは安価なラミネートタイプやキャストタイプのＦＣＣＬが使用されており、ＰＩと導体層の界面が平滑でなく、銅箔の薄膜化が難しいためファインパターンの回路形成が困難で、また、銅箔が厚いためＦＰＣの薄型化が難しい。これらラミネート法やキャスト法によりＦＣＣＬを形成する場合、銅箔との密着性を得るために粗化が必要になる。ところが、高周波用途では表皮効果により導体の最表層の電流密度が上昇する為、最表層を粗化しては伝送損失と発熱が増加するという課題がある。さらに、ランドが大きいためランド間の配線形成領域が少なく、ＦＰＣの小型化が困難である。市場から要求されるＦＰＣの軽薄短小化に応えるためには、メタライズタイプの２層ＦＣＣＬを用いる必要があるが、高価なために採用は難しく、より安価な材料、プロセスの出現が望まれている。

　一方、低温で高分子フィルムを接合して積層するために、有機系接着剤を用いる技術が開発されている（特許文献１）。有機系接着剤を用いる場合、真空などの特殊な環境下においては、時間の経過と共に、有機溶剤が最終製品の接着剤の層から蒸発するなどして抜けていくので、接合部の機械的強度の低下が起きる場合がある。また、バブルなどの欠陥が発生する恐れがあり、歩留まりが下がるので、最終コストを高める要因となる。

特開２００８－１５０５５０号公報

　上述の問題を解決するために、本願発明は、低コストで実施可能な、高分子フィルムと銅箔を低温で強固に接合する高周波回路で利用可能な高分子フィルムと銅箔の接合方法、高分子フィルム積層体および高分子フィルム積層体を備えるデバイスを提供することを課題とする。

　本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
　すなわち、本願発明の高分子フィルムと銅箔の接合方法は、高分子フィルムと銅箔を接合する方法であって、高分子フィルムの接合面と、銅箔の接合面と、のいずれか一方または双方の一部又は全部に無機材料層を形成すること、前記高分子フィルムと、前記銅箔と、を当接させて、前記無機材料層を介して前記高分子フィルムと前記銅箔とを接合すること、を含む。
　このような発明によれば、高分子フィルムと、銅箔とは、いずれか一方または双方の一部又は全部に無機材料層を形成して、この無機材料層を介して接合されるので、有機系接着剤を使用せずに、高分子フィルムと銅箔を低温で強固に、かつ低コストで接合することができる。

　本発明の一態様においては、前記高分子フィルムの両面に前記無機材料層を形成する。
　このような構成によれば、高分子フィルムの両面に無機材料層を形成するので、耐湿性にすぐれた高分子フィルム積層体を製造することができる。

　本発明の一態様においては、前記無機材料層は、金属またはＳｉをターゲットとするイオンビームスパッタ法により形成される。
　このような構成によれば、高分子フィルムと銅箔に対して接着力の強い無機材料層を形成することができる。

　本発明の一態様においては、前記無機材料層は、銅をターゲットとするイオンビームスパッタ法により形成される。
　このような構成によれば、高分子フィルムと銅箔の接合についてさらに好適な無機材料層を形成することができる。

　本発明の一態様においては、前記イオンビームスパッタ法による前記無機材料層の形成は、ターゲットに不活性ガスと酸素ガスとからなる混合ガスのエネルギー粒子を照射することを含む。
　このような構成によれば、混合ガスによってスパッタすることで、接合に好適な性質を有する、ターゲットと酸素の混合物又はターゲットの酸化物を無機材料層として形成することができる。

　本発明の一態様においては、前記無機材料層は、ＡＬＤ法またはマグネトロンスパッタ法により形成される。
　このような構成によれば、高分子フィルムと銅箔に対して接着力の強い無機材料層を形成する方法を状況に応じて選択することができる。

　本発明の一態様においては、前記無機材料層は、複数層から形成され、それぞれの層は、イオンビームスパッタ法、ＡＬＤ法、マグネトロンスパッタ法のいずれかにより形成することを含む。
　このような構成によれば、無機材料層を複数層で形成するので、接合する高分子フィルムと銅箔の種類によって最適の無機材料層の構成を選択することができる。

　本発明の一態様においては、前記複数層から形成される無機材料層は、第一の層がＡＬＤ法により形成され、第一の層の上に形成される第二の層がイオンビームスパッタ法により形成される。
　このような構成によれば、無機材料層は、第一の層がＡＬＤ法により形成され、第一の層の上に形成される第二の層がイオンビームスパッタ法により形成されるので、適切な無機材料層の形成方法を実施することができる。

　本発明の一態様においては、前記無機材料層は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｓｉのいずれかを主成分とする。
　このような構成によれば、無機材料層として適切な材料を選択できる。

　本発明の一態様においては、前記無機材料層を形成するまえに、無機材料層形成予定面に、所定の運動エネルギーを有する粒子を衝突させることを含む。
　このような構成によれば、無機材料層形成予定面に、所定の運動エネルギーを有する粒子を衝突させるので、無機材料層を形成する前に表面活性化処理が実施できる。

　本発明の一態様においては、前記高分子フィルムと前記銅箔との接合の前に、接合予定面のいずれか一方または双方に所定の運動エネルギーを有する粒子を衝突させることを含む。
　このような構成によれば、接合予定面のいずれか一方または双方に所定の運動エネルギーを有する粒子を衝突させるので、接合予定面を活性化して、高分子フィルム同士或いは銅箔を強固に接合することができる。

　本発明の一態様においては、前記無機材料層を形成すること、前記高分子フィルムと前記銅箔とを接合すること、は真空中で行われる。
　このような構成によれば、これらの工程を真空中で行うことによって、無機材料層形成面や接合表面への不要な物質の付着、吸着又は接合表面の酸化や水酸化を避け、高分子フィルムと銅箔を強固に接合することができる。

　本発明の一態様においては、前記高分子フィルムと前記銅箔とを接合することの後に加熱処理をすることを含む。
　このような構成によれば、接合の後に加熱処理を行うので、接合強度を向上することができる。

　本発明の一態様においては、前記加熱処理をすることは、３５０℃以下で行われる。
　このような構成によれば、加熱処理として適切な温度を選択することができる。

　本発明の一態様においては、前記高分子フィルムは、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、ＰＩ系（ＰＩ（ポリイミド）、ＭＰＩ（変性ポリイミド）を含む）、ＰＰＥ系（ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ｍＰＰＥ（変性ポリフェニレンエーテル）を含む）、シクロオレフィンポリマー、スクロオレフィンコポリマー、ポリスチレン、シンジオタクティックポリスチレン、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン、アクリル、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、アラミド、エチレン・四フッ化エチレン共重合樹脂、四フッ化エチレン・フッ化プロピレン共重合樹脂、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、熱可塑性ポリイミド、マレイミド樹脂、ポリスルホンのいずれかまたはいずれかの組み合わせの積層体である。
　このような構成によれば、高分子フィルムとして高周波回路に利用可能な材料を選択することができる。

　本発明の他の側面では、上述の接合方法により形成された高分子フィルム積層体を備えるデバイスが提供される。
　このような発明によれば、本発明を適切に利用することができる。

　本発明の高分子フィルム積層体は、高分子フィルムと、銅箔と、前記高分子フィルムと前記銅箔との間の一部又は全部に配置され、前記高分子フィルムと前記銅箔とを接合する無機材料層と、を有する。
　このような発明によれば、高分子フィルムと銅箔を低温で強固に、かつ低コストで接合した高分子フィルム積層体を提供することができる。

　本発明の一態様においては、前記高分子フィルムは、両面に前記無機材料層が形成されている。
　このような構成によれば、防湿性にすぐれ、高周波回路に利用可能な高分子フィルム積層体を提供することができる。

　本発明の一態様においては、前記無機材料層は、金属またはＳｉを含有する。
　このような構成によれば、接合強度の高い高分子フィルム積層体を提供することができる。

　本発明の一態様においては、前記無機材料層は、複数層から形成されている。
　このような構成によれば、無機材料層を複数層で形成するので、接合する高分子フィルムの種類によって最適の無機材料層の構成を選択することができる。

　本発明の一態様においては、前記複数層から形成される無機材料層の少なくとも１層はＡｌと酸素の含有膜であり、他の少なくとも１層はＴｉ含有膜である。
　このような構成によれば、複数の無機材料層の１層がＳｉと酸素の含有膜であり、他の少なくとも１層はＴｉ含有膜であるので、適切な無機材料層の構成を選択できる。

　本発明の一態様においては、前記高分子フィルムは、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、ＰＩ系（ＰＩ（ポリイミド）、ＭＰＩ（変性ポリイミド）を含む）、ＰＰＥ系（ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ｍＰＰＥ（変性ポリフェニレンエーテル）を含む）、シクロオレフィンポリマー、スクロオレフィンコポリマー、ポリスチレン、シンジオタクティックポリスチレン、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン、アクリル、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、アラミド、エチレン・四フッ化エチレン共重合樹脂、四フッ化エチレン・フッ化プロピレン共重合樹脂、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、熱可塑性ポリイミド、マレイミド樹脂、ポリスルホンのいずれかまたはいずれかの組み合わせである。
　このような構成によれば、高分子フィルムとして高周波回路に利用可能な材料を選択することができる。

　本発明の一態様においては、ガス透過性が１Ｅ－０３ｃｃ／ｍ^２・ｄａｙから１Ｅ－０１ｃｃ／ｍ^２・ｄａｙ、導電率が１Ｅ＋１３Ω・ｃｍから１Ｅ＋１８Ω・ｃｍ、誘電率が２．０から３．５、誘電正接が０．０００２から０．００３である高分子フィルム積層体が提供される。
　このような構成によれば、高周波回路に利用する高分子フィルム積層体として適切な特性を有するものを提供することができる。

　本発明の一態様においては、前記銅箔の厚さは６μｍから３８μｍである。
　このような構成によれば、高周波回路に利用する銅箔として適切な特性を有するものを選択することができる。

　本願発明によれば、低コストで実施可能な、高分子フィルムと銅箔を低温で強固に接合する高周波回路で利用可能な高分子フィルムと銅箔の接合方法、高分子フィルム積層体および高分子フィルム積層体を備えるデバイスを提供することができる。

本発明の実施形態に係る高分子フィルム積層体を示す断面図である。本発明の実施形態に係る高分子フィルムと銅箔の接合工程を説明する模式図である。本発明の実施形態に係る高分子フィルムと銅箔の接合工程を説明する模式図である。本発明の実施形態に係る高分子フィルムと銅箔の接合工程を説明する模式図である。本発明の実施形態に係る高分子フィルムと銅箔の接合工程を説明する模式図である。本発明の実施形態に係る高分子フィルム積層体を示す断面図である。本発明の実施形態に係る高分子フィルム積層体を示す断面図である。本発明の実施形態に係るスパッタリング装置を説明する模式図である。本発明の実施形態に係る接合装置を説明する模式図である。本発明の実施形態に係る接合装置を説明する模式図である。従来技術に係る銅箔を有する基板の表面の拡大図である。本発明の実施形態に係る銅箔を有する高分子積層体の表面の拡大図である。本発明の実施形態に係る銅箔を有する高分子積層体を利用したＦＰＣの作成工程を説明する図である。本発明の実施形態に係る高分子フィルム積層体を示す断面図である。本発明の実施形態に係る高分子フィルムと銅箔の接合工程を説明する模式図である。

　以下、添付の図面を参照して本願発明に係る実施形態を説明する。

＜第１実施形態＞
　図１は、本願発明の第１実施形態に係る高分子フィルム積層体を示している。本実施形態に係る高分子フィルム積層体１は、高分子フィルム２と、銅箔９と、を有している。高分子フィルム２は、その両面に無機材料層４が形成されて、高分子フィルム２と、銅箔９とが接合されている。

　以下に、本実施形態に係る高分子フィルム積層体１の製造工程を説明する。
（接合工程１．無機材料層の形成）
　図２、図３は、高分子フィルム２の両面に無機材料層４を形成する工程を説明するための模式図である。図８は、この工程で無機材料層を形成するためのスパッタリング装置の概略を示す模式図である。図８に示すように、スパッタリング装置１００は、大気と遮断された空間を形成するチャンバ８内に、粒子ビーム源６とスパッタターゲット５とを備えている。粒子ビーム源６は、回転軸６ａで回動自在に支持されており、粒子ビームＢがスパッタターゲット５の全面をスキャンできるように構成されている。このような構成の元、チャンバ８内に高分子フィルム２を縦置きに載置する。粒子ビーム源６から、粒子ビームＢをスパッタターゲット５に照射すると、スパッタターゲット５から無機材料の原子又はクラスターＭが発生する。発生した無機材料の原子又はクラスターＭは、高分子フィルム２の両面に照射され、高分子フィルム２の両面に無機材料層４が形成される（図２、図３）。

　本実施形態では、スパッタターゲット５として、金属またはＳｉを用いて、イオンビームスパッタ法により無機材料層４を形成している。しかし、これに限定されず、無機材料層４の形成法としては、ＡＬＤ法、マグネトロンスパッタ法、ＣＶＤ法等適宜高分子フィルム積層体１の所望特性に応じて選択してよい。

　スパッタターゲット５としては、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ケイ素（Ｓｉ）のいずれかを主成分とするものを採用してよい。あるいは、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）や白金（Ｐｔ）などの遷移金属、スズ（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）を含むはんだ合金、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）などを採用してもよい。

　本実施形態では、粒子ビームＢとして、不活性ガスと酸素ガスとからなる混合ガスのエネルギー粒子が照射されるが、そのほかの構成としてアルゴン（Ａｒ）やキセノン（Ｘｅ）などの希ガス、窒素、酸素、又はこれらの混合ガスを採用することもできる。

（接合工程２．高分子フィルムと銅箔の接合）
　図９、図１０は、本実施形態における接合装置の模式図である。接合装置１１０は、大気と遮断された空間を形成するチャンバ８１内に、このチャンバ８の上部に配置される張り合わせ装置７と粒子ビーム源６とスパッタターゲット５とを備えている。粒子ビーム源６は、回転軸６ａで回動自在に支持され、粒子ビーム源６から照射される粒子ビームＢが、張り合わせ装置７に保持される高分子フィルム２と銅箔９の表面をスキャンできるように構成される。また、図１０に示すように、粒子ビーム源６は、粒子ビームＢがスパッタターゲット５の表面をスキャンできるように構成されている。粒子ビームＢがスパッタターゲット５をスキャンすることによって発生した無機材料の原子又はクラスターＭは、張り合わせ装置７に保持された高分子フィルム２と銅箔９の表面に照射されるように構成されている。

　図４は、張り合わせ装置７の拡大図を含む本実施形態の接合工程を説明するための模式図である。接合装置１１０の上部に配置された張り合わせ装置７は、回転軸７ａを介して回動自在に支持される回転軸７ａから左右に延びる保持板７ｂを備えている。左右の保持板７ｂの下側表面には、前述の無機材料層形成工程でその両面に無機材料層４が形成された第高分子フィルム２と銅箔９が保持されている。

　この状態で、図４に示すように粒子ビームＢが高分子フィルム２の下側に形成された無機材料層４の表面に照射され、所定の運動エネルギーを有する粒子が無機材料層４の表面に衝突し、接合予定面の表面活性化が行われる。

　表面活性化の処理が済むと、張り合わせ装置７の左右の保持板７ｂは、高分子フィルム２と銅箔９と共に、回転軸７ａを回動中心として下方に折り畳まれ、図５に示すように、両側に無機材料層４が形成された高分子フィルム２と銅箔９の接合が行われる。この接合状態を保持したまま、保持板７ｂ内に埋め込まれた電熱ヒーター（図示せず）により加熱が行われる。加熱は、好適には、３５０℃以下で行われる。加熱後、高分子フィルム積層体１を取り出し、図１に示す高分子フィルム積層体１の製造工程が終了する。

（高分子フィルムの種類）
　本実施形態においては、採用される高分子フィルム２は、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、ＰＩ系（ＰＩ（ポリイミド）、ＭＰＩ（変性ポリイミド）を含む）、ＰＰＥ系（ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ｍＰＰＥ（変性ポリフェニレンエーテル）を含む）、シクロオレフィンポリマー、スクロオレフィンコポリマー、ポリスチレン、シンジオタクティックポリスチレン、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン、アクリル、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、アラミド、エチレン・四フッ化エチレン共重合樹脂、四フッ化エチレン・フッ化プロピレン共重合樹脂、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、熱可塑性ポリイミド、マレイミド樹脂、ポリスルホンのいずれかまたはいずれかの組み合わせの積層体である。

（接合工程の雰囲気）
　本実施形態では、無機材料層４の形成から接合までの工程を真空中で行う。特に、工程開始前の真空度は、１×１０^－５Ｐａ（パスカル）以下の圧力に到達していることが好ましい。しかしこれに限定されず、清浄な環境を担保したうえで、不活性ガス中あるいは大気圧で行ってもよい。

（銅箔を備えた高分子フィルム積層体のＦＰＣ作成工程）
　次に、図１３を参照して、本実施形態で作成された銅箔を備えた高分子フィルム積層体１を利用したＦＰＣ（フレキシブルブルプリント配線基板）の作成工程を説明する。図１３には、各工程が（ａ）～（ｋ）の順に模式的に示されている。

　以下にそれぞれの工程を説明する。
（ａ）銅箔９を備えた高分子フィルム積層体１を準備する。
（ｂ）銅箔９の配線形成のためのフォトレジスト層ｐを形成する。
（ｃ）孔ｈあけ加工。
（ｄ）配線パターンを有するフォトマスクｍに覆われたフォトレジスト層ｐにＵＶ光ｕを照射しフォトレジスト層ｐに硬化部分ｐｃを形成する。
（ｅ）フォトレジストｐを現像し硬化部分ｐｃを残す。
（ｆ）フォトレジストの硬化部分ｐｃをマスクに銅箔９をエッチング、この時無機材料層４は銅のエッチングストッパ膜として機能する。
（ｇ）フォトレジスト剥離。
（ｈ）カバーフィルムｃｆ接着。
（ｉ）外形加工（打ち抜き）。
（ｊ）接続部分（パッド）にめっきｋ処理（Ｃｕ、Ｎｉ／Ａｕ）をする。
（ｋ）補強材ｂ圧着、部品実装、特殊加工。

　これらの工程を経てＦＰＣが作成される。ここで、工程（ｆ）の銅箔のエッチング工程において、後述する実施形態で説明するように、無機材料層４を最適な構成として採用することにより、無機材料層４を高分子フィルム２と銅箔４の接着層としての役割と銅箔４エッチングのストッパ層としての役割との２重の役割で利用することが可能となる。

（従来技術との比較）
　次に図１１と図１２を参照して、本実施形態における銅箔を備えた高分子フィルム１の特に銅箔の電気的特性について説明する。図１１は、従来技術における銅箔を備えた基板１Ａの表面の拡大図である。図１１に示すように、従来技術における銅箔９Ａの接着層４Ａに向かう面、および基板２Ａの接着層４Ａに向かう面は、表面積を増やしアンカー効果を利用して密着強度を確保するため表面に数ｕｍ程度の「面粗し」が施されている。したがって、「面粗し」の影響で電気信号ｊ０はその凹凸に沿って伝送されることになり、移動距離が長くなり損失が大きくなる。また、凹凸によって電界強度の高いところが生じ漏洩電流ｒ０も増える傾向にある。

　図１２は、本実施形態における高分子フィルム積層体１の表面の拡大図である。図１２に示すように、本実施形態では、銅箔９と高分子フィルム２は、無機材料層４を介して接合されるので、銅箔９と無機材料層４（従来例における接着層４Ａ）の境界Ｋは、なめらかな面を有している。このことにより、電気信号ｊ１はそのなめらかな面に沿って伝送されることになり、従来技術と比べて、移動距離が短くなり損失を小さくすることができる。また、滑らかな面によって、電界強度も比較的均一となり漏洩電流ｒ１も減らすことができる。

　以上述べたように、本実施形態では、高分子フィルム２として、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、ＰＩ系（ＰＩ（ポリイミド）、ＭＰＩ（変性ポリイミド）を含む）、ＰＰＥ系（ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ｍＰＰＥ（変性ポリフェニレンエーテル）を含む）、シクロオレフィンポリマー、スクロオレフィンコポリマー、ポリスチレン、シンジオタクティックポリスチレン、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン、アクリル、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、アラミド、エチレン・四フッ化エチレン共重合樹脂、四フッ化エチレン・フッ化プロピレン共重合樹脂、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、熱可塑性ポリイミド、マレイミド樹脂、ポリスルホンのいずれかまたはいずれかの組み合わせの積層体を採用する。この高分子フィルム２を無機材料層４を介して銅箔９と接合するので、高分子フィルム２を銅箔９に低温で強固に接合する高周波回路で利用可能な高分子フィルムと銅箔の接合方法および高分子フィルム積層体を低コストで提供することができる。また、高分子フィルム２の両面に無機材料層４を形成するので、耐湿性にすぐれた高分子フィルム積層体１を提供することができる。

　また、本実施形態においては、厚さが６μｍから３８μｍの銅箔を利用し、高分子フィルム積層体１を形成する。この高分子積層体１は、ガス透過性が１Ｅ－０３ｃｃ／ｍ^２・ｄａｙから１Ｅ－０１ｃｃ／ｍ^２・ｄａｙ、導電率が１Ｅ＋１３Ω・ｃｍから１Ｅ＋１８Ω・ｃｍ、誘電率が２．０から３．５、誘電正接が０．０００２から０．００３である。すなわち、ガス（酸素）透過性は無機層が介在する事で低下（向上）する方向、誘電率や導電率（絶縁性）は劣化させないように高周波回路で利用可能な高分子積層体１を提供することができる。

　尚、本実施形態では、高分子フィルム２の両面に無機材料層４を形成するが、その形成前の無機材料層形成予定面に、所定の運動エネルギーを有する粒子を衝突させる表面活性化処理を行ってよい。無機材料層４は、複数層から形成されてよい。複数層のそれぞれの無機材料層の形成には、イオンビームスパッタ法、ＡＬＤ法、マグネトロンスパッタ法のいずれかを採用してよい。また、無機材料層４は、高分子フィルム２の表面の全面に形成されたがこれに限定されず、無機材料層４は、高分子フィルム２の表面の一部に形成してもよい。

＜第２実施形態＞
　図６に、本願発明の第２実施形態に係る高分子フィルム積層体２０を示す。本実施形態が第１実施形態と異なるのは、高分子フィルム積層体２０の構成である。本実施形態では、高分子フィルム２の片側に無機材料層４が形成されている。本実施形態では、第１実施形態における図８に示すスパッタリング装置１００を使用する必要がなく、図１０に示す接合装置のスパッタリング工程で、高分子フィルム２の片側に無機材料層４を形成する。無機材料層４を形成する前に図９に示す表面活性化処理を高分子フィルム２の無機材料層４の形成予定面に対して行う。その他の構成、作用については、第１実施形態と同等であるので、ここではその説明を省略する。本実施形態では、第１実施形態と比較して、工程を簡素化でき、コストを削減することができる。

＜第３実施形態＞
　図７に、本願発明の第３実施形態に係る高分子フィルム積層体３０を示す。本実施形態が第１実施形態と異なるのは、高分子フィルム積層体３０の構成である。本実施形態では、高分子フィルム２の両側に形成される無機材料層４ａ、４ｂが第一の無機材料層４ａと第二の無機材料層４ｂの２層で構成されている。第一の無機材料層４ａがＡＬＤ法により形成され、第二の無機材料層４ｂがイオンビームスパッタ法により形成されている。その他の構成、作用については、第１実施形態と同等であるので、ここではその説明を省略する。本実施形態では、第１実施形態で得られる作用効果に加え、高分子フィルム２の両側に形成される無機材料層４ａ、４ｂが第一の無機材料層４ａと第二の無機材料層４ｂの２層で構成されているので、接合強度と耐湿特性がさらに向上している。

　また、第１の無機材料層は、Ｓｉと酸素の含有膜、第２の無機材料層は、Ｔｉ含有膜で構成される。このことにより、図１３における銅箔９エッチング工程（ｆ）において、第二の無機材料層（Ｔｉ含有膜）をＣｕエッチングのストッパ膜、第一の無機材料層（Ｓｉと酸素の含有膜）をＴｉエッチングのストッパ膜として利用することが可能となる。これら複数の層で形成される無機材料層４は、接着層としての働きだけではなく種々の複数の役割を考慮して構成を採用することが可能となる。ここでは、２層の無機材料層について記載したが、これに限定されず任意の数の層を形成してよい。
　また、導電性の低いものを考慮する場合には、上記のＳｉと酸素の含有膜に代えて、Ａｌと酸素の含有膜を採用してよい。

＜第４実施形態＞
　図１４に、本願発明の第４実施形態に係る高分子フィルム積層体４０を示す。本実施形態が第１実施形態と異なるのは、高分子フィルム積層体３０の構成である。本実施形態では、銅箔９の接合面にも無機材料層４が形成されている。図１５は、銅箔９と両側に無機材料層４が形成された高分子フィルム２が張り合わせ装置７の保持板７ｂに保持されている状態を示している。図１０で説明したように、粒子ビーム源６は、粒子ビームＢがスパッタターゲット５の表面をスキャンできるように構成され、これよって発生した無機材料の原子又はクラスターＭは、張り合わせ装置７に保持された高分子フィルム２と銅箔９の表面に照射されるように構成されている。本実施形態では、銅箔９の表面に無機材料の原子又はクラスターＭが照射され、接合前に銅箔９の接合予定面に無機材料層４が形成される。その他の構成、作用については、第１実施形態と同等であるので、ここではその説明を省略する。本実施形態では、第１実施形態で得られる作用効果に加え、銅箔９の接合予定面にも無機材料層４が形成されるので、接合強度と耐湿特性がさらに向上している。

　以上の明細書の記載に関して、特許請求の範囲は、本願発明の技術的思想から逸脱することのない範囲で、実施の形態に対する多数の変形形態を包括するものである。したがって、本明細書に開示された実施形態は、例示のために示されたものであり、本願発明の範囲を限定するものと考えるべきではない。

１、２０、３０、４０　高分子フィルム積層体
２　　　　　　　　　　高分子フィルム
４　　　　　　　　　　無機材料層
４ａ　　　　　　　　　第一の無機材料層
４ｂ　　　　　　　　　第二の無機材料層
９　　　　　　　　　　銅箔

Claims

　高分子フィルムと銅箔を接合する方法であって、
　高分子フィルムの接合面と、銅箔の接合面と、のいずれか一方または双方の一部又は全部に無機材料層を形成すること、
　前記高分子フィルムと、前記銅箔と、を当接させて、前記無機材料層を介して前記高分子フィルムと前記銅箔とを接合すること、
を含む高分子フィルムと銅箔の接合方法。
　前記高分子フィルムの両面に前記無機材料層を形成する請求項１に記載の高分子フィルムと銅箔の接合方法。
　前記無機材料層は、金属またはＳｉをターゲットとするイオンビームスパッタ法により形成される請求項１または２に記載の高分子フィルムと銅箔の接合方法。
　前記無機材料層は、銅をターゲットとするイオンビームスパッタ法により形成される請求項１から３のいずれか１項に記載の高分子フィルムと銅箔の接合方法。
　前記イオンビームスパッタ法による前記無機材料層の形成は、ターゲットに不活性ガスと酸素ガスとからなる混合ガスのエネルギー粒子を照射することを含む請求項３または４に記載の高分子フィルムと銅箔の接合方法。
　前記無機材料層は、ＡＬＤ法またはマグネトロンスパッタ法により形成される請求項１または２に記載の高分子フィルムと銅箔の接合方法。
　前記無機材料層は、複数層から形成され、それぞれの層は、イオンビームスパッタ法、ＡＬＤ法、マグネトロンスパッタ法のいずれかにより形成することを含む請求項１または２に記載の高分子フィルムと銅箔の接合方法。
　前記複数層から形成される無機材料層は、第一の層がＡＬＤ法により形成され、第一の層の上に形成される第二の層がイオンビームスパッタ法により形成される請求項７に記載の高分子フィルムと銅箔の接合方法。
　前記無機材料層は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｓｉのいずれかを主成分とする請求項１から８のいずれか１項に記載の高分子フィルムと銅箔の接合方法。
　前記無機材料層を形成するまえに、無機材料層形成予定面に、所定の運動エネルギーを有する粒子を衝突させることを含む請求項１から９のいずれか１項に記載の高分子フィルムと銅箔の接合方法。
　前記高分子フィルムと前記銅箔との接合の前に、接合予定面のいずれか一方または双方に所定の運動エネルギーを有する粒子を衝突させることを含む請求項１から１０のいずれか１項に記載の高分子フィルムと銅箔の接合方法。
　前記無機材料層を形成すること、前記高分子フィルムと前記銅箔とを接合すること、は真空中で行われる請求項１から１１のいずれか１項に記載の高分子フィルムと銅箔の接合方法。
　前記高分子フィルムと前記銅箔とを接合することの後に加熱処理をすることを含む請求項１から１２のいずれか１項に記載の高分子フィルムと銅箔の接合方法。
　前記加熱処理をすることは、３５０℃以下で行われる請求項１３に記載の高分子フィルムと銅箔の接合方法。
　前記高分子フィルムは、ＬＣＰ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＰＰＳ、ＰＩ系、ＰＰＥ系、シクロオレフィンポリマー、スクロオレフィンコポリマー、ポリスチレン、シンジオタクティックポリスチレン、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン、アクリル、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、アラミド、エチレン・四フッ化エチレン共重合樹脂、四フッ化エチレン・フッ化プロピレン共重合樹脂、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、熱可塑性ポリイミド、マレイミド樹脂、ポリスルホンのいずれかまたはいずれかの組み合わせの積層体である請求項１から１４のいずれか１項に記載の高分子フィルムと銅箔の接合方法。
　請求項１から１５のいずれか１項に記載の接合方法により形成された高分子フィルム積層体を備えるデバイス。
　高分子フィルムと、
　銅箔と、
　前記高分子フィルムと前記銅箔との間の一部又は全部に配置され、前記高分子フィルムと前記銅箔とを接合する無機材料層と、
を有する高分子フィルム積層体。
　前記高分子フィルムは、両面に前記無機材料層が形成されている請求項１７に記載の高分子フィルム積層体。
　前記無機材料層は、金属またはＳｉを含有する請求項１７または１８に記載の高分子フィルム積層体。
　前記無機材料層は、複数層から形成されている請求項１７から１９のいずれか１項に記載の高分子フィルム積層体。
　前記複数層から形成される無機材料層の少なくとも１層はＡｌと酸素の含有膜であり、他の少なくとも１層はＴｉ含有膜である請求項２０に記載の高分子フィルム積層体。
　前記無機材料層は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｓｉのいずれかを主成分とする請求項１７から２１のいずれか１項に記載の高分子フィルム積層体。
　前記高分子フィルムは、ＬＣＰ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＰＰＳ、ＰＩ系、ＰＰＥ系、シクロオレフィンポリマー、スクロオレフィンコポリマー、ポリスチレン、シンジオタクティックポリスチレン、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン、アクリル、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、アラミド、エチレン・四フッ化エチレン共重合樹脂、四フッ化エチレン・フッ化プロピレン共重合樹脂、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、熱可塑性ポリイミド、マレイミド樹脂、ポリスルホンのいずれかまたはいずれかの組み合わせの積層体である請求項１７から２２のいずれか１項に記載の高分子フィルム積層体。
　ガス透過性が１Ｅ－０３ｃｃ／ｍ^２・ｄａｙから１Ｅ－０１ｃｃ／ｍ^２・ｄａｙ、導電率が１Ｅ＋１３Ω・ｃｍから１Ｅ＋１８Ω・ｃｍ、誘電率が２．０から３．５、誘電正接が０．０００２から０．００３である請求項１７から２３のいずれか１項に記載の高分子フィルム積層体。
　前記銅箔の厚さは６μｍから３８μｍである請求項１７から２４のいずれか１項に記載の高分子フィルム積層体。