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 - Google Patents

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 Download PDF

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polymer film
copper foil
inorganic material
material layer
joining
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好家 松本
幸司 宮本
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長瀬産業株式会社
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    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate

Definitions

  • the present invention relates to a method for joining a polymer film and a copper foil, a polymer film laminate, and a device including the polymer film laminate.
  • FCCL flexible copper-clad laminate
  • a sputtering method which is a dry method, is used as one of the metallizing methods for the PI surface.
  • a seed layer of Ni / Cr alloy and Cu is formed on the surface of PI by sputtering, and a conductor layer is formed on the seed layer by electrolytic Cu plating.
  • This FCCL is advantageous for forming a fine circuit because the PI and the conductor layer can be easily thinned.
  • the formation of a seed layer by sputtering is very expensive and the price of FCCL is also high, which limits its use.
  • the current FPC uses inexpensive laminated type or cast type FCCL, the interface between the PI and the conductor layer is not smooth, and it is difficult to thin the copper foil, so it is difficult to form a fine pattern circuit, and copper. Since the foil is thick, it is difficult to make the FPC thinner.
  • FCCL is formed by these laminating methods or casting methods, roughening is required in order to obtain adhesion with the copper foil.
  • Patent Document 1 a technique using an organic adhesive has been developed for joining and laminating polymer films at a low temperature.
  • an organic adhesive in a special environment such as a vacuum, the organic solvent evaporates from the adhesive layer of the final product and escapes with the passage of time, so that the mechanical strength of the joint is strong. May occur.
  • defects such as bubbles may occur and the yield is lowered, which is a factor of increasing the final cost.
  • the present invention is a method for joining a polymer film and a copper foil, which can be carried out at low cost and can be used in a high frequency circuit for firmly joining a polymer film and a copper foil at a low temperature.
  • An object of the present invention is to provide a device including a molecular film laminate and a polymer film laminate.
  • the method for joining the polymer film and the copper foil of the present invention is a method for joining the polymer film and the copper foil, and is either one of the bonding surface of the polymer film and the bonding surface of the copper foil, or Forming an inorganic material layer on a part or all of both, the polymer film and the copper foil are brought into contact with each other, and the polymer film and the copper foil are joined via the inorganic material layer. Including to do.
  • the polymer film and the copper foil form an inorganic material layer on a part or all of either one or both, and are bonded via the inorganic material layer, so that they are organic.
  • the polymer film and the copper foil can be firmly bonded at a low temperature and at a low cost without using a system adhesive.
  • the inorganic material layer is formed on both sides of the polymer film. According to such a configuration, since the inorganic material layers are formed on both sides of the polymer film, it is possible to manufacture a polymer film laminate having excellent moisture resistance.
  • the inorganic material layer is formed by an ion beam sputtering method targeting metal or Si. According to such a configuration, it is possible to form an inorganic material layer having a strong adhesive force with respect to the polymer film and the copper foil.
  • the inorganic material layer is formed by an ion beam sputtering method targeting copper. With such a configuration, it is possible to form a more suitable inorganic material layer for joining the polymer film and the copper foil.
  • the formation of the inorganic material layer by the ion beam sputtering method comprises irradiating the target with energy particles of a mixed gas composed of an inert gas and an oxygen gas.
  • a mixed gas composed of an inert gas and an oxygen gas.
  • the inorganic material layer is formed by an ALD method or a magnetron sputtering method. According to such a configuration, a method for forming an inorganic material layer having a strong adhesive force with respect to the polymer film and the copper foil can be selected depending on the situation.
  • the inorganic material layer is formed from a plurality of layers, and each layer is formed by any one of an ion beam sputtering method, an ALD method, and a magnetron sputtering method. According to such a configuration, since the inorganic material layer is formed by a plurality of layers, the optimum composition of the inorganic material layer can be selected depending on the type of the polymer film and the copper foil to be bonded.
  • the first layer is formed by the ALD method
  • the second layer formed on the first layer is an ion beam sputtering method. Is formed by.
  • the inorganic material layer is suitable because the first layer is formed by the ALD method and the second layer formed on the first layer is formed by the ion beam sputtering method.
  • a method for forming an inorganic material layer can be carried out.
  • the inorganic material layer contains any one of Al, Ti, Ni, and Si as a main component. With such a configuration, an appropriate material can be selected as the inorganic material layer.
  • One aspect of the present invention includes colliding particles having a predetermined kinetic energy with the surface to be formed of the inorganic material layer before forming the inorganic material layer. According to such a configuration, since the particles having a predetermined kinetic energy are made to collide with the surface to be formed of the inorganic material layer, the surface activation treatment can be carried out before forming the inorganic material layer.
  • One aspect of the present invention includes colliding particles having a predetermined kinetic energy with either or both of the planned joining surfaces before joining the polymer film and the copper foil. According to such a configuration, particles having a predetermined kinetic energy are made to collide with either one or both of the planned bonding surfaces, so that the planned bonding surfaces are activated to firmly bond the polymer films to each other or the copper foil. be able to.
  • forming the inorganic material layer and joining the polymer film and the copper foil are performed in a vacuum. According to such a configuration, by performing these steps in a vacuum, it is possible to prevent unnecessary substances from adhering to, adsorbing, or oxidizing or hydroxylating the bonding surface to the inorganic material layer forming surface or the bonding surface, and to prevent the polymer film. And copper foil can be firmly joined.
  • One aspect of the present invention includes joining the polymer film and the copper foil and then performing a heat treatment. According to such a configuration, since the heat treatment is performed after the bonding, the bonding strength can be improved.
  • the heat treatment is performed at 350 ° C. or lower. According to such a configuration, an appropriate temperature can be selected for the heat treatment.
  • the polymer film is LCP (liquid crystal polymer), PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer), polyimide (polytetrafluoroethylene), PPS (polyphenylene sulfide), PI.
  • LCP liquid crystal polymer
  • PFA tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer
  • polyimide polytetrafluoroethylene
  • PPS polyphenylene sulfide
  • Another aspect of the invention provides a device comprising a polymer film laminate formed by the joining method described above. According to such an invention, the present invention can be appropriately utilized.
  • the polymer film laminate of the present invention is arranged in a part or all of a polymer film, a copper foil, and the polymer film and the copper foil, and joins the polymer film and the copper foil. With an inorganic material layer. According to such an invention, it is possible to provide a polymer film laminate in which a polymer film and a copper foil are firmly bonded at a low temperature and at a low cost.
  • the polymer film has the inorganic material layers formed on both sides thereof. According to such a configuration, it is possible to provide a polymer film laminate having excellent moisture resistance and being usable in a high frequency circuit.
  • the inorganic material layer contains metal or Si. According to such a configuration, it is possible to provide a polymer film laminate having high bonding strength.
  • the inorganic material layer is formed of a plurality of layers. According to such a configuration, since the inorganic material layer is formed by a plurality of layers, the optimum composition of the inorganic material layer can be selected depending on the type of the polymer film to be bonded.
  • At least one of the inorganic material layers formed from the plurality of layers is an Al and oxygen-containing film, and the other at least one layer is a Ti-containing film. According to such a configuration, since one layer of the plurality of inorganic material layers is a Si and oxygen-containing film and the other at least one layer is a Ti-containing film, an appropriate composition of the inorganic material layer can be selected.
  • the inorganic material layer contains any one of Al, Ti, Ni, and Si as a main component. With such a configuration, an appropriate material can be selected as the inorganic material layer.
  • the polymer film is LCP (liquid crystal polymer), PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer), polyimide (polytetrafluoroethylene), PPS (polyphenylene sulfide), PI.
  • LCP liquid crystal polymer
  • PFA tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer
  • polyimide polytetrafluoroethylene
  • PPS polyphenylene sulfide
  • the gas permeability is 1E-03cc / m 2 ⁇ day to 1E-01cc / m 2 ⁇ day
  • the conductivity is 1E + 13 ⁇ ⁇ cm to 1E + 18 ⁇ ⁇ cm
  • the dielectric constant is 2.0 to 3. 5.
  • the thickness of the copper foil is 6 ⁇ m to 38 ⁇ m. According to such a configuration, it is possible to select a copper foil having appropriate characteristics as a copper foil used for a high frequency circuit.
  • a method for joining a polymer film and a copper foil, a polymer film laminate and a polymer which can be carried out at low cost and can be used in a high-frequency circuit for firmly joining a polymer film and a copper foil at a low temperature.
  • a device comprising a film laminate can be provided.
  • FIG. 1 shows a polymer film laminate according to the first embodiment of the present invention.
  • the polymer film laminate 1 according to the present embodiment has a polymer film 2 and a copper foil 9.
  • Inorganic material layers 4 are formed on both sides of the polymer film 2, and the polymer film 2 and the copper foil 9 are bonded to each other.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing an outline of a sputtering apparatus for forming an inorganic material layer in this step.
  • the sputtering apparatus 100 includes a particle beam source 6 and a sputtering target 5 in a chamber 8 that forms a space isolated from the atmosphere.
  • the particle beam source 6 is rotatably supported by a rotation shaft 6a, and is configured so that the particle beam B can scan the entire surface of the sputtering target 5.
  • the polymer film 2 is placed vertically in the chamber 8.
  • atoms or clusters M of an inorganic material are generated from the sputtering target 5.
  • the generated atoms or clusters M of the inorganic material are irradiated on both sides of the polymer film 2, and the inorganic material layer 4 is formed on both sides of the polymer film 2 (FIGS. 2 and 3).
  • the inorganic material layer 4 is formed by the ion beam sputtering method using metal or Si as the sputtering target 5.
  • the method is not limited to this, and the method for forming the inorganic material layer 4 may be appropriately selected depending on the desired characteristics of the polymer film laminate 1, such as the ALD method, the magnetron sputtering method, and the CVD method.
  • the sputtering target 5 one containing any one of aluminum (Al), titanium (Ti), nickel (Ni), and silicon (Si) as a main component may be adopted.
  • transition metals such as tantalum (Ta), chromium (Cr), gold (Au) and platinum (Pt), solder alloys containing tin (Sn) and silver (Ag), copper (Cu), iron (Fe) and the like. May be adopted.
  • the particle beam B is irradiated with energy particles of a mixed gas composed of an inert gas and an oxygen gas, but other configurations include rare gas such as argon (Ar) and xenone (Xe), nitrogen, and the like. Oxygen or a mixed gas thereof can also be adopted.
  • the joining device 110 includes a bonding device 7 arranged above the chamber 8, a particle beam source 6, and a sputtering target 5 in a chamber 81 that forms a space isolated from the atmosphere.
  • the particle beam source 6 is rotatably supported by the rotation shaft 6a, and the particle beam B irradiated from the particle beam source 6 can scan the surfaces of the polymer film 2 and the copper foil 9 held by the bonding device 7. It is configured as follows. Further, as shown in FIG. 10, the particle beam source 6 is configured so that the particle beam B can scan the surface of the sputtering target 5.
  • the atoms or clusters M of the inorganic material generated by the particle beam B scanning the sputter target 5 are configured to irradiate the surfaces of the polymer film 2 and the copper foil 9 held in the bonding device 7. ..
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the joining process of the present embodiment including an enlarged view of the bonding device 7.
  • the laminating device 7 arranged on the upper part of the joining device 110 includes a holding plate 7b extending to the left and right from the rotating shaft 7a rotatably supported via the rotating shaft 7a.
  • the first polymer film 2 and the copper foil 9 on which the inorganic material layers 4 are formed on both sides in the above-mentioned inorganic material layer forming step are held.
  • the particle beam B irradiates the surface of the inorganic material layer 4 formed on the lower side of the polymer film 2, and particles having a predetermined kinetic energy are applied to the surface of the inorganic material layer 4. The collision occurs and the surface of the planned joining surface is activated.
  • the left and right holding plates 7b of the bonding device 7 are folded downward together with the polymer film 2 and the copper foil 9 about the rotation axis 7a as the rotation center, and as shown in FIG.
  • the polymer film 2 having the inorganic material layer 4 formed on both sides thereof and the copper foil 9 are joined.
  • heating is performed by an electric heater (not shown) embedded in the holding plate 7b. The heating is preferably performed at 350 ° C. or lower.
  • the polymer film laminate 1 is taken out, and the manufacturing process of the polymer film laminate 1 shown in FIG. 1 is completed.
  • the polymer film 2 adopted is LCP (liquid crystal polymer), PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer), polyimide (polytetrafluoroethylene), PPS (polyphenylene sulfide), and the like.
  • PI-based including PI (polyimide), MPI (modified polyimide)
  • PPE-based including PPE (polyphenylene ether), mPPE (modified polyphenylene ether)
  • cycloolefin polymer scroolefin copolymer, polystyrene, syndiotactic polystyrene , Polyethylene naphthalate, polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyamide, vinyl chloride resin, polystyrene, acrylic, polycarbonate, polyether ether ketone, polyether sulfone, aramid, ethylene / ethylene tetrafluoride copolymer resin, It is a laminate of any one or a combination of a tetrafluoride ethylene / fluorinated propylene copolymer resin, polyarylate, polyetherimide, polyamideimide, thermoplastic polyimide, maleimide resin
  • the steps from the formation of the inorganic material layer 4 to the joining are performed in a vacuum.
  • the degree of vacuum before the start of the process reaches a pressure of 1 ⁇ 10 -5 Pa (Pascal) or less.
  • the present invention is not limited to this, and the process may be carried out in an inert gas or at atmospheric pressure while ensuring a clean environment.
  • a polymer film laminate 1 provided with a copper foil 9 is prepared.
  • D) The photoresist layer p covered with the photomask m having a wiring pattern is irradiated with UV light u to form a cured portion pc on the photoresist layer p.
  • the inorganic material layer 4 is made of the polymer film 2 and copper. It can be used in a dual role of a role as an adhesive layer of the foil 4 and a role as a stopper layer for etching the copper foil 4.
  • FIG. 11 is an enlarged view of the surface of the substrate 1A provided with the copper foil in the prior art.
  • the surface of the copper foil 9A toward the adhesive layer 4A and the surface of the substrate 2A toward the adhesive layer 4A in the prior art are on the surface in order to increase the surface area and secure the adhesion strength by utilizing the anchor effect.
  • a few um of "roughening” is applied. Therefore, due to the influence of "roughening of the surface", the electric signal j0 is transmitted along the unevenness thereof, the moving distance becomes long, and the loss becomes large. Further, the unevenness causes a place where the electric field strength is high, and the leakage current r0 tends to increase.
  • FIG. 12 is an enlarged view of the surface of the polymer film laminate 1 in the present embodiment.
  • the copper foil 9 and the polymer film 2 are bonded via the inorganic material layer 4, so that the copper foil 9 and the inorganic material layer 4 (adhesive layer 4A in the conventional example) are bonded to each other.
  • Boundary K has a smooth surface.
  • the electric signal j1 is transmitted along the smooth surface thereof, and the traveling distance is shortened and the loss can be reduced as compared with the conventional technique. Further, due to the smooth surface, the electric field strength becomes relatively uniform and the leakage current r1 can be reduced.
  • LCP liquid crystal polymer
  • PFA tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer
  • polyimide polytetrafluoroethylene
  • PPS polyphenylene sulfide
  • PI-based including PI (polyimide), MPI (modified polyimide)
  • PPE-based including PPE (polyphenylene ether), mPPE (modified polyphenylene ether)
  • cycloolefin polymer scroolefin copolymer, polystyrene, syndiotac Tick polystyrene, polyethylene naphthalate, polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyamide, vinyl chloride resin, polystyrene, acrylic, polycarbonate, polyether ether ketone, polyether sulfone, aramid, ethylene / ethylene tetrafluoride copolymer
  • the polymer film 2 is bonded to the copper foil 9 via the inorganic material layer 4, the polymer film and the copper foil can be bonded to the copper foil 9 firmly at a low temperature, which can be used in a high frequency circuit.
  • the method and the polymer film laminate can be provided at low cost.
  • the inorganic material layers 4 are formed on both surfaces of the polymer film 2, it is possible to provide the polymer film laminate 1 having excellent moisture resistance.
  • a copper foil having a thickness of 6 ⁇ m to 38 ⁇ m is used to form the polymer film laminate 1.
  • the polymer laminate 1 has a gas permeability of 1E-03cc / m 2 ⁇ day to 1E-01cc / m 2 ⁇ day, a conductivity of 1E + 13 ⁇ ⁇ cm to 1E + 18 ⁇ ⁇ cm, and a dielectric constant of 2.0 to 3. 5.
  • the dielectric loss tangent is 0.0002 to 0.003.
  • the present invention provides a polymer laminate 1 that can be used in a high frequency circuit so that the gas (oxygen) permeability is reduced (improved) by the intervention of an inorganic layer and the dielectric constant and conductivity (insulation) are not deteriorated. can do.
  • the inorganic material layer 4 is formed on both sides of the polymer film 2, but a surface activation treatment is performed in which particles having a predetermined kinetic energy are made to collide with the surface to be formed of the inorganic material layer before the formation. You may go.
  • the inorganic material layer 4 may be formed from a plurality of layers. Any one of an ion beam sputtering method, an ALD method, and a magnetron sputtering method may be adopted for forming each of the plurality of layers of the inorganic material. Further, the inorganic material layer 4 is formed on the entire surface of the polymer film 2, but is not limited to this, and the inorganic material layer 4 may be formed on a part of the surface of the polymer film 2.
  • FIG. 6 shows the polymer film laminate 20 according to the second embodiment of the present invention.
  • This embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the polymer film laminate 20.
  • the inorganic material layer 4 is formed on one side of the polymer film 2.
  • the surface activation treatment shown in FIG. 9 is performed on the planned formation surface of the inorganic material layer 4 of the polymer film 2. Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, the description thereof will be omitted here.
  • the process can be simplified and the cost can be reduced as compared with the first embodiment.
  • FIG. 7 shows the polymer film laminate 30 according to the third embodiment of the present invention.
  • This embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the polymer film laminate 30.
  • the inorganic material layers 4a and 4b formed on both sides of the polymer film 2 are composed of two layers, a first inorganic material layer 4a and a second inorganic material layer 4b.
  • the first inorganic material layer 4a is formed by the ALD method
  • the second inorganic material layer 4b is formed by the ion beam sputtering method. Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, the description thereof will be omitted here.
  • the inorganic material layers 4a and 4b formed on both sides of the polymer film 2 are the first inorganic material layer 4a and the second inorganic material layer 4b. Since it is composed of two layers, the bonding strength and moisture resistance are further improved.
  • the first inorganic material layer is composed of a Si and oxygen-containing film
  • the second inorganic material layer is composed of a Ti-containing film.
  • the second inorganic material layer is a Cu-etched stopper film
  • the first inorganic material layer Si and oxygen-containing film
  • the inorganic material layer 4 formed of these plurality of layers can adopt a configuration in consideration of not only the function as an adhesive layer but also various plurality of roles. Although the two layers of the inorganic material have been described here, the present invention is not limited to this, and any number of layers may be formed. Further, when considering a film having low conductivity, an Al and oxygen-containing film may be adopted instead of the Si and oxygen-containing film described above.
  • FIG. 14 shows the polymer film laminate 40 according to the fourth embodiment of the present invention. This embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the polymer film laminate 30.
  • the inorganic material layer 4 is also formed on the joint surface of the copper foil 9.
  • FIG. 15 shows a state in which the copper foil 9 and the polymer film 2 having the inorganic material layers 4 formed on both sides thereof are held by the holding plate 7b of the bonding device 7.
  • the particle beam source 6 is configured so that the particle beam B can scan the surface of the sputtering target 5, and the atoms or clusters M of the inorganic material generated thereby are held by the bonding device 7.
  • the surface of the copper foil 9 is irradiated with atoms or clusters M of an inorganic material, and the inorganic material layer 4 is formed on the planned bonding surface of the copper foil 9 before bonding. Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, the description thereof will be omitted here.
  • the inorganic material layer 4 is formed on the planned joining surface of the copper foil 9, so that the joining strength and the moisture resistance are further improved.

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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・dayから1E-01cc/m・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・dayから1E-01cc/m・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 (25)

  1.  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。
  2.  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。
  3.  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。
  4.  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。
  5.  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。
  6.  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。
  7.  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。
  8.  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。
  9.  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。
  10.  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。
  11.  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。
  12.  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。
  13.  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。
  14.  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。
  15.  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。
  16.  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。
  17.  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。
  18.  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。
  19.  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。
  20.  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。
  21.  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。
  22.  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。
  23.  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。
  24.  ガス透過性が1E-03cc/m・dayから1E-01cc/m・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。
  25.  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。
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