JPH0718421A - Substrate of high molecular material coated with electric conductive metallic film and its production - Google Patents

Substrate of high molecular material coated with electric conductive metallic film and its production

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JPH0718421A
JPH0718421A JP16765593A JP16765593A JPH0718421A JP H0718421 A JPH0718421 A JP H0718421A JP 16765593 A JP16765593 A JP 16765593A JP 16765593 A JP16765593 A JP 16765593A JP H0718421 A JPH0718421 A JP H0718421A
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JP
Japan
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substrate
film
metal film
conductive metal
metallic film
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Withdrawn
Application number
JP16765593A
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Japanese (ja)
Inventor
Akinori Ebe
明憲 江部
Naoto Kuratani
直人 鞍谷
Satoru Nishiyama
哲 西山
Osamu Imai
今井  修
Kiyoshi Ogata
潔 緒方
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To produce a substrate of a high molecular material coated with an electric conductive metallic film and less liable to a change or deterioration in the adhesive strength of the metallic film to the substrate with the lapse of time even after film formation. CONSTITUTION:The objective substrate 1 of a high molecular material coated with an electric conductive metallic film 1c has a hydrogen ion (H<+>) implanted layer 1a in the surface part of the substrate 1 and an intermediate metallic film 1b on the outside of the layer 1a. The outside of the metallic film 1b is coated with the electric conductive metallic film 1c.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、集積回路(IC)等の
電子部品を実装したいわゆるタブ(TAB)パッケージ
を製造するための基体となるフィルムや、フレキシブル
プリント回路(FPC)を製造するための基体となるフ
ィルムのような、通常合成樹脂の如き高分子材料からな
る基体であって、導電性金属膜で被覆されたもの及びそ
れを製造する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is for producing a film as a base for producing a so-called tab (TAB) package on which electronic parts such as an integrated circuit (IC) are mounted, and a flexible printed circuit (FPC). The present invention relates to a substrate, which is usually made of a polymer material such as a synthetic resin, such as a film to be the substrate, coated with a conductive metal film, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】集積回路(IC)や大規模集積回路(L
SI)の実用化と共に、それらを実装するために各種の
高分子材料からなる基体上に配線する技術が確立されて
きた。かかる配線の方法としては様々な方法が試みられ
ているが、現在主流となっているのは以下に示す方法で
ある。即ち、配線基体として、例えば絶縁性、耐熱性等
に優れたポリエチレンテレフタレートやポリイミド系樹
脂からなる高分子材料フィルムを用い、該基体上に配線
前駆体である導電性金属膜、例えば銅(Cu)膜やアル
ミニウム(Al)膜を真空蒸着又はスパッタリング等に
より形成する。さらに、該膜で被覆された基体上に例え
ば所望の配線パターンをレジストで形成し、その後エッ
チングにより不要な導電性金属膜部分を除去した後、該
レジストを溶剤等で除去する。
2. Description of the Related Art Integrated circuits (IC) and large scale integrated circuits (L)
Along with the practical application of (SI), a technique for wiring on a substrate made of various polymer materials has been established for mounting them. Although various methods have been tried as the wiring method, the following method is the most popular at present. That is, as the wiring substrate, for example, a polymer material film made of polyethylene terephthalate or a polyimide resin having excellent insulation and heat resistance is used, and a conductive metal film which is a wiring precursor, for example, copper (Cu), is formed on the substrate. A film or an aluminum (Al) film is formed by vacuum vapor deposition, sputtering, or the like. Further, for example, a desired wiring pattern is formed on the substrate covered with the film with a resist, and then unnecessary conductive metal film portions are removed by etching, and then the resist is removed with a solvent or the like.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように配
線前駆体としての導電性金属膜を高分子材料基体上に形
成すると、該基体とその上に形成された導電性金属膜と
の密着力が弱く、例えば成膜後、該基体が高温あるいは
低温に曝されると該膜が剥がれることもある。また、基
体に対する膜密着力が経時的に低下するという問題もあ
る。
However, when the conductive metal film as the wiring precursor is formed on the polymer material substrate as described above, the adhesion between the substrate and the conductive metal film formed thereon is high. However, the film may peel off when the substrate is exposed to a high temperature or a low temperature after the film formation. There is also a problem that the film adhesion to the substrate decreases with time.

【0004】このような問題を解決する手段として、配
線前駆体である導電性金属膜と基体との密着力をより向
上させるために、基体上にまずニッケル(Ni)、チタ
ン(Ti)、クロム(Cr)等の金属から成る中間膜を
形成し、その外側に導電性金属膜を被覆することも行わ
れているが、このような手法により形成された導電性金
属膜であっても、成膜直後の密着力は強いものの、その
密着力は経時的に著しく低下する。
As a means for solving such a problem, nickel (Ni), titanium (Ti), and chromium are first formed on the substrate in order to improve the adhesion between the conductive metal film, which is a wiring precursor, and the substrate. It is also practiced to form an intermediate film made of a metal such as (Cr) and cover the outside with a conductive metal film. However, even a conductive metal film formed by such a method can be formed. Although the adhesive strength immediately after the film is strong, the adhesive strength significantly decreases with time.

【0005】そこで本発明は、導電性金属膜で被覆され
た高分子材料基体であって、該導電性金属膜と基体との
密着力が成膜後も経時的に変化、低下し難いもの及びそ
の製造方法を提供することを課題とする。
Therefore, the present invention relates to a polymer material substrate coated with a conductive metal film, in which the adhesive force between the conductive metal film and the substrate is unlikely to change or decrease with time even after film formation. It is an object to provide a manufacturing method thereof.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者は前記課題を解
決すべく研究を重ね、以下の知見を得た。即ち、先ず、
このような導電性金属膜と高分子材料基体との密着力の
低下は、基体内部に存在する水(H2 O)に由来する酸
素(O)により、前記導電性金属膜や該膜と基体との界
面に両者の密着力を強化する目的で形成された中間金属
膜が酸化され、劣化することに起因すると推測するに至
った。そこで、導電性金属膜或いは中間金属膜の形成に
先立って、基体表面部分に水素イオン注入層を形成して
みたところ、導電性金属膜或いは中間金属膜の基体に対
する密着力が長期に亘り保持されることを見出した。
Means for Solving the Problems The present inventor has conducted extensive studies to solve the above problems and has obtained the following findings. That is, first,
The decrease in the adhesive force between the conductive metal film and the polymer material substrate is caused by oxygen (O) derived from water (H 2 O) existing inside the substrate, the conductive metal film or the film and the substrate. It has been speculated that this is due to the oxidation and deterioration of the intermediate metal film formed at the interface with and for the purpose of strengthening the adhesion between the two. Therefore, when a hydrogen ion-implanted layer was formed on the surface of the substrate prior to the formation of the conductive metal film or the intermediate metal film, the adhesion of the conductive metal film or the intermediate metal film to the substrate was maintained for a long period of time. I found that.

【0007】以上の知見に基づき、本発明は、導電性金
属膜で被覆された高分子材料基体であって、該基体表面
部分に水素イオン(H+ )が注入された層を有し、その
外側に導電性金属膜が被覆されていることを特徴とする
基体およびその製造方法であって、高分子材料基体に水
素イオン(H+ )を照射することにより、該基体表面部
分に水素イオン(H+ )が注入された層を形成し、その
後該イオン注入層の外側に導電性金属膜を形成すること
を特徴とする方法を提供するものである。
Based on the above findings, the present invention is a polymeric material substrate coated with a conductive metal film, which has a layer in which hydrogen ions (H + ) are implanted in the surface portion of the substrate. A substrate characterized by being coated with a conductive metal film on the outside and a method for producing the same, wherein a polymer material substrate is irradiated with hydrogen ions (H + ) so that a hydrogen ion ( H + ) -implanted layer is formed, and then a conductive metal film is formed outside the ion-implanted layer.

【0008】前記導電性金属膜は、基体のイオン注入層
上に直接形成してもよいが、イオン注入層上に中間金属
膜を形成し、その上に形成してもよい。本発明における
高分子材料基体の材質は特に限定されず、例えば絶縁性
及び耐熱性等に優れたポリエチレンテレフタレート(P
ET)、ポリイミド系樹脂等が考えられる。
The conductive metal film may be formed directly on the ion-implanted layer of the substrate, but may be formed on the ion-implanted layer by forming an intermediate metal film. The material of the polymeric material substrate in the present invention is not particularly limited, and for example, polyethylene terephthalate (P
ET), polyimide resin, etc. are considered.

【0009】前記基体において、導電性金属膜の材質と
しては、例えば電気伝導度が大きく、可撓性に優れ、し
かも品質を均一化し易いCu、Al、銀(Ag)、白金
(Pt)、金(Au)等が考えられる。また、該基体と
前記導電性金属膜との界面に形成される中間金属膜の材
質としては、Ni、Ti、Cr等が考えられる。
In the substrate, the material of the conductive metal film is, for example, Cu, Al, silver (Ag), platinum (Pt), gold, which has high electric conductivity, excellent flexibility, and easy quality uniformity. (Au) and the like are possible. The material of the intermediate metal film formed at the interface between the substrate and the conductive metal film may be Ni, Ti, Cr or the like.

【0010】前記H+ 照射において用いるイオン源の方
式は特に限定はなく、例えば非質量分離型の高周波型、
カウフマン型、バケット型等のものが考えられる。ま
た、H+ を生成させるための原料ガスとしては、水素ガ
ス(H2 )等が考えられる。前記H+ 照射における照射
エネルギ及び照射量は、基体、中間金属膜及び導電性金
属膜の材質によって異なるが、照射エネルギは500e
V〜10KeV程度、照射量は1×1015〜1×1020
ions/cm2 程度とするのが望ましい。照射エネル
ギが500eVより小さいと、H+ が基体内部に注入さ
れず、10KeVより大きいと、基体に与えるダメージ
が大きくなり、導電性金属膜と基体との密着力が逆に低
下する。また、照射量が1×1015ions/cm2
り小さいと、H+ を注入することによる効果が不十分に
なり、1×1020ions/cm2 より大きいと、基体
に与えるダメージが大きくなり、導電性金属膜と基体と
の密着力が逆に低下する。
The method of the ion source used in the H + irradiation is not particularly limited, and for example, a non-mass separation type high frequency type,
Kauffman type, bucket type, etc. are conceivable. Further, hydrogen gas (H 2 ) or the like can be considered as a source gas for generating H + . The irradiation energy and the irradiation amount in the H + irradiation differ depending on the materials of the substrate, the intermediate metal film and the conductive metal film, but the irradiation energy is 500e.
V to 10 KeV, irradiation dose is 1 × 10 15 to 1 × 10 20
Ions / cm 2 is preferable. When the irradiation energy is less than 500 eV, H + is not injected into the inside of the substrate, and when it is more than 10 KeV, the damage given to the substrate increases, and the adhesive force between the conductive metal film and the substrate decreases conversely. If the dose is less than 1 × 10 15 ions / cm 2 , the effect of H + implantation is insufficient, and if it is greater than 1 × 10 20 ions / cm 2 , the damage to the substrate increases. However, the adhesive force between the conductive metal film and the substrate is decreased.

【0011】前記H+ 照射において、基体に到達するH
+ の数はイオン電流測定器、例えば2次電子抑制電極を
備えたファラデーカップでモニタできる。なお、基体の
+入射角度は、目的とするイオン注入層が得られる限
り特に限定されない。前記導電性金属膜及び前記中間金
属膜の形成方法としては、電子ビーム、抵抗、レーザ、
高周波等の手段で目的とする金属元素を含む物質を蒸着
させる真空蒸着、前記物質のイオンビーム、マグネトロ
ン、高周波等の手段によるスパッタリング、前記物質を
蒸着させる際に蒸着粒子を不活性ガスのプラズマ、電子
ビーム等の手段でイオン化させ、前記蒸着に該イオンの
照射を併用するイオンプレーティング等が考えられる。
また、前記物質の蒸着又はスパッタリングと前記物質と
は異なる元素からなるイオン種の照射とを併用するイオ
ンビームミキシング技術により、該基体上に膜形成して
もよい。
In the above H + irradiation, H that reaches the substrate
The number of + can be monitored by an ion current measuring device, for example, a Faraday cup equipped with a secondary electron suppressing electrode. The H + incident angle of the substrate is not particularly limited as long as the target ion-implanted layer can be obtained. As the method of forming the conductive metal film and the intermediate metal film, electron beam, resistance, laser,
Vacuum deposition for depositing a substance containing a target metal element by means such as high frequency, ion beam of the substance, magnetron, sputtering by means such as high frequency, plasma of an inert gas vapor deposition particles when depositing the substance, Ion plating or the like is conceivable in which ionization is performed by a means such as an electron beam, and irradiation of the ions is also used in the vapor deposition.
Further, a film may be formed on the substrate by an ion beam mixing technique in which vapor deposition or sputtering of the substance and irradiation of an ion species composed of an element different from the substance are used in combination.

【0012】前記成膜において蒸着又はスパッタされる
物質の原子数は膜厚モニタ、例えば水晶振動子式膜厚計
を用いた膜厚モニタでモニタでき、イオンビームミキシ
ング技術において基体上に到達するイオンの数は前記H
+ 照射の場合と同様にイオン電流測定器を用いてモニタ
できる。前記中間金属膜を形成させるために蒸着又はス
パッタ又はイオンプレートさせる物質としては、Ni単
体、Ti単体、及びCr単体等が考えられる。
The number of atoms of a substance vapor-deposited or sputtered in the above film formation can be monitored by a film thickness monitor, for example, a film thickness monitor using a crystal oscillator type film thickness meter, and ions arriving on the substrate in the ion beam mixing technique. The number of H
As in the case of + irradiation, it can be monitored using an ion current measuring device. As the substance to be vapor-deposited, sputtered or ion-plated to form the intermediate metal film, a simple substance of Ni, a simple substance of Ti, a simple substance of Cr or the like can be considered.

【0013】本発明の基体は、さらにその外側に湿式め
っき等の手段にて、電極として用いるために、導電性金
属膜の膜厚を任意の膜厚まで増加させることが考えられ
る。
Since the substrate of the present invention is used as an electrode on the outside by means such as wet plating, it is conceivable to increase the thickness of the conductive metal film to an arbitrary thickness.

【0014】[0014]

【作用】本発明方法によると、先ず高分子材料基体にH
+ が照射されることで、該基体表面部分にH+ が注入さ
れた層が形成され、その上に直接又はその上に中間金属
膜が形成された後その上に、導電性金属膜が形成され
る。これにより形成される本発明の基体によると、導電
性金属膜と高分子材料基体との密着性が良く、且つ、そ
の良好な密着性がその後も維持される。
According to the method of the present invention, H is first applied to the polymer material substrate.
By irradiating +, a layer in which H + has been injected is formed on the surface portion of the substrate, and a conductive metal film is formed directly or after an intermediate metal film is formed thereon. To be done. According to the substrate of the present invention thus formed, the adhesion between the conductive metal film and the polymer material substrate is good, and the good adhesion is maintained thereafter.

【0015】本発明の基体において膜密着性が経時的に
変化、低下し難い理由は、基体表面部分に注入されたH
+ が、該基体内部に存在する水(H2 O)に由来する酸
素(O)を、該酸素が該基体外部へ湧き出す過程でトラ
ップすることにより、該酸素が導電性金属膜や中間金属
膜内へ侵入するのを防ぎ、これにより、それらの膜の酸
化による劣化が防がれるからではないかと考えられる。
The reason why the film adhesiveness of the substrate of the present invention is less likely to change or decrease with time is because H injected into the surface portion of the substrate.
+ Traps oxygen (O) derived from water (H 2 O) existing inside the substrate in the process of the oxygen flowing out to the outside of the substrate, so that the oxygen can be a conductive metal film or an intermediate metal. It is thought that this is because it is possible to prevent the film from penetrating into the film and thereby prevent the film from being deteriorated due to oxidation.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明の1実施例の導電性金属膜で被覆さ
れた基体の断面図を示し、図2は図1に示す基体の製造
方法に用いる成膜装置の概略構成を示したものである。
図2の成膜装置は成膜真空容器2a、2b、2cを備え
ている。容器2aの一側部には補助真空室3b、3aが
順次接続され、容器2cの一側部には補助真空室3c、
3dが順次接続されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a sectional view of a substrate coated with a conductive metal film according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a schematic structure of a film forming apparatus used in the method of manufacturing the substrate shown in FIG. .
The film forming apparatus in FIG. 2 includes film forming vacuum containers 2a, 2b, and 2c. The auxiliary vacuum chambers 3b and 3a are sequentially connected to one side of the container 2a, and the auxiliary vacuum chamber 3c is connected to one side of the container 2c.
3d are sequentially connected.

【0017】端部の補助真空室3a、3dと外部との各
隔壁、補助真空室(3aと3b)及び(3cと3d)間
の各隔壁、補助真空室3bと真空容器2a及び補助真空
室3cと真空容器2cとの各隔壁、真空容器(2aと2
b)及び(2bと2c)間の各隔壁のそれぞれには、フ
ィルム状の基体1を通過させ得るできるだけ小さい通孔
4a、4h、4b、4g、4c、4f、4d、4eが設
けてある。
Partition walls between the auxiliary vacuum chambers 3a and 3d at the end and the outside, partition walls between the auxiliary vacuum chambers (3a and 3b) and (3c and 3d), the auxiliary vacuum chamber 3b, the vacuum container 2a and the auxiliary vacuum chamber. 3c and each of the partition walls of the vacuum container 2c, the vacuum containers (2a and 2
Each of the partition walls between b) and (2b and 2c) is provided with through holes 4a, 4h, 4b, 4g, 4c, 4f, 4d, and 4e which are as small as possible and through which the film-shaped substrate 1 can pass.

【0018】真空容器2a、2b、2c、補助真空室3
a、3b、3c、3dにはそれぞれ真空ポンプ接続部2
a1、2b1、2c1、3a1、3b1、3c1、3d
1が設けられ、これらに図示しない真空ポンプを接続し
てあり、これにより各容器内及び各室内を真空引きして
真空容器2a、2b、2c内を所定の成膜真空度に維持
できる。
Vacuum containers 2a, 2b, 2c, auxiliary vacuum chamber 3
Vacuum pump connection 2 is provided on each of a, 3b, 3c and 3d.
a1, 2b1, 2c1, 3a1, 3b1, 3c1, 3d
1 is provided, and a vacuum pump (not shown) is connected to these, so that the inside of each container and each chamber can be evacuated and the inside of the vacuum containers 2a, 2b, 2c can be maintained at a predetermined film forming vacuum degree.

【0019】補助真空室3aの外部側には基体繰出しリ
ール5が配置され、補助真空室3dの外部側には基体巻
取りリール5が配置されている。リール5は回転自在で
あり、リール6は継手装置61を介して、モータ62に
連結され、このモータをオンすることで図上時計方向回
りに回転駆動可能である。容器2a、2b、2c中央部
にはそれぞれ回転自在の基体案内ドラム7a、7b、7
cが架設してあり、リール5からリール6に巻き取られ
るフィルム状の基体1をその周囲で支持して案内するこ
とができる。また、図中14a、14b、14c、14
dは基体を支持し案内する基体案内ローラである。
A substrate feeding reel 5 is arranged outside the auxiliary vacuum chamber 3a, and a substrate winding reel 5 is arranged outside the auxiliary vacuum chamber 3d. The reel 5 is rotatable, and the reel 6 is connected to a motor 62 via a joint device 61. By turning on the motor 62, the reel 6 can be rotationally driven clockwise in the drawing. At the center of the containers 2a, 2b, 2c, rotatable body guide drums 7a, 7b, 7 are provided.
c is installed, and it is possible to support and guide the film-shaped substrate 1 wound around the reel 5 from the reel 6 around the reel. Also, in the figure, 14a, 14b, 14c, 14
Reference numeral d denotes a substrate guide roller that supports and guides the substrate.

【0020】容器2a内下部にはドラム7aの真下にイ
オン源8が配置してあり、容器2b、2c内下部には、
ドラム7b、7cの真下にそれぞれスパッタ装置9、1
0が配置してある。イオン源8はそれには限定されない
が、ここではバケット型であり、スパッタ装置9、10
はプレーナ型高周波マグネトロンスパッタ装置である。
前記スパッタ装置9、10において、9a、10aはス
パッタされるターゲット、9b、10bは永久磁石、9
c、10cは高周波電源である。
An ion source 8 is arranged below the drum 7a in the lower part of the container 2a, and in the lower part of the container 2b, 2c,
Directly below the drums 7b and 7c are sputter devices 9 and 1, respectively.
0 is arranged. The ion source 8 is, but not limited to, a bucket type here, and the sputtering apparatus 9, 10
Is a planar type high frequency magnetron sputtering apparatus.
In the sputtering devices 9 and 10, 9a and 10a are targets to be sputtered, 9b and 10b are permanent magnets, and 9
c and 10c are high frequency power supplies.

【0021】また、容器2b、2cにはスパッタリング
ガス供給部11a、11bが設けられている。さらに容
器2a内にはイオン照射量をモニタするイオン電流測定
器12、ここでは2次電子抑制電極を備えたファラデー
カップが配置され、容器2b、2c内には基体に到達す
る蒸着物質の原子数及び膜厚をモニタする膜厚モニタ1
3a、13b、ここでは水晶振動子を用いた膜厚モニタ
が配置されている。
Further, the containers 2b and 2c are provided with sputtering gas supply units 11a and 11b. Further, in the container 2a, an ion current measuring device 12 for monitoring the amount of ion irradiation, here, a Faraday cup equipped with a secondary electron suppressing electrode is arranged, and in the containers 2b, 2c, the number of atoms of the vapor deposition substance reaching the substrate is reached. And film thickness monitor 1 for monitoring film thickness
3a, 13b, here a film thickness monitor using a crystal oscillator is arranged.

【0022】以上説明した成膜装置によると、本発明方
法は次のように実施される。リール5には成膜すべきフ
ィルム状の高分子材料基体1を予め巻き納めておき、こ
の基体のリード端を通孔4a、4b、4c、4d、4
e、4f、4g、4hを通してもう1つのリール6に連
結する。この状態で継手装置61を係合させておく。こ
のようにして、補助真空室3a、3b、3c、3d及び
真空容器2a、2b、2c内を図示しない真空ポンプに
て真空引きし、真空容器2a内を約1×10-6〜1×1
-4Torr、真空容器2b、2c内を約1×10-6
1×10 -4 Torrの真空度とする。
According to the film forming apparatus described above, the present invention
The law is implemented as follows. The film to be formed on the reel 5
The film-shaped polymer material substrate 1 is wound in advance and
Through holes 4a, 4b, 4c, 4d, 4
Connect to another reel 6 through e, 4f, 4g, and 4h.
Tie. In this state, the joint device 61 is engaged. This
And the auxiliary vacuum chambers 3a, 3b, 3c, 3d and
The inside of the vacuum containers 2a, 2b, 2c is replaced by a vacuum pump (not shown).
To evacuate the inside of the vacuum container 2a to about 1 x 10-6~ 1 x 1
0-FourAbout 1 × 10 in the Torr and vacuum containers 2b and 2c-6~
1 x 10 -FourThe degree of vacuum is Torr.

【0023】容器2a内では、ドラム7aに添った基体
1に対してイオン源8から水素イオン(H+ )8aを照
射する。H+ の照射エネルギは500eV〜10KeV
程度とするのが望ましく、照射量は1×1015〜1×1
20ions/cm2 程度とするのが望ましい。イオン
照射量はイオン電流測定器12、ここでは2次電子抑制
電極を備えたファラデーカップによりモニタする。
In the container 2a, the hydrogen ion (H + ) 8a is irradiated from the ion source 8 to the substrate 1 along the drum 7a. The irradiation energy of H + is 500 eV to 10 KeV
It is desirable to set the dose to about 1 × 10 15 to 1 × 1
It is desirable to set it to about 0 20 ions / cm 2 . The amount of ion irradiation is monitored by an ion current measuring device 12, here, a Faraday cup equipped with a secondary electron suppressing electrode.

【0024】次に容器2b内では、水素イオンが注入さ
れた基体1に対して、スパッタ装置9から目的とする中
間金属膜の構成元素を含む原子、分子、又はイオンを蒸
着させることにより、中間金属膜を形成させる。即ち、
まず容器2b内にスパッタリングガスとして不活性ガ
ス、ここではアルゴン(Ar)ガスを容器2b内が約1
×10-4〜1×10-2Torrになるまで導入し、それ
と同時に高周波電源9cから高周波電力を印加する。こ
の電界と永久磁石9bにより生じる磁界の作用でプラズ
マが発生し、これにより目的とする中間金属膜層の構成
元素を含むターゲット9aがスパッタされ、9aの構成
元素から成るスパッタ粒子がドラム7bに添った基体1
上に蒸着され、中間金属膜が形成される。
Next, in the container 2b, atoms, molecules, or ions containing the constituent elements of the intended intermediate metal film are vapor-deposited from the sputtering device 9 onto the substrate 1 into which hydrogen ions have been implanted, thereby forming an intermediate product. A metal film is formed. That is,
First, an inert gas, here an argon (Ar) gas, is used as a sputtering gas in the container 2b, and the amount of the inert gas is about 1 in the container 2b.
It is introduced until it reaches a value of × 10 -4 to 1 × 10 -2 Torr, and at the same time, high frequency power is applied from the high frequency power supply 9c. Plasma is generated by the action of this electric field and the magnetic field generated by the permanent magnet 9b, whereby the target 9a containing the constituent elements of the target intermediate metal film layer is sputtered, and the sputtered particles consisting of the constituent elements of 9a are attached to the drum 7b. Base 1
An intermediate metal film is formed by vapor deposition.

【0025】さらに容器2c内では、容器2b内でのス
パッタリングと同様にして、スパッタ装置10の高周波
電源10cから高周波電力印加することにより目的とす
る導電性金属膜の構成元素を含むターゲット10aがス
パッタされ、ドラム7cに添った基体1上に導電性金属
膜が形成される。その他の条件は前記中間金属膜の形成
の場合と同じである。
Further, in the container 2c, high frequency power is applied from the high frequency power source 10c of the sputtering device 10 in the same manner as the sputtering in the container 2b, so that the target 10a containing the constituent elements of the target conductive metal film is sputtered. Then, a conductive metal film is formed on the substrate 1 along the drum 7c. Other conditions are the same as in the case of forming the intermediate metal film.

【0026】なお、前記の中間金属膜及び導電性金属膜
は、膜厚モニタ13a、13b、ここでは水晶振動子を
用いた膜厚モニタにて基体1上に到達する蒸着原子数及
び膜厚をモニタすることにより、所望の膜厚とすること
ができる。以上に述べた成膜操作により、図1に示すよ
うに、基体1の表面部分にH+ が注入された層1aを有
し、その外側に中間金属膜1bを有し、さらにその外側
が導電性金属膜1cで被覆されている基体1が形成され
る。基体1においては、イオン注入層1aの存在によ
り、導電性金属膜1cと基体1との密着性向上の目的で
形成された中間金属膜1b内と基体1との良好な密着性
が長期に亘り保持され、またそれによって導電性金属膜
1cは基体1上に長期に亘り保持される。
The above-mentioned intermediate metal film and conductive metal film are the film thickness monitors 13a and 13b, here the film thickness monitor using a crystal oscillator, and the number of vapor-deposited atoms and film thickness reaching the substrate 1 are determined. A desired film thickness can be obtained by monitoring. As a result of the above-described film forming operation, as shown in FIG. 1, the surface portion of the substrate 1 has a layer 1a into which H + has been implanted, the outer side thereof has an intermediate metal film 1b, and the outer side thereof has a conductivity. The base 1 covered with the conductive metal film 1c is formed. In the substrate 1, due to the presence of the ion-implanted layer 1a, good adhesion between the substrate 1 and the inside of the intermediate metal film 1b formed for the purpose of improving the adhesion between the conductive metal film 1c and the substrate 1 is maintained for a long time. The conductive metal film 1c is held on the substrate 1 for a long period of time.

【0027】次に、図2に示す成膜装置による本発明の
基体の製造方法の具体例と、それによって得られる導電
性金属膜で被覆された基体について説明する。 実施例 基体1として、ポリイミドからなる幅200mm×厚さ
50μmのフィルム状の基体を用い、以下に示す条件で
成膜を行った。
Next, a specific example of the method of manufacturing the substrate of the present invention by the film forming apparatus shown in FIG. 2 and the substrate coated with the conductive metal film obtained by the method will be described. Example As the substrate 1, a film-shaped substrate made of polyimide having a width of 200 mm and a thickness of 50 μm was used, and film formation was performed under the following conditions.

【0028】H+ 注入層形成工程: 真空容器2a内を
7×10-6Torrの真空度とした。その後、イオン源
8に純度6N(99.9999%)の水素ガス(H2
を容器2a内が5×10-5Torrになるまで導入し、
イオン化させ、該イオン8aを基体1に対して2KeV
の照射エネルギで、照射量を1×1016ions/cm
2 として照射した。
H + injection layer forming step: The inside of the vacuum container 2a is set to a vacuum degree of 7 × 10 -6 Torr. After that, hydrogen gas (H 2 ) having a purity of 6N (99.9999%) is applied to the ion source 8.
Is introduced until the inside of the container 2a reaches 5 × 10 −5 Torr,
Ionize the ions 8a to the substrate 1 at 2 KeV
With irradiation energy of 1 × 10 16 ions / cm
Illuminated as 2 .

【0029】中間金属膜形成工程: 真空容器2b内を
1×10-5Torrの真空度とした。その後、ガス源1
1aからArガスを容器2a内が1×10-3Torrに
なるまで導入し、それと同時に高周波電源9cにより周
波数13.56MHzの高周波電力を印加し、生じたプ
ラズマにより純度3N(99.9%)のニッケル(N
i)ペレットをスパッタさせ、H+ 注入層1aを有する
基体1上にNi膜1bを形成した。該Ni膜1bの膜厚
は0.05μmであった。
Intermediate Metal Film Forming Step: The inside of the vacuum container 2b is set to a vacuum degree of 1 × 10 −5 Torr. Then gas source 1
Ar gas was introduced from 1a until the inside of the container 2a reached 1 × 10 −3 Torr, and at the same time, high frequency power having a frequency of 13.56 MHz was applied by the high frequency power source 9c, and the generated plasma generated a purity of 3N (99.9%). Nickel (N
i) The pellets were sputtered to form a Ni film 1b on the base 1 having the H + injection layer 1a. The thickness of the Ni film 1b was 0.05 μm.

【0030】導電性金属膜形成工程: 真空容器2c内
を1×10-5Torrの真空度とした。その後、ガス源
11bからArガスを容器2c内が1×10-3Torr
になるまで導入し、それと同時に高周波電源10cによ
り周波数13.56MHzの高周波電力を印加し、生じ
たプラズマにより純度4N(99.99%)の銅(C
u)ペレットをスパッタさせ、前記のNi膜1bを有す
る基体1上にCu膜1cを形成した。該Cu膜1cの膜
厚は0.3μmであった。
Conductive metal film forming step: The inside of the vacuum container 2c was set to a vacuum degree of 1 × 10 −5 Torr. After that, Ar gas from the gas source 11b is introduced into the container 2c at 1 × 10 −3 Torr.
Until a high frequency power source 10c applies a high frequency power having a frequency of 13.56 MHz, and the generated plasma causes a purity of 4N (99.99%) copper (C
u) The pellet was sputtered to form a Cu film 1c on the substrate 1 having the Ni film 1b. The film thickness of the Cu film 1c was 0.3 μm.

【0031】以上の過程で膜形成された基体1に、さら
にテストのために、湿式めっきの手法により、Cu膜を
形成し、先のCu膜1cとの合計のCu膜の厚みを30
μmとした。このCu膜の密着力をテストするため、比
較例として、図2の装置を用いてH + 照射を行わず、他
の条件は前記実施例の具体例と同様にしてNi膜1及び
Cu膜を形成したポリイミドフィルム(比較例1)、及
び図2の装置を用いてH+ 照射及びNi膜形成を行わ
ず、他の条件は前記実施例の具体例と同様にしてCu膜
のみを形成したポリイミドフィルム(比較例2)を準備
した。次いでこの3者を150℃の温度で加熱し、経時
的にJISC−5016による方法に準じてCu膜の引
き剥がし強度テストを行った。被検ピール幅は2mmと
し、角度90°で5cm/minの速度で引き剥がし
た。
The substrate 1 formed with the film in the above process is further
For testing, the Cu film was formed by the wet plating method.
The total thickness of the Cu film formed and the Cu film 1c is 30
μm. To test the adhesion of this Cu film,
As a comparative example, using the device of FIG. +No irradiation, other
The conditions of are similar to those of the specific example of the above-mentioned embodiment, and the Ni film 1 and
A polyimide film having a Cu film (Comparative Example 1), and
And using the device of FIG.+Irradiation and Ni film formation
The other conditions are the same as in the specific example of the above-described embodiment, and the Cu film is formed.
Prepare a polyimide film (Comparative Example 2) that has only formed
did. Then, heat the three at a temperature of 150 ° C.
Of Cu film according to the method according to JISC-5016.
A peel strength test was performed. The test peel width is 2 mm
Then peeled off at an angle of 90 ° at a speed of 5 cm / min
It was

【0032】結果を図3に示す。実施例によるH+ 注入
層を有する基体では成膜後加熱処理前のCu膜引き剥が
し強度が強く、且つ、約40hr加熱処理後にCu膜引
き剥がし強度が20%低下しているものの、その後もそ
の強度がほぼ維持されていることが分かる。一方、比較
例1によるH+ 注入層を有しない基体では、成膜後加熱
処理前のCu引き剥がし強度は実施例による基体と同様
に強いが、約50hr加熱処理後にはCu膜引き剥がし
強度が約80%低下している。
The results are shown in FIG. In the substrate having the H + injection layer according to the example, the Cu film peeling strength after film formation and before the heat treatment was strong, and the Cu film peeling strength was reduced by 20% after the heat treatment for about 40 hr, but after that, It can be seen that the strength is almost maintained. On the other hand, in the substrate having no H + injection layer according to Comparative Example 1, the Cu peeling strength after film formation and before the heat treatment is as strong as that of the substrate according to the embodiment, but after the heat treatment for about 50 hr, the Cu film peeling strength is high. It is about 80% lower.

【0033】さらに比較例2によるH+ 注入層及びNi
膜を有しない基体では、加熱処理によっても引き剥がし
強度は低下しないが、引き剥がし強度は当初から実施例
による基体の約1/3と低い。なお、中間Ni膜を形成
しないで、他は前記実施例と同条件で、基体上に直接C
u膜を形成し、同様の強度テストを行ったところ、その
強度の経時的低下は前記実施例と同様に少なかった。
Furthermore, the H + injection layer and Ni according to Comparative Example 2 were used.
The peel strength of the substrate having no film is not lowered even by the heat treatment, but the peel strength is as low as about 1/3 of that of the substrate according to the example from the beginning. Incidentally, without forming the intermediate Ni film, the C was directly formed on the substrate under the same conditions as in the above-mentioned embodiment.
When a u film was formed and the same strength test was performed, the decrease in the strength with time was small as in the above-mentioned Examples.

【0034】以上の結果から、Cu膜と基体との密着力
は、基体表面部にH+ 注入層を形成しておくことにより
維持されることが明らかになった。
From the above results, it became clear that the adhesion between the Cu film and the substrate is maintained by forming the H + injection layer on the surface of the substrate.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明によると、導電性金属膜で被覆さ
れた高分子材料基体であって、導電性金属膜と基体との
密着力が成膜後も経時的に変化、低下し難い基体及びそ
の製造方法を提供することができる。
According to the present invention, a polymeric material substrate coated with a conductive metal film, in which the adhesion between the conductive metal film and the substrate is unlikely to change or decrease with time even after film formation. And a manufacturing method thereof.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の1実施例基体の一部の拡大断面図であ
る。
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a part of a substrate according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す基体の製造に用いる成膜装置の1例
の概略構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of an example of a film forming apparatus used for manufacturing the substrate shown in FIG.

【図3】図1に示す基体の経時的なCu膜引き剥がし強
度の変化を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing changes in Cu film peeling strength over time of the substrate shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基体 1a 水素イオン(H+ )注入層 1b 中間金属膜 1c 導電性金属膜 2a、2b、2c 真空容器 2a1、2b1、2c1、3a1、3b1、3c1、3
d1 真空ポンプ接続部 3a、3b、3c、3d 補助真空室 4a、4b、4c、4d、4e、4f、4g、4h 通
孔 5 基体繰出しリール 6 基体巻取りリール 61 継手装置 62 モータ 7a、7b、7c 基体案内ドラム 8 イオン源 9、10 スパッタ装置 9a、10a ターゲット 9b、10b 永久磁石 9c、10c 高周波電源 11a、11b スパッタリングガス供給部 12 イオン電流測定器 13a、13b 膜厚モニタ 14a、14b、14c、14d 基体案内ローラ
1 Substrate 1a Hydrogen Ion (H + ) Injection Layer 1b Intermediate Metal Film 1c Conductive Metal Film 2a, 2b, 2c Vacuum Container 2a1, 2b1, 2c1, 3a1, 3b1, 3c1, 3
d1 vacuum pump connection part 3a, 3b, 3c, 3d auxiliary vacuum chambers 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g, 4h through hole 5 substrate feeding reel 6 substrate winding reel 61 joint device 62 motors 7a, 7b, 7c Substrate guide drum 8 Ion source 9, 10 Sputtering device 9a, 10a Target 9b, 10b Permanent magnet 9c, 10c High frequency power supply 11a, 11b Sputtering gas supply unit 12 Ion current measuring instrument 13a, 13b Film thickness monitor 14a, 14b, 14c, 14d Substrate guide roller

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今井 修 京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機 株式会社内 (72)発明者 緒方 潔 京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機 株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Osamu Imai 47 Umezu Takaunemachi, Ukyo-ku, Kyoto City Nissin Electric Co., Ltd. (72) Inventor Kiyoshi Ogata 47 Umezu Takaune-cho, Ukyo-ku, Kyoto City Nissin Electric Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 導電性金属膜で被覆された高分子材料基
体であって、該基体表面部分に水素イオン(H+ )が注
入された層を有し、その外側に導電性金属膜が被覆され
ていることを特徴とする導電性金属膜で被覆された高分
子材料基体。
1. A polymer material substrate coated with a conductive metal film, which has a layer into which hydrogen ions (H + ) are implanted at a surface portion of the substrate, the outside of which is coated with a conductive metal film. A polymeric material substrate coated with a conductive metal film.
【請求項2】 前記基体の水素イオン注入層と前記導電
性金属膜との間に中間金属膜が形成されている請求項1
記載の基体。
2. An intermediate metal film is formed between the hydrogen ion-implanted layer of the substrate and the conductive metal film.
The substrate described.
【請求項3】 前記中間金属膜が、ニッケル、チタン又
はクロムからなる膜である請求項2記載の基体。
3. The substrate according to claim 2, wherein the intermediate metal film is a film made of nickel, titanium or chromium.
【請求項4】 高分子材料基体に水素イオン(H+ )を
照射することにより、該基体表面部分に水素イオン(H
+ )が注入された層を形成し、その後、該イオン注入層
の外側に導電性金属膜を形成することを特徴とする導電
性金属膜で被覆された高分子材料基体の製造方法。
4. A polymer material substrate is irradiated with hydrogen ions (H + ), whereby the hydrogen ion (H
+ ) Is formed, and then a conductive metal film is formed on the outside of the ion-implanted layer, and a method for producing a polymer material substrate covered with a conductive metal film.
【請求項5】 前記導電性金属膜の形成に先立って、前
記基体のイオン注入層上に中間金属膜を形成し、該中間
金属膜上に前記導電性金属膜を形成する請求項4記載の
基体の製造方法。
5. The method according to claim 4, wherein an intermediate metal film is formed on the ion-implanted layer of the substrate and the conductive metal film is formed on the intermediate metal film prior to the formation of the conductive metal film. Substrate manufacturing method.
【請求項6】 前記中間金属膜を、ニッケル、チタン又
はクロムで形成する請求項5記載の基体の製造方法。
6. The method for manufacturing a substrate according to claim 5, wherein the intermediate metal film is formed of nickel, titanium or chromium.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD958049S1 (en) 2020-03-24 2022-07-19 Husqvarna Ab Wheel for robotic mower

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