特許 6765386 ハードディスクドライブのフレクシャのプラズマ処理

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6765386

(24)【登録日】2020年9月17日

(45)【発行日】2020年10月7日

(54)【発明の名称】ハードディスクドライブのフレクシャのプラズマ処理

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/26 20060101AFI20200928BHJP

   H05K 3/18 20060101ALI20200928BHJP

【ＦＩ】

   H05K3/26 A

   H05K3/18 A

   H05K3/18 G

【請求項の数】20

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2017-558017(P2017-558017)

(86)(22)【出願日】2016年5月6日

(65)【公表番号】特表2018-518047(P2018-518047A)

(43)【公表日】2018年7月5日

(86)【国際出願番号】US2016031111

(87)【国際公開番号】WO2016179458

(87)【国際公開日】20161110

【審査請求日】2019年4月16日

(31)【優先権主張番号】62/157,819

(32)【優先日】2015年5月6日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】508130890

【氏名又は名称】ハッチンソン テクノロジー インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＨＵＴＣＨＩＮＳＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100121728

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 勝守

(74)【代理人】

【識別番号】100165803

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 修平

(72)【発明者】

【氏名】フィッシャー，カート エフ．

(72)【発明者】

【氏名】ハース，アレックス ダブリュー．

(72)【発明者】

【氏名】ホーナー，マシュー ジェイ．

(72)【発明者】

【氏名】ラドウィッグ，ピーター エフ．

(72)【発明者】

【氏名】ミントン，カール シー．

(72)【発明者】

【氏名】ペサベント，ポール ヴィー．

(72)【発明者】

【氏名】スマヘル，デービッド ディー．

(72)【発明者】

【氏名】シュペール，クリストファー ジェイ．

(72)【発明者】

【氏名】シドロー，ダレル シー．

(72)【発明者】

【氏名】ティワリ，リテシュ ケイ．

(72)【発明者】

【氏名】トビアス，カイル ティー．

(72)【発明者】

【氏名】ユスフ，マリアム オー．

【審査官】 齊藤 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−４０３２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１８６５９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１７４９０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２３０１３５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−４５８７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００６−５００７８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２０３４３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２０９９１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第４２７８４９３（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平２−４７８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第６４８７０４８（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開昭６２−１７９１９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−１７１１８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ１１Ｂ５／４８

Ｈ０５Ｋ１／００−３／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フレキシブル回路を製造する方法であって、
前記フレキシブル回路は、第１端および前記第１端と対向する第２端と、前記第１端と前記第２端から延びる表面とを含み、前記方法は、
電極と前記フレキシブル回路の前記表面との間にガスの第１の流れ、および電極と前記フレキシブル回路の前記表面との間にガスの第２の流れを導入することと、前記電極と前記フレキシブル回路との間で電圧を発生させて前記ガスからプラズマを生成することとによって形成される大気プラズマで、前記フレキシブル回路の前記第１端と前記第２端から延びる前記表面を処理するステップを含む、方法。

【請求項2】

前記フレキシブル回路は、フレキシブル金属基板と前記金属基板上に配置された誘電ポリマー層とを含み、前記方法は、
前記誘電ポリマー層に少なくとも１つの開口部を形成して、前記金属基板の表面の部分を露出させるステップと、
前記金属基板の表面の露出された前記部分を前記大気プラズマで処理して、前記金属基板の露出された前記部分から汚染物を除去するステップと、
前記誘電ポリマー層と前記金属基板の処理された前記表面との上にシード層を堆積するステップと、
前記シード層上に複数の導電性トレースを形成するステップとをさらに含み、前記導電性トレースの少なくとも１つが前記金属基板の処理された前記表面に延びて、前記導電性トレースと前記金属基板との間の電気的接触を形成する、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記フレキシブル回路は、フレキシブル金属基板と、前記金属基板上に配置された誘電ポリマー層とを含み、前記方法は、
前記誘電ポリマー層上にシード層を堆積するステップと、
前記シード層の部分をパターン化フォトレジスト層で被覆するステップと、
前記フォトレジスト層で被覆されていない前記シード層の部分に導電性金属を電気めっきして、複数の導電性トレースを形成するステップと、
前記パターン化フォトレジスト層をはく離して前記シード層の部分を露出させるステップと、
前記シード層の露出された前記部分をエッチング除去して、前記誘電ポリマー層の表面の部分を露出させるステップと、
前記誘電ポリマー層の表面の露出された前記部分を前記大気プラズマで処理するステップとをさらに含み、前記大気プラズマは、近接する導電性トレース同士の間における前記誘電ポリマー層の表面の露出された前記部分から導電性汚染物を除去する、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記複数の導電性トレース上に別の導電性金属を無電解めっきによってめっきすることをさらに含む、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記フレキシブル回路は、フレキシブル金属基板と、前記フレキシブル金属基板上に配置された誘電ポリマー層と、前記誘電ポリマー層上に配置された複数の導電性トレースとを含み、前記方法は、
前記誘電ポリマー層の表面を前記大気プラズマで処理し、前記大気プラズマが前記誘電ポリマー層の表面を機能化するステップと、
前記複数の導電性トレースと、前記複数の導電性トレースのそれぞれに近接する前記誘電ポリマー層の機能化された前記表面の部分とを被覆する誘電ポリマーコーティングを形成するステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記フレキシブル回路は、フレキシブル金属基板と、前記金属基板上に配置された誘電ポリマー層と、シード層と、前記シード層上に配置された複数の導電性トレースとを含み、前記方法は、
前記誘電ポリマー層の反対の側の前記フレキシブル金属基板を貫通して少なくとも１つ
の開口部を形成するステップと、
前記少なくとも１つの開口部を介して前記誘電ポリマー層をエッチングして、前記複数の導電性トレースのうちの１つの前記シード層の表面の部分を露出させるステップと、
前記シード層の表面の露出された前記部分を前記大気プラズマで処理するステップとをさらに含み、前記大気プラズマは、前記シード層の表面の露出された前記部分から汚染物を除去して、前記導電性トレースへの電気的接続部の形成を可能にする、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記ガスは実質的に酸素からなる、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記フレキシブル回路はウェブ処理によって形成され、前記フレキシブル回路が前記大気プラズマを通って移動するときに、前記フレキシブル回路の表面が前記大気プラズマで処理される、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

フレキシブル回路を製造する方法であって、前記方法は、
電極と前記フレキシブル回路の表面との間にガスの第１の流れ、および電極と前記フレキシブル回路の表面との間にガスの第２の流れを導入することと、イオン源でガスをイオン化して正電荷を帯びたイオンを生成することと、前記イオン源から前記正電荷を帯びたイオンを加速させてイオンビームを生成することとによって、イオンの平均イオンエネルギーが約５００電子ボルト〜約１，５００電子ボルトの範囲であるイオンビームで、前記フレキシブル回路の表面を処理するステップを含む、方法。

【請求項10】

前記フレキシブル回路は、フレキシブル金属基板と、前記金属基板上に配置された誘電ポリマー層とを含み、前記方法は、
前記誘電ポリマー層に少なくとも1つの開口部を形成して、前記金属基板の表面の部分
を露出させるステップと、
前記金属基板の表面の露出された前記部分と前記誘電ポリマー層の表面とを前記イオンビームで処理して、前記イオンビームが前記金属基板の表面の露出された前記部分から汚染物と自然酸化物とを除去し、前記誘電ポリマー層の表面を改質してグラファイト様層を形成するステップと、
前記グラファイト様層と前記金属基板の処理された前記表面との上にシード層を堆積するステップと、
前記グラファイト様層上に複数の導電性トレースを形成するステップとをさらに含み、前記導電性トレースの少なくとも１つが前記金属基板の処理された前記表面に延びて、前記導電性トレースと前記金属基板との間の電気的接触を形成する、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記イオンの平均イオンエネルギーは、約１，０００電子ボルト〜約１，５００電子ボルトの範囲である、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記グラファイト様層上に前記複数の導電性トレースを形成することは、
前記シード層の部分をパターン化フォトレジスト層で被覆するステップと、
前記フォトレジスト層で被覆されていない前記シード層の部分に第１導電性金属を電気めっきして、複数の導電性トレースを形成するステップと、
前記パターン化フォトレジスト層をはく離して前記シード層の部分を露出させるステップと、
前記シード層の露出された前記部分をエッチング除去して、前記グラファイト様層の部分を露出させるステップと、
前記グラファイト様層の露出された前記部分を酸素プラズマで処理するステップとを含み、前記酸素プラズマは、前記グラファイト様層の少なくとも部分を除去し、近接する導電性トレース同士の間の前記グラファイト様層を酸化する、請求項１０に記載の方法。

【請求項13】

前記複数の導電性トレース上に別の導電性金属を無電解めっきによってめっきすることをさらに含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記酸素プラズマは大気酸素プラズマであり、該大気酸素プラズマは、電極と前記フレキシブル回路の表面との間に酸素の流れを導入することと、前記電極と前記フレキシブル回路との間で電圧を発生させて、前記酸素からプラズマを生成することとによって形成される、請求項１２に記載の方法。

【請求項15】

前記誘電ポリマー層の反対の側の前記金属基板を貫通して少なくとも１つの開口部を形成するステップと、
前記少なくとも１つの開口部を介して前記誘電ポリマー層をエッチングして、前記複数の導電性トレースのうちの１つの前記シード層の表面の部分を露出させるステップと、
前記シード層の表面の露出された前記部分を前記大気プラズマで処理するステップとをさらに含み、前記大気プラズマは、前記シード層の表面の露出された前記部分から汚染物を除去して、前記導電性トレースへの電気的接続部の形成を可能にする、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記イオンは、実質的に、アルゴンイオン及び窒素イオンの少なくとも１つからなる、請求項９に記載の方法。

【請求項17】

誘電ポリマー層はポリイミド層である、請求項９に記載の方法。

【請求項18】

前記フレキシブル回路は、ハードディスクドライブのフレクシャである、請求項９に記載の方法。

【請求項19】

前記フレキシブル回路はウェブ処理によって形成され、前記フレキシブル回路が前記イオンビームを通って移動するときに、前記フレキシブル回路の表面が前記イオンビームで処理される、請求項９に記載の方法。

【請求項20】

フレキシブル回路を製造する方法であって、前記方法は、
電極と前記フレキシブル回路の表面との間にガスの第１の流れ、および電極と前記フレキシブル回路の表面との間にガスの第２の流れを導入することと、前記電極と前記フレキシブル回路との間で電圧を発生させて前記ガスからプラズマを生成することとによって形成される大気プラズマで、前記フレキシブル回路の表面を処理するステップと、
イオンの平均イオンエネルギーが約５００電子ボルト〜約１，５００電子ボルトの範囲であるイオンビームで、前記フレキシブル回路の表面を処理するステップとを含み、
前記フレキシブル回路はウェブ処理によって形成され、前記フレキシブル回路が前記大気プラズマを通って移動するときに前記フレキシブル回路の表面が前記大気プラズマで処理され、前記フレキシブル回路が前記イオンビームを通って移動するときに前記フレキシブル回路の表面が前記イオンビームで処理される、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願の相互参照］
本願は、２０１５年５月６日に出願された仮特許出願第６２／１５７，８１９号の優先権を主張し、その全体が言及によって本明細書に組み込まれる。

【0002】

［技術分野］
本発明はフレキシブル回路の製造におけるプラズマ処理に関する。より詳細には、本発明はハードディスクドライブのフレクシャのプラズマ処理に関する。

【背景技術】

【0003】

フレキシブル回路は、典型的には、導体の層と、導体の層の少なくとも一部を分離し、且つ導体に対して環境的保護を行い得る絶縁層と含む。フレクシャは、回転ディスクに近接する読取り／書込みトランスデューサを弾力性をもって支持する一方で、トランスデューサとの間の電気信号を導通するためのフレキシブル電気回路も支持する構造である。さらにより小型で高密度のディスクドライブに対する要望が、より小さい形体のより小型のフレクシャへの要求に拍車をかけている。フレクシャがより小型になると、導電層間におけるより小さく低抵抗性の電気接続部を提供し、フレクシャの種々の導電層と絶縁層との間の良好な接着性を確保することはより困難になる可能性がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許第９，２９６，１８８号明細書

【特許文献2】米国特許第８，８９１，２０６号明細書

【発明の概要】

【0005】

様々な実施形態はフレキシブル回路を製造する方法に関与するものである。そのような方法は、フレキシブル回路の表面を大気プラズマで処理することを含み得る。大気プラズマは、電極とフレキシブル回路の表面との間にガスの流れを導入し、電極とフレキシブル回路との間で電圧を発生させてガスからプラズマを生成することによって形成される。

【0006】

フレキシブル回路がフレキシブル金属基板と、金属基板上に配置された誘電ポリマー層とを含む一部の実施形態では、この方法は、誘電ポリマー層に少なくとも１つの開口部を形成して金属基板の表面の部分を露出させるステップと、金属基板の表面の露出された部分を大気プラズマで処理して金属基板の露出された部分から汚染物を除去するステップと、誘電ポリマー層及び金属基板の処理された表面上にシード層を堆積するステップと、シード層上に複数の導電性トレースを形成するステップとをさらに含み、導電性トレースの少なくとも１つが金属基板の処理された表面に延びて、導電性トレースと金属基板との間の電気的接触を形成する。

【0007】

フレキシブル回路がフレキシブル金属基板と、金属基板上に配置された誘電ポリマー層とを含む一部の実施形態では、この方法は、誘電ポリマー層上にシード層を堆積するステップと、シード層の部分をパターン化フォトレジスト層で被覆するステップと、フォトレジスト層で被覆されていないシード層の部分に導電性金属を電気めっきして複数の導電性トレースを形成するステップと、パターン化フォトレジスト層をはく離してシード層の部分を露出させるステップと、シード層の露出された部分をエッチング除去して誘電ポリマー層の表面の部分を露出させるステップと、誘電ポリマー層の表面の露出された部分を大気プラズマで処理するステップと、をさらに含み、大気プラズマは、近接する導電性トレース同士の間の誘電ポリマー層の表面の露出された部分から導電性汚染物を除去する。そうした方法は、無電解めっきによって複数の導電性トレース上に別の導電性金属をめっきするステップをさらに含むことができる。

【0008】

フレキシブル回路がフレキシブル金属基板と、フレキシブル金属基板上に配置された誘電ポリマー層と、誘電ポリマー層上に配置された複数の導電性トレースとを含む一部の実施形態では、この方法は、誘電ポリマー層の表面を大気プラズマで処理して、大気プラズマが誘電ポリマー層の表面を機能化するステップと、複数の導電性トレースと、複数の導電性トレースのそれぞれに近接する誘電ポリマー層の機能化された表面の部分とを被覆する誘電ポリマーコーティングを形成するステップとをさらに含むことができる。

【0009】

フレキシブル回路がフレキシブル金属基板と、金属基板上に配置された誘電ポリマー層と、シード層と、シード層上に配置された複数の導電性トレースとを含む一部の実施形態では、この方法は、誘電ポリマー層の反対の側のフレキシブル金属基板を貫通して少なくとも１つの開口部を形成するステップと、少なくとも１つの開口部を介して誘電ポリマー層をエッチングして、複数の導電性トレースのうちの１つのシード層の表面の部分を露出させるステップと、シード層の表面の露出された部分を大気プラズマで処理するステップと、をさらに含むことができ、大気プラズマは、シード層の表面の露出された部分から汚染物を除去して、導電性トレースへの電気的接続部の形成を可能にする。

【0010】

一部の実施形態では、ガスは実質的に酸素からなる。一部の実施形態では、フレキシブル回路がウェブ処理によって形成され、フレキシブル回路が大気プラズマを通って移動するときに、フレキシブル回路の表面が大気プラズマで処理される。

【0011】

種々の実施形態は、フレキシブル回路を製造する方法に関与するものであり、該方法は、フレキシブル回路の表面をイオンビームで処理することを含み、イオンの平均イオンエネルギーは、約５００電子ボルト〜約１，５００電子ボルトの範囲である。

【0012】

フレキシブル回路がフレキシブル金属基板と、金属基板上に配置された誘電ポリマー層とを含む一部の実施形態では、この方法は、誘電ポリマー層に少なくとも1つの開口部を形成して、金属基板の表面の部分を露出させるステップと、金属基板の表面の露出された部分と誘電ポリマー層の表面とをイオンビームで処理して、該イオンビームが金属基板の表面の露出された部分から汚染物と自然酸化物とを除去し、誘電ポリマー層の表面を改質してグラファイト様層を形成するステップと、グラファイト様層と金属基板の処理された表面との上にシード層を堆積するステップと、グラファイト様層上に複数の導電性トレースを形成するステップとをさらに含むことができ、導電性トレースの少なくとも１つが金属基板の処理された表面に延びて、導電性トレースと金属基板との間の電気的接触を形成する。

【0013】

そうした実施形態では、イオンの平均イオンエネルギーは、約１，０００電子ボルト〜約１，５００電子ボルトの範囲であり得る。そうした実施形態において、グラファイト様層上に複数の導電性トレースを形成することは、シード層の部分をパターン化フォトレジスト層で被覆するステップと、フォトレジスト層で被覆されていないシード層の部分に第１導電性金属を電気めっきして複数の導電性トレースを形成するステップと、パターン化フォトレジスト層をはく離してシード層の部分を露出させるステップと、シード層の露出された部分をエッチング除去してグラファイト様層の部分を露出させるステップと、グラファイト様層の露出された部分を酸素プラズマで処理するステップと、を含むことができ、酸素プラズマは、グラファイト様層の少なくとも部分を除去し、近接する導電性トレース同士の間のグラファイト様層を酸化する。そうした方法は、無電解めっきによって複数の導電性トレース上に別の導電性金属をめっきすることをさらに含むことができる。そうした実施形態では、酸素プラズマは大気酸素プラズマであり得、該大気圧酸素プラズマは、電極とフレキシブル回路の表面との間に酸素の流れを導入し、電極と金属基板との間で電圧を発生させて酸素からプラズマを生成することで形成される。

【0014】

そうした実施形態では、この方法は、誘電ポリマー層の反対の側のフレキシブル金属基板を貫通して少なくとも１つの開口部を形成するステップと、少なくとも１つの開口部を介して誘電ポリマー層をエッチングして、複数の導電性トレースの１つのシード層の表面の部分を露出させるステップと、シード層の表面の露出された部分を大気プラズマで処理するステップと、をさらに含むことができ、大気プラズマは、シード層の表面の露出された部分から汚染物を除去して、導電性トレースへの電気的接続部の形成を可能にする。

【0015】

一部の実施形態では、イオンは、実質的に、アルゴンイオン及び窒素イオンの少なくとも１つからなる。一部の実施形態では、誘電ポリマー層はポリイミド層である。一部の実施形態では、フレキシブル回路は、ハードディスクドライブのフレクシャである。一部の実施形態では、フレキシブル回路はウェブ処理によって形成され、フレキシブル回路がイオンビームを通って移動するときに、フレキシブル回路の表面がイオンビームで処理される。

【0016】

種々の実施形態は、フレキシブル回路を製造する方法に関するものであり、該方法は、大気プラズマ及びイオンビームでフレキシブル回路の表面を処理することを含む。大気プラズマは、電極とフレキシブル回路の表面との間にガスの流れを導入することと、電極とフレキシブル回路との間に電圧を発生させてガスからプラズマを生成することとによって形成される。イオンビーム内のイオンの平均イオンエネルギーは、約５００電子ボルト〜約１，５００電子ボルトの範囲である。フレキシブル回路はウェブ処理によって形成され、フレキシブル回路の表面は、フレキシブル回路が大気プラズマを通って移動するときに大気プラズマで処理され、フレキシブル回路がイオンビームを通って移動するときにイオンビームで処理される。

【0017】

複数の実施形態が開示されているが、本発明のさらに他の実施形態が、本発明の例示的な実施形態を記載する以下の詳細な説明から当業者には明らかになるであろう。従って、詳細な説明は本質的に例示的であり、限定するものではないとみなされるべきである。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、一部の実施形態における、大気プラズマによって処理されるフレキシブル回路を含むウェブの概略断面図を示す。

【図2】図２は、一部の実施形態における、誘電ポリマー層の少なくとも１つの開口部を示すフレキシブル回路の部分の断面図である。

【図3】図３は、一部の実施形態において、大気プラズマ処理有りと無しとで、グラウンド形体(ground feature)の誘電体開口サイズの関数としての欠陥グラウンド形体率のグラフを示す。

【図4】図４は、一部の実施形態における、シード層堆積後の、図３に示されるフレキシブル回路の部分の断面図である。

【図5】図５は、一部の実施形態における、パターン化フォトレジスト層の形成後の、図４に示されるフレキシブル回路の部分の断面図である。

【図6】図６は、一部の実施形態における、シード層の部分に導電性金属を電気めっきして導電性トレースを形成した後の、図５に示されるフレキシブル回路の部分の断面図である。

【図7】図７は、一部の実施形態における、パターン化フォトレジスト層のシード層の一部を除去した後の、図６に示されるフレキシブル回路の部分の断面図である。

【図8】図８は、一部の実施形態における、導電性トレース上に別の導電性金属を無電解堆積した後の、図７に示されるフレキシブル回路の部分の断面図である。

【図9】図９は、一部の実施形態における、導電性トレース上にカバーコートを形成した後の、図８に示されるフレキシブル回路の部分の断面図である。

【図10】図１０は、一部の実施形態において、大気プラズマで処理したサンプルについて、誘電ポリマー層と誘電ポリマーコーティングとの間の最大せん断力を示すグラフである。

【図11】図１１は、一部の実施形態において、誘電ポリマー層の反対の側の金属基板に開口部を形成し、金属基板の開口部を介して誘電ポリマー層をエッチングした後の、図９に示されるフレキシブル回路の部分の断面図である。

【図12】図１２において、図１２Ａ及び図１２Ｂは、一部の実施形態における、イオンビームで処理されるフレキシブル回路を含むウェブの概略断面図を示す。

【図13】図１３は、一部の実施形態における、誘電ポリマー層の少なくとも１つの開口部と表面改質層の形成とを示すフレキシブル回路の部分の断面図である。

【図14】図１４は、実施形態における、種々のプラズマ処理及びイオンビーム処理を受けるフレクシャのグラウンド形体電気抵抗を示すグラフである。

【図15】図１５は、実施形態における、種々のイオンビーム処理に対するはく離強度を示すグラフである。

【図16】図１６は、一部の実施形態における、シード層堆積後の、図１３に示されるフレキシブル回路の部分の断面図である。

【図17】図１７は、一部の実施形態における、導電性トレースの形成及びシード層の露出された部分の除去後の、図１６に示されるフレキシブル回路の部分の断面図である。

【図18】図１８は、一部の実施形態における、誘電ポリマー層の反対の側の金属基板に開口部を形成し、金属基板の開口部を介して誘電ポリマー層をエッチングした後の、図１７に示されるフレキシブル回路の部分の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明は、種々の変形及び代替形態に適するが、特定の実施形態が図面に例として示され、以下に詳細に記載される。しかしながら、この意図は、記載される特定の実施形態に本発明を限定するものではない。それだけでなく、本発明では、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲内に該当するすべての変形、同等物、及び代替物を含むことが意図されている。

【0020】

以下に記載される実施形態は、フレキシブル回路製造におけるプラズマ洗浄及び処理プロセス、並びにそれらの使用を開示する。一部の実施形態では、フレキシブル回路は、特許文献１及び特許文献２のいずれかのサスペンションなどのハードディスクドライブサスペンションのフレクシャであり、これらはともに、そのそれぞれの開示の全体が言及によって本明細書に組み込まれる。

【0021】

図１は、一部の実施形態において、大気プラズマ（大気圧プラズマとも呼ばれる）によって処理されるフレキシブル回路を含むウェブの概略断面図を示す。図１は、大気プラズマシステム１２を通って移動するウェブ１０を示す。ウェブ１０は、フレキシブル回路４０（図２〜図１１）又はフレキシブル回路１２２（図１３〜図１８）などの複数のフレキシブル回路（図１には図示せず）を含む。ウェブ１０は、特定のプラズマ洗浄又は処理に適した大気プラズマ内での滞留時間を得るために必要な任意の速度で大気プラズマシステム１２を通って移動することができ、低速では任意の所定のフレキシブル回路に対して滞留時間が長くなり、プラズマ洗浄又は処理が長くなる。大気プラズマシステム１２は、第１電極１４、第２電極１６、並びにガスポート１８及び２０を含む。第１電極１４は、大気プラズマシステム１２にわたってウェブ１０を支持する、及び／又はウェブ１０を推進させるための、ウェブ１０が近接してその上を移動するプレート又はウェブ１０と物理的に接触するローラであってよい。第２電極１６は、ウェブ１０から遠位に配置される。一部の実施形態では、第２電極１６は、ウェブ１０から約０．０４インチ離れて配置される。

【0022】

ガスポート１８は、第２電極１６を貫通し、第２電極とウェブ１０との間の空間にガス流を供給する。ガスポート２０は、第２電極１６から分離されており、第２電極とウェブ１０との間の空間にガス流を供給するように向けられる。図１の大気プラズマシステム１２は、ガスポート１８とガスポート２０との両方を含むが、一部の実施形態では、大気プラズマシステム１２はガスポート１８又はガスポート２０のみを含むことができる。

【0023】

運転中、ウェブ１０が大気プラズマシステム１２を通って移動するとき、ガスポート１８及び／又はガスポート２０は、第２電極１６とウェブ１０との間にガス流２２を導入する。図１に示され実施形態において、第２電極１６は交流電圧源２４に電気的に接続され、第２電極１６に交流電圧を供給する一方で、第１電極１４は接地２６に電気的に接続される。一部の実施形態において、ウェブ１０も、第１電極１４との接触によって接地２６に電気的に接続される。このように第１電極１４と第２電極１６との間に生じる電位電圧差は、ウェブ１０と第２電極１６との間でガスをイオン化し、大気プラズマ２８を生成するのに十分なものである。大気プラズマ２８内において、ガスから反応種が生成されることができる。一部の反応種は、電子を奪い取ることで生成され、正荷電を帯びた反応性イオンを得ることができる。一部の実施形態では、大気プラズマ２８は、第１電極１４と比較して正電圧であって、電場を生成し、該電場は、電荷を帯びた反応性イオンをウェブ１０に向けて加速させて、そこに含まれるフレキシブル回路を洗浄及び／又は処理することができる。

【0024】

大気プラズマ２８内のイオンのイオン衝撃エネルギーは、例えば、第２電極１６に印加される電力及びガス流２２の流量の関数であり得る。一部の実施形態において、イオンのイオン衝撃エネルギーは、約１電子ボルト（ｅＶ）〜約１００ｅＶの範囲であり得、電力は約１，０００ワット〜約４，０００ワットの範囲であり得、ガス流量は約１０リットル／分〜約２０リットル／分の範囲であり得る。

【0025】

図１に示す実施形態において、交流電圧源２４が第２電極１６に交流電圧を供給するように構成され、第１電極１４が接地２６に電気的に接続されているが、他の実施形態では、交流電圧源２４は、第１電極１４と第２電極１６との間に交流電圧を供給するように構成されてもよい。

【0026】

図１に示す実施形態において、ガスは、実質的に、２原子形態の酸素３０（Ｏ_２）からなる。実質的に酸素３０からなるとは、チャンバに供給されるガスが、プラズマ洗浄又は処理の有効性に重大な影響を及ぼさない水蒸気、窒素、二酸化炭素などの無視できる量の不純物を含み得る純酸素であることを意味する。電子３２は、ウェブ１０と第２電極１６との間の空間に入ると、酸素３０から分離され、大気プラズマ２８を生成する。大気プラズマ２８は、２原子イオン３４、単原子イオン３６、及び単原子酸素３８を含む多くの反応種を包含する。大気プラズマ２８は、第１電極１４と比較して正電圧であって、電場を生成し、該電場は、正２原子イオン３４と単原子イオン３６とをウェブ１０に向けて加速させて、ウェブ１０上を通過して移動するフレキシブル回路を洗浄及び／又は処理する。

【0027】

ウェブ１０は、真空チャンバ又はエアロックのポンプダウン及びベントによる遅延なく、大気プラズマシステム１２を通って容易に移動することができる。しかしながら、大気プラズマシステム１２は大気圧で圧力容器なく作動するので、通常は重大でない量の周囲の大気が、例えばウェブに沿って保持される境界層として、プラズマに入ることがある。こうして、チャンバに向けられるガス流は実質的に酸素からなり得るが、大気プラズマ２８自体は、検出可能な量の大気ガスを含み得る。

【0028】

図１の実施形態は、実質的に酸素からなるガスを用いて示されるが、他の実施形態では、任意の適切な組み合わせ及び比である、酸素、窒素、水素、任意の貴ガス、又は任意のハロゲンの混合物を含むガスを使用できることが理解される。

【0029】

図２は、一部の実施形態による、誘電ポリマー層における少なくとも１つの開口部を示すフレキシブル回路の部分の断面図である。図２は、金属基板４２と、誘電ポリマー層４４と、開口部４６とを含むフレキシブル回路４０を示す。金属基板４２はフレキシブル金属基板であってもよい。例えばフレキシブル回路４０がフレクシャである一部の実施形態では、金属基板４２はステンレス鋼であってもよい。他のフレクシャの実施形態では、金属基板４２は、銅、リン青銅、又はニチノールなどの他のタイプの金属であってもよい。誘電ポリマー層４４は、ポリイミドなどの任意の適切で硬化可能なポリマーから作製され得る。誘電ポリマー層４４は、金属基板４２の表面４８上に配置される。開口部４６は、誘電ポリマー層４４を貫通して表面４８の部分を露出させる、誘電ポリマー層４４の開口部である。開口部４６は、誘電ポリマー層４４上に形成された導電性トレース（図６の導電性トレース５６ａ）と金属基板４２との間の電気的接続部を確立するために使用され得る。一部の実施形態では、誘電ポリマー層４４は、表面４８上に画像形成可能な（photoimageable）ポリイミド前駆体を堆積し、続いて、フォトマスクを介してポリイミド前駆体を露光することと、開口部４６を形成するように現像することとを含む、当該技術分野で周知のフォトリソグラフィープロセスを行って形成されるとよい。開口部４６が形成されると、ポリイミド前駆体が硬化してポリイミドを形成する。

【0030】

図２に示すように、開口部４６は、表面４８の露出された部分上に汚染物５０を含み得る。汚染物５０は、例えば、フォトリソグラフィープロセス後に残るポリイミド前駆体の残留物、又は表面４８上に堆積するポリイミド硬化の副生成物を含み得る。汚染物５０は、除去されなければ、誘電ポリマー層４４上に形成された導電性トレース（図５の導電性トレース５６ａ）と金属基板４２との間の電気的接続部の抵抗性を増大させ得ることが分かっている。したがって、開口部４６が形成された後、金属基板４２の表面４８の露出された部分は、図１に関して上述された大気プラズマ２８で処理されて、汚染物５０の少なくとも一部を除去する。

【0031】

一部の実施形態では、汚染物５０を除去するための大気プラズマ２８による処理は、約２，０００ワットの電力、且つ実質的に酸素からなる約１５リットル／分のガス流量で、大気プラズマ２８内におけるフレキシブル回路４０の、約５秒の滞留時間を伴って行われ得る。エネルギー及び露出時間を制限することにより、誘電ポリマー層４４を損傷することなく汚染物５０を除去することができる。

【0032】

図３は、図２に関して上述された実施形態における、大気プラズマ２８による処理有りと無しの、グラウンド形体(ground feature)の誘電体開口サイズの関数としての欠陥グラウンド形体率のグラフである。グラウンド形体は、誘電ポリマー層４４上に形成された導電性トレースと金属基板４２との間の電気的接続部である。図３に示されるように、大気プラズマ２８の使用により、グラウンド形体の欠陥の比率が大きく減少し、２０ミクロン〜７０ミクロンの範囲の開口部４６サイズでそうなる。

【0033】

図４は、一部の実施形態において、図２に関して上述された処理の後の付加的な処理を示すフレキシブル回路４０の部分の断面図である。図４は、汚染物５０を除去するために、表面４８の露出された部分が大気プラズマ２８で処理された後に、誘電体層４４と金属基板４２の表面４８の露出された部分との上に堆積されたシード層５２を示す。汚染物５０が除去されると、シード層５２は、金属基板４２との低抵抗性の電気的接続部を形成することができる。シード層５２は、例えば、誘電体層４４と金属基板４２の表面４８の露出された部分との上にクロム層をスパッタ堆積し、続いてクロム層上に銅層をスパッタ堆積することによって、形成されることができる。

【0034】

図５は、一部の実施形態において、図４について上述された処理の後の付加的な処理を示すフレキシブル回路４０の部分の断面図である。図５は、シード層５２上に形成された、パターン化フォトレジスト層５４を示す。パターン化フォトレジスト層５４は、当該技術分野で既知のフォトリソグラフィー技術によって形成されることができる。

【0035】

図６は、一部の実施形態において、図５について上述された処理の後の付加的な処理を示すフレキシブル回路４０の部分の断面図である。図６は、シード層５２上の複数の導電性トレース５６ａ、５６ｂの形成を示す。複数の導電性トレース５６ａ、５６ｂは、パターン化フォトレジスト層５４に被覆されていないシード層５２の部分上に、銅などの導電性金属を電気めっきすることによって形成されることができる。パターン化フォトレジスト層５４は、シード層５２上に導電性金属が堆積することを阻止する。例示を容易にするために２つの導電性トレース５６ａ及び５６ｂのみが示されているが、実施形態は２つより多い導電性トレースを含んでもよいということが理解される。

【0036】

図７は、一部の実施形態において、図６について上述された処理の後の付加的な処理を示すフレキシブル回路４０の部分の断面図である。図７は、パターン化フォトレジスト層５４を除去し、且つシード層５２の部分を除去した後の、フレキシブル回路４０を示す。パターン化フォトレジスト層５４は、当該技術分野で既知である多数の化学的フォトレジストはく離剤のいずれかによって除去されることができる。パターン化フォトレジスト層５４が除去されてシード層５２の部分が露出された後、シード層５２の露出された部分は、当該技術分野で既知である化学エッチング剤によってエッチング除去されて、誘電ポリマー層４４の部分が露出される。

【0037】

一部の実施形態では、シード層５２をエッチング除去した後、誘電ポリマー層４４の表面の露出された部分６２上に、導電性汚染物６０が残り得る。導電性汚染物６０は、例えば、化学的エッチングによって完全に除去されなかったシード層５２の残留物を含み得る。残留物は、別の導電性金属６４の無電解めっき（図６）などの後続の処理時に、導電性トレース５６ａ及び５６ｂなどの近接する導電性トレース同士の間の抵抗を直接的に低下させるには不十分なものであるとしても、導電性トレース５６ａと５６ｂとの間で、導電性構造物又はストリンガーの成長のための核生成部分として作用し得るということが分かっている。そうした導電性ストリンガーは、導電性トレース５６ａと５６ｂとの間の抵抗を著しく低下させ、フレキシブル回路４０の性能に悪影響を与え得る。このように、一部の実施形態において、シード層５２がエッチング除去された後、誘電ポリマー層４４の表面の露出された部分６２は、ガスに酸素を含む、図１に関して上述された大気プラズマ２８で処理される。いずれの理論にも束縛されることを望まないが、残留物は、大気プラズマ２８によって酸化され、酸化されると導電性ストリンガーの成長のための核生成部分として適さないと考えられる。

【0038】

一部の実施形態では、導電性汚染物６０を除去するための大気プラズマ２８による処理は、約３，０００ワットの電力、且つ実質的に酸素からなる約１５リットル／分のガス流量で、大気プラズマ２８内におけるフレキシブル回路４０の、約２７秒の滞留時間を伴って、行われ得る。本明細書に記載の一部の他の大気プラズマプロセスと比較して、エネルギー及び露出時間の増加は、導電性汚染物６０を十分に酸化するために必要であり得る。

【0039】

一部の実施形態では、ガスは、５０％を超える、６０％を超える、７０％を超える、９０％を超える、若しくは９９％を超える酸素、又は任意の前述のパーセンテージの任意のパーセンテージを超えるもの含むことができる。すべてのガスパーセンテージは、流れ２２（図１）によって供給される総ガス流量のパーセンテージである。一部の実施形態では、ガスは実質的に酸素からなる。実質的に酸素からなるガスを含む大気プラズマ２８は、５０％酸素と５０％アルゴンとの混合物を含むガスよりも、導電性ストリンガーのその後の成長を防止する上でより効果的であることが分かっている。

【0040】

図８は、一部の実施形態において、図７について上述された処理の後の付加的な処理を示すフレキシブル回路４０の部分の断面図である。図８は、導電性トレース５６ａ、５６ｂ上への別の導電性金属６４の無電解堆積後のフレキシブル回路４０を示す。導電性金属６４の堆積後、誘電ポリマー層４４の表面の露出された部分６２は、ガスに酸素を含む図１に関して上述された大気プラズマ２８で処理されることができる。一部の実施形態では、ガスは実質的に酸素からなる。この処理は、イオン化された酸素原子が誘電ポリマー層４４の炭素鎖を切断して、切断された鎖の末端で炭素ラジカルを生成するので、露出された部分６２を機能化する。イオン化された酸素原子は炭素ラジカルと結合し、露出された部分６２にさらなる酸素原子を組み込む。これらのさらなる酸素原子は、後に誘電ポリマー層４４の表面の露出された部分６２に堆積されるポリマー鎖のための結合部位として利用可能である。

【0041】

一部の実施形態では、誘電ポリマー層４４の表面の露出された部分６２を機能化するための大気プラズマ２８による処理は、約２，０００ワットの電力、且つ約１５リットル／分のガス流量で、大気プラズマ２８内におけるフレキシブル回路４０の、約５秒の滞留時間を伴って、行われ得る。エネルギー及び露出時間を制限することにより、誘電ポリマー層４４を損傷することなく表面を機能化することができる。

【0042】

図９は、一部の実施形態において、図８について上述された処理の後の付加的な処理を示すフレキシブル回路４０の部分の断面図である。誘電ポリマー層４４の表面の露出された部分６２を機能化した後、誘電ポリマーコーティング６６が、導電性トレース５６ａ、５６ｂと、導電性トレース５６ａ、５６ｂに近接する露出された部分６２の少なくとも一部との上に形成されて、カバーコートを形成する。誘電ポリマーコーティング６６は、ポリイミドなどの任意の適切な硬化性ポリマーから作製されることができる。一部の実施形態では、誘電ポリマーコーティング６６は、導電性トレース５６ａ、５６ｂ及び露出された部分６２上に画像形成可能な（photoimageable）ポリイミド前駆体を堆積し、続いて、フォトマスクを介してポリイミド前駆体を露光することと、誘電ポリマーコーティング６６を形成するように現像することとを含む、当該技術分野で周知のフォトリソグラフィープロセスを行って形成されるとよい。誘電ポリマーコーティング６６が形成されると、ポリイミド前駆体は硬化されて、ポリイミドを形成し、誘電ポリマーコーティング６６を誘電ポリマー層４４に熱接着する。

【0043】

誘電ポリマーコーティング６６と誘電ポリマー層４４との間の結合が強いほど、カバーコートは、導電性トレース５６ａ、５６ｂを保護する上で、より耐久性があり効果的なものとなる。機能化された表面のさらなる酸素原子が誘電ポリマーコーティング６６のポリマー鎖と結合するので、誘電ポリマー層４４の表面の機能化された露出部分６２上に誘電ポリマーコーティング６６を形成することで、より強い結合が形成される。

【0044】

図８及び図９に示される実施形態は、導電性金属６４の無電解堆積に続く、露出された部分６２の機能化、及び誘電ポリマーコーティング６６の塗布を示しているが、他の実施形態では、導電性金属６４を省略することができる。そうした実施形態では、誘電ポリマーコーティング６６は、誘電ポリマー層４４の表面の露出された部分６２を機能化するために大気プラズマ２８で処理した後に、導電性トレース５６ａ、５６ｂ上に直接的に形成される。

【0045】

図１０は、誘電ポリマーコーティング６６を形成する前に、誘電ポリマー層４４の表面の露出された部分６２を機能化するために、種々の電力及び滞留時間を用いて大気プラズマ２８で処理されたサンプルについて、誘電ポリマー層４４と誘電ポリマーコーティング６６との間の最大せん断力を示すグラフである。図１０に示されるように、大気プラズマ２８で処理されたサンプルは、窒素イオンビームによる処理を受けたサンプル（コントロール）と比較して、より大きな剪断力を示す。

【0046】

図１１は、一部の実施形態において、図９について上述された処理の後の付加的な処理を示すフレキシブル回路４０の部分の断面図である。図１１は、金属基板４２及び誘電体層４４を貫通するアクセス孔の形成を示す。金属基板４２を貫通する開口部６８は、誘電ポリマー層４４の反対側（裏側）に形成されることができる。開口部６８は、例えば、フレキシブル回路４０の裏側にフォトレジストをパターニングした後、金属基板４２の材料に適したエッチング剤で金属基板４２をエッチングすることによって形成されることができる。例として、金属基板４２がステンレス鋼製である場合、適切なエッチング剤は、フォトレジストに強く影響を与えることなくステンレス鋼を溶解する。そうしたエッチング剤は当該技術分野において既知である。金属基板４２を貫通する開口部６８が形成された後、金属基板４２をマスクとして用いて誘電ポリマー層４４をエッチングして開口部６８を延長し、導電性トレース５６ｂの下にあるシード層５２の部分７０を露出させることができる。

【0047】

図１１に示すように、開口部６８は、シード層５２の露出された部分７０に汚染物７２を含み得る。汚染物７２は、例えば、誘電ポリマー層４４の除去による残留物を含み得る。汚染物７２は、除去されなければ、導電性トレース５６ｂへの裏側電気接続部の抵抗性を増大させ得ることが分かっている。このように、開口部６８形成後、シード層５２の露出された部分７０は、図１に関して上述された大気プラズマ２８で処理されて、汚染物７２を除去する。

【0048】

一部の実施形態では、汚染物７２を除去するための大気プラズマ２８による処理は、約３，０００ワットの電力、且つ実質的に酸素からなる約１５リットル／分のガス流量で、大気プラズマ２８内におけるフレキシブル回路４０の、約３８秒の滞留時間を伴って、行われ得る。

【0049】

図１２Ａ及び図１２Ｂは、一部の実施形態における、イオンビームで処理されるフレキシブル回路を含むウェブの概略断面図を示す。図１２Ａ及び図１２Ｂは、真空システム１１２を通って移動するウェブ１１０を示す。ウェブ１１０は、フレキシブル回路１２２（図１３）などの複数のフレキシブル回路を含む。ウェブ１１０は、所定のイオンビーム処理に適した真空システム１１２内での滞留時間を得るために必要な任意の速度で真空システム１１２を通って移動することができる。真空システム１１２はイオン源１１４を含む。イオン源１１４は、ガス１１６をイオン化して正電荷を帯びたイオン１１８を含むプラズマを生成し、次いでイオン源１１４からイオン１１８を加速させてイオンビーム１２０を生成する。イオン源１１４は、引力によって正電荷を帯びたイオン１１８を加速させるために電源グリッド( a powered grid)を使用するもの、及び反発によって正電荷を帯びたイオン１１８を加速させるために電源アノード( a powered anode)を使用するものを含む、当技術分野で既知の任意のタイプのイオン源であり得る。

【0050】

運転中、ウェブ１１０が真空システム１１２を通って移動するとき、イオン源１１４は、イオンビーム１２０をウェブ１１０に向かって加速させて、ウェブ１１０上を通って移動するフレキシブル回路を洗浄及び／又は処理する。平均イオンエネルギーは、上述の大気プラズマ２８に関連するイオンエネルギーよりも著しく高い、約５００ｅＶ〜約１，５００ｅＶの範囲であり得る。そうした高エネルギーイオンは、後述するように、フレキシブル回路の製造において有益な処理を行うことができる。イオンビーム１２０のイオン１１８のエネルギーは、ウェブ１１０に所望の処理を施すように制御されることができる。例として、図１２Ａに示すように、拡散イオンビーム１２０は、イオン源１１４を介してガス流を増大させて、より高い密度のイオン１１８を生成することによって形成されることができる。より高い密度のイオン１１８により、イオン１８０間の衝突が増大し、より低いイオンエネルギーや、より幅広の拡散ビームがもたらされ得る。拡散イオンビーム１２０は、約５００ｅＶから約１，０００ｅＶ未満の範囲のイオン衝撃エネルギーを有し得る。より高エネルギーのイオンビームを必要とする処理のために、図１２Ｂに示すように、コリメートイオンビーム１２０が形成されることができる。コリメートイオンビーム１２０は、例えば、イオン源１１４を介してガス流を減少させて、より低い密度のイオン１１８を生成することによって形成されることができる。より低い密度のイオン１１８により、イオン１１８間の衝突が減少し、より高いイオンエネルギーや、幅狭のコリメートビームがもたらされ得る。コリメートイオンビーム１２０は、約１０００ｅＶ〜約１５００ｅＶほどの範囲のイオン衝撃エネルギーを有し得る。

【0051】

イオンビーム１２０による洗浄及び／又は処理時に、真空システム１１２において圧力が維持されることができる。一部の実施形態では、圧力は２００ｍＴｏｒｒ未満であってもよい。一部の実施形態では、圧力は約５０ｍＴｏｒｒ未満であってもよい。

【0052】

図１２Ａ及び図１２Ｂの実施形態は、実質的に、正電荷を帯びたアルゴンイオンからなるイオン１１８を示すが、他の実施形態では、任意の適切な組み合わせ及び比である、酸素、窒素、水素、又は任意のハロゲンを伴う任意の貴ガスの混合物を含む、他のガスのイオンを使用することができることが理解される。

【0053】

図１３は、一部の実施形態における、誘電ポリマー層の少なくとも１つの開口部を示すフレキシブル回路の部分の断面図である。図１３は、金属基板４２、誘電ポリマー層４４、及び開口部４６を含むフレキシブル回路１２２を示す。金属基板４２、誘電ポリマー層４４、及び開口部４６は、図２の実施形態について上述されたとおりであり得る。誘電ポリマー層４４は、金属基板４２の表面４８上に配置される。図１３に示すように、開口部４６は、図２に関して上述されるように表面４８の露出された部分に汚染物５０を含み得る。上述されるように、汚染物５０は、除去されなければ、誘電ポリマー層４４上に形成された導電性トレースと金属基板４２との間の電気的接続部の抵抗性を増大させ得る。このように、開口部４６が形成された後、金属基板４２の表面４８の露出された部分は、図１２Ａ及び図１２Ｂに関して上述されたイオンビーム１２０で処理されて、汚染物５０を除去することができる。一部の実施形態では、開口部４６が形成された後、金属基板４２の表面４８の露出された部分は、図２に関して上述した大気プラズマ２８で処理され、次いで図１２Ａ及び図１２Ｂに関して上述されたイオンビーム１２０で処理されて、汚染物５０を除去することができる。

【0054】

一部の実施形態では、金属基板４２は、自然酸化物を形成するステンレス鋼などの材料から作製される。表面４８の露出された部分をイオンビーム１２０で処理することにより、自然酸化物が除去及び／又は破壊されることが分かっている。露出された表面４８上に、図４に関して上述されるシード層５２などの導電層を、イオンビーム処理後で表面４８を酸素に暴露する前に堆積することは、図１４に関して以下に説明されるように、接触抵抗をさらに著しく改善する。これは、例えば、真空システム１１２にイオン源１１４と金属スパッタ堆積能力との両方を組み込むことによって行うことができる。

【0055】

一部の実施形態では、汚染物５０及び自然酸化物を除去するためのイオンビーム１２０による処理は、約５００ｅＶから約１，５００ｅＶの範囲のイオンエネルギーで行うことができる。これらの比較的高い平均イオンエネルギーは、金属−酸化物の結合を効果的に破壊するのに十分なものである。一部の実施形態では、イオンビーム１２０は、実質的にアルゴンイオンからなり得る。他の実施形態では、イオンビーム１２０は実質的に窒素イオンからなり得る。さらに他の実施形態では、イオンビーム１２０は、実質的に、アルゴンイオンと窒素イオンとの混合物からなり得る。

【0056】

図１４は、実施形態において、様々なプラズマ及びイオンビーム処理を受けるフレクシャのグラウンド形体電気抵抗を示すグラフである。図１４は、導電性トレースを形成した後（初期）、誘電ポリマーコーティングを硬化した後（ＣＣＣ）、及び完成したフレキシャを８５℃で８５％の湿度の環境に長く暴露した後（８５／８５）を含む、プロセスの様々な時点におけるサンプルの電気抵抗を示す。対応するイオンを発生させるためにアルゴン、窒素又は酸素ガスを用いて、プラズマ（「ＭＦ」と示す）、又は拡散（「ｄｉｆ」と示す）若しくはコリメート（「ｃｏｌ」と示す）のイオンビームで、フレクシャを処理した。図１４に示すように、実質的にアルゴンイオンからなるイオンビーム又は実質的に窒素イオンからなるイオンビームで処理されたフレクシャは、酸素イオンを有するプラズマ又はイオンビームで処理されたものよりも著しく低いグラウンド形体抵抗を有していた。いずれの理論にも束縛されることを望まないが、プラズマの低平均イオンエネルギー（１００ｅＶ未満）は、自然酸化物を除去及び／又は破壊するのに十分なものではなく、一方で、拡散イオンビーム（５００ｅＶ〜１，０００ｅＶ）及びコリメートイオンビーム（１，０００ｅＶ〜１，５００ｅＶ）の両方の平均イオンエネルギーは、十分なもの以上であると考えられる。酸素イオンを含むイオンビームは十分な平均イオンエネルギーを有する可能性が高く、酸素イオンは酸化物を改質すると考えられ、より高いグラウンド形体抵抗がもたらされる。

【0057】

再び図１３を参照すると、一部の実施形態では、イオンビーム１２０による処理は、誘電ポリマー層４４の表面を改質して表面改質層１２４を形成することができる。表面改質層１２４は、図１５に関して以下に説明されるように、導電性トレースのはく離強度を改善することが可能である。表面改質層１２４は、例えばポリイミドである、誘電ポリマー層４４の材料におけるイオンビーム１２０の作用から形成される低酸素のグラファイト様層であり得る。表面改質層１２４は、比較的高い平均イオンエネルギーで形成されることができる。一部の実施形態では、表面改質層１２４を形成するためのイオンビーム１２０による処理は、約１，０００ｅＶ〜約１，５００ｅＶの範囲のイオンエネルギーで行われることができる。一部の実施形態では、イオンビーム１２０は、実質的にアルゴンイオンからなり得る。他の実施形態では、イオンビーム１２０は実質的に窒素イオンからなり得る。さらに他の実施形態では、イオンビーム１２０は、実質的に、アルゴンイオンと窒素イオンとの混合物からなり得る。

【0058】

図１５は、実施形態において、種々のイオンビーム処理に対するはく離強度を示すグラフである。図１５は、導電性トレースを形成した後（初期）、誘電ポリマーコーティングを硬化した後（ＣＣＣ）、及び完成したフレクシャを８５℃で８５％の湿度の環境に長く暴露した後（８５／８５）を含む、プロセスの様々な時点におけるサンプルについて、導電性トレース５６ａ、５６ｂなどのフレクシャの導電性トレースのはく離強度を示す。フレクシャは、アルゴンイオン、窒素イオン又はアルゴンイオンと窒素イオンとの混合物を用いて、拡散（「ｄｉｆ」と示す）又はコリメート（「ｃｏｌ」と示す）のイオンビームで処理された。図１５に示されるように、コリメートイオンビームによる処理により、完成したフレクシャを８５℃で８５％の湿度の環境に長く曝露した（８５／８５）後で８０ｇ／ｍｍより大きいはく離強度を有するフレクシャが製造され、値は１００ｇ／ｍｍを超えるものであった。一方で、拡散イオンビームによる処理により、完成したフレクシャを８５℃で８５％の湿度の環境に長く曝露した（８５／８５）後で８０ｇ／ｍｍ未満のはく離強度を有するフレクシャが製造され、値は６０ｇ／ｍｍを超えないものであった。いずれの理論にも束縛されることを望まないが、グラファイト様の表面改質層１２４を形成するために、コリメートビームで生成される１０００ｅＶ〜１，５００ｅＶのより高い平均イオンエネルギーが必要であると考えられる。

【0059】

図１６は、一部の実施形態における、図１３に関して上述された処理の後の付加的な処理を示すフレキシブル回路１２２の部分の断面図である。図１６は、表面を洗浄及び／又は改質するためにイオンビーム１２０によって処理した後の表面改質層１２４と金属基板４２の表面４８の露出された部分との上に堆積されたシード層５２を示す。汚染物５０及び自然酸化物が除去されると、シード層５２は、金属基板４２との低抵抗性電気接続部を形成することができる。シード層５２は、例えば、表面改質層１２４と金属基板４２の表面４８の露出された部分との上にクロム層をスパッタ堆積し、続いてクロム層上に銅層をスパッタ堆積することによって形成されることができる。

【0060】

図１７は、一部の実施形態における、図１６に関して上述された処理の後の付加的な処理を示すフレキシブル回路１２２の部分の断面図である。図１７は、図５〜図７に関して上述されるような導電性トレース５６ａ、５６ｂの形成と、シード層５２の露出された部分の除去との後のフレキシブル回路１２２を示す。上述されるように、表面改質層１２４は、シード層５２と誘電ポリマー層４４との間の接着性を向上させるために誘電ポリマー層４４とシード層５２との間の連結層として作用し、導電性トレース５６ａ、５６ｂのより強いはく離強度が得られると考えらえる（図１５）。

【0061】

図１７に示されるように、シード層５２をエッチング除去することにより、表面改質層１２４の部分が露出される。上述されるように、表面改質層１２４はグラファイト様層であり、いくらか導電性がある。導電性表面改質層１２４は、導電性トレース５６ａと５６ｂとの間の抵抗性を著しく低下させ得、フレキシブル回路１２２の性能に悪影響を与える。このように、一部の実施形態において、シード層５２がエッチング除去された後、表面改質層１２４の露出された部分は、ガスに酸素を含む、図１に関して上述される大気プラズマ２８で処理されることができる。いずれの理論にも束縛されることを望まないが、大気プラズマ２８は、表面改質層１２４の少なくとも一部を除去すること、及び／又は残余の表面改質層１２４を酸化することが可能であり、表面改質層１２４を導電性がないようにするということが考えられる。

【0062】

一部の実施形態では、大気プラズマ２８用ガスは、５０％を超える、６０％を超える、７０％を超える、９０％を超える、若しくは９９％を超える酸素、又は任意の前述のパーセンテージの任意のパーセンテージを超えるもの含むことができる。すべてのガスパーセンテージは、流れ２２（図１）によって供給される総ガス流量のパーセンテージである。一部の実施形態では、ガスは実質的に酸素からなる。

【0063】

一部の実施形態では、表面改質層１２４を除去及び／又は酸化するための大気プラズマ２８による処理は、約３，０００ワットの電力、且つ実質的に酸素からなる約１５リットル／分のガス流量で、大気プラズマ２８内におけるフレキシブル回路１２２の、約２７秒の滞留時間を伴って、行われ得る。本明細書に記載の一部の他の大気プラズマプロセスと比較したエネルギー及び露出時間の増大は、表面改質層１２４を十分に除去及び／又は酸化するために必要であり得る。

【0064】

図１８は、一部の実施形態における、図１７に関して上述された処理の後の付加的な処理を示すフレキシブル回路１２２の部分の断面図である。図１８は、導電性トレース５６ａと５６ｂとの間から表面改質層１２４を除去及び／又は酸化した後のフレキシブル回路１２２を示す。図１８はまた、図８及び図９に関して上述されたような、導電性トレース５６ａ、５６ｂ上への別の導電性金属６４の無電解堆積、誘電ポリマー層４４の表面の機能化、及び誘電ポリマーコーティング６６の形成後のフレキシブル回路１２２を示す。図１８はまた、図１１に関して上述されるような、金属基板４２及び誘電体層４４を貫通する開口部６８であるアクセス孔の形成をも示す。図１８に示されるように、開口部６８は、シード層５２の露出された部分７０上に汚染物１２６を含み得る。汚染物１２６は、例えば、誘電ポリマー層４４や表面改質層１２４の除去による残留物を含み得る。汚染物１２６は、除去されなければ、導電性トレース５６ｂへの裏側電気接続部の抵抗性を増大させ得ることが分かっている。このように、開口部６８形成後、シード層５２の露出された部分７０は、図１に関して上述された大気プラズマ２８で処理されて、汚染物１２６を除去することができる。代替的に、開口部６８形成後、シード層５２の露出された部分７０は、図１２Ａ及び図１２Ｂに関して上述されたイオンビーム１２０で処理されて、汚染物１２６を除去することができる。

【0065】

一部の実施形態では、汚染物１２６を除去するための大気プラズマ２８による処理は、約３，０００ワットの電力、且つ実質的に酸素からなる約１５リットル／分のガス流量で、大気プラズマ２８内におけるフレキシブル回路１２２の、約３８秒の滞留時間を伴って、行われ得る。

【0066】

記載の例示的な実施形態に対して、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変形及び追加を行うことができる。例えば、上述の実施形態は特定の特徴を示すが、本発明の範囲は、異なる組合せの特徴を有する実施形態や、すべての記載された特徴を含まない実施形態も含む。したがって、本発明の範囲は、そのすべての同等形とともに、請求項の範囲内に該当するすべてのそのような代替形、変形及び変化形を包含するように意図される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】