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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022103918
(43)【公開日】2022-07-08
(54)【発明の名称】樹脂シート表面処理方法及び樹脂シート表面処理装置
(51)【国際特許分類】
C23C 14/02 20060101AFI20220701BHJP
C25D 5/56 20060101ALI20220701BHJP
【ＦＩ】
C23C14/02 A
C25D5/56 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020218834
(22)【出願日】2020-12-28
(71)【出願人】
【識別番号】393006425
【氏名又は名称】ロック技研工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100098545
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 伸一
(74)【代理人】
【識別番号】100189717
【弁理士】
【氏名又は名称】太田 貴章
(72)【発明者】
【氏名】河添 昭造
【テーマコード（参考）】
4K024
4K029
【Ｆターム（参考）】
4K024AA09
4K024AB15
4K024BA12
4K024DA10
4K024GA01
4K024GA16
4K029AA11
4K029AA25
4K029BA08
4K029DC39
4K029FA05
(57)【要約】
【課題】樹脂シートの接着面の表面を粗らすことなく、接着面に官能基を生成することができ、成膜工程における薄膜の接着面への密着力を高めることができる樹脂シート表面処理方法を提供すること。
【解決手段】本発明の樹脂シート表面処理方法は、樹脂シート３の表面に薄膜を接着させる成膜工程の前に、薄膜を接着させる樹脂シート３の接着面に対する表面処理工程を行い、電極２を配置した真空室１内に、不活性ガス１０を導入し、樹脂シート３を接地電位とし、マイナス電位を周期的に与える高周波電源６によって電極２に印加することを特徴とする。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の樹脂シート表面処理方法は、樹脂シート３の表面に薄膜を接着させる成膜工程の前に、薄膜を接着させる樹脂シート３の接着面に対する表面処理工程を行い、電極２を配置した真空室１内に、不活性ガス１０を導入し、樹脂シート３を接地電位とし、マイナス電位を周期的に与える高周波電源６によって電極２に印加することを特徴とする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
樹脂シートの表面に薄膜を接着させる成膜工程の前に、前記薄膜を接着させる前記樹脂シートの接着面に対する表面処理工程を行う樹脂シート表面処理方法であって、
電極を配置した真空室内に、不活性ガスを導入し、
前記樹脂シートを接地電位とし、
マイナス電位を周期的に与える高周波電源によって前記電極に印加する
ことを特徴とする樹脂シート表面処理方法。
電極を配置した真空室内に、不活性ガスを導入し、
前記樹脂シートを接地電位とし、
マイナス電位を周期的に与える高周波電源によって前記電極に印加する
ことを特徴とする樹脂シート表面処理方法。
【請求項2】
前記電極として板状電極を用い、
前記板状電極を難エッチング材とした
ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂シート表面処理方法。
前記板状電極を難エッチング材とした
ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂シート表面処理方法。
【請求項3】
前記真空室内を０．１Ｐａ以上１０Ｐａ以下とする
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の樹脂シート表面処理方法。
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の樹脂シート表面処理方法。
【請求項4】
前記樹脂シートをポリイミドシートとし、前記薄膜を銅薄膜とする
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の樹脂シート表面処理方法。
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の樹脂シート表面処理方法。
【請求項5】
前記表面処理工程によって、前記接着面にＮ－Ｃ＝０結合基を３２×１０－３％／Ａｒｅａ以上生成する
ことを特徴とする請求項４に記載の樹脂シート表面処理方法。
ことを特徴とする請求項４に記載の樹脂シート表面処理方法。
【請求項6】
前記表面処理工程によって、前記接着面に前記Ｎ－Ｃ＝０結合基とＣ－Ｏ基とを６４×１０－３％／Ａｒｅａ以上生成する
ことを特徴とする請求項５に記載の樹脂シート表面処理方法。
ことを特徴とする請求項５に記載の樹脂シート表面処理方法。
【請求項7】
前記樹脂シートをポリテトラフルオロエチレンシートとし、前記薄膜を銅薄膜とする
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の樹脂シート表面処理方法。
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の樹脂シート表面処理方法。
【請求項8】
前記不活性ガスをＮ２とし、
前記真空室内に、前記Ｎ２とともにＨ２０を導入する
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の樹脂シート表面処理方法。
前記真空室内に、前記Ｎ２とともにＨ２０を導入する
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の樹脂シート表面処理方法。
【請求項9】
真空室内に電極を配置し、前記真空室内に不活性ガスを導入して、樹脂シートの接着面に対して表面処理を行う樹脂シート表面処理装置であって、
前記樹脂シートを接地電位とし、
マイナス電位を周期的に与える高周波電源によって前記電極に印加する
ことを特徴とする樹脂シート表面処理装置。
前記樹脂シートを接地電位とし、
マイナス電位を周期的に与える高周波電源によって前記電極に印加する
ことを特徴とする樹脂シート表面処理装置。
【請求項10】
前記電極として板状電極を用い、
前記板状電極を難エッチング材とした
ことを特徴とする請求項９に記載の樹脂シート表面処理装置。
前記板状電極を難エッチング材とした
ことを特徴とする請求項９に記載の樹脂シート表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、樹脂シートの表面に薄膜を接着させる成膜工程の前に、薄膜を接着させる樹脂シートの接着面に対する表面処理工程を行う樹脂シート表面処理方法、及び真空室内に電極を配置し、真空室内に不活性ガスを導入して、樹脂シートの接着面に対して表面処理を行う樹脂シート表面処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、接着前にプラズマ（ないしイオン）の発生ユニットにより、導入されたガスをプラズマ（ないしイオン）化して１０００～５００，０００Ｖの電圧で加速し、アース電位に保持された金属ロール上の樹脂シートに向けて照射処理を行うことが開示されている。このように、特許文献１では、高エネルギープラズマ（ないしイオン）による短時間且つ直前の処理により得られた過渡的活性化状態が、樹脂シートの劣化を招かずに、その直後に行われる接着により形成される薄膜の樹脂シートへの密着強度の著しい改善ができるとしている。
特許文献２には、樹脂層表面に銅膜を生成する前段階で、樹脂層表面を窒素プラズマ処理することで、樹脂層表面の平滑性を保ったまま、密着性を向上させる表面処理が開示されている。
また、イオン化された窒素ガスを用いて樹脂フィルムを表面処理する技術は、特許文献３から特許文献５にも開示されている。
特許文献２には、樹脂層表面に銅膜を生成する前段階で、樹脂層表面を窒素プラズマ処理することで、樹脂層表面の平滑性を保ったまま、密着性を向上させる表面処理が開示されている。
また、イオン化された窒素ガスを用いて樹脂フィルムを表面処理する技術は、特許文献３から特許文献５にも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００３－７１９８５号公報
【特許文献2】特開２００４－１６２０９８号公報
【特許文献3】特開２００５－１９９５４４号公報
【特許文献4】特開２００４－３１３７０号公報
【特許文献5】特開２００５－５４２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、特許文献１では、高エネルギープラズマ（ないしイオン）を樹脂シートに照射するため、樹脂シートの表面粗さが増加する。
また、特許文献２においても、樹脂層を積層した基板を電極に設置しており、この電極にはマイナス電位を印加しているため、プラズマ化された窒素イオンが樹脂層に照射されるため、特許文献１と同様に樹脂層の表面粗さは増加する。
また、特許文献３から特許文献５においても、イオン化された窒素ガスを樹脂フィルムの表面に照射している。
このように、イオン化された窒素ガスを樹脂フィルムの表面に照射する従来の装置を図７に示す。
図７は従来の樹脂シート表面処理装置を示す構成図である。
従来の樹脂シート表面処理装置は、真空室１内に板状電極２を配置し、真空室１内に不活性ガス１０を導入して、樹脂シート３の接着面に対して表面処理を行う。
樹脂シート３は、ロール４によって所定速度で移動する。ロール４は、マッチングボックス５を介して高周波電源（Ｒｆ電源）６に接続されている。高周波電源６は、マイナス電位を周期的にロール４に与える。マッチングボックス５とロール４とをつなぐケーブルは、絶縁部材７により真空室１を形成するチャンバーと電気的に絶縁されている。
板状電極２は、接地電極に接続されている。従って、板状電極２は接地電位（０Ｖ）となる。
このような従来の樹脂シート表面処理装置によれば、マイナス電位の印加時には、プラズマ化された不活性ガス１０は高運動エネルギーＥ２で樹脂シート３の接着面に向かうため、樹脂シート３の接着面の表面にダメージを与え、樹脂シート３の接着面の表面を粗らしてしまう。
また、特許文献２においても、樹脂層を積層した基板を電極に設置しており、この電極にはマイナス電位を印加しているため、プラズマ化された窒素イオンが樹脂層に照射されるため、特許文献１と同様に樹脂層の表面粗さは増加する。
また、特許文献３から特許文献５においても、イオン化された窒素ガスを樹脂フィルムの表面に照射している。
このように、イオン化された窒素ガスを樹脂フィルムの表面に照射する従来の装置を図７に示す。
図７は従来の樹脂シート表面処理装置を示す構成図である。
従来の樹脂シート表面処理装置は、真空室１内に板状電極２を配置し、真空室１内に不活性ガス１０を導入して、樹脂シート３の接着面に対して表面処理を行う。
樹脂シート３は、ロール４によって所定速度で移動する。ロール４は、マッチングボックス５を介して高周波電源（Ｒｆ電源）６に接続されている。高周波電源６は、マイナス電位を周期的にロール４に与える。マッチングボックス５とロール４とをつなぐケーブルは、絶縁部材７により真空室１を形成するチャンバーと電気的に絶縁されている。
板状電極２は、接地電極に接続されている。従って、板状電極２は接地電位（０Ｖ）となる。
このような従来の樹脂シート表面処理装置によれば、マイナス電位の印加時には、プラズマ化された不活性ガス１０は高運動エネルギーＥ２で樹脂シート３の接着面に向かうため、樹脂シート３の接着面の表面にダメージを与え、樹脂シート３の接着面の表面を粗らしてしまう。
【0005】
そこで本発明は、樹脂シートの接着面の表面を粗らすことなく、接着面に官能基を生成することができ、成膜工程における薄膜の接着面への密着力を高めることができる樹脂シート表面処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項１記載の本発明の樹脂シート表面処理方法は、樹脂シート３の表面に薄膜を接着させる成膜工程の前に、前記薄膜を接着させる前記樹脂シート３の接着面に対する表面処理工程を行う樹脂シート表面処理方法であって、電極２を配置した真空室１内に、不活性ガス１０を導入し、前記樹脂シート３を接地電位とし、マイナス電位を周期的に与える高周波電源６によって前記電極２に印加することを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の樹脂シート表面処理方法において、前記電極２として板状電極２を用い、前記板状電極２を難エッチング材としたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載の樹脂シート表面処理方法において、前記真空室１内を０．１Ｐａ以上１０Ｐａ以下とすることを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の樹脂シート表面処理方法において、前記樹脂シート３をポリイミドシートとし、前記薄膜を銅薄膜とすることを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項４に記載の樹脂シート表面処理方法において、前記表面処理工程によって、前記接着面にＮ－Ｃ＝０結合基を３２×１０－３％／Ａｒｅａ以上生成することを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項５に記載の樹脂シート表面処理方法において、前記表面処理工程によって、前記接着面に前記Ｎ－Ｃ＝０結合基とＣ－Ｏ基とを６４×１０－３％／Ａｒｅａ以上生成することを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の樹脂シート表面処理方法において、前記樹脂シート３をポリテトラフルオロエチレンシートとし、前記薄膜を銅薄膜とすることを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の樹脂シート表面処理方法において、前記不活性ガス１０をＮ２とし、前記真空室１内に、前記Ｎ２とともにＨ２０を導入することを特徴とする。
請求項９記載の本発明の樹脂シート表面処理装置は、真空室１内に電極２を配置し、前記真空室１内に不活性ガス１０を導入して、樹脂シート３の接着面に対して表面処理を行う樹脂シート表面処理装置であって、前記樹脂シート３を接地電位とし、マイナス電位を周期的に与える高周波電源６によって前記電極２に印加することを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項９に記載の樹脂シート表面処理装置において、前記電極２として板状電極２を用い、前記板状電極２を難エッチング材としたことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の樹脂シート表面処理方法において、前記電極２として板状電極２を用い、前記板状電極２を難エッチング材としたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載の樹脂シート表面処理方法において、前記真空室１内を０．１Ｐａ以上１０Ｐａ以下とすることを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の樹脂シート表面処理方法において、前記樹脂シート３をポリイミドシートとし、前記薄膜を銅薄膜とすることを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項４に記載の樹脂シート表面処理方法において、前記表面処理工程によって、前記接着面にＮ－Ｃ＝０結合基を３２×１０－３％／Ａｒｅａ以上生成することを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項５に記載の樹脂シート表面処理方法において、前記表面処理工程によって、前記接着面に前記Ｎ－Ｃ＝０結合基とＣ－Ｏ基とを６４×１０－３％／Ａｒｅａ以上生成することを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の樹脂シート表面処理方法において、前記樹脂シート３をポリテトラフルオロエチレンシートとし、前記薄膜を銅薄膜とすることを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の樹脂シート表面処理方法において、前記不活性ガス１０をＮ２とし、前記真空室１内に、前記Ｎ２とともにＨ２０を導入することを特徴とする。
請求項９記載の本発明の樹脂シート表面処理装置は、真空室１内に電極２を配置し、前記真空室１内に不活性ガス１０を導入して、樹脂シート３の接着面に対して表面処理を行う樹脂シート表面処理装置であって、前記樹脂シート３を接地電位とし、マイナス電位を周期的に与える高周波電源６によって前記電極２に印加することを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項９に記載の樹脂シート表面処理装置において、前記電極２として板状電極２を用い、前記板状電極２を難エッチング材としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明の樹脂シート表面処理方法によれば、マイナス電位の印加時には、プラズマ化された不活性ガスは高運動エネルギーで電極に向かい、樹脂シートの接着面には、マイナス電位の非印加時に、プラズマ化された不活性ガスが低運動エネルギーで作用するため、樹脂シートの接着面の表面を粗らすことなく、接着面に官能基を生成することができ、成膜工程における薄膜の接着面への密着力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の実施例による樹脂シート表面処理装置を示す構成図
【図2】樹脂シートとしてポリイミド（ＰＩ）シートを用いた場合の表面処理結果を示す図
【図3】樹脂シートとしてポリイミドシートを用い、プラズマ処理量Ｑ[ｋＷ／Ｆｓ]を変更した場合の成膜の評価結果を示す図
【図4】樹脂シートとしてポリイミドシートを用い、プラズマ処理量Ｑ[ｋＷ／Ｆｓ]を一定とし、導入ガスを変更した場合の成膜の評価結果を示す図
【図5】樹脂シートとしてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）シートを用い、プラズマ処理量Ｑ[ｋＷ／Ｆｓ]を一定とし、導入ガスを変更した場合の成膜の評価結果を示す図
【図6】樹脂シートの接着面を示す写真
【図7】従来の樹脂シート表面処理装置を示す構成図
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の第１の実施の形態による樹脂シート表面処理方法は、電極を配置した真空室内に、不活性ガスを導入し、樹脂シートを接地電位とし、マイナス電位を周期的に与える高周波電源によって電極に印加するものである。本実施の形態によれば、マイナス電位の印加時には、プラズマ化された不活性ガスは高運動エネルギーで電極に向かい、樹脂シートの接着面には、マイナス電位の非印加時に、プラズマ化された不活性ガスが低運動エネルギーで作用するため、樹脂シートの接着面の表面を粗らすことなく、接着面に官能基を生成することができ、成膜工程における薄膜の接着面への密着力を高めることができる。
【0010】
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による樹脂シート表面処理方法において、電極として板状電極を用い、板状電極を難エッチング材としたものである。本実施の形態によれば、板状電極を難エッチング材とすることで、電極から飛び出す物質による樹脂シートの接着面への影響を防ぐことができる。
【0011】
本発明の第３の実施の形態は、第１又は第２の実施の形態による樹脂シート表面処理方法において、真空室内を０．１Ｐａ以上１０Ｐａ以下とするものである。本実施の形態によれば、１０Ｐａ以下の真空度とすることで、不活性ガスの運動エネルギーを調整しやすくなる。
【0012】
本発明の第４の実施の形態は、第１から第３のいずれかの実施の形態による樹脂シート表面処理方法において、樹脂シートをポリイミドシートとし、薄膜を銅薄膜とするものである。本実施の形態によれば、ポリイミドシートの表面粗さの平滑性を保ったまま、銅薄膜を強固に密着させることができるとともに、平滑性のある銅薄膜を形成できるため、銅薄膜の薄膜表面抵抗値を小さくでき、銅薄膜の高周波による電力損失を少なくすることができる。更に、銅薄膜を形成した樹脂シートをパターンエッチングする場合には、エッチングによる端面が平滑であるため、微細なパターンを形成でき、パターン精度を高めることができる。
【0013】
本発明の第５の実施の形態は、第４の実施の形態による樹脂シート表面処理方法において、表面処理工程によって、接着面にＮ－Ｃ＝０結合基を３２×１０－３％／Ａｒｅａ以上生成するものである。本実施の形態によれば、樹脂シートに形成する蒸着膜が樹脂シートから剥離する凝集剥離に至るレベルまで銅薄膜の密着力を高めることができる。
【0014】
本発明の第６の実施の形態は、第５の実施の形態による樹脂シート表面処理方法において、表面処理工程によって、接着面にＮ－Ｃ＝０結合基とＣ－Ｏ基とを６４×１０－３％／Ａｒｅａ以上生成するものである。本実施の形態によれば、樹脂シートに形成する蒸着膜が樹脂シートから剥離する凝集剥離に至るレベルまで銅薄膜の密着力を高めることができる。
【0015】
本発明の第７の実施の形態は、第１から第３のいずれかの実施の形態による樹脂シート表面処理方法において、樹樹脂シートをポリテトラフルオロエチレンシートとし、薄膜を銅薄膜とするものである。本実施の形態によれば、ポリテトラフルオロエチレンシートの表面粗さの平滑性を保ったまま、銅薄膜を強固に密着させることができるとともに、平滑性のある銅薄膜を形成できるため、銅薄膜の薄膜表面抵抗値を小さくでき、銅薄膜の高周波による電力損失を少なくすることができる。更に、銅薄膜を形成した樹脂シートをパターンエッチングする場合には、エッチングによる端面が平滑であるため、微細なパターンを形成でき、パターン精度を高めることができる。
【0016】
本発明の第８の実施の形態は、第１から第７のいずれかの実施の形態による樹脂シート表面処理方法において、不活性ガスをＮ２とし、真空室内に、Ｎ２とともにＨ２０を導入するものである。本実施の形態によれば、樹脂シートの表面粗さの平滑性を保ち、薄膜を強固に密着させることができる。
【0017】
本発明の第９の実施の形態による樹脂シート表面処理装置は、樹脂シートを接地電位とし、マイナス電位を周期的に与える高周波電源によって電極に印加するものである。本実施の形態によれば、マイナス電位の印加時には、プラズマ化された不活性ガスは高運動エネルギーで電極に向かい、樹脂シートの接着面には、マイナス電位の非印加時に、プラズマ化された不活性ガスが低運動エネルギーで作用するため、樹脂シートの接着面の表面にダメージを与えることなく、接着面に官能基を生成することができ、成膜工程における薄膜の接着面への密着力を高めることができる。
【0018】
本発明の第１０の実施の形態は、第９の実施の形態による樹脂シート表面処理装置において、電極として板状電極を用い、板状電極を難エッチング材としたものである。本実施の形態によれば、板状電極を難エッチング材とすることで、電極から飛び出す物質による樹脂シートの接着面への影響を防ぐことができる。
【実施例0019】
以下本発明の実施例による樹脂シート表面処理装置について説明する。
図１は本実施例による樹脂シート表面処理装置を示す構成図である。
本実施例による樹脂シート表面処理装置は、真空室１内に電極２を配置し、真空室１内に不活性ガス１０を導入して、樹脂シート３の接着面に対して表面処理を行う。
薄膜を接着させる樹脂シート３の接着面に対する表面処理工程は、樹脂シート３の表面に薄膜を接着させる成膜工程の前に行う。
樹脂シート３は、ロール４によって所定速度で移動する。ロール４は接地電極に接続されている。従って、樹脂シート３はロール４を介して接地電位（０Ｖ）となる。
電極２は、マッチングボックス５を介して高周波電源（Ｒｆ電源）６に接続されている。
高周波電源６は、マイナス電位を周期的に電極２に与える。例えば、高周波電源６は、マイナス１６０Ｖと０Ｖとの間で電極２に印加する。高周波電源６の印加出力は、３ｋＷから１０ｋＷとする。
なお、マッチングボックス５と電極２とをつなぐケーブルは、絶縁部材７により真空室１を形成するチャンバーと電気的に絶縁されている。
図１は本実施例による樹脂シート表面処理装置を示す構成図である。
本実施例による樹脂シート表面処理装置は、真空室１内に電極２を配置し、真空室１内に不活性ガス１０を導入して、樹脂シート３の接着面に対して表面処理を行う。
薄膜を接着させる樹脂シート３の接着面に対する表面処理工程は、樹脂シート３の表面に薄膜を接着させる成膜工程の前に行う。
樹脂シート３は、ロール４によって所定速度で移動する。ロール４は接地電極に接続されている。従って、樹脂シート３はロール４を介して接地電位（０Ｖ）となる。
電極２は、マッチングボックス５を介して高周波電源（Ｒｆ電源）６に接続されている。
高周波電源６は、マイナス電位を周期的に電極２に与える。例えば、高周波電源６は、マイナス１６０Ｖと０Ｖとの間で電極２に印加する。高周波電源６の印加出力は、３ｋＷから１０ｋＷとする。
なお、マッチングボックス５と電極２とをつなぐケーブルは、絶縁部材７により真空室１を形成するチャンバーと電気的に絶縁されている。
【0020】
本実施例による樹脂シート表面処理装置によれば、マイナス電位の印加時には、プラズマ化された不活性ガス１０は高運動エネルギーＥ２で電極２に向かい、樹脂シート３の接着面には、マイナス電位の非印加時に、プラズマ化された不活性ガス１０が低運動エネルギーＥ１で作用するため、樹脂シート３の接着面の表面にダメージを与えることなく、接着面に官能基を生成することができ、成膜工程における薄膜の接着面への密着力を高めることができる。
電極２には、板状電極２を用い、板状電極２を難エッチング材とすることが好ましい。板状電極２を難エッチング材とすることで、電極２から飛び出す物質による接着面への影響を防ぐことができる。難エッチング材としては、例えばタングステン、ジルコニウム、モリブテン、又はタンタルを用いることができる。なお、電極２としてマグネトロン電極を用いることで電子をトラップするため、樹脂シート３の温度上昇を防ぐことができる。
真空室１内は、１０Ｐａ以下とすることが好ましい。１０Ｐａ以下の真空度とすることで、不活性ガス１０の運動エネルギーを調整しやすくなる。
電極２には、板状電極２を用い、板状電極２を難エッチング材とすることが好ましい。板状電極２を難エッチング材とすることで、電極２から飛び出す物質による接着面への影響を防ぐことができる。難エッチング材としては、例えばタングステン、ジルコニウム、モリブテン、又はタンタルを用いることができる。なお、電極２としてマグネトロン電極を用いることで電子をトラップするため、樹脂シート３の温度上昇を防ぐことができる。
真空室１内は、１０Ｐａ以下とすることが好ましい。１０Ｐａ以下の真空度とすることで、不活性ガス１０の運動エネルギーを調整しやすくなる。
【0021】
図２は、樹脂シートとしてポリイミド（ＰＩ）シートを用いた場合の表面処理結果を示し、プラズマ処理量Ｑ[ｋＷ／Ｆｓ]とＸ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）の解析結果である。
高周波電源６の印加出力を３ｋＷ、真空室１内を１．０Ｐａとした。不活性ガス１０をＮ２とし、真空室１内に、Ｎ２とともにＨ２０を導入した。
Ｆｓは樹脂シート３の移動速度であり、単位スピード当たりの処理量Ｑ[ｋＷ／Ｆｓ]を、実施例１では０．４５[ｋＷ／Ｆｓ]、実施例２では０．６５[ｋＷ／Ｆｓ]、実施例３では０．７５[ｋＷ／Ｆｓ]、実施例４では１．５０[ｋＷ／Ｆｓ]とした。比較例１は本発明による表面処理を行っていない。
各実施例について表面処理を行った後に、スパッタ法で成膜し、更に湿式電解メッキ処理で厚さが２５μｍの銅薄膜を形成した。Ｆ９０[Ｎ／２ｍｍ]は、樹脂シート３の接着面に対して９０度の方向に銅薄膜を引っ張った時の力であり、幅２ｍｍ当たりの引張力[Ｎ]であり、樹脂シート３に対する銅薄膜の密着力を示している。なお、Ｆ９０[Ｎ／２ｍｍ]が２[Ｎ／２ｍｍ]を超えると、樹脂シート３に形成する蒸着膜が樹脂シート３から剥離する凝集剥離が発生し始める。
Ｎ－Ｃ＝０結合基は、比較例１では１４．８×１０－３％／Ａｒｅａであるのに対して、実施例１から実施例４では３２×１０－３％／Ａｒｅａ以上生成され、Ｃ－Ｏ基は、比較例１に対して実施例１から実施例４では減少しているが、Ｎ－Ｃ＝０結合基とＣ－Ｏ基との合計は、比較例１では５５×１０－３％／Ａｒｅａより少ないのに対して、実施例１から実施例４では６４×１０－３％／Ａｒｅａ以上生成されている。
また、比較例１ではＦ９０[Ｎ／２ｍｍ]は、ほぼゼロであるのに対し、実施例１から実施例４ではＦ９０[Ｎ／２ｍｍ]は、１．５[Ｎ／２ｍｍ]以上で、樹脂シート３に形成する蒸着膜が樹脂シート３から剥離する凝集剥離が発生し始める２[Ｎ／２ｍｍ]程度の密着力を示した。
高周波電源６の印加出力を３ｋＷ、真空室１内を１．０Ｐａとした。不活性ガス１０をＮ２とし、真空室１内に、Ｎ２とともにＨ２０を導入した。
Ｆｓは樹脂シート３の移動速度であり、単位スピード当たりの処理量Ｑ[ｋＷ／Ｆｓ]を、実施例１では０．４５[ｋＷ／Ｆｓ]、実施例２では０．６５[ｋＷ／Ｆｓ]、実施例３では０．７５[ｋＷ／Ｆｓ]、実施例４では１．５０[ｋＷ／Ｆｓ]とした。比較例１は本発明による表面処理を行っていない。
各実施例について表面処理を行った後に、スパッタ法で成膜し、更に湿式電解メッキ処理で厚さが２５μｍの銅薄膜を形成した。Ｆ９０[Ｎ／２ｍｍ]は、樹脂シート３の接着面に対して９０度の方向に銅薄膜を引っ張った時の力であり、幅２ｍｍ当たりの引張力[Ｎ]であり、樹脂シート３に対する銅薄膜の密着力を示している。なお、Ｆ９０[Ｎ／２ｍｍ]が２[Ｎ／２ｍｍ]を超えると、樹脂シート３に形成する蒸着膜が樹脂シート３から剥離する凝集剥離が発生し始める。
Ｎ－Ｃ＝０結合基は、比較例１では１４．８×１０－３％／Ａｒｅａであるのに対して、実施例１から実施例４では３２×１０－３％／Ａｒｅａ以上生成され、Ｃ－Ｏ基は、比較例１に対して実施例１から実施例４では減少しているが、Ｎ－Ｃ＝０結合基とＣ－Ｏ基との合計は、比較例１では５５×１０－３％／Ａｒｅａより少ないのに対して、実施例１から実施例４では６４×１０－３％／Ａｒｅａ以上生成されている。
また、比較例１ではＦ９０[Ｎ／２ｍｍ]は、ほぼゼロであるのに対し、実施例１から実施例４ではＦ９０[Ｎ／２ｍｍ]は、１．５[Ｎ／２ｍｍ]以上で、樹脂シート３に形成する蒸着膜が樹脂シート３から剥離する凝集剥離が発生し始める２[Ｎ／２ｍｍ]程度の密着力を示した。
【0022】
図３は、樹脂シートとしてポリイミドシートを用い、プラズマ処理量Ｑ[ｋＷ／Ｆｓ]を変更した場合の成膜の評価結果である。
高周波電源６の印加出力を３ｋＷ、真空室１内を１．０Ｐａとした。
実施例５から実施例７は、不活性ガス１０をＮ２とし、Ｎ２とともにＨ２０を真空室１内に導入した。
Ｆｓは樹脂シート３の移動速度であり、単位スピード当たりの処理量Ｑを、実施例５では０．５[ｋＷ／Ｆｓ]、実施例６では１．０[ｋＷ／Ｆｓ]、実施例７では１．５[ｋＷ／Ｆｓ]とした。
実施例５から実施例７については、表面処理を行った後に、スパッタ法で成膜し、更に湿式電解メッキ処理で厚さが２５μｍの銅薄膜を形成した。Ｒ０は、スパッタ法で成膜した厚さ４．５μｍのＣｕ薄膜表面抵抗[Ω／□]、Ｆ９０[Ｎ／２ｍｍ]は、樹脂シート３の接着面に対して９０度の方向に銅薄膜を引っ張った時の力であり、幅２ｍｍ当たりの引張力[Ｎ]である。
実施例５から実施例７に示すように、処理量Ｑを変更してもＣｕ薄膜表面抵抗[Ω／□]が、表面処理を行っていない比較例１と変わらない値であることから、本発明の樹脂シート表面処理方法では、樹脂シート３の接着面の表面を粗らさないことが判る。
また、実施例５から実施例７では、Ｆ９０[Ｎ／２ｍｍ]は、樹脂シート３に形成する蒸着膜が樹脂シート３から剥離する凝集剥離が発生し始める２[Ｎ／２ｍｍ]程度の密着力を示した。
高周波電源６の印加出力を３ｋＷ、真空室１内を１．０Ｐａとした。
実施例５から実施例７は、不活性ガス１０をＮ２とし、Ｎ２とともにＨ２０を真空室１内に導入した。
Ｆｓは樹脂シート３の移動速度であり、単位スピード当たりの処理量Ｑを、実施例５では０．５[ｋＷ／Ｆｓ]、実施例６では１．０[ｋＷ／Ｆｓ]、実施例７では１．５[ｋＷ／Ｆｓ]とした。
実施例５から実施例７については、表面処理を行った後に、スパッタ法で成膜し、更に湿式電解メッキ処理で厚さが２５μｍの銅薄膜を形成した。Ｒ０は、スパッタ法で成膜した厚さ４．５μｍのＣｕ薄膜表面抵抗[Ω／□]、Ｆ９０[Ｎ／２ｍｍ]は、樹脂シート３の接着面に対して９０度の方向に銅薄膜を引っ張った時の力であり、幅２ｍｍ当たりの引張力[Ｎ]である。
実施例５から実施例７に示すように、処理量Ｑを変更してもＣｕ薄膜表面抵抗[Ω／□]が、表面処理を行っていない比較例１と変わらない値であることから、本発明の樹脂シート表面処理方法では、樹脂シート３の接着面の表面を粗らさないことが判る。
また、実施例５から実施例７では、Ｆ９０[Ｎ／２ｍｍ]は、樹脂シート３に形成する蒸着膜が樹脂シート３から剥離する凝集剥離が発生し始める２[Ｎ／２ｍｍ]程度の密着力を示した。
【0023】
図４は、樹脂シートとしてポリイミドシートを用い、プラズマ処理量Ｑ[ｋＷ／Ｆｓ]を一定とし、導入ガスを変更した場合の成膜の評価結果である。
高周波電源６の印加出力を３ｋＷ、真空室１内を１．０Ｐａとした。
実施例７は、不活性ガス１０をＮ２とし、Ｎ２とともにＨ２０を真空室１内に導入した。
実施例８は、不活性ガス１０をＮ２とし、Ｎ２を真空室１内に導入した。
実施例９は、不活性ガス１０をＡｒとし、ＡｒとともにＨ２０を真空室１内に導入した。
実施例１０は、不活性ガス１０をＡｒとし、Ａｒを真空室１内に導入した。
Ｆｓは樹脂シート３の移動速度であり、単位スピード当たりの処理量Ｑは、実施例７から実施例１０は全て１．５[ｋＷ／Ｆｓ]とした。
各実施例について表面処理を行った後に、スパッタ法で成膜し、更に湿式電解メッキ処理で厚さが２５μｍの銅薄膜を形成した。Ｆ９０[Ｎ／２ｍｍ]は、樹脂シート３の接着面に対して９０度の方向に銅薄膜を引っ張った時の力であり、幅２ｍｍ当たりの引張力[Ｎ]である。
実施例７から実施例１０では、Ｆ９０[Ｎ／２ｍｍ]は、樹脂シート３に形成する蒸着膜が樹脂シート３から剥離する凝集剥離が発生し始める２[Ｎ／２ｍｍ]以上の密着力を示しているが、不活性ガス１０とともにＨ２０を真空室１内に導入した実施例７及び実施例９では特に強固な密着力を示した。
高周波電源６の印加出力を３ｋＷ、真空室１内を１．０Ｐａとした。
実施例７は、不活性ガス１０をＮ２とし、Ｎ２とともにＨ２０を真空室１内に導入した。
実施例８は、不活性ガス１０をＮ２とし、Ｎ２を真空室１内に導入した。
実施例９は、不活性ガス１０をＡｒとし、ＡｒとともにＨ２０を真空室１内に導入した。
実施例１０は、不活性ガス１０をＡｒとし、Ａｒを真空室１内に導入した。
Ｆｓは樹脂シート３の移動速度であり、単位スピード当たりの処理量Ｑは、実施例７から実施例１０は全て１．５[ｋＷ／Ｆｓ]とした。
各実施例について表面処理を行った後に、スパッタ法で成膜し、更に湿式電解メッキ処理で厚さが２５μｍの銅薄膜を形成した。Ｆ９０[Ｎ／２ｍｍ]は、樹脂シート３の接着面に対して９０度の方向に銅薄膜を引っ張った時の力であり、幅２ｍｍ当たりの引張力[Ｎ]である。
実施例７から実施例１０では、Ｆ９０[Ｎ／２ｍｍ]は、樹脂シート３に形成する蒸着膜が樹脂シート３から剥離する凝集剥離が発生し始める２[Ｎ／２ｍｍ]以上の密着力を示しているが、不活性ガス１０とともにＨ２０を真空室１内に導入した実施例７及び実施例９では特に強固な密着力を示した。
【0024】
図５は、樹脂シートとしてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）シートを用い、プラズマ処理量Ｑ[ｋＷ／Ｆｓ]を一定とし、導入ガスを変更した場合の成膜の評価結果である。
比較例２は本発明による表面処理を行っていない。
比較例３から比較例５は、図７に示す従来の装置で表面処理を行ったものであり、プラズマ化された不活性ガス１０を高運動エネルギーで樹脂シート３に衝突させたものである。
実施例１１から実施例１４、及び比較例３から比較例５は、高周波電源６の印加出力を３ｋＷ、真空室１内を１．０Ｐａとした。また処理量Ｑは、は全て１．５[ｋＷ／Ｆｓ]とした。
実施例１１及び比較例３は、不活性ガス１０をＮ２とし、Ｎ２とともにＨ２０を真空室１内に導入した。
実施例１２は、不活性ガス１０をＡｒとし、ＡｒとともにＨ２０を真空室１内に導入した。
実施例１３及び比較例４は、不活性ガス１０をＮ２とし、Ｎ２を真空室１内に導入した。
実施例１４及び比較例５は、不活性ガス１０をＡｒとし、Ａｒを真空室１内に導入した。
各実施例及び各比較例について表面処理を行った後に、スパッタ法で成膜し、更に湿式電解メッキ処理で厚さが２５μｍの銅薄膜を形成した。Ｒ０は、スパッタ法で成膜した厚さ５μｍのＣｕ薄膜表面抵抗[Ω／□]、Ｆ９０[Ｎ／２ｍｍ]は、樹脂シート３の接着面に対して９０度の方向に銅薄膜を引っ張った時の力であり、幅２ｍｍ当たりの引張力[Ｎ]である。
不活性ガス１０とともにＨ２０を真空室１内に導入した実施例１１及び実施例１２は、不活性ガス１０だけを真空室１内に導入した実施例１３及び実施例１４に対して、Ｆ９０[Ｎ／２ｍｍ]が高く、強い密着力を示した。
ところで、比較例３から比較例５においても強い密着力を示したが、実施例１１から実施例１４に対して、Ｃｕ薄膜表面抵抗[Ω／□]が一桁多くなっている。これは、比較例３から比較例５では、不活性ガス１０を高運動エネルギーで樹脂シート３に衝突させているため、樹脂シート３の表面粗さが増加したことにより、密着力は高まるが、表面粗さの増加によってＣｕ薄膜表面抵抗が増えたものと考えられる。
一方、実施例１１から実施例１４は、表面処理を行っていない比較例２と同等のＣｕ薄膜表面抵抗[Ω／□]となっていることから、樹脂シート３の表面を粗らすことなく、不活性ガス１０が低運動エネルギーで作用していることが判る。
比較例２は本発明による表面処理を行っていない。
比較例３から比較例５は、図７に示す従来の装置で表面処理を行ったものであり、プラズマ化された不活性ガス１０を高運動エネルギーで樹脂シート３に衝突させたものである。
実施例１１から実施例１４、及び比較例３から比較例５は、高周波電源６の印加出力を３ｋＷ、真空室１内を１．０Ｐａとした。また処理量Ｑは、は全て１．５[ｋＷ／Ｆｓ]とした。
実施例１１及び比較例３は、不活性ガス１０をＮ２とし、Ｎ２とともにＨ２０を真空室１内に導入した。
実施例１２は、不活性ガス１０をＡｒとし、ＡｒとともにＨ２０を真空室１内に導入した。
実施例１３及び比較例４は、不活性ガス１０をＮ２とし、Ｎ２を真空室１内に導入した。
実施例１４及び比較例５は、不活性ガス１０をＡｒとし、Ａｒを真空室１内に導入した。
各実施例及び各比較例について表面処理を行った後に、スパッタ法で成膜し、更に湿式電解メッキ処理で厚さが２５μｍの銅薄膜を形成した。Ｒ０は、スパッタ法で成膜した厚さ５μｍのＣｕ薄膜表面抵抗[Ω／□]、Ｆ９０[Ｎ／２ｍｍ]は、樹脂シート３の接着面に対して９０度の方向に銅薄膜を引っ張った時の力であり、幅２ｍｍ当たりの引張力[Ｎ]である。
不活性ガス１０とともにＨ２０を真空室１内に導入した実施例１１及び実施例１２は、不活性ガス１０だけを真空室１内に導入した実施例１３及び実施例１４に対して、Ｆ９０[Ｎ／２ｍｍ]が高く、強い密着力を示した。
ところで、比較例３から比較例５においても強い密着力を示したが、実施例１１から実施例１４に対して、Ｃｕ薄膜表面抵抗[Ω／□]が一桁多くなっている。これは、比較例３から比較例５では、不活性ガス１０を高運動エネルギーで樹脂シート３に衝突させているため、樹脂シート３の表面粗さが増加したことにより、密着力は高まるが、表面粗さの増加によってＣｕ薄膜表面抵抗が増えたものと考えられる。
一方、実施例１１から実施例１４は、表面処理を行っていない比較例２と同等のＣｕ薄膜表面抵抗[Ω／□]となっていることから、樹脂シート３の表面を粗らすことなく、不活性ガス１０が低運動エネルギーで作用していることが判る。
【0025】
図６は、樹脂シートの接着面を示す写真であり、図６（ａ）は比較例２、図６（ｂ）は実施例１１、図６（ｃ）は比較例３であり、倍率は５０００倍である。
図６（ｂ）に示す実施例１１は、表面処理を行っていない図６（ａ）に示す比較例２と変わらない表面粗さであるのに対して、図６（ｃ）に示す比較例３は、細かな凹部が形成されていることが判る。
図６（ｂ）に示す実施例１１は、表面処理を行っていない図６（ａ）に示す比較例２と変わらない表面粗さであるのに対して、図６（ｃ）に示す比較例３は、細かな凹部が形成されていることが判る。
【0026】
このように、本発明の樹脂シート表面処理方法によれば、マイナス電位の印加時には、プラズマ化された不活性ガス１０は高運動エネルギーで電極に向かい、樹脂シート３の接着面には、マイナス電位の非印加時に、プラズマ化された不活性ガス１０が低運動エネルギーで作用するため、樹脂シート３の接着面の表面を粗らすことなく、接着面に官能基を生成することができ、成膜工程における薄膜の接着面への密着力を高めることができる。そして、本発明の樹脂シート表面処理方法によって表面処理した樹脂シート３に、銅薄膜を接着させる場合には、銅薄膜を強固に密着させることができるとともに、平滑性のある銅薄膜を形成できるため、銅薄膜の薄膜表面抵抗値を小さくでき、銅薄膜の高周波による電力損失を少なくすることができる。更に、銅薄膜を形成した樹脂シートをパターンエッチングする場合には、エッチングによる端面が平滑であるため、微細なパターンを形成でき、パターン精度を高めることができる。
また、従来の装置では、樹脂シート３を高運動エネルギーＥ２の不活性ガス１０でエッチングしてしまうため、真空室１内が汚染するために洗浄が必要であるとともに、成膜工程を同じ真空室１内で行うことができないが、本発明の樹脂シート表面処理方法によれば、高運動エネルギーＥ２の不活性ガス１０を樹脂シート３に作用させないため、汚染されることがなく、成膜工程を同じ真空室１内で行うこともできる。更には、従来の装置では、高周波電源（Ｒｆ電源）６をロール４に接続しなければならないため、高電圧、高周波絶縁のための構成が複雑化するために、ロール４の幅も制約を受けるが、本発明の樹脂シート表面処理装置によれば、このような制約を受けることがない。
なお、樹脂シート３は、枚葉式のシートでもよく、更には樹脂シート３が厚さを有する樹脂板であってもよい。
また、従来の装置では、樹脂シート３を高運動エネルギーＥ２の不活性ガス１０でエッチングしてしまうため、真空室１内が汚染するために洗浄が必要であるとともに、成膜工程を同じ真空室１内で行うことができないが、本発明の樹脂シート表面処理方法によれば、高運動エネルギーＥ２の不活性ガス１０を樹脂シート３に作用させないため、汚染されることがなく、成膜工程を同じ真空室１内で行うこともできる。更には、従来の装置では、高周波電源（Ｒｆ電源）６をロール４に接続しなければならないため、高電圧、高周波絶縁のための構成が複雑化するために、ロール４の幅も制約を受けるが、本発明の樹脂シート表面処理装置によれば、このような制約を受けることがない。
なお、樹脂シート３は、枚葉式のシートでもよく、更には樹脂シート３が厚さを有する樹脂板であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【0027】
本発明は、ポリイミドやポリテトラフルオロエチレンだけでなく、ポリエチレンテレフタレートなどのその他の樹脂に対する表面処理にも適用できる。
【符号の説明】
【0028】
１ 真空室
２ 電極（板状電極）
３ 樹脂シート
４ ロール
５ マッチングボックス
６ 高周波電源（Ｒｆ電源）
７ 絶縁部材
１０ 不活性ガス
２ 電極（板状電極）
３ 樹脂シート
４ ロール
５ マッチングボックス
６ 高周波電源（Ｒｆ電源）
７ 絶縁部材
１０ 不活性ガス
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
