JP4652179B2 - 配線回路基板 - Google Patents
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Description
特許文献1に記載されるニッケル薄膜は、銅導体層の表面を被覆することにより、銅導体層を形成する銅(金属)がカバー絶縁層に拡散することを防止するバリア層として作用しており、銅導体層の劣化や銅導体層間の短絡を防止している。
本発明の目的は、導体パターンの劣化や導体パターン間の短絡を有効に防止することのできる、配線回路基板を提供することにある。
図1において、この回路付サスペンション基板1は、ハードディスクドライブに搭載される回路付サスペンション基板であって、金属支持基板2と、金属支持基板2の上に形成されるベース絶縁層3と、ベース絶縁層3の上に形成される導体パターン4と、導体パターンを被覆する酸化金属層5と、ベース絶縁層3の上に形成され、酸化金属層5により被覆される導体パターン4を被覆するカバー絶縁層6とを備えている。
ベース絶縁層3は、金属支持基板2の上に形成されている。ベース絶縁層3を形成する絶縁体としては、配線回路基板の絶縁体として通常用いられる、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリエーテルニトリル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などの合成樹脂が用いられる。これらのうち、ポリイミド樹脂が好ましく用いられる。また、その厚みは、例えば、5〜50μm、好ましくは、10〜30μmである。
酸化金属層5は、導体パターン4の表面(上面および両側面)を被覆するように形成されている。また、酸化金属層5は、導体パターン4から露出するベース絶縁層3の表面をも導体パターン4から連続して被覆するように形成されている。すなわち、酸化金属層5は、導体パターン4とカバー絶縁層6との間、および、ベース絶縁層3とカバー絶縁層6との間に介在するように、形成されている。
なお、酸化金属層5における金属の酸化度合いは、後述する酸化金属層5の形成方法によっても異なるが、厚み方向において均一に酸化されていてもよく、また、最表面の酸化度合いが最も高く、その最表面から厚み方向内方へいくに従って、酸化度合いが低下していてもよい。
そして、このような回路付サスペンション基板1は、例えば、図2および図3に示す方法よって製造することができる。
次いで、図2(b)に示すように、金属支持基板2の上に、ベース絶縁層3を形成する。
ベース絶縁層3の形成は、上記した合成樹脂を含有する樹脂溶液を、金属支持基板2の上に塗布し、乾燥後に加熱硬化させることにより、形成する。
なお、樹脂溶液に、公知の感光剤を配合すれば、樹脂溶液を金属支持基板2の上に塗布した後に、露光および現像することにより、ベース絶縁層3をパターンとして形成することもできる。
次いで、ベース絶縁層3の上に、導体パターン4を形成する。
導体パターン4の形成は、特に制限されることなく、ベース絶縁層3の表面に、導体パターン4を、例えば、サブトラクティブ法、アディティブ法などの公知のパターンニング法によって、形成する。
また、アディティブ法では、まず、ベース絶縁層3の表面に、種膜(下地)となる金属薄膜を形成した後、この金属薄膜の表面に、導体パターン4の反転パターンでめっきレジストを形成する。次いで、めっきレジストから露出する金属薄膜の表面に、めっきにより、導体パターン4を形成する。その後、めっきレジストを除去して、導体パターン4に対向する部分以外の金属薄膜を除去する。
すなわち、アディティブ法では、まず、図2(c)に示すように、ベース絶縁層3の表面の全面に、種膜(下地)となる金属薄膜11を形成する。金属薄膜11の形成は、真空蒸着法、好ましくは、スパッタ蒸着法が用いられる。
次いで、図2(d)に示すように、金属薄膜11の上に、めっきレジスト12を形成する。めっきレジスト12は、例えば、ドライフィルムレジストなどを用いて、露光および現像する公知の方法により、導体パターン4と反転するレジストパターンとして形成する。
次いで、図3(f)に示すように、めっきレジスト12を、例えば、化学エッチング(ウェットエッチング)などの公知のエッチング法または剥離によって除去する。
次いで、図3(h)に示すように、導体パターン4の表面およびベース絶縁層3の表面に、スパッタリングにより酸化金属層5を形成する。
金属をターゲットとしてスパッタリングした後、必要に応じて、加熱により酸化する方法では、まず、導体パターン4の表面と、導体パターン4から露出するベース絶縁層3の表面とに、金属をターゲットとしてスパッタリングする。
ターゲット22には、例えば、クロム、ニッケル、銅、チタン、アルミニウム、タンタル、鉛、亜鉛、ジルコニウム、ガリウム、インジウムおよびこれらの合金などが用いられる。好ましくは、クロムが用いられる。
(スパッタリング条件1)
到達真空度:1.33×10−5〜1.33×10−2Pa
導入ガス流量(アルゴン):1.2×10−3〜4×10−3m3/h
動作圧(導入ガス導入後の真空度):1.33×10−2〜1.33Pa
アース電極温度:10〜100℃
電力:100〜2000W
スパッタリング時間:1秒〜15分
(スパッタリング条件2)
到達真空度:1.33×10−5〜1.33×10−2Pa
導入ガス流量(アルゴン):1.2×10−3〜4×10−3m3/h
動作圧(導入ガス導入後の真空度):1.33×10−2〜1.33Pa
アース電極温度:10〜100℃
電力:10〜130W
スパッタリング時間:1秒〜15分
なお、このようなスパッタリングは、より具体的には、直流スパッタリング法、高周波スパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法あるいはこれらの複合化法などの公知のスパッタリング法が適宜選択される。
なお、この酸化金属層は、最表面の酸化度合いが最も高く、その最表面から厚み方向内方へいくに従って、酸化度合いが低下するように酸化されている。
反応性スパッタリングする方法では、上記した図4に示すスパッタリング装置において、真空チャンバー21内に酸素を含む導入ガスを導入する以外は、上記のスパッタリング法と同様の方法が用いられる。
そして、真空チャンバー21内に、酸素を必須としてアルゴンや窒素が任意の割合で混合された反応性ガス(例えば、Ar/O2混合ガス)を導入ガスとして導入し、電源24から電力を印加して、プラズマエミッションモニター25にて、プラズマの発光強度を一定に保持しながら、ターゲット22を所定時間スパッタリングする。
なお、このような反応性スパッタリングのスパッタリング条件の一例を下記に示す。
到達真空度:1.33×10−5〜1.33×10−2Pa
導入ガス流量(アルゴン) Ar:1.2×10−3〜4×10−3m3/h
導入ガス流量(酸素) O2:6×10−5〜30×10−5m3/h
動作圧(導入ガス導入後の真空度):1.33×10−2〜1.33Pa
アース電極温度:10〜100℃
電力:10〜2000W
スパッタリング時間:1秒〜15分
このようにして形成される酸化金属層5の厚みは、例えば、5〜200nmである。
そして、真空チャンバー21内に、アルゴンなどの不活性ガスを導入ガスとして導入し、電源24から電力を印加して、プラズマエミッションモニター25にて、プラズマの発光強度を一定に保持しながら、ターゲット22を所定時間スパッタリングする。これによって、図3(h)に示すように、導体パターン4の表面およびベース絶縁層3の表面に連続して、酸化金属層5が形成される。なお、この酸化金属層5は、厚み方向において均一に酸化されている。
到達真空度:1.33×10−5〜1.33×10−2Pa
導入ガス流量(アルゴン):1.2×10−3〜4×10−3m3/h
動作圧(導入ガス導入後の真空度):1.33×10−2〜1.33Pa
アース電極温度:10〜100℃
電力:10〜2000W
スパッタリング時間:1秒〜15分
このようにして形成される酸化金属層5の厚みは、5〜300nmである。 また、上記により酸化金属層5は、その表面抵抗値が、好ましくは、1012Ω/□以上、さらに好ましくは、1×1013Ω/□以上、通常、1×1015Ω/□以下である。
カバー絶縁層6の形成は、上記した合成樹脂を含有する樹脂溶液を、ベース絶縁層3の上(具体的には、ベース絶縁層3の表面に形成される酸化金属層5の上)に、酸化金属層5で被覆された導体パターン4を被覆するように、上記と同様の方法で塗布し、加熱硬化させることにより形成する。なお、樹脂溶液に、公知の感光剤を配合すれば、樹脂溶液をベース絶縁層3の上に、酸化金属層5で被覆された導体パターン4を被覆するように、塗布した後に、露光および現像することにより、カバー絶縁層6をパターンとして形成することもできる。
例えば、片面フレキシブル配線回路基板31は、図5に示すように、ベース絶縁層3と、ベース絶縁層3の上に形成される導体パターン4と、導体パターン4の表面およびベース絶縁層3の表面に、スパッタリングにより形成される酸化金属層5と、ベース絶縁層3の上に形成され、酸化金属層5により被覆される導体パターン4を被覆するカバー絶縁層6とを備えている。
定されない。
実施例1
厚み25μmのステンレス箔からなる金属支持基板を用意して(図2(a)参照)、金属支持基板の上に、感光性ポリイミド樹脂前駆体の樹脂溶液を塗布し、乾燥後に加熱硬化させて、露光および現像することにより、金属支持基板の上に、厚み10μmのポリイミド樹脂からなるベース絶縁層を形成した(図2(b)参照)。
次いで、金属薄膜の上に、ドライフィルムレジストを用いて、露光および現像することにより、導体パターンと反転するレジストパターンを形成した(図2(d)参照)。
次いで、めっきレジストを化学エッチングによって除去し(図3(f)参照)、続いて、導体パターンから露出する金属薄膜を、同じく、化学エッチングにより除去した(図3(g)参照)。
なお、スパッタリングは、上記と同様の方法において、下記の条件で実施した。
ターゲット:クロム
到達真空度:1.33×10−4Pa
導入ガス流量(アルゴン):2×10−3m3/h
動作圧:0.13Pa
アース電極温度:60℃
電力:DC150W
スパッタリング時間:5秒
次いで、300℃、12時間、大気中で加熱することにより、クロム薄膜からなるスパッタリング皮膜の表面を酸化して、酸化クロム層からなる酸化金属層を形成した(図3(h)参照)。この酸化金属層の厚みは、8nmであった。
層の表面抵抗値を、表面抵抗測定装置(三菱化学(株)製、Hiresta−up MC
P−HT450)を用いて、温度25℃、湿度15%で測定したところ、2.1×1012Ω/□であった。
次いで、ベース絶縁層の表面および導体パターンの表面に、感光性ポリイミド樹脂前駆体の樹脂溶液を塗布し、乾燥後に加熱硬化させて、露光および現像することにより、厚み5μmのポリイミド樹脂からなるベース絶縁層を形成して、回路付サスペンション基板を得た(図3(i)参照)。
実施例1における酸化金属層の形成において、スパッタリング条件およびスパッタリング後の加熱酸化条件を下記で実施した以外は、実施例1と同様に操作して、回路付サスペンション基板を得た。
ターゲット:クロム
到達真空度:1.33×10−4Pa
導入ガス流量(アルゴン):2×10−3m3/h
動作圧:0.13Pa
アース電極温度:60℃
電力:DC120W
スパッタリング時間:5秒
スパッタリング後の加熱温度:125℃
スパッタリング後の加熱時間:12時間
得られた酸化金属層の厚みは、6nmであった。
実施例3
実施例1における酸化金属層の形成において、スパッタリングを下記の条件で実施し、かつ、加熱後に酸化しなかった以外は、実施例1と同様に操作して、回路付サスペンション基板を得た。
ターゲット:クロム
到達真空度:1.33×10−4Pa
導入ガス流量(アルゴン):2×10−3m3/h
導入ガス流量(酸素):1×10−4m3/h
動作圧:0.13Pa
アース電極温度:60℃
電力:DC300W
スパッタリング時間:15秒
得られた酸化金属層の厚みは、20nmであった。
実施例4
実施例1における酸化金属層の形成において、スパッタリングを下記の条件で実施し、かつ、加熱後に酸化しなかった以外は、実施例1と同様に操作して、回路付サスペンション基板を得た。
ターゲット:酸化クロム
到達真空度:1.33×10−4Pa
導入ガス流量(アルゴン):2×10−3m3/h
動作圧:0.13Pa
アース電極温度:60℃
電力:RF400W
スパッタリング時間:40秒
得られた酸化金属層の厚みは、300nmであった。
3 ベース絶縁層
4 導体パターン
5 酸化金属層
6 カバー絶縁層
31 片面フレキシブル配線回路基板
Claims (2)
- ベース絶縁層と、
前記ベース絶縁層の上に形成される導体パターンと、
前記導体パターンを被覆するように、スパッタリングにより形成され、酸化クロム層を有する、厚みが5〜300nmである酸化金属層と、
前記ベース絶縁層の上に形成され、前記酸化金属層により被覆される前記導体パターンを被覆するカバー絶縁層と
を備えていることを特徴とする、配線回路基板。 - 前記酸化金属層の表面抵抗値が、1012Ω/□以上であることを特徴とする、請求項1に記載の配線回路基板。
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