配線部材及び配線部材の製造方法
【課題】 小型で、かつ、伸縮性の高い配線部材及びこの配線部材の製造方法を提供する。
【解決手段】 配線部材は、柱状の基体１０と、該基体の表面に形成された配線部及び該配線部に接続する電極部からなる配線層２０とを有する。配線部材の製造方法は、柱状の基体を、中空状のマスク内に挿入設置し、マスクに設けられた開口を介して基体の表面に配線層を形成する。
【解決手段】 配線部材は、柱状の基体１０と、該基体の表面に形成された配線部及び該配線部に接続する電極部からなる配線層２０とを有する。配線部材の製造方法は、柱状の基体を、中空状のマスク内に挿入設置し、マスクに設けられた開口を介して基体の表面に配線層を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は配線部材及び配線部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、折り畳み式の携帯電話のヒンジ部には、フレキシブル配線基板が用いられている。このようなフレキシブル配線基板としては、例えば、フレキシブルフィルムによるベース部に、ベース部を貫通して菱形形状の孔部を長手方向に２個並べて形成し、その孔部の周囲を囲むベース部自体で、引張力により伸張方向に湾曲して変形可能な変形可能部を形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2009-259929号公報（例えば、図１、図９、段落００１３参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなフレキシブル配線基板を、操作キーが設けられた第一筐体と画面が設けられた第二筐体とのヒンジ部に設けた場合、第一筐体と第二筐体とを折り畳んだ状態において、フレキシブルプリント基板が伸張状態となる。そして、第一筐体と第二筐体とをヒンジ部により回転させて開くと、フレキシブルプリント基板が縮んだ状態となる。
【０００５】
従って、フレキシブル配線基板では、伸縮性が高いこと、また、近年の携帯電話の小型化に伴って小さいことが求められているが、現在十分に達成できているとはいえない。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決することにあり、小型で、かつ、伸縮性の高い配線部材及びこの配線部材の製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の配線部材は、柱状の基体と、該基体の表面に形成された配線部及び該配線部に接続する電極部からなる配線層とを有することを特徴とする。本発明では、柱状の基体に対して配線層が形成されていることで、フレキシブル配線基板に比べて小型で、かつ、伸縮性の高い配線部材とすることができる。
【０００８】
前記基体の断面において、断面の中心を通り、かつ、該断面の縁部での該断面の中心から最も遠い二つの点を通る直線の長さが、１ｍｍ以下であることが好ましい。この範囲であれば、伸縮性が高く、かつ、小型化を実現しやすいからである。
【０００９】
前記基体が円柱状であることが好ましい。このように構成されていることで、配線層を形成しやすいからである。
【００１０】
前記配線層が複数設けられていることが挙げられる。表面に複数の配線層を形成できれば、より高密度な配線部材として利用することが可能である。
【００１１】
前記複数設けられた配線層が、それぞれ同一の形状であることが好ましい。このように構成されていることで、配線層を形成しやすいからである。
【００１２】
前記基材がポリイミドであることが好ましい。伸縮性に富んでいると共に、高周波電圧を印加した場合に高い安定性を有するからである。
【００１３】
本発明の配線部材の製造方法は、柱状の基体を、中空状のマスク内に挿入設置し、該マスクに設けられた開口を介して前記基体の表面に配線層を形成することを特徴とする。このように構成することで、柱状の基体の表面に配線層を形成することができる。
【００１４】
前記基体に配線層を形成した後に、前記基体とマスクとを相対的に回転させ、前記基体の表面の前記配線層が未だ形成されていない領域を前記マスクの開口から露出させ、該領域に前記開口を介して配線層を形成することが好ましい。このように構成することで、柱状の基体の表面に複数の同一形状の配線層を簡易に形成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態にかかる配線部材の構成を示す（１）概略斜視図（２）Ａ−Ａ線における断面図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ線における展開図である。
【図３】蒸着装置の構成を示す概略正面図である。
【図４】成膜対象の構成を示す概略斜視図である。
【図５】成膜方法を説明するための説明図である。
【図６】蒸着装置の構成を示す概略上面図である。
【図７】蒸着手段について説明するための図であり、（１）が拡大概略図、（２）が装置使用中の蒸着原料の上面図及び断面図である。
【図８】イオンソースの構成を示す概略断面図及び概略平面図である。
【図９】別の実施形態にかかる配線部材の構成を説明するための展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の配線部材及び配線部材の製造方法について、図１〜９を用いて説明する。
【００１７】
配線部材１は、基材１０と、基材１０の表面１１に設けられた配線層２０とからなる。基材１０は、断面視において円柱状であり（図１（２）参照）、その直径が１ｍｍ以下のものである。この基材１０の表面１１には、配線層２０が設けられている。なお、基材１０の直径は小さいほど伸縮性及び小型化の観点から好ましいが、例えば０．１ｍｍ以下であると扱い難く、さらに配線層２０を形成しにくい。
【００１８】
本実施形態では、図２に示すように、配線層２０は、二つの第１配線層２１と、二つの第２配線層２２とを有する。即ち、本実施形態では、一つの基材１０に対して配線層２０が４つ設けられている。第１配線層２１は、第１配線部２１ａと、第１配線部２１ａの両端部に設けられた第１電極部２１ｂとからなる。第２配線層２２は、第２配線部２２ａと、第２配線部２２ａの両端部に設けられた第２電極部２２ｂとからなる。第１配線部２１ａ及び第２配線部２２ａ（以下、まとめて配線部ともいう）に対して、第１電極部２１ｂ及び第２電極部２２ｂ（以下、まとめて電極部ともいう）は垂直となるように設けられている。電極部は、それぞれ例えば携帯電話のヒンジ部にこの配線部材が設置された場合に各部材とのコンタクト部となる。各配線層２０は、所定の距離離間して基材１０の表面１１上に設けられている。
【００１９】
この第１配線層２１と第２配線層２２とは、同一の形状である。即ち、これらの各電極部及び配線部は、それぞれ同一の大きさとなっている。例えば、配線部は、それぞれ幅が１０〜８０μｍ、基体の長手方向の長さが５０〜１００μｍであり、電極部は、それぞれ基体の長手方向における長さが５０〜５００μｍであり、配線部の幅方向における長さが２０〜２００μｍである。本実施形態では配線部の長手方向の長さは電極部の幅方向の長さよりも長く形成しているが、例えば、配線部の幅が５０μｍ程度、長手方向の長さが５０μｍであり、電極部は、それぞれ基体の長手方向における長さが１００μｍであり、基体の幅方向における長さが１００μｍとなるように形成してもよい。
【００２０】
そして、これらの第１配線層２１と第２配線層２２とは、周方向に交互に形成されている。即ち、基材１０において二つの第１配線層２１同士は互いに対向し、また、二つの第２配線層２２同士も互いに対向するように構成されている。そして、第１配線層２１の第１電極部２１ｂと第２配線層２２の第２電極部２２ｂとは互いに周方向において端部が重なるように、第１配線層２１と第２配線層とは基材１０の長手方向においてずらした状態で形成されている。即ち、二つの第１配線層２１は基材１０の長手方向において同一位置に設けられており、二つの第２配線層２２は基材１０の長手方向において第１配線層２１よりも図１中下側にずらした同一位置に設けられている。
【００２１】
基材１０は、ヒンジ部に用いることができるように伸縮可能なもの、例えば樹脂からなる。このような樹脂としては、通常フレキシブル配線基板に用いられるもの、例えばポリイミドやポリプロピレンが挙げられる。これらの樹脂に配線膜を形成する場合には変形を防止するために成膜時に高温にならないようにする必要があるが、本実施形態では後述するイオンビームアシスト蒸着装置により成膜を行うため、６０℃未満で成膜を行うことができる。
【００２２】
配線層２０は、配線として通常用いられる金属、合金等からなる。好ましくは、導電率が高い銅や、アルミニウム、ニッケルを用いることができ、本実施形態では後述するようにイオンビームアシスト蒸着法で形成するものであるので、イオンビームアシスト蒸着法として用いやすいもの、例えば、銅が挙げられる。
【００２３】
このように、本実施形態では、伸縮しやすい樹脂からなる細い柱状の基材１０を用いている。このような細い柱状の基材１０は板状のプリント配線基板等よりも伸縮しやすく、さらに、携帯電話の小型化に対応しやすい。この場合に、第１配線層２１と第２配線層２２とは基材１０の長手方向において電極部が円周方向において重なるように設けることで、高密度に配線層を形成することができる。
【００２４】
配線部材１の製造方法について、以下説明する。配線部材の製造方法に用いられる成膜装置としては、図３に示すイオンビームアシスト蒸着装置１００が挙げられる。
【００２５】
蒸着装置１００は、真空チャンバ１１０を有する。真空チャンバ１１０の排気口１１１には真空排気装置１１２が設けられている。真空排気装置１１２により真空チャンバ１１０内を真空排気して真空チャンバ１１０内部を真空状態にすることが可能である。このような真空排気装置１１２としては、ターボ分子ポンプやクライオポンプ等の公知の真空ポンプがあげられ、本実施形態では、ターボ分子ポンプ及びクライオポンプを併用して用いている。
【００２６】
真空チャンバ１１０内には、成膜対象Ｓが支持部材１１４により真空チャンバ１１０の天井面に支持されている。成膜対象Ｓについて、図４を用いて説明する。成膜対象Ｓは、成膜対象である基材１０（図１参照）が基材１０の長さ方向に複数接続されてなる成膜基材１０Ａを有する。言い換えれば、図１に示す基材１０は、成膜基材１０Ａを長さ方向に複数切断することで得られるものである。本実施形態では、各基材に成膜を行うのではなく、これらの基材を複数直接に接続してなる成膜基材１０Ａに対して一度に成膜を行うことで、タクトタイムを向上させている。
【００２７】
このような成膜対象Ｓでは、円筒状のマスク２００の内側に成膜基材１０Ａを挿入設置している。マスク２００の中空部分は、本実施形態では、成膜基材１０Ａよりも若干大きくなるように構成されており、成膜基材１０Ａを容易にマスク２００に挿入設置することができると共に後述するように成膜基材１０Ａを回転等させることが可能である。即ち、成膜基材１０Ａはマスク２００と同軸となるように支持部材１１４によって支持されていると共に、マスク２００内で回転及び移動自在となるように支持部材１１４によって支持される。そして、円筒状のマスク２００に設けられた貫通開口２０１を介して成膜を行うことで、成膜基材１０Ａの所定の位置に配線層２０を形成することができる。
【００２８】
貫通開口２０１は、配線部を形成するための第１開口部２０２と、電極部を形成するための第２開口部２０３とからなる。このような貫通開口２０１は、マスク２００の長さ方向に複数形成されている。即ち、複数の基材１０（図１参照）に対して成膜することができるように、複数直列に形成されている。
【００２９】
そして、本実施形態では、一つの基材に４つの配線層２０を設けているので、このような４つの配線層２０を設けるために以下のように成膜基材１０Ａを回転させる。なお、本実施形態では成膜基材１０Ａを成膜対象Ｓを支持する支持部材１１４によって支持すると共に成膜基材１０Ａを回転させると共にマスク２００における長さ方向での移動をすることができるように、支持部材１１４を構成している。
【００３０】
初めに、図５（１）に示すように、成膜基材１０Ａに対して貫通開口２０１を介して成膜を行う。これにより、図２に示す第１配線部のうちの一つを成膜することができる。
【００３１】
次いで、図５（２）に示すように、成膜基材１０Ａを一方向に９０°回転させると共に、成膜基材を一端側に押し出す。そして、この状態で成膜基材１０Ａに対して貫通開口２０１を介して成膜を行う。これにより、図２に示す第２配線部のうちの一つを成膜することができる。即ち、図５（２）においては、成膜基材１０Ａを回転させると共に長さ方向にずらすことで成膜位置を変更し、これにより第２配線部を成膜している。
【００３２】
次いで、図５（３）に示すように、成膜基材１０Ａを一方向に９０°回転させると共に、成膜基材を一端側に引き戻す。これにより、図２に示す第１配線部のうちのもう一つを成膜することができる。
【００３３】
最後に、図５（４）に示すように、成膜基材１０Ａを一方向に９０°回転させると共に、成膜基材を一端側に押し出す。そして、この状態で成膜基材１０Ａに対して貫通開口２０１を介して成膜を行う。これにより、図２に示す第２配線部のもう一つを成膜することができる。
【００３４】
このように、一つのマスク２００に一つの成膜基材１０Ａを挿入し、この成膜基材１０Ａを回転等させることにより成膜位置を変更することで、本実施形態の基材１０（図１参照）に配線層２０を４つずつ形成することができる。なお、本実施形態では、第１配線層と第２配線層とを交互に形成したがこれに限定されない。第１配線層を二つ形成した後に第２配線層を二つ形成してもよい。
【００３５】
このように一方向に長い成膜対象に対して成膜するために、本実施形態では、一方向に長い蒸着手段が設けられている。図３に戻り、真空チャンバ１１０の底面には、成膜対象Ｓのマスクの貫通開口に対向する位置に、蒸着手段１２１が設けられている。この蒸着手段１２１により、円柱状の成膜基材に成膜を行う。この蒸着手段１２１は、図６に示すように、成膜対象Ｓの長さ方向に沿うように、ライン状となって複数並設されている。
【００３６】
各蒸着手段１２１は、図７（１）に示すように、各蒸着原料１２２ａが収納された坩堝１２２と、坩堝１２２の蒸着原料１２２ａを溶融するための電子ビーム装置１２３と、磁場発生手段１２４とを有する。各坩堝１２２は、等間隔で離間している。蒸着原料１２２ａは、本実施形態では、上面視において円形状のペレットである。かかる蒸着原料１２２ａとしては、銅が配線材料として好ましい。
【００３７】
電子ビーム装置１２３は、坩堝１２２の近傍に設けられている。電子ビーム装置１２３は、放出する電子ビームが各蒸着原料１２２ａに照射できるように設置されている。電子ビームが蒸着原料１２２ａに照射されることで、蒸着原料１２２ａが溶融して、蒸着粒子が成膜対象Ｓの処理面に付着し堆積する。
【００３８】
本実施形態においては、この電子ビーム装置１２３からの電子ビームは、蒸着原料１２２ａの照射時のビーム形状（照射するビームの断面形状）が、蒸着手段１２１の並設方向とは直交する方向においてのみ焦点があうように（フォーカスされるように）、磁場発生手段１２４が坩堝１２２の電子ビーム装置１２３とは逆側に設置されている。即ち、蒸着手段１２１では、磁場発生手段１２４により、蒸着原料１２２ａに照射された電子ビームが並設方向に平行な線状（アスペクト比が３の楕円形状）となるように構成されている。
【００３９】
磁場発生手段１２４は、磁石を芯としてその外周にコイルを設けたものであり、該磁場発生手段１２４への電流を制御することで、発生する磁場の強度を調整して電子ビームのフォーカスを調整する。本実施形態では、蒸着手段１２１は、磁場発生手段としてはこの磁場発生手段１２４のみを有しており、坩堝１２２と電子ビーム装置１２３とに対して直交する位置に、別の磁場発生手段１２４ａを有していない。従来の蒸着手段では別の磁場発生手段１２４ａをさらに有することで、蒸着手段１２１の並設方向にも焦点があうように（フォーカスされるように）構成されているが、本実施形態では、蒸着手段１２１が、この別の磁場発生手段１２４ａを有さず磁場発生手段１２４のみを有していることで、電子ビームは蒸着手段１２１の並設方向に対して直交する方向のみにフォーカスされるので、蒸着原料１２２ａの照射時のビーム形状は、非円形形状となる。
【００４０】
また、本実施形態では、この電子ビーム装置１２３は、電子ビームを蒸着手段１２１の並設方向（ライン状に設けられた蒸着原料の長手方向）に掃引することができるように構成されている。ビーム形状が並設方向に沿った線状である電子ビームを蒸着手段１２１の並設方向に掃引できることで、蒸着原料１２２ａを溶融し放出された蒸着粒子を、成膜対象Ｓの蒸着原料１２２ａに対向する領域だけでなく、蒸着原料１２２ａに対向しない領域にも付着させることができる。
【００４１】
このような線状の電子ビームを蒸着手段１２１の並設方向に掃引することで、蒸着原料１２２ａは、図７（２）に示すように、上面視において蒸着手段１２１の並設方向に沿った中心線部から徐々に溶融されていく。そして、溶融されることで、蒸着原料１２２ａは、断面視において凹部がＶ字状となるように形状を変化させる。
【００４２】
このように各蒸着原料１２２ａは、蒸着手段１２１の並設方向に沿った中心線部から溶融され、かつ、電子ビームが掃引されることで、成膜対象Ｓの幅方向全域に亘って線状に各蒸着原料１２２ａからの蒸着粒子が付着する。即ち、本実施形態では、蒸着原料１２２ａに照射された時の電子ビームのビーム形状が線状であることで、成膜対象Ｓの幅方向に亘って蒸着粒子が付着するので、得られた膜の膜厚、膜質が均一となるように成膜を行うことが可能である。ちなみに、電子ビーム装置がその並設方向に直交する方向に対して焦点があうと共に並設方向においても焦点があっているとすれば、本実施形態のように並設方向に沿って蒸着原料１２２ａが溶解されないので、成膜対象Ｓの幅方向に亘って均一に成膜することはできない。
【００４３】
また、このように蒸着原料１２２ａに対向しない領域においても蒸着粒子を付着させることができるので、蒸着原料１２２ａをライン状に隙間なく並べる必要もなく、その結果、蒸着原料１２２ａを隙間なく並べた場合よりも製造コストを抑制することができる。そして、このように蒸着原料１２２ａを離間して設けることができ、電子ビーム装置１２３もこの蒸着原料１２２ａの数に合わせて設置すればよいので、蒸着原料１２２ａを隙間なく並べた場合よりも電力消費量を抑制することが可能である。
【００４４】
図３及び図６に戻り、真空チャンバ１１０内には、第１イオンソース１３１が、成膜対象Ｓの進行方向の上流側（逆側）に、蒸着手段１２１の並設方向に沿って複数並設されている。即ち、第１イオンソース１３１が並設されてなる列は、蒸着手段１２１が並設されてなる列に対して平行である。
【００４５】
真空チャンバ１１０には、さらに複数の電圧印加手段１３２が設けられている。電圧印加手段１３２は、例えばＤＣ電源であり、正電圧側が各第１イオンソース１３１に接続されると共に、負電圧側が支持部材１１４に接続されている。
【００４６】
蒸着手段１２１の成膜アシスト手段である第１イオンソース１３１は、詳しくは後述するように、図示しないガス供給ラインからガスが供給されると、その内部でイオンを生成し、この生成したイオンからなるイオンビームを成膜対象Ｓに向けて放出する。そして、放出されたイオンビームは、電圧印加手段１３２により第１イオンソース１３１と成膜対象Ｓとの間に形成された電界により、成膜対象Ｓに到達し、貫通開口を介して成膜基材表面に堆積した蒸着粒子と反応し、又は蒸着粒子に付着して、所望の膜が形成される。
【００４７】
ここで、第１イオンソース１３１について図８を用いて詳細に説明する。
【００４８】
第１イオンソース１３１は、筐体１４１と、筐体１４１に収納されたアノード電極として機能するアノード部１４２とを備える。アノード部１４２は、その中央部にすり鉢状の凹部１４３を有している。この凹部１４３により形成される空間が、イオン形成空間１４４となる。アノード部１４２の凹部１４３の表面は、ＴｉＮ膜に覆われている。これにより、プラズマが形成時に凹部１４３の表面が荒れることがなく、かつ、プラズマを安定して形成することができる。
【００４９】
この凹部１４３に対向する位置に、カソードとしても機能する第１フィラメント１４５が設けられている。この第１フィラメント１４５には、図示しない電圧印加手段が設けられていて、第１フィラメント１４５に電圧を印加することが可能である。
【００５０】
凹部１４３は、その底部に突起部１４６が設けられている。突起部１４６は、イオン形成空間１４４側に突出しており、断面視において円弧状となっている。このような突起部１４６が設けられていることで、カソードから放出された電子を効率よくイオン形成空間１４４に閉じ込めることが可能である。
【００５１】
筐体１４１には、第１貫通孔１５１が設けられている。第１貫通孔１５１は、筐体１４１の壁面を貫通している。また、筐体１４１とアノード部１４２との間には、間隙１５２が設けられている。間隙１５２に第１貫通孔１５１が臨んでいる。また、アノード部１４２には、アノード部１４２を貫通する第２貫通孔１５３が設けられている。第２貫通孔１５３は、一端側で間隙１５２に臨み、他端側で、イオン形成空間１４４に臨む。即ち、第２貫通孔１５３を介して、間隙１５２とイオン形成空間１４４とが連通している。なお、図４（ｂ）に示すように、第２貫通孔１５３は、複数設けられている。
【００５２】
この第１貫通孔１５１、間隙１５２及び第２貫通孔１５３により、イオン形成空間１４４にガスを導入するためのガス導入路が構成されている。即ち、図示しないガス供給ラインが第１貫通孔１５１に連通し、ガス導入路により、イオン形成空間１４４にガスが導入される。配線層を成膜するためのガスとしては、アルゴンガス、ヘリウムガスなどの希ガスが挙げられ、本実施形態では、アルゴンガスを用いることができる。
【００５３】
また、アノード部１４２の凹部１４３とは逆側には、磁石１４７が設けられている。この磁石１４７により、カソードである第１フィラメント１４５と、アノード部１４２との間に形成される電場に対して直交する磁場が形成され、ガス導入時にイオン形成空間１４４にプラズマが形成される。
【００５４】
なお、この場合に非常に第１イオンソース１３１が高温になるのを抑制すべく、アノード部１４２の突起部１４６の後方（イオン形成空間１４４とは逆側）には、冷却手段１４８が設けられている。冷却手段１４８は、本実施形態では、水冷手段であり、冷却手段１４８の内部を冷却液が通過することで、アノード部１４２を冷却できるように構成されている。
【００５５】
また、この第１イオンソース１３１では、電圧印加手段１３２（図３参照）からアノード部１４２に電圧が印加されるように構成されており、この電圧印加手段１３２により印加される電圧は、２００Ｖ以下である。本実施形態では、エンドホール型のイオンソースであり、かつ、直流放電可能であるので、低電圧を印加しても大電流を流すことができ、安定してイオン化することが可能である。
【００５６】
図３及び図６に示すように、この各第１イオンソース１３１の蒸着手段１２１側には、第１イオンソース１３１から離間して各第１イオンソース１３１に対向する位置にそれぞれ第２フィラメント１０６が設けられている。即ち、第２フィラメント１０６は、蒸着手段１２１の並設方向に沿ってライン状に複数並設されている。この第２フィラメント１０６にはフィラメント電圧印加手段１６１が設けられている（図６中図示せず）。本実施形態では、フィラメント電圧印加手段１６１から、所定電圧、即ち―５ｋＶの直流電圧が第２フィラメント１０６に印加されている。このような所定電圧としては、例えば―４〜―１０ｋＶの範囲にあれば良い。
【００５７】
このように第２フィラメント１０６に所定電圧が印加されることにより、第１イオンソース１３１がこの第２フィラメント１０６から発生する電子を受け取って形成されるプラズマが大きくなり、その結果、安定したイオンビームを形成することが可能である。
【００５８】
また、蒸着手段１２１の第１イオンソース１３１とは逆側、即ち成膜対象Ｓの進行方向の上流側には、さらに第２イオンソース１６３が、蒸着手段１２１の並設方向に沿って複数並設されている。第２イオンソース１６３は、成膜対象Ｓに成膜された膜の表面のアニールを行うことができるように、アルゴンのイオン電流を放出して、成膜された膜のアニールを行うように構成されている。このような第２イオンソース１６３としては、上述した第１イオンソース１３１と同様の構成からなるものを用いてもよく、また、アニールを行うためのアルゴン等のイオン電流を放出することができれば異なる構成のものを用いてもよい。
【００５９】
かかるイオンビームアシスト蒸着装置１００による成膜方法について説明する。
【００６０】
初めに、真空チャンバ１１０内を真空排気装置１１２により真空排気して、約１０-5Ｔｏｒｒ（１．３３×１０-4Ｐａ）程度の真空状態とする。
【００６１】
所定の真空状態となった後、電子ビーム装置１２３から出射される線状の電子ビームを蒸着原料１２２ａに照射しながら溶融し蒸着原料１２２ａを線状に溶融する。これにより蒸着原料１２２ａが蒸発し、成膜対象Ｓのマスクの貫通開口を介して成膜基材の表面に均一に堆積される。膜の堆積速度は、ほぼ一定の蒸着速度になるように電子ビーム装置１２３の出力を制御することができる。その堆積速度は、好ましくは０．５〜１０ｎｍ／ｓである。この範囲より堆積速度が早いと、膜の密度が荒くなり膜質が低下してしまい、また、この範囲より堆積速度が遅いと成膜時間がかかり過ぎて実用的ではないため、この範囲が好ましい。より好ましい膜質の膜を得ると同時に実用的な好ましい堆積速度としては、１〜５ｎｍ／ｓである。
【００６２】
このように蒸着原料１２２ａを蒸発させて蒸着させると同時に、第１イオンソース１３１からイオンビームを成膜対象Ｓに照射する。本実施形態では第１イオンソース１３１で、ガスをガス導入路からイオン形成空間１４４内に導入しながら、第１フィラメント１４５に電圧を印加して熱電子を放出させる。放出された熱電子は、磁石１４７により形成された磁場によりスパイラル運動しながら、カソードとして機能する第１フィラメント１４５とアノード部１４２との間に形成された電場により、アノード部１４２側へ加速され移動する。そして、導入されたガスがイオン形成空間１４４でプラズマ化、即ちイオン化される。これにより形成されたイオンビームが、アースである基板に向けて照射される。即ち、第１イオンソース１３１に導入したアルゴンガスのプラズマから、正に帯電したイオンが引き出され、電圧印加手段１３２の加速電圧により加速されて成膜対象Ｓに向けて放出する。
【００６３】
そして、成膜基材の表面に均一に堆積された膜にイオンが接触することで、所望の配線層を形成する。
【００６４】
次いで、図５（２）〜（３）に示すように、順次マスク２００と成膜基材１０Ａとの位置を相対的に変更させることにより、成膜基材１０Ａに対して４回成膜を行い、図１に示すような配線層２０が４つ設けられた基材１０からなる配線部材１を形成する。
【００６５】
このように、本実施形態では、順次マスク２００と成膜基材１０Ａとの位置を相対的に変更させることにより、簡易に複数の配線膜を精度よく成膜することができる。
【００６６】
また、本実施形態ではイオンビームアシスト蒸着装置１００により成膜することで、成膜温度が低いため、樹脂からなる成膜基材１０Ａを損なうことを抑制できる。さらに、イオンビームアシスト蒸着装置１００により成膜すると、高密度に膜を形成することができるので、基材１０の表面に対して密着性よく配線層を形成することができる。
【００６７】
この場合に、本実施形態のイオンビームアシスト蒸着装置１００では、ライン状となるように複数の蒸着手段１２１を配すると共に、複数の第１イオンソース１３１を配することで、一方向に長い成膜対象Ｓに対して成膜することが可能である。この場合に蒸着手段１２１が有する電子ビーム装置１２３からの電子ビームのビーム形状が非円形であることから、成膜対象Ｓの長さ方向に亘って均一に蒸着粒子が付着して均一な膜厚、均一な膜質で成膜することが可能である。
【００６８】
本実施形態では、図２に示すように配線層２０は４つ設けたが、これに限定されない。基材１０の大きさとの関係で４以上設けてもいいし、１〜３個設けても良い。また、配線層２０は、本実施形態では、長さ方向において同一位置となる二組の配線層を設けたが、これに限定されない。例えば、図９に示すように周方向においてそれぞれ所定の距離離間して設けられていると共に長さ方向に各配線層を図９中下方にずらすようにして形成してもよい。即ち、図９では、配線層２３は、基材の表面１１において周方向に電極部が互いに重複するように設けると共に、長さ方向においてずらして設けることで、図１に示す実施形態と同様に伸縮性を保持しながら高密度に配線層を形成している。
【００６９】
また、本実施形態では図５に示すように一つのマスク２００に対して成膜基材１０Ａを回転等させることで４つの配線層２０を形成したが、これに限定されない。複数のマスクを用意して、成膜する配線層毎に異なるマスクを設けてもよい。このように構成することで、異なる形状の配線層であっても形成することが可能である。
【００７０】
また、本実施形態では基材１０としては円柱状のものを示したがこれに限定されない。例えば、基材１０として角柱状や楕円状のものを用いてもよい。この場合には、配線層の成膜時において円筒状のマスクに成膜基材を挿入設置して成膜基材のみを回転させることができないので、必要に応じてマスクを設けて成膜を行う。また、マスクの形状も基材１０の断面形状に応じて設定すればよい。なお、このように円柱状ではない形状の基材１０を用いる場合であっても、基材１０の断面において、断面の中心を通り、かつ、断面のこの中心から最も遠い二つの点を通る直線の長さが、１ｍｍ以下であることが好ましい。即ち、基材の断面形状が矩形状であれば、対角線の長さが１ｍｍ以下であり、また、断面形状が楕円状であれば、長辺の長さが１ｍｍ以下である。この範囲であれば、伸縮性が高く、かつ、小型化を実現しやすいからである。
【００７１】
また、基材１０としては円柱状のものを示したが、円筒状のものを用いてもよい。この場合には、円柱状のものよりもさらに伸縮性を向上させることができる。さらに、円筒状の内部の中空部分に電極膜を形成することで、アースを形成することができ、好ましい。
【００７２】
本実施形態では成膜装置としてイオンビームアシスト蒸着装置１００により成膜したが、これに限定されない。基材を損なうことなく精度よく成膜することができればよい。
【００７３】
本実施形態では電子ビームのビーム形状が線状となるように構成しているが、これに限定されない。ビーム形状は、非円形形状（アスペクト比が２〜１０）であって、蒸着手段１２１の並設方向とビーム形状の長手方向とが一致すればよい。このように構成することで、成膜対象Ｓの幅方向（成膜対象Ｓの走行方向とは直交する方向）に亘って成膜することができる。なお、本実施形態のように楕円形状ではなく線状となるように構成することで、膜厚及び膜質をより均一とすることが可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 配線部材
１０ 基材
１０Ａ 成膜基材
１１ 表面
１４ 支持部材
２０ 配線層
２１ 第１配線層
２１ａ 第１配線部
２１ｂ 第１電極部
２２ 第２配線層
２２ａ 第２配線部
２２ｂ 第２電極部
２３ 配線層
１００ イオンビームアシスト蒸着装置
１０６ フィラメント
１１０ 真空チャンバ
１１１ 排気口
１１２ 真空排気装置
１１４ 支持部材
１２１ 蒸着手段
１２２ａ 蒸着原料
１２２ 坩堝
１２３ 電子ビーム装置
１２４ 磁場発生手段
１３１ 第１イオンソース
１３２ 電圧印加手段
１４１ 筐体
１４２ アノード部
１４３ 凹部
１４４ イオン形成空間
１４５ フィラメント
１４６ 突起部
１４７ 磁石
１４８ 冷却手段
１５１ 貫通孔
１５２ 間隙
１５３ 貫通孔
１６１ フィラメント電圧印加手段
１６３ 第２イオンソース
２００ マスク
２０１ 貫通開口
【技術分野】
【０００１】
本発明は配線部材及び配線部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、折り畳み式の携帯電話のヒンジ部には、フレキシブル配線基板が用いられている。このようなフレキシブル配線基板としては、例えば、フレキシブルフィルムによるベース部に、ベース部を貫通して菱形形状の孔部を長手方向に２個並べて形成し、その孔部の周囲を囲むベース部自体で、引張力により伸張方向に湾曲して変形可能な変形可能部を形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2009-259929号公報（例えば、図１、図９、段落００１３参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなフレキシブル配線基板を、操作キーが設けられた第一筐体と画面が設けられた第二筐体とのヒンジ部に設けた場合、第一筐体と第二筐体とを折り畳んだ状態において、フレキシブルプリント基板が伸張状態となる。そして、第一筐体と第二筐体とをヒンジ部により回転させて開くと、フレキシブルプリント基板が縮んだ状態となる。
【０００５】
従って、フレキシブル配線基板では、伸縮性が高いこと、また、近年の携帯電話の小型化に伴って小さいことが求められているが、現在十分に達成できているとはいえない。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決することにあり、小型で、かつ、伸縮性の高い配線部材及びこの配線部材の製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の配線部材は、柱状の基体と、該基体の表面に形成された配線部及び該配線部に接続する電極部からなる配線層とを有することを特徴とする。本発明では、柱状の基体に対して配線層が形成されていることで、フレキシブル配線基板に比べて小型で、かつ、伸縮性の高い配線部材とすることができる。
【０００８】
前記基体の断面において、断面の中心を通り、かつ、該断面の縁部での該断面の中心から最も遠い二つの点を通る直線の長さが、１ｍｍ以下であることが好ましい。この範囲であれば、伸縮性が高く、かつ、小型化を実現しやすいからである。
【０００９】
前記基体が円柱状であることが好ましい。このように構成されていることで、配線層を形成しやすいからである。
【００１０】
前記配線層が複数設けられていることが挙げられる。表面に複数の配線層を形成できれば、より高密度な配線部材として利用することが可能である。
【００１１】
前記複数設けられた配線層が、それぞれ同一の形状であることが好ましい。このように構成されていることで、配線層を形成しやすいからである。
【００１２】
前記基材がポリイミドであることが好ましい。伸縮性に富んでいると共に、高周波電圧を印加した場合に高い安定性を有するからである。
【００１３】
本発明の配線部材の製造方法は、柱状の基体を、中空状のマスク内に挿入設置し、該マスクに設けられた開口を介して前記基体の表面に配線層を形成することを特徴とする。このように構成することで、柱状の基体の表面に配線層を形成することができる。
【００１４】
前記基体に配線層を形成した後に、前記基体とマスクとを相対的に回転させ、前記基体の表面の前記配線層が未だ形成されていない領域を前記マスクの開口から露出させ、該領域に前記開口を介して配線層を形成することが好ましい。このように構成することで、柱状の基体の表面に複数の同一形状の配線層を簡易に形成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態にかかる配線部材の構成を示す（１）概略斜視図（２）Ａ−Ａ線における断面図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ線における展開図である。
【図３】蒸着装置の構成を示す概略正面図である。
【図４】成膜対象の構成を示す概略斜視図である。
【図５】成膜方法を説明するための説明図である。
【図６】蒸着装置の構成を示す概略上面図である。
【図７】蒸着手段について説明するための図であり、（１）が拡大概略図、（２）が装置使用中の蒸着原料の上面図及び断面図である。
【図８】イオンソースの構成を示す概略断面図及び概略平面図である。
【図９】別の実施形態にかかる配線部材の構成を説明するための展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の配線部材及び配線部材の製造方法について、図１〜９を用いて説明する。
【００１７】
配線部材１は、基材１０と、基材１０の表面１１に設けられた配線層２０とからなる。基材１０は、断面視において円柱状であり（図１（２）参照）、その直径が１ｍｍ以下のものである。この基材１０の表面１１には、配線層２０が設けられている。なお、基材１０の直径は小さいほど伸縮性及び小型化の観点から好ましいが、例えば０．１ｍｍ以下であると扱い難く、さらに配線層２０を形成しにくい。
【００１８】
本実施形態では、図２に示すように、配線層２０は、二つの第１配線層２１と、二つの第２配線層２２とを有する。即ち、本実施形態では、一つの基材１０に対して配線層２０が４つ設けられている。第１配線層２１は、第１配線部２１ａと、第１配線部２１ａの両端部に設けられた第１電極部２１ｂとからなる。第２配線層２２は、第２配線部２２ａと、第２配線部２２ａの両端部に設けられた第２電極部２２ｂとからなる。第１配線部２１ａ及び第２配線部２２ａ（以下、まとめて配線部ともいう）に対して、第１電極部２１ｂ及び第２電極部２２ｂ（以下、まとめて電極部ともいう）は垂直となるように設けられている。電極部は、それぞれ例えば携帯電話のヒンジ部にこの配線部材が設置された場合に各部材とのコンタクト部となる。各配線層２０は、所定の距離離間して基材１０の表面１１上に設けられている。
【００１９】
この第１配線層２１と第２配線層２２とは、同一の形状である。即ち、これらの各電極部及び配線部は、それぞれ同一の大きさとなっている。例えば、配線部は、それぞれ幅が１０〜８０μｍ、基体の長手方向の長さが５０〜１００μｍであり、電極部は、それぞれ基体の長手方向における長さが５０〜５００μｍであり、配線部の幅方向における長さが２０〜２００μｍである。本実施形態では配線部の長手方向の長さは電極部の幅方向の長さよりも長く形成しているが、例えば、配線部の幅が５０μｍ程度、長手方向の長さが５０μｍであり、電極部は、それぞれ基体の長手方向における長さが１００μｍであり、基体の幅方向における長さが１００μｍとなるように形成してもよい。
【００２０】
そして、これらの第１配線層２１と第２配線層２２とは、周方向に交互に形成されている。即ち、基材１０において二つの第１配線層２１同士は互いに対向し、また、二つの第２配線層２２同士も互いに対向するように構成されている。そして、第１配線層２１の第１電極部２１ｂと第２配線層２２の第２電極部２２ｂとは互いに周方向において端部が重なるように、第１配線層２１と第２配線層とは基材１０の長手方向においてずらした状態で形成されている。即ち、二つの第１配線層２１は基材１０の長手方向において同一位置に設けられており、二つの第２配線層２２は基材１０の長手方向において第１配線層２１よりも図１中下側にずらした同一位置に設けられている。
【００２１】
基材１０は、ヒンジ部に用いることができるように伸縮可能なもの、例えば樹脂からなる。このような樹脂としては、通常フレキシブル配線基板に用いられるもの、例えばポリイミドやポリプロピレンが挙げられる。これらの樹脂に配線膜を形成する場合には変形を防止するために成膜時に高温にならないようにする必要があるが、本実施形態では後述するイオンビームアシスト蒸着装置により成膜を行うため、６０℃未満で成膜を行うことができる。
【００２２】
配線層２０は、配線として通常用いられる金属、合金等からなる。好ましくは、導電率が高い銅や、アルミニウム、ニッケルを用いることができ、本実施形態では後述するようにイオンビームアシスト蒸着法で形成するものであるので、イオンビームアシスト蒸着法として用いやすいもの、例えば、銅が挙げられる。
【００２３】
このように、本実施形態では、伸縮しやすい樹脂からなる細い柱状の基材１０を用いている。このような細い柱状の基材１０は板状のプリント配線基板等よりも伸縮しやすく、さらに、携帯電話の小型化に対応しやすい。この場合に、第１配線層２１と第２配線層２２とは基材１０の長手方向において電極部が円周方向において重なるように設けることで、高密度に配線層を形成することができる。
【００２４】
配線部材１の製造方法について、以下説明する。配線部材の製造方法に用いられる成膜装置としては、図３に示すイオンビームアシスト蒸着装置１００が挙げられる。
【００２５】
蒸着装置１００は、真空チャンバ１１０を有する。真空チャンバ１１０の排気口１１１には真空排気装置１１２が設けられている。真空排気装置１１２により真空チャンバ１１０内を真空排気して真空チャンバ１１０内部を真空状態にすることが可能である。このような真空排気装置１１２としては、ターボ分子ポンプやクライオポンプ等の公知の真空ポンプがあげられ、本実施形態では、ターボ分子ポンプ及びクライオポンプを併用して用いている。
【００２６】
真空チャンバ１１０内には、成膜対象Ｓが支持部材１１４により真空チャンバ１１０の天井面に支持されている。成膜対象Ｓについて、図４を用いて説明する。成膜対象Ｓは、成膜対象である基材１０（図１参照）が基材１０の長さ方向に複数接続されてなる成膜基材１０Ａを有する。言い換えれば、図１に示す基材１０は、成膜基材１０Ａを長さ方向に複数切断することで得られるものである。本実施形態では、各基材に成膜を行うのではなく、これらの基材を複数直接に接続してなる成膜基材１０Ａに対して一度に成膜を行うことで、タクトタイムを向上させている。
【００２７】
このような成膜対象Ｓでは、円筒状のマスク２００の内側に成膜基材１０Ａを挿入設置している。マスク２００の中空部分は、本実施形態では、成膜基材１０Ａよりも若干大きくなるように構成されており、成膜基材１０Ａを容易にマスク２００に挿入設置することができると共に後述するように成膜基材１０Ａを回転等させることが可能である。即ち、成膜基材１０Ａはマスク２００と同軸となるように支持部材１１４によって支持されていると共に、マスク２００内で回転及び移動自在となるように支持部材１１４によって支持される。そして、円筒状のマスク２００に設けられた貫通開口２０１を介して成膜を行うことで、成膜基材１０Ａの所定の位置に配線層２０を形成することができる。
【００２８】
貫通開口２０１は、配線部を形成するための第１開口部２０２と、電極部を形成するための第２開口部２０３とからなる。このような貫通開口２０１は、マスク２００の長さ方向に複数形成されている。即ち、複数の基材１０（図１参照）に対して成膜することができるように、複数直列に形成されている。
【００２９】
そして、本実施形態では、一つの基材に４つの配線層２０を設けているので、このような４つの配線層２０を設けるために以下のように成膜基材１０Ａを回転させる。なお、本実施形態では成膜基材１０Ａを成膜対象Ｓを支持する支持部材１１４によって支持すると共に成膜基材１０Ａを回転させると共にマスク２００における長さ方向での移動をすることができるように、支持部材１１４を構成している。
【００３０】
初めに、図５（１）に示すように、成膜基材１０Ａに対して貫通開口２０１を介して成膜を行う。これにより、図２に示す第１配線部のうちの一つを成膜することができる。
【００３１】
次いで、図５（２）に示すように、成膜基材１０Ａを一方向に９０°回転させると共に、成膜基材を一端側に押し出す。そして、この状態で成膜基材１０Ａに対して貫通開口２０１を介して成膜を行う。これにより、図２に示す第２配線部のうちの一つを成膜することができる。即ち、図５（２）においては、成膜基材１０Ａを回転させると共に長さ方向にずらすことで成膜位置を変更し、これにより第２配線部を成膜している。
【００３２】
次いで、図５（３）に示すように、成膜基材１０Ａを一方向に９０°回転させると共に、成膜基材を一端側に引き戻す。これにより、図２に示す第１配線部のうちのもう一つを成膜することができる。
【００３３】
最後に、図５（４）に示すように、成膜基材１０Ａを一方向に９０°回転させると共に、成膜基材を一端側に押し出す。そして、この状態で成膜基材１０Ａに対して貫通開口２０１を介して成膜を行う。これにより、図２に示す第２配線部のもう一つを成膜することができる。
【００３４】
このように、一つのマスク２００に一つの成膜基材１０Ａを挿入し、この成膜基材１０Ａを回転等させることにより成膜位置を変更することで、本実施形態の基材１０（図１参照）に配線層２０を４つずつ形成することができる。なお、本実施形態では、第１配線層と第２配線層とを交互に形成したがこれに限定されない。第１配線層を二つ形成した後に第２配線層を二つ形成してもよい。
【００３５】
このように一方向に長い成膜対象に対して成膜するために、本実施形態では、一方向に長い蒸着手段が設けられている。図３に戻り、真空チャンバ１１０の底面には、成膜対象Ｓのマスクの貫通開口に対向する位置に、蒸着手段１２１が設けられている。この蒸着手段１２１により、円柱状の成膜基材に成膜を行う。この蒸着手段１２１は、図６に示すように、成膜対象Ｓの長さ方向に沿うように、ライン状となって複数並設されている。
【００３６】
各蒸着手段１２１は、図７（１）に示すように、各蒸着原料１２２ａが収納された坩堝１２２と、坩堝１２２の蒸着原料１２２ａを溶融するための電子ビーム装置１２３と、磁場発生手段１２４とを有する。各坩堝１２２は、等間隔で離間している。蒸着原料１２２ａは、本実施形態では、上面視において円形状のペレットである。かかる蒸着原料１２２ａとしては、銅が配線材料として好ましい。
【００３７】
電子ビーム装置１２３は、坩堝１２２の近傍に設けられている。電子ビーム装置１２３は、放出する電子ビームが各蒸着原料１２２ａに照射できるように設置されている。電子ビームが蒸着原料１２２ａに照射されることで、蒸着原料１２２ａが溶融して、蒸着粒子が成膜対象Ｓの処理面に付着し堆積する。
【００３８】
本実施形態においては、この電子ビーム装置１２３からの電子ビームは、蒸着原料１２２ａの照射時のビーム形状（照射するビームの断面形状）が、蒸着手段１２１の並設方向とは直交する方向においてのみ焦点があうように（フォーカスされるように）、磁場発生手段１２４が坩堝１２２の電子ビーム装置１２３とは逆側に設置されている。即ち、蒸着手段１２１では、磁場発生手段１２４により、蒸着原料１２２ａに照射された電子ビームが並設方向に平行な線状（アスペクト比が３の楕円形状）となるように構成されている。
【００３９】
磁場発生手段１２４は、磁石を芯としてその外周にコイルを設けたものであり、該磁場発生手段１２４への電流を制御することで、発生する磁場の強度を調整して電子ビームのフォーカスを調整する。本実施形態では、蒸着手段１２１は、磁場発生手段としてはこの磁場発生手段１２４のみを有しており、坩堝１２２と電子ビーム装置１２３とに対して直交する位置に、別の磁場発生手段１２４ａを有していない。従来の蒸着手段では別の磁場発生手段１２４ａをさらに有することで、蒸着手段１２１の並設方向にも焦点があうように（フォーカスされるように）構成されているが、本実施形態では、蒸着手段１２１が、この別の磁場発生手段１２４ａを有さず磁場発生手段１２４のみを有していることで、電子ビームは蒸着手段１２１の並設方向に対して直交する方向のみにフォーカスされるので、蒸着原料１２２ａの照射時のビーム形状は、非円形形状となる。
【００４０】
また、本実施形態では、この電子ビーム装置１２３は、電子ビームを蒸着手段１２１の並設方向（ライン状に設けられた蒸着原料の長手方向）に掃引することができるように構成されている。ビーム形状が並設方向に沿った線状である電子ビームを蒸着手段１２１の並設方向に掃引できることで、蒸着原料１２２ａを溶融し放出された蒸着粒子を、成膜対象Ｓの蒸着原料１２２ａに対向する領域だけでなく、蒸着原料１２２ａに対向しない領域にも付着させることができる。
【００４１】
このような線状の電子ビームを蒸着手段１２１の並設方向に掃引することで、蒸着原料１２２ａは、図７（２）に示すように、上面視において蒸着手段１２１の並設方向に沿った中心線部から徐々に溶融されていく。そして、溶融されることで、蒸着原料１２２ａは、断面視において凹部がＶ字状となるように形状を変化させる。
【００４２】
このように各蒸着原料１２２ａは、蒸着手段１２１の並設方向に沿った中心線部から溶融され、かつ、電子ビームが掃引されることで、成膜対象Ｓの幅方向全域に亘って線状に各蒸着原料１２２ａからの蒸着粒子が付着する。即ち、本実施形態では、蒸着原料１２２ａに照射された時の電子ビームのビーム形状が線状であることで、成膜対象Ｓの幅方向に亘って蒸着粒子が付着するので、得られた膜の膜厚、膜質が均一となるように成膜を行うことが可能である。ちなみに、電子ビーム装置がその並設方向に直交する方向に対して焦点があうと共に並設方向においても焦点があっているとすれば、本実施形態のように並設方向に沿って蒸着原料１２２ａが溶解されないので、成膜対象Ｓの幅方向に亘って均一に成膜することはできない。
【００４３】
また、このように蒸着原料１２２ａに対向しない領域においても蒸着粒子を付着させることができるので、蒸着原料１２２ａをライン状に隙間なく並べる必要もなく、その結果、蒸着原料１２２ａを隙間なく並べた場合よりも製造コストを抑制することができる。そして、このように蒸着原料１２２ａを離間して設けることができ、電子ビーム装置１２３もこの蒸着原料１２２ａの数に合わせて設置すればよいので、蒸着原料１２２ａを隙間なく並べた場合よりも電力消費量を抑制することが可能である。
【００４４】
図３及び図６に戻り、真空チャンバ１１０内には、第１イオンソース１３１が、成膜対象Ｓの進行方向の上流側（逆側）に、蒸着手段１２１の並設方向に沿って複数並設されている。即ち、第１イオンソース１３１が並設されてなる列は、蒸着手段１２１が並設されてなる列に対して平行である。
【００４５】
真空チャンバ１１０には、さらに複数の電圧印加手段１３２が設けられている。電圧印加手段１３２は、例えばＤＣ電源であり、正電圧側が各第１イオンソース１３１に接続されると共に、負電圧側が支持部材１１４に接続されている。
【００４６】
蒸着手段１２１の成膜アシスト手段である第１イオンソース１３１は、詳しくは後述するように、図示しないガス供給ラインからガスが供給されると、その内部でイオンを生成し、この生成したイオンからなるイオンビームを成膜対象Ｓに向けて放出する。そして、放出されたイオンビームは、電圧印加手段１３２により第１イオンソース１３１と成膜対象Ｓとの間に形成された電界により、成膜対象Ｓに到達し、貫通開口を介して成膜基材表面に堆積した蒸着粒子と反応し、又は蒸着粒子に付着して、所望の膜が形成される。
【００４７】
ここで、第１イオンソース１３１について図８を用いて詳細に説明する。
【００４８】
第１イオンソース１３１は、筐体１４１と、筐体１４１に収納されたアノード電極として機能するアノード部１４２とを備える。アノード部１４２は、その中央部にすり鉢状の凹部１４３を有している。この凹部１４３により形成される空間が、イオン形成空間１４４となる。アノード部１４２の凹部１４３の表面は、ＴｉＮ膜に覆われている。これにより、プラズマが形成時に凹部１４３の表面が荒れることがなく、かつ、プラズマを安定して形成することができる。
【００４９】
この凹部１４３に対向する位置に、カソードとしても機能する第１フィラメント１４５が設けられている。この第１フィラメント１４５には、図示しない電圧印加手段が設けられていて、第１フィラメント１４５に電圧を印加することが可能である。
【００５０】
凹部１４３は、その底部に突起部１４６が設けられている。突起部１４６は、イオン形成空間１４４側に突出しており、断面視において円弧状となっている。このような突起部１４６が設けられていることで、カソードから放出された電子を効率よくイオン形成空間１４４に閉じ込めることが可能である。
【００５１】
筐体１４１には、第１貫通孔１５１が設けられている。第１貫通孔１５１は、筐体１４１の壁面を貫通している。また、筐体１４１とアノード部１４２との間には、間隙１５２が設けられている。間隙１５２に第１貫通孔１５１が臨んでいる。また、アノード部１４２には、アノード部１４２を貫通する第２貫通孔１５３が設けられている。第２貫通孔１５３は、一端側で間隙１５２に臨み、他端側で、イオン形成空間１４４に臨む。即ち、第２貫通孔１５３を介して、間隙１５２とイオン形成空間１４４とが連通している。なお、図４（ｂ）に示すように、第２貫通孔１５３は、複数設けられている。
【００５２】
この第１貫通孔１５１、間隙１５２及び第２貫通孔１５３により、イオン形成空間１４４にガスを導入するためのガス導入路が構成されている。即ち、図示しないガス供給ラインが第１貫通孔１５１に連通し、ガス導入路により、イオン形成空間１４４にガスが導入される。配線層を成膜するためのガスとしては、アルゴンガス、ヘリウムガスなどの希ガスが挙げられ、本実施形態では、アルゴンガスを用いることができる。
【００５３】
また、アノード部１４２の凹部１４３とは逆側には、磁石１４７が設けられている。この磁石１４７により、カソードである第１フィラメント１４５と、アノード部１４２との間に形成される電場に対して直交する磁場が形成され、ガス導入時にイオン形成空間１４４にプラズマが形成される。
【００５４】
なお、この場合に非常に第１イオンソース１３１が高温になるのを抑制すべく、アノード部１４２の突起部１４６の後方（イオン形成空間１４４とは逆側）には、冷却手段１４８が設けられている。冷却手段１４８は、本実施形態では、水冷手段であり、冷却手段１４８の内部を冷却液が通過することで、アノード部１４２を冷却できるように構成されている。
【００５５】
また、この第１イオンソース１３１では、電圧印加手段１３２（図３参照）からアノード部１４２に電圧が印加されるように構成されており、この電圧印加手段１３２により印加される電圧は、２００Ｖ以下である。本実施形態では、エンドホール型のイオンソースであり、かつ、直流放電可能であるので、低電圧を印加しても大電流を流すことができ、安定してイオン化することが可能である。
【００５６】
図３及び図６に示すように、この各第１イオンソース１３１の蒸着手段１２１側には、第１イオンソース１３１から離間して各第１イオンソース１３１に対向する位置にそれぞれ第２フィラメント１０６が設けられている。即ち、第２フィラメント１０６は、蒸着手段１２１の並設方向に沿ってライン状に複数並設されている。この第２フィラメント１０６にはフィラメント電圧印加手段１６１が設けられている（図６中図示せず）。本実施形態では、フィラメント電圧印加手段１６１から、所定電圧、即ち―５ｋＶの直流電圧が第２フィラメント１０６に印加されている。このような所定電圧としては、例えば―４〜―１０ｋＶの範囲にあれば良い。
【００５７】
このように第２フィラメント１０６に所定電圧が印加されることにより、第１イオンソース１３１がこの第２フィラメント１０６から発生する電子を受け取って形成されるプラズマが大きくなり、その結果、安定したイオンビームを形成することが可能である。
【００５８】
また、蒸着手段１２１の第１イオンソース１３１とは逆側、即ち成膜対象Ｓの進行方向の上流側には、さらに第２イオンソース１６３が、蒸着手段１２１の並設方向に沿って複数並設されている。第２イオンソース１６３は、成膜対象Ｓに成膜された膜の表面のアニールを行うことができるように、アルゴンのイオン電流を放出して、成膜された膜のアニールを行うように構成されている。このような第２イオンソース１６３としては、上述した第１イオンソース１３１と同様の構成からなるものを用いてもよく、また、アニールを行うためのアルゴン等のイオン電流を放出することができれば異なる構成のものを用いてもよい。
【００５９】
かかるイオンビームアシスト蒸着装置１００による成膜方法について説明する。
【００６０】
初めに、真空チャンバ１１０内を真空排気装置１１２により真空排気して、約１０-5Ｔｏｒｒ（１．３３×１０-4Ｐａ）程度の真空状態とする。
【００６１】
所定の真空状態となった後、電子ビーム装置１２３から出射される線状の電子ビームを蒸着原料１２２ａに照射しながら溶融し蒸着原料１２２ａを線状に溶融する。これにより蒸着原料１２２ａが蒸発し、成膜対象Ｓのマスクの貫通開口を介して成膜基材の表面に均一に堆積される。膜の堆積速度は、ほぼ一定の蒸着速度になるように電子ビーム装置１２３の出力を制御することができる。その堆積速度は、好ましくは０．５〜１０ｎｍ／ｓである。この範囲より堆積速度が早いと、膜の密度が荒くなり膜質が低下してしまい、また、この範囲より堆積速度が遅いと成膜時間がかかり過ぎて実用的ではないため、この範囲が好ましい。より好ましい膜質の膜を得ると同時に実用的な好ましい堆積速度としては、１〜５ｎｍ／ｓである。
【００６２】
このように蒸着原料１２２ａを蒸発させて蒸着させると同時に、第１イオンソース１３１からイオンビームを成膜対象Ｓに照射する。本実施形態では第１イオンソース１３１で、ガスをガス導入路からイオン形成空間１４４内に導入しながら、第１フィラメント１４５に電圧を印加して熱電子を放出させる。放出された熱電子は、磁石１４７により形成された磁場によりスパイラル運動しながら、カソードとして機能する第１フィラメント１４５とアノード部１４２との間に形成された電場により、アノード部１４２側へ加速され移動する。そして、導入されたガスがイオン形成空間１４４でプラズマ化、即ちイオン化される。これにより形成されたイオンビームが、アースである基板に向けて照射される。即ち、第１イオンソース１３１に導入したアルゴンガスのプラズマから、正に帯電したイオンが引き出され、電圧印加手段１３２の加速電圧により加速されて成膜対象Ｓに向けて放出する。
【００６３】
そして、成膜基材の表面に均一に堆積された膜にイオンが接触することで、所望の配線層を形成する。
【００６４】
次いで、図５（２）〜（３）に示すように、順次マスク２００と成膜基材１０Ａとの位置を相対的に変更させることにより、成膜基材１０Ａに対して４回成膜を行い、図１に示すような配線層２０が４つ設けられた基材１０からなる配線部材１を形成する。
【００６５】
このように、本実施形態では、順次マスク２００と成膜基材１０Ａとの位置を相対的に変更させることにより、簡易に複数の配線膜を精度よく成膜することができる。
【００６６】
また、本実施形態ではイオンビームアシスト蒸着装置１００により成膜することで、成膜温度が低いため、樹脂からなる成膜基材１０Ａを損なうことを抑制できる。さらに、イオンビームアシスト蒸着装置１００により成膜すると、高密度に膜を形成することができるので、基材１０の表面に対して密着性よく配線層を形成することができる。
【００６７】
この場合に、本実施形態のイオンビームアシスト蒸着装置１００では、ライン状となるように複数の蒸着手段１２１を配すると共に、複数の第１イオンソース１３１を配することで、一方向に長い成膜対象Ｓに対して成膜することが可能である。この場合に蒸着手段１２１が有する電子ビーム装置１２３からの電子ビームのビーム形状が非円形であることから、成膜対象Ｓの長さ方向に亘って均一に蒸着粒子が付着して均一な膜厚、均一な膜質で成膜することが可能である。
【００６８】
本実施形態では、図２に示すように配線層２０は４つ設けたが、これに限定されない。基材１０の大きさとの関係で４以上設けてもいいし、１〜３個設けても良い。また、配線層２０は、本実施形態では、長さ方向において同一位置となる二組の配線層を設けたが、これに限定されない。例えば、図９に示すように周方向においてそれぞれ所定の距離離間して設けられていると共に長さ方向に各配線層を図９中下方にずらすようにして形成してもよい。即ち、図９では、配線層２３は、基材の表面１１において周方向に電極部が互いに重複するように設けると共に、長さ方向においてずらして設けることで、図１に示す実施形態と同様に伸縮性を保持しながら高密度に配線層を形成している。
【００６９】
また、本実施形態では図５に示すように一つのマスク２００に対して成膜基材１０Ａを回転等させることで４つの配線層２０を形成したが、これに限定されない。複数のマスクを用意して、成膜する配線層毎に異なるマスクを設けてもよい。このように構成することで、異なる形状の配線層であっても形成することが可能である。
【００７０】
また、本実施形態では基材１０としては円柱状のものを示したがこれに限定されない。例えば、基材１０として角柱状や楕円状のものを用いてもよい。この場合には、配線層の成膜時において円筒状のマスクに成膜基材を挿入設置して成膜基材のみを回転させることができないので、必要に応じてマスクを設けて成膜を行う。また、マスクの形状も基材１０の断面形状に応じて設定すればよい。なお、このように円柱状ではない形状の基材１０を用いる場合であっても、基材１０の断面において、断面の中心を通り、かつ、断面のこの中心から最も遠い二つの点を通る直線の長さが、１ｍｍ以下であることが好ましい。即ち、基材の断面形状が矩形状であれば、対角線の長さが１ｍｍ以下であり、また、断面形状が楕円状であれば、長辺の長さが１ｍｍ以下である。この範囲であれば、伸縮性が高く、かつ、小型化を実現しやすいからである。
【００７１】
また、基材１０としては円柱状のものを示したが、円筒状のものを用いてもよい。この場合には、円柱状のものよりもさらに伸縮性を向上させることができる。さらに、円筒状の内部の中空部分に電極膜を形成することで、アースを形成することができ、好ましい。
【００７２】
本実施形態では成膜装置としてイオンビームアシスト蒸着装置１００により成膜したが、これに限定されない。基材を損なうことなく精度よく成膜することができればよい。
【００７３】
本実施形態では電子ビームのビーム形状が線状となるように構成しているが、これに限定されない。ビーム形状は、非円形形状（アスペクト比が２〜１０）であって、蒸着手段１２１の並設方向とビーム形状の長手方向とが一致すればよい。このように構成することで、成膜対象Ｓの幅方向（成膜対象Ｓの走行方向とは直交する方向）に亘って成膜することができる。なお、本実施形態のように楕円形状ではなく線状となるように構成することで、膜厚及び膜質をより均一とすることが可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 配線部材
１０ 基材
１０Ａ 成膜基材
１１ 表面
１４ 支持部材
２０ 配線層
２１ 第１配線層
２１ａ 第１配線部
２１ｂ 第１電極部
２２ 第２配線層
２２ａ 第２配線部
２２ｂ 第２電極部
２３ 配線層
１００ イオンビームアシスト蒸着装置
１０６ フィラメント
１１０ 真空チャンバ
１１１ 排気口
１１２ 真空排気装置
１１４ 支持部材
１２１ 蒸着手段
１２２ａ 蒸着原料
１２２ 坩堝
１２３ 電子ビーム装置
１２４ 磁場発生手段
１３１ 第１イオンソース
１３２ 電圧印加手段
１４１ 筐体
１４２ アノード部
１４３ 凹部
１４４ イオン形成空間
１４５ フィラメント
１４６ 突起部
１４７ 磁石
１４８ 冷却手段
１５１ 貫通孔
１５２ 間隙
１５３ 貫通孔
１６１ フィラメント電圧印加手段
１６３ 第２イオンソース
２００ マスク
２０１ 貫通開口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱状の基体と、該基体の表面に形成された配線部及び該配線部に接続する電極部からなる配線層とを有することを特徴とする配線部材。
【請求項２】
前記基体の断面において、断面の中心を通り、かつ、該断面の縁部での該断面の中心から最も遠い二つの点を通る直線の長さが、１ｍｍ以下であることを特徴とする配線部材。
【請求項３】
前記基体が円柱状であることを特徴とする請求項１記載の配線部材。
【請求項４】
前記配線層が複数設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の配線部材。
【請求項５】
前記複数設けられた配線層が、それぞれ同一の形状であることを特徴とする請求項４記載の配線部材。
【請求項６】
前記基材がポリイミドであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の配線部材。
【請求項７】
柱状の基体を、中空状のマスク内に挿入設置し、
該マスクに設けられた開口を介して前記基体の表面に配線層を形成することを特徴とする配線部材の製造方法。
【請求項８】
前記基体に配線層を形成した後に、
前記基体とマスクとを相対的に回転させ、前記基体の表面の前記配線層が未だ形成されていない領域を前記マスクの開口から露出させ、該領域に前記開口を介して配線層を形成することを特徴とする請求項７記載の配線部材の製造方法。
【請求項１】
柱状の基体と、該基体の表面に形成された配線部及び該配線部に接続する電極部からなる配線層とを有することを特徴とする配線部材。
【請求項２】
前記基体の断面において、断面の中心を通り、かつ、該断面の縁部での該断面の中心から最も遠い二つの点を通る直線の長さが、１ｍｍ以下であることを特徴とする配線部材。
【請求項３】
前記基体が円柱状であることを特徴とする請求項１記載の配線部材。
【請求項４】
前記配線層が複数設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の配線部材。
【請求項５】
前記複数設けられた配線層が、それぞれ同一の形状であることを特徴とする請求項４記載の配線部材。
【請求項６】
前記基材がポリイミドであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の配線部材。
【請求項７】
柱状の基体を、中空状のマスク内に挿入設置し、
該マスクに設けられた開口を介して前記基体の表面に配線層を形成することを特徴とする配線部材の製造方法。
【請求項８】
前記基体に配線層を形成した後に、
前記基体とマスクとを相対的に回転させ、前記基体の表面の前記配線層が未だ形成されていない領域を前記マスクの開口から露出させ、該領域に前記開口を介して配線層を形成することを特徴とする請求項７記載の配線部材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２５３１６０（Ｐ２０１２−２５３１６０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２３８３４（Ｐ２０１１−１２３８３４）
【出願日】平成２３年６月１日（２０１１．６．１）
【出願人】（５００３５７５５２）株式会社エス・エフ・シー (20)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１日（２０１１．６．１）
【出願人】（５００３５７５５２）株式会社エス・エフ・シー (20)
【Ｆターム（参考）】
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