CN104220647B - 连续镀覆用图案形成滚筒及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种消除侧面蚀刻的问题且绝缘层的密接性优异的连续镀覆用图案形成滚筒及其制造方法。在能镀覆的圆筒状金属基材的表面涂敷光致抗蚀剂，使其曝光、显影来形成抗蚀剂图案部和非抗蚀剂图案部，对上述非抗蚀剂图案部的上述圆筒状金属基材进行蚀刻来形成蚀刻凹部，在上述蚀刻凹部以及抗蚀剂图案部的表面形成DLC被覆膜，按每个上述抗蚀剂图案部来剥离形成在上述抗蚀剂图案部上的DLC被覆膜，并使上述DLC被覆膜残留于上述蚀刻凹部内，由此形成该连续镀覆用图案形成滚筒。

Description

连续镀覆用图案形成滚筒及其制造方法
技术领域
本发明涉及利用DLC(diamond like carbon：类金刚石碳)实施绝缘层的图案形成(patterning)的连续镀覆用图案形成滚筒(roll)及其制造方法。
背景技术
连续镀覆用滚筒使用于连续镀覆装置中，例如，通过在对卷绕于卷轴上的钢板等带状工件连续地进行卷取的同时通过镀覆浴中，从而连续地进行镀覆。作为连续镀覆用滚筒的例子，例如有专利文献1、专利文献2中公开的导辊(sink roll)等滚筒。
在制作上述这样的图案形成滚筒的情况下，若在基材上涂敷感光材料，进行曝光、显影、图案形成并进行蚀刻，则存在产生被称作所谓的侧面蚀刻(side etching)的过蚀刻(over etching)的问题。并且，图案形成越微细则侧面蚀刻的问题越进一步表面化。而且，图案形成越微细则越会发生绝缘层的密接性的问题。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2006-283044号公报
专利文献2：JP特开2001-89836号公报
专利文献3：JP特开2009-093170号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明鉴于上述现有技术中的问题点而作，其目的在于，提供一种消除侧面蚀刻的问题且绝缘层的密接性优异的连续镀覆用图案形成滚筒及其制造方法。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明的连续镀覆用图案形成滚筒的特征在于，在能镀覆的圆筒状金属基材的表面涂敷光致抗蚀剂，使其曝光、显影来形成抗蚀剂图案部和非抗蚀剂图案部，对上述非抗蚀剂图案部的上述圆筒状金属基材进行蚀刻来形成蚀刻凹部，在上述蚀刻凹部以及抗蚀剂图案部的表面形成DLC被覆膜，按每个上述抗蚀剂图案部来剥离形成在上述抗蚀剂图案部上的DLC被覆膜，并使上述DLC被覆膜残留于上述蚀刻凹部内，由此形成该连续镀覆用图案形成滚筒。
这样，由于按每个上述抗蚀剂图案部来剥离形成于抗蚀剂图案部上的DLC被覆膜，所以具有消除侧面蚀刻的问题的优点。此外，通过使DLC被覆膜残留于上述圆筒状金属基材的蚀刻凹部，从而使残留的DLC被覆膜成为绝缘膜。并且，由于使DLC被覆膜残留于蚀刻凹部，所以具有密接性优异这样的优点。
被涂敷上述光致抗蚀剂的金属基材适于由从以镍、钨、铬、钛、金、银、铂、不锈钢、铁、铜、铝构成的组中选择出的至少一种材料构成。
上述蚀刻凹部的蚀刻深度适于为1μm～10μm。
所进行了被覆的上述DLC被覆膜的厚度适于为1μm～10μm。
此外，也可以使得上述圆筒状金属基材具备由橡胶或具有缓冲性的树脂构成的缓冲层。作为上述缓冲层，能够使用硅橡胶等合成橡胶、聚氨基甲酸酯、聚苯乙烯等具有弹性的合成树脂。该缓冲层的厚度只要是能够赋予缓冲性即弹性的厚度即可，并无特别限定，但例如只要有1cm～5cm程度的厚度即足够。作为具备由橡胶或具有缓冲性的树脂构成的缓冲层的圆筒状金属基材的例子，例如能够如专利文献3所记载的凹印(gravure)版那样，采用具备由橡胶或具有缓冲性的树脂构成的缓冲层的滚筒。
作为上述光致抗蚀剂，可以应用正性光致抗蚀剂或负性光致抗蚀剂中任一种，但是适于应用负性光致抗蚀剂。
本发明的连续镀覆转印物的特征在于，由连续镀覆用图案形成滚筒制造而成。
作为通过本发明的连续镀覆用图案形成滚筒被镀覆的金属，可以应用任意公知的能镀覆的金属。例如，列举从由镍、钨、铬、钛、金、银、铂、铁、铜、锌构成的组中选择出的至少一种材料等。
本发明的连续镀覆用图案形成滚筒的制造方法的特征在于，包括：在能镀覆的圆筒状金属基材的表面涂敷光致抗蚀剂，使其曝光、显影来形成抗蚀剂图案部和非抗蚀剂图案部的工序；对上述非抗蚀剂图案部的上述圆筒状金属基材进行蚀刻来形成蚀刻凹部的工序；在上述蚀刻凹部以及抗蚀剂图案部的表面形成DLC被覆膜的工序；和按每个上述抗蚀剂图案部来剥离形成在上述抗蚀剂图案部上的DLC被覆膜，并使上述DLC被覆膜残留于上述蚀刻凹部内的工序。
被涂敷上述光致抗蚀剂的金属基材适于由从以镍、钨、铬、钛、金、银、铂、不锈钢、铁、铜、铝构成的组中选择出的至少一种材料构成。
上述蚀刻凹部的蚀刻深度适于为1μm～10μm。
上述DLC被覆膜的厚度适于为1μm～10μm。
被涂敷上述光致抗蚀剂的金属基材优选具备由橡胶或具有缓冲性的树脂构成的缓冲层。
作为上述光致抗蚀剂，可以应用正性光致抗蚀剂或负性光致抗蚀剂中任一种，但是适于应用负性光致抗蚀剂。
发明效果
根据本发明，具有能够提供一种消除侧面蚀刻的问题且绝缘层的密接性优异的连续镀覆用图案形成滚筒及其制造方法这样显著的效果。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的连续镀覆用图案形成滚筒的一例的说明图，图1(a)是在圆筒状金属基材的表面涂敷了光致抗蚀剂的状态的主要部分的剖面图，图1(b)是进行曝光、显影后形成了抗蚀剂图案部和非抗蚀剂图案部的状态的主要部分的剖面图，图1(c)是对非抗蚀剂图案部的圆筒状金属基材进行蚀刻后形成了蚀刻凹部的状态的主要部分的剖面图，图1(d)是在蚀刻凹部以及抗蚀剂图案部的表面形成了DLC被覆膜的状态的主要部分的剖面图，图1(e)是按每个抗蚀剂图案部剥离了形成在抗蚀剂图案部上的DLC被覆膜，并使DLC被覆膜残留于蚀刻凹部内的状态的主要部分的剖面图。
图2是表示图1所示的连续镀覆用图案形成滚筒的制造方法的工序顺序的流程图。
图3是表示连续镀覆转印物的制造步骤的示意性说明图，图3(a)表示将形成在连续镀覆用图案形成滚筒上的图案镀覆层转印至印刷用基材上的状态，图3(b)表示将图案镀覆层转印至印刷用基材上而制造出连续镀覆转印物的状态。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明，但这些实施方式以例示的方式来示出，因此只要不脱离本发明的技术思想，就能够进行各种变形。
在图1中，符号10表示连续镀覆用图案形成滚筒。符号12表示能镀覆的圆筒状金属基材，该圆筒状金属基材能够使用由从以镍、钨、铬、钛、金、银、铂、不锈钢、铁、铜、铝构成的组中选择出的至少一种材料构成的材料。此外，也可以具备由橡胶或具有缓冲性的树脂构成的缓冲层。该缓冲层由橡胶或具有缓冲性的树脂构成，只要将1mm～10cm程度的均匀厚度且表面平滑度高的片状的缓冲层以接缝处无间隙的方式牢固地粘接于圆筒状金属基材12的背面即可。
首先，在圆筒状金属基材12的表面涂敷光致抗蚀剂14(图1(a)以及图2的步骤100)。使其曝光、显影后形成抗蚀剂图案部16和非抗蚀剂图案部18(图1(b)以及图2的步骤102)。光致抗蚀剂可以使用负性以及正性中任意一种，但优选使用负性光致抗蚀剂。
接着，对非抗蚀剂图案部18的圆筒状金属基材12进行蚀刻来形成蚀刻凹部20(图1(c)以及图2的步骤104)。
然后，在蚀刻凹部20以及抗蚀剂图案部16的表面形成DLC被覆膜22(图1(d)以及图2的步骤106)。上述DLC被覆膜只要通过CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)法或溅射法来形成即可。
接着，按每个上述抗蚀剂图案部16对形成在上述抗蚀剂图案部16上的DLC被覆膜22进行剥离，并使上述DLC被覆膜22残留于上述蚀刻凹部20内(图1(e)以及图2的步骤108)。这样，完成连续镀覆用图案形成滚筒10。在连续镀覆用图案形成滚筒10中，残留于上述蚀刻凹部20内的上述DLC被覆膜22成为绝缘层。
接着，在图3中示出使用了连续镀覆用图案形成滚筒10的连续镀覆转印物的制造步骤。
在图3(a)中，连续镀覆用图案形成滚筒10通过镀覆槽(省略图示)而在上述DLC被覆膜22未残留的圆筒状金属基材12上连续地形成镀覆层24。
并且，如图3(a)清楚所示，镀覆层24被连续地转印到挂装于压接转印辊26的印刷用基材28上，成为图3(b)所示的连续镀覆转印物30。另外，作为印刷用基材，列举合成树脂等的薄膜。这样，本发明的连续镀覆用图案形成滚筒由于能够将微细地进行了图案形成的镀覆层转印到合成树脂等的薄膜，因此能够适用于印刷电路基板等的制造。
实施例
以下给出实施例来进一步具体地说明本发明，当然这些实施例是以例示的方式来示出，因而不应当被限定性地解释。
(实施例1)
准备圆周600mm、面长1100mm的版母材(铝中空滚筒)，使用往复线(boomerangline：ブ一乄ランライン)(株式会社Think Laboratory制全自动激光凹印(1asergravure)制版滚筒制造装置)进行处理直到下述的镀铜层的形成为止。首先，将版母材(铝中空滚筒)安装于镀铜槽中，使中空滚筒完全浸没于镀覆液中以20A/dm2、6.0V的条件形成了80μm的镀铜层。镀覆表面没有产生麻点(ブツ)、凹坑而得到了均匀的铜镀覆层。使用4研磨头型研磨机(株式会社Think Laboratory制研磨机)对该铜镀覆层的表面进行研磨使该铜镀覆层的表面成为均匀的研磨面。以上述形成的铜镀覆层为基材对其表面涂敷(fountain coater：喷注式涂布机)光致抗蚀剂(热敏抗蚀剂：TSER-NS(株式会社ThinkLaboratory制))，并进行了干燥。所得到的光致抗蚀剂的膜厚用膜厚计(FILLMETRICS社制F20，松下Techno Trading社售卖)进行测量时为7μm。接着，对图像进行激光曝光并显影。上述激光曝光使用Laser Stream FX以曝光条件300mJ/cm2进行了规定的图案曝光。此外，上述显影使用TLD显影液(株式会社Think Laboratory制显影液)，以显影液稀释比率(原液1：水7)在24℃下进行90秒钟，从而形成了规定的抗蚀剂图案部和非抗蚀剂图案部。
接着，对非抗蚀剂图案部的镀铜层，以氯化铜腐蚀液进行60秒钟的喷射蚀刻(spray etching)，形成了蚀刻深度为5μm的蚀刻凹部。
利用CVD法在该铜镀覆层以及抗蚀剂图案部的表面形成了DLC被覆膜。在如下的条件下对膜厚0.1μm的中间层进行了成膜：氩气气氛/氢气气氛；原料气体为六甲基二硅氧烷(hexamethyldisiloxane)；成膜温度为80～120℃；成膜时间为60分钟。接着，在如下的条件下对膜厚5μm的DLC被覆膜进行了成膜：原料气体为甲苯；成膜温度为80～120℃；成膜时间为180分钟。
接着，将该中空滚筒在氢氧化钠水溶液中进行了30分钟超声波处理。然后，按每个该抗蚀剂图案部，剥离形成在该抗蚀剂图案部上的DLC被覆膜，并使上述DLC被覆膜残留于蚀刻凹部内。这样，得到连续镀覆用图案形成滚筒。
利用光学显微镜观察该连续镀覆用图案形成滚筒的表面时，观察到了高精细的连续镀覆用图案形成滚筒。
(实施例2)
除了以不锈钢作为抗蚀剂图案形成的表面的基材，以硝酸/过氧化氢水作为腐蚀液以外，设为与实施例1相同，从而得到了连续镀覆用图案形成滚筒。利用电子显微镜观察所得到的连续镀覆用图案形成滚筒时，观察到了高精细的DLC图案作为绝缘层。
(实施例3)
除了以钛作为抗蚀剂图案形成的表面的基材，以氟酸水溶液作为腐蚀液以外，设为与实施例1相同，从而得到了连续镀覆用图案形成滚筒。利用电子显微镜观察所得到的连续镀覆用图案形成滚筒时，观察到了高精细的DLC图案作为绝缘层。
(实施例4)
除了使用在硅橡胶上嵌接板厚为0.4mm的镍套筒而成的滚筒作为基材、并以硝酸/过氧化氢水为腐蚀液以外，设为与实施例1～3相同，从而制作出了连续镀覆用图案形成滚筒。利用电子显微镜观察所得到的连续镀覆用图案形成滚筒，观察到了高精细的DLC图案作为绝缘层。
符号说明
10：连续镀覆用图案形成滚筒，12：圆筒状金属基材，14：光致抗蚀剂，16：抗蚀剂图案部，18：非抗蚀剂图案部，20：蚀刻凹部，22：DLC被覆膜，24：镀覆层，26：压接转印辊，28：印刷用基材，30：连续镀覆转印物。

Claims (12)

1.一种连续镀覆用图案形成滚筒，其特征在于，
在能镀覆的圆筒状金属基材的表面涂敷光致抗蚀剂，使其曝光、显影来形成抗蚀剂图案部和非抗蚀剂图案部，对上述非抗蚀剂图案部的上述圆筒状金属基材进行蚀刻来形成蚀刻凹部，在上述蚀刻凹部以及抗蚀剂图案部的表面形成DLC被覆膜，按每个上述抗蚀剂图案部来剥离形成在上述抗蚀剂图案部上的DLC被覆膜，并使上述DLC被覆膜残留于上述蚀刻凹部内，由此形成该连续镀覆用图案形成滚筒。
2.根据权利要求1所述的连续镀覆用图案形成滚筒，其特征在于，
被涂敷上述光致抗蚀剂的金属基材由从以镍、钨、铬、钛、金、银、铂、不锈钢、铁、铜、铝构成的组中选择出的至少一种材料构成。
3.根据权利要求1所述的连续镀覆用图案形成滚筒，其特征在于，
上述蚀刻凹部的蚀刻深度为1μm～10μm。
4.根据权利要求1所述的连续镀覆用图案形成滚筒，其特征在于，
进行了被覆的上述DLC被覆膜的厚度为1μm～10μm。
5.根据权利要求1所述的连续镀覆用图案形成滚筒，其特征在于，
上述基材具备由橡胶或具有缓冲性的树脂构成的缓冲层。
6.根据权利要求1所述的连续镀覆用图案形成滚筒，其特征在于，
上述光致抗蚀剂是负性光致抗蚀剂。
7.一种连续镀覆用图案形成滚筒的制造方法，其特征在于，包括：
在能镀覆的圆筒状金属基材的表面涂敷光致抗蚀剂，使其曝光、显影来形成抗蚀剂图案部和非抗蚀剂图案部的工序；
对上述非抗蚀剂图案部的上述圆筒状金属基材进行蚀刻来形成蚀刻凹部的工序；
在上述蚀刻凹部以及抗蚀剂图案部的表面形成DLC被覆膜的工序；和
按每个上述抗蚀剂图案部来剥离形成在上述抗蚀剂图案部上的DLC被覆膜，并使上述DLC被覆膜残留于上述蚀刻凹部内的工序。
8.根据权利要求7所述的连续镀覆用图案形成滚筒的制造方法，其特征在于，
被涂敷上述光致抗蚀剂的金属基材由从以镍、钨、铬、钛、金、银、铂、不锈钢、铁、铜、铝构成的组中选择出的至少一种材料构成。
9.根据权利要求7所述的连续镀覆用图案形成滚筒的制造方法，其特征在于，
上述蚀刻凹部的蚀刻深度为1μm～10μm。
10.根据权利要求7所述的连续镀覆用图案形成滚筒的制造方法，其特征在于，
上述DLC被覆膜的厚度为1μm～10μm。
11.根据权利要求7所述的连续镀覆用图案形成滚筒的制造方法，其特征在于，
被涂敷上述光致抗蚀剂的金属基材具备由橡胶或具有缓冲性的树脂构成的缓冲层。
12.根据权利要求7所述的连续镀覆用图案形成滚筒的制造方法，其特征在于，
上述光致抗蚀剂是负性光致抗蚀剂。
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