JP3630357B2 - Manufacturing method of laminate - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂層と金属薄膜層とからなる積層体の製造方法に関する。特に、樹脂層と、この上に任意の形状に積層した金属薄膜層とからなる積層単位を複数層積層して積層体を製造するのに好適な積層体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
樹脂層と金属薄膜層とからなる積層体は、磁気テープなどの磁気記録媒体、包装用材料、電子部品など広範囲に使用されている。
【0003】
かかる積層体に使用される樹脂層の製造方法としては、樹脂材料を溶融後延伸製膜して自己支持性のあるフィルムを得る方法のほか、支持体に樹脂材料を溶剤で希釈した溶液を塗布した後、乾燥硬化して得る方法などが実用化されている。しかしながら、これらの方法によって得られる樹脂層は、厚みがせいぜい1μm程度までであり、より薄い樹脂層を安定して得ることは困難である。また、前者の方法は製造設備が大がかりとなり、また、後者の方法は溶剤によっては環境上好ましくない場合があり、また、乾燥後の塗膜に欠陥が生じることが多い。
【0004】
これに対して、薄膜の樹脂層が安定的に得られ、上記の問題も生じない方法として、真空中で支持体上に樹脂薄膜を形成する方法が提案されている。これは、真空中で樹脂材料を気化した後、支持体に付着させて薄膜化させるものであり、この方法によれば、空隙欠陥のない樹脂薄膜層が形成できるとされている。
【0005】
一方、金属薄膜層の形成は、高速で移動する支持体上に真空蒸着する方法が大量生産に向き、工業的に実用化されている。
【0006】
また、電子部品用途を中心に、金属薄膜層のパターニング、即ち、特定の領域にのみ金属薄膜層を形成することが行われている。例えば、金属薄膜層が形成されていない部分を絶縁領域として、金属薄膜層を複数に分割することで電位の異なる金属薄膜層を積層体の中に形成することができる。
【0007】
金属薄膜層をパターニングする方法として、オイルマージンと呼ばれる方法が知られている。これは、予めオイルなどのパターニング材料を支持体上に薄く形成した後、金属薄膜を金属蒸着などによって形成すると、パターニング材料上には金属薄膜層が形成されない性質を利用するものである。
【0008】
今日の樹脂層と金属薄膜層とからなる積層体に対する要求は、ますます小型化・高性能化・低コスト化の方向に向かっている。例えば、樹脂層とパターニング化された金属薄膜層とからなる積層単位を複数層積層することにより、各種要求特性を満足させたり、特定の機能を付与したりして、小型化と高性能化とを両立させることが検討されている。また、樹脂層と金属薄膜層とからなる積層体を周回する支持体上で連続的に積層していくことにより低コスト化を図る検討がされている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、周回する支持体上で樹脂層と金属薄膜層とを順に何層も積層して積層体を製造するに際して、樹脂層の積層後であって、金属薄膜層の積層前に、パターニング材料を特定形状に付着させて金属薄膜層を特定の領域に積層しようとすると、積層表面の荒れ、樹脂層や金属薄膜層のピンホール(積層抜け)、金属薄膜層の積層領域の不安定化(例えば、所望する積層領域からのはみ出し、又はその逆)等の問題が生じることが判明した。このような問題は、パターニング材料を塗布して金属薄膜層を形成することで工程が終了していた従来の2層積層体の製造方法では特に見られなかった問題である。しかも、これらの問題は、特に各層の積層厚みが薄くなればなるほど顕著になる傾向があった。
【0010】
従って、本発明の目的とするところは、樹脂層と特定領域にのみ積層した金属薄膜層とからなる積層単位を多数積層してなる積層体を安定して製造する方法を提供することにより、かかる積層体に対する上記の小型化・高性能化・低コスト化の要求を達成することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために、以下の構成とする。
【0012】
即ち、本発明の第1の積層体の製造方法は、支持体上に樹脂材料を付着させて樹脂層を積層する工程と、前記樹脂層上にパターニング材料を、パターニング材料付与装置に設けられたギャップ計測手段によって前記樹脂層表面との距離を計測することで前記樹脂層表面と前記パターニング材料付与装置との距離が略一定となるように保ちながら付着させる工程と、金属薄膜層を積層する工程とを一単位とし、これを周回する支持体上で所定回数繰り返すことにより、前記樹脂層と前記金属薄膜層とからなる積層体を製造する方法であって、パターニング材料の付着を、前記樹脂層表面に対向して設置された前記パターニング材料付与装置の微細孔から気化した前記パターニング材料を放出して前記樹脂層表面に付着させることにより行うことを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
図1は、本発明の製造方法を実施するための製造装置の一例を模式的に示した概略図である。
【0016】
一定の角速度又は周速度で、図中の矢印方向に回転する円筒形状のキャンローラ11の下部に金属薄膜層形成装置14が配され、これに対してキャンローラ11の回転方向下流側に樹脂層形成装置12が、上流側にパターニング材料付与装置13がそれぞれ配されている。
【0017】
キャンローラ11の外周面は、平滑に、好ましくは鏡面状に仕上げられており、好ましくは−20〜40℃、特に好ましくは−10〜10℃に冷却されている。回転速度は自由に設定できるが、15〜70rpm程度、周速度は好ましくは20〜200m/minである。
【0018】
樹脂層形成装置12は、樹脂層を形成する樹脂材料を蒸発気化又は霧化させて、キャンローラ11表面に向けて放出する。樹脂材料は、キャンローラ11の外周面に付着して樹脂層を形成する。樹脂材料としては、このように蒸発気化又は霧化した後、堆積して薄膜を形成できるものであれば特に限定されず、積層体の用途に応じて適宜選択できるが、反応性モノマー樹脂であるのが好ましい。例えば、電子部品材料用途に使用する場合には、アクリレート樹脂またはビニル樹脂を主成分とするものが好ましく、具体的には、多官能(メタ)アクリレートモノマー、多官能ビニルエーテルモノマーが好ましく、中でも、シクロペンタジエンジメタノールジアクリレート、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテルモノマー等若しくはこれらの炭化水素基を置換したモノマーが電気特定の点で好ましい。樹脂材料を飛散させる手段としては、ヒータ等の加熱手段、超音波、又はスプレー等による気化又は霧化させる方法が用いられる。特に、ヒータ等の加熱手段により樹脂材料を蒸発気化させる方法が好ましい。
【0019】
堆積した樹脂材料は、必要に応じて樹脂硬化装置18により所望の硬化度に硬化処理してもい。硬化処理としては、樹脂材料を重合及び/又は架橋する処理が例示できる。樹脂硬化装置としては、例えば電子線照射装置、紫外線照射装置、又は熱硬化装置等を用いることができる。硬化処理の程度は、製造する積層体の要求特性により適宜変更すれば良いが、例えばコンデンサなどの電子部品用の積層体を製造するのであれば、硬化度が50〜95%、更には50〜75%になるまで硬化処理するのが好ましい。硬化度が上記範囲より小さいと、本発明の方法により得た積層体をプレスしたり、電子部品として回路基板に実装したりする工程において、外力等が加わると容易に変形したり、金属薄膜層の破断又は短絡等を生じてしまう。一方、硬化度が上記範囲より大きいと、積層体を製造後キャンローラから円筒状の積層体を取り外す場合、または、その後これをプレスして平板状の積層体を得る場合などに割れるなどの問題が生じることがある。なお、本発明の硬化度は、赤外分光硬度計でC=O基の吸光度とC=C基(1600cm−1)の比をとり、各々のモノマーと硬化物の比の値をとり、減少分吸光度を1から引いたものと定義する。
【0020】
本発明において、樹脂層の厚みは特に制限はないが、1μm以下、更に0.7μm以下、特に0.4μm以下であることが好ましい。本発明の方法によって得られる積層体の小型化・高性能化の要求に答えるためには樹脂層の厚みは薄い方が好ましい。例えば、本発明の製造法により得られた積層体をコンデンサに使用する場合、誘電体層となる樹脂層は、薄い方がコンデンサの静電容量はその厚みに反比例して大きくなる。また、厚みが薄くなっても、本発明の効果は達成でき、むしろ薄い場合に本発明の効果がより一層顕著に発現する。
【0021】
形成された樹脂層は、必要に応じて樹脂表面処理装置19により表面処理される。例えば、酸素プラズマ処理等を行って、樹脂層表面を活性化させて金属薄膜層との接着性を向上させることができる。
【0022】
パターニング材料付与装置13は、パターニング材料を樹脂層表面に所定の形状に付着させるためのものである。パターニング材料が付着した箇所には金属薄膜は形成されない。本実施の形態では、パターニング材料は、キャンローラ11上に形成された樹脂層表面に、円周方向に所定の位置に、所定の形状で、所定の数だけ付着する。
【0023】
その後、金属薄膜層形成装置14により金属薄膜層が形成される。金属薄膜の形成方法としては、蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等周知の手段が適用できるが、本発明では蒸着、特に電子ビーム蒸着が耐湿性の優れた膜が生産性良く得られる点で好ましい。金属薄膜層の材料としては、アルミニウム、銅、亜鉛、ニッケル、若しくはこれらの化合物、若しくはこれらの酸化物、若しくはこれらの化合物の酸化物などが使用できる。中でも、アルミニウムが接着性と経済性の点で好ましい。なお、金属薄膜層には、上記以外の他成分を含むものであっても構わない。
【0024】
金属薄膜層の厚みは、本発明の製造方法により得られる積層体の用途により適宜決定すればよいが、電子部品用途に使用する場合は、50nm以下、更に10〜50nm、特に20〜40nmであるのが好ましい。また、膜抵抗は、15Ω/□以下、さらに10Ω/□以下、特に1〜8Ω/□、最適には2〜6Ω/□であるのが好ましい。
【0025】
また、積層体を電子部品、特にコンデンサとして使用する場合には、(樹脂層の厚み)/(金属薄膜層の厚み)を20以下、特に15以下にしておくと、樹脂層のピンホールなどにより対向する金属薄膜層が電気的に短絡した場合に、過電流により当該金属薄膜層が消失又は溶失して、欠陥を除去するという自己回復機能がより良好に発現するために好ましい。
【0026】
これらの装置は、真空容器15内に納められ、その内部は真空ポンプ16により真空に保たれている。真空容器15内の真空度は2×10−4Torr程度である。なお、真空装置15内を、各工程ごとに複数の空間に分割し、各空間を当該工程に最適な真空度に維持するようにしても良い。
【0027】
本発明の第1の積層体の製造方法は、上記のように、樹脂材料を付着させて樹脂層を積層する工程と、前記樹脂層上にパターニング材料を付着させる工程と、金属薄膜層を積層する工程とを一単位とし、これを周回する支持体上で所定回数繰り返すことにより、樹脂層と金属薄膜層とからなる積層体を製造する方法であって、パターニング材料を樹脂層表面に非接触で付着させることを特徴とする。
【0028】
いわゆるオイルマージンと呼ばれるパターニング材料の付着手段として、液状のパターニング材料をリーバースコート、ダイコート等の塗布又は転写により直接被付着面表面に付着させる方法は広く使用されている。しかしながら、本発明のように周回する支持体上で樹脂層と金属薄膜層とを順次積層させていく積層体の製造方法においては、従来以上に積層厚みが薄い積層体も容易に製造でき、そのような場合には、かかる接触式の付着方法では、付着時に薄膜層に付与される外力が無視できなくなる。例えば、付着時の外力による樹脂層や金属薄膜層の変形、それに伴う各層の破断、積層体の表面荒れなどが顕著に発生するようになる。
【0029】
パターニング材料を樹脂表面に非接触で付着させる方法としては、蒸発気化させたパターニング材料を微細孔から噴射して樹脂層表面で液化させる方法、または液状のパターニング材料を微細孔から噴射して付着させる方法等がある。
【0030】
まず、蒸発気化させたパターニング材料を微細孔から噴射して樹脂層表面で液化させる方法について説明する。この方法は、パターニング材料を必要十分な厚さで、所定の範囲に安定して付着でき、しかも構造的にも簡単であるという利点を有する。
【0031】
図2に、気化したパターニング材料を放出できるパターニング材料付与装置の一例の正面図を示す。パターニング材料付与装置13の正面には、微細孔21が所定の間隔で所定の数だけ並んで配されている。微細孔21が被付着面に対向するように、かつ矢印22の方向が被付着面の進行方向に一致するように、パターニング材料付与装置13を設置する。そして、微細孔21から気化したパターニング材料を放出することにより、被付着面にパターニング材料が付着し、冷却して液化して、パターニング材料の付着膜を形成する。したがって、同図の微細孔21の間隔と数は、樹脂層表面に帯状にパターニング材料を付着させる場合の間隔とその数に対応する。
【0032】
図3は、図2のI−I線矢印方向から見た断面図である。微細孔21は、ノズル23に接続し、更にノズル23は容器24に接続されている。そして、本例では容器24に外部からパターニング材料が供給される。
【0033】
ノズルの微細孔21の形状は、図2に示すようにしたように丸形(円形)であっても良いが、それ以外の形状であっても良い。図4に、パターニング材料付与装置の正面から見た微細孔の形状の例を示した。例えば、同図(a)の丸形のほか、(b)のような楕円形、(c)のような長孔形、(d)のような矩形などが使用できる。この場合、微細孔の最大径Dは、10〜500μm、特に30〜100μmとすると、適度な付着厚みで境界の明確なパターニング材料の付着膜が得られる。なお、微細孔の最大径方向(同図の上下方向)を被付着面の進行方向に一致させて配するのが良い。更に、上の各種形状の微細孔を複数個近設して一つのパターニング材料付着位置を構成させても良い。この場合、複数の微細孔を被付着面の進行方向にそって並べて配すると良好なパターニング材料の付着膜が形成される場合が多い。上記のような微細孔の形状、大きさ、数、配列は、パターニング材料の種類、付着幅、被付着面の走行速度などの各種条件に応じて適宜選択する。
【0034】
気化したパターニング材料は、微細孔から放出されると、一定の指向性をもちながら拡散する。パターニング材料の付着膜を所定の幅に、かつその境界が明確になるように安定して形成するためには、放出されたパターニング材料の拡散の幅は狭い方が好ましい。このため、微細孔の最大径をD、微細孔の深さをLとしたとき(図3参照)、L/Dを1〜10、更に2〜8、特に3〜7にするのが好ましい。L/Dが上記範囲より小さいとパターニング材料が広く拡散し、上記の好ましい付着膜を形成しにくくなる。一方、上記範囲より大きいとパターニング材料の拡散の指向性はあまり向上しないばかりか、微細孔の加工が困難になりコストが上昇する。
【0035】
微細孔の最大径D及びL/Dがそれぞれ上記の範囲を同時に満足するとき、良好なパターニング材料を安定して得ることができるので特に好ましい。
【0036】
次に、パターニング材料付与装置にパターニング材料を供給する方法について説明する。
【0037】
図5は、パターニング材料付与装置に気化させたパターニング材料を供給する場合の構成の一例を示した概略図である。液体状態のパターニング材料33は、リザーブタンク31に蓄えられ、バルブ34aを有する配管35aを通じて気化装置32に供給される。気化装置32は、パターニング材料を昇温し、気化させる。気体状態のパターニング材料は、バルブ34bを有する配管35bを通じてパターニング材料付与装置13の容器24に送られる。その後、パターニング材料はノズル23及びその微細孔21を通って被付着面に向け放出される。この場合、配管35bとパターニング材料付与装置13は、パターニング材料が液化しないように所定の温度に加熱・保温されている。リザーブタンク31及び気化装置32は、真空装置15(図1参照)の外に置かれる。本例によれば、パターニング材料の気化をパターニング材料付与装置13以前の気化装置32で予め行うので、経時的に安定したパターニング材料蒸気が得られる。
【0038】
図6は、パターニング材料付与装置に気化させたパターニング材料を供給する場合の構成の別の一例を示した概略図である。本例は、図5の場合と比較して、パターニング材料付与装置として、容器24を有しないパターニング材料付与装置13′を使用する点でのみ相違する。即ち、気化装置32で気化された気体状のパターニング材料は、加熱されたパターニング材料付与装置13′のノズル23′に直接供給される。本例は、気化装置32から供給されるパターニング材料の圧力変動の影響を受けやすく、放出量の変動が生じやくすくなる欠点は有するものの、パターニング材料付与装置の構造が簡単になり、製造コストを低くできるという利点を有する。
【0039】
図7は、パターニング材料付与装置にパターニング材料を液体状態のまま供給する場合の構成の一例を示した概略図である。液体状態のパターニング材料33は、リザーブタンク31に蓄えられ、バルブ34cを有する配管35cを通じてパターニング材料付与装置13の容器24に供給される。パターニング材料付与装置13は、パターニング材料の沸点以上に加熱されており、パターニング材料は容器24内で気化する。その後、パターニング材料はノズル23及びその微細孔21を通って被付着面に向け放出される。この場合、リザーブタンク31は、真空装置15(図1参照)の外に置かれる。なお、パターニング材料は、積層体の製造工程中もリザーブタンク31から随時供給しても良く、また、製造工程の開始前に容器24に供給しておいて、製造工程中はリザーブタンク31からの供給を停止するものであってもよい。本例によれば、パターニング材料付与装置が気化装置を兼ねるので、設備が簡略化する利点を有する。一方、容器24内でのパターニング材料蒸気の圧力変動の影響を受けやすく、放出量が不安定化する傾向がある。
【0040】
図8は、パターニング材料付与装置にパターニング材料を液体状態のまま供給する場合の構成の別の一例を示した概略図である。本例は、図7の場合と比較して、パターニング材料付与装置として、容器24を有しないパターニング材料付与装置13″を使用する点でのみ相違する。即ち、液体状態のパターニング材料は、加熱されたパターニング材料付与装置13″のノズル23″に直接供給される。本例は、図7の場合に比べてより一層ノズル23″内でのパターニング材料蒸気の圧力変動の影響を受けやすく、放出量が不安定化する傾向がある。一方、パターニング材料付与装置の構造が簡単になり、製造コストを低くできるという利点を有する。
【0041】
上記の図7、図8では、液体状態のパターニング材料を加熱したパターニング材料付与装置に供給したが、常温のパターニング材料付与装置に供給後、パターニング材料付与装置を昇温して、パターニング材料付与装置内でパターニング材料を蒸発させ、気化した後、微細孔から蒸気を放出してもよい。但し、パターニング材料の気化は、分子量の小さいものから気化する傾向があるため、工程の最初と最後とでは気化した蒸気の成分が異なることも起こり得る。従って、気化が安定化してからパターニングするようにする必要がある。
【0042】
パターニング材料付与装置の微細孔と被付着面(樹脂層表面)との間の距離Dw(図1参照)は、500μm以下、更には400μm以下、特に300μm以下とするのが好ましい。また、その下限は、50μm以上、更には100μm以上、特に200μm以上であるのが好ましい。上記の通り、気化したパターニング材料は、微細孔から放出されると、一定の指向性をもちながら拡散する。従って、パターニング材料の付着膜を意図した幅に、かつその境界が明確になるように安定して形成するためには、微細孔と被付着面との距離は小さい方が好ましい。一方、近付けすぎると、付着膜の厚みの制御が困難になったり、中央部と周辺部との付着膜の厚みの差が大きくなったり、付着しないで拡散してしまう蒸気の割合が多くなったりする。
【0043】
次ぎに、液状のパターニング材料を微細孔から噴射して付着させる方法について説明する。
【0044】
図9に液状のパターニング材料を微細孔から噴射することができるパターニング材料付与装置の一例の正面図を示す。パターニング材料付与装置13は矢印22の方向が被付着面の進行方向に一致するように設置される。パターニング材料付与装置13の正面には、ノズルヘッド41が矢印22と略45°の角度をなすように所定の間隔で所定の数だけ並んでいる。
【0045】
図10に図9のノズルヘッド41を正面から見た部分拡大図を示す。図中、矢印22は図9の矢印22の方向と一致する。ノズルヘッドの表面には微細孔42が配されている。図10の例では、3つの微細孔を矢印22と垂直方向に所定間隔で配したものを1組として、これをノズルヘッド内で所定間隔で所定の数だけ配している。そして、これらの微細孔42は、これを矢印22と垂直な面に投影させて見れば等間隔になるように配置されている。
【0046】
なお、微細孔の配列は、図9、図10に示すものに限られないことはもちろんである。
【0047】
図11に、液状のパターニング材料を微細孔から噴射することができるパターニング材料付与装置の別の一例の正面図を示す。パターニング材料付与装置13は矢印22の方向が被付着面の進行方向に一致するように設置される。パターニング材料付与装置13の正面には、ノズルヘッド41′が矢印22と直角をなすように配置されている。
【0048】
図12に図11のノズルヘッド41′を正面から見た部分拡大図を示す。図中、矢印22は図11の矢印22の方向と一致する。ノズルヘッドの表面には微細孔42が配されている。図12の例では、3つの微細孔を矢印22と略45°の角度をなすように所定間隔で配したものを1組として、これをノズルヘッド内で所定間隔で所定の数だけ配している。そして、これらの微細孔42は、これを矢印22と垂直な面に投影させて見れば等間隔になるように配置されている。
【0049】
図13は、図10のII−II線矢印方向から見た微細孔の部分断面図である。なお、図12に示す微細孔もこれと同様の構造を有している。
【0050】
ベースプレート43には、微細孔42の位置に相当する部分にシリンダ48が加工されており、該シリンダ48にピエゾ圧電素子44及びピストンヘッド45が順に挿入されている。ベースプレート43の前面にはオリフィスプレート46が配され、両者の間に液体状態のパターニング材料47が充填されている。微細孔42の径は適宜設計することができるが例えば70μm程度である。
【0051】
微細孔42からの液体状態のパターニング材料の噴射は以下のようにして行う。圧電素子44の圧電効果により、圧電素子44を収縮させ、ピストンヘッド45を図中左方向に後退させる。これによりピストンヘッド45の前面が負圧になってパターニング材料47がベースプレートのシリンダ48内に吸い込まれる。その後、圧電素子を元の状態に戻すことにより、シリンダ48に蓄えられたパターニング材料が微細孔42を通って放出される。本方式ではパターニング材料は液滴となって不連続に放出される。従って、1回の放出により、パターニング材料は被付着面(樹脂層表面)にひとつのドットとして付着する。1回当たりのパターニング材料の放出量(液滴の大きさ)及び間隔を調整することにより、パターニング材料を連続した液膜として付着させることができる。
【0052】
本方式では、被付着面(樹脂層表面)の移動方向と垂直な方向に複数個配列された微細孔から任意に選択してパターニング材料を放出させることができるので、パターニング材料の付着領域の変更が容易になる。また、各々の作動、停止が容易に行えるので、帯状以外の任意形状(例えば不連続形状)にパターニング材料を付着させることも容易である。更に、先に説明した気化したパターニング材料を放出して被付着面上で液化させる方法に比べて、放出されたパターニング材料の指向性が鋭く、意図する通りに正確にパターニング材料を付着させることが容易である。しかも、微細孔と被付着面との距離を大きくとることができるため(例えば、500μm程度)、装置の設計の自由度が高まり、後述するパターニング材料付与装置の後退といった精密な制御を簡略化できる可能性もある。
【0053】
本方式では、更に、放出されたパターニング材料の液滴粒子を帯電させ、放出された空間に電場を形成しておくのが好ましい。電場の向きを微細孔から被付着面の向きに一致させると、パターニング材料の液滴粒子は被付着面表面に向かって加速する。従って、放出されたパターニング材料粒子の指向性が鋭くなり、また微細孔と被付着面との距離を更に拡大することが可能である。また、電場の向きをこれ以外の向きとして、液滴粒子の軌道を任意方向に曲げることもできる。これにより、装置設計の自由度が向上できる。なお、液滴粒子を帯電させるには、例えば電子線照射、イオン照射、プラズマによるイオン化等の方法を用いることができる。
【0054】
なお、本発明の積層体の製造法は、周回する支持体上に樹脂層とパターニングされた金属薄膜層とを所定数積層するものである。従って、積層数が多くなれば、上記の微細孔と被付着面(樹脂層表面)との間隔は次第に狭くなる。よって、両者の間隔を上記の範囲内に維持するためには、積層が進行するのに応じてパターニング材料付与装置13を後退させるのが好ましい。
【0055】
パターニング材料付与装置13の後退は、例えば図14に示す装置により行うことができる。即ち、可動ベース51上にアクチュエータA52が固定されており、アクチュエータA52の移動端にパターニング材料付与装置13が取り付けられている。パターニング材料付与装置13は、アクチュエータA52により、可動ベース51上で矢印53方向に移動可能に設置されている。パターニング材料付与装置13には、キャンローラ11表面(積層体形成過程においては、積層体外周面)との距離を測定するギャップ測定装置54が設置されている。ギャップ測定装置54としては、例えばレーザを利用した非接触測距装置が利用できる。ギャップ測定装置54は、積層体の製造中、常にキャンローラ11表面の積層体の外周面との距離を測定しており、その信号はギャップ計測回路55に送られる。ギャップ計測回路55は、パターニング材料付与装置13の微細孔とキャンローラ11表面(積層体形成過程においては、積層体外周面)との距離が所定範囲内にあるかどうかを常時チェックし、積層が進んで該距離が所定範囲より小さいと判断した場合には、アクチュエータA52に対してパターニング材料付与装置13を所定量後退させるよう指示し、これに基づきパターニング材料付与装置13が所定量後退する。かくして、パターニング材料付与装置13の微細孔端とキャンローラ11上の積層体外周面との距離Dwが常に一定間隔に維持されながら積層が進行する。
【0056】
なお、上記のようなギャップ測定装置54及びギャップ計測回路55を用いた制御を行わずに、キャンローラ11の回転数(例えば1回転)に応じて、積層厚さに基づき予め設定した量だけ順次後退するようにしたものであってもよい。また、これに上記のギャップ測定装置54による距離計測を確認のために併用して適宜微調整を加えるものでもよい。
【0057】
本発明の製造方法においては、周回する支持体が所定の回数回転するごとにパターニング材料の付着位置を支持体の被付着面と平行な面内で、被付着面の移動方向に垂直な方向に所定量だけ移動するようにしてもよい。このようにすると、樹脂層と金属薄膜層とが順次積層された積層体において、金属薄膜層の非積層部の位置を各層ごとに変化させた積層体を得ることができる。例えば、積層体を電子部品として使用する場合には、樹脂層を挟む上下の金属薄膜層を異なる電位を有する電極にすることが容易に実現できる。
【0058】
パターニング材料の付着位置の変更は、例えば図14に示す装置により行うことができる。即ち、固定ベース56上にアクチュエータB57が固定されており、アクチュエータB57の移動端に前記可動ベース51が取り付けられている。可動ベース51は、アクチュエータB57により、固定ベース56上で矢印58方向に移動可能に設置されている。キャンローラ11の回転は回転検出器(図示せず)により監視されており、キャンローラ11が1回転するごとに回転信号S1が回転検出回路59に送られる。回転検出回路59は、回転信号S1を所定回数(例えば1回)検知するたびに、アクチュエータB57に対して可動ベース51を矢印58方向の所定の向きに所定量移動させるよう指示し、これに基づき可動ベース51、即ちパターニング材料付与装置13が矢印58方向の所定の向きに所定量移動する。かくして、パターニング材料の付着位置は、キャンローラ11が所定回数回転するごとに、キャンローラ11表面の回転移動方向と直角方向に、所定量だけ変更される。
【0059】
本発明の第2の積層体の製造方法は、上記のように、樹脂材料を付着させて樹脂層を積層する工程と、前記樹脂層上にパターニング材料を付着させる工程と、金属薄膜層を積層する工程とを一単位とし、これを周回する支持体上で所定回数繰り返すことにより、樹脂層と金属薄膜層とからなる積層体を製造する方法であって、金属薄膜層を積層する工程の後であって、樹脂層を積層する工程の前に、残存するパターニング材料を除去する工程を有することを特徴とする。
【0060】
パターニング材料付与装置によって付着したパターニング材料の大部分は金属薄膜の形成の際に再蒸発して消失してしまう。しかしながら、一部は金属薄膜層の形成後も残存し、積層表面の荒れ、樹脂層や金属薄膜層のピンホール(積層抜け)、金属薄膜層の積層領域の不安定化等の問題が生じる。本来、パターニング材料は、金属薄膜層の形成後には残存しないように必要最小限の付着量にするべきであるが、わずかでも不足すると金属薄膜層の非積層部が意図するように形成されず、その制御は極めて困難である。そこで、金属薄膜層の積層後であって、樹脂層の積層前に残存するパターニング材料を除去する必要がある。
【0061】
パターニング材料の除去工程は、具体的には、図1の装置において、金属薄膜層形成装置14と樹脂層形成装置12との間にパターニング材料除去装置17を設置することで実現できる。
【0062】
パターニング材料の除去手段は特に制限はなく、パターニング材料の種類に応じて適宜選択すればよいが、例えば加熱及び/又は分解により除去することができる。加熱して除去する方法としては、例えば、光照射や電熱ヒータによる方法が例示できるが、光照射による方法が装置が簡単であり、かつ除去性能も高い。なお、ここで光とは、遠赤外線及び赤外線を含む。一方、分解して除去する方法としては、プラズマ照射、イオン照射、電子照射などが使用できる。このとき、プラズマ照射は、酸素プラズマ、アルゴンプラズマ、窒素プラズマ等が使用できるが、この中でも特に酸素プラズマが好ましい。
【0063】
本発明の第3の積層体の製造方法は、樹脂材料を付着させて樹脂層を積層する工程と、前記樹脂層上にパターニング材料を付着させる工程と、金属薄膜層を積層する工程とを一単位とし、これを周回する支持体上で所定回数繰り返すことにより、樹脂層と金属薄膜層とからなる積層体を製造する方法であって、前記パターニング材料としてエステル系オイル、グリコール系オイル、フッ素系オイル及び炭化水素系オイルよりなる群から選ばれた少なくとも一種のオイルを使用することを特徴とする。
【0064】
パターニング材料は、従来のオイルマージンに使用されるオイルと同様に、金属薄膜形成時の熱負荷などに耐え、その付着領域には確実に金属薄膜を形成させないものであることが必要とされる。しかしながら、本発明では、これに止まらず、非接触で、気化して又は液体のままで樹脂層表面に付着できるものである必要がある。また、その際に、パターニング材料付与装置の微細孔を詰まらせるものであってはならない。更に、本発明の方法によって形成された樹脂層と相溶性があり、適度の濡れ性を有する必要がある。更に、真空中で、加熱又は分解により容易に除去可能である必要がある。このような特殊な条件が加わることにより、本発明で使用されるパターニング材料は特定種類のオイルである必要がある。上記以外のパターニング材料を使用すると、積層表面の荒れ、樹脂層や金属薄膜層のピンホール、金属薄膜層の積層領域の不安定化等の問題を生じる。
【0065】
パターニング材料としては、更に好ましくは、エステル系オイル、グリコール系オイル、フッ素系オイル、特に、フッ素系オイルが好ましい。
【0066】
パターニング材料は、その蒸気圧が0.1torrとなる温度が80〜250℃の範囲内にあることが好ましい。この条件を満足しないパターニング材料では上記の問題を生じることがある。
【0067】
オイルの平均分子量は、200〜3000、更に300〜3000、特に350〜2000であることが好ましい。平均分子量がこの範囲より大きいと微細孔の詰まりが発生しやすくなり、逆にこの範囲より小さいとマージン形成が不十分となることがある。
【0068】
(実施の形態2)
図15は、本発明の製造方法を実施するための製造装置の別の一例を模式的に示した概略図である。
【0069】
図15の製造装置は、周回する支持体として、図1の製造装置の円筒状のドラムに代えて、2本のロールの間を周回するベルト状支持体20を使用している点で図1と相違する。ベルト状支持体20は、金属、樹脂、布帛あるいはこれらの複合体などからなるものが使用できる。
【0070】
上記以外の装置は、実施の形態1で説明したものがそのまま使用できる。
【0071】
なお、周回する支持体としては、図1の円筒状のドラム、図15のベルトのほか、円盤も使用できる。この場合、パターニング材料は同心円状に付着される。本発明の積層体の製造方法は、樹脂材料を付着させて樹脂層を積層する工程と、前記樹脂層上にパターニング材料を付着させる工程と、金属薄膜層を積層する工程とを一単位とし、これを周回する支持体上で所定回数繰り返すことにより、樹脂層と金属薄膜層とからなる積層体を製造するものであるが、その製造過程の前後又は途中において、樹脂層又は金属薄膜層のいずれかを積層せずに、金属薄膜層のみ又は樹脂層のみを連続して積層する工程が存在していてもよい。また、積層体の製造過程の前後又は途中において、本発明の樹脂層又は金属薄膜層のいずれとも異なる他の層を積層する工程を有していてもよい。
【0072】
【実施例】
(実施例1)
図1に示す装置を用いてコンデンサ用積層体を製造した。
【0073】
真空容器15内は2×10−4Torrとし、キャンローラ11はその外周面を5℃に維持してある。
【0074】
まず最初に、保護層(樹脂層のみからなる層)となる部分をキャンローラ11の外周面に積層させた。保護層材料としてジシクロペンタジエンジメタノールジアクリレートを用い、これを気化して樹脂層形成装置12よりキャンローラ11の外周面に堆積させた。次いで樹脂硬化装置18として、紫外線硬化装置を用い、上記により堆積させた保護層材料を重合し、硬化させた。この操作を、キャンローラ11を回転させることにより繰返し、キャンローラ11外周面に厚さ15μmの保護層を形成した、
次いで、補強層となる部分を積層させた。樹脂層材料は、上記の保護層材料と同じものを用い、これを気化して樹脂層形成装置12より保護層上に堆積させた。次いで樹脂硬化装置18として、紫外線硬化装置を用い、上記により堆積させた樹脂層材料を重合し、硬化度が70%になるまで硬化させた。このとき形成された樹脂層は0.6μmである。その後、樹脂表面処理装置19により、表面を酸素プラズマ処理した。次ぎに、パターニング材料付与装置13によりパターニング材料を付着させた。パターニング材料としては、フッ素系オイルを使用した。このパターニング材料の蒸気圧が0.1torrとなる温度は100℃である。オイルの平均分子量は1500である。パターニング材料の供給は図5に示す方法により、気化装置32で予め気化した後、170℃に保持したパターニング材料付与装置に供給した。パターニング材料付与装置としては図2、図3に示す装置を使用し、直径50μm、深さ300μmの丸形ノズルより気体状のパターニング材料を噴出させて、幅150μmの帯状に付着させた。次ぎに、金属薄膜形成装置14からアルミニウムを金属蒸着させた。蒸着厚みは300オングストローム、膜抵抗3Ω/□である。その後、パターニング材料除去装置17により、遠赤外線ヒータによる加熱及びプラズマ放電処理により残存したパターニング材料を除去した。以上の操作を、キャンローラ11を回転させることにより500回繰り返し、総厚さ315μmの補強層を形成した。なお、パターニング材料付与装置の、キャンローラ11の外周面の移動方向と垂直方向(図14の矢印58の方向)の移動は、図14に示す装置を用いて、以下のパターンで行った。即ち、キャンローラ11が1回転すると、ある向きに60μm移動し、次の1回転後同じ向きに60μm移動し、次の1回転後逆向きに60μm移動し、次の1回転後同じ向きに60μm移動するという動きを1周期として、以下この動きを繰り返した。また、パターニング材料付与装置の微細孔と被付着表面との距離Dwは、常に250〜300μmが維持できるように制御した。
【0075】
次ぎに、コンデンサとしての容量発生部分(素子層部分)を積層した。樹脂層(誘電体層)材料は、上記の保護層及び補強層の樹脂層の材料と同じものを用い、これを気化して補強層上に堆積させた。次いで樹脂硬化装置18として、紫外線硬化装置を用い、上記により堆積させた誘電体層材料を重合し、硬化度が70%になるまで硬化させた。このとき形成された誘電体層は0.4μmである。その後、樹脂表面処理装置19により、表面を酸素プラズマ処理した。次ぎに、パターニング材料付与装置13によりパターニング材料を付着させた。パターニング材料としては、フッ素系オイルを使用した。このパターニング材料の蒸気圧が0.1torrとなる温度は130℃である。オイルの平均分子量は1800である。パターニング材料の供給は図5に示す方法により、気化装置32で予め気化した後、170℃に保持したパターニング材料付与装置に供給した。パターニング材料付与装置としては図2、図3に示す装置を使用し、直径50μm、深さ300μmの丸形ノズルより気体状のパターニング材料を噴出させて、幅150μmの帯状に付着させた。次ぎに、金属薄膜形成装置14からアルミニウムを金属蒸着させた。蒸着厚みは300オングストローム、膜抵抗3Ω/□である。その後、パターニング材料除去装置17により、赤外線ヒータによる加熱及びプラズマ放電処理により残存したパターニング材料を除去した。以上の操作を、キャンローラ11を回転させることにより約2000回繰り返し、総厚さ860μmの素子層部分を形成した。なお、なお、パターニング材料付与装置の、キャンローラ11の外周面の移動方向と垂直方向(図14の矢印58の方向)の移動は、図14に示す装置を用いて、以下のパターンで行った。即ち、キャンローラ11が1回転すると、ある向きに1000μm移動し、次の1回転後逆向きに940μm移動し、次の1回転後逆向きに1000μm移動し、次の1回転後逆向きに940μm移動し、次の1回転後逆向きに1000μm移動し、次の1回転後逆向きに1060μm移動し、次の1回転後逆向きに1000μm移動し、次の1回転後逆向きに1060μm移動するという動きを1周期として、以下この動きを繰り返した。また、パターニング材料付与装置の微細孔と被付着表面との距離Dwは、常に250〜300μmが維持できるように制御した。
【0076】
次ぎに、素子層部分表面に、厚さ315μmの補強層部分を形成した。形成方法は上記の補強層の形成方法と全く同一とした。
【0077】
最後に、補強層表面に、厚さ15μmの保護層部分を形成した。形成方法は上記の保護層の形成方法と全く同一とした。
【0078】
次いで、得られた円筒状の積層体を半径方向に8分割(45°ごとに切断)して取り外し、加熱下でプレスして図16に示すような平板状の積層体母素子60を得た。なお、同図中矢印61は、キャンローラ11の外周面の移動方向を示す。これを、切断面65aで切断し、切断面に黄銅を金属溶射して外部電極を形成した。更に、金属溶射表面に熱硬化性フェノール樹脂中に銅、Ni、銀の合金等を分散させた導電性ペーストを塗布し、加熱硬化させ、更にその樹脂表面に溶融ハンダメッキを施した。その後、図16の切断面65bに相当する箇所で切断し、シランカップリング剤溶液に浸漬して外表面をコーティングし、図17に示すようなチップコンデンサ70を得た。
【0079】
得られたチップコンデンサは、積層方向厚み約1.5mm、奥行約1.6mm、幅(両外部電極間方向)約3.2mmであり、小型ながら容量は0.47μFであった。耐電圧は、50Vであった。金属薄膜層同士の短絡、金属薄膜層の破断などは認められなかった。チップコンデンサを分解して素子層部分の誘電体層表面及び金属薄膜層表面の表面粗さRaを測定したところ、順に0.005μm、0.005μmであり、平滑で粗大突起等は見当たらなかった。また、素子層の樹脂層(誘電体層)、補強層の樹脂層、及び保護層の硬化度は、それぞれ95%、95%、90%であった。また、素子層部分62の金属薄膜層の非積層部の幅は150μm、補強層63a、63bの金属薄膜層の非積層部の幅は150μmであり、当初の設計通りのマージン幅が一定幅で形成されいた。
【0080】
【発明の効果】
本発明の積層体の製造方法によれば、積層厚みを薄くしても、積層表面の荒れ、樹脂層や金属薄膜層のピンホール、金属薄膜層の積層領域の不安定化等の問題を有しない積層体を得ることができる。従って、本発明の製造方法によって得られた積層体は、小型化・高性能化・低コスト化が要求される各種用途、例えば、磁気テープなどの磁気記録媒体、包装用材料、電子部品など広範囲に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製造方法を実施するための製造装置の一例を模式的に示した概略図である。
【図2】パターニング材料付与装置の一例の正面図である。
【図3】図2のI−I線矢印方向から見た断面図である。
【図4】パターニング材料付与装置の正面から見た微細孔の形状の例を示した概略図である。
【図5】パターニング材料付与装置に気化させたパターニング材料を供給する場合の構成の一例を示した概略図である。
【図6】パターニング材料付与装置に気化させたパターニング材料を供給する場合の構成の別の一例を示した概略図である。
【図7】パターニング材料付与装置にパターニング材料を液体状態のまま供給する場合の構成の一例を示した概略図である。
【図8】パターニング材料付与装置にパターニング材料を液体状態のまま供給する場合の構成の別の一例を示した概略図である。
【図9】パターニング材料付与装置の別の一例の正面図である。
【図10】図9のパターニング材料付与装置のノズルヘッドを正面から見た部分拡大図である。
【図11】パターニング材料付与装置の更に別の一例の正面図である。
【図12】図11のパターニング材料付与装置のノズルヘッドを正面から見た部分拡大図である。
【図13】図10のII−II線矢印方向から見た微細孔の部分断面図である。
【図14】パターニング材料付与装置の後退及びパターニング材料の付着位置の移動を行うための装置の一例を示した概略図である。
【図15】本発明の製造方法を実施するための製造装置の別の一例を模式的に示した概略図である。
【図16】平板状の積層体母素子の概略構成の一例を示した一部斜視図である。
【図17】チップコンデンサの概略構成を示した斜視図である。
【符号の説明】
11 キャンローラ
12 樹脂層形成装置
13、13′、13″ パターニング材料付与装置
14 金属薄膜層形成装置
15 真空容器
16 真空ポンプ
17 パターニング材料除去装置
18 樹脂硬化装置
19 樹脂表面処理装置
20 ベルト状支持体
21、21a、21b、21c、21d 微細孔
22 支持体移動方向
23、23′、23″ ノズル
24 容器
31 リザーブタンク
32 気化装置
33 パターニング材料
34a、34b、34c バルブ
35a、35b、35c 配管
41、41′ ノズルヘッド
42 微細孔
43 ベースプレート
44 圧電素子
45 ピストンヘッド
46 オリフィスプレート
47 パターニング材料
48 シリンダ
51 可動ベース
52 アクチュエータA
53 矢印(移動方向)
54 ギャップ測定装置
55 ギャップ計測回路
56 固定ベース
57 アクチュエータB
58 矢印(移動方向)
59 回転検出回路
60 積層体母素子
61 矢印
62 素子層
63a、63b 補強層
64a、64b 保護層
65a、65b 切断面
70 チップコンデンサ
71a、71b 外部電極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a laminate comprising a resin layer and a metal thin film layer. In particular, the present invention relates to a method for manufacturing a laminate that is suitable for manufacturing a laminate by laminating a plurality of laminate units each including a resin layer and a metal thin film layer laminated in an arbitrary shape thereon.
[0002]
[Prior art]
A laminate composed of a resin layer and a metal thin film layer is widely used for magnetic recording media such as magnetic tape, packaging materials, and electronic parts.
[0003]
As a method for producing a resin layer used in such a laminate, in addition to a method of obtaining a self-supporting film by melting and forming a resin material, a solution obtained by diluting the resin material with a solvent is applied to the support. Then, a method obtained by drying and curing has been put into practical use. However, the resin layer obtained by these methods has a thickness of up to about 1 μm, and it is difficult to stably obtain a thinner resin layer. In addition, the former method requires a large amount of manufacturing equipment, and the latter method may be environmentally unfavorable depending on the solvent, and the coating film after drying often has defects.
[0004]
On the other hand, a method of forming a resin thin film on a support in vacuum has been proposed as a method in which a thin resin layer can be stably obtained and the above problem does not occur. In this method, after vaporizing a resin material in a vacuum, the resin material is deposited on a support and thinned. According to this method, a resin thin film layer free from void defects can be formed.
[0005]
On the other hand, for the formation of a metal thin film layer, a method of vacuum vapor deposition on a support that moves at high speed is suitable for mass production and has been industrially put into practical use.
[0006]
Further, mainly for electronic component applications, patterning of a metal thin film layer, that is, forming a metal thin film layer only in a specific region is performed. For example, the metal thin film layer having different potentials can be formed in the laminate by dividing the metal thin film layer into a plurality of parts with the portion where the metal thin film layer is not formed as an insulating region.
[0007]
As a method for patterning a metal thin film layer, a method called an oil margin is known. This utilizes the property that a metal thin film layer is not formed on a patterning material when a metal thin film is formed by metal vapor deposition or the like after a patterning material such as oil is previously formed thin on a support.
[0008]
Today's demands for laminates composed of a resin layer and a metal thin film layer are becoming smaller, higher performance, and lower cost. For example, by laminating multiple layers of resin layers and patterned metal thin film layers, various required characteristics can be satisfied, and specific functions can be added to reduce size and increase performance. It has been studied to achieve both. In addition, studies have been made to reduce the cost by continuously laminating a support composed of a resin layer and a metal thin film layer.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a laminated body is manufactured by sequentially laminating a resin layer and a metal thin film layer on a rotating support, a patterning material is applied after the resin layer is laminated and before the metal thin film layer is laminated. When trying to deposit a metal thin film layer in a specific area by attaching it to a specific shape, the laminated surface is rough, pinholes in the resin layer or metal thin film layer (destacking), destabilization of the laminated area of the metal thin film layer (for example, It has been found that problems such as protrusion from the desired laminated region and vice versa arise. Such a problem is a problem not particularly seen in the conventional method for manufacturing a two-layer laminate in which the process is completed by applying a patterning material to form a metal thin film layer. Moreover, these problems tend to become more prominent as the thickness of each layer is reduced.
[0010]
Accordingly, the object of the present invention is to provide a method for stably producing a laminate comprising a plurality of laminate units each comprising a resin layer and a metal thin film layer laminated only in a specific region. It is to achieve the above-mentioned demands for miniaturization, high performance, and low cost for the laminate.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
[0012]
That is, the manufacturing method of the 1st laminated body of this invention is the following. On the support A step of laminating a resin layer by attaching a resin material, and a patterning material on the resin layer. The distance between the resin layer surface and the patterning material application device is kept substantially constant by measuring the distance between the resin layer surface and the gap measurement means provided in the patterning material application device. By making the process of attaching and the process of laminating the metal thin film layer as a unit, by repeating this a predetermined number of times on the support that circulates, Said With resin layer Said A method for producing a laminate comprising a metal thin film layer, comprising a patterning material Adhesion The The patterning material vaporized from the micropores of the patterning material applying device placed opposite to the resin layer surface is discharged and adhered to the resin layer surface. It is characterized by that.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic view schematically showing an example of a production apparatus for carrying out the production method of the present invention.
[0016]
A metal thin film
[0017]
The outer peripheral surface of the
[0018]
The resin
[0019]
The deposited resin material may be cured to a desired degree of curing by the
[0020]
In the present invention, the thickness of the resin layer is not particularly limited, but is preferably 1 μm or less, more preferably 0.7 μm or less, and particularly preferably 0.4 μm or less. In order to meet the demands for miniaturization and high performance of the laminate obtained by the method of the present invention, it is preferable that the resin layer is thin. For example, when the laminated body obtained by the manufacturing method of the present invention is used for a capacitor, the thinner the resin layer as the dielectric layer, the larger the capacitance of the capacitor in inverse proportion to its thickness. Further, even if the thickness is reduced, the effect of the present invention can be achieved. If the thickness is rather thin, the effect of the present invention is more remarkably exhibited.
[0021]
The formed resin layer is surface-treated by a resin
[0022]
The patterning
[0023]
Thereafter, a metal thin film layer is formed by the metal thin film
[0024]
The thickness of the metal thin film layer may be appropriately determined depending on the use of the laminate obtained by the production method of the present invention, but when used for electronic parts, it is 50 nm or less, further 10 to 50 nm, particularly 20 to 40 nm. Is preferred. The membrane resistance is preferably 15 Ω / □ or less, more preferably 10 Ω / □ or less, particularly 1 to 8 Ω / □, and most preferably 2 to 6 Ω / □.
[0025]
Also, when the laminate is used as an electronic component, particularly as a capacitor, if the (resin layer thickness) / (metal thin film layer thickness) is set to 20 or less, particularly 15 or less, the resin layer may have pinholes or the like. When the opposing metal thin film layer is electrically short-circuited, it is preferable because the metal thin film layer disappears or melts due to overcurrent, and the self-recovery function of removing defects is more favorably exhibited.
[0026]
These devices are housed in a
[0027]
As described above, the first laminate manufacturing method of the present invention includes a step of laminating a resin layer by attaching a resin material, a step of depositing a patterning material on the resin layer, and laminating a metal thin film layer. Is a method of manufacturing a laminate composed of a resin layer and a metal thin film layer by repeating a predetermined number of times on a support that circulates the substrate, and the patterning material is not contacted with the resin layer surface. It is made to adhere by.
[0028]
As a means for attaching a patterning material called so-called oil margin, a method of directly attaching a liquid patterning material to the surface to be adhered by applying or transferring such as a reverse coat or a die coat is widely used. However, in the manufacturing method of a laminated body in which the resin layer and the metal thin film layer are sequentially laminated on the rotating support as in the present invention, it is possible to easily produce a laminated body having a thinner laminated thickness than before. In such a case, with such a contact type adhesion method, the external force applied to the thin film layer at the time of adhesion cannot be ignored. For example, the deformation of the resin layer or the metal thin film layer due to the external force at the time of adhesion, the accompanying breakage of each layer, the surface roughness of the laminated body, etc. will remarkably occur.
[0029]
As a method for adhering the patterning material to the resin surface in a non-contact manner, the vaporized patterning material is sprayed from the fine holes to be liquefied on the surface of the resin layer, or the liquid patterning material is jetted from the fine holes to be attached. There are methods.
[0030]
First, a method for injecting vaporized patterning material from fine holes to liquefy the resin layer surface will be described. This method has an advantage that the patterning material can be stably deposited in a predetermined range with a necessary and sufficient thickness and is structurally simple.
[0031]
FIG. 2 shows a front view of an example of a patterning material applying apparatus capable of discharging vaporized patterning material. On the front surface of the patterning
[0032]
FIG. 3 is a cross-sectional view as seen from the direction of arrows I-I in FIG. The
[0033]
The shape of the
[0034]
The vaporized patterning material diffuses with a certain directivity when released from the fine holes. In order to stably form the deposition film of the patterning material so as to have a predetermined width and to make the boundary clear, it is preferable that the diffusion width of the released patterning material is narrow. For this reason, when the maximum diameter of the fine holes is D and the depth of the fine holes is L (see FIG. 3), L / D is preferably 1 to 10, more preferably 2 to 8, particularly 3 to 7. When L / D is smaller than the above range, the patterning material diffuses widely, and it becomes difficult to form the preferable adhesion film. On the other hand, if it is larger than the above range, the directivity of the diffusion of the patterning material is not improved so much, and the processing of the fine holes becomes difficult and the cost increases.
[0035]
When the maximum diameters D and L / D of the fine holes satisfy the above ranges at the same time, it is particularly preferable because a good patterning material can be stably obtained.
[0036]
Next, a method for supplying the patterning material to the patterning material applying apparatus will be described.
[0037]
FIG. 5 is a schematic view showing an example of a configuration in the case of supplying vaporized patterning material to the patterning material applying apparatus. The
[0038]
FIG. 6 is a schematic view showing another example of the configuration in the case where the vaporized patterning material is supplied to the patterning material applying apparatus. This example is different from the case of FIG. 5 only in that a patterning
[0039]
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration in the case where the patterning material is supplied to the patterning material applying apparatus in a liquid state. The
[0040]
FIG. 8 is a schematic view showing another example of the configuration in the case where the patterning material is supplied in a liquid state to the patterning material applying apparatus. This example is different from the case of FIG. 7 only in that the patterning
[0041]
In FIG. 7 and FIG. 8, the liquid patterning material is supplied to the heated patterning material application apparatus. However, after the liquid patterning material is supplied to the room temperature patterning material application apparatus, the patterning material application apparatus is heated to increase the patterning material application apparatus. After the patterning material is evaporated and vaporized therein, the vapor may be released from the fine holes. However, since the vaporization of the patterning material tends to vaporize from the one having a low molecular weight, the vapor components that are vaporized may be different at the beginning and the end of the process. Therefore, it is necessary to perform patterning after vaporization is stabilized.
[0042]
The distance Dw (see FIG. 1) between the fine holes of the patterning material application device and the adherend surface (resin layer surface) is preferably 500 μm or less, more preferably 400 μm or less, and particularly preferably 300 μm or less. The lower limit is preferably 50 μm or more, more preferably 100 μm or more, and particularly preferably 200 μm or more. As described above, when the vaporized patterning material is released from the micropores, it diffuses with a certain directivity. Therefore, in order to stably form an adhesion film of the patterning material with an intended width and a clear boundary, it is preferable that the distance between the fine hole and the adherend surface is small. On the other hand, if it is too close, it becomes difficult to control the thickness of the adhesion film, the difference in the thickness of the adhesion film between the central part and the peripheral part becomes large, or the ratio of vapor that diffuses without adhering increases. To do.
[0043]
Next, a method of spraying and attaching a liquid patterning material from the fine holes will be described.
[0044]
FIG. 9 shows a front view of an example of a patterning material applying apparatus capable of injecting a liquid patterning material from a fine hole. The patterning
[0045]
FIG. 10 shows a partially enlarged view of the
[0046]
Needless to say, the arrangement of the fine holes is not limited to that shown in FIGS.
[0047]
FIG. 11 shows a front view of another example of a patterning material applying apparatus capable of injecting a liquid patterning material from a fine hole. The patterning
[0048]
FIG. 12 shows a partially enlarged view of the
[0049]
FIG. 13 is a partial cross-sectional view of the micropore viewed from the direction of arrows II-II in FIG. The micropores shown in FIG. 12 have the same structure as this.
[0050]
A
[0051]
The liquid patterning material is ejected from the
[0052]
In this method, the patterning material can be released by arbitrarily selecting from a plurality of fine holes arranged in the direction perpendicular to the moving direction of the surface to be adhered (resin layer surface), so the patterning material adhesion area can be changed. Becomes easier. Moreover, since each operation | movement and a stop can be performed easily, it is also easy to attach patterning material to arbitrary shapes (for example, discontinuous shape) other than strip | belt shape. Furthermore, compared to the method of discharging the vaporized patterning material described above and liquefying on the adherend surface, the directionality of the released patterning material is sharp, and the patterning material can be attached exactly as intended. Easy. In addition, since the distance between the micropores and the surface to be adhered can be increased (for example, about 500 μm), the degree of freedom in designing the apparatus is increased, and precise control such as retraction of the patterning material applying apparatus described later can be simplified. There is a possibility.
[0053]
In this method, it is preferable that the droplet particles of the discharged patterning material are further charged to form an electric field in the discharged space. When the direction of the electric field is matched with the direction of the adherend surface from the micropore, the droplet particles of the patterning material are accelerated toward the adherend surface. Therefore, the directivity of the emitted patterning material particles becomes sharp, and the distance between the micropores and the adherend surface can be further increased. In addition, the direction of the electric field can be set to other directions, and the trajectory of the droplet particles can be bent in an arbitrary direction. Thereby, the freedom degree of apparatus design can be improved. In order to charge the droplet particles, for example, electron beam irradiation, ion irradiation, plasma ionization, or the like can be used.
[0054]
In addition, the manufacturing method of the laminated body of this invention laminates | stacks a predetermined number of resin layers and the patterned metal thin film layer on the surrounding support body. Therefore, as the number of stacked layers increases, the distance between the fine holes and the adherend surface (resin layer surface) becomes gradually narrower. Therefore, in order to maintain the distance between the two in the above range, it is preferable to retract the patterning
[0055]
The patterning
[0056]
In addition, without performing control using the
[0057]
In the manufacturing method of the present invention, the patterning material is attached in a direction parallel to the adherend surface of the support in a direction perpendicular to the movement direction of the adherend surface each time the circulating support member rotates a predetermined number of times. You may make it move only a predetermined amount. If it does in this way, in the laminated body by which the resin layer and the metal thin film layer were laminated | stacked one by one, the laminated body which changed the position of the non-lamination part of a metal thin film layer for every layer can be obtained. For example, when the laminate is used as an electronic component, it is possible to easily realize the upper and lower metal thin film layers sandwiching the resin layer as electrodes having different potentials.
[0058]
For example, the apparatus shown in FIG. 14 can be used to change the deposition position of the patterning material. That is, the actuator B57 is fixed on the fixed
[0059]
As described above, the second laminate manufacturing method of the present invention includes a step of laminating a resin layer by adhering a resin material, a step of adhering a patterning material on the resin layer, and laminating a metal thin film layer. Is a method of manufacturing a laminate composed of a resin layer and a metal thin film layer by repeating a predetermined number of times on a support that circulates the unit, and after the step of laminating the metal thin film layer Then, the method has a step of removing the remaining patterning material before the step of laminating the resin layers.
[0060]
Most of the patterning material deposited by the patterning material applying apparatus is re-evaporated and disappears when the metal thin film is formed. However, some remain after the formation of the metal thin film layer, resulting in problems such as roughness of the laminated surface, pinholes in the resin layer and metal thin film layer (lamination omission), and destabilization of the laminated region of the metal thin film layer. Originally, the patterning material should have the minimum amount of adhesion so that it does not remain after the formation of the metal thin film layer, but if it is slightly insufficient, the non-laminated portion of the metal thin film layer is not formed as intended, Its control is extremely difficult. Therefore, it is necessary to remove the patterning material remaining after the metal thin film layer is laminated and before the resin layer is laminated.
[0061]
Specifically, the patterning material removing step can be realized by installing a patterning
[0062]
The removal means for the patterning material is not particularly limited, and may be appropriately selected according to the type of the patterning material. For example, the patterning material can be removed by heating and / or decomposition. As a method of removing by heating, for example, a method using light irradiation or an electric heater can be exemplified, but the method using light irradiation has a simple apparatus and high removal performance. Here, the light includes far infrared rays and infrared rays. On the other hand, plasma irradiation, ion irradiation, electron irradiation, or the like can be used as a method of removing by decomposition. At this time, oxygen plasma, argon plasma, nitrogen plasma, or the like can be used for plasma irradiation. Among these, oxygen plasma is particularly preferable.
[0063]
The third laminate manufacturing method of the present invention includes a step of laminating a resin layer by attaching a resin material, a step of depositing a patterning material on the resin layer, and a step of laminating a metal thin film layer. A method of manufacturing a laminate comprising a resin layer and a metal thin film layer by repeating a predetermined number of times on a support that circulates as a unit, wherein the patterning material is ester oil, glycol oil, fluorine It is characterized by using at least one kind of oil selected from the group consisting of oil and hydrocarbon oil.
[0064]
Similar to the oil used for the conventional oil margin, the patterning material needs to withstand the thermal load during the formation of the metal thin film and prevent the metal thin film from being reliably formed in the adhesion region. However, the present invention is not limited to this, and needs to be able to adhere to the resin layer surface in a non-contact manner, in a vaporized state or in a liquid state. At that time, the fine holes of the patterning material applying apparatus should not be clogged. Furthermore, it must be compatible with the resin layer formed by the method of the present invention and have appropriate wettability. Furthermore, it must be easily removable by heating or decomposition in a vacuum. When such special conditions are added, the patterning material used in the present invention needs to be a specific type of oil. If a patterning material other than the above is used, problems such as roughness of the laminated surface, pinholes in the resin layer or metal thin film layer, and destabilization of the laminated region of the metal thin film layer occur.
[0065]
More preferably, the patterning material is ester oil, glycol oil, fluorine oil, particularly fluorine oil.
[0066]
The patterning material preferably has a temperature at which the vapor pressure becomes 0.1 torr within a range of 80 to 250 ° C. The patterning material that does not satisfy this condition may cause the above problem.
[0067]
The average molecular weight of the oil is preferably 200 to 3000, more preferably 300 to 3000, and particularly preferably 350 to 2000. If the average molecular weight is larger than this range, clogging of micropores is likely to occur. Conversely, if the average molecular weight is smaller than this range, margin formation may be insufficient.
[0068]
(Embodiment 2)
FIG. 15 is a schematic view schematically showing another example of a manufacturing apparatus for carrying out the manufacturing method of the present invention.
[0069]
The manufacturing apparatus of FIG. 15 uses a belt-
[0070]
As devices other than those described above, those described in the first embodiment can be used as they are.
[0071]
In addition to the cylindrical drum shown in FIG. 1 and the belt shown in FIG. In this case, the patterning material is deposited concentrically. The method for manufacturing a laminate of the present invention includes a step of laminating a resin layer by attaching a resin material, a step of depositing a patterning material on the resin layer, and a step of laminating a metal thin film layer as a unit. By repeating this a predetermined number of times on a support that circulates, a laminate composed of a resin layer and a metal thin film layer is produced. Either before or during or during the production process, either a resin layer or a metal thin film layer is produced. There may be a step of continuously laminating only the metal thin film layer or only the resin layer without laminating them. Moreover, you may have the process of laminating | stacking the other layer which is different from either the resin layer of this invention, or the metal thin film layer in the middle of the manufacturing process of a laminated body.
[0072]
【Example】
(Example 1)
A capacitor laminate was manufactured using the apparatus shown in FIG.
[0073]
Inside the
[0074]
First, a portion to be a protective layer (a layer made only of a resin layer) was laminated on the outer peripheral surface of the
Subsequently, the part used as a reinforcement layer was laminated | stacked. The resin layer material used was the same as the above protective layer material, which was vaporized and deposited on the protective layer from the resin
[0075]
Next, a capacitance generating portion (element layer portion) as a capacitor was laminated. As the resin layer (dielectric layer) material, the same material as the resin layer of the protective layer and the reinforcing layer was used, and this was vaporized and deposited on the reinforcing layer. Next, using the ultraviolet curing device as the
[0076]
Next, a reinforcing layer portion having a thickness of 315 μm was formed on the surface of the element layer portion. The forming method was exactly the same as the forming method of the reinforcing layer.
[0077]
Finally, a protective layer portion having a thickness of 15 μm was formed on the reinforcing layer surface. The formation method was exactly the same as the formation method of the protective layer.
[0078]
Next, the obtained cylindrical laminate was removed by dividing it into eight in the radial direction (cut every 45 °) and pressed under heating to obtain a flat
[0079]
The obtained chip capacitor had a thickness in the stacking direction of about 1.5 mm, a depth of about 1.6 mm, a width (direction between both external electrodes) of about 3.2 mm, and a capacitance of 0.47 μF despite being small. The withstand voltage was 50V. No short circuit between the metal thin film layers or breakage of the metal thin film layer was observed. When the chip capacitor was disassembled and the surface roughness Ra of the dielectric layer surface and the metal thin film layer surface of the element layer portion was measured, it was 0.005 μm and 0.005 μm in order, and smooth and coarse protrusions were not found. The degree of cure of the resin layer (dielectric layer) of the element layer, the resin layer of the reinforcing layer, and the protective layer was 95%, 95%, and 90%, respectively. The width of the non-laminated portion of the metal thin film layer of the
[0080]
【The invention's effect】
According to the method for producing a laminate of the present invention, even if the laminate thickness is reduced, there are problems such as roughness of the laminate surface, pinholes in the resin layer and metal thin film layer, and destabilization of the laminate region of the metal thin film layer. Can be obtained. Therefore, the laminate obtained by the production method of the present invention has a wide range of uses such as magnetic recording media such as magnetic tape, packaging materials, electronic parts, etc. that require miniaturization, high performance, and low cost. Can be used for
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view schematically showing an example of a production apparatus for carrying out a production method of the present invention.
FIG. 2 is a front view of an example of a patterning material applying apparatus.
3 is a cross-sectional view as seen from the direction of arrows I-I in FIG. 2;
FIG. 4 is a schematic view showing an example of the shape of a microscopic hole as viewed from the front of the patterning material applying apparatus.
FIG. 5 is a schematic view showing an example of a configuration in the case where a vaporized patterning material is supplied to a patterning material applying apparatus.
FIG. 6 is a schematic view showing another example of a configuration in the case where a vaporized patterning material is supplied to the patterning material applying apparatus.
FIG. 7 is a schematic view showing an example of a configuration when a patterning material is supplied in a liquid state to the patterning material applying apparatus.
FIG. 8 is a schematic view showing another example of the configuration in the case where the patterning material is supplied to the patterning material applying apparatus in a liquid state.
FIG. 9 is a front view of another example of a patterning material applying apparatus.
10 is a partially enlarged view of the nozzle head of the patterning material application apparatus of FIG. 9 as viewed from the front.
FIG. 11 is a front view of still another example of a patterning material applying apparatus.
12 is a partially enlarged view of the nozzle head of the patterning material application apparatus of FIG. 11 as viewed from the front.
13 is a partial cross-sectional view of a microscopic hole as viewed from the direction of arrows II-II in FIG.
FIG. 14 is a schematic view showing an example of an apparatus for moving the patterning material applying apparatus backward and moving the patterning material deposition position.
FIG. 15 is a schematic view schematically showing another example of a production apparatus for carrying out the production method of the present invention.
FIG. 16 is a partial perspective view showing an example of a schematic configuration of a flat laminated mother element.
FIG. 17 is a perspective view showing a schematic configuration of a chip capacitor.
[Explanation of symbols]
11 Can Roller
12 Resin layer forming device
13, 13 ', 13 "patterning material applying device
14 Metal thin film layer forming device
15 Vacuum container
16 Vacuum pump
17 Patterning material removal device
18 Resin curing device
19 Resin surface treatment equipment
20 Belt-like support
21, 21a, 21b, 21c, 21d
22 Support movement direction
23, 23 ', 23 "nozzle
24 containers
31 Reserve tank
32 Vaporizer
33 Patterning material
34a, 34b, 34c Valve
35a, 35b, 35c Piping
41, 41 'Nozzle head
42 micropores
43 Base plate
44 Piezoelectric elements
45 Piston head
46 Orifice plate
47 Patterning material
48 cylinders
51 Movable base
52 Actuator A
53 Arrow (moving direction)
54 Gap measuring device
55 Gap measurement circuit
56 fixed base
57 Actuator B
58 Arrow (movement direction)
59 Rotation detection circuit
60 Laminated body element
61 arrow
62 Element layer
63a, 63b reinforcement layer
64a, 64b protective layer
65a, 65b cut surface
70 chip capacitor
71a, 71b External electrode
Claims (11)
前記パターニング材料の付着を、前記樹脂層表面に対向して設置された前記パターニング材料付与装置の微細孔から気化した前記パターニング材料を放出して前記樹脂層表面に付着させることにより行うことを特徴とする積層体の製造方法。A step of laminating a resin layer by adhering a resin material on a support, and measuring a distance between the patterning material on the resin layer and a surface of the resin layer by a gap measuring unit provided in a patterning material applying apparatus. And the step of adhering while keeping the distance between the resin layer surface and the patterning material application device substantially constant and the step of laminating the metal thin film layer as a unit, on the support that goes around this A method for producing a laminate comprising the resin layer and the metal thin film layer by repeating a predetermined number of times,
The patterning material is attached by discharging the patterning material vaporized from the micropores of the patterning material application device disposed opposite to the resin layer surface and attaching the patterning material to the resin layer surface. A method for manufacturing a laminate.
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