JP4591053B2 - 加工方法および加工装置 - Google Patents
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Description
本発明の加工方法を図1に示す。この加工方法は、まず、図1(a)に示すように、プラスチック薄膜1を、押し型2と対向基材3との間にセットする工程と、押し型2と対向基材3との間で、プラスチック薄膜1をプラスチックの流動開始温度以上に加熱する工程と、図1(c)に示すように、流動開始温度以上のプラスチック薄膜を、押し型と対向基材との間で、矢印の方向に加圧して、図1(d)に示すような貫通孔を形成する工程を備えることを特徴とする。
押し型は、リソグラフィにより樹脂型を形成する工程と、導電性基板上で樹脂型に金属材料からなる層を電鋳により形成する工程と、樹脂型を除去する工程とを含む方法により製作することができる。製作される押し型は、精密な金属微細構造体であるため、プラスチック薄膜に超微細な口径の貫通孔を形成することができ、貫通孔の狭ピッチ化にも十分対応できる。また、再現性よく製造することができ、一体形成が可能である。
本発明の加工装置は、プラスチック薄膜を、押し型と対向基材との間にセットする手段と、押し型と対向基材との間にあるプラスチック薄膜をプラスチックの流動開始温度以上に加熱する手段と、流動開始温度以上のプラスチック薄膜を、押し型と対向基材との間で加圧して貫通孔を形成する手段とを備えることを特徴とする。プラスチックの流動開始温度以上に加熱して加圧加工するため、高精度で超微細な貫通孔をプラスチック薄膜に容易に形成することができ、製造コストが低廉である。
本実施例で使用する押し型を図4に示す方法で製造した。まず、導電性基板41として、厚さ5mm、直径3インチのニッケル基板上に、厚さ60μmのアクリル樹脂層42を形成し、樹脂層42上にマスク43を配置し、マスク43を介してX線44を照射した(図4(a))。マスク43は、25μm×25μmの透光領域が縦横50μmピッチで描かれ、透光性基材43bが厚さ2μmの窒化珪素、X線吸収層43aが厚さ3μmの窒化タングステンからなるものを用いた。また、X線44はSRを使用し、50mm×50mmの範囲でリソグラフィを行なった。
対向基材であるCu製基板上に、プラスチック薄膜として厚さ30μmのポリカーボネートフィルム(住友ベークライト製のFS−1650)を置いた。つぎに、縦50μm×横50μm×高さ100μmの角柱が林立する超硬合金製の押し型をダイシングにより製作し、製作した押し型をプラスチック薄膜上にセットした。つづいて、ポリカーボネートからなるプラスチック薄膜の流動開始温度(約145℃)以上である160℃にプラスチック薄膜を加熱した。プラスチック薄膜の加熱は、対向基材の直下に設置したヒータにより行なった。その後、プラスチック薄膜を、押し型と対向基材との間で、10MPaで加圧して、貫通孔を形成した。貫通孔は、縦50μm×横50μm×深さ60μmであった。また、加工精度は±2μmであった。
対向基材であるビッカース硬度1800の窒化アルミニウム基板上に、プラスチック薄膜として厚さ30μmのポリカーボネートフィルム(住友ベークライト製のFS−1650)を置いた。つぎに、縦50μm×横50μm×高さ100μmの角柱が林立するジルコニア製の押し型をダイシングにより製作し、製作した押し型をプラスチック薄膜上にセットした。
ビッカース硬度1200のジルコニア製の押し型の代わりに、ビッカース硬度600の超硬合金からなる押し型を用いた以外は実施例3と同様にして加工した。その結果、縦50μm×横50μm×深さ60μmの貫通孔が形成され、加工に際して、押し型および対向基材の破損、変形はともに認められなかった。
Claims (15)
- プラスチック薄膜に微細な貫通孔を形成する加工方法であって、
プラスチック薄膜を、押し型と対向基材との間にセットする工程と、
押し型と対向基材との間で、プラスチック薄膜をプラスチックの流動開始温度以上に加熱する工程と、
流動開始温度以上のプラスチック薄膜を、押し型と対向基材との間で加圧して貫通孔を形成する工程とを備え、
前記押し型は、金属またはセラミックスからなり、前記対向基材は、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、炭化珪素またはタングステンカーバイドより選ばれた材料からなることを特徴とする加工方法。 - 前記押し型は、ビッカース硬度が400以上である請求項1に記載の加工方法。
- 前記押し型は、
リソグラフィにより樹脂型を形成する工程と、
導電性基板上で前記樹脂型に金属材料からなる層を電鋳により形成する工程と、
前記樹脂型を除去する工程とを含む方法により製造した請求項1に記載の加工方法。 - 前記押し型は、ダイシング加工により製造した請求項1に記載の加工方法。
- 前記押し型は、切削加工により製造した請求項1に記載の加工方法。
- 前記対向基材は、前記加熱する工程時におけるヤング率が、0.1GPa以上300GPa以下である請求項1に記載の加工方法。
- 前記対向基材は、ビッカース硬度が、押し型のビッカース硬度の0.5倍以上3.0倍以下である請求項1に記載の加工方法。
- 前記セットする工程は、
対向基材にプラスチック薄膜を固定する工程と、
固定したプラスチック薄膜に押し型をセットする工程とを備える請求項1に記載の加工方法。 - 前記貫通孔を形成する工程は、貫通孔形成後に、使用済みの対向基材を新しい対向基材に交換する工程を備える請求項1に記載の加工方法。
- 前記プラスチック薄膜および/または前記対向基材は、リールから供給し、リールに巻き取る請求項1に記載の加工方法。
- 前記セットする工程から、前記加熱する工程を経て、前記貫通孔を形成する工程までの一連の工程は、真空雰囲気下で実施する請求項1に記載の加工方法。
- プラスチック薄膜に微細な貫通孔を形成する加工装置であって、
プラスチック薄膜を、押し型と対向基材との間にセットする手段と、
前記押し型と前記対向基材との間で、前記プラスチック薄膜をプラスチックの流動開始温度以上に加熱する手段と、
流動開始温度以上の前記プラスチック薄膜を、前記押し型と前記対向基材との間で加圧して貫通孔を形成する手段とを備え、
前記押し型は、金属またはセラミックスからなり、
前記対向基材は、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、炭化珪素またはタングステンカーバイドより選ばれた材料からなることを特徴とする加工装置。 - 貫通孔を形成する前記手段は、前記加圧時における面内最大圧力差が±10%以下である請求項12に記載の加工装置。
- 貫通孔を形成する前記手段は、貫通孔形成後に、前記プラスチック薄膜と前記押し型と前記対向基材のうち少なくとも1つを冷却する手段を有する請求項12に記載の加工装置。
- 前記セットする手段と、前記加熱する手段と、前記貫通孔を形成する手段とは、真空チャンバ内に配置する請求項12に記載の加工装置。
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