JP5850574B2 - 連続パターンメッキ転写システム及び連続パターンメッキ転写物製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、連続パターンメッキを用いたメッキ転写物、特にプリント回路基板、電磁波シールド、微小コイル、透明電極、セラミックコンデンサ、抗菌フィルムなどの精密さが要求される製品の製造に適した連続パターンメッキの転写システム及びそれを用いた連続パターンメッキの転写物の製造方法に関する。
従来、プリント回路基板は、その層数によって、絶縁基板の片面にのみ回路を形成した片面プリント回路基板、両面に回路を形成した両面プリント回路基板、及び多層に回路形成した多層プリント回路基板に大別される。従来は部品素子が単純で回路パターンも簡単であって片面プリント回路基板を使用していたが、最近は回路の複雑度が増してきて高密度化及び小型化回路に対する要求も増加して両面プリント回路基板や多層プリント回路基板を使用することが一般的である。両面プリント回路基板の材料として最も多く用いられるものは、絶縁物の両側に薄く銅メッキ層を形成した銅張積層板である（特許文献１）。
プリント回路基板は、基材の材質によって、リジッド型、フレキシブル型及びこれら２つを混合したリジッド−フレキシブル型に分類される。リジッド型プリント回路基板とは、公知の固定されたプリント回路基板をさす。一方で、フレキシブル型プリント回路基板は、柔軟性があり、電子機器等の中で屈曲又は折曲状態でプリント回路基板を取り付ける必要がある場合に使用される。さらに、プリンタのヘッドのように駆動される部分で、電気的連結が必要な場合、一種のコネクタとしても使用される。
リジッド−フレキシブル型プリント回路基板は、リジッド型プリント回路基板がフレキシブル型プリント回路基板によって連結されている形のプリント回路基板であって、より精巧な回路の製作が可能で電気的接続が減少でき、信頼性が高い。そのため、航空宇宙、軍事用装備に多く使用される。さらに、最近では折り畳み型携帯電話の折られる部分の電気接続のためにも使用されている。リジッドーフレキシブル型プリント回路基板は、互いに異なる材質の原板を結合させて製作するため、生産効率が低く、特殊な技術が求められるという難しさがあったが、電子製品の機能の多様化及び小型化に伴って使用の頻度が増加しつつある。
プリント回路基板の製造の際、回路パターンの設計を済ませた後、この設計済の回路パターンを基板上に形成する方法にはいろいろあるが、いずれの回路パターン形成方法もエッチングとメッキを基本とする。すなわち、この両者を適切に使用して、求められる種々の基板の性質及び経済条件に適合させるものであった（特許文献２〜４）。しかしながら、メッキを行った後にエッチングを行う場合にはエッチングの良否によって回路パターンの良否が決定されてしまうもので、非常に精密なエッチングを行う必要があり、エッチングを行う分だけ時間やコストがかかるものであった。そこでメッキのみで回路パターンを形成しエッチングを不要とする回路パターン形成方法が待望されているが、いまだメッキのみでパターニングを行ってエッチングを不要とするプリント回路基板の製造装置や方法は開発されていないのが現状である。
また、連続的なパターンのメッキを用いたメッキ転写物を作製するにあたっては、パターンが形成されたパターンシリンダ体からのメッキ層の転写の際の剥離性が問題となる。
本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みなされたもので、メッキのみでパターニングを行ってエッチングを不要とし、且つ転写の際の剥離性に優れた連続パターンメッキ転写システム及び連続パターンメッキ転写物製造方法を提供することを目的とする。
本願出願人は、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）によってグラビア製版ロール等にパターニングを行う方法についての研究開発を行っており、ＤＬＣを用いることによって非常に精度がよく微細なパターニングを実現することが可能となり、例えば特許文献６及び特願２０１２−１２００５８として提案しているが、そのＤＬＣを用いてパターニングを行う技術をプリント回路基板などの連続パターンメッキ転写物の製造に適用することに着眼し、且つ転写の際の剥離性について鋭意研究を重ねて、本発明を完成したものである。
本願出願人は、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）によってグラビア製版ロール等にパターニングを行う方法についての研究開発を行っており、ＤＬＣを用いることによって非常に精度がよく微細なパターニングを実現することが可能となり、例えば特許文献６及び特願２０１２−１２００５８として提案しているが、そのＤＬＣを用いてパターニングを行う技術をプリント回路基板などの連続パターンメッキ転写物の製造に適用することに着眼し、且つ転写の際の剥離性について鋭意研究を重ねて、本発明を完成したものである。
上記課題を解決するため、本発明の連続パターンメッキ転写システムは、メッキ液を収容した少なくとも一つのメッキ槽を含むメッキユニットと、該メッキ槽のメッキ液に浸漬されてその表面にパターンメッキ層が形成されるとともに回動可能に設けられた少なくとも一つのＤＬＣパターンシリンダ体と、該ＤＬＣパターンシリンダ体の表面に連続的に搬送されて当接せしめられ、紫外線透過性を有し且つ該ＤＬＣパターンシリンダ体の表面に当接する側に紫外線硬化型接着剤が塗布されてなるプリント用基材と、該ＤＬＣパターンシリンダ体の表面に所定間隔をおいて設けられた一対の当接ローラと、該ＤＬＣパターンシリンダ体の表面に該一対の当接ローラによって該プリント用基材が当接せしめられている間に該一対の当接ローラの間に位置する該プリント用基材に対して紫外線を照射するための紫外線照射手段と、を含み、紫外線を照射せしめることによって前記プリント用基材の紫外線硬化型接着剤を紫外線硬化せしめ、前記パターンメッキ層が前記プリント用基材に連続的に転写されてなることを特徴とする。
プリント用基材としては、紫外線を透過するものであればよく、例えばポリイミドフィルムなどの合成樹脂製フィルムが適用できる。
また、前記ＤＬＣパターンシリンダ体が直径２００ｍｍ〜１０００ｍｍ程度の場合には、前記ＤＬＣパターンシリンダ体を０．０１〜１０ｒｐｍ程度の低速回転させるのが好適である。
また、前記パターンメッキ層を水洗及び乾燥するための水洗乾燥ゾーンが、前記ＤＬＣパターンシリンダ体上に設けられているのが好ましい。前記ＤＬＣパターンシリンダ体上の前記パターンメッキ層を水洗及び乾燥することで、汚れなどを除去することができるからである。この水洗乾燥ゾーンとしては、水洗装置と乾燥装置が入った水洗乾燥ユニットを、前記ＤＬＣパターンシリンダ体上に設けるようにすればよい。水洗装置及び乾燥装置としては、従来公知の装置が使用できる。
本発明の連続パターンメッキ転写物製造方法は、前記システムを用いる連続パターンメッキ転写物の製造方法であって、前記ＤＬＣパターンシリンダ体の表面にパターンメッキ層を形成する工程と、前記ＤＬＣパターンシリンダ体の表面に紫外線透過性を有し且つ該ＤＬＣパターンシリンダ体の表面に当接する側に紫外線硬化型接着剤が塗布されてなるプリント用基材を前記一対の当接ローラを介して連続的に搬送し当接せしめる工程と、前記ＤＬＣパターンシリンダ体の表面に前記一対の当接ローラによって前記プリント用基材が当接せしめられている間に前記一対の当接ローラの間に位置する前記プリント用基材に対して紫外線を照射する工程と、前記プリント用基材の紫外線硬化型接着剤を紫外線硬化せしめ、前記パターンメッキ層を前記プリント用基材に連続的に転写する工程と、を有することを特徴とする。
本連続パターンメッキ転写物は、前記システムを用いて製造された連続パターンメッキ転写物であって、前記ＤＬＣパターンシリンダ体の表面にパターンメッキ層を形成し、紫外線透過性を有し且つ該ＤＬＣパターンシリンダ体の表面に当接する側に紫外線硬化型接着剤が塗布されてなるプリント用基材を前記ＤＬＣパターンシリンダ体の表面に前記一対の当接ローラを介して連続的に搬送して当接し、前記ＤＬＣパターンシリンダ体の表面に前記プリント用基材が前記ＤＬＣパターンシリンダ体によって当接せしめられている間に前記一対の当接ローラの間に位置する前記プリント用基材に対して紫外線を照射し、前記プリント用基材の紫外線硬化型接着剤を紫外線硬化せしめ、前記パターンメッキ層を前記プリント用基材に連続的に転写せしめることによって製造されたことを特徴とする。
前記連続パターンメッキ転写物が、プリント回路基板、電磁波シールド、微小コイル、透明電極、セラミックコンデンサ、又は抗菌フィルムであるのが好適である。このように、本発明によって得られる連続パターンメッキ転写物は、公知の種々のプリント回路基板、種々の集積回路やＩＣチップなどの他、メッキを必要とする様々な電子部品に適用できる。なお、本明細書において連続パターンメッキ転写物とは、連続的にパターンをメッキして、そのメッキを転写してなる物という意味である。
本発明の連続パターンメッキ転写システムは、メッキの可能なものであれば、銅以外にも金、銀、錫やクロムにも適用できる。電磁波シールドの場合には例えば銅メッキ、微小コイルの場合には様々な金属メッキ、透明電極の場合には様々な金属メッキを適用できる。また、セラミックコンデンサの場合にはニッケルでメッキして積層すればよい。さらに、抗菌フィルムの場合には例えば銀メッキでメッシュのメッキ層を作製してフィルムに貼り付けるようにすればよい。
本発明によれば、メッキのみでパターニングを行ってエッチングを不要とし、且つ転写の際の剥離性に優れた連続パターンメッキ転写システム及び連続パターンメッキ転写物製造方法を提供することが可能となり、従来の製造方法に比して時間の節約及びコストの低減を大幅に図ることができ、かつパターンの精度にも優れた連続パターンメッキ転写物を得ることができるという大きな効果を奏する。
以下に本発明の実施の形態を説明するが、これら実施の形態は例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能なことはいうまでもない。
図１において、符号１０は本発明に係る連続パターンメッキ転写システムを示す。
連続パターンメッキ転写システム１０は、メッキ液Ｍを収容した少なくとも一つのメッキ槽１２を含むメッキユニット１４と、該メッキ槽１２のメッキ液Ｍに浸漬されてその表面にパターンメッキ層ＭＡが形成されるとともに回動可能に設けられた少なくとも一つのＤＬＣパターンシリンダ体１６と、該ＤＬＣパターンシリンダ体１６の表面に連続的に搬送されて当接せしめられ、紫外線透過性を有し且つ該ＤＬＣパターンシリンダ体１６の表面に当接する側に紫外線硬化型接着剤１７ａが塗布されてなるプリント用基材１８と、該ＤＬＣパターンシリンダ体１６の表面に該プリント用基材１８が当接せしめられている間に紫外線を照射するための紫外線照射手段２１と、を含む構成とされている。紫外線照射手段２１としては、公知の種々の紫外線照射手段が適用できる。
また、図示例では、該プリント用基材１８は、送り出しローラー３０を含むプリント用基材回動搬送手段２２によって送り出されて連続的に搬送され、当接ローラー２０ａ，２０ｂによって、該ＤＬＣパターンシリンダ体１６の表面に該プリント用基材１８が当接せしめられている。そして、製造された連続パターンメッキ転写物２５は、巻取りローラー３１によって巻き取られる。
プリント用基材１８としては、例えばポリイミドフィルムなどの合成樹脂製フィルムが適用できる。図示例でも、ポリイミドフィルムを使用した例を示した。
また、前記ＤＬＣパターンシリンダ体１６が直径２００ｍｍ〜１０００ｍｍ程度の場合には、前記ＤＬＣパターンシリンダ体１６を０．０１〜１０ｒｐｍ程度の低速回転させるのが好適である。
そして、前記紫外線照射手段２１により、紫外線を照射せしめることによって前記プリント用基材１８の紫外線硬化型接着剤１７ａを紫外線硬化せしめ、前記パターンメッキ層ＭＡが前記プリント用基材１８に連続的に転写されてなる。パターンメッキ層ＭＡの例としては、銅メッキ層がある。故に、メッキ液Ｍとしては、銅メッキが可能なメッキ液とすればよい。
すなわち、紫外線を照射する前の紫外線硬化型接着剤１７ａはべたべたして接着性能を有するが、紫外線を照射した後の紫外線硬化型接着剤１７ｂは硬化しており接着性能を有さない。
なお、前記パターンメッキ層ＭＡを水洗及び乾燥するための水洗乾燥ゾーンが、前記ＤＬＣパターンシリンダ体１６上に設けられているのが好ましい。前記ＤＬＣパターンシリンダ体１６上の前記パターンメッキ層を水洗及び乾燥することで、汚れなどを除去することができるからである。なお、符号５６，５８はそれぞれローラーである。
ＤＬＣパターンシリンダ体１６の表面には後述する方法によって形成された凸状のＤＬＣパターン３２が設けられ、該ＤＬＣパターン３２以外の表面部分はメッキ液Ｍを収容できる凹部３４となっている。該ＤＬＣパターンシリンダ体１６は回動可能に設けられるとともに、該メッキ槽１２のメッキ液Ｍに浸漬されると上記凹部３４にメッキ液Ｍが収容され、図１及び図２によく示されかつ後述するように、その表面にパターンメッキ層ＭＡが形成される。
前記メッキユニット１４としては、図１の例では、不溶性陽極を使用した例を示した。符号３６はメッキ槽１２内に設置されたメッキ用不溶性陽極であり、プラス端子に接続されている。また、ＤＬＣパターンシリンダ体１６は、その中心がマイナス端子に接続されている。なお、ＤＬＣパターンシリンダ体１６は中空とされており、その中空とされた中心がチャック手段３８によって回転可能に支持されている。前記メッキユニット１４としては、例えば、特許文献５に開示された全自動グラビア製版用処理システムに用いられるのと同様のメッキユニットを使用することができる。
本発明の連続パターンメッキ転写物の製造方法は、上述した本発明のシステムを用いた製造方法であって、前記ＤＬＣパターンシリンダ体１６の表面にパターンメッキ層ＭＡを形成する工程と、前記ＤＬＣパターンシリンダ体１６の表面に紫外線透過性を有し且つ該ＤＬＣパターンシリンダ体１６の表面に当接する側に紫外線硬化型接着剤１７ａが塗布されてなるプリント用基材１８を連続的に搬送し当接せしめる工程と、前記ＤＬＣパターンシリンダ体１６の表面に前記プリント用基材１８が当接せしめられている間に紫外線を照射する工程と、前記プリント用基材１８の紫外線硬化型接着剤１７ａ及び前記パターンメッキ層ＭＡを紫外線硬化せしめ、前記パターンメッキ層ＭＡが前記プリント用基材１８に連続的に転写する工程と、を有する連続パターンメッキ転写物製造方法である。このようにすることで、メッキのみでパターニングを行ってエッチングが不要となり、且つ転写の際の剥離性に優れることになるのである。
次に、本発明において使用されるＤＬＣパターンシリンダ体の製造方法について図３及び図４によって以下に説明する。
まず、母材であるシリンダ体基材２１２の表面に感光材２１４を塗布する（図３（ａ）及び図４のステップ３００）。シリンダ体基材２１２としては、アルミニウム合金、鉄、又はＣＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製などの中空ロールが使用できる。
次に、感光材２１４を塗布されたシリンダ体基材２１２を露光・現像せしめてレジストパターン２１６を形成する（図３（ｂ）及び図４のステップ３０２）。感光材として用いる感光性組成物はネガ型及びポジ型のいずれでも使用可能であるが、ネガ型感光性組成物を用いるのが好ましい。
次に、該シリンダ体基材２１２及びレジストパターン２１６の表面にＤＬＣ被覆膜２１８を形成する（図３（ｃ）及び図４のステップ３０４）。ＤＬＣ被覆膜はＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法やスパッタ法によって形成すればよい。
次いで、該レジストパターン上に形成されたＤＬＣ被覆膜を該レジストパターンごと剥離せしめ、基材の表面に凸条のＤＬＣパターン２２０及び凹部２２２を形成する（図３（ｄ）及び図４のステップ３０６）。このようにしてＤＬＣパターンシリンダ体２２４を製造することができる。この製造されたＤＬＣパターンシリンダ体を本発明におけるＤＬＣパターンシリンダ体１６として用いることができる。
１０：連続パターンメッキ転写システム、１２：メッキ槽、１４：メッキユニット、１６，２２４：ＤＬＣパターンシリンダ体、１７ａ：硬化前の紫外線硬化型接着剤、１７ｂ：硬化した紫外線硬化型接着剤、１８：プリント用基材、２０ａ，２０ｂ：当接ローラー、２１：紫外線照射手段、２２：プリント用基材回動搬送手段、２５：連続パターンメッキ転写物、３０：送り出しローラー、３１：巻取りローラー、３２，２２０：ＤＬＣパターン、３４，２２２：凹部、３６：メッキ用不溶性陽極、３８：チャック手段、５６，５８，６０：ローラー、２１２：シリンダ体基材、２１４：感光材、２１６：レジストパターン、２１８：被覆膜、Ｍ：メッキ液、ＭＡ：パターンメッキ層。
Claims (3)
- メッキ液を収容した少なくとも一つのメッキ槽を含むメッキユニットと、
該メッキ槽のメッキ液に浸漬されてその表面にパターンメッキ層が形成されるとともに回動可能に設けられた少なくとも一つのＤＬＣパターンシリンダ体と、
該ＤＬＣパターンシリンダ体の表面に連続的に搬送されて当接せしめられ、紫外線透過性を有し且つ該ＤＬＣパターンシリンダ体の表面に当接する側に紫外線硬化型接着剤が塗布されてなるプリント用基材と、
該ＤＬＣパターンシリンダ体の表面に所定間隔をおいて設けられた一対の当接ローラと、該ＤＬＣパターンシリンダ体の表面に該一対の当接ローラによって該プリント用基材が当接せしめられている間に該一対の当接ローラの間に位置する該プリント用基材に対して紫外線を照射するための紫外線照射手段と、
を含み、
前記一対の当接ローラの間に位置する前記プリント用基材に対して紫外線を照射せしめることによって前記プリント用基材の紫外線硬化型接着剤を紫外線硬化せしめ、それにより前記パターンメッキ層が前記プリント用基材に連続的に転写されてなることを特徴とする連続パターンメッキ転写システム。 - 前記パターンメッキ層を水洗及び乾燥するための水洗乾燥ゾーンが、前記ＤＬＣパターンシリンダ体上に設けられていることを特徴とする請求項１記載の連続パターンメッキ転写システム。
- 請求項１又は２記載のシステムを用いる連続パターンメッキ転写物の製造方法であって、
前記ＤＬＣパターンシリンダ体の表面にパターンメッキ層を形成する工程と、
前記ＤＬＣパターンシリンダ体の表面に紫外線透過性を有し且つ該ＤＬＣパターンシリンダ体の表面に当接する側に紫外線硬化型接着剤が塗布されてなるプリント用基材を前記一対の当接ローラを介して連続的に搬送し当接せしめる工程と、
前記ＤＬＣパターンシリンダ体の表面に前記一対の当接ローラによって前記プリント用基材が当接せしめられている間に前記一対の当接ローラの間に位置する前記プリント用基材に対して紫外線を照射する工程と、
前記プリント用基材の紫外線硬化型接着剤を紫外線硬化せしめ、前記パターンメッキ層を前記プリント用基材に連続的に転写する工程と、
を有することを特徴とする連続パターンメッキ転写物製造方法。
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