JPWO2014125972A1 - 連続メッキ用パターニングロールの製造方法 - Google Patents
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Abstract
サイドエッチングの問題を解消し、絶縁層の密着性に優れた連続メッキ用パターニングロール及びその製造方法を提供する。メッキ可能な円筒状金属基材の表面にフォトレジストを塗布し、露光・現像せしめてレジストパターン部と非レジストパターン部を形成し、前記非レジストパターン部の前記円筒状金属基材をエッチングせしめてエッチング凹部を形成し、前記エッチング凹部及びレジストパターン部の表面にＤＬＣ被覆膜を形成し、前記レジストパターン部上に形成されたＤＬＣ被覆膜を前記レジストパターン部ごと剥離せしめ、前記エッチング凹部内に前記ＤＬＣ被覆膜が残存してなるようにした。
Description
本発明は、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）によって絶縁層のパターニングを施した連続メッキ用パターニングロール及びその製造方法に関する。
連続メッキ用ロールは、連続メッキ装置に用いられるもので、例えば、リールに巻き付けた鋼板等の帯状のワークを連続的に巻き取りながらメッキ浴中を通すことで、連続的にメッキを行うものである。連続メッキ用ロールの例としては、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されたシンクロール等のロールがある。
上述したようなパターニングロールを製作する場合、基材に感光材を塗布して露光・現像・バーニングしてエッチングすると、いわゆるサイドエッチングと呼ばれるオーバーエッチングが発生する問題があった。そして、パターニングが微細になる程、サイドエッチングの問題がより一層顕在化する。さらに、パターニングが微細になる程、絶縁層の密着性の問題が生じる。
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、サイドエッチングの問題を解消し、絶縁層の密着性に優れた連続メッキ用パターニングロール及びその製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の連続メッキ用パターニングロールは、メッキ可能な円筒状金属基材の表面にフォトレジストを塗布し、露光・現像せしめてレジストパターン部と非レジストパターン部を形成し、前記非レジストパターン部の前記円筒状金属基材をエッチングせしめてエッチング凹部を形成し、前記エッチング凹部及びレジストパターン部の表面にＤＬＣ被覆膜を形成し、前記レジストパターン部上に形成されたＤＬＣ被覆膜を前記レジストパターン部ごと剥離せしめ、前記エッチング凹部内に前記ＤＬＣ被覆膜が残存してなることを特徴とする。
このようにして、レジストパターン部上に形成されたＤＬＣ被覆膜を前記レジストパターン部ごと剥離せしめるため、サイドエッチングの問題が解消される利点がある。また、前記円筒状金属基材のエッチング凹部にＤＬＣ被覆膜を残存させることで、残存したＤＬＣ被覆膜が絶縁膜となる。そして、エッチング凹部にＤＬＣ被覆膜を残存させるため、密着性に優れるという利点がある。
前記フォトレジストが塗布される金属基材が、ニッケル、タングステン、クロム、チタン、金、銀、白金、ステンレス鋼、鉄、銅、アルミニウムからなる群から選ばれた少なくとも一種の材料から構成されるのが好適である。
前記エッチング凹部のエッチング深さが、１μｍ〜１０μｍであるのが好適である。
前記被覆したＤＬＣ被覆膜の厚さが、１μｍ〜１０μｍであるのが好適である。
また、前記円筒状金属基材が、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション層を備えるようにしてもよい。前記クッション層としては、シリコンゴム等の合成ゴムやポリウレタン、ポリスチレン等の弾力性のある合成樹脂を使用することができる。このクッション層の厚さはクッション性即ち弾力性を付与できる厚さであればよく、特別の限定はないが、例えば、１ｃｍ〜５ｃｍ程度の厚さがあれば充分である。ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション層を備えた円筒状金属基材の例として、例えば特許文献３に記載されたグラビア版のように、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション層を備えたロールを採用することができる。
前記フォトレジストとしては、ポジ型フォトレジスト又はネガ型フォトレジストのいずれも適用可能であるが、ネガ型フォトレジストであるのが好適である。
本発明の連続メッキ転写物は、連続メッキ用パターニングロールによって製造されてなることを特徴とする。
本発明の連続メッキ用パターニングロールによってメッキされる金属としては、公知のメッキ可能な金属であればいずれも適用可能である。例えば、ニッケル、タングステン、クロム、チタン、金、銀、白金、鉄、銅、亜鉛からなる群から選ばれた少なくとも一種の材料などが挙げられる。
本発明の連続メッキ用パターニングロールの製造方法は、メッキ可能な円筒状金属基材の表面にフォトレジストを塗布し、露光・現像せしめてレジストパターン部と非レジストパターン部を形成する工程と、前記非レジストパターン部の前記円筒状金属基材をエッチングせしめてエッチング凹部を形成する工程と、前記エッチング凹部及びレジストパターン部の表面にＤＬＣ被覆膜を形成する工程と、前記レジストパターン部上に形成されたＤＬＣ被覆膜を前記レジストパターン部ごと剥離せしめ、前記エッチング凹部内に前記ＤＬＣ被覆膜を残存させる工程と、を含むことを特徴とする。
前記フォトレジストが塗布される金属基材が、ニッケル、タングステン、クロム、チタン、金、銀、白金、ステンレス鋼、鉄、銅、アルミニウムからなる群から選ばれた少なくとも一種の材料から構成されるのが好適である。
前記エッチング凹部のエッチング深さが、１μｍ〜１０μｍであるのが好適である。
前記ＤＬＣ被覆膜の厚さが、１μｍ〜１０μｍであるのが好適である。
前記フォトレジストが塗布される金属基材が、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション層を備えるのが好ましい。
前記フォトレジストとしては、ポジ型フォトレジスト又はネガ型フォトレジストのいずれも適用可能であるが、ネガ型フォトレジストであるのが好適である。
本発明によれば、サイドエッチングの問題を解消し、絶縁層の密着性に優れた連続メッキ用パターニングロール及びその製造方法を提供することができるという著大な効果を有する。
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は連続メッキ用パターニングロールを示す。符号１２はメッキ可能な円筒状金属基材を示し、ニッケル、タングステン、クロム、チタン、金、銀、白金、ステンレス鋼、鉄、銅、アルミニウムからなる群から選ばれた少なくとも一種の材料からからなるものを用いることができる。また、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション層を備えるようにしてもよい。該クッション層は、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなり、１ｍｍ〜１０ｃｍ程度の均一な厚さで表面の平滑度が高いシート状のものを、継ぎ目に隙間が開かないように円筒状金属基材１２の裏面に強固に接着するようにすればよい。
まず、円筒状金属基材１２の表面にフォトレジスト１４を塗布する（図１（ａ）及び図２のステップ１００）。露光・現像せしめてレジストパターン部１６と非レジストパターン部１８を形成する（図１（ｂ）及び図２のステップ１０２）。フォトレジストはネガ型及びポジ型のいずれでも使用可能であるが、ネガ型フォトレジストを用いるのが好ましい。
次に、非レジストパターン部１８の円筒状金属基材１２をエッチングせしめてエッチング凹部２０を形成する（図１（ｃ）及び図２のステップ１０４）。
そして、エッチング凹部２０及びレジストパターン部１６の表面にＤＬＣ被覆膜２２を形成する（図１（ｄ）及び図２のステップ１０６）。前記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、前記レジストパターン部１６上に形成されたＤＬＣ被覆膜２２を前記レジストパターン部１６ごと剥離せしめ、前記エッチング凹部２０内に前記ＤＬＣ被覆膜２２を残存させる（図１（ｅ）及び図２のステップ１０８）。このようにして、連続メッキ用パターニングロール１０が完成する。連続メッキ用パターニングロール１０は、前記エッチング凹部２０内に残存した前記ＤＬＣ被覆膜２２が絶縁層となっている。
次に、連続メッキ用パターニングロール１０を用いた連続メッキ転写物の製造手順を図３に示す。
図３（ａ）において、連続メッキ用パターニングロール１０は、メッキ槽（図示省略）を通って前記ＤＬＣ被覆膜２２の残存していない円筒状金属基材１２上に連続的にメッキ層２４が形成されている。
そして、図３（ａ）によく示される如く、圧着転写ローラー２６に掛装されてなるプリント用基材２８にメッキ層２４が連続的に転写され、図３（ｂ）に示される連続メッキ転写物３０となる。なお、プリント用基材としては、合成樹脂などのフィルムが挙げられる。このように、本発明の連続メッキ用パターニングロールは、微細にパターニングされたメッキ層を合成樹脂などのフィルムに転写することができるので、プリント回路基板等の製造に好適に用いることができる。
以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもので限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもない。
（実施例１）
円周６００ｍｍ、面長１１００ｍｍの版母材（アルミ中空ロール）を準備し、ブーメランライン（株式会社シンク・ラボラトリー製全自動レーザーグラビア製版ロール製造装置）を用いて下記する銅メッキ層の形成までを行った。まず、版母材（アルミ中空ロール）を銅メッキ槽に装着し、中空ロールをメッキ液に全没させて２０Ａ／ｄｍ2、６．０Ｖで８０μｍの銅メッキ層を形成した。メッキ表面はブツやピットの発生がなく、均一な銅メッキ層を得た。この銅メッキ層の表面を４ヘッド型研磨機（株式会社シンク・ラボラトリー製研磨機）を用いて研磨して当該銅メッキ層の表面を均一な研磨面とした。上記形成した銅メッキ層を基材としてその表面にフォトレジスト（サーマルレジスト：ＴＳＥＲ−ＮＳ（株式会社シンク・ラボラトリー製））を塗布（ファウンテンコーター）、乾燥した。得られたフォトレジストの膜厚は膜厚計（ＦＩＬＬＭＥＴＲＩＣＳ社製Ｆ２０、松下テクノトレーデイング社販売）で計ったところ、７μｍであった。ついで、画像をレーザー露光し現像した。上記レーザー露光は、Ｌａｓｅｒ Ｓｔｒｅａｍ ＦＸを用い露光条件３００ｍＪ／ｃｍ2で所定のパターン露光を行った。また、上記現像は、ＴＬＤ現像液（株式会社シンク・ラボラトリー製現像液）を用い、現像液希釈比率（原液１：水７）で、２４℃９０秒間行い、所定のレジストパターン部と非レジストパターン部を形成した。
円周６００ｍｍ、面長１１００ｍｍの版母材（アルミ中空ロール）を準備し、ブーメランライン（株式会社シンク・ラボラトリー製全自動レーザーグラビア製版ロール製造装置）を用いて下記する銅メッキ層の形成までを行った。まず、版母材（アルミ中空ロール）を銅メッキ槽に装着し、中空ロールをメッキ液に全没させて２０Ａ／ｄｍ2、６．０Ｖで８０μｍの銅メッキ層を形成した。メッキ表面はブツやピットの発生がなく、均一な銅メッキ層を得た。この銅メッキ層の表面を４ヘッド型研磨機（株式会社シンク・ラボラトリー製研磨機）を用いて研磨して当該銅メッキ層の表面を均一な研磨面とした。上記形成した銅メッキ層を基材としてその表面にフォトレジスト（サーマルレジスト：ＴＳＥＲ−ＮＳ（株式会社シンク・ラボラトリー製））を塗布（ファウンテンコーター）、乾燥した。得られたフォトレジストの膜厚は膜厚計（ＦＩＬＬＭＥＴＲＩＣＳ社製Ｆ２０、松下テクノトレーデイング社販売）で計ったところ、７μｍであった。ついで、画像をレーザー露光し現像した。上記レーザー露光は、Ｌａｓｅｒ Ｓｔｒｅａｍ ＦＸを用い露光条件３００ｍＪ／ｃｍ2で所定のパターン露光を行った。また、上記現像は、ＴＬＤ現像液（株式会社シンク・ラボラトリー製現像液）を用い、現像液希釈比率（原液１：水７）で、２４℃９０秒間行い、所定のレジストパターン部と非レジストパターン部を形成した。
次に、非レジストパターン部の銅メッキ層に対して、塩化第二銅腐食液を６０秒間スプレーエッチングし、エッチング深さが５μｍのエッチング凹部を形成した。
該銅メッキ層及びレジストパターン部の表面にＤＬＣ被覆膜をＣＶＤ法で形成した。雰囲気アルゴン／水素ガス雰囲気、原料ガスにヘキサメチルジシロキサン、成膜温度８０−１２０℃、成膜時間６０分で膜厚０．１μｍの中間層を成膜した。次に、原料ガスにトルエン、成膜温度８０−１２０℃、成膜時間１８０分で膜厚５μｍのＤＬＣ被覆膜を成膜した。
次いで、該中空ロールを水酸化ナトリウム水溶液中で超音波処理を３０分行った。そして、該レジストパターン部上に形成されたＤＬＣ被覆膜を該レジストパターン部ごと剥離せしめ、エッチング凹部内に前記ＤＬＣ被覆膜を残存させた。このようにして、連続メッキ用パターニングロールを得た。
この連続メッキ用パターニングロールの表面を光学顕微鏡で観察したところ、高精細な連続メッキ用パターニングロールが観察された。
（実施例２）
レジストパターン形成の表面の基材をステンレス鋼とし、腐食液を硝酸・過酸化水素水とした以外は実施例１と同様にして、連続メッキ用パターニングロールを得た。得られた連続メッキ用パターニングロールを電子顕微鏡で観察したところ、高精細なＤＬＣパターンが絶縁層として観察された。
レジストパターン形成の表面の基材をステンレス鋼とし、腐食液を硝酸・過酸化水素水とした以外は実施例１と同様にして、連続メッキ用パターニングロールを得た。得られた連続メッキ用パターニングロールを電子顕微鏡で観察したところ、高精細なＤＬＣパターンが絶縁層として観察された。
（実施例３）
レジストパターン形成の表面の基材をチタンとし、腐食液をフッ酸水溶液とした以外は実施例１と同様にして、連続メッキ用パターニングロールを得た。得られた連続メッキ用パターニングロールを電子顕微鏡で観察したところ、高精細なＤＬＣパターンが絶縁層として観察された。
レジストパターン形成の表面の基材をチタンとし、腐食液をフッ酸水溶液とした以外は実施例１と同様にして、連続メッキ用パターニングロールを得た。得られた連続メッキ用パターニングロールを電子顕微鏡で観察したところ、高精細なＤＬＣパターンが絶縁層として観察された。
（実施例４）
基材として、シリコンゴム上に板厚０．４ｍｍのニッケルスリーブを嵌着せしめたロールを使用し、腐食液を硝酸・過酸化水素水とした以外は実施例１〜３と同様にして連続メッキ用パターニングロールを作製した。得られた連続メッキ用パターニングロールを電子顕微鏡で観察したところ、高精細なＤＬＣパターンが絶縁層として観察された。
基材として、シリコンゴム上に板厚０．４ｍｍのニッケルスリーブを嵌着せしめたロールを使用し、腐食液を硝酸・過酸化水素水とした以外は実施例１〜３と同様にして連続メッキ用パターニングロールを作製した。得られた連続メッキ用パターニングロールを電子顕微鏡で観察したところ、高精細なＤＬＣパターンが絶縁層として観察された。
１０：連続メッキ用パターニングロール、１２：円筒状金属基材、１４：フォトレジスト、１６：レジストパターン部、１８：非レジストパターン部、２０：エッチング凹部、２２：ＤＬＣ被覆膜、２４：メッキ層、２６：圧着転写ローラー、２８：プリント用基材、３０：連続メッキ転写物。
上記課題を解決するため、本連続メッキ用パターニングロールは、メッキ可能な円筒状金属基材の表面にフォトレジストを塗布し、露光・現像せしめてレジストパターン部と非レジストパターン部を形成し、前記非レジストパターン部の前記円筒状金属基材をエッチングせしめてエッチング凹部を形成し、前記エッチング凹部及びレジストパターン部の表面にＤＬＣ被覆膜を形成し、前記レジストパターン部上に形成されたＤＬＣ被覆膜を前記レジストパターン部ごと剥離せしめ、前記エッチング凹部内に前記ＤＬＣ被覆膜が残存してなることを特徴とする。
本連続メッキ転写物は、連続メッキ用パターニングロールによって製造されてなることを特徴とする。
本連続メッキ用パターニングロールによってメッキされる金属としては、公知のメッキ可能な金属であればいずれも適用可能である。例えば、ニッケル、タングステン、クロム、チタン、金、銀、白金、鉄、銅、亜鉛からなる群から選ばれた少なくとも一種の材料などが挙げられる。
Claims (13)
- メッキ可能な円筒状金属基材の表面にフォトレジストを塗布し、露光・現像せしめてレジストパターン部と非レジストパターン部を形成し、前記非レジストパターン部の前記円筒状金属基材をエッチングせしめてエッチング凹部を形成し、前記エッチング凹部及びレジストパターン部の表面にＤＬＣ被覆膜を形成し、前記レジストパターン部上に形成されたＤＬＣ被覆膜を前記レジストパターン部ごと剥離せしめ、前記エッチング凹部内に前記ＤＬＣ被覆膜が残存してなることを特徴とする連続メッキ用パターニングロール。
- 前記フォトレジストが塗布される金属基材が、ニッケル、タングステン、クロム、チタン、金、銀、白金、ステンレス鋼、鉄、銅、アルミニウムからなる群から選ばれた少なくとも一種の材料から構成されることを特徴とする請求項１記載の連続メッキ用パターニングロール。
- 前記エッチング凹部のエッチング深さが、１μｍ〜１０μｍであることを特徴とする請求項１又は２項記載の連続メッキ用パターニングロール。
- 前記被覆したＤＬＣ被覆膜の厚さが、１μｍ〜１０μｍであることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の連続メッキ用パターニングロール。
- 前記基材が、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション層を備えることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の連続メッキ用パターニングロール。
- 前記フォトレジストが、ネガ型フォトレジストであることを特徴とする１〜５いずれか１項記載の連続メッキ用パターニングロール。
- 請求項１〜６記載の連続メッキ用パターニングロールによって製造されてなることを特徴とする連続メッキ転写物。
- メッキ可能な円筒状金属基材の表面にフォトレジストを塗布し、露光・現像せしめてレジストパターン部と非レジストパターン部を形成する工程と、前記非レジストパターン部の前記円筒状金属基材をエッチングせしめてエッチング凹部を形成する工程と、前記エッチング凹部及びレジストパターン部の表面にＤＬＣ被覆膜を形成する工程と、前記レジストパターン部上に形成されたＤＬＣ被覆膜を前記レジストパターン部ごと剥離せしめ、前記エッチング凹部内に前記ＤＬＣ被覆膜を残存させる工程と、を含むことを特徴とする連続メッキ用パターニングロールの製造方法。
- 前記フォトレジストが塗布される金属基材が、ニッケル、タングステン、クロム、チタン、金、銀、白金、ステンレス鋼、鉄、銅、アルミニウムからなる群から選ばれた少なくとも一種の材料から構成されることを特徴とする請求項８記載の連続メッキ用パターニングロールの製造方法。
- 前記エッチング凹部のエッチング深さが、１μｍ〜１０μｍであることを特徴とする請求項８又は９項記載の連続メッキ用パターニングロールの製造方法。
- 前記ＤＬＣ被覆膜の厚さが、１μｍ〜１０μｍであることを特徴とする請求項８〜１０いずれか１項記載の連続メッキ用パターニングロールの製造方法。
- 前記フォトレジストが塗布される金属基材が、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション層を備えることを特徴とする請求項８〜１１いずれか１項記載の連続メッキ用パターニングロールの製造方法。
- 前記フォトレジストが、ネガ型フォトレジストであることを特徴とする８〜１２いずれか１項記載の連続メッキ用パターニングロールの製造方法。
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