KR101648544B1 - 연속 도금용 패터닝 롤 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

사이드 에칭의 문제를 해소하고, 절연층의 밀착성이 뛰어난 연속 도금용 패터닝 롤 및 그 제조 방법을 제공한다.
도금 가능한 원통형 금속 기재의 표면에 포토 레지스트를 도포하여 노광·현상해서 레지스트 패턴부와 비 레지스트 패턴부를 형성하고, 상기 비 레지스트 패턴부의 상기 원통형 금속 기재을 에칭하여 에칭 요부를 형성하고, 상기 에칭 요부 및 레지스트 패턴부의 표면에 DLC 피복막을 형성하고, 상기 레지스트 패턴부에 형성된 DLC 피복막을 상기 레지스트 패턴부마다 박리하여 상기 에칭 요부 내에 상기 DLC 피복막이 잔존하도록 했다.

Description

연속 도금용 패터닝 롤 및 그 제조 방법{CONTINUOUS PLATING PATTERNING ROLL AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR}
본 발명은, DLC(Diamond-Like Carbon; 다이아몬드형 탄소)에 의해 절연층의 패터닝을 설비한 연속 도금용 패터닝 롤 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
연속 도금용 롤은, 연속 도금 장치에 사용되는 것으로, 예를 들면, 릴에 감은 강판 등의 띠 모양의 작업을 연속적으로 말면서 도금욕 안을 통하여 연속적으로 도금을 실시하는 것이다. 연속 도금용 롤의 예로는, 예를 들면, 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2에 개시된 싱크 롤 등의 롤이 있다.
상술 한 바와 같은 패터닝 롤을 제작하는 경우, 기재에 감광재를 도포하여 노광·현상·버닝하여 에칭하면, 이른 바 사이드 에칭이라 불리는 오버 에칭이 발생하는 문제가 있었다. 그리고, 패터닝이 미세하게 될 정도로 사이드 에칭의 문제가 더욱 현재화(顯在化)한다. 또한, 패터닝이 미세하게 될 정도로 절연층의 밀착성의 문제가 생긴다.
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(특허 문헌 1) 일본특개 2006-283044호 공보 (특허 문헌 2) 일본특개 2001-89836호 공보 (특허 문헌 3) 일본특개 2009-093170호 공보
본 발명은, 상기한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 사이드 에칭의 문제를 해소하고, 절연층의 밀착성이 뛰어난 연속 도금용 패터닝 롤 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 연속 도금용 패터닝 롤은, 도금 가능한 원통형 금속 기재의 표면에 포토 레지스트를 도포하고 노광·현상하게 해서 레지스트 패턴부와 비 레지스트 패턴부를 형성하고, 상기 비 레지스트 패턴부의 상기 원통형 금속 기재를 에칭하여 에칭 요부(凹部)를 형성하고, 상기 에칭 요부 및 레지스트 패턴부의 표면에 DLC 피복막을 형성하고, 상기 레지스트 패턴부에 형성된 DLC 피복막을 상기 레지스트 패턴부마다 박리해서 상기 에칭 요부내에 상기 DLC 피복막이 잔존하여 이루어지도록 한 것을 특징으로 한다.
이렇게 하여 레지스트 패턴부 상에 형성된 DLC 피복막을 상기 레지스트 패턴부와 함께 박리하기 위해서, 사이드 에칭의 문제가 해소되는 이점이 있다. 또한, 상기 원통형 금속 기재의 에칭부에 DLC 피복막을 잔존시키는 것으로, 잔존한 DLC 피복막이 절연막이 된다. 그리고, 에칭부에 DLC 피복막을 잔존시키므로써, 밀착성이 우수하다는 이점이 있다.
상기 포토 레지스트가 도포된 금속 기재는, 니켈, 텅스텐, 크롬, 티타늄, 금, 은, 백금, 스테인레스 강, 철, 구리, 알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 일종의 재료로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 에칭 요부의 에칭 깊이는, 1μm ~ 10μm인 것이 바람직하다.
상기 피복한 DLC 피복막의 두께는, 1μm ~ 10μm인 것이 바람직하다.
또한, 상기 원통형 금속 기재는, 고무 또는 쿠션성을 갖는 수지로 이루어지는 쿠션층을 갖추도록 하고 있다. 상기 쿠션층으로는, 실리콘 고무 등의 합성 고무나 폴리우레탄, 폴리스티렌 등의 탄력성 있는 합성수지를 사용할 수 있다. 이 쿠션층의 두께는 쿠션성 즉 탄력성을 부여할 수 있는 두께이면 되고, 특별히 한정은 없지만, 예를 들어, 1cm ~ 5cm 정도의 두께면 충분하다. 고무 또는 쿠션성을 갖는 수지로 쿠션층을 갖춘 원통형 금속 기재의 예로서, 예를 들면 특허 문헌 3에 기재된 그라비아판과 같이, 고무 또는 쿠션성을 갖는 수지로 이루어지는 쿠션층을 갖춘 롤을 채용할 수 있다.
상기 포토 레지스트로는, 포지티브형 포토 레지스트 또는 네가티브형 포토 레지스트 모두 적용 가능하지만, 네가티브형 포토 레지스트인 것이 바람직하다.
본 발명의 연속 도금 전사물은, 연속 도금용 패터닝 롤에 의해 제조되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 연속 도금용 패터닝 롤에 의하여 도금되는 금속으로는 공지의 도금 가능한 금속이면 모두 적용 가능하다. 예를 들어, 니켈, 텅스텐, 크롬, 티타늄, 금, 은, 백금, 철, 구리, 아연으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 일종의 재료 등을 들 수 있다.
본 발명의 연속 도금용 패터닝 롤의 제조 방법은, 도금 가능한 원통형 금속 기재의 표면에 포토 레지스트를 도포하여 노광·현상해서 레지스트 패턴부와 비레지스트 패턴부를 형성하는 공정과, 상기 비레지스트 패턴부의 상기 원통형 금속 기재를 에칭하여 에칭 요부를 형성하는 공정과, 상기 에칭 요부 및 레지스트 패턴부의 표면에 DLC 피복막을 형성하는 공정과, 상기 레지스트 패턴부 상에 형성된 DLC 피복막을 상기 레지스트 패턴부마다 박리해서 상기 에칭 요부 내에 상기 DLC 피복막을 잔존시키는 공정과,를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 포토 레지스트가 도포된 금속 기재는, 니켈, 텅스텐, 크롬, 티타늄, 금, 은, 백금, 스테인레스강, 철, 구리, 알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 에칭 요부의 에칭 깊이는, 1μm ~ 10μm인 것이 바람직하다.
상기 DLC 피복막의 두께는, 1μm ~ 10μm인 것이 바람직하다.
상기 포토 레지스트가 도포된 금속 기재는, 고무 또는 쿠션을 갖는 수지로 쿠션층을 구비하는 것이 바람직하다.
상기 포토 레지스트로는, 포지티브형 포토 레지스트 또는 네가티브형 포토 레지스트 모두 적용 가능하지만, 네가티브형 포토 레지스트인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 사이드 에칭의 문제를 해소하고, 절연층의 밀착성이 뛰어난 연속 도금용 패터닝 롤 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다고 하는 현저하게 큰 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 연속 도금용 패터닝 롤의 일례를 모식적으로 나타내는 설명도이고, (a)는 원통형 금속 기재의 표면에 포토 레지스트를 도포한 상태의 요부 단면도, (b)는 노광·현상하게 해서 레지스트 패턴부와 비 레지스트 패턴부를 형성한 상태의 요부 단면도, (c)는 비 레지스트 패턴부의 원통형 금속 기판을 에칭하여 에칭 요부를 형성한 상태의 요부 단면도, (d)는 에칭 요부 및 레지스트 패턴부의 표면에 DLC 피복막을 형성한 상태의 요부 단면도, (e)는 레지스트 패턴부 상에 형성된 DLC 피복막을 레지스트 패턴부마다 박리해서 에칭 요부 내에 DLC 피복막을 잔존하게 한 상태의 요부 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 연속 도금용 패터닝 롤의 제조 방법의 공정 순서를 나타내는 순서도이다.
도 3은 연속 도금 전사물의 제조 순서를 나타내는 모식적 설명도이고, (a)는 연속 도금용 패터닝 롤에 형성된 패턴 도금층을 프린트용 기재상에 전사하는 상태, (b)는 프린트용 기재상에 패턴 도금층을 전사하여 연속 도금 전사물을 제조한 상태를 나타낸다.
이하에 본 발명의 실시 형태를 설명하지만, 이들 실시의 형태는 예시적으로 나타나는 것으로, 본 발명의 기술 사상에서 벗어나지 않는 한 다양한 변형이 가능한 것은 물론이다.
도 1에서, 부호 10은 연속 도금용 패터닝 롤을 나타낸다. 부호 12는 도금 가능한 원통형 금속 기재를 나타내고, 니켈, 텅스텐, 크롬, 티타늄, 금, 은, 백금, 스테인레스 강, 철, 구리, 알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 이루어진 물건을 사용할 수 있다. 또한, 고무 또는 쿠션성을 갖는 수지로 이루어진 쿠션층을 갖추도록 해도 좋다. 상기 쿠션층은, 고무 또는 쿠션성을 가지는 수지로 구성되며, 1mm ~ 10cm 정도가 균일한 두께로 표면의 평활도가 높은 시트상의 것을, 이음매에 틈이 벌어지지 않도록 원통형 금속 기재(12)의 뒷면에 견고하게 접착하도록 하면 좋다.
먼저, 원통형 금속 기재(12)의 표면에 포토 레지스트(14)를 도포한다(도 1(a) 및 도 2의 단계 100). 노광·현상해서 레지스트 패턴(16)과 비레지스트 패턴(18)을 형성한다(도 1(b) 및 도 2의 단계 102). 포토 레지스트는 네가티브형과 포지티브형 중 어느 것으로도 사용 가능하지만, 네가티브형 포토 레지스트를 이용하는 것이 바람직하다.
다음, 비 레지스트 패턴부(18)의 원통형 금속 기재(12)를 에칭하게 하고, 에칭 요부(20)를 형성한다(도 1(c) 및 도 2의 단계 104).
그리고, 에칭 요부(20) 및 레지스트 패턴부(16)의 표면에 DLC 피복막(22)을 형성한다(도 1(d) 및 도 2의 단계 106). 상기 DLC 피복막은 CVD(Chemical Vapor Deposition) 법이나 스패터(Spatter) 법에 의해 형성하면 된다.
이어서, 상기 레지스트 패턴부(16) 상에 형성된 DLC 피복막(22)을 상기 레지스트 패턴부(16) 마다 박리해서, 상기 에칭 요부(20) 내에 상기 DLC 피복막(22)을 잔존시킨다(도 1(e) 및 도 2 단계 108). 이렇게 하여, 연속 도금용 패터닝 롤(10)이 완성된다. 연속 도금용 패터닝 롤(10)은, 상기 에칭 요부(20) 내에 잔존한 상기 DLC 피복막(22)이 절연층으로 된다.
다음. 연속 도금용 패터닝 롤(10)을 이용한 연속 도금 전사물의 제조 단계를 도 3에 나타낸다.
도 3(a)에 있어서, 연속 도금용 패터닝 롤(10)은, 도금 조(도시 생략)를 통해서 상기 DLC 피복막(22)의 잔존하지 않는 원통형 금속 기재(12) 상에 연속적으로 도금층(24)이 형성된다.
그리고, 도 3(a)에 잘 나타나는 바와 같이, 압착 전사 롤러(26)에 제공되어 있는 프린트 용 기재(28)에는 도금층(24)이 연속적으로 전사되어, 도 3(b)에 나타낸 연속 도금 전사물(30)이 된다. 또한, 프린트 용 기재로는, 합성 수지 등의 필름을 들 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 연속 도금용 패터닝 롤은, 미세 패터닝된 도금층을 합성 수지 등의 필름에 전사할 수 있기 때문에, 인쇄 회로 기판 등의 제조에 적합하게 이용할 수 있다.
[실시예]
다음, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 이들 실시예는 예시적으로 나타나는 것으로 한정적으로 해석되어야 하지 않는 것은 말할 것도 없다.
(실시예 1)
원주 600mm, 면장 1100mm의 판 모재(알루미늄 중공 롤)를 준비하고, 부메랑 라인(주식회사 싱크·라보라토리 제 전자동 레이저 그라비아 제판 롤 제조장치)를 이용해서 하기 구리 도금층을 형성했다. 먼저, 판 모재(알루미늄 중공 롤)를 구리 도금 조에 장착하여, 중공 롤을 도금액에 전부 가라앉게 해서 20A/dm2, 6.0V 에서 80μm의 구리 도금층을 형성했다. 도금 표면은 부츠나 피트의 발생이 없고, 균일한 구리 도금층을 얻었다. 이 구리 도금층의 표면을 4헤드형 연마기(주식회사 싱크 ·라보라토리 제 연마기)를 이용하여 연마해서 해당 구리 도금층의 표면을 균일한 연마면으로 했다. 상기 형성한 구리 도금층을 기재로 그 표면에 포토 레지스트(열 저항 : TSER-NS (주식회사 싱크·라보라토리 제))를 도포(파운틴 코터), 건조했다. 얻어진 포토 레지스트의 막두께는 막두께 측정기(FILLMETRICS사의 F20, 마츠시타 테크노트레이딩사 판매)로 잰 결과, 7μm였다. 그 다음, 화상을 레이저 노광하여 현상했다. 상기 레이저 노광은, Laser Stream FX를 이용하여 노광 조건 300mJ/cm2에서 소정의 패턴 노광을 실시했다. 또한, 상기 현상은, TLD 현상액(주식회사 싱크·라보라토리 제 현상액)을 이용하여, 현상액 희석 비율(원액 1 : 물 7)로, 24℃ 90초 동안 실시하여, 소정의 레지스트 패턴부와 비 레지스트 패턴부를 형성했다.
그 다음에, 비레지스트 패턴부의 구리 도금층에 대하여, 염화 제 2 구리 부식액을 60초간 스프레이 에칭하고, 에칭 깊이가 5μm의 에칭 요부를 형성했다.
상기 구리 도금층 및 레지스트 패턴부의 표면에 DLC 피복막을 CVD 법으로 형성했다. 분위기(雰圍氣) 아르곤 / 수소 가스 분위기(雰圍氣), 원료 가스에 헥사메틸디실록산, 성막 온도 80-120℃, 성막 시간 60분으로 막 두께 0.1μm의 중간층을 성막했다. 다음으로, 원료 가스에 톨루엔, 성막 온도 80-120℃, 성막 시간 180분으로 두께 5μm의 DLC 피복막을 성막했다.
그 다음에, 상기 중공 롤을 수산화나트륨 수용액 중에서 초음파 처리를 30분 실시했다. 그리고, 상기 레지스트 패턴부에 형성된 DLC 피복막을 상기 레지스트 패턴부마다 박리해서, 에칭 요부 내에 상기 DLC 피복막을 잔존시켰다. 이렇게 하여 연속 도금용 패터닝 롤을 얻었다.
이 연속 도금용 패터닝 롤의 표면을 광학 현미경으로 관찰한 결과, 고정밀 연속 도금용 패터닝 롤이 관찰되었다.
(실시예 2)
레지스트 패턴 형성의 표면 기재를 스테인레스 강으로, 부식액을 질산·과산화수소로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 연속 도금용 패터닝 롤을 얻었다. 얻어진 연속 도금용 패터닝 롤을 전자 현미경으로 관찰한 결과, 고정밀 DLC 패턴이 절연층으로 관찰되었다.
(실시예 3)
레지스트 패턴 형성 표면의 기재를 티타늄으로, 부식액을 불산 수용액으로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 연속 도금용 패터닝 롤을 얻었다. 얻어진 연속 도금용 패터닝 롤을 전자 현미경으로 관찰한 결과, 고정밀 DLC 패턴이 절연층으로 관찰되었다.
(실시예 4)
기재로서, 실리콘 고무상에 두께 0.4mm의 니켈 슬리브를 감착하게 한 롤을 사용하여, 부식액을 질산·과산화수소수로 한 것 이외에는 실시예 1 ~ 3과 동일하게 하여 연속 도금용 패터닝 롤을 제작했다. 얻어진 연속 도금용 패터닝 롤을 전자 현미경으로 관찰한 결과, 고정밀 DLC 패턴이 절연층으로 관찰되었다.
10 : 연속 도금용 패터닝 롤 12 : 원통형 금속 기재
14 : 포토 레지스트 16 : 레지스트 패턴부
18 : 비 레지스트 패턴부 20 : 에칭 요부
22 : DLC 피복막 24 : 도금층
26 : 압착 전사 롤러 28 : 프린트용 기재
30 : 연속 도금 전사물

Claims (13)

  1. 도금 가능한 원통형 금속 기재의 표면에 포토 레지스트를 도포하고 노광·현상해서 레지스트 패턴부와 비 레지스트 패턴부를 형성하고, 상기 비 레지스트 패턴부의 상기 원통형 금속 기재를 에칭하여 에칭 요부를 형성하고, 상기 에칭 요부 및 레지스트 패턴부의 표면에 다이아몬드형탄소(Diamond Like Carbon; DLC) 피복막(이하, 'DLC 피복막'이라 함)을 형성하고, 상기 레지스트 패턴부 상에 형성된 DLC 피복막을 상기 레지스트 패턴부 마다 박리하여 상기 에칭 요부 내에 상기 DLC 피복막이 잔존하여 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 연속 도금용 패터닝 롤.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 포토 레지스트가 도포된 금속 기재가 니켈, 텅스텐, 크롬, 티타늄, 금, 은, 백금, 스테인레스 강, 철, 구리, 알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 연속 도금용 패터닝 롤.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에칭 요부의 에칭 깊이가 1μm ~ 10μm인 것을 특징으로 하는 연속 도금용 패터닝 롤.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 피복한 DLC 피복막의 두께가 1μm ~ 10μm인 것을 특징으로 하는 연속 도금용 패터닝 롤.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기재가, 고무 또는 쿠션성을 갖는 수지로 이루어진 쿠션층을 구비하는 것을 특징으로 하는 연속 도금용 패터닝 롤.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 포토 레지스트가 네가티브형 포토 레지스트인 것을 특징으로 하는 연속 도금용 패터닝 롤.
  7. 삭제
  8. 도금 가능한 원통형 금속 기재의 표면에 포토 레지스트를 도포하고 노광·현상해서 레지스트 패턴부와 비 레지스트 패턴부를 형성하는 공정과, 상기 비 레지스트 패턴부의 상기 원통형 금속 기판을 에칭하여 에칭 요부를 형성하는 공정과, 상기 에칭 요부 및 레지스트 패턴부의 표면에 다이아몬드형탄소(Diamond Like Carbon; DLC) 피복막(이하, 'DLC 피복막'이라 함)을 형성하는 공정과, 상기 레지스트 패턴부에 형성된 DLC 피복막을 상기 레지스트 패턴부마다 박리해서 상기 에칭 요부 내에 상기 DLC 피복막을 잔존시키는 공정,을 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 도금용 패터닝 롤의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 포토 레지스트가 도포된 금속 기재가 니켈, 텅스텐, 크롬, 티타늄, 금, 은, 백금, 스테인레스 강, 철, 구리, 알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 연속 도금용 패터닝 롤의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 에칭 요부의 에칭 깊이가 1μm ~ 10μm인 것을 특징으로 하는 기재의 연속 도금용 패터닝 롤의 제조 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 DLC 피복막의 두께가 1μm ~ 10μm인 것을 특징으로 하는 연속 도금용 패터닝 롤의 제조 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 포토 레지스트가 도포된 금속 기재가, 고무 또는 쿠션성을 갖는 수지로 이루어진 쿠션층을 구비하는 것을 특징으로 하는 연속 도금용 패터닝 롤의 제조 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 포토 레지스트가 네가티브형 포토 레지스트인 것을 특징으로 하는 연속 도금용 패터닝 롤의 제조 방법.
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