KR20150044814A - 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴의 제작 방법과 올 실리콘 고무제 정전 척 및 그 제조 방법 - Google Patents
도전성 실리콘 고무제 전극 패턴의 제작 방법과 올 실리콘 고무제 정전 척 및 그 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 과제는 도전성 실리콘 고무로 세밀한 전극 패턴 형상을 가공하는 것이 가능한 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴의 제작 방법, 이 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴을 절연성 실리콘 고무의 내부에 매설하여 이루어지는 신축성을 갖는 올 실리콘 고무제 정전 척 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다. 도전성 실리콘 고무 조성물을 시트화하여 공정 필름과 적층하고 나서 도전성 실리콘 고무 조성물의 시트를 경화하고, 공정 필름은 컷트하지 않고 도전성 실리콘 고무 시트만을 전극 패턴 형상으로 컷트하고 나서 여분의 도전성 실리콘 고무 시트를 공정 필름으로부터 박리해서 제거하는 것을 특징으로 하는 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴의 제작 방법이다.
Description
본 발명은, 도전성 실리콘 고무 시트를 전극 패턴 형상으로 가공하는 방법이며, 특히 복잡한 전극 패턴 형상을 정밀하게 가공하는 것이 가능한 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴의 제작 방법에 관한 것이다. 또한, 이 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴을 절연성 실리콘 고무의 내부에 매설하여 이루어지는 신축성을 갖는 올 실리콘 고무제 정전 척 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
통상의 플렉시블 프린트 기판은, 절연성 필름과 동박의 적층품의 동박면에 레지스트를 형성하고 나서 레지스트가 없는 동박을 에칭에 의해 제거함으로써 전극 패턴을 제작한다. 또한, 멤브레인 배선판은 절연성 필름에 도체로서 카본 페이스트나 은 페이스트 등의 도전성 잉크를 도포함으로써 전극 패턴을 제작한다. 이들은 절연성 필름과 동박 혹은 도전성 잉크제의 전극 패턴의 일체품이며, 구부릴 수 있는 유연성은 있지만, 신축성은 거의 얻을 수 없다.
또한, 반도체 집적 회로의 제조 공정에 있어서의 웨이퍼의 진공 중에서의 유지에는, 쿨롬력 방식 또는 존슨-라벡력 방식의 웨이퍼 척, 소위 정전 척이 사용되고 있다. 정전 척은 절연체층의 내부에 전극 패턴을 매몰시킨 구조이며, 절연체층으로서는, 폴리이미드 등의 유기 수지, 질화알루미늄, 알루미나, 질화붕소, 질화규소 등의 세라믹스, 실리콘 고무 등의 고무 탄성체를 사용하고, 전극 패턴으로서는, 구리, 알루미늄 등의 금속박, 카본 페이스트나 은 페이스트 등의 도전성 잉크를 사용하고 있다.
정전 척의 전극 패턴이나 전자 회로 소자의 전자파 실드용 도전층에 도전성 고무를 사용하는 것이 몇 가지 제안되어 있다.
일본 특허 공개 소59-188135호 공보(특허문헌 1)에는, 금속보다도 큰 저항을 갖는 제1 전극과 제2 전극 사이에 전위차를 발생시키고, 반도체 기판을 흡착하여 표면 처리를 행하는 방법이 제안되어 있고, 전극으로서 금속 분말을 넣은 도전성 실리콘 고무가 예시되어 있다.
일본 특허 공개 소63-194345호 공보(특허문헌 2)에는, 절연막 상에 적절한 간격을 둔 도전성 수지 재료가 배치된 정전 척이 제안되어 있고, 도전성 수지 재료로서 도전 고무나 도전 플라스틱 등이 예시되어 있다.
일본 특허 공개 평1-164099호 공보(특허문헌 3)에는, 전기 절연층 상에 스크린 인쇄로 도전성 실리콘 고무의 도전층을 적층하는 방열 실드 시트가 제안되어 있다.
일본 특허 공개 제2000-326170호 공보(특허문헌 4)에는, 고열 전도성 실리콘 고무 경화물 내부에 전극으로서 기능하는 도전성 실리콘 고무가 매몰되어 이루어지는, 웨이퍼 이면을 지지하는 지지 돌기와 조합하여 사용되는 수직 방향으로 탄성 변형이 가능한 정전 척이 제안되어 있다.
특허문헌 3은, 도전성 실리콘 고무제의 전극 패턴을 스크린 인쇄로 제작하고 있지만, 그 이외의 특허문헌에서는 구체적인 전극 패턴의 제작 방법은 기재되어 있지 않다.
통상의 정전 척은, 도전성 혹은 반도전성의 웨이퍼 등의 기판을 쿨롬력이나 존슨-라벡력에 의해 흡착하는 것이며, 쌍극 구조의 전극 패턴은 비교적 단순한 형상으로 흡착력이 충분히 발현된다. 한편, 절연성의 유리나 수지제의 기판을 흡착하는 경우, 그레디언트력을 발생시킬 필요가 있다. 그레디언트력은 정전 척 표면 상의 전계를 불균일하게 함으로써 발현하는 힘이며, 전극 패턴을 보다 세밀하게 하여 전극의 폭과 전극간의 거리를 가능한 한 작게 할 필요가 있다. 그러나, 도전성 실리콘 고무는 유연하고, 신장이 크므로, 세밀한 전극 패턴에 가공하는 것이 매우 어렵다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 도전성 실리콘 고무로 세밀한 전극 패턴 형상을 가공하는 것이 가능한 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴의 제작 방법, 이 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴을 절연성 실리콘 고무의 내부에 매설하여 이루어지는 신축성을 갖는 올 실리콘 고무제 정전 척 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 도전성 실리콘 고무를 세밀한 전극 패턴에 가공하는 방법으로서, 도전성 실리콘 고무 조성물을 시트화하여 공정 필름에 적층하고 나서 도전성 실리콘 고무 조성물의 시트를 경화한 후, 공정 필름은 컷트하지 않고 도전성 실리콘 고무 시트만을 전극 패턴 형상으로 컷트하고 나서 여분의 도전성 실리콘 고무 시트를 공정 필름으로부터 박리해서 제거함으로써 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴을 제작하는 방법이 유효한 것을 지견했다. 또한, 이 쌍극 구조의 전극 패턴을 절연성 실리콘 고무의 내부에 매설시킨 올 실리콘 고무제 정전 척은 신축성이 있고, 전극 패턴의 전극간에 전압을 인가함으로써 흡착력이 발현되고, 각종 기판을 흡착할 수 있는 것을 지견하여, 본 발명에 이르렀다.
따라서, 본 발명은, 하기의 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴의 제작 방법과 올 실리콘 고무제 정전 척 및 그 제조 방법을 제공한다.
〔1〕
도전성 실리콘 고무 조성물을 시트화하여 공정 필름과 적층하고 나서 도전성 실리콘 고무 조성물의 시트를 경화하고, 공정 필름은 컷트하지 않고 도전성 실리콘 고무 시트만을 전극 패턴 형상으로 컷트하고 나서 여분의 도전성 실리콘 고무 시트를 공정 필름으로부터 박리해서 제거하는 것을 특징으로 하는 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴의 제작 방법.
〔2〕
컷팅 플로터에 의해 도전성 실리콘 고무 시트를 전극 패턴 형상으로 컷트하는 것을 특징으로 하는 〔1〕에 기재된 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴의 제작 방법.
〔3〕
공정 필름이, 내열성 및 유연성을 갖는 수지 필름인 것을 특징으로 하는 〔1〕 또는 〔2〕에 기재된 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴의 제작 방법.
〔4〕
공정 필름을 샌드블라스트 가공하고, 조면화된 면에 도전성 실리콘 고무 조성물의 시트를 적층하는 것을 특징으로 하는 〔1〕 내지 〔3〕 중 어느 하나에 기재된 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴의 제작 방법.
〔5〕
도전성 실리콘 고무가, 카본 블랙을 배합하여 이루어지는 도전성 실리콘 고무 조성물의 경화물이며, 그 체적 저항률이 0.001 내지 1Ωㆍm의 범위인 것을 특징으로 하는 〔1〕 내지 〔4〕 중 어느 하나에 기재된 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴의 제작 방법.
〔6〕
도전성 실리콘 고무 시트의 두께가 0.03 내지 2.0㎜의 범위인 것을 특징으로 하는 〔1〕 내지 〔5〕 중 어느 하나에 기재된 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴의 제작 방법.
〔7〕
〔1〕 내지 〔6〕 중 어느 하나에 기재된 방법에 의해 얻어진 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴이 절연성 실리콘 고무의 내부에 매설되어 이루어지고, 신축성을 갖는 것을 특징으로 하는 올 실리콘 고무제 정전 척.
〔8〕
〔1〕 내지 〔6〕 중 어느 하나에 기재된 방법에 의해 얻어진 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴의 공정 필름과 반대의 면 상에, 절연성 실리콘 고무 조성물을 적층하고 나서 그 절연성 실리콘 고무 조성물을 경화하여 일체화시키고, 또한 공정 필름을 박리하고, 박리면의 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴 상에 절연성 실리콘 고무 조성물을 적층하고 나서 절연성 실리콘 고무 조성물을 경화하여 일체화시키는 것을 특징으로 하는 올 실리콘 고무제 정전 척의 제조 방법.
본 발명의 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴의 제작 방법에 의하면, 유연하고 신장이 커서 가공이 어려운 도전성 실리콘 고무 시트를 사용해서 세밀한 전극 패턴을 제작할 수 있다. 그 전극 패턴을 매설시킨 올 실리콘 고무제 정전 척은 신축성이 있고, 쿨롬력이나 존슨-라벡력에 의해 도전성 혹은 반도전성의 기판을 흡착할 수 있고, 또한 세밀한 전극 패턴으로서 표면의 전계를 불균일하게 하면, 그레디언트력에 의해 절연성의 기판을 흡착할 수 있다. 또한, 카본 블랙 배합의 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴을 매설시킨 정전 척은, 신장한 상태에서도 흡착력을 유지할 수 있다.
도 1은 제1, 제3 실시예, 제1, 제2 비교예의 쌍극 구조의 빗살 전극 패턴 형상을 도시한 도면이다.
도 2는 제2 실시예의 쌍극 구조의 빗살 전극 패턴 형상을 도시한 도면이다.
도 2는 제2 실시예의 쌍극 구조의 빗살 전극 패턴 형상을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명에 있어서 「체적 저항률」은, 일본 고무 협회 표준 규격 SRIS 2301에 규정된 시험 방법에 의해 측정된 값이다.
본 발명의 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴의 제작 방법은, 미경화의 도전성 실리콘 고무 조성물을 시트화하여 공정 필름과 적층하고 나서 도전성 실리콘 고무 조성물의 시트를 경화하고, 공정 필름은 컷트하지 않고 도전성 실리콘 고무 시트만을 전극 패턴 형상으로 컷트하고 나서 여분의 도전성 실리콘 고무 시트를 공정 필름으로부터 박리해서 제거하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 사용하는 도전성 실리콘 고무 조성물로서는 일반적인 것으로 좋고, 예를 들어, (A) 주제(베이스 폴리머)인 오르가노폴리실록산에, (B) 도전성 필러 및 (C) 경화제를 배합한 도전성 실리콘 고무 조성물을 사용할 수 있다.
여기서, (A) 오르가노폴리실록산으로서는, 하기 평균 조성식 1로 나타내어지는 것을 들 수 있다.
(식 중 R1은 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기이며, n은 1.95 내지 2.05의 양수임)
상기 식 1 중, R1은 비치환 또는 치환의, 바람직하게는 탄소수 1 내지 10, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 8의 1가 탄화수소기이며, 구체적으로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기 등의 알킬기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등의 시클로알킬기, 비닐기, 알릴기 등의 알케닐기, 페닐기, 톨릴기 등의 아릴기 등, 혹은 이들의 수소 원자가 부분적으로 염소 원자, 불소 원자 등의 할로겐 원자로 치환된 할로겐화 탄화수소기 등이 예시된다.
n은 1.95 내지 2.05의 양수이다.
또한, 이 오르가노폴리실록산은 1분자 중에 적어도 2개의 규소 원자에 결합하는 알케닐기를 갖는 것이 바람직하고, R1 내 0.001 내지 5몰％, 특히 0.01 내지 1몰％의 알케닐기를 함유하는 것이 바람직하다.
오르가노폴리실록산으로서, 구체적으로는, 주쇄(主鎖)가 디메틸실록산 단위의 반복으로 이루어지는 것, 또는 이 주쇄를 구성하는 디메틸실록산 단위의 반복으로 이루어지는 디메틸폴리실록산 구조의 일부에 비닐기, 페닐기, 트리플루오로프로필기 등을 도입한 것으로, 분자쇄 말단이 트리오르가노실록시기 또는 수산기로 봉쇄된 직쇄상 구조의 것이 바람직하다. 이 트리오르가노실록시기로서는, 트리메틸실록시기, 디메틸비닐실록시기, 트리비닐실록시기 등이 예시된다.
또한, 이 오르가노폴리실록산의 평균 중합도는 200 이상 12,000 이하, 특히 300 내지 10,000이고, 회전 점토계에 의한 측정으로 25℃에서의 점도가 0.3Paㆍs 이상의 것이 바람직하고, 평균 중합도가 200 미만에서는 경화 후의 기계적 강도가 떨어져, 물러지게 되는 경우가 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 중합도는, 톨루엔을 전개 용매로 한 겔 침투 크로마토그래피(GPC) 분석에 있어서의 폴리스티렌 환산의 중량 평균 중합도로서 구할 수 있다.
(B) 도전성 필러로서는, 아세틸렌 블랙, 퍼니스 블랙 등의 카본 블랙이나, 은, 구리, 니켈 등의 금속분, 그들의 금속을 유리분이나 세라믹분으로 피복한 필러 등을 들 수 있다. 도전성 실리콘 고무를 신장하면 도전성 필러끼리의 접촉이 이격되어, 저항이 상승할 우려가 있다. 특히, 금속분은 입경이 크므로 신장에 의한 저항 상승이 현저하게 보인다. 카본 블랙은 입경이 작고, 스트럭처 구조가 발달되어 있어, 신장에 의한 저항 상승이 작으므로, 본 발명의 도전성 실리콘 고무 조성물에 배합하는 도전성 필러로서 적합하다.
카본 블랙을 사용하는 경우의 배합량으로서는, 상기 오르가노폴리실록산 100질량부에 대해 10 내지 100질량부, 특히 20 내지 80질량부의 범위에서 사용하는 것이 바람직하다. 카본 블랙의 배합량이 10질량부 미만에서는 도전성이 불충분하게 되는 경우가 있고, 또한 100질량부를 초과하면 배합이 곤란하게 되는 동시에 성형 가공성이 매우 나빠지는 경우가 있다.
또한, 카본 블랙 이외의 도전성 필러의 배합량은, 상기 오르가노폴리실록산 100질량부에 대해 100 내지 1,500질량부, 특히 200 내지 1,000질량부의 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.
카본 블랙을 배합한 도전성 실리콘 고무의 체적 저항률은, 0.001 내지 1Ωㆍm, 특히 0.005 내지 0.1Ωㆍm의 범위인 것이 바람직하다. 체적 저항률을 0.001Ωㆍm 미만의 저저항으로 하기 위해서는 카본 블랙의 고충전에서는 달성이 곤란하게 되는 경우가 있고, 체적 저항률 1Ωㆍm를 초과하면 전류가 흐르기 어려워져, 전극으로서 사용할 수 없게 되는 경우가 있다.
또한, 카본 블랙 이외의 도전성 필러를 배합한 도전성 실리콘 고무의 체적 저항률은, 안정된 저항을 유지하는 점으로부터 1×10-7 내지 1×10-3Ωㆍm, 특히 1×10-6 내지 1×10-4Ωㆍm의 범위인 것이 바람직하다.
도전성 실리콘 고무 조성물의 (C) 경화제로서는, 통상 실리콘 고무의 경화에 사용되고 있는 종래 공지의 경화제 중에서 적절히 선택할 수 있다. 즉, 본 발명에 사용하는 도전성 실리콘 고무 조성물의 경화 타입으로서는, 유기 과산화물 경화형(라디칼 반응 경화형), 부가 반응 경화형 등 중 어느 것이어도 좋다.
유기 과산화물 경화형 실리콘 고무 조성물의 경우에는, 공지의 라디칼 반응에 의한 가교에 사용되는 유기 과산화물, 예를 들어, 디-t-부틸퍼옥시드, 2, 5-디메틸-2, 5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 디쿠밀퍼옥시드 등의 유기 과산화물을 상기 주제인 오르가노폴리실록산 100질량부에 대해 0.1 내지 10질량부, 특히 0.2 내지 5질량부 배합한 것이 사용된다.
또한, 부가 반응 경화형 실리콘 고무 조성물의 경우에는, 부가 반응 경화제로서, 규소 원자에 결합한 수소 원자(SiH기)를 1분자 중에 2개 이상, 특히 3 내지 200개 함유하는 오르가노하이드로겐폴리실록산 및 백금족 금속계 촉매를 사용할 수 있다. 또한, 이 경우, 주제인 오르가노폴리실록산은 알케닐기를 갖는 것을 사용한다.
부가 반응 경화제에 대해 더욱 상세하게 설명하면, 상기 오르가노하이드로겐폴리실록산으로서는, 트리스(디메틸하이드로겐실록시)메틸실란, 트리스(디메틸하이드로겐실록시)페닐실란, 1, 1, 3, 3-테트라메틸디실록산, 1, 3, 5, 7-테트라메틸시클로테트라실록산, 메틸하이드로겐실록폴리실록산, 메틸하이드로겐실록산ㆍ디메틸실록산 환상 공중합체, 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 메틸하이드로겐폴리실록산, 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산ㆍ메틸하이드로겐실록산 공중합체, 양말단 디메틸하이드로겐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산, 양말단 디메틸하이드로겐실록시기 봉쇄 디메틸실록산ㆍ메틸하이드로겐실록산 공중합체, 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 메틸하이드로겐실록산ㆍ디페닐실록산 공중합체, 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 메틸하이드로겐실록산ㆍ디페닐실록산ㆍ디메틸실록산 공중합체, (CH3)2HSiO1/2 단위와 SiO4 /2 단위로 이루어지는 공중합체, (CH3)2HSiO1 /2 단위와 SiO4 /2 단위와 (C6H5)SiO3 /2 단위로 이루어지는 공중합체 등이나, 이들의 예시 화합물에 있어서, 메틸기의 일부 또는 전부를 에틸기, 프로필기 등의 다른 알킬기, 페닐기 등의 아릴기, 3, 3, 3-트리플루오로프로필기 등의 할로겐 치환 알킬기 등으로 치환한 것 등을 들 수 있다.
이 오르가노하이드로겐폴리실록산의 분자 구조는, 직쇄상, 환상, 분지상, 삼차원 망상 구조 중 어느 것이어도 좋지만, 1분자 중의 규소 원자의 수, 즉 중합도는 2 내지 1,000, 바람직하게는 3 내지 500, 특히 바람직하게는 3 내지 300 정도의 것을 사용할 수 있다.
이 오르가노하이드로겐폴리실록산의 배합량은, 상기 주제인 오르가노폴리실록산의 알케닐기 1몰에 대해 오르가노하이드로겐폴리실록산의 SiH기가 0.5 내지 5몰, 특히 1 내지 3몰이 되는 양인 것이 바람직하다.
또한, 백금족 금속계 촉매로서는, 백금흑, 염화 제2 백금, 염화 백금산과 1가 알코올의 반응물, 염화 백금산과 올레핀류의 착체, 백금비스아세트아세테이트 등을 예시할 수 있다. 또한, 이 백금족 금속계 촉매의 배합량은 촉매량으로 할 수 있고, 통상, 상기 주제인 오르가노폴리실록산과 오르가노하이드로겐폴리실록산의 합계 질량에 대해, 백금족 금속량으로 환산하여 0.5 내지 1,000ppm, 특히 1 내지 500ppm의 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.
도전성 실리콘 고무 조성물에는, 또한 필요에 따라서, 반응 제어제, 보강성 실리카, 내열성 향상제, 난연성 향상제나 불소계의 이형제 등을 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 첨가해도 좋다.
도전성 실리콘 고무 조성물에는, 또한 점도를 내리기 위해 유기 용제를 배합할 수 있다. 유기 용제로서, 구체적으로는, 실리콘 고무의 용해성이 높은 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소나 n-헥산 등의 지방족 탄화수소 혹은 이들 혼합물 등을 들 수 있다.
도전성 실리콘 고무 조성물의 배합 방법으로서는, 상기 성분을 2축 롤, 니이더, 범버리 믹서, 플라네터리 믹서 등의 혼합기를 사용해서 혼련하면 되지만, 일반적으로는 경화제만을 사용하기 직전에 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용하는 공정 필름으로서는, 내열성 및 유연성을 갖는 수지 필름을 사용할 수 있고, 이와 같은 수지 필름으로서, 구체적으로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리카르보네이트(PC), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리4-메틸펜텐-1(PMP), 폴리에틸렌술피드(PPS), 폴리이미드(PI), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 불소 수지(PTFE, FEP, PFA) 등으로부터 특성에 따라서 종종 선택할 수 있다. 이들 중에서는, 가격이 비교적 싸고, 여러 종류의 두께의 필름을 입수하기 쉬운 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)가 적합하다.
공정 필름의 두께는, 10 내지 300㎛의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 25 내지 200㎛의 범위이다. 공정 필름의 두께가 10㎛ 미만에서는, 필름의 강도가 부족해서 미경화의 도전성 실리콘 고무 조성물을 적층할 때에 주름이 생기는 우려나, 경화된 도전성 실리콘 고무 시트만을 전극 패턴 형상으로 컷트할 때에 공정 필름이 함께 끊어질 우려가 있고, 300㎛를 초과하면 공정 필름의 유연성이 없어져 성형이 어려워지는 경우가 있다.
또한, 공정 필름의 도전성 실리콘 고무 조성물 시트를 적층하는 면을 샌드블라스트 가공하여 조면화되면, 도전성 실리콘 고무 조성물의 시트가 공정 필름에 적층하기 쉬워진다. 또한, 전극 패턴 컷트 후의 도전성 실리콘 고무 시트가 공정 필름으로부터 박리되기 어려워지고, 이를 사용해서 정전 척을 제조할 때에, 절연성 실리콘 고무 조성물과 적층하는 공정에서 전극 패턴이 무너지는 등의 성형 불량의 발생을 억제할 수 있다.
다음에, 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴의 제작 방법에 대해 설명한다.
경화제까지 배합한 도전성 실리콘 고무 조성물을 2축 롤이나 캘린더 롤을 사용해서 일정한 두께의 시트로 분출하고 나서 공정 필름의 블라스트면에 적층한다. 또한, 얇게 고무를 분출하기 위해서는, 도전성 실리콘 고무 조성물을 유기 용제에 용해ㆍ희석한 코팅액을 공정 필름 상에 소정의 두께로 코팅하고 나서 유기 용제를 휘발시킨다. 또한, 액상의 도전성 실리콘 고무 조성물의 경우는, 공정 필름 상에 소정량 토출하고 나서 프레임 부재를 설치하고, 프레스 성형기 등으로 가압하여 두께를 균일하게 한다.
공정 필름에 적층한 도전성 실리콘 고무 조성물 시트는 가열로나 열 프레스 성형기에 의해 소정의 온도까지 가열하여 열 경화시킨다. 부가 반응 경화제는 실온에서도 시간을 들이면 경화되지만, 열을 가함으로써 성형 싸이클을 올릴 수 있다. 가열하는 경우는, 온도 80 내지 250℃, 특히 100 내지 200℃에서, 시간 30초 내지 20분간, 특히 1 내지 10분간으로 하는 것이 바람직하다. 이때, 공정 필름에 내열성이 없으면, 공정 필름의 변형이나 절단이 발생할 우려가 있다.
여기서, 도전성 실리콘 고무 시트 두께는 0.03 내지 2.0㎜, 특히 0.1 내지 1.0㎜의 범위인 것이 바람직하다. 두께 0.03㎜ 미만에서는 도전성 실리콘 고무 시트 자체의 강도가 부족해서, 전극 패턴 형상으로 컷트 후의 여분인 도전성 실리콘 고무를 공정 필름으로부터 박리하기 어려워지고, 두께 2.0㎜를 초과하면 세밀한 전극 패턴에 컷트하는 것이 어려워진다.
도전성 실리콘 고무 조성물 시트를 경화 후, 공정 필름은 컷트하지 않고 도전성 실리콘 고무 시트만을 전극 패턴 형상으로 컷트한다. 이때, 전극 패턴 형상으로 컷트하기 위해서는, 컷팅 플로터나 발형을 사용할 수 있다.
컷팅 플로터는, 장치적으로는 펜식의 플로터와 거의 동일하지만, 펜 대신에 예리한 나이프를 장착하고 있어, 도전성 실리콘 고무 시트를 임의의 형상으로 컷트할 수 있다. CAD 데이터 등으로부터 복잡한 전극 패턴 형상을 단시간에 제작할 수 있고, 장치의 도입에는 비용이 들지만, 발형과 같이 전극 패턴 형상마다 형을 제작할 필요가 없다. 나이프의 날끝 길이를 조정함으로써 도전성 실리콘 고무 시트만을 컷트할 수 있다.
발형에는 톰슨형 혹은 빅형이라고 불리어지는 베니어판이나 수지판에 강제의 칼날을 매립한 형과, 피나클형이라고 불리어지는 금속을 에칭함으로써 칼날(부식날)을 형성하고, 날끝을 샤프닝 가공한 형이 있다. 톰슨형은 빠르게 제작할 수 있어 비교적 저렴하고, 피나클형은 펀칭 정밀도가 우수하다. 발형으로 도전성 실리콘 고무 시트를 전극 패턴 형상으로 펀칭 시, 펀칭기의 가압력을 조정함으로써 도전성 실리콘 고무 시트만을 컷트할 수 있다.
발형은 매우 세밀한 형상으로 칼날을 형성하는 것이 어려우므로, 세밀한 전극 패턴을 제작하기 위해서는, 컷팅 플로터를 사용하는 방법이 적합하다.
공정 필름 상의 전극 패턴에 컷트한 도전성 실리콘 고무 시트가 여분의 개소를 공정 필름으로부터 박리해서 제거함으로써, 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴을 제작할 수 있다.
다음에, 얻어진 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴과 절연성 실리콘 고무로 이루어지는 올 실리콘 고무제 정전 척에 대해 설명한다.
올 실리콘 고무제 정전 척은 공정 필름 상의 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴에 절연성 실리콘 고무 조성물을 적층하고 나서 그 절연성 실리콘 고무 조성물을 경화하여 일체화시키고, 또한 공정 필름을 박리하고, 박리면의 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴 상에 절연성 실리콘 고무 조성물을 적층하고 나서 그 절연성 실리콘 고무 조성물을 경화하여 일체화시킴으로써 얻을 수 있다.
여기서, 본 발명에 사용하는 절연성 실리콘 고무 조성물로서는, (a) 주제(베이스 폴리머)인 오르가노폴리실록산에, (b) 보강성 실리카나 실리콘 수지질 공중합체 등의 보강성 충전제 및 (c) 경화제를 배합한 조성물을 사용할 수 있다.
(a) 오르가노폴리실록산으로서는, 상기 도전성 실리콘 고무 조성물의 (A) 성분에 있어서 예시한 평균 조성식 (1)의 오르가노폴리실록산을 사용할 수 있다.
본 발명에 사용하는 보강성 충전제는, 기계적 강도와 절연성이 우수한 실리콘 고무를 얻기 위해 배합되는 것이며, BET법 비표면적이 50㎡/g 이상, 특히 100 내지 400㎡/g인 보강성 실리카가 바람직하다. 이 보강성 실리카로서는 연무질 실리카(건식 실리카), 침강 실리카(습식 실리카) 등이 예시된다. 또한, 보강성 실리카의 표면을 오르가노폴리실록산, 오르가노실라잔, 클로로실란, 알콕시실란 등으로 소수화 처리를 행해도 좋다.
이 보강성 실리카의 첨가량은, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 오르가노폴리실록산 100질량부에 대해 5질량부 미만에서는 충분한 보강 효과를 얻지 못할 우려가 있고, 100질량부보다 많게 하면 성형 가공성이 나빠질 경우가 있으므로, 5 내지 100질량부의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20 내지 80질량부의 범위이다.
절연성 실리콘 고무 조성물에는, 보강성 충전제로서, 보강성 실리카 대신에 실리콘 수지질 공중합체를 배합해도 좋다. 또한 보강성 실리카와 실리콘 수지질 공중합체를 병용해도 좋다.
실리콘 수지질 공중합체는, R2 3SiO1 /2 단위 및 SiO2 단위를 주성분으로 한다. 여기서, R2는 비치환 또는 치환의, 바람직하게는 탄소수 1 내지 10, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 8의 1가 탄화수소기이며, 구체적으로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기 등의 알킬기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등의 시클로알킬기, 비닐기, 알릴기 등의 알케닐기, 페닐기, 톨릴기 등의 아릴기 등 혹은 이들의 수소 원자가 부분적으로 염소 원자, 불소 원자 등의 할로겐 원자로 치환된 할로겐화 탄화수소기 등이 예시된다.
실리콘 수지질 공중합체는, R2 3SiO1 /2 단위와 SiO2 단위만으로 이루어지는 것이어도 좋고, 또한 필요에 따라서 R2 2SiO2 /2 단위나 R2Sio3 /2 단위를 전체 실리콘 수지질 공중합체에 대해 50몰％ 이하, 보다 바람직하게는 40몰％ 이하의 범위로 포함해도 좋지만, R2 3SiO1 /2 단위와 SiO2 단위의 몰비 [R2 3SiO1 /2/SiO2]가 0.5 내지 1.5, 특히 0.5 내지 1.3인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이 몰비가 0.5보다 작으면 실리콘 고무의 강도가 저하되는 경우가 있고, 1.5보다 크면 오르가노폴리실록산과의 상용성이 저하되어, 배합이 곤란해지는 경우가 있다.
또한, 실리콘 수지질 공중합체는 1×10-4 내지 5×10-3㏖/g, 특히 2×10-4 내지 3×10-3㏖/g의 비닐기 등의 알케닐기를 함유하는 것이 바람직하다. 알케닐기 함유량이 1×10-4㏖/g보다 적으면 실리콘 고무의 강도가 저하되는 경우가 있고, 5×10-3㏖/g보다 많으면 고무가 단단하여 물러질 우려가 있다.
또한, 실리콘 수지질 공중합체는, 통상, 클로로실란이나 알콕시실란을 당해 기술에 있어서 주지의 방법에 의해 가수 분해함으로써 제조할 수 있다.
이 실리콘 수지질 공중합체의 배합량은, 오르가노폴리실록산 100질량부에 대해 20 내지 200질량부, 특히 30 내지 150질량부가 바람직하다. 20질량부미만에서는 충분한 고무의 강도가 얻어지지 않을 경우가 있고, 200질량부를 초과하면 고무가 단단하여 물러질 우려가 있다.
절연성 실리콘 고무 조성물의 경화제(c)는, 도전성 실리콘 고무 조성물의 (C) 성분에서 예시한 경화제와 동일한 것을 사용할 수 있고, 그 배합량도 마찬가지로 할 수 있지만, 실리콘 수지질 공중합체를 배합하는 경우의 오르가노하이드로겐폴리실록산 배합량은, 상기 주제인 오르가노폴리실록산 및 실리콘 수지질 공중합체의 알케닐기 1몰에 대해 오르가노하이드로겐폴리실록산의 SiH기가 0.5 내지 5몰, 특히 1 내지 3몰이 되는 양인 것이 바람직하고, 또한 백금족 금속계 촉매의 배합량은, 상기 주제인 오르가노폴리실록산과 오르가노하이드로겐폴리실록산과 실리콘 수지질 공중합체의 합계 질량에 대해, 백금족 금속량으로 환산하여 0.5 내지 1,000ppm, 특히 1 내지 500ppm의 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.
이 절연성 실리콘 고무 조성물에는, 보강성 실리카나 실리콘 수지질 공중합체 등의 보강성 충전제 이외에 알루미나, 수산화알루미늄, 질화붕소 등의 열전도성 필러, 착색 안료 등의 충전제, 내열성 향상제, 난연성 향상제, 수산제 등의 각종 첨가제나 불소계의 이형제, 혹은 보강성 실리카 분산제로서 각종 알콕시실란, 디페닐실란 디올, 카본 펑셔널 실란, 실라놀기 함유 실록산 등을 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 첨가해도 좋다.
절연성 실리콘 고무 조성물의 배합 방법으로서는, 상기 성분을 2축 롤, 니이더, 범버리 믹서, 플라네터리 믹서 등의 혼합기를 사용해서 혼련하면 되지만, 일반적으로는 경화제만을 사용하기 직전에 첨가하는 것이 바람직하다.
경화제까지 배합한 절연성 실리콘 고무 조성물은, 유동성이 그다지 없는 미러블 타입, 유동성이 있는 액상 타입 중 어느 것이어도 좋고, 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴과의 적층 시, 전극 패턴이 공정 필름으로부터 박리되는 문제를 방지하기 위해서는, 저압으로 성형할 수 있는 액상 타입의 쪽이 적합하다.
미러블 타입의 절연성 실리콘 고무 조성물의 경우, 미리 일정한 두께의 시트에 분출하고 나서 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴과 적층한다. 또한, 액상 타입의 절연성 실리콘 고무 조성물의 경우, 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴 상에 소정량 토출하고 나서 프레임 부재를 설치하고, 프레스 성형기 등으로 가압하여 두께를 균일하게 한다.
절연성 실리콘 고무 조성물은 가열로나 열 프레스 성형기에 의해 소정의 온도까지 가열하여 열 경화시킨다. 절연성 실리콘 고무 조성물을 경화하는 가열 조건으로서는, 온도 80 내지 250℃, 특히 100 내지 200℃에서 시간 30초 내지 20분간, 특히 1 내지 10분간으로 하는 것이 바람직하다.
여기서, 가열 경화된 절연성 실리콘 고무의 두께는, 0.05 내지 10㎜, 특히 0.1 내지 5㎜인 것이 바람직하다. 절연성 실리콘 고무의 두께가 지나치게 얇으면 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴에 고전압을 인가했을 때의 내전압이 부족한 경우가 있고, 지나치게 두꺼우면 정전 척으로서의 흡착력이 발현되지 않을 경우가 있다.
이와 같이 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴과 절연성 실리콘 고무를 일체화시키고, 전극 패턴을 고정하고 나서 공정 필름을 박리한다. 또한, 공정 필름을 박리한 박리면의 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴 상에, 상기와 마찬가지로 절연성 실리콘 고무 조성물을 적층하고 나서, 상기와 마찬가지로 가열하여 절연성 실리콘 고무 조성물을 경화한다.
또한, 여기서 사용하는 절연성 실리콘 고무 조성물은, 상기에서 성형한 절연성 실리콘 고무 조성물과 동일한 것을 사용해도 좋고, 조성이 다른 절연성 실리콘 고무 조성물을 사용해도 좋다.
여기서, 공정 필름을 박리한 박리면의 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴 상의 절연성 실리콘 고무의 두께는, 상기에서 성형한 절연성 실리콘 고무의 두께와 마찬가지여도 좋다.
이상의 제조 방법에 의해, 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴을 절연성 실리콘 고무의 내부에 매설시킨 올 실리콘 고무제 정전 척을 얻을 수 있다.
내부의 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴을 쌍극 구조로 하고, 극성이 다른 전압을 인가할 수 있도록 하면, 정전 척으로서 작용하고, 쿨롬력이나 존슨-라벡력에 의해 도전성 혹은 반도전성의 웨이퍼 등의 기판을 흡착할 수 있다. 전극 패턴을 보다 세밀하게 하여 전극의 폭과 전극간의 거리를 가능한 한 작게 하고 표면의 전계를 불균일하게 하면, 그레디언트력에 의해 절연성의 유리나 수지제의 기판을 흡착할 수 있게 된다. 또한 본 정전 척은, 올 실리콘 고무제로 고무로서의 신축성이 있고, 기판을 흡착시킨 상태에서 정전 척을 신장해도 흡착을 유지할 수 있다. 특히 카본 블랙을 배합한 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴은, 신장 시의 저항 상승이 작으므로 흡착력이 저하되지 않는다.
[실시예]
이하, 실시예 및 비교예를 나타내고, 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들의 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
[제1, 제2 실시예]
디메틸실록산 단위 99.6몰％, 메틸비닐실록산 단위 0.4몰％로 이루어지고, 양말단이 트리메틸실록시기로 봉쇄된, 평균 중합도 8,000의 메틸비닐폴리실록산 100질량부에, 카본 블랙으로서 아세틸렌 블랙 60질량부를 가압 니이더로 배합하고, 혼련 균일화하고, 컴파운드를 제작했다. 이 컴파운드 100질량부에 대해, 염화 백금산의 비닐실록산착체(백금 함유량 1질량％) 0.1질량부, 백금 촉매의 제어제인 에티닐시클로헥산올 0.05질량부 및 하기 식 2
로 나타내어지는 메틸하이드로겐폴리실록산 2질량부를 첨가하고, 2축 롤에서 잘 혼련해서 미경화의 도전성 실리콘 고무 조성물을 제조했다.
이 도전성 실리콘 고무 조성물을 캘린더 성형기에 의해 두께 0.2㎜로 분출하고 나서, 폴리에틸렌테레프탈레이트제의 두께 100㎛의 공정 필름의 블라스트면 상에 적층하고, 160℃의 가열로 중을 5분간 지나서 도전성 실리콘 고무 조성물을 경화시켰다. 이 도전성 실리콘 고무 시트의 체적 저항률은 0.03Ωㆍm이었다.
다음에, 컷팅 플로터를 사용해서 폴리에틸렌테레프탈레이트제 공정 필름은 컷트하지 않고, 도전성 실리콘 고무 시트만을 도 1의 전극 폭 0.6㎜, 전극간 0.5㎜의 쌍극 구조의 빗살 전극 패턴 형상(제1 실시예) 및 도 2의 전극 폭 0.5㎜, 전극간 0.35㎜의 쌍극 구조의 빗살 전극 패턴 형상(제2 실시예)으로 컷트했다. 전극간이나 전극 패턴 외주부의 불필요한 도전성 실리콘 고무 부분을 폴리에틸렌테레프탈레이트제 공정 필름으로부터 박리해서 제거하고, 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴을 제작했다.
실리콘 수지질 공중합체 배합의 액상 절연성 실리콘 고무 재료 KE-1935A/B[상품명, 신에쯔 가가꾸 고교(주)제]의 A와 B를 1:1의 비율로 혼합하고 나서 혼입된 공기를 탈포하고, 미경화의 절연성 실리콘 고무 조성물을 제조했다. 이 절연성 실리콘 고무 조성물을 공정 필름 상의 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴 상에 소정량 토출하고 나서, 두께 0.7㎜의 스테인레스 스틸제의 프레임 부재 내에 설치하고, 위로부터 폴리에틸렌테레프탈레이트제의 두께 100㎛의 필름의 블라스트면측을 적재하고, 그들의 상하를 2매의 두께 3㎜의 스테인레스 스틸판 사이에 끼웠다. 다음에, 50t 열 프레스 성형기를 사용해서 압력 3㎫, 온도 120℃의 조건에서 10분간 가압ㆍ가열함으로써 절연성 실리콘 고무 조성물을 경화시키고 나서 양면의 폴리에틸렌테레프탈레이트제 필름을 박리하고, 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴과의 절연성 실리콘 고무를 일체화시켰다. 이 절연성 실리콘 고무의 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴 상의 두께는 0.5㎜이었다.
보강성 실리카 배합의 미러블 타입의 절연성 실리콘 고무 재료 KE-561-U[상품명, 신에쯔 가가꾸 고교(주)제] 100질량부에, 경화제로서 유기 과산화물 페이스트 C-8[상품명, 신에쯔 가가꾸 고교(주)제] 2질량부를 첨가하고, 2축 롤로 혼련 후, 두께 0.2㎜로 분출하고 나서, 폴리에틸렌테레프탈레이트제의 두께 100㎛의 필름의 블라스트면 상에 적층하고, 미경화의 절연성 실리콘 고무 조성물 시트를 제조했다.
이 절연성 실리콘 고무 조성물 시트를 앞서 일체품의 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴면 상에 접합하고 나서, 50t 열 프레스 성형기를 사용해서 압력 5㎫, 온도 160℃의 조건에서 10분간 가압ㆍ가열함으로써 절연성 실리콘 고무 조성물을 경화시켰다. 폴리에틸렌테레프탈레이트제 필름을 박리하고, 건조기 내에서 온도 200℃, 4시간 열처리하고, 휘발 성분을 제거하고 나서, 도 1 및 도 2의 A와 B 위치의 절연성 실리콘 고무에 구멍을 뚫어, 도전성 실리콘 고무면을 노출시켰다.
이상의 공정에서, 두께 0.2㎜와 두께 0.5㎜의 절연성 실리콘 고무 중에 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴이 매설된 올 실리콘 고무제의 간이적인 정전 척을 제작했다.
[제3 실시예]
실리콘 수지질 공중합체 배합의 액상 절연성 실리콘 고무 재료 KE-1934A/B[상품명, 신에쯔 가가꾸 고교(주)제]의 A와 B를 1:1의 비율로 혼합한 100질량부에, 도전성 필러로서 유리 비즈에 은을 피복한 실버 유리 비즈 S-5000-S3[상품명, Potters-Ballotini(주)제] 250질량부를 첨가 혼합해서 액상의 미경화의 도전성 실리콘 고무 조성물을 제조했다.
이 도전성 실리콘 고무 조성물을 탈포하고 나서, 폴리에틸렌테레프탈레이트제의 두께 100㎛의 공정 필름의 블라스트면 상에 소정량 토출했다. 두께 0.2㎜의 스테인레스 스틸제의 프레임 부재를 세트하고, 위로부터 폴리에틸렌테레프탈레이트제의 두께 100㎛의 필름의 윤기면측을 적재하고, 그들의 상하를 2매의 두께 3㎜의 스테인레스 스틸판 사이에 끼웠다. 50t 열 프레스 성형기를 사용해서 압력 5㎫, 온도 120℃의 조건에서 10분간 가압ㆍ가열함으로써 도전성 실리콘 고무 조성물을 경화시키고 나서, 윤기면측의 폴리에틸렌테레프탈레이트제 필름을 박리했다. 이 도전성 실리콘 고무 시트의 두께는 0.2㎜이며, 체적 저항률은 0.0001Ωㆍm이었다.
다음에, 컷팅 플로터를 사용해서 폴리에틸렌테레프탈레이트제 공정 필름은 컷트하지 않고, 도전성 실리콘 고무 시트를 도 1의 전극 폭 0.6㎜, 전극간 0.5㎜의 쌍극 구조의 빗살 전극 패턴 형상으로 컷트했다. 전극간이나 전극 패턴 외주부가 불필요한 도전성 실리콘 고무 부분을 폴리에틸렌테레프탈레이트제 공정 필름으로부터 박리해서 제거하고, 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴을 제작했다.
도전성 실리콘 고무제 전극 패턴의 제작 이외는 제1, 제2 실시예와 마찬가지인 공정에서, 두께 0.2㎜와 두께 0.5㎜의 절연성 실리콘 고무 중에 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴이 매설된 올 실리콘 고무제의 간이적인 정전 척을 제작했다.
[제1 비교예]
절연성 실리콘 고무 재료 KE-561-U[전출] 100질량부에, 경화제로서 유기 과산화물 페이스트 C-8[전출] 2질량부를 첨가하고, 2축 롤로 혼련 후, 두께 0.5㎜로 분출하고 나서, 폴리에틸렌테레프탈레이트제의 두께 100㎛의 필름의 블라스트면 상에 적층하고, 미경화의 절연성 실리콘 고무 조성물 시트를 제조했다.
이 절연성 실리콘 고무 조성물 시트를 두께 0.5㎜의 스테인레스 스틸제의 프레임 부재 내에 설치하고, 위로부터 폴리에틸렌테레프탈레이트제의 두께 100㎛의 필름의 윤기면측을 적재하고, 그들의 상하를 2매의 두께 3㎜의 스테인레스 스틸판 사이에 끼웠다. 다음에, 50t 열 프레스 성형기를 사용해서 압력 5㎫, 온도 160℃의 조건에서 10분간 가압ㆍ가열함으로써 절연성 실리콘 고무 조성물을 경화시키고 나서 양면의 폴리에틸렌테레프탈레이트제 필름을 박리하고, 절연성 실리콘 고무 시트를 얻었다.
이 절연성 실리콘 고무 시트의 윤기면 상에, 도 1의 패턴 형상의 150 메쉬의 스크린 인쇄판을 사용해서, 제3 실시예에서 제조한 액상의 미경화의 도전성 실리콘 고무 조성물을 스크린 인쇄하고 나서, 120℃의 건조기 중에 10분간 방치해서 도전성 실리콘 고무 조성물을 경화하고, 두께 0.04㎜의 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴을 제작했다. 이 도전성 실리콘 고무의 체적 저항률은 0.0002Ωㆍm이었다. 가압ㆍ가열하여 성형하면 전극 패턴이 무너지기 때문에 무가압으로 가열했으므로, 제3 실시예의 도전성 실리콘 고무의 체적 저항률보다 높아졌다. 또한, 전극 패턴의 외주에는 메쉬 자국의 미세한 요철이 보였다. 이 볼록부의 돌기부로부터 방전이 일어나 전극간의 내전압이 저하될 우려가 있다.
절연성 실리콘 고무 재료 KE-561-U[전출] 100질량부에, 경화제로서 유기 과산화물 페이스트 C-8[전출] 2질량부를 첨가하고, 2축 롤로 혼련 후, 두께 0.2㎜로 분출하고 나서, 폴리에틸렌테레프탈레이트제의 두께 100㎛의 필름의 블라스트면 상에 적층하고, 미경화의 절연성 실리콘 고무 조성물 시트를 제조했다.
이 절연성 실리콘 고무 조성물 시트를, 제1, 제2 실시예와 마찬가지의 공정에서 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴면 상에 접합, 가압ㆍ가열 경화하고, 두께 0.2㎜와 두께 0.5㎜의 절연성 실리콘 고무 중에 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴이 매설된 올 실리콘 고무제의 간이적인 정전 척을 제작했다.
[제2 비교예]
절연성 실리콘 고무 재료 KE-561-U[전출] 100질량부에, 경화제로서 유기 과산화물 페이스트 C-8[전출] 2질량부를 첨가하고, 2축 롤로 혼련 후, 두께 0.5㎜로 분출하고 나서, 폴리에틸렌테레프탈레이트제의 두께 100㎛의 필름의 블라스트면 상에 적층하고, 미경화의 절연성 실리콘 고무 조성물 시트를 제조했다.
두께 40㎛의 전해 동박에 프라이머 No.34T[상품명, 신에쯔 가가꾸 고교(주)제]를 도포하고, 실온에서 30분 풍건했다. 미경화의 절연성 실리콘 고무 조성물 시트를 동박의 프라이머 도포면에 접합하고, 50t 열 프레스 성형기를 사용해서 압력 5㎫, 온도 160℃의 조건에서 10분간 가압ㆍ가열함으로써 절연성 실리콘 고무 조성물을 경화하고, 동박과 일체화시키고 나서, 폴리에틸렌테레프탈레이트제 필름을 박리했다.
다음에 도 1에 도시하는 패턴 형상으로 동박에 레지스트를 도포하고 나서 레지스트가 없는 동박을 화학 에칭에 의해 제거했다. 레지스트를 세정 제거하고, 절연성 실리콘 고무 시트 상에 동박제 전극 패턴을 형성했다.
절연성 실리콘 고무 재료 KE-561-U[전출] 100질량부에, 경화제로서 유기 과산화물 페이스트 C-8[전출] 2질량부를 첨가하고, 2축 롤로 혼련 후, 두께 0.2㎜로 분출하고 나서, 폴리에틸렌테레프탈레이트제의 두께 100㎛의 필름의 블라스트면 상에 적층하고, 미경화의 절연성 실리콘 고무 조성물 시트를 제조했다.
상기 절연성 실리콘 고무 시트 상의 동박제 전극 패턴 표면에 프라이머 No.34T[전출]를 도포하고, 실온에서 30분 풍건하고 나서, 미경화의 절연성 실리콘 고무 조성물 시트를 접합하고, 50t 열 프레스 성형기를 사용해서 압력 5㎫, 온도 160℃의 조건에서 10분간 가압ㆍ가열함으로써 절연성 실리콘 고무 조성물을 경화하고, 폴리에틸렌테레프탈레이트제 필름을 박리했다. 건조기 내에서 온도 200℃, 4시간 열처리하고, 휘발 성분을 제거하고 나서, 도 1의 A와 B 위치의 절연성 실리콘 고무에 구멍을 뚫어, 동박면을 노출시켰다.
이상의 공정에서, 두께 0.2㎜와 두께 0.5㎜의 절연성 실리콘 고무 중에 동박제 전극 패턴이 매설된 간이적인 정전 척을 제작했다.
[흡착력의 발현 정도의 평가 방법]
직류 전원으로부터 각 정전 척의 A의 단자부에 직류 전압 +2㎸를, B의 단자부에 직류 전압 -2㎸를 인가하여, 두께 50㎛의 동박(도전성 피착체) 및 두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)제 필름(절연성 피착체)에 대한 흡착력의 발현 정도를 두께 0.2㎜의 절연성 실리콘 고무면측과 두께 0.5㎜의 절연성 실리콘 고무면측 각각에 대해 확인하고, 하기 기준으로 평가했다. 또한, 각 정전 척을 A-B의 방향으로 50％ 신장한 상태로 유지하고, 마찬가지로 흡착력의 발현 정도를 확인하고, 하기 기준으로 평가했다. 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.
◎ : 강한 흡착력이 발현
○ : 흡착력이 발현
△ : 약한 흡착력이 발현
× : 흡착력이 발현되지 않는다
제1 실시예와 제2 실시예의 정전 척의 두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트제 필름에 대한 흡착력은, 제2 실시예의 쪽이 약간 강하게 발현했다.
제3 실시예 및 제1 비교예의 전극 패턴의 도전성 실리콘 고무에 도전성 필러로서 실버 유리 비즈를 사용한 정전 척은, 신장하면 도전성 필러끼리의 접촉이 이격되어, 체적 저항률이 상승하고, 흡착력이 발현되지 않게 되었다.
제2 비교예의 동박제 전극 패턴을 사용한 정전 척은, A-B의 방향으로 약간 신장하지만, 50％ 신장은 불가능하였다.
Claims (8)
- 도전성 실리콘 고무 조성물을 시트화하여 공정 필름과 적층하고 나서 도전성 실리콘 고무 조성물의 시트를 경화하고, 공정 필름은 컷트하지 않고 도전성 실리콘 고무 시트만을 전극 패턴 형상으로 컷트하고 나서 여분의 도전성 실리콘 고무 시트를 공정 필름으로부터 박리해서 제거하는 것을 특징으로 하는 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴의 제작 방법.
- 제1항에 있어서,
컷팅 플로터에 의해 도전성 실리콘 고무 시트를 전극 패턴 형상으로 컷트하는 것을 특징으로 하는 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴의 제작 방법. - 제1항에 있어서,
공정 필름이, 내열성 및 유연성을 갖는 수지 필름인 것을 특징으로 하는 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴의 제작 방법. - 제1항에 있어서,
공정 필름을 샌드블라스트 가공하고, 조면화된 면에 도전성 실리콘 고무 조성물의 시트를 적층하는 것을 특징으로 하는 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴의 제작 방법. - 제1항에 있어서,
도전성 실리콘 고무가, 카본 블랙을 배합하여 이루어지는 도전성 실리콘 고무 조성물의 경화물이며, 그 체적 저항률이 0.001 내지 1Ωㆍm의 범위인 것을 특징으로 하는 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴의 제작 방법. - 제1항에 있어서,
도전성 실리콘 고무 시트의 두께가 0.03 내지 2.0㎜의 범위인 것을 특징으로 하는 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴의 제작 방법. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 얻어진 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴이 절연성 실리콘 고무의 내부에 매설되어 이루어지고, 신축성을 갖는 것을 특징으로 하는 올 실리콘 고무제 정전 척.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 얻어진 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴의 공정 필름과 반대의 면 상에, 절연성 실리콘 고무 조성물을 적층하고 나서 그 절연성 실리콘 고무 조성물을 경화하여 일체화시키고, 또한 공정 필름을 박리하고, 박리면의 도전성 실리콘 고무제 전극 패턴 상에 절연성 실리콘 고무 조성물을 적층하고 나서 절연성 실리콘 고무 조성물을 경화하여 일체화시키는 것을 특징으로 하는 올 실리콘 고무제 정전 척의 제조 방법.
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