WO2008069018A1 - 凹凸パターン形成方法 - Google Patents

Abstract

　裏面の平坦性を保持しつつ、表面にのみ凹凸パターンを形成することができるようにして、微細凹凸パターンを有したシートを安価で短時間に量産可能な凹凸パターン形成方法を提供する。 　第１の工程Ｓ１において、最下層の樹脂１０と接着用熱可塑性樹脂１１と最上層の熱可塑性樹脂１２とで構成される積層シート１を形成する。接着用熱可塑性樹脂１１は、加熱時における流動性が高く且つ硬化時において、上下の層を接着する樹脂である。そして、第２の工程Ｓ２において、積層シート１に所定凹凸パターンの成形型を当てて加熱しながら加圧する。すると、接着用熱可塑性樹脂１１が流動化して、成形型２から熱可塑性樹脂１２に加わった押圧力を逃がし、当該押圧力が樹脂１０に加わらないようにする。最後に、第３の工程Ｓ３において、積層シート１を冷却する。 　

Description

明 細 書

凹凸パターン形成方法

技術分野

[0001] この発明は、大きさや深さが in単位の微細な凹凸パターンを樹脂表面に形成す るための凹凸パターン形成方法に関するものである。

背景技術

[0002] 従来、この種の凹凸パターン形成方法としては、例えば、特許文献 1に開示された 技術がある。

この技術は、図 15に示すように、絶縁樹脂フィルム 120を開放成形型 100上に配 備させ、枠材 131に取り付けられたパターン追従加圧媒体 130を絶縁樹脂フィルム 1 20に向けて押圧させて、パターン追従加圧媒体 130による加圧成形によって、 10〜 500 mという微細な凹凸パターン 120aを絶縁樹脂フィルム 120に転写させるもの である。

[0003] 特許文献 1 :特開 2004— 50813号公報

発明の開示

[0004] しかし、上記した従来の凹凸パターン形成方法では、次のような問題がある。

絶縁樹脂フィルム 120を開放成形型 100とパターン追従加圧媒体 130とによって 単に加圧して凹凸パターン 120aを形成する技術であるので、図 16に示すように、空 隙 120bが絶縁樹脂フィルム 120の下面側に生じる。このため、絶縁樹脂フィルム 12 0の裏面側（図 16の下側）を平坦にするには、多数の空隙 120bを特定の材料で埋 める作業が必要となる。

したがって、従来の凹凸パターン形成方法では、微細な凹凸パターンを形成するこ とができるものの、平坦な裏面を有する絶縁樹脂フィルム 120を製造する場合には、 空隙 120bの埋め込み作業等の余分な作業が強いられ、その分作業コストが高くなり 、安価で短時間の量産が困難である。

かかる問題は、 1枚の絶縁樹脂フィルム 120でなぐ絶縁樹脂フィルム 120の下方 又は上方に多数のフィルム等を積層した多層シート等に凹凸パターンを形成する場 合にも生じる可能性が高い。

[0005] この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、裏面の平坦性を保持 しつつ、表面にのみ凹凸パターンを形成することができるようにして、微細凹凸バタ ーンを有したシートを安価で短時間に量産可能な凹凸パターン形成方法を提供する ことを目白勺とする。

[0006] 上記課題を解決するために、請求項 1の発明に係る凹凸パターン形成方法は、最 上層に可撓性を有する樹脂を配すると共に、加熱時における流動性が高く且つ硬化 時に上下の層を接着する接着用熱可塑性樹脂を最上層と最下層との間に配して、 積層シートを形成する第 1の工程と、所定パターンの凹溝又は孔を有する成形型を 積層シートの最上層の樹脂の表面に当て、積層シートを加圧すると共に加熱する第

2の工程と、加熱及び加圧された積層シートを自然冷却又は強制冷却する第 3のェ 程とを具備する構成とした。

力、かる構成により、第 1の工程を実行することで、可撓性を有する樹脂が最上層に 配されると共に、接着用熱可塑性樹脂が最上層と最下層との間に配され、積層シー トが形成される。そして、第 2の工程を実行することにより、所定パターンの凹溝又は 孔を有する成形型が積層シートの最上層の樹脂の表面に当てられ、積層シートが加 圧されると共に加熱される。これにより、成形型で加圧されている部分が積層シートの 内側に凹むと共に、最上層の樹脂の一部が成形型の凹溝又は孔内に突出する。 このように、樹脂の一部が成形型の凹溝又は孔内に突出するので、この突出部分 の内側に空隙が生じるおそれがある。しかし、この発明では、加熱時における流動性 が高い接着用熱可塑性樹脂を最上層と最下層との間に配しているので、加熱によつ て流動化した接着用熱可塑性樹脂の一部が加圧によって、突出部分の内側の空隙 部分に押し出され、接着用熱可塑性樹脂が空隙部に充填されることとなる。また、加 圧されている部分は内側に凹む力 S、加圧部分の接着用熱可塑性樹脂が加圧力によ り層の面方向に逃げるので、加圧力がこの接着用熱可塑性樹脂より内側の層には伝 わらない。この結果、接着用熱可塑性樹脂以降の層は加圧方向に変形せず、最下 層が平坦性を保持する。

そして、第 3の工程を実行することで、加熱及び加圧された積層シートが自然冷却 又は強制冷却される。これにより、流動化した接着用熱可塑性樹脂が硬化し、層間を 接着する。

この結果、表面部分にのみ凹凸パターンを有し、裏面が平坦な積層シートが形成さ れることとなる。

[0007] 請求項 2の発明は、請求項 1に記載の凹凸パターン形成方法において、第 1のェ 程は、金属導体板を最下層に配し、導体パターン層及び樹脂層を金属導体板と最 上層の樹脂との間に積層すると共に、接着用熱可塑性樹脂を各層間に配して静電 チャック用の積層シートを形成する構成とした。

力、かる構成により、表面部分にのみ凹凸パターンを有し、裏面が平坦な静電チヤッ ク用の積層シートを形成することができる。

[0008] 請求項 3の発明は、請求項 1又は請求項 2に記載の凹凸パターン形成方法におい て、接着用熱可塑性樹脂は、エポキシ変性ポリイミド，シリコーン変性ポリイミド又はシ ロキサン変性ポリイミドのいずれかである構成とした。

[0009] 請求項 4の発明に係る凹凸パターン形成方法は、所定パターンの金属層を第 1の 樹脂層の表面に形成する第 1の工程と、接着剤を介して金属層を覆うように第 2の樹 脂層を第 1の樹脂層の表面に積層して、積層シートを形成する第 2の工程と、少なく とも第 2の樹脂層の表面側に凹凸追従部材を当てて、積層シートを加圧する第 3のェ 程とを具備する構成とした。

力、かる構成により、第 1の工程を実行することで、所定パターンの金属層が第 1の樹 脂層の表面に形成され、第 2の工程を実行することにより、第 2の樹脂層が接着剤を 介して金属層を覆うように第 1の樹脂層の表面に積層されて、積層シートが形成され る。そして、第 3の工程を実行することにより、凹凸追従部材が少なくとも第 2の樹脂層 の表面側に当てられて、積層シートが加圧される。これにより、金属層のパターンに 従った凹凸パターンが第 2の樹脂層の表面に形成される。このとき、凸部の内側には 、金属層が収納されているので、空隙が凸部内部に発生することはない。また、加圧 によって変形するのは、第 2の樹脂層層のみであり、第 1の樹脂層及びこの層以降の 層は変形しないので、表面に凹凸パターンを有した積層シートの裏面全体が平坦性 を保持する。 [0010] 請求項 5の発明は、請求項 4に記載の凹凸パターン形成方法において、金属層の 層厚は、第 2の樹脂層に形成される凹凸パターンの深さよりも大きい構成とする。 力、かる構成により、凹凸パターンを積層シートの表面に確実に形成することができる

[0011] 請求項 6の発明は、請求項 4又は請求項 5に記載の凹凸パターン形成方法におい て、第 2の樹脂層は、熱可塑性の樹脂層であり、第 3の工程は、積層シートを加熱し ながら加圧する構成とした。

力、かる構成により、第 2の樹脂層が加熱によって熱変形するので、高精度な凹凸パ ターンを積層シート表面に形成することができる。

[0012] 以上詳しく説明したように、この凹凸パターン形成方法によれば、表面部分にのみ 凹凸パターンを有し、裏面が平坦な積層シートを形成することができるので、空隙部 分の埋め込み作業を行うことなぐ表面に凹凸パターンを有し且つ平坦な裏面を有し た積層シートを形成することができる。この結果、微細な凹凸パターンを有した積層 シートを安価で短時間に量産することができるという優れた効果がある。特に、薄い 積層シートに微細凹凸パターンの形成する場合に効果がある。

図面の簡単な説明

[0013] [図 1]この発明の第 1実施例に係る凹凸パターン形成方法の工程図である。

[図 2]第 1の工程で形成する積層シートの断面図である。

[図 3]第 2の工程を示す側面図である。

[図 4]第 3の工程を示す側面図である。

[図 5]成形型を示す斜視図である。

[図 6]積層シートの裏面に空隙が生じる場合を説明するための部分拡大断面図であ

[図 7]第 1実施例の凹凸パターン形成方法を適用した場合の積層シートの部分拡大 断面図である。

[図 8]パターン形成された積層シートを示す断面図である。

[図 9]この発明の第 2実施例に係る凹凸パターン形成方法で使用する積層シートの 部分拡大断面図である。 [図 10]この発明の第 3実施例に係る凹凸パターン形成方法の工程図である。

[図 11]第 1の工程を示す側断面図である。

[図 12]第 2の工程を示す側断面図である。

[図 13]第 3の工程を示す側面図である。

[図 14]パターン形成された積層シートを示す断面図である。

[図 15]従来例の凹凸パターン形成方法を示す断面図である。

[図 16]絶縁樹脂フィルムの凹凸パターンを示す斜視図である。

符号の説明

[0014] 1, 3, 4···積層シート、 la, 4a…凹凸パターン、 lb…裏面、 2···成形型、 10 , 13, 32···樹脂、 10a, 12a…一部、 10b, 12c…空隙、 11···接着用熱可塑性 樹脂、 12···熱可塑性樹脂、 12b…部分、 21···孔、 31···金属導体板、 33··· 導体パターン層、 41···第 1の樹脂層、 42···金属層、 43···接着剤、 44···第 2 の樹脂層、 201, 211…クッションシート、 210, 210…カロ圧器。

発明を実施するための最良の形態

[0015] 以下、この発明の最良の形態について図面を参照して説明する。

実施例 1

[0016] 図 1は、この発明の第 1実施例に係る凹凸パターン形成方法の工程図であり、図 2 は、第 1の工程で形成する積層シートの断面図であり、図 3は、第 2の工程を示す側 面図であり、図 4は、第 3の工程を示す側面図である。

図 1に示すように、この実施例の凹凸パターン形成方法は、第 1の工程 S1と第 2の 工程 S2と第 3の工程 S3とを具備する。

[0017] 第 1の工程 S1は、積層シート 1を形成する工程である。

具体的には、図 2に示すように、例えばポリイミド等の熱可塑性の低い樹脂 10を最 下位に配し、この樹脂 10の上に接着用熱可塑性樹脂 11を設け、接着用熱可塑性樹 脂 11の上の最上層に、可撓性有する樹脂である熱可塑性樹脂 12を配して、 1枚の 積層シート 1を形成する。

接着用熱可塑性樹脂 11は、加熱時における流動性が高ぐしかもその硬化時にお いて、上下の層を接着する機能を有する樹脂であり、例えば、エポキシ変性ポリイミド ,シリコーン変性ポリイミド又はシロキサン変性ポリイミド等が用いられる。

[0018] 図 1において、第 2の工程 S2は、積層シート 1に成形型を当てて加熱しながら加圧 する工程である。

具体的には、図 3に示すように、熱可塑性樹脂 12を下向きにして、積層シート 1を 加圧器 200, 210の間に配置し、成形型 2を積層シート 1の熱可塑性樹脂 12表面に 当てる。そして、積層シート 1を上下から 2枚のクッションシート 201 , 211で挟み、カロ 熱しな力ら、カロ圧器 200, 210を用いて、これらクッションシート 201 , 211の上下力、ら 加圧する。

図 5は、成形型 2を示す斜視図である。

成形型 2は、銅やステンレス等の金属製の型であり、図 5に示すように、エッチング 加工等によって形成されたスプライト状のパターンの孔 21を有する。

勿論、成形型 2の孔 21のパターンはスプライト状のものに限らない。円や放射状に 広がる複数の直線のパターン等各種のパターンの孔 21を採用することができる。ま た、この実施例では、孔 21を有した成形型 2を使用した力 孔 21の代わりに凹溝を 有した成形型を適用することもできる。

[0019] 第 3の工程 S3は、積層シート 1を冷却する工程である。

すなわち、図 4に示すように、積層シート 1を加圧した状態で、 自然冷却又は強制冷 却して、樹脂を硬化させる工程である。

[0020] 次に、この実施例の凹凸パターン形成方法が示す作用及び効果について説明す 図 6は、積層シート 1の裏面に空隙が生じる場合を説明するための部分拡大断面図 であり、図 7は、この実施例の凹凸パターン形成方法を適用した場合の積層シートの 部分拡大断面図であり、図 8は、パターン形成された積層シート 1を示す断面図であ

[0021] まず、図 1及び図 2に示したように、第 1の工程 S1を実行し、形成した積層シート 1を 用いて第 2の工程 S2を実行すると、図 3に示したように、積層シート 1の熱可塑性樹 脂 12表面に成形型 2が当てられた状態で、積層シート 1と成形型 2とが、加熱されな カらカロ圧器 200, 210によってカロ圧される。 すると、図 6に示すように、成形型 2による上方への押圧力 Fによって熱可塑性樹脂 12の一部 12aが成形型 2の孔 21から突出する。一方、成形型 2で加圧されている部 分 12bは、上方、即ち積層シート 1の内側に凹む。

このとき、積層シート 1の中間の層が上記接着用熱可塑性樹脂 11でなぐ加熱によ つて流動性生じない樹脂 13である場合には、成形型 2による押圧力 Fが直接樹脂 10 に加わるので、図 6に示すように、樹脂 10の一部 10aが上方に突出する。このため、 成形型 2の孔 21に対応する部分に空隙 10bが生じ、積層シート 1の裏面が平坦にな らない。

[0022] しかし、この実施例では、図 7に示すように、加熱時における流動性が高い接着用 熱可塑性樹脂 11を中間に配しているので、成形型 2の押圧力 Fを受けた熱可塑性樹 脂 12の部分 12bが上方に凹むと、流動化した接着用熱可塑性樹脂 11のうち、当該 部分 12bの位置にある接着用熱可塑性樹脂 11aが矢印で示すように、押圧力 Fによ つて両側に押し出される。このため、接着用熱可塑性樹脂 1 1aが孔 21から突出した 熱可塑性樹脂 12の一部 12aの空隙 12c内に流れ込むこととなる。

この結果、成形型 2による押圧力 Fが樹脂 10迄伝わらないので、樹脂 10は押圧力 F方向に突出せず、積層シート 1の裏面が平坦になる。

[0023] そして、第 3の工程 S3を実行し、積層シート 1を自然冷却又は強制冷却すると、接 着用熱可塑性樹脂 11が硬化する。このとき、接着用熱可塑性樹脂 11は、樹脂 10と 熱可塑性樹脂 12との間に隙間なく充填されているので、接着用熱可塑性樹脂 11が 硬化すると、樹脂 10と熱可塑性樹脂 12とが確実に接着される。

これにより、図 8に示すように、例えば 5 m〜30 mという微細な凹凸パターン la を有し且つ裏面 lbが平坦な積層シート 1が形成される。

実施例 2

[0024] 次に、この発明の第 2実施例について説明する。

図 9は、この発明の第 2実施例に係る凹凸パターン形成方法で使用する積層シート の部分拡大断面図である。

この実施例の凹凸パターン形成方法は、静電チャック用の積層シートに微細な凹 凸パターンを形成する点が、上記第 1実施例と異なる。なお、上記第 1実施例で使用 された部材等と同一の部材等については、同一の符号を付して説明する。

具体的には、第 1の工程 S 1において、図 9に示すように、アルミ二ユウム等の金属 導体板 31を最下層に配し、その上に接着用熱可塑性樹脂 11を介して樹脂 32を積 層する。そして、樹脂 32の上に、導体パターン層 33を形成し、この導体パターン層 3 3を接着用熱可塑性樹脂 11を介して最上層の熱可塑性樹脂 12で覆うことにより、静 電チャック用の積層シート 3を形成する。

以降、第 2の工程 S2において、最上層の熱可塑性樹脂 12に成形型 2 (図 3及び図 5参照）を当てて、加圧器 200, 210により加圧しながら加熱し、第 3の工程 S3におい て、加圧した積層シート 3を冷却する。

[0025] 力、かる構成により、上記第 1実施例と同様に、接着用熱可塑性樹脂 11が熱可塑性 樹脂 12や樹脂 32の凹みを吸収して、成形型 2の押圧力による導体パターン層 33や 金属導体板 31 の影響を回避する。

この結果、凹凸パターンを有し、裏面が平坦な静電チャック用の積層シート 3を形成 すること力 Sでさる。

その他の構成、作用及び効果は、上記第 1実施例と同様であるので、その記載は 省略する。

実施例 3

[0026] 次に、この発明の第 3実施例について説明する。

図 10は、この発明の第 3実施例に係る凹凸パターン形成方法の工程図であり、図 1 1は、第 1の工程を示す側断面図であり、図 12は、第 2の工程を示す側断面図であり 、図 13は、第 3の工程を示す側面図である。

この実施例は、積層した金属層を用いて所定のパターンを形成する点が、上記第 1 及び第 2実施例と異なる。

具体的には、図 10に示すように、この実施例の凹凸パターン形成方法は、第 1のェ 程 S 11と第 2の工程 S 12と第 3の工程 S 13とを具備する。

[0027] 第 1の工程 S 11は、金属層を形成する工程である。

すなわち、図 11に示すように、銅やステンレス等のスパッタリング加工等を用いるこ とにより、所定パターンの金属層 42を第 1の樹脂層 41の表面に形成する。 なお、この金属層 42の厚さ Tは、後述する積層シート 4の表面に形成される凹凸パ ターン 4aの深さ t (図 14参照）よりも大きく設定することが好ましい。例えば、凹凸バタ ーン 4aの深さ tとして 10 [I m必要な場合には、金属層 42の厚さ Tを 18 μ m等に設定 する。

[0028] 第 2の工程 S 12は、積層シートを形成する工程である。

具体的には、図 12に示すように、接着剤 43を第 1の樹脂層 41と金属層 42を覆うよ うに塗布する。そして、ポリイミド等の熱可塑性樹脂である第 2の樹脂層 44を、接着剤 43の上から第 1の樹脂層 41の表面に積層して、積層シート 4を形成する。

[0029] 第 3の工程 S13は、積層シート 4を加熱しながら加圧する工程である。

具体的には、図 13に示すように、第 2の樹脂層 44を上向きにして、積層シート 4を 加圧器 200, 210の間に配置し、積層シート 4の表面側である第 2の樹脂層 44にタツ シヨンシート 211を当て、クッションシート 201を積層シート 4の裏面側である第 1の樹 脂層 41の下面に当てる。そして、加熱しながら、加圧器 200, 210を用いて、これらク ッシヨンシート 201 , 211の上下から積層シート 4を加圧する。

クッションシート 201 , 211は、凹凸追従部材であり、クッションシート 211は、積層シ ート 4の表面の凹凸に追従して変形する。

[0030] 次に、この実施例の凹凸パターン形成方法が示す作用及び効果について説明す 図 14は、パターン形成された積層シート 4を示す断面図である。

第 1の工程 S11及び第 2の工程 S12を実行することで形成した積層シート 4に対し て、第 3の工程 S 13を実行すると、図 13に示すように、クッションシート 211が第 2の 樹脂層 44の表面の凹凸形状に追従するように変形し、第 2の樹脂層 44の表面全面 に当接する。これにより、加圧器 210の圧力が第 2の樹脂層 44の表面に均一に加わ り、第 2の樹脂層 44が接着剤 43を介して第 1の樹脂層 41と金属層 42の表面に密着 する。この結果、図 14に示すように、深さ tの凹凸パターン 4aを有した積層シート 4を 完成させること力 Sでさる。

このように、この実施例の凹凸パターン形成方法によれば、裏面が平坦な積層シー ト 4の表面に、高精度な凹凸パターン 4aを確実に形成することができる。 その他の構成、作用及び効果は、上記第 1及び第 2実施例と同様であるので、その 記載は省略する。

なお、この発明は、上記実施例に限定されるものではなぐ発明の要旨の範囲内に ぉレ、て種々の変形や変更が可能である。

例えば、上記第 1及び第 2実施例では、積層シート 1 , 3の最上層の樹脂として熱可 塑性樹脂 12を適用した例を示した力 S、最上層の樹脂は可撓性を有しているものであ れば良ぐ例えば、ポリイミド、ァラミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナ、 フタレート、ポリフエ二レンサルファイド、ポリメチルペンテン、その他、ポリエーテルエ ーテルケトン（PEEK)、ポリエーテルイミド（PEI)、ポリエーテルスルフォン（PES)、 ポリアミドイミド (PAI)、ビスマレイミド (BMI)等も最上層に適用することができる。 また、上記第 3実施例では、第 3の工程 S13において、積層シート 4を加熱しながら 加圧したが、これは、第 2の樹脂層 44として熱可塑性樹脂を用いたためであり、かか る樹脂以外の樹脂を第 2の樹脂層 44として用いる場合には、加熱を必要としない場 合がある。

Claims

請求の範囲

[1] 最上層に可撓性を有する樹脂を配すると共に、加熱時における流動性が高く且 つ硬化時に上下の層を接着する接着用熱可塑性樹脂を上記最上層と最下層との間 に配して、積層シートを形成する第 1の工程と、

所定パターンの凹溝又は孔を有する成形型を上記積層シートの最上層の樹脂の 表面に当て、当該積層シートを加圧すると共に加熱する第 2の工程と

上記加熱及び加圧された積層シートを自然冷却又は強制冷却する第 3の工程と を具備することを特徴とする凹凸パターン形成方法。

[2] 請求項 1に記載の凹凸パターン形成方法において、

上記第 1の工程は、金属導体板を上記最下層に配し、導体パターン層及び樹脂層 を当該金属導体板と上記最上層の樹脂との間に積層すると共に、上記接着用熱可 塑性樹脂を各層間に配して静電チャック用の上記積層シートを形成する、

ことを特徴とする凹凸パターン形成方法。

[3] 請求項 1又は請求項 2に記載の凹凸パターン形成方法において、

上記接着用熱可塑性樹脂は、エポキシ変性ポリイミド，シリコーン変性ポリイミド又 はシロキサン変性ポリイミドのいずれかである、

ことを特徴とする凹凸パターン形成方法。

[4] 所定パターンの金属層を第 1の樹脂層の表面に形成する第 1の工程と、

接着剤を介して上記金属層を覆うように第 2の樹脂層を上記第 1の樹脂層の表面に 積層して、積層シートを形成する第 2の工程と、

少なくとも上記第 2の樹脂層の表面側に凹凸追従部材を当てて、上記積層シートを 加圧する第 3の工程と

を具備することを特徴とする凹凸パターン形成方法。

[5] 請求項 4に記載の凹凸パターン形成方法において、

上記金属層の層厚は、上記第 2の樹脂層に形成される凹凸パターンの深さよりも大 きい、

ことを特徴とする凹凸パターン形成方法。

[6] 請求項 4又は請求項 5に記載の凹凸パターン形成方法において、 上記第 2の樹脂層は、熱可塑性の樹脂層であり、

上記第 3の工程は、上記積層シートを加熱しながら加圧する、 ことを特徴とする凹凸パターン形成方法。