JP2002248629A - Method for manufacturing finely processed mold made of silicon rubber and method for manufacturing molded object having fine pattern - Google Patents
Method for manufacturing finely processed mold made of silicon rubber and method for manufacturing molded object having fine patternInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はシリコーンゴム製微
細加工型の製造方法及び微細パターンを有する成形体の
製造方法に係り、詳しくは基板上に形成した金属微粒子
分散液の金属微粒子分散膜上に液状シリコーンゴムを塗
付、重合してシリコーンゴム層を得、この重合したシリ
コーンゴム層の表面にレーザ光を照射し、金属微粒子分
散膜と接するシリコーンゴム層の界面でパターン付けし
て微細加工型にするもので、型の作製時間を短縮し、か
つ大気中で微細で鮮明なパターンを形成することができ
るシリコーンゴム製微細加工型の製造方法及び微細パタ
ーンを有する成形体の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a fine processing die made of silicone rubber and a method of manufacturing a molded product having a fine pattern, and more particularly, to a method of manufacturing a fine metal particle dispersion of a fine metal particle dispersion formed on a substrate. A liquid silicone rubber is applied and polymerized to obtain a silicone rubber layer, and the surface of the polymerized silicone rubber layer is irradiated with laser light, and patterned at the interface of the silicone rubber layer in contact with the metal fine particle dispersed film to form a fine processing mold. The present invention relates to a method of manufacturing a silicone rubber fine processing die and a method of manufacturing a molded article having a fine pattern, which can reduce the time required for forming the die and form a fine and clear pattern in the atmosphere.
【０００２】[0002]
【従来の技術】基板の表面に微細なパターンを形成する
方法として、フォトリソグラフィ方法がある。この方法
は基板表面にフォトレジストを塗布し、予め作製してお
いた所定パターンのマスクを通して、フォトレジストに
紫外線等を照射するものであり、これによってフォトレ
ジストにマスク像を焼き付け、その後フォトレジストを
溶媒で処理し、マスク像のパターンに加工していた。そ
して、基板上のフォトレジストパターンをエッチング加
工している。しかし、この方法では、基板上のマスクを
作製する必要があった。2. Description of the Related Art As a method of forming a fine pattern on the surface of a substrate, there is a photolithography method. In this method, a photoresist is applied to the substrate surface, and the photoresist is irradiated with ultraviolet light or the like through a mask having a predetermined pattern prepared in advance, whereby a mask image is printed on the photoresist, and then the photoresist is applied. It was treated with a solvent and processed into a mask image pattern. Then, the photoresist pattern on the substrate is etched. However, in this method, it was necessary to manufacture a mask on the substrate.
【０００３】このために、新たに開発された技術として
集束イオンビームを用いてパターンを描画する方法や、
レーザ描画が知られている。[0003] For this purpose, as a newly developed technique, a method of drawing a pattern using a focused ion beam,
Laser drawing is known.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、イオンビーム
加工装置やレーザ描画では、数ＭＷ以上の高出力紫外線
レーザを用い、しかも真空中で行うために、装置が大掛
かりになる問題があった。また、レジストを用いない場
合には、ガス雰囲気中でレーザ光を照射する必要があっ
た。However, in the ion beam processing apparatus and the laser writing, a high output ultraviolet laser of several MW or more is used and the operation is performed in a vacuum. Further, when a resist was not used, it was necessary to irradiate a laser beam in a gas atmosphere.
【０００５】このため、最近では、金属微粒子分散液か
らなる金属微粒子分散膜を基板上に形成し、上記金属微
粒子分散膜を硬化させ、レーザ光を照射してパターン付
けし、そしてその上に液状シリコーンゴムを塗付、転写
していたが、この方法ではレーザ加工と転写する２つの
工程が必要になり、型作製時間を要していた。For this reason, recently, a metal fine particle dispersion film composed of a metal fine particle dispersion is formed on a substrate, the metal fine particle dispersion film is hardened, patterned by irradiating a laser beam, and a liquid Although silicone rubber was applied and transferred, this method required two steps of laser processing and transfer, which required a mold making time.
【０００６】そこで、本発明は上記のような問題を解決
するものであり、型の作製時間を短縮し、かつ大気中で
微細で鮮明なパターンを形成することができるシリコー
ンゴム製微細加工型の製造方法及び微細パターンを有す
る成形体の製造方法を提供することを目的とする。Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a silicone rubber microfabricated mold capable of shortening the mold making time and forming a fine and clear pattern in the atmosphere. An object of the present invention is to provide a manufacturing method and a method for manufacturing a molded article having a fine pattern.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するために請求項１記載の発明では、微細パターンを有
するシリコーンゴム製微細加工型の製造方法において、
金属微粒子、保護高分子あるいは高分子マトリクス、そ
して溶媒を含んだ金属微粒子分散液からなる金属微粒子
分散膜を基板上に形成する工程、該基板の金属微粒子分
散膜上に液状シリコーンゴムを塗付、重合してシリコー
ンゴム層を得る工程、重合したシリコーンゴム層の表面
にレーザ光を照射し、金属微粒子分散膜と接するシリコ
ーンゴム層の界面でパターン付けする工程、そして上記
シリコーンゴム層を基板から剥離して微細加工型を得る
工程からなるシリコーンゴム製微細加工型の製造方法に
あり、基板上に金属微粒子分散膜、シリコーンゴム層を
積層し、シリコーンゴム層の表面からレーザ光を照射し
て、金属微粒子分散膜と接するシリコーンゴム層の界面
でパターン付けする方法であり、型の作製時間を短縮
し、そしてレーザ光を照射して微細で鮮明なパターン付
けができ、そして耐久性があって離型性に富んだ微細加
工型を作製することができる。According to the first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a silicone rubber micromachining die having a fine pattern.
Metal fine particles, a protective polymer or a polymer matrix, a step of forming a metal fine particle dispersion film comprising a metal fine particle dispersion liquid containing a solvent on a substrate, applying liquid silicone rubber on the metal fine particle dispersion film of the substrate, A step of polymerizing to obtain a silicone rubber layer, a step of irradiating the surface of the polymerized silicone rubber layer with a laser beam and patterning at an interface of the silicone rubber layer in contact with the metal fine particle dispersed film, and peeling the silicone rubber layer from the substrate There is a method for manufacturing a silicone rubber micromachining mold comprising a step of obtaining a micromachining mold by laminating a metal fine particle dispersion film and a silicone rubber layer on a substrate, and irradiating laser light from the surface of the silicone rubber layer, This is a method of patterning at the interface of the silicone rubber layer in contact with the metal fine particle dispersed film, shortening the mold making time, and Irradiating the can fine and sharp patterned, and can be manufactured rich microfabrication type releasability there durable.
【０００８】本願請求項２記載の発明では、金属微粒子
が少なくとも金、そして銀から選ばれた少なくとも一種
の貴金属であるシリコーンゴム製微細加工型の製造方法
にある。The invention according to claim 2 of the present application resides in a method for producing a silicon rubber micro-working die in which the fine metal particles are at least one noble metal selected from at least gold and silver.
【０００９】本願請求項３記載の発明では、液状シリコ
ーンゴムがジメチルポリシロキサンであるシリコーンゴ
ム製微細加工型の製造方法にある。The invention according to claim 3 of the present application resides in a method for producing a silicone rubber microfabrication mold in which the liquid silicone rubber is dimethylpolysiloxane.
【００１０】本願請求項４記載の発明では、基板上に樹
脂ペーストの層を形成し、この上に請求項１記載のシリ
コーンゴム製微細加工型を押し付けて、該型から剥離し
て微細パターンを有する成形体を作製する微細パターン
を有する成形体の製造方法にある。According to the invention of claim 4 of the present application, a resin paste layer is formed on a substrate, and the silicone rubber micro-working mold according to claim 1 is pressed thereon, and peeled from the mold to form a fine pattern. The present invention relates to a method for producing a molded article having a fine pattern for producing a molded article having the same.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】本発明で使用する金属微粒子分散
液は、金属微粒子、保護高分子あるいは高分子マトリク
ス、そして溶媒を含んだものであり、金属微粒子分散液
中での金属微粒子の添加量は１〜５０質量％であり、１
質量％未満になるとレーザ光を照射する工程においてレ
ーザ光の光エネルギーを十分に利用できず、微細で鮮明
なパターンを形成することが困難になる。また金属微粒
子分散液に紫外線硬化剤を添加する場合、金属微粒子の
添加量が５０質量％を超えると濃度が高すぎ、紫外線硬
化剤が硬化しなくなる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The metal fine particle dispersion used in the present invention contains metal fine particles, a protective polymer or a polymer matrix, and a solvent. Is 1 to 50% by mass, and 1
When the amount is less than mass%, the light energy of the laser light cannot be sufficiently used in the step of irradiating the laser light, and it becomes difficult to form a fine and clear pattern. When an ultraviolet curing agent is added to the metal fine particle dispersion, if the addition amount of the metal fine particles exceeds 50% by mass, the concentration is too high and the ultraviolet curing agent is not cured.
【００１２】ここで使用する金属微粒子は、粒径０．０
０１〜３μｍの金属微粒子を溶媒中に独立して分散した
ものであり、例えば特開平３―３４２１１号公報に開示
されているガス中蒸発法と呼ばれる方法によって製造さ
れる。これはチャンバ内にヘリウム不活性ガスを導入し
て金属を蒸発させ、不活性ガスとの衝突により冷却され
凝縮して得られるが、この場合生成直後の粒子が孤立状
態にある段階でα−テレピオール、トルエンなどの溶媒
の蒸気を導入して粒子表面の被覆を行ったものである。
また他の作製法としては、一般に良く知られている還元
法、アトマイズ法等が知られている。The metal fine particles used here have a particle size of 0.0
It is a fine particle of metal having a diameter of from 0.1 to 3 μm independently dispersed in a solvent, and is produced, for example, by a method called a gas evaporation method disclosed in JP-A-3-34211. This is obtained by introducing a helium inert gas into the chamber to evaporate the metal, cooling and condensing the metal by collision with the inert gas. In this case, the surface of the particles is coated by introducing vapor of a solvent such as toluene.
As other production methods, a reduction method, an atomization method, and the like, which are generally well known, are known.
【００１３】また他の金属微粒子は、分子の末端あるい
は側鎖にシアノ基、アミノ基、そしてチオール基から選
ばれた少なくとも１種の官能基を有する高分子あるいは
オリゴマーを加熱して融解した後、Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，
Ｒｈ，Ａｇなどの金属を蒸発させて上記保護高分子の融
解物に捕捉させた後、融解した保護高分子中に分散させ
たものである。そして、この高分子中に金属微粒子を分
散させた高分子複合物をα−テレピネオール、メタノー
ル、エタノール、水、カルビトール、メタクレゾール等
の溶媒に溶かして使用することができる。The other metal fine particles are heated and melted after a polymer or oligomer having at least one functional group selected from a cyano group, an amino group, and a thiol group at the terminal or side chain of the molecule is melted. Au, Pt, Pd,
Metals such as Rh and Ag are evaporated and trapped in the above-mentioned melt of the protective polymer, and then dispersed in the molten protective polymer. The polymer composite obtained by dispersing metal fine particles in the polymer can be used by dissolving it in a solvent such as α-terpineol, methanol, ethanol, water, carbitol, and meta-cresol.
【００１４】また、アルコール、ケトン、エーテル、ト
ルエン等に可溶な高分子内に平均粒径が１〜１００ｎ
ｍ、好ましくは１〜５０ｎｍの金属微粒子を分散させた
ものである。詳しくは高分子の分子の末端あるいは側鎖
にシアノ基（−ＣＮ）、アミノ基（−ＮＨ2 ）、そして
チオール基（−ＳＨ）から選ばれた少なくとも１種の官
能基を有する高分子あるいはオリゴマーを用いると、上
記官能基は特に金属微粒子の表面の金属原子と共有結合
や配位結合を形成しやすく、金属微粒子の粒成長を抑制
し、金属微粒子の分散性を高めることになる。この高分
子またはオリゴマーの骨格は、はポリエチレンオキサイ
ド（ポリエチレングリコール）、ポリビニルアルコー
ル、ナイロン１１、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロ
ン６．１０、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレ
ン等からなり、その融点あるいは軟化点は４０〜１００
°Ｃである。オリゴマーの平均分子量は特に制限はない
が、５００〜６，０００程度である。Further, the polymer having an average particle diameter of 1 to 100 n in a polymer soluble in alcohol, ketone, ether, toluene and the like.
m, preferably 1 to 50 nm in which metal fine particles are dispersed. Specifically, a polymer or oligomer having at least one functional group selected from a cyano group (—CN), an amino group (—NH 2 ), and a thiol group (—SH) at the terminal or side chain of the polymer molecule When the above is used, the above-mentioned functional group particularly easily forms a covalent bond or a coordination bond with a metal atom on the surface of the metal fine particles, thereby suppressing the growth of the metal fine particles and increasing the dispersibility of the metal fine particles. The skeleton of the polymer or oligomer is made of polyethylene oxide (polyethylene glycol), polyvinyl alcohol, nylon 11, nylon 6, nylon 66, nylon 6.10, polyethylene terephthalate, polystyrene, or the like. 100
° C. The average molecular weight of the oligomer is not particularly limited, but is about 500 to 6,000.
【００１５】また他の金属微粒子としては、例えば塩化
金酸のような金属塩と、分子の末端あるいは側鎖もしく
はこれらの両方にアミノ基、シアノ基、あるいはメルカ
プト基を有する保護高分子、そして１−プロパノール、
メチルアルコール、エチルアルコール、ＤＭＦ、水から
なる溶媒とを加熱混合することにより作製することがで
きる。Further, other metal fine particles include, for example, a metal salt such as chloroauric acid, a protective polymer having an amino group, a cyano group, or a mercapto group at the terminal and / or the side chain of the molecule; -Propanol,
It can be prepared by heating and mixing a solvent composed of methyl alcohol, ethyl alcohol, DMF, and water.
【００１６】具体的な保護高分子は、分子の末端そして
／あるいは側鎖にアミノ基（−ＮＨ 2 ）の官能基を有す
るもので、その骨格にはポリエチレンオキサイド、ポリ
ビニルアルコール等からなり、その融点あるいは軟化点
は４０〜１００°Ｃである。オリゴマーの平均分子量も
特に制限はないが、５００〜５，０００程度である。上
記官能基は特に金微粒子を形成する金原子と共有結合や
配位結合を形成しやすく、粒成長を抑制し、微粒子の分
散性を高めることになる。Specific protective macromolecules include the ends of the molecule and
/ Or an amino group (-NH Two Having a functional group of
The backbone of which is polyethylene oxide, poly
Made of vinyl alcohol, etc., whose melting point or softening point
Is 40 to 100 ° C. Average molecular weight of oligomer
There is no particular limitation, but it is about 500 to 5,000. Up
The functional group is particularly capable of forming a covalent bond with a gold atom forming the fine gold particles.
It easily forms coordination bonds, suppresses grain growth, and
It will increase dispersibility.
【００１７】他の金属微粒子としては、例えば塩化金酸
のような金属塩と、ポリアクリロニトリル、ポリビニル
ピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテ
ル等からなる親水性保護高分子と、１−プロパノール、
メチルアルコール、エチルアルコール、ＤＭＦ、水から
なる溶媒と、還元剤（水素化ホウ素ナトリウム、クエン
酸、アルコール等）とを加熱混合することにより作製す
ることができる。Other metal fine particles include, for example, a metal salt such as chloroauric acid, a hydrophilic protective polymer such as polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, polyvinyl ether, etc., 1-propanol,
It can be produced by heating and mixing a solvent composed of methyl alcohol, ethyl alcohol, DMF and water and a reducing agent (sodium borohydride, citric acid, alcohol, etc.).
【００１８】上記紫外線硬化樹脂は、超高圧水銀ランプ
等の紫外光を照射することによって硬化する樹脂であっ
て、代表的なものとしてエポキシアクリレート系、ウレ
タンアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、あ
るいはシリコーンアクリル系が挙げられる。それぞれ末
端に反応基としての二重結合を２〜６個有するオリゴマ
ーであって、低粘度の液体から半固体状まで幅広く存在
する。照射された紫外線の作用によって触媒として含有
されている光重合開始剤がラジカルを発生し、これがオ
リゴマーの末端二重結合に反応し、重合を開始させる。
光開始重合剤には多種の化合物があるが、一般的にはベ
ンゾフェノン系、ベンゾイン系、アセトフェノン系、チ
オキサントン系が使用される。また、光重合開始剤の開
始反応を促進させる目的で、増感剤と呼ばれる助剤を併
用してもよい。The above-mentioned UV-curable resin is a resin which is cured by irradiating ultraviolet light such as an ultra-high pressure mercury lamp, and is typically of an epoxy acrylate type, urethane acrylate type, polyester acrylate type or silicone acryl type. Is mentioned. An oligomer having 2 to 6 double bonds as a reactive group at each terminal, and exists widely from a low-viscosity liquid to a semi-solid. The photopolymerization initiator contained as a catalyst generates radicals by the action of the irradiated ultraviolet light, and reacts with the terminal double bond of the oligomer to initiate polymerization.
There are various types of photoinitiator, but benzophenone, benzoin, acetophenone, and thioxanthone are generally used. For the purpose of accelerating the initiation reaction of the photopolymerization initiator, an auxiliary agent called a sensitizer may be used in combination.
【００１９】紫外線硬化樹脂の反応過程は、反応開始に
始まり、成長反応と連鎖移動反応を連鎖的に繰返しなが
ら停止反応で終結する。一連の反応は瞬時に行なわれ、
最終的に３次元網目構造の硬化皮膜を形成する。The reaction process of the ultraviolet curable resin starts from the start of the reaction, and ends with the termination reaction while repeating the growth reaction and the chain transfer reaction in a chain. A series of reactions take place instantly,
Finally, a cured film having a three-dimensional network structure is formed.
【００２０】上記紫外線硬化樹脂の添加量は、保護高分
子あるいは高分子マトリクス１００質量部に対して量
は、１００〜９００質量部が好ましい。The amount of the ultraviolet curable resin to be added is preferably 100 to 900 parts by mass based on 100 parts by mass of the protective polymer or the polymer matrix.
【００２１】溶媒は保護高分子あるいは高分子マトリク
スを溶かすものであればよく、例えばα−テレピネオー
ル、メタノール、エタノール、トルエン、Ｐ−キシレ
ン、水、カルビトール、メタクレゾール等を用いること
が好ましい。The solvent may be any as long as it can dissolve the protective polymer or polymer matrix. For example, it is preferable to use α-terpineol, methanol, ethanol, toluene, P-xylene, water, carbitol, meta-cresol and the like.
【００２２】続いて、微細加工型の製造方法の製造方法
を図１〜図４に従って以下に説明する。図１に示すよう
に、ガラス、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネ
ート、ＡＢＳ樹脂等からなる樹脂からなる基板１の表面
２へ上記の金属微粒子、保護高分子あるいは高分子マト
リクスそして溶媒を含んだ金属微粒子分散液を塗布して
厚さ１μｍ以上の金属微粒子分散膜３を形成し、乾燥す
る。このとき金属微粒子分散液に紫外線硬化剤を添加し
てもよい。金属微粒子分散膜３を基板１表面に形成する
方法は、スピンコート法、ディップ法、刷毛塗り、スプ
レーなど様々な方法を採ることができるが、出来るだけ
均一に塗布することが好ましく、スピンコート法が適当
である。Next, the manufacturing method of the manufacturing method of the fine processing die will be described below with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, a metal fine particle dispersion containing the above metal fine particles, a protective polymer or a polymer matrix, and a solvent on a surface 2 of a substrate 1 made of a resin made of glass, polymethyl methacrylate, polycarbonate, ABS resin or the like. Is applied to form a metal fine particle dispersed film 3 having a thickness of 1 μm or more, and dried. At this time, an ultraviolet curing agent may be added to the metal fine particle dispersion. Various methods such as spin coating, dipping, brushing, and spraying can be used to form the metal fine particle dispersed film 3 on the surface of the substrate 1. However, it is preferable to apply the coating as uniformly as possible. Is appropriate.
【００２３】尚、紫外線を照射する場合には、上記金属
微粒子分散膜３を形成した基板１の表面２側から波長３
００〜４００ｎｍの紫外線を照射し、紫外線硬化樹脂を
反応させて金属微粒子分散膜３を硬化させる。具体的な
紫外線の照射方法や条件としては、例えば超高圧水銀ラ
ンプを使用し、強度３００〜１０００Ｗで、０．５〜３
分照射する。In the case of irradiating with ultraviolet light, the wavelength 3 is applied from the surface 2 side of the substrate 1 on which the metal fine particle dispersed film 3 is formed.
The metal fine particle dispersed film 3 is cured by irradiating ultraviolet rays of 00 to 400 nm and reacting the ultraviolet curing resin. As specific irradiation methods and conditions of ultraviolet rays, for example, an ultra-high pressure mercury lamp is used, the intensity is 300 to 1000 W, and the intensity is 0.5 to 3
For a minute.
【００２４】続いて、図２に示すように、液状シリコー
ンゴムを滴下して厚さ２〜５ｍｍの膜を形成し、室温下
で重合してシリコーンゴム層５を形成する。Subsequently, as shown in FIG. 2, a liquid silicone rubber is dropped to form a film having a thickness of 2 to 5 mm, and polymerized at room temperature to form a silicone rubber layer 5.
【００２５】ここで使用する液状シリコーンゴムはジメ
チルポリシロキサンのような液状ジオルガノポリシロキ
サンを用い、室温ないしは僅かの加熱で硬化することが
できる。両末端にシラノール基を持つ直鎖状で低粘度の
ジメチルシロキサンと架橋剤として脱酢酸型、脱アルコ
ール型、脱オキシム型、脱アミノ型、脱アセトン型、脱
アミノキシ型、脱水素型等の多官能シランを含み、この
ポリマーに金属カルボン酸塩等の触媒を添加することに
よりシリコーンゴムとなる。The liquid silicone rubber used here is a liquid diorganopolysiloxane such as dimethylpolysiloxane, and can be cured at room temperature or with slight heating. A linear, low-viscosity dimethylsiloxane having silanol groups at both ends and a cross-linking agent such as de-acetic acid type, de-alcohol type, de-oxime type, de-amino type, de-acetone type, de-aminoxy type, de-hydrogen type etc. A silicone rubber is obtained by adding a catalyst such as a metal carboxylate to the polymer containing a functional silane.
【００２６】続いて、シリコーンゴム層５の表面からレ
ーザ光を照射してパターンを形成する。具体的には図３
に示すように、光源１１としてグリーンレーザのレーザ
光１９を所定強度に調整し、数個のミラー１２によって
光路を変えながら光学顕微鏡１３内のハーフミラー１４
へ入射し、そして対物レンズ１５によって絞込み、ＸＹ
Ｚステージ１６に設置したシリコーンゴム層５に所定時
間照射した。ＣＣＤカメラ１７とこれに連結したＴＶモ
ニター１８で観察しながらＸＹＺステージ１６を移動さ
せながら、金属微粒子分散膜３と接するシリコーンゴム
層５の界面でパターン付けする。Subsequently, a laser beam is irradiated from the surface of the silicone rubber layer 5 to form a pattern. Specifically, FIG.
As shown in FIG. 2, a half mirror 14 in an optical microscope 13 is adjusted while adjusting a laser beam 19 of a green laser as a light source 11 to a predetermined intensity and changing an optical path by several mirrors 12.
, And narrowed down by the objective lens 15, XY
The silicone rubber layer 5 placed on the Z stage 16 was irradiated for a predetermined time. While moving the XYZ stage 16 while observing with the CCD camera 17 and the TV monitor 18 connected thereto, patterning is performed at the interface of the silicone rubber layer 5 in contact with the metal fine particle dispersed film 3.
【００２７】そして、図４に示すようにシリコーンゴム
層５を剥離して転写型である微細加工型２２を作製す
る。剥離面２３には凹凸のパターン２４が出現してい
る。金属微粒子分散膜３のレーザ光の吸収により、該金
属微粒子分散膜３とシリコーンゴム層５の界面で発熱が
起り、シリコーンゴムが加熱される。このとき、金属微
粒子分散膜３に形成されるパターンに沿ってシリコーン
ゴムが変形し、パターンが形成される。Then, as shown in FIG. 4, the silicone rubber layer 5 is peeled off, and a fine working mold 22 as a transfer mold is manufactured. An irregular pattern 24 appears on the peeling surface 23. Due to the absorption of the laser beam by the metal fine particle dispersion film 3, heat is generated at the interface between the metal fine particle dispersion film 3 and the silicone rubber layer 5, and the silicone rubber is heated. At this time, the silicone rubber is deformed along the pattern formed on the metal fine particle dispersed film 3, and a pattern is formed.
【００２８】その後、ポリメチルメタクリル酸等のアク
リル樹脂を微細加工型２２であるシリコーンゴムを膨潤
させない乳酸エチル、乳酸メチル等の溶媒に溶かしてペ
ースト状にし、これをガラス、樹脂のような基板（図示
せず）上に滴下して製膜（図示せず）した後、微細加工
型２２を押付けて、２４時間放置し、微細加工型２２か
ら基板を剥離してパターンを有する成形体を得る。After that, an acrylic resin such as polymethyl methacrylic acid is dissolved in a solvent such as ethyl lactate or methyl lactate which does not swell the silicone rubber which is the microfabricated mold 22 to form a paste. After forming a film (not shown) by dropping on the fine processing die 22, the microprocessing die 22 is pressed and left for 24 hours, and the substrate is peeled from the fine processing die 22 to obtain a molded body having a pattern.
【００２９】[0029]
【実施例】次に、本発明の具体的な方法を以下に示す。Next, a specific method of the present invention will be described below.
【００３０】実施例１ （金微粒子分散液の作製）サンプル管にエチルセルロー
ス１ｇとｐ−キシレン９ｇを加えて約１時間攪拌してエ
チルセルロースを溶解し、これに粒径約平均粒径約５ｎ
ｍの金微粒子をトルエン分散した濃度約２０質量％の金
微粒子分散液（商品名パーフェクトゴールド／真空冶金
社製）を１ｇ加えて３０分間攪拌し、金微粒子分散液を
得た。Example 1 (Preparation of gold fine particle dispersion) 1 g of ethyl cellulose and 9 g of p-xylene were added to a sample tube and stirred for about 1 hour to dissolve ethyl cellulose.
1 g of a gold fine particle dispersion (trade name: Perfect Gold / Vacuum Metallurgy Co., Ltd.) having a concentration of about 20% by mass in which gold fine particles of m were dispersed in toluene was added and stirred for 30 minutes to obtain a gold fine particle dispersion.
【００３１】（金属微粒子分散膜の作製）金微粒子分散
液をガラス基板表面上に滴下し、スピンコータを回転数
５０００ｒｐｍ、１５秒回転させて金微粒子分散液の金
属微粒子分散膜を形成し、室温で１０分間の条件で乾燥
した。尚、この時の膜厚は約３μｍであった。(Preparation of Metal Fine Particle Dispersion Film) A gold fine particle dispersion was dropped on a glass substrate surface, and a spin coater was rotated at 5,000 rpm for 15 seconds to form a metal fine particle dispersion film of the gold fine particle dispersion. Drying was performed for 10 minutes. The film thickness at this time was about 3 μm.
【００３２】（シリコーンゴムの膜化）シリコーンオイ
ル（東レ・ダウコーニング社製：シラスコンＲＴＶ４１
８７）と架橋剤（東レ・ダウコーニング社製：キャタリ
スト８７Ｂ−ＲＣ）を１０／１の質量比で混合し、金微
粒子分散膜上に滴下し、スピンコータを回転数５０００
ｒｐｍ、１５秒回転させて金属微粒子分散膜化した後、
真空中で２４時間放置した。尚、この時の膜厚は約３０
μｍであった。(Formation of Silicone Rubber Film) Silicone Oil (manufactured by Dow Corning Toray Co., Ltd .: Shirasucon RTV41)
87) and a cross-linking agent (manufactured by Dow Corning Toray Co., Ltd .: Catalyst 87B-RC) at a mass ratio of 10/1, and the mixture was dropped on the gold fine particle dispersed film, and the spin coater was rotated at 5,000 rpm.
After rotating at 15 rpm for 15 seconds to form a metal fine particle dispersed film,
Left for 24 hours in vacuum. The film thickness at this time is about 30
μm.
【００３３】（レーザー加工）光源としてグリーンイオ
ンレーザ光（ＣＷ：発振波長５３２ｎｍ、出力２８ｍ
Ｗ）をレーザ強度１７．５ｍＷに調整し、対物レンズに
よって１μｍ程度に絞込み、ＸＹＺステージに設置した
シリコーンゴム上に所定時間照射した。ＣＣＤカメラと
これに連結したＴＶモニターで観察しながらＸＹＺステ
ージを移動させながらパターンを形成した。尚、この時
の膜厚は約３０μｍであった。(Laser processing) Green ion laser light (CW: oscillation wavelength 532 nm, output 28 m) as a light source
W) was adjusted to a laser intensity of 17.5 mW, narrowed down to about 1 μm by an objective lens, and irradiated onto silicone rubber set on an XYZ stage for a predetermined time. The pattern was formed while moving the XYZ stage while observing with a CCD camera and a TV monitor connected to the CCD camera. The film thickness at this time was about 30 μm.
【００３４】（剥離）シリコーンゴムを基板から剥離し
て微細加工型を作製した。この型の剥離面の原子間力顕
微鏡によって撮影した写真を図５に示す。これによる
と、剥離面は写真の表面側であり、幅４０μｍ、高さ
０．２μｍのライン状のパターンが１００μｍの間隔で
形成されている。(Release) The silicone rubber was peeled off from the substrate to produce a fine processing mold. FIG. 5 shows a photograph of the peeled surface of this mold taken by an atomic force microscope. According to this, the peeled surface is on the front side of the photograph, and linear patterns having a width of 40 μm and a height of 0.2 μm are formed at intervals of 100 μm.
【００３５】（微細パターンを有する成形体の作製）Ｐ
ＭＭＡ１ｇに乳酸エチル４〜１０ｇを混合して攪拌し、
ＰＭＭＡペーストを作製する。次に、ガラス基板の上に
ＰＭＭＡペーストを滴下して約１ｍｍ厚の膜を形成した
後、上記のシリコンゴム製の微細加工型を荷重約１ｇで
押付け、室温で２４時間放置した後、該型をガラス基板
から剥離した。得られた微細パターンを有する成形体の
原子間力顕微鏡によって撮影すると、成形体の表面は、
転写型から正確に成形された凹条部と凸条部を交互にも
ち、かつピッチ間隔１００μｍのパターンを観察するこ
とができた。(Preparation of Molded Body Having Fine Pattern) P
Mix and stir 4 to 10 g of ethyl lactate with 1 g of MMA,
Make PMMA paste. Next, after a PMMA paste was dropped on the glass substrate to form a film having a thickness of about 1 mm, the above-mentioned silicon rubber fine processing mold was pressed with a load of about 1 g, and left at room temperature for 24 hours. Was peeled from the glass substrate. When photographed by an atomic force microscope of the molded body having the obtained fine pattern, the surface of the molded body is:
It was possible to observe a pattern having a concave ridge and a convex ridge accurately formed from the transfer die and having a pitch interval of 100 μm.
【００３６】比較例１ ガラス基板上に直接実施例と同様の方法でシリコーンゴ
ムを膜化し、レーザを照射後、シリコーンゴム層を剥離
した。シリコーンゴム層の剥離面を目視で観察したが、
パターンは描写されていなかった。Comparative Example 1 Silicone rubber was directly formed on a glass substrate in the same manner as in the example, and after irradiation with laser, the silicone rubber layer was peeled off. The peeled surface of the silicone rubber layer was visually observed,
The pattern was not depicted.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上のように本願請求項記載の発明で
は、基板上に金属微粒子分散膜、シリコーンゴム層を積
層した後、シリコーンゴム層の表面からレーザ光を照射
して、金属微粒子分散膜と接するシリコーンゴム層の界
面でパターン付けする方法であり、型の作製時間を短縮
し、そしてレーザ光を照射して微細で鮮明なパターン付
けができ、そして耐久性があって離型性に富んだ微細加
工型を作製することができ、また該型から剥離して微細
パターンを有する成形体を作製することもできる。As described above, in the invention described in the present application, a metal fine particle dispersed film and a silicone rubber layer are laminated on a substrate, and then a laser beam is irradiated from the surface of the silicone rubber layer to form a metal fine particle dispersed film. This is a method of patterning at the interface of the silicone rubber layer in contact with the mold, shortening the mold making time, irradiating a laser beam to form a fine and clear pattern, and having a durable and releasable mold. A microfabricated mold can be produced, and a molded article having a fine pattern can be produced by peeling from the mold.
【図１】本発明に係るシリコーンゴム製微細加工型の製
造方法において、基板上に金属微粒子分散液の金属微粒
子分散膜を形成した状態を示す図である。FIG. 1 is a view showing a state in which a metal fine particle dispersion film of a metal fine particle dispersion is formed on a substrate in a method for producing a silicone rubber microfabrication mold according to the present invention.
【図２】本発明に係るシリコーンゴム製微細加工型の製
造方法において、基板上に形成した金属微粒子分散液の
金属微粒子分散膜上にシリコーンゴム層を形成した状態
を示す図である。FIG. 2 is a view showing a state in which a silicone rubber layer is formed on a metal fine particle dispersion film of a metal fine particle dispersion liquid formed on a substrate in the method for producing a silicone rubber microfabrication mold according to the present invention.
【図３】本発明に係る微細加工型の製造方法において、
シリコーンゴム層にレーザ光を照射している状態を示す
図である。FIG. 3 shows a method for manufacturing a micromachining die according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which a silicone rubber layer is irradiated with a laser beam.
【図４】本発明に係る微細加工型の製造方法において、
シリコーンゴム層を脱型して微細加工型を作製している
図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a micromachining die according to the present invention.
FIG. 3 is a view illustrating a state in which a silicone rubber layer is removed from the mold to produce a fine processing mold.
【図５】得られたシリコーンゴム層の剥離面を原子間力
顕微鏡によって撮影した写真である。FIG. 5 is a photograph taken by an atomic force microscope of a peeled surface of the obtained silicone rubber layer.
１ 基板 ３ 金属微粒子分散膜 ５ シリコーンゴム層 １９ レーザ光 ２０ マスター型 ２２ 微細加工型 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 3 Metal fine particle dispersion film 5 Silicone rubber layer 19 Laser beam 20 Master type 22 Fine processing type
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F202 AA21 AJ02 AJ05 CA19 CB01 CD02 4F209 AA21 AJ02 AJ05 PA02 PB01 PC05 PQ11 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4F202 AA21 AJ02 AJ05 CA19 CB01 CD02 4F209 AA21 AJ02 AJ05 PA02 PB01 PC05 PQ11
Claims (4)
微細加工型の製造方法において、 金属微粒子、保護高分子あるいは高分子マトリクス、そ
して溶媒を含んだ金属微粒子分散液からなる金属微粒子
分散膜を基板上に形成する工程、 該基板の金属微粒子分散膜上に液状シリコーンゴムを塗
付、重合してシリコーンゴム層を得る工程、 重合したシリコーンゴム層の表面にレーザ光を照射し、
金属微粒子分散膜と接するシリコーンゴム層の界面でパ
ターン付けする工程、 上記シリコーンゴム層を基板から剥離して微細加工型を
得る工程、からなることを特徴とするシリコーンゴム製
微細加工型の製造方法。1. A method for producing a silicone rubber microfabrication mold having a micropattern, comprising: disposing a metal microparticle dispersion film comprising a metal microparticle, a protective polymer or a polymer matrix, and a metal microparticle dispersion containing a solvent on a substrate. Forming, coating a liquid silicone rubber on the metal fine particle dispersed film of the substrate, polymerizing to obtain a silicone rubber layer, irradiating the surface of the polymerized silicone rubber layer with laser light,
A process of patterning at the interface of the silicone rubber layer in contact with the metal fine particle dispersion film, and a process of peeling the silicone rubber layer from the substrate to obtain a micromachining die. .
ら選ばれた少なくとも一種の貴金属である請求項１記載
のシリコーンゴム製微細加工型の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the metal fine particles are at least one noble metal selected from gold and silver.
キサンである請求項１記載のシリコーンゴム製微細加工
型の製造方法。3. The method according to claim 1, wherein the liquid silicone rubber is dimethylpolysiloxane.
の上に請求項１記載のシリコーンゴム製微細加工型を押
し付けて、該型から剥離して微細パターンを有する成形
体を作製することを特徴とする微細パターンを有する成
形体の製造方法。4. Forming a resin paste layer on a substrate, pressing the silicone rubber micro-working mold according to claim 1 thereon, and peeling off the mold to produce a molded body having a fine pattern. A method for producing a molded article having a fine pattern, characterized by the following.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001051305A JP2002248629A (en) | 2001-02-27 | 2001-02-27 | Method for manufacturing finely processed mold made of silicon rubber and method for manufacturing molded object having fine pattern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001051305A JP2002248629A (en) | 2001-02-27 | 2001-02-27 | Method for manufacturing finely processed mold made of silicon rubber and method for manufacturing molded object having fine pattern |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002248629A true JP2002248629A (en) | 2002-09-03 |
Family
ID=18912113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001051305A Pending JP2002248629A (en) | 2001-02-27 | 2001-02-27 | Method for manufacturing finely processed mold made of silicon rubber and method for manufacturing molded object having fine pattern |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002248629A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103801658A (en) * | 2014-02-17 | 2014-05-21 | 山东旗开重型机械有限公司 | Manufacturing method of ceramic mold shell |
-
2001
- 2001-02-27 JP JP2001051305A patent/JP2002248629A/en active Pending
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| CN103801658A (en) * | 2014-02-17 | 2014-05-21 | 山东旗开重型机械有限公司 | Manufacturing method of ceramic mold shell |
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