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导电性硅橡胶制电极图案的制作方法以及全硅橡胶制静电吸盘及其制造方法

摘要

本发明提供能够用导电性硅橡胶加工细密的电极图案形状的导电性硅橡胶制电极图案的制作方法、将该导电性硅橡胶制电极图案埋设在绝缘性硅橡胶的内部而成的具有伸缩性的全硅橡胶制静电吸盘及其制造方法。导电性硅橡胶制电极图案的制作方法,其特征在于,将导电性硅橡胶组合物制成片材,与工序膜层叠后使导电性硅橡胶组合物的片材固化,没有切割工序膜而只将导电性硅橡胶片材切割为电极图案形状后,将多余的导电性硅橡胶片材从工序膜剥离除去。

著录项

  • 公开/公告号CN104576485A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2015-04-29

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 株式会社信科模具;

    申请/专利号CN201410444513.1

  • 发明设计人 中野昭生;依田昌弘;

    申请日2014-09-03

  • 分类号H01L21/683;H02N13/00;

  • 代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所;

  • 代理人李英

  • 地址 日本群马县

  • 入库时间 2023-12-18 08:30:18

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2018-12-07

    授权

    授权

  • 2016-09-28

    实质审查的生效 IPC(主分类):H01L21/683 申请日:20140903

    实质审查的生效

  • 2015-04-29

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及将导电性硅橡胶片材加工为电极图案形状的方法,特 别涉及能够精密地加工复杂的电极图案形状的导电性硅橡胶制电极图 案的制作方法。此外,涉及将该导电性硅橡胶制电极图案埋设在绝缘 性硅橡胶的内部而成的具有伸缩性的全硅橡胶制静电吸盘及其制造方 法。

背景技术

通常的柔性印刷基板,通过将抗蚀剂形成于绝缘性膜和铜箔的层 叠品的铜箔面后,采用蚀刻将没有抗蚀剂的铜箔除去,从而制作电极 图案。此外,膜配线板通过将碳糊、银糊等导电性墨作为导体涂布于 绝缘性膜,从而制作电极图案。这些是绝缘性膜与铜箔或导电性墨制 的电极图案的一体品,具有能够弯曲的柔软性,但几乎没有获得伸缩 性。

此外,为了半导体集成电路的制造工序中的晶片在真空中的保持, 使用了库仑力方式或约翰逊·拉别克(ジャンセン·ラーベック Johnsen-Rahbeck)力方式的晶片吸盘,所谓静电吸盘。静电吸盘为 使电极图案埋设在绝缘体层的内部的构造,作为绝缘体层,使用聚酰 亚胺等有机树脂、氮化铝、氧化铝、氮化硼、氮化硅等陶瓷、硅橡胶 等橡胶弹性体,作为电极图案,使用了铜、铝等金属箔,碳糊、银糊 等导电性墨。

提出了几个将导电性橡胶用于静电吸盘的电极图案、电子电路元 件的电磁波屏蔽用导电层的方案。

特开昭59-188135号公报(专利文献1)中提出了下述方法:使 具有比金属大的电阻的第1电极和第2电极间产生电位差,吸附半导 体基板,进行表面处理,作为电极,例示了混入金属粉末的导电性硅 橡胶。

特开昭63-194345号公报(专利文献2)中提出了在绝缘膜上配 置了留有适当的间隔的导电性树脂材料的静电吸盘,作为导电性树脂 材料,例示了导电橡胶、导电塑料等。

特开平1-164099号公报(专利文献3)中提出了在电绝缘层上采 用丝网印刷层叠导电性硅橡胶的导电层的放热屏蔽片材。

特开2000-326170号公报(专利文献4)中提出了在高导热性硅 橡胶固化物内部埋设作为电极发挥功能的导电性硅橡胶而成的、与能 支持晶片背面的支持突起组合使用的在垂直方向上能够弹性变形的静 电吸盘。

专利文献3采用丝网印刷制作了导电性硅橡胶制的电极图案,但 在其以外的专利文献中尚未记载具体的电极图案的制作方法。

通常的静电吸盘是利用库仑力、约翰逊·拉别克力吸附导电性或半 导电性的晶片等基板,双极结构的电极图案用比较简单的形状充分地 显现吸附力。另一方面,吸附绝缘性的玻璃、树脂制的基板的情形下, 有必要产生梯度力。梯度力是通过使静电吸盘表面上的电场不均匀而 显现的力,有必要使电极图案更细密,以使电极的宽度和电极间的距 离尽可能小。但是,导电性硅橡胶柔软,伸长率大,因此加工成细密 的电极图案非常难。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:特开昭59-188135号公报

专利文献2:特开昭63-194345号公报

专利文献3:特开平1-164099号公报

专利文献4:特开2000-326170号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明鉴于上述实际情况而完成,目的在于提供能够用导电性硅 橡胶加工细密的电极图案形状的导电性硅橡胶制电极图案的制作方 法、将该导电性硅橡胶制电极图案埋设在绝缘性硅橡胶的内部而成的 具有伸缩性的全硅橡胶制静电吸盘及其制造方法。

用于解决课题的手段

本发明人为了实现上述目的而反复深入研究,结果发现下述方法 是有效的:作为将导电性硅橡胶加工为细密的电极图案的方法,通过 将导电性硅橡胶组合物制成片材,层叠于工序膜后,使导电性硅橡胶 组合物的片材固化后,没有切割工序膜而只将导电性硅橡胶片材切割 为电极图案形状后,将多余的导电性硅橡胶片材从工序膜剥离除去, 从而制作导电性硅橡胶制电极图案。而且,将该双极结构的电极图案 埋设在绝缘性硅橡胶的内部的全硅橡胶制静电吸盘具有伸缩性,通过 在电极图案的电极间施加电压而显现吸附力,能够吸附各种基板,完 成了本发明。

因此,本发明提供下述的导电性硅橡胶制电极图案的制作方法以 及全硅橡胶制静电吸盘及其制造方法。

[1]导电性硅橡胶制电极图案的制作方法,其特征在于,将导电性 硅橡胶组合物制成片材与工序膜层叠后,使导电性硅橡胶组合物的片 材固化,没有切割工序膜而只将导电性硅橡胶片材切割为电极图案形 状后,将多余的导电性硅橡胶片材从工序膜剥离除去。

[2][1]所述的导电性硅橡胶制电极图案的制作方法,其特征在于, 采用切割绘图仪将导电性硅橡胶片材切割为电极图案形状。

[3][1]或[2]所述的导电性硅橡胶制电极图案的制作方法,其特征在 于,工序膜是具有耐热性和柔软性的树脂膜。

[4][1]~[3]的任一项所述的导电性硅橡胶制电极图案的制作方法, 其特征在于,将导电性硅橡胶组合物的片材层叠于对工序膜进行喷砂 加工而粗面化的面。

[5][1]~[4]的任一项所述的导电性硅橡胶制电极图案的制作方法, 其特征在于,导电性硅橡胶是配合炭黑而成的导电性硅橡胶组合物的 固化物,其体积电阻率为0.001~1Ω·m的范围。

[6][1]~[5]的任一项所述的导电性硅橡胶制电极图案的制作方法, 其特征在于,导电性硅橡胶片材的厚度为0.03~2.0mm的范围。

[7]全硅橡胶制静电吸盘,其特征在于,将采用[1]~[6]的任一项所 述的方法得到的导电性硅橡胶制电极图案埋设在绝缘性硅橡胶的内部 而成,具有伸缩性。

[8]全硅橡胶制静电吸盘的制造方法,其特征在于,在采用[1]~[6] 的任一项所述的方法得到的导电性硅橡胶制电极图案的与工序膜相反 的面上,层叠绝缘性硅橡胶组合物后,使该绝缘性硅橡胶组合物固化 而一体化,进而将工序膜剥离,在剥离面的导电性硅橡胶制电极图案 上层叠绝缘性硅橡胶组合物后使绝缘性硅橡胶组合物固化而一体化。

发明的效果

根据本发明的导电性硅橡胶制电极图案的制作方法,能够使用柔 软、伸长率大的加工难的导电性硅橡胶片材制作细密的电极图案。埋 设有该电极图案的全硅橡胶制静电吸盘具有伸缩性,利用库仑力、约 翰逊·拉别克力能够吸附导电性或半导电性的基板,而且如果形成细密 的电极图案而使表面的电场不均匀,利用梯度力能够吸附绝缘性的基 板。此外,埋设有配合了炭黑的导电性硅橡胶制电极图案的静电吸盘 即使在拉伸的状态下也能够维持吸附力。

附图说明

图1是表示实施例1、3、比较例1、2的双极结构的梳齿电极图 案形状的图。

图2是表示实施例2的双极结构的梳齿电极图案形状的图。

具体实施方式

以下详细说明本发明。应予说明,本发明中“体积电阻率”是采 用按照日本橡胶协会标准规格SRIS2301中规定的试验方法测定的 值。

本发明的导电性硅橡胶制电极图案的制作方法,其特征在于,将 未固化的导电性硅橡胶组合物制成片材,与工序膜层叠后使导电性硅 橡胶组合物的片材固化,没有切割工序膜而只将导电性硅橡胶片材切 割为电极图案形状后,将多余的导电性硅橡胶片材从工序膜剥离除去。

作为本发明中使用的导电性硅橡胶组合物,可以是一般的硅橡胶 组合物,例如,能够使用在(A)作为主剂(基础聚合物)的有机硅 氧烷中配合了(B)导电性填料和(C)固化剂的导电性硅橡胶组合物。

其中,作为(A)有机聚硅氧烷,可列举由下述平均组成式(1) 表示的有机聚硅氧烷。

R1nSiO(4-n)/2    (1)

(式中,R1表示未取代或取代的1价烃基,n为1.95~2.05的正 数。)

上述式(1)中,R1为未取代或取代的、优选地碳原子数1~10、 更优选地碳原子数1~8的1价烃基,具体地,可列举甲基、乙基、丙 基等烷基,环戊基、环己基等环烷基,乙烯基、烯丙基等烯基,苯基、 甲苯基等芳基等,或者这些基团的氢原子部分地被氯原子、氟原子等 卤素原子取代的卤代烃基等。

n为1.95~2.05的正数。

此外,该有机聚硅氧烷优选1分子中具有至少2个与硅原子键合 的烯基,优选含有R1内的0.001~5摩尔%、特别地0.01~1摩尔%的 烯基。

作为有机聚硅氧烷,具体地,是主链由二甲基硅氧烷单元的重复 组成的有机聚硅氧烷,或者在构成其主链的二甲基硅氧烷单元的重复 组成的二甲基聚硅氧烷结构的一部分中导入了乙烯基、苯基、三氟丙 基等的有机聚硅氧烷,分子链末端用三有机甲硅烷氧基或羟基封端的 直链状结构的有机聚硅氧烷是优选的。作为该三有机甲硅烷氧基,例 示三甲基甲硅烷氧基、二甲基乙烯基甲硅烷氧基、三乙烯基甲硅烷氧 基等。

再有,该有机聚硅氧烷的平均聚合度为200以上12,000以下,特 别地为300~10,000,采用旋转粘度计的测定中25℃下的粘度优选 0.3Pa·s以上,如果平均聚合度不到200,有时固化后的机械强度差, 变脆。再有,本发明中,聚合度能够作为以甲苯作为展开溶剂的凝胶 渗透色谱(GPC)分析中的聚苯乙烯换算的重均聚合度而求出。

作为(B)导电性填料,可列举乙炔黑、炉法炭黑等炭黑,银、 铜、镍等金属粉,将这些金属被覆于玻璃粉、陶瓷粉的填料等。如果 将导电性硅橡胶拉伸,有可能导电性填料之间的接触分离,电阻上升。 特别地,由于金属粉的粒径大,因此显著地看到拉伸导致的电阻上升。 炭黑的粒径小,组织结构发达,拉伸引起的电阻上升小,因此适合作 为在本发明的导电性硅橡胶组合物中配合的导电性填料。

作为使用炭黑的情形的配合量,相对于上述有机聚硅氧烷100质 量份,优选以10~100质量份、特别地20~80质量份的范围使用。如 果炭黑的配合量不到10质量份,有时导电性变得不充分,此外,如果 超过100质量份,有时配合变得困难,而且成型加工性变得非常差。

此外,炭黑以外的导电性填料的配合量,相对于上述有机聚硅氧 烷100质量份,优选以100~1,500质量份、特别地200~1,000质量份 的范围使用。

配合了炭黑的导电性硅橡胶的体积电阻率优选为0.001~1Ω·m, 特别优选为0.005~0.1Ω·m的范围。为了使体积电阻率成为不到0.001 Ω·m的低电阻,如果是炭黑的高填充,有时实现变得困难,如果体 积电阻率超过1Ω·m,有时电流难以流动,不能作为电极使用。

此外,配合了炭黑以外的导电性填料的导电性硅橡胶的体积电阻 率,从维持稳定的电阻的方面出发,优选为1×10-7~1×10-3Ω·m, 特别优选为1×10-6~1×10-4Ω·m的范围。

作为导电性硅橡胶组合物的(C)固化剂,能够从通常在硅橡胶 的固化中使用的以往公知的固化剂中适当选择。即,作为本发明中使 用的导电性硅橡胶组合物的固化类型,可以是有机过氧化物固化型(自 由基反应固化型)、加成反应固化型等的任一种。

有机过氧化物固化型硅橡胶组合物的情况下,相对于上述作为主 剂的有机聚硅氧烷100质量份,使用配合了0.1~10质量份、特别地 0.2~5质量份的采用公知的自由基反应的交联中使用的有机过氧化 物,例如过氧化二叔丁基、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷、过 氧化二枯基等有机过氧化物的硅橡胶组合物。

此外,加成反应固化型硅橡胶组合物的情形下,作为加成反应固 化剂,能够使用在1分子中含有2个以上、特别地3~200个与硅原子 键合的氢原子(SiH基)的有机氢聚硅氧烷和铂族金属系催化剂。再 有,这种情况下,作为主剂的有机聚硅氧烷,使用具有烯基的有机聚 硅氧烷。

对于加成反应固化剂更详细地说明,作为上述有机氢聚硅氧烷, 可列举三(二甲基氢甲硅烷氧基)甲基硅烷、三(二甲基氢甲硅烷氧 基)苯基硅烷、1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷、 甲基氢环聚硅氧烷、甲基氢硅氧烷-二甲基硅氧烷环状共聚物、两末端 三甲基甲硅烷氧基封端的甲基氢聚硅氧烷、两末端三甲基甲硅烷氧基 封端的二甲基硅氧烷-甲基氢硅氧烷共聚物、两末端二甲基氢甲硅烷氧 基封端的二甲基聚硅氧烷、两末端二甲基氢甲硅烷氧基封端的二甲基 硅氧烷-甲基氢硅氧烷共聚物、两末端三甲基甲硅烷氧基封端的甲基氢 硅氧烷-二苯基硅氧烷共聚物、两末端三甲基甲硅烷氧基封端的甲基氢 硅氧烷-二苯基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物、由(CH3)2HSiO1/2单元和 SiO4/2单元组成的共聚物、由(CH3)2HSiO1/2单元和SiO4/2单元和 (C6H5)SiO3/2单元组成的共聚物等,这些例示化合物中甲基的一部分或 全部被乙基、丙基等其他烷基、苯基等芳基、3,3,3-三氟丙基等卤素取 代烷基等替代的产物等。

该有机氢聚硅氧烷的分子结构,可以是直链状、环状、分支状、 三维网状结构的任何结构,能够使用1分子中的硅原子的数,即聚合 度为2~1,000、优选地3~500、特别优选地3~300左右的有机氢聚 硅氧烷。

该有机氢聚硅氧烷的配合量,优选为如下的量:相对于上述作为 主剂的有机聚硅氧烷的烯基1摩尔,有机氢聚硅氧烷的SiH基成为 0.5~5摩尔、特别地1~3摩尔。

此外,作为铂族金属系催化剂,可例示铂黑、氯化铂、氯铂酸与 1元醇的反应物、氯铂酸与烯烃类的络合物、双乙酰乙酸铂等。再有, 该铂族金属系催化剂的配合量能够为催化剂量,通常,相对于上述作 为主剂的有机聚硅氧烷和有机氢聚硅氧烷的合计质量,换算为铂族金 属量,优选以0.5~1,000ppm、特别地1~500ppm的范围使用。

导电性硅橡胶组合物中,根据需要,可在不损害本发明的目的的 范围内进一步添加反应控制剂、补强性二氧化硅、耐热性提高剂、阻 燃性提高剂、氟系的脱模剂等。

导电性硅橡胶组合物中,为了降低粘度,能够进一步配合有机溶 剂。作为有机溶剂,具体地,可列举硅橡胶的溶解性高的甲苯、二甲 苯等芳香族烃,正己烷等脂肪族烃或这些的混合物等。

作为导电性硅橡胶组合物的配合方法,可使用双辊、捏合机、班 伯里混炼机、行星式混合机等混合机将上述成分混炼,一般地,优选 在只使用固化剂之前即刻添加。

作为本发明中使用的工序膜,能够使用具有耐热性和柔软性的树 脂膜,作为这样的树脂膜,具体地,能够根据特性从聚对苯二甲酸乙 二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚碳酸酯(PC)、 聚醚酰亚胺(PEI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚4-甲基戊烯-1 (PMP)、聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PI)、聚醚醚酮(PEEK)、 氟树脂(PTFE、FEP、PFA)等中选择各种树脂膜。这些中,价格比 较便宜、容易获得各种厚度的膜的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)适 合。

工序膜的厚度,优选为10~300μm的范围,更优选为25~200 μm的范围。如果工序膜的厚度不到10μm,膜的强度不足,层叠未 固化的导电性硅橡胶组合物时有可能产生褶皱,只将固化的导电性硅 橡胶片材切割为电极图案形状时有可能工序膜一起被切割,如果超过 300μm,有工序膜失去柔软性,变得难以成型的情形。

此外,如果对工序膜的层叠导电性硅橡胶组合物片材的面进行喷 砂加工而粗面化,导电性硅橡胶组合物的片材变得容易层叠于工序膜。 而且,电极图案切割后的导电性硅橡胶片材变得难以从工序膜剥离, 使用其制造静电吸盘时,与绝缘性硅橡胶组合物层叠的工序中,能够 抑制电极图案崩塌等成型不良的发生。

接下来,对导电性硅橡胶制电极图案的制作方法进行说明。

使用双辊、压延辊将配合了固化剂的导电性硅橡胶组合物分出为 一定厚度的片材后,层叠到工序膜的喷砂面。进而,为了薄地将橡胶 分出,将导电性硅橡胶组合物在有机溶剂中溶解、稀释而成的涂布液 在工序膜上涂布为规定的厚度后,使有机溶剂挥发。此外,液体的导 电性硅橡胶组合物的情况下,在工序膜上排出规定量后设置框体,用 模压成型机等加压,使厚度均匀。

层叠于工序膜的导电性硅橡胶组合物片材,通过加热炉、热压成 型机,加热到规定的温度而使其热固化。加成反应固化剂即使在室温 下如果花费时间也固化,但通过施加热,能够加快成型周期。加热的 情况下,优选为温度80~250℃、特别地100~200℃下、时间30秒~ 20分钟、特别地1~10分钟。此时,如果工序膜不具有耐热性,则有 可能发生工序膜的变形、切断。

其中,导电性硅橡胶片材厚度优选为0.03~2.0mm,特别优选为 0.1~1.0mm的范围。如果厚度不到0.03mm,导电性硅橡胶片材自身 的强度不足,变得难以将切割为电极图案形状后的多余的导电性硅橡 胶从工序膜剥离,如果厚度超过2.0mm,变得难以切割为细密的电极 图案。

将导电性硅橡胶组合物片材固化后,没有切割工序膜而只将导电 性硅橡胶片材切割为电极图案形状。此时,为了切割成电极图案形状, 能够使用切割绘图仪、冲模。

切割绘图仪在装置上与笔式的绘图仪大致相同,但代替笔而安装 有锐利的刀具,能够将导电性硅橡胶片材切割为任意的形状。能够由 CAD数据等用短时间制作复杂的电极图案形状,装置的导入需要费 用,但不必如冲模那样按照电极图案形状制作模具。通过调整刀具的 刃尖的长度,能够只切割导电性硅橡胶片材。

冲模有称为トムソン型(Thompson type)或ビク型的在胶合板、 树脂板中埋入钢制的刃的模具和称为尖顶型的通过将金属蚀刻而形成 刃(腐蚀刃)、对刃尖进行锋利加工的模具。トムソン型能够迅速地制 作,价格比较便宜,尖顶型的拔模精度优异。用冲模将导电性硅橡胶 片材冲切为电极图案形状时,通过调整冲切机的加压力,能够只切割 导电性硅橡胶片材。

冲模由于难以用非常细密的形状形成刃,因此要制作细密的电极 图案时,使用切割绘图仪的方法适合。

通过将工序膜上的切割为电极图案的导电性硅橡胶片材的多余的 部位从工序膜剥离除去,从而能够制作导电性硅橡胶制电极图案。

接下来,对包含得到的导电性硅橡胶制电极图案和绝缘性硅橡胶 的全硅橡胶制静电吸盘进行说明。

全硅橡胶制静电吸盘,能够通过在工序膜上的导电性硅橡胶制电 极图案层叠绝缘性硅橡胶组合物后,使该绝缘性硅橡胶组合物固化而 一体化,进而将工序膜剥离,在剥离面的导电性硅橡胶制电极图案上 层叠绝缘性硅橡胶组合物后,使该绝缘性硅橡胶组合物固化而一体化, 从而得到。

其中,作为本发明中使用的绝缘性硅橡胶组合物,能够使用在(a) 作为主剂(基础聚合物)的有机聚硅氧烷中配合了(b)补强性二氧 化硅、有机硅树脂质共聚物等补强性填充剂和(c)固化剂而成的组合 物。

作为(a)有机聚硅氧烷,能够使用上述导电性硅橡胶组合物的(A) 成分中例示的平均组成式(1)的有机聚硅氧烷。

本发明中使用的补强性填充剂,是为了得到机械强度和绝缘性优 异的硅橡胶而配合的,优选BET法比表面积为50m2/g以上、特别地 100~400m2/g的补强性二氧化硅。作为该补强性二氧化硅,可例示热 解二氧化硅(干式二氧化硅)、沉淀二氧化硅(湿式二氧化硅)等。此 外,可用有机聚硅氧烷、有机硅氮烷、氯硅烷、烷氧基硅烷等对补强 性二氧化硅的表面进行疏水化处理。

该补强性二氧化硅的添加量并无特别限制,相对于有机聚硅氧烷 100质量份,如果不到5质量份,有可能无法获得充分的补强效果, 如果比100质量份多,有时成型加工性变差,因此优选为5~100质量 份的范围,更优选为20~80质量份的范围。

在绝缘性硅橡胶组合物中,可代替补强性二氧化硅而配合有机硅 树脂质共聚物作为补强性填充剂。此外,可将补强性二氧化硅和有机 硅树脂质共聚物并用。

有机硅树脂质共聚物以R23SiO1/2单元和SiO2单元作为主成分。其 中,R2为未取代或取代的、优选地碳原子数1~10、更优选地碳原子 数1~8的一价烃基,具体地,可例示甲基、乙基、丙基等烷基,环戊 基、环己基等环烷基,乙烯基、烯丙基等烯基,苯基、甲苯基等芳基 等,或者这些基团的氢原子部分地被氯原子、氟原子等卤素原子取代 的卤代烃基等。

有机硅树脂质共聚物可只包含R23SiO1/2单元和SiO2单元,也可根 据需要相对于全部有机硅树脂质共聚物以50摩尔%以下、更优选地 40摩尔%以下的范围包含R22SiO2/2单元、R2SiO3/2单元,优选使用 R23SiO1/2单元和SiO2单元的摩尔比[R23SiO1/2/SiO2]为0.5~1.5、特别 地0.5~1.3的有机硅树脂质共聚物。如果该摩尔比小于0.5,有时硅橡 胶的强度降低,如果比1.5大,有时与有机聚硅氧烷的相容性降低, 配合变得困难。

此外,有机硅树脂质共聚物优选含有1×10-4~5×10-3mol/g、特 别地2×10-4~3×10-3mol/g的乙烯基等烯基。如果烯基含量比1× 10-4mol/g少,有时硅橡胶的强度降低,如果比5×10-3mol/g多,有可 能橡胶变硬、脆。

再有,有机硅树脂质共聚物通常能够通过采用该技术中公知的方 法使氯硅烷、烷氧基硅烷水解而制造。

该有机硅树脂质共聚物的配合量,相对于有机聚硅氧烷100质量 份,优选20~200质量份,特别优选30~150质量份。如果不到20 质量份,有时无法获得充分的橡胶的强度,如果超过200质量份,有 可能橡胶变硬、脆。

绝缘性硅橡胶组合物的固化剂(c)能够使用与导电性硅橡胶组合 物的(C)成分中例示的固化剂相同的固化剂,其配合量也可相同, 配合有机硅树脂质共聚物的情形的有机氢聚硅氧烷的配合量,优选为 如下的量:相对于上述作为主剂的有机聚硅氧烷和有机硅树脂质共聚 物的烯基1摩尔,有机氢聚硅氧烷的SiH基成为0.5~5摩尔、特别地 1~3摩尔,此外,铂族金属系催化剂的配合量,相对于上述作为主剂 的有机聚硅氧烷和有机氢聚硅氧烷和有机硅树脂质共聚物的合计质 量,换算为铂族金属量,优选以0.5~1,000ppm、特别地1~500ppm 的范围使用。

该绝缘性硅橡胶组合物中,除了补强性二氧化硅、有机硅树脂质 共聚物等补强性填充剂以外,在不损害本发明的目的的范围,可添加 氧化铝、氢氧化铝、氮化硼等导热性填料、着色颜料等填充剂、耐热 性提高剂、阻燃性提高剂、受酸剂等各种添加剂、氟系的脱模剂、或 者作为补强性二氧化硅分散剂的各种烷氧基硅烷、二苯基硅烷二醇、 碳官能硅烷、含有硅烷醇基的硅氧烷等。

作为绝缘性硅橡胶组合物的配合方法,可使用双辊、捏合机、班 伯里混炼机、行星式混合机等混合机将上述成分混炼,一般地,优选 在只使用固化剂之前即刻添加。

配合了固化剂的绝缘性硅橡胶组合物,可以是不太具有流动性的 混炼型、具有流动性的液体型的任一种,与导电性硅橡胶制电极图案 的层叠时,为了防止电极图案从工序膜剥离的不利情形,能够在低压 下成型的液体型更适合。

混炼型的绝缘性硅橡胶组合物的情形下,预先分出为一定厚度的 片材后与导电性硅橡胶制电极图案层叠。此外,液体型的绝缘性硅橡 胶组合物的情形下,将其在导电性硅橡胶制电极图案上排出规定量后 设置框体,用模压成型机等加压,使厚度均匀。

对于绝缘性硅橡胶组合物,利用加热炉、热压成型机加热到规定 的温度而使其热固化。作为使绝缘性硅橡胶组合物固化的加热条件, 优选为温度80~250℃、特别地100~200℃下、时间30秒~20分钟、 特别地1~10分钟。

其中,加热固化的绝缘性硅橡胶的厚度优选为0.05~10mm,特 别优选为0.1~5mm。如果绝缘性硅橡胶的厚度过薄,有时对导电性 硅橡胶制电极图案施加高电压时的耐电压不足,如果过厚,有时作为 静电吸盘的吸附力没有显现。

这样将导电性硅橡胶制电极图案和绝缘性硅橡胶一体化,将电极 图案固定后,将工序膜剥离。进而,在将工序膜剥离的剥离面的导电 性硅橡胶制电极图案上,与上述同样地将绝缘性硅橡胶组合物层叠后, 与上述同样地加热,使绝缘性硅橡胶组合物固化。

再有,在此使用的绝缘性硅橡胶组合物可使用与上述成型的绝缘 性硅橡胶组合物相同的组合物,也可使用组成不同的绝缘性硅橡胶组 合物。

其中,将工序膜剥离的剥离面的导电性硅橡胶制电极图案上的绝 缘性硅橡胶的厚度可与上述成型的绝缘性硅橡胶的厚度相同。

采用以上的制造方法,能够得到在绝缘性硅橡胶的内部埋设有导 电性硅橡胶制电极图案的全硅橡胶制静电吸盘。

如果要使内部的导电性硅橡胶制电极图案成为双极结构,能够施 加极性不同的电压,则作为静电吸盘发挥作用,能够利用库仑力、约 翰逊·拉别克力吸附导电性或半导电性的晶片等基板。如果使电极图案 更细密,使电极的宽度和电极间的距离尽可能小,使表面的电场不均 匀,则能够利用梯度力吸附绝缘性的玻璃、树脂制的基板。此外,本 静电吸盘由于为全硅橡胶制而具有作为橡胶的伸缩性,因此在吸附基 板的状态下即使将静电吸盘拉伸,也能够维持吸附。特别是配合了炭 黑的导电性硅橡胶制电极图案由于拉伸时的电阻上升小,因此吸附力 不降低。

[实施例]

以下示出实施例和比较例,具体地对本发明进行说明,但本发明 并不受这些实施例限制。

[实施例1、2]

在由二甲基硅氧烷单元99.6摩尔%、甲基乙烯基硅氧烷单元0.4 摩尔%组成、两末端被三甲基甲硅烷氧基封端的、平均聚合度8,000 的甲基乙烯基聚硅氧烷100质量份中,用加压捏合机配合作为炭黑的 乙炔黑60质量份,混炼而使其均匀,制作混炼胶。相对于该混炼胶 100质量份,添加氯铂酸的乙烯基硅氧烷络合物(铂含量1质量%) 0.1质量份、作为铂催化剂的控制剂的乙炔基环己醇0.05质量份和下 述式(2)

(CH3)3SiO[(CH3)2SiO]18[(CH3)HSiO]20Si(CH3)3

(2)

示的甲基氢聚硅氧烷2质量份,用双辊充分混炼,调制未固化的导电 性硅橡胶组合物。

将该导电性硅橡胶组合物用压延成型机分出为厚0.2mm后,在聚 对苯二甲酸乙二醇酯制的厚100μm的工序膜的喷砂面上层叠,在 160℃的加热炉中通过5分钟,使导电性硅橡胶组合物固化。该导电性 硅橡胶片材的体积电阻率为0.03Ω·m。

接下来,使用切割绘图仪,不切割聚对苯二甲酸乙二醇酯制工序 膜而只将导电性硅橡胶片材切割为图1的电极宽0.6mm、电极间 0.5mm的双极结构的梳齿电极图案形状(实施例1)和图2的电极宽 0.5mm、电极间0.35mm的双极结构的梳齿电极图案形状(实施例2)。 将电极间、电极图案外周部的不需要的导电性硅橡胶部分从聚对苯二 甲酸乙二醇酯制工序膜剥离除去,制作导电性硅橡胶制电极图案。

将有机硅树脂质共聚物配合的液体的绝缘性硅橡胶材料 KE-1935A/B[商品名、信越化学工业(株)制]的A和B以1:1的比 率混合后,对混入的空气进行脱泡,调制未固化的绝缘性的硅橡胶组 合物。将该绝缘性硅橡胶组合物在工序膜上的导电性硅橡胶制电极图 案上排出规定量后,设置在厚0.7mm的不锈钢制的框体内,从上放置 聚对苯二甲酸乙二醇酯的厚100μm的膜的喷砂面侧,用2片厚3mm 的不锈钢板夹持它们的上下。接下来,使用50吨热压成型机,在压力 3MPa、温度120℃的条件下加压、加热10分钟,从而使绝缘性硅橡 胶组合物固化后,将两面的聚对苯二甲酸乙二醇酯制膜剥离,将导电 性硅橡胶制电极图案和绝缘性硅橡胶一体化。该绝缘性硅橡胶的导电 性硅橡胶制电极图案上的厚度为0.5mm。

在补强性二氧化硅配合的混炼型的绝缘性硅橡胶材料 KE-561-U[商品名、信越化学工业(株)制]100质量份中添加作为固 化剂的有机过氧化物糊C-8[商品名、信越化学工业(株)制]2质量份, 用双辊混炼后,分出为厚0.2mm后,在聚对苯二甲酸乙二醇酯制的厚 100μm的膜的喷砂面上层叠,调制未固化的绝缘性硅橡胶组合物片 材。

将该绝缘性硅橡胶组合物片材贴合在前面的一体化制品的导电性 硅橡胶制电极图案面上后,使用50吨热压成型机在压力5MPa、温度 160℃的条件下加压、加热10分钟,从而使绝缘性硅橡胶组合物固化。 将聚对苯二甲酸乙二醇酯制膜剥离,在干燥机中温度200℃下热处理4 小时,使挥发成分除去后,在图1和图2的A和B位置的绝缘性硅橡 胶中开孔,使导电性硅橡胶面露出。

通过以上的工序,制作在厚0.2mm和厚0.5mm的绝缘性硅橡胶 中埋设了导电性硅橡胶制电极图案的全硅橡胶制的简便的静电吸盘。

[实施例3]

在将有机硅树脂质共聚物配合的液体的绝缘性硅橡胶材料 KE-1934A/B[商品名、信越化学工业(株)制]的A和B以1:1的比 率混合的100质量份中,添加混合作为导电性填料的使玻璃珠被覆有 银的银玻璃珠S-5000-S3[商品名、ポッターズ·バロティーニ(株) 制]250质量份,调制液体的未固化的导电性硅橡胶组合物。

将该导电性硅橡胶组合物脱泡后,在聚对苯二甲酸乙二醇酯制的 厚100μm的工序膜的喷砂面上排出规定量。设置厚0.2mm的不锈钢 制的框体,从上放置聚对苯二甲酸乙二醇酯制的厚100μm的膜的光 泽面侧,用2片厚3mm的不锈钢板夹持它们的上下。使用50吨热压 成型机,在压力5MPa、温度120℃的条件下加压、加热10分钟,从 而使导电性硅橡胶组合物固化后,将光泽面侧的聚对苯二甲酸乙二醇 酯制膜剥离。该导电性硅橡胶片材的厚度为0.2mm,体积电阻率为 0.0001Ω·m。

接下来,使用切割绘图仪,不切割聚对苯二甲酸乙二醇酯制工序 膜而将导电性硅橡胶片材切割为图1的电极宽0.6mm、电极间0.5mm 的双极结构的梳齿电极图案形状。将电极间、电极图案外周部的不需 要的导电性硅橡胶部分从聚对苯二甲酸乙二醇酯制工序膜剥离除去, 制作导电性硅橡胶制电极图案。

除了导电性硅橡胶制电极图案的制作以外,采用与实施例1、2 同样的工序,制作在厚0.2mm和厚0.5mm的绝缘性硅橡胶中埋设了 导电性硅橡胶制电极图案的全硅橡胶制的简便的静电吸盘。

[比较例1]

在绝缘性硅橡胶材料KE-561-U[前述]100质量份中,添加作为固 化剂的有机过氧化物糊C-8[前述]2质量份,用双辊混炼后,分出为厚 0.5mm后,在聚对苯二甲酸乙二醇酯制的厚100μm的膜的喷砂面上 层叠,调制未固化的绝缘性硅橡胶组合物片材。

将该绝缘性硅橡胶组合物片材设置在厚0.5mm的不锈钢制的框 体内,从上放置聚对苯二甲酸乙二醇酯制的厚100μm的膜的光泽面 侧,用2片厚3mm的不锈钢板夹持它们的上下。接下来,使用50吨 热压成型机,在压力5MPa、温度160℃的条件下加压、加热10分钟, 从而使绝缘性硅橡胶组合物固化后,将两面的聚对苯二甲酸乙二醇酯 制膜剥离,得到了绝缘性硅橡胶片材。

在该绝缘性硅橡胶片材的光泽面上,使用图1的图案形状的150 目的丝网印刷版,将实施例3中调制的液体的未固化的导电性硅橡胶 组合物丝网印刷后,在120℃的干燥机中放置10分钟,使导电性硅橡 胶组合物固化,制作厚0.04mm的导电性硅橡胶制电极图案。该导电 性硅橡胶的体积电阻率为0.0002Ω·m。由于加压、加热成型时电极 图案崩塌,因此在无加压下加热,因此比实施例3的导电性硅橡胶的 体积电阻率高。此外,在电极图案的外周看到网眼痕迹的微细的凹凸。 有可能从该凸部的突起部产生放电,电极间的耐电压降低。

在绝缘性硅橡胶材料KE-561-U[前述]100质量份中,添加作为固 化剂的有机过氧化物糊C-8[前述]2质量份,用双辊混炼后,分出为厚 0.2mm后,在聚对苯二甲酸乙二醇酯制的厚100μm的膜的喷砂面上 层叠,调制未固化的绝缘性硅橡胶组合物片材。

采用与实施例1、2同样的工序将该绝缘性硅橡胶组合物片材贴合 到导电性硅橡胶制电极图案面上,加压、加热固化,制作在厚0.2mm 和厚0.5mm的绝缘性硅橡胶中埋设了导电性硅橡胶制电极图案的全 硅橡胶制的简便的静电吸盘。

[比较例2]

在绝缘性硅橡胶材料KE-561-U[前述]100质量份中,添加作为固 化剂的有机过氧化物糊C-8[前述]2质量份,用双辊混炼后,分出为厚 0.5mm后,在聚对苯二甲酸乙二醇酯制的厚100μm的膜的喷砂面上 层叠,调制未固化的绝缘性硅橡胶组合物片材。

在厚40μm的电解铜箔涂布プライマーNo.34T[商品名、信越化 学工业(株)制],在室温下风干30分钟。将未固化的绝缘性硅橡胶 组合物片材贴合于铜箔的底漆涂布面,使用50吨热压成型机,在压力 5MPa、温度160℃的条件下加压、加热10分钟,从而使绝缘性硅橡 胶组合物固化,与铜箔一体化后,将聚对苯二甲酸乙二醇酯制膜剥离。

接下来,以图1中所示的图案形状,将抗蚀剂涂布于铜箔后,通 过化学蚀刻将无抗蚀剂的铜箔除去。将抗蚀剂洗净除去,在绝缘性硅 橡胶片材上形成了铜箔制电极图案。

在绝缘性硅橡胶材料KE-561-U[前述]100质量份中,添加作为固 化剂的有机过氧化物糊C-8[前述]2质量份,用双辊混炼后,分出为厚 0.2mm后,在聚对苯二甲酸乙二醇酯制的厚100μm的膜的喷砂面上 层叠,调制未固化的绝缘性硅橡胶组合物片材。

在上述绝缘性硅橡胶片材上的铜箔制电极图案表面涂布プライマ ーNo.34T[前述],在室温下风干30分钟后,将未固化的绝缘性硅橡胶 组合物片材贴合,使用50吨热压成型机,在压力5MPa、温度160℃ 的条件下加压、加热10分钟,从而使绝缘性硅橡胶组合物固化,将聚 对苯二甲酸乙二醇酯制膜剥离。在干燥机中温度200℃下热处理4小 时,将挥发成分除去后,在图1的A和B位置的绝缘性硅橡胶中开孔, 使铜箔面露出。

通过以上的工序,制作在厚0.2mm和厚0.5mm的绝缘性硅橡胶 中埋设了铜箔制电极图案的简便的静电吸盘。

[吸附力的显现程度的评价方法]

从直流电源向各静电吸盘的A的端子部施加直流电压+2kV,向B 的端子部施加直流电压-2kV,对于厚0.2mm的绝缘性硅橡胶面侧和厚 0.5mm的绝缘性硅橡胶面侧各自确认相对于厚50μm的铜箔(导电性 被粘附体)和厚50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制膜(绝缘 性被粘附体)的吸附力的显现程度,按照下述标准进行评价。进而, 将各静电吸盘在A-B的方向拉伸50%的状态下保持,同样地确认吸附 力的显现程度,按照下述标准评价。将结果示于表1和表2。

◎:显现强的吸附力

○:显现吸附力

△:显现弱的吸附力

×:没有显现吸附力

[表1]

[表2]

实施例1和实施例2的静电吸盘的对于厚50μm的聚对苯二甲酸 乙二醇酯制膜的吸附力,实施例2略强地显现。

实施例3和比较例1的在电极图案的导电性硅橡胶中作为导电性 填料使用了银玻璃珠的静电吸盘,拉伸时,导电性填料之间的接触分 离,体积电阻率上升,吸附力没有显现。

比较例2的使用了铜箔制电极图案的静电吸盘,在A-B的方向上 略微拉伸,但未能50%拉伸。

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