JP6945838B2 - Manufacturing method of hollow structure - Google Patents
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- Micromachines (AREA)
Description
本発明は、ＭＥＭＳ素子等に使われる中空構造体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a hollow structure used for a MEMS device or the like.
近年、微細な機械的要素と電子回路要素等を融合したＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical System)についての開発が進められている。ＭＥＭＳ素子では、一般的に機械的に動く可動構造(「可動部」ともいう。)を有しているので、微細な可動部を少なくとも動作させるための中空構造を必要とする。例えば、中空構造を有するＭＥＭＳ素子として、圧力センサ、熱ダイアフラムセンサ、加速度センサ、音響機器等がある(特許文献１乃至３、非特許文献１乃至４参照)。
In recent years, development of MEMS (Micro Electro Mechanical System), which is a fusion of minute mechanical elements and electronic circuit elements, has been promoted. Since a MEMS element generally has a movable structure (also referred to as a "movable part") that moves mechanically, a hollow structure for operating at least a fine moving part is required. For example, as a MEMS element having a hollow structure, there are a pressure sensor, a thermal diaphragm sensor, an acceleration sensor, an acoustic device, and the like (see
圧力センサ(「ダイアフラムゲージ」、「ダイアフラムセンサ」とも呼ばれる。)は、隔膜(ダイアフラム)に加わる圧力を膜の変形として検出するもので、変形を検出する方法には、静電容量の変化等が用いられる。例えば、圧力センサ、熱センサ、放射線センサに関する特許文献１のダイアフラムセンサでは、Ｓｉ等の基板上に堆積された薄い層(ダイアフラム層)と、該薄い層の下に間隔を保持する自由空間が存在する。特許文献１では、ダイアフラム層の下の自由空間を作製するための製造方法として、前記基板上に部分的に犠牲層を形成しておき、該犠牲層を溶剤により除去している。このダイアフラム層の下に生じる中空室により、ダイアフラム層はフリーになり変位可能となり、また基板から熱的に減結合となる。また、ダイアフラム層には、センサの目的に応じて、ヒータやセンサのための導体路、放射線センサのための黒色層からなる付加的な吸収体層等が被着される。
The pressure sensor (also called "diaphragm gauge" or "diaphragm sensor") detects the pressure applied to the diaphragm (diaphragm) as deformation of the membrane, and the method of detecting the deformation includes a change in capacitance. Used. For example, in the diaphragm sensor of
加速度センサでは、はりバネの変位を計測することにより加速度を測定することが知られている(特許文献２参照)。 Accelerometers are known to measure acceleration by measuring the displacement of a beam spring (see Patent Document 2).
また、基板に形成した凹部の内部を中空空間とし、該中空空間に構造体を例えば片持ち梁状に形成した中空構造素子が知られている(特許文献３参照)。特許文献３には、ＦＢＡＲ(Film Bulk Acoustic Resonator)と呼ばれる音響機器が例示され、前記構造体として、下部電極、圧電体膜、上部電極を積層した構造とを備え、下部電極と上部電極の間に時間と共に変化する電界を印加することで、圧電体膜の圧電効果により電気エネルギーの一部を音波へと変換することが示されている。特許文献３では、中空構造素子として、ＦＢＡＲに限らず、他の中空構造を備える各種デバイス、例えば加速度センサや圧力センサ等も挙げられている。
Further, there is known a hollow structure element in which the inside of a recess formed in a substrate is a hollow space and a structure is formed in the hollow space in the shape of a cantilever, for example (see Patent Document 3).
先行文献調査をしたところ、次の特許文献４が公知であった。特許文献４では、封止のために、凹部を備えた基板の上に、凹部の空間が維持された状態に薄膜を形成する薄膜形成方法が示されている。具体的には、薄膜材料となる薄膜原料とこの薄膜原料より表面エネルギーの小さい有機化合物からなる有機材料を含む塗布液を、基材の主表面に塗布して塗布膜を形成した後、前記塗布膜を基板の主表面に当接させて、加重及び加熱を加えた後、基材を離型して、前記基板の主表面に薄膜を形成する方法が示されている。
As a result of a prior literature search, the following
従来、ＭＥＭＳ素子等における中空構造体は、特許文献１乃至３のように、中空とする箇所に犠牲層を設けた状態で工程を進めた後に、その犠牲層をエッチング除去することで中空部を形成する方法により製造されていた。従来の製造方法では、犠牲層を使用するので、中空構造体を形成する工程が煩雑であり、また材料とエネルギーの浪費を生むという問題がある。非特許文献１〜３では中空構造体であるカンチレバー構造を各種センサの主要部として利用できると報告されている。また、非特許文献４で述べられているように、センサデバイスは今後より一層その用途が広がり、近い将来は年間１兆個ものセンサが製造される予想がなされている。このような大量生産時において、従来の犠牲層を使用した工程が生む材料やエネルギーの浪費は低環境負荷、省エネルギーの観点から無視できるものではない。そこで、より簡便な製造方法が求められる。
Conventionally, in a hollow structure in a MEMS element or the like, as in
また、従来、中空構造体を有する圧力センサ、熱ダイアフラムセンサ、加速度センサ、音響機器等の、片持ち梁状や両持ち梁状等の変位部材は、金属やＳｉ系の無機化合物膜等であった。変位部材の変位量はヤング率により決まり、ヤング率は変位部材の材料により決定される。変位部材の材料が上記無機化合物膜のみに限定されると、ヤング率の選択性の幅が狭くなってしまうという問題がある。 Further, conventionally, displacement members such as cantilever-shaped and double-sided beam-shaped displacement members such as pressure sensors, thermal diaphragm sensors, acceleration sensors, and acoustic devices having a hollow structure are metal or Si-based inorganic compound films or the like. rice field. The displacement amount of the displacement member is determined by Young's modulus, and Young's modulus is determined by the material of the displacement member. If the material of the displacement member is limited to the above-mentioned inorganic compound film, there is a problem that the range of selectivity of Young's modulus is narrowed.
本発明は、これらの問題を解決しようとするものであり、犠牲層を使用せずに中空構造体を製造できる製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve these problems, and an object of the present invention is to provide a manufacturing method capable of manufacturing a hollow structure without using a sacrificial layer.
本発明は、前記目的を達成するために、以下の特徴を有する。
（１） 転写用基材の表面に形成された低表面エネルギー材料層上に、樹脂を含むインクを塗布する工程と、前記塗布したインクを樹脂含有層にする樹脂含有層形成工程と、前記樹脂含有層を、接着部を用いて、基材に転写することにより、前記樹脂含有層と前記基材との間に一部が開放された空間を有する中空構造体を形成する転写工程とを含むことを特徴とする、中空構造体の製造方法。
（２） 前記転写工程は、前記樹脂含有層を形成した転写用基材と、前記基材とを、前記転写用基材の前記樹脂含有層側が前記基材と対向するように、接着部を介して接触させ、前記接着部と前記基材との間で形成される付着力が、前記低表面エネルギー材料と前記樹脂含有層との間で形成される付着力よりも大きいことによって、前記樹脂含有層を前記転写用基材側から剥離して、前記基材と前記接着部と前記樹脂含有層を少なくとも備える前記中空構造体を得ることを特徴とする(１)記載の中空構造体の製造方法。
（３） 前記転写工程は、前記樹脂含有層を形成した転写用基材と、支柱層を設けた前記基材とを、前記転写用基材の前記樹脂含有層側が前記基材の前記支柱層と対向するように、前記接着部を介して接触させ、前記樹脂含有層を前記転写用基材側から剥離して、前記基材と前記支柱層と前記接着部と前記樹脂含有層を備える中空構造体を得ることを特徴とする(１)記載の中空構造体の製造方法。
（４） 前記転写工程は、前記接着部を樹脂含有層に接着させて、前記樹脂含有層及び前記接着部を、転写用基材から剥離した後、前記樹脂含有層と前記基材の前記支柱層とが対向するように、前記接着部により接着して、前記基材と前記支柱層と前記接着部と前記樹脂含有層を備える中空構造体を得ることを特徴とする(３)記載の中空構造体の製造方法。
（５） 前記転写工程において、加熱及び紫外線照射の少なくともいずれかを用いて、前記接着部を硬化することを特徴とする(１)乃至(４)のいずれか１項記載の中空構造体の製造方法。
（６） 転写用基材の表面に形成された低表面エネルギー材料層上に、樹脂を含むインクを塗布する工程と、前記インクの塗布層を有する転写用基材と、基材に設けた支柱層とを、前記塗布層が前記支柱層と対向するように接触させた状態で、前記塗布層を硬化して樹脂含有層となした後に、前記樹脂含有層を前記転写用基材側から剥離し、前記樹脂含有層と前記基材との間に一部が開放された空間を有する中空構造体を形成する転写工程とを含むことを特徴とする、中空構造体の製造方法。
（７） 前記転写工程において、加熱及び紫外線照射の少なくともいずれかを用いて、前記塗布層を硬化することを特徴とする(６)記載の中空構造体の製造方法。
（８） 前記樹脂含有層は、１層又は複数の層からなることを特徴とする(１)乃至(７)のいずれか１項記載の中空構造体の製造方法。
（９） 前記樹脂含有層は、樹脂を含まない層を包埋する構造を有することを特徴とする(１)乃至(８)のいずれか１項記載の中空構造体の製造方法。
（１０） 前記樹脂含有層は、機能性粒子を含有していることを特徴とする（１）乃至（９）のいずれか１項記載の中空構造体の製造方法。
（１１） (１)乃至(１０)のいずれか１項記載の前記樹脂含有層は、変位部材であることを特徴とする中空構造体の製造方法。
The present invention has the following features in order to achieve the above object.
(1) A step of applying an ink containing a resin on a low surface energy material layer formed on the surface of a transfer substrate, a step of forming a resin-containing layer in which the applied ink is made into a resin-containing layer, and the resin. A transfer step of forming a hollow structure having a partially open space between the resin-containing layer and the base material by transferring the containing layer to a base material using an adhesive portion is included. A method for manufacturing a hollow structure.
(2) In the transfer step, the transfer base material on which the resin-containing layer is formed and the base material are bonded to each other so that the resin-containing layer side of the transfer base material faces the base material. The resin is formed by contacting the resin through the resin, because the adhesive force formed between the adhesive portion and the base material is larger than the adhesive force formed between the low surface energy material and the resin-containing layer. The production of the hollow structure according to (1), wherein the containing layer is peeled off from the transfer base material side to obtain the hollow structure having at least the base material, the adhesive portion, and the resin-containing layer. Method.
(3) In the transfer step, the transfer base material on which the resin-containing layer is formed and the base material provided with the support layer are provided, and the resin-containing layer side of the transfer base material is the support base layer of the base material. The resin-containing layer is peeled off from the transfer base material side so as to face the base material, the support column layer, the adhesive portion, and the resin-containing layer. The method for producing a hollow structure according to (1), which comprises obtaining a structure.
(4) In the transfer step, the adhesive portion is adhered to the resin-containing layer, the resin-containing layer and the adhesive portion are peeled off from the transfer base material, and then the resin-containing layer and the support column of the base material are used. The hollow structure according to (3), wherein the layers are adhered by the adhesive portion so as to face each other to obtain a hollow structure including the base material, the support column layer, the adhesive portion, and the resin-containing layer. Method of manufacturing the structure.
(5) Production of the hollow structure according to any one of (1) to (4), characterized in that the adhesive portion is cured by using at least one of heating and ultraviolet irradiation in the transfer step. Method.
(6) A step of applying an ink containing a resin on a low surface energy material layer formed on the surface of a transfer base material, a transfer base material having the ink coating layer, and a support column provided on the base material. In a state where the coating layer is in contact with the support layer so as to face the support layer, the coating layer is cured to form a resin-containing layer, and then the resin-containing layer is peeled off from the transfer substrate side. A method for producing a hollow structure, which comprises a transfer step of forming a hollow structure having a partially open space between the resin-containing layer and the base material.
(7) The method for producing a hollow structure according to (6), wherein the coating layer is cured by using at least one of heating and ultraviolet irradiation in the transfer step.
(8) The method for producing a hollow structure according to any one of (1) to (7), wherein the resin-containing layer is composed of one layer or a plurality of layers.
(9) The method for producing a hollow structure according to any one of (1) to (8), wherein the resin-containing layer has a structure for embedding a resin-free layer.
(10) The method for producing a hollow structure according to any one of (1) to (9), wherein the resin-containing layer contains functional particles.
(11) A method for producing a hollow structure, wherein the resin-containing layer according to any one of (1) to (10) is a displacement member.
本発明によれば、従来のように犠牲層を形成した後に不要な部分を除去するのではなく、必要な部分に膜を付加的(アディティブ)に形成する方法を実現できた。よって、本発明によれば、中空構造体を低環境負荷で製造でき、また省工程で形成できる。 According to the present invention, it has been possible to realize a method of additionally forming a film on a necessary portion instead of removing an unnecessary portion after forming the sacrificial layer as in the conventional case. Therefore, according to the present invention, the hollow structure can be manufactured with a low environmental load and can be formed in a process-saving manner.
本発明では、中空構造体を構成する部材を、樹脂含有層により形成することができるので、目的とするＭＥＭＳ等の素子に応じて、所望のヤング率等を設計可能である。また、本発明によれば、樹脂含有層に、導電性粒子、発光性粒子、圧電性粒子、半導体性粒子等の機能性粒子を混合させることが可能であるので、電極部材、発光部材、圧電部材、半導体部材、センサの変位部材等に応用することができる。 In the present invention, since the member constituting the hollow structure can be formed by the resin-containing layer, a desired Young's modulus or the like can be designed according to the target element such as MEMS. Further, according to the present invention, functional particles such as conductive particles, light emitting particles, piezoelectric particles, and semiconductor particles can be mixed in the resin-containing layer, so that the electrode member, the light emitting member, and the piezoelectric particles can be mixed. It can be applied to members, semiconductor members, sensor displacement members, and the like.
本発明の実施形態について以下説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
本発明者は、中空構造体の技術開発を進める研究過程で、荷重センサ等に利用可能な片持ち梁状や両持ち梁状の変位部材等の製造において、次の点に着目した。第１に、変位部材の材料の選択の幅を従来の無機化合物のみ限定するのでなく、新規な選択肢を実現すること、及び、第２に、中空構造体の製造方法において犠牲層を用いない付加的(アディティブ)な方法を実現することである。そこで、本実施形態では、中空構造体の、空間を維持する主たる層を、樹脂を含むインク層の塗布により形成した後に転写することにより、中空構造体を製造する方法を実現した。 The present inventor paid attention to the following points in the manufacture of cantilever-shaped and double-sided beam-shaped displacement members that can be used for load sensors and the like in the research process for advancing the technological development of hollow structures. First, the range of selection of materials for displacement members is not limited to conventional inorganic compounds, but new options are realized, and second, addition without using a sacrificial layer in a method for manufacturing a hollow structure. It is to realize an additive method. Therefore, in the present embodiment, a method of manufacturing a hollow structure has been realized by forming a main layer for maintaining a space of the hollow structure by coating an ink layer containing a resin and then transferring the hollow structure.
本発明の実施形態における主たる製造工程は、次の工程である。
（ａ） 転写用基材の表面に形成された低表面エネルギー材料層上に、樹脂を含むインクを塗布する工程。
（ｂ） 前記塗布したインクを樹脂含有層にする樹脂含有層形成工程。
（ｃ） 前記樹脂含有層を、接着部を用いて、基材に転写することにより、前記樹脂含有層と前記基材との間に一部が開放された空間を有する中空構造体を形成する転写工程。
The main manufacturing process in the embodiment of the present invention is the following process.
(A) A step of applying an ink containing a resin onto a low surface energy material layer formed on the surface of a transfer substrate.
(B) A resin-containing layer forming step of forming the applied ink into a resin-containing layer.
(C) By transferring the resin-containing layer to a base material using an adhesive portion, a hollow structure having a partially open space between the resin-containing layer and the base material is formed. Transfer process.
転写用基材は、表面に低表面エネルギー材料を均一に積層できるものであれば特に限定はされない。具体例としては、ガラス、アルミやステンレスなどからなる金属板や金属箔、板状のプラスチックや薄膜状のプラスチックフィルム、紙、などが挙げられる。 The transfer substrate is not particularly limited as long as it can uniformly laminate a low surface energy material on the surface. Specific examples include metal plates and metal foils made of glass, aluminum, stainless steel, etc., plate-shaped plastics, thin-film plastic films, paper, and the like.
転写用基材を覆う低表面エネルギー材料は、転写用基材の上層のインクを後の工程で剥離しやすいものが好ましい。具体的には、ポリジメチルシロキサンおよびその誘導体と共重合体、ポリテトラフルオロエチレンのように末端基をフッ素置換された樹脂材料、フッ素化オルガノポリシロキサンのように末端基をフッ素置換された表面処理剤、フッ素化オルガノシランやフッ素化アルカンチオールなどの表面修飾剤が挙げられる。 As the low surface energy material covering the transfer substrate, it is preferable that the ink on the upper layer of the transfer substrate is easily peeled off in a later step. Specifically, polydimethylsiloxane and its derivatives and copolymers, resin materials with fluorine-substituted terminal groups such as polytetrafluoroethylene, and surface treatments with fluorine-substituted terminal groups such as fluorinated organopolysiloxane. Agents, surface modifiers such as fluorinated organosilanes and fluorinated alkanethiols.
樹脂を含むインクを用いるのは、高い凝集力を有するためであり、後述する接着部を介しての接触の際に、一部分の接触にも関わらず非接触部分を含む層全体を転写することを可能とするためである。樹脂を含まない層を用いた場合、接着部との接触部のみが転写され、中空構造の形成は不可能となる。ここで、樹脂とは、乾燥又は硬化させた際に膜状になるものであれば特に限定はされない。例として挙げるならば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ポリビニルピロリドン、ポリビニルフェノール、ポリイミド、ポリアミド、ポリフタルアミド、ポリフッ化ビニル、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ブチルゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、天然ゴム、等があげられる。また、列挙したこれらの樹脂は、いずれも絶縁性(誘電性)の素材だが、導電性あるいは半導体性の樹脂であってもよい。導電性の材料としてはＰＥＤＯＴおよびＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、半導体性の材料としてはポリチオフェンおよびその誘導体等が挙げられる。これらの樹脂材料は単独であっても、複数種類が混合されていてもよい。 The reason why the ink containing the resin is used is that it has a high cohesive force, and when the ink is contacted through the adhesive portion described later, the entire layer including the non-contact portion is transferred in spite of the partial contact. This is to make it possible. When a resin-free layer is used, only the contact portion with the adhesive portion is transferred, making it impossible to form a hollow structure. Here, the resin is not particularly limited as long as it becomes a film when dried or cured. For example, polyethylene, polypropylene, polyvinyl alcohol, polystyrene, polyvinylpyrrolidone, polyvinylphenol, polyimide, polyamide, polyphthalamide, polyvinyl fluoride, polymethylmethacrylate, polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride. , Epoxy resin, acrylic resin, urethane resin, silicone resin, butyl rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, natural rubber, and the like. Moreover, although these resins listed are all insulating (dielectric) materials, they may be conductive or semiconductor resins. Examples of the conductive material include PEDOT and PEDOT / PSS, and examples of the semiconductor material include polythiophene and its derivatives. These resin materials may be used alone or in combination of two or more.
樹脂をインク化するために用いられる溶媒としては、対象の樹脂を溶解させるものであれば特に限定はされない。例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、１−ブタノール、第３級ブタノール、イソブタノール、ジアセトンアルコール、アセトン、プロピレングリコール１−モノメチルエーテル２−アセタート、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸メトキシブチル、酢酸セロソルブ、酢酸アミル、酢酸ノルマルプロピル、酢酸イソプロピル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ブチルセロソルブ、水等が挙げられる。 The solvent used for inking the resin is not particularly limited as long as it dissolves the target resin. For example, methanol, ethanol, isopropanol, 1-butanol, tertiary butanol, isobutanol, diacetone alcohol, acetone, propylene glycol 1-monomethyl ether 2-acetylate, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, ethyl acetate, Methyl acetate, butyl acetate, methoxybutyl acetate, cellosolve acetate, amyl acetate, normal propyl acetate, isopropyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, butyl lactate, dibutyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol mono Examples thereof include ethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, butyl cellosolve, and water.
インクには、中空構造体に機能を付与する目的で、機能性粒子が混合されていてもよい。例えば、導電性の発現のためには、金、銀、銅、アルミ、ニッケル、ケイ素(シリコン)、炭化シリコン、カーボンナノチューブ、グラフェン、ＩＴＯ、ＩＺＯなどが挙げられる。半導体性の発現には、カーボンナノチューブ、フラーレン、ルブレンや低分子チオフェン誘導体などの有機半導体、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＴｉＯ2、ＩＧＺＯなどが挙げられる。 Functional particles may be mixed in the ink for the purpose of imparting a function to the hollow structure. For example, for the development of conductivity, gold, silver, copper, aluminum, nickel, silicon (silicon), silicon carbide, carbon nanotubes, graphene, ITO, IZO and the like can be mentioned. Examples of semiconducting properties include organic semiconductors such as carbon nanotubes, fullerenes, rubrenes and low molecular weight thiophene derivatives, ZnO, ZnS, TiO 2 , IGZO and the like.
インクには、膜の硬化を促進あるいは制御させる目的で重合開始剤が添加されていてもよい。光による重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、４−イソプロピル−２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、４，４’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、ベンゾフェノン、メチル(ｏ−ベンゾイル)ベンゾエート、１−フェニル−１，２−プロパンジオン−２−(ｏ−エトキシカルボニル)オキシム、１−フェニル−１，２−プロパンジオン−２−(ｏ−ベンゾイル)オキシム、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインオクチルエーテル、ベンジル、ベンジルジメチルケタール、ベンジルジエチルケタール、ジアセチル等のカルボニル化合物、メチルアントラキノン、クロロアントラキノン、クロロチオキサントン、２−メチルチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン等のアントラキノン又はチオキサントン誘導体、ジフェニルジスルフィド、ジチオカーバメート等の硫黄化合物が挙げられる。また熱による重合開始剤としては、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビスイソバレロニトリル、２，２’−アゾビス(２，４−ジメチルバレロニトリル)、４，４’−アゾビス(４−シアノバレリックアシッド)、１，１’−アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)、２，２’−アゾビス(２−メチルプロパン)、２，２’−アゾビス(２−メチルプロピオンアミジン)２塩酸塩等のアゾ系化合物、メチルエチルケトンパーオキシド、メチルイソブチルケトンパーオキシド、シクロヘキサノンパーオキシド、アセチルアセトンパーオキシド等のケトンパーオキシド類、イソブチルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキシド、ｏ−メチルベンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、ｐ−クロロベンゾイルパーオキシド等のジアシルパーオキシド類、２，４，４−トリメチルペンチル−２−ヒドロパーオキシド、ジイソプロピルベンゼンパーオキシド、クメンヒドロパーオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシド等のヒドロパーオキシド類、ジクミルパーオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルクミルパーオキシド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシド、トリス(ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ)トリアジン等のジアルキルパーオキシド類、１，１−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシシクロヘキサン、２，２−ジ(ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ)ブタン等のパーオキシケタール類、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシピバレート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシアゼレート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノエート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシトリメチルアジペート等のアルキルパーエステル類、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−ｓｅｃ−ブチルパーオキシジカーボネート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート等のパーカーボネート類が挙げられる。 A polymerization initiator may be added to the ink for the purpose of promoting or controlling the curing of the film. Examples of the photopolymerization initiator include acetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, 4-isopropyl-2-hydroxy-2-methylpropiophenone, and 2-hydroxy-. 2-Methylpropiophenone, 4,4'-bis (diethylamino) benzophenone, benzophenone, methyl (o-benzoyl) benzoate, 1-phenyl-1,2-propanedione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime, 1 -Phenyl-1,2-propanedione-2- (o-benzoyl) oxime, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, benzoin octyl ether, benzyl, benzyl dimethyl ketal, benzyl diethyl ketal , Carbonyl compounds such as diacetyl, anthraquinone or thioxanthone derivatives such as methylanthraquinone, chloroanthraquinone, chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, sulfur compounds such as diphenyldisulfide and dithiocarbamate. Examples of the thermal polymerization initiator include 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), and 4, 4'-azobis (4-cyanovaleric acid), 1,1'-azobis (cyclohexanecarbonitrile), 2,2'-azobis (2-methylpropane), 2,2'-azobis (2-methylpropionamidine) ) Azo-based compounds such as dihydrochloride, methylethylketone peroxide, methylisobutylketone peroxide, cyclohexanone peroxide, ketone peroxides such as acetylacetone peroxide, isobutyl peroxide, benzoyl peroxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide. , O-Methylbenzoyl peroxide, lauroyl peroxide, diacyl peroxides such as p-chlorobenzoyl peroxide, 2,4,4-trimethylpentyl-2-hydroperoxide, diisopropylbenzene peroxide, cumenehydroperoxide, Hydroperoxides such as tert-butyl peroxide, dialkyl peroxides such as dicumyl peroxide, tert-butyl cumyl peroxide, di-tert-butyl peroxide, tris (tert-butyl peroxy) triazine, 1, Peroxyketals such as 1-di-tert-butylperoxycyclohexane, 2,2-di (tert-butylperoxy) butane, tert-butylperoxypivalate, tert-butylperoxy-2-ethylhexano Ate, tert-butylperoxyisobutyrate, di-tert-butylperoxyhexahydroterephthalate, di-tert-butylperoxyazelate, tert-butylperoxy-3,5,5-trimethylhexanoate, tert Alkyl peroxides such as −butylperoxyacetate, tert-butylperoxybenzoate, di-tert-butylperoxytrimethyladipate, diisopropylperoxydicarbonate, di-sec-butylperoxydicarbonate, tert-butylperoxy Examples thereof include percarbonates such as isopropyl carbonate.
インクには、低表面エネルギー材料への濡れ性の調整などを目的とし、他の材料が添加されていてもよい。例えば、フッ素系界面活性剤、あるいは、シリコーン系界面活性剤などが挙げられる。 Other materials may be added to the ink for the purpose of adjusting the wettability to the low surface energy material. For example, a fluorine-based surfactant, a silicone-based surfactant, or the like can be mentioned.
インクを低表面エネルギー材料の表面に形成する手法としては、一般的な塗布、印刷法が幅広く用いられる。具体的には、インクジェット法、スクリーン印刷法、スピンコート法、バーコート法、スリットコート法、ディップコート法、スプレーコート法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、グラビアオフセット法、凸版オフセット法、マイクロコンタクトプリント法、凸版反転印刷法等を用いることができる。 As a method for forming ink on the surface of a low surface energy material, general coating and printing methods are widely used. Specifically, the inkjet method, screen printing method, spin coating method, bar coating method, slit coating method, dip coating method, spray coating method, gravure printing method, flexographic printing method, gravure offset method, letterpress offset method, microcontact. A printing method, a letterpress reverse printing method, or the like can be used.
樹脂含有層形成工程は、樹脂を含むインクの塗布層を、乾燥又は硬化することにより、樹脂含有層にする工程である。樹脂含有層は、例えば樹脂膜と呼ぶこともできるものであり、樹脂となる材料が溶媒によって溶解または分散されることで液体となっていたインクが、乾燥による溶媒除去によって固体となった状態をさす。この時完全に樹脂の重合反応や縮合反応が完了していなくともよい。後から重合や縮合処理(露光など)をする場合も含む。 The resin-containing layer forming step is a step of forming a resin-containing layer by drying or curing a coating layer of ink containing a resin. The resin-containing layer can also be called, for example, a resin film, and is a state in which an ink that has become a liquid due to dissolution or dispersion of a material to be a resin has become a solid due to removal of the solvent by drying. As expected. At this time, the resin polymerization reaction and condensation reaction do not have to be completed. It also includes the case where polymerization or condensation treatment (exposure, etc.) is performed later.
インクを硬化あるいは乾燥させる工程は、該インクを膜状に変化させる方法であれば特に限定はされないが、オーブンやホットプレートなどでの加熱処理、紫外線や高出力フラッシュランプを含む光照射が、具体例として挙げられる。この工程によって膜の凝集力が高められ、後述する接着部を介しての接触によって一部分の接触にも関わらず非接触部分を含む層全体を転写することが可能となる。 The step of curing or drying the ink is not particularly limited as long as it is a method of changing the ink into a film, but specific examples thereof include heat treatment in an oven or a hot plate, and light irradiation including ultraviolet rays and a high-power flash lamp. Take as an example. By this step, the cohesive force of the film is enhanced, and it becomes possible to transfer the entire layer including the non-contact portion in spite of the partial contact by the contact via the adhesive portion described later.
接着部としては、一般的に使用されている接着性の材料を幅広く用いることができ、本実施形態の硬化又は乾燥されたインクと素子用の基材とを適切に接合できるものであれば、特に限定はされない。具体例としては、酢酸ビニールエマルジョンのような水溶性接着剤、ニトリルゴムなどのゴム系接着剤、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ビニル系接着剤、シリコーンゴム系接着剤、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド、アクリルなどの樹脂系接着剤が挙げられる。また導電性接着剤(例：藤倉化成社 ドータイトFA-705BN)等を用いることもできる。 As the adhesive portion, a widely used adhesive material can be widely used, as long as the cured or dried ink of the present embodiment can be appropriately bonded to the base material for the device. There is no particular limitation. Specific examples include water-soluble adhesives such as vinyl acetate emulsion, rubber-based adhesives such as nitrile rubber, epoxy-based adhesives, acrylic-based adhesives, vinyl-based adhesives, silicone rubber-based adhesives, ABS resins, and polycarbonates. , Polycarbonate, acrylic and other resin adhesives. Further, a conductive adhesive (eg, Fujikura Kasei Co., Ltd. Dotite FA-705BN) or the like can also be used.
接着部と樹脂含有層の接する面積は、後の工程での転写の可否に関わり、樹脂含有層が低表面エネルギー材料と接する面積の１０分の１以上であることが好ましく、５分の１以上であることがより好ましい。 The area of contact between the adhesive portion and the resin-containing layer is preferably one-tenth or more of the area of contact of the resin-containing layer with the low surface energy material, and one-fifth or more, regardless of whether or not transfer is possible in a later step. Is more preferable.
接着部の形成方法としては、一般的な塗布、印刷法が幅広く用いられる。具体的にはインクジェット法、スクリーン印刷法、スピンコート法、バーコート法、スリットコート法、ディップコート法、スプレーコート法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、グラビアオフセット法、凸版オフセット法、マイクロコンタクトプリント法、凸版反転印刷法等を用いることができる。 As a method for forming the adhesive portion, a general coating method and a printing method are widely used. Specifically, inkjet method, screen printing method, spin coating method, bar coating method, slit coating method, dip coating method, spray coating method, gravure printing method, flexographic printing method, gravure offset method, letterpress offset method, micro contact printing. A method, a letterpress reverse printing method, or the like can be used.
素子用基材としては、接着部の接着性が機能できるものであればよく、特に限定はされない。具体例としては、ガラス、アルミやステンレスなどからなる金属板や金属箔、板状のプラスチックや薄膜状のプラスチックフィルム、紙等が挙げられる。またこれらの基材の表面に別の層が１層以上積層されていてもよく、それによって表面が凹凸構造を含むなど、平坦でなくてもよい。 The base material for the element is not particularly limited as long as it can function as the adhesiveness of the adhesive portion. Specific examples include metal plates and metal foils made of glass, aluminum, stainless steel, etc., plate-shaped plastics, thin-film plastic films, paper, and the like. Further, one or more other layers may be laminated on the surface of these base materials, so that the surface does not have to be flat, for example, including an uneven structure.
素子用基材と、インク等の形成された転写用基材とを接触させる方法は、接着部と基材の一部が物理的に接触する手法であれば特に限定されない。２つの基材が互いに平面状に固定されていても、又は互いにロール状に固定されていても、あるいは、一方が平面状、他方がロール状に固定されていてもよい。 The method of bringing the element base material into contact with the transfer base material on which ink or the like is formed is not particularly limited as long as it is a method in which the adhesive portion and a part of the base material are in physical contact. The two substrates may be fixed to each other in a plane, or may be fixed to each other in a roll, or one may be fixed in a plane and the other may be fixed in a roll.
本実施の形態の中空構造体は、樹脂含有層と基材との間に、一部が開放された空間を有する構造である。中空構造体は、中空部分と、該中空部分を維持する周辺の部材とからなる。例えば、周辺の部材は、第１の面の素子用基材と、該素子用基材に対向する第２の面の樹脂含有層と、第１の面と第２の面とを固定しかつ間隔を調整する機能を有する第３の面を構成する部材とを、少なくとも有する。例えば中空空間が略直方体であれば、残りの、第４の面、第５の面、第６の面が、周辺部材の存在しない開放された空間であってよい。また、後述する片持ち梁状は、３つの側面が開放された空間の例であり、両持ち梁状は、両側面が開放された空間の例である。両持ち梁状や片持ち梁状の樹脂含有層は、樹脂含有層が基材から一部が浮遊した状態の中空構造体を構成している。第３の面を構成する部材として、接着部と支柱層の併用、又は接着部が挙げられる。 The hollow structure of the present embodiment is a structure having a partially open space between the resin-containing layer and the base material. The hollow structure comprises a hollow portion and a peripheral member that maintains the hollow portion. For example, the peripheral member fixes the element base material on the first surface, the resin-containing layer on the second surface facing the element base material, and the first surface and the second surface. It has at least a member constituting a third surface having a function of adjusting the interval. For example, if the hollow space is a substantially rectangular parallelepiped, the remaining fourth surface, fifth surface, and sixth surface may be open spaces in which no peripheral member is present. Further, the cantilever shape described later is an example of a space in which three side surfaces are open, and the double-sided beam shape is an example of a space in which both side surfaces are open. The double-sided beam-shaped or cantilever-shaped resin-containing layer constitutes a hollow structure in which the resin-containing layer is partially suspended from the base material. Examples of the member constituting the third surface include the combined use of the adhesive portion and the support column layer, or the adhesive portion.
転写工程については、後述する各実施形態で具体的に説明する。 The transfer step will be specifically described in each embodiment described later.
本発明の実施形態における前記主たる製造工程(ａ)(ｂ)(ｃ)の変形例は、次の工程(ｄ)(ｅ)を含む工程である。接続部による接続の代わりに、インク塗布層自体の接着性により、基材側に転写させる方法である。即ち、塗布したインクを未硬化の状態で基材側に接触させ、転写工程中にインク塗布層を硬化させる方法である。
（ｄ） 転写用基材の表面に形成された低表面エネルギー材料層上に、樹脂を含むインクを塗布する工程。
（ｅ） 前記インク塗布層を有する転写用基材と、基材に設けた支柱層とを、前記インク塗布層が前記支柱層と対向するように接触させた状態で前記インク塗布層を硬化して樹脂含有層となした後に、前記樹脂含有層を前記転写用基材側から剥離して、前記樹脂含有層と前記基材との間に一部が開放された空間を有する中空構造体を形成する転写工程。
A modified example of the main manufacturing steps (a), (b), and (c) in the embodiment of the present invention is a step including the following steps (d) and (e). This is a method of transferring to the base material side by the adhesiveness of the ink coating layer itself instead of the connection by the connecting portion. That is, it is a method in which the applied ink is brought into contact with the base material side in an uncured state to cure the ink coating layer during the transfer step.
(D) A step of applying an ink containing a resin onto a low surface energy material layer formed on the surface of a transfer substrate.
(E) The ink coating layer is cured in a state where the transfer base material having the ink coating layer and the strut layer provided on the base material are in contact with each other so that the ink coating layer faces the strut layer. After forming the resin-containing layer, the resin-containing layer is peeled off from the transfer substrate side to form a hollow structure having a partially open space between the resin-containing layer and the substrate. The transfer process to form.
（第１の実施形態）
本実施形態を、図１を参照して以下説明する。図１は、本実施形態における中空構造体の製造方法を模式的に示す図である。本実施形態の中空構造体は、基材５(「素子用基材」ともいう。)と接着部４と樹脂含有層３とを備える(図１(ｄ)参照)。
(First Embodiment)
This embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram schematically showing a method for manufacturing a hollow structure according to the present embodiment. The hollow structure of the present embodiment includes a base material 5 (also referred to as a “base material for an element”), an
本実施形態の中空構造体の製造方法は、次の工程を含む。
（１） 転写用基材１に積層形成されている低表面エネルギー材料２の表面に、少なくとも樹脂を含むインク層３(簡便のため樹脂含有層３と同符号で示す。)を塗布する工程。なお、転写用基材とは、後述する転写工程により剥離され、中空構造体を構成しない基材をいう。
（２） 前記インク層３を硬化または乾燥させて樹脂含有層を形成する樹脂含有層形成工程(図１(ａ)参照)。
（３） 前記樹脂含有層３に接着部４を付与する工程(図１(ｂ)参照)。接着部４の面積は、インク層３の面積より小さい。
（４） 転写用基材１上の前記樹脂含有層３と、基材５とを対向させ、インク層上の接着部４を、基材５に接触させる工程(図１(ｃ)参照)。本工程では、接触させる際に樹脂含有層３を基材５へ転写させるのに必要な圧力を印加する。
（５） 工程(４)の接触後、転写により、樹脂含有層３が接着部４を介して前記基材５から一部が浮遊した状態の中空構造体を形成する工程(図１(ｄ)参照)。本工程では、前記樹脂含有層３を、接着部４と共に基材５側に転写するものである。転写の際、樹脂層含有３は、接着部に接着している領域のみでなく、接着部に接着していない領域も、転写用基材１表面の低表面エネルギー材料２の表面から剥離する。剥離の際に、樹脂含有層そのものが切断されたり亀裂が入ったりすることはない。
The method for producing a hollow structure of the present embodiment includes the following steps.
(1) A step of applying at least an
(2) A resin-containing layer forming step of curing or drying the
(3) A step of applying the
(4) A step of bringing the resin-containing
(5) After the contact in the step (4), a step of forming a hollow structure in which the resin-containing
転写工程において、樹脂含有層３全体が、転写用基材１表面の低表面エネルギー材料２の表面から剥離するのは、接着部と基材との間で形成される付着力が、低表面エネルギー材料と樹脂含有層との間で形成される付着力よりも大きいことによる。
In the transfer step, the entire resin-containing
（第２の実施形態）
本実施形態を、図２を参照して以下説明する。図２は、本実施形態における中空構造体の製造方法を模式的に示す図である。本実施形態の中空構造体は、基材５と接着部４と樹脂含有層３とを備え(図２(ｄ)参照)、第１の実施形態と同じ構造である。
(Second Embodiment)
This embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram schematically showing a method for manufacturing a hollow structure according to the present embodiment. The hollow structure of the present embodiment includes the
第１の実施形態では、接着部４を、転写用基材１上の樹脂含有層３の上に形成したが、本実施形態では、中空構造体の基材側に形成する点で異なる。本実施形態の中空構造体においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
In the first embodiment, the
本実施形態の中空構造体の製造方法は、次の工程を主として含む。工程（２−１）（２−２）は第１の実施形態工程(１)(２)と同じである。
（２−３） 基材５に接着部４を形成する工程(図２(ｂ)参照)。接着部４の面積は、インク層３の面積より小さい。
（２−４） 転写用基材１上の樹脂含有層３と基材５とを対向させ、樹脂含有層３を、基材５上の接着部４に接触させる工程(図２(ｃ)参照)。本工程では、転写用基材の表面に積層形成された低表面エネルギー材料２の層の表面上の、樹脂含有層３を、接着部４に接触させ、その際に樹脂含有層３を基材５へ転写させるのに必要な圧力を印加する。
（２−５） 工程(２−４)の接触後、転写により、樹脂含有層３が接着部４を介して前記基材５から一部が浮遊した状態の中空構造体を形成する工程(図２(ｄ)参照)。本工程では、前記樹脂含有層３を、接着部側に転写するものである。転写の際、樹脂含有層３は、接着部に接着している領域のみでなく、接着部に接着していない領域も、転写用基材１表面の低表面エネルギー材料２の表面から剥離する。剥離の際に、樹脂含有層３そのものが切断されたり亀裂が入ったりすることはない。
The method for producing a hollow structure of the present embodiment mainly includes the following steps. Steps (2-1) and (2-2) are the same as the first embodiment steps (1) and (2).
(2-3) A step of forming the
(2-4) A step of bringing the resin-containing
(2-5) After the contact in step (2-4), a step of forming a hollow structure in which the resin-containing
（第３の実施形態）
本実施形態を、図３を参照して以下説明する。図３は、本実施形態における中空構造体の製造方法を模式的に示す図である。本実施形態の中空構造体は、基材５と、支柱層６と、接着部４と、支柱層６と接着部４とで支持される樹脂含有層３とからなる構造を備える(図３(ｄ)参照)。
(Third Embodiment)
This embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram schematically showing a method for manufacturing a hollow structure according to the present embodiment. The hollow structure of the present embodiment includes a structure including a
第１の実施形態では、中空構造体を構成する基材と樹脂含有層３との間に形成される中空空間の層の厚みは接着部の厚みにより決定されていたが、本実施形態は、中空空間の層の厚みを調整するために、接着部４に加えて支柱層６を設けた点で、第１の実施形態と異なる。
In the first embodiment, the thickness of the layer of the hollow space formed between the base material constituting the hollow structure and the resin-containing
本実施形態の中空構造体の製造方法は、次の工程を主として含む。工程（３−１）（３−２）（３−３）は第１の実施形態の工程(１)(２)(３)と同じである。
（３−４） 基材５に支柱層６を設ける工程。
（３−５） 転写用基材１上の樹脂含有層３と、基材５上の支柱層６とを対向させ、樹脂含有層上の接着部４を、基材５上の支柱層６に接触させる工程(図３(ｃ)参照)。本工程では、接触させる際に、樹脂含有層３を基材５へ転写させるのに必要な圧力を印加する。
（３−６） 工程(３−５)の接触後、転写により、樹脂含有層３が接着部４及び支柱層６を介して基材５から一部が浮遊した状態の中空構造体を形成する工程(図３(ｄ)参照)。本工程では、樹脂含有層３を、接着部４と共に、基材５側の支柱層６に転写するものである。転写の際、樹脂含有層３は、接着部４に接着している領域のみでなく、接着部４に接着していない領域も、転写用基材１表面の低表面エネルギー材料２の表面から剥離する。剥離の際に、インク層そのものが切断されたり亀裂が入ったりすることはない。
The method for producing a hollow structure of the present embodiment mainly includes the following steps. The steps (3-1), (3-2), and (3-3) are the same as the steps (1), (2), and (3) of the first embodiment.
(3-4) A step of providing the
(3-5) The resin-containing
(3-6) After the contact in the step (3-5), the resin-containing
本実施形態のように、素子用基材に支柱層を設けておき、支柱層の表面と接着部を接触させて転写することにより、中空構造体と基材との間に形成される空気の層の厚みを調整できる効果を奏する。 As in the present embodiment, a strut layer is provided on the base material for an element, and the surface of the strut layer and the adhesive portion are brought into contact with each other for transfer, whereby air formed between the hollow structure and the base material is formed. It has the effect of adjusting the thickness of the layer.
図３では、接着部４を樹脂含有層３上に形成したが、これに替えて、接着部４を支柱層６上にまず形成して後、樹脂含有層３を、基材側の支柱層上の接着部４に転写するようにしても、同様の中空構造体が得られる。
In FIG. 3, the
（第４の実施形態）
第１乃至３の実施形態では、樹脂を含むインク層３が１層の例を挙げて説明したが、いずれの実施形態の場合も複数の積層体で実施してもよい。複数の積層体からなる場合を、図４を参照して以下説明する。図４は、本実施形態における中空構造体の製造方法を模式的に示す図である。本実施形態の中空構造体は、基材５と、接着部４と、接着部４で支持される複数の層(３１、３２、３３)からなる樹脂含有層３とを備える(図４(ｄ)参照)。
(Fourth Embodiment)
In the first to third embodiments, the example in which the
本実施形態の中空構造体の製造方法は、次の工程を主として含む。樹脂を含むインク層が複数層である点を除いては第１の実施形態と同様の方法である。
（４−１） 転写用基材１に積層形成されている低表面エネルギー材料２の表面に、少なくとも樹脂を含むインク層３１を塗布する工程。
（４−２） 前記インク層３１を硬化又は乾燥させる工程。
（４−３） 前記インク層３１の上に樹脂を含むインク層３２を塗布する工程。
（４−４） 前記インク層３２を硬化又は乾燥させる工程。
（４−５） 前記インク層３２の上に樹脂を含むインク層３３を塗布する工程。
（４−６） 前記インク層３３を硬化又は乾燥させる工程(図４(ａ)参照)。
（４−７） 樹脂を含有するインクの形成と硬化又は乾燥を必要に応じ所望回繰り返したのちに、接着部４を付与する工程(図４(ｂ)参照)。
（４−８） 転写用基材１上の硬化又は乾燥させた複数のインク層と基材５とを対向させ、前記インク層上の接触部４を、基材５に接触させる工程(図４(ｃ)参照)。
（４−９） 工程(４−８)の接触後、転写により、硬化又は乾燥させたインク層(３１、３２、３３)からなる樹脂含有層３が接着部４を介して基材５から一部が浮遊した状態の中空構造体を形成する工程(図４(ｄ)参照)。
The method for producing a hollow structure of the present embodiment mainly includes the following steps. The method is the same as that of the first embodiment except that the ink layer containing the resin is a plurality of layers.
(4-1) A step of applying an
(4-2) A step of curing or drying the
(4-3) A step of applying an
(4-4) A step of curing or drying the
(4-5) A step of applying an
(4-6) A step of curing or drying the ink layer 33 (see FIG. 4A).
(4-7) A step of forming, curing, or drying the resin-containing ink as necessary, and then applying the adhesive portion 4 (see FIG. 4B).
(4-8) A step of bringing a plurality of cured or dried ink layers on the
(4-9) After the contact in the step (4-8), the resin-containing
本実施形態では、複数のインク層を形成した転写用基材を、接着部を介して素子用基材と接触させることにより、複数の層を一括で転写することができる。図４に示すように、樹脂を含むインクの積層からなる場合、最も先に形成された樹脂を含むインク３１(乾燥又は硬化後)からはみ出す形で樹脂を含むインク３３(乾燥又は硬化後)が形成されている場合であっても一括で転写することが可能である。
In the present embodiment, the plurality of layers can be transferred at once by bringing the transfer base material on which the plurality of ink layers are formed into contact with the element base material via the adhesive portion. As shown in FIG. 4, when the ink containing the resin is laminated, the
例えば、樹脂を含むインク層(３１、３２、３３)(乾燥又は硬化後)を、それぞれシリコーン樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂、シリコーン樹脂で形成すると、光導波路素子を実現できる。 For example, an optical waveguide element can be realized by forming an ink layer (31, 32, 33) (after drying or curing) containing a resin with a silicone resin, a polymethyl methacrylate resin, and a silicone resin, respectively.
なお、中空構造体の中空空間の所望のサイズに対応して、さらに支柱層を設け、接着部４と支柱層とで複数の層(３１、３２、３３)からなる樹脂含有層３を支持するようにしてもよい。
A column layer is further provided according to the desired size of the hollow space of the hollow structure, and the
（第５の実施形態）
第４の実施形態では、中空構造体において、樹脂を含む層が積層体からなり、かつ積層体が全て樹脂を含むインク層から形成される場合について説明したが、本実施形態では、積層体が、樹脂を含むインク層及び樹脂を含まない層から形成される積層体である場合について説明する。
(Fifth Embodiment)
In the fourth embodiment, in the hollow structure, the case where the layer containing the resin is composed of the laminated body and the laminated body is formed entirely from the ink layer containing the resin has been described, but in the present embodiment, the laminated body is formed. , A case where the laminate is formed of an ink layer containing a resin and a layer not containing a resin will be described.
図５は、本実施形態における中空構造体の製造方法を模式的に示す図である。本実施形態の中空構造体は、基材５と、接着部４と、接着部４で支持される積層体(樹脂を含むインク層(乾燥又は硬化後)３１、３２、３３と、樹脂を含まない層７１、７２))とを備える(図５(ｄ)参照)。
FIG. 5 is a diagram schematically showing a method for manufacturing a hollow structure according to the present embodiment. The hollow structure of the present embodiment includes a
本実施形態では、第４の実施形態と同様に、積層体を、基材の接着部に一括で転写して中空構造体を製造することができる。積層体の構造として、樹脂を含むインク層に平面的に収まる大きさでかつ樹脂を含むインク層に接していれば、樹脂を含まない層を用いることができる。例えば、樹脂を含まない層７１のように、樹脂を含まない層が低表面エネルギー基板に直接接していても、樹脂を含むインク層に包埋されていれば一括転写が可能である。樹脂を含まない層としては、蒸着やスパッタなどの真空成膜法によって作られる金属や酸化物など無機材料の膜や有機低分子膜、あるいはナノ粒子(金、銀、銅、アルミ、ニッケル、ケイ素(シリコン)、炭化シリコン、カーボンナノチューブ、グラフェン、ＩＴＯ、ＩＺＯ、フラーレン、ルブレンや低分子チオフェン誘導体などの有機半導体、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＴｉＯ2、ＩＧＺＯ)の集合した膜などが挙げられる。
In the present embodiment, similarly to the fourth embodiment, the laminated body can be collectively transferred to the adhesive portion of the base material to produce a hollow structure. As the structure of the laminate, a resin-free layer can be used as long as it has a size that fits in the resin-containing ink layer in a plane and is in contact with the resin-containing ink layer. For example, even if the resin-free layer is in direct contact with the low surface energy substrate, such as the resin-
本実施形態の中空構造体の製造方法は、次の工程を主として含む。樹脂を含むインク層が積層体である点を除いては、第１の実施形態と同様の方法である。
（５−１） 転写用基材１に積層形成されている低表面エネルギー材料２の表面に、樹脂を含まない層７１を形成する工程。
（５−２） 樹脂を含まない層７１を覆い、転写用基材１に積層形成されている低表面エネルギー材料２の表面に、周辺が被着するように、樹脂を含むインク層３１を塗布する工程。
（５−３） 前記インク層３１を硬化又は乾燥させる工程。
（５−４） 前記インク層３１の上に、樹脂を含むインク層３２を塗布した後、硬化又は乾燥する工程、及び樹脂を含まない層７２を形成する工程。
（５−５） 前記インク層３２及び樹脂を含まない層７２の上に、樹脂を含むインク層３３を塗布する工程。
（５−６） 前記インク層３３を硬化又は乾燥させる工程(図５(ａ)参照)。
（５−７） 樹脂を含むインク等の形成と硬化又は乾燥を必要に応じ所望回繰り返した後に、接着部４を付与する工程(図４(ｂ)参照)。
（５−８） 転写用基材１上の硬化又は乾燥させた複数のインク層と基材５とを対向させ、前記インク層上の接触部４を、基材５に接触させる工程(図５(ｃ)参照)。
（５−９） 工程(５−８)の接触後、転写により、積層体(３１、３２、３３、７１、７２)が接着部４を介して基材５から一部が浮遊した状態の中空構造体を形成する工程(図５(ｄ)参照)。
The method for producing a hollow structure of the present embodiment mainly includes the following steps. The method is the same as that of the first embodiment except that the ink layer containing the resin is a laminated body.
(5-1) A step of forming a resin-
(5-2) The resin-
(5-3) A step of curing or drying the
(5-4) A step of applying a resin-containing
(5-5) A step of applying the resin-containing
(5-6) A step of curing or drying the ink layer 33 (see FIG. 5A).
(5-7) A step of applying the
(5-8) A step of bringing a plurality of cured or dried ink layers on the
(5-9) After the contact in step (5-8), the laminate (31, 32, 33, 71, 72) is hollow in a state where a part of the laminated body (31, 32, 33, 71, 72) is suspended from the
例えば、樹脂を含まない層７１、７２を金や銀あるいはアルミなどの金属薄膜で形成し、樹脂を含むインク層(乾燥又は硬化後)３１、３２、３３を、それぞれポリメタクリル酸メチル樹脂、半導体粒子を分散させたポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリスチレンで形成すると、薄膜トランジスタ素子を実現できる。
For example, the resin-
なお、中空構造体の中空空間の所望のサイズに対応して、さらに支柱層を設け、接着部４と支柱層とで積層体を支持するようにしてもよい。
In addition, a support column layer may be further provided according to a desired size of the hollow space of the hollow structure, and the laminated body may be supported by the
（第６の実施形態）
第１乃至５の実施形態では、接着部を、転写用基材上の樹脂を含むインク層３と、基材(素子用基材５)の両者のいずれかの対向面に設けて、転写していたが、接着部を設ける位置は特に対向面に限らなくてもよい。本実施形態では、接着部を対向面以外に設けた例について説明する。接着部を設ける位置は、該接着部により、転写用基材から剥離したインク層３が基材５側に接着し、中空構造体が形成可能な配置であればよい。なお、中空構造体とするためには、基材５に支柱層６が別体又は一体に設けられていることが好ましい。
(Sixth Embodiment)
In the first to fifth embodiments, the adhesive portion is provided on either the facing surface of the
図６は、本実施形態における中空構造体の製造方法を模式的に示す図である。本実施形態の中空構造体は、基材５と、支柱層６と、樹脂含有層３と、粘着基材８とからなる構造を備える(図６(ｄ)参照)。本実施形態において、接着部の例として挙げられる粘着基材８は、粘着性のある材料(粘着剤ともいう。)で被覆された粘着基材である。
FIG. 6 is a diagram schematically showing a method for manufacturing a hollow structure according to the present embodiment. The hollow structure of the present embodiment includes a structure including a
本実施形態の中空構造体の製造方法は、次の工程を主として含む。工程（６−１）（６−２）は第１の実施形態の工程(１)(２)と同じである。
（６−３） 硬化又は乾燥させたインク層３に、粘着性のある材料で被覆された粘着基材８を貼り付ける工程(図６(ｂ)参照)。
（６−４） 基材５に支柱層６を設ける工程。
（６−５） 粘着基材８と硬化又は乾燥させたインク層３を、転写用基材１上の低表面エネルギー材料の層２から剥離する(図６(ｃ)参照)とともに、粘着基材８と前記インク層３とを、基材５上の支柱層６に接触させて接着する転写工程(図６(ｄ)参照)。剥離の際に、前記インク層そのものが切断されたり亀裂が入ったりすることはない。前記インク層３が支柱層６を介して前記基材５から一部が浮遊した状態の中空構造体が形成される。
The method for producing a hollow structure of the present embodiment mainly includes the following steps. Steps (6-1) and (6-2) are the same as steps (1) and (2) of the first embodiment.
(6-3) A step of attaching the
(6-4) A step of providing the
(6-5) The
本実施形態では、インク層(樹脂層)を転写用基材１から剥離し、粘着基材８表面の粘着剤で、素子用基材５へ転写することが可能である。粘着基材８を含む接着部として、例えば、粘着テープが挙げられる。用いられる粘着剤は、一般的な粘着テープに使われる材料であれば特に限定はされず、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤などを用いることができる。また粘着剤で被覆された基材は、曲率半径２５ｍｍまで破断することのないフレキシブル性を持つ基材であれば好適に用いることができる。具体的には、ポリイミドフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリカーボネートフィルム、ステンレスやアルミの箔材、紙などが例として挙げられる。
In the present embodiment, the ink layer (resin layer) can be peeled off from the
（第７の実施形態）
第１乃至６の実施形態では、樹脂含有層が一端でのみ、接着部や支柱層により支持されている片持ち梁の例を図で示したが、樹脂含有層を両端で支持する両持ち梁の構造でもよい。本実施形態では、樹脂含有層を、複数の接着部や支柱層により支持する両持ち梁の構造について説明する。両持ち梁の構造では、中空となる部分の四方が全て塞がった状態ではなく、中空となる部分の両側面が開放された状態となる。即ち、樹脂含有層の周縁部の対向する二辺が固定されておらず自由端になっている。
(7th Embodiment)
In the first to sixth embodiments, an example of a cantilever beam in which the resin-containing layer is supported only at one end by an adhesive portion or a strut layer is shown in the figure, but a double-sided beam that supports the resin-containing layer at both ends. The structure may be. In this embodiment, the structure of a double-sided beam in which the resin-containing layer is supported by a plurality of adhesive portions and support columns will be described. In the structure of the double-sided beam, not all four sides of the hollow portion are closed, but both side surfaces of the hollow portion are open. That is, the two opposite sides of the peripheral edge of the resin-containing layer are not fixed and are free ends.
図７は、本実施形態における中空構造体の製造方法を模式的に示す図である。図７(ａ)は、転写用基材１の表面に形成した低表面エネルギー材料２上に、少なくとも樹脂を含むインク層３を塗布し、インク層３を硬化または乾燥させる工程を示す。図７(ｂ)は、硬化又は乾燥させたインク層３の両端部分に、接着部４を複数個(図では２個)付与する工程を示す。図７(ｃ)は、転写用基材１上の硬化又は乾燥させたインク層と、基材５とを対向させ、前記インク層上の複数の接着部４を、基材５の複数の箇所に接触させる工程を示す。図７(ｄ)は、接触後、転写により、前記インク層３(樹脂含有層３)が両端の接着部４を介して、前記基材５から一部が浮遊した状態の中空構造体を形成する工程を示す。図８は、図７の製造工程により製造した中空構造体の斜視図である。本実施形態の中空構造体は、基材５と、複数の接着部４と、樹脂含有層３とを備える(図７(ｄ)、図８参照)。本実施形態の中空構造体の製造方法は、接着部４が樹脂を含むインク層の両端に形成される点を除き、第１の実施形態の工程と同様である。
FIG. 7 is a diagram schematically showing a method for manufacturing a hollow structure according to the present embodiment. FIG. 7A shows a step of applying an
（第８の実施形態）
本実施形態では、中空構造体を荷重センサに用いた実施形態について、実際に作製した実施例に基づいて説明する。
(8th Embodiment)
In this embodiment, an embodiment in which the hollow structure is used as the load sensor will be described based on an actually produced example.
［実施例１］
第３の実施形態で示した製造方法により、次のように荷重センサを作製した。
[Example 1]
A load sensor was manufactured as follows by the manufacturing method shown in the third embodiment.
〈基材の準備〉 厚さ０.７ｍｍの無アルカリガラス(日本板硝子 OA-10G)を基板として用いた。下部電極としてクロム５ｎｍ、金５０ｎｍの積層順でメタルマスクを介して真空蒸着で成膜した。下部電極の寸法は幅、奥行きともに１０ｍｍであった。次に、感光性レジスト(日本火薬SU-8 50)をスピンコーターで１０００ｒｐｍの速度で成膜し、フォトマスクを介して露光したのち、現像、焼成を行うことで下部電極に隣接する支持部を形成した。支持部の寸法は幅１０ｍｍ、奥行き２０ｍｍ、高さ１００μｍであった。なお、前記支持部は、支柱層の例に相当する。 <Preparation of base material> A 0.7 mm thick non-alkali glass (Nippon Sheet Glass OA-10G) was used as the substrate. As the lower electrode, a film was formed by vacuum deposition through a metal mask in the order of stacking 5 nm of chromium and 50 nm of gold. The dimensions of the lower electrode were 10 mm in both width and depth. Next, a photosensitive resist (Nippon Kayaku SU-8 50) was formed with a spin coater at a speed of 1000 rpm, exposed through a photomask, and then developed and fired to form a support portion adjacent to the lower electrode. Formed. The dimensions of the support portion were 10 mm in width, 20 mm in depth, and 100 μm in height. The support portion corresponds to an example of a strut layer.
〈転写用基材の準備〉 厚み１００μｍのポリエチレンナフタレートフィルム(帝人 Q65HA)に低表面エネルギー材料のポリジメチルシロキサン(信越シリコーン KE106)をスピンコーターで８００ｒｐｍの速度で塗布し、１６０℃のオーブンで３０分加熱し硬化して、転写用基材を準備した。 <Preparation of base material for transfer> Polydimethylsiloxane (Shinetsu Silicone KE106), a low surface energy material, is applied to a polyethylene naphthalate film (Teijin Q65HA) with a thickness of 100 μm at a speed of 800 rpm with a spin coater, and 30 in an oven at 160 ° C. The substrate for transfer was prepared by heating for a minute and curing.
〈中空構造体用電極のパターニング、焼成〉 転写用基材に中空構造体用電極と同じ形状の開口部(幅１ｍｍ、奥行き５ｍｍ)を持つメタルマスクを密着させた状態で、銀粒子とバインダーポリマーを組成に有する銀ペースト(DIC GOAGT)をブレードコートした。その後、メタルマスクを転写用基材から外すことにより、転写用基材の表面に中空構造体用電極のパターンを得た。これを１６０℃のオーブンで３０分焼成することにより、パターニングされた銀ペーストを硬化させた。硬化後の銀ペーストの厚みは１０μｍであった。中空構造体用電極のパターンを構成する硬化後の銀ペーストは、樹脂含有層の例に相当する。
<Patterning and firing of electrodes for hollow structures> Silver particles and binder polymer are adhered to a transfer substrate with a metal mask having an opening (
〈接着部の形成、中空構造体用電極の転写〉 硬化させた銀ペースト(樹脂含有層)の端部にマイクロピペッターで中空電極と同じ銀ペーストを５μＬ滴下し、０.８ｍｍφの接着部を形成した。接着部の粘性を高めるために転写用基材を室温で１０分放置した後に、接着部と支持部が接触するように基材と転写用基材を接触させ、中空構造体用電極を転写用基材から基材側へ転写した。その後、接着部の硬化のために１２０℃のオーブンで１時間加熱した。 <Formation of adhesive part, transfer of electrode for hollow structure> 5 μL of the same silver paste as the hollow electrode is dropped on the end of the cured silver paste (resin-containing layer) with a micropipettor to form an adhesive part of 0.8 mmφ. bottom. After leaving the transfer base material at room temperature for 10 minutes in order to increase the viscosity of the adhesive portion, the base material and the transfer base material are brought into contact with each other so that the adhesive portion and the support portion are in contact with each other, and the hollow structure electrode is used for transfer. Transferred from the base material to the base material side. Then, it was heated in an oven at 120 ° C. for 1 hour to cure the bonded portion.
〈荷重センサとしての評価〉 作製した中空構造体を荷重センサとして次のように評価した。中空構造体の樹脂含有層の先端から１ｍｍの位置に荷重を加え、中空構造体用電極と下部電極の間に形成される静電容量が中空構造体の樹脂含有層(荷重センサのカンチレバーに相当する。)の変位によって変化する様子を測定した。荷重の印加は、表面段差計(小坂研究所製ＥＴ４０００)で行い、静電容量の測定はＬＣＲメーター(日置電機３５３２−５０)で行った。
<Evaluation as a load sensor> The produced hollow structure was evaluated as a load sensor as follows. A load is applied to a
図９に、測定結果を示す。図９の横軸は荷重(単位μＮ)で、縦軸は、左が荷重センサのカンチレバーの変位Ｚ位置で、右が静電容量の変化を示す。図９のように、荷重によって中空構造体用電極の高さ(Z position)は変位を示し、それに応じて静電容量も変化した。これより本発明の中空構造体は荷重センサとして正常に動作することが確認できた。 FIG. 9 shows the measurement results. The horizontal axis of FIG. 9 is the load (unit: μN), the vertical axis is the displacement Z position of the cantilever of the load sensor on the left, and the change in capacitance is shown on the right. As shown in FIG. 9, the height (Z position) of the electrode for the hollow structure showed a displacement due to the load, and the capacitance changed accordingly. From this, it was confirmed that the hollow structure of the present invention normally operates as a load sensor.
［実施例２］
第３の実施形態の後半で説明した製造方法により、次のように荷重センサを作製した。
[Example 2]
The load sensor was manufactured as follows by the manufacturing method described in the latter half of the third embodiment.
〈基材の準備〉、〈転写用基材の準備〉、〈中空構造体用電極のパターニング、焼成〉は実施例１と同様に行った。 <Preparation of base material>, <Preparation of base material for transfer>, and <Patterning and firing of electrodes for hollow structure> were carried out in the same manner as in Example 1.
〈接着部の形成、中空構造体用電極の転写〉 基材の支持部の表面にマイクロピペッターで中空構造体用電極と同じ銀ペーストを５μＬ滴下し、０.８ｍｍφの接着部を形成した。接着部の粘性を高めるために素子用基材を室温で１０分放置した後に、接着部と電極パターン(樹脂含有層)が接触するように基材と転写用基材を接触させ、中空構造体用電極を転写用基材から基材へ転写した。その後、接着部の硬化のために１２０℃のオーブンで１時間加熱した。 <Formation of Adhesive Part, Transfer of Electrode for Hollow Structure> 5 μL of the same silver paste as the electrode for hollow structure was dropped on the surface of the support part of the base material with a micropipettor to form an adhesive part having a diameter of 0.8 mmφ. After leaving the element base material at room temperature for 10 minutes in order to increase the viscosity of the adhesive portion, the base material and the transfer base material are brought into contact with each other so that the adhesive portion and the electrode pattern (resin-containing layer) are in contact with each other to form a hollow structure. The electrode was transferred from the transfer substrate to the substrate. Then, it was heated in an oven at 120 ° C. for 1 hour to cure the bonded portion.
〈荷重センサとしての評価〉 実施例１と同様の結果が得られた。 <Evaluation as a load sensor> Similar results to Example 1 were obtained.
［実施例３］
第６の実施形態で示した製造方法により、次のように荷重センサを作製した。
[Example 3]
A load sensor was manufactured as follows by the manufacturing method shown in the sixth embodiment.
〈基材の準備〉、〈転写用基材の準備〉、〈中空構造体用電極のパターニング、焼成〉は実施例１と同様に行った。 <Preparation of base material>, <Preparation of base material for transfer>, and <Patterning and firing of electrodes for hollow structure> were carried out in the same manner as in Example 1.
〈粘着基材による中空体電極の剥離と転写〉 粘着基材として粘着テープ(カプトンテープ(寺岡製作所、650S #12 幅３ｍｍ))を用いた。粘着面を転写用基材上の中空構造体用電極に押し当て、転写用基材から樹脂含有層を剥がすことで中空構造体用電極を粘着基材に転写した。続けて、基材上の支持部に中空体電極が合わさるようにテープの粘着性で固定することにより、中空構造体用電極の素子用基材側への転写を完了した。
<Peeling and transfer of hollow electrode by adhesive base material> Adhesive tape (Kapton tape (Teraoka Seisakusho, 650S # 12
〈荷重センサとしての評価〉 実施例１と同様の結果が得られた。 <Evaluation as a load sensor> Similar results to Example 1 were obtained.
［比較例１］
中空構造体用電極を蒸着銀により形成して、実施例と比較した。
〈基材の準備〉、〈転写用基材の準備〉は実施例１と同様に行った。
〈中空構造体用電極のパターニング、焼成〉 転写用基材に中空構造体用電極と同じ形状の開口部(幅１ｍｍ、奥行き５ｍｍ)を持つメタルマスクを密着させた状態で、銀を１０μｍ真空蒸着した。その後、メタルマスクを転写用基材から外すことにより、転写用基材の表面に中空構造体用電極の銀蒸着膜のパターンを得た。
〈接着部の形成、中空構造体用電極の転写〉 実施例１と同様に行ったが、基材に転写されたのは中空構造体用電極のうち支持部と直に接触した部分のみであった。
[Comparative Example 1]
Electrodes for hollow structures were formed from vapor-deposited silver and compared with Examples.
<Preparation of base material> and <Preparation of base material for transfer> were carried out in the same manner as in Example 1.
<Patterning and firing of electrodes for hollow structures> Silver is vacuum-deposited by 10 μm with a metal mask having an opening (
<Formation of Adhesive Part, Transfer of Electrode for Hollow Structure> The same procedure as in Example 1 was carried out, but only the portion of the electrode for the hollow structure that was in direct contact with the support part was transferred to the base material. rice field.
［比較例２］
中空構造体用電極を、バインダーポリマーを持たない銀インクにより形成して、実施例と比較した。〈基材の準備〉、〈転写用基材の準備〉は、実施例１と同様に行った。
〈中空構造体用電極のパターニング、焼成〉 転写用基材に中空構造体用電極と同じ形状の開口部(幅１ｍｍ、奥行き５ｍｍ)を持つメタルマスクを密着させた状態でバインダーポリマーを組成に有さない銀コロイドインク(Sigma-aldrich 796042)をブレードコートした。その後、メタルマスクを転写用基材から外すことにより転写用基材の表面に中空構造体用電極のパターンを得た。これを１６０℃のオーブンで３０分焼成することにより、パターニングされた銀コロイドインクを硬化させた。硬化後の銀ペーストの厚みは０.５μｍであった。
〈接着部の形成、中空構造体用電極の転写〉 実施例１と同様に行ったが、基材に転写されたのは中空構造体用電極のうち支持部と直に接触した部分のみであった。
[Comparative Example 2]
Electrodes for hollow structures were formed with silver ink without a binder polymer and compared with Examples. <Preparation of base material> and <Preparation of base material for transfer> were carried out in the same manner as in Example 1.
<Patterning and firing of electrodes for hollow structures> A binder polymer is included in the composition with a metal mask having an opening (
<Formation of Adhesive Part, Transfer of Electrode for Hollow Structure> The same procedure as in Example 1 was carried out, but only the portion of the electrode for the hollow structure that was in direct contact with the support part was transferred to the base material. rice field.
（第９の実施形態）
本実施形態では、転写工程において、接着部を介して樹脂含有層と基材を接触させた状態で硬化させて転写する。本実施形態の中空構造体においても、第１乃至７の実施形態と同様の効果を得ることができる。
(9th Embodiment)
In the present embodiment, in the transfer step, the resin-containing layer and the base material are in contact with each other via the adhesive portion and are cured and transferred. Also in the hollow structure of the present embodiment, the same effect as that of the first to seventh embodiments can be obtained.
本実施形態を、図１０を参照して以下説明する。図１０は、本実施形態における中空構造体の製造方法を模式的に示す図である。図１０の中空構造体は、基材５と接着部４と樹脂含有層３とを備え(図１０(ｅ)参照)、第１や第２の実施形態と同じ構造である。
This embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram schematically showing a method for manufacturing a hollow structure according to the present embodiment. The hollow structure of FIG. 10 includes a
本実施形態の中空構造体の製造方法は、次の工程を主として含む。工程（９−１）（９−２）は第１の実施形態工程(１)(２)と同じである(図１０(ａ)参照)。
（９−３） 前記樹脂含有層３に接着部４を付与する工程(図１０(ｂ)参照)。接着部４の面積は、インク層３の面積より小さい。
（９−４） 転写用基材１上の前記樹脂含有層３と、基材５とを対向させ、インク層上の接着部４を、基材５に接触させる工程(図１０(ｃ)参照)。本工程では、接触させる際に樹脂含有層３を基材５へ転写させるのに必要な圧力を印加する。
（９−５） 工程(９−４)で接触させた状態、即ち、接着部を介して基材５と樹脂含有層３とが接触した状態で、接着部を硬化させる工程(図１０(ｄ)参照)。加熱及び紫外線照射のいずれか１以上の手段により完全に硬化させることが好ましい。
（９−６） 転写用基材を基材側から引き離して樹脂含有層を基材側に転写することにより、樹脂含有層３が接着部４を介して前記基材５から一部が浮遊した状態の中空構造体を形成する工程(図１０(ｅ)参照)。
The method for producing a hollow structure of the present embodiment mainly includes the following steps. Steps (9-1) and (9-2) are the same as those of the first embodiment steps (1) and (2) (see FIG. 10 (a)).
(9-3) A step of applying the
(9-4) A step of bringing the resin-containing
(9-5) A step of curing the bonded portion in the state of being in contact in the step (9-4), that is, in the state where the
(9-6) By pulling the transfer base material away from the base material side and transferring the resin-containing layer to the base material side, a part of the resin-containing
［実施例４］
本実施形態の製造方法により、次のように荷重センサを作製した。
[Example 4]
A load sensor was manufactured as follows by the manufacturing method of this embodiment.
〈基材の準備〉、〈転写用基材の準備〉、〈中空構造体用電極のパターニング、焼成〉は、支持部を設けないこと以外は、実施例１と同様に行った。 <Preparation of base material>, <Preparation of base material for transfer>, and <Patterning and firing of electrodes for hollow structure> were carried out in the same manner as in Example 1 except that a support portion was not provided.
〈接着部の形成、中空構造体用電極の転写〉 硬化させた銀ペースト(樹脂含有層)の端部にマイクロピペッターで中空電極と同じ銀ペーストを５μＬ滴下し、０.８ｍｍφの接着部を形成した。接着部の粘性を高めるために転写用基材を室温で１０分放置した後に、基材に接着部が接触するように基材と転写用基材を接触させ、この状態で１２０℃１時間オーブンで加熱した。その後、転写用基材と基材を引き離すことで中空構造体用電極を転写用基材から基材側へ転写した。 <Formation of adhesive part, transfer of electrode for hollow structure> 5 μL of the same silver paste as the hollow electrode is dropped on the end of the cured silver paste (resin-containing layer) with a micropipettor to form an adhesive part of 0.8 mmφ. bottom. After leaving the transfer base material at room temperature for 10 minutes in order to increase the viscosity of the adhesive portion, the base material and the transfer base material are brought into contact with each other so that the adhesive portion comes into contact with the base material, and in this state, an oven at 120 ° C. for 1 hour. Heated in. Then, the electrode for the hollow structure was transferred from the transfer base material to the base material side by separating the transfer base material and the base material.
〈荷重センサとしての評価〉 実施例１と同様の結果が得られた。 <Evaluation as a load sensor> Similar results to Example 1 were obtained.
（第１０の実施形態）
本実施形態は、前記(ｄ)(ｅ)を含む工程による製造方法に関する。本実施形態を、図１１を参照して以下説明する。図１１は、本実施形態における中空構造体の製造方法を模式的に示す図である。図１１の中空構造体は、基材５と支柱層６と樹脂含有層３とを備える(図１１(ｃ)参照)。
(10th Embodiment)
The present embodiment relates to a manufacturing method by a step including the above (d) and (e). This embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 11 is a diagram schematically showing a method for manufacturing a hollow structure according to the present embodiment. The hollow structure of FIG. 11 includes a
本実施形態の中空構造体の製造方法は、次の工程を主として含む。
（１０−１） 転写用基材１に積層形成されている低表面エネルギー材料２の表面に、少なくとも樹脂を含むインク層(未硬化状態のインク層７)を塗布する工程。第１の実施形態工程(１)と同じである。
（１０−２） 転写のための準備として、必要に応じて、前記インク層７の粘性を高めるインク層調整工程。
（１０−３） 基材５に支柱層６を設ける工程。
（１０−４） 転写用基材１上の前記インク層７と、基材５上の支柱層６とを対向させ、前記インク層７を、支柱層６に接触させる工程(図１１(ａ)参照)。本工程では、接触させる際に樹脂含有層３を基材５へ転写させるのに必要な圧力を印加する。
（１０−５） 工程(１０−５)で接触させた状態、即ち、支柱層６と未硬化状態のインク層７とが接触した状態で、インク層を硬化させる工程（図１１(ｂ)参照）。加熱及び紫外線照射のいずれか１以上の手段により完全に硬化させることが好ましい。
（１０−６） 転写用基材１を基材側から引き離して、硬化した樹脂含有層３を基材側に転写することにより、樹脂含有層３が支柱層６を介して基材５から一部が浮遊した状態の中空構造体を形成する工程(図１１(ｃ)参照)。
The method for producing a hollow structure of the present embodiment mainly includes the following steps.
(10-1) A step of applying an ink layer containing at least a resin (an uncured ink layer 7) to the surface of a low
(10-2) As a preparation for transfer, an ink layer adjusting step of increasing the viscosity of the
(10-3) A step of providing the
(10-4) A step of bringing the
(10-5) A step of curing the ink layer in the state of being in contact in the step (10-5), that is, in a state where the
(10-6) By pulling the
［実施例５］
本実施形態の製造方法により、次のように荷重センサを作製した。加熱による硬化の例である。
[Example 5]
A load sensor was manufactured as follows by the manufacturing method of this embodiment. This is an example of curing by heating.
〈基材の準備〉、〈転写用基材の準備〉は実施例１と同様に行った。 <Preparation of base material> and <Preparation of base material for transfer> were carried out in the same manner as in Example 1.
〈中空構造体用電極のパターニング、乾燥〉 転写用基材に中空構造体用電極と同じ形状の開口部(幅１ｍｍ、奥行き５ｍｍ)を持つメタルマスクを密着させた状態で、銀粒子とバインダーポリマーを組成に有する銀ペースト(DIC GOAGT)をブレードコートした。その後、メタルマスクを転写用基材から外すことにより、転写用基材の表面に中空構造体用電極のパターンを得た。これを１２０℃のオーブンで１０分加熱した。この加熱は使用した銀ペーストの硬化条件としては不十分であり、溶媒の揮発によってインクの増粘が起こるがインクは未硬化の状態を維持した。
<Patterning and drying of electrodes for hollow structures> Silver particles and binder polymer are adhered to a transfer substrate with a metal mask having an opening (
〈中空構造体用電極の転写〉 接着部は形成せずに、未硬化状態の銀ペースト(未硬化状態のインク層７)と支持部(支柱層６)が接触するように基材５と転写用基材１を接触させ、この状態で１６０℃１時間オーブンで加熱した。その後、転写用基材と基材を引き離すことで中空構造体用電極を転写用基材から基材側へ転写した。
<Transfer of electrode for hollow structure> Transfer to the
〈荷重センサとしての評価〉 実施例１と同様の結果が得られた。 <Evaluation as a load sensor> Similar results to Example 1 were obtained.
［実施例６］
本実施例は、紫外線による硬化の例である。
[Example 6]
This example is an example of curing by ultraviolet rays.
〈基材の準備〉、〈転写用基材の準備〉は実施例１と同様に行った。 <Preparation of base material> and <Preparation of base material for transfer> were carried out in the same manner as in Example 1.
〈中空構造体用電極のパターニング、乾燥〉 転写用基材に中空構造体用電極と同じ形状の開口部(幅１ｍｍ、奥行き５ｍｍ)を持つメタルマスクを密着させた状態で、銀粒子とＵＶ硬化性のバインダーポリマーを組成に有する銀ペースト(十条ケミカル JELCON RK232)をブレードコートした。その後、メタルマスクを転写用基材から外すことにより、転写用基材の表面に中空構造体用電極のパターンを得た。これを１００℃のオーブンで１０分加熱した。この加熱は使用した銀ペーストの硬化条件としては不十分であり、溶媒の揮発によってインクの増粘が起こるがインクは未硬化の状態を維持した。
<Patterning and drying of electrodes for hollow structures> Silver particles and UV curing are applied to the transfer substrate with a metal mask having an opening (
〈中空構造体用電極の転写〉 接着部は形成せずに、未硬化状態の銀ペースト(未硬化状態のインク層７)と支持部(支柱層６)が接触するように基材５と転写用基材１を接触させ、この状態で紫外線ランプを用いて３６５ｎｍが５００ｍＪ／ｃｍ2の積算光量となるよう露光し、銀ペーストを硬化させた。その後、転写用基材と基材を引き離すことで中空構造体用電極を転写用基材から基材側へ転写した。
<Transfer of electrode for hollow structure> Transfer to the
〈荷重センサとしての評価〉 実施例１と同様の結果が得られた。 <Evaluation as a load sensor> Similar results to Example 1 were obtained.
上述の実施の形態等で示した例は、発明を理解しやすくするために記載したものであり、この形態に限定されるものではない。 The examples shown in the above-described embodiments and the like are described for easy understanding of the invention, and are not limited to this embodiment.
本発明の中空構造体の製造方法は、低環境負荷で製造でき、また省工程で形成できるので、産業上有用である。また、本発明の製造方法により、可動部周辺の中空構造や、弾性のある変位部材を有する中空構造を実現できるので、マイクロマシン装置や微小センサに広く適用でき、産業上有用である。 The method for producing a hollow structure of the present invention is industrially useful because it can be produced with a low environmental load and can be formed in a process-saving manner. Further, according to the manufacturing method of the present invention, a hollow structure around a movable part and a hollow structure having an elastic displacement member can be realized, so that the hollow structure can be widely applied to a micromachine device and a microsensor, and is industrially useful.
１ 転写用基材
２ 低表面エネルギー材料
３ 樹脂を含むインク層、樹脂含有層
４ 接着部
５ 基材
６ 支柱層
７ 未硬化状態のインク層
８ 粘着基材
３１、３２、３３ 樹脂を含むインク層
７１、７２、７３ 樹脂を含まない層
1
Claims (9)
転写用基材の表面に形成された有機化合物からなる低表面エネルギー材料層上に、樹脂を含むインクを塗布しこれを乾燥又は硬化させ前記樹脂含有層にするとともに、前記樹脂含有層の前記転写用基材と反対側に位置する前記一面の前記端部の一部分に与えた前記中間層を間に挟んで、前記転写用基材を前記基材と対向させた構造体を形成する構造体形成工程と、
前記転写用基材と前記基材を引き離す分離工程と、を含み、
前記構造体形成工程は、前記中間層と前記基材との間で形成される付着力が、前記転写用基材上の前記低表面エネルギー材料層とこの上で前記インクを乾燥又は硬化させて凝集させた前記樹脂含有層との間で形成される付着力よりも大きくなるようにする工程であって、
前記分離工程は、前記樹脂含有層を、前記中間層を用いて、前記基材に転写させることを特徴とする、中空構造体の製造方法。 A hollow structure in which one end of the resin-containing layer is supported on an intermediate layer on the base material so as to have a partially open space between the resin-containing layer and the base material. It ’s a manufacturing method,
An ink containing a resin is applied onto a low surface energy material layer made of an organic compound formed on the surface of a transfer substrate and dried or cured to form the resin-containing layer, and the transfer of the resin-containing layer. Forming a structure that forms a structure in which the transfer base material faces the base material by sandwiching the intermediate layer provided to a part of the end portion of the one surface located on the opposite side of the base material. Process and
The transfer substrate and the separation step of separating the substrate are included.
In the structure forming step, the adhesive force formed between the intermediate layer and the base material causes the low surface energy material layer on the transfer base material and the ink to be dried or cured on the low surface energy material layer. This is a step of increasing the adhesive force formed between the aggregated resin-containing layer and the resin-containing layer.
The separating step, the resin-containing layer, with the intermediate layer, wherein the make transfer to the substrate, a manufacturing method of hollow structural member.
前記樹脂含有層を形成した前記転写用基材と、前記基材とを、前記転写用基材の前記樹脂含有層側が前記基材と対向するように、接着性材料を介して接触させこれを前記中間層とする工程を含むことを特徴とする請求項１記載の中空構造体の製造方法。 The structure forming step is
Wherein a transfer base material formed with the resin-containing layer, and the substrate, so that the resin-containing layer side of the transfer base material is opposed to the substrate, it is contacted via the adhesive material The method for producing a hollow structure according to claim 1 , further comprising a step of forming an intermediate layer.
前記樹脂含有層を形成した前記転写用基材と、支柱層を設けた前記基材とを、前記転写用基材の前記樹脂含有層側が前記基材の前記支柱層と対向するように、前記支柱層の上に接着性材料を介して接触させて前記樹脂含有層と前記支柱層とを接着する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の中空構造体の製造方法。 The structure forming step is
Wherein a transfer base material to form a resin-containing layer, and the substrate provided with the struts layer, so that the resin-containing layer side of the transfer base material is opposed to the strut layer of the base material, the The method for producing a hollow structure according to claim 1, further comprising a step of bringing the resin-containing layer into contact with the support column layer via an adhesive material to bond the resin-containing layer and the support column layer .
前記インクの塗布層を有する転写用基材と、前記基材に設けた支柱層とを、前記塗布層が前記支柱層と対向するように接触させた状態で、前記塗布層を硬化して樹脂含有層として前記支柱層と接着する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の中空構造体の製造方法。 The structure forming step is
A transfer base material, and a post layer provided on the substrate, in a state where the coating layer is brought into contact so as to face the pillar layer, by curing the coating layer resin having the coating layer of the ink the method of manufacturing a hollow structural member of claim 1, wherein in the containing layer, characterized in that it comprises a step of adhering the said post layer.
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