CN104024485A - 转印模具的制造方法、利用该方法制造的转印模具以及利用该转印模具制造的零件 - Google Patents

Abstract

提供一种转印模具以及利用该转印模具制造的零件，上述转印模具用以借由电铸造来形成零件，作业性佳且富有耐久性。包括如下的步骤：于金属基板10上形成所期望的零件图案的反转图案，且将该反转图案作为罩幕来对金属基板10进行蚀刻，以形成所期望的零件图案的步骤；以及对反转图案进行热处理，或将反转图案予以除去、且于已除去的部位形成绝缘层30、50的步骤。

Description

转印模具的制造方法、利用该方法制造的转印模具以及利用该转印模具制造的零件

技术领域

本发明涉及一种转印模具的制造方法、利用该方法制造的转印模具以及利用该转印模具制造的零件，更详细而言，本发明涉及一种用以借由电铸造(electroforming)来形成零件的转印模具的制造方法、利用该方法制造的转印模具以及利用该转印模具制造的零件，上述转印模具的作业性佳，且富有耐久性。

背景技术

电铸造法受到面积限制的情形少，且可形成厚膜导体，因此，该电铸造法被广泛地使用于手表的显示文字或指针等的显示零件；小型的齿轮(gear)、弹簧、管(pipe)、线图(diagram)(压力传感器(sensor))等的机械零件；以及半导体装置的配线、线圈(coil)等的电子零件。

专利文献1中揭示有如下的内容：当制造空腔插入物(cavity insert)时，首先形成切削母料(cut master)，该切削母料预先形成有微细图案(pattern)，接着借由热压机(hot press)，由切削母料形成转印母料(transfer master)，然后使用电铸造法，由转印母料形成空腔插入物。

专利文献2中揭示有如下的内容，借由如下步骤来形成表文字板：于硅晶片(silicon wafer)表面形成具有开口部的罩幕图案(mask pattern)的步骤、进行异向性蚀刻(etching)的步骤、形成共享电极膜的步骤、形成由共享电极膜成长而成的电铸膜的步骤、对硅晶片进行蚀刻的步骤、以及将电铸膜作为转印罩幕而形成具有凸部的树脂制的表文字板的步骤。

图8是由已知的转印模具所形成的零件构造图。于图8a中，为了形成零件80，于金属基板70上，借由光加工(photowork)而于光致抗蚀剂(photoresist)30中形成零件形状的图案。将该形成有光致抗蚀剂图案(resist pattern)的金属基板70作为转印模具，借由电铸造(以下称为电铸)来电镀规定的金属(Ag、Cu、及Ni等)，从而形成零件80。

于图8b中，将由电铸所转印形成的零件80经由接着剂85而移植至零件基板90。如此，借由电铸来形成与用途相对应的任意形状的零件，且将该零件移植至零件基板90来使用。

于上述情形时，为了易于将零件80予以剥离、接着进行移植，光致抗蚀剂30的侧壁的角度β设定为不足45°的缓和的角度。而且，当制作半导体基板上所形成的配线、线圈等的电子零件时，由于沿着光致抗蚀剂30的侧壁，借由电铸而以埋入的状态来形成上述电子零件，因此，当配线图案或感应性线圈等的尺寸长时，彼此的侧壁的接触面积会增大，且移植时的剥离过程中的剥离阻力会增大。如此，当使用如下的转印模具时，会产生如下的问题，该问题是指为了移植至零件基板90，与上述增大的剥离阻力相抗衡的剥离力会增加，因此，密着于金属基板70的光致抗蚀剂30的光致抗蚀剂图案边缘容易剥落，使用2次～3次之后，光致抗蚀剂会产生剥离，导致转印模具无法使用，上述转印模具使用有已图案化的光致抗蚀剂。

接着，对利用电铸造的已知的手表的显示文字或指针等的显示零件、小型的齿轮、弹簧、管、线图(压力传感器)等的机械零件的制造进行说明。同样地，亦利用图8的步骤来制造已知的各零件。于该情形时，根据齿轮等的零件的种类，金属基板70与零件80的接触面积会增大，移植零件80时的剥离过程中的剥离阻力会增大，移植作业变得困难。此外，于弹簧等的情形时，由于彼此的侧壁的接触为长条方式的接触，因此，与光致抗蚀剂30的侧壁之间的剥离阻力会增大，于移植时的剥离过程中，光致抗蚀剂30的光致抗蚀剂图案边缘容易剥落。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2004-1535号公报

专利文献2：日本专利特开2004-257861号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明是用以解决如上所述的问题而成的发明，本发明的目的在于：提供如下的转印模具的制造方法、转印模具以及利用该转印模具制造的零件，上述转印模具用以借由电铸造来形成零件，作业性佳且富有耐久性。

解决课题的技术手段

本发明的转印模具的制造方法，利用电铸造而使用于零件制造中，该转印模具的制造方法的特征在于包括：于金属基板上形成所期望的零件图案的反转图案，且将反转图案作为罩幕来对金属基板进行蚀刻，以形成具有所期望的侧壁角度的零件图案的步骤；以及对反转图案进行热处理，或将反转图案予以除去、且于已除去的部位形成绝缘层的步骤。

本发明的转印模具的制造方法，在上述转印模具的制造方法中，其特征在于包括：将反转图案予以除去，于已除去的部位与已形成的上述零件图案的侧壁形成绝缘层的步骤。

本申请案发明的转印模具的制造方法的特征在于包括：于形成绝缘层之后，覆盖地形成剥离层，或借由热处理来产生上述剥离层的步骤，上述剥离层用以使利用电铸造制造的零件易于剥离。

本发明的转印模具的特征在于：借由上述转印模具的制造方法来制造。

本发明的转印模具的制造方法，利用电铸造而使用于零件制造中，该转印模具的制造方法的特征在于包括：对切削单元进行控制，将具有所期望的侧壁角度的零件图案直接形成于金属基板的步骤；以及利用绝缘层来将除了已形成的零件图案之外的部位、或除了已形成的零件图案之外的部位与零件图案的侧壁予以包覆的步骤。

本发明的转印光罩的制造方法的特征在于：在上述转印模具的制造方法中包括：接着将绝缘层予以包覆的步骤，覆盖地形成剥离层，或借由热处理来产生上述剥离层，上述剥离层用以使利用电铸造制造的零件易于剥离。

本发明的转印模具的制造方法，在上述转印模具的制造方法中，其特征在于包括：接着将零件图案直接形成于金属基板的步骤，借由热处理来产生剥离层，该剥离层用以使利用电铸造制造的零件易于剥离；以及于除了已形成的零件图案之外的部位形成绝缘层的步骤。

本发明的转印模具的特征在于：借由上述转印模具的制造方法来制造。

本发明的零件的特征在于：借由上述转印模具来制造。

发明的效果

根据本发明，可提供如下的转印模具与利用该转印模具制造的零件，上述转印模具用以借由电铸造来形成零件，作业性佳且富有耐久性。

附图说明

图1是本发明的第1实施例的转印模具的制造步骤图。

图2是本发明的第2实施例的转印模具的制造步骤图。

图3是本发明的第3实施例的转印模具的制造步骤图。

图4是本发明的第4实施例的转印模具的制造步骤图。

图5是本发明的第5实施例的转印模具的制造步骤图。

图6是本发明的第6实施例的转印模具的制造步骤图。

图7是本发明的零件的制造步骤图。

图8是由已知的转印模具所形成的零件构造图。

具体实施方式

实施例

用图示来对本发明的转印模具的制造步骤进行说明。图1是第1实施例的转印模具的制造步骤。于图1a中，隔着具有所期望的零件的反转图案的光罩(photo mask)40，自箭头方向、对金属基板10上所涂布的光致抗蚀剂30进行曝光。图1b表示光致抗蚀剂图案30，该光致抗蚀剂图案30是经曝光的零件的反转图案显影而形成的图案。于图1c中，将光致抗蚀剂图案30作为罩幕(mask)，借由化学蚀刻(chemical etching)等而化学性地对加工条件进行控制，或借由射束蚀刻(beam etching)等而物理性地对加工条件进行控制，进而以具有任意的侧壁角度α的方式形成所期望的零件图案。

接着，进行绝缘层处理，使图案以外的部分电性绝缘，从而完成转印模具，上述绝缘层处理是指：借由热处理来使光致抗蚀剂图案30硬化，以形成绝缘层，或将光致抗蚀剂图案30予以除去、且于已除去的部位形成SiO₂等的绝缘层50。上述转印模具为如下的构造，该构造是将所期望的零件的图案刻印于金属基板10，接着经由一体化而形成的构造，因此，转印模具的图案不会产生剥离，且富有耐久性。

图2是本发明的第2实施例的转印模具的制造步骤图。图2a、图2b与图1a、图1b相同，因此，将说明予以省略。于图2c中，在加工之后进行绝缘层处理，从而完成转印模具，上述绝缘层处理是指：将光致抗蚀剂图案30予以除去、且于已除去的部位、与已形成的所期望的图案的侧壁形成SiO₂等的绝缘层50。

图3是本发明的第3实施例的转印模具的制造步骤图。图3a与图1c相同，因此，将说明予以省略。于图3b中，为了使利用电铸造制造的零件易于剥离，对图3a的加工侧的整个面进行剥离层处理，从而完成转印模具，上述剥离层处理是指：形成可相对于厚度面而维持导电性的厚度为的金属氧化物(AlOx、TiOx等)、氮化物、或有机物(光致抗蚀剂)的剥离层60。对于上述转印模具而言，由于模具与所制造的零件的接触面全部被剥离层60覆盖，因此，可更进一步使剥离作业性提高。

图3c与图2c相同，因此，将说明予以省略。于图3d中，为了使利用电铸造制造的零件易于剥离，对图3c的加工侧的整个面进行剥离层处理，从而完成转印模具，上述剥离层处理是指：借由化学气相沉积(Chemical VaporDeposition，CVD)而化学性地或借由溅镀法而物理性地，形成可相对于厚度面而维持导电性的厚度为的任意的金属氧化物(AlOx、TiOx等)、氮化物、或有机物(光致抗蚀剂)的剥离层60。对于上述转印模具而言，与图3b的情形同样地，由于模具与所制造的零件的接触面全部被剥离层覆盖，因此，可更进一步使剥离作业性提高。

图4是本发明的第4实施例的转印模具的制造步骤图。图4a与图1c相同，因此，将说明予以省略。于图4b中，在图4a的绝缘层处理结束之后，接着进行剥离层处理，从而完成转印模具，上述剥离层处理是指：进行热处理，借此，使形成于金属基板10的加工面的金属的氧化层作为剥离层60。对于上述转印模具而言，由于模具与所制造的零件的接触面全部被剥离层60覆盖，因此，可使作业性提高。

图4c与图2c相同，因此，将说明予以省略。于图4d中，在图4c的绝缘层处理结束之后，接着进行剥离层处理，从而完成转印模具，上述剥离层处理是指：进行热处理，借此，使形成于金属基板10的加工面的金属的氧化层作为剥离层60。对于上述转印模具而言，由于模具的金属面被剥离层60覆盖，因此，可使作业性提高。

图5是本发明的第5实施例的转印模具的制造步骤图。于图5a中，对利用电子束(electronic beam)或机械性切削工具的切削单元的加工条件进行控制，自箭头方向、将具有任意的侧壁角度α的零件的所期望的图案直接形成于金属基板10。于图5b中进行绝缘层处理，从而完成转印模具，上述绝缘层处理是指：于除了已形成的图案之外的部位，形成与图1c相同的SiO₂等的绝缘层50。接着，亦可进行图3b中的剥离层处理，从而完成转印模具。

此外，于图5c中，与图2c同样地，在加工之后进行绝缘层处理，从而完成转印模具，上述绝缘层处理是指：将光致抗蚀剂图案予以除去、且于已除去的部位、与已形成的所期望的图案的侧壁形成SiO₂等的绝缘层50。接着，亦可进行图3d中的剥离层处理，从而完成转印模具。

图6是本发明的第6实施例的转印模具的制造步骤图。于图6a中，对利用电子束或机械性切削工具的切削单元的加工条件进行控制，自箭头方向、将具有任意的侧壁角度α的零件的所期望的图案直接刻印且形成于金属基板10。于图6b中进行剥离层处理，该剥离层处理是指：进行与图4b、图4d相同的热处理，使形成于金属基板10的金属的氧化膜作为剥离层60。于图6c中，进行与图5b相同的形成SiO₂等的绝缘层50的绝缘层处理，从而完成转印模具。

接着，对使用本发明的转印模具的零件的制造方法进行说明。图7是本发明的零件的制造步骤图。于图7a中，借由电铸而将所期望的金属(Ag、Cu、Ni等)电镀于例如图6c中的转印模具，而形成零件95。于图7b中，与图8b的情形同样地，将由电铸所转印形成的零件95经由接着剂85而移植至零件基板90，或者借由生胚片(green sheet)98来进行移植，且对生胚片98进行热处理而使该生胚片98硬化。于利用生胚片98来进行移植的情形时，由于在硬化之前，该生胚片98已软至可将零件95予以埋入的程度，因此，无需接着剂85。如此，借由电铸来形成具有任意的侧壁角度α的形状的零件95，将该零件95反复地移植至基板97或生胚片98，而可用于各个用途。

金属基板10亦可为SUS、Ni、Cu等的金属板。零件95的电铸材料亦可为Ag、Cu、Ni、Au、Sn、Pb、Fe、Cr、Pt、Pd以及这些金属的合金。又，剥离层60为金属氧化物(FeOx、NiOx、AlOx、TiOx、CrOx、CuOx、NbOx、VOx、及WO)、氮化物、以及有机光致抗蚀剂中的任一个，且膜厚为可使穿隧电流(tunnel current)流动的厚度(例如)即可。

如以上的说明所述，根据本发明，可利用作业性佳且富有耐久性的转印以及利用该转印模具制造的零件。

符号说明：

10：金属基板

30：光致抗蚀剂

40：光罩

50：绝缘层

60：剥离层

80：零件

85：接着剂

90：零件基板

95：零件

98：生胚片

α：侧壁的倾斜角

β：侧壁的倾斜角

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种转印模具的制造方法，利用电铸造而使用于零件制造中，上述转印模具的制造方法的特征在于包括：

于金属基板上形成所期望的零件图案的反转图案，且将上述反转图案作为罩幕来对上述金属基板进行蚀刻，以形成具有所期望的侧壁角度的零件图案的步骤；以及

将上述反转图案予以除去、且只于已除去的部位形成绝缘层的步骤。

2.根据权利要求1所述的转印模具的制造方法，其特征在于包括：

将上述反转图案予以除去，只于已除去的部位与已形成上述零件图案的侧壁形成绝缘层的步骤。

3.根据权利要求1或2所述的转印模具的制造方法，其特征在于包括：

于形成上述绝缘层之后，覆盖地形成剥离层，或借由热处理来产生上述剥离层的步骤，上述剥离层用以使利用电铸造制造的零件易于剥离。

4.一种转印模具，其特征在于：

借由如权利要求1至3中任一所述的转印模具的制造方法来制造。

5.一种转印模具的制造方法，利用电铸造而使用于零件制造中，上述转印模具的制造方法的特征在于包括：

对切削单元进行控制，将具有所期望的侧壁角度的零件图案直接形成于金属基板的步骤；以及

利用绝缘层来将除了已形成的上述零件图案之外的部位、或上述除了已形成的上述零件图案之外的部位与上述零件图案的侧壁予以包覆的步骤。

6.根据权利要求5所述的转印模具的制造方法，其特征在于包括：

接着将上述绝缘层予以包覆的步骤，覆盖地形成剥离层，或借由热处理来产生上述剥离层，

上述剥离层用以使利用电铸造制造的零件易于剥离。

7.根据权利要求5所述的转印模具的制造方法，其特征在于包括：

接着将上述零件图案直接形成于金属基板的步骤，借由热处理来产生剥离层，上述剥离层用以使利用电铸造制造的零件易于剥离；以及

于除了已形成的上述零件图案之外的部位形成绝缘层的步骤。

8.一种转印模具，其特征在于：

借由如权利要求5至7中任一所述的转印模具的制造方法来制造。

9.一种零件，其特征在于：

借由如权利要求4或8所述的转印模具来制造。

Claims (9)

1.一种转印模具的制造方法，利用电铸造而使用于零件制造中，上述转印模具的制造方法的特征在于包括：

于金属基板上形成所期望的零件图案的反转图案，且将上述反转图案作为罩幕来对上述金属基板进行蚀刻，以形成具有所期望的侧壁角度的零件图案的步骤；以及

对上述反转图案进行热处理，或将上述反转图案予以除去、且于已除去的部位形成绝缘层的步骤。

2.根据权利要求1所述的转印模具的制造方法，其特征在于包括：

将上述反转图案予以除去，于已除去的部位与已形成上述零件图案的侧壁形成绝缘层的步骤。

3.根据权利要求1或2所述的转印模具的制造方法，其特征在于包括：

于形成上述绝缘层之后，覆盖地形成剥离层，或借由热处理来产生上述剥离层的步骤，上述剥离层用以使利用电铸造制造的零件易于剥离。

4.一种转印模具，其特征在于：

借由如权利要求1至3中任一所述的转印模具的制造方法来制造。

5.一种转印模具的制造方法，利用电铸造而使用于零件制造中，上述转印模具的制造方法的特征在于包括：

对切削单元进行控制，将具有所期望的侧壁角度的零件图案直接形成于金属基板的步骤；以及

利用绝缘层来将除了已形成的上述零件图案之外的部位、或上述除了已形成的上述零件图案之外的部位与上述零件图案的侧壁予以包覆的步骤。

6.根据权利要求5所述的转印模具的制造方法，其特征在于包括：

接着将上述绝缘层予以包覆的步骤，覆盖地形成剥离层，或借由热处理来产生上述剥离层，

上述剥离层用以使利用电铸造制造的零件易于剥离。

7.根据权利要求5所述的转印模具的制造方法，其特征在于包括：

接着将上述零件图案直接形成于金属基板的步骤，借由热处理来产生剥离层，上述剥离层用以使利用电铸造制造的零件易于剥离；以及

于除了已形成的上述零件图案之外的部位形成绝缘层的步骤。

8.一种转印模具，其特征在于：

借由如权利要求5至7中任一所述的转印模具的制造方法来制造。

9.一种零件，其特征在于：

借由如权利要求4或8所述的转印模具来制造。