JP2002307398A

JP2002307398A - マイクロ構造物の製造方法

Info

Publication number: JP2002307398A
Application number: JP2001119850A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Okamoto; 和久岡本; Koichi Yabuuchi; 広一藪内; Yoshito Uehara; 義人上原; Hirobumi Tanaka; 博文田中
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 2001-04-18
Filing date: 2001-04-18
Publication date: 2002-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】加工精度、量産性、製造コストに優れたマイ
クロ構造物の製造方法を提供する。【解決手段】１０μｍ単位で描かれた開口パターンを
有するフォトマスク１１を用意し、平面度のよいガラス
基板１０の上にフォトレジスト１２を塗布し、その上に
フォトマスク１１を置いた状態で、ＵＶ（紫外線）ラン
プ１３を用いて露光する。次にフォトマスク１１を取り
外し、フォトレジスト１２の感光部分を現像した後、ガ
ラス基板１０の露出部分およびフォトレジスト１２の未
露光部分の表面に、無電解めっき等を用いて、Ｎｉ等の
金属薄膜１５を形成する。次に金属薄膜１５の上にＮｉ
電解めっきを施して、金属薄膜１５を成長させる。次に
金属薄膜１５の表面を研磨した後、ガラス基板１０から
剥離し、レジスト残渣を除去し、さらに所望の形状に加
工すると、金属型２０が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ミリメートル単位
より微細な寸法を有するマイクロ構造物の製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図９は、従来のマイクロ構造物の製造に
使用する金型の一例を示す斜視図である。高密度で微細
な凹凸形状を持つ金属型１の上に立体的なピンを構築し
て加工する場合、切削加工についてはＮＣ（数値制御）
加工やレーザ加工、フォトリソグラフィ加工等が適用で
きるが、ピン２等の別部材を接合する加工は困難であ
る。

【０００３】たとえば、直径１０μｍの金属製ピン２を
ピッチ１０μｍで多数配置して溶接する場合、溶接ヘッ
ド３の先端が個々のピン２に接触しなければならない
が、直径数μｍの溶接ヘッド３は製作や操作が困難であ
る。

【０００４】こうした溶接ヘッド３が実現できたとして
も、今度は、微細なピン２の取扱いや位置決めが困難で
あり、溶接熱によるピン２の損傷も懸念される。

【０００５】また、これらの対策を施したとしても、溶
接作業の困難さによって製造コストの上昇が懸念され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、加工
精度、量産性、製造コストに優れたマイクロ構造物の製
造方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、立体形状を有
する原版を用いて高分子材料を成形し、該立体形状を転
写する工程を含むことを特徴とするマイクロ構造物の製
造方法である。

【０００８】本発明に従えば、立体形状を有する原版を
用いて高分子材料を成形し、該立体形状を転写すること
によって、同一形状の成形品を大量に生産できる。その
ため従来と比べて量産性および製造コストの点で有利に
なる。

【０００９】また、原版を用いた転写法は、ミクロン単
位の加工精度を低コストで実現できる。また、高分子材
料は耐衝撃性に優れるため、落下や衝撃による破損を防
止できる。

【００１０】こうした高分子材料として、a)ＰＥＴ（ポ
リエチレンテレフタレート）、ポリイミド、ＬＣＰ（液
晶ポリマー）等の熱可塑性樹脂、b)エポキシ樹脂、フェ
ノール樹脂等の熱硬化性樹脂、等が使用できる。

【００１１】また本発明は、基板上にフォトレジストを
塗布し、パターンを有するフォトマスクを用いて露光し
た後、現像する工程と、基板のレジスト面に金属膜を形
成する工程と、金属膜を剥離した後、該金属膜にレーザ
加工を施して前記原版を形成する工程とを含むことを特
徴とする。

【００１２】本発明に従えば、成形用原版を作製する方
法として、フォトリソグラフィ法を用いて基板上にレジ
ストパターンを形成し、下地処理として、無電解めっ
き、スパッタリング、蒸着等の成膜法を用いて金属膜を
形成し、その後電解めっきを施した後、基板上から剥離
した金属膜にレーザ加工を施している。

【００１３】フォトリソグラフィ法は高精度のレジスト
パターンを実現でき、このレジストパターンを型として
用いて金属膜を形成することによって、高精度の金属膜
が得られる。レーザ加工も高精度の追加工が可能であ
る。その結果、ミクロン単位の加工精度を有する成形用
原版を作製できる。

【００１４】また本発明は、基板上にフォトレジストを
塗布し、パターンを有するフォトマスクを用いて露光し
た後、現像する工程と、基板のレジスト面に金属膜を形
成する工程と、金属膜を剥離した後、該金属膜を用いて
高分子材料を成形する工程と、該成形物にレーザ加工を
施して前記原版を形成する工程とを含むことを特徴とす
る。

【００１５】本発明に従えば、成形用原版を作製する方
法として、フォトリソグラフィ法を用いて基板上にレジ
ストパターンを形成し、下地処理として、無電解めっ
き、スパッタリング、蒸着等の成膜法を用いて金属膜を
形成し、その後電解めっきを施した後、基板上から剥離
した金属膜を用いて高分子材料を成形した後、この成形
物にレーザ加工を施している。

【００１６】フォトリソグラフィ法は高精度のレジスト
パターンを実現でき、このレジストパターンを型として
用いて金属膜を形成することによって、高精度の金属膜
が得られる。この金属膜を型として成形した成形物も金
属製型と比べて精度に遜色がない。レーザ加工も高精度
の追加工が可能である。その結果、ミクロン単位の加工
精度を有する成形用原版を作製できる。

【００１７】また本発明は、高分子基板の表面に金属膜
を形成する工程と、該金属膜の上にフォトレジストを塗
布し、パターンを有するフォトマスクを用いて露光した
後、現像する工程と、露出した部分について、金属膜お
よび高分子基板を所定深さまで除去する工程と、高分子
基板上に残存するレジストおよび金属膜を除去した後、
該高分子基板にレーザ加工を施して前記原版を形成する
工程とを含むことを特徴とする。

【００１８】本発明に従えば、成形用原版を作製する方
法として、高分子基板の表面をケミカル粗化またはドラ
イエッチングなどの下地表面処理を行った後、無電解め
っき、スパッタリング、蒸着等の成膜法を用いて金属膜
を形成した後、金属膜上にレジストを塗布しフォトリソ
グラフィ法を用いて基板上にレジストパターンを形成
し、ケミカルエッチング、レーザ加工等を用いて露出し
た部分について金属膜および高分子基板を所定深さまで
除去する。残存するレジストおよび金属膜を除去した
後、高分子基板にレーザ加工を施している。

【００１９】フォトリソグラフィ法は高精度のレジスト
パターンを実現でき、このレジストパターンを用いて溝
を形成することによって、高精度の立体形状が得られ
る。レーザ加工も高精度の追加工が可能である。その結
果、ミクロン単位の加工精度を有する成形用原版を作製
できる。

【００２０】また本発明は、高分子基板の表面に金属膜
を形成する工程と、該金属膜の上にフォトレジストを塗
布し、パターンを有するフォトマスクを用いて露光した
後、現像する工程と、露出した部分について、金属膜お
よび高分子基板を所定深さまで除去する工程と、高分子
基板上に残存するレジストおよび金属膜を除去した後、
該高分子基板を用いて高分子材料を成形する工程と、該
成形物にレーザ加工を施して前記原版を形成する工程と
を含むことを特徴とする。

【００２１】本発明に従えば、成形用原版を作製する方
法として、高分子基板の表面をケミカル粗化またはドラ
イエッチングなどの下地表面処理を行った後、無電解め
っき、スパッタリング、蒸着等の成膜法を用いて金属膜
を形成した後、金属膜上にレジストを塗布しフォトリソ
グラフィ法を用いて基板上にレジストパターンを形成
し、ケミカルエッチング、レーザ加工等を用いて露出し
た部分について金属膜および高分子基板を所定深さまで
除去する。残存するレジストおよび金属膜を除去した
後、今度はこの高分子基板を用いて高分子材料を成形し
た後、この成形物にレーザ加工を施している。

【００２２】フォトリソグラフィ法は高精度のレジスト
パターンを実現でき、このレジストパターンを用いて溝
を形成することによって、高精度の立体形状が得られ
る。この高分子基板を型として成形した成形物も精度に
遜色がない。レーザ加工も高精度の追加工が可能であ
る。その結果、ミクロン単位の加工精度を有する成形用
原版を作製できる。

【００２３】また本発明は、マイクロ構造物は、プリン
ト配線基板、コプレナー型電気検査用プローブ、マイク
ロストリップ型電気検査用プローブ、ろ過用フィルタま
たはマイクロ流路に設けられたことを特徴とする。

【００２４】本発明に従えば、高精度の微細加工が可能
になるため、コプレナー型電気検査用プローブ、マイク
ロストリップ型電気検査用プローブ、ろ過用フィルタま
たはマイクロ流路を低コストで実現できる。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１は、金属成形型の製造方法の
一例を示す説明図である。まず図１（ａ）に示すよう
に、１０μｍ単位で描かれた開口パターンを有するフォ
トマスク１１を用意し、次に図１（ｂ）に示すように、
平面度のよいガラス基板１０の上にフォトレジスト１２
を塗布し、その上にフォトマスク１１を置いた状態で、
ＵＶ（紫外線）ランプ１３を用いて露光する。このとき
後工程の内容、たとえば孔の有無等に応じてネガマスク
またはポジマスクを選択する。

【００２６】次にフォトマスク１１を取り外し、図１
（ｃ）に示すように、フォトレジスト１２の感光部分を
現像した後、図１（ｄ）に示すように、ガラス基板１０
の露出部分およびフォトレジスト１２の未露光部分の表
面に、無電解めっき、スパッタ、真空蒸着等を用いて、
Ｎｉ等の金属薄膜１５ａを形成する。次に図１（ｅ）に
示すように、金属薄膜１５ａの上にＮｉ電解めっきを施
して、たとえば３００μｍ程度の厚さになるまで金属薄
膜１５ｂを成長させる。

【００２７】次に金属薄膜１５ｂの表面を研磨した後、
ガラス基板１０から剥離し、パターン面に残ったレジス
ト残渣をドライプロセスやケミカルプロセス等で除去
し、さらに所望の形状に加工すると、図１（ｆ）に示す
ような金属型２０が得られる。

【００２８】図２は、樹脂成形型の製造方法の一例を示
す説明図である。まず図２（ａ）に示すように、平面度
のよい合成樹脂基板２１を用意する。合成樹脂基板２１
として、たとえば良好なリジッドを有するエポキシ樹脂
が使用でき、たとえば厚さ５ｍｍの三井化学製エポック
ス（登録商標）のメッキグレード板を使用する。

【００２９】次に図２（ｂ）に示すように、合成樹脂基
板２１の表面をケミカル処理によって粗面化し、次に図
２（ｃ）に示すように、無電解めっき、スパッタ、真空
蒸着等を用いて、Ｎｉ薄膜２２を形成する。次に図２
（ｄ）に示すように、Ｎｉ薄膜２２の上にフォトレジス
ト２３を塗布し、次に図２（ｅ）に示すように、１０μ
ｍ単位で描かれた開口パターンを有するフォトマスク２
４をフォトレジスト２３の上に置いた状態で、ＵＶ（紫
外線）ランプ２５を用いて露光する。このとき後工程の
内容、たとえば孔の有無等に応じてネガマスクまたはポ
ジマスクを選択する。

【００３０】次にフォトマスク２４を取り外し、図２
（ｆ）に示すように、フォトレジスト２３の感光部分を
現像した後、図２（ｇ）に示すように、Ｎｉ薄膜２２の
露出部分にケミカルエッチング等のエッチングまたはＵ
Ｖ−ＹＡＧレーザ等を用いたレーザ加工を施して、Ｎｉ
薄膜２２および合成樹脂基板２１を所定の深さに至るま
で除去する。

【００３１】次に、残ったＮｉ薄膜２２およびフォトレ
ジスト２３を除去すると、図２（ｈ）に示すような樹脂
型３０が得られる。

【００３２】図３は、本発明の第１および第２実施形態
を示す説明図である。まず図３（ａ）に示すように、図
１（ｆ）に示したものと同じように製造された金属型２
０を用意する。金属型２０の表面には配線パターンに対
応する溝１６ｂが形成されている。次に図３（ｂ）に示
すように、金属型２０にＵＶ−ＹＡＧレーザ等を用いて
レーザ加工を施して、直径２０μｍ、深さ１１０μｍの
孔１６ａを形成すると、金属型２０の表面に所望の立体
形状が得られる。

【００３３】次に図３（ｃ）に示すように、金属型２０
を用いてトランスファー成形または射出成形等によって
三井化学製エポックス（登録商標）などの高分子材料を
成形すると、図３（ｄ）に示すように、立体形状が転写
された凸型成形基板１７が得られる。たとえばトランス
ファー成形条件として圧力３５ｋｇｆ／ｃｍ²以上、型
温度１８０℃に設定した場合、直径２０μｍ、高さ１０
０μｍのピンを有する凸型成形基板１７が得られる。

【００３４】次に第２実施形態として、金属型２０から
樹脂型を複製する方法について説明する。これは、金属
型２０がオリジナルであったり、何らかの理由で破損し
たり、短期間に大量生産する場合に、複製成形型を得る
方法である。

【００３５】まず図３（ａ）の金属型２０を用いて、図
３（ｅ）に示すように、トランスファー成形または射出
成形等によって三井化学製エポックス（登録商標）など
の高分子材料を成形し、金属型２０から剥離すると、図
３（ｆ）に示すように、転写された樹脂型１８が得られ
る。次に図３（ｇ）に示すように、樹脂型１８にＵＶ−
ＹＡＧレーザ等を用いてレーザ加工を施して、直径１０
μｍ、深さ１００μｍの孔１６ａを形成すると、樹脂型
１８の表面に所望の立体形状が得られる。

【００３６】以上で得られた凸型成形基板１７や樹脂型
１８を型として、エポキシ樹脂などを成形すると、スル
ーホールと配線パターン形成用溝を備えたプリント配線
基板が容易に製造できる。すなわち凸型成形基板１７や
樹脂型１８を型としてエポキシ樹脂をトランスファー成
形し、成形により得られるエポキシ樹脂基板の厚さを図
３における孔１６ａの深さより小さくすると、エポキシ
樹脂基板には孔１６ａに対応したスルーホールが形成さ
れ、同時に１６ｂに対応した配線パターン用溝が形成さ
れる。このエポキシ樹脂基板の表面に無電解めっきと電
解めっきで、配線パターン用溝が埋まるまで導電層を形
成しその後表面を研磨して、配線パターン形成用溝部以
外の導電層を除去することにより、配線パターンが得ら
れる。表面に導電層を形成する際にスルーホール部にも
導電層を形成すれば表裏の一部を電気接続したプリント
配線基板が得られる。

【００３７】次に図３（ｈ）に示すように、樹脂型１８
を用いてプレス成形、トランスファー成形または射出成
形等によって三井化学製エポックス（登録商標）などの
高分子材料を成形すると、図３（ｉ）に示すように、立
体形状が転写された凸型成形基板１９が得られる。たと
えばトランスファー成形を行った場合、直径１０μｍ、
高さ７５μｍのピンを有する凸型成形基板１９が得られ
る。

【００３８】図４は、本発明の第３および第４実施形態
を示す説明図である。まず図４（ａ）に示すように、図
２（ｈ）に示した樹脂型３０を用意する。次に図４
（ｂ）に示すように、樹脂型３０にＵＶ−ＹＡＧレーザ
等を用いてレーザ加工を施して、直径１０μｍ、深さ１
００μｍの孔２６を形成すると、樹脂型３０の表面に所
望の立体形状が得られる。

【００３９】次に図４（ｃ）に示すように、樹脂型３０
を用いてプレス成形、トランスファー成形または射出成
形等によって三井化学製エポックス（登録商標）などの
高分子材料を成形すると、図４（ｄ）に示すように、立
体形状が転写された凸型成形基板２７が得られる。たと
えばトランスファー成形を行った場合、直径１０μｍ、
高さ７５μｍのピンを有する凸型成形基板２７が得られ
る。

【００４０】次に第４実施形態として、樹脂型３０から
別の樹脂型を複製する方法について説明する。これは、
樹脂型３０がオリジナルであったり、何らかの理由で破
損したり、短期間に大量生産する場合に、複製成形型を
得る方法である。

【００４１】まず図４（ａ）の樹脂型３０を用いて、図
４（ｅ）に示すように、プレス成形、トランスファー成
形または射出成形等によって三井化学製エポックス（登
録商標）などの高分子材料を成形し、樹脂型３０から剥
離すると、図４（ｆ）に示すように、転写された樹脂型
２８が得られる。次に図４（ｇ）に示すように、樹脂型
２８にＵＶ−ＹＡＧレーザ等を用いてレーザ加工を施し
て、直径１０μｍ、深さ１００μｍの孔２６を形成する
と、樹脂型２８の表面に所望の立体形状が得られる。

【００４２】次に図４（ｈ）に示すように、樹脂型２８
を用いてプレス成形、トランスファー成形または射出成
形等によって三井化学製エポックス（登録商標）などの
高分子材料を成形すると、図４（ｉ）に示すように、立
体形状が転写された凸型成形基板２９が得られる。たと
えばトランスファー成形を行った場合、直径１０μｍ、
高さ７５μｍのピンを有する凸型成形基板２９が得られ
る。

【００４３】図５は本発明に係るコプレナー型電気検査
用プローブの一例を示し、図５（ａ）は斜視図、図５
（ｂ）〜図５（ｆ）はその製造方法を示す工程図であ
る。コプレナー型電気検査用プローブは、電気絶縁性の
基板５１の表面に複数の導体パターン５２が埋め込まれ
た構造を成し、中央の導体パターン５２は信号線、両側
の導体パターン５２は接地線として機能する。導体パタ
ーン５２の厚さは約１０μｍである。中央の導体パター
ン５２は、信号取り出し部分（Ｂ側端面）から検査対象
物の測定部分と接触する部分（Ａ側端面）に向かって細
くなるテーパー形状を成し、Ａ側端面の幅は約１０μ
ｍ、Ｂ側端面の幅は約５０μｍである。

【００４４】まず図５（ｂ）に示すように、図１の製法
を用いて導体パターン５２に対応した立体形状を有する
金属型５０を用意する。次に図５（ｃ）に示すように、
トランスファー成形によって三井化学製エポックス（登
録商標）などの高分子材料を成形すると、立体形状が基
板５１の表面に転写される。次に図５（ｄ）に示すよう
に、成形された基板５１を金属型５０から取り出した
後、基板５１の表面に無電解めっきまたはスパッタで銅
等の金属薄膜を形成し、次に図５（ｅ）に示すように、
立体形状の凹部が埋まるまで電解銅メッキを全面に施
す。次に図５（ｆ）に示すように、基板５１の表面が露
出するまで研磨すると、導体パターン５２が分離して、
プローブが完成する。

【００４５】こうした製法では、電解銅メッキを制御す
ることによって１０μｍ以上の厚さを有する導体パター
ン５２も容易に形成できる。そのため、導体断面形状の
アスペクト比（縦寸法：横寸法）が１以上の導体パター
ン５２を形成可能になり、伝送特性インピーダンスの低
減化、許容電流の向上を図ることができる。また、伝送
特性インピーダンスを５０Ωに固定した場合、線幅１０
μｍ以下のプローブも容易に製造できる。

【００４６】さらに、基板５１を厚くすることで、プロ
ーブ自体の剛性を高めることができ、従来のように反り
やうねり等の変形を抑制できる。

【００４７】また、この製法を用いることで、片面の高
密度回路基板、高密度パッケージ、高密度コイル等も製
造することができる。

【００４８】図６は本発明に係るろ過用フィルタの一例
を示し、図６（ａ）は斜視図、図６（ｂ）は製造途中の
斜視図、図６（ｃ）〜図６（ｉ）はその製造方法を示す
工程図である。ろ過用フィルタは、基板５９の厚さ方向
に直径２０μｍの貫通孔がピッチ５０μｍで形成された
構造を成し、貫通孔より大きな異物を阻止する機能を有
する。

【００４９】まず図６（ｃ）に示すように、貫通孔パタ
ーンに対応した立体形状を有する成形型５５を用意す
る。成形型５５は、図３（ｂ）の金属型２０、図３
（ｆ）の樹脂型１８、図４（ｂ）の樹脂型３０、図４
（ｆ）の樹脂型２８のいずれでも構わないが、ここでは
図３（ｆ）の樹脂型１８を適用した例を説明する。

【００５０】成形型５５は、三井化学製エポックス（登
録商標）などの高分子材料で、３ｃｍ角、厚さ５ｍｍの
基板に、ＵＶ−ＹＡＧレーザまたはエキシマレーザ等を
用いてレーザ加工を行い、直径２０μｍ、深さ１００μ
ｍ以上の孔がピッチ５０μｍで形成されたものである。

【００５１】次に図６（ｄ）に示すように、トランスフ
ァー成形によって高分子材料を成形すると、図６（ｅ）
に示す凸型基板５６が得られる。次に図６（ｆ）に示す
ように、凸型基板５６をプレス成形機に置いて、高分子
材料を厚さ２ｍｍ程度にプレス成形すると、図６（ｇ）
に示す凹型基板５７が得られる。この段階の凹型基板５
７を図６（ｂ）に示す。

【００５２】次に図６（ｈ）に示すように、凹型基板５
７の表面側を吸引治具５８に真空吸着させて固定した
後、ＮＣ旋盤や研磨機を用いて裏面側を切削して、厚さ
１．９ｍｍ程度に加工し、貫通孔を形成すると、図６
（ｉ）に示すように、基板５９から成る差込型のろ過用
フィルタが得られる。

【００５３】凸型基板５６や凹型基板５７を構成する高
分子材料として、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂が使用で
き、たとえば三井化学製エポックス（登録商標）や三井
化学製アーレン（登録商標）が使用できる。

【００５４】こうした製法では、凹型基板５７を厚く形
成できるため、フィルタ自体の剛性を高めることがで
き、従来のように反りやうねり等の変形を抑制できる。

【００５５】図７は本発明に係るマイクロ流路の一例を
示し、図７（ａ）は全体斜視図、図７（ｂ）は部分拡大
図、図７（ｃ）〜図７（ｈ）はその製造方法を示す工程
図である。マイクロ流路は、溝加工によって微細な流路
が形成されたベース基板６０と、流路を覆うようにベー
ス基板６０に接合されたカバー基板６１などで構成され
る。

【００５６】ベース基板６０には、微細流路として、順
次、入力孔６２、バッファ室６３、連通路６４、バッフ
ァ室６６、出力孔６７が形成される。連通路６４には、
流路抵抗を付与するための多数の杭６５が設けられる。
カバー基板６１は、これらの流路を液密的に封止する。

【００５７】連通路６４の寸法は、たとえば幅５００μ
ｍ×深さ１００μｍ程度である。杭６５の寸法は、たと
えば直径２０μｍ×高さ１００μｍ程度である。マイク
ロ流路の流路形状は、図示したものに限られず、用途に
応じて適宜変更される。

【００５８】まず図６（ｃ）に示すように、貫通孔パタ
ーンに対応した立体形状を有する成形型５５を用意す
る。成形型５５は、図３（ｂ）の金属型２０、図３
（ｆ）の樹脂型１８、図４（ｂ）の樹脂型３０、図４
（ｆ）の樹脂型２８のいずれでも構わないが、ここでは
図３（ｆ）の樹脂型１８を適用した例を説明する。

【００５９】次に図６（ｄ）に示すように、フォトリソ
グラフィまたはレーザ加工を用いて成形型５５に直径２
０μｍの孔を形成した後、次に図６（ｅ）に示すよう
に、トランスファー成形または射出成形等によって三井
化学製エポックス（登録商標）などの高分子材料を成形
してベース基板６０を形成し、ベース基板６０に流路立
体形状に対応した流路を転写する。

【００６０】次に図６（ｆ）に示すように、成形された
ベース基板６０を成形型５５から取り出して、図６
（ｇ）に示すように、カバー基板６１としてＰＥＴ（ポ
リエチレンテレフタレート）、ＰＩ（ポリイミド）等の
熱可塑性樹脂から成るシートを用いて、ベース基板６０
の流路面の上に置いて、プレス圧着や熱溶着などで両者
を接合し、図６（ｈ）に示すように、流路を封止する。

【００６１】次に直径１００μｍのマイクロドリルを用
いて、ベース基板６０の側面に入力孔６２および出力孔
６７を形成すると、図６（ａ）に示すようなマイクロ流
路が得られる。

【００６２】こうした製法では、マイクロ流路を樹脂で
製作できるため、流路抵抗となる杭６５を容易に形成で
きる。また、従来のガラス基板にドライプロセスを適用
する方法と比べて、落下や衝撃に対する耐久性が向上す
る。

【００６３】また、ベース基板６０を構成する高分子材
料として、屈折率がガラスと類似した材料、たとえば三
井化学製アベル（登録商標）等の熱可塑性樹脂を使用す
ることによって、マイクロ流路の途中で分析用レーザ光
を照射するオンライン分析が可能になる。

【００６４】図８は本発明に係るマイクロストリップ型
電気検査用プローブの一例を示し、図８（ａ）は表側の
斜視図、図８（ｂ）は裏側の斜視図、図８（ｃ）〜図８
（ｎ）はその製造方法を示す工程図である。マイクロス
トリップ型電気検査用プローブは、エポキシ樹脂等の電
気絶縁性の高分子材料７１と、高分子材料７１の表面側
に形成された導体パターン７２ａと、高分子材料７１の
裏面側に形成されたパッド部７５ａおよび導体パターン
７５ｇと、表側の導体パターン７２ａと裏側のパッド部
７５ａとを電気的に接続するスルー導体７２ｃなどで構
成される。

【００６５】導体パターン７２ａの底面および両側面は
高分子材料７１の中に埋め込まれている。導体パターン
７２ａの表面は露出し、高分子材料７１の表面とほぼ同
一平面を成して、いわゆるコプレナータイプの導波路を
構成する。

【００６６】パッド部７５ａは、同軸ケーブル等の信号
ケーブルと電気接続する役割を有する。導体パターン７
５ｇは、パッド部７５ａの周囲を所定距離隔てて取り囲
んで、シールド用のグランドパターンとして機能する。

【００６７】たとえば、導体パターン７２ａを伝送特性
インピーダンスＺｏ＝５０Ωのマイクロストリップとし
て形成する場合、導体パターン７２ａの底面および両側
面が高分子材料７１に埋め込まれていることを考慮し、
エポキシ樹脂の誘電率３．６を用いて、被検査基板と接
触する端部における導体幅を１０μｍに設定すると、導
体パターン７２ａと裏側の導体パターン７５ｇとの間隔
は６．５μｍと算出される。

【００６８】一方、信号ラインと同軸ケーブルとの電気
接続を確実にするため、高分子材料７１を貫通するスル
ー導体７２ｃを形成し、裏面側にパッド部７５ａを形成
し、パッド部７５ａの直径を１００μｍに設定してい
る。

【００６９】まず図８（ｃ）に示すように、導体パター
ン７２ａを形成するための凸部７３ａおよびスルー導体
７２ｃを形成するための凸部７３ｃを備えた原版７３を
用意して、成形用金型に取り付ける。凸部７３ａの高さ
は、導体パターン７２ａの厚みに相当し、たとえば１０
μｍ程度に設定される。凸部７３ｃの高さは、スルー導
体７２ｃの長さに相当し、たとえば１６．５μｍ程度に
設定される。

【００７０】次に図８（ｄ）に示すように、金型温度を
１８０℃に保持した状態で、たとえば三井化学製エポッ
クス（登録商標）などの高分子材料７１を注入してトラ
ンスファー成形を行う。次に図８（ｅ）に示すように、
硬化した高分子材料７１を金型から取り出すと、材料表
面に凸部７３ａ，７３ｃがそれぞれ転写されて、凸部７
３ａの形状に対応した凹部７１ａおよび凸部７３ｃの形
状に対応した凹部７１ｃが形成される。成形品の寸法
は、たとえば３０ｍｍ角×厚み０．３ｍｍ程度である。

【００７１】次に図８（ｆ）に示すように、成形品の表
面全体に、たとえばＣｕやＮｉ等の無電解メッキおよび
電解メッキを施して、導電層７２を形成する。導電層７
２の厚みは、たとえば３０μｍ程度である。

【００７２】次に図８（ｇ）に示すように、凹部７１
ａ，７１ｃの外側に存在する導電層７２を切削加工や研
磨加工等で除去して、凹部７１ａ，７１ｃの内側に存在
する導電層７２だけを残して、導体パターン７２ａおよ
びスルー導体７２ｃを形成する。このとき導体パターン
７２ａの厚みは１０μｍ程度であり、スルー導体７２ｃ
の長さは１６．５μｍ程度である。

【００７３】次に図８（ｈ）に示すように、成形品の表
側を熱溶解ワックスで治具７４に固定した後、図８
（ｉ）に示すように、成形品の裏面を切削加工や研磨加
工等で除去して、スルー導体７２ｃが裏側に露出した段
階で除去加工を止める。

【００７４】次に図８（ｊ）に示すように、成形品の裏
面全体に、たとえばＣｕやＮｉ等の無電解メッキおよび
電解メッキを施して、導電層７５を形成する。導電層７
５の厚みは、たとえば３０μｍ程度である。次に図８
（ｋ）に示すように、導電層７５の表面を研磨して平滑
化する。

【００７５】次に図８（ｌ）に示すように、導電層７５
の表面に、パッド部７５ａおよび導体パターン７５ｇの
形状に対応したリング抜きパターンのフォトレジスト７
６を印刷する。次に図８（ｍ）に示すように、導電層７
５の露出部分をエッチングで除去して、パッド部７５ａ
と導体パターン７５ｇとの間に５０μｍ程度の絶縁ギャ
ップを形成する。

【００７６】次に図８（ｎ）に示すように、フォトレジ
スト７６を除去した後、ＴｉやＮｉ−Ｐ等の電解メッキ
を薄く施して、導体表面の耐摩耗性を向上させる。次に
所定パターンのソルダーレジストを両面に形成すると、
電気検査用プローブが完成する。

【００７７】こうした製法では、導体パターンの幅１０
μｍ、厚み１０μｍ、基板全体の厚さ０．３ｍｍ程度の
マイクロストリップ型電気検査用プローブが得られる。

【００７８】また、導体断面形状のアスペクト比（縦寸
法：横寸法）が１以上の導体パターン５２を形成可能に
なり、伝送特性インピーダンスの低減化、許容電流の向
上を図ることができる。また、伝送特性インピーダンス
を５０Ωに固定した場合、線幅１０μｍ以下のプローブ
も容易に製造できる。

【００７９】さらに、基板５１を厚くすることで、プロ
ーブ自体の剛性を高めることができ、従来のように反り
やうねり等の変形を抑制できる。

【００８０】

【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、立
体形状を有する原版を用いて高分子材料を成形し、該立
体形状を転写することによって、同一形状の成形品を大
量に生産できる。そのため従来と比べて量産性および製
造コストの点で有利になる。

【００８１】また、原版を用いた転写法は、ミクロン単
位の加工精度を低コストで実現できる。また、高分子材
料は耐衝撃性に優れるため、落下や衝撃による破損を防
止できる。

【００８２】また、高精度の微細加工が可能になるた
め、プリント配線基板、コプレナー型電気検査用プロー
ブ、マイクロストリップ型電気検査用プローブ、ろ過用
フィルタまたはマイクロ流路を低コストで実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】金属成形型の製造方法の一例を示す説明図であ
る。

【図２】樹脂成形型の製造方法の一例を示す説明図であ
る。

【図３】本発明の第１および第２実施形態を示す説明図
である。

【図４】本発明の第３および第４実施形態を示す説明図
である。

【図５】本発明に係るコプレナー型電気検査用プローブ
の一例を示し、図５（ａ）は斜視図、図５（ｂ）〜図５
（ｆ）はその製造方法を示す工程図である。

【図６】本発明に係るろ過用フィルタの一例を示し、図
６（ａ）は斜視図、図６（ｂ）は製造途中の斜視図、図
６（ｃ）〜図６（ｉ）はその製造方法を示す工程図であ
る。

【図７】本発明に係るマイクロ流路の一例を示し、図７
（ａ）は全体斜視図、図７（ｂ）は部分拡大図、図７
（ｃ）〜図７（ｈ）はその製造方法を示す工程図であ
る。

【図８】本発明に係るマイクロストリップ型電気検査用
プローブの一例を示し、図８（ａ）は表側の斜視図、図
８（ｂ）は裏側の斜視図、図８（ｃ）〜図８（ｎ）はそ
の製造方法を示す工程図である。

【図９】従来のマイクロ構造物の製造のための金型の製
作方法の一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ガラス基板１１フォトマスク１２フォトレジスト１３ＵＶ（紫外線）ランプ１５金属薄膜１６孔１７凸型成形基板１８樹脂型１９凸型成形基板２０金属型２１合成樹脂基板２２Ｎｉ薄膜２３フォトレジスト２４フォトマスク２５ＵＶ（紫外線）ランプ２６孔２７凸型成形基板２９凸型成形基板３０樹脂型

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者上原義人千葉県袖ケ浦市長浦580−32 三井化学株式会社内 (72)発明者田中博文東京都千代田区霞が関三丁目２番５号三井化学株式会社内Ｆターム(参考） 2G011 AA10 AA16 AB06 AC14 AC32 AD01 AE00 AF07 2H097 CA12 GA00 LA20 4M104 AA10 BB04 BB05 CC01 DD24 DD34 DD37 DD52 DD53 DD75 FF13 GG20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】立体形状を有する原版を用いて高分子材
料を成形し、該立体形状を転写する工程を含むことを特
徴とするマイクロ構造物の製造方法。
【請求項２】基板上にフォトレジストを塗布し、パタ
ーンを有するフォトマスクを用いて露光した後、現像す
る工程と、基板のレジスト面に金属膜を形成する工程と、金属膜を剥離した後、該金属膜にレーザ加工を施して前
記原版を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項
１記載のマイクロ構造物の製造方法。
【請求項３】基板上にフォトレジストを塗布し、パタ
ーンを有するフォトマスクを用いて露光した後、現像す
る工程と、基板のレジスト面に金属膜を形成する工程と、金属膜を剥離した後、該金属膜を用いて高分子材料を成
形する工程と、該成形物にレーザ加工を施して前記原版を形成する工程
とを含むことを特徴とする請求項１記載のマイクロ構造
物の製造方法。
【請求項４】高分子基板の表面に金属膜を形成する工
程と、該金属膜の上にフォトレジストを塗布し、パターンを有
するフォトマスクを用いて露光した後、現像する工程
と、露出した部分について、金属膜および高分子基板を所定
深さまで除去する工程と、高分子基板上に残存するレジストおよび金属膜を除去し
た後、該高分子基板にレーザ加工を施して前記原版を形
成する工程とを含むことを特徴とする請求項１記載のマ
イクロ構造物の製造方法。
【請求項５】高分子基板の表面に金属膜を形成する工
程と、該金属膜の上にフォトレジストを塗布し、パターンを有
するフォトマスクを用いて露光した後、現像する工程
と、露出した部分について、金属膜および高分子基板を所定
深さまで除去する工程と、高分子基板上に残存するレジストおよび金属膜を除去し
た後、該高分子基板を用いて高分子材料を成形する工程
と、該成形物にレーザ加工を施して前記原版を形成する工程
とを含むことを特徴とする請求項１記載のマイクロ構造
物の製造方法。
【請求項６】マイクロ構造物は、プリント配線基板、
コプレナー型電気検査用プローブ、マイクロストリップ
型電気検査用プローブ、ろ過用フィルタまたはマイクロ
流路に設けられたことを特徴とする請求項１〜５のいず
れかに記載のマイクロ構造物の製造方法。