JP2004124212A

JP2004124212A - メッキ部品及びその製造方法

Info

Publication number: JP2004124212A
Application number: JP2002292567A
Authority: JP
Inventors: Ryuzo Fukao; 深尾　隆三
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 2002-10-04
Filing date: 2002-10-04
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】薄型にして垂直面の高さが大きなメッキ部品を提供すること、及びかかるメッキ部品を高価かつ大掛かりな装置や複雑なプロセスを用いることなく容易かつ高能率に作製可能な方法を提供すること。
【解決手段】メッキ部品１については、プレート状の薄肉部２と当該薄肉部２の片面より起立された台座状の厚肉部３とからなり、薄肉部２の表裏両面が鏡面で、所定の角隅部に面取り４が施されているという構成にする。製造方法については、メッキ部品１の薄肉部２に相当する浅い第１凹部１２とメッキ部品１の厚肉部３に相当する深い第２凹部１３とが形成された犠牲基板１１の凹部形成面に電気メッキを施して前記各凹部内にメッキ堆積物１５を充填し、余剰のメッキ堆積物を除去して所定形状のメッキ部品１を成形した後、犠牲基板１１より成形されたメッキ部品１を取り出すという構成にした。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、メッキ部品及びその製造方法に係り、特に、エレクトロニクスやオプトエレクトロニクスの分野における精密部品として種々の用途に適用可能な微細メッキ部品とその製造方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種電子デバイス及び光学デバイス等において、微細メッキを用いた精密加工技術の開発が進展している。例えば電子デバイス関連では、従来から電解鋳造法を用いた精密マスクや各種微細部品が作製されており、最近では、ＬＳＩウェハ上にメッキにより再配線を施したり、微小コイルを形成することが盛んに行われている。また、厚膜レジストを用いて形成された狭い開口内にアスベクト比の高いメッキ構造を形成するＬＩＧＡ法と呼ばれる技術が開発されており、これを用いて例えば光スイッチなどの光学部品用の垂直ミラーが作製されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかしながら、これらの方法はいずれもフォトレジストを用いて形成された開口内にメッキ堆積物を充填する方式のものであるため、前記ＬＩＧＡ法においても極度に開口幅を狭めた場合はメッキ液の滞留等により反応が進まず、薄型にして垂直面の高さが大きな垂直ミラーなどのメッキ部品を作製することが難しいという問題がある。また、これらの方法はいずれもワーク全体について加工するものであり、局所領域での選択メッキを行う場合にはきわめて複雑な工程を要するので、垂直ミラーなどのメッキ部品を効率よく作製することが難しいという問題もある。特に、ＬＩＧＡ法は、放射線によりフォトレジストの露光を行う方式であるため、高価かつ大掛かりな装置を必要とし、製品であるメッキ部品の製造コストが高価になる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２３０７４
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる従来技術の実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、薄型にして垂直面の高さが大きなメッキ部品を提供すること、及びかかるメッキ部品を高価かつ大掛かりな装置や複雑なプロセスを用いることなく容易かつ高能率に作製可能な方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の目的を達成するため、メッキ部品については、メッキ堆積物をもって一体に形成され、薄肉部と当該薄肉部の片面より起立された厚肉部とを有するという構成にした。
【０００７】
このように、薄肉部と当該薄肉部の片面より起立された厚肉部とを有するメッキ部品をメッキ堆積物をもって一体に形成すると、薄肉部と厚肉部との間に継ぎ目が形成されないので、この種のメッキ部品の精度及び強度を高めることができる。また、機械加工などによって薄肉部と厚肉部とを有する部品を製造する場合に比べて所望形状のメッキ部品を容易に製造することができるので、この種の部品の製造コストを低減することができる。さらに、メッキ部品を例えばデバイス基板等に取り付ける際に厚肉部を台座として利用することができるので、デバイス基板等に対するメッキ部品の組立性を高めることができる。
【０００８】
また、前記構成のメッキ部品において、前記薄肉部及び前記厚肉部に形成される各角隅部の全部又は一部に面取りが施されているという構成にした。
【０００９】
このように、薄肉部及び厚肉部に形成される各角隅部の全部又は一部に面取りを施すと、製造段階及び組立段階におけるメッキ部品の取り扱いを容易なものにすることができるので、この種のメッキ部品の生産性及び組立性を高めることができる。
【００１０】
また、前記構成のメッキ部品において、前記薄肉部及び前記厚肉部を構成する各面のうち、少なくとも前記薄肉部の片面が鏡面仕上げされているという構成にした。
【００１１】
このように、少なくとも薄肉部の片面を鏡面仕上げすると、当該鏡面仕上げされた面を例えば光スイッチ等の垂直ミラーとして利用できるので、この種のメッキ部品の適用範囲を広げることができる。
【００１２】
また、前記構成のメッキ部品において、前記薄肉部をプレート状に形成するという構成にした。
【００１３】
このように、薄肉部をプレート状に形成すると、当該プレート状に形成された面を例えば光スイッチ等の垂直ミラーとして利用できるので、この種のメッキ部品の適用範囲を広げることができる。
【００１４】
一方、本発明は、前記の目的を達成するため、メッキ部品の製造方法については、犠牲基板の片面に第１凹部を形成すると共に、前記第１凹部の底面に前記第１凹部の深さよりも大きな開口幅を有する第２凹部を形成する工程と、前記犠牲基板の凹部形成面にメッキを施し、前記第１凹部内及び前記第２凹部内にメッキ堆積物を充填する工程と、余剰の前記メッキ堆積物を除去し、前記第１凹部内に充填された前記メッキ堆積物の厚みを調整する工程と、前記犠牲基板より前記第１凹部内及び前記第２凹部内に充填されたメッキ堆積物よりなるメッキ部品を取り出す工程とを含むという構成にした。
【００１５】
このように、犠牲基板の片面に第１凹部と当該第１凹部の深さよりも大きな開口幅を有する第２凹部を形成し、これら第１凹部内及び第２凹部内にメッキ堆積物を充填すると、浅い第１凹部をもってメッキ部品の薄肉部を形成することができるので、犠牲基板にＬＩＧＡ法におけるような開口幅が小さくて深い凹部を形成する必要がなく、アスペクト比の高い薄肉部を有するメッキ部品を容易かつ精密に製造することができる。また、ＬＩＧＡ法を用いる場合のように高価かつ大掛かりな装置や複雑なプロセスを用いる必要がないので、所要形状のメッキ部品を高能率に製造することができる。さらに、犠牲基板の片面に第１凹部を形成すると共に、当該第１凹部の底面に第２凹部を形成するので、薄肉部と当該薄肉部の片面より起立された厚肉部とを有するメッキ堆積物からなるメッキ部品を得ることができる。
【００１６】
また、前記構成のメッキ部品の製造方法において、導電性材料をもって前記犠牲基板を形成し、当該犠牲基板を一方の電極として前記メッキ堆積物の充填を行うという構成にした。
【００１７】
このように、導電性材料をもって犠牲基板を形成し、当該犠牲基板を一方の電極としてメッキ堆積物の充填を行うと、犠牲基板に何ら前処理を行う必要がないので、メッキ部品の製造を容易化することができる。
【００１８】
また、前記構成のメッキ部品の製造方法において、非導電性材料をもって前記犠牲基板を形成し、前記第１凹部及び前記第２凹部の形成後、前記メッキ堆積物の充填前に、前記犠牲基板の凹部形成面に給電膜の形成を行い、当該給電膜を一方の電極として前記メッキ堆積物の充填を行うという構成にした。
【００１９】
このように、非導電性材料をもって犠牲基板を形成すると、犠牲基板材料としてガラスやファインセラミックそれにプラスチックを用いることができるので、犠牲基板の低コスト化ひいては製品であるメッキ部品の低コスト化を図ることができる。
【００２０】
また、前記構成のメッキ部品の製造方法において、前記余剰のメッキ堆積物の除去を機械研磨又は化学研磨若しくはこれらの組合せにより行うという構成にした。
【００２１】
このように、余剰のメッキ堆積物の除去を機械研磨又は化学研磨若しくはこれらの組合せにより行うと、余剰のメッキ堆積物を効率よく除去することができるので、メッキ部品の製造時間を短縮することができ、メッキ部品の低コスト化を図ることができる。また、研磨面を鏡面仕上げすることもできるので、光スイッチに適用される垂直ミラー等の製造を容易に行うことができる。
【００２２】
また、前記構成のメッキ部品の製造方法において、前記機械研磨又は化学研磨若しくはこれらの組合せにより、前記メッキ堆積物の研磨面を鏡面仕上げするという構成にした。
【００２３】
このように、機械研磨又は化学研磨若しくはこれらの組合せによりメッキ堆積物の研磨面を鏡面仕上げすると、余剰メッキ堆積物の除去と薄肉部の厚み調整と鏡面の形成とを一連の研磨加工によって同時に行うことができるので、ミラー面を有するメッキ部品の製造を容易化することができ、この種のメッキ部品の製造コストを低減することができる。
【００２４】
また、前記構成のメッキ部品の製造方法において、前記犠牲基板の片面に前記第１凹部及び前記第２凹部を形成する工程で、前記第１凹部の底面及び／又は前記第２凹部の底面を鏡面仕上げするという構成にした。
【００２５】
このように、第１凹部の底面及び／又は第２凹部の底面を鏡面仕上げすると、各凹部内にメッキ堆積物を充填するだけで鏡面を有するメッキ部品を製造することができるので、光スイッチに適用される垂直ミラー等の製造を容易に行うことができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、光通信などの分野に適用される垂直ミラーを例にとって、本発明に係るメッキ部品及びその製造方法の実施形態を説明する。
【００２７】
図１に示すように、本例のメッキ部品１は、プレート状の薄肉部２と当該薄肉部２の片面より起立された台座状の厚肉部３とからなり、薄肉部２の表裏両面が鏡面に仕上げられている。このメッキ部品１は、例えばニッケル、銅、銀、亜鉛、スズ、クロム又は鉄などの金属材料若しくはこれらの金属材料群より選択された１種の金属材料に他の金属材料又は非金属材料が添加された合金材料からなるメッキ堆積物をもって一体に形成されており、前記薄肉部２と前記厚肉部３との間には継ぎ目が形成されていない。また、本例のメッキ部品１には、厚肉部３が突出されない一面の角隅部を除く各角隅部に、それぞれ面取り４が施されている。なお、図１の例においては、曲面状の面取り４が施されているが、かかる構成に代えて斜面状の面取りを施すこともできる。
【００２８】
本例のメッキ部品１は、図２に示すように、厚肉部３の裏面を例えばデバイス基板５の表面に接着し、薄肉部２をデバイス基板５に対して垂直に設定することによって、光通信機器における垂直ミラーなどとして使用される。
【００２９】
このように、本例のメッキ部品１は、薄肉部２をプレート状に形成し、かつ、当該薄肉部２の表裏両面を鏡面に仕上げたので、例えば光通信機器に備えられる光スイッチの垂直ミラー等として利用することができる。そして、本例のメッキ部品１は、薄肉部２と当該薄肉部２の片面より起立された厚肉部３とを有するメッキ部品１をメッキ堆積物をもって一体に形成したので、薄肉部２と厚肉部３との間に継ぎ目が形成されず、薄肉部２と厚肉部３とを何らかの継手を介して接続する構成のメッキ部品に比べて精度及び強度を高めることができる。また、機械加工などによって薄肉部２と厚肉部３とを有する部品を製造する場合に比べて所望形状の部品を容易に製造することができるので、この種の部品の製造コストを低減することができる。また、メッキ部品１をデバイス基板５等に取り付ける際に、厚肉部３を台座として利用することができるので、デバイス基板５等に対するメッキ部品１の組立性を高めることができる。さらに、メッキ部品１の角隅部に面取り４を施したので、製造段階及び組立段階におけるメッキ部品１の取り扱いを容易なものにすることができ、メッキ部品１の生産性及び組立性を高めることができる。
【００３０】
以下、前記実施形態例に係るメッキ部品１の製造方法を、図３乃至図６に基づいて説明する。
【００３１】
まず、図３に示すように、犠牲基板１１の片面に前記薄肉部２の基になる浅い第１凹部１２を形成すると共に、当該第１凹部１２の底面に前記厚肉部３の基になる第１凹部１２の深さｄよりも大きな開口幅ｓを有する第２凹部１３を形成する。犠牲基板材料としては、ガラス、アクリルなどのプラスチック及びステンレスなどの金属が目的に応じて使い分けられる。また、第１凹部１２及び第２凹部１３の形成方法としては、機械研削、レーザ加工及びエッチング等が加工部の形状や加工量に応じて使い分けられる。前記実施形態例に係るメッキ部品１のように薄肉部２の表裏両面が鏡面仕上げされたメッキ部品を得る場合には、少なくとも第１凹部１２の底面が鏡面仕上げされる。また、前記実施形態例に係るメッキ部品１のように厚肉部３が突出されない一面の角隅部を除く各角隅部に面取り４を有するメッキ部品１を得る場合には、犠牲基板１１の対応する部分に面取り１４が施される。このように、犠牲基板１１に所要の鏡面仕上げ及び面取り１４を施しておくと、第１凹部１２及び第２凹部１３内にメッキ堆積物を充填するだけで鏡面及び面取りを有するメッキ部品１を製造することができ、後加工を省略又は減少することができるので、所望のメッキ部品の製造を容易化できてその製造コストを低減することができる。また、犠牲基板１１に所要の面取り１４を施しておくと、犠牲基板１１からのメッキ部品１の取り出しを容易化することができるので、メッキ部品１の量産性及び歩留まりを改善することができる。
【００３２】
次に、図４に示すように、犠牲基板１１の第１凹部１２及び第２凹部１３の形成面に電気メッキを施し、第２凹部１３が完全に埋まるまでメッキ堆積物１５が堆積される。なお、犠牲基板１１としてガラスやプラスチックなどの非導電性材料からなるものを用いる場合には、電気メッキに先立って犠牲基板１１の第１凹部１２及び第２凹部１３の形成面に給電膜の形成を行い、しかる後に電気メッキを行う。なお、給電膜の形成は、例えば無電解メッキや真空蒸着それにスパッタリング等によって行うことができる。犠牲基板１１として導電性材料からなるものを用いると、メッキ堆積物１５の形成に先立って犠牲基板１１に何ら前処理を行う必要がないので、メッキ部品１の製造を容易化することができる。また犠牲基板１１として非導電性材料からなるものを用いると、犠牲基板材料として安価なガラスやファインセラミックそれにプラスチックを用いることができるので、犠牲基板１１の低コスト化ひいては製品であるメッキ部品１の低コスト化を図ることができる。
【００３３】
次に、形成されたメッキ堆積物１５の余剰部分を研磨し、図５に示すように、平坦で所定の厚みの薄肉部２を形成する。メッキ堆積物１５の研磨は、犠牲基板１１とメッキ堆積物１５との界面まで行い、薄肉部２の厚みを犠牲基板１１に形成された第１凹部１２の深さｄで規制することもできるし、犠牲基板１１とメッキ堆積物１５との界面以下まで行い、薄肉部２の厚みを所定の値に仕上げることもできる。前記実施形態例に係るメッキ部品１のように薄肉部２の表裏両面が鏡面仕上げされたメッキ部品を得る場合には、仕上げ段階において精密研磨が施される。なお、メッキ堆積物１５の研磨は、機械研磨又は化学研磨若しくはこれらの組合せにより行うことができる。このように、メッキ堆積物１５の研磨を機械研磨又は化学研磨若しくはこれらの組合せにより行うと、余剰のメッキ堆積物１５を効率よく除去することができるので、メッキ部品１の製造時間を短縮することができ、メッキ部品１の低コスト化を図ることができる。また、余剰のメッキ堆積物１５の除去と薄肉部２の厚み調整と鏡面の形成とを一連の研磨加工によって同時に行うことができるので、ミラー面を有するメッキ部品１の製造を容易化することができ、この種のメッキ部品１の製造コストを低減することができる。
【００３４】
最後に、研磨後の加工品を犠牲基板１１から取り出し、必要に応じてバリ取りなどの後処理を施して図６に示す製品であるメッキ部品１を得る。なお、１枚の犠牲基板１１から複数個のメッキ部品１を多数個取りする場合には、必要に応じて犠牲基板１１からの加工品の取り出し前若しくは取り出し後にエッチングやダイシング等によりメッキ部品１を各個片に分離する。
【００３５】
このように、本例のメッキ部品の製造方法は、犠牲基板１１の片面に第１凹部１２と当該第１凹部１２の深さｄよりも大きな開口幅ｓを有する第２凹部１３を形成し、これら第１凹部１２内及び第２凹部１３内にメッキ堆積物１５を充填するので、浅い第１凹部１２をもってメッキ部品１の薄肉部２を形成することができ、犠牲基板１１にＬＩＧＡ法におけるような開口幅が小さくて深い凹部を形成する必要がないことから、アスペクト比の高い薄肉部２を有するメッキ部品１を容易かつ精密に製造することができる。また、ＬＩＧＡ法を用いる場合のように高価かつ大掛かりな装置や複雑なプロセスを用いる必要がないので、所要形状のメッキ部品１を高能率に製造することができる。さらに、犠牲基板１１の片面に第１凹部１２を形成すると共に、当該第１凹部１２の底面に第２凹部１３を形成するので、薄肉部２と当該薄肉部２の片面より起立された厚肉部３とを有するメッキ堆積物からなるメッキ部品１を得ることができる。
【００３６】
以下、本発明に係るメッキ部品１及びその製造方法の一実施例を示す。
【００３７】
まず、厚さが１ｍｍのガラス製犠牲基板１１の片面に、機械加工により深さが１０μｍ、幅が１５０μｍ、奥行きが１５０μｍの第１凹部１２を形成した。次いで、当該第１凹部１２の底面に、同じく機械加工により深さが１５０μｍ、開口幅が５０μｍ、奥行きが１５０μｍの第２凹部１３を形成した。
【００３８】
次いで、犠牲基板１１の第１凹部１２及び第２凹部１３の形成面にニッケル−リン合金を無電解メッキし、厚さが０．２μｍの給電膜を形成した。この際、無電解メッキの条件を調整し、犠牲基板１１と給電膜との密着性が強くなりすぎないように調整した。
【００３９】
次いで、この給電膜を一方の電極としてニッケルを電気メッキし、第２凹部１３が完全に埋まるまでニッケルメッキ堆積物１５を堆積した。
【００４０】
次いで、犠牲基板１１とニッケルメッキ堆積物１５との界面まで機械研磨を行い、機械研磨の最終段階で精密研磨を行って、厚みが１０μｍの薄肉部２を形成した。
【００４１】
最後に、研磨後の加工品を犠牲基板１１から取り出し、図１及び図６に示すメッキ部品１を得た。これにより、極めて垂直精度が高く、かつ光の反射率が高い光通信機器用の垂直ミラーが得られた。
【００４２】
なお、前記実施例においては、電気メッキ材料としてニッケルを用いたが、メッキ部品１の用途によっては、銅、銀、亜鉛、スズ、クロム又は鉄などの金属材料若しくはこれらの金属材料群より選択された１種の金属材料に他の金属材料又は非金属材料が添加された合金材料を用いることもできる。
【００４３】
また、前記実施例においては、薄肉部２の表裏両面を鏡面に仕上げたが、メッキ部品１の用途によっては、他の面を鏡面に仕上げることもできるし、鏡面仕上げを省略することもできる。
【００４４】
さらに、前記実施例においては、犠牲基板１１の角隅部に面取り１４を施したが、犠牲基板１１からのメッキ部品１の取り出しが容易に行える場合には、これを省略することもできる。
【００４５】
その他、前記実施例においては、垂直ミラーの製造を例にとって説明したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、凹面鏡などの光学部品の製造及び高周波アンテナなどの無線通信部品の製造に応用することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るメッキ部品は、薄肉部と当該薄肉部の片面より起立された厚肉部とを有するメッキ部品をメッキ堆積物をもって一体に形成したので、薄肉部と厚肉部との間に継ぎ目が形成されず、高精度にして耐久性に優れる。また、機械加工などによって薄肉部と厚肉部とを有する部品を製造する場合に比べて所望形状のメッキ部品を容易に製造することができるので、低コストに製造することができる。さらに、厚肉部を台座として利用することができるので、デバイス基板等に対する組立性に優れる。
【００４７】
また、本発明に係るメッキ部品の製造方法は、犠牲基板の片面に第１凹部と当該第１凹部の深さよりも大きな開口幅を有する第２凹部を形成し、これら第１凹部内及び第２凹部内にメッキ堆積物を充填するので、浅い第１凹部をもってメッキ部品の薄肉部を形成することができ、犠牲基板にＬＩＧＡ法におけるような開口幅が小さくて深い凹部を形成する必要がないことから、アスペクト比の高い薄肉部を有するメッキ部品を容易かつ精密に製造することができる。また、ＬＩＧＡ法を用いる場合のように高価かつ大掛かりな装置や複雑なプロセスを用いる必要がないので、所要形状のメッキ部品を高能率に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例に係るメッキ部品の斜視図である。
【図２】実施形態例に係るメッキ部品の使用状態の側面図である。
【図３】第１凹部及び第２凹部が形成された犠牲基板の断面図である。
【図４】メッキ堆積物が堆積された犠牲基板の断面図である。
【図５】研磨加工後の犠牲基板の断面図である。
【図６】製品であるメッキ部品の側面図である。
【符号の説明】
１　メッキ部品
２　薄肉部
３　厚肉部
４　面取り
５　デバイス基板
１１　犠牲基板
１２　第１凹部
１３　第２凹部
１４　面取り
１５　メッキ堆積物

Claims

メッキ堆積物をもって一体に形成され、薄肉部と当該薄肉部の片面より起立された厚肉部とを有することを特徴とするメッキ部品。
前記薄肉部及び前記厚肉部に形成される各角隅部の全部又は一部に面取りが施されていることを特徴とする請求項１に記載のメッキ部品。
前記薄肉部及び前記厚肉部を構成する各面のうち、少なくとも前記薄肉部の片面が鏡面仕上げされていることを特徴とする請求項１に記載のメッキ部品。
前記薄肉部をプレート状に形成したことを特徴とする請求項１に記載のメッキ部品。
犠牲基板の片面に第１凹部を形成すると共に、前記第１凹部の底面に前記第１凹部の深さよりも大きな開口幅を有する第２凹部を形成する工程と、
前記犠牲基板の凹部形成面にメッキを施し、前記第１凹部内及び前記第２凹部内にメッキ堆積物を充填する工程と、
余剰の前記メッキ堆積物を除去し、前記第１凹部内に充填された前記メッキ堆積物の厚みを調整する工程と、
前記犠牲基板より前記第１凹部内及び前記第２凹部内に充填されたメッキ堆積物よりなるメッキ部品を取り出す工程とを含むことを特徴とするメッキ部品の製造方法。
導電性材料をもって前記犠牲基板を形成し、当該犠牲基板を一方の電極として前記メッキ堆積物の充填を行うことを特徴とする請求項５に記載のメッキ部品の製造方法。
非導電性材料をもって前記犠牲基板を形成し、前記第１凹部及び前記第２凹部の形成後、前記メッキ堆積物の充填前に、前記犠牲基板の凹部形成面に給電膜の形成を行い、当該給電膜を一方の電極として前記メッキ堆積物の充填を行うことを特徴とする請求項５に記載のメッキ部品の製造方法。
前記余剰のメッキ堆積物の除去を機械研磨又は化学研磨若しくはこれらの組合せにより行うことを特徴とする請求項５に記載のメッキ部品の製造方法。
前記機械研磨又は化学研磨若しくはこれらの組合せにより、前記メッキ堆積物の研磨面を鏡面仕上げすることを特徴とする請求項８に記載のメッキ部品の製造方法。
前記犠牲基板の片面に前記第１凹部及び前記第２凹部を形成する工程において、前記第１凹部の底面及び／又は前記第２凹部の底面を鏡面仕上げすることを特徴とする請求項５に記載のメッキ部品の製造方法。