JP2005015833A - 電鋳品製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】母型に形成された微細パターンを正確に銅電鋳品に転写することができる電鋳品製造方法を提供する。
【解決手段】銅電鋳品を製造する電鋳品製造方法において、フォトポリマ４０を用いて母型であるスタバックス金型１０のパターンが転写された反転型を製造し、その後、反転型を用いて銅電鋳品を製造するようにした。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は銅電鋳品を製造する電鋳品製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、微細パターンが施された母型の表面に厚いめっき皮膜を形成し、その皮膜を電鋳品として母型から剥離する電鋳品製造方法がある。この電鋳品はそのまま構造体として利用されたり、樹脂成型の金型として利用されたりする。
【０００３】
一般に、電鋳に使用されるめっき液にはニッケル、銅、鉄、銀、金、錫、コバルト、亜鉛等が用いられる。特に、ニッケル及び銅が多く用いられている。
【０００４】
【特許文献】
特開２０００−２３０８４９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、銅電鋳には硫酸銅と硫酸とを主成分とするめっき液が多く使用されている。
【０００６】
しかし、上記めっき液は強酸であるため、鉄等の金属で形成された母型がめっき液によって腐食される。したがって、母型に形成された微細パターンを正確に銅電鋳品に転写できないという問題がある。
【０００７】
特に、いわゆるマイクロマシンやマイクロマシン用の部品等の小さく・薄い電鋳品に所望のパターンを正確に転写させることは難しい。
【０００８】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は母型に形成された微細パターンを正確に銅電鋳品に転写することができる電鋳品製造方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、銅電鋳品を製造する電鋳品製造方法において、フォトポリマを用いて母型パターンが転写された反転型を製造する転写工程と、前記転写工程の後、前記反転型を用いて銅電鋳品を製造する電鋳工程とを含むことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電鋳品製造方法において、前記転写工程の前に前記母型パターンの表面にニッケルスパッタ膜を形成する工程を含むことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２項記載の電鋳品製造方法において、前記電鋳工程の前に前記転写工程によって形成された前記反転型の表面に銅スパッタ膜を形成する工程を含むことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１はこの発明の一実施形態に係る電鋳品製造方法に使用される金型を説明するための図である。
【００１４】
金型は以下のように製造される。
【００１５】
（ａ）スタバックス（ＳＵＳ４２０）金型材料を平面研削盤（図示せず）上にセットする。
【００１６】
（ｂ）必要とするＶ溝１１の反転型のダイヤモンドバイトを平面研削盤にセットする。
【００１７】
（ｃ）５回に分けてスタバックス金型材料の研削を行ない、スタバックス金型材料の表面に深さ２０μｍのＶ溝１１を形成する。
【００１８】
スタバックス金型１０の表面には機械加工によって複数のＶ溝１１で構成される所定の機械加工パターン（母型パターン）が形成される。
【００１９】
なお、ここでは機械加工によってスタバックス金型材料の表面にパターンを形成したが、この方法に限られるものではなく、例えばリソグラフィによってパターンを形成してもよい。
【００２０】
図２（Ａ）〜（Ｄ）はこの発明の一実施形態に係る電鋳品製造方法の転写工程を説明するための図である。
【００２１】
転写工程は以下の順序で行なわれる。
【００２２】
（ａ）剥離膜成膜
スタバックス金型１０の表面に剥離膜としてのニッケルスパッタ膜２０を成膜させる。ニッケルスパッタ膜２０の厚さは３００Åである（図２（Ａ）参照）。
【００２３】
（ｂ）シラン処理
（１）γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（シランカップリング剤）２０ｇをビーカー（図示せず）に秤量した後、スターラで攪拌しながら０．０１規定塩酸４．５７ｇを徐々に添加し加水分解を行なった。加水分解を終了した後、５℃に設定された恒温槽内に２４時間保管し、加水分解物を得た。
【００２４】
（２）スピナを所定条件で回転させ、透明なガラス基板３０の表面に加水分解物を均一な厚さに塗布する。加水分解物を塗布した後、ガラス基板３０を１００℃に設定されたクリーンオーブン（図示せず）内に３０分間入れてガラス基板３０の表面とシランカップリング剤の加水分解物とを反応させた。
【００２５】
（ｃ）フォトポリマ塗布
（１）必要とされる膜厚に相当する重量のフォトポリマ４０を秤量し、このフォトポリマ４０をニッケルスパッタ膜２０が成膜されたスタバックス金型１０の表面に滴下する（図２（Ｂ）参照）。
【００２６】
（２）シラン処理されたガラス基板３０の表面をフォトポリマ４０に押し付け、フォトポリマ４０を薄く・均一に伸ばす。このとき、真空脱泡等によって泡を除去する。
【００２７】
この結果、ガラス基板３０とフォトポリマ４０との接着性又は密着性が高まり、ガラス基板３０とフォトポリマ４０との剥離が生じないようになる。
【００２８】
（ｄ）露光
ガラス基板３０の裏面から（矢印に示す方向から）フォトポリマ４０を露光する（図２（Ｃ）参照）。露光にはＵＶ光を使用した。露光エネルギーは１０００ｍＪである。
【００２９】
（ｅ）離型
露光後、くさび状治具（図示せず）を用いてフォトポリマパターンが形成されたガラス基板３０を金型１０から剥離する。その結果、機械加工パターンの反転型が製造される。このとき、ニッケルスパッタ膜２０はスタバックス金型１０の表面に付着したままである。
【００３０】
（ｆ）導電膜
フォトポリマパターンの表面に電鋳用の電極としての銅スパッタ膜５０を成膜させる（図２（Ｄ）参照）。
【００３１】
図３（Ａ）〜（Ｂ）はこの発明の一実施形態に係る電鋳品製造方法の電鋳工程を説明するための図である。
【００３２】
電鋳工程は以下の順序で行なわれる。
【００３３】
（ａ）電鋳
フォトポリマパターンの表面に銅スパッタ膜５０を成膜させたガラス基板３０に水洗や脱脂等のめっき前処理を行なった後、硫酸銅を主成分とする銅めっき液浴（図示せず）中に入れ、銅電鋳を行う。電鋳条件である温度、電流密度及び時間はそれぞれ２５℃、３Ａ／ｄｍ^２及び８３ｈｒである。その結果、ガラス基板３０の表面に厚さ約３ｍｍの銅電鋳品６０が得られた（図３（Ａ）参照）。
【００３４】
（ｂ）離型
電鋳後、くさび状治具（図示せず）を用いてフォトポリマパターンが形成されたガラス基板３０から銅電鋳品６０を剥離する。
【００３５】
その結果、図１（Ａ）に示す機械加工パターンと同じパターン形状を有する銅電鋳品６０が得られた（図３（Ｂ）参照）。
【００３６】
この実施形態によれば、電鋳工程でスタバックス金型１０を硫酸銅を主成分とする銅めっき液浴中に入れないので、スタバックス金型１０の腐食を防止することができ、スタバックス金型１０に形成された微細パターンを正確に銅電鋳品６０に転写することができる。すなわち、マイクロマシンやマイクロマシン用の部品等の小さく・薄い電鋳品に所望のパターンを正確に転写することができる。
【００３７】
また、スタバックス金型１０を原版として使用し、フォトポリマ４０を用いて何度でも機械加工パターンの反転型を製造することができるので、スタバックス金型１０の製造のコストを削減することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上に説明したようにこの発明によれば、母型に形成された微細パターンを正確に銅電鋳品に転写することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の一実施形態に係る電鋳品製造方法に使用される金型を説明するための図である。
【図２】図２（Ａ）〜（Ｄ）はこの発明の一実施形態に係る電鋳品製造方法の転写工程を説明するための図である。
【図３】図３（Ａ）〜（Ｂ）はこの発明の一実施形態に係る電鋳品製造方法の電鋳工程を説明するための図である。
【符号の説明】
１０ スタバックス金型
２０ ニッケルスパッタ膜
４０ フォトポリマ
５０ 銅スパッタ膜
６０ 銅電鋳品

Claims (3)

1. 銅電鋳品を製造する電鋳品製造方法において、
   フォトポリマを用いて母型パターンが転写された反転型を製造する転写工程と、
   前記転写工程の後、前記反転型を用いて銅電鋳品を製造する電鋳工程と
   を含むことを特徴とする電鋳品製造方法。
2. 前記転写工程の前に前記母型パターンの表面にニッケルスパッタ膜を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の電鋳品製造方法。
3. 前記電鋳工程の前に前記転写工程によって形成された前記反転型の表面に銅スパッタ膜を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の電鋳品製造方法。

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