JP2005256065A - Electrically conductive film with through hole formed and its production method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スルーホールが形成された導電膜およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a conductive film in which a through hole is formed and a method for manufacturing the conductive film.
所定パターンで微細スルーホールを有する多孔性金属膜や金属板を製造する方法として、電解メッキを用いる方法が報告されている。例えば、特開平9−136422号公報(特許文献1)では、母型上にフォトレジストでパターンを形成した後、2段階で電解メッキを行うことにより、フォトレジストと同等サイズ(40μm)の孔径をもつスルーホール金属板が製造されている。また、文献(Science, Vol. 268, pp. 1466-1468, 9 June 1995)では、陽極酸化アルミナを母型として、電解メッキを含む2段階の鋳型プロセスにより、スルーホール金属膜が製造されている。 As a method for producing a porous metal film or metal plate having fine through holes in a predetermined pattern, a method using electrolytic plating has been reported. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-136422 (Patent Document 1), after forming a pattern with a photoresist on a matrix, electrolytic plating is performed in two stages, thereby obtaining a hole diameter of the same size (40 μm) as the photoresist. A through-hole metal plate is manufactured. Further, in the literature (Science, Vol. 268, pp. 1466-1468, 9 June 1995), a through-hole metal film is manufactured by a two-step mold process including electrolytic plating using anodized alumina as a matrix. .
しかし、これらの製造法においては、電解メッキプロセスによってスルーホールの細孔径をコントロールするといったことは行われていなかった。 However, in these manufacturing methods, the pore diameter of the through hole is not controlled by the electrolytic plating process.
特に、後者では、陽極酸化アルミナが有する限定された細孔径サイズを持つスルーホール金属膜しか製造することができない。さらに、いずれも製造工程が複雑であり、また多段階からなるといった欠点がある。 In particular, in the latter case, only a through-hole metal film having a limited pore size size possessed by anodized alumina can be produced. Furthermore, there are drawbacks that the manufacturing process is complicated and that the manufacturing process consists of multiple stages.
多孔性微細スルーホール金属膜又は金属板を製造する方法で、メッキ以外を用いるものでは、金属箔にエッチングやパンチング等により孔を形成する製造法が提案されている。例えば、特開平6−52794号公報(特許文献2)では、エッチング、特開平10−202594号公報(特許文献3)では、パンチングにより孔が形成されているが、いずれの場合も細孔径サイズが数十μm(例えば、特許文献3においては30μm)と大きく、また細孔径のコントロールも行われていなかった。
上記状況に鑑み、本発明は、メッキを用いた簡便な方法による、微細なスルーホールが制御性よく形成された導電膜、およびその製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above situation, an object of the present invention is to provide a conductive film in which fine through holes are formed with good controllability by a simple method using plating, and a method for manufacturing the conductive film.
上記目的を達成するため、本発明は、導電性材料からなり複数のスルーホールが所望の間隔で形成された導電膜であって、前記スルーホールのサイズが20μm以下である、スルーホールが形成された導電膜である。 In order to achieve the above object, the present invention provides a conductive film made of a conductive material and having a plurality of through holes formed at desired intervals, wherein the through holes are formed with a size of 20 μm or less. A conductive film.
一つの実施形態では、前記導電性材料がニッケルである。 In one embodiment, the conductive material is nickel.
一つの実施形態では、前記スルーホールのサイズが3〜8μmである。 In one embodiment, the size of the through hole is 3 to 8 μm.
また、本発明の製造方法は、(i) 基板の一主面上に複数のマスクを間隔をおいて形成する工程と、(ii)基板の前記一主面のうち前記マスクが形成されていない部分から、導電性材料からなる膜をメッキ法によって成長させることによって、サイズが20μm以下であるスルーホールが前記マスクの中央の上方に位置する部分に形成された導電膜を形成する工程と、(iii)前記基板および前記マスクと前記導電膜とを分離する工程と、を含む、スルーホールが形成された導電膜の製造方法である。 Further, in the manufacturing method of the present invention, (i) a step of forming a plurality of masks on one main surface of the substrate at intervals, and (ii) the mask is not formed on the one main surface of the substrate. Forming a conductive film in which a through hole having a size of 20 μm or less is formed in a portion located above the center of the mask by growing a film made of a conductive material from the portion by plating; iii) A method for producing a conductive film in which a through hole is formed, comprising the step of separating the substrate and the mask from the conductive film.
一つの実施形態では、前記マスクの平面形状が、一辺が150μm以上の矩形状である。 In one embodiment, the planar shape of the mask is a rectangular shape with one side of 150 μm or more.
一つの実施形態では、複数の前記マスクが50μm以下の間隔で配置されている。 In one embodiment, a plurality of the masks are arranged at intervals of 50 μm or less.
一つの実施形態では、前記(i)の工程において、リソグラフィー法を用いて前記マスクを基板の一主面上に形成する。 In one embodiment, in the step (i), the mask is formed on one main surface of the substrate using a lithography method.
一つの実施形態では、前記基板が導電性基板であり、前記メッキ法が電解メッキ法である。 In one embodiment, the substrate is a conductive substrate, and the plating method is an electrolytic plating method.
一つの実施形態では、前記導電性材料がニッケルである。 In one embodiment, the conductive material is nickel.
一つの実施形態では、前記(ii)の工程において、電解メッキの電流値を増加させながら、メッキを行う。 In one embodiment, in the step (ii), plating is performed while increasing the current value of electrolytic plating.
一つの実施形態では、前記(iii)の工程において、前記基板および前記マスクと前記導電膜とをアルカリ溶液に浸漬することによって分離する。 In one embodiment, in the step (iii), the substrate, the mask, and the conductive film are separated by immersing them in an alkaline solution.
本発明によれば、サイズが20μm以下の微細なスルーホールが制御性よく形成された導電膜が容易に得られる。なお、本明細書では、スルーホールのサイズとは、スルーホールが実質的に円形の場合にはその円の最大径を意味し、スルーホールが実質的に矩形の場合には、その矩形の最大の辺の長さを意味する、
導電膜の材質についても、メッキ可能なものであれば、適用できる。すなわち、細孔構造および材質の選択の自由度が高く、これによって、隔膜、フィルター、電極をはじめとする多孔性材料としての機能を向上させることができ、その有用性を高める効果がある。また、製作プロセスが少なく、かつ簡便であり、作製コストを低減できる効果がある。
According to the present invention, a conductive film in which fine through holes having a size of 20 μm or less are formed with good controllability can be easily obtained. In the present specification, the size of the through hole means the maximum diameter of the circle when the through hole is substantially circular, and the maximum size of the rectangle when the through hole is substantially rectangular. Means the length of the side of
The material of the conductive film is applicable as long as it can be plated. That is, the degree of freedom in selecting the pore structure and the material is high, and this makes it possible to improve the function as a porous material including a diaphragm, a filter, and an electrode, and to increase the usefulness thereof. In addition, the manufacturing process is small and simple, and the manufacturing cost can be reduced.
以下に本発明の実施の形態を具体的に説明する。 Embodiments of the present invention will be specifically described below.
本発明の導電膜およびその製造方法について説明する。 The conductive film of the present invention and the manufacturing method thereof will be described.
本発明の導電膜は、導電性材料からなり、複数のスルーホールが所望の間隔で形成された導電膜であって、スルーホールのサイズは20μm以下である(例えば、1μm〜20μm)。好ましくは、スルーホールのサイズは10μm以下であり、さらに好ましくは3〜8μmである。 The conductive film of the present invention is a conductive film made of a conductive material and having a plurality of through holes formed at desired intervals, and the size of the through holes is 20 μm or less (for example, 1 μm to 20 μm). Preferably, the size of the through hole is 10 μm or less, more preferably 3 to 8 μm.
導電性材料には、例えば、ニッケル、金、銅をはじめとする各種金属および半導体を用いることができる。これらの中でも、ニッケルは、メッキによる形成が容易であるため好ましい。 As the conductive material, for example, various metals and semiconductors including nickel, gold, and copper can be used. Among these, nickel is preferable because it can be easily formed by plating.
メッキの成長は、全方向(基板平面方向と膜厚方向)に等速で進むので、本発明の導電膜の厚さは、最大でマスクの厚みにマスク平面の辺の長さの半分を加えたものとなる。よって、マスク平面の辺の長さが150μm以上では、導電膜の厚さは約100μm以上のものが得られる。 Since the growth of plating proceeds at a constant speed in all directions (substrate plane direction and film thickness direction), the thickness of the conductive film of the present invention is a maximum of the mask thickness plus half the length of the side of the mask plane. It will be. Therefore, when the side length of the mask plane is 150 μm or more, a conductive film having a thickness of about 100 μm or more can be obtained.
後述するように、マスク平面の辺の長さを大きくすることで、導電膜の分離の工程が容易になる。 As will be described later, the process of separating the conductive film is facilitated by increasing the length of the side of the mask plane.
また、導電膜の厚みを100μm以上とすることで、導電膜を自立膜としてハンドリングすることが同時に可能になる。 Further, by setting the thickness of the conductive film to 100 μm or more, the conductive film can be handled as a free-standing film at the same time.
本発明の導電膜には、サイズが20μm以下のスルーホールが形成されている。スルーホールのサイズは好ましくは10μm以下であり、さらに好ましくは3〜8μmである。 A through hole having a size of 20 μm or less is formed in the conductive film of the present invention. The size of the through hole is preferably 10 μm or less, and more preferably 3 to 8 μm.
通常、スルーホールは、所望のサイズで且つ所望の配列に形成されている。例えば、スルーホールは、そのサイズの誤差が10%以下であり、200μm〜1000μmの間隔で配置される。スルーホールの配列に限定はないが、例えば、マトリックス状(格子点状)に配置される。 Usually, the through holes are formed in a desired size and a desired arrangement. For example, the through holes have a size error of 10% or less, and are arranged at intervals of 200 μm to 1000 μm. Although there is no limitation on the arrangement of the through holes, for example, they are arranged in a matrix (lattice).
以下本発明の導電膜の製造方法について、図1に基づいて説明する。 Hereinafter, the manufacturing method of the electrically conductive film of this invention is demonstrated based on FIG.
本発明の製造方法では、まず、図1(b)に示すように、基板10の一主面10a上に複数のマスク11を形成する(工程(i))。
In the manufacturing method of the present invention, first, as shown in FIG. 1B, a plurality of
基板10には、さまざまな基板10を用いることができるが、導電膜12を電解メッキ法で形成する場合には、ステンレスなどの導電性基板10を用いる。
As the
マスク11は、例えば、フォトリソグラフィーにより形成できる。マスク11の材料には、その形成方法に応じた材料を用いることができるが、後述するメッキ工程(ii)では、剥離などを起こさず、なおかつ、後述する基板10からの導電膜12の分離工程(工程(iii))においては、溶解などにより容易に分離を可能とする材料を用いる必要がある。具体的には、例えば、クレゾールノモラック樹脂をベース材としたものが使用できる。
The
マスク11は形成する導電膜12の所望とする厚み、スルーホール12aサイズ等に応じて、所定の形状および配列に形成される。例えば、正方形などの矩形状のマスク11を一定の間隔でマトリックス上に配置される。
The
本発明の方法の一例では、マスク11の平面形状が一辺が150μm以上(例えば、214μm)の矩形状である。また、本発明の方法の一例では、複数のマスク11が50μm以下(例えば、40μm)の間隔で配置される。
In an example of the method of the present invention, the planar shape of the
一主面10aのうち、マスク11が形成される面積は、マスク11が形成されない面積よりも大きい。「マスクが形成される面積」/「マスクが形成されない面積」の比は、1.5以上に設定されることが好ましい。上記比をこの値に設定することによって、工程(iii)において形成される導電膜12を基板10およびマスク11から容易に剥離することができる。すなわち、基板10上に形成された導電膜12の接続面は、マスク11に比べて基板10表面から剥離し難いので、この接続面の面積比を小さく設定することにより、導電膜12の基板10表面からの離型性を上げることができる。
Of the one
次に、図1(c)に示すように、基板10の一主面10aのうちマスク11が形成されていない部分から、導電性材料からなる膜をメッキ法によって成長させる。これによって、図1(d)に示すように、サイズが20μm以下であるスルーホール12aがマスク11の中央部の上方に位置する部分に形成された導電膜12が形成される。
Next, as shown in FIG. 1C, a film made of a conductive material is grown by plating from a portion of the
導電性材料には、上述した材料を用いることができる。メッキは、電解メッキおよび無電解メッキのいずれで行ってもよい。 As the conductive material, the above-described materials can be used. Plating may be performed by either electrolytic plating or electroless plating.
電解メッキする場合には、電解メッキの電流値を増加させながら、メッキを行うのが好ましい。導電膜12の表面積がメッキの成長につれて増大するため、メッキ時の電流密度をほぼ一定にするためである。
In the case of electrolytic plating, it is preferable to perform plating while increasing the current value of electrolytic plating. This is because the surface area of the
導電膜12は、マスク11が形成されていない部分から成長し、マスク11を覆うように成長する。メッキは、スルーホール12aが所望のサイズになるまで行われる。
The
本発明の方法の特徴は、メッキを制御することによってスルーホール12aのサイズを制御することにある。スルーホール12aのサイズの制御は、例えば、メッキ浴およびメッキ時間を制御することによって行うことができる。また、顕微鏡でスルーホール12aのサイズをモニターしながらメッキすることによって、スルーホール12aのサイズを制御してもよい。
The method of the present invention is characterized in that the size of the through
次に、基板10およびマスク11と導電膜12とを分離する(工程(iii))。分離の方法は、特に限定はないが、例えば、基板10とマスク11と導電膜12とをアルカリ溶液に浸漬することによって行うことができる。このような方法によりマスク11が溶解し、および導電膜12が基板10表面から剥離して、簡便に導電膜12が得られる利点がある。
Next, the
このようにして、図2に示すように、サイズが20μm以下のスルーホール22aが形成された導電膜22が得られる。なお、図2において、一点破線はマスクのあった箇所を示している。本発明の方法では、マスク11の配置やメッキ方法などによって、スルーホール12aの配置およびサイズを簡単に制御できる。また、本発明の方法では、1段階のメッキで導電膜12を形成し、それを簡単に剥離できるため、低コストで、スルーホール12aが形成された導電膜12を形成できる。
In this manner, as shown in FIG. 2, a
以下、実施例によって本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
実施例1
ステンレス(SUS304)基板上に、フォトレジスト(XP-20602、ジプレイ社)をスピンコーターにより5μmの厚さで塗布した。90℃で25分間乾燥させた後、254μm周期、正方格子状のパターンを露光した。現像して214μmの四方のフォトレジストのパターンを残し、これ以外の部分を除去した。これにニッケル電解メッキを、メッキ浴(スルファミン酸ニッケル 450g/リットル、ホウ酸 35g/リットル)中、50℃で11.5時間行った。この時、電流値を、500mA(1時間)から600mA(0.5時間)、800mA(2時間)、1000mA(4時間)、1200mA(4時間)と段階的に大きくした。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to the following Example.
Example 1
On a stainless steel (SUS304) substrate, a photoresist (XP-20602, Zipley) was applied with a thickness of 5 μm by a spin coater. After drying at 90 ° C. for 25 minutes, a square lattice pattern was exposed at a cycle of 254 μm. Development was performed to leave a 214 μm square photoresist pattern, and the other portions were removed. This was subjected to nickel electroplating in a plating bath (nickel sulfamate 450 g / liter, boric acid 35 g / liter) at 50 ° C. for 11.5 hours. At this time, the current value was increased stepwise from 500 mA (1 hour) to 600 mA (0.5 hours), 800 mA (2 hours), 1000 mA (4 hours), and 1200 mA (4 hours).
この後、5%NaOH中に40℃で2分間浸漬することにより、ステンレス基板およびフォトレジストをニッケルメッキ層より除去した。 Thereafter, the stainless steel substrate and the photoresist were removed from the nickel plating layer by dipping in 5% NaOH at 40 ° C. for 2 minutes.
その結果、細孔間隔が254μmで、細孔径が5μmの、正方格子状に等間隔に配列した多孔性微細スルーホールニッケル膜を得た。 As a result, a porous fine through-hole nickel film having a pore interval of 254 μm and a pore diameter of 5 μm arranged in a square lattice at equal intervals was obtained.
各スルーホールは理想的な規則配列をしており、細孔径の均一性も良好であった。 Each through hole had an ideal regular arrangement, and the uniformity of the pore diameter was also good.
本発明は、フィルター、印刷用スクリーン、インクジェットノズル等各種噴射ノズル、ブラウン管のシャドウマスク、アーパチャーグリル、ICリード、蛍光表示メッシュ、電磁波遮蔽シート、隔膜(例えば、太陽光利用水素製造装置用の隔膜)、電極などに適用できる。 The present invention relates to filters, printing screens, various jet nozzles such as inkjet nozzles, cathode ray tube shadow masks, aperture grills, IC leads, fluorescent display meshes, electromagnetic wave shielding sheets, diaphragms (for example, diaphragms for solar hydrogen production equipment) ), And can be applied to electrodes.
10 基板
10a 一主面
11 マスク
12、22 導電膜
12a、22a スルーホール
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記スルーホールのサイズが20μm以下である、スルーホールが形成された導電膜。 A conductive film made of a conductive material and having a plurality of through holes formed at desired intervals,
A conductive film in which a through hole is formed, wherein the size of the through hole is 20 μm or less.
(ii) 基板の前記一主面のうち前記マスクが形成されていない部分から、導電性材料からなる膜をメッキ法によって成長させることによって、サイズが20μm以下であるスルーホールが前記マスクの中央の上方に位置する部分に形成された導電膜を形成する工程と、
(iii) 前記基板および前記マスクと前記導電膜とを分離する工程と、
を含む、スルーホールが形成された導電膜の製造方法。 (i) forming a plurality of masks at intervals on one main surface of the substrate;
(ii) A through hole having a size of 20 μm or less is formed at the center of the mask by growing a film made of a conductive material from a portion of the main surface of the substrate where the mask is not formed by plating. Forming a conductive film formed in a portion located above;
(iii) separating the substrate and the mask from the conductive film;
The manufacturing method of the electrically conductive film in which the through hole was formed including this.
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