JP2021163898A - Method for manufacturing metal structure - Google Patents

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宏隆 羽鳥
Hirotaka Hatori
均 武内
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Abstract

To provide a method for manufacturing a metal structure including a plurality of salients.SOLUTION: A metal structure 10 comprises a base part 12 and a plurality of fins 14. A method for manufacturing the metal structure 10 includes at least a metal layer forming step and an etching step. The metal layer forming step forms a copper layer 34 on at least one surface of a glass substrate 20 and in a salient formation schedule unit including a thorough hole 22 formed on the surface of the glass substrate. The etching step dissolves the glass substrate 20 in which a copper layer 34 is formed by bringing the glass substrate into contact with an etchant.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、複数の凸部を有する金属構造物の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a metal structure having a plurality of convex portions.

半導体素子が実装される回路基板の中でも電力供給のためにパワーモジュール基板が積極的に開発されている。また、このパワーモジュール基板は、大きな電力が供給されるため、発熱量が比較的高い。そのため、パワーモジュール基板の放熱対策として、ヒートシンクが積極的に使用されている。 Among the circuit boards on which semiconductor elements are mounted, power module boards are being actively developed for power supply. Further, since a large amount of electric power is supplied to this power module board, the amount of heat generated is relatively high. Therefore, a heat sink is actively used as a heat dissipation measure for the power module substrate.

ヒートシンクは、基板上にフィンと言われる放熱部材が設けられた金属構造物である。ヒートシンクには、アルミニウムや銅等の放熱性に優れた金属が使用されることが多い。フィンは、放熱部材や配置場所等に応じて、棒状やプレート状の形状のものが設けられている。 The heat sink is a metal structure provided with a heat radiating member called a fin on the substrate. A metal having excellent heat dissipation such as aluminum or copper is often used for the heat sink. The fins are provided in a rod-shaped or plate-shaped shape depending on the heat radiating member, the arrangement location, and the like.

ヒートシンクは、金型を用いた鍛造方法により製造する方法が従来から存在している(例えば、特許文献1参照)。この方法によると、金型に設けられた孔部から材料を流入させることにより、ピン状フィンが形成される。金型を用いることで、ピン状フィンを有するヒートシンクの製造の簡易化および製造コストの低減を図ることが可能になるとされている。 A method of manufacturing a heat sink by a forging method using a die has conventionally existed (see, for example, Patent Document 1). According to this method, pin-shaped fins are formed by flowing the material through the holes provided in the mold. It is said that the use of a mold makes it possible to simplify the manufacture of a heat sink having pin-shaped fins and reduce the manufacturing cost.

特許第6045381号Patent No. 6045381

しかしながら、アスペクト比が高いピン状フィンを製造する場合は、金型を抜く際に、フィンが折れて破損しまうおそれがある。特に、フィンの径が100μm以下のような細長く、強度が低い凸状のフィンを製造する場合は、金型を用いても製造段階でピンが破損するおそれが高かった。また、ピン状フィン以外の形状でも微細構造を有する金属構造物を金型で作成することは、型抜き時に不具合が生じるおそれがあるため、微細な凸部を有する金属構造物の新規の製造方法が求められていた。 However, in the case of manufacturing a pin-shaped fin having a high aspect ratio, the fin may be broken and damaged when the mold is pulled out. In particular, in the case of manufacturing an elongated and low-strength convex fin having a fin diameter of 100 μm or less, there is a high possibility that the pin will be damaged at the manufacturing stage even if a mold is used. Further, since creating a metal structure having a fine structure with a mold having a shape other than the pin-shaped fin may cause a problem at the time of die cutting, a new manufacturing method of the metal structure having a fine convex portion is performed. Was required.

本発明の目的は、複数の凸部を有する金属構造物の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a metal structure having a plurality of convex portions.

本発明に係る金属構造物は、金属製の基部および基部上に設けられる金属製の複数の凸部を少なくとも備えている。金属構造物の製造方法は、金属層形成ステップおよびエッチングステップを少なくとも含む。金属層形成ステップは、ガラス基板の少なくとも一方の表面およびガラス基板の表面に形成された孔部、凹部または溝部を有する凸部形成予定部に金属層を形成する工程である。エッチングステップは、金属層が形成されたガラス基板をエッチング液と接触させることにより溶解する工程である。 The metal structure according to the present invention includes at least a metal base and a plurality of metal protrusions provided on the base. The method for producing a metal structure includes at least a metal layer forming step and an etching step. The metal layer forming step is a step of forming a metal layer on at least one surface of the glass substrate and a convex portion to be formed having holes, recesses or grooves formed on the surface of the glass substrate. The etching step is a step of melting a glass substrate on which a metal layer is formed by bringing it into contact with an etching solution.

本発明に係る金属構造物の製造方法は、凸部を形成するための型としてガラス基板を使用している。ガラス基板は、エッチングステップにおいて物理的な力を加えることなく除去することができるので、凸部形成予定部の金属材料が破損するおそれが軽減される。また、ガラス基板への凸部形成予定部は、エッチング処理を用いることにより所望の形状に形成することが可能であり、様々な形状の凸部に対応することが可能である。 The method for manufacturing a metal structure according to the present invention uses a glass substrate as a mold for forming a convex portion. Since the glass substrate can be removed without applying physical force in the etching step, the risk of damage to the metal material of the portion where the convex portion is to be formed is reduced. Further, the portion to be formed of the convex portion on the glass substrate can be formed into a desired shape by using the etching process, and can correspond to the convex portion having various shapes.

また、エッチングステップの前に、金属層にエッチング液への耐性を有する耐エッチング層を形成する保護ステップをさらに含むことが好ましい。金属層に耐エッチング層を形成しておくことにより、ガラス基板を溶解した際に、金属層が自己収縮することが防止される。これにより、金属構造物の表面品質の低下を防止することが可能になる。 Further, it is preferable that the metal layer further includes a protective step for forming an etching resistant layer having resistance to the etching solution before the etching step. By forming the etching resistant layer on the metal layer, it is possible to prevent the metal layer from self-shrinking when the glass substrate is melted. This makes it possible to prevent deterioration of the surface quality of the metal structure.

また、エッチングステップの前に、ガラス基板の表面に形成された金属層の一部を除去する前処理ステップをさらに含むことが好ましい。前処理ステップで金属層の一部を除去することにより、エッチング処理のガラス基板の溶解速度が高まり、生産性が向上する。さらに、エッチング処理時に発生する不溶性生成物が金属構造物に付着することも防止される。 Further, it is preferable to further include a pretreatment step of removing a part of the metal layer formed on the surface of the glass substrate before the etching step. By removing a part of the metal layer in the pretreatment step, the melting rate of the etching-treated glass substrate is increased, and the productivity is improved. Furthermore, the insoluble products generated during the etching process are prevented from adhering to the metal structure.

この発明によれば、複数の凸部を備える金属構造物の製造方法を提供することが可能になる。 According to the present invention, it becomes possible to provide a method for manufacturing a metal structure having a plurality of convex portions.

本発明の一実施形態に係る金属構造物を示す図である。It is a figure which shows the metal structure which concerns on one Embodiment of this invention. ガラス基板への貫通孔の形成プロセスを示す図である。It is a figure which shows the process of forming a through hole in a glass substrate. ガラス基板をエッチングするエッチング装置を示す図である。It is a figure which shows the etching apparatus which etches a glass substrate. 本発明の一実施形態に係る金属構造物の製造方法を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of the metal structure which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る金属構造物の製造方法を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of the metal structure which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係る金属構造物およびガラス基板を示す図である。It is a figure which shows the metal structure and the glass substrate which concerns on other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係る金属構造物の製造方法を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of the metal structure which concerns on other embodiment of this invention.

ここから、図面を用いて本発明に係る金属構造物の一実施形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る金属構造物10の概略を示している。金属構造物10は、ヒートシンクとして使用されるものであり、基部12およびピン状のフィン14を備えている。基部12は、矩形板状の平面部である。基部12は、少なくとも銅を含む合金からなる金属部材である。なお、基部12に使用できる金属材料に制限はなく、アルミニウムや銀等の所望の金属材料を使用することが可能である。 From here, an embodiment of the metal structure according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of a metal structure 10 according to an embodiment of the present invention. The metal structure 10 is used as a heat sink and includes a base 12 and pin-shaped fins 14. The base portion 12 is a rectangular plate-shaped flat surface portion. The base 12 is a metal member made of an alloy containing at least copper. The metal material that can be used for the base 12 is not limited, and a desired metal material such as aluminum or silver can be used.

フィン14は、基部12から垂直方向に延出する凸部であり、円柱形状を呈している。フィン14も基部12と同様に、銅を含む合金からなる金属部材であり、基部12に接合されている。フィン14の直径は10〜80μm、高さは80〜500μm程度に調整される。また、フィン14のピッチは、10〜100μm程度に調整される。なお、フィン部14の形状は、円柱形状以外にも線形または直方体状等の形状に形成することが可能である。 The fin 14 is a convex portion extending in the vertical direction from the base portion 12 and has a cylindrical shape. Like the base 12, the fin 14 is also a metal member made of an alloy containing copper, and is joined to the base 12. The diameter of the fin 14 is adjusted to 10 to 80 μm, and the height is adjusted to about 80 to 500 μm. The pitch of the fins 14 is adjusted to about 10 to 100 μm. The shape of the fin portion 14 can be formed into a linear or rectangular parallelepiped shape in addition to the cylindrical shape.

ここから、図面を用いて金属構造物10の製造方法について説明する。金属構造物10の製造方法は、金属層形成ステップ、マスキングステップ、金属層除去ステップおよびエッチングステップを含む。 From here, a method of manufacturing the metal structure 10 will be described with reference to the drawings. The method for manufacturing the metal structure 10 includes a metal layer forming step, a masking step, a metal layer removing step, and an etching step.

金属層形成ステップは、フィン14が形成される領域に対応する凸部形成予定部が形成されたガラス基板に金属層を形成する工程である。金属層が形成されるガラス基板20は、ヒートシンクに対応する寸法の矩形状のガラス基板である。ガラス基板の種類に特に制限はなく、無アルカリガラスやアルミノシリケートガラス、石英ガラス等を使用することが可能である。また、ガラス基板20は、図2(A)に示すように、特許請求の範囲に記載の凸部形成予定部に相当する貫通孔22を有している。貫通孔22は、ガラス基板20の一方の主面から他方の主面に略垂直に形成された孔部である。貫通孔22は、フィン14となる金属材料が充填されるように構成され、ガラス基板20は、所定の間隔で複数の貫通孔22が形成されている。 The metal layer forming step is a step of forming a metal layer on a glass substrate on which a convex portion to be formed corresponding to a region where fins 14 are formed is formed. The glass substrate 20 on which the metal layer is formed is a rectangular glass substrate having dimensions corresponding to the heat sink. The type of glass substrate is not particularly limited, and non-alkali glass, aluminosilicate glass, quartz glass and the like can be used. Further, as shown in FIG. 2A, the glass substrate 20 has a through hole 22 corresponding to the portion to be formed of the convex portion described in the claims. The through hole 22 is a hole formed substantially perpendicularly from one main surface of the glass substrate 20 to the other main surface. The through holes 22 are configured to be filled with a metal material to be fins 14, and the glass substrate 20 is formed with a plurality of through holes 22 at predetermined intervals.

ここで、貫通孔22の形成方法について説明する。貫通孔22は、レーザステップおよびエッチングステップによって形成される。レーザステップは、ガラス基板20の厚さ方向おいて、エッチング液によりエッチングされ易い性質を有する改質領域30を形成する工程である。改質領域30は、図2(B)および図2(C)に示すように、ガラス基板20の板厚方向において、複数のフィラメント32が形成された領域である。フィラメント32は、レーザ装置から照射されたレーザビームが、ガラス基板20の板厚方向において所定の間隔で複数の焦点を結ぶことによって形成される。レーザビームの出力は、例えば、30〜300μmJの範囲で改質領域以外の領域に影響を及ぼさないように調整される。フィラメント32の形成間隔や個数は、ガラス基板の板厚や凸部の形状等に応じて調整される。 Here, a method of forming the through hole 22 will be described. The through hole 22 is formed by a laser step and an etching step. The laser step is a step of forming a modified region 30 having a property of being easily etched by an etching solution in the thickness direction of the glass substrate 20. As shown in FIGS. 2 (B) and 2 (C), the modified region 30 is a region in which a plurality of filaments 32 are formed in the plate thickness direction of the glass substrate 20. The filament 32 is formed by irradiating a laser beam emitted from a laser apparatus into a plurality of focal points at predetermined intervals in the plate thickness direction of the glass substrate 20. The output of the laser beam is adjusted, for example, in the range of 30 to 300 μmJ so as not to affect a region other than the modified region. The forming interval and the number of filaments 32 are adjusted according to the thickness of the glass substrate, the shape of the convex portion, and the like.

エッチングステップは、改質領域30が形成されたガラス基板20をエッチング液と接触させることにより、貫通孔22を形成する工程である。ガラス基板20のエッチング方法としては、例えば、図3(A)および図3(B)に示すエッチング装置40を使用する方法がある。エッチング装置40は、搬送ローラで搬送されているガラス基板20に対してエッチング液を噴射するように構成されるスプレイエッチング装置である。エッチング装置40は、エッチング液を噴射する複数のエッチングチャンバ42を備えている。エッチングチャンバ42は、水平方向に搬送されているガラス基板20に対して上下方向からエッチング液を噴射するように構成される。なお、エッチングチャンバ42の後段には、ガラス基板20に付着したエッチング液を洗い流すための洗浄チャンバ44が設けられているため、ガラス基板20はエッチング液が取り除かれた状態でエッチング装置40から排出される。エッチング液は、少なくともフッ酸が含まれており、塩酸や硫酸等の無機酸や界面活性剤が含まれていても良い。 The etching step is a step of forming the through hole 22 by bringing the glass substrate 20 on which the modified region 30 is formed into contact with the etching solution. As a method of etching the glass substrate 20, for example, there is a method of using the etching apparatus 40 shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B). The etching apparatus 40 is a spray etching apparatus configured to inject an etching solution onto a glass substrate 20 conveyed by a conveying roller. The etching apparatus 40 includes a plurality of etching chambers 42 for injecting an etching solution. The etching chamber 42 is configured to inject the etching solution from the vertical direction onto the glass substrate 20 which is conveyed in the horizontal direction. Since the cleaning chamber 44 for washing away the etching solution adhering to the glass substrate 20 is provided in the subsequent stage of the etching chamber 42, the glass substrate 20 is discharged from the etching apparatus 40 in a state where the etching solution is removed. NS. The etching solution contains at least hydrofluoric acid, and may contain an inorganic acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid or a surfactant.

エッチング液とガラス基板20が接触することにより、フィラメント32が形成された改質領域30では、周辺領域よりも板厚方向にエッチングが進行しやすくなり、図2(D)に示すように、アスペクト比の高い(細長い)貫通孔22を形成することが可能になる。なお、必要に応じて、このエッチング処理でガラス基板20を所望の板厚に調整しても良い。 Due to the contact between the etching solution and the glass substrate 20, in the modified region 30 where the filament 32 is formed, etching is more likely to proceed in the plate thickness direction than in the peripheral region, and as shown in FIG. 2 (D), the aspect ratio It is possible to form a high-ratio (elongated) through hole 22. If necessary, the glass substrate 20 may be adjusted to a desired plate thickness by this etching process.

貫通孔22が形成されたガラス基板20に金属層を形成する方法は、無電解めっき、電解めっき、ストライクめっき等のめっき処理技術やこれらの組み合わせによって行われる。本実施形態では、無電解めっきを用いてガラス基板20に銅層34を形成した。無電解めっきは、公知のめっき液にガラス基板を浸漬することによって行われる。なお、めっき層の密着性等の表面特性の改善を目的として、めっき処理の前に下地層を形成しても良い。 The method of forming the metal layer on the glass substrate 20 in which the through holes 22 are formed is performed by plating treatment techniques such as electroless plating, electrolytic plating, and strike plating, or a combination thereof. In this embodiment, the copper layer 34 is formed on the glass substrate 20 by using electroless plating. Electroless plating is performed by immersing a glass substrate in a known plating solution. An underlayer may be formed before the plating treatment for the purpose of improving surface characteristics such as adhesion of the plating layer.

銅層34は、図4(A)に示すように、ガラス基板20の両主面および貫通孔22内に形成される。銅層34は、ガラス基板20の表面部においては、所定の膜厚になるように形成される。さらに、銅層34は、貫通孔22において、孔内部を充填するように形成される。なお、金属層形成ステップの前に、保護フィルム等で銅層34を形成する必要がない領域を被覆しておいても良い。 As shown in FIG. 4A, the copper layer 34 is formed on both main surfaces of the glass substrate 20 and in the through holes 22. The copper layer 34 is formed so as to have a predetermined film thickness on the surface portion of the glass substrate 20. Further, the copper layer 34 is formed in the through hole 22 so as to fill the inside of the hole. Before the metal layer forming step, a protective film or the like may be used to cover a region where the copper layer 34 does not need to be formed.

マスキングステップは、銅層34上に、エッチング液に耐性を有する耐エッチング層を形成する工程である。耐エッチング層は、紫外線剥離型の保護フィルム36を使用する。保護フィルム36は、図4(B)に示すように、ガラス基板20の一方の主面に被覆される。紫外線剥離型フィルムを使用することにより、フィルム剥離時に粘着剤等の不純物が銅層34の表面に付着することが防止される。 The masking step is a step of forming an etching resistant layer having resistance to an etching solution on the copper layer 34. As the etching resistant layer, an ultraviolet peeling type protective film 36 is used. As shown in FIG. 4B, the protective film 36 is coated on one main surface of the glass substrate 20. By using the ultraviolet peeling type film, impurities such as an adhesive are prevented from adhering to the surface of the copper layer 34 at the time of film peeling.

金属層除去ステップは、ガラス基板20の表面に形成された銅層34を除去する工程である。金属層除去ステップでは、保護フィルム36で被覆されていない主面に形成された銅層34を除去する。銅層34の除去は、塩化第二鉄等の銅を溶解することが可能なエッチング液を使用したり、機械研磨等で物理的に除去したりすることが可能である。金属層除去ステップを行うことにより、図4(C)に示すように、ガラス基板20の一方の主面に形成された銅層34が全て除去される。エッチング処理の前に銅層34の不要部分を除去することにより、エッチング処理の効率を向上させることができる。さらに、エッチング処理時にガラス基板とエッチング液の反応に伴って発生する反応生成物が銅層34に付着することも防止される。 The metal layer removing step is a step of removing the copper layer 34 formed on the surface of the glass substrate 20. In the metal layer removing step, the copper layer 34 formed on the main surface not covered with the protective film 36 is removed. The copper layer 34 can be removed by using an etching solution capable of dissolving copper such as ferric chloride, or by physically removing the copper layer 34 by mechanical polishing or the like. By performing the metal layer removing step, as shown in FIG. 4C, all the copper layers 34 formed on one main surface of the glass substrate 20 are removed. By removing unnecessary portions of the copper layer 34 before the etching process, the efficiency of the etching process can be improved. Further, it is also possible to prevent the reaction product generated by the reaction between the glass substrate and the etching solution during the etching process from adhering to the copper layer 34.

エッチングステップは、ガラス基板20をエッチング液と接触させることにより、ガラス基板20を全て溶解する工程である。エッチング処理は、前述のエッチング装置40を用いて行うことが可能である。エッチング液と接触したガラス基板20は、図5(A)に示すように、徐々にエッチングされる。銅層34は、エッチング液に含まれるフッ酸等の酸性物質等はほとんど反応しないため、このエッチング処理では、最終的に図5(B)に示すように、ガラス基板20のみがエッチングされる。 The etching step is a step of melting the entire glass substrate 20 by bringing the glass substrate 20 into contact with the etching solution. The etching process can be performed using the etching apparatus 40 described above. The glass substrate 20 in contact with the etching solution is gradually etched as shown in FIG. 5 (A). Since the copper layer 34 hardly reacts with acidic substances such as hydrofluoric acid contained in the etching solution, only the glass substrate 20 is finally etched in this etching process, as shown in FIG. 5 (B).

エッチングステップ後に、保護フィルム36は銅層34から除去される(図5(C)参照)。保護フィルム36は、紫外線を照射した後に、物理的な力を加えることにより銅層34に粘着剤等の不純物をほとんど付着させることなく除去することが可能である。また、エッチング処理により銅層34が変色したり汚損したりした場合は、洗浄処理や光沢処理を適宜行うことが好ましい。光沢処理は、公知の光沢液を銅層34と接触させることにより行われる。光沢処理を行うことにより、銅層34が本来の光沢を得られる。さらに、必要に応じて、銅層34にめっき処理等の表面処理加工を行っても良い。 After the etching step, the protective film 36 is removed from the copper layer 34 (see FIG. 5C). After irradiating the protective film 36 with ultraviolet rays, it is possible to remove impurities such as an adhesive to the copper layer 34 by applying a physical force with almost no adhesion. Further, when the copper layer 34 is discolored or soiled by the etching treatment, it is preferable to appropriately perform a cleaning treatment or a gloss treatment. The gloss treatment is performed by bringing a known gloss liquid into contact with the copper layer 34. By performing the gloss treatment, the copper layer 34 can obtain the original gloss. Further, if necessary, the copper layer 34 may be subjected to surface treatment such as plating.

エッチング処理を行うことにより、銅層34に力がほとんど加わることなくガラス基板20を除去することが可能なる。このため、貫通孔22内に充填された銅層34の破損を抑制しつつ、金属構造物10を製造することが可能になる。また、保護フィルム36を銅層34に被覆することにより、ガラス基板20を除去した際に、銅層34の表面が自己収縮することが防止される。 By performing the etching process, the glass substrate 20 can be removed with almost no force applied to the copper layer 34. Therefore, it is possible to manufacture the metal structure 10 while suppressing damage to the copper layer 34 filled in the through hole 22. Further, by coating the copper layer 34 with the protective film 36, it is possible to prevent the surface of the copper layer 34 from self-shrinking when the glass substrate 20 is removed.

ここから、本発明の他の実施形態ついて、図6および図7を用いて説明する。この実施形態では、図6(A)に示す、複数のプレート状のフィン141を備える金属構造物101の製造方法について説明する。金属構造物101は、基部12上に所定の間隔で複数のフィン141が設けられたヒートシンクである。フィン141は、リブ状の凸部であり、基部12の一方の端部から他方の端部に沿って設けられている。 From here on, other embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. In this embodiment, a method for manufacturing the metal structure 101 having a plurality of plate-shaped fins 141 shown in FIG. 6A will be described. The metal structure 101 is a heat sink in which a plurality of fins 141 are provided on the base 12 at predetermined intervals. The fins 141 are ribbed protrusions and are provided along one end to the other end of the base 12.

ここから、金属構造物101の製造方法について説明する。なお、製造方法のうち、前述の製造方法と実質的に同一の部分については説明を省略する。金属構造物101の製造方法は、前述の製造方法と同様に、金属層形成ステップ、マスキングステップ、金属層除去ステップおよびエッチングステップを含む。 From here, a method of manufacturing the metal structure 101 will be described. The description of the part of the manufacturing method that is substantially the same as the above-mentioned manufacturing method will be omitted. The method for manufacturing the metal structure 101 includes a metal layer forming step, a masking step, a metal layer removing step, and an etching step, similarly to the above-mentioned manufacturing method.

金属層形成ステップは、ガラス基板201に銅層34を形成する工程である。ガラス基板201は、金属構造物101に応じた単一のガラス基板であり、一方の主面上に溝部24を有している。溝部24は、フィン141が形成される予定領域に形成された非貫通の凹状の溝部である。溝部24は、貫通孔22の形成方法と同様にレーザ処理およびエッチング処理を組み合わせることにより形成することが可能である。なお、凹状の溝部24を作成する場合は、レーザの焦点距離を調整し、改質領域がガラス基板201の板厚方向の全域に形成されないようにフィラメントを溝部24の形成予定領域のみに形成すれば良い。フィラメントの形成位置を調整することで、エッチング処理により細長い凹状の溝部24を形成することが可能になる。 The metal layer forming step is a step of forming the copper layer 34 on the glass substrate 201. The glass substrate 201 is a single glass substrate corresponding to the metal structure 101, and has a groove portion 24 on one main surface. The groove portion 24 is a non-penetrating concave groove portion formed in the planned region where the fins 141 are formed. The groove portion 24 can be formed by combining a laser treatment and an etching treatment in the same manner as in the method for forming the through hole 22. When the concave groove portion 24 is formed, the focal length of the laser is adjusted so that the filament is formed only in the region where the groove portion 24 is to be formed so that the modified region is not formed in the entire area of the glass substrate 201 in the plate thickness direction. Just do it. By adjusting the filament formation position, it becomes possible to form an elongated concave groove 24 by the etching process.

金属層形成ステップでは、図7(A)に示すように、ガラス基板201の表面部および溝部24に無電解めっき処理にて銅層34を形成する。銅層34は、溝部24に充填されるようにめっき処理が行われる。マスキングステップでは、溝部24が形成された側の主面において、銅層34を保護フィルム36で被覆する。続いて、前述の実施形態と同様に、金属層除去ステップにて溝部24が形成されていない主面上の銅層34を除去し、エッチングステップにて、ガラス基板201を除去する(図7(B)および図7(C)参照)。 In the metal layer forming step, as shown in FIG. 7A, a copper layer 34 is formed on the surface portion and the groove portion 24 of the glass substrate 201 by electroless plating. The copper layer 34 is plated so as to fill the groove 24. In the masking step, the copper layer 34 is covered with the protective film 36 on the main surface on the side where the groove 24 is formed. Subsequently, similarly to the above-described embodiment, the copper layer 34 on the main surface on which the groove 24 is not formed is removed in the metal layer removing step, and the glass substrate 201 is removed in the etching step (FIG. 7 (FIG. 7). B) and FIG. 7 (C)).

このように製造された金属構造物101は適宜後処理が行われる。本実施形態では、リブ状のフィンの形成方法について説明したが、本発明に係る金属構造物の凸部の形状はこれに限定されない。ガラス基板へのレーザ照射およびエッチング処理により所望の形状の凸部形成予定部を形成することによって、所望の形状の凸部を形成することが可能である。凸部は、例えば曲線部を含んでいても良い。また、本発明に係る金属構造物は、ヒートシンク以外の用途にも使用することが可能であり、例えば、金型や半導体モジュール等にも使用することが可能である。 The metal structure 101 produced in this way is appropriately post-treated. In the present embodiment, the method of forming the rib-shaped fin has been described, but the shape of the convex portion of the metal structure according to the present invention is not limited to this. It is possible to form a convex portion having a desired shape by forming a convex portion having a desired shape by irradiating the glass substrate with a laser and etching the glass substrate. The convex portion may include, for example, a curved portion. Further, the metal structure according to the present invention can be used for applications other than heat sinks, and can be used, for example, for molds, semiconductor modules, and the like.

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The description of the embodiments described above should be considered exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above-described embodiment but by the scope of claims. Furthermore, the scope of the present invention is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.

10−金属構造物
12−基部
14−フィン
20−ガラス基板
22−貫通孔
24−溝部
30−改質領域
32−フィラメント
34−銅層
40−エッチング装置
10-Metallic structure 12-Base 14-Fin 20-Glass substrate 22-Through hole 24-Groove 30-Modified area 32-Filament 34-Copper layer 40-Etching device

Claims (3)

金属製の基部と、前記基部上に設けられる金属製の複数の凸部と、を少なくとも備える金属構造物の製造方法であって、
ガラス基板の少なくとも一方の表面および前記ガラス基板の表面に形成された孔部、凹部または溝部を有する凸部形成予定部に金属層を形成する金属層形成ステップと、
前記金属層が形成された前記ガラス基板をエッチング液と接触させることにより溶解するエッチングステップと、
を少なくとも含む金属構造物の製造方法。
A method for manufacturing a metal structure including at least a metal base and a plurality of metal protrusions provided on the base.
A metal layer forming step of forming a metal layer on at least one surface of the glass substrate and a convex portion to be formed having holes, recesses or grooves formed on the surface of the glass substrate.
An etching step in which the glass substrate on which the metal layer is formed is melted by being brought into contact with an etching solution, and an etching step.
A method for manufacturing a metal structure including at least.
前記エッチングステップの前に、前記金属層にエッチング液への耐性を有する耐エッチング層を形成する保護ステップをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の金属構造物の製造方法。 The method for manufacturing a metal structure according to claim 1, further comprising a protective step for forming an etching-resistant layer having resistance to an etching solution in the metal layer before the etching step. 前記エッチングステップの前に、前記ガラス基板の表面に形成された金属層の一部を除去する前処理ステップをさらに含むことを特徴とする請求項1または2に記載の金属構造物の製造方法。 The method for producing a metal structure according to claim 1 or 2, further comprising a pretreatment step of removing a part of a metal layer formed on the surface of the glass substrate before the etching step.
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