JP2023007654A - 電鋳型及び電鋳型を用いた電鋳品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電鋳型を、繰り返し利用することができるものとする。【解決手段】電鋳型８０は、導電性の基板１０と、基板１０の上に配置された電鋳型基部３１，３６と、基板１０の表面と電鋳型基部３１，３６の表面とのうち、基板１０と電鋳型基部３１，３６とで形成された、電鋳品７０が形成される空洞部３３に面した表面、を被覆した導電性の犠牲層５０と、犠牲層５０のうち、空洞部３３の底面３３ａに対応する部分を除いて被覆したレジスト層５５と、を備える。【選択図】図６

Description

本発明は、電鋳型及び電鋳型を用いた電鋳品の製造方法に関する。

例えば、時計の部品等微小な形状の構造物を、電気鋳造（電気めっき法による金属製品の製造・補修又は複製方法；以下、電鋳という。）により製造することが行われている。そのような背景において近年、基板にフォトレジスト層を形成し、そのフォトレジスト層に、可溶部と不溶部のパターンを形成することで、電鋳型を製造し、微細で高精度な電鋳品を製造するＬＩＧＡ（Lithographie，Galvanoformung，Abformung）工法の応用が広がっている。

電鋳品の形状に応じて、複数層のレジスト層を形成することもある。この場合、層間で段差があるものでは、段差の部分に中間導電層を形成することで、段差よりも上の層における電鋳の成長速度を速めることができる（例えば、特許文献１参照）。

特許第４８４０７５６号公報

ところで、電鋳、特にＬＩＧＡ工法は、フォトレジスト層を電鋳品の型（電鋳型）とするが、最終的に電鋳品を電鋳型から取り外すために、電鋳型であるフォトレジスト層を溶解する必要がある。つまり、電鋳品を製造する毎に、電鋳型を作り直す必要がある。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、繰り返し利用することができる電鋳型及びその電鋳型を用いた電鋳品の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１は、導電性の基板と、前記基板の上に配置された電鋳型基部と、前記基板の表面と前記電鋳型基部の表面とのうち、前記基板と前記電鋳型基部とで形成された、電鋳品が形成される空洞部、に面した表面のうち、少なくとも前記基板に接する面を被覆した犠牲層と、前記犠牲層のうち、前記空洞部の底面に対応する部分の少なくとも一部を除いて被覆した絶縁性のレジスト層と、を備えた電鋳型である。

本発明の第２は、本発明に係る電鋳型を用いて、電気めっきにより前記空洞部にめっきを成長させ、前記空洞部を埋めるまで前記めっきが成長した後に、前記電鋳型基部を溶解させずに、前記犠牲層及び前記レジスト層のうち少なくとも前記犠牲層を溶解して、前記空洞部を埋めためっきによる電鋳品を前記電鋳型から分離する、電鋳型を用いた電鋳品の製造方法である。

本発明に係る電鋳型によれば、繰り返し利用することができる。また、本発明に係る電鋳型を用いた電鋳品の製造方法によれば、電鋳型を繰り返し利用して電鋳品を製造することができる。

電鋳品を製造するための型である電鋳型を製造する方法（製造方法）の一例の流れを模式的に示した断面図（その１）である。 電鋳品を製造するための型である電鋳型を製造する方法（製造方法）の一例の流れを模式的に示した断面図（その２）である。 電鋳品を製造するための型である電鋳型を製造する方法（製造方法）の一例の流れを模式的に示した断面図（その３）である。 電鋳品を製造するための型である電鋳型を製造する方法（製造方法）の一例の流れを模式的に示した断面図（その４）である。 電鋳品を製造するための型である電鋳型を製造する方法（製造方法）の一例の流れを模式的に示した断面図（その５）である。 電鋳品を製造するための型である電鋳型を製造する方法（製造方法）の一例の流れを模式的に示した断面図（その６）である。 図６に示した電鋳型を用いた電鋳品の製造方法の一例の流れを模式的に示した断面図である。 電鋳型基部と電鋳品との間に介在する部分が、導電性を有しない犠牲層として機能するレジスト層で形成された電鋳型の製造方法の一例の流れを模式的に示した断面図（その１）であり、図１～４に示した製造方法の流れに続く工程を示す。 電鋳型基部と電鋳品との間に介在する部分が、導電性を有しない犠牲層として機能するレジスト層で形成された電鋳型の製造方法の一例の流れを模式的に示した断面図（その２）である。 図９に示した電鋳型を用いた電鋳品の製造方法の一例の流れを模式的に示した断面図である。

以下、本発明に係る電鋳型及びその電鋳型を用いた電鋳品の製造方法の実施形態について、図面を用いて説明する。

＜実施形態１＞
図１～６は電鋳品７０を製造するための型である電鋳型８０を製造する方法（製造方法）の一例の流れ（矢印で示す）を模式的に示した断面図（その１～その６）であり、図１の次に図２、図２の次に図３、図３の次に図４、図４の次に図５、図５の次に図６、という順序の工程となる。図７は図１～６の工程で製造した電鋳型８０を用いた電鋳品７０の製造方法の一例の流れ（矢印で示す）を模式的に示した断面図である。

電鋳型８０は、本発明に係る電鋳型の一実施形態であり、この電鋳型８０を用いた電鋳品７０の製造方法は、本発明に係る電鋳品の製造方法の一実施形態である。

（電鋳型）
まず、電鋳型８０の製造方法の一例について、図１～６を参照して説明する。なお、電鋳型８０は、図１～６に示した製造方法で製造されたものに限定されず、他の製造方法で製造されたものであってもよい。

最初に、図１に示すように、基板１０にフォトレジスト層２０が積層される。基板１０は、基板本体１１が導電性を有するものであってもよいし、基板本体１１が導電性を有しない、例えばシリコンの場合は、基板本体１１の、フォトレジスト層２０が積層される面１１ａに、導電性を有する導電膜（導電層）１２を形成したものであってもよい。基板本体１１が導電性を有するものであるときは、基板本体１１に導電膜１２を形成（積層）しなくてもよく、この場合は、基板本体１１が導電性を有する基板１０に相当する。

本実施形態においては、導電層１２は、例えば、チタン（Ｔｉ）とニッケル（Ｎｉ）との積層膜（チタンが基板本体１１側）で形成されているが、導電層１２は、この材料に限定されず、導電性を有する材料であればよい。なお、基板本体１１が導電性を有するものであるときは、導電層１２を備えなくてもよい。

フォトレジスト層２０は、紫外光（紫外線）が照射された部分が溶ける可溶部、照射されなかった部分が不溶部に構成されるポジ型レジストであってもよいし、紫外光が照射された部分が溶けない不溶部、照射されなかった部分が可溶部に構成されるネガ型レジストであってもよい。図１に示した電鋳品７０の製造方法におけるフォトレジスト層２０は、ネガ型レジストであることを前提として説明する。

次に、フォトレジスト層２０の表面（図示の上面）側に、フォトマスク９０を配置し、上方から、フォトマスク９０を介してフォトレジスト層２０に紫外光Ｌを照射する。

フォトマスク９０は、紫外光Ｌを通過させる透光部９２と紫外光Ｌを通過させない遮光部９１とで構成されたパターンを有する。パターンは、電鋳型８０及び電鋳品７０の輪郭形状に対応して形成されている。

フォトマスク９０を介して紫外光Ｌが照射されると、フォトレジスト層２０のうち、透光部９２の下方の部分は、紫外光Ｌを透光して紫外光Ｌが照射されたことによって不溶部２２となり、現像処理によっても残存する。一方、フォトレジスト層２０のうち、遮光部９１の下方の部分は、紫外光Ｌを遮光して紫外光Ｌが照射されないことにより可溶部２１となり、図２に示すように、現像処理によって除去される。

このように、フォトマスク９０の遮光部９１はフォトレジスト層２０に可溶部２１を形成し、透光部９２はフォトレジスト層２０に不溶部２２を形成する。なお、フォトレジスト層２０がポジ型レジストの場合は、これとは反対に、遮光部９１はフォトレジスト層２０に不溶部を形成し、透光部９２はフォトレジスト層２０に可溶部を形成する。

図２に示すように、現像処理によって可溶部２１が除去されると、可溶部２１が存在していた部分は空洞部２３となり、この空洞部２３では、基板１０が露出した状態となり、この空洞部２３と不溶部２２とのパターンが形成される。

そして、電気めっきの工程により、空洞部２３においては、基板１０からニッケル等の金属が析出、成長し、空洞部２３の輪郭形状に対応した、ニッケル等の金属の１層目の電鋳型基部３１が形成される。なお、１層目の電鋳型基部３１の表面（図示の上面）を平らに研削、研磨してもよい。

その後、フォトレジスト層２０の不溶部２２を別の処理で除去すると、１層目の電鋳型基部３１の間の、不溶部２２が存在していた部分が空洞部３３となる。

次に、１層目の電鋳型基部３１の間の空洞部３３も含めて、１層目の電鋳型基部３１を覆うように、フォトレジスト層２５を形成する。フォトレジスト層２５は、フォトレジスト層２０と同じ材料であるが、別の材料で形成してもよいし、ポジ型のフォトレジスト層であってもよい。

次に、フォトレジスト層２５の表面（図示の上面）側に、フォトマスク９５を配置し、上方から、フォトマスク９５を介してフォトレジスト層２０に紫外光Ｌを照射する。

フォトマスク９５は、紫外光Ｌを通過させる透光部９７と紫外光Ｌを通過させない遮光部９６とで構成されたパターンを有する。パターンは、電鋳型８０及び電鋳品７０の輪郭形状に対応して形成されている。

フォトマスク９５を介して紫外光Ｌが照射されると、フォトレジスト層２５のうち、透光部９７の下方の部分は、紫外光Ｌを透光して紫外光Ｌが照射されたことによって不溶部２７となり、現像処理によっても残存する。一方、フォトレジスト層２５のうち、遮光部９６の下方の部分は、紫外光Ｌを遮光して紫外光Ｌが照射されないことにより可溶部２６となり、図３に示すように、現像処理によって除去される。

現像処理によって可溶部２６が除去されると、可溶部２６が存在していた部分は、不溶部２７と基板１０とで囲まれた空洞部２８となり、この空洞部２８では、１層目の電鋳型基部３１が露出した状態となり、この空洞部２８と不溶部２７とのパターンが形成される。

そして、電気めっきの工程により、空洞部２８においては、基板１０の導電層１２に接続した１層目の電鋳型基部３１からニッケル等の金属が成長し、図４に示すように、空洞部２８の輪郭形状に対応した、ニッケル等の金属の２層目の電鋳型基部３６が形成され、厚さ方向において２層に積層された電鋳型が形成される。なお、２層目の電鋳型基部３６の表面（図示の上面）を平らに研削、研磨してもよい。

その後、フォトレジスト層２５の不溶部２７を別の処理で除去すると、１層目の電鋳型基部３１の間及び２層目の電鋳型基部３６の間の、不溶部２７が存在していた部分が、電鋳型基部３１，３６と基板１０とで囲まれた空洞部３３となる。

なお、２層目の電鋳型基部３６は、基板１０の厚さ方向において、１層目の電鋳型基部３１に積層されていて、１層目の電鋳型基部３１よりも小さい。したがって、１層目の電鋳型基部３１と２層目の電鋳型基部３６との境界においては、１層目の電鋳型基部３１が２層目の電鋳型基部３６から突出した段部３４が形成されている。

次に、図５に示すように、１層目の電鋳型基部３１、２層目の電鋳型基部３６及び基板の表面（側面を含む）のうち、電鋳品７０が形成される空洞部３３に面した表面を、犠牲層５０で被覆する。犠牲層５０は、後に、電鋳型基部３１，３６に代わって溶解されることで、電鋳品７０を電鋳型８０から分離させる機能を発揮する層であり、スパッタリングにより、例えば銅（Ｃｕ）で形成されている（厚さが例えば２［μｍ］）。なお、銅の犠牲層５０と、電鋳品７０が形成される空洞部３３に面した表面と、の間にチタンの層を形成してもよい。

犠牲層５０は、電鋳品７０を形成するめっきの起点となるため、導電性を有する材料で形成される。犠牲層５０は、銅に限定されない。犠牲層５０は、電鋳型基部３１，３６に代わって後に溶解されるため、電鋳型基部３１，３６とは異なる薬品で溶解される材料で形成されている必要がある。したがって、犠牲層５０は、電鋳型基部３１，３６とは異なる材料で形成されている。

なお、本実施形態においては図示を省略しているが、犠牲層５０の上に、無電解めっきにより銅の層を均一に厚く（例えば２［μｍ］）形成してもよい。銅の層を形成することにより、犠牲層５０をスパッタリングではなく無電解めっきで形成したときに、犠牲層５０の厚さを、より均一に形成することができ、電鋳品７０の寸法精度を高めることができる。

次いで、犠牲層５０のうちめっきの起点となる部分（基板１０の導電層１２に接した底面３３ａ）に対応する部分に開口９９が形成されたメタルマスク（ステンシルマスク）９８を使って、粒子６１（例えば、大きさ１０［μｍ］程度のフェライト粒子）を、犠牲層５０におけるめっきの起点となる底面３３ａに配置する。具体的には、粒子６１が分散した溶液６０中に浸すことで、開口９９の部分から底面３３ａに粒子６１が沈降し、粒子６１を底面３３ａに配置することができる。

次いで、犠牲層５０をレジスト層５５で被覆する。具体的には、犠牲層５０の表面に、シリコン（Ｓｉ）のレジスト層５５を、スパッタリングで成膜する。犠牲層５０とレジスト層５５との間にチタンの層を成膜して、犠牲層５０とレジスト層５５との密着力を高めてもよい。

ここで、粒子６１が介在する底面３３ａにおいては、犠牲層５０と、犠牲層５０に積層されたレジスト層５５と、の密着性が、底面３３ａ以外の部分に比べて低い。レジスト層５５は、非導電性である。

このため、図６に示すように、レジスト層５５に超音波洗浄を行うと、レジスト層５５のうち、粒子６１の介在により犠牲層５０との密着性が相対的に低い、空洞部３３の底面３３ａに積層した部分は除去され、犠牲層５０が露出した状態となる。

つまり、電鋳品７０が形成される空洞部３３は、空洞部３３の底面３３ａに対応した部分においてのみ導電性を有する犠牲層５０が露出し、底面３３ａ以外の犠牲層５０の部分は、非導電性のレジスト層５５に覆われているため、空洞部３３に電気めっきで電鋳品７０を形成する製造方法においては、底面３３ａに対応した犠牲層５０からのみ、めっきを成長させることができる。なお、レジスト層５５を除去して、底面３３ａに対応した部分のうち犠牲層５０を露出させた部分は、底面３３ａに対応した部分の一部であってもよいし全部であってもよい。

また、レジスト層５５は、空洞部３３の底面３３ａに対応する部分に隣接する、空洞部３３の側面３３ｂに対応する部分の一部をも除去されてもよい。つまり、レジスト層５５は、犠牲層５０のうち、空洞部３３の底面３３ａに対応する部分と側面５５ｂに対応する部分の一部をも除いた範囲を被覆した状態であってもよい。

なお、底面３３ａのレジスト層５５を除去する方法としては、上述した粒子６１を用いるのに代えて、底面３３ａにのみ真空蒸着法によりアルミニウムの膜を形成してもよい。

レジスト層５５にはピンホール等の欠陥が存在するため、アルミニウムの膜を除去する液が欠陥を通してアルミニウムを溶かすことで、レジスト層５５が剥がされて（リフトオフ）、底面３３ａのレジスト層５５を除去することができる。

その他の方法として、斜め方向からの真空蒸着法や、レーザ光の照射などによって、底面３３ａのレジスト層５５を除去してもよい。

次に、１層目の電鋳型基部３１と２層目の電鋳型基部３６との境界に形成された段部３４の領域に対応した開口６７が形成されたマスク６５を用いて、その段部３４に中間導電層４５を、真空蒸着法により形成する。中間導電層４５は、例えば、導電層１２と同じニッケル（又は間にチタンを介したニッケル）で形成されている。

以上のような製造方法により、図６に示す実施形態１の電鋳型８０が製造される。ここで、電鋳型８０は、導電性の基板１０と、１層目の電鋳型基部３１と、２層目の電鋳型基部３６と、基板１０の表面及び電鋳型基部３１，３６の各表面のうち、電鋳品７０を形成する空洞部３３に面した表面を被覆した犠牲層５０、犠牲層５０の、空洞部３３の底面３３ａ以外を被覆したレジスト層５５並びに段部３４に配置された中間導電層４５と、を有している。

（電鋳品の製造方法）
図７は電鋳型８０を用いた電鋳品７０の製造方法の一例の流れを模式的に示した断面図である。次に、この電鋳型８０を用いた電鋳品７０の製造方法の一例について、図７を用いて説明する。電鋳型８０で例えばニッケルの電気めっきを行うと、底面３３ａに露出した犠牲層５０からニッケルの電鋳品７０が成長する。そして、電鋳品７０が１層目の電鋳型基部３１の空洞部３３を埋めると、その成長した電鋳品７０が段部３４の中間導電層４５に接して、中間導電層４５に電気が流れる。

これにより、２層目の電鋳型基部３６の空洞部３３においては、１層目の空洞部３３を埋めた電鋳品７０と中間導電層４５とから、めっきが成長し、２層目の空洞部３３を埋めるように電鋳品７０が形成される。

このように、２層目の空洞部３３を埋めるめっきは、１層目の空洞部３３を埋めた電鋳品７０だけでなく、中間導電層４５からの成長するため、中間導電層４５が配置されていない電鋳型に比べて、２層目の空洞部３３をめっきで満たす時間を早めることができる。

次いで、２層目の空洞部３３まで電鋳品７０が形成された後、２層目の電鋳型基部３６の上面が露出するように、レジスト層５５、犠牲層５０及び２層目の空洞部３３を埋めた電鋳品７０を、平らに研削、研磨する。これにより、電鋳型基部３６及び電鋳型基部３１と、電鋳品７０との境界となる犠牲層５０を、上面に露出させる。理想的には、犠牲層５０が露出する程度までで、研削、研磨を完了することにより、電鋳型基部３６の消耗を抑えることができる。

そして、上面に露出した犠牲層５０を溶解させることにより、電鋳型基部３６及び電鋳型基部３１から電鋳品７０を分離する。このとき、犠牲層５０の溶解に用いる薬品は、電鋳型基部３１，３６には影響のない薬品として選択されたものであるため、電鋳型基部３１，３６は溶解されず、図４に示した状態の電鋳型基部３１，３６として残る。

したがって、図４に示した状態の電鋳型基部３１，３６を再び使用して、図５、６に示した工程で電鋳型８０を形成することで、電鋳型基部３１，３６を繰り返し使用することができる。

なお、電鋳型８０から分離した電鋳品７０は、表面にレジスト層５５や中間導電層４５が残っているが、電鋳品７０として支障が無ければ、それらのレジスト層５５や中間導電層４５は、電鋳品７０にそのまま残しておいてもよい。一方、レジスト層５５や中間導電層４５が不要の場合は、別途、電鋳品７０に対して、これらレジスト層５５や中間導電層４５を除去する処理を追加して行えばよい。

以上、詳細に説明したように、実施形態１の電鋳型８０は、電鋳品７０を製造する毎に使い切るのではなく、繰り返し利用することができる。また、本実施形態の電鋳型８０を用いた電鋳品７０の製造方法によれば、電鋳型８０を繰り返し利用して電鋳品７０を製造することができる。

したがって、本実施形態の電鋳型８０を用いた電鋳品７０の製造方法は、電鋳品７０を製造する毎に電鋳型を使い切りとした製造方法に比べて、電鋳品７０の製造コストを低減することができる。

＜実施形態２＞
上述した実施形態１の電鋳型８０は、基板１０の表面と電鋳型基部３１，３６の表面とのうち、基板１と電鋳型基部３１，３６とで形成された、電鋳品７０が形成される空洞部３３に面した表面の全面に、導電性の犠牲層５０が形成されたものであるが、本発明に係る電鋳型は、空洞部３３に面した表面の全面に、導電性の犠牲層５０が形成されたものに限定されない。

すなわち、導電性の犠牲層５０は、電鋳品７０が形成される空洞部３３に面した表面のうち、少なくとも基板１０に接する面（空洞３３の底面３３ａ）の少なくとも一部（底面３３ａの一部又は底面３３ａの全面）を被覆したものであればよい。

つまり、導電性の犠牲層５０は、電鋳品７０の成長の起点となるため、基板１０に接していることが必要であるため、空洞３３の底面３３ａの一部に形成されて、基板１０に接していることが必須である。

一方、犠牲層５０は、犠牲層５０自体が溶解することで、電鋳型基部３１，３６と電鋳品７０とを分離する必要があるが、電鋳型基部３１，３６と電鋳品７０との間に介在している部分としては、導電性を有している必要は無い。つまり、電鋳型基部３１，３６と電鋳品７０との間に介在する部分は、導電性を有している犠牲層５０ではなく、導電性を有しているか否かに拘わらず溶解して、電鋳型基部３１，３６と電鋳品７０とを分離する機能を発揮すればよい。

したがって、導電性を有する犠牲層５０は、空洞３３の底面３３ａの少なくとも一部（底面３３ａの一部又は底面３３ａの全面）を被覆したものであればよく、電鋳品７０が形成される空洞部３３に面した表面のうち、導電性の犠牲層５０が配置された底面３３ａの一部を除いた、電鋳型基部３１，３６と電鋳品７０との間に介在する部分については、導電性を有しない犠牲層で形成されてもよい。

図８，９は、電鋳型基部３１，３６と電鋳品７０との間に介在する部分が、導電性を有しない犠牲層として機能するレジスト層５５で形成された電鋳型１８０の製造方法の一例の流れを模式的に示した断面図であり、図１～４に示した製造方法の流れに続く工程を示す。また、図１０は、図９に示した電鋳型１８０を用いた電鋳品７０の製造方法の一例の流れを模式的に示した断面図である。

本実施形態の電鋳型１８０は、図１～４に示した製造方法によって製造された、基板１０上に電鋳型基部３１，３６が形成されたものに対して、図８に示すように、１層目の電鋳型基部３１、２層目の電鋳型基部３６及び基板の表面（側面を含む）のうち、電鋳品７０が形成される空洞部３３に面した表面を、スプレー塗布法により、絶縁性を有するレジスト層５５で被覆する。スプレー塗布法は、塗布する対象物の表面の凹凸に倣って、薄く均一にレジストを塗布することができる。

レジスト層５５は、後に形成される犠牲層５０とともに溶解される。したがって、レジスト層５５は、実施形態１における犠牲層５０と同様に機能する。なお、レジスト層５５を形成するレジストは、例えば、ポジ型のレジストである。ポジ型のレジストは、ネガ型のレジストに比べて溶解性が高いため、後に溶解する犠牲層として機能させる際には、ネガ型のレジストよりも使い勝手がよい。

次に、フォトマスク１９５を配置し、上方から、フォトマスク１９５を介してレジスト層５５を露光する。フォトマスク１９５は、紫外光Ｌを通過させる透光部１９６が形成されている。透光部１９６は、空洞部３３の底面３３ａに対応して形成されていて、紫外線Ｌに露光により、透光部１９６を通じて露光された底面３３ａのレジスト層５５を除去し、底面３３ａにおいて基板１０を露出させる。

次に、図９に示すように、１層目の電鋳型基部３１と２層目の電鋳型基部３６との境界に形成された段部３４の領域に対応した開口６７が形成されたマスク６５を用いて、その段部３４に中間導電層４５を、真空蒸着法により形成する。中間導電層４５は、例えば、導電層１２と同じニッケル（又は間にチタンを介したニッケル）で形成されている。

次に、電気めっきの工程により、空洞部３３の底面３３ａに露出した基板１０か、例えば、銅の犠牲層５０を形成する。

以上のような製造方法により、図９に示す実施形態２の電鋳型１８０が製造される。ここで、電鋳型１８０は、導電性の基板１０と、１層目の電鋳型基部３１と、２層目の電鋳型基部３６と、基板１０の表面及び電鋳型基部３１，３６の各表面のうち、電鋳品７０を形成する空洞部３３に面した表面のうち、基板１０に接する面（空洞３３の底面３３ａ）が導電性の犠牲層５５で被覆されている。

一方、電鋳型１８０は、電鋳型基部３１，３６と電鋳品７０との間に介在している部分が、導電性を有しない絶縁性のレジスト層５５で形成されている。このレジスト層５５は、電鋳品７０の製造過程において、犠牲層５０とともに溶解し、犠牲層として機能する。

（電鋳品の製造方法）
次に、この電鋳型１８０を用いた電鋳品７０の製造方法の一例について、図１０を用いて説明する。電鋳型１８０で例えばニッケルの電気めっきを行うと、底面３３ａに形成された犠牲層５０からニッケルの電鋳品７０が成長する。そして、電鋳品７０が１層目の電鋳型基部３１の空洞部３３を埋めると、その成長した電鋳品７０が段部３４の中間導電層４５に接して、中間導電層４５に電気が流れる。

これにより、２層目の電鋳型基部３６の空洞部３３においては、１層目の空洞部３３を埋めた電鋳品７０と中間導電層４５とから、めっきが成長し、２層目の空洞部３３を埋めるように電鋳品７０が形成される。

このように、２層目の空洞部３３を埋めるめっきは、１層目の空洞部３３を埋めた電鋳品７０だけでなく、中間導電層４５からの成長するため、中間導電層４５が配置されていない電鋳型に比べて、２層目の空洞部３３をめっきで満たす時間を早めることができる。

次いで、２層目の空洞部３３まで電鋳品７０が形成された後、２層目の電鋳型基部３６の上面が露出するように、レジスト層５５及び２層目の空洞部３３を埋めた電鋳品７０を、平らに研削、研磨する。これにより、電鋳型基部３６及び電鋳型基部３１と、電鋳品７０との境界となる、犠牲層として機能するレジスト犠牲層５０を、上面に露出させる。

そして、上面に露出したレジスト層５５を溶解させる、さらに、基板１０に接した犠牲層５０を溶解させることにより、電鋳型基部３６及び電鋳型基部３１から電鋳品７０を分離する。このとき、レジスト層の溶解に用いる薬品及び犠牲層５０の溶解に用いる薬品は、電鋳型基部３１，３６には影響のない薬品として選択されたものであるため、電鋳型基部３１，３６は溶解されず、図４に示した状態の電鋳型基部３１，３６として残る。

したがって、図４に示した状態の電鋳型基部３１，３６を再び使用して、図８、９に示した工程で電鋳型１８０を形成することで、電鋳型基部３１，３６を繰り返し使用することができる。

なお、電鋳型１８０から分離した電鋳品７０は、表面に中間導電層４５が残っているが、電鋳品７０として支障が無ければ、その中間導電層４５は、電鋳品７０にそのまま残しておいてもよい。一方、中間導電層４５が不要の場合は、別途、電鋳品７０に対して、中間導電層４５を除去する処理を追加して行えばよい。

以上、詳細に説明したように、実施形態２の電鋳型１８０は、電鋳品７０を製造する毎に使い切るのではなく、繰り返し利用することができる。また、本実施形態の電鋳型１８０を用いた電鋳品７０の製造方法によれば、電鋳型１８０を繰り返し利用して電鋳品７０を製造することができる。

したがって、本実施形態の電鋳型８０を用いた電鋳品７０の製造方法は、電鋳品７０を製造する毎に電鋳型を使い切りとした製造方法に比べて、電鋳品７０の製造コストを低減することができる。

上述した各実施形態の電鋳型８０は、図１から図６に示した工程で製造されたもの、又は図１から図４の工程及び図８から図９の工程で製造されたものであるが、本発明に係る電鋳型は、各実施形態の製造方法で製造されたものに限定されるものではない。

すなわち、本発明に係る電鋳型は、導電性の基板と、基板の上に配置された電鋳型基部と、基板の表面と電鋳型基部の表面とのうち空洞部に面した表面の少なくとも基板の表面（空洞部の底面）を被覆した導電性の犠牲層と、犠牲層のうち、空洞部の底面に対応する部分を除いて被覆したレジスト層と、を備えた構成であればよく、いかなる製造方法で製造されたものであってもよい。

各実施形態の電鋳型８０は、２層の電鋳型であるが、本発明に係る電鋳型は２層のものに限定されず、１層のものであってもよいし、３層以上のものであってもよい。

各実施形態の電鋳型８０は、２層の電鋳型であるため、１層目の電鋳型基部３１と２層目の電鋳型基部３６との境界となる段部３４に、中間導電層４５を有しているが、１層のみの電鋳型基部３１のみを有する電鋳型においては、中間導電層を備えなくてもよい。

各実施形態の電鋳型８０は、１層目の電鋳型基部３１及び２層目の電鋳型基部３６を金属で形成したものであるが、電鋳型８０は、電鋳品７０を形成する空洞部３３の底面（基板の表面の一部）が犠牲層で覆われていればよく、電鋳型基部３１，３６は必ずしも金属で成形されたものでなくてもよい。

したがって、電鋳型基部３１，３６は樹脂であってもよい。なお、電鋳型基部３１，３６を樹脂とした電鋳型８０は、樹脂の電鋳型基部３１，３６を電気めっきの工程で成形することはできないため、電気めっき以外の、微細加工技術で成形する必要がある。また、電鋳型基部３１，３６を樹脂とした電鋳型８０は、前述のフォトレジストを用いたパターンで形成してもよい。

各実施形態の電鋳型８０は、露出した底面３３ａの犠牲層５０からのみめっきを成長させることができるため、２層目の空洞部３３に比べて狭い１層目の空洞部３３におけるめっきの成長が完了した後に、２層目の空洞部３３におけるめっきの成長が開始される。

したがって、レジスト層５５によって犠牲層の５０の露出部分を、仮に底面３３ａだけに制限しない電鋳型とした場合には、１層目の空洞部３３よりも広い２層目の空洞部３３において、１層目の空洞部３３よりも早くめっきの成長が進む。この場合、１層目の空洞部３３がめっきで完全に埋められる前に、２層目の空洞部３３がめっきで埋められてしまい、電鋳品７０の１層目の部分に空洞が残ってしまう可能性がある。

各実施形態の電鋳型８０は、空洞部３３に露出して犠牲層５０の部分を底面３３ａのみに制限しているため、１層目の空洞部３３からめっきを成長させて、電鋳品７０の１層目に空洞が残るのを防ぐことができる。

各実施形態の電鋳型８０は、犠牲層５０が、電鋳型基部３１，３６と異なる材料で形成されているが、電鋳型基部３１，３６を溶解しないように犠牲層５０だけを溶解できる場合は、犠牲層５０は、電鋳型基部３１，３６と同じ材料で形成されていてもよい。

１０ 基板
３１，３６ 電鋳型基部
３３ 空洞部
３３ａ 底面
５０ 犠牲層
５５ レジスト層
７０ 電鋳品
８０ 電鋳型

Claims (8)

1. 導電性の基板と、
   前記基板の上に配置された電鋳型基部と、
   前記基板の表面と前記電鋳型基部の表面とのうち、前記基板と前記電鋳型基部とで形成された、電鋳品が形成される空洞部、に面した表面のうち、少なくとも前記基板に接する面を被覆した導電性の犠牲層と、
   前記犠牲層のうち、前記空洞部の底面に対応する部分の少なくとも一部を除いて被覆した絶縁性のレジスト層と、を備えた電鋳型。
2. 前記レジスト層が、前記犠牲層に代わって、前記電鋳型基部の表面を被覆して形成されている請求項１に記載の電鋳型。
3. 前記犠牲層は、前記空洞部の底面に対応する部分に隣接する、前記空洞部の側面に対応する部分の一部も被覆して形成され、
   前記レジスト層は、前記犠牲層のうち、前記空洞部の底面に対応する部分に隣接する、前記空洞部の側面に対応する部分の一部をも除いて、被覆している、請求項１に記載の電鋳型。
4. 前記犠牲層は、前記電鋳型基部と異なる材料で形成されている、請求項１から３のうちいずれか１項に記載の電鋳型。
5. 前記電鋳型基部が、前記基板の厚さ方向において２層以上に形成されて各層の間に段部を有し、
   前記段部に、導電性の中間導電層が形成されている、請求項１から４のうちいずれか１項に記載の電鋳型。
6. 前記電鋳型基部は、電鋳により金属で形成されている、請求項１から５のうちいずれか１項に記載の電鋳型。
7. 請求項１から６のうちいずれか１項に記載の電鋳型を用いて、電気めっきにより前記空洞部にめっきを成長させ、
   前記空洞部を埋めるまで前記めっきが成長した後に、前記電鋳型基部を溶解させずに、前記犠牲層及び前記レジスト層のうち少なくとも前記犠牲層を溶解して、前記空洞部を埋めためっきによる電鋳品を前記電鋳型から分離する、電鋳型を用いた電鋳品の製造方法。
8. 前記電鋳型から分離した後、前記レジスト層を除去する、請求項７に記載の、電鋳型を用いた電鋳品の製造方法。

Images