JP2947799B2 - 型およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は電気めっきの分野に係り、特に薄膜フィルム
プロセスを用いて製造される薄膜の型およびその製造方
法に関する。さらに、本発明は型の上へ金属層を電鋳し
てデバイスを製造することにも関する。 〔従来技術とその問題点〕 米国特許第3703450号は正確な導電メッシュスクリー
ンの製造方法を述べている。この発明ではまず、マンド
レルを組み立てる。以下、マンドレルとは“型”を意味
する。従来技術のマンドレルは、スクリーンパターンの
ついたマスタープレートをガラス基板上に置き、次にマ
スタープレートの穴を通して薄膜を蒸着してガラス基板
上にそのスクリーンパターンを形成することによって作
られる。ガラス基板からマスタープレートを除去した
後、ガラスプレートの全面にフォトレジストを沈積す
る。次にフォトレジストを露光、現像し、同じスクリー
ンパターンのフォトレジスト層で被われたスクリーンパ
ターン内に薄膜層を形成する。次に、ガラス基板全面に
シリコン−酸化物を沈積し、そして薄膜パターンからシ
リコン−酸化物およびフォトレジストを除去する。これ
で、スクリーン製造用の再使用不可能なマンドレルがで
き上がる。この従来技術のマンドレルにはいくつかの欠
点がある。以下で述べるように米国特許第4549939号が
指摘しているような小型の素子を製造できない。また、
このマンドレルを作るための複雑な従来技術のプロセス
は歩止りが悪い。 他の従来技術の薄膜フィルムマンドレルとその製造法
が米国特許第4549939号に述べられている。この従来技
術プロセスではガラス基板上にステンド（stained）パ
ターンシールドを形成し、そして導電性で透明な薄膜フ
ィルムを基板上に沈積することによってマンドレルを作
っている。次に、従来技術の方法は薄膜フィルムをレジ
ストで被い、ガラス基板、および透明薄膜フィルムを通
して光を照らし、シールドされていないフォトレジスト
を露光する。最後に、フォトレジストを現像し、電鋳用
の鋳型を形成する。このプロセスで形成された従来技術
のマンドレルにはいくつかの欠点がある。この従来技術
によるマンドレルは再使用不可能であり、また電鋳サイ
クル後に破壊されるレジストに基因して質が悪い。さら
に、透明な導電薄膜フィルムが必要になる。それは、高
価で一般的でない。 米国特許第4528577号は別の従来技術マンドレル、お
よびこの製造法を延べている。この熱インクジェットプ
リントヘッド用のオリフィスプレート製造法は、予めエ
ッチングしたオリフィスパターンもしくは、フォトレジ
ストオリフィスパターンを含んだステンレススティール
マンドレルプレート上にニッケルを電鋳する。しかし、
ステンレススティールマンドレルプレートには常に多く
の擦傷（スクラッチ）、および欠陥がある。これらの擦
傷、および欠陥はステンレススティールの特性およびそ
の製造プロセスに起因する。この擦傷、および欠陥は除
去不可能であり、ステンレススティールマンドレルから
製造されるオリフィスプレートの質は落ちる。これらの
劣悪なオリフィスプレートは印字品質が悪くなる。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、前述の欠点がない型（マンドレル）
およびその製造方法、およびその型を使用したデバイス
の製造方法を提供することである。 〔発明の概要〕 本発明による再使用可能なマンドレルは導電フィルム
層、および絶縁層を備えたガラス基板を持っている。絶
縁層をエッチングして鋳型（モールド）を形成する。本
発明による再使用可能なマンドレルを形成する方法は研
磨したシリコンウェーハ、ガラス基板、あるいはプラス
ティック基板のような滑らかな基板上に金属フィルムの
ような導電フィルムを沈積する。次にこの方法は、金属
化した基板上に絶縁フィルムを沈積し、標準的な写真製
版プロセスを用いて該絶縁フィルム上にレジストパター
ンを定め、そしてプラズマエッチングプロセスによって
マスクしてない絶縁フィルム部分を除去して鋳型を形成
する。最後にフォトレジストを取り除き、こうしてマン
ドレルは使用可能になる。 本発明による他の実施例はガラス基板および導電フィ
ルム層を持ったエッチングされた薄膜フィルムマンドレ
ルである（以下エッチド薄膜フィルムマンドレルとい
う）。この導電フィルム層はエッチングされて鋳型を形
成する。本発明によれば、エッチド薄膜フィルムマンド
レル形成方法は研磨したシリコンウェーハ、あるいはガ
ラス基板あるいはプラスチック基板のような滑らかな基
板上に導電フィルムを沈積する。次に標準写真製版プロ
セスを用い、薄膜フィルム上にフォトレジストパターン
を定め、そしてフォトレジストパターンによるマスクさ
れていない薄膜フィルム部分をエッチングして薄膜フィ
ルム鋳型を形成する。最後に、フォトレジストを取り除
き、こうしてマンドレルは使用可能になる。 本発明による方法は薄膜フィルムマンドレルを用いて
質の高い精密な素子を製造する。この薄膜フィルムマン
ドレルは前述した再使用可能なマンドレルか、あるいは
エッチド薄膜フィルムマンドレルのどちらかである。こ
の方法は、素子を形成するのに必要な鋳型をもっている
エッチド薄膜フィルムマンドレル、あるいは再使用可能
なマンドレル上に金属を電鋳する。エッチドマンドレル
のエッチング薄膜フィルムは恒久的に素子の一部分にな
る。しかしながら、再使用可能なマンドレルはいったん
素子をマンドレルから取りはずせば次の電鋳サイクルに
使える。薄膜フィルムマンドレルには品質の高い精密な
素子を作り出すという利点がある。この利点は薄膜フィ
ルムの表面に欠陥がないこと、標準写真製版および、エ
ッチングプロセスで精密な鋳型を作ることから生ずるも
のである。さらに、薄膜フィルムマンドレルは高い品質
の精密な素子を安価に製造するのに有利である。この利
点はマンドレルを製造するのに用いる低コスト処理手
順、およびマンドレルを用いるための低コスト処理手順
により生ずるものである。この薄膜フィルムマンドレル
は種々様々な素子を作り出すことができる。レーザ切
削、機構切削および化学エッチングのような精密な切削
技術によって伝統的に製造された素子を本薄膜フィルム
マンドレルを用いて電鋳プロセスで製造することができ
る。本薄膜フィルムマンドレルを用いる電鋳プロセスに
より前述精密な切削によって作られる素子の同等以上の
品質のよい素子を製造でき、また本薄膜フィルムプロセ
スによりずっと低いコストで素子を製造できる。 〔実施例〕 第1A図は本発明による再使用可能な型（マンドレル）
１−９の平面図、第1B図はその断面図である。この再使
用可能マンドレルはガラス基板、研磨されたシリコンウ
ェーハ、あるいはプラスティック基板１−７上に沈積さ
れた導電薄膜フィルム１−３を持っている。この導電薄
膜フィルム１−３は100オングストロームから200ミクロ
ンの範囲が可能である。再使用可能なマンドレルの他の
実施例として、導電厚膜フィルム層を導電薄膜フィルム
層の代わりに用いることができる。厚膜フィルム層は25
ミクロンから10ミリの厚さが可能であるが、これ以外の
範囲の厚さであってもよい。フィルム層１−３はクロム
層１−11およびステンレススティール層１−５から成
る。クロム層１−11は基板１−７にしっかりと固着し、
またステンレススティール層１−５が付着する表面を提
供する。絶縁層１−１はフィルム層１−３の上にある。
この絶縁層１−１はパターンされ化、エッチングされて
鋳型（モールド）を作る。 第2A図から第2G図は上述した再使用可能なマンドレル
を製造するためのプロセスを示しており、２−１に示し
たようなガラス基板、あるいはシリコンウェーハ、ある
いは研磨したシリコンウェーハ、あるいはプラスティッ
ク、あるいは滑らかで非導電性の表面をもつものから始
める。プレーナマグネトロンプロセスのような真空蒸着
プロセスにより導電薄膜フィルム２−３を沈積する。こ
の薄膜フィルム２−３はクロムおよびステンレススティ
ールから構成する。しかしながら、異なる導電物質を用
いてもよい。次の真空蒸着プロセスにより薄膜フィルム
層２−３上に絶縁層２−５を沈積する。本発明の実施例
では、プラズマ強化形化学蒸気蒸着プロセスを用いてシ
リコン窒化物の絶縁層２−５を沈積する。しかしなが
ら、異なる非導電物質を用いて実施例としてもよい。次
に、フォトレジスト層２−７を絶縁層２−５に形成す
る。フォトマスク２−11に依存して、ポジ、あるいはネ
ガ、どちらかのフォトレジスタを絶縁層２−５に付け
る。次にフォトマスク２−11をフォトレジスト層２−７
の上に置き、第2E図に示すように紫外線にさらす。次
に、フォトレジスト層２−７を現像してフォトマスク２
−11のパターンをフォトレジスト層２−７に得る。この
パターン化されたフォトレジスト層２−７は絶縁層２−
５用のマスクの役割を果たす。次にプラズマエッチング
のようなエッチングプロセスにより露出した絶縁フィル
ム２−５の部分を取り除く。残ったフォトレジストを除
去した後の再使用可能なマンドレル２−９には第2G図に
示すように、ステンレススティール層２−15上にパター
ン化された絶縁層２−13が残る。これで、この再使用可
能なマンドレルを素子製造用に使用する準備が完了す
る。 第3A図および3B図は上述した本発明による再使用可能
なマンドレルを用いて素子を製造する方法を示した図で
ある。第3A図に示すように電鋳槽３−１にマンドレルを
挿入する。この再使用可能マンドレル３−９を陰極とす
る。電鋳物質を供給する原料物質プレート３−５が陽極
になる。本発明の実施例における金属プレートはニッケ
ルである。電鋳プロセスの間に陽極金属プレート３−５
から陰極マンドレル３−９に金属が移動する。該金属は
陰極マンドレル３−９の導電領域に付着する。したがっ
て、金属は導電フィルム層３−11に付着するが、パター
ン化された絶縁領域３−13には付着しない。素子３−７
が所望の厚みになるまで電鋳プロセスを続ける。所望の
厚みになると第3B図に示すように陰極マンドレル３−９
から素子３−７を分離する。 オリフィスプレート４−７を製造するための再使用可
能マンドレル４−９を第4A図に示す。マンドレル４−９
はクロムステンレススティール薄膜フィルム４−３を持
つ。このフィルム４−３上にオリフィスプレート４−７
を形成するためのシリコン窒化物パターン４−５があ
る。ひとたびこのマンドレルを電鋳処理に使用するとオ
リフィスプレート４−７が第4B図に示すように形成され
る。第4C図はオリフィス４−１を持つオリフィスプレー
ト４−７の断面図を示す。 第5A図および第5B図は本発明の他の実施例によるエッ
チド薄膜フィルムマンドレルを示す。エッチド薄膜フィ
ルムマンドレル５−９は、ガラス基板、研磨したシリコ
ン基板あるいはプラスチック基板５−５の非導電平滑面
上に沈積されたクロム層、および金膜のような導電フィ
ルム層５−３を有する。クロム層５−７は基板５−５に
十分に付着し、金層５−３のための粘着面を提供する。
金層５−３はニッケルのようなメッキ物質が沈積できる
導電面を提供する。導電フィルム層５−３および５−７
はパターン５−１をもつようにエッチングされる。この
パターン５−１は製造する素子用の鋳型（モールド）を
形成する。 第6A図に示すように、本発明によるエッチド薄膜フィ
ルムマンドレル５−９を製造する方法は、非導電平滑面
を有するガラス基板、シリコンウェーハ、あるいはプラ
スティック６−１から出発する。蒸着プロセスのような
真空蒸着プロセスにより基板６−１上に導電薄膜フィル
ム６−３を沈積する。本発明の実施例はクロム／金薄膜
フィルムを用いる。次に薄膜フィルム６−３の上にスピ
ニングプロセスを用いてフォトレジスト層６−５を沈積
する。フォトレジスト層６−５をポジにするがネガにす
るかはもっぱらフォトマスク６−６に依存する。フォト
レジスト層６−５の次にフォトマスク６−６を置き、そ
の組み合わせたものを第6D図に示すように紫外線に露光
する。フォトマスク６−６を取り除き、フォトレジスト
層６−５を現像し、その結果第6E図に示したようにフォ
トマスク６−６のパターンを得る。次に、スパッタ−エ
ッチングあるいは化学エッチングのようなエッチングプ
ロセスにより、露光した薄膜フィルム層６−５部分をエ
ッチングする。ひとたびフォトレジスト層６−５を取り
除くと第6F図に示したようなエッチド薄膜フィルムマン
ドレル６−９が得られる。完成したエッチド薄膜フィル
ムマンドレル６−９はパターン化されたクロム／金属６
−７を持ち、そこから基板６−１が露出する。 エッチド薄膜フィルムマンドレルを使った素子製造プ
ロセスは、前述した再使用可能マンドレルを用いた素子
製造プロセスに非常に類似している。エッチド薄膜フィ
ルムマンドレルを用いて素子を製造するためにエッチド
薄膜フィルムマンドレル７−９を第7A図に示したような
電鋳槽７−１に挿入する。薄膜フィルムマンドレル７−
９を陰極とする。電鋳物質の供給源となる原料物質プレ
ート７−３を陽極とする。金属は原料物質プレート７−
３からマンドレル７−９に移動する。マンドレル７−９
の導電領域にのみ金属は付着するのでパターン化された
薄膜フィルム槽が複製される。所望の厚みの素子ができ
るまで電鋳プロセスを続ける。第7B図は電鋳されたマン
ドレル７−９を示す。マンドレル７−５のエッチド薄膜
フィルム層は第7C図に示したように恒久的に製造された
素子の一部分になる。薄膜フィルム層７−５を有する完
全な素子７−７はガラス基板７−11から分離される。 熱インクジェットオリフィスプレートはエッチド薄膜
フィルムマンドレルを用いて製造される。第8A図はエッ
チングされたオリフィスパターン８−１をもつエッチド
薄膜フィルムマンドレル８−３を示す。電鋳後、第8B図
に示したようにニッケル８−７で薄膜フィルムマンドレ
ル８−３を被う。オリフィスプレートの断面図を第8C図
に示す。ニッケルメッキ層を８−７で、金属を８−９
で、クロム層を８−11で、オリフィスを８−５で表わ
す。 〔発明の効果〕 インクジェットプリントヘッドの性能はオリフィスプ
レートの品質に依存する。オリフィス板の品質が良けれ
ば印字品質も良くなる。したがって本発明にはインクジ
ェットプリンタ用の高品質且つ精密なオリフィスプレー
トを生ずるという長所があり、該インクジェットプリン
タの印字品質はより高くなる。 さらに、本薄膜フィルムマンドレルを他のタイプのプ
リンタあるいは医学装置用の構成部分を製造するのに用
いることができる。 以上説明したように、本願発明は再使用可能なおよび
再使用不能な型およびその製造方法、およびこれら型を
用いた素子の製造方法を提供するもきであり、本発明に
よる型は欠陥がなく、これを用いることにより高品質、
高精度の素子を製造することができる。本発明は例えば
インクジェットプリンタのオリフィスの製造に使用して
効果が顕めて大である。
プロセスを用いて製造される薄膜の型およびその製造方
法に関する。さらに、本発明は型の上へ金属層を電鋳し
てデバイスを製造することにも関する。 〔従来技術とその問題点〕 米国特許第3703450号は正確な導電メッシュスクリー
ンの製造方法を述べている。この発明ではまず、マンド
レルを組み立てる。以下、マンドレルとは“型”を意味
する。従来技術のマンドレルは、スクリーンパターンの
ついたマスタープレートをガラス基板上に置き、次にマ
スタープレートの穴を通して薄膜を蒸着してガラス基板
上にそのスクリーンパターンを形成することによって作
られる。ガラス基板からマスタープレートを除去した
後、ガラスプレートの全面にフォトレジストを沈積す
る。次にフォトレジストを露光、現像し、同じスクリー
ンパターンのフォトレジスト層で被われたスクリーンパ
ターン内に薄膜層を形成する。次に、ガラス基板全面に
シリコン−酸化物を沈積し、そして薄膜パターンからシ
リコン−酸化物およびフォトレジストを除去する。これ
で、スクリーン製造用の再使用不可能なマンドレルがで
き上がる。この従来技術のマンドレルにはいくつかの欠
点がある。以下で述べるように米国特許第4549939号が
指摘しているような小型の素子を製造できない。また、
このマンドレルを作るための複雑な従来技術のプロセス
は歩止りが悪い。 他の従来技術の薄膜フィルムマンドレルとその製造法
が米国特許第4549939号に述べられている。この従来技
術プロセスではガラス基板上にステンド（stained）パ
ターンシールドを形成し、そして導電性で透明な薄膜フ
ィルムを基板上に沈積することによってマンドレルを作
っている。次に、従来技術の方法は薄膜フィルムをレジ
ストで被い、ガラス基板、および透明薄膜フィルムを通
して光を照らし、シールドされていないフォトレジスト
を露光する。最後に、フォトレジストを現像し、電鋳用
の鋳型を形成する。このプロセスで形成された従来技術
のマンドレルにはいくつかの欠点がある。この従来技術
によるマンドレルは再使用不可能であり、また電鋳サイ
クル後に破壊されるレジストに基因して質が悪い。さら
に、透明な導電薄膜フィルムが必要になる。それは、高
価で一般的でない。 米国特許第4528577号は別の従来技術マンドレル、お
よびこの製造法を延べている。この熱インクジェットプ
リントヘッド用のオリフィスプレート製造法は、予めエ
ッチングしたオリフィスパターンもしくは、フォトレジ
ストオリフィスパターンを含んだステンレススティール
マンドレルプレート上にニッケルを電鋳する。しかし、
ステンレススティールマンドレルプレートには常に多く
の擦傷（スクラッチ）、および欠陥がある。これらの擦
傷、および欠陥はステンレススティールの特性およびそ
の製造プロセスに起因する。この擦傷、および欠陥は除
去不可能であり、ステンレススティールマンドレルから
製造されるオリフィスプレートの質は落ちる。これらの
劣悪なオリフィスプレートは印字品質が悪くなる。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、前述の欠点がない型（マンドレル）
およびその製造方法、およびその型を使用したデバイス
の製造方法を提供することである。 〔発明の概要〕 本発明による再使用可能なマンドレルは導電フィルム
層、および絶縁層を備えたガラス基板を持っている。絶
縁層をエッチングして鋳型（モールド）を形成する。本
発明による再使用可能なマンドレルを形成する方法は研
磨したシリコンウェーハ、ガラス基板、あるいはプラス
ティック基板のような滑らかな基板上に金属フィルムの
ような導電フィルムを沈積する。次にこの方法は、金属
化した基板上に絶縁フィルムを沈積し、標準的な写真製
版プロセスを用いて該絶縁フィルム上にレジストパター
ンを定め、そしてプラズマエッチングプロセスによって
マスクしてない絶縁フィルム部分を除去して鋳型を形成
する。最後にフォトレジストを取り除き、こうしてマン
ドレルは使用可能になる。 本発明による他の実施例はガラス基板および導電フィ
ルム層を持ったエッチングされた薄膜フィルムマンドレ
ルである（以下エッチド薄膜フィルムマンドレルとい
う）。この導電フィルム層はエッチングされて鋳型を形
成する。本発明によれば、エッチド薄膜フィルムマンド
レル形成方法は研磨したシリコンウェーハ、あるいはガ
ラス基板あるいはプラスチック基板のような滑らかな基
板上に導電フィルムを沈積する。次に標準写真製版プロ
セスを用い、薄膜フィルム上にフォトレジストパターン
を定め、そしてフォトレジストパターンによるマスクさ
れていない薄膜フィルム部分をエッチングして薄膜フィ
ルム鋳型を形成する。最後に、フォトレジストを取り除
き、こうしてマンドレルは使用可能になる。 本発明による方法は薄膜フィルムマンドレルを用いて
質の高い精密な素子を製造する。この薄膜フィルムマン
ドレルは前述した再使用可能なマンドレルか、あるいは
エッチド薄膜フィルムマンドレルのどちらかである。こ
の方法は、素子を形成するのに必要な鋳型をもっている
エッチド薄膜フィルムマンドレル、あるいは再使用可能
なマンドレル上に金属を電鋳する。エッチドマンドレル
のエッチング薄膜フィルムは恒久的に素子の一部分にな
る。しかしながら、再使用可能なマンドレルはいったん
素子をマンドレルから取りはずせば次の電鋳サイクルに
使える。薄膜フィルムマンドレルには品質の高い精密な
素子を作り出すという利点がある。この利点は薄膜フィ
ルムの表面に欠陥がないこと、標準写真製版および、エ
ッチングプロセスで精密な鋳型を作ることから生ずるも
のである。さらに、薄膜フィルムマンドレルは高い品質
の精密な素子を安価に製造するのに有利である。この利
点はマンドレルを製造するのに用いる低コスト処理手
順、およびマンドレルを用いるための低コスト処理手順
により生ずるものである。この薄膜フィルムマンドレル
は種々様々な素子を作り出すことができる。レーザ切
削、機構切削および化学エッチングのような精密な切削
技術によって伝統的に製造された素子を本薄膜フィルム
マンドレルを用いて電鋳プロセスで製造することができ
る。本薄膜フィルムマンドレルを用いる電鋳プロセスに
より前述精密な切削によって作られる素子の同等以上の
品質のよい素子を製造でき、また本薄膜フィルムプロセ
スによりずっと低いコストで素子を製造できる。 〔実施例〕 第1A図は本発明による再使用可能な型（マンドレル）
１−９の平面図、第1B図はその断面図である。この再使
用可能マンドレルはガラス基板、研磨されたシリコンウ
ェーハ、あるいはプラスティック基板１−７上に沈積さ
れた導電薄膜フィルム１−３を持っている。この導電薄
膜フィルム１−３は100オングストロームから200ミクロ
ンの範囲が可能である。再使用可能なマンドレルの他の
実施例として、導電厚膜フィルム層を導電薄膜フィルム
層の代わりに用いることができる。厚膜フィルム層は25
ミクロンから10ミリの厚さが可能であるが、これ以外の
範囲の厚さであってもよい。フィルム層１−３はクロム
層１−11およびステンレススティール層１−５から成
る。クロム層１−11は基板１−７にしっかりと固着し、
またステンレススティール層１−５が付着する表面を提
供する。絶縁層１−１はフィルム層１−３の上にある。
この絶縁層１−１はパターンされ化、エッチングされて
鋳型（モールド）を作る。 第2A図から第2G図は上述した再使用可能なマンドレル
を製造するためのプロセスを示しており、２−１に示し
たようなガラス基板、あるいはシリコンウェーハ、ある
いは研磨したシリコンウェーハ、あるいはプラスティッ
ク、あるいは滑らかで非導電性の表面をもつものから始
める。プレーナマグネトロンプロセスのような真空蒸着
プロセスにより導電薄膜フィルム２−３を沈積する。こ
の薄膜フィルム２−３はクロムおよびステンレススティ
ールから構成する。しかしながら、異なる導電物質を用
いてもよい。次の真空蒸着プロセスにより薄膜フィルム
層２−３上に絶縁層２−５を沈積する。本発明の実施例
では、プラズマ強化形化学蒸気蒸着プロセスを用いてシ
リコン窒化物の絶縁層２−５を沈積する。しかしなが
ら、異なる非導電物質を用いて実施例としてもよい。次
に、フォトレジスト層２−７を絶縁層２−５に形成す
る。フォトマスク２−11に依存して、ポジ、あるいはネ
ガ、どちらかのフォトレジスタを絶縁層２−５に付け
る。次にフォトマスク２−11をフォトレジスト層２−７
の上に置き、第2E図に示すように紫外線にさらす。次
に、フォトレジスト層２−７を現像してフォトマスク２
−11のパターンをフォトレジスト層２−７に得る。この
パターン化されたフォトレジスト層２−７は絶縁層２−
５用のマスクの役割を果たす。次にプラズマエッチング
のようなエッチングプロセスにより露出した絶縁フィル
ム２−５の部分を取り除く。残ったフォトレジストを除
去した後の再使用可能なマンドレル２−９には第2G図に
示すように、ステンレススティール層２−15上にパター
ン化された絶縁層２−13が残る。これで、この再使用可
能なマンドレルを素子製造用に使用する準備が完了す
る。 第3A図および3B図は上述した本発明による再使用可能
なマンドレルを用いて素子を製造する方法を示した図で
ある。第3A図に示すように電鋳槽３−１にマンドレルを
挿入する。この再使用可能マンドレル３−９を陰極とす
る。電鋳物質を供給する原料物質プレート３−５が陽極
になる。本発明の実施例における金属プレートはニッケ
ルである。電鋳プロセスの間に陽極金属プレート３−５
から陰極マンドレル３−９に金属が移動する。該金属は
陰極マンドレル３−９の導電領域に付着する。したがっ
て、金属は導電フィルム層３−11に付着するが、パター
ン化された絶縁領域３−13には付着しない。素子３−７
が所望の厚みになるまで電鋳プロセスを続ける。所望の
厚みになると第3B図に示すように陰極マンドレル３−９
から素子３−７を分離する。 オリフィスプレート４−７を製造するための再使用可
能マンドレル４−９を第4A図に示す。マンドレル４−９
はクロムステンレススティール薄膜フィルム４−３を持
つ。このフィルム４−３上にオリフィスプレート４−７
を形成するためのシリコン窒化物パターン４−５があ
る。ひとたびこのマンドレルを電鋳処理に使用するとオ
リフィスプレート４−７が第4B図に示すように形成され
る。第4C図はオリフィス４−１を持つオリフィスプレー
ト４−７の断面図を示す。 第5A図および第5B図は本発明の他の実施例によるエッ
チド薄膜フィルムマンドレルを示す。エッチド薄膜フィ
ルムマンドレル５−９は、ガラス基板、研磨したシリコ
ン基板あるいはプラスチック基板５−５の非導電平滑面
上に沈積されたクロム層、および金膜のような導電フィ
ルム層５−３を有する。クロム層５−７は基板５−５に
十分に付着し、金層５−３のための粘着面を提供する。
金層５−３はニッケルのようなメッキ物質が沈積できる
導電面を提供する。導電フィルム層５−３および５−７
はパターン５−１をもつようにエッチングされる。この
パターン５−１は製造する素子用の鋳型（モールド）を
形成する。 第6A図に示すように、本発明によるエッチド薄膜フィ
ルムマンドレル５−９を製造する方法は、非導電平滑面
を有するガラス基板、シリコンウェーハ、あるいはプラ
スティック６−１から出発する。蒸着プロセスのような
真空蒸着プロセスにより基板６−１上に導電薄膜フィル
ム６−３を沈積する。本発明の実施例はクロム／金薄膜
フィルムを用いる。次に薄膜フィルム６−３の上にスピ
ニングプロセスを用いてフォトレジスト層６−５を沈積
する。フォトレジスト層６−５をポジにするがネガにす
るかはもっぱらフォトマスク６−６に依存する。フォト
レジスト層６−５の次にフォトマスク６−６を置き、そ
の組み合わせたものを第6D図に示すように紫外線に露光
する。フォトマスク６−６を取り除き、フォトレジスト
層６−５を現像し、その結果第6E図に示したようにフォ
トマスク６−６のパターンを得る。次に、スパッタ−エ
ッチングあるいは化学エッチングのようなエッチングプ
ロセスにより、露光した薄膜フィルム層６−５部分をエ
ッチングする。ひとたびフォトレジスト層６−５を取り
除くと第6F図に示したようなエッチド薄膜フィルムマン
ドレル６−９が得られる。完成したエッチド薄膜フィル
ムマンドレル６−９はパターン化されたクロム／金属６
−７を持ち、そこから基板６−１が露出する。 エッチド薄膜フィルムマンドレルを使った素子製造プ
ロセスは、前述した再使用可能マンドレルを用いた素子
製造プロセスに非常に類似している。エッチド薄膜フィ
ルムマンドレルを用いて素子を製造するためにエッチド
薄膜フィルムマンドレル７−９を第7A図に示したような
電鋳槽７−１に挿入する。薄膜フィルムマンドレル７−
９を陰極とする。電鋳物質の供給源となる原料物質プレ
ート７−３を陽極とする。金属は原料物質プレート７−
３からマンドレル７−９に移動する。マンドレル７−９
の導電領域にのみ金属は付着するのでパターン化された
薄膜フィルム槽が複製される。所望の厚みの素子ができ
るまで電鋳プロセスを続ける。第7B図は電鋳されたマン
ドレル７−９を示す。マンドレル７−５のエッチド薄膜
フィルム層は第7C図に示したように恒久的に製造された
素子の一部分になる。薄膜フィルム層７−５を有する完
全な素子７−７はガラス基板７−11から分離される。 熱インクジェットオリフィスプレートはエッチド薄膜
フィルムマンドレルを用いて製造される。第8A図はエッ
チングされたオリフィスパターン８−１をもつエッチド
薄膜フィルムマンドレル８−３を示す。電鋳後、第8B図
に示したようにニッケル８−７で薄膜フィルムマンドレ
ル８−３を被う。オリフィスプレートの断面図を第8C図
に示す。ニッケルメッキ層を８−７で、金属を８−９
で、クロム層を８−11で、オリフィスを８−５で表わ
す。 〔発明の効果〕 インクジェットプリントヘッドの性能はオリフィスプ
レートの品質に依存する。オリフィス板の品質が良けれ
ば印字品質も良くなる。したがって本発明にはインクジ
ェットプリンタ用の高品質且つ精密なオリフィスプレー
トを生ずるという長所があり、該インクジェットプリン
タの印字品質はより高くなる。 さらに、本薄膜フィルムマンドレルを他のタイプのプ
リンタあるいは医学装置用の構成部分を製造するのに用
いることができる。 以上説明したように、本願発明は再使用可能なおよび
再使用不能な型およびその製造方法、およびこれら型を
用いた素子の製造方法を提供するもきであり、本発明に
よる型は欠陥がなく、これを用いることにより高品質、
高精度の素子を製造することができる。本発明は例えば
インクジェットプリンタのオリフィスの製造に使用して
効果が顕めて大である。
【図面の簡単な説明】
第1A図は本発明の一実施例による再使用可能な型の平面
図、第1B図はその断面図、第2A図から第2G図は第1A図に
示した型の製造プロセスを示した図、第3A図および第3B
図は第1A図に示した型を用いて素子を製造するプロセス
を示した図、第4A図から第4C図は第1A図に示した型を用
いてオリフィスプレートを製造するプロセスを示した
図、第5A図は本発明の他の実施例による再使用不能な型
の平面図、第5B図はその断面図、第6A図から第6F図は第
5A図に示した型の製造プロセスを示した図、第7A図から
第7C図は第5A図に示した型を用いて素子を製造するプロ
セスを示した図、第8A図から第8C図は第5A図に示した型
を用いてオリフィスプレートを製造するプロセスを示し
た図である。 １−9:型、１−7,5−5:基板、１−3,2−3:導電薄膜フィ
ルム、１−1,2−5:絶縁層、２−7,6−5:フォトレジスト
層。
図、第1B図はその断面図、第2A図から第2G図は第1A図に
示した型の製造プロセスを示した図、第3A図および第3B
図は第1A図に示した型を用いて素子を製造するプロセス
を示した図、第4A図から第4C図は第1A図に示した型を用
いてオリフィスプレートを製造するプロセスを示した
図、第5A図は本発明の他の実施例による再使用不能な型
の平面図、第5B図はその断面図、第6A図から第6F図は第
5A図に示した型の製造プロセスを示した図、第7A図から
第7C図は第5A図に示した型を用いて素子を製造するプロ
セスを示した図、第8A図から第8C図は第5A図に示した型
を用いてオリフィスプレートを製造するプロセスを示し
た図である。 １−9:型、１−7,5−5:基板、１−3,2−3:導電薄膜フィ
ルム、１−1,2−5:絶縁層、２−7,6−5:フォトレジスト
層。
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フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭48−86742（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−120362（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−15815（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−56293（ＪＰ，Ａ)
特公 昭52−13501（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．基板と、 前記基板上に形成されたクロムの薄膜層と、該クロムの
薄膜層上に形成された金の薄膜層とを有し、所定のパタ
ーンにエッチングされた導電性薄膜層と、 を備えて成り、前記薄膜層は、電鋳によって前記所定の
パターン上に形成された金属を有して成る部品に付着し
て前記基板から分離可能であることを特徴とする型。 ２．金の薄膜層と下層のクロムの薄膜層とを有する導電
性薄膜層を基板上に形成するステップと、 前記導電性薄膜層上にフォトレジスト層を形成するステ
ップと、 所定のパターンを有するフォトマスクを前記フォトレジ
スト層上に配置するステップと、 前記フォトマスクとフォトレジスト層とを紫外線光にさ
らすステップと、 前記フォトレジスト層を現像して前記導電性薄膜層上に
前記フォトマスクのパターンを形成するステップと、 前記フォトマスクによってさらされた前記導電性薄膜層
の部分をエッチングするステップと、 残りのフォトレジストを除去するステップと、 を備えて成り、前記薄膜層は、電鋳によって前記所定の
パターン上に形成された金属を有して成る部品に付着し
て前記基板から分離可能に形成されていることを特徴と
する型の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/925,450 US4773971A (en) | 1986-10-30 | 1986-10-30 | Thin film mandrel |
| US925450 | 1986-10-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63114996A JPS63114996A (ja) | 1988-05-19 |
| JP2947799B2 true JP2947799B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=25451757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62265156A Expired - Lifetime JP2947799B2 (ja) | 1986-10-30 | 1987-10-20 | 型およびその製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4773971A (ja) |
| EP (1) | EP0273552B2 (ja) |
| JP (1) | JP2947799B2 (ja) |
| DE (1) | DE3783897T3 (ja) |
| HK (1) | HK118393A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5442384A (en) * | 1990-08-16 | 1995-08-15 | Hewlett-Packard Company | Integrated nozzle member and tab circuit for inkjet printhead |
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