JP3295810B2 - ニッケル積層体並びにその製造方法 - Google Patents

ニッケル積層体並びにその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばインクジェット
用ノズル振動板のように耐振動性が要求される部品や、
電子部品用チップ挿入用治具などに用いて好適なニッケ
ル積層体並びにその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えばインクジェット用ノズル振
動板は、エッチングで作られるのが一般的である。その
エッチングに際しては、図4の(A)に示すようにSU
S材10(15〜20μ厚)の裏面側にポリイミド11
をコートし、ついで図4の(B)に示すようにSUS材
10の表面にレジスト膜12をパターンニング形成し、
ついで図4の(C)に示すようにエッチング処理する。
最後に、図4の(D)に示すようにレジスト膜12を除
去してインクジェット用ノズル振動板13を得ていた
(文献不詳)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように、ベース材
上に所定パターンの溝を有する薄肉の金属製品は、多用
途に供され、そこでの溝は耐振動性や強度調整などの機
能を発揮させるものとなる。しかるに、先の従来例のよ
うにポリイミド11をベース材として使用すると、用途
によっては全体が金属製のものに比べて耐久性に劣る点
が問題になったり、とくにポリイミド11とSUS材1
0との密着もあまり良くない。また、エッチング時にダ
レが発生し易く、高精度な形状のものが得難い。
【0004】そこで、本発明者達は、外表面に多数の溝
を有する薄肉金属板をニッケル電鋳で作ることを試み、
本発明を完成するに至ったものである。すなわち、本発
明の目的は、1次電鋳ついで2次電鋳を行ってニッケル
層を二層構造にし、その際に外表面に所定パターンの溝
をつくるようにしたニッケル積層体並びにその製造方法
を提供するにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のニッケル積層体
は、図1に示すごとく1次電鋳された第1ニッケル層1
の表面に、所定パターンの溝2aを持つ第2ニッケル層
2が2次電鋳されて一体に積層されていることを特徴と
する。
【0006】更に具体的に説明すると、本発明のニッケ
ル積層体は、1次電鋳された第1ニッケル層1の表面
に、環状の溝2aと、該溝2aで囲まれた突起2bとを
備えた第2ニッケル層2が2次電鋳されて一体に積層さ
れたものである。その第2ニッケル層2には、多数の環
状の溝2aと、外周が各溝2aで囲まれた多数の突起2
bとが、それぞれ平面的な拡がりをもって連続状に形成
されている。
【0007】本発明のニッケル積層体の製造に際して
は、図2に示すごとく電鋳母型3の表面に、第1ニッケ
ル層1を1次電鋳する工程と、第1ニッケル層1の表面
に、溝のパターンを持つフォトレジスト膜6を形成する
工程と、第1ニッケル層1のフォトレジスト膜6で覆わ
れていない表面に、第2ニッケル層2を2次電鋳する工
程と、電鋳母型3から第1ニッケル層1を第2ニッケル
層2ごと剥離する工程とからなる。かくして得たニッケ
ル積層体の第2ニッケル層2には、フォトレジスト膜6
が除去されたところに第1ニッケル層1の表面に達する
溝2aを有するものとなる。その際、1次電鋳した第1
ニッケル層1の表面にフォトレジスト4を形成したの
ち、このフォトレジスト4の上に焼き付けついで現像の
各処理を行って溝のパターンを持つフォトレジスト膜6
を形成することができる。このフォトレジスト膜6は、
2次電鋳工程後に除去したのち、次の前記剥離工程に入
ることができる。
【0008】
【発明の作用効果】本発明に係るニッケル積層体によれ
ば、第1ニッケル層1と第2ニッケル層2とは、それぞ
れ電鋳によって一体に積層形成され、第1ニッケル層1
と、第2ニッケル層2とがそれぞれμmオーダーの均一
な薄肉に成形できる。そのうえで、第2ニッケル層2に
形成される溝2aも高精度に仕上がる。本発明方法によ
れば、2次電鋳時にフォトレジスト膜6で覆われていた
部分が該膜6の除去で溝2aとなり、フォトレジスト膜
6で覆われていない部分が突起2bとなる。そこでの溝
2aは、これの底面が第1ニッケル層1の外表面となっ
ていて上面が開口している。従って、製品・ニッケル積
層体は、溝2aの存在部分が第1ニッケル層1のみから
なる薄肉化部分となり、溝2aの存在しない部分、つま
り突起2bの存在部分が第1ニッケル層1と第2ニッケ
ル層2とからなる厚肉部分となる。その結果、本発明に
係るニッケル積層体は、溝2a付きの薄肉化部分と厚肉
部分とを有するμmオーダーの金属極薄板を必要とする
多方面の用途に供することができる。その際に、溝2a
に対応する薄肉化部分は、溝幅の大小や第1ニッケル層
1の板厚の大小などで強度調整や耐振動性の調整などの
機能を果たすことになる。
【0009】本発明方法によれば、第1ニッケル層1上
にフォトレジスト4を形成し、この上に溝のパターンを
持つフォトレジスト膜6を形成したのち、2次電鋳する
ので、フォトレジスト膜6の溝パターンに応じて製品に
は平面的に多数の溝2aが所定のパターンで平面的な拡
がりをもって形成されることになる。かかる製品・ニッ
ケル積層体は、用途に応じて所定の大きさにいくつかに
切断して用いることができるし、環状の溝2aで一つの
突起2bが囲まれた細小単位でも当然に用いることがで
きる。従って、例えば、耐振動性の要求されるインクジ
ェット用ノズル振動板などの部品に好適に使用すること
ができる。
【0010】
【実施例】図1は本発明が対象とするニッケル積層体を
示しており、ベース材となる第1ニッケル層1の表面
に、所定の溝パターンを持つ第2ニッケル層2を一体に
積層形成してなる。すなわち、第2ニッケル層2には、
多数の環状の溝2aが形成され、外周が各溝2aで囲ま
れた突起2bが多数形成され、これら溝2aと突起2b
とが平面的な拡がりをもって連続状に所定のパターンで
形成されたものとなっている。
【0011】このようなニッケル積層体の電鋳法の一例
を図2の(A)ないし(G)に基づき説明する。まず、
電鋳母型3を無光沢ニッケル浴の電解液に浸漬して該母
型3の表面に1次電鋳を行う。この無光沢ニッケル浴の
組成とメッキ条件は次に示すとおりである。 スルファミン酸ニッケル 450g/l ホウ酸 30g/l pH 4〜4.5 浴温 50℃ 電流密度 2A/dm2 〜7A/dm2 上記の無光沢ニッケル浴にて電鋳を行うことにより、図
2の(A)に示すように、電鋳母型3の表面に第1ニッ
ケル層1を形成する。この第1ニッケル層1の厚みは、
例えば15μm程度にする。
【0012】ついで、この第1ニッケル層1を付けた電
鋳母型3を上記の無光沢ニッケル浴より引き上げ、図2
の(B)に示すごとく第1ニッケル層1の表面に、ネガ
タイプのフォトレジスト4を均一に塗布して乾燥させる
か、またはラミネートする。ついで、そのレジスト4の
上に図2の(C)に示すごとく前記溝2aのパターンに
対応するネガタイプフイルム5を密着させ、焼き付け、
現像の各処理を行って、図2の(D)に示すごとく溝パ
ターンのフォトレジスト膜6を形成する。勿論、上記フ
ォトレジスト4としては、ネガタイプのものに代えて、
ポジタイプのものであってもよい。
【0013】ついで、このフォトレジスト膜6が形成さ
れた電鋳母型3を、光沢ニッケル浴に移して2次電鋳を
行う。この光沢ニッケル浴の組成とメッキ条件は次に示
すとおりである。 スルファミン酸ニッケル 450g/l ブチンジオール 0.005〜0.01g/l NTS 0.01〜0.05g/l ホウ酸 30g/l pH 4〜4.5 浴温 50℃ 上記の光沢ニッケル浴にて電流密度2A/dm2 〜7A
/dm2 で電鋳を行うことにより、図2の(E)に示す
ごとく第1ニッケル層1のフォトレジスト膜6で覆われ
ていない表面に、第2ニッケル層2を形成する。この第
2ニッケル層2の厚みは30μm程度とする。
【0014】この第2ニッケル層2の電鋳後、フォトレ
ジスト膜6を除去し、図2の(F)に示すごとく電鋳母
型3から第1ニッケル層1を第2ニッケル層2ごと剥離
する。かくして、図2の(G)および図1に示すごとき
ニッケル積層体の電鋳製品が得られる。
【0015】よって得られた製品・ニッケル積層体は、
先の図1および図2(G)に示すとおりであり、各溝2
aは溝底が第1ニッケル層1の外表面であって上面が開
口しており、各溝2aで囲まれた各突起2bが第2ニッ
ケル層2を構成している。従って、ニッケル積層体の厚
みは、各溝2aの存在部分が第1ニッケル層1の厚みに
相当する15μm程度、突起2bの存在部分が第1ニッ
ケル層1と第2ニッケル層2との厚みの合計に相当する
45μm程度になっている。
【0016】このようにして得られたニッケル積層体の
第1・第2ニッケル層1・2どうしの密着強さをテスト
してみた。その際に、それぞれを光沢ニッケルで形成し
た第1ニッケル層と第2ニッケル層とからなるニッケル
積層体を比較例として挙げた。そして、これらのニッケ
ル積層体に振動を加えてみたところ、本発明実施例では
比較例と異なり第2ニッケル層2が第1ニッケル層1か
ら剥がれるようなことがなく、完全に密着していた。
【0017】また、本発明実施例のニッケル積層体を第
1ニッケル層1側に折り曲げて第1・第2ニッケル層1
・2相互間の一端に剥離応力を加えてみたが、電子顕微
鏡で拡大して見た図3に示すようにその接合部に剥がれ
が無く、むしろ第1ニッケル層1における第2ニッケル
層2との接合部Cとは異なり、その近傍の第1ニッケル
層1における第2ニッケル層2で覆われていない露出表
面部の箇所Dが引きちぎれる様な破壊状態が認められ、
このことからもニッケル層1・2相互間がいかに強く密
着しているかがよく判った。
【0018】すなわち、第1ニッケル層と第2ニッケル
層とが共に光沢ニッケル浴で電鋳されている場合、両者
の密着性に難が出る。その理由は定かでないが、ブチン
ジオール、あるいはサッカリンやNTSなどの光沢剤を
添加したスルファミン酸ニッケル浴でベース材の第1ニ
ッケル層を1次電鋳した場合は、その第1ニッケル層に
イオウやカーボンの含有量が多くなるため、1次電鋳後
において2次電鋳するまでの間に、その表面に酸化皮膜
ができたり、アルカリ現像液などの薬品付着などで第1
ニッケル層の表面状態が変化する。そのため、その第1
ニッケル層の表面に対し第2ニッケル層が組成的に密着
しにくくなるものと考えられる。そのほかに、第1ニッ
ケル層の光沢表面の結晶がち密になるため、第2ニッケ
ル層が物理的にも密着しにくいかと考えられる。
【0019】第2ニッケル層2は光沢ニッケルあるいは
無光沢ニッケルのいずれの電鋳で形成しても、第1ニッ
ケル層1との密着性に優れるが、上記実施例のように第
2ニッケル層2をブチンジオールを添加する光沢ニッケ
ル浴で電鋳した場合は、腐食環境においてイオウを含む
第2ニッケル層2がイオウを含まない第1ニッケル層1
に対してアノードとして作用し、腐食は第2ニッケル層
2で止まるため耐蝕性を向上させることができる。
【0020】なお、第2ニッケル層2は通常、上記のご
とく2〜7A/dm2 程度の電流密度で形成することが
多いが、好ましくは0.5〜1A/dm2 の低電流密度で
第2ニッケル層2を形成すれば、電着時間は長くかかる
が、第1ニッケル層1との親和力が向上し、より一層良
好な密着性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ニッケル積層体の一部を示す斜視図である。
【図2】ニッケル積層体の電鋳工程図である。
【図3】ニッケル積層体の密着強さをテストしたときの
要部の一部斜視図である。
【図4】従来のエッチング法によるインクジェット用ノ
ズル振動板のエッチング工程図である。
【符号の説明】
1 第1ニッケル層 2a 溝 2b 突起 2 第2ニッケル層 3 電鋳母型 4 フォトレジスト 6 フォトレジスト膜

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1次電鋳された第1ニッケル層1の表面
    に、第1ニッケル層1の表面が露出する環状の溝2aと
    外周が溝2aで囲まれた突起2bとがそれぞれ形成され
    第2ニッケル層2が2次電鋳されて一体に積層され
    ていることを特徴とするニッケル積層体。
  2. 【請求項2】 第2ニッケル層2には、多数の環状の溝
    2aと、外周が各溝2aで囲まれた多数の突起2bと
    が、それぞれ平面的な拡がりをもって連続状に形成され
    ている請求項1記載のニッケル積層体。
  3. 【請求項3】 電鋳母型3の表面に、第1ニッケル層1
    を1次電鋳する工程と、 第1ニッケル層1の表面にフォトレジスト4を形成する
    工程と、 フォトレジスト4の上に、焼き付けついで現像の各処理
    を行って、溝のパターンを持つフォトレジスト膜6を形
    成する工程と、 第1ニッケル層1のフォトレジスト膜6で覆われていな
    い表面に、第2ニッケル層2を2次電鋳する工程と、 フォトレジスト膜6を除去したのち、電鋳母型3から第
    1ニッケル層1を第2ニッケル層2ごと剥離する工程と
    を経て、 第2ニッケル層2に、第1ニッケル層1の表面に達する
    環状の溝2aと該溝2aで囲まれた突起2bとを有する
    ニッケル積層体の製造方法。
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JP4046268B2 (ja) * 2002-04-26 2008-02-13 九州日立マクセル株式会社 有機el素子用蒸着マスクとその製造方法
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