JP5097985B2 - 電鋳型の製造方法、電鋳型及び電鋳部品の製造方法 - Google Patents
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このような2層構造の電鋳型の製造方法として、特許文献1には、1層目の型構成層となるレジスト層に対して第1のマスクにより所要部分を露光し、続いて、1層目のレジスト層上に形成された2層目の型構成層となるレジスト層に対して第2のマスクにより所要部分を露光し、その後それらレジスト層の不要な部分を現像により除去する技術が記載されている。
また、特許文献2には、回転式マスクを用い、1層目の型構成層となるレジスト層に対して回転式マスクの一部分を用いて所要部分を露光し、続いて、1層目のレジスト層上に形成された2層目の型構成層となるレジスト層に対して、前記回転式マスクを回転し、このマスクの前記とは異なる部分を用いて所要部分を露光し、その後それらレジスト層の不要な部分を現像により除去する技術が記載されている。
この点は、特許文献2に記載された技術でも同様であり、回転式マスクを回転する際に、1層目のレジスト層を覆う部分と2層目のレジスト層を覆う部分との間で位置ずれが生じ、この位置ずれが原因で、電鋳型の精度を向上させることができないという問題があった。
特に、このような2層構造の電鋳型によって例えば流体動圧軸受を製造する場合、流体動圧軸受の外形部分と渦巻状の溝部分とがずれて所望の同心度が出せなくなると、軸受け性能に支障を来たす。
前記第1のレジスト層の上側に2番目の型構成層となる第2のレジスト層を形成する第2のレジスト層形成工程と、前記透明基板の下側から前記1層目固有パターンを覆った状態で、前記透明基板の下側から前記マスクパターンを介して前記第2のレジスト層を露光する第2の露光工程と、前記第1のレジスト層及び前記第2のレジスト層の未露光部分を除去する現像工程と、有することを特徴とする。
これにより、補助マスクによって、同時に第1、第2のレジスト層の一部分を露光するので、例えば、第1層目の型構成層と第2層目の型構成層との間で、共通する部分、例えば電鋳型の中央に凸部を形成するような場合等に好適に用いることができ、これによって、効率がよくしかも第1のレジスト層と第2のレジスト層との間でずれが生じにくい露光が行える。
これにより、アンカーメタル層を、電鋳工程で、電極同士の通電部分として利用することができ、別途、通電部分を形成する場合に比べて、簡単な構成で通電部分を形成することができる。また、マスクパターンの透明基板への定着強度を高めることもできる。
これにより、電鋳工程で、金属が析出されて導電層に達した時点で、この導電層が新たに電鋳用の電極として機能することとなり、1層目固有パターンの近傍にいわゆる巣が生じるのを未然に防止できる。
これにより、化学増幅型のフォトレジスト材料では、PEBを実施する際に、酸が拡散するため、実質的に露光部分が拡がることとなり、マスクに通電用の微細な配線等が存するために生じがちな未露光部分を露光部分に代えるときなど有益である。
本願発明の電鋳型の製造方法は、前記電鋳型が流体動圧軸受を形成する型であり、前記1層目固有パターンを用いることで前記1層目の型形成層のうち前記流体動圧軸受の動圧溝に対応する型形成層が形成されることが好ましい。
また、本願発明の電鋳型の製造方法は、前記共通パターンを用いることで前記流体動圧軸受の外形の型形成層となる前記1層目の型形成層と前記2層目の型形成層とが形成されることが好ましい。
さらに、本願発明の電鋳型の製造方法は、前記マスクパターン形成工が、円板状の前記共通パターンを有するマスクパターンを形成することが好ましい。
本願発明の電鋳型によれば、請求項1〜8のいずれか1項に記載の電鋳型の製造方法で得られる効果を奏することができる。
本願発明の電鋳部品の製造方法によれば、請求項1〜8のいずれか1項に記載の電鋳型の製造方法で得られる効果を奏することができる。
これにより、微細かつ高精度の流体動圧軸受を製造することができる。
電鋳型の製造方法を説明する前に、まず、電鋳型及びこの電鋳型によって作られる電鋳部品について説明する。図1は電鋳型の斜視図、図2は電鋳型の断面図、図3は電鋳型によって作られる電鋳部品である流体動圧軸受を斜め上方から見た斜視図、図4は同流体動圧軸受けを斜め下方から見た斜視図である。
図3、図4に示すように、流体動圧軸受1は、円筒状に形成された軸受本体2の下面に、渦巻状の溝3が中心穴4の内周面から外周面に至る途中まで延びるように形成されている。
この流体動圧軸受1は、主にHDD(ハードディスクドライブ)用のスピンドルモータに使用されるものである。すなわち、例えば、ここで示す流体動圧軸受1とこの流体動圧軸受1によって支持される図示せぬ軸との間で相対的な高速回転が生じると、両部材間に介在される流体が、動圧溝を構成する前記渦巻状の溝3に沿って流体動圧軸受の軸心方向へ流れ、結果的にこの流体を介して、流体動圧軸受1により図示せぬ軸をスラスト方向に支持することができる。
さらに、電鋳型10の側部には、平面視矩形状の縦溝18が、第1の型構成層12と第2の型構成層13をそれぞれ貫通するように形成されている。
前記透明基板11の上側にはアンカーメタル19およびマスクパターン20が形成され、また、渦巻状の突起16の上側には、電極用の導電層21が形成されている。
図5(a)〜(d)は本願発明に係る電鋳型の製造方法の前段の工程を順に説明する斜視図、図6(a)〜(d)は同工程を順に説明する断面図、図7は図5(a)のA部分の拡大図、図8は図5(d)のB部分の拡大図である。
アンカーメタル19は、後述する電鋳工程の際に電源を電気的に接続するための配線電極部19aと、電鋳型により形成される電鋳部品である流体動圧軸受の外形を形成するための中央の円板部19bと、それら配線電極部19aと円板部19bとを接続するブリッジ部19cとを有する。円板部19bには、前記渦巻状の突起16を形成するための渦巻状の溝部19baが形成されている。マスクパターン20は、配線電極部19a及び円板部19bの上側に、それぞれ同形状の矩形部パターン20a及び円板部パターン20bが形成されているが、前記ブリッジ部19cの上側にはパターンは形成されていない。円板部パターン20bの内側であって、アンカーメタルの渦巻状の溝部19baに対応する位置には渦巻状の溝パターン20cが形成されている。
なお、ここでは、上下方向を図5及び図6に示される線図を基準に定める。
アンカーメタル19およびマスクパターン20の形成方法は、アンカーメタル19およびマスクパターン20に相当する材料を真空蒸着法やスパッタ法などによって形成した後、フォトリソグラフィ工程によって形成する。
電鋳型10のマスクパターン20の一部は、電源Vに電気的に接続される。電源Vの電圧によって、マスクパターン20およびアンカーメタル19を通して電子が供給されることによって、マスクパターン20から徐々に金属が析出する。析出した金属は、透明基板11の厚さ方向に成長する。図12は、電鋳型の空洞部分に金属が析出されて電鋳部品が形成された状態を示す。
この流体導体軸受1によれば、共通のマスクパターン20により形成された電鋳型10により形成されているため、それらを別々のマスクパターンで形成される電鋳型によって形成される場合に比べ、軸受本体2の外形中心と渦巻状の溝4の中心との同心度は極めて高い精度が得られる。このため、回転角に対する発生動圧のバラツキが低減し、回転が安定する。
また、不要な振動を抑えることもできる。
例えば、前記実施形態では、第2の露光工程の後に、第2のフォトレジスト層26の上側から、マスク27を介して、第2のフォトレジスト層26及び第1のフォトレジスト層23の共通する一部分を露光する第3の露光工程を備えているが、この工程は必ずしも必要ではなく、例えば、中実の電鋳部品を得る場合には不要である。
また、前記実施形態では、流体動圧軸受形成用の電鋳型を例に挙げて説明したが、本発明による電鋳型によって作るものは、なんら、流体動圧軸受に限定されない。
2 軸受本体
3 渦巻状の溝
4 中心穴4
10 電鋳型
11 透明基板
12 第1の型構成層(1層目の型形成層)
13 第2の型構成層(2層目の型形成層)
15 環状の溝
16 渦巻き状の突起
19 アンカーメタル
20 マスクパターン
20b 円板部パターン(共通パターン)
20c 渦巻状の溝パターン(1層目固有パターン)
21 導電層
23 第1のフォトレジスト層(第1のレジスト層)
26 第2のフォトレジスト層(第2のレジスト層)
27 円板状のマスク
28 マスク(補助マスク)
Claims (11)
- 2個の型構成層を厚さ方向に積み重ねた形状の電鋳型を製造する電鋳型の製造方法であって、
透明基板の上側に、1層目と2層目とのそれぞれの型構成層を形成するときに用いる共通パターンと1層目の型構成層を形成するときのみ用いられ前記共通パターンの溝として形成される1層目固有パターンとを有するマスクパターンを形成するマスクパターン形成工程と、
前記マスクパターンの上側に1層目の型構成層となる第1のレジスト層を形成する第1のレジスト層形成工程と、
前記透明基板の下側から前記マスクパターンを介して前記第1のレジスト層を露光する第1の露光工程と、
前記第1のレジスト層の上側に2番目の型構成層となる第2のレジスト層を形成する第2のレジスト層形成工程と、
前記透明基板の下側から前記1層目固有パターンを覆った状態で、前記透明基板の下側から前記マスクパターンを介して前記第2のレジスト層を露光する第2の露光工程と、
前記第1のレジスト層及び前記第2のレジスト層の未露光部分を除去する現像工程と、
を有することを特徴とする電鋳型の製造方法。 - 前記第2の露光工程の後に、
前記第2のレジスト層の上側から、補助マスクを介して前記第2のレジスト層及び前記第1のレジスト層の共通する一部分を露光する第3の露光工程を有することを特徴とする請求項1記載の電鋳型の製造方法。 - 前記透明基板の上面にアンカーメタル層を形成するアンカーメタル層形成工程を有し、
前記マスクパターン形成工程では、前記アンカーメタル層の上面に前記マスクパターンを形成することを特徴とする請求項1または2に記載の電鋳型の製造方法。 - 前記第1のレジスト層の上面であって前記1層目固有パターンの上方に対応する箇所に、電極用の導電層を形成する導電層形成工程を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電鋳型の製造方法。
- 前記第1及び第2のレジスト層が、化学増幅型のフォトレジスト材料によって形成されることを特徴とする請求項4に記載の電鋳型の製造方法。
- 前記電鋳型が流体動圧軸受を形成する型であり、前記1層目固有パターンを用いることで前記1層目の型形成層のうち前記流体動圧軸受の動圧溝に対応する型形成層が形成されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電鋳型の製造方法。
- 前記共通パターンを用いることで前記流体動圧軸受の外形の型形成層となる前記1層目の型形成層と前記2層目の型形成層とが形成されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の電鋳型の製造方法。
- 前記マスクパターン形成工程は、円板状の前記共通パターンを有するマスクパターンを形成することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の電鋳型の製造方法。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の電鋳型の製造方法によって作られる電鋳型が、流体動圧軸受形成用であることを特徴とする電鋳型。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の電鋳型の製造方法によって作られる電鋳型を用い、
該電鋳型を電鋳液に浸す工程と、
前記マスクパターンに電圧を印加する工程と、
前記マスクパターンの表面に金属を析出させる工程と、
を有することを特徴とする電鋳部品の製造方法。 - 前記電鋳部品が、流体動圧軸受を構成する部品であることを特徴とする請求項10に記載の電鋳部品の製造方法。
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