JP6066484B2 - 金属部品の製造方法並びにそれに用いられる鋳型および離型膜 - Google Patents
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Description
鋳型本体の凹凸パターン面上に下記一般式で表される化合物を含む離型膜を形成し、
離型膜に無電解めっき用の触媒を付与し、
触媒を利用した無電解めっきにより離型膜上に電鋳用の通電膜を形成し、
通電膜を使用した電鋳により通電膜上に金属材を析出させ、
析出した金属材を鋳型本体から剥離することを特徴とするものである。
金属部品の製造方法に用いられる鋳型であって、
表面に凹凸パターン面を有する鋳型本体と、
上記凹凸パターン面上に形成された下記一般式で表される化合物を含む離型膜とを備えることを特徴とするものである。
金属部品の製造方法に用いられる鋳型本体の凹凸パターン面上に形成される離型膜であって、下記一般式で表される化合物を含むことを特徴とするものである。
Xは、芳香環を含む基であり、
Lは、窒素原子(N)、硫黄原子(S)および酸素原子(O)の少なくとも1つを含む炭素数1〜10の連結基であり、
Rは、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基である。
Xは、芳香環を含む基であり、
Lは、窒素原子(N)、硫黄原子(S)および酸素原子(O)の少なくとも1つを含む炭素数1〜10の連結基であり、
Rは、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基である。
異方性エッチング等によりナノスケールの微細加工を4インチ円領域に施した6インチのシリコンウェハに対し、UV−O3クリーナー(セン特殊光源株式会社製)を用いて表面活性化処理を行った。
離型剤としてN−フェニルアミノメチルトリエトキシシラン(Gelest社製)を使用した点以外は、実施例1と同様に金型を製造した。なお、N−フェニルアミノメチルトリエトキシシランの構造式は下記構造式2の通りである。
離型剤として2−(3−トリメトキシシリルプロピルチオ)チオフェン(Gelest社製)を使用した点以外は、実施例1と同様に金型を製造した。なお、2−(3−トリメトキシシリルプロピルチオ)チオフェンの構造式は下記構造式3の通りである。
離型剤として2−ヒドロキシ−4−(3−トリエトキシシリルプロピオキシ)ジフェニルケトン(Gelest社製)を使用した点以外は、実施例1と同様に金型を製造した。なお、2−ヒドロキシ−4−(3−トリエトキシシリルプロピオキシ)ジフェニルケトンの構造式は下記構造式4の通りである。なお構造式4において、右側の環構造が本発明における芳香環に相当する。
離型剤として2−(4−ピリジルエチル)チオプロピルトリメトキシシラン(Gelest社製)を使用した点以外は、実施例1と同様に金型を製造した。なお、2−(4−ピリジルエチル)チオプロピルトリメトキシシランの構造式は下記構造式5の通りである。
また、離型剤として下記に示す化合物をそれぞれ使用して実施例1と同様の工程を試みた。なお、各化合物の構造式はそれぞれ下記構造式6〜13の通りである。
比較例1:3-アミノプロピルトリメトキシシラン(構造式6)(東京化成工業株式会社製)
比較例2:N1−(3−トリメトキシプロピル)ジエチレントリアミン(構造式7)(ALDRICH社製)
比較例3:3-(N,N-ジエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン(構造式8)(Fluorochem Ltd.製)
比較例4:3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン(構造式9)(東京化成工業株式会社製)
比較例5:3-メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン(構造式10)(信越化学工業株式会社製)
比較例6:トリメトキシフェニルシラン(構造式11)(東京化成工業株式会社製)
比較例7:ヘキシルトリメトキシシラン(構造式12)(東京化成工業株式会社製)
比較例8:1H, 1H,2H,2H-ペルフルオロオクチルトリエトキシシラン(構造式13)(ALDRICH社製)
上記の各実施例および各比較例において、無電解ニッケルめっきの析出性およびニッケル電鋳被膜の離型性について評価を行った。各項目の評価基準は下記の通りである。
(無電解ニッケルめっきの析出性)
目視において平坦で均一な通電膜が形成できた場合に「Good」と評価し、ニッケルが析出しないか、析出しても一部析出しない部分や通電膜の剥がれが見られる場合に「Bad」と評価した。
(ニッケル電鋳被膜の離型性)
ニッケル電鋳被膜を離型できかつ目視でニッケル電鋳被膜の変形が確認されなかった場合に「Good」と評価し、ニッケル電鋳被膜を離型できたが目視でニッケル電鋳被膜の変形が確認された場合または離型自体ができなかった場合に「Bad」と評価した。
表1は各実施例および各比較例においての評価結果をまとめたものである。
鋳型本体として、エッチング等により超微細加工を施したニッケルからなる原板を使用した。そして、この原板を使用して実施例1と同様の工程により通電膜を形成した。このとき、目視で平坦で均一な通電膜が形成できたことを確認した。その後、実施例1と同様の工程により金型を得た。この金型は、原板の微細形状を良好に反映した微細形状を有し、目視で変形がないことを確認した。
鋳型本体として、エッチング等により超微細加工を施した酸化珪素(石英)からなる原板を使用した。そして、この原板を使用して実施例1と同様の工程により通電膜を形成した。このとき、目視で平坦で均一な通電膜が形成できたことを確認した。その後、実施例1と同様の工程により金型を得た。この金型は、原板の微細形状を良好に反映した微細形状を有し、目視で変形がないことを確認した。
鋳型本体として、エッチング等により超微細加工を施したアクリル樹脂からなる原板を使用した。そして、この原板を使用して実施例1と同様の工程により通電膜を形成した。このとき、目視で平坦で均一な通電膜が形成できたことを確認した。その後、実施例1と同様の工程により金型を得た。この金型は、原板の微細形状を良好に反映した微細形状を有し、目視で変形がないことを確認した。
まず、異方性エッチング等によりナノスケールの微細加工を4インチ円領域に施した6インチのシリコンウェハに対し、UV−O3クリーナー(セン特殊光源株式会社製)を用いて表面活性化処理を行った。そして、このシリコンウェハの微細加工領域上に離型膜としてスパッタリング法により白金薄膜を形成した。その後、実施例1と同様に電鋳工程を行い、剥離工程を試みた。しかし、電鋳により形成したニッケル電鋳被膜は剥離することができず、金型を得ることはできなかった。
12 金属材
14 通電膜
16 離型膜
20 鋳型本体
Claims (7)
- 鋳型本体の凹凸パターン面上に下記一般式1で表される化合物を含む離型膜を形成し、
前記離型膜に無電解めっき用の触媒を付与し、
前記触媒を利用した無電解めっきにより前記離型膜上に電鋳用の通電膜を形成し、
前記通電膜を使用した電鋳により前記通電膜上に金属材を析出させ、
析出した前記金属材を前記鋳型本体から剥離することを特徴とする金属部品の製造方法。
X−L−Si―(O−R)3 (1)
(Xは、フェニル基またはピリジル基であり、
Lは、窒素原子を含む炭素数1〜10の連結基であり、
Rは、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基である。) - 鋳型本体の凹凸パターン面上に、トリメトキシ[3−(フェニルアミノ)プロピル]シラン、およびN−フェニルアミノメチルトリエトキシシランのうち少なくとも一種の化合物を含む離型膜を形成し、
前記離型膜に無電解めっき用の触媒を付与し、
前記触媒を利用した無電解めっきにより前記離型膜上に電鋳用の通電膜を形成し、
前記通電膜を使用した電鋳により前記通電膜上に金属材を析出させ、
析出した前記金属材を前記鋳型本体から剥離することを特徴とする金属部品の製造方法。 - 金属部品の製造方法に用いられる鋳型であって、
表面に凹凸パターン面を有する鋳型本体と、
前記凹凸パターン面上に形成された下記一般式2で表される化合物を含む離型膜とを備えることを特徴とする鋳型。
X−L−Si―(O−R)3 (2)
(Xは、フェニル基またはピリジル基であり、
Lは、窒素原子を含む炭素数1〜10の連結基であり、
Rは、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基である。) - 金属部品の製造方法に用いられる鋳型であって、
表面に凹凸パターン面を有する鋳型本体と、
前記凹凸パターン面上に形成された、トリメトキシ[3−(フェニルアミノ)プロピル]シラン、およびN−フェニルアミノメチルトリエトキシシランのうち少なくとも一種の化合物を含む離型膜とを備えることを特徴とする鋳型。 - 前記鋳型本体を構成する材料が、金属、ガラス、無機酸化物および樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項3または4記載の鋳型。
- 金属部品の製造方法に用いられる鋳型本体の凹凸パターン面上に形成される離型膜であって、
下記一般式3で表される化合物を含むことを特徴とする離型膜。
X−L−Si―(O−R)3 (3)
(Xは、フェニル基またはピリジル基であり、
Lは、窒素原子を含む炭素数1〜10の連結基であり、
Rは、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基である。) - 金属部品の製造方法に用いられる鋳型本体の凹凸パターン面上に形成される離型膜であって、
トリメトキシ[3−(フェニルアミノ)プロピル]シラン、およびN−フェニルアミノメチルトリエトキシシランのうち少なくとも一種の化合物を含むことを特徴とする離型膜。
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