JP6284144B2 - 電鋳品及びその製造方法 - Google Patents
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さらに、本発明に係る電鋳品の製造方法では、当該バリアめっき層の形成および除去の工程の組み合わせによって、バリアめっき層のめっき対象である金属めっき層の表面に、従来のストライクめっきなどを用いることを不要としたことから、次の利点がある。すなわち、従来のストライクめっきなどを用いる場合に生じていた所望としない反応(例えば、予期しない水素ガスの発生によるレジストへのアタック)などが抑制されることとなり、該レジストの損傷または剥離による電鋳品形状の変形を抑制することができる。
先ず、基板1(例えば、ステンレス鋼(SUS))を、アルカリ脱脂、RCA洗浄、およびクリーナー処理を用いて洗浄する(図1(a))。該基板1の表面に対して、第1のレジスト21を構成するドライフィルムレジスト(DFR)を、所望の厚さに一様にラミネート(被膜)する(図1(b))。
基板1上のドライフィルムレジスト(DFR)に対して所定パターンを有するフォトマスク100を用いて露光を行う(図1(c))。さらに、現像を行う。これらの処理によって、ドライフィルムレジスト(DFR)から、レジスト内の一部が除去され、該除去された部分(第1のレジストに覆われていない部分21a・21b・21c)を含む形状を有する第1のレジスト21が得られる(図1(d))。
該基板1をめっき液(例えば、ニッケルおよびコバルトを含有するめっき液)に浸漬させる。該基板を陰極として電流を通流させ、基板上の第1のレジストに覆われていない部分21a・21b・21c(前記除去された部分)に対して、第1の金属めっき層31(例えば、ニッケル−コバルト合金)を堆積させる電鋳(光沢電鋳)を行う(図1(e))。光沢電鋳は、光沢のある電鋳品や硬度の高い電鋳品を得るのに有効である。
なお、該第1の金属めっき層31を堆積させる方法は、電気めっきの他に、化学蒸着(CVD)、物理蒸着(PVD)、急速熱処理(RTP)、リソグラフ等の薄膜分野における公知の成膜方法を用いることも可能である。
該堆積された第1の金属めっき層31の表面に、バリアめっき層4をめっきするために、先ず、該基板1を、バリアめっき層4の構成金属(例えば、銅)を含むめっき液に浸漬させる。該基板1を陰極として該めっき液中に電流を通流させ、基板1上に露出している前記第1の金属めっき層31に対して、めっきを行い、バリアめっき層4を堆積させる。このめっきによって、バリアめっき層4が第1の金属めっき層31の表面を被覆し、該基板1の表面には、第1のレジスト21およびバリアめっき層4により覆われた状態となる(図1(f))。
該基板1上に対して、上記第1のレジスト21と同様に、さらに第2のレジスト22をマスクとして、ラミネートする(図1(g))。そして、該ラミネートされた第2のレジスト22は、上記第1のレジスト21と同様に、所定パターンを有するフォトマスク200を用いて露光する(図1(h))。さらに、現像を行う。結果として、その一部に除去された部分(第2のレジストに覆われていない部分22a・22b)を含む形状を有する(図1(i))。
次に、該第2のレジストに覆われていない部分22a・22bに露出したバリアめっき層4を、選択的に除去する。バリアめっき層4を選択的に除去する方法としては、例えば、上記のバリアめっき層4を含む基板1に対して、バリアめっき層4の構成金属を選択的にエッチング可能な溶液(例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム)に浸漬するかまたは当該溶液をスプレーで吹き付けることによって、バリアめっき層4の構成金属(例えば、銅)のみを該溶液中に溶解させることにより行うことができる(図1(j))。
バリアめっき層4を選択的に除去した後に基板1上に露出した第1の金属めっき層31に対して、さらに第2の金属めっき層32を堆積させる。第2の金属めっき層32は、通常は、第1の金属めっき層31と同じ金属を用いるが、第1の金属めっき層31と異なる金属を用いることも可能である。
上記の第1の金属めっき層31を基板1上に堆積させた場合と同様にして、該基板1をめっき液(例えば、ニッケルおよびコバルトを含有するめっき液)に浸漬させる。該基板1を陰極として電流を通流させ、基板1上の該第2のレジストに覆われていない部分22a・22b(前記除去された部分)に対して、第2の金属めっき層32(例えば、ニッケル−コバルト合金)を電鋳(光沢電鋳)により堆積させる(図1(k))。
第1のレジスト21および第2のレジスト22を化学的操作および/または物理的操作(機械的操作)により除去(剥離)する(図1(l))。さらに、バリアめっき層4を、上記と同様にしてエッチングにより除去する(図1(m))。
◇第1の金属めっき層について(※従来品も同じ)
めっき液:ニッケル−コバルトめっき液、厚み:4μm
◇第2の金属めっき層について(※従来品も同じ)
めっき液:ニッケル−コバルトめっき液、厚み:7μm
◇バリアめっき層について(本発明)
めっき液:硫酸銅めっき液、厚み:1〜2μm
◇ストライクめっき層について(従来)
めっき液:ニッケルめっき液、厚み:0.05〜1μm
先ず、基板となるステンレス鋼(SUS)(厚み:300μm)を、アルカリ脱脂、RCA洗浄、クリーナー処理を用いて洗浄した。該基板の表面に対して、ドライフィルムレジスト(DFR)を、10ミクロンオーダーで一様に塗布し、基板上にラミネート(被膜)した。ドライフィルムレジスト(DFR)に対して露光および現像を行い、レジストパターンを形成した。
このSEM画像に写された電鋳体は、図4(d)の断面模式図に示すように、ステンレス鋼(基板1)と、このステンレス鋼(基板1)上の2層のニッケル−コバルト合金(第1の金属めっき層31及び第2の金属めっき層32)から構成され、上述した図1(m)のうち、中央部分周辺の箇所(すなわち、図1(j)でレジスト(第2のレジスト22)に覆われていない部分22bに対して、ニッケル−コバルト合金(第2の金属めっき層32)が形成された箇所)に相当する。
図4(a)〜(c)に示されるSEM画像から、本発明に係る多層構造の電鋳品は、上記図3(a)で示された基板上の銅層が全て除去され、結果として、銅を含まないコバルト−ニッケル合金から構成されることが確認された。このことから、従来のニッケルストライクめっきを用いた多層構造の電鋳品では、層間密着力を高めるために使用されたニッケルが、完成品である多層構造の電鋳品に残存していたが、本発明に係る多層構造の電鋳品では、このニッケルのような中間材料の残存が無いことから、従来の電鋳品とは異なるものであることが確認された。
上記で得られた本発明に係る多層構造の電鋳品に対して剥離試験を行った。
実施した剥離試験の内容は、得られた電鋳品をテープで上下に挟んで貼りつけて180°折曲げて剥離するかどうかを確認した。この場合に、積層された1層目と2層目の金属めっき層同士が剥がれてしまう場合には密着性が弱いということが示される。
比較例として、本発明の金属めっき層(銅めっき)に替えて、従来のニッケルストライクめっきを用いて得られた電鋳品に対しても、該剥離試験を行った。本発明に係る電鋳品、および従来の電鋳品のいずれのサンプルに対しても該剥離試験を10回実施した。
<剥離が起こらなかった割合>
従来の電鋳品(ニッケルストライクめっき使用):50%
本発明に係る電鋳品(銅めっき使用):100%
なお、本発明に係る電鋳品を第1の金属めっき層31側に折り曲げて第1の金属めっき層31および第2の金属めっき層32相互間の一端に剥離応力を加えた場合の電子顕微鏡に基づく説明図を図5に示す。図5に示すように、金属めっき層間の接合部の剥がれが無く、すなわち、第1の金属めっき層31および第2の金属めっき層32との接合部Aでは剥離は発生しなかった。その代わりに、その接合部A近傍の第1の金属めっき層31において、第2の金属めっき層32で覆われていない露出表面部の箇所Bが引きちぎられるような剥離が認められた。このことから、第1の金属めっき層31および第2の金属めっき層32相互間は、強固に密着していることが確認された。
このように、本発明の電鋳品は、従来の電鋳品と比較して剥離しにくいことが示された。
21 第1のレジスト
21a、21b、21c 第1のレジストに覆われていない部分
22 第2のレジスト
22a、22b 第2のレジストに覆われていない部分
31 第1の金属めっき層
32 第2の金属めっき層
32a 張り出し部
4 バリアめっき層
100、200 フォトマスク
Claims (4)
- 少なくとも2つの金属めっき層を積層させて成り、第1の金属めっき層上に第2の金属めっき層を形成した電鋳品を製造する方法において、
基板の上に第1のレジストを形成する工程と、
前記基板上の前記第1のレジストに覆われていない部分に前記第1の金属めっき層を形成する工程と、
前記第1の金属めっき層の上に、前記第1の金属めっき層と異種の金属から成るバリアめっき層を形成する工程と、
前記第1のレジストおよび前記バリアめっき層が形成された前記基板の上に第2のレジストを形成する工程と、
前記第2のレジストに覆われていない部分から露出した前記バリアめっき層を選択的に除去する工程と、
前記第1の金属めっき層の上に前記第2の金属めっき層を形成する工程とを含むことを特徴とする電鋳品の製造方法。 - 前記バリアめっき層が、コバルト、銅、ニッケル、または亜鉛のうちの少なくとも1つの元素から成ることを特徴とする請求項1に記載の電鋳品の製造方法。
- 前記バリアめっき層が銅から成り、前記第1および第2の金属めっき層がニッケル−コバルト合金から成ることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電鋳品の製造方法。
- 請求項1ないし3のいずれかに記載の電鋳品を製造する方法によって製造された電鋳品であって、前記第1の金属めっき層と前記第2の金属めっき層との間に、前記バリアめっき層が残存していないことを特徴とする電鋳品。
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