JPH08269764A - 精密電鋳方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高強度構造材料の厚膜、高精度膜を提供する
ことを目的としている。 【構成】 レ−ザ−によりレジストを投影除去加工した
電鋳マスクを用いて電鋳を行なう方法とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、メタルマスク、クリ
−ム半田印刷用マスク、エンコ−ダ、マイクロマシン等
の精密機械部品用金属・合金構造材料等の加工方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】これまでの金属・合金等の構造材料の加
工方法では、精度の高い加工を行なおうとする際に、フ
ォトレジストを利用した精密電鋳方法を利用することが
一般的であった。そして、この従来の電鋳方法では、フ
ォトレジストを基板に塗布し、それを紫外線ランプなど
で露光してパタ−ニングを行ない、これをマスクとして
電鋳を行なっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな紫外線ランプによるフォトレジストの露光では、
（１）露光の際の光の回り込みや、表面硬化層の影響な
どにより平坦で高精度な形状を得るのが困難である。
（２）テ−パ−量が大きくなってしまう。（３）露光工
程を経るため１００μｍを越えるような厚膜の加工が非
常に困難である。（４）高精度の加工を得るためには、
高価な高品位、光反応性樹脂をマスクとして用いなけれ
ばならない。（５）深さ方向の除去量を制御するのは、
不可能である。（６）加工精度に影響を与えるレジスト
の耐食性、強度、耐熱性を制御するのが困難である。と
いうような問題点があった。

【０００４】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたものであって、レ−ザを用いて電鋳用マス
クの除去加工を行なうことにより、高強度構造材料の厚
膜、高精度膜を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、請求項１の精密電鋳方法では、フォトレ
ジストをマスクとして利用する精密電鋳方法において、
レ−ザ−によりレジストを投影除去加工した電鋳マスク
を用いて電鋳を行なうことを特徴とする精密電鋳方法を
提案するものである。

【０００６】請求項２の精密電鋳方法では、さらに、レ
−ザ−がエキシマレ−ザ−である構成を提案するもので
ある。

【０００７】請求項３の精密電鋳方法では、さらに、電
鋳マスクがドライフィルムである構成を提案するもので
ある。

【０００８】請求項４の精密電鋳方法では、さらに、電
鋳マスクがアブレ−ション加工可能な高分子である構成
を提案するものである。

【０００９】請求項５の精密電鋳方法では、さらに、ア
ブレ−ション加工可能な高分子がＰＩ（ポリイミド）で
ある構成を提案するものである。

【００１０】請求項６の精密電鋳方法では、さらに、電
鋳マスク加工時にエキシマレ−ザ−照射パタ−ンを変え
る構成を提案するものである。

【００１１】請求項７の精密電鋳方法では、さらに、エ
キシマレ−ザ−照射過程の少なくとも一部に、斜入射過
程を含む構成を提案するものである。

【００１２】請求項８の精密電鋳方法では、さらに、エ
キシマレ−ザ−を集光し、電鋳用マスクを操作しながら
除去加工を行なう構成を提案するものである。

【００１３】請求項９の精密電鋳方法では、さらに、電
鋳用マスク除去をヤグ、チタンサファイヤレ−ザ−を用
いて行なう構成を提案するものである。

【００１４】請求項１０の精密電鋳方法では、さらに、
電鋳用マスク除去加工時に耐食膜形成を同時に行なう構
成を提案するものである。

【００１５】請求項１１の精密電鋳方法では、さらに、
電鋳用マスクに耐食膜付加とその前後での除去加工を行
なう構成を提案するものである。

【００１６】請求項１２の精密電鋳方法では、さらに、
耐摩耗性膜の作成過程を付加する構成を提案するもので
ある。

【００１７】請求項１３の精密電鋳方法では、さらに、
耐熱性膜の作成過程を付加する構成を提案するものであ
る。

【００１８】

【作用】この発明によれば、レ−ザ−を用いて電鋳用マ
スクの除去加工を行なうことができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
説明する。

【００２０】図１及び図２は、本発明の一実施例をあら
わしており図中、１は基板、２は厚膜高分子フィルム、
３はエキシマレ−ザ−装置、４はレ−ザ−光、５はホモ
ジェナイザ−レンズ、６はレンズ、７はレ−ザ−マス
ク、８はＸ・Ｙ・Ｚステ−ジ、９は金属構造物である。

【００２１】まず、図１に記載されているように、基板
１上に厚膜高分子フィルム２を熱圧着あるいは接着す
る。その後、図２に示すエキシマレ−ザ−装置３から出
力されたレ−ザ−光４をホモジェナイザ−レンズ５やレ
ンズ６で整形し、レ−ザ−マスク７を通して基板１上に
投影する。マスクを通過したレ−ザ−光４により基板１
上の高分子フィルム２がアブレ−ション過程により除去
される。

【００２２】基板１は、Ｘ・Ｙ・Ｚステ−ジ８上におか
れ、ステ−ジ走査により広いパタンに対応する。パタン
によっては加工中にＸ・Ｙ・Ｚステ−ジ８を走査するか
レ−ザ−マスク７を交換する。

【００２３】このように、電鋳用マスクの除去にレ−ザ
−除去加工を用い、レ−ザ−光により高分子からなるマ
スク材料をパタ−ン転写あるいは描画することができ
る。

【００２４】図３は、他の実施例をあらわしており、１
０は薄膜である。

【００２５】図３の（ｃ）〜（ｆ）に示すように、Ｓｉ
Ｏ₂、ＳｉＣに代表される耐食、耐酸性膜、ＴｉＮに代
表される耐摩耗性膜、ＴｉＣに代表される耐熱膜等をパ
タン上に作成し、更にレ−ザ−加工を行なうことにより
パタ−ン部にのみ機能性膜を付加できる。

【００２６】図４は、さらに他の実施例をあらわしてお
り、マスク１〜３を設けている。

【００２７】図４ではマスクは３種類用意されており、
３つのマスクを交換することにより図のような立体金属
構造物９の形成も可能となる。

【００２８】上述の各実施例によれば、精密電鋳用マス
クの高精度、高アスペクト比の加工が可能となり、高品
位のメタルマスク、クリ−ム半田印刷用マスク、精密歯
車等の精密厚膜部品の形成が容易となる。更に三次元立
体構造を有するようなマイクロマシン等の高精度な部品
製作が可能となる。

【００２９】

【発明の効果】請求項１の精密電鋳方法によれば、レ−
ザ−を用いて電鋳用マスクを除去（アブレ−ション）加
工するので、高精度な加工ができ、平坦な壁形状が得ら
れる。そしてこのマスクを利用して電鋳することによ
り、精度の高い構造材料を作成することができる。

【００３０】請求項２の精密電鋳方法によれば、請求項
１の精密電鋳方法において、エキシマレ−ザ−を用いる
ので高精度な加工ができる。

【００３１】請求項３の精密電鋳方法によれば、請求項
１の精密電鋳方法において、フォトレジストでは難しい
厚膜をドライフィルムで作成し、それを直接加工するこ
とにより、通常の電鋳方法では困難な１００μｍ以上の
構造材料を作成することが容易となる。

【００３２】請求項４及び請求項５の精密電鋳方法によ
れば、請求項１の精密電鋳方法において、これまで感光
性材料のみしか利用できなかったマスク材料の選択幅が
拡がり、より安価な材料を選択できる。

【００３３】請求項６の精密電鋳方法によれば、請求項
２の精密電鋳方法において、エキシマレ−ザ−の照射パ
タンを変えることによりテ−パ−角の制御が出来、三次
元構造の構造材も形成可能となる。

【００３４】請求項７の精密電鋳方法によれば、請求項
２の精密電鋳方法において、エキシマレ−ザ−入射角を
変えることにより、様々なアスペクト比の製品を作成す
ることが可能となる。

【００３５】請求項８の精密電鋳方法によれば、請求項
２の精密電鋳方法において、エキシマレ−ザ−を集光す
ることによりエネルギ−ロスがなくなり、単純なパタン
であれば、パタン形成速度が増す。

【００３６】請求項９の精密電鋳方法によれば、請求項
１の精密電鋳方法において、エキシマ以外の固体レ−ザ
−で除去、アブレ−ション加工を行なうことにより、安
価でランニングコストの低い加工方法が得られる。

【００３７】請求項１０の精密電鋳方法によれば、請求
項１の精密電鋳方法において、レ−ザ−加工と薄膜形成
を複合することにより、機能性膜をマスク部のみに形成
することが可能となる。

【００３８】請求項１１、請求項１２、請求項１３の精
密電鋳方法によれば、請求項１０の精密電鋳方法におい
て、耐食性、又は耐摩耗性、又は耐熱性の機能を有する
高機能マスクを形成できる。そのパタンを利用して電鋳
を行なうことにより、電鋳精度の向上、熱ゆがみの低減
等が可能となる。また、これを母型とし、量産対応可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例をあらわした概略構成図であ
る。

【図２】本発明の一実施例をあらわした概略構成図であ
る。

【図３】本発明の他の実施例をあらわした概略構成図で
ある。

【図４】本発明のさらに他の実施例をあらわした概略構
成図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 厚膜高分子フィルム ３ エキシマレ−ザ−装置 ４ レ−ザ−光 ５ ホモジナイザ−レンズ ６ レンズ ７ レ−ザ−マスク ８ Ｘ・Ｙ・Ｚステ−ジ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フォトレジストをマスクとして利用する
   精密電鋳方法において、レ−ザ−によりレジストを投影
   除去加工した電鋳マスクを用いて電鋳を行なうことを特
   徴とする精密電鋳方法。
2. 【請求項２】 前記レ−ザ−がエキシマレ−ザ−である
   ことを特徴とする請求項１項に記載の精密電鋳方法。
3. 【請求項３】 前記電鋳マスクがドライフィルムである
   ことを特徴とする請求項１項に記載の精密電鋳方法。
4. 【請求項４】 前記電鋳マスクがアブレ−ション加工可
   能な高分子であることを特徴とする請求項１項に記載の
   精密電鋳方法。
5. 【請求項５】 前記アブレ−ション加工可能な高分子が
   ＰＩ（ポリイミド）であることを特徴とする請求項４項
   に記載の精密電鋳方法。
6. 【請求項６】 前記電鋳マスク加工時にエキシマレ−ザ
   −照射パタ−ンを変えることを特徴とする請求項２項に
   記載の精密電鋳方法。
7. 【請求項７】 前記エキシマレ−ザ−照射過程の少なく
   とも一部に、斜入射過程を含むことを特徴とする請求項
   ２項に記載の精密電鋳方法。
8. 【請求項８】 前記エキシマレ−ザ−を集光し、電鋳用
   マスクを操作しながら除去加工を行なうことを特徴とす
   る請求項２項に記載の精密電鋳方法。
9. 【請求項９】 前記電鋳用マスク除去をヤグ、チタンサ
   ファイヤレ−ザ−を用いて行なうことを特徴とする請求
   項１項に記載の精密電鋳方法。
10. 【請求項１０】 前記電鋳用マスク除去加工時に耐食膜
    形成を同時に行なうことを特徴とする請求項１項に記載
    の精密電鋳方法。
11. 【請求項１１】 前記電鋳用マスクに耐食膜付加とその
    前後での除去加工を行なうことを特徴とする請求項１０
    項に記載の精密電鋳方法。
12. 【請求項１２】 耐摩耗性膜の作成過程を付加すること
    を特徴とする請求項１０項に記載の精密電鋳方法。
13. 【請求項１３】 耐熱性膜の作成過程を付加することを
    特徴とする請求項１０項に記載の精密電鋳方法。