JP7415181B2 - 金型の製造方法 - Google Patents

Description

本発明に係る実施形態は、金型の製造方法に関する。

従前より、金属部材から金型を製造することが行われており、例えば、基板の主面上に樹脂を設ける際に、当該主面上の樹脂を設けない箇所に金型を配置した上で、樹脂を充填し、硬化させることが行われている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１では、基板上の所定の位置に金型を押し付けた状態で、基板と金型との間の空間に、熱硬化性樹脂を充填する。金型は、樹脂が硬化した後に、基板上から上方向に向かって抜き取られる。このため、金型における樹脂と対向する側面は、下方向に進むに従って樹脂から離れる側に進むように鉛直面に対して傾斜した、いわゆる抜き勾配を有するように形成されている。

特開２０２０－１６７３６６号公報

本発明に係る実施形態は、硬化した樹脂から抜き取りやすい金型を、切削加工以外で製造することができる金型の製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る一態様の金型の製造方法は、一面と、前記第一面の反対側に位置する第二面と、を備える金属部材を準備する工程と、前記第一面の一部が露出するように前記第一面上に第一レジスト層を配置する工程と、前記第一レジスト層から露出した前記第一面の一部に第一エッチング液を吹き付けて前記第一面から前記第二面まで延びる側面及び前記第一面と前記側面とを接続する縁部を形成する工程と、前記第一レジスト層を前記第一面から剥離する工程と、前記縁部を含む前記第一面の一部が露出するように前記第一面上に第二レジスト層を配置する工程と、第二エッチング液を用いて前記縁部を除去する工程と、を順に備える。

本発明の一実施形態によれば、使用の際に、硬化した樹脂から抜き取りやすい金型を、切削加工以外で製造することができる。

図１（Ａ）～（Ｃ）は、本発明の一実施形態に係る金型の使用方法の一例を示す斜視図である。 図２（Ａ）は、本発明の一実施形態に係る金型の模式斜視図である。図２（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る金型の模式側面図である。 図３は、発明の一実施形態に係る複数の金型が繋がった状態を説明する模式平面図である。 図４は、発明の一実施形態に係る金型の製造方法の第一レジスト配置工程を説明する模式断面図である。 図５は、発明の一実施形態に係る金型の製造方法の第一エッチング工程を説明する模式断面図である。 図６は、発明の一実施形態に係る金型の製造方法の第一レジスト剥離工程を説明する模式断面図である。 図７は、発明の一実施形態に係る金型の製造方法の第二レジスト配置工程を説明する模式断面図である。 図８は、発明の一実施形態に係る金型の製造方法の第二エッチング工程を説明する模式断面図である。 図９は、発明の一実施形態に係る金型の製造方法の第二レジスト剥離工程を説明する模式断面図である。 図１０（Ａ）は、変形例１に係る金型の製造方法の第一レジスト配置工程を説明する模式断面図である。図１０（Ｂ）は、変形例１に係る金型の製造方法の第一エッチング工程を説明する模式断面図である。 図１１は、試験片の模式断面図である。 図１２（Ａ）～（Ｆ）は、試験の結果を示す模式図である。

＜実施形態＞
本実施形態に係る金型１の製造方法は、エッチングを利用して金型１を製造する方法である。本実施形態に係る製造方法で製造される金型１は、例えば、半導体発光装置８を製造する際に用いられる。

ここで、金型１の使用方法の一例として、半導体発光装置８の製造方法を挙げる。半導体発光装置８は、例えば、図１（Ａ）～（Ｃ）に示す工程を経て製造される。図１（Ａ）に示すように、まずは、基材としてのリードフレーム８１に、複数の発光素子８２を実装する。ここでは、図示を省略しているが、実際には、リードフレーム８１と発光素子８２とが、ワイヤを介して接続されている。

次に、図１（Ｂ）に示すように、本実施形態の製造方法で得た金型１を、複数の発光素子８２を覆うようにしてリードフレーム８１上に配置する。以下では、基材における金型１で覆う箇所を、「被覆対象領域」という。

次に、リードフレーム８１及び金型１を覆うように硬化前のモールド樹脂８３を配置する。その次に、モールド樹脂８３を硬化させる。この後、図１（Ｃ）に示すように、硬化したモールド樹脂８３から金型１を抜き取る。

このように、本実施形態に係る金型１は、基材の主面に樹脂を設ける際に、主面の一部を覆うようにして使用される。金型１は、図２に示すように、天板部２と、複数の側板部３と、複数の連結部４と、を備え、これらが一体に形成されている。

天板部２は、基材上に金型１が配置された場合、基材の主面に直交する方向に沿って当該基材を見たときに（以下、これを「平面視」という）、基材の被覆対象領域に重なる部分である。天板部２は、平面視において多角形状である。本実施形態においては、平面視における天板部２の形状は八角形状である。天板部２の上面を「天面２１」という場合がある。天面２１は、基材上に金型１が配置された場合に基材と対向する天板部２の一面と反対側に位置する面である。

複数の側板部３は、天板部２の外縁部から、天板部２に直交して基材側に向かう方向に延びている。複数の側板部３に囲まれた部分は凹部１１を形成しており、側板部３の先端面は、開口面を形成する。複数の側板部３の先端面は、基材上に配置されると、基材の主面と対向する。

外側に位置する側板部３の一面を外側面３１という場合がある。図２（Ｂ）に示すように、外側面３１は、側板部３の先端面に近付くほど、金型１の中央に近付くように鉛直面に対して傾斜している。すなわち、複数の側板部３は、いわゆる抜き勾配を有している。これにより、被覆対象領域の周囲の樹脂が硬化した後、金型１を抜き取り易くすることができる。本明細書において「外側」とは、一の金型１に着目した場合の外側を意味し、平面視における金型１の中央から側板部３へ向かう方を意味する。また、本明細書において「内側」とは、外側と反対側の方向を意味し、平面視における側板部３から金型１の中央へ向かう方を意味する。

側板部３には、貫通穴３２が形成されている。貫通穴３２は、基材と発光素子８２とを電気的に繋ぐワイヤを通すために形成される。貫通穴３２は、側板部３の外側面３１と内側面とを貫通し、かつ先端面に開口している。貫通穴３２は、複数の側板部３に対して必要に応じて形成される。

複数の連結部４は、隣り合う他の金型１の連結部４に対して連結される。連結部４の一面は、本実施形態では、天板部２の天面２１と面一である。図２（Ａ）（Ｂ）では、一の金型１を図示しているが、実際には、図３に示すように、平面視で縦方向と横方向とに、連結部４を介して、複数の金型１が繋がっている。本実施形態に係る金型１の製造方法では、図３中のＡ－Ａ線断面図で示す部分を中心に図５～図１１を参照して説明する。

金型１の製造方法は、準備工程と、第一レジスト配置工程と、第一エッチング工程と、第一レジスト剥離工程と、第二レジスト配置工程と、第二エッチング工程と、第二レジスト剥離工程と、表面処理工程と、を備える。これらの工程は、この順に実行される。

（１）準備工程
準備工程は、金型１の母材となる金属部材５を準備する工程である。金属部材５の素材としては、例えば、銅、鉄、ニッケル、モリブデン、チタン、アルミニウム、タングステン等の純金属、又はこれらの複合材料、あるいは、これらに添加物を添加した合金等が挙げられる。金属部材５は、板状に形成されている。金属部材５の厚さ寸法は、金型１の厚さ寸法と略同じ大きさであり、例えば、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下が挙げられる。

図４に示すように、金属部材５は、第一面５１と、第一面と反対側に位置する第二面５２と、を備える。本明細書において、断面視にて第一面の少なくとも一部と平行である方向を「第一方向」と定義する。また、断面視において、第一方向と直交する方向を「第二方向」と定義する。第二方向において第一面５１側から第二面５２側に向かう方向を「第二＋方向」と定義する。第二方向において第二面５２側から第一面５１側に向かう方向を「第二－方向」と定義する。図４において、第一方向とは横方向のことであり、第二方向とは上下方向のことであり、第二＋方向とは上方向のことであり、第二－方向とは下方向のことである。

第二方向において、第二面５２は、第一面５１と反対側に位置する。断面視において、第二面５２の少なとも一部は、第一方向と平行である。第一面５１は、金型１における側板部３の先端面を含んでいる。第二面５２は、金型１の天面２１及び天面２１と面一である連結部４の一面を含んでいる。

（２）第一レジスト配置工程
第一レジスト配置工程は、図４に示すように、第一面５１の一部が露出するように、第一面５１上に第一レジスト層６を配置する工程である。本実施形態に係る製造方法では、第一面５１に加えて、第二面５２にも第一レジスト層６を配置する。

本実施形態に係る製造方法では、図４に示すように、第一面５１において、第一レジスト層６で覆う部分は、側板部３の先端面に対応する部分である。ここでいう「先端面に対応する部分」は、第一面５１において、先端面となる部分と当該先端面となる部分よりも外側にある一定の領域とを合わせた部分を指す。図４では、二点鎖線で製造後の金型１の側板部３を示しているが、第一レジスト層６は、先端面となる部分と、当該先端面よりも外側にある一定の領域とを合わせた部分を覆うように配置される。断面視において、第一レジスト層６の外側の縁と、先端面の外側の縁の仮想線との間の寸法Ｍ１は、一例を挙げると、５０μｍ以上６００μｍ以下である。

第一レジスト層６は、第一エッチング工程で実行するエッチング（ウェットエッチング）に対して耐性を有する保護膜である。第一レジスト層６の材質としては、第一エッチング工程で用いられるエッチング液に応じて適宜選択され、例えば、有機物、無機物、金属等が挙げられる。第一レジスト層６を設ける方法としては、特に制限はなく、例えば、フォトレジスト法、スクリーン印刷法、スクリーンオフセット印刷法等が挙げられる。本実施形態に係る第一レジスト配置工程では、第一レジスト層６として、フォトレジスト法によるドライフィルムレジストが用いられる。

本実施形態に係る第一レジスト配置工程では、第二面５２に対して、全面に亘って第一レジスト層６を配置する。ただし、本発明に係る一実施形態では、後述の第一エッチング工程によって第二面５２に対してもエッチング液を吹き付けてもよい。この場合には、第二面５２においても、一部が露出するように、第二面５２上に第一レジスト層６が配置されてもよい。

（３）第一エッチング工程
第一エッチング工程は、図５に示すように、第一レジスト層６から露出した第一面５１の一部に対して、第一エッチング液を吹き付けて、第一面５１から第二面５２まで延びる側面５３、及び第一面５１と側面５３とを接続する縁部５４を形成する工程である。また、本実施形態では、第一エッチング工程によって、金型１の側板部３に囲まれる凹部１１も形成される。

第一面５１と側面５３とを接続する縁部５４を「第一縁部５４」とし、第二面５２と側面５３とを接続する縁部を「第二縁部５５」として定義する。単に「縁部５４」という場合は、第一縁部５４を意味している。

第一エッチング工程は、少なくとも第一面５１に対して、スプレーエッチングを行う。スプレーエッチングには、例えば、スプレーエッチング装置を用いることができる。スプレーエッチングに用いられる第一エッチング液は、例えば、塩化第二鉄溶液、塩化第二銅溶液、過酸化水素－硫酸系エッチャント、アルカリエッチャント等が用いられる。

第一エッチング液として塩化第二鉄溶液を用いる場合には、第一エッチング液の濃度としては、例えば、２．７ｍｏｌ／Ｌ以上４．３ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましく、より好ましくは、３．０ｍｏｌ／Ｌ以上４．０ｍｏｌ／Ｌ以下である。また、第一エッチング液は、比重３５度ボーメ以上５０度ボーメ以下であることが好ましく、より好ましくは、比重３８度ボーメ以上４８度ボーメ以下である。

スプレーエッチングによって第一エッチング液を吹き付けるスプレー圧としては、一例を挙げると、０．３ｋｇ／ｃｍ^２以上５．０ｋｇ／ｃｍ^２に設定され得る。スプレー圧が、０．３ｋｇ／ｃｍ^２以上であることにより、第一エッチング工程における処理時間が短くなり、生産効率が向上する。スプレー圧が、５．０ｋｇ／ｃｍ^２以下であることにより、第一エッチング液によって除去される金属部材５の制御が容易になる。

金属部材５に対して、第一面５１側から第一エッチング液を吹き付けると、第一レジスト層６から露出した部分から腐食が進行する。このとき、側面５３は、第一縁部５４から第二＋方向へ進むに従って内側に傾斜する部分を有している。すなわち、側面５３は、断面視にて、第一面５１上の縁部５４が、側面５３の一部よりも外側に位置するように形成されている。また、側面５３は、第二縁部５５から第二－方向へ進むに従って内側に傾斜する部分を有している。すなわち、側面５３は、断面視にて、第二縁部５５が、側面５３の一部よりも外側に位置するように形成されている。

本実施形態では、第一方向において、第二縁部５５は、第一縁部５４よりも外側に位置している。本発明に係る一実施形態では、第二縁部５５は、第一縁部５４よりも中央側に位置していてもよい。

（４）第一レジスト剥離工程
第一レジスト剥離工程は、図６に示すように、第一レジスト層６を第一面５１から剥離する工程である。第一レジスト剥離工程では、例えば、ウェットステーション、アッシング装置等を用いて、第一レジスト層６を第一面５１及び第二面５２から溶解させて剥離する。

本実施形態では、第一レジスト配置工程において、第一面５１及び第二面５２に対して、第一レジスト層６を配置したため、第一面５１だけでなく第二面５２からも、第一レジスト層６を剥離する。

（５）第二レジスト配置工程
第二レジスト配置工程は、図７に示すように、第一面５１の一部が露出するように、第一面５１上に第二レジスト層７を配置する工程である。本実施形態に係る製造方法では、第一面５１に加えて、第二面５２にも第二レジスト層７を配置する。

第二レジスト配置工程では、図７に示すように、第一面５１において、第二レジスト層７から露出する部分は、少なくとも第一縁部５４を含む。本実施形態において、第二レジスト層７から露出する部分は、次に説明する第一面５１における縁部５４を含む部位と、第一エッチング工程で形成された側面５３と、が含まれる。

ここで、断面視において、第一方向における第二レジスト層７から第一縁部５４までの長さを「第一長さ寸法Ｌ１」とし、第一縁部５４から第一縁部５４よりも内側に位置する側面５３の一部までの最大長さを「第二長さ寸法Ｌ２」と定義する。また、第二長さ寸法Ｌ２を採るときの側面５３上の点を、「頂点Ｐ」とする。

第一長さ寸法Ｌ１は、第二長さ寸法Ｌ２よりも長くなるように、第二レジスト層７が配置されることが好ましい。より好ましくは、第一長さ寸法Ｌ１は、第二長さ寸法Ｌ２の１．３倍以上に設定される。このようにすることで、第一縁部５４を含む凸部を除去しやすくなる。ただし、第一長さ寸法Ｌ１が、第二長さ寸法Ｌ２以下であっても、後述の第二エッチング工程の後、第一縁部５４を含む凸部の少なくとも一部が除去されるため、所望の抜き勾配を有する金型１を得ることができる。

一方、第一長さ寸法Ｌ１の上限は、第二長さ寸法Ｌ２の３．３倍以下であることが好ましい。このようにすることで、エッチングによって除去される金属部材５の制御が容易になる。第一長さ寸法Ｌ１の上限は、第二長さ寸法Ｌ２の２倍以下であることが更に好ましい。このようにすることで、更にエッチングによって除去される金属部材５の制御が容易になる。

第二レジスト層７は、第二エッチング工程で実行するエッチング（ウェットエッチング）に対して耐性を有する保護膜である。第二レジスト層７の材質としては、第二エッチング工程で用いられるエッチング液に応じて適宜選択され、例えば、有機物、無機物、金属等が挙げられる。第二レジスト層７は、第一レジスト層６と同じ材質であってもよいし、異なる材質であってもよい。

第二レジスト層７を設ける方法としては、第一レジスト層６と同様、特に制限はなく、例えば、フォトレジスト法、スクリーン印刷法、スクリーンオフセット印刷法等が挙げられる。本実施形態に係る第二レジスト配置工程では、第二レジスト層７として、フォトレジスト法による電着レジストが用いられている。

また、本実施形態に係る第二レジスト配置工程では、第二レジスト層７を、金型１の凹部１１に対応する位置にも配置し、さらに、第二面５２に対しても、全面に亘って第二レジスト層７を配置する。

（６）第二エッチング工程
第二エッチング工程は、第二エッチング液を用いて、第二レジスト層７から露出した縁部５４を除去する工程である。図８に示すように、第二エッチング工程では、縁部５４を除去することで、金型１の外側面３１を、所望の抜き勾配を有する面に形成することができる。

すなわち、図８に示すように、第二エッチング工程によって形成された側面（金型１の外側面３１）は、第一面５１から第二面５２に向かうに従って、第一方向の外側に位置するように、鉛直面に対して傾斜している。ここでは、外側面３１は、平面ではなく曲面で構成されているが、一部平面が含まれていてもよい。

第二エッチング工程は、第二エッチング液によって縁部５４を除去できれば、第一エッチング工程と同様、スプレーエッチングであってもよいが、本実施形態では、第二レジスト層７を配置した金属部材５を、第二エッチング液に浸漬させて縁部５４を除去する。第二エッチング工程を浸漬エッチングによって実行することで、スプレーエッチングよりもエッチング速度を遅く調整しやすくなる。これにより、エッチングによって除去される金属部材５の制御が容易になる。

浸漬エッチングに用いる浴は、静止浴であることが好ましい。ここでいう「静止浴」とは、第二エッチング液を攪拌したり、循環を行ったりしない、浸漬エッチングに用いられるエッチング液を意味する。静止浴を採用することで、エッチング速度を一定に近付けることができるので、エッチングによって除去される金属部材５の制御が容易になる。

エッチング速度を一定に近付けるためには、第二エッチング液をできる限り一定の温度に保つことが好ましい。具体的には、浴温度の温度差が、４℃以内であることが好ましく、より好ましくは、３℃以内である。

浸漬エッチングの浴温度は、特に限定されない。浸漬エッチングの浴温度は、例えば、２０℃以上４０℃以下であることが好ましい。浸漬エッチングの浴温度が、２０℃以上であることにより、エッチング速度が速くなるので生産効率が向上する。浸漬エッチングの浴温度が、４０℃以下であることにより、エッチング速度が遅くなるのでエッチングによって除去される金属部材５の制御が容易になる。浸漬エッチングの浴温度は、２５℃以上３５℃以下であることが好ましい。このようにすることで、更に生産効率を向上させながらエッチングによって除去される金属部材５の形状の制御が容易になる。

第二エッチング液としては、例えば、塩化第二鉄溶液、塩化第二銅溶液、過酸化水素－硫酸系エッチャント、硫酸塩素系エッチャント等が含まれる。このなかでも、第二エッチング液として、塩化第二鉄溶液を含む場合、比重３５度ボーメ以上５０度ボーメ以下であることが好ましく、より好ましくは、比重３８度ボーメ以上４８度ボーメ以下である。この場合、塩化第二鉄溶液の濃度としては、例えば、２．７ｍｏｌ／Ｌ以上４．３ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましく、より好ましくは、３．０ｍｏｌ／Ｌ以上４．０ｍｏｌ／Ｌ以下である。

一方、第二エッチング液として、塩化第二銅溶液を含む場合、比重１．０９以上１．４２以下であることが好ましく、より好ましくは、比重１．１９以上１．３３以下である。また、この場合、塩化第二銅溶液の濃度としては、例えば、０．５ｍｏｌ／Ｌ以上３．５ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましく、より好ましくは、１．５ｍｏｌ／Ｌ以上２．５ｍｏｌ／Ｌ以下である。

（７）第二レジスト剥離工程
第二レジスト剥離工程は、図９に示すように、第二レジスト層７を、金属部材５から剥離する工程である。第二レジスト剥離工程では、第一レジスト剥離工程と同様、例えば、ウェットステーション、アッシング装置等を用いて、第二レジスト層７を第一面５１及び第二面５２から溶解させて剥離する。

（８）表面処理工程
表面処理工程は、金属部材５の表面にめっき層を形成する工程である。これによって、金型１の外側面３１と硬化した樹脂とが界面で離れやすくなる。このため、金型１の使用時に、硬化した樹脂から金型１を抜き取る際に、金型１を抜き取り易くすることができる。

表面処理工程では、金属部材５に対して、下地めっき層を形成し、その後、下地めっき層の上から表面めっき層を形成することが好ましい。下地めっき層としては、例えば、ニッケルめっき層、ニッケル合金めっき層、又はこれらの複合層等が挙げられる。表面めっき層としては、例えば、金めっき層、金合金めっき層、クロムめっき層、ニッケルめっき層、ニッケル合金めっき層又はこれらの複合層等が挙げられる。なお、下地めっき層は、金属部材５の硬さによっては、設けなくてもよい。また、表面めっき層が下地めっき層を兼ねてもよい。

表面処理工程で行うめっきの方法は、特に制限はなく、乾式めっき法又は湿式めっき法のいずれであってもよい。乾式めっき法としては、例えば、溶融めっき法、真空めっき法等が挙げられる。湿式めっき法としては、例えば、電解めっき法、無電解めっき法等が挙げられる。

以上説明した本実施形態に係る金型１の製造方法によれば、第一面５１と側面５３とを接続する縁部５４を除去することができる。これにより、所望の抜き勾配を有する金型１を形成することができる。この結果、硬化した樹脂から抜き取りやすい金型１を製造することができる。また、エッチングによって同時に複数の金型１を製造することができるため、金型１の生産効率を向上させることができる。

＜変形例＞
上記実施形態は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。本発明に係る一実施形態は、種々の変更が可能である。以下、本発明の変形例を説明する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。

上記実施形態に係る金型１の製造方法では、第一エッチング工程において、第一面５１に対してのみ、第一エッチング液を吹き付けたが、例えば、第一面５１に加えて、第二面５２に対してもエッチング液を吹き付けてもよい。

本変形例では、第一レジスト配置工程において、図１０（Ａ）に示すように、第二面５２に対しても、一部が露出するように、第一レジスト層６が配置される。

本変形例に係る第一エッチング工程では、図１０（Ｂ）に示すように、第一面５１と第二面５２とに対して、第一エッチング液を吹き付ける。ただし、この場合も、第一エッチング工程後の側面５３の形状は、頂点Ｐから第二面５２に向かうに従って外側に位置するような形状をしている。第一エッチング工程によって、側面５３の形状を、目的とする形状にするためには、例えば、次のような方法が挙げられる。

第二面５２に対して第一エッチング液を吹き付ける時間を、第一面５１に対して第一エッチング液を吹き付ける時間よりも短くする。例えば、第二面５２に対する第一エッチング液を吹き付ける時間を、第一面５１に対する第一エッチング液を吹き付ける時間に対し、２０％以上３０％以下、より具体的には、２５％とすることが挙げられる。

また、他の例としては、第一面５１に対して吹き付ける第一エッチング液と、第二面５２に対して吹き付ける第一エッチング液とで、濃度を異ならせてもよいし、スプレー圧を異ならせてもよい。具体的には、第二面５２に対して吹き付ける第一エッチング液を、第一面５１に対して吹き付けるものに比べて、濃度を薄くする、又は／及びスプレー圧を小さくすることが例示できる。なお、この場合においても、第二面５２に対する第一エッチング液を吹き付ける時間を、第一面５１に対する第一エッチング液を吹き付ける時間よりも短くしてもよい。

これらの方法によって、第一エッチング工程において、第一面５１と第二面５２との両方に第一エッチング液を吹き付けて、目的とする形状を得ることができる。

以下、実施形態のその他の変形例を列挙する。

上記実施形態では、基材として、リードフレーム８１を挙げて説明したが、基材は、例えば、リードフレーム８１のほか、電子基板、金属板等であってもよい。また、発光素子８２としては、例えば、ＬＥＤ発光素子、半導体レーザ素子、ＶＣＳＥＬ素子等が挙げられる。被覆対象領域としては、発光素子８２が設けられた領域に限らず、他の電子部品が設けられた領域であってもよいし、部品等の対象物のない基材上の一領域としてもよい。

上記実施形態に係る金型１は、凹部１１を有していたが、使用時に樹脂に接触する外側面３１を有していれば凹部１１はなくてもよい。また、天板部２は、平面視において略矩形状であったが、これに限らず、例えば、円形状、略三角形状等であってもよい。

上記実施形態に係る金型１の製造方法では、複数の金型１を同時に製造したが、一の金型１のみを製造してもよい。

上記実施形態に係る金型１の製造方法は、表面処理工程を備えたが、本発明に係る一実施形態の金型の製造方法では、表面処理工程はなくてもよい。

本明細書にて、「略平行」、又は「略直交」のように「略」を伴った表現が、用いられる場合がある。例えば、「略平行」とは、実質的に「平行」であることを意味し、厳密に２つの直線、辺、面等が延長しても交わらない状態である「平行」だけでなく、数度程度の誤差を含む意味である。他の「略」を伴った表現についても同様である。

また、本明細書において「端部」及び「端」などのように、「…部」の有無で区別した表現が用いられている。例えば、「端」は物体の末の部分を意味するが、「端部」は「端」を含む一定の範囲を持つ域を意味する。端を含む一定の範囲内にある点であれば、いずれも、「端部」であるとする。他の「…部」を伴った表現についても同様である。

以下、実施例を用いた試験により本発明を更に詳細に説明する。ただし、本発明に係る金型１の製造方法は、以下の実施例に限定されない。

第一エッチング工程によって得た金属部材５（以下、これを試験片という）を用いて試験を行った。試験片は、図１１に示すように、第一面５１と、第二面５２と、第一面５１と第二面５２とを繋ぐ側面５３とを有する。側面５３は、第一面５１と側面５３とを接続する縁部５４から第二面５２に向かって、第一方向の内側に向かって凹み、頂点Ｐから第二面５２に近付くほど第一方向の外側に位置するように鉛直面に対して傾斜している。頂点Ｐと縁部５４との間の第一方向における長さ寸法は、Ｌ２＝３０μｍであった。

この試験片に対し、第一面５１に第二レジスト層７を配置した。このときの第二レジスト層７と縁部５４との間の第一方向における長さ寸法Ｌ１を、Ｌ１＝０μｍ、Ｌ１＝２０μｍ、Ｌ１＝４０μｍ、Ｌ１＝６０μｍ、Ｌ１＝８０μｍ、Ｌ１＝１００μｍと変化させ、それぞれについて、以下の条件で第二エッチング工程を実行した。なお、Ｌ１＝０μｍは比較例であり、Ｌ１＝２０μｍ、Ｌ１＝４０μｍ、Ｌ１＝６０μｍ、Ｌ１＝８０μｍ、Ｌ１＝１００μｍは実施例である。

第二エッチング工程の条件は、次の通りである。エッチング方式：浸漬エッチング、第二エッチング液：塩化第二鉄溶液、比重：４０度ボーメ、液温：３０℃、処理時間：８分、静止浴。

第二エッチング工程の後の試験片の断面形状の観察を行い、縁部を５４含む凸部の状態を評価した。その結果を、図１２（Ａ）～（Ｆ）に示す。図１２（Ａ）には、Ｌ１＝０μｍの場合の試験片の断面形状を示す。図１２（Ｂ）には、Ｌ１＝２０μｍの場合の試験片の断面形状を示す。図１２（Ｃ）には、Ｌ１＝４０μｍの場合の断面形状を示す。図１２（Ｄ）には、Ｌ１＝６０μｍの場合の断面形状を示す。図１２（Ｅ）には、Ｌ１＝８０μｍの場合の断面形状を示す。図１２（Ｆ）には、Ｌ１＝１００μｍの場合の断面形状を示す。

図１２（Ａ）からもわかるように、第二レジスト層７と縁部５４との間の長さ寸法Ｌ１が、Ｌ１＝０μｍの場合、すなわち、第一面５１の全面に第二レジスト層７を配置した場合には、凸部が大きく残った。この場合、凸部が金型の外側面から大きく突き出ているため、抜き取り難い。

図１２（Ｂ）からもわかるように、第二レジスト層７と縁部５４との間の長さ寸法Ｌ１が、Ｌ１＝２０μｍの場合、すなわち凸部の寸法Ｌ２に対して、０．７倍程度の場合には、縁部５４を含む凸部の大部分を除去することができた。これにより、被覆対象領域の周囲の樹脂が硬化した後、金型１を抜き取り易くすることができた。

図１２（Ｃ）～（Ｆ）からもわかるように、第二レジスト層７と縁部５４との間の長さ寸法Ｌ１が、Ｌ１＝４０μｍ以上の場合、すなわち凸部の寸法Ｌ２に対して、１．３倍以上の場合には、凸部を全て除去することができた。一方、図１２（Ｆ）からもわかるように、第二レジスト層７と縁部５４との間の長さ寸法Ｌ１が、Ｌ１＝１００μｍの場合には、凸部を全て除去できるものの、腐食が進み過ぎて側面５３に少し凹みが生じた。寸法Ｌ１が、Ｌ１＝１００μｍ以下の場合、すなわち凸部の寸法Ｌ２に対して、３．３倍以下の場合には、エッチングによって除去される金属部材５の制御が容易になる。

図１２（Ｃ）（Ｄ）からもわかるように、第二レジスト層７と縁部５４との間の長さ寸法Ｌ１が、Ｌ１＝４０μｍ、Ｌ１＝６０μｍの場合、すなわち凸部の寸法Ｌ２に対して、１．３倍以上２倍以下の場合には、側面５３に凹みができることなく、凸部を全て除去することができた。

１ 金型
５ 金属部材
５１ 第一面
５２ 第二面
６ 第一レジスト層
７ 第二レジスト層
５３ 側面
５４ 第一縁部（縁部）

Claims (12)

1. 金属部材から金型を製造する金型の製造方法であって、
   第一面と、前記第一面の反対側に位置する第二面と、を備える金属部材を準備する工程と、
   前記金型の外側に位置する部分となる前記第一面の一部が露出するように前記第一面の一部よりも内側に第一レジスト層を配置する工程と、
   前記第一レジスト層から露出した前記第一面の一部に第一エッチング液を吹き付けて前記第一面から前記第二面まで延びる側面及び前記第一面と前記側面とを接続する縁部を形成する工程であって、断面視にて前記縁部が前記側面のうちの最も内側に位置する部分よりも外側に位置するように前記側面を形成する工程と、
   前記第一レジスト層を前記第一面から剥離する工程と、
   前記縁部を含む前記第一面の一部が露出するように前記第一面上に第二レジスト層を配置する工程と、
   第二エッチング液を用いて前記第二レジスト層よりも外側の部分を除去する工程と、
   を順に備え、
   前記第二レジスト層よりも外側の部分を除去する工程は、前記第二エッチング液を用いて前記第二レジスト層よりも外側の部分を除去することによって、当該除去後の側面を、当該側面と前記第一面とを接続する縁から前記第二面に向かうに従って外側に位置するように形成する、
   金型の製造方法。
2. 前記第二レジスト層を配置する工程において、断面視にて前記第一面と平行な第一方向における前記縁部から前記第二レジスト層までの第一長さ寸法が、前記第一方向における前記縁部から前記縁部よりも内側に位置する前記側面の一部までの最大長さである第二長さ寸法よりも長い、
   請求項１に記載の金型の製造方法。
3. 前記第一長さ寸法が前記第二長さ寸法の１．３倍以上３．３倍以下である、
   請求項２に記載の金型の製造方法。
4. 前記第一長さ寸法が前記第二長さ寸法の２倍以下である、
   請求項３に記載の金型の製造方法。
5. 前記第二レジスト層よりも外側の部分を除去する工程において、前記金属部材を前記第二エッチング液に浸漬させて前記縁部を除去する、
   請求項１～４のいずれか一項に記載の金型の製造方法。
6. 前記第二レジスト層よりも外側の部分を除去する工程において、前記第二エッチング液の温度差が４℃以内である、請求項５に記載の金型の製造方法。
7. 前記第二レジスト層よりも外側の部分を除去する工程において、前記第二エッチング液が静止浴である、
   請求項５又は６に記載の金型の製造方法。
8. 前記第二レジスト層よりも外側の部分を除去する工程において、前記第二エッチング液は、比重３５度ボーメ以上５５度ボーメ以下の塩化第二鉄溶液を含む、
   請求項５～７のいずれか一項に記載の金型の製造方法。
9. 前記第二レジスト層よりも外側の部分を除去する工程において、前記第二エッチング液は、塩化第二銅溶液の濃度が１ｍｏｌ／Ｌ以上４ｍｏｌ／Ｌ以下である、
   請求項５～７のいずれか一項に記載の金型の製造方法。
10. 前記第二レジスト層よりも外側の部分を除去する工程において、前記第二エッチング液の温度は、２０℃以上４０℃以下である、
    請求項５～９のいずれか一項に記載の金型の製造方法。
11. 前記第二レジスト層よりも外側の部分を除去する工程の後、前記第二レジスト層を剥離する工程と、前記金属部材の表面にめっき層を形成する工程と、を更に備える、
    請求項１～１０のいずれか一項に記載の金型の製造方法。
12. 前記めっき層は、金めっき層、金合金めっき層、ニッケルめっき層、ニッケル合金めっき層及びクロムめっき層のいずれかを含む、
    請求項１１に記載の金型の製造方法。

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