JP7705289B2 - Electroforming mold and method of manufacturing electroformed product using electroforming mold - Google Patents
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Description
本発明は、電鋳型及び電鋳型を用いた電鋳品の製造方法に関する。 The present invention relates to an electroforming mold and a method for manufacturing an electroformed product using the electroforming mold.
例えば、時計の部品等微小な形状の構造物を、電気鋳造(電気めっき法による金属製品の製造・補修又は複製方法;以下、電鋳という。)により製造することが行われている。そのような背景において近年、基板にフォトレジスト層を形成し、そのフォトレジスト層に、可溶部と不溶部のパターンを形成することで、電鋳型を製造し、微細で高精度な電鋳品を製造するLIGA(Lithographie,Galvanoformung,Abformung)工法の応用が広がっている。 For example, minute structures such as watch parts are manufactured by electroforming (a method for manufacturing, repairing, or replicating metal products using electroplating; hereafter referred to as electroforming). In this context, the LIGA (Lithographie, Galvanoformung, Abformung) method has been widely applied in recent years. This method involves forming a photoresist layer on a substrate, forming a pattern of soluble and insoluble parts in the photoresist layer, producing an electroforming mold, and manufacturing fine, high-precision electroformed products.
電鋳品の形状に応じて、複数層のレジスト層を形成することもある。この場合、層間で段差があるものでは、段差の部分に中間導電層を形成することで、段差よりも上の層における電鋳の成長速度を速めることができる(例えば、特許文献1参照)。 Depending on the shape of the electroformed product, multiple resist layers may be formed. In this case, if there is a step between layers, an intermediate conductive layer can be formed in the step to increase the growth rate of the electroformed layer above the step (see, for example, Patent Document 1).
ところで、電鋳、特にLIGA工法は、フォトレジスト層を電鋳品の型(電鋳型)とするが、最終的に電鋳品を電鋳型から取り外すために、電鋳型であるフォトレジスト層を溶解する必要がある。つまり、電鋳品を製造する毎に、電鋳型を作り直す必要がある。 In electroforming, and particularly in the LIGA method, a photoresist layer is used as the mold for the electroformed product (electroforming mold), but in order to finally remove the electroformed product from the electroforming mold, the photoresist layer, which is the electroforming mold, must be dissolved. In other words, the electroforming mold must be recreated every time an electroformed product is manufactured.
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、繰り返し利用することができる電鋳型及びその電鋳型を用いた電鋳品の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and aims to provide an electroforming mold that can be reused repeatedly and a method for manufacturing electroformed products using the electroforming mold.
本発明の第1は、導電性の基板と、前記基板の上に配置された電鋳型基部と、前記基板の表面と前記電鋳型基部の表面とのうち、前記基板と前記電鋳型基部とで形成された、電鋳品が形成される空洞部、に面した表面のうち、少なくとも前記基板に接する面を被覆した犠牲層と、前記犠牲層のうち、前記空洞部の底面に対応する部分の少なくとも一部を除いて被覆した絶縁性のレジスト層と、を備えた電鋳型である。 The first aspect of the present invention is an electroforming mold comprising a conductive substrate, an electroforming mold base disposed on the substrate, a sacrificial layer covering at least the surfaces of the substrate and the electroforming mold base that face a cavity formed by the substrate and the electroforming mold base in which an electroformed product is to be formed, the surfaces being in contact with the substrate, and an insulating resist layer covering the sacrificial layer except for at least a portion of the portion that corresponds to the bottom surface of the cavity.
本発明の第2は、本発明に係る電鋳型を用いて、電気めっきにより前記空洞部にめっきを成長させ、前記空洞部を埋めるまで前記めっきが成長した後に、前記電鋳型基部を溶解させずに、前記犠牲層及び前記レジスト層のうち少なくとも前記犠牲層を溶解して、前記空洞部を埋めためっきによる電鋳品を前記電鋳型から分離する、電鋳型を用いた電鋳品の製造方法である。 The second aspect of the present invention is a method for manufacturing an electroformed product using an electroformed mold, which uses the electroformed mold according to the present invention to grow plating in the hollow portion by electroplating, and after the plating has grown to fill the hollow portion, at least the sacrificial layer out of the sacrificial layer and the resist layer is dissolved without dissolving the electroformed mold base, and the electroformed product formed by plating and filling the hollow portion is separated from the electroformed mold.
本発明に係る電鋳型によれば、繰り返し利用することができる。また、本発明に係る電鋳型を用いた電鋳品の製造方法によれば、電鋳型を繰り返し利用して電鋳品を製造することができる。 The electroforming mold according to the present invention can be reused repeatedly. Furthermore, according to the method for manufacturing electroformed products using the electroforming mold according to the present invention, the electroforming mold can be reused repeatedly to manufacture electroformed products.
以下、本発明に係る電鋳型及びその電鋳型を用いた電鋳品の製造方法の実施形態について、図面を用いて説明する。 The following describes an embodiment of the electroforming mold according to the present invention and a method for manufacturing an electroformed product using the electroforming mold, with reference to the drawings.
<実施形態1>
図1~6は電鋳品70を製造するための型である電鋳型80を製造する方法(製造方法)の一例の流れ(矢印で示す)を模式的に示した断面図(その1~その6)であり、図1の次に図2、図2の次に図3、図3の次に図4、図4の次に図5、図5の次に図6、という順序の工程となる。図7は図1~6の工程で製造した電鋳型80を用いた電鋳品70の製造方法の一例の流れ(矢印で示す)を模式的に示した断面図である。
<Embodiment 1>
Figures 1 to 6 are cross-sectional views (Nos. 1 to 6) that show a schematic flow (indicated by arrows) of one example of a method (manufacturing method) for manufacturing an electroformed mold 80, which is a mold for manufacturing an electroformed product 70, and the steps are in the order of Figure 1 followed by Figure 2, Figure 2 followed by Figure 3, Figure 3 followed by Figure 4, Figure 4 followed by Figure 5, and Figure 5 followed by Figure 6. Figure 7 is a cross-sectional view that shows a schematic flow (indicated by arrows) of one example of a method for manufacturing an electroformed product 70 using the electroformed mold 80 manufactured by the steps of Figures 1 to 6.
電鋳型80は、本発明に係る電鋳型の一実施形態であり、この電鋳型80を用いた電鋳品70の製造方法は、本発明に係る電鋳品の製造方法の一実施形態である。 The electroforming mold 80 is one embodiment of the electroforming mold according to the present invention, and the manufacturing method of the electroformed product 70 using this electroforming mold 80 is one embodiment of the manufacturing method of the electroformed product according to the present invention.
(電鋳型)
まず、電鋳型80の製造方法の一例について、図1~6を参照して説明する。なお、電鋳型80は、図1~6に示した製造方法で製造されたものに限定されず、他の製造方法で製造されたものであってもよい。
(Electroforming mold)
First, an example of a manufacturing method for the electroforming mold 80 will be described with reference to Figures 1 to 6. Note that the electroforming mold 80 is not limited to one manufactured by the manufacturing method shown in Figures 1 to 6, and may be one manufactured by another manufacturing method.
最初に、図1に示すように、基板10にフォトレジスト層20が積層される。基板10は、基板本体11が導電性を有するものであってもよいし、基板本体11が導電性を有しない、例えばシリコンの場合は、基板本体11の、フォトレジスト層20が積層される面11aに、導電性を有する導電膜(導電層)12を形成したものであってもよい。基板本体11が導電性を有するものであるときは、基板本体11に導電膜12を形成(積層)しなくてもよく、この場合は、基板本体11が導電性を有する基板10に相当する。 First, as shown in FIG. 1, a photoresist layer 20 is laminated on a substrate 10. The substrate 10 may have a conductive substrate body 11, or may have a conductive conductive film (conductive layer) 12 formed on the surface 11a of the substrate body 11 on which the photoresist layer 20 is laminated, in the case where the substrate body 11 is not conductive, for example, silicon. When the substrate body 11 is conductive, the conductive film 12 does not need to be formed (laminated) on the substrate body 11, in which case the substrate body 11 corresponds to a conductive substrate 10.
本実施形態においては、導電層12は、例えば、チタン(Ti)とニッケル(Ni)との積層膜(チタンが基板本体11側)で形成されているが、導電層12は、この材料に限定されず、導電性を有する材料であればよい。なお、基板本体11が導電性を有するものであるときは、導電層12を備えなくてもよい。 In this embodiment, the conductive layer 12 is formed, for example, of a laminated film of titanium (Ti) and nickel (Ni) (with the titanium on the substrate body 11 side), but the conductive layer 12 is not limited to this material and may be any material that is conductive. Note that when the substrate body 11 is conductive, the conductive layer 12 may not be provided.
フォトレジスト層20は、紫外光(紫外線)が照射された部分が溶ける可溶部、照射されなかった部分が不溶部に構成されるポジ型レジストであってもよいし、紫外光が照射された部分が溶けない不溶部、照射されなかった部分が可溶部に構成されるネガ型レジストであってもよい。図1に示した電鋳品70の製造方法におけるフォトレジスト層20は、ネガ型レジストであることを前提として説明する。 The photoresist layer 20 may be a positive resist in which the parts irradiated with ultraviolet light (ultraviolet light) are soluble and the parts not irradiated are insoluble, or a negative resist in which the parts irradiated with ultraviolet light are insoluble and the parts not irradiated are soluble. The photoresist layer 20 in the manufacturing method of the electroformed product 70 shown in Figure 1 will be described on the assumption that it is a negative resist.
次に、フォトレジスト層20の表面(図示の上面)側に、フォトマスク90を配置し、上方から、フォトマスク90を介してフォトレジスト層20に紫外光Lを照射する。 Next, a photomask 90 is placed on the surface (top surface as shown) of the photoresist layer 20, and ultraviolet light L is irradiated onto the photoresist layer 20 from above through the photomask 90.
フォトマスク90は、紫外光Lを通過させる透光部92と紫外光Lを通過させない遮光部91とで構成されたパターンを有する。パターンは、電鋳型80及び電鋳品70の輪郭形状に対応して形成されている。 The photomask 90 has a pattern consisting of light-transmitting sections 92 that transmit ultraviolet light L and light-shielding sections 91 that do not transmit ultraviolet light L. The pattern is formed to correspond to the contour shapes of the electroforming mold 80 and the electroformed product 70.
フォトマスク90を介して紫外光Lが照射されると、フォトレジスト層20のうち、透光部92の下方の部分は、紫外光Lを透光して紫外光Lが照射されたことによって不溶部22となり、現像処理によっても残存する。一方、フォトレジスト層20のうち、遮光部91の下方の部分は、紫外光Lを遮光して紫外光Lが照射されないことにより可溶部21となり、図2に示すように、現像処理によって除去される。 When ultraviolet light L is irradiated through the photomask 90, the portions of the photoresist layer 20 below the light-transmitting portions 92 become insoluble portions 22 due to the ultraviolet light L being transmitted therethrough and being irradiated with the ultraviolet light L, and remain even after development processing. On the other hand, the portions of the photoresist layer 20 below the light-shielding portions 91 become soluble portions 21 due to the ultraviolet light L being blocked and not being irradiated with the ultraviolet light L, and are removed by development processing as shown in FIG. 2.
このように、フォトマスク90の遮光部91はフォトレジスト層20に可溶部21を形成し、透光部92はフォトレジスト層20に不溶部22を形成する。なお、フォトレジスト層20がポジ型レジストの場合は、これとは反対に、遮光部91はフォトレジスト層20に不溶部を形成し、透光部92はフォトレジスト層20に可溶部を形成する。 In this way, the light-shielding portions 91 of the photomask 90 form soluble portions 21 in the photoresist layer 20, and the light-transmitting portions 92 form insoluble portions 22 in the photoresist layer 20. In contrast, when the photoresist layer 20 is a positive resist, the light-shielding portions 91 form insoluble portions in the photoresist layer 20, and the light-transmitting portions 92 form soluble portions in the photoresist layer 20.
図2に示すように、現像処理によって可溶部21が除去されると、可溶部21が存在していた部分は空洞部23となり、この空洞部23では、基板10が露出した状態となり、この空洞部23と不溶部22とのパターンが形成される。 As shown in FIG. 2, when the soluble portion 21 is removed by the development process, the portion where the soluble portion 21 was present becomes a cavity portion 23, and in this cavity portion 23, the substrate 10 is exposed, and a pattern of this cavity portion 23 and the insoluble portion 22 is formed.
そして、電気めっきの工程により、空洞部23においては、基板10からニッケル等の金属が析出、成長し、空洞部23の輪郭形状に対応した、ニッケル等の金属の1層目の電鋳型基部31が形成される。なお、1層目の電鋳型基部31の表面(図示の上面)を平らに研削、研磨してもよい。 Then, in the electroplating process, a metal such as nickel is precipitated and grown from the substrate 10 in the cavity 23, forming a first layer electroforming mold base 31 of a metal such as nickel that corresponds to the contour shape of the cavity 23. The surface of the first layer electroforming mold base 31 (the top surface shown in the figure) may be ground and polished flat.
その後、フォトレジスト層20の不溶部22を別の処理で除去すると、1層目の電鋳型基部31の間の、不溶部22が存在していた部分が空洞部33となる。 Then, the insoluble portion 22 of the photoresist layer 20 is removed by a separate process, and the portion between the electroforming mold base portions 31 of the first layer where the insoluble portion 22 was present becomes a cavity portion 33.
次に、1層目の電鋳型基部31の間の空洞部33も含めて、1層目の電鋳型基部31を覆うように、フォトレジスト層25を形成する。フォトレジスト層25は、フォトレジスト層20と同じ材料であるが、別の材料で形成してもよいし、ポジ型のフォトレジスト層であってもよい。 Next, a photoresist layer 25 is formed to cover the first electroforming mold base 31, including the cavities 33 between the first electroforming mold bases 31. The photoresist layer 25 is made of the same material as the photoresist layer 20, but may be made of a different material or may be a positive photoresist layer.
次に、フォトレジスト層25の表面(図示の上面)側に、フォトマスク95を配置し、上方から、フォトマスク95を介してフォトレジスト層20に紫外光Lを照射する。 Next, a photomask 95 is placed on the surface (top surface as shown) of the photoresist layer 25, and ultraviolet light L is irradiated onto the photoresist layer 20 from above through the photomask 95.
フォトマスク95は、紫外光Lを通過させる透光部97と紫外光Lを通過させない遮光部96とで構成されたパターンを有する。パターンは、電鋳型80及び電鋳品70の輪郭形状に対応して形成されている。 The photomask 95 has a pattern made up of light-transmitting sections 97 that transmit the ultraviolet light L and light-shielding sections 96 that do not transmit the ultraviolet light L. The pattern is formed to correspond to the contour shapes of the electroforming mold 80 and the electroformed product 70.
フォトマスク95を介して紫外光Lが照射されると、フォトレジスト層25のうち、透光部97の下方の部分は、紫外光Lを透光して紫外光Lが照射されたことによって不溶部27となり、現像処理によっても残存する。一方、フォトレジスト層25のうち、遮光部96の下方の部分は、紫外光Lを遮光して紫外光Lが照射されないことにより可溶部26となり、図3に示すように、現像処理によって除去される。 When ultraviolet light L is irradiated through the photomask 95, the portion of the photoresist layer 25 below the light-transmitting portion 97 becomes an insoluble portion 27 due to being irradiated with ultraviolet light L through the light-transmitting portion 97, and remains even after development processing. On the other hand, the portion of the photoresist layer 25 below the light-shielding portion 96 becomes a soluble portion 26 due to being shielded from ultraviolet light L and not being irradiated with ultraviolet light L, and is removed by development processing as shown in FIG. 3.
現像処理によって可溶部26が除去されると、可溶部26が存在していた部分は、不溶部27と基板10とで囲まれた空洞部28となり、この空洞部28では、1層目の電鋳型基部31が露出した状態となり、この空洞部28と不溶部27とのパターンが形成される。 When the soluble portion 26 is removed by the development process, the area where the soluble portion 26 was present becomes a cavity portion 28 surrounded by the insoluble portion 27 and the substrate 10, and in this cavity portion 28, the first layer electroforming mold base portion 31 is exposed, and a pattern of this cavity portion 28 and the insoluble portion 27 is formed.
そして、電気めっきの工程により、空洞部28においては、基板10の導電層12に接続した1層目の電鋳型基部31からニッケル等の金属が成長し、図4に示すように、空洞部28の輪郭形状に対応した、ニッケル等の金属の2層目の電鋳型基部36が形成され、厚さ方向において2層に積層された電鋳型が形成される。なお、2層目の電鋳型基部36の表面(図示の上面)を平らに研削、研磨してもよい。 Then, in the cavity 28, a metal such as nickel grows from the first-layer electroforming mold base 31 connected to the conductive layer 12 of the substrate 10 through the electroplating process, and as shown in FIG. 4, a second-layer electroforming mold base 36 made of a metal such as nickel is formed that corresponds to the contour shape of the cavity 28, forming an electroforming mold that is stacked in two layers in the thickness direction. The surface of the second-layer electroforming mold base 36 (the top surface shown in the figure) may be ground and polished flat.
その後、フォトレジスト層25の不溶部27を別の処理で除去すると、1層目の電鋳型基部31の間及び2層目の電鋳型基部36の間の、不溶部27が存在していた部分が、電鋳型基部31,36と基板10とで囲まれた空洞部33となる。 Then, the insoluble portion 27 of the photoresist layer 25 is removed by a separate process, and the portions between the electroforming mold bases 31 of the first layer and between the electroforming mold bases 36 of the second layer where the insoluble portion 27 was present become hollow portions 33 surrounded by the electroforming mold bases 31, 36 and the substrate 10.
なお、2層目の電鋳型基部36は、基板10の厚さ方向において、1層目の電鋳型基部31に積層されていて、1層目の電鋳型基部31よりも小さい。したがって、1層目の電鋳型基部31と2層目の電鋳型基部36との境界においては、1層目の電鋳型基部31が2層目の電鋳型基部36から突出した段部34が形成されている。 The second-layer electroforming mold base 36 is stacked on the first-layer electroforming mold base 31 in the thickness direction of the substrate 10, and is smaller than the first-layer electroforming mold base 31. Therefore, at the boundary between the first-layer electroforming mold base 31 and the second-layer electroforming mold base 36, a step 34 is formed where the first-layer electroforming mold base 31 protrudes from the second-layer electroforming mold base 36.
次に、図5に示すように、1層目の電鋳型基部31、2層目の電鋳型基部36及び基板の表面(側面を含む)のうち、電鋳品70が形成される空洞部33に面した表面を、犠牲層50で被覆する。犠牲層50は、後に、電鋳型基部31,36に代わって溶解されることで、電鋳品70を電鋳型80から分離させる機能を発揮する層であり、スパッタリングにより、例えば銅(Cu)で形成されている(厚さが例えば2[μm])。なお、銅の犠牲層50と、電鋳品70が形成される空洞部33に面した表面と、の間にチタンの層を形成してもよい。 5, the surfaces of the first electroforming mold base 31, the second electroforming mold base 36, and the substrate (including the side surfaces) that face the cavity 33 in which the electroformed product 70 is to be formed are covered with a sacrificial layer 50. The sacrificial layer 50 is a layer that will later be dissolved in place of the electroforming mold bases 31 and 36 to separate the electroformed product 70 from the electroforming mold 80, and is formed by sputtering, for example, of copper (Cu) (thickness, for example, 2 μm). A titanium layer may be formed between the copper sacrificial layer 50 and the surface that faces the cavity 33 in which the electroformed product 70 is to be formed.
犠牲層50は、電鋳品70を形成するめっきの起点となるため、導電性を有する材料で形成される。犠牲層50は、銅に限定されない。犠牲層50は、電鋳型基部31,36に代わって後に溶解されるため、電鋳型基部31,36とは異なる薬品で溶解される材料で形成されている必要がある。したがって、犠牲層50は、電鋳型基部31,36とは異なる材料で形成されている。 The sacrificial layer 50 is formed of a conductive material because it serves as the starting point for plating to form the electroformed product 70. The sacrificial layer 50 is not limited to copper. The sacrificial layer 50 is later dissolved in place of the electroformed mold bases 31, 36, so it must be formed of a material that is dissolved by a different chemical than the electroformed mold bases 31, 36. Therefore, the sacrificial layer 50 is formed of a different material than the electroformed mold bases 31, 36.
なお、本実施形態においては図示を省略しているが、犠牲層50の上に、無電解めっきにより銅の層を均一に厚く(例えば2[μm])形成してもよい。銅の層を形成することにより、犠牲層50をスパッタリングではなく無電解めっきで形成したときに、犠牲層50の厚さを、より均一に形成することができ、電鋳品70の寸法精度を高めることができる。 Although not shown in the present embodiment, a copper layer of uniform thickness (e.g., 2 μm) may be formed on the sacrificial layer 50 by electroless plating. By forming a copper layer, when the sacrificial layer 50 is formed by electroless plating instead of sputtering, the thickness of the sacrificial layer 50 can be made more uniform, and the dimensional accuracy of the electroformed product 70 can be improved.
次いで、犠牲層50のうちめっきの起点となる部分(基板10の導電層12に接した底面33a)に対応する部分に開口99が形成されたメタルマスク(ステンシルマスク)98を使って、粒子61(例えば、大きさ10[μm]程度のフェライト粒子)を、犠牲層50におけるめっきの起点となる底面33aに配置する。具体的には、粒子61が分散した溶液60中に浸すことで、開口99の部分から底面33aに粒子61が沈降し、粒子61を底面33aに配置することができる。 Next, using a metal mask (stencil mask) 98 in which openings 99 are formed in the portions of the sacrificial layer 50 that correspond to the starting points of plating (bottom surface 33a in contact with conductive layer 12 of substrate 10), particles 61 (e.g., ferrite particles with a size of about 10 μm) are placed on bottom surface 33a, which is the starting point of plating, of the sacrificial layer 50. Specifically, by immersing in a solution 60 in which the particles 61 are dispersed, the particles 61 settle from the openings 99 to the bottom surface 33a, and the particles 61 can be placed on the bottom surface 33a.
次いで、犠牲層50をレジスト層55で被覆する。具体的には、犠牲層50の表面に、シリコン(Si)のレジスト層55を、スパッタリングで成膜する。犠牲層50とレジスト層55との間にチタンの層を成膜して、犠牲層50とレジスト層55との密着力を高めてもよい。 Next, the sacrificial layer 50 is covered with a resist layer 55. Specifically, a resist layer 55 of silicon (Si) is formed on the surface of the sacrificial layer 50 by sputtering. A titanium layer may be formed between the sacrificial layer 50 and the resist layer 55 to increase the adhesion between the sacrificial layer 50 and the resist layer 55.
ここで、粒子61が介在する底面33aにおいては、犠牲層50と、犠牲層50に積層されたレジスト層55と、の密着性が、底面33a以外の部分に比べて低い。レジスト層55は、非導電性である。 Here, at the bottom surface 33a where the particles 61 are present, the adhesion between the sacrificial layer 50 and the resist layer 55 laminated on the sacrificial layer 50 is lower than in the other areas. The resist layer 55 is non-conductive.
このため、図6に示すように、レジスト層55に超音波洗浄を行うと、レジスト層55のうち、粒子61の介在により犠牲層50との密着性が相対的に低い、空洞部33の底面33aに積層した部分は除去され、犠牲層50が露出した状態となる。 Therefore, as shown in FIG. 6, when ultrasonic cleaning is performed on the resist layer 55, the portion of the resist layer 55 that is layered on the bottom surface 33a of the cavity 33 and has relatively low adhesion to the sacrificial layer 50 due to the presence of particles 61 is removed, and the sacrificial layer 50 is exposed.
つまり、電鋳品70が形成される空洞部33は、空洞部33の底面33aに対応した部分においてのみ導電性を有する犠牲層50が露出し、底面33a以外の犠牲層50の部分は、非導電性のレジスト層55に覆われているため、空洞部33に電気めっきで電鋳品70を形成する製造方法においては、底面33aに対応した犠牲層50からのみ、めっきを成長させることができる。なお、レジスト層55を除去して、底面33aに対応した部分のうち犠牲層50を露出させた部分は、底面33aに対応した部分の一部であってもよいし全部であってもよい。 In other words, the hollow portion 33 in which the electroformed product 70 is formed has the conductive sacrificial layer 50 exposed only in the portion corresponding to the bottom surface 33a of the hollow portion 33, and the portion of the sacrificial layer 50 other than the bottom surface 33a is covered with the non-conductive resist layer 55. Therefore, in the manufacturing method in which the electroformed product 70 is formed in the hollow portion 33 by electroplating, plating can be grown only from the sacrificial layer 50 corresponding to the bottom surface 33a. Note that the portion of the sacrificial layer 50 exposed in the portion corresponding to the bottom surface 33a by removing the resist layer 55 may be a part or the whole of the portion corresponding to the bottom surface 33a.
また、レジスト層55は、空洞部33の底面33aに対応する部分に隣接する、空洞部33の側面33bに対応する部分の一部をも除去されてもよい。つまり、レジスト層55は、犠牲層50のうち、空洞部33の底面33aに対応する部分と側面55bに対応する部分の一部をも除いた範囲を被覆した状態であってもよい。 The resist layer 55 may also be removed from a portion of the resist layer 55 that is adjacent to the portion corresponding to the bottom surface 33a of the cavity 33 and corresponds to the side surface 33b of the cavity 33. In other words, the resist layer 55 may cover the sacrificial layer 50 excluding the portion corresponding to the bottom surface 33a of the cavity 33 and a portion corresponding to the side surface 55b.
なお、底面33aのレジスト層55を除去する方法としては、上述した粒子61を用いるのに代えて、底面33aにのみ真空蒸着法によりアルミニウムの膜を形成してもよい。 As a method for removing the resist layer 55 on the bottom surface 33a, instead of using the particles 61 described above, an aluminum film may be formed only on the bottom surface 33a by vacuum deposition.
レジスト層55にはピンホール等の欠陥が存在するため、アルミニウムの膜を除去する液が欠陥を通してアルミニウムを溶かすことで、レジスト層55が剥がされて(リフトオフ)、底面33aのレジスト層55を除去することができる。 Since the resist layer 55 has defects such as pinholes, the liquid used to remove the aluminum film dissolves the aluminum through the defects, peeling off the resist layer 55 (lift-off), and the resist layer 55 on the bottom surface 33a can be removed.
その他の方法として、斜め方向からの真空蒸着法や、レーザ光の照射などによって、底面33aのレジスト層55を除去してもよい。 As an alternative method, the resist layer 55 on the bottom surface 33a may be removed by vacuum deposition from an oblique direction or by irradiation with laser light.
次に、1層目の電鋳型基部31と2層目の電鋳型基部36との境界に形成された段部34の領域に対応した開口67が形成されたマスク65を用いて、その段部34に中間導電層45を、真空蒸着法により形成する。中間導電層45は、例えば、導電層12と同じニッケル(又は間にチタンを介したニッケル)で形成されている。 Next, using a mask 65 with an opening 67 formed corresponding to the area of the step 34 formed at the boundary between the first layer electroforming mold base 31 and the second layer electroforming mold base 36, an intermediate conductive layer 45 is formed on the step 34 by vacuum deposition. The intermediate conductive layer 45 is made of, for example, the same nickel as the conductive layer 12 (or nickel with titanium interposed therebetween).
以上のような製造方法により、図6に示す実施形態1の電鋳型80が製造される。ここで、電鋳型80は、導電性の基板10と、1層目の電鋳型基部31と、2層目の電鋳型基部36と、基板10の表面及び電鋳型基部31,36の各表面のうち、電鋳品70を形成する空洞部33に面した表面を被覆した犠牲層50、犠牲層50の、空洞部33の底面33a以外を被覆したレジスト層55並びに段部34に配置された中間導電層45と、を有している。 The electroforming mold 80 of embodiment 1 shown in Figure 6 is manufactured by the above manufacturing method. Here, the electroforming mold 80 has a conductive substrate 10, a first layer electroforming mold base 31, a second layer electroforming mold base 36, a sacrificial layer 50 that covers the surface of the substrate 10 and the surfaces of the electroforming mold bases 31 and 36 that face the cavity 33 that forms the electroformed product 70, a resist layer 55 that covers the sacrificial layer 50 except for the bottom surface 33a of the cavity 33, and an intermediate conductive layer 45 arranged on the step portion 34.
(電鋳品の製造方法)
図7は電鋳型80を用いた電鋳品70の製造方法の一例の流れを模式的に示した断面図である。次に、この電鋳型80を用いた電鋳品70の製造方法の一例について、図7を用いて説明する。電鋳型80で例えばニッケルの電気めっきを行うと、底面33aに露出した犠牲層50からニッケルの電鋳品70が成長する。そして、電鋳品70が1層目の電鋳型基部31の空洞部33を埋めると、その成長した電鋳品70が段部34の中間導電層45に接して、中間導電層45に電気が流れる。
(Method of manufacturing electroformed products)
7 is a cross-sectional view showing a schematic flow of an example of a manufacturing method of an electroformed product 70 using the electroforming mold 80. Next, an example of a manufacturing method of an electroformed product 70 using this electroforming mold 80 will be described with reference to FIG. When electroplating, for example, nickel, is performed using the electroforming mold 80, an electroformed product 70 of nickel grows from the sacrificial layer 50 exposed on the bottom surface 33a. When the electroformed product 70 fills the cavity 33 of the first layer of the electroforming mold base 31, the grown electroformed product 70 comes into contact with the intermediate conductive layer 45 of the step portion 34, and electricity flows through the intermediate conductive layer 45.
これにより、2層目の電鋳型基部36の空洞部33においては、1層目の空洞部33を埋めた電鋳品70と中間導電層45とから、めっきが成長し、2層目の空洞部33を埋めるように電鋳品70が形成される。 As a result, in the cavity 33 of the second layer electroforming mold base 36, plating grows from the electroformed product 70 that filled the cavity 33 of the first layer and the intermediate conductive layer 45, forming an electroformed product 70 that fills the cavity 33 of the second layer.
このように、2層目の空洞部33を埋めるめっきは、1層目の空洞部33を埋めた電鋳品70だけでなく、中間導電層45からの成長するため、中間導電層45が配置されていない電鋳型に比べて、2層目の空洞部33をめっきで満たす時間を早めることができる。 In this way, the plating that fills the cavity 33 of the second layer grows not only from the electroformed product 70 that fills the cavity 33 of the first layer, but also from the intermediate conductive layer 45, so the time required to fill the cavity 33 of the second layer with plating can be shortened compared to an electroformed mold in which the intermediate conductive layer 45 is not disposed.
次いで、2層目の空洞部33まで電鋳品70が形成された後、2層目の電鋳型基部36の上面が露出するように、レジスト層55、犠牲層50及び2層目の空洞部33を埋めた電鋳品70を、平らに研削、研磨する。これにより、電鋳型基部36及び電鋳型基部31と、電鋳品70との境界となる犠牲層50を、上面に露出させる。理想的には、犠牲層50が露出する程度までで、研削、研磨を完了することにより、電鋳型基部36の消耗を抑えることができる。 Next, after the electroformed product 70 has been formed up to the second layer cavity 33, the electroformed product 70 with the resist layer 55, sacrificial layer 50, and second layer cavity 33 filled is ground and polished flat so that the top surface of the second layer electroformed mold base 36 is exposed. This exposes the sacrificial layer 50, which is the boundary between the electroformed product 70 and the electroformed mold base 36 and electroformed mold base 31, on the top surface. Ideally, by completing the grinding and polishing to the extent that the sacrificial layer 50 is exposed, wear on the electroformed mold base 36 can be suppressed.
そして、上面に露出した犠牲層50を溶解させることにより、電鋳型基部36及び電鋳型基部31から電鋳品70を分離する。このとき、犠牲層50の溶解に用いる薬品は、電鋳型基部31,36には影響のない薬品として選択されたものであるため、電鋳型基部31,36は溶解されず、図4に示した状態の電鋳型基部31,36として残る。 Then, the electroformed product 70 is separated from the electroformed mold base 36 and the electroformed mold base 31 by dissolving the sacrificial layer 50 exposed on the upper surface. At this time, the chemical used to dissolve the sacrificial layer 50 is selected as a chemical that does not affect the electroformed mold bases 31 and 36, so the electroformed mold bases 31 and 36 are not dissolved and remain as the electroformed mold bases 31 and 36 shown in FIG. 4.
したがって、図4に示した状態の電鋳型基部31,36を再び使用して、図5、6に示した工程で電鋳型80を形成することで、電鋳型基部31,36を繰り返し使用することができる。 Therefore, the electroforming mold bases 31 and 36 in the state shown in FIG. 4 can be reused to form the electroforming mold 80 in the steps shown in FIGS. 5 and 6, allowing the electroforming mold bases 31 and 36 to be used repeatedly.
なお、電鋳型80から分離した電鋳品70は、表面にレジスト層55や中間導電層45が残っているが、電鋳品70として支障が無ければ、それらのレジスト層55や中間導電層45は、電鋳品70にそのまま残しておいてもよい。一方、レジスト層55や中間導電層45が不要の場合は、別途、電鋳品70に対して、これらレジスト層55や中間導電層45を除去する処理を追加して行えばよい。 The electroformed product 70 separated from the electroforming mold 80 has a resist layer 55 and an intermediate conductive layer 45 remaining on the surface. If this does not interfere with the electroformed product 70, the resist layer 55 and the intermediate conductive layer 45 may be left on the electroformed product 70. On the other hand, if the resist layer 55 and the intermediate conductive layer 45 are not required, a separate process may be added to the electroformed product 70 to remove the resist layer 55 and the intermediate conductive layer 45.
以上、詳細に説明したように、実施形態1の電鋳型80は、電鋳品70を製造する毎に使い切るのではなく、繰り返し利用することができる。また、本実施形態の電鋳型80を用いた電鋳品70の製造方法によれば、電鋳型80を繰り返し利用して電鋳品70を製造することができる。 As described above in detail, the electroforming mold 80 of embodiment 1 can be reused repeatedly, rather than being used up each time an electroformed product 70 is manufactured. Furthermore, according to the method for manufacturing an electroformed product 70 using the electroforming mold 80 of this embodiment, the electroformed product 70 can be manufactured by repeatedly using the electroforming mold 80.
したがって、本実施形態の電鋳型80を用いた電鋳品70の製造方法は、電鋳品70を製造する毎に電鋳型を使い切りとした製造方法に比べて、電鋳品70の製造コストを低減することができる。 Therefore, the manufacturing method of the electroformed product 70 using the electroformed mold 80 of this embodiment can reduce the manufacturing cost of the electroformed product 70 compared to a manufacturing method in which an electroformed mold is used up each time an electroformed product 70 is manufactured.
<実施形態2>
上述した実施形態1の電鋳型80は、基板10の表面と電鋳型基部31,36の表面とのうち、基板1と電鋳型基部31,36とで形成された、電鋳品70が形成される空洞部33に面した表面の全面に、導電性の犠牲層50が形成されたものであるが、本発明に係る電鋳型は、空洞部33に面した表面の全面に、導電性の犠牲層50が形成されたものに限定されない。
<Embodiment 2>
The electroforming mold 80 of the above-mentioned embodiment 1 has a conductive sacrificial layer 50 formed on the entire surface of the substrate 10 and the electroforming mold bases 31, 36, that faces the cavity 33 in which the electroformed product 70 is formed, which is formed by the substrate 10 and the electroforming mold bases 31, 36.However, the electroforming mold of the present invention is not limited to having a conductive sacrificial layer 50 formed on the entire surface facing the cavity 33.
すなわち、導電性の犠牲層50は、電鋳品70が形成される空洞部33に面した表面のうち、少なくとも基板10に接する面(空洞33の底面33a)の少なくとも一部(底面33aの一部又は底面33aの全面)を被覆したものであればよい。 In other words, the conductive sacrificial layer 50 only needs to cover at least a portion (a portion of the bottom surface 33a or the entire bottom surface 33a) of the surface facing the cavity 33 in which the electroformed product 70 is formed, that is in contact with the substrate 10 (the bottom surface 33a of the cavity 33).
つまり、導電性の犠牲層50は、電鋳品70の成長の起点となるため、基板10に接していることが必要であるため、空洞33の底面33aの一部に形成されて、基板10に接していることが必須である。 In other words, the conductive sacrificial layer 50 is the starting point for the growth of the electroformed product 70, and therefore must be in contact with the substrate 10, and must therefore be formed as part of the bottom surface 33a of the cavity 33 and in contact with the substrate 10.
一方、犠牲層50は、犠牲層50自体が溶解することで、電鋳型基部31,36と電鋳品70とを分離する必要があるが、電鋳型基部31,36と電鋳品70との間に介在している部分としては、導電性を有している必要は無い。つまり、電鋳型基部31,36と電鋳品70との間に介在する部分は、導電性を有している犠牲層50ではなく、導電性を有しているか否かに拘わらず溶解して、電鋳型基部31,36と電鋳品70とを分離する機能を発揮すればよい。 On the other hand, the sacrificial layer 50 itself needs to dissolve to separate the electroforming mold bases 31, 36 from the electroformed product 70, but the portion between the electroforming mold bases 31, 36 and the electroformed product 70 does not need to be conductive. In other words, the portion between the electroforming mold bases 31, 36 and the electroformed product 70 is not the sacrificial layer 50, which is conductive, but rather it only needs to dissolve regardless of whether it is conductive and perform the function of separating the electroforming mold bases 31, 36 from the electroformed product 70.
したがって、導電性を有する犠牲層50は、空洞33の底面33aの少なくとも一部(底面33aの一部又は底面33aの全面)を被覆したものであればよく、電鋳品70が形成される空洞部33に面した表面のうち、導電性の犠牲層50が配置された底面33aの一部を除いた、電鋳型基部31,36と電鋳品70との間に介在する部分については、導電性を有しない犠牲層で形成されてもよい。 Therefore, the conductive sacrificial layer 50 only needs to cover at least a portion of the bottom surface 33a of the cavity 33 (a portion of the bottom surface 33a or the entire bottom surface 33a), and the portion of the surface facing the cavity 33 in which the electroformed product 70 is formed, which is between the electroforming mold base 31, 36 and the electroformed product 70, except for the portion of the bottom surface 33a on which the conductive sacrificial layer 50 is disposed, may be formed of a non-conductive sacrificial layer.
図8,9は、電鋳型基部31,36と電鋳品70との間に介在する部分が、導電性を有しない犠牲層として機能するレジスト層55で形成された電鋳型180の製造方法の一例の流れを模式的に示した断面図であり、図1~4に示した製造方法の流れに続く工程を示す。また、図10は、図9に示した電鋳型180を用いた電鋳品70の製造方法の一例の流れを模式的に示した断面図である。 Figures 8 and 9 are cross-sectional views showing a schematic flow of an example of a method for manufacturing an electroforming mold 180 in which the portion interposed between the electroforming mold base 31, 36 and the electroformed product 70 is formed of a resist layer 55 that functions as a non-conductive sacrificial layer, and show steps following the flow of the manufacturing method shown in Figures 1 to 4. Also, Figure 10 is a cross-sectional view showing a schematic flow of an example of a method for manufacturing an electroformed product 70 using the electroforming mold 180 shown in Figure 9.
本実施形態の電鋳型180は、図1~4に示した製造方法によって製造された、基板10上に電鋳型基部31,36が形成されたものに対して、図8に示すように、1層目の電鋳型基部31、2層目の電鋳型基部36及び基板の表面(側面を含む)のうち、電鋳品70が形成される空洞部33に面した表面を、スプレー塗布法により、絶縁性を有するレジスト層55で被覆する。スプレー塗布法は、塗布する対象物の表面の凹凸に倣って、薄く均一にレジストを塗布することができる。 The electroforming mold 180 of this embodiment is manufactured by the manufacturing method shown in Figures 1 to 4, in which electroforming mold bases 31, 36 are formed on a substrate 10. As shown in Figure 8, the first layer electroforming mold base 31, the second layer electroforming mold base 36, and the surface of the substrate (including the side surfaces) that face the cavity 33 in which the electroformed product 70 is formed are coated with an insulating resist layer 55 by a spray coating method. The spray coating method allows the resist to be applied thinly and uniformly to match the unevenness of the surface of the object to be coated.
レジスト層55は、後に形成される犠牲層50とともに溶解される。したがって、レジスト層55は、実施形態1における犠牲層50と同様に機能する。なお、レジスト層55を形成するレジストは、例えば、ポジ型のレジストである。ポジ型のレジストは、ネガ型のレジストに比べて溶解性が高いため、後に溶解する犠牲層として機能させる際には、ネガ型のレジストよりも使い勝手がよい。 The resist layer 55 is dissolved together with the sacrificial layer 50 that will be formed later. Therefore, the resist layer 55 functions in the same manner as the sacrificial layer 50 in embodiment 1. The resist that forms the resist layer 55 is, for example, a positive resist. Positive resist has higher solubility than negative resist, and is therefore easier to use than negative resist when used as a sacrificial layer that will be dissolved later.
次に、フォトマスク195を配置し、上方から、フォトマスク195を介してレジスト層55を露光する。フォトマスク195は、紫外光Lを通過させる透光部196が形成されている。透光部196は、空洞部33の底面33aに対応して形成されていて、紫外線Lに露光により、透光部196を通じて露光された底面33aのレジスト層55を除去し、底面33aにおいて基板10を露出させる。 Next, a photomask 195 is placed, and the resist layer 55 is exposed from above through the photomask 195. The photomask 195 has a transparent portion 196 formed therein that transmits ultraviolet light L. The transparent portion 196 is formed corresponding to the bottom surface 33a of the cavity 33, and the resist layer 55 on the bottom surface 33a exposed through the transparent portion 196 is removed by exposure to ultraviolet light L, exposing the substrate 10 at the bottom surface 33a.
次に、図9に示すように、1層目の電鋳型基部31と2層目の電鋳型基部36との境界に形成された段部34の領域に対応した開口67が形成されたマスク65を用いて、その段部34に中間導電層45を、真空蒸着法により形成する。中間導電層45は、例えば、導電層12と同じニッケル(又は間にチタンを介したニッケル)で形成されている。 9, a mask 65 having an opening 67 corresponding to the area of the step 34 formed at the boundary between the first-layer electroforming mold base 31 and the second-layer electroforming mold base 36 is used to form an intermediate conductive layer 45 on the step 34 by vacuum deposition. The intermediate conductive layer 45 is made of, for example, the same nickel as the conductive layer 12 (or nickel with titanium interposed therebetween).
次に、電気めっきの工程により、空洞部33の底面33aに露出した基板10か、例えば、銅の犠牲層50を形成する。 Next, an electroplating process is performed to form a sacrificial layer 50, for example of copper, on the substrate 10 exposed on the bottom surface 33a of the cavity 33.
以上のような製造方法により、図9に示す実施形態2の電鋳型180が製造される。ここで、電鋳型180は、導電性の基板10と、1層目の電鋳型基部31と、2層目の電鋳型基部36と、基板10の表面及び電鋳型基部31,36の各表面のうち、電鋳品70を形成する空洞部33に面した表面のうち、基板10に接する面(空洞33の底面33a)が導電性の犠牲層50で被覆されている。 The electroforming mold 180 of the second embodiment shown in Fig. 9 is manufactured by the manufacturing method described above. Here, the electroforming mold 180 includes a conductive substrate 10, a first-layer electroforming mold base 31, a second-layer electroforming mold base 36, and, among the surfaces of the substrate 10 and the electroforming mold bases 31 and 36 that face a cavity 33 forming the electroformed product 70, the surface that contacts the substrate 10 (bottom surface 33a of cavity 33) is covered with a conductive sacrificial layer 50 .
一方、電鋳型180は、電鋳型基部31,36と電鋳品70との間に介在している部分が、導電性を有しない絶縁性のレジスト層55で形成されている。このレジスト層55は、電鋳品70の製造過程において、犠牲層50とともに溶解し、犠牲層として機能する。 On the other hand, the electroforming mold 180 is formed of a non-conductive insulating resist layer 55 in the portion between the electroforming mold base 31, 36 and the electroformed product 70. This resist layer 55 dissolves together with the sacrificial layer 50 during the manufacturing process of the electroformed product 70, and functions as a sacrificial layer.
(電鋳品の製造方法)
次に、この電鋳型180を用いた電鋳品70の製造方法の一例について、図10を用いて説明する。電鋳型180で例えばニッケルの電気めっきを行うと、底面33aに形成された犠牲層50からニッケルの電鋳品70が成長する。そして、電鋳品70が1層目の電鋳型基部31の空洞部33を埋めると、その成長した電鋳品70が段部34の中間導電層45に接して、中間導電層45に電気が流れる。
(Method of manufacturing electroformed products)
Next, an example of a manufacturing method of the electroformed product 70 using this electroforming mold 180 will be described with reference to Fig. 10. When electroplating, for example, nickel, is performed using the electroforming mold 180, the nickel electroformed product 70 grows from the sacrificial layer 50 formed on the bottom surface 33a. When the electroformed product 70 fills the cavity 33 of the first layer of the electroforming mold base 31, the grown electroformed product 70 comes into contact with the intermediate conductive layer 45 of the step portion 34, and electricity flows through the intermediate conductive layer 45.
これにより、2層目の電鋳型基部36の空洞部33においては、1層目の空洞部33を埋めた電鋳品70と中間導電層45とから、めっきが成長し、2層目の空洞部33を埋めるように電鋳品70が形成される。 As a result, in the cavity 33 of the second layer electroforming mold base 36, plating grows from the electroformed product 70 that filled the cavity 33 of the first layer and the intermediate conductive layer 45, forming an electroformed product 70 that fills the cavity 33 of the second layer.
このように、2層目の空洞部33を埋めるめっきは、1層目の空洞部33を埋めた電鋳品70だけでなく、中間導電層45からの成長するため、中間導電層45が配置されていない電鋳型に比べて、2層目の空洞部33をめっきで満たす時間を早めることができる。 In this way, the plating that fills the cavity 33 of the second layer grows not only from the electroformed product 70 that fills the cavity 33 of the first layer, but also from the intermediate conductive layer 45, so the time required to fill the cavity 33 of the second layer with plating can be shortened compared to an electroformed mold in which the intermediate conductive layer 45 is not disposed.
次いで、2層目の空洞部33まで電鋳品70が形成された後、2層目の電鋳型基部36の上面が露出するように、レジスト層55及び2層目の空洞部33を埋めた電鋳品70を、平らに研削、研磨する。これにより、電鋳型基部36及び電鋳型基部31と、電鋳品70との境界となる、犠牲層として機能するレジスト犠牲層50を、上面に露出させる。 Next, after the electroformed product 70 has been formed up to the second-layer cavity 33, the electroformed product 70 with the resist layer 55 and the second-layer cavity 33 filled is ground and polished flat so that the top surface of the second-layer electroformed mold base 36 is exposed. This exposes the resist sacrificial layer 50, which functions as a sacrificial layer and is the boundary between the electroformed product 70 and the electroformed mold base 36 and electroformed mold base 31, on the top surface.
そして、上面に露出したレジスト層55を溶解させる、さらに、基板10に接した犠牲層50を溶解させることにより、電鋳型基部36及び電鋳型基部31から電鋳品70を分離する。このとき、レジスト層の溶解に用いる薬品及び犠牲層50の溶解に用いる薬品は、電鋳型基部31,36には影響のない薬品として選択されたものであるため、電鋳型基部31,36は溶解されず、図4に示した状態の電鋳型基部31,36として残る。 Then, the resist layer 55 exposed on the upper surface is dissolved, and further, the sacrificial layer 50 in contact with the substrate 10 is dissolved, thereby separating the electroformed product 70 from the electroformed mold base 36 and the electroformed mold base 31. At this time, the chemicals used to dissolve the resist layer and the chemicals used to dissolve the sacrificial layer 50 are selected as chemicals that do not affect the electroformed mold bases 31, 36, so the electroformed mold bases 31, 36 are not dissolved, and remain as the electroformed mold bases 31, 36 shown in FIG. 4.
したがって、図4に示した状態の電鋳型基部31,36を再び使用して、図8、9に示した工程で電鋳型180を形成することで、電鋳型基部31,36を繰り返し使用することができる。 Therefore, the electroforming mold bases 31 and 36 in the state shown in FIG. 4 can be reused to form the electroforming mold 180 in the steps shown in FIGS. 8 and 9, allowing the electroforming mold bases 31 and 36 to be used repeatedly.
なお、電鋳型180から分離した電鋳品70は、表面に中間導電層45が残っているが、電鋳品70として支障が無ければ、その中間導電層45は、電鋳品70にそのまま残しておいてもよい。一方、中間導電層45が不要の場合は、別途、電鋳品70に対して、中間導電層45を除去する処理を追加して行えばよい。 The electroformed product 70 separated from the electroforming mold 180 has the intermediate conductive layer 45 remaining on its surface. If this does not interfere with the electroformed product 70, the intermediate conductive layer 45 may be left on the electroformed product 70. On the other hand, if the intermediate conductive layer 45 is not required, a separate process may be added to the electroformed product 70 to remove the intermediate conductive layer 45.
以上、詳細に説明したように、実施形態2の電鋳型180は、電鋳品70を製造する毎に使い切るのではなく、繰り返し利用することができる。また、本実施形態の電鋳型180を用いた電鋳品70の製造方法によれば、電鋳型180を繰り返し利用して電鋳品70を製造することができる。 As described above in detail, the electroforming mold 180 of embodiment 2 can be reused repeatedly, rather than being used up each time an electroformed product 70 is manufactured. Furthermore, according to the method for manufacturing an electroformed product 70 using the electroforming mold 180 of this embodiment, the electroformed product 70 can be manufactured by repeatedly using the electroforming mold 180.
したがって、本実施形態の電鋳型80を用いた電鋳品70の製造方法は、電鋳品70を製造する毎に電鋳型を使い切りとした製造方法に比べて、電鋳品70の製造コストを低減することができる。 Therefore, the manufacturing method of the electroformed product 70 using the electroformed mold 80 of this embodiment can reduce the manufacturing cost of the electroformed product 70 compared to a manufacturing method in which an electroformed mold is used up each time an electroformed product 70 is manufactured.
上述した各実施形態の電鋳型80は、図1から図6に示した工程で製造されたもの、又は図1から図4の工程及び図8から図9の工程で製造されたものであるが、本発明に係る電鋳型は、各実施形態の製造方法で製造されたものに限定されるものではない。 The electroforming mold 80 in each of the above-mentioned embodiments is manufactured by the steps shown in Figures 1 to 6, or by the steps shown in Figures 1 to 4 and Figures 8 to 9, but the electroforming mold according to the present invention is not limited to those manufactured by the manufacturing method of each embodiment.
すなわち、本発明に係る電鋳型は、導電性の基板と、基板の上に配置された電鋳型基部と、基板の表面と電鋳型基部の表面とのうち空洞部に面した表面の少なくとも基板の表面(空洞部の底面)を被覆した導電性の犠牲層と、犠牲層のうち、空洞部の底面に対応する部分を除いて被覆したレジスト層と、を備えた構成であればよく、いかなる製造方法で製造されたものであってもよい。 In other words, the electroforming mold of the present invention may be manufactured by any manufacturing method as long as it comprises a conductive substrate, an electroforming mold base disposed on the substrate, a conductive sacrificial layer covering at least the substrate surface (bottom surface of the cavity) of the substrate surface and the electroforming mold base surface that faces the cavity, and a resist layer covering the sacrificial layer except for the portion that corresponds to the bottom surface of the cavity.
各実施形態の電鋳型80は、2層の電鋳型であるが、本発明に係る電鋳型は2層のものに限定されず、1層のものであってもよいし、3層以上のものであってもよい。 The electroforming mold 80 in each embodiment is a two-layer electroforming mold, but the electroforming mold according to the present invention is not limited to two layers, and may be a one-layer mold or three or more layers.
各実施形態の電鋳型80は、2層の電鋳型であるため、1層目の電鋳型基部31と2層目の電鋳型基部36との境界となる段部34に、中間導電層45を有しているが、1層のみの電鋳型基部31のみを有する電鋳型においては、中間導電層を備えなくてもよい。 The electroforming mold 80 in each embodiment is a two-layer electroforming mold, and therefore has an intermediate conductive layer 45 at the step 34 that is the boundary between the first layer electroforming mold base 31 and the second layer electroforming mold base 36, but an electroforming mold having only a single layer electroforming mold base 31 does not need to have an intermediate conductive layer.
各実施形態の電鋳型80は、1層目の電鋳型基部31及び2層目の電鋳型基部36を金属で形成したものであるが、電鋳型80は、電鋳品70を形成する空洞部33の底面(基板の表面の一部)が犠牲層で覆われていればよく、電鋳型基部31,36は必ずしも金属で成形されたものでなくてもよい。 In each embodiment, the electroforming mold 80 has the first layer electroforming mold base 31 and the second layer electroforming mold base 36 formed from metal, but the electroforming mold 80 only needs to have the bottom surface of the cavity 33 (part of the surface of the substrate) that forms the electroformed product 70 covered with a sacrificial layer, and the electroforming mold bases 31 and 36 do not necessarily have to be formed from metal.
したがって、電鋳型基部31,36は樹脂であってもよい。なお、電鋳型基部31,36を樹脂とした電鋳型80は、樹脂の電鋳型基部31,36を電気めっきの工程で成形することはできないため、電気めっき以外の、微細加工技術で成形する必要がある。また、電鋳型基部31,36を樹脂とした電鋳型80は、前述のフォトレジストを用いたパターンで形成してもよい。 Therefore, the electroforming mold bases 31, 36 may be made of resin. Note that the electroforming mold 80 in which the electroforming mold bases 31, 36 are made of resin must be formed using a microfabrication technique other than electroplating, because the resin electroforming mold bases 31, 36 cannot be formed by an electroplating process. In addition, the electroforming mold 80 in which the electroforming mold bases 31, 36 are made of resin may be formed using a pattern using the photoresist described above.
各実施形態の電鋳型80は、露出した底面33aの犠牲層50からのみめっきを成長させることができるため、2層目の空洞部33に比べて狭い1層目の空洞部33におけるめっきの成長が完了した後に、2層目の空洞部33におけるめっきの成長が開始される。 In each embodiment of the electroforming mold 80, plating can be grown only from the sacrificial layer 50 on the exposed bottom surface 33a, so plating growth in the second layer cavity 33 begins after plating growth in the first layer cavity 33, which is narrower than the second layer cavity 33, is completed.
したがって、レジスト層55によって犠牲層の50の露出部分を、仮に底面33aだけに制限しない電鋳型とした場合には、1層目の空洞部33よりも広い2層目の空洞部33において、1層目の空洞部33よりも早くめっきの成長が進む。この場合、1層目の空洞部33がめっきで完全に埋められる前に、2層目の空洞部33がめっきで埋められてしまい、電鋳品70の1層目の部分に空洞が残ってしまう可能性がある。 Therefore, if an electroforming mold is used in which the exposed portion of the sacrificial layer 50 is not limited to only the bottom surface 33a by the resist layer 55, plating will grow faster in the second layer cavity 33, which is wider than the first layer cavity 33, than in the first layer cavity 33. In this case, the second layer cavity 33 will be filled with plating before the first layer cavity 33 is completely filled with plating, and there is a possibility that a cavity will remain in the first layer of the electroformed product 70.
各実施形態の電鋳型80は、空洞部33に露出して犠牲層50の部分を底面33aのみに制限しているため、1層目の空洞部33からめっきを成長させて、電鋳品70の1層目に空洞が残るのを防ぐことができる。 In each embodiment, the electroforming mold 80 is exposed to the cavity 33 and limits the sacrificial layer 50 to only the bottom surface 33a, so plating can be grown from the cavity 33 in the first layer, preventing cavities from remaining in the first layer of the electroformed product 70.
各実施形態の電鋳型80は、犠牲層50が、電鋳型基部31,36と異なる材料で形成されているが、電鋳型基部31,36を溶解しないように犠牲層50だけを溶解できる場合は、犠牲層50は、電鋳型基部31,36と同じ材料で形成されていてもよい。 In each embodiment of the electroforming mold 80, the sacrificial layer 50 is formed from a material different from that of the electroforming mold bases 31 and 36. However, if it is possible to dissolve only the sacrificial layer 50 without dissolving the electroforming mold bases 31 and 36, the sacrificial layer 50 may be formed from the same material as the electroforming mold bases 31 and 36.
10 基板
31,36 電鋳型基部
33 空洞部
33a 底面
50 犠牲層
55 レジスト層
70 電鋳品
80 電鋳型
10: Substrate 31, 36: Electroforming mold base 33: Cavity 33a: Bottom surface 50: Sacrificial layer 55: Resist layer 70: Electroformed product 80: Electroforming mold
Claims (7)
前記基板の上に配置された電鋳型基部と、
前記基板の表面と前記電鋳型基部の表面とのうち、前記基板と前記電鋳型基部とで形成された、電鋳品が形成される空洞部、に面した表面のうち、少なくとも前記基板に接する面を被覆した導電性の犠牲層と、
前記犠牲層のうち、前記空洞部の底面に対応する部分の少なくとも一部を除いて被覆した絶縁性のレジスト層と、を備え、
前記電鋳型基部が、前記基板の厚さ方向において2層以上に形成されて各層の間に段部を有し、
前記段部において、前記犠牲層を被覆している前記レジスト層の上に、導電性の中間導電層が形成されている、電鋳型。 A conductive substrate;
an electroforming mold base disposed on the substrate;
a conductive sacrificial layer covering at least the surface of the substrate that faces a cavity formed by the substrate and the electroforming mold base in which an electroformed product is to be formed, the surface being in contact with the substrate;
an insulating resist layer covering the sacrificial layer except for at least a portion of a portion corresponding to a bottom surface of the cavity;
the electroforming mold base is formed in two or more layers in a thickness direction of the substrate, and has a step between each layer;
An electroforming mold, wherein an intermediate conductive layer is formed on the resist layer covering the sacrificial layer in the step portion.
前記基板の上に配置された電鋳型基部と、
前記基板の表面と前記電鋳型基部の表面とのうち、前記基板と前記電鋳型基部とで形成された、電鋳品が形成される空洞部、に面した表面のうち、少なくとも前記基板に接する面を被覆した導電性の、前記電鋳型基部に代わって溶解されることで前記電鋳品を電鋳型から分離させる機能を発揮する犠牲層と、
前記犠牲層のうち、前記空洞部の底面に対応する部分の少なくとも一部を除いて被覆した絶縁性のレジスト層と、を備えた電鋳型。 A conductive substrate;
an electroforming mold base disposed on the substrate;
a conductive sacrificial layer covering at least the surface of the substrate that faces a cavity formed by the substrate and the electroforming mold base, the surface being in contact with the substrate, the sacrificial layer being capable of separating the electroformed product from the electroforming mold by being dissolved in place of the electroforming mold base;
an insulating resist layer covering the sacrificial layer except for at least a portion of the portion corresponding to the bottom surface of the cavity portion.
前記レジスト層は、前記犠牲層のうち、前記空洞部の底面に対応する部分に隣接する、前記空洞部の側面に対応する部分の一部をも除いて、被覆している、請求項2に記載の電鋳型。 the sacrificial layer is formed so as to cover a part of a portion corresponding to a side surface of the cavity portion adjacent to a portion corresponding to a bottom surface of the cavity portion,
The electroforming mold according to claim 2 , wherein the resist layer covers the sacrificial layer except for a part of a portion corresponding to a side surface of the cavity portion adjacent to a portion corresponding to a bottom surface of the cavity portion.
前記段部において、前記犠牲層を被覆している前記レジスト層の上に、導電性の中間導電層が形成されている、請求項2又は3に記載の電鋳型。 the electroforming mold base is formed in two or more layers in a thickness direction of the substrate, and has a step between each layer;
4. The electroforming mold according to claim 2 , wherein an intermediate conductive layer is formed on the resist layer covering the sacrificial layer in the step portion.
前記空洞部を埋めるまで前記めっきが成長した後に、前記電鋳型基部を溶解させずに、前記犠牲層及び前記レジスト層のうち少なくとも前記犠牲層を溶解して、前記空洞部を埋めためっきによる電鋳品を前記電鋳型から分離する、電鋳型を用いた電鋳品の製造方法。 3. The electroforming mold according to claim 1 or 2 is used to grow plating in the cavity by electroplating;
A method for manufacturing an electroformed product using an electroforming mold, comprising: after the plating has grown to fill the hollow portion, dissolving at least the sacrificial layer out of the sacrificial layer and the resist layer without dissolving the electroforming mold base; and separating the electroformed product formed by plating that has filled the hollow portion from the electroforming mold.
電気めっきにより前記空洞部にめっきを成長させ、
前記空洞部を埋めるまで前記めっきが成長した後に、前記電鋳型基部を溶解させずに、前記犠牲層及び前記レジスト層のうち少なくとも前記犠牲層を溶解して、前記空洞部を埋めためっきによる電鋳品を前記電鋳型から分離する、電鋳型を用いた電鋳品の製造方法。 A method for manufacturing an electroformed product using an electroforming mold comprising: a conductive substrate; an electroforming mold base disposed on the substrate; a conductive sacrificial layer covering at least a surface of the substrate and a surface of the electroforming mold base that faces a cavity formed by the substrate and the electroforming mold base and in which an electroformed product is to be formed, the surface being in contact with the substrate; and an insulating resist layer covering the sacrificial layer except for at least a portion of a portion that corresponds to a bottom surface of the cavity,
growing a plating in the cavity by electroplating;
A method for manufacturing an electroformed product using an electroforming mold, comprising: after the plating has grown to fill the hollow portion, dissolving at least the sacrificial layer out of the sacrificial layer and the resist layer without dissolving the electroforming mold base; and separating the electroformed product formed by plating that has filled the hollow portion from the electroforming mold.
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