JP3709831B2

JP3709831B2 - Manufacturing method of fine mold

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Publication number: JP3709831B2
Application number: JP2001329915A
Authority: JP
Inventors: 薫戸根; 真西村; 雅也平田; 信行朝日; 雄一内田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2005-10-26
Anticipated expiration: 2021-10-26
Also published as: JP2003127143A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細金型の製造方法に関し、詳しくは、微細金型において、高強度及び高精度を達成しようとする技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、微細金型を製造するのに当たって、機械加工では精度に限界があるものである。そこで、フォトレジストを用いて高精度の微細金型を製造する手段が種々提案されている。そのうち、図９に示す従来例（特開平２−２９７４０９号及び特開平９−２９５０７８号）においては、基板１ａにレジストパターン２ａを形成し、基板１ａ及びレジストパターン２ａ上に導電性被膜４ａを形成し、メッキ３ａをおこない、その後、基板１ａ及びレジストパターン２ａを除去して微細金型Ａａを製造するのである。
【０００３】
ところで、このような製造方法においては、レジストパターン２ａのレジスト孔の上部のメッキ５ａの成長によってレジスト孔が塞がれて液溜まりＥが生じ、金型の強度が大きく低下し、金型寿命が短くなるのである。
【０００４】
又、図１０に示す他の従来例（特開平９−２１７１９１号）においては、基板１ａにレジスト２ａを形成した後、レジスト２ａの開口部にメッキ５ｂをおこない、その後、薬品を用いてレジスト２ａを溶解し除去して微細金型Ａｂを製造するのである。
【０００５】
ところで、このような製造方法においては、基板１ａとメッキ５ｂとの密着力を高め難く、金型強度を高め難いものである。更に、メッキ５ｂの表面の平坦度を高め難く、金型精度を高め難いものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、高強度及び高精度の微細金型を得ることができる微細金型の製造方法を提供することを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明においては、基板１にレジスト２を形成した母材Ｍに電気メッキを施し、母材Ｍを除去して金型を製造する方法であって、導電性を備えた基板１にレジスト２をパターンに応じて形成し、パターンにおいてはレジスト２が存在しない基板１の露出部分にのみに一次電気メッキ３をおこない、その後、レジスト２上の少なくとも一部に導電性被膜４を形成し、導電性被膜４が形成されたレジスト２上及び一次電気メッキ３上に二次電気メッキ５をおこなうことを特徴とするものである。
このような構成によれば、電気メッキ部を一次電気メッキ３と二次電気メッキ５に分け、一次電気メッキ３はレジスト２が存在しない基板１の露出部分にのみにおこなうことで、従来のように、パターンにおけるレジスト孔がメッキの成長に起因して塞がれるようなことがなく、液溜まりが発生することを防止することができ、レジスト孔には充分に一次電気メッキ３を充填することができ、結果として、微細金型の強度を高めることができ、しかも、レジスト２が存在しない基板１部分に施す一次電気メッキ３の表面が基板１を除去して得られる金型の表面となるのであり、微細金型の表面の精度を高めることができ、しかして、微細金型において高強度、高精度、かつ、高アスペクトを達成できる。
【０００８】
請求項２の発明においては、基板１は、基板本体６に導電性の被膜７を形成したものであり、少なくとも一部における基板本体６への被膜７の密着力が基板本体６の強度よりも小さくしていることを特徴とするものである。このような構成によれば、基板１の材料選択における自由度を拡大することができ、かつ、基板１の除去が容易となり、除去時の応力による変形を防止することができる。
【０００９】
請求項３の発明においては、一次電気メッキ３をレジスト２よりも厚く形成することを特徴とするものである。このような構成によれば、一次電気メッキ３はレジスト２よりも突出して一次電気メッキ３と導電性被膜４との接合面積及び二次電気メッキ５と導電性被膜４との接合面積を増すことができ、相互の密着力を高め、一層、金型強度を高めることができる。
【００１０】
請求項４の発明においては、一次電気メッキ３の後、レジスト２の表面層をエッチング処理にて除去することを特徴とするものである。このような構成によれば、レジスト２の表面はエッチング処理によって粗面になっていて、粗面によるアンカー効果及び接合面積の増大によって、二次電気メッキ５との密着力を高めることができる。
【００１１】
請求項５の発明においては、一次電気メッキ３の後、レジスト２に紫外線照射或いは熱処理等の硬化促進処理をおこなうことを特徴とするものである。このような構成によれば、紫外線照射や熱処理等による硬化促進処理によってレジスト２を硬化収縮させることができ、レジスト２の硬化収縮に伴うアンカー効果及び接合面積の増大によって、二次電気メッキ５との密着力を高めることができる。
【００１２】
請求項６の発明においては、レジスト２を二層構造とし、上層８と下層９で異なる除去手段となるレジスト２を用いることを特徴とするものである。このような構成によれば、レジスト２の上層８をエッチングにて除去する際に、下層９の表面部への侵食を防止できるのであり、上層８を除去した下層９の表面が転写されて金型面となることから、金型面の表面粗度を小さくすることができる。しかも、レジスト２は上層８と下層９で異なる除去手段となることから、上層８をエッチングにて除去する際に、エッチング量の制御及びエッチング量分の膜厚考慮が不要となり、レジストエッチングが容易となる。
【００１３】
請求項７の発明においては、一次電気メッキ３の金属は二次電気メッキ５の金属に比べて線膨張率が大きい金属を用いていることを特徴とするものである。このような構成によれば、得られた金型において凸部となる一次電気メッキ３の金属が二次電気メッキ５の金属よりも熱膨張・収縮が大きく、したがって、樹脂成形において冷却時の凸部の収縮が大きく、成形される樹脂との分離が容易となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は微細金型の製造手順を示す説明図である。
【００１５】
本発明の方法により製造される微細金型Ａは、基板１にレジスト２を形成した母材Ｍに電気メッキを施し、母材Ｍを除去して得られたものであり、図１（ｅ）に示すように、例えば、φ２０μｍ、高さ２００μｍのアスペクト比１０の円柱物（ピール）がピッチ４０μｍで整列している。以下、製造手順を図面にしたがって説明する。
【００１６】
図１（ａ）はレジスト形成行程を示し、導電性を備えた基板１は、例えば、ＳＵＳ、ニッケル、ニッケル合金及び銀等を用い、このような導電性を備えた基板１に例えばフォトレジストのようなレジスト２を２００μｍ程度成膜し、紫外線により露光後、パターン以外を現像除去してレジスト２をパターンに応じて形成する。レジストパターンは、ＰＭＭＡにＸ線露光、或いは、レーザーにて直接描画等の手段がある。
【００１７】
同図（ｂ）は一次メッキ行程を示し、レジスト２が存在しない基板１の露出部分にのみに一次電気メッキ３をおこなう。一次電気メッキ３は、電気ニッケルメッキ、ニッケル合金メッキ、及び、銅メッキ等がある。
【００１８】
一次メッキの液組成は、
スルファミン酸ニッケル３５０ｇ／Ｌ
塩化ニッケル１０ｇ／Ｌ
ホウ酸３５ｇ／Ｌ
メッキ条件は、
温度５０℃
電流密度２Ａ／ｄｍ²
メッキ厚２００μｍ
同図（ｃ）は導電性被膜４を形成する行程を示し、一次電気メッキ３を施した後、レジスト２及び一次電気メッキ３の上に導電性被膜４を形成する。
導電性被膜４は、
物質：ニッケル、厚さ０．２μｍ、他に、銅、銀等がある。
成膜方法：スパッタリング、他に、蒸着、化学メッキ等がある。
ところで、導電性被膜４とレジスト２との密着が悪いと、二次メッキ中に膨れが生じやすいため、前処理としてレジスト２の表面にプラズマ処理をおこなうことが好ましい。
【００１９】
同図（ｄ）は二次電気メッキ５を施す行程を示す。二次電気メッキ５は一次電気メッキ３と同種の金属である。
【００２０】
二次メッキの液組成は、
スルファミン酸ニッケル３５０ｇ／Ｌ
塩化ニッケル１０ｇ／Ｌ
ホウ酸３５ｇ／Ｌ
メッキ条件は、
温度５０℃
電流密度４Ａ／ｄｍ²
メッキ厚３００μｍ
このような二次電気メッキ５においては、一次電気メッキ３に比べて微細部分がないことから、電流密度を大きくできて生産性を向上することができる。
【００２１】
同図（ｅ）は基板１及びレジスト２にて構成される母材Ｍの除去行程を示す。母材Ｍのうち基板１の除去は機械的（例えば手でピール除去）或いは溶解除去をおこなう。レジスト２の剥離行程は、溶剤剥離をおこなう。この場合、残さ分を除去するため、レーザーやプラズマ等の処理をおこなうことが好ましい。
【００２２】
このように本発明においては、電気メッキ部を一次電気メッキ３と二次電気メッキ５に分け、一次電気メッキ３はレジスト２が存在しない基板１の露出部分にのみにおこなうことで、パターンにおけるレジスト孔がメッキの成長に起因して塞がれるようなことがなく、液溜まりが発生することを防止することができ、レジスト孔には充分に一次電気メッキ３を充填することができ、微細金型の強度を高めることができるのであり、しかも、レジスト２が存在しない基板１部分に施す一次電気メッキ３の表面が基板１を除去して得られる金型の表面となるのであり、微細金型の表面の精度を高めることができ、しかして、微細金型において高強度、高精度、かつ、高アスペクトを達成できる。
＜実施例結果＞
従来の製造方法で得られた微細金型では、射出成形を１０ショット以下で変形又は脱ピン（ピールの外れ）が発生したが、本発明の微細金型Ａでは射出成形を１０００ショット後にも変形が見られなかった。
【００２３】
図２は他の実施の形態を示し、但し、本実施の形態の基本構成は上記実施の形態と共通であり、共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。
本実施の形態においては、一次電気メッキ３の表面を粗面化するものである（図２（ａ）（ｂ）参照）。粗面化処理方法としは、プラズマ処理、ブラスト処理、及び、液体による粗化処理があり、液体による場合、一次電気メッキ３の金属によりエッチング液を選定して表面層をエッチング粗化する。一例として、一次電気メッキ３の金属がニッケルの場合はエッチング液は塩化第二鉄水溶液、硝酸を使用し、一次電気メッキ３の金属が銅の場合は過硝酸アンモニウムを使用する。又、粗面化する手段として粗化状メッキによってもよい。この手段は、例えば、一次電気メッキ３上に一次メッキ液を用いて樹枝状の析出をする高電流密度条件でおこなう。粗化状メッキのメッキ金属として、一次及び二次メッキ金属以外のものでもよい。
ところで、レジスト２の表面が粗化されると製造される金型の表面粗さが大きくなるため、表面粗さを小に抑えるのに際して、液体による粗化処理及び粗化状メッキによる粗化手段が好ましい。
【００２４】
このように、一次電気メッキ３の表面を粗面化することで、接合面積が増大することとアンカー効果が増すことにより、二次電気メッキ５との密着力が増大する（図２（ｃ）参照）。
【００２５】
ところで、本発明においては、一次電気メッキ３は金型としての強度のある金属及びメッキ条件を用いておこなわれるのであり、二次電気メッキ５は一次電気メッキ３より高速メッキが可能な金属及びメッキ条件にておこなわれるのである。以下、詳述する。
【００２６】
一次メッキとして、ニッケル・コバルト合金メッキをおこなった。この場合、
＜メッキ液組成＞
硫酸ニッケル２００ｇ／Ｌ
硫酸コバルト２０ｇ／Ｌ
塩化ナトリウム１５ｇ／Ｌ
ホウ酸３０ｇ／Ｌ
＜メッキ条件＞
ＰＨ５．５
温度３０ ℃
電流密度１．０Ａ／ｄｍ²
液攪拌エアバブリング
メッキ液、条件を上記のように設定し、一次メッキを厚さ２００μｍでおこなった。メッキ析出速度としては、１２μｍ／時間であった。上記メッキで得られた合金被膜中にはコバルトが４０％含まれていた。この合金メッキの機械的性質は、引っ張り強度として１４０ｋｇ／ｍｍ²と、ニッケルメッキの２倍の強度が得られた。
【００２７】
次に、金属被膜を形成後、下記二次メッキをおこなった。この場合、
＜二次（ニッケル）メッキの液組成＞
スルファミン酸ニッケル５００ｇ／Ｌ
塩化ニッケル５ｇ／Ｌ
ホウ酸４０ｇ／Ｌ
＜メッキ条件＞
温度５０℃
電流密度４Ａ／ｄｍ２
メッキ厚３００μｍ
＜メッキ液＞
ＰＨ３．８
温度５０ ℃
電流密度２０Ａ／ｄｍ²
液攪拌噴流および回転電極
メッキ液、メッキ条件を上記のように設定し、一次メッキを厚さ３００μｍでおこなった。メッキ析出速度としては、２４０μｍ／時間であった。他の工程は図１の工程と同じである。
【００２８】
このように、一次電気メッキ３は金型としての強度のある金属及びメッキ条件を用いておこなわれるのであり、二次電気メッキ５は一次電気メッキ３より高速メッキが可能な金属及びメッキ条件にておこなわれることから、一次電気メッキ３と二次電気メッキ５の各々は金型として要求される物性を保ちかつ生産性を向上させることができる。
【００２９】
図３は更に他の実施の形態を示し、但し、本実施の形態の基本構成は上記実施の形態と共通であり、共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。
【００３０】
本実施の形態においては、基板１は、基板本体６に導電性の被膜７を形成したものであり、少なくとも一部における基板本体６への被膜７の密着力が基板本体６の強度よりも小さくしている。以下、具体例を詳述する。
【００３１】
＜基板本体６の材料＞
シリコン基板、その他、有機、無機基板等があり、平坦な基板本体６を用いることで金型精度が向上する。
【００３２】
＜導電性の被膜７の形成＞
物質：銅厚さ０．２μｍ、その他、ニッケル及びニッケル合金、銀等
成膜方法：スパッタリング、その他、蒸着、化学メッキ等
導電性の被膜７と基板本体６との密着力は後工程の基板本体６の除去までの間、ふくれや応力剥離しない程度に低いことが好ましく、高すぎると基板本体６の除去が困難になる。このため、基板本体６の表面には汚れがなく、表面粗度として、Ｒａが０．１μｍ以下であることが好ましい。又、レジスト２及び一次電気メッキ３との密着力は導電性の上記被膜７と基板本体６との密着力より大きい方が好ましい。
【００３３】
＜基板本体６の剥離工程＞
機械的除去（例えば手でピール除去）をおこなう。この場合、基板本体６と導電性の被膜７が界面で容易に剥離可能となる。
【００３４】
＜導電性の被膜７のエッチング工程＞
エッチング液：過硫酸ソーダ１００ｇ／Ｌ
エッチング量：一次電気メッキ３が露出するまで
エッチング液では導電性の被膜７の銅のみをエッチングし、一次電気メッキ３のニッケルには影響を与えない（図３（ｄ）参照）。
【００３５】
この場合、金型精度を確保するため、導電性の被膜７のエッチングには一次電気メッキ３に影響を与えない選択性エッチングが好ましく、選択性エッチング液を用いるものである。この他、レーザーにより除去量を制御した除去をおこなってもい。他の工程は図１の工程と同じである。
【００３６】
このように、基板１は、基板本体６に導電性の被膜７を形成したものであり、少なくとも一部における基板本体６への被膜７の密着力が基板本体６の強度よりも小さくしていることから、基板１の材料選択における自由度を拡大することができ、かつ、基板１の除去が容易となり、除去時の応力による変形を防止することができる。
【００３７】
図４は更に他の実施の形態を示し、但し、本実施の形態の基本構成は上記実施の形態と共通であり、共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。
【００３８】
本実施の形態においては、一次電気メッキ３をレジスト２よりも厚く形成するものである。
【００３９】
具体的には、一次電気メッキ３の厚みを２５０μｍとしてレジスト２よりも高さで５０μｍオーバーハングするように、一次電気メッキ３をレジスト２より厚くなるように析出させる。
【００４０】
一次電気メッキ３はレジスト２より高くなると横方向にも析出成長するため、図４（ａ）のように、析出面はドーム（きのこ）状になり、二次電気メッキ５との接続面積が増大する。この場合、オーバーハングするメッキ厚としては厚い方が表面積が増大するが、レジスト２上で隣接するパターンと接触すると、接触部分に液溜まりが生じるため、接触しない程度のメッキ厚が好ましい。他の工程は図１の工程と同じである。
【００４１】
このように、一次電気メッキ３はレジスト２よりも突出して一次電気メッキ３と導電性被膜４との接合面積及び二次電気メッキ５と導電性被膜４との接合面積を増すことができ、相互の密着力を高め、一層、金型強度を高めることができる。
【００４２】
図５は更に他の実施の形態を示し、但し、本実施の形態の基本構成は上記実施の形態と共通であり、共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。
【００４３】
本実施の形態においては、一次電気メッキ３の後、レジスト２の表面層をエッチング処理にて除去するものである。具体的には、図５に示すように一次電気メッキ３をおこなった後、レジスト２の表面層をエッチング除去する。
【００４４】
＜レジスト２の表面のエッチング工程＞
方法：ＣＯ₂レーザー等のレーザー処理または、プラズマエッチングまたは、レジスト剥離液（レジストメーカー品）等、レジスト溶剤、その他
これらを使用するレジスト２に対応して選択する。
【００４５】
（例）レジスト２→ＳＵ−８（Ｓｈｉｐｌｅｙ社製）とする場合に、
レジストエッチング→ＭｉｃｒｏｐｏｓｉｔＲｅｍｏｖｅｒ
１１６５（Ｓｈｉｐｌｅｙ社製）
処理条件：上記剥離液に１５分浸漬処理
この処理によりレジスト２の表面層が５０μｍエッチングされた。
【００４６】
エッチングにより除去されることでレジスト２の厚みが薄くなるため、必要に応じてレジスト２の成膜を厚くしておく。
【００４７】
エッチング除去され一次電気メッキ３が露出したアンカー部分は微細形状となっており、二次電気メッキ５開始時に気泡または液溜まりが生じやすいため、二次電気メッキ５の初期のメッキ電流密度として低電流にてこおなうことが好ましい。
【００４８】
このように、レジスト２の表面はエッチング処理によって粗面になっていて、粗面によるアンカー効果及び接合面積の増大によって、二次電気メッキ５との密着力を高めることができる。
【００４９】
図６は更に他の実施の形態を示し、但し、本実施の形態の基本構成は上記実施の形態と共通であり、共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。
【００５０】
本実施の形態においては、一次電気メッキ３の後、レジスト２に紫外線照射或いは熱処理等の硬化促進処理をおこなうものである。具体的には、図６（ａ）に示すように、レジスト２にＳＵ−８（Ｓｈｉｐｌｅｙ社製）を使用し、図４に示すように一次電気メッキ３を施した後、以下のようにレジスト２層を硬化収縮させる。
【００５１】
＜熱処理＞
処理温度：８０℃
処理時間：３０分
この処理によりレジスト２の表面層が３０μｍ収縮した（図６（ｂ）参照）。
【００５２】
また、レジスト２の成膜後のベーキング温度を低くする、または処理時間を短くすることで、この工程での硬化収縮量を増加することができる。硬化収縮により一次電気メッキ３が露出したアンカー部分は微細形状になっており、二次電気メッキ５の開始時に気泡または液溜まりが生じやすいため、二次電気メッキ５の初期の電流密度として低電流にてこおなうことが好ましい。
【００５３】
このように、紫外線照射や熱処理等による硬化促進処理によってレジスト２を硬化収縮させることができ、レジスト２の硬化収縮に伴うアンカー効果及び接合面積の増大によって、二次電気メッキ５との密着力を高めることができる。
【００５４】
図７は更に他の実施の形態を示し、但し、本実施の形態の基本構成は上記実施の形態と共通であり、共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。
【００５５】
本実施の形態においては、レジスト２を二層構造とし、上層８と下層９で異なる除去手段となるレジスト２を用いるものである。以下、詳述する。
【００５６】

＜レジスト２の形成工程＞
レジスト２の下層９を成膜、露光、現像し、レジストパターンを形成後、上層８をラミネートする。ここで下層９の凹部分はテンティングされた状態となる。次に、下層９のパターンに位置合わせをおこない露光し、現像をおこなう。この現像時には下層９の凹部分に上層８が埋め込まれていないため、凹部分にレジストが残ることなく現像できる。また、下層９は溶剤現像タイプであり、上層８のアルカリ現像液による侵食はない。また、上層８のパターンは下層９のパターンよりオーバーハングしても金型形状に影響ははく、露光時の位置合わせが容易になる。このように、レジストパターンを形成し、一次電気メッキ３後、上層８のエッチングをおこなう（図７（ａ）（ｂ）参照）。
【００５７】
＜レジスト２の上層８のエッチング工程＞
上層８はアルカリ剥離タイプであり、例えば、２％水酸過ナトリウム水溶液で剥離できる。この結果、上層８の厚みである４０μｍのレジストエッチングができた。このとき、下層９は溶剤剥離タイプのため上記剥離液により侵食されることはない（図７（ｃ）参照）。
【００５８】
このように、レジスト２を二層構造とし、上層８と下層９で異なる除去手段となるレジスト２を用いるから、レジスト２の上層８をエッチングにて除去する際に、下層９の表面部への侵食を防止できるのであり、上層８を除去した下層９の表面が転写されて金型面となることから、金型面の表面粗度を小さくすることができる。しかも、レジスト２は上層８と下層９で異なる除去手段となることから、上層８をエッチングにて除去する際に、エッチング量の制御及びエッチング量分の膜厚考慮が不要となり、レジストエッチングが容易となる。
【００５９】
図８は更に他の実施の形態を示し、但し、本実施の形態の基本構成は上記実施の形態と共通であり、共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。
【００６０】
本実施の形態においては、一次電気メッキ３の金属は二次電気メッキ５の金属に比べて線膨張率が大きい金属を用いるものである。
【００６１】
具体的には、二次電気メッキ５の金属として、ニッケルまたはニッケル・クロム合金を使用し、一次電気メッキ３の金属として銅を使用する。
【００６２】
このように、一次電気メッキ３の金属は二次電気メッキ５の金属に比べて線膨張率が大きい金属を用いるから、得られた金型Ａにおいて凸部となる一次電気メッキ３の金属が二次電気メッキ５の金属よりも熱膨張・収縮が大きく、したがって、樹脂成形において冷却時の凸部の収縮が大きく、成形される樹脂１０との分離が容易となる（図８（ｂ）（ｃ）参照）。
【００６３】
【発明の効果】
請求項１の発明においては、基板にレジストを形成した母材に電気メッキを施し、母材を除去して金型を製造する方法であって、導電性を備えた基板にレジストをパターンに応じて形成し、パターンにおいてはレジストが存在しない基板の露出部分にのみに一次電気メッキをおこない、その後、レジスト上の少なくとも一部に導電性被膜を形成し、導電性被膜が形成されたレジスト上及び一次電気メッキ上に二次電気メッキをおこなうから、電気メッキ部を一次電気メッキと二次電気メッキに分け、一次電気メッキはレジストが存在しない基板の露出部分にのみにおこなうことで、従来のように、パターンにおけるレジスト孔がメッキの成長に起因して塞がれるようなことがなく、液溜まりが発生することを防止することができ、レジスト孔には充分に一次電気メッキを充填することができ、結果として、微細金型の強度を高めることができ、しかも、レジストが存在しない基板部分に施す一次電気メッキの表面が基板を除去して得られる金型の表面となるのであり、微細金型の表面の精度を高めることができ、しかして、微細金型において高強度、高精度、かつ、高アスペクトを達成できるという利点がある。
【００６４】
請求項２の発明においては、請求項１の効果に加えて、基板は、基板本体に導電性の被膜を形成したものであり、少なくとも一部における基板本体への被膜の密着力が基板本体の強度よりも小さくしているから、基板の材料選択における自由度を拡大することができ、かつ、基板の除去が容易となり、除去時の応力による変形を防止することができるという利点がある。
【００６５】
請求項３の発明においては、請求項１又は２の効果に加えて、一次電気メッキをレジストよりも厚く形成するから、一次電気メッキはレジストよりも突出して一次電気メッキと導電性被膜との接合面積及び二次電気メッキと導電性被膜との接合面積を増すことができ、相互の密着力を高め、一層、金型強度を高めることができるという利点がある。
【００６６】
請求項４の発明においては、請求項３の効果に加えて、一次電気メッキの後、レジストの表面層をエッチング処理にて除去するから、レジストの表面はエッチング処理によって粗面になっていて、粗面によるアンカー効果及び接合面積の増大によって、二次電気メッキとの密着力を高めることができるという利点がある。
【００６７】
請求項５の発明においては、請求項３の効果に加えて、一次電気メッキの後、レジストに紫外線照射或いは熱処理等の硬化促進処理をおこなうから、請求項３の効果に加えて、紫外線照射や熱処理等による硬化促進処理によってレジストを硬化収縮させることができ、レジストの硬化収縮に伴うアンカー効果及び接合面積の増大によって、二次電気メッキとの密着力を高めることができるという利点がある。
【００６８】
請求項６の発明においては、請求項４の効果に加えて、レジストを二層構造とし、上層と下層で異なる除去手段となるレジストを用いるから、レジストの上層をエッチングにて除去する際に、下層の表面部への侵食を防止できるのであり、上層を除去した下層の表面が転写されて金型面となることから、金型面の表面粗度を小さくすることができるという利点がある。しかも、レジストは上層と下層で異なる除去手段となることから、上層をエッチングにて除去する際に、エッチング量の制御及びエッチング量分の膜厚考慮が不要となり、レジストエッチングが容易となるという利点がある。
【００６９】
請求項７の発明においては、請求項１〜３のいずれかの効果に加えて、一次電気メッキの金属は二次電気メッキの金属に比べて線膨張率が大きい金属を用いているから、得られた金型において凸部となる一次電気メッキの金属が二次電気メッキの金属よりも熱膨張・収縮が大きく、したがって、樹脂成形において冷却時の凸部の収縮が大きく、成形される樹脂との分離が容易となるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示し、（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は微細金型の製造手順を示す説明図である。
【図２】同上の他の実施の形態を示し、（ａ）（ｂ）（ｃ）は微細金型の製造手順を示す説明図である。
【図３】同上の更に他の実施の形態を示し、（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は微細金型の製造手順を示す説明図である。
【図４】同上の更に他の実施の形態を示し、（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は微細金型の製造手順を示す説明図である。
【図５】同上の更に他の実施の形態を示し、（ａ）（ｂ）は微細金型の製造手順を示す説明図である。
【図６】同上の更に他の実施の形態を示し、（ａ）（ｂ）は説明図である。
【図７】同上の更に他の実施の形態を示し、（ａ）（ｂ）（ｃ）は説明図である。
【図８】同上の更に他の実施の形態を示し、（ａ）（ｂ）（ｃ）は説明図である。
【図９】従来例を示し、（ａ）（ｂ）は説明図である。
【図１０】他の従来例を示し、（ａ）（ｂ）は説明図である。
【符号の説明】
１基板
２レジスト
３一次電気メッキ
４導電性被膜
５二次電気メッキ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a fine mold, and particularly relates to a technique for achieving high strength and high accuracy in a fine mold.
[0002]
[Prior art]
In general, in manufacturing a fine mold, there is a limit in accuracy in machining. Therefore, various means for manufacturing a high-precision fine mold using a photoresist have been proposed. Among them, in the conventional example shown in FIG. 9 (JP-A-2-297409 and JP-A-9-295078), the resist pattern 2a is formed on the substrate 1a, and the conductive film 4a is formed on the substrate 1a and the resist pattern 2a. Then, plating 3a is performed, and then the substrate 1a and the resist pattern 2a are removed to manufacture the fine mold Aa.
[0003]
By the way, in such a manufacturing method, the resist hole is closed by the growth of the plating 5a above the resist hole of the resist pattern 2a, resulting in a liquid pool E, the strength of the mold is greatly reduced, and the mold life is shortened. It will be shorter.
[0004]
In another conventional example shown in FIG. 10 (Japanese Patent Laid-Open No. 9-217191), after a resist 2a is formed on a substrate 1a, a plating 5b is applied to the opening of the resist 2a, and then a resist 2a is used using a chemical. Is dissolved and removed to produce a fine mold Ab.
[0005]
By the way, in such a manufacturing method, it is difficult to increase the adhesive strength between the substrate 1a and the plating 5b, and it is difficult to increase the mold strength. Furthermore, it is difficult to increase the flatness of the surface of the plating 5b, and it is difficult to increase the mold accuracy.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
This invention is made | formed in view of such a problem, and makes it a subject to provide the manufacturing method of the fine metal mold | die which can obtain a high intensity | strength and highly accurate fine metal mold | die.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a mold by performing electroplating on a base material M on which a resist 2 is formed on a substrate 1 and removing the base material M. A resist 2 is formed in accordance with the pattern, and the primary electroplating 3 is performed only on the exposed portion of the substrate 1 where the resist 2 does not exist in the pattern, and then the conductive film 4 is formed on at least a part of the resist 2. The secondary electroplating 5 is performed on the resist 2 on which the conductive film 4 is formed and on the primary electroplating 3.
According to such a configuration, the electroplating portion is divided into the primary electroplating 3 and the secondary electroplating 5, and the primary electroplating 3 is performed only on the exposed portion of the substrate 1 where the resist 2 does not exist. In addition, the resist holes in the pattern are not blocked due to the growth of the plating, and it is possible to prevent the liquid pool from being generated. The resist holes are sufficiently filled with the primary electroplating 3. As a result, the strength of the fine mold can be increased, and the surface of the primary electroplating 3 applied to the portion of the substrate 1 where the resist 2 does not exist becomes the surface of the mold obtained by removing the substrate 1. Therefore, the precision of the surface of the fine mold can be increased, and high strength, high precision, and a high aspect can be achieved in the fine mold.
[0008]
In the invention of claim 2, the substrate 1 is obtained by forming the conductive film 7 on the substrate body 6, and the adhesion force of the film 7 to the substrate body 6 at least in part is higher than the strength of the substrate body 6. It is characterized by being made small. According to such a configuration, the degree of freedom in selecting the material of the substrate 1 can be expanded, the substrate 1 can be easily removed, and deformation due to stress at the time of removal can be prevented.
[0009]
The invention according to claim 3 is characterized in that the primary electroplating 3 is formed thicker than the resist 2. According to such a configuration, the primary electroplating 3 protrudes beyond the resist 2 and increases the bonding area between the primary electroplating 3 and the conductive coating 4 and the bonding area between the secondary electroplating 5 and the conductive coating 4. It is possible to increase the mutual adhesion and further increase the mold strength.
[0010]
The invention of claim 4 is characterized in that after the primary electroplating 3, the surface layer of the resist 2 is removed by an etching process. According to such a configuration, the surface of the resist 2 is roughened by the etching process, and the adhesion with the secondary electroplating 5 can be enhanced by the anchor effect and the increase in the bonding area due to the rough surface.
[0011]
The invention according to claim 5 is characterized in that after the primary electroplating 3, the resist 2 is subjected to curing acceleration treatment such as ultraviolet irradiation or heat treatment. According to such a configuration, the resist 2 can be cured and shrunk by curing acceleration treatment such as ultraviolet irradiation or heat treatment, and the secondary electroplating 5 and It is possible to increase the adhesive strength.
[0012]
The invention of claim 6 is characterized in that the resist 2 has a two-layer structure, and the resist 2 is used as different removing means for the upper layer 8 and the lower layer 9. According to such a configuration, when the upper layer 8 of the resist 2 is removed by etching, erosion to the surface portion of the lower layer 9 can be prevented, and the surface of the lower layer 9 from which the upper layer 8 has been removed is transferred and gold Since it becomes a mold surface, the surface roughness of the mold surface can be reduced. In addition, since the resist 2 is a different removing means for the upper layer 8 and the lower layer 9, when the upper layer 8 is removed by etching, it is not necessary to control the etching amount and consider the film thickness for the etching amount, and resist etching is easy. It becomes.
[0013]
The invention of claim 7 is characterized in that the metal of the primary electroplating 3 is a metal having a larger linear expansion coefficient than the metal of the secondary electroplating 5. According to such a configuration, the metal of the primary electroplating 3 that becomes the convex portion in the obtained mold has a larger thermal expansion / contraction than the metal of the secondary electroplating 5, and therefore the convexity at the time of cooling in the resin molding. The shrinkage of the part is large, and separation from the molded resin becomes easy.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below. 1 (a), (b), (c), (d), and (e) are explanatory views showing a procedure for manufacturing a fine mold.
[0015]
A fine mold A manufactured by the method of the present invention is obtained by electroplating a base material M in which a resist 2 is formed on a substrate 1 and removing the base material M. FIG. As shown in FIG. 2, for example, cylindrical objects (peels) having an aspect ratio of 10 having a diameter of 20 μm and a height of 200 μm are aligned at a pitch of 40 μm. The manufacturing procedure will be described below with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1A shows a resist formation process. For example, SUS, nickel, nickel alloy, silver, or the like is used for the substrate 1 having conductivity. For example, a photoresist is applied to the substrate 1 having such conductivity. Such a resist 2 is formed to a thickness of about 200 μm, exposed to ultraviolet rays, and then the portions other than the pattern are developed and removed to form the resist 2 according to the pattern. The resist pattern includes means such as X-ray exposure on PMMA or direct drawing with a laser.
[0017]
FIG. 5B shows the primary plating process, and the primary electroplating 3 is performed only on the exposed portion of the substrate 1 where the resist 2 is not present. The primary electroplating 3 includes electric nickel plating, nickel alloy plating, and copper plating.
[0018]
The primary plating solution composition is
Nickel sulfamate 350g / L
Nickel chloride 10g / L
Boric acid 35g / L
The plating conditions are
Temperature 50 ℃
Current density 2A / dm²
Plating thickness 200μm
FIG. 3C shows a process of forming the conductive film 4. After the primary electroplating 3 is performed, the conductive film 4 is formed on the resist 2 and the primary electroplating 3.
The conductive coating 4 is
Material: Nickel, thickness of 0.2 μm, and other materials such as copper and silver.
Film forming method: sputtering, vapor deposition, chemical plating, etc.
By the way, if the adhesion between the conductive coating 4 and the resist 2 is poor, the surface of the resist 2 is preferably subjected to a plasma treatment as a pretreatment because swelling is likely to occur during secondary plating.
[0019]
FIG. 4D shows a process for applying the secondary electroplating 5. The secondary electroplating 5 is the same kind of metal as the primary electroplating 3.
[0020]
The secondary plating solution composition is
Nickel sulfamate 350g / L
Nickel chloride 10g / L
Boric acid 35g / L
The plating conditions are
Temperature 50 ℃
Current density 4A / dm²
Plating thickness 300μm
In such secondary electroplating 5, since there are no fine parts compared to the primary electroplating 3, the current density can be increased and the productivity can be improved.
[0021]
FIG. 4E shows the removal process of the base material M composed of the substrate 1 and the resist 2. The substrate 1 of the base material M is removed by mechanical (for example, peeling by hand) or dissolution. In the peeling process of the resist 2, the solvent is peeled off. In this case, in order to remove the residue, it is preferable to perform a process such as laser or plasma.
[0022]
As described above, in the present invention, the electroplating portion is divided into the primary electroplating 3 and the secondary electroplating 5, and the primary electroplating 3 is performed only on the exposed portion of the substrate 1 where the resist 2 is not present. The holes are not clogged due to the growth of the plating, and it is possible to prevent the liquid pool from being generated. The resist holes can be sufficiently filled with the primary electroplating 3, and the fine gold The strength of the mold can be increased, and the surface of the primary electroplating 3 applied to the portion of the substrate 1 where the resist 2 does not exist becomes the surface of the mold obtained by removing the substrate 1. The surface accuracy of the metal mold can be increased, and high strength, high accuracy, and a high aspect can be achieved in a fine mold.
<Example results>
In the fine mold obtained by the conventional manufacturing method, deformation or depinning (peeling off) occurred in the injection molding within 10 shots or less, but in the fine mold A of the present invention, the injection molding was deformed even after 1000 shots. Was not seen.
[0023]
FIG. 2 shows another embodiment. However, the basic configuration of this embodiment is the same as that of the above embodiment, and common portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
In the present embodiment, the surface of the primary electroplating 3 is roughened (see FIGS. 2A and 2B). As the surface roughening treatment method, there are plasma treatment, blast treatment, and liquid roughening treatment. In the case of liquid, the surface layer is etched and roughened by selecting an etching solution according to the metal of the primary electroplating 3. As an example, when the metal of the primary electroplating 3 is nickel, ferric chloride aqueous solution and nitric acid are used as the etching solution, and when the metal of the primary electroplating 3 is copper, ammonium pernitrate is used. Further, roughening plating may be used as means for roughening the surface. This means is performed, for example, under a high current density condition in which dendritic deposition is performed on the primary electroplating 3 using a primary plating solution. The plating metal for the roughened plating may be other than the primary and secondary plating metals.
By the way, when the surface of the resist 2 is roughened, the surface roughness of the mold to be manufactured becomes large. Therefore, when the surface roughness is suppressed to a low level, a roughening process using a liquid and a roughening means by roughening plating are performed. Is preferred.
[0024]
Thus, by roughening the surface of the primary electroplating 3, the adhesion area with the secondary electroplating 5 is increased by increasing the bonding area and the anchor effect (FIG. 2C). reference).
[0025]
By the way, in the present invention, the primary electroplating 3 is performed using a strong metal as a mold and plating conditions, and the secondary electroplating 5 is a metal and plating that can be plated at a higher speed than the primary electroplating 3. It is done under conditions. Details will be described below.
[0026]
Nickel-cobalt alloy plating was performed as the primary plating. in this case,
<Plating solution composition>
Nickel sulfate 200g / L
Cobalt sulfate 20g / L
Sodium chloride 15g / L
Boric acid 30g / L
<Plating conditions>
PH 5.5
Temperature 30 ° C
Current density 1.0A / dm²
Liquid stirring Air bubbling
The plating solution and conditions were set as described above, and primary plating was performed at a thickness of 200 μm. The plating deposition rate was 12 μm / hour. The alloy film obtained by the above plating contained 40% cobalt. The mechanical properties of this alloy plating are 140 kg / mm as tensile strength.²The strength twice that of nickel plating was obtained.
[0027]
Next, after forming a metal film, the following secondary plating was performed. in this case,
<Liquid composition of secondary (nickel) plating>
Nickel sulfamate 500g / L
Nickel chloride 5g / L
Boric acid 40g / L
<Plating conditions>
Temperature 50 ℃
Current density 4A / dm2
Plating thickness 300μm
<Plating solution>
PH 3.8
Temperature 50 ℃
Current density 20A / dm²
Liquid stirring Jet and rotating electrode
The plating solution and plating conditions were set as described above, and primary plating was performed at a thickness of 300 μm. The plating deposition rate was 240 μm / hour. Other steps are the same as those in FIG.
[0028]
In this way, the primary electroplating 3 is performed using a strong metal as a mold and plating conditions, and the secondary electroplating 5 is performed under a metal and plating conditions capable of higher-speed plating than the primary electroplating 3. Since it is performed, each of the primary electroplating 3 and the secondary electroplating 5 can maintain the physical properties required for the mold and improve the productivity.
[0029]
FIG. 3 shows still another embodiment. However, the basic configuration of this embodiment is the same as that of the above-described embodiment, and common portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0030]
In the present embodiment, the substrate 1 is obtained by forming a conductive film 7 on the substrate body 6, and at least a part of the adhesion force of the film 7 to the substrate body 6 is smaller than the strength of the substrate body 6. are doing. Specific examples will be described in detail below.
[0031]
<Material of substrate body 6>
There are silicon substrates, other organic and inorganic substrates, and the mold accuracy is improved by using a flat substrate body 6.
[0032]
<Formation of conductive film 7>
Material: Copper, thickness 0.2μm, others, nickel and nickel alloy, silver, etc.
Film formation method: Sputtering, others, vapor deposition, chemical plating, etc.
The adhesion force between the conductive coating 7 and the substrate body 6 is preferably low enough not to cause blistering or stress separation until the removal of the substrate body 6 in a subsequent process. . For this reason, it is preferable that the surface of the substrate body 6 is free from dirt and the surface roughness Ra is 0.1 μm or less. Further, the adhesion strength between the resist 2 and the primary electroplating 3 is preferably larger than the adhesion strength between the conductive coating 7 and the substrate body 6.
[0033]
<Peeling process of substrate body 6>
Perform mechanical removal (eg, peel removal by hand). In this case, the substrate body 6 and the conductive coating 7 can be easily peeled off at the interface.
[0034]
<Etching process of conductive film 7>
Etching solution: Sodium persulfate 100g / L
Etching amount: Until primary electroplating 3 is exposed
The etching solution etches only the copper of the conductive film 7 and does not affect the nickel of the primary electroplating 3 (see FIG. 3D).
[0035]
In this case, in order to ensure mold accuracy, selective etching that does not affect the primary electroplating 3 is preferable for etching the conductive coating 7, and a selective etching solution is used. In addition, removal with controlled removal amount by laser may be performed. Other steps are the same as those in FIG.
[0036]
As described above, the substrate 1 is obtained by forming the conductive film 7 on the substrate body 6, and at least a part of the adhesion force of the film 7 to the substrate body 6 is smaller than the strength of the substrate body 6. Therefore, the degree of freedom in selecting the material of the substrate 1 can be expanded, the removal of the substrate 1 can be facilitated, and deformation due to stress at the time of removal can be prevented.
[0037]
FIG. 4 shows still another embodiment. However, the basic configuration of this embodiment is the same as that of the above-described embodiment, and common portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0038]
In the present embodiment, the primary electroplating 3 is formed thicker than the resist 2.
[0039]
Specifically, the primary electroplating 3 is deposited to be thicker than the resist 2 so that the thickness of the primary electroplating 3 is 250 μm and overhangs 50 μm higher than the resist 2.
[0040]
As primary electroplating 3 becomes higher than resist 2, it also grows in the lateral direction, so the deposition surface becomes a dome (mushroom) shape as shown in FIG. 4A, and the connection area with secondary electroplating 5 increases. To do. In this case, the thicker overhanging plating thickness increases the surface area, but when contacting with an adjacent pattern on the resist 2, a liquid pool is generated at the contact portion. Other steps are the same as those in FIG.
[0041]
Thus, the primary electroplating 3 protrudes beyond the resist 2 and can increase the bonding area between the primary electroplating 3 and the conductive coating 4 and the bonding area between the secondary electroplating 5 and the conductive coating 4. The adhesion strength of the mold can be increased and the mold strength can be further increased.
[0042]
FIG. 5 shows still another embodiment. However, the basic configuration of this embodiment is the same as that of the above-described embodiment, and common portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0043]
In the present embodiment, after the primary electroplating 3, the surface layer of the resist 2 is removed by an etching process. Specifically, as shown in FIG. 5, after the primary electroplating 3 is performed, the surface layer of the resist 2 is removed by etching.
[0044]
<The etching process of the surface of the resist 2>
Method: CO₂Laser processing such as laser, plasma etching, resist stripping solution (resist manufacturer product), resist solvent, etc.
These are selected corresponding to the resist 2 to be used.
[0045]
(Example) When resist 2 → SU-8 (manufactured by Shipley),
Resist etching → Microposit Remover
1165 (manufactured by Shipley)
Treatment condition: 15 minutes immersion in the above stripping solution
By this treatment, the surface layer of the resist 2 was etched by 50 μm.
[0046]
Since the thickness of the resist 2 is reduced by being removed by etching, the film formation of the resist 2 is increased as necessary.
[0047]
Since the anchor portion where the primary electroplating 3 is removed by etching is finely formed and bubbles or liquid pools are likely to occur at the start of the secondary electroplating 5, the initial plating current density of the secondary electroplating 5 is low. Is preferable.
[0048]
As described above, the surface of the resist 2 is roughened by the etching process, and the adhesion with the secondary electroplating 5 can be increased by the anchor effect and the increase of the bonding area by the roughened surface.
[0049]
FIG. 6 shows still another embodiment. However, the basic configuration of this embodiment is the same as that of the above-described embodiment, and common portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0050]
In the present embodiment, after the primary electroplating 3, the resist 2 is subjected to curing acceleration treatment such as ultraviolet irradiation or heat treatment. Specifically, as shown in FIG. 6A, SU-8 (manufactured by Shipley) is used for the resist 2, and after the primary electroplating 3 as shown in FIG. 4, the resist is made as follows. The two layers are cured and shrunk.
[0051]
<Heat treatment>
Processing temperature: 80 ° C
Processing time: 30 minutes
By this treatment, the surface layer of the resist 2 contracted by 30 μm (see FIG. 6B).
[0052]
Further, by reducing the baking temperature after forming the resist 2 or shortening the processing time, the amount of curing shrinkage in this step can be increased. The anchor portion where the primary electroplating 3 is exposed due to curing shrinkage has a fine shape, and bubbles or liquid pools are likely to occur at the start of the secondary electroplating 5, so that the initial current density of the secondary electroplating 5 is low current. Is preferable.
[0053]
In this way, the resist 2 can be cured and shrunk by curing acceleration treatment such as ultraviolet irradiation or heat treatment, and the adhesion effect with the secondary electroplating 5 is increased by the anchor effect and the increase of the bonding area accompanying the curing shrinkage of the resist 2. Can be increased.
[0054]
FIG. 7 shows still another embodiment. However, the basic configuration of this embodiment is the same as that of the above-described embodiment, and common portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0055]
In the present embodiment, the resist 2 has a two-layer structure, and the resist 2 serving as different removing means for the upper layer 8 and the lower layer 9 is used. Details will be described below.
[0056]

<Process for forming resist 2>
The lower layer 9 of the resist 2 is formed, exposed and developed to form a resist pattern, and then the upper layer 8 is laminated. Here, the concave portion of the lower layer 9 is in a tented state. Next, the pattern of the lower layer 9 is aligned, exposed, and developed. Since the upper layer 8 is not embedded in the concave portion of the lower layer 9 at the time of development, development can be performed without leaving a resist in the concave portion. The lower layer 9 is a solvent developing type, and the upper layer 8 is not eroded by an alkaline developer. Even if the pattern of the upper layer 8 overhangs the pattern of the lower layer 9, the mold shape is not affected, and alignment during exposure is facilitated. Thus, a resist pattern is formed, and after the primary electroplating 3, the upper layer 8 is etched (see FIGS. 7A and 7B).
[0057]
<Etching process of upper layer 8 of resist 2>
The upper layer 8 is an alkali peeling type, and can be peeled off with, for example, a 2% aqueous solution of persodium hydroxide. As a result, resist etching of 40 μm which is the thickness of the upper layer 8 was completed. At this time, since the lower layer 9 is a solvent peeling type, it is not eroded by the peeling solution (see FIG. 7C).
[0058]
Thus, since the resist 2 has a two-layer structure and the resist 2 is used as a different removing means for the upper layer 8 and the lower layer 9, the upper layer 8 of the resist 2 is removed by etching. Since erosion can be prevented and the surface of the lower layer 9 from which the upper layer 8 is removed is transferred to form a mold surface, the surface roughness of the mold surface can be reduced. In addition, since the resist 2 is a different removing means for the upper layer 8 and the lower layer 9, when the upper layer 8 is removed by etching, it is not necessary to control the etching amount and consider the film thickness for the etching amount, and resist etching is easy. It becomes.
[0059]
FIG. 8 shows still another embodiment. However, the basic configuration of this embodiment is the same as that of the above-described embodiment, and the same reference numerals are given to the common portions, and the description thereof is omitted.
[0060]
In the present embodiment, the metal of the primary electroplating 3 uses a metal having a larger linear expansion coefficient than the metal of the secondary electroplating 5.
[0061]
Specifically, nickel or a nickel-chromium alloy is used as the metal of the secondary electroplating 5, and copper is used as the metal of the primary electroplating 3.
[0062]
Thus, since the metal of the primary electroplating 3 is a metal having a larger linear expansion coefficient than that of the metal of the secondary electroplating 5, the metal of the primary electroplating 3 that becomes the convex portion in the obtained mold A is two. The thermal expansion / shrinkage is larger than that of the metal of the next electroplating 5, and therefore the shrinkage of the convex portion at the time of cooling in the resin molding is large, and separation from the molded resin 10 is easy (FIGS. )reference).
[0063]
【The invention's effect】
The invention according to claim 1 is a method for producing a mold by electroplating a base material in which a resist is formed on a substrate and removing the base material, and applying the resist to the substrate having conductivity according to a pattern. In the pattern, primary electroplating is performed only on the exposed portion of the substrate where there is no resist, and then a conductive film is formed on at least a part of the resist, and the resist on which the conductive film is formed and Since secondary electroplating is performed on the primary electroplating, the electroplating part is divided into primary electroplating and secondary electroplating, and the primary electroplating is performed only on the exposed portion of the substrate where there is no resist. In addition, the resist holes in the pattern are not clogged due to the growth of the plating, and it is possible to prevent the occurrence of liquid pools. Can sufficiently fill the primary electroplating, and as a result, the strength of the fine mold can be increased, and the surface of the primary electroplating applied to the substrate portion where no resist exists can be obtained by removing the substrate. Since it becomes the surface of the mold, the precision of the surface of the fine mold can be increased, and there is an advantage that high strength, high precision, and a high aspect can be achieved in the fine mold.
[0064]
In the invention of claim 2, in addition to the effect of claim 1, the substrate is formed by forming a conductive film on the substrate body, and the adhesion of the film to the substrate body at least partially is that of the substrate body. Since the strength is smaller than the strength, there is an advantage that the degree of freedom in selecting the material of the substrate can be expanded, the substrate can be easily removed, and deformation due to stress at the time of removal can be prevented.
[0065]
In the invention of claim 3, in addition to the effect of

claim

1 or 2, since the primary electroplating is formed thicker than the resist, the primary electroplating protrudes beyond the resist and joins the primary electroplating and the conductive film. There is an advantage that the area and the bonding area between the secondary electroplating and the conductive coating can be increased, the mutual adhesion can be increased, and the mold strength can be further increased.
[0066]
In the invention of claim 4, in addition to the effect of claim 3, after the primary electroplating, the surface layer of the resist is removed by the etching process, so that the surface of the resist is roughened by the etching process, There is an advantage that the adhesion with the secondary electroplating can be enhanced by the anchor effect and the increase in the bonding area due to the rough surface.
[0067]
In the invention of claim 5, in addition to the effect of claim 3, after the primary electroplating, the resist is subjected to curing acceleration treatment such as ultraviolet irradiation or heat treatment. The resist can be cured and shrunk by a curing acceleration treatment such as heat treatment, and there is an advantage that the adhesion effect with the secondary electroplating can be increased by the anchor effect and the increase of the bonding area accompanying the resisting and shrinking of the resist.
[0068]
In the invention of claim 6, in addition to the effect of claim 4, since the resist has a two-layer structure, and a resist that is a different removing means is used for the upper layer and the lower layer, when removing the upper layer of the resist by etching, Since erosion to the surface portion of the lower layer can be prevented and the surface of the lower layer from which the upper layer has been removed is transferred to form a mold surface, there is an advantage that the surface roughness of the mold surface can be reduced. In addition, since the resist is different removal means for the upper layer and the lower layer, it is unnecessary to control the etching amount and consider the film thickness for the etching amount when removing the upper layer by etching, and the resist etching is easy. There is.
[0069]
In the invention of claim 7, in addition to the effect of any one of claims 1 to 3, the primary electroplating metal is a metal having a higher linear expansion coefficient than the secondary electroplating metal. The metal of the primary electroplating that becomes the convex portion in the molded mold has a larger thermal expansion / contraction than the metal of the secondary electroplating, and therefore, the shrinkage of the convex portion during cooling in resin molding is large, and the resin to be molded There is an advantage that it becomes easy to separate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and (a), (b), (c), (d), and (e) are explanatory views showing a procedure for manufacturing a fine mold.
FIGS. 2A and 2B show another embodiment of the present invention, and FIGS. 2A, 2B, and 2C are explanatory views showing a manufacturing procedure of a fine mold. FIGS.
FIG. 3 shows still another embodiment of the present invention, wherein (a), (b), (c), (d), and (e) are explanatory views showing a manufacturing procedure of a fine mold.
FIG. 4 shows still another embodiment of the present invention, and (a), (b), (c), and (d) are explanatory views showing a procedure for manufacturing a fine mold.
FIGS. 5A and 5B show still another embodiment of the present invention, and FIGS. 5A and 5B are explanatory views showing a manufacturing procedure of a fine mold. FIGS.
FIG. 6 shows still another embodiment of the above, and (a) and (b) are explanatory views.
FIG. 7 shows still another embodiment of the present invention, and (a), (b) and (c) are explanatory views.
FIG. 8 shows still another embodiment of the present invention, and (a), (b) and (c) are explanatory views.
FIG. 9 shows a conventional example, and (a) and (b) are explanatory diagrams.
FIG. 10 shows another conventional example, and (a) and (b) are explanatory diagrams.
[Explanation of symbols]
1 Substrate
2 resist
3 Primary electroplating
4 Conductive coating
5 Secondary electroplating

Claims

A method of manufacturing a mold by performing electroplating on a base material on which a resist is formed on a substrate and removing the base material, and forming a resist on a substrate having conductivity according to a pattern. The primary electroplating is performed only on the exposed portion of the substrate where no metal is present, and then a conductive coating is formed on at least a part of the resist, and the secondary electroplating is performed on the resist on which the conductive coating is formed and on the primary electroplating. A method for producing a fine mold, wherein plating is performed.

2. The substrate according to claim 1, wherein a conductive film is formed on the substrate body, and the adhesion of the film to the substrate body at least in part is smaller than the strength of the substrate body. Manufacturing method of fine mold.

3. The method for producing a fine mold according to claim 1, wherein the primary electroplating is formed thicker than the resist.

4. The method for producing a fine mold according to claim 3, wherein the surface layer of the resist is removed by an etching process after the primary electroplating.

4. The method for producing a fine mold according to claim 3, wherein the resist is subjected to curing acceleration treatment such as ultraviolet irradiation or heat treatment after the primary electroplating.

5. The method for producing a fine mold according to claim 4, wherein the resist has a two-layer structure, and a resist which is different removing means for the upper layer and the lower layer is used.

The method for producing a fine mold according to any one of claims 1 to 3, wherein the primary electroplating metal is a metal having a larger linear expansion coefficient than the secondary electroplating metal.