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WO2025142011A1 - 金属部材の製造方法および金型部材 - Google Patents

金属部材の製造方法および金型部材 Download PDF

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WO2025142011A1
WO2025142011A1 PCT/JP2024/035334 JP2024035334W WO2025142011A1 WO 2025142011 A1 WO2025142011 A1 WO 2025142011A1 JP 2024035334 W JP2024035334 W JP 2024035334W WO 2025142011 A1 WO2025142011 A1 WO 2025142011A1
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metal
laminate
manufacturing
mask layer
layer
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翔 鎌田
正尚 菊池
直哉 齋藤
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Dexerials Corp
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Dexerials Corp
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    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00—Electroforming
    • C25D1/10—Moulds; Masks; Masterforms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/288—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/20—Electrodes characterised by their shapes, relative sizes or dispositions 
    • H10D64/23—Electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. sources, drains, anodes or cathodes

Definitions

  • This disclosure relates to a manufacturing method for metal components and mold components.
  • the semiconductor element in order to dissipate the heat generated by the semiconductor element when current is applied outside the system, the semiconductor element is mounted on a heat dissipation substrate, and the heat dissipation substrate is thermally attached to a heat sink (heat dissipation fins), so that the heat generated by the semiconductor element when current is applied is transferred to the heat sink and dissipated to the outside.
  • a heat sink heat dissipation fins
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of a semiconductor device 1, taking as an example a power semiconductor device of an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) module.
  • a ceramic substrate 3 is joined to one surface of a heat dissipation substrate 4 with a solder bonding material 7.
  • a semiconductor element 2 IGBT
  • the semiconductor element 2 and the ceramic substrate 3 are sealed in a package case 5.
  • a heat sink 6 is attached to the other surface side of the heat dissipation substrate 4.
  • heat generated by the semiconductor element 2 is dissipated via the ceramic substrate 3, the heat dissipation substrate 4, and the heat sink 6, as indicated by the white arrow in FIG. 4.
  • solder is used to join the wiring, but solder has a high resistance and generates heat.
  • methods such as wafer-to-wafer hybrid bonding, which directly bonds copper to copper, have been developed.
  • this method has issues such as the need for large-scale equipment, wasted space if the wafers being bonded are not the same size, and the need for an extremely high degree of flatness on the wafer surface, making it less versatile.
  • Patent Document 1 describes a method of producing silver nanowires using silver precipitation in a solution. Also, Non-Patent Document 1 describes a method of producing nano-sized metal components using porous alumina as a mold.
  • the purpose of this disclosure is to provide a metal component manufacturing method and a metal component that can produce a metal component having a desired shape.
  • a method for manufacturing a metal member is a method for manufacturing a metal member made of a specified metal and having a desired shape, and includes the steps of: preparing a laminate in which a mask layer having a groove portion of the desired shape exposing the conductive substrate is formed on a conductive substrate; performing a plating process to form a metal layer made of the specified metal on the laminate by electrolytic plating; and isolating the metal layer formed in the groove portion from the laminate after the plating process.
  • the conductive substrate is a metal plate or a conductive film on which a conductive layer made of a conductive material is formed.
  • the mask layer is formed by lithography or transfer.
  • the metal member according to one embodiment is manufactured by the manufacturing method described above.
  • FIG. 1 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a metal member according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a schematic diagram (part 1) for explaining a method for manufacturing a metal member according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic diagram (part 2) for explaining a method for manufacturing a metal member according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is an example of a schematic diagram (part 3) for explaining a method for manufacturing a metal member according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is another example of a schematic diagram (part 3) for explaining a manufacturing method of a metal component according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a schematic diagram (part 1) for explaining a method for manufacturing a metal member according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic diagram (part 2) for explaining a method for manufacturing a metal member according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is an example of a schematic diagram (part 3) for explaining
  • a method for manufacturing a metal member according to one embodiment of the present disclosure will be described with reference to the flow chart shown in FIG. 1 and the schematic diagrams shown in FIGS. 2A to 2D.
  • the method for manufacturing a metal member according to this embodiment makes it possible to manufacture a metal member having a desired shape that can be drawn in two dimensions, such as a triangle, a rectangle, a line, a circle, a cross, a star, an ellipse, a Y-shape, or a Z-shape.
  • a conductive substrate 10 is prepared (step S11).
  • the conductive substrate 10 is, for example, a conductive film having an inorganic film 12 provided on a base film 11, as shown in FIG. 2A.
  • the inorganic film 12 is made of a metal having electrical conductivity.
  • the inorganic film 12 is made of a metal such as copper, silver, gold, aluminum, zinc, or nickel.
  • the inorganic film 12 may also be made of an alloy of these metals.
  • the metals constituting the inorganic film 12 are not limited to the above-mentioned examples, but it is preferable to use copper or silver, which have particularly high electrical conductivity.
  • the inorganic film 12 is formed on the substrate film 11 by, for example, sputtering, chemical vapor deposition, or atomic layer deposition. From the standpoints of density, productivity, and the number of applicable metal species, it is preferable to use a sputtering method for manufacturing the inorganic film 12.
  • a laminate 30 is produced in which a mask layer 20 is formed on a prepared conductive substrate 10 (step S12). As shown in FIG. 2B, the mask layer 20 has a groove 21 that exposes the conductive substrate 10. The groove 21 has the same shape as the metal component to be manufactured. That is, a laminate 30 is produced in which a mask layer 20 having a groove 21 of a desired shape that exposes the conductive substrate 10 is formed on the conductive substrate 10.
  • the mask layer 20 may be an inorganic film made of an inorganic substance, an organic film made of an organic substance, or a hybrid film made of an inorganic substance and an organic substance. From the viewpoints of ease of handling, throughput, and shape control, the mask layer 20 is preferably an organic film or a hybrid film, and more preferably an organic film.
  • the grooves 21 having the desired shape in the mask layer 20 can be formed by techniques such as lithography, ablation, transfer, or inkjet. From the viewpoints of productivity and resolution, it is preferable to form the grooves 21 by lithography, ablation, or transfer, and it is more preferable to use lithography or transfer.
  • Positive resists that can be used include resists using naphthoquinone diazide and its derivatives, resists using phenolic resins such as novolak and resol, acetals using acid generators, chemically amplified resists using secondary and/or tertiary esters, sulfonic acid ester resists, and resists in which inter-polymer bonds are cleaved with acid.
  • Water, water-based, organic solvents, organic alkaline systems, etc. can be used to develop the resist after exposure.
  • negative resists cation-curing systems such as epoxy or oxetane, radical-curing systems, acid and/or radical-curing styrene-based systems, dehydration systems or photodimerization systems of methylol or hydroxyl groups and carboxyl groups can be used.
  • negative resists resists that harden or reduce alkali solubility in the exposed areas of negative tone imaging can be used.
  • acrylic resin phenolic resin, urethane resin, amide resin, imide resin, urea resin, styrene resin, or oligomers or monomers of the above-mentioned resins can be used.
  • a transfer method it is preferable to use a nanoimprint method in which the above-mentioned resin is applied to a base material, and then a substrate on which a fine uneven shape (desired shape) is formed is pressed against the base material to transfer the shape.
  • Heat curing or photocuring can be used to harden the resin with the transferred shape.
  • the shape can be transferred by promoting the polymerization reaction using at least one of a photopolymerization initiator and a thermal polymerization initiator.
  • a substrate on which a fine shape (desired shape) is formed a film mold or a quartz substrate can be used.
  • a metal layer 40 made of a predetermined metal (the metal constituting the metal member to be manufactured) is formed on the laminate 30 by electrolytic plating as shown in FIG. 2C (step S13).
  • metals that can be plated include nickel, gold, silver, copper, tin, platinum, and indium. From the viewpoint of electrical conductivity and thermal conductivity, gold, silver, copper, or nickel is preferable as the metal constituting the metal layer 40.
  • the metal layer 40 may also be formed by sequentially plating different metals. In this case, a layer made of a different metal may be formed between two layers made of one metal.
  • a metal component made of a specified metal and having a desired shape can be manufactured.
  • Figure 3A is an SEM image taken near the curved part of a pattern with a groove width of 20 ⁇ m.
  • Figure 3B is an SEM image taken at a higher magnification of one groove.
  • a metal layer was formed not only on the straight straight line sections, but also on the curved sections with a curvature R.
  • a metal layer was formed with a width equivalent to the width of the grooves formed in the mask layer. This confirmed that it is possible to manufacture metal components with the desired shape by forming grooves in the mask layer to match the shape of the metal component to be manufactured, forming a metal layer in the grooves by plating, and isolating the formed metal layer.

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Abstract

本開示に係る金属部材の製造方法は、導電性基板上に、導電性基板を露出させる所望の形状の溝部を有するマスク層が形成された積層体を作製する工程と、電解メッキ法により、積層体に所定の金属からなる金属層を形成するメッキ処理を行う工程と、メッキ処理後の積層体から、溝部に形成された金属層を単離する工程と、を含む。

Description

金属部材の製造方法および金型部材
関連出願のクロスリファレンス
　本出願は、２０２３年１２月２５日に日本国に特許出願された特願２０２３－２１８５６１の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体をここに参照のために取り込む。
　本開示は、金属部材の製造方法および金型部材に関する。
　半導体デバイスでは、通電動作に伴う半導体素子の発生熱を系外に熱放散させるために、半導体素子を放熱基板に搭載した上で、放熱基板をヒートシンク（放熱フィン）に伝熱的に装着し、通電に伴う半導体素子の発生熱をヒートシンクに伝熱して外部に放熱している。
　図４は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）モジュールのパワー半導体デバイスを例とした、半導体デバイス１の構成例を示す図である。図４に示すように、放熱基板４の一面に半田接合材７によりセラミック基板３が接合される。さらに、セラミック基板３上に半田接合材７により半導体素子２（ＩＧＢＴ）が接合される。半導体素子２およびセラミック基板３は、パッケージケース５により封止される。また、放熱基板４の他面側にヒートシンク６が装着される。図４に示す半導体デバイス１においては、半導体素子２の発生熱は、図４において白抜き矢印に示すように、セラミック基板３、放熱基板４およびヒートシンク６を介して放熱される。
　近年、半導体素子として、高温でも安定して駆動するＳｉＣまたはＧａＮなどの化合物半導体を用いた、小型化されたパワー半導体素子が使用されている。結果として、発熱がより顕著となり、半田接合材が溶けるなどの問題が生じている。また、ハイパフォーマンスコンピューティングにおいても、膨大なデータに対し、複雑な演算処理を高速で実施することで、発熱の問題がより顕著となっている。このように、発熱源からの熱拡散の重要性が増している。
　また、配線の接合にははんだが使用されるが、はんだは抵抗値が高く、発熱の原因となる。この問題を解決するために、銅と銅とを直接接合するウエハー・ウエハーのハイブリッドボンディングなどが開発されている。しかしながら、この手法には、大規模な装置が必要、張り合わせるウエハー同士のサイズが同じでないと無駄な部分が生じる、および、ウエハー表面に極めて高い平面性が求められるといった課題があり、汎用性に欠ける。
　高温下での安定した導電性および導熱性を確保するための接合材料として、サブミクロンサイズ以下の所望の形状を有する金属材料を作製する手法が求められている。例えば、特許文献１には、溶液中での銀析出を利用した銀ナノワイヤーの製造方法が記載されている。また、非特許文献１には、多孔性アルミナを型として用いたナノサイズの金属部材の製造方法が記載されている。
特開２０１８－１９３６１３号公報
Journal of Nanoparticle Research 5: 17-30, 2003. (c) 2003 Kluwer Academic Publishers. Printed in the Netherlands. Fabrication of nanomaterials using porous alumina templates
　上述したように、高温下での安定した導電性および導熱性を確保するために、所望の形状を有する金属部材を作製する手法が求められている。特許文献１に記載の手法によれば、ワイヤー形状の部材（銀ナノワイヤー）を作製することは可能であるが、ワイヤー形状以外の所望の形状を有する金属部材を作製することはできない。また、非特許文献１に記載の手法でも、多孔性アルミナが有する孔を型として金属部材を作製するため、所望の形状を有する金属部材を作製することはできない。
　上記のような問題点に鑑みてなされた本開示の目的は、所望の形状を有する金属部材を製造することができる金属部材の製造方法および金属部材を提供することにある。
　一実施形態に係る金属部材の製造方法は、所望の形状を有する、所定の金属により構成される金属部材の製造方法であって、導電性基板上に、前記導電性基板を露出させる前記所望の形状の溝部を有するマスク層が形成された積層体を作製する工程と、電解メッキ法により、前記積層体に前記所定の金属からなる金属層を形成するメッキ処理を行う工程と、前記メッキ処理後の積層体から、前記溝部に形成された金属層を単離する工程と、を含む。
　一実施形態に係る金属部材の製造方法において、前記導電性基板は、金属板、または、導電材料からなる導電層が形成された導電性フィルムである。
　一実施形態に係る金属部材の製造方法において、リソグラフィまたは転写により前記マスク層を形成する。
　一実施形態に係る金属部材は、上述した製造方法により製造される。
　本開示によれば、所望の形状を有する、所定の金属により構成される金属部材を製造することができる。
本開示の一実施形態に係る金属部材の製造方法を示すフローチャートである。 本開示の一実施形態に係る金属部材の製造方法を説明するための模式図（その１）である。 本開示の一実施形態に係る金属部材の製造方法を説明するための模式図（その２）である。 本開示の一実施形態に係る金属部材の製造方法を説明するための模式図（その３）の一例である。 本開示の一実施形態に係る金属部材の製造方法を説明するための模式図（その３）の別の一例である。 本開示の一実施形態に係る金属部材の製造方法を説明するための模式図（その３）のさらに別一例である。 本開示の一実施形態に係る金属部材の製造方法を説明するための模式図（その４）である。 本開示の実施例に係る金属部材を撮影したＳＥＭ像である。 本開示の実施例に係る金属部材を撮影したＳＥＭ像である。 半導体デバイスの構成例を示す図である。
　以下、本開示を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。各図中、同一符号は、同一または同等の構成要素を示している。
　本開示の一実施形態に係る金属部材の製造方法について、図１に示すフローチャートおよび図２Ａ～２Ｄに示す模式図を参照して説明する。本実施形態に係る金属部材の製造方法では、三角形、四角形、直線状、円状、十字状、星型、楕円型、Ｙ字型およびＺ型など、二次元で描画可能な所望の形状を有する金属部材が製造可能となる。
　まず、導電性基板１０が用意される（ステップＳ１１）。導電性基板１０は、例えば、図２Ａに示すように、基材フィルム１１上に無機膜１２が設けられた導電性フィルムである。
　基材フィルム１１は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＥＮ(ポリエチレンナフタレート)、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＳ（ポリスチレン）、アクリルフィルム、ＴＰＵ（ポリウレタンエラストマー）樹脂を押出成形したフィルム、ポリカーボネートフイルム、ポリイミドフイルム、ナイロンなどのアミド樹脂で形成されるフィルムまたはシリコーンフィルムなどの、炭素原子またはシリコーンを有する繰り返し単位を含む樹脂で形成されるフィルムである。繰り返し単位は、複数種が用いられても構わない。
　無機膜１２は、導電性を有する金属により構成される。無機膜１２は、例えば、銅、銀、金、アルミニウム、亜鉛またはニッケルなどの金属により構成される。また、無機膜１２は、これらの金属の合金により構成されてもよい。無機膜１２を構成する金属は上述した例に限られるものではないが、特に導電性の高い銅または銀を用いることが好ましい。
　無機膜１２は、例えば、スパッタリング法、化学気相成長法または原子層堆積法などを用いて、基材フィルム１１上に形成される。緻密性、生産性および適用可能な金属種の数などの観点から、無機膜１２の製造にはスパッタリング法を用いるのが好ましい。
　なお、導電性基板１０は、図２Ａを参照して説明した、基材フィルム１１上に、導電材料からなる導電層（無機膜１２）が形成された導電性フィルムに限られない。導電性基板１０は、金属板または金属箔であってもよい。金属板の場合、無機膜１２を表面に設けてもよい。
　図１を再び参照すると、用意された導電性基板１０上にマスク層２０が形成された積層体３０が作製される（ステップＳ１２）。マスク層２０は、図２Ｂに示すように、導電性基板１０を露出させる溝部２１を有する。溝部２１は、製造する金属部材と同様の形状を有する。すなわち、導電性基板１０上に、導電性基板１０を露出させる所望の形状の溝部２１を有するマスク層２０が形成された積層体３０が作製される。
　マスク層２０は、無機物により構成される無機膜、有機物により構成される有機膜、および、無機物および有機物からなるハイブリッド膜のいずれであってもよい。ハンドリングの容易さ、スループットおよび形状制御の観点から、マスク層２０は、有機膜またはハイブリッド膜が好ましく、有機膜がより好ましい。
　マスク層２０への所望の形状を有する溝部２１の形成には、リソグラフィ、アブレーション、転写またはインクジェットなどの手法を用いることができる。生産性および解像性の観点から、溝部２１の形成には、リソグラフィ、アブレーションまたは転写を用いるのが好ましく、リソグラフィまたは転写を用いるのがより好ましい。
　溝部２１の形成にリソグラフィを用いる場合、ネガ型およびポジ型いずれのレジストも使用可能である。後述する金属部材の離型の簡便性の観点から、ポジ型レジストを用いるのが好ましい。ポジ型レジストとしては、ナフトキノンジアジド、およびその誘導体を用いるレジスト、ノボラック、レゾールなどのフェノール樹脂を用いたレジスト、酸発生剤を用いたアセタール、２級および／または３級エステルを用いた化学増幅レジスト、スルホン酸エステルレジスト、または、ポリマー間結合したレジストを酸で切断するレジストなどを使用することができる。
　レジストの露光には、ｇ線、ｈ線、i線、ＫｒＦ線、ＡｒＦ線またはＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）光などを光源とする投影露光機もしくは、高圧水銀灯またはＵＶ光を光源とするプロキシ露光あるいはダイレクトイメージングなどを用いることができる。レジストの露光後に、必要に応じて加熱を行ってもよい。
　露光後のレジストの現像には、水、水系、有機溶剤、有機アルカリ系などを用いることができる。
　ネガ型レジストとしては、エポキシまたはオキセタンなどのカチオン硬化系、ラジカル硬化系、酸および／またはラジカル硬化系のスチレン系硬化系、メチロールまたは水酸基とカルボキシル基との脱水系または光二量化系のレジストを用いることができる。また、ネガ型レジストとしては、ネガトーンイメージングの露光部が硬化またはアルカリ溶解性を低下させるレジストを使用することができる。
　溝部２１の形成に転写を用いる場合には、上述したポジ型レジストおよびネガ型レジストの他に、アクリル樹脂、フェノール系樹脂、ウレタン系樹脂、アミド樹脂、イミド樹脂、ウレア樹脂、スチレン樹脂、または、上述した樹脂のオリゴマーまたはモノマーを使用することができる。
　転写方式としては、上述した樹脂を基材に塗布後、微細な凸凹形状（所望の形状）が形成された基板を押し付けることによって形状を転写するナノインプリント法を使用するのが好ましい。形状を転写した樹脂の硬化には、熱硬化または光硬化を用いることができる。モノマーを使用する場合には、光重合開始剤および熱重合開始剤の少なくとも一方を用いて、重合反応を促進することによって形状を転写することができる。微細形状（所望の形状）が形成された基板としては、フィルムモールドまたは石英基板などを使用することができる。石英基板を用いる場合には、平板状、内部に空洞を有する中空の円筒状形状、内部に空洞を有さない中実の円柱形状の基板を使用することができる。特に円筒状もしくは円柱状の基板を用いる場合には、ロールツーロール（roll-to-roll）による微細構造の転写が可能となることから、より効率的な形状の転写が可能となる。
　図１を再び参照すると、積層体３０の作製後、電解メッキ法により、図２Ｃに示すように、積層体３０に所定の金属（製造する金属部材を構成する金属）からなる金属層４０を形成する（ステップＳ１３）。メッキ可能な金属（金属層４０を構成する金属）としては、例えば、ニッケル、金、銀、銅、すず、プラチナおよびインジウムなどが挙げられる。導電性および導熱性の観点から、金属層４０を構成する金属としては、金、銀、銅またはニッケルが好ましい。また、金属層４０は、異なる金属を順次、メッキ処理することで形成されてもよい。この場合、一の金属からなる２つの層の間に、別の金属からなる層が形成されてもよい。
　メッキ処理としては、種々の手法を適用可能であるが、導電性基板１０が露出したマスク層２０の溝部２１に選択的に金属層４０を形成するには、電解メッキ法を用いるのが好ましい。電解メッキ法に用いるメッキ浴は、メッキする金属の種類によって異なるが、メッキ浴の液性は、マスク層２０に使用する材料に応じて選択する必要がある。ポジ型レジストを用いたリソグラフィによりマスク層２０を形成した場合には、酸性条件においてマスク層２０の溶解が進行すると考えられる。この場合、メッキ浴の液性はアルカリ性とした上で、電解メッキ処理を行う必要がある。
　なお、図２Ｃに示すように、マスク層２０の高さは、形成する金属層４０よりも高いことが好ましい。すなわち、製造する金属部材の高さよりもマスク層２０を高くし、金属部材の高さに合わせて、メッキ処理の時間などを調整することが好ましい。こうすることで、マスク層２０を超えて金属層４０が形成されることを防ぎ、溝部２１の形状に沿った所望の形状を有する金属部材の形状が容易となる。ただし、金属層４０は、図２Ｄに示すように、マスク層２０と同等の高さまで形成されてもよい。また、金属層４０は、図２Ｅに示すように、マスク層２０を超えて形成されてもよい。すなわち、金属層４０は、マスク層２０の高さまでは溝部２１と同様の幅を有し、マスク層２０を超えると溝部２１の幅よりも大きい、マッシュルーム状に形成されてもよい。
　図１を再び参照すると、メッキ処理後、図２Ｆに示すように、メッキ処理後の積層体３０から、溝部２１に形成された金属層４０を単離する（ステップＳ１４）。具体的には、離型処理による積層体３０からの金属層４０の分離、洗浄、回収および乾燥を行うことで、金属層４０を単離することができる。上述したように、マスク層２０の溝部２１は、製造する金属部材と同様の形状を有する。したがって、溝部２１に形成された金属層４０を積層体３０から単離することで、所望の形状を有する金属部材が得られる。なお、図２Ｆにおいては、図２Ｃあるいは図２Ｄに示すように、金属層４０が溝部２１を超えずに形成された場合の、金属層４０の単離について示している。
　離型処理には、ウェットエッチングまたはドライエッチングなどの化学的処理の他に、スクレーパーなどによる物理的処理を用いてもよい。形状の維持、積層体３０からの離型性および離型後の処理の観点から、離型処理には、ウェットエッチングを用いるのが好ましい。さらに、金属層４０を溶解させることなく積層体３０を溶解するために、選択的エッチング剤を用いるのが好ましい。
　積層体３０の溶解後、金属層４０の分散液に対して、フィルタリングおよび／または遠心分離を行うことで、金属層４０を回収することができる。フィルタリングには、メンブレンフィルターなどを用いるデッドエンド型のろ過に加えて、セラミクス性多孔質ディスク型フィルターを用いたダイナミックロスフロー型ろ過を用いることができる。製造する金属部材のサイズが１μｍ以下である場合には、遠心分離機を用いた固液分離により、金属層４０の回収を行うことが好ましい。
　金属層４０の回収後の乾燥には、製造する金属部材を構成する材料に合わせた方式を採用すればよい。例えば、簡便な処理が可能な電気オーブンによる加熱減圧乾燥、または、酸化および熱変形などの影響を低減可能な凍結乾燥などを用いることができる。
　このように本実施形態に係る金属部材の製造方法は、導電性基板１０上に、導電性基板１０を露出させる所望の形状の溝部２１を有するマスク層２０が形成された積層体３０を作製する工程と、電解メッキ法により、積層体３０に所定の金属からなる金属層４０を形成するメッキ処理を行う工程と、メッキ処理後の積層体３０から、溝部２１に形成された金属層４０を単離する工程と、を含む。
　所望の形状を有する溝部２１に所定の金属からなる金属層４０を形成し、溝部２１に形成された金属層４０を単離することで、所望の形状を有する、所定の金属により構成される金属部材を製造することができる。
　次に、実施例を挙げて本開示をより具体的に説明するが、本開示は下記実施例に制限されるものではない。
　シリコンウエハー上に銀からなる無機膜をスパッタリングにより製膜して導電性基板を作製した。シリコンウエハーの厚さは５００μｍであった。また、無機膜の厚さは２００ｎｍであった。次に、作製した導電性基板の上に、曲率Ｒの異なる湾曲部を有する、溝幅１，２，５，１０，２０，５０，１００μｍの溝部を有するマスク層を形成した。マスク層はノボラック樹脂ポジ型レジストで構成し、マスク層の膜厚は約２００ｎｍとした。マスク層の形成後、電解メッキ処理により、溝部に銅からなる金属層を形成した。
　金属層の形成後、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）により金属層表面を観察した。図３Ａは、溝幅が２０μｍであるパターンの湾曲部近傍を撮影したＳＥＭ像である。また、図３Ｂは、１つ溝部をより高倍率で撮影したＳＥＭ像である。
　図３Ａに示すように、直線状の直線部だけなく、曲率Ｒを有する湾曲部にも、金属層が形成されていることが確認された。また、図３Ｂに示すように、マスク層に形成した溝部の幅と同等の幅を有する金属層が形成されていることが確認された。これにより、製造する金属部材の形状に合わせてマスク層の溝部を形成し、溝部にメッキ処理に金属層を形成し、形成した金属層を単離することで、所望の形状を有する金属部材を製造できることが確認できた。
　本開示は、上述した各実施形態で特定された構成に限定されず、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、各構成部などに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部などを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
　１　　半導体デバイス
　２　　半導体素子
　３　　セラミック基板
　４　　放熱基板
　５　　パッケージケース
　６　　ヒートシンク
　７　　半田接合材
　１０　　導電性基板
　１１　　基材フィルム
　１２　　無機膜（導電層）
　２０　　マスク層
　２１　　溝部
　３０　　積層体
　４０　　金属層

Claims (4)

  1. 　所望の形状を有する、所定の金属により構成される金属部材の製造方法であって、
    　導電性基板上に、前記導電性基板を露出させる前記所望の形状の溝部を有するマスク層が形成された積層体を作製する工程と、
    　電解メッキ法により、前記積層体に前記所定の金属からなる金属層を形成するメッキ処理を行う工程と、
    　前記メッキ処理後の積層体から、前記溝部に形成された金属層を単離する工程と、を含む製造方法。
  2. 　請求項１に記載の製造方法において、
    　前記導電性基板は、金属板、または、導電材料からなる導電層が形成された導電性フィルムである、製造方法。
  3. 　請求項１に記載の製造方法において、
    　リソグラフィまたは転写により前記マスク層を形成する、製造方法。
  4. 　請求項１から３のいずれか一項に記載の製造方法により製造された金属部材。
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