JPH11138827A - Manufacture for minute part - Google Patents
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- B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
- B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
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-
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はメッキ法により成形
される微細部品の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a fine part formed by a plating method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、マイクロマシン分野において、微
細で且つ複雑な形状の微細部品の要求が高まっている。
そうした状況の中で、多くの微細部品の製造方法が考案
されている。その中でも特願平８−１４１８４１で開示
されている製造方法はフォトリソグラフィー法で元型を
形成し、その元型を用いてメッキ法により微細部品を成
形する製造方法であり、微細形状を高精度で形成できる
ため微細部品の製造方法として有効である。2. Description of the Related Art In recent years, in the field of micromachines, there has been an increasing demand for fine parts having fine and complicated shapes.
In such a situation, many methods for manufacturing a fine component have been devised. Among them, the manufacturing method disclosed in Japanese Patent Application No. 8-141841 is a manufacturing method in which an original mold is formed by a photolithography method, and a fine part is formed by plating using the original mold. It is effective as a method for manufacturing a fine component because it can be formed by using the above method.
【０００３】以下に、従来のフォトリソグラフィー法と
メッキ法を用いた微細部品の製造方法を説明する。[0003] Hereinafter, a method for manufacturing a micropart using conventional photolithography and plating will be described.
【０００４】図６はフォトリソグラフィー法とメッキ法
を用いた従来の微細部品の製造方法を示した図である。
まず、透光性を有する透明基板３０上に光を遮断する不
透明膜４０を微細部品の平面形状に形成する（図６
（ａ））。FIG. 6 is a view showing a conventional method for manufacturing a fine component using a photolithography method and a plating method.
First, an opaque film 40 for shielding light is formed on a transparent substrate 30 having a light-transmitting property in a planar shape of a fine component (FIG. 6).
(A)).
【０００５】次に、不透明膜４０上に感光不溶性材料層
２０をコーティングした後、透明基板３０を介して露光
を行う（図６（ｂ））。この時、透明基板３０と感光不
溶性材料層２０との間に存在する不透明膜４０により、
感光不溶性材料層２０は、微細部品の平面形状以外の部
分のみが露光される。このような透明基板３０側から露
光する露光法のことを一般にバック露光法と称する。Next, after coating the photosensitive insoluble material layer 20 on the opaque film 40, exposure is performed through the transparent substrate 30 (FIG. 6B). At this time, the opaque film 40 existing between the transparent substrate 30 and the photosensitive insoluble material layer 20 causes
In the photosensitive insoluble material layer 20, only a portion other than the planar shape of the fine component is exposed. Such an exposure method of exposing from the transparent substrate 30 side is generally called a back exposure method.
【０００６】その後、感光不溶性材料層２０を現像する
ことによって、未露光部分は溶解し、図６（ｃ）に示す
ようにパターニングされる。このようにして、感光不溶
性材料層２０、不透明膜４０、透明基板３０からなる元
型が完成する。最後に、不透明膜４０上にメッキ法によ
りメッキ層１０を形成し、最終的にメッキ層１０からな
る微細部品が形成される（図６（ｄ））。その後、メッ
キ層１０より、元型である感光不溶性材料層２０、不透
明膜４０、および透明基板３０を除去して、メッキ層１
０からなる微細部品が完成する。Thereafter, by developing the photosensitive insoluble material layer 20, the unexposed portions are dissolved and patterned as shown in FIG. 6 (c). In this way, a master including the photosensitive insoluble material layer 20, the opaque film 40, and the transparent substrate 30 is completed. Finally, a plating layer 10 is formed on the opaque film 40 by a plating method, and finally a fine component made of the plating layer 10 is formed (FIG. 6D). Thereafter, the original photosensitive insoluble material layer 20, the opaque film 40, and the transparent substrate 30 are removed from the plating layer 10, and the plating layer 1 is removed.
Thus, a fine part made of zero is completed.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、感光不
溶性材料層２０を現像する工程において、感光不溶性材
料層２０は基板付近より表面付近の方がより多く現像さ
れる。これは露光を透明基板３０側から行うバック露光
法を用いているため、透明基板３０付近よりも表面付近
の方が露光量が少なくなってしまうからである。その結
果、パターニングされた感光不溶性材料層２０の表面付
近にテーパー形状が生じる。このテーパー形状は感光不
溶性材料層２０の厚さが薄い場合には目立たないが、厚
さが厚くなればなるほど顕著にあらわれるようになる。
上記のように従来のフォトリソグラフィー法とメッキ法
を用いた製造方法によると、元型を形成する感光不溶性
材料層にテーパー形状が生じてしまう。このため感光不
溶性材料層の厚みを厚くするには限界が生じ、感光不溶
性材料層を元型として成形される微細部品には形状の制
約が余儀なくされる。However, in the step of developing the photosensitive insoluble material layer 20, the photosensitive insoluble material layer 20 is more developed near the surface than near the substrate. This is because the back exposure method in which the exposure is performed from the transparent substrate 30 side is used, so that the exposure amount is smaller near the surface than near the transparent substrate 30. As a result, a tapered shape occurs near the surface of the patterned photosensitive insoluble material layer 20. This tapered shape is inconspicuous when the thickness of the photosensitive insoluble material layer 20 is small, but becomes more noticeable as the thickness increases.
As described above, according to the conventional manufacturing method using the photolithography method and the plating method, the photosensitive insoluble material layer forming the original mold has a tapered shape. For this reason, there is a limit in increasing the thickness of the photosensitive insoluble material layer, and the shape of fine parts molded using the photosensitive insoluble material layer as a mold is inevitably restricted.
【０００８】本発明の目的は上記課題を解決し、微細部
品の厚さ方向に発生するテーパー形状を回避することに
よって、厚さが厚い微細部品において形状精度に優れ、
かつ信頼性の高い微細部品の製造方法を提供することで
ある。[0008] An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to avoid a tapered shape generated in the thickness direction of a fine component, thereby achieving excellent shape accuracy in a fine component having a large thickness.
Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a highly reliable micropart.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明による微細部品の製造方法は、微細部品の
平面形状にパターニングされた不透明膜が形成されてい
る透明基板上に透明性を有する第１の感光不溶性樹脂材
料を成膜し該第１の感光不溶性樹脂材料を前記透明基板
側から前記不透明膜を介して露光し現像することによっ
てパターン化する工程と、前記不透明膜上にメッキ法を
用いて前記微細部品の一部となる第１のメッキ層を形成
する工程と、前記第１の感光不溶性樹脂材料及び前記第
１のメッキ層のそれぞれの上面に第２の感光不溶性樹脂
材料を成膜し該第２の感光不溶性樹脂材料を前記透明基
板側から前記不透明膜及び前記第１のメッキ層を介して
露光し、現像することによってパターン化する工程と、
前記第１のメッキ層の上面にメッキ法を用いて前記微細
部品の一部となる第２のメッキ層を形成する工程とを有
することを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, a method of manufacturing a fine component according to the present invention is directed to a method of manufacturing a fine component on a transparent substrate on which an opaque film patterned in a planar shape is formed. Film-forming a first photosensitive insoluble resin material having the following, and patterning the first photosensitive insoluble resin material by exposing and developing the first photosensitive insoluble resin material from the transparent substrate side through the opaque film; Forming a first plating layer to be a part of the fine component using a plating method; and forming a second photosensitive insoluble resin on the upper surface of each of the first photosensitive insoluble resin material and the first plating layer. Forming a material, exposing the second photosensitive insoluble resin material from the transparent substrate side through the opaque film and the first plating layer, and patterning by developing.
Forming a second plating layer that becomes a part of the fine component on the upper surface of the first plating layer by using a plating method.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）第１の実施
の形態は、微細部品としてインクジェットヘッド部品で
ある液室部品を例として説明する。図２はインクジェッ
トプリンター等に用いられる一般的な圧電式インクジェ
ットヘッドの構成を示す図である。また、図１は、イン
クジェットヘッドを構成する液室部品の製造工程を示す
図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) In a first embodiment, a liquid chamber component which is an inkjet head component will be described as an example of a fine component. FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a general piezoelectric ink jet head used for an ink jet printer or the like. FIG. 1 is a diagram showing a manufacturing process of a liquid chamber component constituting the ink jet head.
【００１１】まず、インクジェットヘッドの構成につい
て説明する。図２に示すように、インクの加圧室の役目
をする液室１１１を有する液室部品１１０とインク吐出
孔であるノズル１２１を有するノズル板１２０と振動板
の役目をするダイアフラム１３０とダイアフラム１３０
を歪ませ振動させるための圧電素子１４０と圧電素子１
４０を固定するための基台１５０とからインクジェット
ヘッドは構成される。First, the structure of the ink jet head will be described. As shown in FIG. 2, a liquid chamber component 110 having a liquid chamber 111 serving as a pressure chamber for ink, a nozzle plate 120 having a nozzle 121 serving as an ink ejection hole, a diaphragm 130 serving as a diaphragm, and a diaphragm 130 are provided.
Element 140 and piezoelectric element 1 for distorting and vibrating
An ink jet head is constituted by a base 150 for fixing the ink jet head 40.
【００１２】近年のインクジェットプリンターには高印
字品質化、省スペース化が求められており、その結果イ
ンクジェットヘッドにおいて高密度化、小型化が大きな
課題となっている。そのため液室１１１は幅が狭く、深
さの深い形状が必要となっている。第１の実施の形態
は、そういった要望を満たすためにインクジェットヘッ
ド部品である液室部品１１０を製造したもので、液室部
品１１０は、図１に示すＮｉからなる第１のメッキ層１
１と、やはりＮｉからなる第２メッキ層１２により形成
されている。第１の実施の形態における液室部品１１０
の液室１１１は幅４０μｍ、深さ１００μｍで形成され
ている。In recent years, ink jet printers have been required to have high print quality and space saving, and as a result, high density and miniaturization of ink jet heads have become major issues. Therefore, the liquid chamber 111 needs to be narrow and deep. In the first embodiment, a liquid chamber component 110, which is an inkjet head component, is manufactured to satisfy such a demand. The liquid chamber component 110 includes a first plating layer 1 made of Ni shown in FIG.
1 and a second plating layer 12 also made of Ni. Liquid chamber component 110 in the first embodiment
Is formed with a width of 40 μm and a depth of 100 μm.
【００１３】次に本発明による微細部品の製造方法の概
略を説明する。図１は本発明による微細部品としてイン
クジェットヘッドの液室部品の製造方法を示した図であ
る。図１（ａ）において、透明基板３０上に液室部品の
平面形状が不透明膜４１にてあらかじめ形成されてい
る。図１（ａ）は該透明基板３０の不透明膜４１が形成
されている面に透明性を有する第１の感光不溶性材料層
２１が所望の形状にパターニングされている状態を示し
た図である。前記第１の感光不溶性材料層２１のパター
ニング方法は従来から公知のバック露光法という方法を
用いている。すなわち、透明基板３０の不透明膜４１が
形成されている面上に前記第１の感光不溶性材料層２１
を塗被し、その後透明基板３０を介して前記第１の感光
不溶性材料層２１の露光を行い、最後に現像を行うとい
うパターニング方法である。このパターニング方法は、
厚膜の感光不溶性材料を高精度でパターニングできる方
法として従来より知られている。Next, an outline of the method for manufacturing a fine component according to the present invention will be described. FIG. 1 is a view showing a method of manufacturing a liquid chamber component of an ink jet head as a fine component according to the present invention. In FIG. 1A, the planar shape of the liquid chamber component is formed in advance on a transparent substrate 30 by an opaque film 41. FIG. 1A is a view showing a state in which a first photosensitive insoluble material layer 21 having transparency is patterned into a desired shape on the surface of the transparent substrate 30 on which the opaque film 41 is formed. As a method for patterning the first photosensitive insoluble material layer 21, a conventionally known back exposure method is used. That is, the first photosensitive insoluble material layer 21 is formed on the surface of the transparent substrate 30 on which the opaque film 41 is formed.
And then exposing the first photosensitive insoluble material layer 21 through the transparent substrate 30 and finally developing it. This patterning method
It is conventionally known as a method capable of patterning a thick photosensitive insoluble material with high precision.
【００１４】図１（ａ）の破線部は前記第１の感光不溶
性材料層２１の厚みを厚くした場合のパターニング後の
形状を示したものである。破線部に示すように、第１の
感光不溶性材料層２１の厚みを厚くした場合、第１の感
光不溶性材料層２１の表面付近には大きなテーパー形状
が生じてしまう。しかし本発明においては、図１（ａ）
に示すように、第１の感光不溶性材料層２１の厚みは必
要以上に厚くする必要はなく、テーパー形状が生じない
程度の厚さに形成することが特徴である。The dashed line in FIG. 1A shows the shape after patterning when the thickness of the first photosensitive insoluble material layer 21 is increased. As shown by the broken line, when the thickness of the first photosensitive insoluble material layer 21 is increased, a large tapered shape occurs near the surface of the first photosensitive insoluble material layer 21. However, in the present invention, FIG.
As shown in (1), the thickness of the first photosensitive insoluble material layer 21 does not need to be unnecessarily large, and is characterized in that the first photosensitive insoluble material layer 21 is formed to a thickness that does not cause a tapered shape.
【００１５】第１の実施の形態では、透明基板３０に
０．４ｍｍ厚のガラス基板を用い、不透明膜４１として
０．３μｍ厚の銅（Ｃｕ）膜を用いた。不透明膜４１は
ウェットエッチング法を用いてパターニングした。In the first embodiment, a 0.4 mm thick glass substrate is used as the transparent substrate 30 and a 0.3 μm thick copper (Cu) film is used as the opaque film 41. The opaque film 41 was patterned using a wet etching method.
【００１６】透明性を有する第１の感光不溶性材料層２
１には、日本合成ゴム社製のＴＨＢ−３０（商品名）を
用い、スピンコート法によって、透明基板３０上に５０
μｍの厚さで塗被した。さらに、ＴＨＢ−３０からなる
第１の感光不溶性材料層２１をバック露光法で４００ｍ
Ｊ／ｃｍ２の露光量で露光した後、ＴＨＢ−３０専用現
像液によって現像した。First photosensitive insoluble material layer 2 having transparency
For example, THB-30 (trade name) manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd. was used.
Coated with a thickness of μm. Further, the first photosensitive insoluble material layer 21 made of THB-30 is 400 m thick by the back exposure method.
After exposure at an exposure amount of J / cm 2, development was performed using a THB-30 dedicated developer.
【００１７】次に、図１（ｂ）に示すように、不透明膜
４１上にメッキ法により、第１のメッキ層１１を形成す
る。この時、第１のメッキ層１１の厚みは第１の感光不
溶性材料層２１と同等の厚みもしくはそれ以下の厚みで
形成する。上述のようにパターニングされた第１の感光
不溶性材料層２１にはテーパー形状が形成されていない
ため、第１のメッキ層１１にも大きなテーパー形状は存
在しない。Next, as shown in FIG. 1B, a first plating layer 11 is formed on the opaque film 41 by a plating method. At this time, the thickness of the first plating layer 11 is formed to be equal to or less than the thickness of the first photosensitive insoluble material layer 21. Since the first photosensitive insoluble material layer 21 patterned as described above does not have a tapered shape, the first plating layer 11 does not have a large tapered shape.
【００１８】第１の実施の形態では、メッキ法として電
解メッキ法の一種であるニッケル（Ｎｉ）電鋳法を用い
た。本Ｎｉ電鋳法により、Ｎｉからなる第１のメッキ層
１１を５０μｍ厚で形成した。第１の実施の形態では、
不透明膜４１は導電性を有しており、不透明膜４１を電
極として利用した。In the first embodiment, nickel (Ni) electroforming, which is a type of electrolytic plating, is used as the plating method. The first plating layer 11 made of Ni was formed to a thickness of 50 μm by the Ni electroforming method. In the first embodiment,
The opaque film 41 has conductivity, and the opaque film 41 is used as an electrode.
【００１９】次に、図１（ｃ）に示すように、図１
（ａ）の場合と同様の方法で、第２の感光不溶性材料層
２２をバック露光法を用いて形成する。バック露光法は
上記でも説明したが、透明基板３０を透過させて露光を
行う方法であるが、図１（ｃ）では、透明基板３０のみ
ならず第１の感光不溶性材料層２１をも透過させて露光
を行っている。そのため、第１の感光不溶性材料層にも
ある程度の透光性を有する材料を使用している。この方
法によれば、第１のメッキ層１１が図１（ａ）における
不透明膜４１と同様の役目すなわち露光マスクのかわり
をなす。そのため第２の感光不溶性材料層２２の露光状
態は、図１（ａ）における第１の感光不溶性材料層２１
の露光状態と何ら変わらずテーパー形状の無いパターニ
ングが可能となる。Next, as shown in FIG.
The second photosensitive insoluble material layer 22 is formed by a back exposure method in the same manner as in the case (a). As described above, the back exposure method is a method in which exposure is performed by transmitting light through the transparent substrate 30. In FIG. 1C, not only the transparent substrate 30 but also the first photosensitive insoluble material layer 21 is transmitted. Exposure. For this reason, a material having a certain degree of translucency is also used for the first photosensitive insoluble material layer. According to this method, the first plating layer 11 has the same function as the opaque film 41 in FIG. 1A, that is, replaces the exposure mask. Therefore, the exposure state of the second photosensitive insoluble material layer 22 is the same as that of the first photosensitive insoluble material layer 21 shown in FIG.
This makes it possible to perform patterning without a taper shape as in the case of the exposure state described above.
【００２０】図１（ｃ）における露光は、図１（ａ）と
基本的に同じ位置に同じパターンの露光がなされる。そ
のため、同じパターンを何度でも積層する事ができると
いうことも、本発明の特徴の一つである。In the exposure in FIG. 1C, the same pattern is exposed at basically the same position as in FIG. 1A. Therefore, it is one of the features of the present invention that the same pattern can be laminated any number of times.
【００２１】第１の実施の形態では、第２の感光不溶性
材料層２２としてＴＨＢ−３０を用い、第１のメッキ層
１１、第１の感光不溶性材料層２１上にスピンコート法
で５０μｍ厚の厚みで塗被した。その後、バック露光法
にて、透明基板３０側から６００ｍＪ／ｃｍ２の露光量
で露光した後、ＴＨＢ−３０専用現像液にて現像を行っ
た。In the first embodiment, THB-30 is used as the second photosensitive insoluble material layer 22, and a 50 μm thick layer is formed on the first plating layer 11 and the first photosensitive insoluble material layer 21 by spin coating. Coated with thickness. Thereafter, the substrate was exposed to light at an exposure amount of 600 mJ / cm2 from the transparent substrate 30 side by a back exposure method, and then developed with a THB-30-specific developer.
【００２２】その後、図１（ｄ）に示すように、第１の
メッキ層１１上に第２のメッキ層１２をメッキ法によっ
て形成する。最終的には第１のメッキ層１１と第２のメ
ッキ層１２からなる液室部品１１０が成形されることと
なる。Thereafter, as shown in FIG. 1D, a second plating layer 12 is formed on the first plating layer 11 by a plating method. Finally, the liquid chamber component 110 including the first plating layer 11 and the second plating layer 12 is formed.
【００２３】第１の実施の形態では、第１のメッキ層１
１と同様に、第２のメッキ層１２もＮｉ電鋳法により形
成した。第２のメッキ層１２は図１（ｄ）で示されるよ
うに第２の感光不溶性材料層２２を完全に覆うようにし
て形成される。そのため第２のメッキ層の厚みは第１の
メッキに比べて厚く、第１の実施の形態においては３０
０μｍの厚みで形成した。In the first embodiment, the first plating layer 1
Similarly to 1, the second plating layer 12 was also formed by Ni electroforming. The second plating layer 12 is formed so as to completely cover the second photosensitive insoluble material layer 22, as shown in FIG. Therefore, the thickness of the second plating layer is thicker than that of the first plating.
It was formed with a thickness of 0 μm.
【００２４】最後に透明基板３０、不透明膜４１、第１
の感光不溶性材料層２１、第２の感光不溶性材料層２２
を液室部品１１０を構成する第１のメッキ層１１、第２
のメッキ層１２から除去して完成する。Finally, the transparent substrate 30, the opaque film 41, the first
Photosensitive insoluble material layer 21, second photosensitive insoluble material layer 22
The first plating layer 11 and the second plating layer
To complete the plating layer 12.
【００２５】第１の実施の形態では、ガラス基板からな
る透明基板３０を破壊した後、不透明膜４１、第１の感
光不溶性材料層２１、第２の感光不溶性材料層２２をそ
れぞれ専用のエッチング液によって溶解させて除去を行
った。In the first embodiment, after the transparent substrate 30 made of a glass substrate is destroyed, the opaque film 41, the first photosensitive insoluble material layer 21, and the second photosensitive insoluble material layer 22 are each replaced with a dedicated etching solution. To dissolve and remove.
【００２６】本発明の製造方法においてメッキ法は電解
メッキ法（電鋳法を含む。）であっても無電解メッキ法
であってもどちらでもかまわない。第１の実施形態では
生産性を考慮し、メッキ速度が速く且つメッキ層の厚み
を厚くする事ができる電鋳法を用いた。もし電解メッキ
法を用いる場合には、不透明膜４０は導電性膜である必
要がある。In the manufacturing method of the present invention, the plating method may be either an electrolytic plating method (including an electroforming method) or an electroless plating method. In the first embodiment, in consideration of productivity, an electroforming method that can increase the plating speed and increase the thickness of the plating layer is used. If the electrolytic plating method is used, the opaque film 40 needs to be a conductive film.
【００２７】また、本第１の実施形態ではメッキ層を２
層としたが、上記でも述べたように本発明によれば、図
１（ｃ）〜図１（ｄ）の工程を繰り返すことによってメ
ッキ層を何層でも積層することが基本的には可能であ
る。また、そうすることによって従来に得ることのでき
なかった高い壁もしくは深い溝の形状を形成する事も可
能となり、本発明の製造方法をより効果的にする。In the first embodiment, the plating layer is
However, according to the present invention, as described above, it is basically possible to laminate any number of plating layers by repeating the steps of FIGS. 1 (c) to 1 (d). is there. In addition, by doing so, it becomes possible to form a shape of a high wall or a deep groove which could not be obtained conventionally, and the manufacturing method of the present invention becomes more effective.
【００２８】また、本第１の実施形態では、第２の感光
不溶性材料層２２の材料として第１の感光不溶性材料層
２１同じ透明性を有する材料を使用したが、第２の感光
不溶性材料層２２の材料として透明性のないものでも差
し支えない。すなわち、メッキ層を何層にも積層する場
合には、最後のメッキ層を積層する工程に使用する感光
不溶性材料層は、透明性、不透明性のいずれも使用する
ことが出来る。In the first embodiment, a material having the same transparency as that of the first photosensitive insoluble material layer 21 is used as the material of the second photosensitive insoluble material layer 22. The material 22 may be non-transparent. That is, in the case of laminating any number of plating layers, the photosensitive insoluble material layer used in the step of laminating the last plating layer can be either transparent or opaque.
【００２９】（第２の実施の形態）次に、本発明による
第２の実施の形態を示す。図４は本発明によって製造さ
れる微細穴部品５０を示し、図３は本発明による微細穴
部品５０の製造工程における要部断面を示した図であ
る。(Second Embodiment) Next, a second embodiment according to the present invention will be described. FIG. 4 shows a micro-hole component 50 manufactured according to the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing a cross section of a main part in a manufacturing process of the micro-hole component 50 according to the present invention.
【００３０】図３に示すように基本的な製造工程は第１
の実施の形態と同じである。まず、ガラス基板からなる
透明基板３０上にＣｕからなる不透明膜４１ａで微細穴
部品５０の平面形状を形成し、バック露光法を用いて第
１の感光不溶性材料層２１ａを形成する。As shown in FIG. 3, the basic manufacturing process is the first
This is the same as the embodiment. First, the planar shape of the micro-hole component 50 is formed on the transparent substrate 30 made of a glass substrate with the opaque film 41a made of Cu, and the first photosensitive insoluble material layer 21a is formed using the back exposure method.
【００３１】次に、Ｎｉ電鋳法により第１のメッキ層１
１ａを形成し、さらに、その上部に塗被された第２の感
光不溶性材料層２２ａをバック露光法にてパターニング
する。その後、Ｎｉ電鋳法によりメッキ層１２ａを形成
した状態が図３である。最終的には、第１のメッキ層１
１ａおよび第２のメッキ層１２ａから透明基板３０、不
透明膜４１ａ、第１の感光不溶性材料層２１ａ、第２の
感光不溶性材料層２２ａを除去することによって、第１
のメッキ層１１ａおよび第２のメッキ層１２ａの積層構
造をなす微細穴部品５０が完成する。Next, the first plating layer 1 is formed by Ni electroforming.
1a is formed, and the second photosensitive insoluble material layer 22a applied thereon is patterned by a back exposure method. Thereafter, FIG. 3 shows a state in which the plating layer 12a is formed by Ni electroforming. Finally, the first plating layer 1
By removing the transparent substrate 30, the opaque film 41a, the first photosensitive insoluble material layer 21a, and the second photosensitive insoluble material layer 22a from the first plating layer 12a and the second plating layer 12a,
The micro hole component 50 having a laminated structure of the plating layer 11a and the second plating layer 12a is completed.
【００３２】第２の実施の形態においても、第１の感光
不溶性材料層２１、第２の感光不溶性材料層２２ともに
日本合成ゴム社製ＴＨＢ−３０を使用した。また、各工
程における加工条件はすべて第１の実施の形態と同条件
で行った。Also in the second embodiment, THB-30 manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd. was used for both the first photosensitive insoluble material layer 21 and the second photosensitive insoluble material layer 22. The processing conditions in each step were all the same as those in the first embodiment.
【００３３】第２の実施の形態によれば、穴径φ５０μ
ｍの貫通孔が形成された１００μｍ厚の微細穴部品を製
造することができた。穴精度はフォトリソグラフィー法
を用いているために非常に精度が良く±１μｍ程度であ
った。また貫通した穴の内壁面には面荒れは見られず、
表面品質は非常に良好であった。According to the second embodiment, the hole diameter is φ50 μm.
A 100 μm-thick micro-hole component having m through-holes formed therein could be manufactured. The hole precision was very good and was about ± 1 μm due to the use of the photolithography method. Also, no rough surface is seen on the inner wall surface of the hole
Surface quality was very good.
【００３４】また、第２の実施の形態ではメッキ層を２
層構造としたが、本発明の工程を繰り返すことによっ
て、２層以上の多層構造にすることも可能である。たと
え多層構造にしたとしても、本発明によればテーパー形
状が無いために穴径は同一寸法で形成されるので問題は
ない。このように多層構造にすることによって、より深
い微細穴を有する微細穴部品を形成することが可能とな
る。In the second embodiment, the plating layer is
Although a layered structure is used, a multilayer structure having two or more layers can be formed by repeating the steps of the present invention. Even if a multi-layer structure is used, there is no problem because the hole diameter is formed in the same size because there is no tapered shape according to the present invention. With such a multilayer structure, it is possible to form a micro-hole component having deeper micro-holes.
【００３５】第２の実施の形態によれば、寸法精度が高
く、穴内部の表面品質も良好な微細で深い穴を有する微
細穴部品を形成する事ができた。According to the second embodiment, it is possible to form a micro-hole component having fine and deep holes with high dimensional accuracy and good surface quality inside the hole.
【００３６】（第３の実施の形態）図５は、本発明によ
る微細歯車２１０の製造工程を説明するための切断した
状態を示す斜視図である。ガラス基板からなる透明基板
３０上に微細歯車２１０の平面形状を施した不透明膜４
１ｂが形成されており、その微細歯車２１０の平面形状
を型どって第１の感光不溶性材料層２１ｂ、第２の感光
不溶性材料層２２ｂが露光・現像によりパターニングさ
れている。微細歯車２１０は不透明膜４１ｂ上にメッキ
法により形成されたメッキ層１１ｂ、メッキ層１２ｂで
構成される。(Third Embodiment) FIG. 5 is a perspective view showing a cut state for explaining a manufacturing process of a fine gear 210 according to the present invention. Opaque film 4 having a plane shape of fine gear 210 formed on transparent substrate 30 made of a glass substrate
1b is formed, and the first photosensitive insoluble material layer 21b and the second photosensitive insoluble material layer 22b are patterned by exposing and developing by shaping the planar shape of the fine gear 210. The fine gear 210 includes a plating layer 11b and a plating layer 12b formed on the opaque film 41b by a plating method.
【００３７】第３の実施の形態において、製造工程は第
１の実施の形態および第２の実施の形態と、ほとんど同
様の工程を用いている。唯一、第１のメッキ層１１ｂお
よび第２のメッキ層１２ｂのメッキ工程において、これ
までは電鋳法（電解メッキ法）を用いていたが、本第３
の実施の形態ではＮｉ無電解メッキ法を用いた。理由は
図５からもわかるように不透明膜４１ｂを電極として外
部に取り出すことが困難なためである。そのため、第３
の実施の形態では、不透明膜４１ｂは必ずしも導電性膜
である必要はない。In the third embodiment, the manufacturing process uses almost the same steps as those in the first and second embodiments. Only in the plating process of the first plating layer 11b and the second plating layer 12b, the electroforming method (electrolytic plating method) has been used so far.
In the embodiment, the Ni electroless plating method is used. The reason is that it is difficult to take out the opaque film 41b as an electrode to the outside as can be seen from FIG. Therefore, the third
In the embodiment, the opaque film 41b does not necessarily need to be a conductive film.
【００３８】部品の形状によっては、第３の実施の形態
のように無電解メッキ法を用いる場合もあるが、無電解
メッキ法を用いた場合も、本発明の特徴である微細で精
度の高い部品を製造できるという効果を得ることが出来
る。Depending on the shape of the component, the electroless plating method may be used as in the third embodiment. However, when the electroless plating method is used, the fine and high-precision characteristic of the present invention is also used. The effect that a part can be manufactured can be obtained.
【００３９】[0039]
【発明の効果】以上述べたように、本発明の微細部品の
製造方法によれば、従来のフォトリソグラフィー法とメ
ッキ法を用いた製造方法で生じるテーパー形状を防ぐこ
とができる。これによって、これまでテーパー形状が存
在することにより生じていた課題、例えば垂直壁が形成
できない、深い穴が形成できないなどの課題を解消する
ことができる。このように微細部品の厚さ方向に発生す
るテーパー形状を回避することによって厚さが厚い微細
部品においも形状精度に優れ、かつ高精度で信頼性の高
い微細部品を提供することができる。その結果、微細部
品の形状設計が幅広くなり、従来得られなかった構造を
有する微細部品の実現が可能となる。As described above, according to the method for manufacturing a fine component of the present invention, it is possible to prevent a tapered shape which is caused by a conventional manufacturing method using photolithography and plating. As a result, the problems caused by the existence of the tapered shape, such as the inability to form a vertical wall and the inability to form a deep hole, can be solved. By avoiding the tapered shape generated in the thickness direction of the fine component as described above, it is possible to provide a fine component with excellent shape accuracy, high accuracy and high reliability even for a thick fine component. As a result, the shape design of the fine component is widened, and it is possible to realize a fine component having a structure that has not been obtained conventionally.
【００４０】また本発明をインクジェットヘッド部品に
適用した場合では、深く且つ幅の狭い液室を有する液室
部品を形成することができるため、インクジェットヘッ
ドの小型化、高密度化が可能となる。その結果、従来よ
りも小さく印字品質の良好なインクジェットプリンター
を達成することができる。When the present invention is applied to an inkjet head component, a liquid chamber component having a deep and narrow liquid chamber can be formed, so that the inkjet head can be reduced in size and density. As a result, it is possible to achieve an ink jet printer that is smaller than the conventional one and has good print quality.
【図１】本発明による微細部品の製造工程を示した図で
ある。FIG. 1 is a view showing a manufacturing process of a fine component according to the present invention.
【図２】一般的なインクジェットヘッドの構成を示した
図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a general inkjet head.
【図３】本発明による微細穴部品の製造工程を示す部分
断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a micro-hole component according to the present invention.
【図４】本発明による微細穴部品を示す図である。FIG. 4 is a view showing a micro-hole component according to the present invention.
【図５】本発明による微細歯車の製造工程示す切断した
斜視図である。FIG. 5 is a cutaway perspective view showing a manufacturing process of the fine gear according to the present invention.
【図６】従来のフォトリソグラフィー法と電鋳法を用い
た微細部品の製造工程を示した図である。FIG. 6 is a view showing a manufacturing process of a fine component using a conventional photolithography method and an electroforming method.
１０ メッキ層 １１、１１ａ、１１ｂ 第１のメッキ層 １２、１２ａ、１２ｂ 第２のメッキ層 ２０ 感光不溶性材料層 ２１、２１ａ、２１ｂ 第１の感光不溶性材料層 ２２、２２ａ、２２ｂ 第２の感光不溶性材料層 ３０ 透明基板 ４０ 不透明膜 ４１、４１ａ、４１ｂ 不透明膜 ５０ 微細穴部品 １１０ 液室部品 １１１ 液室 １２０ ノズル板 １２１ ノズル １３０ ダイアフラム １４０ 圧電素子 １５０ 基台 ２１０ 微細歯車 REFERENCE SIGNS LIST 10 plating layer 11, 11a, 11b first plating layer 12, 12a, 12b second plating layer 20 photosensitive insoluble material layer 21, 21a, 21b first photosensitive insoluble material layer 22, 22a, 22b second photosensitive insoluble Material layer 30 Transparent substrate 40 Opaque film 41, 41a, 41b Opaque film 50 Micro-hole component 110 Liquid chamber component 111 Liquid chamber 120 Nozzle plate 121 Nozzle 130 Diaphragm 140 Piezoelectric element 150 Base 210 Fine gear
Claims (1)
光性樹脂材料をフォトリソグラフィー法によってパター
ニングし、前記基板上にメッキ層をメッキ法を用いて形
成し、前記メッキ層から前記基板及び感光性樹脂材料を
除去して微細部品を製造する微細部品の製造方法におい
て、 微細部品の平面形状にパターニングされた不透明膜が形
成されている透明基板上に透明性を有する第１の感光不
溶性樹脂材料を成膜し該第１の感光不溶性樹脂材料を前
記透明基板側から前記不透明膜を介して露光し現像する
ことによってパターン化する工程と、前記不透明膜上に
メッキ法を用いて前記微細部品の一部となる第１のメッ
キ層を形成する工程と、 前記第１の感光不溶性樹脂材料及び前記第１のメッキ層
のそれぞれの上面に第２の感光不溶性樹脂材料を成膜し
該第２の感光不溶性樹脂材料を前記透明基板側から前記
不透明膜及び前記第１のメッキ層を介して露光し、現像
することによってパターン化する工程と、前記第１のメ
ッキ層の上面にメッキ法を用いて前記微細部品の一部と
なる第２のメッキ層を形成する工程とを有することを特
徴とする微細部品の製造方法。1. A photosensitive resin material formed on a substrate having an opaque film is patterned by photolithography, and a plating layer is formed on the substrate by plating. A method of manufacturing a fine component by removing a photosensitive resin material, wherein a first photosensitive insoluble resin having transparency is formed on a transparent substrate on which an opaque film patterned in a planar shape of the fine component is formed. Forming a material, patterning the first photosensitive insoluble resin material by exposing and developing the first photosensitive insoluble resin material from the transparent substrate side through the opaque film, and plating the fine component on the opaque film by plating. Forming a first plating layer that becomes a part of the first photosensitive insoluble resin material and a second photosensitive insoluble resin material on the upper surface of each of the first photosensitive insoluble resin material and the first plating layer Forming a pattern by exposing the second photosensitive insoluble resin material from the transparent substrate side through the opaque film and the first plating layer, and developing the second photosensitive insoluble resin material; Forming a second plating layer that becomes a part of the fine component on a top surface of the fine component by using a plating method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30695597A JPH11138827A (en) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | Manufacture for minute part |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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|---|---|
| JPH11138827A true JPH11138827A (en) | 1999-05-25 |
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| Country | Link |
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