JP2003147570A - Method of manufacturing fine metallic parts - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、所定の立体形状を
有する微細金属部品の製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a fine metal part having a predetermined three-dimensional shape.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近時、ＬＳＩをはじめとする半導体チッ
プ用の機能部品や、あるいはマイクロマシンの部品など
として、厚みがおよそ１００μｍ超で、かつサブミクロ
ンオーダーの精度を有する微細な立体形状を有する金属
部品が実用化されつつある。かかる微細金属部品の製造
方法としては、ダイレクトＬＩＧＡ(LithographieGalva
noformung Abformung)法が有益である。2. Description of the Related Art Recently, as a functional component for a semiconductor chip such as an LSI or a component of a micromachine, a metal having a fine three-dimensional shape with a thickness of more than about 100 μm and an accuracy of submicron order. Parts are being put to practical use. As a method of manufacturing such fine metal parts, direct LIGA (Lithographie Galva) is used.
The noformung Abformung method is beneficial.
【０００３】このダイレクトＬＩＧＡ法では、例えば数
百μｍの高さを有する微細金属部品の製造や、あるいは
ミクロン領域の精度を有する加工が可能であって、高い
アスペクト比（高さ／幅）を有する微細金属部品を容易
に製造できるため、広範な分野での応用が期待されてい
る。ダイレクトＬＩＧＡ法によって微細金属部品を製造
するためには、まず導電性基体上に、感光性のレジスト
構造体を形成する。レジスト構造体の厚みは、製造する
微細金属部品の高さに設定する。In this direct LIGA method, for example, it is possible to manufacture fine metal parts having a height of several hundreds of μm, or to perform processing with accuracy in the micron range, and to have a high aspect ratio (height / width). Since it is possible to easily manufacture fine metal parts, application in a wide range of fields is expected. In order to manufacture a fine metal component by the direct LIGA method, first, a photosensitive resist structure is formed on a conductive substrate. The thickness of the resist structure is set to the height of the fine metal part to be manufactured.
【０００４】次にこのレジスト構造体に、所定のパター
ンを有するマスクを介して、たとえばＳＲ(Synchrotron
Radiation)光等のＸ線を照射したのち、レジスト専用
の現像剤を用いて現像して、レジスト構造体に、微細金
属部品の形状に対応した、導電性基体表面に達する微細
な通孔パターンを形成する。そして上記通孔パターンの
部分で露出した導電性基体上に、当該導電性基体を電極
とする電気めっきによって選択的にめっき被膜を成長さ
せることで、通孔パターンの形状に対応した微細金属部
品を形成したのち、レジスト構造体および導電性基体を
除去すると微細金属部品が得られる。Then, for example, SR (Synchrotron) is applied to the resist structure through a mask having a predetermined pattern.
Radiation) After irradiating with X-rays such as light, it is developed using a resist-dedicated developer, and a fine through-hole pattern reaching the surface of the conductive substrate corresponding to the shape of the fine metal parts is formed on the resist structure. Form. Then, by selectively growing a plating film on the conductive substrate exposed at the portion of the through hole pattern by electroplating using the conductive substrate as an electrode, a fine metal component corresponding to the shape of the through hole pattern is formed. After formation, the resist structure and the conductive substrate are removed to obtain a fine metal part.
【０００５】しかし上記のようにダイレクトＬＩＧＡ法
では、非常に高精度ではあるが製造コストが高くつく、
Ｘ線の照射によって通孔パターンを形成したレジスト構
造体を、微細金属部品の製造に１回だけしか使用するこ
とができない。このため微細金属部品の大量生産には限
界があり、個々の微細金属部品の製造コストが高くつく
という問題がある。例えば導電性基体として直径４イン
チのウエハを用いた場合に、一度に製造できる微細金属
部品の個数は数十個〜数千個程度である。However, as described above, the direct LIGA method has a very high precision, but the manufacturing cost is high.
The resist structure having the through-hole pattern formed by X-ray irradiation can be used only once in the production of the fine metal component. Therefore, mass production of fine metal parts is limited, and there is a problem that the manufacturing cost of individual fine metal parts is high. For example, when a 4-inch diameter wafer is used as the conductive substrate, the number of fine metal parts that can be manufactured at one time is about several tens to several thousands.
【０００６】Ｘ線に比べて照射のコストが安価な紫外線
を使用することも考えられるが、紫外線はＸ線よりも波
長が長く、しかも指向性がないため、それだけ大きく回
折する結果、レジスト構造体の、通孔パターンのエッジ
部が丸くなったり、あるいは深さ方向に光が発散したり
して、通孔パターンの形状が変形しやすい。このため、
微細金属部品の形状の精度が低下するという問題があ
る。また電子線は、紫外線より波長が短いものの、レジ
スト構造体を形成する材料などとの相互作用が大きいた
め、レジスト構造体の厚み方向に深く入り込むことがで
きない。このため、通孔パターンを形成できるレジスト
構造体の厚みには限界があり、電子線は、とくにアスペ
クト比の高い微細金属部品の製造には適していない。Although it is possible to use ultraviolet rays, which are less expensive to irradiate than X-rays, ultraviolet rays have a longer wavelength than X-rays and have no directivity. However, the shape of the through hole pattern is easily deformed due to rounded edge portions of the through hole pattern or light diverging in the depth direction. For this reason,
There is a problem that the precision of the shape of the fine metal part is lowered. Although the electron beam has a shorter wavelength than that of ultraviolet rays, it has a large interaction with the material forming the resist structure and cannot penetrate deeply in the thickness direction of the resist structure. For this reason, the thickness of the resist structure capable of forming the through hole pattern is limited, and the electron beam is not suitable for the production of fine metal parts having a particularly high aspect ratio.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ダイレクトＬＩＧＡ法
に代わる微細金属部品の製造方法として、微細金属部品
のもとになる微細金型（親金型）を用いて、射出成形あ
るいは反応性射出成形等によって、上記微細金属部品の
形状に対応した微細な通孔パターンを有する樹脂製の型
を形成したのち、この型を、導電性基体の表面に接着し
て、あとはダイレクトＬＩＧＡ法と同様にして微細金属
部品を製造する方法がある。As a method of manufacturing a fine metal part as an alternative to the direct LIGA method, injection molding or reactive injection molding using a fine mold (parent mold) that is the basis of the fine metal part. To form a resin mold having a fine through-hole pattern corresponding to the shape of the fine metal component, adhere the mold to the surface of the conductive substrate, and then perform the same procedure as in the direct LIGA method. There is a method of manufacturing fine metal parts.
【０００８】この方法では、例えばレジスト構造体への
Ｘ線の照射および照射後の現像による微細パターンの形
成（以下「Ｘ線リソグラフ法」とする）と、かかる微細
パターンへの電鋳とによって親金型を作製することで、
当該Ｘ線リソグラフ法による高精度を維持しつつ、１つ
の親金型から、樹脂製の型を多数、形成することができ
るため、これまでよりも微細金属部品を大量に、かつ安
価に製造することが可能となる。In this method, for example, a fine pattern is formed by irradiating the resist structure with X-rays and developing after the irradiation (hereinafter referred to as "X-ray lithographic method"), and electroforming on the fine pattern. By making a mold,
Since it is possible to form a large number of resin molds from one master mold while maintaining the high accuracy of the X-ray lithographic method, it is possible to manufacture a large amount of fine metal parts at a lower cost than ever before. It becomes possible.
【０００９】樹脂製の型は、電気めっき時にずれたりし
ないように、接着剤を用いて、導電性基体の表面に固定
する必要がある。しかし接着剤は、接着時に、型の通孔
パターンの部分にはみ出しやすく、それをそのままにし
ておくと、電気めっき時にめっき被膜成長の妨げとなっ
て、所定の形状を有する微細金属部品を形成できない原
因となる。そこで、はみ出した接着剤を除去するため
に、電気めっき前の通孔パターンの内部を溶剤で洗浄
（ウエットエッチング）したり、あるいはドライエッチ
ングしたりすることが考えられるが、いずれの処理も樹
脂の型にダメージを与えやすく、とくに通孔パターンの
エッジ部が丸くなったり、あるいは通孔パターンの側壁
が抉り取られたりして、通孔パターンの形状が変形しや
すい。このため、微細金属部品の形状の再現性が低下す
るという問題がある。The resin mold needs to be fixed to the surface of the conductive substrate with an adhesive so as not to be displaced during electroplating. However, the adhesive easily sticks out to the through-hole pattern part of the mold at the time of bonding, and if it is left as it is, it hinders the growth of the plating film during electroplating and cannot form a fine metal part having a predetermined shape. Cause. Therefore, in order to remove the protruding adhesive, it is conceivable to wash the inside of the through-hole pattern before electroplating with a solvent (wet etching) or dry-etch it. The shape of the through-hole pattern is likely to be deformed because the mold is easily damaged, and especially the edge portion of the through-hole pattern is rounded or the side wall of the through-hole pattern is cut off. For this reason, there is a problem that the reproducibility of the shape of the fine metal component is deteriorated.
【００１０】本発明の目的は、とくにコーナーエッジが
鋭く、かつ高さ方向の垂直性に優れた、アスペクト比の
高い微細金属部品などを再現性良く、しかもより少ない
工程で安価かつ大量に製造することができる微細金属部
品の製造方法を提供することにある。It is an object of the present invention to manufacture reproducibly small metal parts having a sharp corner edge and excellent verticality in the height direction and having a high aspect ratio, and at low cost and in large quantities. It is to provide a method of manufacturing a fine metal component capable of manufacturing the same.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段および発明の効果】請求項
１記載の発明は、平均粒径が１μｍ未満である微細な金
属粉末を導電成分として含有した導電ペーストからなる
導電膜を介して、導電性基体上に、微細金属部品の形状
に対応した微細な通孔パターンを有する、絶縁材料から
なる型を固定した形状の電鋳型を用意する工程と、この
電鋳型の通孔パターンの部分で露出させた導電膜の表
面、または導電性基体と導電膜の表面に、これらの部分
を電極とする電気めっきによって選択的にめっき被膜を
成長させることで、通孔パターンの形状に対応した微細
金属部品を形成する工程と、を含むことを特徴とする微
細金属部品の製造方法である。Means for Solving the Problems and Effects of the Invention According to the invention described in claim 1, the conductive film is formed through a conductive film made of a conductive paste containing fine metal powder having an average particle size of less than 1 μm as a conductive component. Of an electroforming mold having a fixed pattern of insulating material and having a fine through hole pattern corresponding to the shape of a fine metal part on a flexible substrate, and exposing through the through hole pattern of this electroforming mold A fine metal part corresponding to the shape of the through-hole pattern by selectively growing a plating film on the surface of the conductive film thus formed or on the surfaces of the conductive substrate and the conductive film by electroplating using these portions as electrodes. And a step of forming.
【００１２】前記課題を解決するため、発明者は、接着
剤に代えて、導電成分として金属粉末を用いた導電ペー
ストを使用することを検討した。すなわち前記樹脂の型
を、導電ペーストからなる導電膜を介して導電性基体上
に固定した状態で、上記型の通孔パターンの部分で露出
させた導電膜の表面、もしくは導電ペーストを従来の接
着剤と同様に使用して通孔パターンの部分で露出させた
導電性基体と、そこにはみ出した導電ペーストからなる
導電膜の表面に、これらの部分を電極とする電気めっき
によって選択的にめっき被膜を成長させるようにすれ
ば、接着剤のはみ出しとその除去に伴う種々の問題を解
消できるものと考えた。In order to solve the above-mentioned problems, the inventor has considered using a conductive paste using metal powder as a conductive component instead of the adhesive. That is, with the resin mold fixed on a conductive substrate through a conductive film made of a conductive paste, the surface of the conductive film exposed at the through hole pattern portion of the mold or the conductive paste is bonded by a conventional method. The conductive substrate exposed at the through-hole pattern part using the same method as the agent and the surface of the conductive film consisting of the conductive paste protruding therethrough are selectively plated by electroplating using these parts as electrodes. It was thought that various problems associated with the protrusion and removal of the adhesive could be solved by growing the adhesive.
【００１３】しかしこの方法に従来の、一般的な導電ペ
ーストを用いた場合には、形成された微細金属部品中
の、金属の結晶粒の粒径が、その全体もしくは一部の厚
み方向で不連続に変化した分布を有するものとなるた
め、全体にわたって均一な結晶構造を有し、良好な特性
を有する微細金属部品を製造できないことが判明した。
この原因についてさらに検討したところ、以下の事実が
明らかとなった。すなわち従来の導電ペーストは、導電
成分として、平均粒径が１μｍ以上という、微細金属部
品と比較してもあまり小さくない金属粉末を含有してい
る。However, when a conventional, general conductive paste is used in this method, the grain size of the metal crystal grains in the formed fine metal part is not uniform in the thickness direction of the whole or a part thereof. It has been found that it is impossible to manufacture a fine metal part having a uniform crystal structure and good characteristics because it has a distribution that continuously changes.
Further investigation of the cause revealed the following facts. That is, the conventional conductive paste contains, as a conductive component, a metal powder having an average particle diameter of 1 μm or more, which is not so small as compared with a fine metal component.
【００１４】このため従来の導電ペーストを用いて形成
した導電膜の表面を、微細金属部品の大きさのレベルで
微視的に見ると、金属粉末が露出した導電部分と、その
間の絶縁部分とが、金属粉末の大きさにあわせて不規則
な斑状に分布した状態となっており、電気的に均一でな
い。しかも導電膜の表面は、同様に微細金属部品の大き
さのレベルで微視的に見ると、金属粉末の大きさに対応
した、微細金属部品の大きさと比べてもあまり小さくな
い凹凸を有しており、平坦でもない。For this reason, when the surface of the conductive film formed using the conventional conductive paste is microscopically viewed at the level of the size of the fine metal part, the conductive part where the metal powder is exposed and the insulating part between them are seen. However, it is in a state of being irregularly distributed according to the size of the metal powder, and is not electrically uniform. Moreover, when the surface of the conductive film is also microscopically viewed at the level of the size of the fine metal component, it has irregularities corresponding to the size of the metal powder, which is not so small as the size of the fine metal component. It is not flat.
【００１５】電気めっきによるめっき被膜の結晶構造は
下地の影響を受けやすく、上記のようにその表面が電気
的に均一でない上、平坦でもない導電膜を下地としてめ
っき被膜を成長させた際には、特に成膜初期の段階で生
成する結晶粒の粒径が、例えば平坦な金属表面にめっき
被膜を成長させた際に得られる本来の粒径よりもかなり
大きくなる傾向を示す。そして膜の成長が進み、その表
面が平坦な金属面に近づいた段階で、はじめて、平坦な
金属表面に成長させた場合と同等の本来の粒径を有する
結晶粒が生成するようになり、その後はこの粒径で膜が
成長する。The crystal structure of the plating film formed by electroplating is easily affected by the base, and the surface thereof is not electrically uniform as described above, and when the plating film is grown using a conductive film that is not flat as a base. In particular, the grain size of crystal grains generated in the initial stage of film formation tends to be considerably larger than the original grain size obtained when a plating film is grown on a flat metal surface, for example. Then, when the film growth progresses and the surface approaches a flat metal surface, crystal grains having the same original grain size as when grown on a flat metal surface are generated, and then The film grows with this grain size.
【００１６】このため導電膜上に成長させためっき被膜
は、その厚み方向の全体にわたって均一な結晶構造を有
するものとはならず、金属の結晶粒の粒径が厚み方向で
不連続に変化した分布を有するものとなる。具体的に
は、例えば導電性基体上の、通孔パターンの底の全面に
亘って導電膜を形成した場合、微細金属部品は、金属の
結晶粒の粒径が本来の粒径よりも大きい領域と、その上
の、本来の粒径である領域との２層構造に形成される。Therefore, the plating film grown on the conductive film does not have a uniform crystal structure over the entire thickness direction, and the grain size of the metal crystal grains changes discontinuously in the thickness direction. It will have a distribution. Specifically, for example, when the conductive film is formed on the entire surface of the bottom of the through hole pattern on the conductive substrate, the fine metal component has a region in which the crystal grain size of the metal is larger than the original grain size. And a region having the original grain size on it, a two-layer structure is formed.
【００１７】また導電ペーストを、従来の接着剤と同様
の使い方をした場合、基本的には通孔パターンの底に導
電性基体が露出しており、この領域では、最初から金属
の結晶粒の粒径が本来の粒径であるめっき被膜が成長す
る。しかし導電ペーストがはみ出した部分で、かかる導
電ペーストからなる導電膜上に、上記と同様に金属の結
晶粒の粒径が本来の粒径よりも大きい領域を生じる。し
たがって製造された微細金属部品は、上記いずれの場合
にも、結晶粒の粒径が本来よりも大きい領域において、
所期の物理的、機械的あるいは電気的特性を発揮するこ
とができない。When the conductive paste is used in the same manner as a conventional adhesive, the conductive substrate is basically exposed at the bottom of the through hole pattern, and in this region, metal crystal grains are formed from the beginning. The plating film having the original grain size grows. However, in a portion where the conductive paste protrudes, a region in which the grain size of the metal crystal grains is larger than the original grain size is formed on the conductive film made of the conductive paste, similarly to the above. Therefore, the manufactured fine metal parts, in any of the above cases, in the region where the grain size of the crystal grains is larger than originally,
Inability to exhibit the desired physical, mechanical or electrical properties.
【００１８】このため微細金属部品の全体として見たと
きに、所期の物理的、機械的あるいは電気的特性が得ら
れないという問題を生じる。また微細金属部品は、上記
のように物理的、機械的特性が相違する部分を内包する
ことになるため、温度変化等の外的条件の変化によって
歪みを生じたり、場合によっては破損したりするおそれ
もある。そこで発明者は、導電ペースト中に含ませる導
電成分についてさらに検討した結果、平均粒径が１μｍ
未満という、微細金属部品と比較しても十分に微細な金
属粉末を用いればよいことを見出した。すなわち導電膜
は、微細金属部品の大きさのレベルで微視的に見ても、
それよりもさらに微細な金属粉末が均一に分散した状態
となっているため電気的に均一である。また導電膜の表
面は、上記金属粉末の大きさに対応した、微細金属部品
よりも十分に小さい凹凸しか有しておらず、平滑性も高
い。Therefore, when viewed as a whole of the fine metal parts, there arises a problem that desired physical, mechanical or electrical characteristics cannot be obtained. In addition, since the fine metal parts include the parts having different physical and mechanical characteristics as described above, they may be distorted or may be damaged due to changes in external conditions such as temperature changes. There is a fear. Therefore, as a result of further study on the conductive component contained in the conductive paste, the inventor found that the average particle size was 1 μm.
It has been found that a metal powder that is sufficiently smaller than that of a fine metal part may be used. That is, the conductive film, even when viewed microscopically at the level of the size of the fine metal parts,
Since the finer metal powder is evenly dispersed, it is electrically uniform. In addition, the surface of the conductive film has only unevenness corresponding to the size of the metal powder, which is sufficiently smaller than that of the fine metal component, and has high smoothness.
【００１９】よってこの導電膜の表面に、電気めっきに
よってめっき被膜を成長させた際には、成膜初期の段階
から、平坦な金属表面に成長させた場合と同等の、本来
の粒径を有する結晶粒が生成する。したがって前記請求
項１の構成によれば、結晶粒が本来の粒径を有するため
所期の物理的、機械的、電気的な特性を発揮しうる単一
の構造を備えた微細金属部品を製造することができ、製
造された微細金属部品は良好な特性を有するものとな
る。Therefore, when a plating film is grown on the surface of this conductive film by electroplating, it has an original grain size equivalent to that when grown on a flat metal surface from the initial stage of film formation. Crystal grains are generated. Therefore, according to the structure of claim 1, a fine metal component having a single structure capable of exhibiting desired physical, mechanical, and electrical characteristics because the crystal grains have the original grain size is manufactured. The manufactured fine metal component has good characteristics.
【００２０】請求項２記載の発明は、金属粉末を、固形
分中に５〜９５重量％の割合で含む導電ペーストを用い
る請求項１記載の微細金属部品の製造方法である。金属
粉末の含有割合が５重量％未満では、十分な導電性を有
する導電膜を形成できないおそれがある。そして導電膜
上に、成膜初期の段階から本来の粒径を有する結晶粒を
生成することができず、良好な特性を有する微細金属部
品が得られないおそれがある。The invention according to claim 2 is the method for producing a fine metal part according to claim 1, wherein a conductive paste containing a metal powder in a solid content of 5 to 95% by weight is used. If the content of the metal powder is less than 5% by weight, a conductive film having sufficient conductivity may not be formed. Then, crystal grains having the original grain size cannot be generated on the conductive film from the initial stage of film formation, and there is a possibility that a fine metal component having good characteristics cannot be obtained.
【００２１】また逆に、金属粉末の含有割合が９５重量
％を超えた場合には、相対的に結着剤の割合が不足し
て、当該結着剤による、絶縁材料からなる型を導電性基
体上に接着、固定する機能が不十分になり、電気めっき
時に型のずれなどを生じやすくなって、微細金属部品の
形状の再現性が低下するおそれがある。なお、前述した
請求項１記載の発明の効果をより良好に発揮させるため
には、金属粉末の平均粒径は、前記の範囲内でもできる
だけ小さいことが望ましく、とくに４００ｎｍ以下であ
るのが好ましい。On the contrary, when the content ratio of the metal powder exceeds 95% by weight, the ratio of the binder is relatively insufficient, and the mold made of the insulating material is made conductive by the binder. The function of adhering and fixing on the substrate becomes insufficient, and the mold is likely to be displaced during electroplating, which may reduce the reproducibility of the shape of the fine metal component. In order to exert the effect of the invention described in claim 1 more favorably, the average particle diameter of the metal powder is preferably as small as possible within the above range, and particularly preferably 400 nm or less.
【００２２】したがって請求項３記載の発明は、平均粒
径が４００ｎｍ以下である金属粉末を用いる請求項１記
載の微細金属部品の製造方法である。また、電気めっき
時によりスムースな結晶成長を促して、さらに良好な結
晶構造を有する微細金属部品を製造するためには、金属
粉末を形成する金属の格子定数と、めっき被膜を形成す
る金属の格子定数とができるだけ近いのが望ましく、と
くに両金属の格子定数の差が５％以下であるのが好まし
い。Therefore, the invention according to claim 3 is the method for producing a fine metal part according to claim 1, wherein a metal powder having an average particle diameter of 400 nm or less is used. Further, in order to promote smooth crystal growth during electroplating and to manufacture a fine metal part having a better crystal structure, the lattice constant of the metal forming the metal powder and the lattice of the metal forming the plating film are required. It is desirable to be as close as possible to the constant, and it is particularly preferable that the difference between the lattice constants of both metals is 5% or less.
【００２３】よって請求項４記載の発明は、めっき被膜
を形成する金属との格子定数の差が５％以下である金属
を含む金属粉末を用いる請求項１記載の微細金属部品の
製造方法である。上記の条件を満たす金属の組み合わせ
は種々存在するが、とくに好ましいのは、金属粉末を形
成する金属と、めっき被膜を形成する金属として同じ金
属を用いることである。これにより、両金属の格子定数
の差を０％として、よりスムースな結晶成長により、よ
り良好な特性を有する微細金属部品を製造することがで
きる。Therefore, the invention according to claim 4 is the method for producing a fine metal part according to claim 1, wherein a metal powder containing a metal having a lattice constant difference from the metal forming the plating film of 5% or less is used. . Although there are various combinations of metals that satisfy the above conditions, it is particularly preferable to use the same metal as the metal forming the metal powder and the metal forming the plating film. This makes it possible to manufacture a fine metal component having better characteristics by smoothing the crystal growth with the difference in lattice constant between the two metals being 0%.
【００２４】したがって請求項５記載の発明は、めっき
被膜を形成する金属と同じ金属を含む金属粉末を用いる
請求項１記載の微細金属部品の製造方法である。かかる
金属の具体例としては、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｇ、Ａ
ｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、およびＰｄ
からなる群より選ばれた１種の金属または２種以上の金
属の合金があげられる。よって請求項６記載の発明は、
Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｉ
ｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、およびＰｄからなる群より選ばれた１
種の金属または２種以上の金属の合金によって形成され
た金属粉末を用いる請求項１記載の微細金属部品の製造
方法である。Therefore, the invention according to claim 5 is the method for producing a fine metal part according to claim 1, wherein a metal powder containing the same metal as the metal forming the plating film is used. Specific examples of such metals include Ni, Fe, Co, Ag and A.
u, Pt, Cu, In, Ir, Re, Rh, and Pd
One metal or an alloy of two or more metals selected from the group consisting of Therefore, the invention of claim 6 is
Ni, Fe, Co, Ag, Au, Pt, Cu, In, I
1 selected from the group consisting of r, Re, Rh, and Pd
The method for producing a fine metal component according to claim 1, wherein a metal powder formed of one kind of metal or an alloy of two or more kinds of metal is used.
【００２５】請求項７記載の発明は、不純物の量が１０
０ｐｐｍ以下である金属粉末を用いる請求項１記載の微
細金属部品の製造方法である。請求項７の構成では、導
電性低下の原因となる不純物の量を上記の範囲に抑える
ことによって、より高い導電性を有する導電膜を形成で
きる。このため、より良好な特性を有する微細金属部品
を製造することができる。請求項８記載の発明は、金属
イオンと還元剤とを液中で反応させることで、液中に析
出させて形成した金属粉末を用いる請求項１記載の微細
金属部品の製造方法である。In the invention according to claim 7, the amount of impurities is 10
The method for producing a fine metal part according to claim 1, wherein the metal powder is 0 ppm or less. In the structure of claim 7, by suppressing the amount of the impurities causing the decrease in conductivity within the above range, a conductive film having higher conductivity can be formed. Therefore, it is possible to manufacture a fine metal component having better characteristics. The invention according to claim 8 is the method for producing a fine metal part according to claim 1, wherein the metal powder is formed by reacting a metal ion and a reducing agent in a liquid to deposit the metal powder in the liquid.
【００２６】平均粒径が１μｍ未満である微細な金属粉
末は、気相法、液相法等の種々の方法によって作製する
ことができる。しかし上記の還元析出法によれば、個々
の粒径が揃っており、粒度分布がシャープな金属粉末を
形成できる。これは、還元反応が系中で均一に進行する
ためである。よって請求項８の構成によれば、導電膜の
導電性をさらに均一にすることができるため、さらに良
好な特性を有する微細金属部品を製造することができ
る。The fine metal powder having an average particle size of less than 1 μm can be produced by various methods such as a vapor phase method and a liquid phase method. However, according to the above reduction precipitation method, it is possible to form a metal powder having a uniform particle size and a sharp particle size distribution. This is because the reduction reaction proceeds uniformly in the system. Therefore, according to the structure of claim 8, since the conductivity of the conductive film can be made more uniform, it is possible to manufacture a fine metal component having further excellent characteristics.
【００２７】請求項９記載の発明は、還元剤として３価
のチタン化合物を用いる請求項８記載の微細金属部品の
製造方法である。還元析出法に使用する還元剤として
は、種々の化合物が考えられる。しかしその中でも三塩
化チタンなどの３価のチタン化合物を用いた場合には、
金属粉末を析出、形成した後の溶液を、電解再生によっ
て繰り返し、金属粉末の作製に利用可能な状態に再生で
きるという利点がある。The invention according to claim 9 is the method for producing a fine metal component according to claim 8, wherein a trivalent titanium compound is used as a reducing agent. Various compounds are conceivable as the reducing agent used in the reduction precipitation method. However, among them, when a trivalent titanium compound such as titanium trichloride is used,
There is an advantage that the solution after depositing and forming the metal powder can be repeatedly reproduced by electrolytic regeneration so that the solution can be regenerated into a state that can be used for producing the metal powder.
【００２８】請求項１０記載の発明は、Ｃｕ(I)アンミ
ン錯イオンを含む溶液のｐＨを低下させることで金属Ｃ
ｕを超微粒子状に析出させて得たＣｕ粉末を用いる請求
項１記載の微細金属部品の製造方法である。金属粉末が
Ｃｕ粉末である場合には、上記の方法を採用すること
で、より安全に、しかも高純度でかつ粒径の小さいＣｕ
粉末を作製できる。したがって請求項１０の構成によれ
ば、導電膜の導電性をさらに均一にするとともに、その
表面の平滑性をさらに向上することができるため、より
良好な特性を有する微細金属部品を製造することができ
る。According to the tenth aspect of the invention, the metal C is reduced by lowering the pH of the solution containing the Cu (I) ammine complex ion.
The method for producing a fine metal component according to claim 1, wherein Cu powder obtained by precipitating u in the form of ultrafine particles is used. When the metal powder is Cu powder, by adopting the above method, it is possible to safely and highly purify Cu with a small particle size.
A powder can be made. Therefore, according to the structure of the tenth aspect, the conductivity of the conductive film can be made more uniform, and the smoothness of the surface can be further improved, so that a fine metal component having better characteristics can be manufactured. it can.
【００２９】[0029]
【発明の実施の形態】以下に、本発明を説明する。
〈導電ペースト〉導電膜のもとになる導電ペーストは、
導電成分としての、平均粒径が１μｍ未満の金属粉末
を、樹脂等の結着剤、および溶媒とともに所定の割合で
配合して調製される。また、例えば液状硬化性樹脂等の
液状の結着剤を用いて溶媒を省略してもよい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below. <Conductive paste> The conductive paste that forms the basis of the conductive film is
It is prepared by mixing a metal powder having an average particle size of less than 1 μm as a conductive component with a binder such as a resin and a solvent at a predetermined ratio. Further, the solvent may be omitted by using a liquid binder such as a liquid curable resin.
【００３０】（金属粉末）金属粉末としては、上記のよ
うに平均粒径が１μｍ未満、好ましくは４００ｎｍ以下
のものを用いる。この理由は先に述べたとおりである。
なお、導電膜の導電性をさらに均一にするとともに、そ
の表面の平滑性をさらに向上することによって、より良
好な特性を有する微細金属部品を製造することを考慮す
ると、金属粉末の平均粒径は、上記の範囲内でもとくに
２００ｎｍ以下であるのが好ましい。また、導電ペース
ト中での金属粉末の凝集を防止して、導電ペースト中に
金属粉末を均一に分散させることで、導電膜の均一性を
維持することを考慮すると、金属粉末の平均粒径は、上
記の範囲内でもとくに１０ｎｍ以上であるのが好まし
い。(Metallic powder) As the metallic powder, those having an average particle size of less than 1 μm, preferably 400 nm or less are used. The reason for this is as described above.
In addition, in consideration of producing a fine metal part having better characteristics by making the conductivity of the conductive film more uniform and further improving the smoothness of the surface, the average particle size of the metal powder is Even within the above range, it is particularly preferably 200 nm or less. Further, in consideration of maintaining the uniformity of the conductive film by preventing the aggregation of the metal powder in the conductive paste and uniformly dispersing the metal powder in the conductive paste, the average particle size of the metal powder is Even within the above range, it is particularly preferably 10 nm or more.
【００３１】また金属粉末は、めっき被膜を形成する金
属との格子定数の差が５％以下である金属を含んでいる
のが好ましい。この理由も先に述べたとおりである。な
お、さらにスムースな結晶成長を促して、より良好な特
性を有する微細金属部品を製造することを考慮すると、
格子定数の差は３％以下であるのがさらに好ましく、そ
の中でもとくに、前述したように金属粉末を形成する金
属と、めっき被膜を形成する金属として同じ金属を用い
て格子定数の差を０％とするのがより一層好ましい。The metal powder preferably contains a metal having a lattice constant difference of 5% or less from that of the metal forming the plating film. The reason for this is as described above. In consideration of promoting smooth crystal growth and producing a fine metal part having better characteristics,
It is more preferable that the difference in lattice constant is 3% or less. In particular, as described above, the difference in lattice constant between the metal forming the metal powder and the metal forming the plating film is 0%. Is more preferable.
【００３２】なお結晶の単位格子の、３つの稜の長さを
ａ、ｂ、およびｃとし、かつａ軸とｂ軸とのなす角を
γ、ｂ軸とｃ軸とのなす角をα、ｃ軸とａ軸とのなす角
をβとしたとき、これらａ、ｂ、ｃ、α、β、およびγ
の６つを格子定数というが、本発明でいうところの格子
定数の差が５％以下とは、比較する金属においてそれぞ
れ対応する６つの格子定数の全てにおいて、その差が５
％以内であることを意味する。The lengths of the three edges of the unit cell of the crystal are a, b, and c, and the angle between the a and b axes is γ, and the angle between the b and c axes is α, When the angle between the c-axis and the a-axis is β, these a, b, c, α, β, and γ
6 are referred to as lattice constants, and the difference of lattice constants of 5% or less in the present invention means that the difference is 5 in all 6 lattice constants corresponding to the metals to be compared.
It means within%.
【００３３】かかる条件を満たす金属粉末としては、微
細金属部品において通常に使用される材料からなるもの
が好ましく、これも前述したようにＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、
Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、お
よびＰｄからなる群より選ばれた１種の金属または２種
以上の金属の合金によって形成された金属粉末を用いる
のが好ましい。また金属粉末は、先に述べたように還元
析出法によって形成するのが好ましい。As the metal powder satisfying the above condition, it is preferable to use a metal powder which is usually used in a fine metal part, which also has Ni, Fe, Co and
It is preferable to use a metal powder formed of one metal selected from the group consisting of Ag, Au, Pt, Cu, In, Ir, Re, Rh, and Pd or an alloy of two or more metals. The metal powder is preferably formed by the reduction precipitation method as described above.
【００３４】還元析出法においては、まず還元剤、例え
ば三塩化チタンなどの３価のチタン化合物と、例えばク
エン酸三ナトリウム等とを溶解させた溶液（以下「還元
剤溶液」とする）に、アンモニア水等を加えてｐＨを９
〜１０に調整する。これにより、３価のチタンイオンが
錯化剤としてのクエン酸と結合して配位化合物を形成し
て、Ｔｉ(III)からＴｉ(IV)に酸化する際の活性化エネ
ルギーが低くなり、還元電位が高くなる。具体的には、
Ｔｉ(III)とＴｉ(IV)との電位差が１Ｖを超える。この
値は、Ｎｉ(II)からＮｉ(０)への還元電位や、Ｆｅ(II)
からＦｅ(０)への還元電位などに比べて著しく高い値で
ある。よって、これらの金属よりも還元電位の小さい各
種の金属のイオンを効率よく還元して、金属粉末を析
出、形成することができる。In the reduction precipitation method, first, a reducing agent, for example, a trivalent titanium compound such as titanium trichloride, and, for example, trisodium citrate or the like are dissolved in a solution (hereinafter referred to as a "reducing agent solution"). Ammonia water is added to adjust the pH to 9
Adjust to -10. As a result, the trivalent titanium ion is combined with citric acid as a complexing agent to form a coordination compound, and the activation energy for oxidation of Ti (III) to Ti (IV) becomes low, resulting in reduction. The electric potential becomes high. In particular,
The potential difference between Ti (III) and Ti (IV) exceeds 1V. This value is the reduction potential of Ni (II) to Ni (0), Fe (II)
Value is significantly higher than the reduction potential from Fe to Fe (0). Therefore, it is possible to efficiently reduce the ions of various metals having a reduction potential smaller than that of these metals to deposit and form the metal powder.
【００３５】次に上記の還元剤溶液に、１種または２種
以上の金属のイオンを含む溶液を加える。そうすると、
Ｔｉ(III)が還元剤として機能して、自身がＴｉ(IV)に
酸化する際に、金属のイオンを還元して液中に析出させ
る。すなわち液中に、上記金属単体または合金からなる
金属粉末が析出、形成される。形成された金属粉末は個
々の粒径が揃っており、粒度分布がシャープである。こ
れは、還元反応が系中で均一に進行するためである。し
たがってかかる金属粉末によれば、導電膜の導電性をさ
らに均一にすることができるため、より良好な特性を有
する微細金属部品を製造することができる。Next, a solution containing one or more metal ions is added to the above reducing agent solution. Then,
When Ti (III) functions as a reducing agent and itself oxidizes to Ti (IV), it reduces metal ions and deposits them in the liquid. That is, the metal powder consisting of the above-mentioned simple metal or alloy is deposited and formed in the liquid. The formed metal powder has a uniform particle size and a sharp particle size distribution. This is because the reduction reaction proceeds uniformly in the system. Therefore, with such a metal powder, the conductivity of the conductive film can be made more uniform, so that a fine metal component having better characteristics can be manufactured.
【００３６】金属粉末を析出させた後の還元剤溶液は、
前記のように電解再生を行うことで、何度でも繰り返
し、還元析出法による金属粉末の作製に利用することが
できる。すなわち、金属粉末を析出させた後の還元剤溶
液を電解槽に入れるなどして電圧を印加することで、Ｔ
ｉ(IV)をＴｉ(III)に還元してやれば、再び電解析出用
の還元剤溶液として使用することができる。これは、電
解析出時にチタンイオンが殆ど消費されない、つまり析
出させる金属とともに析出されないためである。チタン
イオンの析出量は、金属粉末の総量の１００ｐｐｍ以下
である。The reducing agent solution after depositing the metal powder is
By carrying out the electrolytic regeneration as described above, it can be repeatedly used any number of times to prepare the metal powder by the reduction precipitation method. That is, by applying a voltage by, for example, putting the reducing agent solution after depositing the metal powder in an electrolytic cell,
If i (IV) is reduced to Ti (III), it can be used again as a reducing agent solution for electrolytic deposition. This is because titanium ions are hardly consumed during electrolytic deposition, that is, they are not deposited together with the metal to be deposited. The amount of titanium ions deposited is 100 ppm or less of the total amount of metal powder.
【００３７】金属粉末がＣｕ粉末である場合、かかるＣ
ｕ粉末は、Ｃｕ(I)アンミン錯イオンを含む溶液のｐＨ
を低下させることで金属Ｃｕを超微粒子状に析出させて
形成するのが好ましい。この方法は、溶液が塩基性の状
態では安定なＣｕ(I)アンミン錯体が、溶液を酸性の状
態にすると不安定化して、錯体中のＣｕ(I)イオン（Ｃ
ｕ1+）がＣｕ(II)イオン(Ｃｕ2+)と金属Ｃｕ（Ｃｕ）と
に不均化分解反応する結果、溶液中に金属Ｃｕが析出す
ることを利用したものである。When the metal powder is Cu powder, such C
u powder is the pH of a solution containing Cu (I) ammine complex ions
It is preferable that the metal Cu is deposited in the form of ultrafine particles by reducing the temperature. In this method, Cu (I) ammine complex, which is stable when the solution is basic, is destabilized when the solution is made acidic, and Cu (I) ion (C
This utilizes the fact that metal Cu precipitates in the solution as a result of the disproportionation decomposition reaction of Cu 1+ ) into Cu (II) ions (Cu 2+ ) and metal Cu (Cu).
【００３８】この方法によれば、還元析出法において還
元剤として用いる、危険物であるヒドラジンやヒドラジ
ン化合物を使用せずに、より安全にＣｕ粉末を作製でき
る。したがって厳重な安全管理を施した生産設備や保管
設備などが不要となる。またＣｕ(I)アンミン錯イオン
を含む溶液は、例えば硫酸Ｃｕ(II)とアンモニアと硫酸
アンモニアとを含む溶液に金属Ｃｕを加えて、無酸素条
件下で反応させて作製するが、次工程で金属Ｃｕを析出
させてＣｕ粉末を得た後のＣｕ(II)イオンを含む溶液
は、再びＣｕ(I)アンミン錯イオンを含む溶液を作製す
る際の出発原料として再利用できる。つまり溶液は、ほ
ぼ半永久的に使用できることになる。According to this method, Cu powder can be produced more safely, without using hydrazine or a hydrazine compound which is a dangerous substance used as a reducing agent in the reduction precipitation method. Therefore, production facilities and storage facilities that have been subjected to strict safety management are not required. A solution containing Cu (I) ammine complex ions is prepared by adding metallic Cu to a solution containing Cu (II) sulfate, ammonia, and ammonium sulfate, and reacting under anoxic conditions. The solution containing Cu (II) ions obtained by precipitating Cu metal to obtain Cu powder can be reused as a starting material for preparing a solution containing Cu (I) ammine complex ions again. That is, the solution can be used almost semipermanently.
【００３９】したがってＣｕ粉末の製造コストを、これ
までよりもさらに引き下げることが可能となる。また上
に述べたＣｕ(I)アンミン錯イオンを含む溶液の調製工
程から、金属Ｃｕを析出させてＣｕ粉末を作製する工程
までの全工程において、リン酸塩などの、Ｃｕと共析す
るおそれのある元素を含む成分を添加する必要がない。
しかも不均化分解反応の条件を調整して、金属Ｃｕの析
出速度を速くすればするほど、不純物の混入量を低減す
ることができる。Therefore, it becomes possible to further reduce the manufacturing cost of the Cu powder more than ever before. In addition, in all steps from the step of preparing the solution containing the Cu (I) ammine complex ion described above to the step of precipitating Cu metal to produce Cu powder, co-deposition with Cu such as phosphate may occur. It is not necessary to add a component containing a certain element.
Moreover, the higher the deposition rate of the metal Cu is adjusted by adjusting the conditions of the disproportionation decomposition reaction, the more the amount of impurities mixed can be reduced.
【００４０】したがって、例えばＣｕ(I)アンミン錯イ
オンを含む溶液の調製に、リサイクルＣｕなどの、純度
の低い、そして安価な金属Ｃｕを使用しても、Ｃｕ粉末
の純度を高純度に維持することが可能となる。また上記
不均化分解反応を、例えばかく拌下で行うことにより、
金属Ｃｕの析出を溶液中でほぼ均一に進行させることが
できるため、生成したＣｕ粉末は、複数の粒子間で粒径
がほぼ揃ったものとなる。Therefore, even if a low-purity and inexpensive metal Cu such as recycled Cu is used for the preparation of a solution containing Cu (I) ammine complex ions, for example, the purity of the Cu powder can be kept high. It becomes possible. Further, by performing the above disproportionation decomposition reaction, for example, under stirring,
Since the precipitation of metallic Cu can be made to proceed almost uniformly in the solution, the generated Cu powder has a substantially uniform particle size among a plurality of particles.
【００４１】しかもかく拌下で不均化分解反応を行う
と、個々の粒子の、特定の部分のみに金属Ｃｕが選択的
に析出するのを防止して、粒子の成長を、全方向にわた
って平均化できるため、生成したＣｕ粉末は、その形状
がほぼ球形に揃ったものとなる。よって上記Ｃｕ粉末を
用いれば、導電膜の導電性をさらに均一にするととも
に、その表面の平滑性をさらに向上することができるた
め、より良好な特性を有する微細金属部品を製造するこ
とができる。Moreover, when the disproportionation decomposition reaction is carried out under stirring, metal Cu is prevented from selectively precipitating only on a specific part of each particle, and the particle growth is averaged over all directions. As a result, the Cu powder thus produced has a substantially spherical shape. Therefore, when the Cu powder is used, the conductivity of the conductive film can be made more uniform, and the smoothness of the surface can be further improved, so that a fine metal part having better characteristics can be manufactured.
【００４２】（結着剤）金属粉末とともに導電ペースト
を形成する結着剤としては、導電ペースト用の結着剤と
して従来公知の種々の化合物がいずれも使用可能であ
る。かかる結着剤としては、例えば熱可塑性樹脂や硬化
性樹脂、液状硬化性樹脂などが挙げられる。特に好まし
くはアクリル系樹脂、フッ素系樹脂、フェノール系樹脂
等が挙げられる。(Binder) As the binder for forming the conductive paste with the metal powder, any of various compounds known as a binder for the conductive paste can be used. Examples of such a binder include a thermoplastic resin, a curable resin, and a liquid curable resin. Particularly preferably, an acrylic resin, a fluorine resin, a phenol resin, or the like is used.
【００４３】（導電ペースト）導電ペーストは、金属粉
末と結着剤とを、適当な溶媒とともに所定の割合で配合
して調製される。また、前記のように液状硬化性樹脂等
の液状の結着剤を用いて溶媒を省略してもよい。かかる
導電ペーストによれば、前記のように平均粒径の小さい
金属粉末の機能によって、これまでよりも均一な導電性
を有するとともに、表面の平滑性にも優れた導電膜を形
成できるため、より良好な特性を有する微細金属部品を
製造することができる。(Conductive paste) The conductive paste is prepared by mixing metal powder and a binder together with a suitable solvent at a predetermined ratio. Further, as described above, the solvent may be omitted by using a liquid binder such as a liquid curable resin. According to such a conductive paste, due to the function of the metal powder having a small average particle size as described above, it is possible to form a conductive film having more uniform conductivity than before and also having excellent surface smoothness, It is possible to manufacture a fine metal part having good characteristics.
【００４４】上記各成分の配合割合は特に限定されない
が、固形分、すなわち金属粉末と結着剤との総量に占め
る金属粉末の割合は、５〜９５重量％であるのが好まし
い。この理由も先に述べたとおりである。
〈電鋳型の作製〉本発明の製造方法においては、まず図
１(b)に示すように、上記の導電ペーストからなる導電
膜１を介して、導電性基体２上に、微細金属部品の形状
に対応した微細な通孔パターン３ａを有する、絶縁材料
からなる型３を固定した形状の電鋳型ＥＭを作製する。The mixing ratio of each of the above components is not particularly limited, but the solid content, that is, the ratio of the metal powder to the total amount of the metal powder and the binder is preferably 5 to 95% by weight. The reason for this is as described above. <Production of Electroforming Mold> In the production method of the present invention, as shown in FIG. 1 (b), first, as shown in FIG. 1 (b), the shape of the fine metal component is formed on the conductive substrate 2 through the conductive film 1 made of the conductive paste. An electroforming mold EM having a shape in which a mold 3 made of an insulating material is fixed and having a fine through-hole pattern 3a corresponding to is prepared.
【００４５】その具体的な工程としては、まず図１(a)
に示すように、金属板等の導電性基体２の全面に導電ペ
ースト１′を塗布したのち、その上に、上記図１(b)に
示すように型３を重ねる。そして導電ペースト１′を乾
燥させ、また結着剤が硬化性樹脂である場合はこれを硬
化させることで導電膜１を形成するとともに、型３を導
電性基体２上に固定する。かかる工程によって作製され
た図の電鋳型ＥＭは、通孔パターン３ａの底の全面が、
前記のように優れた特性を有する導電膜１によって覆わ
れているため、従来の、接着剤の除去に伴う問題などを
生じない。The specific process is as shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the conductive paste 1'is applied to the entire surface of the conductive substrate 2 such as a metal plate, and then the mold 3 is placed thereon as shown in FIG. 1 (b). Then, the conductive paste 1 ′ is dried, and when the binder is a curable resin, the conductive paste 1 ′ is cured to form the conductive film 1 and fix the mold 3 on the conductive substrate 2. In the electroformed mold EM of the figure produced by such a process, the entire bottom surface of the through hole pattern 3a is
Since it is covered with the conductive film 1 having excellent properties as described above, the conventional problems associated with the removal of the adhesive do not occur.
【００４６】また図示していないが、導電ペーストを従
来の接着剤と同様に使用して電鋳型ＥＭを作製すること
もできる。すなわち、導電ペーストを型３の下面に塗布
するなどしたのち導電性基体２上に重ね合わせた状態で
導電ペーストを乾燥させ、また結着剤が硬化性樹脂であ
る場合はこれを硬化させることで、型３を導電性基体２
上に固定して電鋳型ＥＭを作製してもよい。この場合、
先に述べたように基本的には、通孔パターン３ａの底に
導電性基体２が露出しており、そのうちとくに通孔パタ
ーン３ａの周囲の一部に、はみ出した導電ペーストから
なる導電膜が形成された状態となるが、かかる導電膜は
前記のように優れた特性を有するため、敢えて除去する
必要がない。よってこの場合もやはり、接着剤の除去に
伴う問題を生じない。Although not shown in the figure, the electroforming mold EM can also be manufactured by using a conductive paste in the same manner as a conventional adhesive. That is, after applying the conductive paste to the lower surface of the mold 3, the conductive paste is dried in a state of being superposed on the conductive substrate 2, and when the binder is a curable resin, it is cured. , Mold 3 to conductive substrate 2
The electroforming mold EM may be prepared by fixing it on top. in this case,
As described above, basically, the conductive substrate 2 is exposed at the bottom of the through hole pattern 3a, and in particular, a conductive film made of the protruding conductive paste is partly around the through hole pattern 3a. Although formed, the conductive film does not need to be removed intentionally because it has excellent properties as described above. Therefore, also in this case, the problem associated with the removal of the adhesive does not occur.
【００４７】型３は、種々の方法によって形成すること
ができるが、とくに前記のようにＸ線リソグラフ法と電
鋳とによって作製した親金型を用いた、射出成形あるい
は反応性射出成形等によって形成するのが好ましい。す
なわちまず、Ｘ線リソグラフ法と電鋳とを利用して、図
２(a)に示すように、微細金属部品のもとになる親金型
ＩＭ１を形成し、それを基板ＩＭ２に固定した状態で、
射出成形あるいは反応性射出成形によって、上記親金型
ＩＭ１の形状に対応した、通孔パターン３ａの元になる
微細な凹部３ｂを有する型３の前駆体３′を得る〔図２
(b)(c)〕。The mold 3 can be formed by various methods, but particularly by injection molding or reactive injection molding using a parent metal mold produced by the X-ray lithographic method and electroforming as described above. It is preferably formed. That is, first, by using the X-ray lithographic method and electroforming, as shown in FIG. 2 (a), a master mold IM1 which is a base of a fine metal component is formed and fixed to a substrate IM2. so,
By injection molding or reactive injection molding, a precursor 3'of the mold 3 having a minute recessed portion 3b which is a source of the through hole pattern 3a corresponding to the shape of the parent mold IM1 is obtained [FIG.
(b) (c)].
【００４８】そしてこの前駆体３′を所定の厚み、すな
わち微細金属部品の高さに相当する厚みまで研磨して凹
部３ｂを貫通させると、図２(d)に示すように、親金型
ＩＭ１の形状に対応した通孔パターン３ａを有する型３
が形成される。この方法によれば、１つの親金型ＩＭ１
を何回でも使用して、型３を大量に形成できるため、結
果的に微細金属部品の製造コストをこれまでよりも大幅
に引き下げることができる。Then, when this precursor 3'is polished to a predetermined thickness, that is, a thickness corresponding to the height of the fine metal part to penetrate the recess 3b, as shown in FIG. 2 (d), the master mold IM1 is obtained. 3 having through-hole pattern 3a corresponding to the shape of
Is formed. According to this method, one parent mold IM1
Since it is possible to form a large number of molds 3 by repeatedly using, as a result, it is possible to significantly reduce the manufacturing cost of the fine metal component as compared with the past.
【００４９】また電鋳型ＥＭの別の作製方法として、図
２(c)の前駆体３′を、凹部３ｂを下側にして、導電ペ
ーストを介して導電性基体２上に接着、固定したのち、
微細金属部品の高さに相当する厚みまで研磨して凹部３
ｂを貫通させる方法もある。上記いずれかの方法によっ
て電鋳型ＥＭを作製する際の、導電ペーストの塗布厚み
は０．５〜７０μｍとするのが好ましい。塗布厚みが
０．５μｍ未満では、導電ペーストによる、型３を導電
性基体２上に固定する効果が十分に得られず、電気めっ
き時に型のずれなどを生じやすくなって、微細金属部品
の形状の再現性が低下するおそれがある。また逆に７０
μｍを超えた場合には、型３を導電性基体２上に重ねた
際に、その重ねる際の応力や型３の重みなどで押し出さ
れた過剰の導電ペーストが、通孔パターン３ａ内に多量
にはみ出して波うったり液滴状に盛り上がったりする結
果、めっき開始面が異形となって均一な結晶構造を有す
るめっき被膜を形成できなくなったり、導電ペーストが
盛り上がった分、めっき被膜が薄くなって、所定の厚み
を有する微細金属部品を製造できなくなったりするおそ
れがある。As another method for producing the electroforming mold EM, the precursor 3'of FIG. 2 (c) is adhered and fixed on the conductive substrate 2 via the conductive paste with the recess 3b facing downward. ,
The recess 3 is formed by polishing to a thickness corresponding to the height of the fine metal part.
There is also a method of penetrating b. The coating thickness of the conductive paste is preferably 0.5 to 70 μm when the electroforming mold EM is produced by any one of the above methods. If the coating thickness is less than 0.5 μm, the effect of fixing the mold 3 on the conductive substrate 2 by the conductive paste cannot be sufficiently obtained, and the mold tends to be displaced during electroplating, resulting in the shape of the fine metal part. Reproducibility may decrease. Conversely, 70
When it exceeds μm, when the mold 3 is stacked on the conductive substrate 2, an excessive amount of the conductive paste extruded due to the stress at the time of stacking, the weight of the mold 3, and the like is large in the through hole pattern 3a. As a result, the plating start surface is deformed and the plating film having a uniform crystal structure cannot be formed, or the conductive paste rises and the plating film becomes thin. However, there is a possibility that a fine metal part having a predetermined thickness cannot be manufactured.
【００５０】導電性基体２としては、例えばステンレス
鋼、アルミニウム、銅などの金属系または合金系の基体
や、あるいはＳｉ、ガラス、セラミックス、プラスチッ
クなどの非導電性の基体上に、スパッタリング法等によ
って導電層を積層形成した複合体などがあげられる。ま
た上記金属系や合金系の基体上に、さらに必要に応じ
て、スパッタリング法等によって、別種の金属からなる
導電層を積層形成することもできる。As the conductive substrate 2, for example, a metal-based or alloy-based substrate such as stainless steel, aluminum, or copper, or a non-conductive substrate such as Si, glass, ceramics, or plastic is sputtered. Examples thereof include a composite in which conductive layers are laminated and formed. If necessary, a conductive layer made of another kind of metal may be laminated on the metal-based or alloy-based substrate by a sputtering method or the like.
【００５１】型３を形成する絶縁材料としては、前記の
ように射出成形、反応性射出成形などが可能な樹脂が好
適に使用される。かかる樹脂としては、例えばポリメチ
ルメタクリレート、ポリプロピレン、ポリカーボネー
ト、エポキシ樹脂などがあげられる。
〈微細金属部品の製造〉次に、上記いずれかの方法で作
製した電鋳型ＥＭの、図１(b)に示すように通孔パター
ン３ａの部分で露出させた導電膜１の表面、もしくは図
示していないが、通孔パターン３ａの部分で露出させた
導電性基体２の表面と、そこにはみ出した導電ペースト
からなる導電膜１の表面に、これらの部分を電極とする
電気めっきによって選択的にめっき被膜を成長させる。
すなわち導電膜１や導電性基体２を陰極とし、めっきし
ようとする金属または白金などを陽極として、電気めっ
き浴中に浸漬して電圧をかけてめっき被膜を成長させる
ことで、前記のようにその全体にわたって均一な結晶構
造を有する、通孔パターン３ａの形状に対応した微細金
属部品４を形成する〔図１(c)〕。As the insulating material forming the mold 3, a resin that can be injection-molded, reactive injection-molded or the like as described above is preferably used. Examples of such a resin include polymethylmethacrylate, polypropylene, polycarbonate, and epoxy resin. <Manufacture of Fine Metal Parts> Next, as shown in FIG. 1 (b), the surface of the conductive film 1 exposed at the through hole pattern 3a of the electroforming mold EM manufactured by any of the above methods, or Although not shown, the surface of the conductive substrate 2 exposed at the portion of the through hole pattern 3a and the surface of the conductive film 1 made of the conductive paste protruding therefrom are selectively subjected to electroplating using these portions as electrodes. The plating film is grown on.
That is, the conductive film 1 or the conductive substrate 2 is used as a cathode, the metal to be plated, platinum or the like is used as an anode, and it is immersed in an electroplating bath and a voltage is applied to grow a plating film. A fine metal part 4 having a uniform crystal structure and corresponding to the shape of the through hole pattern 3a is formed [FIG. 1 (c)].
【００５２】次に、形成した微細金属部品４の先端面を
研磨もしくは研削などして所定の高さに揃えた後、型３
を除去する〔図１(d)〕。型３を除去する方法として
は、微細金属部品４に無理な応力を加えて変形させたり
しないために、例えば酸素プラズマを用いたアッシング
や、あるいはＸ線、紫外線の照射による分解などの、非
接触で行える方法が好ましい。そして最後に、導電膜１
と導電性基体２とを除去すると微細金属部品が完成する
〔図１(e)〕。Then, the tip surface of the formed fine metal component 4 is polished or ground to a predetermined height, and then the mold 3 is formed.
Are removed [Fig. 1 (d)]. As a method for removing the mold 3, non-contact such as ashing using oxygen plasma or decomposition by irradiation with X-rays or ultraviolet rays is used in order to prevent the minute metal component 4 from being deformed by applying excessive stress. Is preferable. And finally, the conductive film 1
By removing the conductive substrate 2 and the conductive substrate 2, a fine metal component is completed [Fig. 1 (e)].
【００５３】導電膜１と導電性基体２とを除去する方法
としては、導電膜１を、適当な溶媒を用いて溶解する
か、またはドライエッチングなどして分解除去する方法
が好ましい。これにより導電膜１を消滅させたのち、残
った導電性基体２を取り去ればよい。以上のように本発
明の製造方法によれば、これに限定されないが、例えば
コーナーエッジが鋭く、かつ高さ方向の垂直性に優れ
た、幅が数μｍ〜数百μｍで、かつ高さが数百μｍ超と
いうアスペクト比の高い微細金属部品などを再現性良
く、しかもより少ない工程で安価かつ大量に製造するこ
とができる。また、とくに高さ方向と直交する面方向に
複雑な形状を有する微細金属部品を一体形成できるの
で、微細部品の組立作業などが不要になるという利点も
ある。As a method of removing the conductive film 1 and the conductive substrate 2, it is preferable to dissolve the conductive film 1 using a suitable solvent or decompose and remove it by dry etching. Thus, the conductive film 1 is eliminated, and the remaining conductive substrate 2 may be removed. As described above, according to the manufacturing method of the present invention, although not limited to this, for example, the corner edge is sharp, and the verticality in the height direction is excellent, the width is several μm to several hundred μm, and the height is It is possible to manufacture fine metal parts having a high aspect ratio of several hundreds of μm with good reproducibility, and inexpensively and in large quantities with fewer steps. In addition, since it is possible to integrally form a fine metal component having a complicated shape particularly in a surface direction orthogonal to the height direction, there is an advantage that an assembly work of the fine component is unnecessary.
【００５４】[0054]
【実施例】以下に本発明を、実施例、比較例に基づいて
説明する。
実施例１
〈導電ペーストの調製〉金属粉末としては、平均粒径が
２００ｎｍであるＡｇ粉末を用いた。そしてこのＡｇ粉
末１５重量部と、結着剤としての液状のエポキシ樹脂８
５重量部とを混合して導電ペーストを調製した。EXAMPLES The present invention will be described below based on Examples and Comparative Examples. Example 1 <Preparation of Conductive Paste> As the metal powder, Ag powder having an average particle diameter of 200 nm was used. And 15 parts by weight of this Ag powder and liquid epoxy resin 8 as a binder
5 parts by weight were mixed to prepare a conductive paste.
【００５５】〈電鋳型の作製〉Ｘ線リソグラフ法と電鋳
とによって作製した、幅５０μｍ、高さ１００μｍの、
微細金属部品のもとになるＮｉ製の親金型ＩＭ１を、ス
テンレス鋼製の基板ＩＭ２上に、エポキシ樹脂系接着剤
を用いて貼り付けたものを使用して、反応性射出成形を
含む、前記図２(a)〜(d)の工程により、上記親金型ＩＭ
１の形状に対応した通孔パターン３ａを有するポリメチ
ルメタクリレート製の型３を形成した。<Fabrication of Electrocasting Mold> Fabricated by X-ray lithographic method and electroforming, the width is 50 μm and the height is 100 μm.
Using a parent metal mold IM1 made of Ni, which is a base of the fine metal parts, attached to a stainless steel substrate IM2 using an epoxy resin adhesive, including reactive injection molding, 2 (a) to 2 (d), the parent mold IM
A mold 3 made of polymethylmethacrylate having a through hole pattern 3a corresponding to the shape 1 was formed.
【００５６】導電性基体２としてのステンレス鋼板の、
片面の全面に、ロールコータを用いて、前記導電ペース
ト１′を塗布した後、型３を重ねた。そして１００℃で
４時間、加熱して導電ペースト１′中のエポキシ樹脂を
硬化させることで導電膜１を形成するとともに、型３を
導電性基体２上に固定して、図１(b)に示す電鋳型を作
製した。導電ペースト１′の塗布厚みは５μｍとした。
〈微細金属部品の製造〉上記電鋳型の導電性基体２に導
電端子を取り付けて給電部とし、下記処方のニッケルめ
っき浴に浸漬して、電流密度５０ｍＡ／ｃｍ2、液温５
０℃の条件で電気めっきを行った。Of a stainless steel plate as the conductive substrate 2,
The conductive paste 1'was applied to the entire one surface using a roll coater, and then the mold 3 was overlaid. Then, by heating at 100 ° C. for 4 hours to cure the epoxy resin in the conductive paste 1 ′, the conductive film 1 is formed, and the mold 3 is fixed on the conductive substrate 2, and then the mold 3 is formed as shown in FIG. The electroforming mold shown was produced. The coating thickness of the conductive paste 1 ′ was 5 μm.
<Manufacture of fine metal parts> A conductive terminal is attached to the conductive substrate 2 of the electroforming mold to form a power feeding part, which is dipped in a nickel plating bath having the following formulation to obtain a current density of 50 mA / cm 2 and a liquid temperature of 5
Electroplating was performed under the condition of 0 ° C.
【００５７】ニッケルめっき浴（ｐＨ４．０）
（成 分） （濃 度）
スルファミン酸ニッケル ４５０ｇ／Ｌ
ほう酸 ３０ｇ／Ｌ
上記電気めっきを４時間行ったところ、電鋳型の通孔パ
ターン３ａがニッケル被膜で埋められたので、電鋳型を
めっき浴から取り出して十分に水洗した後、ニッケル被
膜の先端面を研磨して所定の高さに揃えた。そして酸素
プラズマによってアッシングして型３を分解除去した
後、ウエットエッチングによって導電膜１を溶解、除去
して導電性基体２を取り去って、前記親金型ＩＭ１の形
状に対応した、幅５０μｍ、高さ５０μｍの微細金属部
品４を製造した。Nickel plating bath (pH 4.0) (component) (concentration) Nickel sulfamate 450 g / L Boric acid 30 g / L When the above electroplating was carried out for 4 hours, the through-hole pattern 3a of the electroforming mold was a nickel coating. Since it was buried, the electroforming mold was taken out of the plating bath and thoroughly washed with water, and then the tip end surface of the nickel coating was polished to a predetermined height. Then, after ashing with oxygen plasma to decompose and remove the mold 3, the conductive film 1 is dissolved and removed by wet etching to remove the conductive substrate 2, and a width of 50 μm corresponding to the shape of the parent mold IM1 and high. A fine metal part 4 having a size of 50 μm was manufactured.
【００５８】得られた微細金属部品の断面を金属顕微鏡
で観察して、厚み方向の上下それぞれ５％の位置の、結
晶粒の大きさを測定した。そして導電膜側の結晶粒の大
きさφ1と被膜表面側の結晶粒の大きさφ2とから、式
(1)：
Ｒφ＝φ1／φ2 (1)
により、結晶粒の大きさの比率Ｒφを求めたところ１．
１であって、結晶粒の大きさに殆どばらつきはなく、微
細金属部品は、厚み方向の全体にわたって均一な結晶構
造を有することが確認された。The cross section of the obtained fine metal part was observed with a metallurgical microscope, and the size of the crystal grain was measured at the upper and lower positions of 5% in the thickness direction. Then, from the crystal grain size φ 1 on the conductive film side and the crystal grain size φ 2 on the coating surface side,
(1): Rφ = φ 1 / φ 2 By the formula (1), the ratio Rφ of the crystal grain size was obtained.
It was confirmed that the size was 1, and there was almost no variation in the size of the crystal grains, and the fine metal component had a uniform crystal structure over the entire thickness direction.
【００５９】また微細金属部品の、導電膜１側の面の硬
度を、マイクロビッカース硬度計〔(株)明石製作所製の
ＭＶＫ−ＥＬＳ〕を用いて、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ２
２５１に規定された微小硬さ試験法に則って測定したと
ころ２２０Ｈｖであって、めっき初期の段階から、ニッ
ケル本来の硬さを有するめっき被膜が形成されていたこ
とが確認された。そしてこれらのことから、コーナーエ
ッジが鋭く、かつ高さ方向の垂直性に優れたアスペクト
比の高い微細金属部品などを再現性良く、しかもより少
ない工程で安価かつ大量に製造できることが確認され
た。Further, the hardness of the surface of the fine metal part on the side of the conductive film 1 was measured using a micro Vickers hardness meter [MVK-ELS manufactured by Akashi Seisakusho Co., Ltd.] according to Japanese Industrial Standard JIS Z2.
It was 220 Hv when measured according to the micro hardness test method defined in 251. It was confirmed from the initial stage of plating that a plating film having the original hardness of nickel was formed. From these facts, it was confirmed that fine metal parts having a sharp corner edge and excellent verticality in the height direction and a high aspect ratio can be manufactured with good reproducibility and in a small number of steps at low cost.
【００６０】実施例２
〈Ｃｕ粉末の形成〉硫酸銅(II)と、アンモニアと、硫酸
アンモニウムとを純水に加えて、各成分が下記の濃度で
含まれた溶液を調製した。
（成 分） （濃 度）
硫酸銅(II) ０．５Ｍ
アンモニア ５．０Ｍ
硫酸アンモニウム １．０Ｍ
次にこの溶液１リットルに、過剰量（約１０ｇ）の銅線
（直径２ｍｍ）を浸漬し、窒素バブリングして溶存酸素
を除去した。Example 2 <Formation of Cu powder> Copper (II) sulfate, ammonia, and ammonium sulfate were added to pure water to prepare a solution containing each component in the following concentrations. (Component) (Concentration) Copper (II) sulphate 0.5M Ammonia 5.0M Ammonium sulphate 1.0M Then, in 1 liter of this solution, an excess amount (about 10 g) of a copper wire (diameter 2 mm) is immersed, and nitrogen is added. Bubbling was performed to remove dissolved oxygen.
【００６１】次にこの溶液を、酸素が混入しないように
気密性の高い容器内でかく拌しながら２５℃で２４時
間、反応させて、Ｃｕ(I)アンミン錯イオンを含む溶液
を製造した。次にこの溶液の液温を２５℃に維持してか
く拌しつつ、２０％硫酸溶液１００ミリリットルを加え
て不均化分解反応させて、溶液中に金属銅を析出させる
ことで、Ｃｕ粉末を生成させた。この際、溶液のｐＨ
の、単位時間あたりの低下速度ΔｐＨ／秒は０．２５と
した。Next, this solution was reacted at 25 ° C. for 24 hours while stirring in a highly airtight container so that oxygen was not mixed therein, to prepare a solution containing Cu (I) ammine complex ions. Next, while maintaining the liquid temperature of this solution at 25 ° C. and stirring, 100 ml of a 20% sulfuric acid solution was added to cause a disproportionation decomposition reaction, and metallic copper was deposited in the solution to form Cu powder. Was generated. At this time, the pH of the solution
The rate of decrease ΔpH / second per unit time was 0.25.
【００６２】次に、生成したＣｕ粉末を溶液からロ別
し、純水で洗浄後、乾燥した。得られたＣｕ粉末の粒径
と粒子形状を、走査型電子顕微鏡によって観察したとこ
ろ、その粒径がほぼ揃っているとともに、粒子形状も球
形にほぼ揃っていることが確認された。また写真に写っ
たＣｕ粉末の平均粒径を測定したところ３０ｎｍであっ
た。また得られたＣｕ粉末の純度をＩＣＰ質量分析法に
よって測定したところ９９．９６％であった。Next, the produced Cu powder was separated from the solution by filtration, washed with pure water and dried. When the particle diameter and particle shape of the obtained Cu powder were observed by a scanning electron microscope, it was confirmed that the particle diameter was almost uniform and the particle shape was also almost spherical. The average particle size of the Cu powder shown in the photograph was 30 nm. The purity of the obtained Cu powder was 99.96% as measured by ICP mass spectrometry.
【００６３】〈導電ペーストの調製〉金属粉末として、
上記で形成したＣｕ粉末を同量、使用したこと以外は実
施例１と同様にして導電ペーストを調製した。
〈電鋳型の作製および微細金属部品の製造〉上記の導電
ペーストを使用したこと以外は実施例１と同様にして、
同形状の電鋳型を作製し、この電鋳型を使用したこと以
外は実施例１と同条件で、同形状の微細金属部品を製造
した。<Preparation of Conductive Paste> As metal powder,
A conductive paste was prepared in the same manner as in Example 1 except that the Cu powder formed above was used in the same amount. <Production of electroforming mold and production of fine metal parts> In the same manner as in Example 1 except that the above conductive paste was used,
An electroforming mold having the same shape was produced, and a fine metal part having the same shape was manufactured under the same conditions as in Example 1 except that this electroforming mold was used.
【００６４】得られた微細金属部品の断面を金属顕微鏡
で観察して、前記式(1)により、結晶粒の大きさの比率
Ｒφを求めたところ１．２であって、結晶粒の大きさに
殆どばらつきはなく、微細金属部品は、厚み方向の全体
にわたって均一な結晶構造を有することが確認された。
また微細金属部品の、導電膜１側の面の硬度を、前記マ
イクロビッカース硬度計を用いて、日本工業規格ＪＩＳ
Ｚ２２５１に規定された微小硬さ試験法に則って測定
したところ２２０Ｈｖであって、めっき初期の段階か
ら、ニッケル本来の硬さを有するめっき被膜が形成され
ていたことが確認された。The cross section of the obtained fine metal part was observed with a metallurgical microscope, and the ratio Rφ of the crystal grain sizes was calculated by the above formula (1) to be 1.2. It was confirmed that the fine metal parts had a uniform crystal structure throughout the thickness direction.
In addition, the hardness of the surface of the fine metal part on the side of the conductive film 1 is determined by the Japanese Industrial Standard JIS using the micro Vickers hardness meter.
It was 220 Hv as measured according to the microhardness test method specified in Z2251, and it was confirmed that a plating film having the original hardness of nickel was formed from the initial stage of plating.
【００６５】比較例１
金属粉末として、平均粒径が２μｍであるＡｇ粉末を同
量、使用したこと以外は実施例１と同様にして導電ペー
ストを調製した。
〈電鋳型の作製および微細金属部品の製造〉上記の導電
ペーストを使用したこと以外は実施例１と同様にして、
同形状の電鋳型を作製し、この電鋳型を使用したこと以
外は実施例１と同条件で、同形状の微細金属部品を製造
した。Comparative Example 1 A conductive paste was prepared in the same manner as in Example 1 except that the same amount of Ag powder having an average particle diameter of 2 μm was used as the metal powder. <Production of electroforming mold and production of fine metal parts> In the same manner as in Example 1 except that the above conductive paste was used,
An electroforming mold having the same shape was produced, and a fine metal part having the same shape was manufactured under the same conditions as in Example 1 except that this electroforming mold was used.
【００６６】得られた微細金属部品の断面を金属顕微鏡
で観察して、前記式(1)により、結晶粒の大きさの比率
Ｒφを求めたところ２．０であって、結晶粒の大きさに
大きなばらつきがあり、微細金属部品は、金属の結晶粒
の大きい領域と小さい領域の２層構造を有することが確
認された。また微細金属部品の、導電膜１側の面の硬度
を、前記マイクロビッカース硬度計を用いて、日本工業
規格ＪＩＳ Ｚ２２５１に規定された微小硬さ試験法に
則って測定したところ１７０Ｈｖであって、めっき初期
の段階では、ニッケル本来の硬さを有するめっき被膜が
形成されていなかったことが確認された。The cross section of the obtained fine metal part was observed with a metallurgical microscope, and the ratio Rφ of the crystal grain sizes was calculated by the above formula (1), and it was 2.0. It was confirmed that the fine metal component has a two-layer structure of a region having a large metal crystal grain and a region having a small metal crystal grain. Further, the hardness of the surface of the fine metal part on the side of the conductive film 1 was measured using the micro Vickers hardness meter according to the micro hardness test method defined in Japanese Industrial Standard JIS Z2251, and was 170 Hv, It was confirmed that the plating film having the original hardness of nickel was not formed at the initial stage of plating.
【００６７】以上の結果を表１にまとめた。The above results are summarized in Table 1.
【００６８】[0068]
【表１】 [Table 1]
【図１】同図(a)〜(e)は、それぞれ本発明の製造方法に
よって微細金属部品を製造する工程の一例を示す断面図
である。1A to 1E are cross-sectional views showing an example of a process of manufacturing a fine metal component by a manufacturing method of the present invention.
【図２】同図(a)〜(d)は、微細金属部品の親金型から、
上記製造工程に使用する型を形成する工程の一例を示す
断面図である。FIG. 2A to FIG. 2D show a master mold for a fine metal part,
It is sectional drawing which shows an example of the process of forming the type | mold used for the said manufacturing process.
１ 導電膜 １′ 導電ペースト ２ 導電性基体 ３ 型 ３ａ 通孔パターン ４ 微細金属部品 ＥＭ 電鋳型 1 Conductive film 1'conductive paste 2 Conductive substrate Type 3 3a through hole pattern 4 Fine metal parts EM electroforming mold
フロントページの続き (72)発明者 平田 嘉裕 兵庫県赤穂郡上郡町光都３丁目12番１号 住友電気工業株式会社播磨研究所内Continued front page (72) Inventor Yoshihiro Hirata 3-12-1 Koto, Kamigori-cho, Ako-gun, Hyogo Sumitomo Electric Industries, Ltd. Harima Research Center
Claims (10)
末を導電成分として含有した導電ペーストからなる導電
膜を介して、導電性基体上に、微細金属部品の形状に対
応した微細な通孔パターンを有する、絶縁材料からなる
型を固定した形状の電鋳型を用意する工程と、 この電鋳型の通孔パターンの部分で露出させた導電膜の
表面、または導電性基体と導電膜の表面に、これらの部
分を電極とする電気めっきによって選択的にめっき被膜
を成長させることで、通孔パターンの形状に対応した微
細金属部品を形成する工程と、を含むことを特徴とする
微細金属部品の製造方法。1. A fine flow corresponding to the shape of a fine metal part is formed on a conductive substrate through a conductive film made of a conductive paste containing a fine metal powder having an average particle size of less than 1 μm as a conductive component. A step of preparing an electroforming mold having a hole pattern and fixed to a mold made of an insulating material, and the surface of the conductive film exposed at the through hole pattern portion of the electroforming mold, or the surface of the conductive substrate and the conductive film And a step of forming a fine metal component corresponding to the shape of the through-hole pattern by selectively growing a plating film by electroplating using these portions as electrodes, and the fine metal component. Manufacturing method.
割合で含む導電ペーストを用いる請求項１記載の微細金
属部品の製造方法。2. The method for producing a fine metal component according to claim 1, wherein a conductive paste containing metal powder in a solid content of 5 to 95% by weight is used.
を用いる請求項１記載の微細金属部品の製造方法。3. The method for producing a fine metal part according to claim 1, wherein a metal powder having an average particle size of 400 nm or less is used.
差が５％以下である金属を含む金属粉末を用いる請求項
１記載の微細金属部品の製造方法。4. The method for producing a fine metal component according to claim 1, wherein a metal powder containing a metal having a lattice constant difference of 5% or less from the metal forming the plating film is used.
む金属粉末を用いる請求項１記載の微細金属部品の製造
方法。5. The method for producing a fine metal component according to claim 1, wherein a metal powder containing the same metal as the metal forming the plating film is used.
ｕ、Ｉｎ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、およびＰｄからなる群よ
り選ばれた１種の金属または２種以上の金属の合金によ
って形成された金属粉末を用いる請求項１記載の微細金
属部品の製造方法。6. Ni, Fe, Co, Ag, Au, Pt, C
The method for producing a fine metal component according to claim 1, wherein a metal powder formed of one metal selected from the group consisting of u, In, Ir, Re, Rh, and Pd or an alloy of two or more metals is used. .
粉末を用いる請求項１記載の微細金属部品の製造方法。7. The method for producing a fine metal part according to claim 1, wherein a metal powder having an amount of impurities of 100 ppm or less is used.
ことで、液中に析出させて形成した金属粉末を用いる請
求項１記載の微細金属部品の製造方法。8. The method for producing a fine metal part according to claim 1, wherein the metal powder is formed by reacting metal ions with a reducing agent in a liquid to deposit the metal powder in the liquid.
請求項８記載の微細金属部品の製造方法。9. The method for producing a fine metal part according to claim 8, wherein a trivalent titanium compound is used as the reducing agent.
ｐＨを低下させることで金属Ｃｕを超微粒子状に析出さ
せて得たＣｕ粉末を用いる請求項１記載の微細金属部品
の製造方法。10. The method for producing a fine metal part according to claim 1, wherein Cu powder obtained by precipitating metal Cu in the form of ultrafine particles by lowering the pH of a solution containing a Cu (I) ammine complex ion is used.
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