JP6529516B2 - 電鋳部品の製造方法 - Google Patents
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Description
実施の形態1においては、この発明にかかる実施の形態1の電鋳部品の製造方法として、LIGA(Lithographie,Galvanoformung,Abformung)法を応用した電鋳部品の製造方法について説明する。LIGA法は、X線リソグラフィと電鋳とモールディングを組み合わせて目的の部品(構造物)を製造する方法であって、アスペクト比(加工幅に対する深さ(高さ)の比)の大きな部品を製造することができる。
まず、この発明にかかる実施の形態1の電鋳部品の製造方法について説明する。図1〜図4および図6〜図13は、この発明にかかる実施の形態1の電鋳部品の製造方法による、電鋳部品の製造手順を示す説明図である。図5は、電鋳槽内の配置状態を示す説明図である。図1〜図4および図6〜図13においては、実施の形態1の電鋳部品の製造方法による電鋳部品の各製造工程における、電鋳部品の断面を模式的に示している。図5においては、実施の形態1の電鋳部品の製造方法による一工程における、電鋳槽内の配置状態を模式的に示している。
つぎに、上述した実施の形態1の電鋳部品の製造方法によって製造する、第1の電鋳部品および第2の電鋳部品の一例について説明する。図14および図15は、この発明にかかる実施の形態1の電鋳部品の製造方法による、電鋳部品の製造手順の一部を示す説明図である。
つぎに、この発明にかかる実施の形態2の電鋳部品の製造方法について説明する。実施の形態2においては、上述した実施の形態1と同一部分は同一符号で示し、説明を省略する。図16〜図22は、この発明にかかる実施の形態2の電鋳部品の製造方法による、電鋳部品の製造手順の一部を示す説明図である。実施の形態2の電鋳部品の製造方法による電鋳部品の製造手順は、上述した図1〜図4および図6に示した各工程と同じ工程をおこない、以降、図16〜図22に示す各工程をおこなう。
実施の形態2の電鋳部品の製造方法による電鋳部品の製造に際しては、まず、上述した図1〜図4および図6に示した各工程と同様にして、第1の電鋳部材4および第1のフォトレジスト層3のおもて面側を平坦化することにより第1の電鋳部品4A,4Bを形成する。つぎに、図16に示すように、第1の電鋳部品4A,4Bの角部の面取り(R付け)をおこなう。この面取りは、第1の電鋳部品4A,4Bにおける少なくとも開口5a内に位置する部分の角部に対しておこなう。
つぎに、この発明にかかる実施の形態3の電鋳部品の製造方法について説明する。実施の形態3においては、上述した実施の形態1や実施の形態2と同一部分は同一符号で示し、説明を省略する。図23〜図33は、この発明にかかる実施の形態3の電鋳部品の製造方法による、電鋳部品の製造手順を示す説明図である。
実施の形態3の電鋳部品の製造方法による電鋳部品の製造に際しては、まず、図23に示すように、基板10を用意する。基板10は、たとえば、良好な導電性を有する導電材料(導電材)を用いて形成することができる。具体的には、基板10は、たとえば、銅、黄銅、ステンレス鋼等の金属(合金を含む)などの導電材料を用いて形成することができる。
つぎに、上述した実施の形態1〜3の電鋳部品の製造方法によって製造する第1の電鋳部品4A,4Bおよび第2の電鋳部品6A,6Bの、具体的部品の製造例について説明する。
まず、機械式時計に組み込まれるてん輪および錘の製造例について説明する。機械式時計においては、てん輪とひげぜんまいを組み合わせて調速機(てんぷとも呼ぶ)が構成され、ひげぜんまいの力によっててん輪が一定周期で往復回動する。てんぷは、てん輪の往復回動によってアンクルを揺動させ、ガンギ車を1歯ずつ送って(つまり、一定速度で回転して)、時を刻んでいる。アンクルとガンギ車は、脱進機とも呼ばれている。
つぎに、機械式時計に組み込まれる歯車および軸受けの製造例について説明する。機械式時計には多数の歯車が使用されている。歯車は、軸受けによって、当該軸受けに対して相対的に回転可能に支持されている。図39は、歯車と軸受けの嵌合状態を示す平面図である。
つぎに、機械式時計に組み込まれるガンギ車および平板状の小部品の製造例について説明する。機械式時計は、ガンギ車を備えている。図43は、ガンギ車を示す平面図である。図43に示すように、ガンギ車50は、環形状をなしている。ガンギ車50の外周には、複数の歯部51が、一定のピッチで設けられている。各歯部51は、ガンギ車50がなす環形状の放射方向(半径方向)に対して、一定の角度で傾斜して設けられている。
つぎに、クオーツ式時計などに組み込まれるロータ軸の製造例について説明する。図51および図52は、ロータの一部を示す説明図である。図52は、図51に示したロータの一部を、A−A線を通る平面に沿って切断した断面を示している。図53および図54は、ロータが備えるロータ軸を示す説明図である。図54は、図53に示したロータ軸を、B−B線を通る平面に沿って切断した断面を示している。
つぎに、機械式時計やクオーツ式時計などに組み込まれる歯車および軸受けの製造例について説明する。一般的に、歯車(図示を省略する)は、略円盤形状であって外周部に放射状に突出する歯を備えた歯車部と、当該歯車部の回転中心に設けられる歯車軸と、を備えて構成される。軸受け(図示を省略する)は、歯車における歯車軸の両端を回転可能に保持する。歯車は、軸受けによって定められる位置において、当該軸受けに対して相対的に回転する。
つぎに、アナログ時計に組み込まれる針および袴の製造例について説明する。図55は、アナログ時計に組み込まれる針および袴を示す説明図である。図55に示すように、アナログ時計は、たとえば、時針、分針、秒針などのように、文字盤の数字やメモリを指し示すことにより時刻をあらわす針(指示針)6aを備えている。この針6aには、当該針6aを安定して歯車の軸などに固定することを目的として、筒形状の袴6bが設けられているものがある。袴6bは、針6aの長さ方向および当該針が回転する回転面に対して直交する方向を軸心方向とする筒形状をなす。針6aおよび袴6bは、一体に形成されている。
2 導電層
3 第1のフォトレジスト層
3a 第1のフォトレジスト層の開口
4 第1の電鋳部材
4a 面取り部
4A,4B,40 第1の電鋳部品
5 第2のフォトレジスト層
5a 第2のフォトレジスト層の開口
6,55 第2の電鋳部材
6A,6B、60 第2の電鋳部品
7,7’ 第1の電鋳型
8,8’ 第2の電鋳型
10 金属基板
15 電鋳槽
16 電解液
17 対向電極
18 電源
20 てん輪(第2の電鋳部品)
20a 切り欠き部
20b 支柱(支持軸)
25 錘(第1の電鋳部品)
25b 中心孔
25a 切り欠き部
30 歯車(第1の電鋳部品)
30a 歯
30b 環状部
30c 円形開口
30d 面取り部
35 軸受け(第2の電鋳部品)
35a 止め穴
35b 小径部
35c 大径部
35d コーナ部
45 平板状の小部品(第1の電鋳部品)
45a 面取り部
50 ガンギ車(第2の電鋳部品)
51 歯部
51a 薄肉部
51c リービングコーナ
51d ロッキングコーナ
51e コーナ部
6a 針
6b 袴
Claims (9)
- 導電層のおもて面側に形成した第1のフォトレジスト層をパターニングして、当該第1のフォトレジスト層を、前記導電層と前記第1のフォトレジスト層との積層方向に沿って貫通する第1の貫通孔を形成する工程と、
前記導電層を一方の電極とする電鋳によって、前記導電層のおもて面側であって前記第1の貫通孔内に第1の電鋳部材を堆積させる工程と、
前記第1の電鋳部材および前記第1のフォトレジスト層のおもて面側を平坦化することにより第1の電鋳部品を形成する工程と、
前記第1の電鋳部品を形成した前記導電層から前記第1のフォトレジスト層を除去する工程と、
前記第1のフォトレジスト層を除去することにより露出された前記第1の電鋳部品の表面に離脱用の膜を形成する工程と、
前記導電層のおもて面側に、前記第1の電鋳部品をおもて面側から覆う第2のフォトレジスト層を形成し、当該第2のフォトレジスト層をパターニングして、前記第1の電鋳部品の一部が内側に突出する状態で当該第2のフォトレジスト層を前記積層方向に沿って貫通する第2の貫通孔を形成する工程と、
前記導電層を一方の電極とする電鋳によって、前記導電層のおもて面側であって前記第2の貫通孔内に第2の電鋳部材を堆積させる工程と、
前記第2の電鋳部材および前記第2のフォトレジスト層のおもて面側を平坦化することにより第2の電鋳部品を形成する工程と、
前記第1の電鋳部品、前記第2の電鋳部品および前記第2のフォトレジスト層から、前記導電層を除去する工程と、
前記導電層を除去した前記第1の電鋳部品および前記第2の電鋳部品から、前記第2のフォトレジスト層を除去する工程と、
を含んだことを特徴とする電鋳部品の製造方法。 - 前記第1の電鋳部品における少なくとも前記第2の貫通孔内に位置する部分の角部の面取りをおこなう工程を含み、
前記離脱用の膜を形成する工程は、前記面取りをおこなう工程の後におこなうことを特徴とする請求項1に記載の電鋳部品の製造方法。 - 前記面取りをおこなう工程は、電解研磨またはウエットエッチングによって前記角部の面取りをおこなうことを特徴とする請求項2に記載の電鋳部品の製造方法。
- 前記導電層は、絶縁材または半導電材からなる基板の表面に形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の電鋳部品の製造方法。
- 前記離脱用の膜を形成する工程は、表面酸化膜を前記離脱用の膜として形成することを特徴とする請求項1に記載の電鋳部品の製造方法。
- 前記第1の電鋳部品および前記第2の電鋳部品は、少なくとも一部が互いに密接または当接する部品であることを特徴とする請求項1に記載の電鋳部品の製造方法。
- 前記第1の電鋳部品および前記第2の電鋳部品は、少なくとも一部が互いに密接または当接した状態で相対的に移動する部品であることを特徴とする請求項6に記載の電鋳部品の製造方法。
- 前記第1の電鋳部品を形成する工程は、前記第1の電鋳部材および前記第1のフォトレジスト層をおもて面側から研削することにより平坦化することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載の電鋳部品の製造方法。
- 前記第2の電鋳部品を形成する工程は、前記第2の電鋳部材および前記第2のフォトレジスト層をおもて面側から研削することにより平坦化することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一つに記載の電鋳部品の製造方法。
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