JPH081940B2 - 微細パターン構造体及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、板厚と孔径若しくはスリット幅との比、即
ち板厚／孔径または板厚／スリット幅（以下、アスペク
ト比と称する）が１より大きな孔またはスリットを有す
る微細パターン構造体及びその製造方法に関するもので
ある。

（従来の技術） 従来から、微細なスリットや微細な孔を有する構造
体、特に金属製の構造体は、例えばLSIパッケージ用リ
ードフレーム、各種マスク等に用いられており、それら
リードフレーム等を２段構成にして配線密度を向上させ
る技術は、特開昭58−90752号，特開昭60−92646号，特
開昭60−103652号，特開昭60−107848号，特開昭60−20
6144号，特開昭60−227457号，特開昭62−81739号の各
公報により公知である。また、それらの製造方法は、一
般的には、プレス加工或いはエッチング法を用いて製造
されるのであるが、このような製造手法では、アスペク
ト比の大きい孔やスリットを形成することは困難であっ
た。そのため、アスペクト比の大きな孔やスリットを形
成する場合には、イオンミリング加工やレーザー加工等
の加工法が用いられている。

さらに、特開昭51−40869号公報のように、板厚を薄
くして、同一形状に加工した複数枚の板を重ね合わせる
ことによって、所定の厚さの構造体を得る技術も公知で
ある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、既述の板状微細パターン構造体にあっ
ては、それら複数の板の相対位置を正確に定めることが
著しく困難であるため、高精度な寸法が得られず、加え
て、複数枚の板の重ね合わせにより目的とする構造体の
厚さが定められるところから、該構造体に厚さ精度が要
求される部分がある場合に、当初の板の厚さ精度が得ら
れないという欠点があった。ことに、リードフレームに
おいては、その厚みの分だけ、樹脂、セラミックス等に
よる封止も厚くなる。しかし、それでは、その分だけ放
熱特性が悪化することとなる。

また、既述のイオンミリング加工やレーザー加工等で
は、その加工速度が遅く、また被加工物の除去を所望し
ない部分への損傷が生じる場合があり、更にそれらの加
工手法を用いる場合には極めて高価な加工設備が必要と
なるという欠点があった。また、アスペクト比を小さく
するために板厚を薄くすると、形成される構造体の強度
が低下したり、皺等によって板厚の均一性が低下した
り、またその取扱いが困難となったりする等の問題が惹
起され、製品構造上においても、工程上においても、欠
点の多いものであった。

また、既述の板厚を薄くして、同一形状に加工した複
数枚の板を重ね合わせる方法では、それら複数の板の相
対位置間の位置合わせを正確に定めることが著しく困難
であるため、高精度な寸法が得られず、加えて、複数枚
の板の重ね合わせにより目的とする構造体の厚さが定め
られるところから、該構造体に厚さ精度が要求される部
分がある場合に、当初の板の厚さ精度が得られないとい
う欠点があった。

ここにおいて、本発明は、上記の如き事情を背景にし
て為されたものであって、その解決すべき課題とすると
ころは、簡易な工程及び設備で、アクペクト比の大きな
孔やスリットを良好な寸法精度で形成し得る微細パター
ン構造体及びその製造手法を実現することにある。

（課題を解決するための手段） そして、本発明は、かかる課題解決のために、少なく
とも１枚のシート状部材が、少なくとも他の１枚のシー
ト状部材を嵌め合わせる部分の少なくとも一部に形成さ
れた肉薄部を有している、シート状部材の複数よりなる
微細パターン構造体を、その要旨とするものであり、ま
た、複数のシート状部材をそれぞれ所定形状に加工する
一方、それら複数のシート状部材のうちの少なくとも１
枚に対して、その所定部位に肉薄部を形成せしめ、そし
て該肉薄部に他のシート状部材の一部を嵌め合わせて重
ね合わせることにより、該複数のシート状部材のそれぞ
れの相対位置を規制して、アスペクト比の大きなスリッ
ト或いは孔を有するパターンの構造体を形成することを
特徴とする微細パターン構造体の製造方法をも、その要
旨とするものである。

すなわち、かかる本発明にあっては、例えば、先ず、
複数のシート状部材、好ましくは金属シート部材が、目
的とする板状微細パターン構造体の形状を考慮して、そ
れぞれ所定の外形形状に成形される。なお、この際の成
形手段としては、目的とする構造体によって制限される
ものでなく、プレス成形法や超音波加工法等の公知の手
法を用いることが出来るが、特に好ましくは、フォトリ
ソグラフィ技術や精密印刷技術により形成されたパター
ン化した耐エッチング材からなるマスク等を用いるエッ
チング手法が、母材に歪を残し難く、高精度加工が出来
るところから、有利に採用される。

次いで、少なくとも１枚のシート状部材の一部（所定
の部位）が除去され、所定の肉薄部が形成される。な
お、かかる肉薄部の形成に際して、嵌め合わされる部分
に対応する肉薄部の全てを一枚のシートに設ける必要は
なく、一部の嵌め合わされる部分のみを一つのシートに
おいて肉薄部とする一方、他の嵌め合わせ部分に対応す
る肉薄部については他のシートに設けるようにしても、
何等差支えない。また、この肉薄部の形成に際して、有
利に採用されるエッチング処理には、公知の各種のウェ
ットエッチング、ドライエッチング等のエッチング手法
が適宜に選択され、そして目的とする厚さの肉薄部が形
成されるように、エッチング条件が選定されることとな
るが、その際シート状部材の非エッチング部位には、フ
ォトリソグラフィ、精密印刷等によりパターン化した耐
エッチング材よりなる適当なマスキングが施される。こ
のように、シートの厚さ方向に一部分（所定厚さ部分）
のみをエッチング除去して、肉薄部を形成する手法を、
ハーフエッチングと称する。

なお、シート状部材の外形形状の成形にもエッチング
法を用いる場合にあっては、ハーフエッチングの実施が
所望される部分の位置する片面だけ、耐エッチング材に
よりマスキングして、エッチングすることにより、かか
る外形形状の成形とハーフエッチングによる肉薄部の形
成とを同時工程とすることが出来る。また、上記の説明
とは逆に、シート状部材の所定の部位にハーフエッチン
グを施した後、かかるシート状部材の外形形状の成形操
作を実施することも可能である。

また、かかる本発明にあっては、肉薄部が形成されて
いるシート状部材は１枚でも良いが、より好ましくは、
複数枚のシート状部材のそれぞれに肉薄部が形成された
ものが採用され、そしてそれら肉薄部同士が重なり合う
ように複数枚のシート状部材を組み合わせることも可能
である。

さらに、本発明にあっては、シート状部材のそれぞれ
に形成される肉薄部の厚さを、異なる２種以上の厚さと
することも、好適に採用され得る。即ち、例えば、２枚
のシート状部材を組み合わせて１つの板状の微細パター
ン構造体を形成する場合において、第一，第二のシート
状部材のそれぞれに、シート厚の1/3の厚さを有する第
一の肉薄部と、シート厚の2/3の厚さを有する第二の肉
薄部とを設け、第一のシート状部材の第一の肉薄部と第
二のシート状部材の第二の肉薄部とが、また第一のシー
ト状部材の第二の肉薄部と第二のシート状部材の第一の
肉薄部とが、それぞれ重なり合うように組み合わせるこ
とが、出来るのである。

なお、本発明の微細パターン構造体は、そのまま用い
ても良いが、必要に応じて、それぞれのシート状部材が
離れないように接着剤やスポット溶接、超音波溶接等に
より固定して用いることも出来る。また、重ね合わせ部
分で板厚方向に複数のシートから構成されている構造が
好ましくない場合には、該重ね合わせが好ましくない部
分以外のパターン部の肉薄部で重ね合わせ部分を構成し
た構造体、或いはそれぞれのシート状部材に捨てパター
ン部を形成し、該捨てパターン部に肉薄部を用いた重ね
合わせ部分を構成して、板状の微細パターン構造体を所
望の部分に組み込んだ後、該捨てパターン部を除去し得
る構成も用いられ得る。また、重ね合わせ部分全てを肉
薄部にする必要性はなく、シートの一部を折り曲げ若し
くは湾曲させた部分に肉薄部を設けても良い。更に、位
置合わせ若しくは同一平面化を所望する部分に肉薄部を
設けることが好ましい。

（作用） 本発明に係る製造方法に従って、上述のようにして、
肉薄部をハーフエッチングにて形成すると、従来のプレ
ス加工等の機械的加工法に比較し、母材に歪を残し難
く、高精度加工が可能となることに加えて、加工厚さの
制御が容易であること、バリや余肉の盛り上がりがない
こと、工程や設備が比較的簡易であること等の数々の利
点が奏されるのである。

また、本発明に従う構造体にあっては、肉薄部と別の
シート状部材の一部分とを嵌め合わせ形態において重ね
合わせることにより、複数のシート状部材の相対位置を
正確に規制することが出来、また１枚のシート状部材で
は加工が困難であった、大きなアスペクト比を有する孔
やスリットが所定部分に形成されてなるパターンを備え
た板状の微細パターン構造体が、有利に形成され得るの
である。

また、複数枚のシート状部材のそれぞれの肉薄部同士
が重なり合うように、複数枚のシート状部材を組み合わ
せることによって得られる、板状微細パターン構造体に
おいては、板厚をシート状部材のシート厚と実質的に同
一とすることが出来るのであり、これにより重ね合わさ
れていない部分と同一平面にすることが出来ることとな
る。

さらに、本発明にあっては、シート状部材のそれぞれ
に形成される肉薄部の厚さを、異なる２種以上の厚さに
て形成することにより、目的とする板状の微細パターン
構造体の板厚を大きくすることなく、第一及び第二の肉
薄部の嵌合構造をとることが出来るのである。

（実施例） 以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本発明を更
に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、その
ような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるも
のでないことは、言うまでもないところである。

また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上
記の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限
りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修
正、改良等を加え得るものであることが、理解されるべ
きである。

先ず、本発明に従う構造体の一実施例が第１図（ｅ）
〜（ｇ）に、またそれを製造する方法の一実施例が第１
図（ａ）〜（ｇ）に、示されているが、そこにおいて、
２は、一枚の金属シートを用いて、エッチング法により
第１図（ａ）及び（ｂ）に示される如き櫛状の外形形状
とされた第一の重合シート片であって、その所定部分
に、エッチングによってシート厚（非エッチング部位2b
の厚さ）の1/2の厚さを有する肉薄部2aが形成されてい
る。また、同じ厚さの別の金属シートを用いて、第１図
（ｃ）及び（ｄ）に示される形状の第二の重合シート片
４が形成され、前記と同様の手法により、その所定部分
に、シート厚（非エッチング部位4bの厚さ）の1/2の厚
さを有する肉薄部4aが形成されている。そして、これら
第一及び第二の重合シート片2,4が、それぞれの肉薄部2
a,4aによって相対位置を規制して嵌め合わされることに
よって、第１図（ｅ）及び（ｆ），（ｇ）に示される如
き、微細な幅のスリット８を有する、目的とする構造体
10が構成されるのである。

なお、第１図（ｇ）から明らかなように、かかる実施
例においては、得られる板状の微細パターン構造体10の
総厚さは、１枚の金属シートの厚さの約1.5倍となって
いる。

また、本発明に従って得られる構造体の他の一実施例
が第２図（ｅ）〜（ｇ）に、そしてそれを製造する方法
の一実施例が第２図（ａ）〜（ｇ）に、示されている。
この実施例にあっては、用いられる２枚の金属製の重合
シート片12,14の外形形状は前記実施例と同様である
が、それら第一及び第二の重合シート片12,14において
は、その重ね合わせ部に、エッチング厚さの異なる第一
の肉薄部12a,14a及び第二の肉薄部12b,14bが、それぞれ
形成されている。なお、これら第一の肉薄部12a,14a
は、重合シート片12,14の厚さ、即ち非エッチング部位1
2c,14cの厚さの1/3の厚さとされ、また第二の肉薄部12
b,14bは、2/3の厚さとされている。

そして、かかる一方の第一の肉薄部と他方の第二の肉
薄部とが重なり合うように、２枚の重合シート片を組み
合わせて重ね合わせることにより、目的とする、微細な
幅のスリット18を有する構造体20が得られるのである。
この場合には、該構造体20の総厚さは、第２図（ｇ）か
ら明らかなように、１枚の金属シートの厚さと略同一の
厚さとして得られる。

なお、上記した第１図及び第２図における各（ｂ），
（ｄ），（ｆ）及び（ｇ）は、それぞれ、第１図及び第
２図の（ａ），（ｃ）及び（ｅ）におけるＢ−Ｂ断面、
Ｄ−Ｄ断面、Ｆ−Ｆ断面及びＧ−Ｇ断面を示す図であ
る。

さらに、第３図（ａ）〜（ｃ）には、本発明に従う構
造体及びその製造方法のうち、肉薄部が１枚の重合シー
ト片のみに形成される一実施例が示されている。そこに
おいて、先ず、１枚の金属シートにエッチング法により
加工を施して、第３図（ａ）に示される如き形状が実現
され、そしてその金属シートの所定部分に、エッチング
法にてシート厚の1/2の厚さの肉薄部22aを形成すること
により、第一の重合シート片22が作製される。なお、か
かる重合シート片22において、23は、目的とするスリッ
トを形成するための矩形孔である。そして、別の金属シ
ートを加工して得られた、第３図（ｂ）に示される如き
形状の第二の重合シート片24が、前記第一の重合シート
片22に対して、該第一の重合シート片22に形成された肉
薄部22aに第二の重合シート片24が嵌合されるようにし
て組み合わされ、第３図（ｃ）に示される如き、微細な
幅のスリット28を有する構造体26が形成されるのであ
る。即ち、かかるスリット28は、第一の重合シート片22
の矩形孔23内に第二の重合シート片24の帯状部25が配置
せしめられることによって、該帯状部25の左右に形成さ
れているのである。

更にまた、第４図（ａ）〜（ｃ）には、本発明の更に
異なる実施例が示されており、そこにおいて、第一及び
第二の重合シート片32,34は、それぞれ、１枚の金属シ
ートに対するエッチングによる加工が施されることによ
って作製されている。そして、それら重合シート片32,3
4には、複数の大きな孔36と、エッチングによってシー
ト厚の1/2の厚さとされた肉薄部32a,34aと、エッチング
の施されていない部分32b,34bとが形成されている。

そして、これら第一及び第二の重合シート片32,34
を、前記肉薄部32a,34aにて嵌合するようにして組み合
わせることにより、第４図（ｃ）に示される如き、微細
な孔38を所定位置に有する板状の微細パターン構造体40
が形成されるのである。

また、第５図（ａ）〜（ｈ）には、本発明の更に好ま
しい実施例が示されており、相対位置を肉薄部で規制し
て、非エッチング部位を嵌め合わせることにより、最終
的に、非エッチング部を構成する部位の１本、１本の相
対位置を規制することによって、目的とする構造体が作
製されている。

より具体的には、この実施例において、２枚のステン
レス板42,44には、スリット45、肉薄部46がそれぞれエ
ッチング処理により形成されている。このスリット45に
あっては、その肉薄部46に接する両端部位が、中央のス
リット幅広部45aより狭い幅、換言すれば非エッチング
部位48の幅広部48bと実質的に同一の幅の狭幅部45bとさ
れている。また、非エッチング部位48は、中央の狭幅部
48aとその両端部の幅広部48b,48bとから構成されてい
る。なお、これら２枚のステンレス板42,44の板厚は75
μｍ、スリット45の幅は220μｍ、スリットのピッチは3
40μｍであり、また肉薄部46の板厚は、非エッチング部
位48の1/2の厚さとされている。

従って、これら２枚の板42,44を、それらのスリット4
5の狭幅部45bに非エッチング部位48の幅広部48bが嵌装
されるように重ね合わせることにより、第５図（ｅ）に
示される如き、微細な幅のスリット52を有する構造体50
が好適に得られるのである。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明に従えば、寸
法精度が高く、しかもアスペクト比が大きい孔またはス
リットを有する板状の微細パターン構造体が提供される
のであり、そしてそれがリードフレーム、各種マスク、
回路基板、各種電極、端子、コネクタ、各種フィルタ等
に好適に用いられ得るところに、本発明の大きな工業的
意義が存するのである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｇ）は、本発明に従う構造体及びその
製造方法の一例を概念的に示した説明図であり、
（ａ），（ｃ）及び（ｅ）はそれぞれ第一，第二の重合
シート片及び重ね合わせた構造体の平面図、（ｂ），
（ｄ），（ｆ）及び（ｇ）はそれぞれ（ａ），（ｃ）及
び（ｅ）におけるＢ−Ｂ断面,D−Ｄ断面,F−Ｆ断面及び
Ｇ−Ｇ断面を示す説明図である。 また、第２図（ａ）〜（ｇ）は、本発明の他の実施例を
示す説明図であり、（ａ），（ｃ）及び（ｅ）はそれぞ
れ第一，第二の重合シート片及び重ね合わせた構造体の
平面図、（ｂ），（ｄ），（ｆ）及び（ｇ）はそれぞれ
（ａ），（ｃ）及び（ｅ）におけるＢ−Ｂ断面,D−Ｄ断
面,F−Ｆ断面及びＧ−Ｇ断面を示す説明図である。 さらに、第３図（ａ）〜（ｃ）は、一枚の金属シートの
みに肉薄部を形成してなる構造の、本発明に係る構造体
及びその製造方法の一例を概念的に示す説明図であっ
て、（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ第一，第二の重合シー
ト片の平面図、（ｃ）は重ね合わせた構造体の平面図で
ある。 更にまた、第４図（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係るアス
ペクト比の大きい孔を有する構造体並びにその製造方法
の一例を概念的に示す説明図であって、（ａ）及び
（ｂ）はそれぞれ第一，第二の重合シート片の平面図、
（ｃ）は重ね合わせた構造体の平面図である。 また、第５図（ａ），（ｄ）は、それぞれ、本発明の更
に他の実施例に係る２枚の板を示す平面形態説明図であ
り、第５図（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、第５図
（ａ）におけるＢ−Ｂ断面及びＣ−Ｃ断面説明図であ
り、第５図（ｅ）〜（ｈ）は、第５図（ａ）〜（ｄ）に
示される２枚の板を組み合わせて得られる構造体を示す
説明図であって、（ｅ）はその平面説明図、（ｆ）〜
（ｈ）は、それぞれ、（ｅ）におけるＦ−Ｆ断面、Ｇ−
Ｇ断面及びＨ−Ｈ断面説明図である。 2,12,22,32:第一の重合シート片 4,14,24,34:第二の重合シート片 2a,4a,22a,32a,34a:肉薄部 12a,14a:第一の肉薄部 12b,14b:第二の肉薄部 8,18,28,52:スリット 10,20,26,40,50:構造体 36:大きい孔、38:小さい孔 42,44:ステンレス板 46:肉薄部、48:非エッチング部位

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀬川 隆雄 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−63201（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−153746（ＪＰ，Ａ)

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のシート状部材を重ね合わせて、所望
   の形状パターンを実現するパターン構造体であって、該
   シート状部材は、所定のアスペクト比のスリットまたは
   孔によって規定された形状パターンを有しており、 また、該シート状部材は、重ね合わせ部の少なくとも一
   部に肉薄部を設けることにより構成された嵌合部を有し
   ており、 その嵌合部が、重ね合わせたシート状部材から出来るス
   リットまたは孔を一意的に規定し、 もって前記シート状部材のアスペクト比のスリットまた
   は孔よりも大きなアスペクト比のスリットまたは孔によ
   って規定された板状パターンを有することを特徴とす
   る、 パターン構造体。
2. 【請求項２】複数のシート状部材を重ね合わせて、所望
   の形状パターンを実現するパターン構造体であって、該
   シート状部材は、所定のアスペクト比のスリットまたは
   孔によって規定された形状パターンを有しており、 また、該シート状部材は、重ね合わせ部の少なくとも一
   部に肉薄部を設けることにより構成された嵌合部を有し
   ており、 両シート状部材を重ね合わせることにより生まれる両シ
   ート状部材の干渉部が、重ね合わせたシート状部材から
   出来るスリットまたは孔を一意的に規定し、 もって前記シート状部材のアスペクト比のスリットまた
   は孔よりも大きなアスペクト比のスリットまたは孔によ
   って規定された形状パターンを有することを特徴とす
   る、 パターン構造体。
3. 【請求項３】前記パターン構造体がリードフレームであ
   る請求項１、２のいずれかに記載のパターン構造体。
4. 【請求項４】前記シート状部材の、一部位に板厚方向に
   厚みを調整する方法がエッチング処理であることを特徴
   とする請求項１ないし３のいずれかに記載のパターン構
   造体の製造方法。
5. 【請求項５】前記複数のシート状部材のそれぞれに前記
   肉薄部を形成し、各シート状部材の肉薄部同士を重ね合
   わせることにより、パターン構造体の厚さをそれぞれの
   シート状部材のシート厚に略等しくしたことを特徴とす
   る請求項４に記載のパターン構造体の製造方法。
6. 【請求項６】前記複数の各シート状部材に、厚さの異な
   る２種以上の肉薄部を設け、相対的に厚さの厚い肉薄部
   を他のシート状部材の相対的に厚さの薄い肉薄部と重ね
   合わせることを特徴とする請求項５に記載のパターン構
   造体の製造方法。
7. 【請求項７】前記シート状部材が、金属製シートである
   請求項４ないし６のいずれかに記載のパターン構造体の
   製造方法。