KR100934876B1 - Plating method for liga process - Google Patents

Plating method for liga process Download PDF

Info

Publication number
KR100934876B1
KR100934876B1 KR1020080010260A KR20080010260A KR100934876B1 KR 100934876 B1 KR100934876 B1 KR 100934876B1 KR 1020080010260 A KR1020080010260 A KR 1020080010260A KR 20080010260 A KR20080010260 A KR 20080010260A KR 100934876 B1 KR100934876 B1 KR 100934876B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plating
resist structure
dispersed particles
liga process
liga
Prior art date
Application number
KR1020080010260A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20090084216A (en
Inventor
이호영
서수정
Original Assignee
성균관대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 성균관대학교산학협력단 filed Critical 성균관대학교산학협력단
Priority to KR1020080010260A priority Critical patent/KR100934876B1/en
Publication of KR20090084216A publication Critical patent/KR20090084216A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100934876B1 publication Critical patent/KR100934876B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/02Electroplating of selected surface areas
    • C25D5/022Electroplating of selected surface areas using masking means
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00Electroforming
    • C25D1/10Moulds; Masks; Masterforms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D15/00Electrolytic or electrophoretic production of coatings containing embedded materials, e.g. particles, whiskers, wires

Abstract

본 발명은 미세구조물을 형성하기 위한 몰드를 제조하는 LIGA공정에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LIGA공정의 도금을 보다 신속하고 효율적으로 수행하도록 하는 LIGA공정의 도금방법 및 도금장치에 관한 것이다.The present invention relates to a LIGA process for manufacturing a mold for forming a microstructure, and more particularly, to a plating method and a plating apparatus of the LIGA process to perform the plating of the LIGA process more quickly and efficiently.

본 발명의 한 실시예에 따른 LIGA공정용 도금방법은, 사진공정에 의해 레지스트 구조물을 형성하고, 이 레지스트 구조물의 표면을 도금한 후에 레지스트 구조물을 제거함으로써 몰드를 형성하며, 상기 몰드를 이용하여 미세구조물을 사출하는 LIGA공정에 있어서, 분산입자가 현탁된 도금액 내에 상기 사진공정에 의해 형성된 레지스트 구조물을 배치하고, 상기 레지스트 구조물을 제1 및 제2 전극 중에서 어느 일측에 접속하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 전극에 전류를 인가함으로써 도금액 내의 이온입자들에 의해 분산입자들을 함께 상기 레지스트 구조물의 표면에 공석시키는 단계를 포함한다.In the plating method for LIGA process according to an embodiment of the present invention, a resist structure is formed by a photolithography process, and after the surface of the resist structure is plated, a mold is formed by removing the resist structure, and fine using the mold. A LIGA process for injecting a structure, the method comprising: placing a resist structure formed by the photographing process in a plating solution in which dispersed particles are suspended, and connecting the resist structure to either one of the first and second electrodes; And vaccinating the dispersed particles together on the surface of the resist structure by the ion particles in the plating liquid by applying current to the first and second electrodes.

LIGA, 복합도금 LIGA, Complex Plating

Description

LIGA공정의 도금방법{PLATING METHOD FOR LIGA PROCESS}Plating Method of LIA Process {PLATING METHOD FOR LIGA PROCESS}

본 발명은 미세구조물을 형성하기 위한 몰드를 제조하는 LIGA공정에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LIGA공정의 도금을 보다 신속하고 효율적으로 수행하도록 하는 LIGA공정의 도금방법 및 도금장치에 관한 것이다.The present invention relates to a LIGA process for manufacturing a mold for forming a microstructure, and more particularly, to a plating method and a plating apparatus of the LIGA process to perform the plating of the LIGA process more quickly and efficiently.

일반적으로 리가(LIGA, 이하에서 'LIGA'라 지칭함)공정이라 함은 X-선을 이용한 사진공정(lithography), 전기도금공정(electroforming) 및 사출공정(molding) 등의 세 가지 단계로 이루어진 미세한 가공 기술을 의미하며, 독일어 Lithographie, Galvanoformung 및 Abformung의 첫 글자를 인용한 약자이다.In general, LIGA (hereinafter referred to as LIGA) process is a fine process consisting of three steps: X-ray photolithography, electroplating, and molding. An abbreviation for the first letter of German Lithographie, Galvanoformung and Abformung.

여기서, X-선을 이용한 사진 공정(lithography)은 X-선용 마스크를 통하여 레지스트(resist)에 X-선을 조사하고 현상하여 미세한 레지스트 구조물(resist structure)을 제작하는 공정이다. 그리고 전기 도금 공정(electroforming)은 제작된 미세한 레지스트 구조물에서 레지스트가 제거된 부분에 전기 도금을 이용하여 금속을 성장시켜 채운 후 나머지 레지스트를 제거하여 미세한 금속 구조물(metal structure)을 제작하는 공정이다. 또 사출 공정(molding)은 제작된 미세한 금속 구 조물을 몰드(mold)로 이용하여 다양한 형상의 미세구조물을 사출하는 공정이다.Here, lithography using X-rays is a process of fabricating a fine resist structure by irradiating and developing X-rays on a resist through an X-ray mask. In addition, the electroplating process (electroforming) is a process of manufacturing a fine metal structure by removing the remaining resist after filling the metal by using electroplating to the portion of the resist is removed from the produced fine resist structure. In addition, an injection process (molding) is a process of injecting the microstructures of various shapes using the produced fine metal structure as a mold (mold).

이러한 LIGA 공정의 장점은 레지스트를 노광할 때, 투과성이 우수한 X-선(1~10 Å 범위의 파장)을 광원으로 사용함으로써 수 μm의 폭을 유지하면서도 수백 μm의 높이를 가질 수 있는 레지스트 구조물을 제작할 수 있다는 것이다. 또한 제작된 레지스트 구조물의 벽면에 대한 조도가 30 nm의 범위로 매우 작으므로 광학 부품을 제작하는 데 응용할 수 있다. 이러한 레지스트 구조물을 이용하여 도금에 의한 금속 구조물을 제작할 때 레지스트 구조물과 반대 형상의 금속 구조물을 얻을 수 있으며, 이때 정밀도는 레지스트 구조물과 거의 일치한다.The advantage of this LIGA process is that by using X-rays (wavelengths in the range of 1 to 10 GHz) with excellent transparency as the light source, the resist structure can be several hundred μm high while maintaining the width of several μm when exposing the resist. It can be produced. In addition, since the roughness of the fabricated resist structure on the wall surface is very small in the range of 30 nm, it can be applied to fabricate optical components. When fabricating a metal structure by plating using such a resist structure, a metal structure having a shape opposite to that of the resist structure can be obtained, and the precision is almost identical to that of the resist structure.

한편, 이러한 LIGA공정의 전기도금공정은 사진공정에 의해 형성되는 레지스트 구조물의 표면에 금속을 전기도금법에 의해 도금하는데, 도금속도가 빠르지 않아 전체적인 LIGA 공정의 작업시간이 오래 걸리고, 이에 대량생산이 양호하지 못한 단점이 있었다. 또 종래의 전기도금공정에 의해 형성된 금속구조물은 강성, 강도, 경도, 내마모성, 내열성, 내식성, 윤활성, 연마성, 비점착성 등의 물성이 취약하여 몰드로서의 사용수명이 매우 짧을 뿐만 아니라 정밀한 미세구조물의 제작이 어려운 단점이 있었다.On the other hand, the electroplating process of the LIGA process is a metal plating on the surface of the resist structure formed by the photo process by the electroplating method, the plating time is not fast, the overall operation time of the LIGA process takes a long time, the mass production is good There was a disadvantage that did not. In addition, the metal structure formed by the conventional electroplating process is weak in physical properties such as rigidity, strength, hardness, wear resistance, heat resistance, corrosion resistance, lubricity, abrasiveness, non-tackiness, etc. It was difficult to make.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, LIGA공정 중의 도금속도를 단축시킴으로써 LIGA공정 전체의 공정시간을 단축함과 더불어 제조비용을 절감할 수 있는 LIGA공정용 도금방법 및 도금장치를 제공하는 데 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above, by providing a plating method and plating apparatus for the LIGA process that can reduce the manufacturing time and the manufacturing cost of the entire LIGA process by reducing the plating speed during the LIGA process. The purpose is to.

또 본 발명에 의해 성형되는 금속 구조물의 재질특성을 향상시킴으로써 몰드로서의 사용수명 연장뿐만 아니라 보다 정밀한 미세구조물 형성에 기여할 수 있는 LIGA공정용 도금방법 및 도금장치를 제공하는 데 목적이 있다.In addition, it is an object of the present invention to provide a plating method and a plating apparatus for the LIGA process that can contribute to the formation of more precise microstructures as well as extending the service life of the mold by improving the material properties of the metal structure formed by the present invention.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 LIGA공정용 도금방법은, 사진공정에 의해 레지스트 구조물을 형성하고, 이 레지스트 구조물의 표면을 도금한 후에 레지스트 구조물을 제거함으로써 몰드를 형성하며, 상기 몰드를 이용하여 미세구조물을 사출하는 LIGA공정에 있어서,In the plating method for LIGA process according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, by forming a resist structure by a photographic process, after forming a mold by plating the surface of the resist structure, to form a mold, In the LIGA process of injecting a microstructure using the mold,

분산입자가 현탁된 도금액 내에 상기 사진공정에 의해 형성된 레지스트 구조물과 제1 및 제2 전극을 배치하고, 상기 레지스트 구조물을 상기 제1전극에 접속하는 단계; 및Disposing a resist structure formed by the photolithography process and first and second electrodes in a plating solution in which dispersed particles are suspended, and connecting the resist structure to the first electrode; And

상기 제1 및 제2 전극에 전류를 인가함으로써 도금액 내의 이온입자들과 함께 분산입자들을 상기 레지스트 구조물의 표면에 공석(codeposition)시키는 단계를 포함한다.Applying a current to the first and second electrodes to code the dispersed particles on the surface of the resist structure together with the ion particles in the plating solution.

분산입자가 현탁되어 있는 도금액 내의 이온입자들은 분산입자를 감싸면서 이온구름(ionic clouds)을 형성하며, 이렇게 형성된 이온구름 및 분산입자들은 레지스트 구조물을 제1 전극에 접속한 후에 제1 및 제2 전극에 전류가 인가되면 전기영동의 원리에 의해 레지스트 구조물의 금속시드층(metal seed)으로 이동하고, 이들 이온구름 및 분산입자들은 확산, 환원, 흡착단계 등을 순차적으로 거쳐 레지스트 구조물의 표면에 이온입자 및 분산입자들이 함께 공석됨으로써 기지금속(matrix, 제1상) 내에 분산입자(제2상)들이 분산된 형태의 복합도금층을 형성한다. 이에 따라 도금액의 이온입자들 뿐만 아니라 도금액 내에 현탁된 분산입자들이 함께 레지스트 구조물의 표면에 공석됨에 따라, 도금공정이 신속하게 진행된다. 그 결과 금속 구조물(즉, 몰드)이 신속하고 정밀하게 제조됨으로써 전체 LIGA공정의 공정시간이 대폭 단축될 뿐만 아니라 제조비용도 대폭 절감된다.Ion particles in the plating liquid in which the dispersed particles are suspended form ionic clouds while surrounding the dispersed particles, and the ionic clouds and the dispersed particles thus formed are connected to the first electrode and the first and second electrodes. When the current is applied to the metal seed layer of the resist structure (electrophoresis) by the principle of electrophoresis, these ion clouds and dispersed particles are sequentially ionized on the surface of the resist structure through the diffusion, reduction, adsorption step, etc. And dispersed particles are vacated together to form a composite plating layer in which dispersed particles (second phase) are dispersed in a matrix metal (first phase). Accordingly, the plating process proceeds rapidly as the ionic particles of the plating liquid as well as the dispersed particles suspended in the plating liquid are vacant on the surface of the resist structure. As a result, metal structures (ie, molds) are manufactured quickly and precisely, which not only significantly shortens the processing time of the entire LIGA process but also significantly reduces manufacturing costs.

분산입자로는 비금속 또는 금속물질 모두 가능하며, 미세한 분말 및/또는 미세한 섬유상 형태로 이루어진다. 여기서 분산입자의 종류에 따라 금속구조물(즉 몰드)은 강성, 강도, 경도, 내마모성, 내열성, 내식성, 윤활성, 연마성, 비점착성 등 물성이 향상됨으로써 사용수명이 연장된다. 분산입자는 SiC, B4C, Cr23C6, TaC/Ta2C, TiC, WC, ZrC, Al2O3, Cr2O3, Fe2O3, SiO2, ZrO2, Cr3B2, TaB2, TiB/TiB2, BN, Si3N4, TaSi2, Al, Si, C 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.As the dispersed particles, both non-metals and metal materials may be used, and may be formed in a fine powder and / or a fine fibrous form. According to the type of dispersed particles, the metal structure (ie, the mold) has a long service life by improving physical properties such as rigidity, strength, hardness, wear resistance, heat resistance, corrosion resistance, lubricity, abrasiveness, and non-tackiness. The dispersed particles are SiC, B 4 C, Cr 23 C 6 , TaC / Ta 2 C, TiC, WC, ZrC, Al 2 O 3 , Cr 2 O 3 , Fe 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 , Cr 3 B It is preferable that it is any one or more selected from 2 , TaB 2 , TiB / TiB 2 , BN, Si 3 N 4 , TaSi 2, Al, Si, and C.

도금액에 현탁된 분산입자는 전기영동에 의해 레지스트 구조물의 표면으로 이동할 때 바닥에 가라앉지 않을 정도의 크기로 이루어짐이 바람직하다. 이에 의해 전해도금 시 분산입자들이 바닥에 가라앉아버림으로써 도금속도가 낮아지는 현상을 방지할 수 있다.It is preferable that the dispersed particles suspended in the plating liquid have a size such that they do not sink to the bottom when moved to the surface of the resist structure by electrophoresis. As a result, the plating particles may be prevented from being lowered because the dispersed particles sink to the bottom during electroplating.

분산입자의 크기는 10 nm 내지 100 μm 정도가 바람직하고, 도금액 내에 함유되는 분산입자의 농도는 10 내지 100 g/ℓ가 바람직하다. 또 분산입자는 도금액과 반응하지 않는 동시에, 도금액에 용해되지 않은 물질로 이루어짐이 바람직하다.The size of the dispersed particles is preferably about 10 nm to 100 μm, and the concentration of the dispersed particles contained in the plating solution is preferably 10 to 100 g / l. In addition, the dispersed particles are preferably made of a substance which does not react with the plating liquid and is not dissolved in the plating liquid.

한편, 본 발명의 LIGA공정용 도금장치는,On the other hand, the plating apparatus for LIGA process of the present invention,

분산입자들이 현탁된 도금액이 충전된 도금조;A plating bath filled with a plating solution in which dispersed particles are suspended;

상기 도금조 내에 배치되는 제1 및 제2 전극; 및First and second electrodes disposed in the plating bath; And

상기 도금조의 제1 및 제2 전극에 전류를 인가하는 전원부를 포함하고,A power supply unit applying current to the first and second electrodes of the plating bath,

상기 제1전극에 사진공정에 의해 형성된 레지스트 구조물이 접속되는 것을 특징으로 한다.The resist structure formed by the photolithography process is connected to the first electrode.

상기 도금조는 내부에 분산입자와 도금액의 현탁상태를 일정하게 유지시키는 교반기를 가질 수 있다.The plating bath may have a stirrer to maintain a constant suspended state of the dispersed particles and the plating liquid therein.

그리고 도금조는 내부로 분산입자가 현탁된 도금액을 재순환시키는 순환기구를 더 포함하고, 순환기구는 도금조의 측면에 배치된 임시저장통 및 상기 임시저장통으로부터 도금조로 분산입자가 현탁된 도금액을 되돌리는 배관 및 순환펌프를 가진다.And the plating tank further includes a circulation mechanism for recycling the plating liquid suspended particles dispersed therein, the circulation mechanism is a temporary storage container disposed on the side of the plating tank and the pipe to return the plating liquid suspended particles dispersed from the temporary storage tank to the plating tank and It has a circulation pump.

본 발명은, 미세구조물의 형성을 위한 LIGA공정에 이용되는 도금공정을 매우 신속하게 진행할 수 있고, 이에 금속 구조물(즉, 몰드)의 제조가 신속하고 정밀하게 이루어짐으로써 전체 LIGA공정의 공정시간이 대폭 단축될 뿐만 아니라 제조비용 또한 대폭 절감할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, the plating process used in the LIGA process for the formation of microstructures can be performed very quickly, and the manufacturing time of the metal structure (ie, the mold) can be made quickly and precisely, thereby greatly reducing the process time of the entire LIGA process. Not only is it shortened, there is also an advantage that can significantly reduce the manufacturing cost.

또한, 본 발명에 의해 성형되는 금속 구조물의 재질특성이 향상됨으로써 몰드로서의 사용수명 연장뿐만 아니라 보다 정밀한 미세구조물 형성에 기여할 수 있는 장점이 있다.In addition, by improving the material properties of the metal structure formed by the present invention there is an advantage that can contribute to the formation of more precise microstructures as well as extending the service life as a mold.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LIGA공정의 도금방법을 도시한 공정도이다.1 is a process chart showing a plating method of the LIGA process according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 도금방법은 사진공정에 의해 형성된 레지스트 구조물(10)을 도금조(20) 내에 배치하는 레지스트 구조물 배치단계(S1), 상기 레지스트 구조물(10)에 도금을 수행하는 도금단계(S2), 상기 도금이 완료된 후에 상기 레지스트 구조물(10)을 제거함으로써 몰드(15)를 완성하는 레지스트 구조물 제거단계(S3)를 포함한다.As shown, the plating method of the present invention is a resist structure arrangement step (S1) for placing the resist structure 10 formed by the photolithography process in the plating bath 20, the plating to perform the plating on the resist structure 10 Step S2, after the plating is completed, the resist structure removing step S3 of completing the mold 15 by removing the resist structure 10.

[레지스트 구조물 배치단계(S1)][Resist structure placement step (S1)]

도 2에 나타난 바와 같이, 도금조(20) 내에는 미세한 분말 또는 미세한 섬유상의 분산입자가 현탁된 도금액이 충전되어 있다. 또 도금조(20) 내에는 제1 및 제2 전극(21, 22)이 배치되어 있다. 여기서, 분산입자는 SiC(내마모성/윤활성 향상), B4C(강도/내마모성 향상), Cr23C6,(강도/내마모성 향상), TaC/Ta2C(강도/내마모성 향상), TiC(강도/내마모성 향상), WC(강도/내마모성 향상), ZrC(강도/내마모성 향상), Al2O3(연마/내마모성/윤활성 향상), Cr2O3(연마/내마모성/윤활성 향상), Fe2O3(연마/내마모성/윤활성 향상), SiO2(연마/내마모성/윤활성 향상), ZrO2(내열성 향상), Cr3B2(강도/내마모성/윤활성 향상), TaB2(내열성 향상), TiB/TiB2(내열성 향상), BN(고온/내마모성/윤활성 향상), Si3N4(절연성 향상), TaSi2(내열성 향상), Al(합금성분), Si(합금성분), C(합금성분, 윤활성 향상) 중에서 그 용도에 따라 선택되는 어느 하나 이상의 물질로 이루어질 수 있다. 이 분산입자는 도금액과 반응하지 않음과 더불어 도금액에 용해되지 않는 재질로 이루어진다. 본 실시예에서는 분산입자로는 99.5%의 순도를 가진 알루미늄입자를 사용하였다. 알루미늄입자의 크기는 10~75 μm였고, 알루미늄입자의 농도는 20~100 g/ℓ이었다.As shown in FIG. 2, the plating bath 20 is filled with a plating solution in which fine powder or fine fibrous dispersed particles are suspended. In the plating bath 20, the first and second electrodes 21, 22 are arranged. Here, the dispersed particles are SiC (improved wear resistance / lubrication), B 4 C (improved strength / wear resistance), Cr 23 C 6 , (improved strength / wear resistance), TaC / Ta 2 C (improved strength / wear resistance), TiC (strength / Improved wear resistance), WC (improved strength / wear resistance), ZrC (improved strength / wear resistance), Al 2 O 3 (improved polishing / wear resistance / lubrication), Cr 2 O 3 (improved polishing / wear resistance / lubrication), Fe 2 O 3 (enhanced abrasive / wear resistance / lubrication), SiO 2 (enhanced abrasive / wear resistance / lubrication), ZrO 2 (enhanced heat resistance), Cr 3 B 2 (improved strength / abrasion resistance / lubrication), TaB 2 (improved heat resistance), TiB / TiB 2 (improve heat resistance), BN (improve high temperature / wear resistance / lubrication), Si 3 N 4 (improve insulation), TaSi 2 (improve heat resistance), Al (alloy component), Si (alloy component), C (alloy component, Improved lubricity), and may be composed of any one or more materials selected according to the use thereof. The dispersed particles are made of a material that does not react with the plating liquid and does not dissolve in the plating liquid. In this embodiment, aluminum particles having a purity of 99.5% were used as the dispersed particles. The size of aluminum particles was 10-75 μm, and the concentration of aluminum particles was 20-100 g / l.

한편, 도 3에 나타난 바와 같이 도전성 기판(11)의 표면에 적층된 레지스트층을 사진공정(lithography)에 의해 소정 패턴으로 식각함으로써 레지스트 구조물(10)을 형성한다. 그리고 이 레지스트 구조물(10)의 식각된 부분에는 도금공정을 위한 금속시드층(metal seed layer, 12)이 형성되고, 이 금속시드층(12)은 레지스트층의 식각 전 또는 후에 형성될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, the resist structure 10 is formed by etching the resist layer stacked on the surface of the conductive substrate 11 in a predetermined pattern by photolithography. In addition, a metal seed layer 12 for a plating process may be formed on the etched portion of the resist structure 10, and the metal seed layer 12 may be formed before or after etching the resist layer.

이와 같이 사진공정에 의해 형성된 레지스트 구조물(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 음극인 제1전극(21)에 접속된다.As described above, the resist structure 10 formed by the photolithography process is connected to the first electrode 21, which is a cathode.

[도금단계(S2)][Plating Step (S2)]

본 실시예에서 도금액으로는 고속도금용 고농도 설파민산니켈 전해질을 주요성분으로 하는 용액을 사용하였다. 그 구체적인 조성은 아래 표 1과 같다.In this embodiment, a solution containing a high concentration of nickel sulfamate electrolyte for high speed plating as a main component was used as the plating solution. The specific composition is shown in Table 1 below.

설파미니산니켈 도금용액의 조성 및 함량Composition and Content of Sulfamininate Nickel Plating Solution 구분division 설파민산 니켈 (Ni(NH2SO3)24H2O)Nickel sulfamate (Ni (NH 2 SO 3 ) 2 4H 2 O) 붕산(H3BO3)Boric acid (H 3 BO 3 ) 염화니켈(NiCl2·6H2O)Nickel Chloride (NiCl 2 · 6H 2 O) 함량(g/ℓ)Content (g / ℓ) 400~500400-500 35~4035-40 2~52 ~ 5

전원부(24)를 통해 도금조(20)의 제1 및 제2 전극(21, 22)에 전류를 인가하면, 도 4에 나타난 바와 같이 이온입자들로 형성된 이온구름(ionic clouds, 27) 및 분산입자(28)들은 전기영동의 원리에 의해 레지스트 구조물(10)의 금속시드층(12)으로 이동한다.When current is applied to the first and second electrodes 21 and 22 of the plating bath 20 through the power supply unit 24, ionic clouds 27 and dispersion formed of ionic particles as shown in FIG. Particles 28 migrate to metal seed layer 12 of resist structure 10 by the principle of electrophoresis.

구체적인 도금 공정 조건은 아래와 같았다.Specific plating process conditions were as follows.

설파민산니켈 도금의 공정조건Process condition of nickel sulfamate plating 구분division 전류밀도 (A/dm2)Current density (A / dm 2 ) pHpH 온도 (℃)Temperature (℃) 교반속도 (rpm)Stirring Speed (rpm) 도금시간 (min)Plating time (min) 조건Condition 12~1712-17 4~54 ~ 5 55~6555-65 400~800400-800 6060

한편 도 2를 참고하여 도금장치를 좀 더 자세히 설명하면 아래와 같다.Meanwhile, the plating apparatus will be described in more detail with reference to FIG. 2.

도금장치는 분산입자들이 현탁된 도금액이 충전된 도금조(20), 상기 도금조(20) 내에 배치된 제1 및 제2 전극(21, 22), 상기 제1 및 제2 전극(21, 22)으로 전류를 인가하는 전원부(24)을 포함한다. 도금조(20)는 약 4ℓ의 작업용적을 가진 셀로 제작하였다.The plating apparatus includes a plating bath 20 filled with a plating solution in which dispersed particles are suspended, first and second electrodes 21 and 22 disposed in the plating bath 20, and first and second electrodes 21 and 22. It includes a power supply unit 24 for applying a current. The plating bath 20 was made of a cell having a working volume of about 4 liters.

제1전극(21)에는 사진공정에 의해 형성된 레지스트 구조물(10)의 기판(11) 및 금속시드층(12)이 접속된다. 전원부(24)를 통하여 전류를 공급할 수 있다.The substrate 11 and the metal seed layer 12 of the resist structure 10 formed by the photolithography process are connected to the first electrode 21. The current may be supplied through the power supply unit 24.

한편 도금조(20)는 내부에 분산입자와 도금액의 현탁상태를 일정하게 유지시키는 교반기(29)를 가지고, 또한 도금조(20)는 도금액을 순환시키는 순환기구(40)를 더 포함할 수 있다. 순환기구(40)는 도금조(10)의 측면에 배치된 임시저장통(41), 임시저장통(41)과 도금조(10) 사이에 연결된 순환배관(42), 상기 순환배관(42)에 설치된 순환펌프(43)를 포함한다.On the other hand, the plating tank 20 has a stirrer 29 to maintain the suspended state of the dispersed particles and the plating solution therein, the plating bath 20 may further include a circulation mechanism 40 for circulating the plating solution. . The circulation mechanism 40 includes a temporary storage container 41 disposed on the side of the plating tank 10, a circulation pipe 42 connected between the temporary storage container 41 and the plating tank 10, and installed in the circulation pipe 42. The circulation pump 43 is included.

이러한 순환기구(40)에 의해 도금액이 연속적으로 도금조(10)로 순환됨에 따라 분산입자는 도금액 내에 균일하게 분산되고, 이에 의해 분산입자는 복합도금층(14)의 기지금속에 균일하게 분산될 수 있다.As the plating liquid is continuously circulated to the plating bath 10 by the circulation mechanism 40, the dispersed particles are uniformly dispersed in the plating liquid, whereby the dispersed particles may be uniformly dispersed in the base metal of the composite plating layer 14. have.

그리고 이러한 이온구름(27) 및 분산입자(28)들은 확산, 환원, 흡착단계 등을 차례로 거쳐 레지스트 구조물(10)의 표면에 공석됨으로써 기지금속 내에 분산입자(28)들이 분산된 형태의 복합도금층(14)이 형성된다(도 5).In addition, the ion cloud 27 and the dispersed particles 28 are sequentially vaccinated on the surface of the resist structure 10 through a diffusion, reduction, and adsorption step, thereby forming a composite plating layer in which the dispersed particles 28 are dispersed in the base metal. 14) is formed (FIG. 5).

[레지스트 구조물 제거단계(S3)][Resist structure removal step (S3)]

상술한 공정 S1, S2를 거쳐 레지스트 구조물(10)의 표면에 복합도금층(14)이 형성된 후에는 상기 레지스트 구조물(10)을 제거한 후에 평탄화작업을 함으로써 도 6에 예시된 바와 같이 소정 형상의 몰드(15)가 완료된다.After the composite plating layer 14 is formed on the surface of the resist structure 10 through the steps S1 and S2 described above, the resist structure 10 is removed and then planarized to remove the resist structure 10. 15) is completed.

이러한 공정을 거쳐 형성된 복합도금층 형성 공정에서 알루미늄입자의 농도 및 크기에 따른 복합도금층 형성 속도를 조사하여 아래 표 3과 같은 결과를 얻었다.In the composite plating layer formation process formed through such a process, the composite plating layer formation rate was investigated according to the concentration and size of the aluminum particles, thereby obtaining the results as shown in Table 3 below.

복합도금층의 형성속도(μm/min)Formation speed of composite plating layer (μm / min) 크기\농도Size \ Concentration 20 g/ℓ20 g / ℓ 30 g/ℓ30 g / ℓ 40 g/ℓ40 g / ℓ 50 g/ℓ50 g / ℓ 100 g/ℓ100 g / 10 μm10 μm 7.627.62 8.428.42 8.198.19 4.614.61 6.376.37 30 μm30 μm 8.298.29 7.547.54 7.677.67 8.408.40 7.597.59 50 μm50 μm 8.378.37 11.4311.43 12.9812.98 12.0412.04 11.2611.26 75 μm75 μm 3.063.06 3.153.15 3.893.89 11.4711.47 7.067.06

10 μm 크기의 알루미늄입자의 경우, 입자가 첨가되어 복합도금될 경우 입자가 첨가되지 않은 경우에 비하여 도금속도는 항상 크다. 입자농도가 증가함에 따라 도금속도는 감소하는 경향을 보였다. 30 μm 크기의 알루미늄입자의 경우, 실험범위 내에서는 입자농도에 관계없이 거의 일정한 도금속도를 보였다. 50 μm의 크기의 알루미늄입자의 경우, 입자농도 40 g/ℓ까지는 입자농도가 증가함에 따라 도금속도가 증가하였고, 40 g/ℓ 이상의 입자농도에서는 도금속도가 감소하였다. 75 μm크기의 알루미늄입자의 경우, 입자농도가 증가함에 따라 도금속도는 완만히 증가하는 경향을 보였다. 가장 높은 도금속도를 보인 것은 50 μm의 크기의 알루미늄입자를 40 g/ℓ의 농도로 사용하였을 경우이다.In the case of aluminum particles having a size of 10 μm, the plating speed is always higher when the particles are added and the composite plating is not compared with the case where the particles are not added. As the particle concentration increased, the plating rate tended to decrease. In the case of aluminum particles having a size of 30 μm, the plating rate was almost constant regardless of particle concentration within the experimental range. In the case of aluminum particles having a size of 50 μm, the plating rate increased as the particle concentration increased up to 40 g / l, and the plating rate decreased at a particle concentration of 40 g / l or more. In the case of 75 μm size aluminum particles, the plating rate tended to increase slowly as the particle concentration increased. The highest plating rate was achieved when 50 µm aluminum particles were used at a concentration of 40 g / l.

이상 본 발명을 특정 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상 범위 안에서 다양한 변형예를 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명은 특정 실시예가 아니라, 첨부된 특허청구범위에 의해 그 권리범위가 정해지는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the present invention has been described above through specific embodiments, various modifications may be made by those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the present invention should be construed that the scope of the claims is defined by the appended claims rather than the specific embodiments.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LIGA공정용 도금방법을 도시한 공정도이다. 1 is a process chart showing a plating method for a LIGA process according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LIGA공정용 도금장치를 도시한 구성도이다. Figure 2 is a block diagram showing a plating apparatus for a LIGA process according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명에 이용되는 레지스트 구조물을 예시적으로 도시한 도면이다.3 is a diagram exemplarily showing a resist structure used in the present invention.

도 4는 본 발명의 도금방법에 의해 레지스트 구조물의 표면이 도금되는 과정을 원리적으로 도시한 개념도이다.4 is a conceptual view showing in principle the process of plating the surface of the resist structure by the plating method of the present invention.

도 5는 본 발명의 도금방법에 의해 레지스트 구조물의 표면에 복합도금층이 형성된 상태를 도시한 도면이다.5 is a view showing a state in which a composite plating layer is formed on the surface of the resist structure by the plating method of the present invention.

도 6은 본 발명의 도금방법에 의해 형성된 금속구조물(몰드)을 예시한 도면이다.6 is a view illustrating a metal structure (mould) formed by the plating method of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 *Brief description of symbols for the main parts of the drawings

10: 레지스트 구조물 20: 도금조10: resist structure 20: plating bath

21, 22: 제1 및 제2 전극 24: 전원부 21 and 22: first and second electrodes 24: power supply unit

Claims (10)

사진공정에 의해 레지스트 구조물을 형성하고, 이 레지스트 구조물의 표면을 도금한 후에 레지스트 구조물을 제거함으로써 몰드를 형성하며, 상기 몰드를 이용하여 미세구조물을 사출하는 LIGA공정에 있어서,In the LIGA process of forming a resist structure by a photo process, plating the surface of the resist structure and then removing the resist structure to form a mold, and injecting the microstructures using the mold, 분산입자가 현탁된 도금액 내에 상기 사진공정에 의해 형성된 레지스트 구조물과 제1 및 제2 전극을 배치하고, 상기 레지스트 구조물을 상기 제1전극에 접속하는 단계; 및Disposing a resist structure formed by the photolithography process and first and second electrodes in a plating solution in which dispersed particles are suspended, and connecting the resist structure to the first electrode; And 상기 제1 및 제2 전극에 전류를 인가함으로써 도금액 내의 이온입자들에 의해 분산입자들을 함께 상기 레지스트 구조물의 표면에 공석시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LIGA공정용 도금방법.And vaccinating the dispersed particles together on the surface of the resist structure by ion particles in a plating solution by applying current to the first and second electrodes. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 분산입자가 분말 및/또는 섬유상 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LIGA공정용 도금방법.Plating method for LIGA process, characterized in that the dispersed particles are made of a powder and / or fibrous form. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 분산입자는 SiC, B4C, Cr23C6, TaC/Ta2C, TiC, WC, ZrC, Al2O3, Cr2O3, Fe2O3, SiO2, ZrO2, Cr3B2, TaB2, TiB/TiB2, BN, Si3N4, TaSi2, Al, Si, C 중에서 선택 되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 LIGA공정용 도금방법.The dispersed particles are SiC, B 4 C, Cr 23 C 6 , TaC / Ta 2 C, TiC, WC, ZrC, Al 2 O 3 , Cr 2 O 3 , Fe 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 , Cr 3 Plating method for LIGA process, characterized in that any one or more selected from B 2 , TaB 2 , TiB / TiB 2 , BN, Si 3 N 4 , TaSi 2, Al, Si, C. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 도금액에 현탁된 분산입자는 전기영동에 의해 레지스트 구조물의 표면으로 이동할 때 바닥에 가라앉지 않을 정도의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 LIGA공정용 도금방법.The dispersion particle suspended in the plating solution is LIGA process plating method characterized in that it has a size that does not sink to the bottom when moving to the surface of the resist structure by electrophoresis. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 분산입자의 크기가 10 nm 내지 100 μm인 것을 특징으로 하는 LIGA공정용 도금방법.Plating method for a LIGA process, characterized in that the size of the dispersed particles is 10 nm to 100 μm. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 도금액 내에 함유되는 분산입자의 농도가 10 내지 100 g/ℓ인 것을 특징으로 하는 LIGA공정용 도금방법.The plating method for LIGA process, characterized in that the concentration of the dispersed particles contained in the plating solution is 10 to 100 g / ℓ. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 분산입자가 상기 도금액과 반응하지 않음과 더불어 도금액에 용해되지 않는 물질인 것을 특징으로 하는 LIGA공정용 도금방법.The dispersion method is a plating method for a LIGA process, characterized in that the dispersed particles do not react with the plating solution and do not dissolve in the plating solution. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020080010260A 2008-01-31 2008-01-31 Plating method for liga process KR100934876B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080010260A KR100934876B1 (en) 2008-01-31 2008-01-31 Plating method for liga process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080010260A KR100934876B1 (en) 2008-01-31 2008-01-31 Plating method for liga process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090084216A KR20090084216A (en) 2009-08-05
KR100934876B1 true KR100934876B1 (en) 2010-01-06

Family

ID=41204803

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080010260A KR100934876B1 (en) 2008-01-31 2008-01-31 Plating method for liga process

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100934876B1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG10201505503WA (en) 2011-05-25 2015-09-29 Taiho Pharmaceutical Co Ltd Dry-coated tablet containing tegafur, gimeracil and oteracil potassium
CN102797022B (en) * 2012-08-24 2015-05-20 深圳市常兴技术股份有限公司 Insulation shielding method in grinding head plating process and coating
KR101829302B1 (en) * 2016-10-24 2018-02-19 한국생산기술연구원 Method for manufacturing assembly structure of nanomaterial and apparatus therefor
CN109825857A (en) * 2019-03-25 2019-05-31 河南理工大学 A kind of mechanism for electroforming seamless metal thin-wall circular tube

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0183306B1 (en) * 1996-08-31 1999-04-01 생산기술연구원 Precision plating device
KR20040098623A (en) * 2001-11-30 2004-11-20 더 유니버시티 오브 노쓰 캐롤라이나-채플 힐 Deposition method for nanostructure materials
JP2007186752A (en) * 2006-01-13 2007-07-26 Electroplating Eng Of Japan Co Particle deposition method and substrate-cleaning device used therefor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0183306B1 (en) * 1996-08-31 1999-04-01 생산기술연구원 Precision plating device
KR20040098623A (en) * 2001-11-30 2004-11-20 더 유니버시티 오브 노쓰 캐롤라이나-채플 힐 Deposition method for nanostructure materials
JP2007186752A (en) * 2006-01-13 2007-07-26 Electroplating Eng Of Japan Co Particle deposition method and substrate-cleaning device used therefor

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090084216A (en) 2009-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100934876B1 (en) Plating method for liga process
Thormann et al. Nanoporous aluminum oxide membranes for filtration and biofunctionalization
US7214418B2 (en) Structure having holes and method for producing the same
CN101874129B (en) Microfine structure
JP5642850B2 (en) Method for producing porous polymer membrane
KR20010005994A (en) Article, method and apparatus for electrochemical fabrication
CN103590076A (en) Laser-reinforced electrodeposition rapid-prototyping processing apparatus and method
WO2011118583A1 (en) Anodizing device, treatment tank, method for producing roll-shaped mold for imprinting, and method for producing article having plurality of protruding parts on surface
TWI602954B (en) Method for producing anodically oxidized porous alumina, mold , and molded product having fine irregular structure
KR20120028674A (en) Method of fabricating anodic aluminium oxide
KR20110036233A (en) Apparatus for high-field fabrication of anodic nanostructures
JP6162161B2 (en) Electroplating cell and metal film manufacturing method
Yanagishita et al. Nanoimprinting using Ni molds prepared from highly ordered anodic porous alumina templates
CN100344796C (en) Molten salt bath for electroforming and method of manufacturing metal product using the same
CN1764348A (en) Method of manufacturing electrical parts
US20060180472A1 (en) Metal structure and method of its production
JP5374180B2 (en) Method for producing cell culture sheet
JP2017031508A (en) Electrolytic cell and method for manufacturing same
Son et al. Manufacture of μ-PIM gear mold by electroforming of Fe–Ni and Fe–Ni–W alloys
Schanz et al. Microelectroforming of metals
JP2010283057A (en) Microscopic structure and light emitting element using microscopic structure
JP5055880B2 (en) Imprint mold manufacturing method
KR100649587B1 (en) Method For Manufacturing Field Emitter Array
JP2003147570A (en) Method of manufacturing fine metallic parts
JP2009084671A (en) Electroplating method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121101

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131007

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150116

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151127

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170222

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee