(57)【要約】【課題】硬さや耐摩耗性を電鋳製品よりも向上させた金属部材とその成形型及びその製造方法を提供し、部材の長寿命化と磨耗の激しい部位での使用を可能にする。【解決手段】本発明による金属部材は、無電解ニッケルめっきにより形成され、リン又はホウ素の内、少なくとも一種類の元素を含むことを特徴とし、析出時で硬度Ｈｖ＝７００程度を有しており、加熱によりＨｖ＝１０００程度まで上昇するので、耐磨耗性が向上すると同時に、微細構造に係るスベリを防止するので、クリープや応力緩和等の機械的特性を改善することができる【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の表面の一部に形成された化学増幅型のフォトレジストからなる第一の樹脂層と、
前記第一の樹脂層の前記基板に接する面と反対の面に形成された無電解ニッケルめっきの触媒となる金属からなる金属層と、
前記基板の表面に形成され、前記第一の樹脂層と接し、前記金属層の表面を露出する凹部を有するとともに、前記フォトレジストと同一材料からなる第二の樹脂層と、
を備えることを特徴とする金属部材成形型。
【請求項２】
前記金属層の最表面がパラジウムからなることを特徴とする請求項１に記載の金属部材成形型。
【請求項３】
前記金属層が、銅、銀、およびアルミニウム等のパラジウムよりも析出電位が卑な金属からなるとともに、前記金属層の最表面が、前記金属と置換されたパラジウムからなることを特徴とする請求項２に記載の金属部材成形型。
【請求項４】
前記金属層が、ニッケルからなることを特徴とする請求項１に記載の金属部材成形型。
【請求項５】
前記第一の樹脂層と前記第二の樹脂層とがネガ型のフォトレジストからなることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の金属部材成形型。
【請求項６】
前記基板が耐熱性を有し、金属、シリコン、ガラス、セラミックス、樹脂のいずれかからなることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の金属部材成形型。
【請求項７】
基板の表面に化学増幅型の第一のフォトレジストを塗布し、前記第一のフォトレジストの一部からなる第一の樹脂層を形成する第一の樹脂層形成工程と、
前記第一の樹脂層の前記基板に接する面と反対の面に無電解ニッケルめっきの触媒となる金属からなる金属層を形成する金属層形成工程と、
前記第一のフォトレジストの露出した面及び前記金属層の前記第一の樹脂層に接する面と反対の面に前記第一のフォトレジストと同一材料の第二のフォトレジストを塗布する第二のフォトレジスト塗布工程と、
前記第一のフォトレジストの前記第二のフォトレジストが形成された部分と前記第二のフォトレジストとを加熱により一体化する一体化工程と、
前記第二のフォトレジストを露光して、前記金属層の前記第一の樹脂層に接する面と反対の面を露出する凹部を形成し、一体化した前記第一のフォトレジスト及び前記第二のフォトレジストからなり、前記凹部を有する第二の樹脂層を形成する第二の樹脂層形成工程と、
を備えていることを特徴とする金属部材成形型の製造方法。
【請求項８】
前記第一の樹脂層形成工程は、前記基板の表面にネガ型の前記第一のフォトレジストを塗布し、前記第一のフォトレジストの一部を露光して、前記第一のフォトレジストの露光部からなる前記第一の樹脂層および前記第一のフォトレジストの未露光部を形成する工程であり、
前記第二のフォトレジスト塗布工程は、前記第一のフォトレジストの未露光部の前記基板に接する面と反対の面及び前記金属層の前記第一の樹脂層に接する面と反対の面に前記第二のフォトレジストを塗布する工程であり、
前記一体化工程は、前記第一のフォトレジストの未露光部と前記第二のフォトレジストとを加熱により一体化する工程であり、
前記第二の樹脂層形成工程は、前記第一のフォトレジストの未露光部と、前記第一のフォトレジストの未露光部の前記基板に接する面と反対の面に塗布された前記第二のフォトレジストとを露光して、前記第二のフォトレジストの未露光部を現像により除去して前記凹部を形成し、前記第二の樹脂層を形成する工程であることを特徴とする請求項７に記載の金属部材成形型の製造方法。
【請求項９】
前記第一の樹脂層形成工程は、前記基板の表面にポジ型の前記第一のフォトレジストを塗布し、前記第一のフォトレジストの一部からなる前記第一の樹脂層を形成する工程であり、
前記第二のフォトレジスト塗布工程は、前記第一のフォトレジストの露出した面及び前記金属層の前記第一の樹脂層と接する面と反対の面に前記第二のフォトレジストを塗布する工程であり、
前記一体化工程は、前記第一のフォトレジストと前記第二のフォトレジストとを加熱により一体化する工程であり、
前記第二の樹脂層形成工程は、前記金属層の前記第一の樹脂層に接する面と反対の面に塗布された前記第二のフォトレジストを露光して、前記第二のフォトレジストの露光部を現像により除去して前記凹部を形成し、前記第二の樹脂層を形成する工程であることを特徴とする請求項７に記載の金属部材成形型の製造方法。
【請求項１０】
前記金属層形成工程において、前記金属層が銅、銀、およびアルミニウム等のパラジウムよりも析出電位が卑な金属からなり、前記金属層の最表面をパラジウムと置換することを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載の金属部材成形型の製造方法。
【請求項１１】
前記金属層形成工程において、前記金属層がニッケルからなることを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載の金属部材成形型の製造方法。
【請求項１２】
前記金属層形成工程は、前記第一のフォトレジストの前記基板に接する面と反対の面に金属膜を形成する工程と、前記金属膜の前記第一のフォトレジストに接する面と反対の面の一部にマスク用のフォトレジストからなるエッチングマスクを形成する工程と、前記金属膜の前記第一のフォトレジストに接する面と反対の面のうち露出した部分をエッチングにより除去する工程と、前記エッチングマスクを除去し、前記金属層を形成する工程と、を備えることを特徴とする請求項７から１１のいずれか一項に記載の金属部材成形型の製造方法。
【請求項１３】
請求項１から６のいずれか一項に記載の金属部材成形型の前記凹部の底面に形成された前記金属層の金属を触媒として、無電解ニッケルめっきにより、リン又はホウ素のうち一方又は双方の元素を含有する化合物を還元剤として用いる無電解めっき液から、前記金属層上に前記リン及びホウ素のうち少なくとも一種類の元素を含有するニッケルを選択的に析出させることによって金属部材を形成することを特徴とする金属部材の製造方法。
【請求項１４】
前記金属層の最表面が前記触媒となるパラジウムからなることを特徴とする請求項１３に記載の金属部材の製造方法。
【請求項１５】
８５〜９７．５ｍａｓｓ％のニッケルと、リン又はホウ素のうち一方または双方の元素とで構成されるとともに、無電解ニッケルめっきにより析出されることを特徴とする金属部材。
【請求項１６】
２〜１５ｍａｓｓ％のリン又は０．３〜１５ｍａｓｓ％のホウ素のうち一方または双方の元素を含有することを特徴とする請求項１５に記載の金属部材。
【請求項１７】
請求項１５または請求項１６に記載の金属部材を用いたことを特徴とする時計部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
微小で高い精度を求められる金属部材、及びその成形型、さらにはこれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、微小で高精度な部品を作製するために電鋳法が広く用いられてきた。電鋳法では、電気めっきによる金属の析出を行うため、導通を有する基材上（金属や導電性を付与した基体）に型を形成するか、あるいは、型表面に蒸着法や無電解めっき法により金属層を形成し、ニッケル、銅、金などの電気めっきを施し、型に応じた形状の電鋳体を形成していた。
【０００３】
また、電鋳型の精度を高める方法としてフォトリソグラフィーによる製造方法が採用されている。例えば、特許文献１のように単純な型だけでなく、段差を有する電鋳部材を作製するために、段差部に導電性を有する層を形成し、その精度や効率を高める方法が考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−７０７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方で、電鋳法では、形成できる金属部材が限定されており、特に、硬さや耐摩耗性が要求されるような用途への適用については多くの問題を有していた。
【０００６】
例えば、広く用いられているニッケル電鋳では硬さがＨｖ＝５００程度しかなく、また、その結晶構造が面心立方であることに由来するスベリによって、耐磨耗性の低さやクリープ、応力緩和といった機械的特性の低さが使用範囲に限定を与えていた。
【０００７】
本発明の目的は、電鋳法を用いず、電鋳法と同程度の精度を有し、且つ、機械的特性、例えば、硬さや耐摩耗性に優れた金属部材を無電解めっき法により提供すると同時に、金属部材の成形型およびこれらの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、上記課題の解決として以下の手段を用いる。
本発明に係る金属部材成形型は、前記基板の表面の一部に形成された化学増幅型のフォトレジストからなる第一の樹脂層と、前記第一の樹脂層の前記基板に接する面と反対の面に形成された無電解ニッケルめっきの触媒となる金属からなる金属層と、前記基板の表面に形成され、前記第一の樹脂層と接し、前記金属層の表面を露出する凹部を有するとともに、前記フォトレジストと同一材料からなる第二の樹脂層と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この金属部材成形型は、型の開口部のうち、その底部である第一の樹脂層表面に形成された金属層の表面に無電解ニッケルめっきを選択的に析出させることができ、開口部の形状に即した形状の金属部材を提供できると同時に、第一の樹脂層と第二の樹脂層に実質的な境界面をなくすことにより、無電解ニッケルめっき時に発生する水素等のガスによる強化部の破壊や剥離を無くすことができる。
【００１０】
本発明に係る金属部材成形型は、前記金属層の最表面がパラジウムからなることを特徴とする。また、前記金属層は、ニッケルからなってもよい。
この金属部材成形型は、開口部底部に無電解ニッケルめっき形成時に触媒となる金属を用いるので、無電解ニッケル析出を効率よく行うことができる。
【００１１】
本発明に係る金属部材成形型は、前記金属層が、銅、銀、およびアルミニウム等のパラジウムよりも析出電位が卑な金属からなるとともに、前記金属層の最表面が、前記金属と置換されたパラジウムからなることを特徴とする。
この金属部材成形型は、金属層最表面をパラジウムより析出電位が卑な金属とすることで、パラジウムとの置換を行うことができる。
【００１２】
また、本発明に係る金属部材成形型は、前記第一の樹脂層と前記第二の樹脂層とがネガ型のフォトレジストからなることを特徴とする。
また、本発明に係る金属部材成形型は、前記基板が耐熱性を有し、金属、シリコン、ガラス、セラミックス、樹脂のいずれかからなることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る金属部材成形型の製造方法は、基板の表面に化学増幅型の第一のフォトレジストを塗布し、前記第一のフォトレジストの一部からなる第一の樹脂層を形成する第一の樹脂層形成工程と、前記第一の樹脂層の前記基板に接する面と反対の面に無電解ニッケルめっきの触媒となる金属からなる金属層を形成する金属層形成工程と、前記第一のフォトレジストの露出した面及び前記金属層の前記第一の樹脂層に接する面と反対の面に前記第一のフォトレジストと同一材料の第二のフォトレジストを塗布する第二のフォトレジスト塗布工程と、前記第一のフォトレジストの前記第二のフォトレジストが形成された部分と前記第二のフォトレジストとを加熱により一体化する一体化工程と、前記第二のフォトレジストを露光して、前記金属層の前記第一の樹脂層に接する面と反対の面を露出する凹部を形成し、一体化した前記第一のフォトレジスト及び前記第二のフォトレジストからなり、前記凹部を有する第二の樹脂層を形成する第二の樹脂層形成工程と、を備えていることを特徴とする。
【００１４】
この金属部材成形型の製造方法により、第二の樹脂層開口部底部に選択的に金属層を形成することができる。また、この金属部材成形型の製造方法は、フォトリソグラフィーを用いており、型や部材の精度を高くすることができる。
【００１５】
この金属部材成形型の製造方法により、第一のフォトレジストの未露光部分と第二のフォトレジストを加熱により一体化させることで、無電解ニッケルめっき時に発生する大量の水素による樹脂層の剥離を防止することができる。
【００１６】
また、この金属部材成形型の製造方法は、前記第一の樹脂層形成工程は、前記基板の表面にネガ型の前記第一のフォトレジストを塗布し、前記第一のフォトレジストの一部を露光して、前記第一のフォトレジストの露光部からなる前記第一の樹脂層および前記第一のフォトレジストの未露光部を形成する工程であり、前記第二のフォトレジスト塗布工程は、前記第一のフォトレジストの未露光部の前記基板に接する面と反対の面及び前記金属層の前記第一の樹脂層に接する面と反対の面に前記第二のフォトレジストを塗布する工程であり、前記一体化工程は、前記第一のフォトレジストの未露光部と前記第二のフォトレジストとを加熱により一体化する工程であり、前記第二の樹脂層形成工程は、前記第一のフォトレジストの未露光部と、前記第一のフォトレジストの未露光部の前記基板に接する面と反対の面に塗布された前記第二のフォトレジストとを露光して、前記第二のフォトレジストの未露光部を現像により除去して前記凹部を形成し、前記第二の樹脂層を形成する工程であることを特徴とする。
【００１７】
また、前記第一の樹脂層形成工程は、前記基板の表面にポジ型の前記第一のフォトレジストを塗布し、前記前第一のフォトレジストの一部からなる前記第一の樹脂層を形成する工程であり、前記第二のフォトレジスト塗布工程は、前記第一のフォトレジストの露出した面及び前記金属層の前記第一の樹脂層と接する面と反対の面に前記第二のフォトレジストを塗布する工程であり、前記一体化工程は、前記第一のフォトレジストと前記第二のフォトレジストとを加熱により一体化する工程であり、前記第二の樹脂層形成工程は、前記金属層の前記第一の樹脂層に接する面と反対の面に塗布された前記第二のフォトレジストを露光して、前記第二のフォトレジストの露光部を現像により除去して前記凹部を形成し、前記第二の樹脂層を形成する工程であることを特徴とする。
【００１８】
また、前記金属層形成工程において、前記金属層が銅、銀、およびアルミニウム等のパラジウムよりも析出電位が卑な金属からなり、前記金属層の最表面をパラジウムと置換することを特徴とする。
また、前記金属層形成工程において、前記金属層がニッケルからなることを特徴とする。
金属部材成形型の開口部に備えられた金属層最表面をパラジウムと置換した後、リン又はホウ素、もしくはその両方を含む化合物を還元剤として用いる無電解めっきにより、リン又はホウ素、もしくはその両方を含有するニッケルを選択的に析出させることによって金属部材を形成するができる。また、金属層最表面をパラジウムと置換することで、無電解ニッケルめっき時において、パラジウム上に、リン又はホウ素、もしくはその両方を含有したニッケルを析出させることができる。
【００１９】
また、本発明に係る金属部材の製造方法は、本発明にかかる金属部材成形型の前記凹部の底面に形成された前記金属層の金属を触媒として、無電解ニッケルめっきにより、リン及びホウ素のうち少なくとも一種類の元素を含有する化合物を還元剤として用いる無電解めっき液から、前記金属層上に前記リン及びホウ素のうち一方又は双方の元素を含有するニッケルを選択的に析出させることによって金属部材を形成することを特徴とする。
また、前記金属層の最表面が前記触媒となるパラジウムからなることを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る金属部材は、８５〜９７．５ｍａｓｓ％のニッケルと、リン又はホウ素のうち一方または双方の元素とで構成されるとともに、無電解ニッケルめっきにより析出されることを特徴とする。
また、本発明に係る金属部材は、２〜１５ｍａｓｓ％のリン又は０．３〜１５ｍａｓｓ％のホウ素のうち一方または双方の元素を含有することを特徴とする。
この金属部材は、ニッケルと比較して原子半径の小さなリンやホウ素を結晶格子に取り込むため、硬度が上がり、また、微細構造に係るスベリを防止するため、クリープや応力緩和等の機械的特性を高めることができる。
【００２１】
この金属部材は、無電解ニッケルめっき液から析出するニッケルから構成されているが、同時に析出するリンやホウ素によって、析出時で硬度Ｈｖ＝７００程度を有しており、加熱によりＨｖ＝１０００程度まで上昇するので、耐磨耗性が向上すると同時に、微細構造に係るスベリを防止するので、クリープや応力緩和等の機械的特性を改善することができる。
また、本発明に係る金属部材は、時計部品に用いることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、無電解めっきにより微小で高精度な金属部材を作製でき、且つ従来の電鋳で作製していた部材よりも硬さや耐磨耗性が改善された金属部材を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る金属部材の上面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る金属部材成形型を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る金属部材成形型の製造方法を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る金属部材成形型の製造方法を示す説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る金属部材成形型の製造方法を示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係る金属部材成形型の製造方法を示す説明図である。
【図７】本発明の実施形態に係る金属部材成形型の製造方法を示す説明図である。
【図８】本発明の実施形態に係る金属部材成形型の製造方法を示す説明図である。
【図９】本発明の実施形態に係る金属部材成形型の製造方法を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る金属部材成形型の製造方法を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る金属部材成形型の製造方法を示す説明図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る金属部材成形型の製造方法を示す説明図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る金属部材の製造方法を示す説明図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る金属部材の製造方法を示す説明図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る金属部材の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本実施形態に係る金属部材１の一例として、図１（ａ）に歯車を示す。この金属部材１は、無電解ニッケルめっきより析出されるニッケルであって、めっき析出中に共析するホウ素またはリンを含有している。また、金属部材１は８５〜９７．５ｍａｓｓ％のニッケルと、リン及びホウ素のうち少なくとも一種類の元素とで構成されている。また、金属部材１は、リンを２〜１５ｍａｓｓ％、またはホウ素を０．３〜１５ｍａｓｓ％の範囲でいずれか一方または双方の元素を含有する。リン又はホウ素はニッケルに比べ原子半径が小さく、結晶格子に取り込まれる。そのため、硬度が上がり、また、微細構造に係るスベリを防止するため、クリープや応力緩和等の機械的特性を高めることができる。ただし、リン又はホウ素は１５ｍａｓｓ％以上結晶格子に取り込むことは難しい。また、無電解ニッケルめっきの還元剤にリン又はホウ素を含有しているため、リンについては２ｍａｓｓ％、ホウ素については０．３ｍａｓｓ％以上結晶格子に最低限取り込まれる。なお、リンはホウ素よりも結晶格子に取り込みやすい。また、還元剤に含有される各元素の濃度等によっても結晶格子に取り込む割合が変動する。
【００２５】
図２は本発明に係る金属部材を示す図である。図２（ａ）は金属部材の上面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡＡ線における断面図を示している。
【００２６】
金属部材成形型２は、基板３と、基板３の表面の一部に形成された化学増幅型のフォトレジストからなる第一の樹脂層４ａと、第一の樹脂層４ａの基板に接する面と反対の面に形成された無電解ニッケルめっきの触媒となる金属からなる金属層５ａと、基板の表面に形成され、第一の樹脂層４ａと接し、金属層５ａの表面を露出する凹部を有するとともに、フォトレジストと同一材料からなる第二の樹脂層８ａと、を備えている。
図２（ａ）に示すように、第二の樹脂層８ａは金属層５ａを囲んで形成されている。
【００２７】
基板３は、金属、シリコン、ガラス、セラミックス、樹脂のいずれかからなる。なお、基板３は、８０℃〜１００℃程度の加熱に耐えられるような耐熱性を有するものが好ましい。また、基板は、金属部材成形型２の強度が維持できる程度の厚さを有している。
【００２８】
また、金属層５ａは、前記金属層の最表面が無電解ニッケルめっきの触媒となるパラジウムで構成されている。その場合、金属層のうち、第一の樹脂層４ａ側の金属は、前記金属層が、銅、銀、およびアルミニウム等のパラジウムよりも析出電位が卑な金属からなっていて、最表面をパラジウムで置換する構成になっている。なお、金属層は、無電解ニッケルめっきの触媒となればよく、ニッケルを第一の樹脂層４ａに蒸着して形成してもよい。
【００２９】
第一の樹脂層４ａおよび第２の樹脂層８ａは、同一材料の化学増幅型のフォトレジストで形成されている。また、このフォトレジストはエポキシ系の樹脂をベースとする化学増幅型のもので、硬化前は溶剤を含み、未露光であれば、加熱により結合・一体化するものが好ましく、感光波長範囲が可視光および赤外領域から外れたものであり、好ましくは４００ｎｍ以下であり、且つ水系薬剤に不溶であることが望ましい。また、第一の樹脂層４ａと第２の樹脂層８ａのうち第一の樹脂層４ａとの境界に形成された部分とは、同一工程で塗布したフォトレジストである。そのため、第一の樹脂層４ａと第２の樹脂層８ａとは、強い結合力で結合している。また、各樹脂層はネガ型またはポジ型で形成されている。
【００３０】
本発明に係る金属部材成形型２の製造方法について図３から図１５を参照して説明する。
図３は、基板３に第一のフォトレジストを塗布する工程を示す図である。
まず、ネガ型の第一のフォトレジスト４を基板３の表面に所定の厚さ塗布する。基板３は一様に平滑なガラスや金属、セラミックス、樹脂等からなる耐熱性基板であって、金属部材成形型２の強度が維持できる程度の厚さを有している。
【００３１】
また、このフォトレジストはエポキシ系の樹脂をベースとする化学増幅型のもので、硬化前は溶剤を含み、未露光であれば、加熱により結合・一体化するものが好ましく、感光波長範囲が可視光および赤外領域から外れたものであり、好ましくは４００ｎｍ以下であり、且つ水系薬剤に不溶であることが望ましい。
【００３２】
図４は、第一のフォトレジスト形成工程を示す図である。
この工程では、第一のフォトレジストの一部を露光して、前記第一のフォトレジストの露光部からなる第一の樹脂層および前記第一のフォトレジストの未露光部を形成する。
【００３３】
ここでは、第一のフォトレジスト４の未露光部を形成する部分、すなわち図４における中央部を覆うように図示しない第一のフォトマスクを第一のフォトレジスト４の表面に配置して、その上方から露光する。このとき、図４に示すように、第一のフォトレジストのうち、第一のフォトマスクで覆われていない部分が露光され、第一の樹脂層４ａが形成される。一方、第一のフォトマスクで覆われた部分は未露光部４ｂとなる。
【００３４】
図５から図７は、前記第一の樹脂層の前記基板に接する面と反対の面に無電解ニッケルめっきの触媒となる金属からなる金属層を形成する金属層形成工程を示す図である。
図５は、第一の樹脂層４ａ上及び未露光部４ｂ上に金属を蒸着させる工程である。
【００３５】
ここでは、触媒となるニッケルを第一の樹脂層４ａ上及び未露光部４ｂ上に一様に蒸着させる。その後、抵抗加熱を用いて融解・蒸着させ、図４に示す金属膜５を形成する。このときの金属膜５の厚みは光を遮蔽できれば良く、３０ｎｍ〜８０ｎｍ程度で良い。なお、金属膜５は、銅、銀、およびアルミニウム等を蒸着して形成してもよい。このとき金属は、パラジウムよりも析出電位が卑な金属で形成する必要がある。また、金属膜は、クロムを第一の樹脂層４ａおよび未露光部４ｂ上に形成して、その上に銅、銀、およびアルミニウム等の金属膜を蒸着してもよい。これにより、第一の樹脂層４ａとの密着性が向上するとともに、金属部材を金属膜から取り外しやすくすることができる。
【００３６】
図６は、マスク用のフォトレジストを塗布する工程を示す図である。
図６に示すように、金属膜５上にマスク用のフォトレジスト６を一様に塗布する。本実施形態ではフォトレジスト６にポジ型を用いる。
【００３７】
図７は、ポジ型のフォトレジストを露光、現像により、エッチングマスクを形成する工程を示す図である。
図６の工程後、エッチングマスク６ａとして残す部分、すなわち第一の樹脂層４ａ上に形成された部分を覆うように図示しない第二のフォトマスクを第一の樹脂側の金属膜５の表面に配置し、その上方から露光する。これを現像させることで、エッチングマスク６ａを形成する。
【００３８】
図８は、不要部分の金属膜をエッチングにより除去し、金属層を形成する工程を示す図である。
ここでは、エッチングマスク６ａが金属膜５上に残っているため、そのままエッチングを行えば、不要部分、すなわち第一のフォトレジストの未露光部４ｂ上の金属を除去することができ、金属層５ａが形成される。なお、フォトレジスト６にネガ型を使用してもよい。その場合、第二のフォトマスクは、第一のフォトレジストの未露光部４ｂ側の金属膜５を覆うように配置する。
【００３９】
図９は、エッチングマスク６ａを除去する工程を示す図である。
ここでは、エッチングマスク６ａが以降の工程で不要となるため、エッチングマスク６ａを除去する。
【００４０】
図１０は、第二のフォトレジスト塗布工程を示す図である。
ここでは、第一のフォトレジストの未露光部４ｂの基板に接する面と反対の面、すなわち第一のフォトレジストの露出した面及び金属層５ａの第一の樹脂層４ａに接する面と反対の面に第二のフォトレジスト７を塗布する。このとき、第二のフォトレジストは第一のフォトレジストと同一材料を用いる。また、塗布する厚みは、所望する金属部材の厚みと等しいか、それ以上になるようにする。
【００４１】
図１１は、第一のフォトレジストの未露光部と第二のフォトレジストとを加熱により一体化する工程を示す図である。
ここでは、８０℃〜１００℃程度での加熱を行うことで、各フォトレジストに含まれる溶剤が蒸発し、第一のフォトレジストの未露光部４ｂ及び第二のフォトレジスト７が結合、一体化し、一体化したフォトレジスト層８が形成される。これにより、無電解ニッケルめっき時に発生する大量の水素による樹脂層の剥離を防止することができる。なお、第一のフォトレジストの未露光部４ｂと第一の樹脂層４ａとは、ともに第一のフォトレジストで形成されているため、強い結合力で結合されている。
【００４２】
図１２は、第二の樹脂層を形成する第二の樹脂層形成工程を示す図である。
ここでは、第一のフォトレジストの未露光部４ｂと、第一のフォトレジストの未露光部４ｂの基板に接する面と反対の面に塗布された一体化したフォトレジスト層８とを露光する。このとき、第一のフォトレジスト４を露光して第一の樹脂層４ａと未露光部４ｂとを形成する工程で用いた第一のフォトマスクフォトレジスト層８の表面に配置して、露光する。すなわち、フォトレジスト層８の金属層５ａ上に形成された部分の表面に第一のフォトマスクを配置する。その後、現像を行い、フォトレジスト層のうち第２のフォトレジスト部分の未露光部を除去して、金属層の表面を露出する凹部を形成する。これにより、凹部を有する第二の樹脂層８ａを形成する。
【００４３】
以上により、金属部材成形型２を得る。
なお、金属層に銅、銀、およびアルミニウム等を用いた場合、金属部材形成型２をパラジウムイオンが含まれた水溶液、例えば、硫酸パラジウム水溶液に浸漬することにより、金属層５ａの最表面の金属層を無電解ニッケルめっきの触媒となるパラジウムと置換する。
【００４４】
また、本実施形態では、第一のフォトレジスト４および第二のフォトレジスト５をネガ型で形成したが、ポジ型で形成してよい。その場合、フォトマスクは各工程において、ネガ型で用いたものと逆のものを使用する。
【００４５】
その場合、第一の樹脂層形成工程では、基板の表面にポジ型の第一のフォトレジストを塗布する。ポジ型を用いているため、この工程で露光する必要はなく、第一のフォトレジストの一部からなる第一の樹脂層を形成することができる。
【００４６】
また、第二のフォトレジスト塗布工程では、第一のフォトレジストの露出した面及び金属層の第一の樹脂層と接する面と反対の面に第二のフォトレジストを塗布する。
【００４７】
また、一体化工程では、第一のフォトレジストと第二のフォトレジストとを加熱により一体化する。これにより、ネガ型で得られた樹脂層の剥離を防止する効果を得ることができる。
【００４８】
また、第二の樹脂層形成工程では、金属層の第一の樹脂層に接する面と反対の面に塗布された第二のフォトレジストを露光して、第二のフォトレジストの露光部を現像により除去して凹部を形成し、第二の樹脂層を形成する。
これにより、ネガ型のフォトレジストを用いた場合と同様の構成の金属部材成形型を得ることができる。
【００４９】
このようにして作製された金属部材成形型２を用いて、本発明である金属部材１の作製方法を図１３及び図１４を用いて説明する。
【００５０】
無電解ニッケルめっき液のうち、ニッケルイオンを含む水溶液として、例えば硫酸ニッケルや塩化ニッケル水溶液を用い、還元剤として、次亜リン酸やジメチルアミンボラン（ＤＭＡＢ）等のリンまたはホウ素を含有するイオンを含む薬液を用いる。なお、還元剤にリンを含有する場合は、析出物内にリンが共析し、ホウ素を含む場合にはホウ素が共析することとなる。
【００５１】
図１３は、金属部材の製造方法を示す図である。金属部材成形型２を無電解ニッケルめっき液に浸漬することにより、所望の厚さになるまで、凹部の底面に形成された金属層から金属の析出を行うことにより、金属部材１を金属部材成形型２内に形成する。
【００５２】
次に、必要に応じて、表面の研磨等を行った後、金属部材成形型２から金属部材１を取り外すことにより、図１４に示すような金属層５ａが取り付いた金属部材１を得る。
【００５３】
次に、必要に応じて金属層５ａをエッチングや研磨で除去することにより、図１５に示すように、所望とする金属部材１を得る。
【００５４】
このようにして得られた金属部材１は、リンまたはホウ素が含まれており、硬度は、含有するものにより異なるが、Ｈｖ＝７００程度のものであり、さらに、熱処理によりＨｖ＝１０００程度のものとなる。
【００５５】
また、本発明に係る金属部材は、回転錘、歯車、がんぎ車、アンクル、てんわなどの時計部品を形成することが可能である。また、時計部品に限らず、微細部品や精密部品を形成することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１  金属部材
２  金属部材成形型
３  基板
４  第一のフォトレジスト
４ａ  第一の樹脂層
４ｂ  第一のフォトレジストの未露光部
５  金属膜
５ａ  金属層
６  マスク用のフォトレジスト
６ａ  エッチングマスク
７  第二のフォトレジスト
８  一体化したフォトレジスト
８ａ  第二の樹脂層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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