(57)【要約】【課題】水溶液めっき処理により製造することができ、所定レベル以上の機械的性質を備えた微細金属部品およびその製造方法を提供する。【解決手段】ミクロ鍛造の金型として用いられる部品１０であって、鉄と、その鉄中に含まれる鉄炭化物との複合体からなり、その硬さがビッカース硬さＨＶ４００以上である。【選択図】        図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミクロ鍛造の金型として用いられる部品であって、
鉄と、その鉄中に含まれる鉄炭化物との複合体からなり、その硬さがビッカース硬さＨＶ４００以上である、微細金属部品。
【請求項２】
ミクロ鍛造の金型として用いられる部品であって、
ニッケルから形成されるニッケル部と、そのニッケル部を覆いニッケルと合金を形成する合金被覆層とからなり、その合金被覆層の硬さがビッカース硬さＨＶ４００以上である、微細金属部品。
【請求項３】
前記部品は、被鍛造物を押し込み加工する押込加工型部分を含み、その押込加工型部分の幅ｗが１μｍ以上である、請求項１または２に記載の微細金属部品。
【請求項４】
前記部品は、被鍛造物を押し込み加工する押込加工型部分を含み、その押込加工型部分の高さｈが１０μｍ以上である、請求項１〜３のいずれかに記載の微細金属部品。
【請求項５】
前記部品は、被鍛造物を押し込み加工する押込加工型部分を含み、その押込加工型部分の高さｈと幅ｗとの比（ｈ／ｗ）が１０以下である、請求項１〜４のいずれかに記載の微細金属部品。
【請求項６】
前記押込加工型部分の先端の面と側面とが会合して形成される稜線に交差する断面において、前記稜線の部分が、前記幅の（１／４）以下の半径に適合する、だれの程度を有する、請求項１〜５のいずれかに記載の微細金属部品。
【請求項７】
ミクロ鍛造の金型として用いられる部品を製造する方法であって、
前記ミクロ鍛造の金型のマスクパターニングを形成する工程と、
前記マスクパターンを用いて、前記金型を水溶液を用いて電鋳により製造する工程とを備える、微細金属部品の製造方法。
【請求項８】
前記電鋳により製造された金型の表面を、電鋳された部分と異なる金属で被覆する工程と、その後、加熱して前記表面部分に合金層を形成する工程とを備える、請求項７に記載の微細金属部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細金属部品およびその製造方法に関し、より具体的には、マイクロリアクタやマイクロ分析システムなどのマイクロ機器をミクロ鍛造によって製造するための金型である微細金属部品およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
精度のよい金属製の微細な構造体を大量に製造する場合、ＬＩＧＡ（Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｅ  Ｇａｌｖａｎｏｆｏｒｍｕｎｇ  Ａｂｆｏｒｍｕｎｇ）プロセスは有用である。Ｘ線の中でも指向性の高いシンクロトロン放射（ＳＲ）光を用いるＬＩＧＡプロセスは、ディープなリソグラフィが実施可能であり、数１００μｍの高さの構造体をミクロン領域の精度で加工することが可能である。すなわち、高いアスペクト比を有する金属製の微細な構造体を容易に製造することができるなどの特徴を有するため、広範な分野での応用が期待されている。
【０００３】
ＬＩＧＡプロセスは、リソグラフィ、電鋳などのめっきおよびモールドを組合わせた加工技術である。ＬＩＧＡプロセスによれば、たとえば導電性基板上にレジスト膜が形成され、このレジスト膜に所定形状のパターンを有する吸収体マスク（レチクル）を介してＳＲ光が照射される。このようなリソグラフィにより吸収体マスクの形状パターンに応じたレジスト構造体（樹脂型）が形成される。本説明において、以後、このレジスト構造体をマスクパターンと呼ぶこととする。
このマスクパターンの開口部内に電鋳によって金属を堆積させることにより、金属製の微細な構造体が得られる。この高精度の金属製の微細な構造体を金型として用い、射出成形などにより樹脂製の微細成形品である、上記マイクロ機器を得ることができる（たとえば非特許文献１参照）。
【０００４】
【非特許文献１】
安井学、平井康男、藤田博之：表面技術，２００１，Ｖｏｌ．５２，Ｎｏ．１１  ｐｐ．７３４−７３５
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のＬＩＧＡプロセスにおいて、電鋳処理に水溶液を用いた場合、高温にすることなく所定形状の微細部品を得ることができるが、堆積できる金属はニッケルなど特定の金属に限定される。ニッケルなどの水溶液めっきで製造される金属微細部品は硬さが低く軟らかいために、ミクロ鍛造用金型などの機械的強度を備えたものを得ることができない。このため、水溶液のめっき処理で形成されたニッケルは、機械的強度を必要とする部材として用いられることはなかった。たとえば、上記鍛造用金型に近い用途として、ニッケルのめっき膜が金型本体の被覆材として用いられる場合がある。しかし、この場合のニッケル膜は、磨耗しながら潤滑剤として機能し、金型本体の磨耗を一定期間防止するための消耗品して用いられており、金型本体に用いられることはなかった。
【０００６】
一方、タングステンやチタンなどの金属は、融点が高く、機械的強度（ヤング率、硬度）も高いため、機械構造体に適している。しかし、このタングステン、チタンなどからなる機械構造体を上記のＬＩＧＡプロセスを用いて製造する場合、水溶液を用いたのでは、正常な金属膜を得ることができない。水溶液の代わりに、高温に加熱され溶融する溶融塩の電鋳を用いる必要がある。このため、金属を堆積させるマスクパターンに、耐熱性、寸法変化耐久性、溶融塩との非反応性などを備えた材料を用いる必要がある。また、溶融塩電鋳を駆使してミクロ鍛造用の金型を製造する場合、上述のように、溶融塩を高温に維持するために、水溶液めっき処理に比べて、加熱装置や高温処理槽などすべてに大掛かりな装置を必要とする。
【０００７】
このため、ミクロ鍛造の金型として用いることができる機械的強度を備えた上で、水溶液めっき処理により製造できる微細金属部品の開発が望まれていた。
【０００８】
本発明は、水溶液めっき処理により製造することができ、所定レベル以上の機械的性質を備えた微細金属部品およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の微細金属部品は、ミクロ鍛造の金型として用いられる部品であって、鉄と、その鉄中に含まれる鉄炭化物との複合体からなり、その硬さがビッカース硬さＨＶ４００以上である。
【００１０】
この構成によれば、水溶液を用いて微細金型を製造できるので、ミクロ鍛造の金型として用いることができる寸法精度を有した上で、鉄中に鉄炭化物を分散させて強化をはかることにより、上記硬さを得ることができる。このため、ミクロ鍛造金型を安価に提供することが可能となる。
【００１１】
なお、上記のミクロ鍛造とは、たとえば、０．１μｍ〜数百μｍオーダーの幅の溝などを形成する鍛造をさす。その溝を押込加工で形成する押込加工型部分の幅ｗ、または厚みは、それに相応する寸法を有する。
【００１２】
本発明の別の微細金属部品は、ミクロ鍛造の金型として用いられる部品である。その部品は、ニッケルから形成されるニッケル部と、そのニッケル部を覆いニッケルと合金を形成する合金被覆層とからなり、その合金被覆層の硬さがビッカース硬さＨＶ４００以上である。
【００１３】
ミクロ鍛造金型はその寸法が小さいために、表面処理を行なうと、表層部の厚みが、そのミクロ鍛造金型の多くの割合を占める。このため、上記のように、めっき処理で形成されたニッケル製の微細部品の表層部の合金化をはかることにより、ミクロ鍛造金型として必要な機械的強度を得ることができる。上記の合金化は表面処理というより、微細部品にとっては表面に限定されず、本体の合金化といってもよい処理である。
【００１４】
上記本発明および別の発明の微細金属部品では、その押込加工型部分の幅ｗを１μｍ以上であるようにできる。
【００１５】
上記の押込加工型部分の幅ｗが１μｍ未満になると、水溶液めっきにおいてその幅を有する溝の底部にまで良好な品質の金属膜を堆積させることができなくなる。このため、上記の幅は１μｍ以上とするが、上記押込加工型部分の高さが高い場合、すなわちマスクパターンの溝が深い場合には、上記の幅は２μ以上とするのが望ましい。なお、上記の幅ｗは、被加工物に形成される押込み溝の幅に対応することから幅と呼ぶが、押込加工型部分の形状から見ると厚みといってもよい。
【００１６】
また、上記の微細金属部品は、その押込加工型部分の高さｈを１０μｍ以上としてもよい。
【００１７】
この構成により、被加工物に所定レベル以上深い溝を、押込み鍛造加工により、形成することができる。上記の押込加工型部分を押し込むことにより溝が形成されるので、溝深さは、押込加工型部分の高さより大きな寸法をとることはできない。
【００１８】
上記の本発明および別の発明の微細金属部品では、被鍛造物を押し込み加工する押込加工型部分を含み、その押込加工型部分の高さと幅との比（アスペクト比）が１０以下であってもよい。
【００１９】
上記のアスペクト比が１０を超えると、めっき処理の際に、狭隘な深い溝内に、実用上問題となる欠陥を含まない金属を堆積することが困難になる。上記のアスペクト比は、１０以下で良好な品質の微細金属部品を製造することができるが、より望ましくは７．５以下がよく、さらに幅が狭い場合には５以下とすることが望ましい。
【００２０】
上記の押込加工型部分の先端の面と側面とが会合して形成される稜線に交差する断面において、稜線の部分が、幅の（１／４）以下の半径に適合する、だれの程度を有することができる。
【００２１】
この構成により、被加工物の底部で、急峻に立ち上がる側壁を得ることが可能になる。これは、エッチングによる被加工物への溝加工に比べて、きわめて良好な急峻度であり、被加工物、すなわち製品の品質を高めることができる。上記のだれの程度は、より望ましくは上記幅の（１／８）以下の半径に適合するようにしてもよいし、さらに急峻度を追求し、高品質の製品を得るためには上記幅の（１／１６）以下の半径に適合するのがよい。なお、上記断面における稜線の部分が所定の半径に適合するとは、その丸みを帯びた稜線の部分がその所定の半径に沿うようにアールがついていることをいう。
【００２２】
本発明の微細金属部品の製造方法は、ミクロ鍛造の金型として用いられる部品を製造する方法である。この製造方法は、ミクロ鍛造の金型のマスクパターニングを形成する工程と、マスクパターンを用いて、金型を水溶液を用いて電鋳により製造する工程とを備える。
【００２３】
この方法により、ミクロ鍛造金型を容易に精度よく製造することができる。
また、上記の電鋳により製造された金型の表面を、電鋳された部分と異なる金属で被覆する工程と、その後、加熱して表面部分に合金層を形成する工程とを備えてもよい。
【００２４】
この方法により、熱拡散による合金層を形成することができる。この合金層は水溶液による電鋳だけでは得ることができない高硬度を有している。このため、水溶液による電鋳ままでは、確保しにくい機械的強度を、耐磨耗性を含めて十分な耐久性を有するレベルにまで高めることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
【００２６】
図１〜図６は、本発明の一実施の形態における微細金属部品の製造方法を工程順に示す概略断面図である。図１において、たとえばステンレス、銅、鉄、ニッケルなどよりなる金属板（金属層）１の上に、フォトレジスト２が厚み５０μｍ程度に塗布される。次いで、そのフォトレジスト膜の上に金属フォトマスク３を配置する。金属フォトマスク３は、既存のいずれの方法で製造してもよい。
【００２７】
次いで、ＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光またはＸ線が照射され、フォトレジスト２が現像される。フォトレジスト２の現像により、フォトレジスト２がポジ型の場合には、ＵＶ光またはＸ線の照射された部分のみが除去されて、金属板１とフォトレジスト２との接合面に達する開口部２ａがフォトレジスト２に形成され、開口部２ａの底部において金属板１の表面が露出する（図２参照）。上記の現像されたフォトレジストが電鋳におけるマスクパターンを形成する。フォトレジスト２には、ＵＶリソグラフィーの場合にはたとえばＵＶレジストが用いられ、Ｘ線リソグラフィーの場合にはたとえばＰＭＭＡが用いられる。
【００２８】
図３を参照して、マスクパターン２を型として水溶液による電鋳が行なわれる。これにより、開口部２ａから露出する金属板１の表面に、たとえば鉄炭化物を含む鉄層１０が堆積されて、その鉄層よりなる微細金属部品１０が開口部２ａ内に形成される。この後、マスクパターン２が除去される（図４参照）。
【００２９】
さらに、金属板１から微細金属部品１０が剥離されることにより、図５に示すように、微細金属部品１０が製造される。図５に示す微細金属部品は、各部品が分離している。
【００３０】
水溶液による電鋳は、図３に示すように、マスクパターンの開口深さ内に金属を堆積してもよいし、また図６に示すように、開口深さを越えて、マスクパターンの上面より高い位置にまで金属を堆積してもよい。図６のように金属を堆積した場合には、図５の微細金属部品と異なり、図７に示すように各部分が一体的に連結した微細金属部品が形成される。
【００３１】
上記の水溶液を用いた電鋳は、たとえば図８に示す装置を用いて行なわれる。
図８を参照して、この電鋳装置は、めっき槽３９内に収用された水溶液３５をめっき液として、プラス極３１と、マイナス極３２と、熱電対３４と、Ｎ２ガス等のバブリング機構３７と、ヒータ３６とを有している。プラス極３１には、ニッケル板３１ａが電気的に接続されニッケルイオンなどを水溶液３５中に溶出する。マイナス極３２（たとえば銅よりなる）は水溶液３５内に配置されており、その先端に水溶液めっきを施すためのマスクパターンを含むパターン基材４０が電気的に接続されている。バブリング機構３７は、めっき液を攪拌する単なる攪拌棒であってもよいし、上記のようにＮ２ガスなどの不活性ガスをバブリングするバブリング機構であってもよい。
【００３２】
ヒータ３６は電解液３５を加熱するために用いられ、熱電対３４はその温度をモニターするためのものである。Ｎ２ガス等のバブリング機構３７はめっき液３８を撹拌するためのものである。図示されていないが、電位をモニタするために電解液中に標準電極を配置してもよい。
【００３３】
この装置を用いたニッケルの水溶液を用いた電鋳では、たとえば硫酸ニッケルと、塩化ニッケルと、ホウ酸との混合水溶液が用いられる。電解液の温度が４０℃を保つようにヒータ３６で加熱して、電流密度０．１Ａ／ｄｍ２〜１０Ａ／ｄｍ２の範囲で電鋳を行なう。望ましい電流密度は、ニッケルめっきの場合および鉄炭化物を含む鉄めっきの場合ともに３Ａ／ｄｍ２である。
【００３４】
電鋳が終了した後、パターン基材４０が取り出され、ニッケル微細金属部品または鉄炭化物を含む鉄微細部品などの微細金属部品１０が金属板１から剥離して取り出される。鉄炭化物を含む鉄の微細金属部品を作製する場合も、上記ニッケル微細金属部品と同様の装置および手順を経て作製される。ただし、鉄炭化物を含む鉄の微細金属部品については、鉄の酸化防止のために溶存酸素を追い出す目的でＮ２ガスをバブリングする場合がある。
【００３５】
なお、上記の実施の形態におけるプロセスは１例であって、本発明はこのプロセスに限定されるものではない。
【００３６】
ニッケルの場合は、硬さが低く機械的強度が不足するために、図９に示すように、ニッケル部材１０の表面に、たとえばアルミニウム層２１を蒸着する。この後、ニッケルとアルミニウムとが合金化する温度、たとえば２００℃〜６６０℃に加熱して、熱拡散により合金層２２を形成する（図１０参照）。上記のニッケル部材は微細な部材なので、上記の合金化処理により、その部材の相当の割合が合金化され、耐久性に優れたミクロ鍛造用金型を得ることができる。
【００３７】
図１１は、微細金属部品１０に含まれる押込加工型部分１０ａを示す斜視図である。この押込加工型部分１０ａはベース部１０ｆから垂直に立ち上がっており、高さｈ、幅ｗを有している。稜線の部分１０ｄは、上記の押込加工型部分の先端面１０ｂと、側面１０ｃとが会合する部分に形成される。
【００３８】
図１２は、図１１におけるＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図である。図１２（ａ）は押込加工型部分の先端付近の断面図であり、また、図１２（ｂ）は稜線の部分の拡大断面図である。本実施の形態では、水溶液電着により微細金属部品を作製するので、稜線の部分のだれの程度が小さいことに大きな特徴がある。図１２（ａ）および（ｂ）に示すように、稜線の部分を半径Ｒの円弧に適合できるという近似を行なっている。この円弧による稜線部分への適合は、厳密に適合する必要はない。たとえば、側面１０ｃの直線部の端に垂線を立て、また先端面１０ｂの直線部の端に垂線を立て、両方の垂線の交点Ｏを求め、その交点までの前者の垂線長さＲ２と後者の垂線長さＲ２との平均（Ｒ１＋Ｒ２）／２を半径Ｒとして用いることができる。垂線を立てる側面１０ｃの直線部の端の点および先端面１０ｂの直線部の端の点は、たとえば、側面または先端面に直線定規をあて、直線定規から外れる点を、上記の端の点とする。測定は、数箇所〜十数ヵ所で行ない、平均をとる。
【００３９】
本実施の形態では、上記半径Ｒが（１／４）ｗ以下である。このため、上記押込加工型部分を被加工物に押し込んで加工して溝を形成したとき、側面が底面から急峻に立ち上がる溝を得ることができる。このような、側面が底面から急峻に立ち上がる溝は、分析システムなどにおいて分析精度を高めるなど良好な特性をもたらす。
【００４０】
次に実施例について説明する。
（実施例１）
本発明の実施例１では、鉄と鉄炭化物とからなる複合体（炭化物分散Ｆｅと記す）を作製して、比較例と比較した。炭化物分散Ｆｅからなる微細金属部品の製造条件は次のとおりである。
（基板）：ステンレス鋼
（ＳＲリソグラフィ）：加工型部分の幅ｗ＝２μｍ、アスペクト比（深さｈ／幅ｗ）＝５、フォトレジスト材料としてＰＭＭＡを使用し、感光のためにＸ線を用いた。図１３に、感光し現像した後のマスクパターン２とそれを支持するステンレス製の基板１を示す。開口部の幅ｗは２μｍであり、開口深さｈは１０μｍであり、したがってアスペクト比（ｈ／ｗ）は５である。
（めっき液）：（硫酸第一鉄  ４０ｇ／ｌ）＋（クエン酸  １．２ｇ／ｌ）＋（ｌ−アスコルビン酸  ３．０ｇ／ｌ）
（電鋳条件）：温度５０℃、電流密度３Ａ／ｄｍ２、めっき厚みは、マスクパターン上面から１０ｍｍ上の高さまで堆積。
【００４１】
図１４に、炭化物分散Ｆｅ１０をマスクパターン２の上面を越えて堆積した状態を示す。また、図１５に、金属板から分離した微細金属部品である炭化物分散Ｆｅ１０を示す。この微細金属部品の押込加工型部分（図１５の高さｈ、幅ｗで特定される部分）は、マスクパターンの形状が転写された形状となっている。すなわち、フォトレジストおよび炭化物分散Ｆｅの熱膨張係数の差に起因する、マスクパターン寸法と微細金属部品寸法との寸法差はあるが、その寸法差はわずかであり、その寸法差を無視すれば、開口部の幅ｗは２μｍであり、開口深さｈは１０μｍであり、したがってアスペクト比（ｈ／ｗ）は５である。また、だれの程度は、先端の稜線部の断面でのＲは（１／４）ｗ以下であり、さらに（１／１６）以下を満たしていた。
【００４２】
また、比較例として、次の条件でニッケルめっき膜を作製した。
（基板）：ステンレス鋼
（めっき液）：（硫酸ニッケル  １００ｇ／ｌ）＋（塩化ニッケル  ４０ｇ／ｌ）＋（ホウ酸  ４５ｇ／ｌ）
（電鋳条件）：温度  ４０℃、電流密度５Ａ／ｄｍ２、めっき厚みは、マスクパターン上面から２ｍｍ上の高さまで堆積。
【００４３】
比較例のニッケルめっき膜では、ビッカース硬さＨＶ１８０、ヤング率２．１×１０１１Ｐａ、線膨張係数１３．３×１０−６／℃、および引張耐力５０ｋｇｆ／ｍｍ２が得られた。
【００４４】
これに対して、上記の炭化物分散Ｆｅはビッカース硬さＨＶ８００を得ることができた。ＨＶ８００という硬さは、このミクロ鍛造用金型が十分な耐久性を備えていることを示している。さらにこの鍛造用金型鋼は、上記のように水溶液めっきで容易に製造することができる。
【００４５】
（実施例２）
次に、ニッケル電鋳膜に金属被覆を行ない熱拡散処理により合金化を行った、本発明の実施例２について説明する。ＳＲリソグラフィの幅ｗおよびアスペクト比、ならびに電鋳条件は、実施例１と同じである。
【００４６】
（めっき液）：（硫酸ニッケル  １００ｇ／ｌ）＋（塩化ニッケル  ４０ｇ／ｌ）＋（ホウ酸  ４５ｇ／ｌ）
図１６に示すように、水溶液を用いた電鋳により、マスクパターンにニッケルを堆積する。このとき、マスクパターンの上面から１０ｍｍの高さ位置まで堆積する。この後、ニッケルからなる微細金属部際をマスクパターンから分離し、次いで、スパッタリング処理により、上述の押込加工型部分の表面をアルミニウム層２１で被覆する（図１７）。次いで、図１８に示すように、真空中で温度２００℃〜６６０℃の温度域に加熱して、熱拡散処理を行なう。
【００４７】
上記の実施例２の表層部を合金化して合金層を形成した試料では、ビッカース硬さＨＶ４６０および引張耐力６３ｋｇｆ／ｍｍ２を得ることができた。すなわち、水溶液めっき処理でニッケルの微細金属部品を形成し、次いでアルミニウム被覆を行ない熱拡散処理を行なって合金層を形成することにより、簡単にミクロ鍛造に用いることができる微細金属部品を形成することができる。この押込加工型部分のだれの程度は、先端の稜線部の断面でのアールは（１／４）ｗ以下であり、さらに（１／１６）以下を満たしていた。
【００４８】
上記実施の形態１、２で得られた微細金属部品を用いて次のようなミクロ鍛造加工を行ない、製品を製造することができる。
【００４９】
（ガラス加工）
下記のＧ１〜Ｇ３の工程によりガラス加工を行なう。
Ｇ１（ガラス溶融）：ホウケイ酸ガラスを１５００℃で溶融させる。
Ｇ２（打ち抜き）：ガラス粘度が１×１０７ポイズで打ち抜く。たとえばガラス温度が９５０℃以上では粘度が小さくなり精度よく成形できない。一方、温度８５０℃未満では粘度が大きすぎて成形が困難になる。
Ｇ３（冷却）：上記打ち抜いたガラスを６００℃で１時間放置した後、自然冷却させる。成形温度から連続冷却すると永久ひずみが残り、製品におけるクラックや変形の原因となる。
【００５０】
上記の成形加工により、ガラス板に幅５０μｍ、深さ５０μｍの溝を、鍛造というプリミティブな方法で精度よく簡単に形成することができる。
【００５１】
（冷間鍛造による鋼の微細加工）
上記実施例１、２で得られたミクロ鍛造金型を用いて、次の条件で鋼の微細加工を行った。
Ｆ１（ミクロ鍛造金型）：硬さは、ＨＲＣ２０以上、より好ましくはＨＲＣ５８以上とする。ヤング率は、１×１０１１Ｐａ以上、より好ましくは２．１×１０１１Ｐａ以上とする。引張耐力は、１００ｋｇｆ／ｍｍ２以上、より好ましくは１７０ｋｇｆ／ｍｍ２以上とする。
Ｆ２（ミクロ鍛造加工）：対象金属はＳＣｒ４２０鋼（Ｃ：０．１８ｗｔ％、Ｓｉ：０．１５ｗｔ％、Ｍｎ：０．６０ｗｔ％、Ｃｒ：０．９ｗｔ％）とし、荷重１〜１００ｋｇｆ／ｍｍ２とする。荷重が１ｋｇｆ／ｍｍ２未満では材料の変形抵抗により成形することができず、また１００ｋｇｆ／ｍｍ２を超えるとミクロ鍛造金型自身が損傷する可能性がある。また、加工温度は室温であり、加工速度は１００ｍｍ／ｍｉｎ以下とした。加工速度が１００ｍｍ／ｍｉｎを超えると、被加工材に亀裂が入るおそれがある。
Ｆ３（焼きなまし）：上記冷間鍛造された被加工材を、窒素ガス雰囲気にて、温度６５０℃〜７２６℃の温度域に１時間保持する焼きなましを行なう。温度が６５０℃未満では焼きなましの進行が遅く、また残留応力の除去が不十分となる。
また、７２６℃を超えるとオーステナイト変態を起こし、冷間鍛造で導入された繊維状組織等が消失し、機械的特性が低下する可能性がある。
【００５２】
上記の冷間鍛造により幅５０μｍ、深さ５０μｍの溝を形成することができる。
【００５３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の微細金属部品およびその製造方法を用いることにより、水溶液をめっき液に用いて、機械的強度に優れたミクロ鍛造用金型を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における微細金属部品の製造方法においてフォトレジスト膜上に金属フォトマスクを配置した状態を示す図である。
【図２】図１から、フォトレジストのパターニングを行ない、金属フォトマスクを除去した状態を示す図である。
【図３】水溶液を用いた電鋳を行なった状態を示す図である。
【図４】マスクパターンを除去した状態を示す図である。
【図５】金属板から微細金属部品を分離した状態を示す図である。
【図６】水溶液を用いた電鋳を行なった状態の変形例を示す図である。
【図７】金属板から微細金属部品を分離した状態の変形例を示す図である。
【図８】水溶液を用いた電鋳を行なう装置の構成を模式的に示す図である。
【図９】微細金属部材の表面に金属層を形成した状態を示す図である。
【図１０】図９の状態に対して熱拡散処理を行ない、合金層を形成した状態を示す図である。
【図１１】本実施の形態の微細金属部品の押込加工型部分を示す図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図であり、（ａ）は押込加工型の先端部の断面図であり、（ｂ）は稜線の部分の拡大断面図である。
【図１３】実施例１におけるマスクパターンを示す図である。
【図１４】水溶液を用いた電鋳により炭化物分散Ｆｅを堆積した状態を示す図である。
【図１５】炭化物分散Ｆｅを金属板から分離した状態を示す図である。
【図１６】実施例２においてマスクパターンに電鋳を行なった状態を示す図である。
【図１７】金属板から分離したニッケルの微細部品にアルミ被覆を施した状態を示す図である。
【図１８】熱拡散処理により合金層を形成した状態を示す図である。
【符号の説明】
１  金属板、２  フォトレジスト膜（マスクパターン）、２ａ  開口（溝）、３  金属フォトマスク、１０  電鋳による堆積層（微細金属部品）、１０ａ  押込加工型部分、１０ｂ  先端面、１０ｃ  側面、１０ｄ  稜線の部分、１０ｆ  微細金属部品のベース部、２１  金属膜、２２  合金層、３１  対極、３１ａ  ニッケル板、３２  作用極、３４  熱電対、３５  水溶液（めっき液）、３６  ヒータ、３７  攪拌棒、３９  めっき槽、４０  パターン基材。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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