(57)【要約】【課題】電解めっき法により作られた微細金型であって、微細金型の凹凸部の側壁が平滑性に優れ、成型品を容易に離型することができる微細金型、及び該微細金型の簡便な製造方法を提供する。【解決手段】電解めっき法による成型用微細金型の製造方法において、フォトリソグラフィ法で感光性樹脂により所定の微細パターンを導電性基板に形成する際、収束した紫外線レーザー光を感光性樹脂に直接走査しながら照射することにより露光を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気めっき法で作られる微細金型であって、該金型は感光性樹脂層を積層した導電性基板に、紫外線の収束ビームを感光性樹脂層に直接照射・露光し、現像することにより感光性樹脂で所定の微細パターンを形成した後、ニッケルまたはニッケル合金の電気めっきにより作られたことを特徴とする微細金型。
【請求項２】
紫外線の光源が半導体レーザーであることを特徴とする請求項１記載の微細金型。
【請求項３】
導電性基板に感光性樹脂を積層し、該感光性樹脂層に紫外線の収束ビームを直接照射・露光を行い、現像して感光性樹脂で所定の微細パターンを作り、該基板にニッケルまたはニッケル合金の電気めっきを行うことを特徴とする微細金型の製造方法。
【請求項４】
紫外線の光源が半導体レーザーであることを特徴とする請求項３記載の微細金型の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜２いずれか記載の微細金型を用いて成型してなる成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細成型用の金型、例えば化学分析や化学反応等を行う際に用いるマイクロ流体チップの成型用微細金型、及び製造方法、及び該微細金型を用いて成型される成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、フォトリソグラフィ法と電気めっき法により微細形状を有する微細金型の製造が行われている。例えば、導電性基板にフォトリソグラフィ法により感光性樹脂で所定のパターンを形成し、電気めっきにて金型を製造する方法が開発されている。この際、感光性樹脂で所定のパターンを形成する方法としては、基板上に感光性樹脂を積層し、該積層した感光性樹脂の表面に所定のパターンを有する露光マスクを配置し、この露光マスクを介して感光性樹脂に紫外線等の光を一括照射する。次に、光が照射された感光性樹脂の未感光部分または感光部分を現像にて除去する方法が通常用いられている。
【特許文献１】特開２００４−２５５６８０
【０００３】
しかしながら、この様なフォトリソグラフィ法によると、形成されるパターンの形状がクロムガラスやフォトフィルムなどの露光マスクに依存するため、金型の凹凸部の側壁の平滑性が不十分で、成型品を容易に離型することが未だ十分でない。さらに、露光マスクの作製工程が増え、製造工程における時間やコストが掛かるため、生産性に劣る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記のような状況に鑑みて成されたものであり、微細で且つ凹凸部の側壁が平滑性に優れ、成型品を容易に離型することができる金型を、煩雑でない製法で、且つ低コストにて提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、微細で且つ側壁が平滑性に優れた成型用微細金型の製造において、平滑性に優れた側壁の形成方法についての検討を行い、本発明を完成した。
即ち、本発明は、
電気めっき法で作られる微細金型であって、該金型は感光性樹脂層を積層した導電性基板に、紫外線の収束ビームを感光性樹脂層に直接照射・露光し、現像することにより感光性樹脂で所定の微細パターンを形成した後、ニッケルまたはニッケル合金の電気めっきにより作られたことを特徴とする微細金型、及び
紫外線の光源が半導体レーザーであることを特徴とする前記記載の微細金型、及び
導電性基板に感光性樹脂を積層し、該感光性樹脂層に紫外線の収束ビームを直接照射・露光を行い、現像して感光性樹脂で所定の微細パターンを作り、該基板にニッケルまたはニッケル合金の電気めっきを行うことを特徴とする微細金型の製造方法、及び
紫外線の光源が半導体レーザーであることを特徴とする前記記載の微細金型の製造方法、及び
前記記載の微細金型を用いて成型してなる成形品である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の成型用微細金型はその製造工程が煩雑でなく、微細で、且つ凹凸部の側壁が平滑性に優れ、成型品を容易に離型することができるので、成型品の生産性及び歩留まりが大きく向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【０００８】
本発明の微細金型の製造方法は、図１（ａ）〜（ｅ）で示す微細金型製造用めっき母材形成工程と、図１（ｆ）〜（ｇ）で示す微細金型形成工程とで構成されている。
【０００９】
本発明では、まず、図１（ａ）に示すように、導電性基板１上に感光性樹脂層２を形成する。この導電性基板材料は、作製する微細金型の大きさ、及び微細金型の数によって異なるが、例えば、四角形でサイズは、２０〜６５０ｍｍ×２０〜５５０ｍｍ、厚さが１．０ｍｍ程度である。材質は、ステンレス鋼材、ニッケル、銅、鉄など、電解めっきができるもの（導電性）であれば特に限定されない。また、感光性樹脂２としては、例えば、ドライフィルムレジスト、液状レジスト等を用いることができるが、これに限定されるものではない。また、該感光性樹脂２の膜厚は、成型品としての要求上、微細金型面には１５μｍ〜３５０μｍの厚さが必要であるが、これに限定されるものではない。
【００１０】
図１（ｂ）に矢印で示す様に、感光性樹脂層２に紫外線の収束ビーム３を直接照射して所定の微細パターン状に走査して露光を行う。この際、感光性樹脂層２の光照射された部分のみが露光されて硬化する。
【００１１】
紫外線の光源としては、エキシマレーザー、YAGの高調波、半導体レーザー等が用いることができるが、本発明においては、装置の小型化、維持の容易さ、経済性の点から半導体レーザーが好ましい。紫外線半導体レーザーの具体例としては、発振波長が４００〜４１０ｎｍのGaN系レーザーが挙げられる。
例えば、複数の紫外線半導体レーザーをアレー状に配置し、各レーザー光を感光性樹脂に焦点が合致するように収束し、走査しながら、パターンを描画する。
または、ポリゴンミラーでレーザー光を走査しながら描画したり、ミラーでレーザー光を複数のビームに分割して描画する。
【００１２】
次に、感光性樹脂２の未硬化部分を現像により除去することによって、図１（ｃ）に示すように、導電性基板１の面に硬化した感光性樹脂２ａによりパターンが形成されためっき母材５を形成することができる。感光性樹脂の未硬化部分を現像にて除去するに当たっては、炭酸ソーダ等のアルカリ性水溶液を用いることができる。
【００１３】
次に、このめっき母材５を金属めっき浴に浸漬して、通電による電解めっきを施すと、図１（ｄ）に示すように、導電性基板１の表面に１層目の金属皮膜６が形成される。１層目の金属皮膜の種類としては、ニッケル、ニッケル合金が挙げられる。ニッケル皮膜を形成するための電解めっきの条件は、例えば、スルファミン酸ニッケルを主成分とするめっき液を用いた場合、電流密度０．５〜５．０Ａ／ｄｍ２で１〜１０時間の通電を行い、ニッケルを析出させる。この金属皮膜６の厚みは、成型品としての要求上、微細金型面には約１０〜３００μｍの凹部の深さが必要であるが、これに限定されるものではない。但し、該金属皮膜の厚みは感光性樹脂２の膜厚を越えることはない。
【００１４】
次に、感光性樹脂剥離材を用いて残存する硬化した感光性樹脂部２ａを剥離することによって、図１（ｅ）に示すように、導電性基板に１層目の金属皮膜でパターニングした微細金型製造用めっき母材７を形成することができる。硬化した感光性樹脂部２ａを剥離にて除去するに当たっては、例えばアミン系溶剤、アルカリ性水溶液等を用いることができるが、これに限定されるものではない。
【００１５】
次に、前記した微細金型製造用めっき母材７を金属めっき浴に浸漬して、通電による電解めっきを施すと、図１（ｆ）に示すように、めっき母材７表面に微細金型８となる２層目の金属皮膜が形成される。２層目の金属皮膜の種類としては、ニッケル、ニッケル合金が挙げられる。ニッケル皮膜を形成するための電解めっきの条件は、例えば、スルファミン酸ニッケルを主成分とするめっき液を用いた場合、電流密度を２〜５Ａ／ｄｍ２で２０〜８０時間の通電を行い、厚み約０．５〜２．０ｍｍ程度のニッケルを析出させる。
【００１６】
最後に微細金型８となる２層目の金属皮膜を導電性基板１及び１層目のパターニングされた金属皮膜７から剥離すると、図１（ｇ）に示した本発明の微細金型８ができる。得られた微細金型８は微細金型製造用めっき母材７の形状を反転させた形状となる。
【００１７】
本発明の微細金型は、例えば射出成形機に装着して、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等のプラスチックを射出成形機の微細金型に充填すると、本発明の成型品を作ることができる。更に、この成型品の上面をフィルムや樹脂板で封止し、流路の両末端部分の封止材に流入、流出用の穴を形成するとマイクロ流体チップとなる。前記チップの用途及び具体例としては、医療分野、工業分野、バイオテクノロジー分野等に於ける診断、反応、分離、計測等に使用される。例えば、医療分野で使用される成型品は、その微細構造により、測定時間の短縮、少サンプル化、並列処理が可能であることから、病院の臨床検査科、ベットサイト、手術室・診療所・在宅診断に用いられる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明によれば、従来の成型用微細金型に比べ、凹凸部の側壁を平滑にすることができ、成型品を容易に離型することができる。さらに従来の製造方法に比べ、工程を簡略化することができ、短納期が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の微細金型の製造工程の一実施様態を示す断面図。
【符号の説明】
【００２０】
１．導電性基板
２．感光性樹脂
３．半導体レーザー光源
４．レーザー光
５．めっき母材
６．１層目の金属皮膜
７．微細金型製造用めっき母材
８．微細金型（２層目の金属皮膜）
２ａ．硬化した感光性樹脂部
【図１】
2007130820.tif 000003