專(zhuān)利名稱(chēng)：動(dòng)壓軸承的制造方法、動(dòng)壓軸承及動(dòng)壓軸承制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在軸承的內(nèi)面形成動(dòng)壓發(fā)生槽的動(dòng)壓軸承的制造方法、利用該制造方法制造的動(dòng)壓軸承及動(dòng)壓軸承制造裝置。
背景技術(shù)：
最近，在硬盤(pán)裝置等中使用的主軸電動(dòng)機(jī)開(kāi)始采用動(dòng)壓軸承。
該動(dòng)壓軸承在軸承的內(nèi)面形成人字槽，在軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，潤(rùn)滑油沿著人字槽被壓縮，在圓周方向形成被壓縮的潤(rùn)滑油的環(huán)，使軸從軸承上浮起，可以快速旋轉(zhuǎn)。
為了在軸承的內(nèi)面形成構(gòu)成上述的動(dòng)壓軸承的人字槽，以往是作成具有對(duì)應(yīng)人字槽的形狀的電極，通過(guò)電解加工、放電加工等進(jìn)行轉(zhuǎn)印，形成人字槽。
另外，利用對(duì)燒結(jié)部件進(jìn)行精壓加工(sizing)時(shí)的回彈，在內(nèi)面形成人字槽。
通過(guò)上述的電解加工、放電加工，將電極轉(zhuǎn)印，在軸承的內(nèi)面形成人字槽，由于被加工物未被掩蓋以及電極磨損，如果要形成較深的槽深，則存在槽寬度變大、難以設(shè)定相應(yīng)的最佳電解條件、放電條件等的問(wèn)題。
并且，后者的利用精壓加工時(shí)的回彈的方法存在如下問(wèn)題，鐵類(lèi)材料難以通過(guò)回彈形成槽，只限定為使用彈性率較大的銅類(lèi)材料，且只能形成約3～4μm的淺槽，而且該銅類(lèi)材料由于起動(dòng)·停止時(shí)與軸的接觸，致使軸承受損。
另外，也有通過(guò)機(jī)械加工(切削、軋制)形成人字槽的方法。
但是，在切削加工時(shí)，存在的問(wèn)題是對(duì)硬度高的不銹鋼等難切削材料上很難進(jìn)行加工，工具壽命變短。為了提高切削精度，需要進(jìn)行工具和作業(yè)條件的管理。并且，由于切削加工時(shí)產(chǎn)生毛刺，所以需要去毛刺的后道工序。
在進(jìn)行軋制加工時(shí)，存在的問(wèn)題是，對(duì)硬度高的不銹鋼等難切削材料上很難進(jìn)行加工。為了提高加工精度，需要進(jìn)行工具和作業(yè)條件的管理。并且，由于通過(guò)軋制形成的槽的頂部產(chǎn)生基于塑性變形的鼓起，所以需要修整鼓起的后處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題是，能夠在軸承的內(nèi)面簡(jiǎn)單地形成人字槽、螺旋槽等的動(dòng)壓發(fā)生槽。
本發(fā)明的動(dòng)壓軸承的制造方法由以下步驟構(gòu)成在軸承的內(nèi)面形成抗蝕劑的步驟；使用形成有動(dòng)壓發(fā)生槽圖形的掩模進(jìn)行曝光，把所述掩模的動(dòng)壓發(fā)生槽圖形轉(zhuǎn)印在所述抗蝕劑上的步驟；將所述轉(zhuǎn)印后的抗蝕劑顯影的步驟；在顯影后進(jìn)行蝕刻，在所述軸承的內(nèi)面形成動(dòng)壓發(fā)生槽的步驟。
根據(jù)該發(fā)明，可以高精度且迅速地在軸承的內(nèi)面形成動(dòng)壓發(fā)生槽。
在上述發(fā)明中，使用在外圓周面形成第1動(dòng)壓發(fā)生槽圖形、在側(cè)面形成第2動(dòng)壓發(fā)生槽圖形的掩模，同時(shí)進(jìn)行第1動(dòng)壓發(fā)生槽圖形和第2動(dòng)壓發(fā)生槽圖形的曝光。
在這種結(jié)構(gòu)中，可以把第1動(dòng)壓發(fā)生槽圖形和第2動(dòng)壓發(fā)生槽圖形同時(shí)轉(zhuǎn)印到軸承上，所以能夠縮短曝光工序的時(shí)間。第1動(dòng)壓發(fā)生槽是在與插入到軸承的軸的中心軸平行的面上形成的動(dòng)壓發(fā)生槽，第2動(dòng)壓發(fā)生槽是在與中心軸交叉的面相對(duì)的面上形成的動(dòng)壓發(fā)生槽。
在上述發(fā)明中，使用在圓筒狀或圓柱狀形狀的外圓周面形成人字槽圖形、在凸緣部形成螺旋槽圖形的掩模，同時(shí)進(jìn)行軸承的內(nèi)面的人字槽圖形和側(cè)面的螺旋槽圖形的曝光。
在這種結(jié)構(gòu)中，可以同時(shí)進(jìn)行向軸承的內(nèi)面的人字槽圖形和向側(cè)面的螺旋槽圖形的轉(zhuǎn)印，所以能夠縮短曝光工序的時(shí)間。
在上述發(fā)明中，還具有把形成有動(dòng)壓發(fā)生槽圖形的圓筒狀掩模插入所述軸承的內(nèi)面的步驟，在所述圓筒狀掩模的內(nèi)側(cè)的空心部分插入導(dǎo)光部件，通過(guò)該導(dǎo)光部件把外部光源的光引導(dǎo)到所述掩模的內(nèi)側(cè)，進(jìn)行曝光。
在這種結(jié)構(gòu)中，可以向掩模的空心部分插入光纖等導(dǎo)光性部件進(jìn)行曝光，所以也可以適用于直徑小的軸承。
在使用上述圓筒狀掩模的動(dòng)壓軸承的制造方法中，把光纖用作導(dǎo)光性部件，把該光纖插入所述掩模的空心部分，利用光纖將外部光源的光導(dǎo)光來(lái)進(jìn)行曝光。
在上述發(fā)明中，把由透光性材料構(gòu)成的圓柱狀掩模插入所述軸承的內(nèi)部，向所述掩模的端部入射激勵(lì)光，使圓柱狀掩模發(fā)光并曝光。
在這種結(jié)構(gòu)中，可以把掩模自身用作光源，使曝光用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化。
在上述發(fā)明中，把端部被傾斜剪切的光纖插入所述軸承的內(nèi)部，使所述光纖旋轉(zhuǎn)，并且在軸向移動(dòng)來(lái)進(jìn)行曝光。
在這種結(jié)構(gòu)中，可以使用光纖和外部光源進(jìn)行曝光，所以使插入軸承內(nèi)部的曝光用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化。
形成于軸承內(nèi)部和側(cè)面的動(dòng)壓發(fā)生槽，例如是人字槽和螺旋槽?？刮g劑例如是感光性抗蝕劑。
在軸承的內(nèi)面和側(cè)面涂覆抗蝕劑后，把掩模插入軸承的內(nèi)側(cè)，把所插入的掩模的圖形曝光并轉(zhuǎn)印在抗蝕劑上，然后將抗蝕劑顯影，進(jìn)行軸承的蝕刻，去除抗蝕劑，在軸承的內(nèi)面形成人字槽，在側(cè)面形成螺旋槽。
曝光例如使通過(guò)光纖導(dǎo)入圓筒狀掩模的內(nèi)側(cè)空心部分的光朝向涂覆在軸承內(nèi)面的抗蝕劑在圓周上旋轉(zhuǎn)，并且在軸向移動(dòng)來(lái)進(jìn)行曝光。
由此，可以高精度且迅速地在軸承內(nèi)面形成人字槽，在側(cè)面形成螺旋槽。


圖1是表示實(shí)施方式的動(dòng)壓軸承的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示實(shí)施方式的動(dòng)壓軸承的制造步驟的流程圖。
圖3是表示圓柱狀掩模的結(jié)構(gòu)圖。
圖4是表示使用圓柱狀掩模時(shí)的結(jié)構(gòu)圖。
圖5是表示主軸電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是表示實(shí)施方式的掩模的制造步驟的流程圖。
圖7是表示光纖的結(jié)構(gòu)圖。
圖8是表示曝光部的結(jié)構(gòu)圖。
圖9是表示曝光部的結(jié)構(gòu)圖。
圖10是表示曝光部的結(jié)構(gòu)圖。
圖11是表示曝光部的結(jié)構(gòu)圖。
圖12(a)、(b)是表示掩模形狀的圖。
圖13(a)、(b)是表示掩模的其他形狀的圖。
圖14是表示掩模的其他形狀的圖。
圖15是表示動(dòng)壓軸承的結(jié)構(gòu)圖。
圖16是表示掩模的制造方法的說(shuō)明圖。
圖17是表示掩模的制造方法的說(shuō)明圖。
圖18是表示掩模的制造方法的說(shuō)明圖。
圖19是表示掩模的制造方法的說(shuō)明圖。
圖20是表示掩模的制造方法的說(shuō)明圖。
圖21是表示動(dòng)壓軸承的夾緊部的結(jié)構(gòu)圖。
圖22是蝕刻工序的說(shuō)明圖。
圖23是蝕刻工序的說(shuō)明圖。
圖24是蝕刻工序的說(shuō)明圖。
圖25是蝕刻工序的說(shuō)明圖。
圖26是蝕刻工序的說(shuō)明圖。
圖27是蝕刻工序的說(shuō)明圖。
圖28是表示曝光工序的夾具的圖。
圖29是表示曝光工序的夾具的圖。
圖30是表示顯影及蝕刻工序的夾具的圖。
圖31是表示顯影及蝕刻工序的夾具的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1(a)和(b)是表示本發(fā)明的動(dòng)壓軸承的結(jié)構(gòu)圖。圖1(a)表示動(dòng)壓軸承2的上面，表示把螺旋槽22設(shè)在動(dòng)壓軸承2上面時(shí)的狀態(tài)。
圖1(b)表示動(dòng)壓軸承2的剖面圖，在圖1(b)中，掩模1是圓筒狀或圓柱狀，在其外面形成人字槽21的圖形，在側(cè)面形成螺旋槽22的圖形。
作為掩模1的材料，可以使用玻璃、石英或透明度高的樹(shù)脂材料，例如，可以使用丙稀、聚碳酸酯、聚酯、PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)等。作為掩模1也可以使用透明薄片。
另外，作為動(dòng)壓軸承2的材料，可以使用不銹鋼等鐵類(lèi)材料，鋁類(lèi)材料，黃銅、磷青銅等銅類(lèi)材料，PPS(聚苯撐硫化物)、聚乙醛、聚酰胺類(lèi)合成樹(shù)脂，聚乙烯等的樹(shù)脂材料，陶瓷及對(duì)上述材料實(shí)施了電鍍處理的物質(zhì)等。
圖1所示的圓筒狀掩模1在其內(nèi)部插入如圖所示的前端安裝有棱鏡的光纖4，利用未圖示的機(jī)構(gòu)使其旋轉(zhuǎn)并且在軸向移動(dòng)，通過(guò)激光從內(nèi)部把預(yù)先形成在掩模1外側(cè)的人字槽21的圖形(例如通過(guò)鍍鉻僅將對(duì)應(yīng)人字槽21的部分去除的圖形)曝光在抗蝕劑3上。此時(shí)，螺旋槽22是在向凸緣側(cè)(從圖1(b)的上方朝向下方)照射UV光，同時(shí)形成動(dòng)壓軸承2的上側(cè)面的螺旋槽22。
動(dòng)壓軸承2是以在內(nèi)面形成人字槽21、在側(cè)面形成螺旋槽22為對(duì)象的動(dòng)壓軸承。
抗蝕劑3是涂覆在動(dòng)壓軸承2的內(nèi)面和側(cè)面的感光性抗蝕劑。
光纖4(對(duì)應(yīng)導(dǎo)光部件)用于從掩模1的內(nèi)面照射光并將抗蝕劑3曝光，例如，在前端設(shè)置45度的棱鏡，把掩模1的圖形曝光在抗蝕劑3上。作為光纖4的替代品，也可以在內(nèi)部插入棒狀發(fā)光體(放電管等)，把掩模1的圖形曝光在抗蝕劑3上。
下面，圖2是表示動(dòng)壓軸承的制造步驟的流程圖。以下參照?qǐng)D2的流程圖，詳細(xì)說(shuō)明在動(dòng)壓軸承2形成人字槽21和螺旋槽22的步驟。
在圖2的步驟S1，涂覆抗蝕劑。具體是在形成所述圖1的動(dòng)壓軸承2內(nèi)面的人字槽21的部分和形成上側(cè)面的螺旋槽22的部分等上涂覆抗蝕劑(例如，滴下微量的用溶劑將抗蝕劑稀釋后的溶液，去除多余的部分，來(lái)涂覆抗蝕劑3)。
作為抗蝕劑的形成方法，有把對(duì)象物浸漬在抗蝕劑溶液中的浸漬法、使用澆釉(流動(dòng))法、旋轉(zhuǎn)涂覆、噴射的方法、電沉積法等。
在步驟S2進(jìn)行干燥。這是為了使在步驟S1涂覆的抗蝕劑中的溶液蒸發(fā)等，而上升到規(guī)定溫度。
然后，在步驟S3安裝掩模1。在步驟S1和S2，在圖1的動(dòng)壓軸承2的內(nèi)面和側(cè)面涂覆了抗蝕劑3的狀態(tài)下，按圖1所示，把圓筒狀或圓柱狀的掩模1插入動(dòng)壓軸承2的內(nèi)部。
然后，在步驟S4曝光。把在步驟S3安裝在動(dòng)壓軸承2內(nèi)部的掩模1的圖形曝光在所涂覆的抗蝕劑3上。曝光是按圖1所示，把前端安裝有45度棱鏡的光纖4插入圓筒狀的掩模1的空心部分，使其旋轉(zhuǎn)并且在軸向移動(dòng)，把掩模1外周的圖形曝光并轉(zhuǎn)印在抗蝕劑3上。
然后，在步驟S5卸下掩模1。然后，在步驟S6顯影。在曝光于圖1的抗蝕劑3的狀態(tài)下進(jìn)行顯影(例如，利用碳素鈉溶液顯影)，形成人字槽21和螺旋槽22的圖形。
然后，在步驟S7進(jìn)行二次干燥。這是為了去除抗蝕劑3中的溶劑、水分，提高與動(dòng)壓軸承2的緊密接觸性，而使溫度上升到規(guī)定值。
然后，在步驟S8進(jìn)行蝕刻。對(duì)在動(dòng)壓軸承2的內(nèi)面和上側(cè)面通過(guò)抗蝕劑3形成的圖形部分(沒(méi)有抗蝕劑的部分)進(jìn)行蝕刻(例如用氯化亞鐵蝕刻)，形成規(guī)定深度的圖形(人字槽21和螺旋槽22)。
作為蝕刻的方法，可以使用干式蝕刻(氣相中)或濕式蝕刻等的化學(xué)蝕刻、電解蝕刻(電解加工)(在液相中通電的電氣化學(xué)加工)等的方法。作為干式蝕刻可以使用等離子蝕刻，作為濕式蝕刻的溶液可以使用氯化亞鐵、磷酸等。作為電解蝕刻的溶液可以使用氯化鈉、硝酸鈉等。
然后，在步驟S9去除抗蝕劑。利用剝離液(例如氫化鈉溶液、有機(jī)溶劑等)去除硬化后的抗蝕劑。
由此，在動(dòng)壓軸承2的形成人字槽21和螺旋槽22的部分等涂覆抗蝕劑3，向內(nèi)部插入圓筒狀或圓柱狀的掩模1并進(jìn)行曝光、顯影、蝕刻后，去除硬化抗蝕劑，可以高精度且迅速地形成人字槽21和螺旋槽22。
另外，也可以在插入動(dòng)壓軸承2內(nèi)部的曝光用光源直接描畫(huà)人字槽圖形12等，不使用掩模1，進(jìn)行曝光。
下面，圖3(a)、(b)是表示實(shí)施方式的掩模1的形狀的圖，表示透明(例如玻璃)的圓柱狀掩模1的示例。
圖3(a)表示圖3(b)的螺旋槽圖形11的部分，圖3(b)表示側(cè)面剖面圖。
在圖3(a)中，螺旋槽圖形11表示圖3(b)的11所示部分(形成于凸緣部1a下面)的螺旋槽圖形11，是用于轉(zhuǎn)印形成圖1中的動(dòng)壓軸承2的螺旋槽22的掩模圖形。
掩模圖形如前面所述，是在進(jìn)行整個(gè)表面鍍鉻后，僅去除掩模圖形部分而形成的。
在圖3(b)中，人字槽圖形12是用于轉(zhuǎn)印形成圖1的動(dòng)壓軸承2的人字槽21的掩模圖形。
如上所述，在透明玻璃等圓柱狀外周預(yù)先形成人字槽圖形12，以及在側(cè)面形成螺旋槽圖形11，準(zhǔn)備好掩模1。
下面，圖4表示使用圖3的圓柱狀掩模(對(duì)應(yīng)透光部件)的其他結(jié)構(gòu)圖。圖4(a)表示動(dòng)壓軸承2的螺旋槽22的狀態(tài)，是為了更容易理解圖4(b)的22部分而示出的圖。
圖4(b)是表示動(dòng)壓軸承2的側(cè)面剖面圖。此處，把所述圖3的圓柱狀掩模1插入動(dòng)壓軸承2的內(nèi)部，所以曝光是從上方照射激勵(lì)光(例如UV光)，該圓柱狀的透明掩模1因發(fā)光(luminescence)而整體發(fā)光，該發(fā)光的圓柱狀掩模1的外周的掩模圖形在動(dòng)壓軸承2的內(nèi)面中所涂覆的抗蝕劑3上曝光出人字槽圖形12，同時(shí)在涂覆于上側(cè)面的抗蝕劑3上曝光出螺旋槽圖形11。
如上所述，把透明且在照射激勵(lì)光時(shí)發(fā)光的圓柱狀掩模1插入動(dòng)壓軸承2的內(nèi)側(cè)，向該圓柱狀掩模1入射激勵(lì)光，從而可以把對(duì)應(yīng)人字槽21和螺旋槽22的圖形同時(shí)曝光在抗蝕劑3上。
圖5表示使用本發(fā)明的動(dòng)壓軸承2的主軸電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。
圖中的動(dòng)壓軸承2是所述的動(dòng)壓軸承2，形成為把旋轉(zhuǎn)軸5插入內(nèi)部使旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。并且，人字槽21和螺旋槽22分別設(shè)在圖示位置。
圖6是表示形成掩模1的工序的步驟的流程圖。在圖6的步驟S11，對(duì)透明的玻璃、石英的圓筒·圓柱部件蒸鍍鉻(濺射)，然后在步驟S12，涂覆抗蝕劑。之后在步驟S13進(jìn)行干燥。
然后在步驟S14，把薄膜掩模纏繞在圓筒、圓柱部件上，在步驟S15進(jìn)行曝光，在步驟S16卸下薄膜掩模，在步驟S17進(jìn)行顯影。
在步驟S18進(jìn)行二次干燥。然后，在步驟S19進(jìn)行蝕刻，在步驟S20去除抗蝕劑。由此完成掩模。
另外，也可以不使用薄膜掩模，利用曝光裝置直接描畫(huà)(一面使圓筒、圓柱旋轉(zhuǎn)一面曝光描畫(huà))(圖6、步驟S21)。
另外，螺旋槽圖形11用掩模同樣是把環(huán)狀薄膜安裝在圓筒、圓柱的凸緣部分進(jìn)行曝光而形成的。
通過(guò)以上步驟，可以作成掩模1。
下面，圖7～圖11表示曝光部的結(jié)構(gòu)的一例。
圖7表示去除光纖31的外周部的包層31a，從光纖31的側(cè)面放射光的示例。該情況時(shí)，利用光纖31把外部光源的UV光等引導(dǎo)到掩模1的內(nèi)部，可以從光纖31的側(cè)面向掩模1放射光，所以不用使光纖31旋轉(zhuǎn)并上下移動(dòng)即可進(jìn)行曝光。
圖8表示為了防止光纖31的軸向的光泄漏，利用圓筒狀玻璃32等覆蓋光纖31，利用反射光的材料掩蓋與玻璃32的軸垂直的上下面。該情況下，從光纖31照射并在玻璃32的上下面反射的光被聚集在掩模1的方向(圖8的水平方向)，所以能夠把外部光源的光高效地用來(lái)曝光。
圖9表示在掩模1的內(nèi)部配置使反射面傾斜約45度的反射鏡33的示例。該情況下，為了利用反射鏡33反射外部光源的光并照射掩模1內(nèi)周的整個(gè)表面，需要使反射鏡33旋轉(zhuǎn)360度并上下移動(dòng)。
圖10表示利用球狀擴(kuò)散部件34將從光纖31放射的光擴(kuò)散的示例。該情況下，利用擴(kuò)散部件34將光擴(kuò)散并放射到掩模1上，同時(shí)從擴(kuò)散部件34放射的光通過(guò)上下反射板35被反射并入射到掩模1上，所以不需要使光纖31旋轉(zhuǎn)或上下移動(dòng)。另外，擴(kuò)散部件34的形狀可以不是球狀，也可以平板狀。
圖11表示在掩模1和動(dòng)壓軸承2的上下面附近設(shè)置使光散射的反射板36的示例。該情況時(shí)，從上部光源入射的光通過(guò)下側(cè)反射板36被散射并入射到掩模1上，同時(shí)通過(guò)下部反射板36散射后的光在上側(cè)反射板36被散射并入射到掩模1上。通過(guò)使用這種反射板36，可以不使用光纖等導(dǎo)光部件，以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)進(jìn)行曝光。
下面，圖12～圖14是表示掩模形狀的圖。
圖12(a)、(b)是圓筒狀形狀，是沒(méi)有凸緣的掩模41和有凸緣的掩模42的剖面圖。
在沒(méi)有凸緣的圓筒狀掩模41的外周面形成用于形成人字槽的人字槽圖形12。
在有凸緣的圓筒狀掩模42的外周面同樣形成人字槽圖形12，在凸緣部42a的下面形成螺旋槽圖形11。
掩模41用于在動(dòng)壓軸承2僅形成人字槽21的場(chǎng)合，掩模42用于同時(shí)形成人字槽21和螺旋槽22的場(chǎng)合。
圖13(a)、(b)是圓柱狀形狀的沒(méi)有凸緣和有凸緣的掩模43、44的側(cè)視圖。
在沒(méi)有凸緣的圓柱狀掩模43的外周面形成人字槽圖形12。
在有凸緣的圓柱狀掩模44的外周面同樣形成人字槽圖形12，在凸緣部44a的下面形成螺旋槽圖形11。
圖14是表示用于制造具有傾斜面的動(dòng)壓軸承的掩模和動(dòng)壓軸承46的圖。
如圖14所示，掩模45形成為根據(jù)動(dòng)壓軸承46的形狀其直徑從上部朝向下部變細(xì)，上部和下部的連接面形成為傾斜成圓錐狀的面。并且，在該傾斜面形成螺旋槽圖形11，在下部的圓筒部分形成人字槽圖形12。另外，把該掩模45插入動(dòng)壓軸承46的內(nèi)部，在圓筒狀內(nèi)面和圓錐狀內(nèi)面形成人字槽21。此外，圖14的掩模45是空心結(jié)構(gòu)，但也可以是圖12(b)或圖13(b)所示的實(shí)心結(jié)構(gòu)。
圖15是使用上述掩模作成的動(dòng)壓軸承47的剖面圖。在圖15的動(dòng)壓軸承47形成有兩段的人字槽21，沒(méi)有形成螺旋槽22。
下面，圖16～圖19是掩模的制造工序的說(shuō)明圖。
圖16和圖17是把薄膜掩模51纏繞在形成有抗蝕劑3的掩模1上，利用光刻法制造掩模情況的說(shuō)明圖。
在由玻璃等透明材料構(gòu)成的圓筒狀掩模1的外周形成抗蝕劑3，在該抗蝕劑3的表面纏繞印刷有人字槽圖形12的薄膜掩模51。
然后，如圖17所示，在掩模1的外側(cè)插入由玻璃等的透明材料構(gòu)成的空心圓筒狀導(dǎo)向部件52并固定，以使薄膜掩模51不會(huì)剝落。然后，通過(guò)普通的光刻工序向薄膜掩模51照射光，把人字槽圖形12轉(zhuǎn)印在抗蝕劑3上并顯影，在掩模1的外周形成人字槽圖形12。由此，可以作成圓筒狀掩模1。
圖18表示把制造掩模1時(shí)使用的薄膜掩模53的端面沿著人字槽圖形12剪切的示例。這樣，通過(guò)沿著人字槽圖形12剪切薄膜掩模53的端面，在把薄膜掩模53纏繞在掩模1上時(shí)，薄膜掩模53的接縫正好對(duì)上，薄膜掩模53不易剝落。
圖19是在圓筒狀母掩模54的內(nèi)側(cè)插入掩模1而形成人字槽圖形12的說(shuō)明圖。
母掩模53由玻璃等透明材料構(gòu)成，形成為圓筒狀形狀，在外周面形成人字槽圖形12。
在制造掩模1時(shí)，首先通過(guò)電沉積等在掩模1的外周形成抗蝕劑(未圖示)，把形成有抗蝕劑的掩模1插入母掩模53的空心部分。然后，向母掩模53的外周面照射UV光，把人字槽圖形12轉(zhuǎn)印在掩模1上并顯影，在掩模1的外周形成人字槽圖形12。由此，在掩模1的外周面形成和母掩模53相同的人字槽圖形12。
圖20是使用板狀母掩模55生成掩模1時(shí)的說(shuō)明圖。
母掩模55由透明的玻璃等材料構(gòu)成，形成為板狀形狀，在表面粘貼著形成有人字槽圖形12的薄膜等。在母掩模55的上部設(shè)置具有切槽56a的板56，從板56上方的光源照射光。板56由不透光的材料構(gòu)成，僅使通過(guò)切槽56a的光入射到母掩模55上。
通過(guò)切槽56a的光照射位于切槽56a正下方的母掩模55的人字槽圖形12，其下側(cè)的抗蝕劑3被感光。在把母掩模55放置在圓筒狀掩模1上的狀態(tài)下，使母掩模55向圖20的左方向移動(dòng)，相應(yīng)地掩模1進(jìn)行逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，此時(shí)位于切槽56a正下方的人字槽圖形12被連續(xù)轉(zhuǎn)印在掩模1上。由此，和形成于母掩模55的人字槽圖形12相同的圖形被轉(zhuǎn)印在掩模1上，生成制造動(dòng)壓軸承2所需要的掩模1。
圖21表示在利用電沉積在動(dòng)壓軸承2形成抗蝕劑的情況下，在動(dòng)壓軸承2的側(cè)面形成用于安裝電極的夾緊用平坦部2a的示例。平坦部2a在圖21所示的動(dòng)壓軸承2的背面?zhèn)纫策M(jìn)行了設(shè)置，利用金屬性電極夾緊兩處平坦部2a，并施加電壓形成抗蝕劑。
這樣，通過(guò)在不影響動(dòng)壓軸承2的軸承功能的部分設(shè)置用于安裝電極的部分，提高電沉積抗蝕劑工序的作業(yè)性。
圖22～圖27是蝕刻工序的說(shuō)明圖。
圖22表示利用光刻法使被加工物(動(dòng)壓軸承2)在氯化亞鐵等的蝕刻溶液中旋轉(zhuǎn)并上下?lián)u動(dòng)，形成規(guī)定深度的人字槽21及/或螺旋槽22的示例。
作為使動(dòng)壓軸承2在蝕刻溶液中旋轉(zhuǎn)并上下?lián)u動(dòng)的具體方法，例如圖23所示，在不影響動(dòng)壓軸承2的功能的外周等上形成槽2b，把該槽2b安裝在與旋轉(zhuǎn)·搖動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置(未圖示)連接的吊鉤(hook)61上，利用旋轉(zhuǎn)·搖動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置使該吊鉤61旋轉(zhuǎn)并上下?lián)u動(dòng)。或者，使加入了蝕刻溶液的槽整體搖動(dòng)，或利用超聲波振動(dòng)等使蝕刻溶液振動(dòng)。
這樣，通過(guò)使動(dòng)壓軸承2在蝕刻溶液中旋轉(zhuǎn)并搖動(dòng)，向動(dòng)壓軸承2的內(nèi)面經(jīng)常供給新的蝕刻溶液，能夠均勻地進(jìn)行蝕刻。由此，可以提高通過(guò)蝕刻形成的人字槽21的尺寸精度。
圖24和圖25表示一面利用耐氧化性刷子62或海綿等擦拭部件擦拭被加工物(動(dòng)壓軸承2)的內(nèi)周面，一面進(jìn)行蝕刻的示例。
作為一面用刷子62或海綿63擦拭，一面蝕刻的具體方法，例如圖26所示，把動(dòng)壓軸承2固定在具有一定重量的夾具64上放入蝕刻溶液中，把與旋轉(zhuǎn)·搖動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置(未圖示)連接的刷子62插入動(dòng)壓軸承2的內(nèi)周面，使刷子62旋轉(zhuǎn)并上下?lián)u動(dòng)，從而擦拭需要形成人字槽21的動(dòng)壓軸承2的內(nèi)周面。夾具64的腿部設(shè)有孔，通過(guò)刷子62從動(dòng)壓軸承2內(nèi)部被擠壓出來(lái)的蝕刻溶液排出到夾具64的外部進(jìn)行循環(huán)。
這樣，通過(guò)用擦拭部件擦拭作為被加工物體的動(dòng)壓軸承2的蝕刻面，保持蝕刻面表面的完美度，同時(shí)蝕刻溶液被攪拌，向動(dòng)壓軸承2的內(nèi)面供給新的蝕刻溶液，所以能夠用均勻的條件進(jìn)行蝕刻。由此，可以提高通過(guò)蝕刻形成的人字槽21的尺寸精度。
圖27和圖26相反，表示把海綿63等擦拭部件固定在蝕刻溶液中，利用與旋轉(zhuǎn)·搖動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置(未圖示)連接的吊鉤61夾持動(dòng)壓軸承2的外周，使動(dòng)壓軸承2旋轉(zhuǎn)并上下?lián)u動(dòng)的示例。
該情況下，可以獲得和上述示例相同的效果。
圖28～圖31是表示在動(dòng)壓軸承2的制造工序中使用的夾具的一例的圖。
圖28和圖29是表示在曝光工序使用的夾具的一例的圖，該示例把作為被加工物體的動(dòng)壓軸承2進(jìn)行二維配置，可以同時(shí)進(jìn)行多個(gè)動(dòng)壓軸承2的曝光。
如圖28所示，在夾具71設(shè)有用于固定多個(gè)動(dòng)壓軸承2的多個(gè)孔73。在夾具73的對(duì)應(yīng)夾具71的孔72的位置形成螺旋槽22的圖形。該夾具73發(fā)揮在多個(gè)動(dòng)壓軸承2的下面形成螺旋槽22的掩模的作用。
在使用夾具71和73進(jìn)行曝光的情況下，在夾具73上放置夾具71，把各個(gè)動(dòng)壓軸承2插入夾具71的孔72。然后，在各個(gè)動(dòng)壓軸承2的內(nèi)部插入形成有人字槽21的掩模1，在該掩模1的內(nèi)部插入光纖4。并且，使外部光源的光通過(guò)光纖4照射掩模1，把人字槽圖形12轉(zhuǎn)印在動(dòng)壓軸承2的內(nèi)周面的抗蝕劑上。同時(shí)，從位于夾具73下部的光源照射光，把形成于夾具73的螺旋槽圖形11轉(zhuǎn)印在動(dòng)壓軸承2的下面。
通過(guò)使用夾具71和73，可以同時(shí)曝光多個(gè)動(dòng)壓軸承2。而且，可以利用一次曝光同時(shí)轉(zhuǎn)印人字槽圖形12和螺旋槽圖形11。
圖29表示在夾具74上固定掩模1的結(jié)構(gòu)示例。如圖29所示，在夾具74安裝有多個(gè)形成有人字槽圖形12和螺旋槽圖形11的掩模1。在與夾具74上面的動(dòng)壓軸承2的下面相對(duì)的位置上形成螺旋槽圖形11。另外，設(shè)置貫通孔，且其不與插入掩模1的空心部的光纖4接觸。在夾具75安裝著多個(gè)可以旋轉(zhuǎn)的光纖4。
在使用夾具74和75進(jìn)行曝光的情況下，把多個(gè)動(dòng)壓軸承2分別插入掩模1。然后，把安裝在夾具75的光纖4插入各個(gè)動(dòng)壓軸承2。并且，向光纖4入射外部光源的光，利用未圖示的驅(qū)動(dòng)裝置使光纖4旋轉(zhuǎn)，使夾具75上下移動(dòng)，向掩模1的內(nèi)面照射曝光用光。同時(shí)，從夾具74的下部照射曝光用光，把螺旋槽圖形11轉(zhuǎn)印在動(dòng)壓軸承2的下面。由此，人字槽圖形12和螺旋槽圖形11被轉(zhuǎn)印在動(dòng)壓軸承2的內(nèi)面和側(cè)面。
通過(guò)使用圖28和圖29的夾具，可以在多個(gè)被加工物體同時(shí)轉(zhuǎn)印人字槽圖形12和螺旋槽圖形11，所以能夠縮短曝光工序的作業(yè)時(shí)間。
圖30和圖31是表示在顯影和蝕刻工序中，用于同時(shí)處理多個(gè)被加工物體的夾具的一例圖。
如圖30所示，夾具76具有內(nèi)徑比動(dòng)壓軸承2的外徑稍大的筒狀形狀，具有可以收納多個(gè)動(dòng)壓軸承2的容積。在進(jìn)行顯影或蝕刻時(shí)，把動(dòng)壓軸承2順序疊放在軸方上并收納到夾具76中，把夾具76浸漬在顯影溶液或蝕刻溶液中，由此可以同時(shí)進(jìn)行多個(gè)動(dòng)壓軸承2的顯影和蝕刻。
圖31表示與人字槽21同時(shí)在動(dòng)壓軸承2的側(cè)面形成螺旋槽22的夾具77的結(jié)構(gòu)。
在夾具77的側(cè)面設(shè)有孔77a。在把動(dòng)壓軸承2順序疊放并收納到夾具77中時(shí)，該孔77a空出以使蝕刻溶液在動(dòng)壓軸承2的上下面流動(dòng)。
如圖31所示，動(dòng)壓軸承2在形成螺旋槽22的面相互相對(duì)的狀態(tài)下被收納在夾具77中。在把夾具77浸漬在蝕刻溶液中時(shí)，蝕刻溶液從孔77a在動(dòng)壓軸承2的上下面流動(dòng)，同時(shí)形成內(nèi)面的人字槽21和上或下側(cè)面的螺旋槽22。
這樣，通過(guò)使用夾具76和77，可以將多個(gè)動(dòng)壓軸承2同時(shí)顯影或蝕刻。
上述的實(shí)施方式說(shuō)明了形成人字槽21和螺旋槽22的情況，但動(dòng)壓發(fā)生槽不限于上述槽。
根據(jù)本發(fā)明，在軸承內(nèi)部形成抗蝕劑并進(jìn)行曝光、顯影、蝕刻，由此可以迅速且高精度地形成動(dòng)壓發(fā)生槽，例如人字槽和螺旋槽。并且，由于是通過(guò)轉(zhuǎn)印和蝕刻來(lái)形成動(dòng)壓發(fā)生槽，所以槽的圖形設(shè)計(jì)自由度提高。另外，使用在外周面和側(cè)面用于生成動(dòng)壓發(fā)生槽而形成圖形的掩模來(lái)進(jìn)行曝光，由此可以在軸承的內(nèi)面和側(cè)面同時(shí)形成動(dòng)壓發(fā)生槽。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)壓軸承的制造方法，在軸承的內(nèi)面形成動(dòng)壓發(fā)生槽，包括如下步驟在軸承的內(nèi)面形成抗蝕劑的步驟；使用形成有動(dòng)壓發(fā)生槽圖形的掩模進(jìn)行曝光，把所述掩模的動(dòng)壓發(fā)生槽圖形轉(zhuǎn)印在所述抗蝕劑上的步驟；將所述抗蝕劑顯影的步驟；在顯影后，通過(guò)蝕刻在所述軸承的內(nèi)面形成動(dòng)壓發(fā)生槽的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)壓軸承的制造方法，其特征在于，使用在外周面形成第1動(dòng)壓發(fā)生槽圖形而在側(cè)面形成第2動(dòng)壓發(fā)生槽圖形的掩模，同時(shí)進(jìn)行第1動(dòng)壓發(fā)生槽圖形和第2動(dòng)壓發(fā)生槽圖形的曝光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)壓軸承的制造方法，其特征在于，使用在圓筒狀或圓柱狀外周面形成人字槽圖形而在凸緣部形成螺旋槽圖形的掩模，同時(shí)進(jìn)行所述軸承的內(nèi)面的人字槽圖形和側(cè)面的螺旋槽圖形的曝光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)壓軸承的制造方法，其特征在于，還具有把形成有動(dòng)壓發(fā)生槽圖形的圓筒狀掩模插入所述軸承的內(nèi)面的步驟，在所述圓筒狀掩模內(nèi)側(cè)的空心部分插入導(dǎo)光部件，通過(guò)該導(dǎo)光部件把外部光源的光引導(dǎo)到所述掩模的內(nèi)側(cè)，進(jìn)行曝光。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動(dòng)壓軸承的制造方法，其特征在于，把光纖用作所述導(dǎo)光部件，把該光纖插入所述動(dòng)壓軸承的空心部分，利用所述光纖對(duì)外部光源的光導(dǎo)光并進(jìn)行曝光。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)壓軸承的制造方法，其特征在于，把由透光性材料構(gòu)成的圓柱狀掩模插入所述軸承的內(nèi)部，向所述掩模的端部入射激勵(lì)光，使圓柱狀掩模發(fā)光并曝光。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)壓軸承的制造方法，其特征在于，在圓筒狀掩模內(nèi)側(cè)的空心部分插入圓柱狀發(fā)光體并曝光。
8.一種利用下述制造方法制造的動(dòng)壓軸承，該制造方法為在軸承的內(nèi)面形成抗蝕劑，使用形成有動(dòng)壓發(fā)生槽圖形的掩模進(jìn)行曝光，把所述掩模的動(dòng)壓發(fā)生槽圖形轉(zhuǎn)印在所述抗蝕劑上，將所述抗蝕劑顯影，在顯影后，通過(guò)蝕刻在所述軸承的內(nèi)面形成動(dòng)壓發(fā)生槽。
9.一種動(dòng)壓軸承制造裝置，具有下述單元在軸承的內(nèi)面形成抗蝕劑的單元；使用形成有動(dòng)壓發(fā)生槽圖形的掩模進(jìn)行曝光并把所述掩模的動(dòng)壓發(fā)生槽圖形轉(zhuǎn)印在所述抗蝕劑上的單元；將所述抗蝕劑顯影的單元；在顯影后通過(guò)蝕刻在所述軸承的內(nèi)面形成動(dòng)壓發(fā)生槽的單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在軸承的內(nèi)面形成動(dòng)壓發(fā)生槽的動(dòng)壓軸承的制造方法、利用該制造方法制造的動(dòng)壓軸承及動(dòng)壓軸承制造裝置。其中，掩模(1)是圓筒狀形狀，在外周面形成人字槽圖形，在凸緣部下面形成螺旋槽圖形。把掩模(1)插入動(dòng)壓軸承(2)中，并且在掩模(1)的內(nèi)部插入光纖(4)。把外部光源的光通過(guò)光纖(4)照射在掩模(1)上，把人字槽圖形轉(zhuǎn)印在動(dòng)壓軸承(2)的內(nèi)周面上。同時(shí)，從凸緣部上側(cè)照射光，把螺旋槽圖形轉(zhuǎn)印在動(dòng)壓軸承(2)的上側(cè)面上。在進(jìn)行顯影后，通過(guò)蝕刻在軸承(2)的內(nèi)周面形成人字槽(21)，在上側(cè)面形成螺旋槽(22)。
文檔編號(hào)G03F7/20GK1639476SQ0380472
公開(kāi)日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2003年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月28日
發(fā)明者上田正則, 松永治幸 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社