蜗杆及齿轮的制造方法技术

为了蜗杆（１）旋转，在基板（３）上形成间隙（形成与轴承部，蜗轮的间隙部分区域）（图４（１）～图４（３））。形成制造蜗杆的下半部区域的模具（１２）（图４（８））。将蜗杆材料（５）堆积到下半部区域与蜗杆的上半部的高度（图４（９））。形成蜗杆的上半部（图４（１０）～图４（１２））。最后，为了齿轮可以旋转，除去位于基板（３）与齿轮（１）的间隙内的材料（１３）（图４（１３））。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适用于微型机械的从亚微米到厘米大小的齿轮，特别是，涉及把齿轮周面上的突出状的齿，或者磁性齿，或者静电齿中的任何一种齿形成的旋转轴与基板平行的蜗杆、垂直的蜗杆、倾斜的蜗杆，或者将其形成的旋转轴与基板面平行的正齿轮，倾斜的正齿轮，或者形成的旋转轴垂直于基板面的伞齿轮，水平伞齿轮或倾斜伞齿轮及其制造方法。
技术介绍
作为齿轮的一个例子，附图说明图18表示用于普通机械的蜗杆和蜗轮的组合。图17所示的旋转轴垂直于基板面设置的、周面上具有突起的正齿轮是一种利用用于现有的半导体制造工艺等的薄膜形成、微细加工技术容易制成的形状。但是，对于除这种正齿轮以外的、例如具有像蜗杆这种螺旋状的齿的齿轮等复杂形状的齿轮则不能制造。此外，代替突起状的齿轮，特开平9-56146号公报中提出了一种在周面上形成磁性齿的齿轮。这种齿轮的磁性齿与齿轮基体分开，利用半导体加工工艺制成柔性基板。然后，将在基体上形成磁性齿的柔性基板卷绕，制成磁性齿轮。但是，在这种方法中，可以制成毫米大小的齿轮，难以制成微米及亚微米级的齿轮。对于装入到微型机械中的驱动用致动器(马达)，要求其超小型化。超小型的致动器所产生的动力也小，为了利用小的动力使微型机械运转，在动力传递路径上需要减速比大的动力传递用齿轮装置。对于这种齿轮装置，前面所述的齿轮，即，周面上有突起的齿轮，在周面上形成磁性齿的齿轮，以及周面上设置静电齿的齿轮是有效地。本专利技术的目的是把前述齿轮形成在硅基板，玻璃基板，陶瓷基板，塑料基板，金属基板等各种基板上。在基板的表面或背面，以及可形成于基板的内部的周面上具有突起、通过齿轮之间的啮合旋转的齿轮，或者利用磁力旋转的磁性齿轮，或者利用静电力旋转的静电式齿轮等，是本专利技术的对象。在图15所示的正齿轮的情况下，除旋转轴垂直于基板面的正齿轮之外的、例如图1及图2所示螺旋形蜗杆，图7所示的旋转轴平行于基板面的正齿轮，以及倾斜的正齿轮，图9所示的伞齿轮，倾斜的伞齿轮等复杂形状的齿轮在微型机械的实用化中是不可或缺的。本专利技术是鉴于上述问题提出的，其目的是提供旋转轴垂直于基板面的蜗杆，倾斜的蜗杆、水平的蜗杆、水平的正齿轮、倾斜的正齿轮，垂直的伞齿轮，水平的伞齿轮、倾斜的伞齿轮，以及它们的制造方法，其中所述各齿轮，采用半导体制造工艺中使用的薄膜成形技术及微细加工技术设置有如下各种齿其中之一，所述齿为，可作为微型机械等的动力传递用的超小型化的周面上具有突起的齿轮的齿，周面上具有磁性齿的齿轮的齿，以及周面上具有静电齿的齿轮的齿。专利技术的公开本专利技术的齿轮的制造方法是将圆形截面上下分割制造旋转轴相对于基板面平行的蜗杆，或者倾斜的蜗杆的方法，其特征为，它由以下工序构成，形成制造半圆形的蜗杆形状的下半个型框的工序，向前述型框内堆积构成齿轮部和上半部齿轮的金属或其它材料的工序，蚀刻前述所堆积的材料，形成上半部蜗杆形状的工序。本专利技术的另外一种齿轮的制造方法是制造旋转轴垂直于基板面的蜗杆或倾斜的蜗杆的方法，形成螺旋形状的一节或一节以下，例如形成一半，将螺旋结构堆垒起来形成。这时，为了制成突起的形状，可以用和齿轮主体不同的材料形成周面部分。在制成所需的螺旋结构后，用湿式蚀刻法将用与齿轮和基板不同的材料形成的槽部分除去，完成制造工作。为了形成倾斜的蜗杆，在形成螺旋形状的一节或不到一节，例如一半时，可以通过相对于基板面保持任意的角度形成。本专利技术的另外一种齿轮制造方法是制造旋转轴相对于基板面平行的正齿轮或倾斜的正齿轮的方法，采用和水平蜗杆相同的制造工序，先形成下半部，再形成上半部。本专利技术的另外一种齿轮制造方法是制造旋转轴垂直于基板面的伞齿轮的方法，可以用成膜和加工一个工序制成，但对于旋转轴与基板面平行的齿轮或倾斜的伞齿轮分割成上下半部制成。对于分割成上下两部分还不能形成的形状的齿轮，通过更细地分割形成。附图的简单说明图1圆柱形蜗杆的俯视图。图2是圆柱形蜗杆的侧视图。图3是用于说明根据本专利技术的第一实施例的微型机械用的旋转轴与基板面平行的蜗杆的制造方法的平面图。图4是用于说明根据本专利技术的第一实施例的微型机械用的旋转轴与基板面水平的蜗杆的制造方法的剖视图。图5是用于说明根据本专利技术的第二实施例的微型机械用的旋转轴垂直于基板面的蜗杆的制造方法的剖视图。图6是用于说明根据本专利技术的第二实施例的微型机械用的旋转轴垂直于基板面的蜗杆的另一个制造方法的剖视图。图7是用于说明根据本专利技术的第三实施例的微型机械用的旋转轴与基板面平行的正齿轮的制造方法的平面图。图8是用于说明根据本专利技术的第三实施例的微型机械用的旋转轴与基板面平行的正齿轮的制造方法的剖视图。图9是说明根据本专利技术的第三实施例的微型机械用的旋转轴垂直于基板面的伞齿轮的侧视图。图10是用于说明根据本专利技术的第四实施例的微型机械用的旋转轴垂直于基板面的伞齿轮的制造方法的剖视图。图11是说明根据本专利技术的第五实施例的微型机械用的旋转轴相对于基板面倾斜的齿轮的透视图。图12是用于说明根据本专利技术的第五实施例的微型机械用的旋转轴相对于基板面倾斜的齿轮的制造方法的剖视图。图1 3表示根据本专利技术的另外一种实施形式的微型机械用的磁性齿轮及静电式齿轮的制成品，是旋转轴与基板面平行的蜗轮的平面图。图14是表示根据本专利技术的另外一种实施形式的微型机械用磁性齿轮及静电齿轮的制成品，是旋转轴垂直于基板面的蜗轮的侧视图。图15是表示根据本专利技术的另外一种实施形式的微型机械用磁性齿轮及静电齿轮的制成品，是旋转轴与基板面平行的正齿轮的侧视图。图16是表示根据本专利技术的另外一种实施形式的微型机械用的磁性齿轮和静电齿轮的制成品，是旋转轴垂直于基板面的伞齿轮的侧视图。图17是旋转轴垂直于基板面的正齿轮的透视图。图18是蜗杆和蜗轮的组合的透视图。实施专利技术的优选方式为了对本专利技术更加详细的描述，下面根据附图对其进行说明。下面一面参照附图一面说明本专利技术的实施例。采用磁性齿和静电齿的蜗杆，是除圆柱形齿轮之外，将鼓形蜗轮与正齿轮形的齿轮组合的齿轮机构，或者是将桶形蜗轮与碟形蜗轮组合的齿轮机构。利用半导体加工工艺等用的薄膜形成技术及微细加工技术，和蜗杆、蜗轮、正齿轮及伞齿轮等的齿轮主体一起制成突起状的齿，磁性齿及静电齿。所谓薄膜形成技术是真空蒸发、溅射、镀敷等方法，所谓微细加工，有光刻法，蚀刻法等。进而，可以把这些技术进行适当的组合。(第一实施例)下面说明旋转轴与基板面平行的蜗杆的制造方法。图3是以平面图的方式表示的蜗杆的制造步骤的说明图。上述蜗杆通过依次实施以下工序制成为了蜗杆1的旋转，在基板3上形成凹部(构成轴承部9、与蜗轮的间隙部分4的区域14)的工序(图3的(1))，形成用于制造蜗杆的下半部的区域用的模具12的工序(图3的(2))，将蜗杆1的材料5堆积到用图3(2)的工序所形成的下半部的区域以及直到蜗杆1的上半部的高度的工序(图3的(3))，以及，形成蜗杆1的上半部的工序(图3的(4))。下面对上述各工序进行详细说明。图4的(1)～(13)是表示蜗杆的制造步骤的剖视图。对于为了使齿轮旋转，构成与基板1的间隙部分3的区域14的形成，首先，在基板3上涂布感光剂20(图4的(1))。但是，也可以不直接在基板上、而是在基板上进一步堆积其它材料，在所述其它材料上形成齿轮。在感光剂20上利用EB直接曝光，本文档来自技高网...

【技术保护点】
齿轮制造方法，制造齿轮彼此间机械地啮合传递力，为了旋转在周面上设置突起的齿轮，通过磁力非接触地传递力、为了旋转在周面上设置磁性齿的齿轮，通过静电力非接触地传递力、为了旋转在周面上设置静电齿的齿轮，其特征为，采用半导体工艺用的薄膜形成技术 及微型加工技术，形成前述齿轮的旋转轴相对于基板面平行的蜗杆，垂直于基板面的蜗杆，相对于基板面平行的正齿轮，以及垂直于基板面的伞齿轮，进而，前述齿轮的旋转轴相对于基板面倾斜的蜗杆，正齿轮及伞齿轮。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：西孝，
申请(专利权)人：西孝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]