JP2000045081A - 金属エッチング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】エッチング溶液噴射速度の高速化を可能とし、
サイドエッチ現象発現の抑制、エッチング溶液の金属表
面拡散の促進、金属エッチングの均一化、金属エッチン
グの高速化を実現する。 【解決手段】金属表面をエッチングするための溶液と空
気等の気体を混合してノズルより噴射し、発生するエッ
チング溶液の微小液滴を金属に衝突させて、金属のエッ
チングを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は金属エッチング成形
品の製造方法に関し、特にシャドウマスク及びリードフ
レーム製造の金属エッチング工程にも好適なものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、リードフレーム製造などにおける
金属エッチング工程は、レジスト塗布後に所定のパター
ンを露光し現像した金属材料の表面及び裏面に、塩化第
二鉄を主成分とする酸性エッチング溶液を、秒速２０乃
至３０ｍの速度で噴射し、金属材料をエッチングするも
のであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、エッ
チング溶液を金属に直接噴射するために、噴射速度を大
きくすると、圧力によってレジストが破壊される。その
ため、エッチング溶液噴射の高速化によるエッチング速
度の向上は望めない。また、多量のエッチング溶液を金
属加工面上に供給するために、加工面上にエッチング溶
液の溜まりが発生し、その分布が均一に保たれない場
合、エッチングが不均一に進行し、エッチングむらが発
生する。エッチングは金属加工面に対して等方的に進行
するので、レジスト膜の下をえぐるようにエッチングが
進行するサイドエッチ現象（アンダーカット現象）が発
生する。

【０００４】エッチング反応が起こる金属材料表面近傍
では、反応によって反応物が消費されるために反応物濃
度が低下し、反応速度が減少する。また、金属表面に異
物が付着している場合には、異物近傍のエッチングの進
行を妨げる。本発明は、金属エッチング溶液を空気等の
気体と混合し微粒子化することで、エッチング溶液噴射
速度の高速化を可能とし、サイドエッチ現象発現の抑
制、エッチング溶液の金属表面拡散の促進、金属エッチ
ングの均一化、金属エッチングの高速化を実現し、前記
従来方法の問題点を解決することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、空気等の気体
と金属をエッチングするための溶液を混合することで液
滴化して、金属材料表面上に供給することにより、金属
表面に加えられる液圧を減少し、液圧によるレジストの
破壊及び剥離を抑制し、且つ液滴化によりエッチング溶
液の高速噴射を可能とし、金属エッチング速度を向上さ
せ、特に金属表面に対して垂直方向のエッチング速度向
上せせることで、サイドエッチ現象の発現を抑制しよう
とするものである。すなわち、本発明は請求項１に示す
ように、金属表面をエッチングするための溶液と空気等
の気体を混合してノズルより噴射し、発生するエッチン
グ溶液の微小液滴を金属に衝突させて、金属のエッチン
グを行う方法を提供する。

【０００６】この方法によると、エッチング溶液の金属
表面への供給形態が微小液滴であるために、溶液を直接
金属表面に供給する従来の方法と比較して、溶液噴射速
度が等しければ、金属表面単位面積当たりの溶液供給量
は減少し、金属表面上に溶液の溜まりが発生しにくくな
る。

【０００７】また、溶液の衝突によって金属表面に加え
られる力も従来の方法と比べて減少するため、エッチン
グ溶液の微小液滴噴射を高速化する事が可能となる。更
に、液滴を高速噴射することで、金属表面上の溶液の拡
散が促進される。

【０００８】特に、請求項２に記載のように、噴射する
微小液滴を音速以上に加速することにより、超音速まで
加速された液滴が金属表面に衝突することで衝撃波が発
生し、金属表面上においてエッチング溶液の拡散が促進
される。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の、エッチング溶液と空気
等の気体の混合による微小液滴の発生及び噴射には、２
流体ジェットノズル（例えば特開平８−２９４６７９号
公報に記載されるもの）が好適であり、また音速以上の
微小液滴の噴射には、超音速２流体ジェットノズル（例
えば「超先端電子技術開発機構 超先端電子技術開発促
進事業平成８年度研究成果報告書」に記載されるもの）
が好適に使用できる。上述した２流体ジェットノズル
は、気体と液体を充分に混合して微小液滴を発生するこ
とが容易に可能であり、超音速２流体ジェットノズル
は、液滴を音速以上に加速できるものであり、本発明の
方法に好適に用いることができる。エッチング溶液液滴
の粒径及び速度は、２流体ジェットノズルに供給する溶
液の量及び空気等の気体の圧力によって制御することが
できる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す説明断面図で
ある。２流体ジェットノズル２にエッチング溶液３及び
空気等の気体４を別々の経路から導入し、ノズル中で混
合して、微小液滴５をノズルの先端から金属材料１へ噴
射する。液滴の速度が噴射直後の初期速度で秒速２０乃
至３５０ｍの範囲にあり、液滴の粒径分布は２乃至２０
μｍ程度、液温が１８乃至３５℃の場合、レジストの破
壊及び剥離は確認されず、従来の方法と比較してエッチ
ング速度の向上、エッチングむらの低減、サイドエッチ
現象の低減が確認された。これらの効果は、噴射速度及
び液温の上昇と共に顕著に現れるようになっていき、噴
射速度が音速を超える液滴が存在する条件では特にエッ
チング速度が上昇する。

【００１１】金属材料の表裏を同時にエッチングする場
合は、図示のように、加速されたエッチング溶液の微小
液滴を金属材料の表と裏から同時に噴射する。

【００１２】

【発明の効果】本発明は、金属エッチング溶液を空気等
の気体と混合することで微小液滴とし、金属材料に噴射
するため、エッチング溶液の衝突により金属表面に加え
られる力を低減し、溶液噴射速度の高速化に伴うレジス
トの破壊及び剥離を引き起こすことなく、エッチング溶
液噴射の高速化を実現するものである。エッチング溶液
の微小液滴を金属表面に対して垂直に高速噴射すること
で、表面垂直方向のエッチング速度が向上し、サイドエ
ッチ現象の発現が低減される効果がある。

【００１３】微小液滴を高速噴射することで、金属表面
上のエッチング溶液の拡散が促進される。溶液拡散の促
進により、エッチング溶液の濃度が均一に保持され、エ
ッチング反応が金属材料表面全面にわたって均一に進行
し、エッチングむらの発生を低減する効果がある。ま
た、溶液拡散の促進によって、反応物が消費される固液
界面に反応物が連続的に効率よく供給され、エッチング
反応速度が向上する効果がある。さらに、溶液拡散の促
進によって、金属表面近傍の微小異物や反応生成物を速
やかにエッチング溶液中に拡散し、金属表面近傍から排
除する効果がある。

【００１４】また、エッチング溶液の金属表面への供給
形態が微小液滴であるので、エッチング溶液を直接金属
表面に供給する従来の方法と比べて、溶液噴射速度が等
しい場合金属表面単位面積当たりの溶液供給量は減少
し、そのためエッチング溶液の使用量を低減する効果が
あるが、エッチングの効果はむしろ向上する。更に金属
表面上ではエッチング溶液の溜まりが発生しにくくなる
ために、エッチングが均一に進行する効果がある。

【００１５】音速以上に加速されたエッチング溶液の微
小液滴を金属材料に供給すると、液滴の金属表面への衝
突により衝撃波が発生し、この衝撃波により金属表面上
での溶液拡散が更に促進されるため、前記エッチング速
度の向上、金属材料表面上のエッチング溶液濃度の均一
化、エッチング溶液の溜まりの解消、金属材料表面異物
の溶液中への拡散の効果が更に向上する。

【００１６】本発明によって、金属エッチング成形品製
造の金属エッチング工程における、加工精度の向上、ス
ループットの向上、エッチング溶液使用量の低減が可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における断面構造を示す説明図
である。

【符号の説明】

１…金属材料 ２…２流体ジェットノズル ３…エッチング溶液 ４…空気等の気体 ５…加速されたエッチング溶液の微小液滴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K057 WA11 WA20 WE08 WG08 WM04 WM06 WN01 WN03 5C027 HH11 5E339 BC01 BE13 BE16

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属表面をエッチングするための溶液と空
   気等の気体を混合して、微小液滴を発生させ、これを金
   属材料に噴射し、金属材料をエッチングする、金属エッ
   チング方法。
2. 【請求項２】金属エッチング溶液の微小液滴を、音速以
   上に加速して金属材料に噴射することを特徴とする、請
   求項１に記載の金属エッチング方法。