JP2003277955A - Method for working sheet metal using wet etching process - Google Patents

Method for working sheet metal using wet etching process

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JP2003277955A JP2002080587A JP2002080587A JP2003277955A JP 2003277955 A JP2003277955 A JP 2003277955A JP 2002080587 A JP2002080587 A JP 2002080587A JP 2002080587 A JP2002080587 A JP 2002080587A JP 2003277955 A JP2003277955 A JP 2003277955A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wet etching process which improves the anisotropic diffusion speed of an etchant existing on the surfaces of metallic electrodes in order to narrow the pitch of the terminals of the wet etching process and to manufacture lead frames of higher fineness and shadow masks of super-high fineness. <P>SOLUTION: The method for working a sheet metal uses the wet etching process in which a high-frequency electric current is impressed to the etchant in performing spray etching using a ferric chloride solution and the electromagnetic force excited by an induced magnetic field of 1,000 to 4,000 gauss in the magnetic flux density on a sheet substrate improves the anisotropic diffusion speed of the ferric chloride solution near the surface of the sheet metal to be etched, thereby improving the etching rate in the thickness direction of the sheet metal. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置用多ピン
リードフレームや高精細シヤドウマスク等のエッチング
部品の製造に使用されるウエットエッチング法を用いた
金属薄板加工方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for processing a thin metal plate using a wet etching method used for manufacturing an etching component such as a multi-pin lead frame for a semiconductor device or a high definition shadow mask.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年リードフレームは、半導体集積回路
の高密度化、高集積化が進んでいるため、多ピン化の要
求がされている。
2. Description of the Related Art In recent years, a lead frame has been required to have a large number of pins because a semiconductor integrated circuit has been highly integrated and highly integrated.

【0003】リードフレームの代表的な製造方法は二通
りあり、プレス法とエッチング法とがあるが、プレス法
では剪断応力による反り歪み等の問題があり、多ピン化
に対しては微細な加工に適したエッチング法が用いられ
ている。
There are two typical methods for manufacturing a lead frame, which are a pressing method and an etching method. However, the pressing method has problems such as warpage distortion due to shear stress, and fine processing for increasing the number of pins. A suitable etching method is used.

【0004】エッチング法によるリードフレームの製造
工程の一例を簡単に説明する。まず、素材となる金属薄
板に付着している油分や有機系のゴミなどをアルカリ脱
脂液にて除去する。次いで、フォトレジストをコートす
る際に、金属薄板表面へのフォトレジストの密着性を向
上させるために、金属薄板表面を酸処理する整面処理を
行う。次いで、金属薄板の両面に、例えば、ポリビニル
アルコール、及び重クロム酸アンモニウムを成分とする
水溶性のネガ型フォトレジストをコートする。次いで、
所定の遮光パターンを形成したガラスマスクを金属表面
に密着させ、紫外線を照射することでパターン露光し、
ガラスマスクの遮光パターン部以外の領域のフォトレジ
スト層を光重合させる。
An example of the manufacturing process of the lead frame by the etching method will be briefly described. First, the oil content and the organic dust adhering to the thin metal plate as a raw material are removed with an alkaline degreasing liquid. Next, when the photoresist is coated, a surface treatment for acid-treating the surface of the metal thin plate is performed in order to improve the adhesion of the photoresist to the surface of the metal thin plate. Then, both surfaces of the metal thin plate are coated with a water-soluble negative photoresist containing, for example, polyvinyl alcohol and ammonium dichromate as components. Then
A glass mask formed with a predetermined light-shielding pattern is brought into close contact with the metal surface, and pattern exposure is performed by irradiating ultraviolet rays,
The photoresist layer in the region other than the light shielding pattern portion of the glass mask is photopolymerized.

【0005】次いで、温水スプレーにて現像を行い未露
光部の感光性樹脂を除去後、残ったフォトレジストの硬
膜処理、及びバーニングを行う。次いで、金属薄板の両
面に形成したフォトレジストをマスクとしてエッチング
液をスプレーし、レジストより露出した金属部分を溶解
除去し、所定のパターンを有するリードフレームを形成
する。最後に不要となったフォトレジストを熱アルカリ
槽に浸漬除去する。
Next, after developing by hot water spray to remove the photosensitive resin in the unexposed area, the remaining photoresist is hardened and burned. Next, an etching solution is sprayed by using the photoresist formed on both sides of the thin metal plate as a mask to dissolve and remove the metal portion exposed from the resist to form a lead frame having a predetermined pattern. Finally, the unnecessary photoresist is immersed and removed in a hot alkaline bath.

【0006】また、シヤドウマスクは、カラー受像管の
ガラス管球表示部内側に形成された蛍光面に対向しその
内側に設置されるもので、金属薄板を素材とし貫通孔を
多数規則的に配穿させている。このシヤドウマスクは、
蛍光面形成にも使用され、また電子銃から放出される電
子線を蛍光面に正しく入射されるように設置される。
The shadow mask is installed inside the glass screen of the color picture tube facing the fluorescent surface formed inside the glass bulb display part. It is made of a thin metal plate and has a large number of through holes regularly formed. I am letting you. This shed mask is
It is also used for forming a fluorescent screen, and is installed so that an electron beam emitted from an electron gun is correctly incident on the fluorescent screen.

【0007】従来、高精細シヤドウマスクの製造は、厚
さ0.10mm程度の低炭素鋼金属薄板の両面を脱脂、
整面、洗浄処理した後、その両面にカゼインまたはポリ
ビニルアルコールと重クロム酸アンモニウムからなる水
溶性感光液を塗布乾燥して、フォトレジスト膜を形成す
る。ついで、所定のパターンを有する露光用マスクを介
して露光焼き付け、現像して、金属薄板両面に開孔領域
より金属薄板を露出させたレジスト膜を形成する。しか
るのち、このレジスト膜に対して硬膜処理、及びバーニ
ング処理を施した後、第一段階のエッチングを金属薄板
の一方の面(第1面)だけに行う。エッチング液には塩
化第二鉄液を用い、スプレーエッチングを行うのが通常
である。この第1面のエッチングの進度は、金属薄板を
貫通しないように途中で止めるのが肝要である。次い
で、金属薄板を水洗洗浄および乾燥後、前記第一段階の
第1面のエッチング面に、例えば熱軟化型樹脂若しくは
光硬化型の樹脂を塗布硬化させ、前記のエッチングで第
1面に形成された凹部を完全に埋め尽くす耐腐蝕性膜を
形成する。なお、この第1面は、小孔側であっても大孔
側であっても差し支えないが、多くの場合小孔側に行
う。
Conventionally, in the manufacture of a high-definition shead mask, both sides of a low carbon steel thin metal plate having a thickness of about 0.10 mm are degreased,
After surface conditioning and cleaning treatment, a water-soluble photosensitive solution composed of casein or polyvinyl alcohol and ammonium dichromate is applied on both surfaces and dried to form a photoresist film. Then, it is exposed and baked through an exposure mask having a predetermined pattern and developed to form a resist film on the both surfaces of which the metal thin plate is exposed from the open area. Then, after the resist film is subjected to a hardening treatment and a burning treatment, a first stage etching is performed only on one surface (first surface) of the thin metal plate. A ferric chloride solution is used as the etching solution, and spray etching is usually performed. It is essential that the progress of the etching of the first surface is stopped midway so as not to penetrate the thin metal plate. Next, after washing and drying the thin metal plate with water, a heat-softening resin or a photo-curing resin, for example, is applied and cured on the first surface of the first surface to be etched, and the first surface is formed by the above etching. A corrosion-resistant film that completely fills the recess is formed. The first surface may be on the small hole side or the large hole side, but in most cases, the first surface is formed on the small hole side.

【0008】続いて、他方の面側(第1面の裏面)をエ
ッチングして前記凹部に貫通する貫通孔を形成する。最
後に、耐腐蝕性膜およびフォトレジスト層を剥膜除去
し、不要部分を断裁取り除くことで、シヤドウマスクが
得られるものである。
Subsequently, the other surface side (back surface of the first surface) is etched to form a through hole penetrating the recess. Finally, the corrosion resistant film and the photoresist layer are stripped off and unnecessary portions are cut off to obtain a shadow mask.

【0009】上記シヤドウマスクの貫通孔は、シヤドウ
マスクがカラー受像管に組み込まれた際、電子線を正し
く蛍光面に導く役目をしている。そのため、シヤドウマ
スクに形成させるべき各貫通孔の形状、特に貫通部の孔
径は、シヤドウマスク製造前の設計段階において予め設
定されており、その孔径は、シヤドウマスクがカラー受
像管に組み込まれた際、カラー受像管が所望する性能を
発揮できるように設計されている。
The through-holes of the above shed mask serve to correctly guide the electron beam to the fluorescent screen when the shed mask is incorporated in the color picture tube. Therefore, the shape of each through-hole to be formed in the sheer mask, especially the hole diameter of the through-hole, is preset in the design stage before the manufacture of the sheer mask, and the hole diameter is a color image when the sheer mask is incorporated into a color picture tube. The tube is designed to provide the desired performance.

【0010】通常のカラー放送の再生に用いられるカラ
ー受像管においては、シヤドウマスクの貫通孔径は金属
薄板の板厚寸法より大きく、容易にウエットエッチング
する事ができていた。
In a color picture tube used for reproduction of ordinary color broadcasting, the through-hole diameter of the shear mask is larger than the plate thickness of the metal thin plate, and wet etching can be easily performed.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】さてこのようにウエッ
トエッチング方法で製造されるリードフレームやシヤド
ウマスクは、通常、図4に示したような断面形状を形成
する。
The lead frame and the shear mask produced by the wet etching method as described above usually have a cross-sectional shape as shown in FIG.

【0012】通常、ウエットエッチングの場合、レジス
ト膜より露出した金属薄膜へのエッチングは等方的に行
われるためサイドエッチングの問題が発生する。ここで
図5を用いて、サイドエッチングの問題を説明する。図
5に示すように、エッチング深度(エッチングで形成さ
れた凹部の深さ)をd、サイドエッチング量sをエッチ
ング所定巾に対してそれ以上の横方向の拡がり(レジス
ト膜下部へのエッチングの回り込み)とすると、エッチ
ングファクターFは、下記の(1)式のように定義され
る。 F = d/s ―――――(1)
Generally, in the case of wet etching, the metal thin film exposed from the resist film is isotropically etched, so that a problem of side etching occurs. Here, the problem of side etching will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5, the etching depth (the depth of the recess formed by etching) is d, and the side etching amount s is a lateral extension more than a predetermined etching width (etching around the lower part of the resist film). ), The etching factor F is defined by the following equation (1). F = d / s ――――― (1)

【0013】金属薄板をウエットエッチングする場合、
理想的にはサイドエッチング量sは小さく、エッチング
ファクターFが大きいことがパターン精度の向上につな
がり望ましい。しかし、通常のウエットエッチングで
は、エッチングファクターFは1〜2程度である。
When wet etching a thin metal plate,
Ideally, it is desirable that the side etching amount s is small and the etching factor F is large in order to improve the pattern accuracy. However, in normal wet etching, the etching factor F is about 1 to 2.

【0014】具体的にリードフレームについてサイドエ
ッチングの問題点を説明する。図4に示すようにエッチ
ング形状では、各リード部側(断)面にはサイドエッチ
ングのために隣合うバリ部5が形成されてしまう。この
ようなバリ部5が存在すると、隣合うバリ部5どうしが
接触し、ショート不良を発生する。ショート不良を発生
させないためには、隣合うバリ部5の間隔が最低でも5
0μm程度必要であり、インナーリードの端子ピッチが
制限されるという問題があった。
The problem of side etching of the lead frame will be specifically described. As shown in FIG. 4, in the etching shape, adjacent lead portions 5 are formed on the respective lead portion side (breaking) surfaces due to side etching. If such burr portions 5 are present, adjacent burr portions 5 come into contact with each other, causing a short circuit defect. In order to prevent a short circuit from occurring, the interval between adjacent burr parts 5 is at least 5
This requires about 0 μm, which causes a problem that the terminal pitch of the inner leads is limited.

【0015】また、前記隣合うバリ部5のために、形成
する貫通部より狭いピッチ巾1のリードフレームをエッ
チング形成するには、エッチングファクターFが1〜2
程度で等方的にエッチングが進むため、金属板をより薄
くするなどの方法を取らなければ、その製造がきわめて
困難であった。
In order to form a lead frame having a pitch width 1 narrower than the penetrating portion to be formed by etching due to the adjacent burr portions 5, the etching factor F is 1 to 2.
Since the etching proceeds isotropically to a certain extent, it is extremely difficult to manufacture the metal plate unless a method such as making the metal plate thinner is taken.

【0016】また、エッチング液を高圧でスプレーし、
サイドエッチング量sを小さくしてエッチングファクタ
ーFをあげるなどの工夫も行われている。しかし、より
薄くした金属薄板では面内で始めに抜けたインナーリー
ド部がスプレー圧で捩れたり、隣のインナーリード部に
接触するためエッチング液がうまくリードに当たらず、
エッチング不良になることもあった。そのため不良を多
発させないように、ある程度の強度を保つよう金属薄板
の板厚が制限され、インナーリードのピッチをこれ以上
狭めることできなかった。
Further, an etching solution is sprayed at high pressure,
Some efforts have been made to reduce the side etching amount s and increase the etching factor F. However, with thinner metal plates, the inner lead part that first comes off in the plane is twisted by the spray pressure, or the adjacent inner lead part comes into contact, so the etching solution does not hit the lead well,
There were also cases where etching was defective. Therefore, the thickness of the metal thin plate is limited so as to maintain a certain level of strength so as not to cause defects frequently, and the pitch of the inner leads cannot be further reduced.

【0017】半導体パッケージに使用される半導体集積
回路の高密度化、高集積化が近年さらに要求されてお
り、リードフレームにおいてはインナーリードの端子ピ
ッチの狭ピッチ化、微細化が要求されている。
In recent years, there has been a further demand for higher density and higher integration of semiconductor integrated circuits used in semiconductor packages, and in lead frames, there has been a demand for a narrower pitch and a finer terminal pitch of inner leads.

【0018】また、シヤドウマスクに関してもTVの高
精細化やパソコンなどのモニターの超高精細化の要求が
ある。そのため超高精細シヤドウマスクを製造する際に
もリードフレームと同様にシヤドウマスクの強度を確保
しつつ、狭ピッチ化を行われねばならない。しかし、前
述したように従来の製造方法ではサイドエッチングが避
けられず、要求される狭ピッチ化、微細化を行うことは
困難であった。本発明は係る問題点に鑑みなされたもの
で、狭ピッチ化、微細化を可能としたウエットエッチン
グ法を用いた金属薄板の加工方法を供給しようとするも
のである。
There is also a demand for high definition of TVs and super high definition of monitors for personal computers and the like for the shed mask. Therefore, when manufacturing an ultra-high definition shadow mask, the pitch must be narrowed while securing the strength of the shadow mask as in the lead frame. However, as described above, side etching is inevitable in the conventional manufacturing method, and it has been difficult to achieve the required narrow pitch and miniaturization. The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for processing a metal thin plate using a wet etching method, which enables narrowing of pitch and miniaturization.

【0019】一般に、リードフレームやシヤドウマスク
など鉄系の金属薄板材料のウエットエッチングでは、通
常塩化第二鉄液をエッチング液としたスプレーエッチン
グ法が用いられる。このエッチングは、第二鉄イオン
(Fe3+)が酸化剤として作用する酸化還元反応であ
り、以下のような段階を経る。
Generally, in wet etching of an iron-based thin metal plate material such as a lead frame or a shear mask, a spray etching method using a ferric chloride solution as an etching solution is usually used. This etching is a redox reaction in which ferric ion (Fe 3+ ) acts as an oxidizing agent, and goes through the following steps.

【0020】第一段階は、スプレー圧の拡散によって、
塩化第二鉄のFeCl3(Fe3+)が金属表面へ輸送さ
れる。
The first step is the diffusion of the spray pressure,
Ferric chloride FeCl 3 (Fe 3+ ) is transported to the metal surface.

【0021】第二段階は、金属表面において酸化還元反
応が起きる。前記酸化還元反応は下記(2)式に示す。
2FeCl3は、塩化第二鉄、3FeCl2は塩化第一鉄
で、 2FeCl3+Fe→3FeCl2 ―――――(2)
In the second step, a redox reaction occurs on the metal surface. The redox reaction is shown in the following equation (2).
2FeCl 3 is ferric chloride, 3FeCl 2 is ferrous chloride, and 2FeCl 3 + Fe → 3FeCl 2 ――――― (2)

【0022】Fe3+が金属表面へ吸着し、電子の授受が
行われ、金属表面からの生成物(FeCl2)が脱着さ
れる。
Fe 3+ is adsorbed on the metal surface, electrons are transferred and the product (FeCl 2 ) from the metal surface is desorbed.

【0023】第三段階は、前記拡散による前記生成物
(FeCl2 )がエッチング液中へ輸送される。
In the third step, the product of the diffusion (FeCl 2 ) is transported into the etching solution.

【0024】このように、エッチング液の拡散が律速と
なっており、通常ウエットエッチング法で使用されるス
プレー法ではスプレーの打力によりエッチング液を強制
的に拡散させている。しかしスプレーでは、金属面極近
傍のエッチング液は拡散スピードが遅い問題がある。ま
たエッチング液の流れが乱流となり、等方的にエッチン
グが進行するためサイドエッチの進行が避けられないこ
とが分かっている。
As described above, the diffusion of the etching solution is rate-determining, and in the spray method which is usually used in the wet etching method, the etching solution is forcedly diffused by the striking force of the spray. However, spraying has a problem in that the diffusion speed of the etching solution near the metal surface electrode is slow. Further, it is known that the flow of the etching solution becomes a turbulent flow and the etching proceeds isotropically, so that the side etching is inevitable.

【0025】本発明は前記課題解決するためになされた
もので、金属表面に存在するエッチング液の異方性拡散
スピードを向上させることにより、金属薄板の厚み方向
へのエッチング速度を向上させるエッチング方法を提供
するものである。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an etching method for improving the etching rate in the thickness direction of a thin metal plate by improving the anisotropic diffusion speed of the etching solution existing on the metal surface. Is provided.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
発明は、所定のパターンに従って金属薄板表面を露出さ
せたレジスト膜を形成する工程と、塩化第2鉄液をスプ
レーし、前記レジスト膜より露出させた金属薄板部位を
エッチングし貫通部とするエッチング工程とを有するウ
エットエッチング法を用いた金属薄膜加工方法におい
て、塩化第二鉄液を用いてスプレーエッチング加工する
時に、エッチング液に電磁力を発生させ用いることを特
徴とするウエットエッチング法を用いた金属薄板加工方
法である。
The invention according to claim 1 of the present invention comprises the steps of forming a resist film exposing the surface of a thin metal plate according to a predetermined pattern, and spraying ferric chloride solution to form the resist. In a method for processing a metal thin film using a wet etching method that has an etching step of etching a metal thin plate portion exposed from the film to form a penetrating portion, when performing a spray etching process using a ferric chloride solution, an electromagnetic wave is added to the etching solution. A thin metal plate processing method using a wet etching method characterized in that a force is generated and used.

【0027】本発明の請求項2に係る発明は、前記塩化
第二鉄液を用いてスプレーエッチング加工する時に、エ
ッチングチャンバー内に高周波電流を印加し、その誘導
磁場により励起された電磁力にて被エッチング金属薄板
面近傍の塩化第二鉄液の異方性拡散速度を向上させるこ
とにより、金属薄板の厚み方向へのエッチング速度を向
上させることを特徴とする請求項1記載のウエットエッ
チング法を用いた金属薄板加工方法である。
In the invention according to claim 2 of the present invention, when spray etching is performed using the ferric chloride solution, a high frequency current is applied to the inside of the etching chamber, and an electromagnetic force excited by the induced magnetic field is applied. 2. The wet etching method according to claim 1, wherein the etching rate in the thickness direction of the thin metal plate is improved by improving the anisotropic diffusion rate of the ferric chloride solution near the surface of the thin metal plate to be etched. This is the method of processing a thin metal plate used.

【0028】本発明の請求項3に係る発明は、前記塩化
第二鉄液を用いてスプレーエッチング加工する時に、薄
板基板上での磁束密度を1000ガウス〜4000ガウ
スとすることを特徴とする請求項1、又は請求項2記載
のウエットエッチング法を用いた金属薄板加工方法であ
る。
The invention according to claim 3 of the present invention is characterized in that the magnetic flux density on the thin plate substrate is 1000 gauss to 4000 gauss when spray etching is performed using the ferric chloride solution. A metal thin plate processing method using the wet etching method according to claim 1 or claim 2.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明に関するエッチング
装置の搬送ロールの一例を模式的に示す図1、及び本発
明の特徴とする電磁力作用を模式的に示す図2を用い
て、本発明の金属薄板加工方法の詳細を説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIG. 1 schematically showing an example of a transport roll of an etching apparatus according to the present invention, and FIG. 2 schematically showing an electromagnetic force action which is a feature of the present invention. The details of the metal thin plate processing method will be described.

【0030】まず、図1において、金属薄板9を搬送す
る搬送ロール8はステータコアとして機能させるため
に、鉄等の磁性体を芯材に用い、芯材表面にはシリコン
ゴム等をコーティングした構造となっている。金属薄板
9を挟み込むように上下に搬送ロール8を設置してお
り、この上下の搬送ロールへ各々高周波の電流を印加さ
せている。印加方向は軸方向としたもので、且つ上下搬
送ロールで逆方向としている。例えば、上部の搬送ロー
ル8aではロールの回転軸方向に奥方向に向かうように
(図中矢印C方向)、逆に、下部搬送ロール8bではロ
ールの回転軸方向に手前方向に向かうよう(図中矢印D
方向)逆方向に高周波の交流電流を印加させる。なお、
図示しないが上下よりエッチング液が金属薄板にスプレ
ーされている。
First, in FIG. 1, the transport roll 8 for transporting the thin metal plate 9 has a structure in which a magnetic material such as iron is used as a core material and the surface of the core material is coated with silicon rubber or the like in order to function as a stator core. Has become. The transport rolls 8 are installed above and below so as to sandwich the thin metal plate 9, and high-frequency currents are applied to the upper and lower transport rolls, respectively. The application direction is the axial direction, and the opposite direction is applied by the upper and lower transport rolls. For example, in the upper transport roll 8a, the roll transport shaft 8a is directed inward in the roll rotation direction (the direction of arrow C in the figure), and conversely, in the lower transport roll 8b, the roll transport shaft 8b is directed in the front direction (in the diagram). Arrow D
Direction) A high frequency alternating current is applied in the opposite direction. In addition,
Although not shown, the etching solution is sprayed onto the metal thin plate from above and below.

【0031】図2はスプレーエッチング中に上記高周波
の電流を印加した際、金属薄板断面6上に付着するエッ
チング液へ加わる力を説明する概略図を示した。
FIG. 2 is a schematic view for explaining the force applied to the etching liquid adhering to the cross section 6 of the metal thin plate when the high frequency current is applied during the spray etching.

【0032】例えば図2において、上部の搬送ロール8
aの軸方向に紙面上方向から下方向へ電気が印加され始
めると、搬送ロール8aの時計回り方向に(図中Ba方
向)磁界が発生する。この発生した磁界(Ba方向)によ
り、金属薄板6上にある鉄イオンのエッチング液中の鉄
錯体10(鉄イオン)に誘導電流が紙面下から上へ発生
する。前記鉄イオン10に磁界(Ba方向)と誘導電流が
作用し、フレミング左手の法則により、前記鉄イオン1
0には下向きの力が発生し、鉄イオン10は金属薄板表
面近傍へ接近移動する。逆に上搬送ロール8aへの電力
印画が弱まり始めると、反対に前記誘導電流が紙面上か
ら下へ発生する。これにより鉄イオン10には上向きの
力が発生し、鉄イオン10は金属薄板表面近傍から離反
移動する。下部搬送ロール8bにも同様に印加されるこ
とで、時計逆回り方向に(図中Bb方向)磁界が発生
し、エッチング液中の鉄イオンに上下方向の力が発生す
る。このように上下の搬送ロール8へ交流電流を印画す
ることで、エッチング液中の鉄イオン10を金属薄板表
面の垂直方向に原子レベルで上下方向に近接、離反の移
動させることが可能になる。金属薄板表面近傍のエッチ
ング液中の鉄イオンが垂直方向の拡散移動が起きる。
For example, in FIG. 2, the upper transfer roll 8
When electricity starts to be applied from the upper side to the lower side of the paper in the axial direction of a, a magnetic field is generated in the clockwise direction (Ba direction in the drawing) of the transport roll 8a. Due to the generated magnetic field (Ba direction), an induced current is generated in the iron complex 10 (iron ion) in the etching solution of iron ions on the metal thin plate 6 from the bottom to the top of the paper. A magnetic field (in the Ba direction) and an induced current act on the iron ions 10 to cause the iron ions 1 to move according to Fleming's left-hand rule.
A downward force is generated at 0, and the iron ions 10 move closer to the surface of the thin metal plate. On the contrary, when the electric power printing on the upper transport roll 8a starts to weaken, the induced current is generated from the top to the bottom of the paper. As a result, an upward force is generated in the iron ions 10, and the iron ions 10 move away from the vicinity of the surface of the thin metal plate. By being similarly applied to the lower transport roll 8b, a magnetic field is generated in the counterclockwise direction (Bb direction in the figure), and a vertical force is generated on the iron ions in the etching solution. By printing an alternating current on the upper and lower transport rolls 8 in this manner, it becomes possible to move the iron ions 10 in the etching solution vertically toward and away from the surface of the thin metal plate at the atomic level in the vertical direction. Iron ions in the etching solution near the surface of the thin metal plate diffuse and move in the vertical direction.

【0033】図3は、上下部の搬送ロール8で発生する
磁束密度とエッチングファクターFの関係を示すグラフ
である。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the magnetic flux density generated by the upper and lower transport rolls 8 and the etching factor F.

【0034】前記磁束密度1000ガウスでエッチング
ファクターF=2が得られ、磁束密度の増加と共に更に
増加することが分かった。さらに、4000ガウスまで
増加させエッチングファクターF=4の値を確認した。
磁束密度の増加と共に、エッチング液の異方性拡散スピ
ードが向上し、その効果によりエッチングファクターの
改善ができた。
It was found that the etching factor F = 2 was obtained at the magnetic flux density of 1000 gauss and further increased with the increase of the magnetic flux density. Further, the value was increased to 4000 gauss and the value of etching factor F = 4 was confirmed.
As the magnetic flux density was increased, the anisotropic diffusion speed of the etching solution was improved, and the effect was able to improve the etching factor.

【0035】[0035]

【作用】本発明のウエットエッチング法による金属薄板
加工方法は、リードフレームやシヤドウマスクなどのエ
ッチング部品を製造する際金属薄板の板厚を薄くするこ
となく(強度を確保しつつ)狭ピッチ化を達成できる。ま
た作用として、通常薄板をスプレーエッチングする場
合、スプレーチャンバー内では金属薄板がスプレーの圧
力で吹き飛び蛇行することを防止するために上下の搬送
ロールで挟みながら搬送している。従来の加工方法で
は、この搬送ロールで挟まれている部分は、直接スプレ
ーされないためエッチング液の拡散スピードが遅くな
り、生産性を低減させる一因となっている。しかし、本
発明では、この上下の搬送ロールにコイル電流を通電し
ているため、金属薄板が挟まれている箇所に最も電磁力
による異方性エッチングが進行されることが期待でき
る。
With the method for processing a thin metal plate by the wet etching method of the present invention, a narrow pitch can be achieved without reducing the thickness of the thin metal plate (while ensuring strength) when manufacturing an etched part such as a lead frame or a shadow mask. it can. In addition, as a function, in the case of spray etching a thin plate, the thin metal plate is conveyed while being sandwiched by upper and lower conveying rolls in order to prevent the thin metal plate from being blown and meandering in the spray chamber. In the conventional processing method, the portion sandwiched by the transport rolls is not directly sprayed, so that the diffusion speed of the etching solution is slowed, which is one of the causes for reducing the productivity. However, in the present invention, since the coil current is applied to the upper and lower transport rolls, it can be expected that the anisotropic etching by the electromagnetic force is most advanced in the portion where the thin metal plate is sandwiched.

【0036】以上のように本発明では、搬送ロールを通
過時に金属薄板にスプレーが当たっていなくてもエッチ
ングを継続することが可能となり生産性を向上させるこ
とができ、かつ異方性エッチングによる狭ピッチのパタ
ーンを形成することが可能になった。
As described above, according to the present invention, it is possible to continue the etching even if the thin metal plate is not sprayed when passing through the transport roll, and it is possible to improve the productivity and to narrow the width by anisotropic etching. It became possible to form a pitch pattern.

【0037】[0037]

【実施例】本発明をリードフレームの製造に用いた一実
施例を以下に示す。
EXAMPLE An example in which the present invention is used for manufacturing a lead frame is shown below.

【0038】〈実施例1〉リードフレーム用の金属材料
として、厚さ150μmの鉄とニッケルの合金である4
2材(金属材質名)を用いた製造工程を説明する。
Example 1 A metal material for a lead frame is an alloy of iron and nickel with a thickness of 150 μm.
A manufacturing process using two materials (metal material name) will be described.

【0039】まず、リードフレームの基板となる帯状の
金属薄板材料の両面に脱脂、整面処理を行った。次いで
ネガ型の感光樹脂液(重クロム酸カリウムを感光剤とし
たPVA(ポリビニルアルコール)水溶液)を金属薄板
材料の両面に塗布し、レジストを乾燥後、所定のパター
ンが遮光部となったマスクを用い、各々のマスクを金属
薄板材料の両面に密着させ、両面から同時に紫外線を照
射することによりパターン露光を行い、感光性樹脂の所
定パターン部以外の領域を光硬化させた。
First, degreasing and surface treatment were performed on both surfaces of a strip-shaped metal thin plate material which will be the substrate of the lead frame. Next, a negative photosensitive resin solution (PVA (polyvinyl alcohol) aqueous solution using potassium dichromate as a photosensitizer) is applied to both sides of the thin metal plate material, and after the resist is dried, a mask having a predetermined pattern as a light-shielding portion is formed. Using each mask, both surfaces of the thin metal plate material were brought into close contact with each other, and pattern exposure was performed by simultaneously irradiating ultraviolet rays from both surfaces to photo-cur the areas other than the predetermined pattern portion of the photosensitive resin.

【0040】次いで、温水スプレーにて現像を行い未露
光、未硬化部の感光性樹脂を除去後、残った樹脂レジス
トの硬膜処理およびバーニング処理を行った。次いで、
本発明に関するエッチング装置にてスプレーエッチング
を行った。その際図1に示すように搬送ロール8へ交流
電流を印加しながらスプレーエッチングを行った。金属
薄板材料への磁束密度は3500ガウスの条件(エッチ
ングファクターF=4)に設定し、金属薄板材料の両面
へ塩化第二鉄液(75℃、密度1500g/cm3)を
スプレーして第一エッチング工程を行った。このエッチ
ングは、インナーリード部の表面平坦幅が80μmにな
るまで金属薄板材料の両面をスプレーエッチングしたも
のである。
Next, after developing with a hot water spray to remove the unexposed and uncured photosensitive resin, the remaining resin resist was subjected to film hardening treatment and burning treatment. Then
Spray etching was performed with the etching apparatus according to the present invention. At that time, as shown in FIG. 1, spray etching was performed while applying an alternating current to the transport roll 8. The magnetic flux density to the sheet metal material is set to 3500 gauss (etching factor F = 4), and ferric chloride solution (75 ° C, density 1500 g / cm3) is sprayed on both sides of the sheet metal material for the first etching. The process was carried out. In this etching, both surfaces of the thin metal plate material are spray-etched until the surface flat width of the inner lead portion becomes 80 μm.

【0041】次いで、第1エッチングで形成された凹部
を充填するようにエッチング防止用ニスを塗布した。塗
布工程においては、金属薄板材料の片面(表面)に17
0℃で1000cpsまで軟化するエチレンーアクリル
酸共重合体樹脂であるホットメルト樹脂を、ダイコータ
ー方式で膜厚50μmに塗布し、エッチング防止用ニス
とした。
Next, a varnish for etching prevention was applied so as to fill the concave portion formed by the first etching. In the coating process, 17
A hot-melt resin, which is an ethylene-acrylic acid copolymer resin that softens to 1000 cps at 0 ° C., was applied to a film thickness of 50 μm by a die coater method to obtain an etching preventing varnish.

【0042】なお本実施では、隣り合うインナーリード
のくびれの部分に形成されるバリをより小さくし、ピッ
チをより小さくするため、ホットメルト樹脂を用いた2
段階エッチングを採用している。ここで使用するHMニ
スはアルカリ溶解型のワックスであり、また酸性のエッ
チング液には耐性があり、軟化点は90〜100℃にあ
るが、65℃程度である程度の柔軟性を有している。
In this embodiment, the hot melt resin is used in order to further reduce the burrs formed in the constricted portions of the adjacent inner leads and the pitch.
Adopts step etching. The HM varnish used here is an alkali-soluble wax, is resistant to acidic etching solutions, has a softening point of 90 to 100 ° C., but has some flexibility at about 65 ° C. .

【0043】次いで第二エッチング工程として本発明に
係わるエッチング装置にてスプレーエッチングを行っ
た。その際も図1に示すように搬送ロール8へ交流電流
を印加しながらスプレーエッチングしたものであり、金
属薄板材料への磁束密度が3500ガウスの条件(エッ
チングファクターF=4)に設定し、75℃、密度1.
500g/cm3の塩化第二鉄液をエッチング液とし、スプ
レー法により裏面側に第二エッチングを行った。これに
より、表面にエッチング形成した凹部と貫通する貫通部
を形成した。この時、まず第一エッチング工程にて表面
側からエッチングして形成したした凹部に充填されたエ
ッチング防止層まで第二エッチング工程でエッチングが
進んだとき、このエッチング防止層を形成したホットメ
ルト樹脂が軟化し、裏面からエッチングして形成された
貫通部より表面(第1面)にある程度飛び出してくる。
Next, as a second etching step, spray etching was performed with the etching apparatus according to the present invention. Also in this case, as shown in FIG. 1, spray etching was performed while applying an alternating current to the transfer roll 8, and the magnetic flux density to the thin metal plate material was set to 3500 gauss (etching factor F = 4), and 75 C, density 1.
Using a ferric chloride solution of 500 g / cm 3 as an etching solution, second etching was performed on the back surface side by a spray method. As a result, a penetrating portion that penetrates the recess formed on the surface by etching is formed. At this time, first, when the etching progresses in the second etching step up to the etching prevention layer filled in the recess formed by etching from the surface side in the first etching step, the hot melt resin forming this etching prevention layer is It softens and pops out to some extent from the penetrating part formed by etching from the back surface to the front surface (first surface).

【0044】そこから第一エッチング工程にて表面から
エッチング形成された凹部内にも、第二エッチング工程
でのエッチング液が流れ込み、鋭利に尖ったバリ部が電
気化学的に電荷が集中し選択的にエッチングされる。こ
のとき、本発明ではエッチング液の異方性エッチング効
果により、バリ部が集中的にエッチングされる。本実施
例では、第一エッチング工程で形成した表面の開口幅と
貫通部の幅が同じになったときに第二エッチング工程を
停止させ、リードフレームのエッチング工程を終了させ
た。
From there, the etching solution in the second etching step flows into the recesses formed by etching from the surface in the first etching step, and sharply pointed burrs electrochemically concentrate the electric charge to selectively remove the burrs. To be etched. At this time, in the present invention, the burr portion is intensively etched due to the anisotropic etching effect of the etching solution. In this example, when the opening width of the surface formed in the first etching step and the width of the penetrating portion became the same, the second etching step was stopped and the lead frame etching step was ended.

【0045】次いで、公知の方法によりエッチング防止
用ニスおよび樹脂レジストを除去したあとに、金属薄板
材料から必要な部分をプレス等により切断し抜き取り、
所望の多ピンリードフレームを得た。
Next, after removing the etching-preventing varnish and the resin resist by a known method, a necessary portion is cut out from the metal thin plate material by a press or the like,
The desired multi-pin lead frame was obtained.

【0046】なお、シヤドウマスクでも同様に貫通部分
にできるバリが集中的にエッチングされ、エッチング時
間が短くても、従来と同じ貫通孔を再現でき生産性を向
上できることができる。
Even in the case of the shear mask, burrs formed in the penetrating portion are also intensively etched, and even if the etching time is short, the same penetrating hole as in the conventional case can be reproduced and the productivity can be improved.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明のウエットエッチング法を用いた
金属薄板加工方法では、スプレーエッチングの際に電磁
力を利用することにより、金属表面に存在するエッチン
グ液の異方性拡散スピードを向上させることが、金属薄
板の厚さ方向のエッチング速度を向上させることができ
る。これにより、ウエットエッチング時のエッチングフ
ァクター値が改善ができる。これにより、本発明をリー
ドフレームの製造に用いた場合には、多ピン化、高密度
化に対応できるリードフレームを提供することが可能と
なり、かつ生産性をも向上できる。また、シヤドウマス
クの製造に用いた場合であっても、超ファインピッチの
製造を可能とし、かつ生産性を向上できる。
In the method for processing a thin metal plate using the wet etching method of the present invention, the anisotropic diffusion speed of the etching solution existing on the metal surface is improved by utilizing the electromagnetic force during the spray etching. However, the etching rate in the thickness direction of the metal thin plate can be improved. Thereby, the etching factor value at the time of wet etching can be improved. As a result, when the present invention is used for manufacturing a lead frame, it is possible to provide a lead frame that can cope with a high pin count and high density, and also improve productivity. Further, even when it is used for manufacturing a shear mask, it is possible to manufacture an ultra-fine pitch and improve productivity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係わるエッチング装置の要部を模式的
に示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a main part of an etching apparatus according to the present invention.

【図2】本発明の特徴とする電磁力作用を説明する概略
図である。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an electromagnetic force action that is a feature of the present invention.

【図3】エッチングファクターFと磁束密度の関係グラ
フである。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between etching factor F and magnetic flux density.

【図4】従来の加工方法で得られたエッチング部品の側
断面図を示す拡大図である。
FIG. 4 is an enlarged view showing a side sectional view of an etching component obtained by a conventional processing method.

【図5】エッチングファクターFの定義を説明する側断
面である。
FIG. 5 is a side cross-sectional view for explaining the definition of etching factor F.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ピッチ巾 2…表面平面巾 3…裏面平坦巾 4…材料厚 5…バリ部 6…金属薄板 7…レジスト 8、8a、8b…搬送ロール 9…金属薄板 10…エッチング液中の鉄錯体 1 ... Pitch width 2 ... Surface flat width 3 ... Flat width on the back 4 ... Material thickness 5 ... Burr section 6 ... Thin metal plate 7 ... Resist 8, 8a, 8b ... Conveyor rolls 9 ... Thin metal plate 10 ... Iron complex in etching solution

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所定のパターンに従って金属薄板表面を露
出させたレジスト膜を形成する工程と、塩化第2鉄液を
スプレーし、前記レジスト膜より露出させた金属薄板部
位をエッチングし貫通部とするエッチング工程とを有す
るウエットエッチング法を用いた金属薄膜加工方法にお
いて、塩化第二鉄液を用いてスプレーエッチング加工す
る時に、エッチング液に電磁力を発生させ用いることを
特徴とするウエットエッチング法を用いた金属薄板加工
方法。
1. A step of forming a resist film in which the surface of a metal thin plate is exposed according to a predetermined pattern, and a ferric chloride solution is sprayed, and the metal thin plate portion exposed from the resist film is etched to form a penetrating portion. In a method for processing a metal thin film using a wet etching method having an etching step, a wet etching method is used which is characterized in that an electromagnetic force is generated in the etching solution when spray etching is performed using a ferric chloride solution. Metal sheet processing method used.
【請求項2】前記塩化第二鉄液を用いてスプレーエッチ
ング加工する時に、エッチングチャンバー内に高周波電
流を印加し、その誘導磁場により励起された電磁力にて
被エッチング金属薄板面近傍の塩化第二鉄液の異方性拡
散速度を向上させることにより、金属薄板の厚み方向へ
のエッチング速度を向上させることを特徴とする請求項
1記載のウエットエッチング法を用いた金属薄板加工方
法。
2. When spray etching is performed using the ferric chloride solution, a high-frequency current is applied in the etching chamber, and the electromagnetic force excited by the induction magnetic field of the ferric chloride causes the chloride near the surface of the thin metal plate to be etched. 2. The method for processing a metal thin plate using the wet etching method according to claim 1, wherein the etching rate in the thickness direction of the metal thin plate is improved by improving the anisotropic diffusion rate of the ferric iron solution.
【請求項3】前記塩化第二鉄液を用いてスプレーエッチ
ング加工する時に、薄板基板上での磁束密度を1000
ガウス〜4000ガウスとすることを特徴とする請求項
1、又は請求項2記載のウエットエッチング法を用いた
金属薄板加工方法。
3. The magnetic flux density on the thin plate substrate is 1000 when spray etching is performed using the ferric chloride solution.
Gauss-4000 gauss is set, The metal thin plate processing method using the wet etching method of Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned.
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