JPH08250022A - エッチング部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】フォトエッチング法によって金属素材上にエッ
チング部品を製造する方法に係わり、特に、エッチング
不良の生じないエッチング部品の製造方法を提供する。 【構成】フォトエッチング法を用いたエッチング部品の
製造方法において、レジスト膜形成工程後、かつ、エッ
チング工程前に、金属素材搬送方向に対し左右の金属素
材端部領域５を切断除去する手段を有し、金属素材端部
領域の切断除去を行なうことを特徴とするエッチング部
品の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フォトエッチング法に
よって金属素材上にエッチング部品を製造する方法に係
わる。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラー受像管等に用いるシャドウ
マスクまたは半導体装置用のリードフレーム等に代表さ
れるエッチング部品はフォトエッチング法により製造さ
れるのが一般的となっている。例えば、カラー受像管等
に用いるシャドウマスクは、以下の例に示すような工程
で造られる。すなわち、シャドウマスク材として例えば
板厚0.13mmの低炭素鋼板を用い、その両面を脱脂、整
面、洗浄処理した後、その両面に例えばカゼインやポリ
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
溶性の感光性樹脂を塗布乾燥して、レジスト膜を形成す
る。次いで、シャドウマスク材の一方の面に小孔像のネ
ガパターンを、他方の面に大孔像のネガパターンを露光
する。その後、温水にて、未露光未硬化のレジスト膜を
溶解する現像処理を行う。

【０００３】その後、レジスト膜に対して硬膜処理およ
びバーニング処理を施し、第一段階のエッチングを表裏
両面から行なう。エッチング液には塩化第二鉄のボーメ
濃度35〜50を用い、スプレー圧 1.5〜3.5kg/cm² のスプ
レーエッチングで行なうのが一般的である。

【０００４】次いで、シャドウマスク材を水洗洗浄およ
び乾燥後、小孔側に樹脂を塗布し、前段のエッチングで
形成された小孔側の凹部を完全に埋め尽くすエッチング
防止層を形成する。続いて、大孔側からのみシャドウマ
スク材をエッチングする第二エッチング工程を行ない、
大孔側から小孔に貫通する開孔を形成する。最後に、エ
ッチング防止層およびレジスト膜を剥がし、水洗乾燥し
てフラット型のシャドウマスクを得るものである。

【０００５】上述したフォトエッチング法によるエッチ
ング部品の製造方法では、例えばロールコート法等を用
い、帯状の金属素材表面に感光性樹脂が塗布される。感
光性樹脂が塗布され乾燥硬化しレジスト膜が形成される
までの間、感光性樹脂は流動性を持っており、たとえ均
一な膜厚で金属素材表面に塗布した感光性樹脂であって
も塗布後に表面張力等が働き、金属素材面上で部分的に
レジスト膜厚が異なる現象が生じるといえる。

【０００６】上述した表面張力等は金属素材の板端部か
ら多少内側の領域で特に強く作用するといえ、この結
果、感光性樹脂が乾燥硬化したレジスト膜は例えば図３
に示すような膜厚分布となっている。なお、図３は、後
述する図１のＫ−Ｋ線の部位の断面図である。図３中の
Ａの領域は、金属素材１の板端部であり、感光性樹脂が
表面張力等によりＢの領域に引っ張られたことで、Ａの
領域のレジスト膜７の膜厚は板端部に近づくにつれてテ
ーパー状に薄くなっている。またＢの領域は、表面張力
等が強く働く領域であり、周囲から感光性樹脂を集め、
Ｂの領域のレジスト膜７の膜厚は金属素材１の中央領域
のレジスト膜厚より厚くなっている。次いで、Ｃの領域
は板端部から離れ表面張力等の影響を受けず、所望され
る均一なレジスト膜厚となっている領域である。通常、
エッチング部品は金属素材のＣの領域内に形成され、Ａ
およびＢの領域の金属素材は不要領域としてエッチング
部品の材料としては使用されない部位である。

【０００７】従来、表面張力等により図３のような膜厚
分布を持つレジスト膜７が表面に形成された帯状の金属
素材は、そのまま製造工程内を搬送され、前述した工程
等に従って図３のＣの領域内にパターン露光を行った
後、エッチング工程等を行い、エッチング部品を得るも
のである。

【０００８】しかし、所望される膜厚から外れたレジス
ト膜、特に、所望される膜厚より薄い厚さのレジスト膜
を持つ金属素材部位にエッチングを行うと以下のような
不都合が生じていた。すなわち、図３中のＡの領域のレ
ジスト膜７は、レジスト膜として所望される膜厚より薄
くなっているためエッチング液への耐エッチング性が劣
っているといえ、Ａの領域においてはエッチング工程の
際、エッチング液がレジスト膜中に浸透し金属素材に接
触してしまう。そのためＡの領域におけるレジスト膜
は、下部の密着する基礎となっていた金属素材がエッチ
ングを受け溶解することで、金属素材から剥がれてしま
うといえる。

【０００９】エッチング工程中に金属素材から剥離した
板端部領域のレジスト膜は異物となり、金属素材に再付
着してしまう。その結果、図３中に示すＣの領域内の本
来エッチングが行われるべきレジスト膜から露出した金
属素材部位に異物が再付着した場合、この異物によりエ
ッチング液が金属素材に接触することを妨げられ、金属
素材にエッチングがなされず、これによりエッチング不
良をもたらすという問題が生じていた。

【００１０】また、Ａの領域の金属素材には本来行われ
るべきでない不要なエッチングが行われており、これに
よりエッチング工程で繰り返し使用されるエッチング液
の疲労が促進されるといえ、エッチング液の更新を頻繁
に行わねばならず資材の無駄となり、また、エッチング
液の品質管理も難しくなる等の問題もあった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な事情に鑑みなされたものであり、フォトエッチング法
により得られるエッチング部品に、エッチング不良が生
じないエッチング部品の製造方法を提供しようとするも
のである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、帯
状の金属素材の少なくとも一方の面に感光性樹脂を塗布
しレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、前記レ
ジスト膜に所定パターンを有する露光用マスクを介して
露光を行なう露光工程と、前記金属素材に現像を行ない
レジスト膜から所定パターンに従って一部金属面を露出
させる現像工程と、前記金属素材をエッチングして、金
属露出部分をエッチングする工程と、前記エッチング工
程後にレジスト膜を剥膜する剥膜工程とを少なくとも有
するフォトエッチング法を用いたエッチング部品の製造
方法において、前記レジスト膜形成工程後かつエッチン
グ工程前に、金属素材搬送方向に対し左右の金属素材端
部領域の切断除去を行なうことを特徴とするエッチング
部品の製造方法を提供することで、上記の課題を解決し
たものである。

【００１３】以下に本発明の例を示した図面を用い、説
明を行う。図１において、金属素材１は巻取りロールか
ら供給された長尺物の金属板であって、前述した（従来
の技術）の項に記したシャドウマスクの製造工程等に従
い両面を脱脂、整面、洗浄処理した後、その両面に例え
ばカゼインや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の感光性樹脂を、例えば塗布ロー
ル６等を用いることにより塗布し乾燥させレジスト膜を
形成しているものである。

【００１４】ここで本発明者らは本課題を解決すべく鋭
意検討を行い、前述した（従来の技術）の項で記したよ
うに、エッチング工程中に形状不良を起こす原因となる
異物を発生させる領域は、所望される膜厚となっていな
いレジスト膜を持つ金属素材１の板端部領域であること
に着目した。そこで、本発明者らは、所望される膜厚と
なっていないレジスト膜を持つ金属素材１の板端部領域
を取り除き、所望するレジスト膜厚を持つ金属素材部位
のみとし、これに対してエッチングを行うことを提案す
るものである。すなわち、搬送中の金属素材１の搬送方
向に対し左右の板端部領域に金属素材１を挟むよう各々
一対の丸刃を搬送方向と平行かつ金属素材面に直角に設
け、この丸刃により金属素材１の搬送方向に対し左右の
板端部領域を切断し除去するものである。

【００１５】ここで本発明は、例えば図１中に示すよう
に、駆動用モーター４と連動し金属素材１の搬送方向と
同一方向に回転している二対の丸刃２を金属素材１の両
板端部領域に各々位置させ、対となった丸刃２の間に金
属素材１を通すことで、図３に示すＡおよびＢの金属素
材１の板端部領域５を切断除去し、所望するレジスト膜
厚であり、かつ、均一なレジスト膜厚となっているＣの
領域のみとすることを特徴としている。

【００１６】しかる後、図３に示すＣの領域のみとなっ
た金属素材１’に対し従来通りのパターン露光工程、次
いで、現像工程、エッチング工程等の処理を行いシャド
ウマスクを得るものである。

【００１７】なお本発明に用いる金属素材１の両板端部
領域の切断除去手段の形態は、必ずしも図１の形態に限
定されるものではない。また、上記では金属素材１の板
端部領域の切断はパターン露光工程前と記しているが、
金属素材１の切断はパターン露光工程後または現像工程
後であっても良いといえる。要はレジスト膜形成後かつ
エッチング工程前に、レジスト膜厚が所望される値とな
っていない金属素材１の両板端部領域の切断除去を行な
い、しかる後、所望される均一のレジスト膜厚となって
いる金属素材１の中央部領域のみに対してエッチング工
程以後の公知の製造工程を行う構成になっていれば構わ
ないといえる。

【００１８】次いで本発明者らは、効率良く金属素材の
板端部領域を切断除去する条件を得るべく金属素材の板
厚および材質、または、丸刃の大きさ等を種々変えて実
際に金属素材の切断除去を行い、以下の丸刃の条件がエ
ッチング部品となる金属素材の切断除去に適すること
を、後述する実施例等から経験的に得ているものであ
る。なお、金属素材の板厚および材質として、シャドウ
マスクおよびリードフレーム等の金属製エッチング部品
として一般的に使用されている厚さ0.05〜 0.3mmの低炭
素鋼、鉄−ニッケル合金、銅またはステンレス鋼等を用
いた。

【００１９】すなわち、丸刃の条件として、 各丸刃２が直径 150mm以下かつ刃厚 5mm以上である
こと。なお、薄い丸刃を複数枚重ねて刃厚 5mm以上の一
枚の丸刃２としても構わないといえる。 金属素材１を挟む上下一対の丸刃２のクリアラン
ス、すなわち、図２に示すように上下一対の丸刃同志の
面の距離Ｘは 0〜0.02mmであること。 図２に示すように、上下一対の丸刃同志のオーバー
ラップ量Ｙは金属素材１の板厚以上であること。 丸刃２を固定する役目を持ち、駆動用モーター４に
連動して回転軸を中心に回転するホルダー３からの丸刃
２の突出量、すなわち、図２のＺは 0.3〜10mmであるこ
と。なお、丸刃２の中心と、ホルダー３の回転軸とは一
致しているものである。 各丸刃２の回転は、金属素材１の搬送速度をＶ、丸
刃の半径をＲとしたとき、以下の（数１）の式で表す角
速度Ｗをもつ回転であること、等の条件とすることが望
ましいといえる。

【００２０】

【数１】

【００２１】次いで、各丸刃２は上記の条件を維持しつ
つ、必要に応じ金属素材１の搬送方向に対し左右方向に
移動を可能とすることを提案するものである。これは、
使用する金属素材の幅が変化した場合に対応をとるとと
もに、塗布する感光性樹脂の種類、粘度または塗布膜厚
等により切断すべき板端部領域の幅が変化した場合に
も、金属素材端部からの丸刃の距離を可変とすることで
これに対応をとるものである。

【００２２】また本発明の変形として、切断された板端
部領域５の金属素材片を例えばチョッパー等の手段によ
り細断することがあげられる。一般的にエッチング部品
の素材として帯状の金属素材が用いられることが多く、
連続して製造を行うと切断された板端部領域５も帯状に
連続してしまう。このため、切断され帯状になった板端
部の金属素材片を放置したままにしておくと、例えばカ
ールし湾曲することで金属素材に接触し傷をつけたり、
設備に巻きつく等の可能性がある。これを防止するた
め、切断された板端部領域５の金属素材片を、例えばチ
ョッパー等の手段により細断し除去するものである。

【００２３】

【作用】本発明によるエッチング部品の製造方法では、
エッチング工程前に、レジスト膜が形成された金属素材
の板端部領域、すなわち、所望するレジスト膜厚より薄
くなっている領域を切断し除去している。これにより、
従来、レジスト膜厚が不十分のため不要なエッチングが
なされ異物を発生させていた金属素材の板端部領域がエ
ッチング工程に持ち込まれることを防止できる。

【００２４】

【実施例】本発明をシャドウマスクの製造に用いた実施
例を、以下に記す。 ＜実施例＞金属素材、すなわちシャドウマスク材とし
て、巻取りロールから供給された幅60cmの長尺物の金属
板であって、板厚0.13mmの低膨張性の鉄−ニッケル合金
材を用いた。

【００２５】次いで、シャドウマスク材に脱脂、整面処
理を行った後、ロールコート法にてシャドウマスク材表
面にポリビニルアルコールと重クロム酸アンモニウムか
らなる水溶性の感光性樹脂を塗布し、レジスト膜を形成
した。

【００２６】次いで、本発明による板端部領域の切断除
去手段として、図１に示すように直径 100mm、刃厚 5mm
の一対の丸刃をシャドウマスク材を挟むよう、シャドウ
マスク材の搬送方向に対し左右の板端部領域に各々、搬
送方向と平行かつシャドウマスク材面と直角に設けた。
なおこの時、図２のＸに示す一対の丸刃同志のクリアラ
ンスは0.01mmとし、図２のＹに示す一対の丸刃同志のオ
ーバーラップ量は0.15mmとした。また、駆動用モーター
と連動したホルダー３からの丸刃の突出量、すなわち図
２のＺは 0.4mmとした。

【００２７】次いで、上記の丸刃を駆動用モーターによ
り回転させ、対となった丸刃の間にシャドウマスク材１
を通し、シャドウマスク材１の板端から20mmの幅の部位
を不要領域として切断除去した。

【００２８】次いで、板端部領域を切断除去されたシャ
ドウマスク材１’に対し、パターン露光、現像、および
エッチング等の公知のシャドウマスクの製造方法に従い
処理を行い、シャドウマスクを得た。

【００２９】

【発明の効果】本発明によるエッチング部品の製造方法
では、エッチング工程前に、レジスト膜が形成された金
属素材の板端部領域、すなわち、所望するレジスト膜厚
より薄くなっている領域を切断し除去している。これに
より、従来、レジスト膜厚が不十分のため不要なエッチ
ングがなされ異物を発生させていた金属素材の板端部領
域がエッチング工程に持ち込まれることを防止してい
る。このため、従来のエッチング部品の製造方法で生じ
ていたエッチング不良、すなわち、金属素材板端部領域
のレジスト膜厚の薄い部位に不要なエッチングを受け、
板端部領域のレジスト膜が剥がれ異物となり金属素材に
再付着し、付着した異物が金属素材へのエッチングを妨
げることで生じていたエッチング不良を防止できる。

【００３０】また、金属素材への不要なエッチングが防
止できることで、エッチングに使用するエッチング液に
余分な負担が掛からず液の疲労が緩和され、エッチング
液の更新回数が減らせるといえ、これにより、エッチン
グ液の品質管理が容易になる等、本発明は高品質のエッ
チング部品を得るうえで実用上優れているといえる。

【００３１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるエッチング部品の製造方法の一実
施例の要部を示す斜視説明図。

【図２】本発明によるエッチング部品の製造方法に用い
る丸刃同志の位置関係の一例を示す説明図。

【図３】金属素材上に形成されたレジスト膜の膜厚分布
の一例を示す断面説明図。

【符号の説明】

１ 金属素材 ２ 丸刃 ３ ホルダー ４ 駆動用モーター ５ 板端部領域 ６ 塗布ロール ７ レジスト膜

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】帯状の金属素材の少なくとも一方の面に感
   光性樹脂を塗布しレジスト膜を形成するレジスト膜形成
   工程と、前記レジスト膜に所定パターンを有する露光用
   マスクを介して露光を行なう露光工程と、前記金属素材
   に現像を行ないレジスト膜から所定パターンに従って一
   部金属面を露出させる現像工程と、前記金属素材をエッ
   チングして、金属露出部分をエッチングする工程と、前
   記エッチング工程後にレジスト膜を剥膜する剥膜工程と
   を少なくとも有するフォトエッチング法を用いたエッチ
   ング部品の製造方法において、前記レジスト膜形成工程
   後かつエッチング工程前に、金属素材搬送方向に対し左
   右の金属素材端部領域の切断除去を行なうことを特徴と
   するエッチング部品の製造方法。
2. 【請求項２】請求項１記載のエッチング部品の製造方法
   に用いる金属素材端部領域の切断除去手段として、金属
   素材搬送方向に対し左右の金属素材端部領域に各々、金
   属素材を挟むよう上下で対となる二枚の丸刃を両刃先同
   志がオーバーラップ状態を保つよう金属素材搬送方向と
   平行かつ金属素材面と直角に設け、上下一対の丸刃の間
   に該金属素材の端部領域を通すことにより金属素材端部
   領域の切断を行うことを特徴とするエッチング部品の製
   造方法。
3. 【請求項３】金属素材を挟むよう上下で対となる丸刃の
   両刃先同志のオーバーラップ量を可変とした請求項２記
   載のエッチング部品の製造方法。
4. 【請求項４】上下一対の丸刃が金属素材搬送方向に対し
   左右方向に移動でき、金属素材端部からの丸刃の距離を
   可変とした請求項２または３記載のエッチング部品の製
   造方法。
5. 【請求項５】切断除去された金属素材片を細断する手段
   を具備した請求項２、３または４記載のエッチング部品
   の製造方法。