JPH1083758A - シャドウマスクの製造方法 - Google Patents

シャドウマスクの製造方法

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JPH1083758A
JPH1083758A JP23523596A JP23523596A JPH1083758A JP H1083758 A JPH1083758 A JP H1083758A JP 23523596 A JP23523596 A JP 23523596A JP 23523596 A JP23523596 A JP 23523596A JP H1083758 A JPH1083758 A JP H1083758A
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JP
Japan
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etching
shadow mask
mask material
resist film
spray
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Application number
JP23523596A
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English (en)
Inventor
Hirotaka Fukagawa
弘隆 深川
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Toppan Inc
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Toppan Printing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】シャドウマスクの製造効率を下げることなく、
エッチング精度が良くエッチングムラの無い品質の良い
シャドウマスクが得られるシャドウマスクの製造方法を
提供する。 【解決手段】所定のパターンに従って板状の金属素材表
面を露出したフォトレジスト膜を形成したうえで、高
温、高比重のエッチング液を用い前記金属素材にエッチ
ングを行い、前記金属素材を貫通した多数の開孔を形成
する、フォトエッチング法を用いたシャドウマスクの製
造方法において、前記フォトレジスト膜の主剤をポリビ
ニルアルコールとし、金属素材のエッチングの際、エッ
チング液を金属素材にスプレーするスプレーエッチング
法により、 5〜10 Kgf/cm2 のスプレー圧にてエッチン
グを行うことを特徴とするシャドウマスクの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラー受像管等に
用いるシャドウマスク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
般的となっており、例えば、以下の図2の例に示すよう
な工程で製造されるものである。すなわち、シャドウマ
スクとなる金属素材(シャドウマスク材1)として、長
尺帯状または板状とした、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、露光用パターンマスク
を介し、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、次いで硬膜処理を行い、図2(a)に
示すようにシャドウマスク材1の表裏に各々小孔および
大孔の開孔を有するレジスト膜2を得る。
【0003】次いで、第一段階のエッチングをシャドウ
マスク材1の表裏両面から行ない、図2(b)に示すよ
うにシャドウマスク材1に小孔凹部3bおよび大孔凹部3a
を形成する。その際、エッチング液として塩化第二鉄液
を用い、 1.5〜 3.5 Kgf/cm 2 程度のスプレー圧にてエ
ッチング液をシャドウマスク材1にスプレー噴射する、
スプレーエッチング法を用いることが一般的となってい
る。
【0004】続いて、大孔側からのみシャドウマスク材
1をエッチングする第二エッチング工程を行ない、図2
(c)に示すように大孔側から小孔に貫通する開孔8を
形成する。最後に、図2(d)に示すようにレジスト膜
2を剥膜し、水洗乾燥等を行うことで、所定の配列に従
ってシャドウマスク材1を貫通した複数の開孔8を有す
るシャドウマスク4を得るものである。
【0005】なお、第二エッチング工程で小孔側が不要
にエッチングされることを防止するため、第一エッチン
グ工程後に、シャドウマスク材1の小孔側の面にフィル
ムを貼りつけた後に、または、第一エッチング工程後
に、シャドウマスク材1の小孔側の面に樹脂を塗布し、
小孔凹部3bを充填するエッチング防止層を形成した後
に、第二エッチングを大孔側から行う方法もある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】近年、シャドウマスク
においては、高精細シャドウマスクが要求されているも
のであり、上述したフォトエッチング法で形成されるパ
ターンも微小ピッチ、微細パターン化の要求が進んでい
る。
【0007】そのため、微小ピッチ、微細パターン化の
要求に応えたシャドウマスクを得る手段として、エッチ
ング時に高温、高比重、例えば液温70〜80℃、比重が1.
48〜1.52程度の第二塩化鉄液をエッチング液として用い
ることが有効であることが公知の事実となっている。す
なわち、高温、高比重のエッチング液にてシャドウマス
ク材1をエッチングすることで、エッチング処理の際に
避けて通れない、シャドウマスク材1へのサイドエッチ
ング現象を最小限に抑えることが出来るものである。そ
の結果、エッチングファクターの高い、エッチング精度
の良いエッチングパターンを形成することが可能となる
からである。なお、エッチングファクター値を算出する
式として、例えば以下の(式1)を用いるものである。
【0008】
【数1】
【0009】(式1)中のX、Y、およびDは、各々図
3に示す、エッチングで形成された凹部3の径、レジス
ト膜2に形成された開孔の径、凹部3の深さを示してい
る。(式1)より、(エッチングファクター)の値が大
きい程、レジスト膜に形成された開孔に対応した、サイ
ドエッチングの少ないエッチングがなされたことを示す
ものであり、エッチング精度が良いといえるものであ
る。さらに、高温、高比重のエッチング液を用いる有効
性として、形成されたエッチングパターン表面を凹凸の
無い滑らかな面とすることがあげられる。すなわち、エ
ッチングムラの無いパターンを形成することが可能とな
るものである。
【0010】しかし、微小ピッチ、微細パターン化した
シャドウマスクを得るべく高温、高比重のエッチング液
にてエッチングを行った場合、以下に記すような問題が
発生していたものである。
【0011】すなわち、シャドウマスクの製造効率が低
下するという問題である。一般に、金属素材(シャドウ
マスク材1)のエッチングに用いるエッチング液は、低
比重であれば粘度が低くなりエッチングスピードが速い
といる。しかし、上述したようにエッチング液を高比重
とした場合、エッチング液の粘度が上がりエッチングス
ピードが遅くなるといえ、エッチング処理に要する時間
が従来より長くなるものである。このため、高比重のエ
ッチング液を用いシャドウマスクを製造する場合、エッ
チング時間が長くなるため、シャドウマスクの製造に要
する時間が長くなり、単位時間当たりのシャドウマスク
の製造枚数が低下するものである。
【0012】本発明は、以上のような事情に鑑みなされ
たものであり、シャドウマスクの製造効率を下げること
なく、エッチング精度が良くエッチングムラの無い品質
の良いシャドウマスクが得られるシャドウマスクの製造
方法を提供することを目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、所
定のパターンに従って金属素材表面を露出したフォトレ
ジスト膜を形成したうえで、高温、高比重のエッチング
液を用い前記金属素材にエッチングを行い、前記金属素
材を貫通した多数の開孔を形成する、フォトエッチング
法を用いたシャドウマスクの製造方法において、前記フ
ォトレジスト膜の主剤をポリビニルアルコールとし、前
記金属素材のエッチングの際、エッチング液を金属素材
にスプレーするスプレーエッチング法により、 5〜10 K
gf/cm2 のスプレー圧にてエッチングを行うことを特徴
とするシャドウマスク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。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態例を
模式的に示す図面に基づき、説明を行う。図1に示すシ
ャドウマスク材1は、板厚0.13mmの長尺帯状とした、低
炭素鋼板または、鉄とニッケルよりなる低膨張性のアン
バー材である。ここで、シャドウマスク材1は、例え
ば、水 100重量部、ポリビニルアルコール11重量部、重
クロム酸アンモニウム 0.3重量部から成る、ポリビニル
アルコールを主剤とする水溶性の感光性樹脂を用い、パ
ターン露光、現像および、硬膜処理まで終了しており、
図2(a)に示すように、表裏面に各々小孔および大孔
の開孔を有するレジスト膜2を得ているものである。な
お、図1の例においては、シャドウマスク材1は搬送用
ローラー7等の搬送手段上を、図中左から右に搬送され
ているものである。
【0015】次いで、図1に示すように、エッチングチ
ャンバー5aにてシャドウマスク材1の表裏両面から第一
エッチング工程を行う。なお、第一エッチング工程にお
いては、大孔レジスト膜2a側を下面にしてエッチングを
行うものであり、これにより、図2(b)に示すように
シャドウマスク材1に中途までエッチングを行い、小孔
および大孔の凹部3を形成する。その際、高圧スプレー
ノズル6より、エッチング液として比重 1.485〜 1.52
5、液温75〜90℃の塩化第二鉄液を、スプレー圧 5〜10
Kgf/cm2 にてスプレーする高圧スプレーエッチングを
行った。
【0016】続いて、エッチングチャンバー5aを出たシ
ャドウマスク材を水洗洗浄した後、エッチングチャンバ
ー5bにて、大孔側からシャドウマスク材1をエッチング
する第二エッチング工程を行ない、図2(c)に示すよ
うに大孔側から小孔に貫通する開孔8を形成した。な
お、本実施例においては、第一エッチング工程と第二エ
ッチング工程との間に反転手段(図示せず)を設け、シ
ャドウマスク材1の大孔面と小孔面を反転しており、大
孔レジスト膜2a側を上面にして第二エッチングを行って
いるものである。第二エッチング工程においても、高圧
スプレーノズル6より、エッチング液として比重 1.485
〜 1.525、液温75〜90℃の塩化第二鉄液を、スプレー圧
5〜10 Kgf/cm2 にてスプレーする高圧スプレーエッチ
ングを行った。
【0017】次いで、エッチングチャンバー5bを出たシ
ャドウマスク材に、従来通り、レジスト膜2の剥膜を行
う剥膜処理、水洗洗浄等を行い図2(d)に示すシャド
ウマスク4を得たものである。
【0018】上述した実施例に記したように、本発明の
シャドウマスクの製造方法においては、高温、高比重の
エッチング液をスプレー圧 5〜10 Kgf/cm2 の高圧にて
シャドウマスク材にスプレーすることによりエッチング
を行っているものである。
【0019】従来、被エッチング部位に高圧にてエッチ
ング液をスプレーすることにより、エッチングスピード
が上昇することが知られている。すなわち、高圧でシャ
ドウマスク材1にエッチング液を接触させることによ
り、被エッチング部位では、エッチングで溶解された金
属を含みエッチング能力の低下した古いエッチング液
と、新鮮なエッチング液との交換が速やかに行われる等
の理由によるものである。このため、エッチング能力の
高い新鮮なエッチング液が常にシャドウマスク材1に接
触するためエッチングスピードが上昇するといえる。
【0020】そこで本発明者らは、この点に着目し、高
温、高比重のエッチング液を用いてエッチングを行う際
に、上述した図1の例に示したように、高温、高比重の
エッチング液を高圧にてスプレーすることを提案するも
のである。
【0021】すなわち、例え粘度の高いエッチング液で
あっても、高圧にてスプレーしシャドウマスク材と接触
させることにより、被エッチング部位ではエッチング能
力の高い新鮮なエッチング液が常に接触し、また、エッ
チング液とシャドウマスク材との接触が効率よく行われ
るものである。これにより、被エッチング部位ではエッ
チングイオンの移動が活発に行われるものであり、エッ
チングスピードを落とすこと無くエッチングがなされる
ものである。なお、スプレー圧を余り高くすると、後述
するレジスト膜の破損が生じる恐れがあるため、本発明
者らは、スプレー圧の上限を10 Kgf/cm2 とすることが
望ましいことを、経験的に得ているものである。
【0022】次いで本発明者らは、上述した高温、高比
重、高圧のエッチング液を用いてシャドウマスクの製造
を行う際、レジスト膜2を、ポリビニルアルコールを主
剤とする感光性樹脂にて形成することを提案するもので
あり、以下に理由を記す。
【0023】従来、レジスト膜2の材質として、カゼイ
ンを主剤とするもの、または、ポリビニルアルコールを
主剤とするものが主に用いられている。ここで、主剤を
カゼインとしたレジスト膜は、ポリビニルアルコールを
主剤とするものより硬く脆い性質を有しているといえ
る。
【0024】主剤をカゼインとしたレジスト膜に、高
温、高比重のエッチング液を高圧にてスプレーした場
合、レジスト膜2とシャドウマスク材1との密着力が弱
まり、レジスト膜2がシャドウマスク材1から剥離する
可能性が生じるものである。また、エッチング時のシャ
ドウマスク材1へのサイドエッチングにより、図2
(b)、図2(c)および、図3に示すように、レジス
ト膜2に形成された開孔部周辺では、レジスト膜2が凹
部3にオーバーハング状に出っ張った庇状となっている
ものである。ここで、主剤をカゼインとしたレジスト膜
は硬く脆いため、エッチング液のスプレー圧が高いと庇
部が折れ、レジスト膜に形成された開孔の形状が変形す
るといえる。このように、主剤をカゼインとしたレジス
ト膜では、高温、高比重、高圧としたエッチング液をス
プレーした場合、レジスト膜の剥離や、庇部の折れによ
りシャドウマスク材1は不要なエッチングを受けるとい
え、所望するエッチングパターンの形成が出来なくなる
といえる。
【0025】そのため、本発明者らは、カゼインを主剤
とするものよりシャドウマスク材1との密着性がよく、
かつ、粘りのあるポリビニルアルコールを主剤とした感
光性樹脂にてレジスト膜を形成することを提案するもの
である。これにより、上述した、高温、高比重のエッチ
ング液を用いた高圧エッチング中のレジスト膜の損傷
を、防ぐことができるものである。
【0026】以上のように、本発明のシャドウマスクの
製造方法においては、高温、高比重のエッチング液を用
いても、スプレー圧を 5〜10 Kgf/cm2 とした高圧のス
プレーエッチングを行うことで、エッチングスピードを
下げることなく、エッチング精度の良い、かつ、凹凸の
無い滑らかな面となったエッチングパターンを得ること
ができる。
【0027】なお、本発明の実施の形態は、上述した図
面および説明に限定されるものではなく、本発明の趣旨
に基づき種々の変形が可能なことはいうまでもない。例
えば、第二エッチング工程で小孔側凹部が不要なエッチ
ングを受けることを防ぐため、第一エッチング工程後
に、小孔側凹部にエッチング防止層を充填形成し、しか
る後、第二エッチングを行っても構わず、また、第一エ
ッチング工程後に小孔側の面にフィルムを貼りつけた後
に第二エッチングを行っても構わない。
【0028】
【発明の効果】本発明によるシャドウマスクの製造方法
では、高温、高比重のエッチング液を用いても、スプレ
ー圧を 5〜10 Kgf/cm2 とした高圧のスプレーエッチン
グを行うことで、エッチングファクターが高くエッチン
グ精度の良い、かつ、凹凸の無い滑らかな面となったエ
ッチングパターンを、エッチングスピードを下げること
なく得ることができる。すなわち、本発明は、微小ピッ
チ、微細パターン化が要求される高精細シャドウマスク
を効率よく得るうえで、実用上優れているといえる。
【0029】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のシャドウマスクの製造方法の一実施例
の要部を示す説明図。
【図2】(a) 〜(d) は、シャドウマスクの製造方法の一
例を工程順に示す説明図。
【図3】サイドエッチングの一例を示す説明図。
【符号の説明】
1 シャドウマスク材 2 レジスト膜 3 凹部 4 シャドウマスク 5 エッチングチャンバー 6 スプレーノズル 7 搬送用ローラー 8 開孔

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定のパターンに従って金属素材表面を露
    出したフォトレジスト膜を形成したうえで、高温、高比
    重のエッチング液を用い前記金属素材にエッチングを行
    い、前記金属素材を貫通した多数の開孔を形成する、フ
    ォトエッチング法を用いたシャドウマスクの製造方法に
    おいて、前記フォトレジスト膜の主剤をポリビニルアル
    コールとし、金属素材のエッチングの際、エッチング液
    を金属素材にスプレーするスプレーエッチング法によ
    り、5〜10 Kgf/cm2 のスプレー圧にてエッチングを行
    うことを特徴とするシャドウマスクの製造方法。
JP23523596A 1996-09-05 1996-09-05 シャドウマスクの製造方法 Pending JPH1083758A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016211060A (ja) * 2015-05-13 2016-12-15 株式会社メルテック 精密機械部品の製造方法および透過式エンコーダ用格子板

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016211060A (ja) * 2015-05-13 2016-12-15 株式会社メルテック 精密機械部品の製造方法および透過式エンコーダ用格子板

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